用于检测血红素加氧酶1(HO-1)的化合物、以及涉及所述化合物的方法和用途

2发现处于低水平，并且不是血红素诱导型。因此，ho-1是被体内的细胞应激刺激物(例如在斑块内出血(intraplaque haemorrhage,iph)后)诱导的唯一亚型，并在包括动脉粥样硬化和癌症在内的许多疾病中具有防御作用。因此，ho-1是血管健康和疾病的关键酶，也是冠状动脉斑块破裂和出血性中风的出血标志物。
8.尽管可以定量ho-1的活性，但所有现有的ho-1活性的检测都是破坏性、劳动密集型、半定量、不可靠、低通量且与活细胞的实时测量不兼容的。此外，这些检测几乎总是检测蛋白质水平而不是ho-1的活性，并且不能在单细胞基础上检测ho-1。目前本领域使用的典型检测已有几十年历史，涉及在不稳定的酶辅因子的复杂混合物中的细胞裂解。反应后，将混合物用氯仿提取并以分光光度法测量。该过程描述于tenhunen r,marver hs,schmid r.“the enzymatic conversion of hemoglobin to bilirubin”,trans assoc am physicians,1969；82:363-71；和pimstone nr,tenhunen r,seitz pt,marver hs,schmid r.“the enzymatic degradation of hemoglobin to bile pigments by macrophages”,j exp med 1971 june 1；133(6):1264-81。ho-1的动力学和定位是特别困难的，体内动态应用是不可行的。这些问题阻碍了对ho-1在病理生理学和药理学中的作用的阐明，以及临床转化，特别是在体内的。
9.因此，仍然需要一种可靠的用于活细胞或组织的ho-1检测方法。开发检测ho-1的化学探针也将特别用于检测例如iph和相关疾病，重要的是，在更严重的相关病况发作之前。


技术实现要素：

10.令人惊讶地发现，通过在第5位由荧光团修饰卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩，可以观察到ho-1的浓度和/或位置，因为ho-1作用于这些分子，从四吡咯或还原型四吡咯骨架裂解荧光团。这允许监测以ho-1过表达为特征的病况，例如斑块内出血、由斑块内出血和动脉粥样硬化导致的急性冠脉综合征和中风。
11.当卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩的四吡咯或还原型四吡咯骨架与荧光团呈荧光共振能量转移(fret)对时，这种效果是特别有利的，因为当ho-1作用于所述化合物时，来自荧光团的荧光受到调制(即增加或减少)。这证实了ho-1存在于荧光调制的位置，允许对ho-1进行更灵敏的检测，并可允许确定ho-1的浓度。
12.本发明的化合物的用途极为广泛并且可用于疾病的体内、体外和离体诊断。此外，它们可用作研究试剂，例如来确定ho-1的活性和/或存在。
13.因此，在第一方面，本发明提供由式i表示的化合物或其药学上可接受的盐：
[0014][0015]
其中所述化合物选自卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩，和其中：
[0016]
表示双键或单键；
[0017]
表示氮和m
n+
之间的配位键或共价键；
[0018]r1a
至r
1f
独立地选自h或一价烃基；或i)r
1a
和r
1b
一起形成环烃基(cyclocarbyl)，ii)r
1c
和r
1d
一起形成环烃基，iii)r
1e
与r
2a
一起形成环烃基，和/或iv)r
1f
与r4一起形成环烃基；
[0019]r2a
和r
2b
独立地选自h、一价烃基或二价烃基-a1基团，其中a1是x2或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor5、-csor5、-cosr5、-cssr5、-con(r5)2、-conhr5、-or5、-sr5、-n(r5)2、-nhr5、-ch(or5)2、-ch(or5)(sr5)、-ch(sr5)2、、其中r5是一价c1至c
5-烃基或x2，r6是c1至c5亚烷基；或r
2a
与r
1e
一起形成环烃基；
[0020]r3a
和r
3b
独立地选自h、-ch3、-ch2ch3、-oh、-och3、-ococh3、-sh、-sch3、-nh2、-nhch3、或-n(ch3)2；
[0021]
r4是二价c1至c
10-烃基-a2基团，或r4与r
1f
一起形成环烃基，所述环烃基被二价c1至c
10-烃基-a2基团取代或被单独的a2取代，其中a2是x3或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor7、-csor7、-cosr7、-cssr7、-con(r7)2、-conhr7、-or7、-sr7、-n(r7)2、-nhr
7-ch(or7)2、-ch(or7)(sr7)、-ch(sr7)2、、其中r7是一价c1至c
5-烃基或x3，r8是c1至c
5-亚烷基；
[0022]
l是连接基团；
[0023]
x、x2和x3是荧光团，其可以相同或不同；
[0024]mn+
是具有整数n的正电荷的阳离子，其中n为1至3；
[0025]
q是所述化合物的总电荷；和
[0026]
a、b、c和d各自独立地表示选自吡咯、吡咯啉或吡咯烷环的五元含氮杂环。
[0027]
在实施方案中，荧光团x与卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩的四吡咯和还原
型四吡咯骨架呈fret对。
[0028]
在实施方案中，在激发x后，在式i的化合物中来自x的荧光被猝灭。在另一实施方案中，在激发卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩的四吡咯或还原型四吡咯骨架后，在式i的化合物中来自x的荧光被观察到。这些效应可以是由于四吡咯或还原型四吡咯骨架与荧光团x的fret配对产生的。
[0029]
在另一方面，提供了根据本发明的化合物，其用于诊断方法，任选地，用于诊断以血红素加氧酶-1(ho-1)过表达为特征的疾病的方法。
[0030]
在其它方面，提供了根据本发明的化合物，其用于体内诊断斑块内出血、由斑块内出血和/或动脉粥样硬化导致的急性冠脉综合征和/或中风的方法。
[0031]
在一个方面，还提供了根据本发明的化合物，其用于治疗由斑块内出血和/或动脉粥样硬化导致的急性冠脉综合征和/或中风的方法。
[0032]
在其它方法，提供了一种用于体外和/或离体诊断斑块内出血、由斑块内出血和/或动脉粥样硬化导致的急性冠脉综合征和/或中风的方法，所述方法使用根据本发明的化合物。
[0033]
在其它方面，提供了一种对血红素加氧酶1和/或斑块内出血成像的方法，所述方法使用根据本发明的化合物。
[0034]
在其它方面，还提供了根据本发明的化合物在体外和/或离体诊断斑块内出血、由斑块内出血和/或动脉粥样硬化导致的急性冠脉综合征和/或中风中的用途。
[0035]
在一个方面，还提供了根据本发明的化合物作为造影剂在对血红素加氧酶1和/或斑块内出血成像中的用途。
[0036]
在一个方面，还提供了根据本发明的化合物作为研究试剂的用途，优选作为用于检测血红素加氧酶1的研究试剂的用途。
[0037]
在其它方面，提供了一种制备根据本发明的化合物的方法，所述方法包括使式via至vic的化合物或其药学上可接受的盐与具有式[z-x]
q”的化合物反应：
[0038][0039]
其中所述化合物为卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩，和其中：
[0040]
表示双键或单键；
[0041]
表示氮和m
n+
之间的配位键或共价键；
[0042]r1a
至r
1f
独立地选自h或一价烃基；或i)r
1a
和r
1b
一起形成环烃基，ii)r
1c
和r
1d
一起形成环烃基，iii)r
1e
与r
2a
一起形成环烃基，和/或iv)r
1f
与r4一起形成环烃基；
[0043]r2a
和r
2b
独立地选自h、一价烃基或二价烃基-a1基团，其中a1是x2或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor5、-csor5、-cosr5、-cssr5、-con(r5)2、-conhr5、-or5、-sr5、-n(r5)2、-nhr5、-ch(or5)2、-ch(or5)(sr5)、-ch(sr5)2、、其中r5是一价c1至c
5-烃基或x2，r6是c1至c5亚烷基；或r
2a
与r
1e
一起形成环烃基；
[0044]r3a
和r
3b
独立地选自h、-ch3、-ch2ch3、-oh、-och3、-ococh3、-sh、-sch3、-nh2、-nhch3、或-n(ch3)2；
[0045]
r4是二价c1至c
10-烃基-a2基团，或r4与r
1f
一起形成环烃基，所述环烃基被二价c1至c
10-烃基-a2基团取代或被单独的a2取代，其中a2是x3或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor7、-csor7、-cosr7、-cssr7、-con(r7)2、-conhr7、-or7、-sr7、-n(r7)2、-nhr
7-ch(or7)2、-ch(or7)(sr7)、-ch(sr7)2、
其中r7是一价c1至c
5-烃基或x3，r8是c1至c
5-亚烷基；
[0046]
l是连接基团；
[0047]
x2和x3是荧光团，其可以相同或不同；
[0048]mn+
是具有整数n的正电荷的阳离子，其中n为1至3；
[0049]
q’是所述化合物的总电荷；
[0050]
a、b、c和d各自独立地表示选自吡咯、吡咯啉或吡咯烷环的五元含氮杂环；和
[0051]
w包括叠氮化物或炔烃官能团，
[0052]
在式[z-x]
q”的化合物中，x为荧光团，其可与x2和x3相同或不同，q”是所述化合物的总电荷，z包括叠氮化物或炔烃官能团，
[0053]
其中w和z之一包括叠氮化物官能团，另一者包括炔烃官能团。
附图说明
[0054]
现将通过实施例并参照附图来描述本发明，其中：
[0055]
图1示出了在ph 7.4的pbs缓冲液中1、1h、1g和1f的吸收光谱；
[0056]
图2示出了在ph 7.4的pbs缓冲液中c3、c3g和1f的吸收光谱；
[0057]
图3示出了在ph 7.4的pbs缓冲液中1f的吸收光谱和发射光谱以及1e的吸收光谱；
[0058]
图4示出了在ph 7.4的pbs中1g、1h和1的发射光谱；
[0059]
图5示出了在氯仿中1g、1h和1的发射光谱；
[0060]
图6示出了在ph 7.4的pbs中c3和c3g的发射光谱；
[0061]
图7示出了在氯仿中c3和c3g的发射光谱；
[0062]
图8示出了在ph 7.4的pbs中1f与1相比较的发射光谱。
[0063]
图9示出了在大肠杆菌(e coli)裂解物中添加ho-1下1i的荧光的猝灭。
[0064]
图10示出了添加(顶部)和不添加(底部)nadph的情况下，在uv激发下在ho-1的存在下1的荧光；
[0065]
图11示出了在有或没有nadph的大肠杆菌裂解物中将1和c3与ho-1孵育、酸化和提取至氯仿后的香豆素发射强度的变化。在ph 7.4的pbs中记录光物理测量；
[0066]
图12以条形图示出了在有或没有nadph的大肠杆菌裂解物中将1和c3与ho-1一起孵育后荧光发射强度的平均变化。误差线计算为重复的标准偏差；
[0067]
图13示出了1的代谢，以及香豆素1i发射强度；
[0068]
图14示出了在与nadph以及作为参考的胆绿素孵育或不孵育的情况下，过表达ho-1的大肠杆菌裂解物中的1(a)和c3(b)的吸收光谱；
[0069]
图15示出了在添加和不添加nadph两种情况下，在ho-1的存在下在大肠杆菌裂解物中在320nm处的叠加在1(a)和c3(b)的lcms迹线上的1i的lcms迹线；
[0070]
图16示出了在存在ho-1和nadph的情况下1的maldi-ms光谱；
[0071]
图17示出了在存在ho-1和nadph的情况下c3的maldi-ms光谱；
[0072]
图18示出了一系列浓度的1、1i、血红素、铁和胆绿素在raw细胞中的毒性；和
[0073]
图19示出了在培养的人血液来源的炎症细胞中化合物1和c3的以任意荧光单位(afu)计的荧光活性。
具体实施方式
[0074]
出于本发明的目的，除非另有说明，否则本文所用的以下术语应理解为具有以下含义。未在下文中定义的其它术语应被理解为其在本领域的通常含义。
[0075]
卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩和异菌卟吩包括四吡咯或还原型四吡咯环体系，其中选自吡咯、吡咯啉或吡咯烷环的四个亚基在c2和c5位(也称为α-位)经由次甲基桥(＝ch-)相互连接以形成环。
[0076]
除非另有说明，本技术通篇使用卟啉和还原型卟啉中的四吡咯或还原型四吡咯环体系中的碳原子和氮原子的1至24编号方案。这一公认的编号方案描述于“iupac,compendium of chemical terminology”,第二版(the"gold book"),mcnaught,a.d.和wilkinson,a.编纂,1997 blackwell scientific publications,oxford(在线版本(2019至今)，由chalk,s.j.,isbn 0-9678550-9-8.https://doi.org/10.1351/goldbook创建)，和moss,g.p.,“nomenclature of tetrapyrroles,recommendations 1986iupac-iub joint commission on biochemical nomenclature(jcbn)”,eur j biochem.,1988,178(2),277-328。在该编号方案中，如下编号卟啉：
[0077][0078]
该编号系统也可以应用于还原型卟啉。在该编号系统中，第2、3、7、8、12、13、17和18位通常可被称为
‘
β-位’(即吡咯环的)或
‘
非稠合型碳原子’。类似地，第1、4、6、9、11、14、16和19位通常可被称为
‘
α-位’或
‘
稠合型碳原子’，而第5、10、15和20位通常可被称为
‘
中间位(meso-position)’。在另一种费舍尔编号系统中，第5位被称为α-位。
[0079]
出于命名的目的，饱和氮原子通常位于第21和23位。然而，四吡咯或还原型四吡咯环体系相对于这两个氢原子的位置是互变异构的，因此它们可以与任何两个相对的氮原子缔合，例如，饱和氮原子可以在第22和24位。在此，除非另有明确说明，否则对一种互变异构体的公开被认为是公开了由于移动这些饱和氮原子的位置而产生的该结构的所有互变异构体。典型地，互变异构体可以容易地相互转化，通常是通过质子或极少量的双键和单键的重新定位。
[0080]
本文的结构绘制为单共振形式。然而，共轭结构可以其它共振形式存在。
[0081]
如本文更详细描述的，四吡咯或还原型四吡咯骨架可包括取代基。取代基可以在第2、3、7、8、12、13、17和/或18位和/或第5、10、15和/或20位。当化合物是卟啉且四吡咯骨架被取代(即第2、3、7、8、12、13、17、18、5、10、15和20位中的至少一处与h以外的部分结合)并且环a至d的取代基不相同时，将出现所述结构的两种互变异构体。当化合物是二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩且还原型四吡咯骨架被取代(即第2、3、7、8、12、13、17、18、5、10、15和20位中的至少一处与h以外的部分结合)并且环a至d的取代基不相同时，可存在所述化合物的
多种异构体。这些异构体中的每一种转而可具有互变异构体。这些结构将在下文中进一步详细讨论。所示的异构体是在假设a至d的每一者都不相同的情况下绘制的。然而，如果环a至d中的一些是相同的，下文中讨论的可能的异构体的总数将减少。
[0082]
在卟啉与阳离子配位的情况下，与饱和氮原子(上文描述中的第21和23位)结合的两个氢原子被去质子化，产生具有-2形式电荷(formal-2charge)的四吡咯或还原型四吡咯骨架。这些带负电荷的氮原子与阳离子形成共价键。同时，其它两个氮原子(上述第22和24位)通过提供它们的孤电子对而与阳离子形成配位键。这对于二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩也是如此，下文中将进一步详细讨论。
[0083]
本文所用的
‘
卟啉’是指一组杂环大环有机化合物，其包括环状四吡咯骨架(即骨架包括四个修饰的吡咯亚基)。这种结构是共轭的，包括18π-电子芳族通路。
[0084]
卟啉相对于不参与该共轭体系的两个氢原子的位置而言是互变异构的。未取代的卟啉(通常称为卟啉)的两种互变异构体如表1所示。
[0085]
表1：
[0086][0087]
尽管这些互变异构体在本实例中实际上是相同的分子(作为结构的对称性的结果)，如将理解的，当环a至d不相同时(例如，如果分子围绕四吡咯骨架被非对称地取代)，情况可能并非如此。
[0088]
本文所用的
‘
二氢卟吩’是指其中饱和碳原子位于吡咯环之一的非稠合型碳原子处的还原型卟啉(二氢卟啉)。
[0089]
理论上，二氢卟吩可以包括还原型四吡咯骨架，取决于哪个环被还原，所述骨架包括三个吡咯亚基和一个吡咯啉亚基。这些结构包含18π-电子芳族通路。优选保留芳族结构，因此还原型四吡咯骨架优选包括三个吡咯亚基和一个吡咯啉亚基，保持18π-电子芳族通路。
[0090]
保留芳族通路的未取代的二氢卟吩(通常称为二氢卟吩(clorin))的两种可能的互变异构体示于表2。
[0091]
表2：
[0092][0093]
在这两种结构中，环a被还原，然而骨架的其余部分的共轭不同。两种互变异构体都包括18π-电子芳族通路。然而，与互变异构体2相比，互变异构体1的18π-电子芳族通路并
入了吡咯啉a的氮孤电子对，所述吡咯啉a变得在芳族体系中离域(delocalised)，从而降低了其芳族特性。因此，互变异构体2是优选的。为了保持该18π-电子芳族通路，仅具有不饱和氮原子(例如上述编号描述中的第22和24位)的吡咯可以被还原，意味着由具有饱和氮原子(例如上述第21和23位)的吡咯的还原而产生的互变异构体较不优选。
[0094]
如果环a至d不相同(例如，如果分子关于还原型四吡咯骨架被非对称地取代)，则二氢卟吩可以包括多种异构体，这取决于哪个吡咯环被还原。因此，二氢卟吩可以包括表3中的结构。注意，仅包括那些保持18π-电子芳族通路的结构。
[0095]
表3：
[0096][0097]
这些结构是基于环a至d都不相同的假设。然而，取决于环a至d的取代模式，这些结构中的一些可以是相同的。
[0098]
本文所用的
‘
细菌卟吩’是指其中饱和碳原子位于两个对角相对的吡咯环的非稠合型碳原子处的还原型卟啉(四氢卟啉)。因此，还原型四吡咯骨架保持18π-电子芳族通路。
[0099]
细菌卟吩包括还原型四吡咯骨架，所述骨架包括两个吡咯亚基和两个吡咯啉亚基。
[0100]
由于需要对角相对的环的非稠合型碳原子被还原，仅具有不饱和氮原子(例如，上述描述中的第22和24位)的吡咯可以被还原，因为这些都包括非稠合型碳原子之间的双键并且彼此对角相对。而具有饱和氮原子(例如，上述第21和23位)的吡咯则不然。因此，互变异构体无法形成且不包括在进一步讨论中。
[0101]
如果环a至d不相同(例如，如果分子关于还原型四吡咯骨架被非对称地取代)，则细菌卟吩可以包括多种异构体，这取决于哪一对吡咯环被还原。因此，未取代的细菌卟吩
(通常称为细菌卟吩)的可能的结构示于表4。
[0102]
表4：
[0103][0104]
这些结构是基于环a至d都不相同的假设。然而，取决于环a至d的取代模式，这些结构中的一些可以是相同的。
[0105]
此处使用的
‘
异菌卟吩’是指其中饱和碳原子位于两个相邻吡咯环的非稠合型碳原子处的还原型卟啉(四氢卟啉)。因此，还原型四吡咯骨架包括16π-电子共轭体系，并且不是芳族的。
[0106]
异菌卟吩包括还原型四吡咯骨架，所述骨架包括两个吡咯亚基和一个吡咯啉亚基和一个吡咯烷亚基。
[0107]
如果环a至d不相同(例如，如果分子关于还原型四吡咯骨架被非对称地取代)，则异菌卟吩可以包括多种异构体，取决于哪一对吡咯环被还原。这些结构中的每一种都可以作为互变异构体存在。因此，未取代的异菌卟吩(通常称为异菌卟吩)可包括表5中的结构。
[0108]
表5：
[0109][0110]
这些结构是基于环a至d都不相同的假设。然而，取决于环a至d的取代模式，这些结构中的一些可以是相同的。
[0111]
本文所用的术语
‘
烃基’是指包括氢和碳原子的主要部分的一价或二价基团，优选仅由氢和碳原子组成，该基团可以是芳族或脂族的，优选是脂族的，饱和或不饱和的，优选是饱和的，支化或不支化的，并含有1至20个原子(c1至c20)、优选1至12个原子(c1至c12)、更优选1至6个原子(c1至c6)。在优选实施方案中，烃基是含有1至20个碳原子的脂族基团。
[0112]
烃基可以是完全脂族的，也可以是脂族和芳族部分的组合。因此，烃基的实例包括无环基团，以及组合了一个以上的无环部分和一个以上的环状部分的基团，所述环状部分可选自环状烷基和芳基。
[0113]
脂族烃基的实例包括无环基团、非芳族环状基团以及包括无环部分和非芳族环状部分的基团。这些基团包括烷基、亚烷基、烯基、炔基和碳环基(carbocyclyl)(例如环烷基或环烯基)。芳族烃基的实例包括芳基和杂芳基。
[0114]
另外地或可选地，烃基的一个以上的碳原子以及与所述碳原子连接的任何取代基可以被氧原子(-o-)、氮原子(-nr-)(其中r是h或烷基)、或硫原子(-s-)替代，优选氧原子，条件是所述氧原子、氮原子或硫原子不与另一杂原子键合。在这样的实施方案中，烃基可包括醚、胺或硫醚。在实施方案中，多至20％的链原子是杂原子，优选多至10％。在其它实施方案中，链中存在1至3个的杂原子，优选1或2，最优选1。
[0115]
烃基可以被一种以上的基团取代，例如，包括一种以上的杂原子的烷基、芳基或杂芳基或其组合。烃基可被一种以上的基团取代，所述基团优选选自羟基(-oh)、羧酸(-cooh)
基团和c1至c5酯(-coo(c1至c5烷基))，更优选选自羧酸(-cooh)基团和c1至c5酯(-coo(c1至c5烷基))，最优选羧酸(-cooh)基团。
[0116]
术语
‘
环烃基(cyclocarbyl)’在此用于是指环状烃基(cyclic hydrocarbyl)，其中烃基是如上定义的。环烃基可以包括一个以上的双键。所述环可以是也可以不是芳族的。杂环可包含3至10个碳原子并且可任选地具有与其连接的烷基。杂环基团的实例包括含有3至8个碳原子、例如4至6个碳原子的基团。
[0117]
本文所用的术语
‘
杂环’是指包含一个以上的杂原子的环烃基，优选选自氮、氧和硫。杂环可以包括一个以上的双键。所述环可以是也可以不是芳族的。杂环可以包含3至10个碳原子并且可以任选地具有与其连接的烷基。杂环基团的实例包括含有3至8个碳原子、例如4至6个碳原子的基团。特别的实例包括含有3、4、5或6个环碳原子的杂环基团。含氮杂环基团包括吡咯、吡咯啉或吡咯烷环。
[0118]
本文所用的术语
‘
烷基’是指含有1至20个碳原子的、仅由氢和碳原子组成的一价直链或支链烃基。烷基的实例包括含有1至20个碳原子(c1至c20)、优选1至12个原子(c1至c12)、更优选1至6个原子(c1至c6)的烷基。特别的实例包括含有1、2、3、4、6、8、10、12或14个碳原子的烷基。除非另外特别指出，否则术语
‘
烷基’不包括任选的取代基。
[0119]
本文所用的术语
‘
亚烷基’是指含有1至20个碳原子的、仅由氢和碳原子组成的二价直链或支链烃基。烷基的实例包括含有1至20个碳原子(c1至c20)、优选1至12个原子(c1至c12)、更优选1至6个原子(c1至c6)的烷基。特别的实例包括含有1、2、3、4、5或6个碳原子的亚烷基。除非另外特别指出，否则术语
‘
亚烷基’不包括任选的取代基。
[0120]
本文所用的术语
‘
环烷基’是指含有3至20个碳原子并含有至少一个环的一价饱和脂族烃基，其中所述环至少有3个环碳原子。本文提及的环烷基可以任选地具有与其连接的烷基。环烷基的实例包括含有3至16个碳原子、例如3至10个碳原子的环烷基。特别的实例包括含有3、4、5或6个环碳原子的环烷基。环烷基的实例包括为单环、多环(例如双环)或桥环体系的基团。环烷基的实例包括环丙基、环丁基、环戊基、和环己基等。
‘
杂环烷基’是指其中一个以上的碳原子被杂原子如氮、氧或硫替代的环烷基。
‘
环烯基’对应于含有至少一个碳-碳双键的非芳族环烷基。
‘
杂环烯基’对应于其中一个以上的碳原子被杂原子如氮、氧或硫替代的环烯基。
[0121]
本文所用的术语
‘
烯基’是指含有2至20个碳原子并且另外含有、除非特别说明、e或z构型的至少一个碳-碳双键的一价直链或支链烷基。烯基的实例包括含有2至20个碳原子(c2至c20)、优选2至12个原子(c2至c12)、更优选2至6个原子(c2至c6)的烯基。特别的实例包括含有2、3、4、5或6个碳原子的烯基。烯基的实例包括乙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、和3-己烯基等。
[0122]
本文所用的术语
‘
芳基’是指含有6至14个环碳原子的芳族碳环环体系。芳基的实例包括含有6至10个环碳原子、例如6个环碳原子的芳基。芳基的实例包括为单环芳族环体系或含有两个以上的环、至少一个是芳族环的多环环体系的基团。芳基的实例包括除了环碳原子以外还包括1至6个环外(exocyclic)碳原子的芳基。芳基的实例包括根据需要为一价或多价的芳基。一价芳基的实例包括苯基、苄基萘基、芴基、薁基(azulenyl)、茚基、和蒽基等。二价芳基的实例为1,4-亚苯基。术语
‘
杂芳基’是指如上述对于芳基所定义的芳族碳环环体系，进一步包括一个以上的杂原子，特别是选自氮、氧和/或硫的杂原子。
csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor7、-csor7、-cosr7、-cssr7、-con(r7)2、-conhr7、-or7、-sr7、-n(r7)2、-nhr
7-ch(or7)2、-ch(or7)(sr7)、-ch(sr7)2、、其中r7是一价c1至c
5-烃基或x3，r8是c1至c
5-亚烷基；
[0133]
l是连接基团；
[0134]
x、x2和x3是荧光团，其可以相同或不同；
[0135]mn+
是具有整数n的正电荷的阳离子，其中n为1至3；
[0136]
q是所述化合物的总电荷；和
[0137]
a、b、c和d各自独立地表示选自吡咯、吡咯啉或吡咯烷环的五元含氮杂环。
[0138]
优选地，r
1a
和r
1b
对、r
1c
和r
1d
对、r
1e
和r
2a
对、以及r
1f
和r4对不形成环烃基。因此，在实施方案中，r
1a
至r
1f
独立地选自h或一价烃基；
[0139]r2a
和r
2b
独立地选自h、一价烃基或二价烃基-a1基团，其中a1是x2或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor5、-csor5、-cosr5、-cssr5、-con(r5)2、-conhr5、-or5、-sr5、-n(r5)2、-nhr5、-ch(or5)2、-ch(or5)(sr5)、-ch(sr5)2、、其中r5是一价c1至c
5-烃基或x2，r6是c1至c5亚烷基；r
3a
和r
3b
独立地选自h、-ch3、-ch2ch3、-oh、-och3、-ococh3、-sh、-sch3、-nh2、-nhch3、或-n(ch3)2；和
[0140]
r4是二价c1至c
10-烃基-a2基团，其中a2是x3或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor7、-csor7、-cosr7、-cssr7、-con(r7)2、-conhr7、-or7、-sr7、-n(r7)2、-nhr
7-ch(or7)2、-ch(or7)(sr7)、-ch(sr7)2、其中r7是一价c1至c
5-烃基或x3，r8是c1至c
5-亚烷基。其余取代基为如上所限定的。
[0141]
式i中，表示双键或单键，表示氮和m
n+
之间的配位键或共价键，a、b、c和d各自表示五元含氮杂环，所述五元含氮杂环选自吡咯、吡咯啉或吡咯烷环。由于规定所述化合物选自卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩，双键和单键的位置、氮和m
n+
之间的哪个键是配位键和哪个是共价键、以及环a至d的身份(identity)对技术人员而言是显而易见的。
[0142]
如上所述，式i的卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩和异菌卟吩可作为互变异构体存在。由于式i中的环a至d不相同，也将会有二氢卟吩、细菌卟吩和异菌卟吩的多种异构体，取决于哪个环被还原。如上文所讨论的，这些异构体也可具有互变异构体。式i包括这些分子的所有异构体和互变异构体，只要它们在卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩的定义的范围内。
[0143]
因此，在化合物选自卟啉的实施方案中，所述化合物可由式iia或iib表示或其药学上可接受的盐：
[0144][0145]
在化合物选自二氢卟吩的实施方案中，所述化合物可由式iiia至iiid中的任一者表示或其药学上可接受的盐：
[0146][0147]
在化合物选自细菌卟吩的实施方案中，所述化合物可由式iva或ivb表示或其药学上可接受的盐：
[0148][0149]
在化合物选自异菌卟吩的实施方案中，它可由式va至vh中的任一者表示或其药学上可接受的盐：
[0150][0151]
在式iia至vh中，
→
表示氮和m
n+
之间的配位键。n和m
n+
之间的实键(solid bond)表示共价键(即失去质子的nh之间)。
[0152]
对式iia、iib、iiia至iiid、iva、ivb和va至vh的r
1a
至r
1f
、r
2a
、r
2b
、r
3a
、r
3b
、r4、l、x、mn+
和q的定义与对于式i所限定的那些相同。式iia、iib、iiia至iiid、iva、ivb和va至vh是式i的。式iia、iib、iiia至iiid、iva、ivb和va至vh涵盖了共振结构，并且不旨在仅限于所示的共振形式。
[0153]r1a
至r
1f
可以独立地选自h或一价烃基，如上文所限定的。可选地，r
1a
和r
1b
对、r
1c
和r
1d
对、r
1e
和r
2a
对、以及r
1f
和r4对中的一个以上被连接以形成环烃基。环烃基可以选自环烷基、杂环烷基、环烯基、杂环烯基、芳基或杂芳基。环烃基可以是c4至c8环，优选c5至c6环。环烃基可与四吡咯或还原型四吡咯骨架的吡咯、吡咯啉或吡咯烷环形成多环环体系。所述环烃基可以是取代的或未取代的。
[0154]
在r4与r
1f
一起形成环烃基的实施方案中，该环被二价c1至c
10-烃基-a2基团取代或被单独的a2取代，其中a2如本文所限定的。优选地，此类取代基位于靠近r
2b
基团的环位置(可选地，距离r
3b
最远的环位置)。
[0155]
在优选实施方案中，r
1a
至r
1f
、r
2a
、r
2b
和r4中的一者以上、优选全部、选自h或一价烃基。
[0156]
在实施方案中，r
1a
至r
1f
可独立地选自h或一价c1至c
6-烃基，优选h、c1至c
3-烷基或c1至c3烯基，更优选h、c1至c
2-烷基或c1至c
2-烯基(即h、-ch3、ch2ch3或-ch＝ch2)，最优选-ch3。
[0157]r2a
和r
2b
优选独立地选自h、一价烃基或二价烃基-a1基团。二价烃基-a1基团是x2或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor5、-csor5、-cosr5、-cssr5、-con(r5)2、-conhr5、-or5、-sr5、-n(r5)2、-nhr5、-ch(or5)2、-ch(or5)(sr5)、-ch(sr5)2、、其中r5是一价c1至c
5-烃基或x2，r6是c1至c
5-亚烷基。可选地，r
2a
可与r
1e
一起形成碳环，如上所述。在该实施方案中，r
2b
仍选自h、一价烃基或一价烃基-a1基团，如上所限定的。
[0158]
在实施方案中，r
2a
和r
2b
独立地选自h、一价c1至c
10-烃基或二价c1至c
10-烃基-a1基团。其中，a1是x2或选自以下的末端基团：-cooh、-coor5、-conh2、-con(r5)2、-oh、-sh、或-nh2，其中r5是一价c1至c
5-烃基。在优选实施方案中，r
2a
和r
2b
独立地选自h、-ch3、-(ch2)n’-ch3、-(ch2)n’-cooh、-(ch2)n’-cooch3或-(ch2)n’-cooch2ch3，其中n’为1至3，并且更优选r
2a
和r
2b
独立地选自-ch
2-ch
2-cooh或-ch
2-ch
2-cooch3，最优选r
2a
和r
2b
为-ch
2-ch
2-cooh。优选地，r
2a
选自-ch
2-ch
2-cooh或-ch
2-ch
2-cooch3，更优选r
2a
为-ch
2-ch
2-cooh。在该实施方案中，r
2b
可选自上述任何，优选h。在优选实施方案中，r
2a
可与r4相同。在实施方案中，r
2a
、r
2b
和r4相同。
[0159]r3a
和r
3b
独立地选自h、-ch3、-ch2ch3、-oh、-och3、-ococh3、-sh、-sch3、-nh2、-nhch3、或-n(ch3)2。优选地，r
3a
和r
3b
是小的部分以确保所述化合物适合于ho-1的结合口袋。出于这个原因，r
3a
和r
3b
限于本文规定的基团。如下文中进一步讨论的，在这些位置的较大的基团(例如苯基)阻止了ho-1对分子的作用，并且未观察到所讨论的优点。在实施方案中，r
3a
和r
3b
可独立地选自h、-ch3、-oh、-sh、或-nh2，优选h。
[0160]
r4优选二价c1至c
10-烃基-a2基团，其中a2是x3或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor7、-csor7、-cosr7、-cssr7、-con(r7)2、-conhr7、-or7、-sr7、-n(r7)2、-nhr
7-ch(or7)2、-ch(or7)(sr7)、-ch(sr7)2、
其中r7是一价c1至c
5-烃基或x3，r8是c1至c
5-亚烷基。可选地，r4可与r
1f
一起形成如上所限定的环烃基，其被c1至c
10-一价烃基-a2基团取代或被单独的a2取代，其中a2如上所限定。优选地，环烃基被c1至c
3-一价烃基-a2基团取代或被单独的a2取代。
[0161]
在实施方案中，r4可为c1至c
5-烷基-a2基团、c1至c
5-醚-a2基团或c1至c
5-硫醚-a2基团，a2是x3或选自：-cooh、-coor7、-conh2、-con(r5)2、-oh、-sh、或-nh2，其中r7是一价c1至c
2-烃基。优选地，r4选自-(ch2)
n”‑
cooh或-(ch2)
n”‑
cooch3，其中n”为1至3，更优选
–
(ch2)
2-cooh(丙酸)或
–
(ch2)
2-cooch3(丙酸甲酯)，最优选
–
(ch2)
2-cooh(丙酸)。在实施方案中，r
2a
和r4可独立地选自
–
(ch2)
2-cooh或
–
(ch2)
2-cooch3，最优选两者都是
–
(ch2)
2-cooh。
[0162]
因此，在优选实施方案中，根据本发明所述化合物是式ia的化合物或其药学上可接受的盐：
[0163][0164]
其中式i的r4是-(ch2)
2-a2。a2和其它取代基如本文所述。优选地，a2选自-cooh、-coor7、-oh或-sh，其中r7是c1至c2一价烃基。更优选地，a2是-cooh或-cooch3，最优选-cooh。
[0165]
在式ia的化合物是卟啉的实施方案中，结构是基于二甲基氘代血红素(di-methyl-deutero-heme，dmd)的结构。dmd是血红素(ppix)的类似物，它是通过ho-1降解的内源性物质，并且已知对ho-1显示出活性。
[0166]
在实施方案中，a1不包括荧光团(x2)或不由荧光团(x2)组成，a2包括荧光团(x3)或由荧光团(x3)组成。在实施方案中，a2不包括荧光团(x3)或不由荧光团(x3)组成，而a1包括荧光团(x2)或由荧光团(x2)组成。在实施方案中，a1或a2都不包括荧光团(x2或x3)或不由荧光团(x2或x3)组成。在实施方案中，a1和a2都包括荧光团(x2和x3)或由荧光团(x2和x3)组成。
[0167]
如上文所讨论的，其中a1和/或a2中的任一者或两者包括荧光团(x2和/或x3)或由荧光团(x2和/或x3)组成，所述荧光团可以是任何合适的荧光团，并且可以选自关于x在下文中讨论的荧光团。优选地，包含荧光团x2和/或x3不会对化合物的溶解度产生不利影响。
[0168]
如将理解的，其中a1或a2包括荧光团(x2或x3)或由荧光团(x2或x3)组成，或者其中a1和a2各自包括不同的荧光团(x2和x3)或由不同的荧光团(x2和x3)组成，合成可涉及独立地连接一种以上的荧光团，使用保护基团策略。
[0169]
在实施方案中，荧光团x、x2和x3具有不同波长下的激发和/或发射最大值。在实施方案中，可以进行荧光团的发射强度的比率分析。
[0170]
l是连接基团，它将化合物的四吡咯或还原型四吡咯骨架的第5位与荧光团x连接。对l的身份没有特别限制。在实施方案中，l可以表示直接键合，使得荧光团x可以直接连接到四吡咯或还原型四吡咯骨架的第5位。在替代实施方案中，l可以是二价的c1至c
20-烃基，优选c1至c
20-亚烷基、c1至c
20-醚、c1至c
20-芳基或c1至c
20-杂芳基，更优选c1至c
20-亚烷基、c1至c
20-芳基或c1至c
20-杂芳基包括1,4-亚苯基和/或1,2,3-三唑。
[0171]
1,2,3三唑可以通过炔烃和叠氮化物之间的
‘
点击’反应形成。该反应可以在已被修饰为包括叠氮化物或炔烃的四吡咯或还原型四吡咯骨架、以及已被修饰为包括叠氮化物或炔烃中的另一者的荧光团x之间进行，从而合成式i的化合物。
[0172]
在实施方案中，l可为其中y选自o、nr9或1,2,3-三唑，其中r9为h或c1至c
6-烃基。
[0173]
x是荧光团，并且可以是芳族或杂芳族化合物，任选地选自芘、蒽、萘、吖啶、二苯乙烯、吲哚、苯并吲哚、噁唑、噻唑、噻嗪、苯并噻唑、花青、羰花青、水杨酸酯、邻氨基苯甲酸酯、香豆素、荧光素和/或若丹明及其衍生物。优选地，x选自香豆素、荧光素及其衍生物、吲哚菁绿和亚甲基蓝及其衍生物。
[0174]
在实施方案中，优选选择在近红外(nir)窗口中吸收和/或发射的荧光团，在该窗口中光具有最大组织穿透深度。nir窗口被定义为650nm至1350nm的波长。nir染料的实例是吲哚菁绿(icg)，它已经在人类受试者中进行了测试，并被广泛用于荧光血管造影术，nir染料的其它实例包括亚甲基蓝、氮杂bodipy、alexafluor 647、cy7 cy7.5、荧光素和alexa 488。这允许以更深的深度体内和离体成像。
[0175]
在实施方案中，优选荧光素及其类似物，因为它们的发射波长和激发波长构成大多数设备的默认波长。这使得实施更加方便。这在例如离体和体外等非体内的成像实验中以及当化合物被用作研究试剂时尤其如此。
[0176]
在实施方案中，x是亚甲基蓝。这被许可用于治疗患者，并在临床上以高浓度用于治疗高铁血红蛋白血症。它在人类受试者中具有最小和良好表征的毒性特征。
[0177]mn+
可以是可与卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩配位的阳离子，例如金属阳离子或有机阳离子。优选地，m
n+
一旦结合就没有毒性。n的值为1至3，优选为1至2。在实施方案中，m
n+
可以是铵或金属阳离子，优选铵或铁、锌或镁阳离子(例如nh
4+
、fe
2+
、fe
3+
、zn
2+
或mn
2+
)，更优选铁阳离子，最优选选自铁(ii)和铁(iii)的铁阳离子。
[0178]
分子的电荷q将取决于m
n+
的电荷以及四吡咯或还原型四吡咯骨架上的任何取代基的电荷，即r
1a
至r
1f
、r
2a
、r
2b
、r
3a
、r
3b
、r4、l和x的电荷。如上文所讨论的，由于与m
n+
形成共价键的饱和氮原子上失去了两个质子，四吡咯或还原型四吡咯骨架将具有2-的形式电荷。优选地，q将在3-和3+之间，更优选在2-和2+之间，最优选在1-和1+之间。所述化合物可以是中性的，因此q可以是0。在实施方案中，具有m
+
阳离子(即n＝1)的化合物的电荷q为1-。在实施方案中，具有m
2+
阳离子(即n＝2)的化合物的电荷q为0。在实施方案中，具有m
3+
阳离子(即n＝
3)的化合物的电荷q可为1+。
[0179]
式via至vic的化合物的电荷q’可以在3-和3+之间，更优选在2-和2+之间，最优选在1-和1+之间。对于式via，q’可如上述对于不同m
n+
阳离子所描述的q。优选地，式vib和vic的q’为0。
[0180]
[z-x]
q”的电荷q”可在3-和3+之间，更优选在2-和2+之间，最优选在1-和1+之间。在优选实施方案中，q”为0。
[0181]
在q、q’和/或q”不为0的实施方案中，化合物可与抗衡离子缔合。这样的复合物将是所述化合物的药学上可接受的盐，如本文所限定的。可以使用任何合适的抗衡离子，其身份将取决于化合物上的电荷是正的(因此需要负抗衡离子)还是负的(因此需要正抗衡离子)。在实施方案中，抗衡离子可以是卤化物(x-)，例如氯化物(cl-)、或六氟磷酸盐(pf
6-)，因为这些可有助于化合物的溶解度。
[0182]
荧光共振能量转移(fret)，也被称为福斯特共振能量转移(resonance energy transfer)，描述了两个生色团之间的能量转移。fret依赖于通过非辐射型偶极-偶极耦合、能量从供体分子到受体分子的距离依赖性转移。以这种方式相互作用的一对分子通常被称为供体/受体对。供体分子是最初吸收能量的生色团，而受体是能量随后被转移到的生色团。当供体和受体生色团是不同的荧光团时，fret可以通过受体的荧光的出现或供体的荧光的猝灭来检测。
[0183]
fret效率取决于供体发射光谱和受体吸收光谱的光谱重叠，更好的重叠会导致提高的fret效率。fret能量转移的效率也与供体和受体之间距离的六次方成反比，使得fret对距离的微小变化极为敏感。由于其对距离的敏感性，fret可用于研究分子相互作用。
[0184]
在优选实施方案中，x与卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩的四吡咯或还原型四吡咯骨架呈fret对。为了使这些部分呈fret对，它们必须彼此接近(通常是)，这在本发明的化合物中已经实现。此外，受体的吸收光谱或激发光谱必须与供体的荧光发射光谱重叠。因此，优选的荧光团取决于四吡咯或还原型四吡咯骨架的身份，因为它们各自具有自己的光谱特征。得益于本公开以及基于供体和受体的发射光谱和激发光谱的常规测量并验证重叠(例如使用thermofisher光谱查看器)或通过使用已知的参考标准(已知fret对的表格可见于例如thermofisher molecular probes handbook,第1章)，可以容易地实现具有重叠光谱特征的四吡咯或还原型四吡咯骨架以及荧光团的配对。
[0185]
四吡咯或还原型四吡咯骨架以及荧光团中的任一者可以是供体，另一者是受体，条件是相关的激发光谱和发射光谱重叠。因此，由于向四吡咯或还原型四吡咯骨架的fret转移，在激发x后，在根据本发明的化合物中来自x的荧光可被猝灭。可选地，由于来自四吡咯或还原型四吡咯骨架的fret转移，在激发四吡咯或还原型四吡咯骨架后，在根据本发明的化合物中来自x的荧光可被观察到。
[0186]
在实施方案中，当化合物是卟啉时，x优选是香豆素或荧光素或其衍生物。在其它实施方案中，化合物是二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩，x是吲哚菁绿或亚甲基蓝或其衍生物。在这两种实施方案中，x是供体，而卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩的四吡咯或还原型四吡咯骨架是受体。因此，由于与四吡咯或还原型四吡咯受体的fret相互作用，在激发x后，x的荧光被猝灭。
[0187]
在实施方案中，分子是卟啉，x是吲哚菁绿或亚甲基蓝或其衍生物。在该实施方案
中，x是受体，卟啉的四吡咯骨架是供体。
[0188]
在ho-1与根据本发明的化合物反应的情况下，本发明人认为四吡咯或还原型四吡咯骨架在第5位处被解环。在该反应后，碳原子5仍连接至l-x，而剩余的分子变成线性四吡咯或还原型四吡咯。由于x不再与四吡咯或还原型四吡咯骨架结合，这些部分不再保持非常接近。因此，这些部分之间不再发生fret。因此，在所述化合物被ho-1解环后，来自x的荧光被调制。因此，这些fret探针提供了大的信噪比，导致ho-1活性的灵敏成像。
[0189]
荧光调制导致来自x的荧光增加还是减少，取决于x是fret对中的供体还是受体。在x是供体的实施方案中，在根据本发明的化合物中来自x的荧光被猝灭，导致ho-1作用后的增加的荧光。因此，来自x的荧光的观察结果鉴定了ho-1活性。
[0190]
相反，在x是受体的实施方案中，当激发四吡咯或还原型四吡咯骨架时，来自x的荧光被观察到。因此，来自x的荧光的减少鉴定了ho-1活性。如将理解的，在额外存在x2和/或x3的情况下，这些荧光团可额外参与fret对。本发明人发现，由于四吡咯骨架周围存在和/或不存在取代基，在四吡咯骨架的第5位处包括荧光团的其它分子不会被ho-1解环。特别是在第10、15和20位(即根据本发明的化合物中由r
3a
、r
2b
和r
3b
占据的位置)的大的部分，例如苯基，已被发现可以阻止ho-1作用于化合物。此外，认为在r4烃基末端存在羧酸或甲酯、特别是羧酸，提高ho-1对化合物的活性。当r4链是c3链和当r
2a
是丙酸时，情况尤其如此。因此，r4优选为丙酸基团或丙酸甲酯，优选为丙酸，并且r
2a
优选为丙酸。
[0191]
考虑到ho-1的晶体结构，这些效应被认为是由于ho-1的结合口袋的大小和形状。血红素在ho-1的活性部位的结合是众所周知的(pdb登记号1n45，pmid:12500973)。文献中描述了ho-1的晶体结构，例如在lad,l等人.,j.biol.chem.,2003,278,7834-7843中。
[0192]
对ho-1的结合口袋中的血红素的检查揭示了，在活性部位的深内面有一个相对较大的口袋。这与第5位处的荧光团x的预期位置相吻合。它还表明在血红素的外边界和血红素的第10和15位的活性部位的内边界之间没有什么额外的空间。此外，丙酸似乎与ho-1活性部位的带正电的lys和arg侧链非常接近，暗示在羧酸部分上的血红素丙酸盐o
δ-/o-与带正电荷的lys和arg侧链之间存在静电键。
[0193]
在不受理论约束的情况下，认为r4以类似的方式与ho-1结合口袋中带正电的残基相互作用，其中当r4为3个原子长且以羧酸为末端(例如r4是丙酸)时，相互作用达到最大，如在血红素中的。这导致化合物的分解得到改善，从而观察到更大的荧光反应。认为对于r
2a
也是如此，r
2a
优选如上文针对r4所述的。peng,d等人,biochemistry,2012,51,36,7054
–
7063中讨论了在r4和r
2a
位处都有丙酸盐的底物关于ho-1的有利结合能力。peng,d等人进一步证明，在r
1f
位处的取代如丙酸盐是可以容忍的。wang,j等人,biochemistry,2006,45,1,61
–
73进一步证明了丙酸盐介导的盐桥与ho-1相互作用的相关性。wang等人还显示出，使ho-1结合口袋中被认为是负责与丙酸盐的结合的精氨酸和赖氨酸突变，显著降低了区域选择性。这表明，丙酸盐可以在ho-1的结合口袋中起到锚定血红素的作用，以实现区域选择性α-裂解。
[0194]
此外，认为r
3a
和r
3b
位的大的取代基，例如苯基，阻止ho-1的结合，因为结合口袋不够宽，无法容纳这些基团。
[0195]
由于ho-1对根据本发明的化合物的作用，这些化合物可用于对ho-1进行成像并诊断以ho-1过表达为特征的疾病，因为所述化合物将被这种酶代谢。因此，检测荧光和/或荧
1水平，而这种评价所需的设备最少。因此，根据本发明的化合物可用于在仅可利用极少的设备的情况下诊断疾病，例如在紧急情况下的即时的，例如由护理人员进行。然后，该信息可用于建议应使用何种治疗，而无需等待到达拥有更先进设备的地点，例如医院。这样允许进行更快速和/或更适当的治疗。此外，移除要测试的血液需要对受试者的最小介入，减少了对受试者自身成像的需要。这可以减少受试者接触时间和受试者压力。它也不需要将组合物注射至身体。
[0206]
这在中风的诊断中特别有用。通常，这样的诊断需要头部的ct扫描，这本身就需要使用只有在特定地方才有的专业设备。如上文所讨论的，在使用特定治疗方法之前了解中风的原因是重要的。本发明的化合物可用于通过测试病人的血液来区分这些类型的中风，因为斑块内出血引起的中风会导致增加的ho-1水平。因此，无需ct扫描就可以快速确定中风的原因，允许更快速进行适当的治疗。由于治疗的速度对于限制中风造成的损害至关重要，这样的测试提供了明显的优势。
[0207]
因此，根据本发明的化合物可用于诊断方法、任选地、用于诊断以ho-1过表达为特征的疾病的方法。特别地，它们可用于体内诊断斑块内出血、由斑块内出血和/或动脉粥样硬化导致的急性冠脉综合征和/或中风的方法。
[0208]
根据本发明的化合物可用于体外和/或离体诊断以ho-1过表达为特征的疾病的方法。特别地，它们可用于体外和/或离体诊断斑块内出血、由斑块内出血和/或动脉粥样硬化导致的急性冠脉综合征和/或中风的方法。
[0209]
体内诊断方法优选包括向受试者施用所述化合物。在要诊断急性冠状动脉综合征的实施方案中，优选将所述化合物施用至冠状动脉。体外和/或离体诊断方法可包括使所述化合物与取自受试者的生物物质接触，所述生物物质例如为血液或组织、优选血液。
[0210]
体内、体外和/或离体诊断方法可包括激发荧光团并记录荧光反应。在实施方案中，所述方法可进一步包括提供在x或卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩的四吡咯或还原型四吡咯骨架的吸收光谱内的波长的光，并检测由x发射的光。在该方法中，荧光调制的检测鉴定了ho-1的存在。
[0211]
因此，根据本发明的化合物可用于体外和/或离体诊断斑块内出血、脑内出血、颅内出血、蛛网膜下腔出血、主动脉瘤破裂(动脉粥样硬化性和非动脉粥样硬化性)、神经退行性疾病(也涉及微出血)、视网膜出血、血管内溶血、与血栓形成有关的红细胞溶解(包括在covid-19中)、其它部位的组织出血、由斑块内出血和/或动脉粥样硬化导致的急性冠脉综合征和/或中风。
[0212]
体内检测的优势是便于ho-1的立即的微创的检测，从而诊断疾病。这减少了对患者的创伤，并为治疗类型和位置的决定提供信息，便于通过微创手术程序如血管成形术和支架术进行立即治疗。手术干预也可以与体内检测在同一过程中进行。
[0213]
在无法获得适合于受试者的成像设备的情况下，这样的体外和离体使用将是有益的。例如，它可用于在转移至医院进行进一步成像和治疗之前，首先确定病人是否发生了中风。这样的测试可以类似于糖尿病测试，只需要少量的血液。这将能够立即确定合适的治疗方法，而无需等待到达医院或其它设施。因此，本发明的化合物可以即时使用。所述化合物可以包括在即时设备中。
[0214]
由于根据本发明的化合物可以鉴定ho-1过表达，它们可以用作治疗以这样的过表
达为特征的疾病的方法的一部分，其中所述治疗方法需要确定治疗的位置。因此，根据本发明的化合物可用于治疗以ho-1过表达为特征的疾病的方法，例如由斑块内出血和/或动脉粥样硬化导致的急性冠脉综合征和/或中风。
[0215]
所述方法可包括激发荧光团和记录荧光反应。在实施方案中，所述治疗方法可包括向受试者施用化合物，提供在x或卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩的四吡咯或还原型四吡咯骨架的吸收光谱内的波长的光，检测由x发射的光并处理受试者中观察到荧光调制的位置。
[0216]
根据本发明的化合物可用于对血红素加氧酶1和/或斑块内出血成像的方法。这样的方法可包括使化合物与样品接触。成像方法可包括激发荧光团和记录荧光反应。在实施方案中，所述方法可进一步包括提供在x或卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩的四吡咯或还原型四吡咯骨架的吸收光谱内的波长的光，并检测由x发出的光。在该方法中，荧光调制的检测鉴定了ho-1的存在。
[0217]
因此，根据本发明的化合物可作为造影剂用于对ho-1和/或斑块内出血成像。
[0218]
此外，根据本发明的化合物可被用作研究试剂，优选用作用于检测ho-1的研究试剂。
[0219]
目前还没有允许稳健且方便的检测ho-1酶活性的单一实验室试剂。有一些(通过elisa)检测ho-1蛋白的试剂盒，但这与探测活性酶不一样。因此，这样的用途将有利于开发，例如，旨在治疗或预防以增加的ho-1活性为特征的疾病的治疗方法和其它治疗剂，所述疾病例如为心血管疾病、中风、神经退行性疾病、肺部疾病、出血、病毒感染。
[0220]
如本文所用，术语“治疗”是指改善疾病或病症、或改善其至少一种明显症状。术语“治疗”是指抑制或减少疾病或病症的进展，可以是身体上的，例如稳定可辨认的症状，也可以是生理上的，例如稳定物理参数，或两者皆是。
[0221]
所述化合物可以以任何合适的形式提供，例如，水性溶液或油溶液或悬浮液、可分散粉末或颗粒或乳剂。所述化合物可被包含作为制剂的一部分。术语“制剂”在此用于描述化合物与一种以上的溶媒如药学上可接受的溶媒的组合。
[0222]
如本文所用，术语“药学上可接受的”是指经监管机构、例如联邦或州政府的监管机构批准，或被列入《美国药典》或用于人类的其它公认的药典。术语“溶媒”是指与根据本发明的组合物一起被施用的稀释剂、佐剂、赋形剂或载体。这样的药物溶媒可以是液体，例如水和油，包括动物、植物或合成来源的油，例如亚麻籽油、花生油、大豆油、矿物油、芝麻油、和鱼油等，优选是亚麻籽油和/或鱼油。药物溶媒可以是盐水、阿拉伯胶、明胶、淀粉糊、滑石、角质、胶体二氧化硅、和尿素等。所述溶媒也可以是基于脂质体的，如前所述。此外，还可以使用辅助剂、稳定剂、增稠剂、润滑剂和着色剂。当施用至受试者时，实施方案的组合物和药学上可接受的溶媒优选是无菌的。盐水溶液以及葡萄糖和甘油水溶液也可以作为液体溶媒。合适的药物溶媒还包括赋形剂，例如惰性稀释剂，例如碳酸钙、碳酸钠、乳糖、磷酸钙或磷酸钠；造粒剂和崩解剂，例如玉米淀粉或海藻酸；结合剂，例如淀粉、明胶或阿拉伯树胶；润滑剂，例如硬脂酸镁、硬脂酸或滑石；和/或葡萄糖、乳糖、蔗糖、明胶、甘油、丙二醇、水、和乙醇等。如果需要，所述制剂还可以包含少量的润湿剂或乳化剂、或ph缓冲液。所述制剂还可包含用于静脉内注射/输液的无热原乳剂(nonpyrogenic emulsion)。
[0223]
溶媒与制剂的其它成分相容，并且不干扰探针的活性。因此，溶媒最好不对施用其
的组织样本或细胞产生不利影响。药学上可接受的溶媒与制剂的其它成分相容，并对受试者无害。
[0224]
在实施方案中，溶媒包括一种以上的液体溶媒。所述液体溶媒可以是药学上可接受的液体溶媒。药学上可接受的液体溶媒优选用于体内施用化合物的实施方案中，特别是当静脉内施用化合物时。在体外、离体、或作为研究试剂使用化合物的实施方案中，液体溶媒可以是任何合适的液体溶媒，不必为药学上可接受的液体溶媒。
[0225]
优选地，制剂包括所述组合物和包括水的液体药物溶媒。在实施方案中，液体药物溶媒可以是水性的。因此，制剂可包括所述组合物和水性液体药学上可接受的溶媒。
[0226]
在实施方案中，制剂适用于体内施用。
[0227]
根据本发明的化合物可以以任何合适的形式施用于受试者。优选地，对于体内诊断、成像和/或治疗，所述化合物可通过静脉注射施用，优选地，所述化合物通过直接冠状动脉内注射施用。
[0228]
在设想以静脉内施用进行施用的实施方案中，所述组合物可以是无菌可注射水性或油性悬浮液的形式。这种悬浮液可以根据本领域众所周知的方法、使用合适的分散剂或润湿剂和悬浮剂配制。在设想以静脉内施用进行施用的实施方案中，所述组合物可以是无菌可注射乳剂的形式。这种乳剂可以根据本领域内众所周知的方法、使用合适的乳化剂来配制。无菌可注射制剂也可以是无毒的肠道外可接受的稀释剂或溶剂中的无菌注射溶液、乳剂或悬浮液，例如1,3-丁二醇中的溶液。适合的稀释剂包括例如水、林格氏溶液和等渗氯化钠溶液。此外，无菌固定油(fixed oil)也可按惯例用作溶剂或悬浮介质。为了这个目的，可以采用任何无刺激性的固定油(bland fixed oil)，包括合成的单甘油酯或双甘油酯。此外，例如油酸等脂肪酸同样可以用于制备可注射制剂。
[0229]
在体外、离体使用和用作研究试剂时，根据本发明的化合物可以是任何合适的形式。例如，所述化合物可以溶解在液体溶媒中，所述液体溶媒不必为药学上可接受的液体溶媒，例如氯仿。
[0230]
在体外、离体使用和用作研究试剂时，可将化合物或制剂直接施用至样品或感兴趣的化合物/组合物。
[0231]
受试者可以是脊椎动物，优选哺乳动物，更优选人类。受试者可以是成人或儿童。
[0232]
进一步提供了经修饰的四吡咯或还原型骨架，其可被容易地在第5位处选择性地用各种荧光团进行功能化。这允许在期望的位置对四吡咯或还原型四吡咯骨架进行容易修饰，并允许容易地合成根据本发明的化合物的文库。这避免了单独合成每种探针的漫长过程。
[0233]
经修饰的四吡咯或还原型四吡咯骨架在第5位处包括炔烃或叠氮化物官能团。这允许与由叠氮化物或炔烃的另一者官能化的荧光团进行反应。这些分子可以使用叠氮化物和炔烃之间的共价环加成反应来一起反应。
[0234]
因此，还提供了合成如本文公开的化合物的方法，所述方法包括使式via至vic的化合物或其药学上可接受的盐与具有式[z-x]
q”的化合物反应：
[0235][0236]
其中所述化合物是卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩，和其中：
[0237]
表示双键或单键；
[0238]
表示氮和m
n+
之间的配位键或共价键；
[0239]r1a
至r
1f
独立地选自h或一价烃基；或i)r
1a
和r
1b
一起形成环烃基，ii)r
1c
和r
1d
一起形成环烃基，iii)r
1e
与r
2a
一起形成环烃基，和/或iv)r
1f
与r4一起形成环烃基；
[0240]r2a
和r
2b
独立地选自h、一价烃基或二价烃基-a1基团，其中a1是x2或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor5、-csor5、-cosr5、-cssr5、-con(r5)2、-conhr5、-or5、-sr5、-n(r5)2、-nhr5、-ch(or5)2、-ch(or5)(sr5)、-ch(sr5)2、、其中r5是一价c1至c
5-烃基或x2，r6是c1至c5亚烷基；或r
2a
与r
1e
一起形成环烃基；
[0241]r3a
和r
3b
独立地选自h、-ch3、-ch2ch3、-oh、-och3、-ococh3、-sh、-sch3、-nh2、-nhch3、或-n(ch3)2；
[0242]
r4是二价c1至c
10-烃基-a2基团，或r4与r
1f
一起形成环烃基，所述环烃基被二价c1至c
10-烃基-a2基团取代或被单独的a2取代，其中a2是x3或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor7、-csor7、-cosr7、-cssr7、-con(r7)2、-conhr7、-or7、-sr7、-n(r7)2、-nhr
7-ch(or7)2、-ch(or7)(sr7)、-ch(sr7)2、、其中r7是一价c1至c
5-烃基或x3，r8是c1至c
5-亚烷基；
[0243]
l是连接基团；
[0244]
x2和x3是荧光团，其可以相同或不同；
[0245]mn+
是具有整数n的正电荷的阳离子，其中n为1至3；
[0246]
q’是所述化合物的总电荷；
[0247]
a、b、c和d各自独立地表示选自吡咯、吡咯啉或吡咯烷环的五元含氮杂环；和
[0248]
w包括叠氮化物或炔烃官能团，
[0249]
在式[z-x]
q”的化合物中，x为荧光团，其可与x2和x3相同或不同，q”是所述化合物的总电荷，z包括叠氮化物或炔烃官能团，
[0250]
其中w和z之一包括叠氮化物官能团，另一者包括炔烃官能团。
[0251]
在实施方案中，r
1a
至r
1f
、r
2a
、r
2b
、r
3a
、r
3b
、r4、l、m
n+
、a、b、c和d可为如上所述的。
[0252]
优选地，w的叠氮化物或炔烃官能团不直接连接至四吡咯骨架。在实施方案中，w进一步包括连接基团。优选地，叠氮化物或炔烃官能团连接至连接基团，连接基团连接至四吡咯骨架。在实施方案中，w包括末端为叠氮化物或炔烃的二价c1至c
20-烃基。优选地，烃基包括苯基。在实施方案中，w是在实施方案中，z是叠氮化物或炔烃。
[0253]
叠氮化物和炔烃之间的反应是共价环加成反应。优选地，所述反应是点击反应。所述反应可为铜催化的叠氮化物-炔烃环加成(cuaac)，关于点击反应的更多详细信息可发现于liang,l,等,coord,2011,225,23-24,2933-2945。因此，所述反应可以在含铜的催化剂、优选包括抗坏血酸盐和铜(i)和/或铜(ii)的催化剂的存在下进行。所述反应可以是应变-促进的叠氮化物-炔烃环加成反应(spaac)。因此，所述反应可以在不存在铜的情况下进行。这可为有益的，因为它消除了细胞毒性的铜残留在终产物中的可能性。在这样的反应中，炔烃被应变激活。例如，炔烃可以是环辛炔，例如二氟辛炔、二苄基环辛炔或二芳基氮杂环辛炔酮。
[0254]
通过以下实施例进一步描述本发明，这些实施例是为了说明的目的而提供的，并不旨在以任何方式限制所要求保护的本发明的范围。
[0255]
实施例
[0256]
实施例1
–
探针合成
[0257]
合成了各种卟啉-香豆素探针以证明根据本发明的探针的有效性。这些探针示于表6。
[0258]
7-羟甲基-香豆素和7-氨甲基-香豆素衍生物被选为供体荧光团，因为它们与卟啉的吸收光谱具有优异的光谱重叠。二甲基氘代血红素(di-methyl-deutero-heme，dmd)被选为用于合成根据本发明的化合物的卟啉骨架，因为与
‘
游离’血红素(ppix)相反，它允许选择性地对第5位进行更容易的官能化，同时也是ho-1的底物。比较例是基于5-(4’羟苯基)-10,15,20-三苯基卟啉，其包括在第5位的苯酚基团和在第10、15和20位的苯基。
[0259]
在这些化合物中，香豆素荧光团是fret对中的供体、而四吡咯骨架是受体。因此，
在化合物1、2、c3和c4中，在激发香豆素后，来自香豆素的荧光被猝灭。
[0260]
表6
[0261][0262]
1和2包括基于fe-dmd的相同的卟啉骨架。c3和c4是基于fe-hp-tpp的结构，它不在本发明的范围内。
[0263]
1的合成路线示于下文中的方案1中。总之，该合成从3,4-二甲基-1h-吡咯-2-羧酸苄酯1a开始。1a与4-羟基苯甲醛在二氯甲烷和三氟乙酸中的缩合形成1b。随后苄酯氢化产生了1c，1c与二醛基二吡咯亚甲基(di-formyl dipyrromethene)1d的macdonald缩合反应产生1e。1e与1f在室温下在dmf中使用碳酸钾作为碱进行5天的烷基化反应，形成1g。1g与fecl2.4h2o在氯仿/甲醇(3:1)中的络合产生1h，1h的在碱性条件下的甲酯水解在冷冻干燥后得到1。
[0264][0265]
方案1.1的合成
[0266]
通用程序：所有市售可得的试剂均按供应商提供的原样使用，而无进一步的纯化。
所用的溶剂是实验室级别的。无水溶剂从部门溶剂塔(departmental solvent tower)中获得，并储存在分子筛上。湿敏反应通过schlenk-line技术、在氮气惰性气氛下进行。薄层色谱和柱色谱在二氧化硅(merk art 5554)上进行，并在紫外线辐射下可视化。在298k下在伦敦帝国理工学院的bruker av-400光谱仪上记录1h(400mhz)和
13
c{h}(101mhz)nmr光谱。化学位移以百万分比(ppm)为单位报告，耦合常数以赫兹(hz)为单位报告。峰多重性(multiplicity)缩写为：s＝单峰，m＝多重峰，d＝双峰，t＝三重峰，q＝四重峰，dd＝二重双峰(doublet of doublet)和br＝宽峰。除非另外说明，否则质谱分析(esi和maldi-ms)由伦敦帝国理工学院的mass spectrometry service进行。
[0267]
化合物1a、1d和1f使用来自文献的步骤制备，分别如以下中所述：lash,t.d.；bellettini,j.r.；bastian,j.a.；couch,k.b.synthesis of pyrroles from benzyl isocyanoacetate.synthesis(stuttg).1994,170
–
172；martin,p.；mueller,m.；flubacher,d.；boudier,a.；blaser,h.u.；spielvogel,d.total synthesis of hematoporphyrin and protoporphyrin:a conceptually new approach.org.process res.dev.2010,14,799
–
804；和jiang,n.；huang,q.；liu,j.；liang,n.；li,q.；li,q.；xie,s.s.design,synthesis and biological evaluation of new coumarin-dithiocarbamate hybrids as multifunctional agents for the treatment of alzheimer’s disease.eur.j.med.chem.2018,146,287
–
298。
[0268]
二苄基-5,5
’‑
(4-羟苯基)亚甲基)双(3,4-二甲基-1h-吡咯-2-羧酸酯)
–
1b.
[0269][0270]
除不溶性无机物，并用ch2cl2洗涤(2x 10ml)。合并有机提取物，用nahco3(饱和溶液，20ml)和盐水(20ml)洗涤，并经na2so4干燥。在减压下去除溶剂以形成深红色固体。通过硅胶柱色谱法(梯度为100％己烷至60％己烷，40％乙酸乙酯)纯化，形成标题化合物，其为淡粉色油(180.9mg，66％)。1h nmr(400mhz,cdcl3)8.40(2h,br s,-nh),7.39
–
7.24(10h,m),6.91(2h,d,3j
h-h 8.4),6.74(2h,d,3j
h-h 8.4),5.67(1h,br s,-oh),5.41(1h,s),5.26(4h,s),2.25(6h,s),1.77(6h,s)；
13
c{1h}(101mhz,cdcl3)161.7,155.2,136.5,132.6,130.4,129.5,128.4,128.0,127.9,117.9,117.4,116.1,115.9,65.7,40.4,10.8,8.9；esi-lrms[c
35h35
n2o5]
+
,(+)m/z 563.3,[c
35h35
n2o5]
+
的esi-hrms计算值,563.2546实测值,563.2554。
[0271]
5,5
’‑
(4-羟苯基)亚甲基)双(3,4-二甲基-1h-吡咯-2-羧酸)
–
1c.
[0272][0273]
下去除溶剂以形成紫色油/固体(287.5mg，88％)。1h nmr(400mhz,meod)6.88(2h,d,3j
h-h 6.9),6.74(2h,d,3j
h-h 6.9),5.56(1h,s),2.25(6h,s),1.81(6h,s)；
13
c{1h}(101mhz,meod)163.1,156.2,133.1,130.4,129.4,129.0,127.6,117.3,115.1,39.6,9.4,7.5；esi-lrms[c
21h21
n2o5]
–
,(-)m/z 381.1,[c
21h21
n2o5]
–
的esi-hrms计算值,381.1450实测值,381.1448。
[0274]
3,3
’‑
(10-(4-羟苯基)-3,7,8,12,13,17-六-甲基卟啉-2,18-二基)二丙酸二甲酯
–
1e.
[0275][0276]
chcl3/5％meoh)形成标题化合物，其为暗红色固体(344.8mg，46％)。1h nmr(400mhz,cdcl3)10.1(2h,s),9.96(1h,s),7.06(2h,d,3j
h-h 7.9),6.68(2h,3j
h-h 7.9),4.42(4h,t,3j
h-h 7.7),3.70(6h,s),3.67(6h,s),3.46(6h,s),3.34(4h,t,3j
h-h 7.7),2.10(6h,s)；
13
c{1h}(101mhz,cdcl3)173.8,158.1,156.1,144.9,144.8,143.0,137.8,137.6,137.2,136.9,133.7,118.5,114.2,96.8,95.2,51.8,37.0,22.0,14.9,12.1,11.8；esi-lrms[c
40h43
n4o5]
+
,(-)m/z 659.3,[c
40h43
n4o5]
+
的esi-hrms计算值,659.3233实测值,659.3245；uv-vis(chcl3,λ
max
/nm):(ε/m-1
cm-1
)405(100179),504(14248),537(8943),571(7123),624(3287)。
[0277]
3,3
’‑
(3,7,8,12,13,17-六甲基-10-(4-(2-((4-甲基-2-氧代-2h-色烯-7-基)氧基)乙氧基)苯基)卟啉-2,18-二基)二丙酸二甲酯
–
1g
[0278][0279]
(400mhz,cdcl3)10.15(2h,s),9.95(1h,s),7.77
–
7.74(2h,m),7.52
–
7.44(1h,m),7.10
–
7.05(2h,m),6.94
–
6.90(2h,m),6.17(1h,br s),4.44
–
4.33(8h,m),3.68(6h,s),3.65(6h,s),3.52(6h,s),3.30(4h,t,3j
h-h 7.8),2.41
–
2.30(9h,m)；
13
c{1h}(101mhz,cdcl3)173.7,161.6,161.3,158.7,155.2,152.5,145.1,144.9,143.5,143.0,138.1,137.8,137.2,137.0,135.5,133.8,125.6,118.5,113.9,113.6,112.7,112.2,101.6,96.86,95.4,67.1,66.3,51.8,37.0,21.9,18.7,15.2,12.2,11.8；esi-lrms[c
52h53
n4o8]
+
,(+)m/z 861.4,[c
52h53
n4o8]
+
的esi-hrms计算值,861.3863实测值,861.3887；uv-vis(chcl3,λ
max
/nm):(ε/m-1
cm-1
)291(14481.4),321(23963.1),405(113969.6),503(10264.3),538(5047.8),572(4529.2),625(1601.4)。
[0280]
铁(ii)3,3
’‑
(3,7,8,12,13,17-六甲基-10-(4-(2-((4-甲基-2-氧代-2h-色烯-7-基)氧基)乙氧基)苯基)卟啉-2,18-二基)二丙酸二甲酯
–
1h
[0281][0282]
合并有机提取物并经na2so4干燥，在减压下去除溶剂以形成深红色/棕色残留物。通过硅胶柱色谱法(梯度为100％ch2cl2至95％ch2cl2/5％meoh)纯化，形成标题化合物，其为暗红色/棕色固体(38.1mg，85％)。maldi-ms 914.8；uv-vis(chcl3,λ
max
/nm):(ε/m-1
cm-1
)290(28315.0),321(34896.4),384(58787.9),506(8568.1),535(7306.8),638(2916.6).)。
[0283]
化合物1
[0284][0285]
洗涤(3x10ml)，并进行冷冻干燥，形成标题化合物，其为深紫色/棕色固体(12.6mg，72％)。maldi-ms 886.2；uv-vis(chcl
3,max
/nm):((ε/m-1
cm-1
)320(19980.8),385(59877.1),523(4975.3),548(4183.6),640(2615.6)。
[0286]
除了将用于烷基化酚取代的卟啉的7-羟甲基香豆素衍生物1f替换为7-氨基甲基香豆素衍生物2f以外，2的合成与上述1的合成相同。化合物2f与1e反应形成2g，与fe
2+
络合形成2h，并脱保护以形成2。7-氨基香豆素衍生物(2f)的合成来自：lin,q et al.,j.am.chem.soc.2012,134,11,5052
–
5055。(以及上述文献的支持信息中的实验细节)。
[0287]
除了对c3e而不是1e进行烷基化反应以外，c3和c4的合成分别与1和2的合成相同。在c3的合成中，c3e与1f反应以形成c3g，与fe
2+
络合以形成c3。在c4的合成中，c3e与2f反应以形成c4g，与fe
2+
络合以形成c4。
[0288]
预测1的ho-1的分解代谢会产生香豆素1i，作为伴随胆绿素/胆红素和fe
2+
的副产物。这是基于ho-1介导的苯基取代的血红素的分解代谢产生苯甲酸的观察，wang,j等人,j.biol.chem.,2004,279,41,42593-42604。为了定量所形成的降解产物，以两步法从4-羟基苯甲酸乙酯合成化合物1i。这在下文的方案2中示出。
[0289][0290]
方案2：1i的合成
[0291]
4-(2-((4-甲基-2-氧代-2h-色烯-7-基)氧基)乙氧基)苯甲酸乙酯
[0292][0293]
应加热至回流并搅拌24小时，然后冷却至室温。将悬浮液用ch2cl2(20ml)稀释，过滤以去除任何无机杂质，在减压下去除溶剂以形成灰白色(off-white)固体。通过柱色谱法
(梯度为100％己烷至100％ch2cl2)纯化，形成标题化合物，其为白色结晶固体(150.9mg，85％)。1h nmr(400mhz,cdcl3)8.03
–
7.99(2h,m),7.51(1h,d,3j
h-h 8.8),6.98
–
6.95(2h,m),6.92(1h,dd,3j
h-h 8.8and 4jh-h 2.6),6.87(1h,d,4j
h-h 2.6),6.15(1h,d,4j
h-h 1.3),4.40(4h,s),4.34(2h,q,3j
h-h 7.1),2.40(3h,d,4j
h-h 1.3),1.38(3h,t,3j
h-h 7.1)；
13
c{1h}(101mhz,cdcl3)166.3,162.1,161.5,161.2,155.2,152.5,131.6,125.7,123.6,114.2,114.0,112.7,112.3,101.6,66.9,66.3,60.7,18.7,14.4；esi-lrms[c
21h21
o6]
+
,(+)m/z 369.1；[c
21h21
o6]
+
的esi-hrms计算值,369.1333实测值,369.1324。
[0294]
4-(2-((4-甲基-2-氧代-2h-色烯-7-基)氧基)乙氧基)苯甲酸甲酯
[0295][0296]
应加热至回流并搅拌24小时，然后冷却至室温。将悬浮液用ch2cl2(20ml)稀释，过滤以去除任何无机杂质，在减压下去除溶剂以形成灰白色固体。通过柱色谱法(梯度为100％己烷至100％ch2cl2)纯化，形成标题化合物，其为白色结晶固体(186.4mg，77％)。1h nmr(400mhz,cdcl3)8.05
–
8.01(2h,m),7.52(1h,d,3j
h-h
8.7),7.01
–
6.98(2h,m),6.92(1h,dd,3j
h-h
8.7 and 4jh-h 2.4),6.88(1h,d,4j
h-h 2.4),6.16(1h,d,4j
h-h 1.3),4.41(4h,s),3.89(3h,s),2.41(3h,d,3j
h-h
1.3)；
13
c{1h}(101mhz,cdcl3)166.9,162.3,161.6,161.3,155.3,155.6,131.8,125.8,123,3,114.3,114.1,112.8,112.4,101.7,67.0,66.4,52.1,18.8；esi-lrms[c
20h19
o6]
+
,(+)m/z 355.1；[c
20h19
o6]
+
的esi-hrms计算值,355.1182实测值,355.1177。
[0297]
4-(2-((4-甲基-2-氧代-2h-色烯-7-基)氧基)乙氧基)苯甲酸，1i
[0298][0299]
淀溶解于去离子水(5ml)，用6m hcl酸化至ph4-5。通过离心分离酸化形成的白色沉淀，用水洗涤(3x10ml)并在减压下干燥，形成标题化合物，其为白色固体(63.8mg，94％)。1h nmr(400mhz,(ch3)2so)12.60(1h,br s),7.92
–
7.88(2h,m),7.70(1h,d,3j
h-h 8.8),7.10
–
7.06(3h,m),7.02(1h,dd,3j
h-h 8.8and 4jh-h 2.5),6.22(1h,d,4j
h-h 1.3),4.48
–
4.42(4h,m),2.40(3h,d,4j
h-h 1.3)；
13
c{1h}(101mhz,(ch3)2so)167.0,161.8,161.3,160.1,154.7,153.4,131.4,126.5,123.3,114.4,113.3,112.5,111.3,101.4,67.0,66.4,18.2；esi-lrms[c
19h17
o6]
+
,(+)m/z 341.1；[c
19h17
o6]
+
的esi-hrms计算值,341.1025实测值,341.1024。
[0300]
实施例2
–
光物理学研究
[0301]
使用以winuv软件操作的agilent technologies cary 60分光光度计来测量紫
外-可见光吸收光谱。将样品置于光程长度(path length)为1cm的石英比色皿中。以600nm/min的扫描速率和1.0nm的数据间隔，相对于光学匹配的比色皿中的纯溶剂的基线，记录吸收光谱。发射光谱和激发光谱是在光程长度为1cm的石英比色皿中、在agilent technologies carry eclipse荧光分光光度计上获得的。以120.0nm/min的扫描速率、1.0nm的延迟间隔和5nm的带通(band-pass)收集发射光谱和激发光谱。
[0302]
1i、1和c3及其前体的光物理特性示于表7。在ph 7.4的pbs缓冲液水溶液中记录测量结果以模拟生理条件。表8示出了在298k下在氯仿中测量的1i、1和c3及其前体的光物理特性。
[0303]
表7化合物1i、1和c3及其前体在pbs缓冲液ph 7.4中的光物理数据。浓度＝pbs缓冲液(ph＝7.4)中20μm，λ
ex
＝320nm，298k。量子产率是用甲苯中的四苯基卟啉(h2tpp)作为标准测量的。
[0304][0305]
[a]宽q带(q-bands)，[b]残留的香豆素发射，[c]未观察到卟啉发射，[d]未测量到量子产率。
[0306]
表8化合物1i、1和c3及其前体在chcl3中的光物理数据，λ
ex
＝320nm，298k。量子产率率是用甲苯中的四苯基卟啉(h2tpp)作为标准测量的。
[0307][0308]
[a]残留的香豆素发射，[b]未观察到卟啉发射，[c]未测量到量子产率。
[0309]
1、1f、1g、1h、1、c3和c3g在pbs缓冲液中的吸收光谱示于图1和2。
[0310]
在pbs缓冲液中，1显示出401nm处的宽soret带，以及从541延伸至680nm的宽q带，分别归属于s0→
s2和s0→
s1转换。320nm处的吸光度归属于含有局部π-π*特征的香豆素部分。与在氯仿中的吸收光谱相比，生物学相关的类似物1在水性介质中显示出明显更宽的吸收光谱。这种现象是ppix类似物的特征，这是由于π-堆积增加，并且强烈依赖于ph和离子强度。与1相反，化合物3在pbs缓冲液中显示出更清晰的吸收光谱，和在417nm处的红移的soret带。
[0311]
通过在氯仿中的紫外-可见光谱中的q带数的改变
–
从4条变为2条，证实了fe
2+
的络合。在水性介质和有机介质中也观察到了soret带的蓝移(blue-shift)。例如，在fe
2+
络合后，1h显示出10nm的紫移(hypsochromic shift)。
[0312]
在pbs中，与7-羟甲基类似物(1和c3)相比，当使用7-氨基甲基香豆素(2和c4)时，观察到香豆素供体的吸光度最大值的52nm红移。与1类似，化合物2的类似物在水性介质中显示出明显更宽的吸收光谱，这是ppix类似物的特征，这是由于π-堆积的增加是ph值和离子强度的函数。
[0313]
未修饰的卟啉1e的吸收光谱与1f的吸收光谱和发射光谱一起示于图3中。这表明
从约300nm至500nm的宽波长范围内的吸收，和在红色波长处的发射。
[0314]
1g、1h和1在pbs缓冲液ph＝7.4和氯仿中、在λ
ex
＝320nm处的发射光谱分别示于图4和5中。c3g和c3在pbs缓冲液ph＝7.4和氯仿中、在λ
ex
＝320nm处的发射光谱分别示于图6和7中。在上面强调的实施例中，样品浓度在pbs缓冲液中为20μm，在氯仿中为10μm。所有的测量都是在298k下进行的。
[0315]
在pbs和氯仿中，所有的香豆素-卟啉二联体(diad)均被发现具有》95％的优异的fret效率。
[0316]
在香豆素部分的λ
max
(320nm)处的激发后，在游离碱类似物1g和c3g中观察到了特征性卟啉发射光谱。然而，在每种情况下都观察到不同的发射谱。在pbs缓冲液中，1g显示出638nm和675nm处的两个主要的峰，和708nm处的宽肩(broad shoulder)(图4和表7和8)。相反，c3g显示出具有660nm和727nm处的两个明显发射峰的光谱。这种光谱形状的差异可能是由于在水性介质中的π-堆积，并且在氯仿中没有观察到这种行为，在其中两种光谱具有相同的发射曲线。在pbs缓冲液和氯仿二者中，相对于1g，c3g显示出红移发射，这是因为三个额外的中苯基(meso-phenyl)取代基提供了更多的共轭。
[0317]
在游离碱类似物的fe
2+
络合后，卟啉发射在pbs缓冲液和氯仿中被完全猝灭(参见1h、1和c3，其显示图4至7中基线处的发射)。这样的行为并不令人惊讶，因为众所周知fe
2+
通过电子和/或能量转移过程猝灭荧光。fe
2+
的络合也明显猝灭了残留的香豆素发射。因此，在卟啉被ho-1分解代谢之前，没有观察到卟啉的荧光，只观察到弱的香豆素荧光。
[0318]
在香豆素部分的λ
max
(320nm)处激发后，还确定了1和1f的发射光谱，表明在pbs缓冲液中以384nm为中心的发射(图8)。1的发射光谱可以在图8中的基线处看到。
[0319]
比较例3
–
对化合物的ho-1活性
[0320]
来自香豆素的荧光在1、2、c3或c4中被猝灭，但当化合物在第5位处断裂时将被观察到，因为香豆素与四吡咯骨架分离，阻止这些部分之间的fret。
[0321]
通过将过表达人ho-1的大肠杆菌裂解物添加至含有用或不用nadph(1mm)孵育16小时的1和c3的溶液中来确定ho-1的存在对荧光的作用。在这种条件下，由于缺乏胆绿素还原酶(bvr)，不会将胆绿素进一步转化为胆红素，因此，消除了bvr的底物耐受性的潜在干扰。
[0322]
在37℃(310k)用1mm nadph孵育化合物1和c3 16小时。为了定量ho-1的活性，进行了对照实验，其中在没有作为发生ho-1血红素分解代谢的必要条件的nadph添加也没有孵育的情况下，在大肠杆菌裂解物中孵育1和c3。
[0323]
结果发现，ho-1明显猝灭香豆素荧光团1i(在第5位处的卟啉裂解后的预期分解产物)的荧光，对1i的对照实验表明，在大肠杆菌裂解物中，在λex＝320nm处，在将ho-1添加至化合物1i后，384nm处的发射强度降低2.3倍，如图9所示。
[0324]
因此，为了消除大肠杆菌裂解物体系中的ho-1的猝灭作用，在孵育后，对分解产物进行酸化(甲醇中5％v/v h2so4)，然后提取到氯仿中。发现ho-1保留在水相中，因此被有效地从反应产物中去除。
[0325]
使用这种方法，相对于对照，在用nadph孵育探针1后，观察到384nm处的荧光增加了2.5倍(图11和12)。测量是在ph 7.4的pbs缓冲液中进行的。如图9所示，香豆素发射中心位于384nm，为pbs缓冲液中在λex＝320nm处的香豆素1i的最大特征波长，表明该分子的形
international迷你涡旋混合机搅拌每种样品30秒，并在298k下静置24小时。在此之后，用chcl3(800μl)稀释样品，用去离子水洗涤有机相(3x 400μl)。质谱样品作为maldi-ms的固体样品提交并由伦敦帝国理工学院的mass spectrometry service进行。在存在ho-1以及有和没有nadph的情况下，对1或c3的溶液进行maldi ms实验。这些示于图16和17。
[0335]
在存在nadph和ho-1的情况下，1的分解是通过形成m/z为587.6的胆绿素类似物来证明的。只检测到一种胆绿素类似物，表明裂解是在第5位的区域特异性的。还检测到分子量分别为900.3和914.3的1的甲基类似物和二甲基类似物，这表明并非所有的卟啉都被解环。这示于图16。在不存在nadph的情况下，在1和ho-1的反应后仅检测到卟啉(即无胆绿素类似物)。
[0336]
在存在和不存在nadph的情况下，使用maldi ms测量c3与ho-1的反应。在这两种实验中，仅检测到m/z为886.6的化合物c3，没有检测到卟啉的分解产物，表明c3很少或没有发生分解。这示于图17。该结果表明c3没有被ho-1代谢。
[0337]
实施例4
–
毒性
[0338]
在引入ho-1之前，将实施例4的细胞培养物与对照培养物进行比较。没有发现本发明的化合物有毒性，并鉴定了适当的荧光发射。
[0339]
还在存在一系列浓度的1、香豆素1i、血红素、铁和胆绿素的情况下培养raw细胞。发现根据本发明的化合物比内源性等同物的毒性小，如通过％存活率所证明的。这些结果示于图18中。
[0340]
实施例5
–
细胞中的血红素加氧酶1检测
[0341]
从血液纯化人单细胞衍生的巨噬细胞，并在96孔透明底黑侧边板中培养24小时，然后用100nm曲古抑菌素a(trichostatin-a)刺激6小时。曲古抑菌素a是诱导ho-1但无光学活性的药物。将10μm化合物1或c3添加至人单核细胞衍生的巨噬细胞中18小时，并改变上清液以去除非细胞结合的探针。
[0342]
24小时后，在激发323
±
7nm下测定荧光发射，这些结果示于图19中。可以看出，对照化合物c3的荧光发射与基线相比没有产生明显变化。然而，化合物1导致355nm处的荧光发射峰，对应于香豆素1i峰，表明化合物1的分解。与相同浓度的香豆素1i的比较表明，约10％的探针(1μm)已被转化为香豆素1i。图19中的荧光数据点是n＝4个技术重复的平均值
±
se，代表来自n＝8个受试者的人单细胞衍生的巨噬细胞。
[0343]
该实验表明，本发明的化合物能够检测细胞中的ho-1。

技术特征：
1.一种由式i表示的化合物或其药学上可接受的盐：其中所述化合物选自卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩，和其中：表示双键或单键；表示氮和m
n+
之间的配位键或共价键；r
1a
至r
1f
独立地选自h或一价烃基；或i)r
1a
和r
1b
一起形成环烃基，ii)r
1c
和r
1d
一起形成环烃基，iii)r
1e
与r
2a
一起形成环烃基，和/或iv)r
1f
与r4一起形成环烃基；r
2a
和r
2b
独立地选自h、一价烃基或二价烃基-a1基团，其中a1是x2或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor5、-csor5、-cosr5、-cssr5、-con(r5)2、-conhr5、-or5、-sr5、-n(r5)2、-nhr5、-ch(or5)2、-ch(or5)(sr5)、-ch(sr5)2、、其中r5是一价c1至c
5-烃基或x2，r6是c1至c5亚烷基；或r
2a
与r
1e
一起形成环烃基；r
3a
和r
3b
独立地选自h、-ch3、-ch2ch3、-oh、-och3、-ococh3、-sh、-sch3、-nh2、-nhch3、或-n(ch3)2；r4是二价c1至c
10-烃基-a2基团，或r4与r
1f
一起形成环烃基，所述环烃基被二价c1至c
10-烃基-a2基团取代或被单独的a2取代，其中a2是x3或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor7、-csor7、-cosr7、-cssr7、-con(r7)2、-conhr7、-or7、-sr7、-n(r7)2、-nhr
7-ch(or7)2、-ch(or7)(sr7)、-ch(sr7)2、、其中r7是一价c1至c
5-烃基或x3，r8是c1至c
5-亚烷基；l是连接基团；x、x2和x3是荧光团，其可以相同或不同；m
n+
是具有整数n的正电荷的阳离子，其中n为1至3；q是所述化合物的总电荷；和a、b、c和d各自独立地表示选自吡咯、吡咯啉或吡咯烷环的五元含氮杂环。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物选自由式iia或iib表示的卟啉或其药学上可接受的盐；其中：表示氮和m
n+
之间的配位键；r
1a
至r
1f
独立地选自h或一价烃基；或i)r
1a
和r
1b
一起形成环烃基，ii)r
1c
和r
1d
一起形成环烃基，iii)r
1e
与r
2a
一起形成环烃基，和/或iv)r
1f
与r4一起形成环烃基；r
2a
和r
2b
独立地选自h、一价烃基或二价烃基-a1基团，其中a1是x2或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor5、-csor5、-cosr5、-cssr5、-con(r5)2、-conhr5、-or5、-sr5、-n(r5)2、-nhr5、-ch(or5)2、-ch(or5)(sr5)、-ch(sr5)2、、其中r5是一价c1至c
5-烃基或x2，r6是c1至c5亚烷基；或r
2a
与r
1e
一起形成环烃基；r
3a
和r
3b
独立地选自h、-ch3、-ch2ch3、-oh、-och3、-ococh3、-sh、-sch3、-nh2、-nhch3、或-n(ch3)2；r4是二价c1至c
10-烃基-a2基团，或r4与r
1f
一起形成环烃基，所述环烃基被二价c1至c
10-烃基-a2基团取代或被单独的a2取代，其中a2是x3或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor7、-csor7、-cosr7、-cssr7、-con(r7)2、-conhr7、-or7、-sr7、-n(r7)2、-nhr
7-ch(or7)2、-ch(or7)(sr7)、-ch(sr7)2、、其中r7是一价c1至c
5-烃基或x3，r8是c1至c
5-亚烷基；l是连接基团；x、x2和x3是荧光团，其可以相同或不同；m
n+
是具有整数n的正电荷的阳离子，其中n是1至3；和q是所述卟啉的总电荷。3.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物选自由式iiia至iiid中任一者表示
or7、-sr7、-n(r7)2、-nhr
7-ch(or7)2、-ch(or7)(sr7)、-ch(sr7)2、、其中r7是一价c1至c
5-烃基或x3，r8是c1至c
5-亚烷基；l是连接基团；x、x2和x3是荧光团，其可以相同或不同；m
n+
是具有整数n的正电荷的阳离子，其中n为1至3；和q是所述细菌卟吩的总电荷。5.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物选自由式va至vh表示的异菌卟吩或其药学上可接受的盐：
其中：表示氮和m
n+
之间的配位键；
r
1a
至r
1f
独立地选自h或一价烃基；或i)r
1a
和r
1b
一起形成环烃基，ii)r
1c
和r
1d
一起形成环烃基，iii)r
1e
与r
2a
一起形成环烃基，和/或iv)r
1f
与r4一起形成环烃基；r
2a
和r
2b
独立地选自h、一价烃基或二价烃基-a1基团，其中a1是x2或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor5、-csor5、-cosr5、-cssr5、-con(r5)2、-conhr5、-or5、-sr5、-n(r5)2、-nhr5、-ch(or5)2、-ch(or5)(sr5)、-ch(sr5)2、、其中r5是一价c1至c
5-烃基或x2，r6是c1至c5亚烷基；或r
2a
与r
1e
一起形成环烃基；r
3a
和r
3b
独立地选自h、-ch3、-ch2ch3、-oh、-och3、-ococh3、-sh、-sch3、-nh2、-nhch3、或-n(ch3)2；r4是二价c1至c
10-烃基-a2基团，或r4与r
1f
一起形成环烃基，所述环烃基被二价c1至c
10-烃基-a2基团取代或被单独的a2取代，其中a2是x3或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor7、-csor7、-cosr7、-cssr7、-con(r7)2、-conhr7、-or7、-sr7、-n(r7)2、-nhr
7-ch(or7)2、-ch(or7)(sr7)、-ch(sr7)2、、其中r7是一价c1至c
5-烃基或x3，r8是c1至c
5-亚烷基；l是连接基团；x、x2和x3是荧光团，其可以相同或不同；m
n+
是具有整数n的正电荷的阳离子，其中n为1至3；和q是所述异菌卟吩的总电荷。6.根据前述权利要求中任一项所述的化合物，其中r
1a
至r
1f
独立地选自h或一价c1至c
6-烃基，优选h、c1至c
3-烷基或c1至c
3-烯基，更优选h、-ch3、ch2ch3或-ch＝ch2，最优选-ch3。7.根据前述权利要求中任一项所述的化合物，其中r
2a
和r
2b
独立地选自h、一价c1至c
10-烃基或二价c1至c
10-烃基-a1基团，其中a1是x2或选自以下的末端基团：-cooh、-coor5、-conh2、-con(r5)2、-oh、-sh、或-nh2，其中r5是一价c1至c
5-烃基，优选地，其中r
2a
和r
2b
独立地选自h、-ch3、-(ch2)
n
’-ch3、-(ch2)
n
’-cooh、-(ch2)
n
’-cooch3或-(ch2)
n
’-cooch2ch3，其中n’为1至3，更优选-ch
2-ch
2-cooh或-ch
2-ch
2-cooch3，最优选其中r
2a
为-ch
2-ch
2-cooh或-ch
2-ch
2-cooch3。8.根据前述权利要求中任一项所述的化合物，其中r
3a
和r
3b
独立地选自h、-ch3、-oh、-sh、或-nh2，优选h。9.根据前述权利要求中任一项所述的化合物，其中r4是c1至c
5-亚烷基-a2基团、c1至c
5-醚-a2基团或c1至c
5-硫醚-a2基团，其中a2是x3或选自以下的末端基团：-cooh、-coor7、-conh2、-con(r5)2、-oh、-sh、或-nh2，其中r7是一价c1至c
2-烃基，优选-(ch2)
n”‑
cooh或-(ch2)
n”‑
cooch3，其中n”为1至3，更优选-(ch2)
2-cooh或-(ch2)
2-cooch3，最优选-(ch2)
2-cooh。
10.根据前述权利要求中任一项所述的化合物，其中m
n+
是铵或金属阳离子，优选铵或铁、锌或镁阳离子，更优选铁阳离子，最优选选自铁(ii)或铁(iii)的铁阳离子。11.根据前述权利要求中任一项所述的化合物，其中l是二价c1至c
20-烃基，优选c1至c
20-亚烷基、c1至c
20-醚、c1至c
20-芳基或c1至c
20-杂芳基，更优选c1至c
20-亚烷基、c1至c
20-芳基或c1至c
20-杂芳基包括1,4-亚苯基和/或1,2,3-三唑，例如其中y选自o、nr9或1,2,3-三唑，其中r9是h或c1至c
6-烃基。12.根据前述权利要求中任一项所述的化合物，其中x是芳族或杂芳族化合物，任选地选自芘、蒽、萘、吖啶、二苯乙烯、吲哚、苯并吲哚、噁唑、噻唑、噻嗪、苯并噻唑、花青、羰花青、水杨酸酯、邻氨基苯甲酸酯、香豆素、荧光素和/或若丹明及其衍生物，优选地，其中x选自香豆素、荧光素及其衍生物、吲哚菁绿和亚甲基蓝及其衍生物。13.根据前述权利要求中任一项所述的化合物，其中x与卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩的四吡咯或还原型四吡咯骨架呈fret对。14.根据权利要求13所述的化合物，其中在激发x后，在式i至v中任一者的化合物中来自x的荧光由于fret而被猝灭，优选地，其中所述化合物选自卟啉且x为香豆素或荧光素或其衍生物和/或所述化合物选自二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩且x为吲哚菁绿或亚甲基蓝或其衍生物。15.根据权利要求13所述的化合物，其中在激发卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩的四吡咯或还原型四吡咯骨架后，在式i至vh中任一者的化合物中来自x的荧光由于fret而被观察到，优选地，其中所述化合物选自卟啉且x为吲哚菁绿或亚甲基蓝或其衍生物。16.根据权利要求1至15中任一项所述的化合物，其用于诊断方法，任选地，用于诊断以血红素加氧酶-1(ho-1)过表达为特征的疾病的方法。17.根据权利要求1至15中任一项所述的化合物，其用于体内诊断斑块内出血、由斑块内出血和/或动脉粥样硬化导致的急性冠脉综合征和/或中风的方法。18.根据权利要求16或17所述的用于诊断方法的化合物，其中所述方法包括向受试者施用所述化合物，任选地，其中所述化合物在急性冠脉综合征的诊断中施用至冠状动脉。19.根据权利要求16至18中任一项所述的用于诊断方法的化合物，其中所述方法包括提供在x或卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩的四吡咯或还原型四吡咯骨架的吸收光谱内的波长的光，并检测由x发射的光。20.根据权利要求1至15中任一项所述的化合物，其用于治疗由斑块内出血和/或动脉粥样硬化导致的急性冠脉综合征和/或中风的方法。21.根据权利要求20所述的用于治疗方法的化合物，其中所述方法包括向受试者施用所述化合物，提供在x或卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩的四吡咯或还原型四吡咯骨架的吸收光谱内的波长的光，检测由x发射的光并处理受试者中观察到荧光调制的位置。22.一种用于体外和/或离体诊断斑块内出血、由斑块内出血和/或动脉粥样硬化导致的急性冠脉综合征和/或中风的方法，所述方法使用根据权利要求1至15中任一项所述的化合物。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述方法包括使所述化合物与来自受试者的血液接触和/或提供在x或卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩的四吡咯或还原型四吡咯骨架的吸收光谱内的波长的光，并检测由x发射的光。24.一种对血红素加氧酶-1(ho-1)和/或斑块内出血成像的方法，所述方法使用根据权利要求1至15中任一项所述的化合物。25.根据权利要求24所述的方法，其中所述方法包括使所述化合物与样品接触，和/或提供在x或卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩的四吡咯或还原型四吡咯骨架的吸收光谱内的波长的光，并检测由x发射的光。26.根据权利要求1至15中任一项所述的化合物在体外和/或离体诊断斑块内出血、由斑块内出血和/或动脉粥样硬化导致的急性冠脉综合征和/或中风中的用途。27.根据权利要求1至15中任一项所述的化合物作为造影剂用于对血红素加氧酶-1(ho-1)和/或斑块内出血成像的用途。28.根据权利要求1至15中任一项所述的化合物作为研究试剂的用途，优选作为用于检测血红素加氧酶-1(ho-1)的研究试剂的用途。29.一种制备根据权利要求1至15中任一项所述的化合物的方法，所述方法包括使式via至vic的化合物或其药学上可接受的盐与具有式[z-x]
q”的化合物反应：其中所述化合物是卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩，和其中：
表示双键或单键；表示氮和m
n+
之间的配位键或共价键；r
1a
至r
1f
独立地选自h或一价烃基；或i)r
1a
和r
1b
一起形成环烃基，ii)r
1c
和r
1d
一起形成环烃基，iii)r
1e
与r
2a
一起形成环烃基，和/或iv)r
1f
与r4一起形成环烃基；r
2a
和r
2b
独立地选自h、一价烃基或二价烃基-a1基团，其中a1是x2或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor5、-csor5、-cosr5、-cssr5、-con(r5)2、-conhr5、-or5、-sr5、-n(r5)2、-nhr5、-ch(or5)2、-ch(or5)(sr5)、-ch(sr5)2、、其中r5是一价c1至c
5-烃基或x2，r6是c1至c5亚烷基；或r
2a
与r
1e
一起形成环烃基；r
3a
和r
3b
独立地选自h、-ch3、-ch2ch3、-oh、-och3、-ococh3、-sh、-sch3、-nh2、-nhch3、或-n(ch3)2；r4是二价c1至c
10-烃基-a2基团，或r4与r
1f
一起形成环烃基，所述环烃基被二价c1至c
10-烃基-a2基团取代或被单独的a2取代，其中a2是x3或选自以下的末端基团：-cooh、-csoh、-cosh、-cssh、-conh2、-oh、-sh、-nh2、-coor7、-csor7、-cosr7、-cssr7、-con(r7)2、-conhr7、-or7、-sr7、-n(r7)2、-nhr
7-ch(or7)2、-ch(or7)(sr7)、-ch(sr7)2、、其中r7是一价c1至c
5-烃基或x3，r8是c1至c
5-亚烷基；l是连接基团；x2和x3是荧光团，其可以相同或不同；m
n+
是具有整数n的正电荷的阳离子，其中n为1至3；q’是所述化合物的总电荷；a、b、c和d各自独立地表示选自吡咯、吡咯啉或吡咯烷环的五元含氮杂环；和w包括叠氮化物或炔烃官能团，在式[z-x]
q”的化合物中，x是荧光团，其可与x2和x3相同或不同，q”是所述化合物的总电荷，z包括叠氮化物或炔烃官能团，其中w和z之一包括叠氮化物官能团，另一者包括炔烃官能团。30.根据权利要求29所述的方法，其中所述反应在含铜催化剂的存在下进行，优选包括抗坏血酸盐和铜(i)和/或铜(ii)的催化剂。31.根据权利要求29或30所述的方法，其中w包括末端为叠氮化物或炔烃的二价c1至c
20-烃基，优选地，其中所述烃基包括苯基，和/或其中z为叠氮化物或炔烃。

技术总结
本发明涉及用于检测血红素加氧酶1(HO-1)的化合物，特别是具有四吡咯或还原型四吡咯骨架和荧光团的如本文限定的式I的卟啉、二氢卟吩、细菌卟吩或异菌卟吩化合物。此类化合物可以用于体内、离体或体外检测HO-1，也可用于诊断方法和用作研究试剂。断方法和用作研究试剂。断方法和用作研究试剂。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：帝国理工学院创新有限公司
技术研发日：2021.11.12
技术公布日：2023/9/13