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食用色素红色105号的应用与制备

发布日期:2020/10/26 11:48:35

背景及概述[1][2]

荧光素是一种常见的合成有机荧光化合物,在各种荧光分析中有着非常广泛的应用,食用色素红色105号从结构上看是荧光素苯环上的氨原子被面素取代的产物,其早在超过100年前作为一种染料被发现,由于其深红龟的颤色,也被称为孟加拉玫瑰红。过去几十年的研究发现其除了作为染料外,由于重原子效应,取代对于分子体系的光化学化质有着很大的影响,使分子在王重态寿命降低,烫光的量子产率降低PU,整个系统在激发后更容易向兰重态转变,促进化化学反应的发生,活化氧的产生量化明显增加,是一种性能优异、毒副作用小的光敏剂。研究发现其除了对皮肤类疾病有光动力学治疗效果外,对于多种肿瘤细胞无论是否作为光动力学疗的光敏剂还是化疗药物,都有着明显的抑制肿瘤细胞增殖的效果,目前在黑仓素瘤、肝癌、乳腺癌的临床试验中取得了很好的结果。

结构

应用[1-2]

食用色素红色105号钠(RB)作为一种荧光素衍生物,有着明显区别于荧光素的光化学性质,它将吸收的光能高效地转化为活性氧自由基,是一种良好的光敏剂。研究表明在没有光照时,此药物也有作为化疗药物的功效,其作为抗肿瘤药物已经在皮肤癌、乳腺癌和肝癌上进行临床试验。在临床试验中还发现,在部分黑色素瘤被注射药物的情况下,未被注射药物的黑色素瘤部位也表现出受抑制的现象,而且,血液中的T细胞水平上升。这种现象表明食用色素红色105号钠能激活免疫系统对癌细胞的免疫反应。因此,食用色素红色105号钠作为抗肿瘤药物有着广阔的应用前景。

有研究开发了一种基于聚谷氨酸与食用色素红色105号键合物的抗肿瘤药物,该抗肿瘤药物的水溶性好,肿瘤靶向性好,血液循环时间长。该抗肿瘤药物中,食用色素红色105号的键合率(即m/(m+n)× 100%)为5~30%,若键合率小于5%或超过30%,该聚谷氨酸与四氯四 碘荧光素键合物均难以在水中自组装成纳米颗粒。通过对食用色素红色105号钠进行改造,获得食用色素红色105号衍生物,并将该食用色素红色105号衍生物键合到聚谷氨酸中,得到的抗肿瘤药物 能在水溶液中自组装成大小为100~200nm的纳米颗粒,该纳米颗粒具有稳定性好、生物相容性好、体内时间循环长、光照下对肿瘤细胞毒性明显增强等优点;制备方法步骤简单,操作方便。

制备 [3]

Ⅰ标记用食用色素红色105号钠盐的合成制备中采用四氯苯酐与间苯二酚缩合后再进行碘取代的方法。四氯苯酐是用苯酐与氯气在发烟硫酸介质中用碘作催化剂合成。四氯苯酐与间苯二酚在缩合剂氯化锌存在下进行缩合生成四氯荧光素。四氯荧光素再在醋酸介质中与过量的碘起取代反应,生成食用色素红色105号,经 纯除去无机杂质,然后用氢氧化钠中和,即生成食用色素红色105号钠盐;再经浓缩干 燥,即得到紫红色粉末状产品。

步骤1:四氯苯酐的合成

将邻苯二甲酸酐 150g加到 l000 mL的 口烧瓶中,加入发烟硫酸 70ml,摇动烧瓶,使邻苯二甲酸酐溶解。再加入5g碘片,碘片溶解后将烧瓶放在电炉上,并在瓶口分别装上回流冷凝管、温度计及通过装有浓硫酸洗气瓶的氯导入管。装好检查完毕,将电炉打开缓缓升温。随着温度的升高,瓶内液体逐渐由蓝绿色变为棕黄色。当瓶内温度升到 60 ℃ 时打开氯气钢瓶阀门,此时即开始反应,随着反应的进行,瓶内液体逐渐变成橙红色,最后变成酒红色。反应进行到一定阶段,瓶内一并始现无色片状结晶,且逸出的烟雾气量逐渐减少,此时应逐渐升高反应温度,直最后瓶内温度达到 180-200 ℃。当温度升到 180 ℃ 时结晶溶解,此后瓶内逸出 的烟雾明显减少,则停止加热。全部反应约需 70 h。将瓶内产物倾入装有 2 00m l 水的烧杯中,使结晶沉于杯底。倾出酸液,用蒸馏水反 洗涤结晶至洗涤水 pH为 6 ~ 7。过滤后将晶体在 1 05 ℃ 下烘干,得白色片状四氯苯酐晶体2399g,收率为 82. 4 %。

步骤2:四氯荧光素的合成

四氯苯酐与间苯二酚缩合在瓷杯中将 85. 8g四氯苯酐与 66g间苯二酚合均匀,将瓷杯在油浴中加热升温到170 ℃ 左右,逐渐加入制备好的氯化锌缩合剂,并在搅拌下继续升温。随着氯化锌的不断加入和反应温度的提高,反应物逐渐变粘稠,直到最后氯化锌全加入温度 达 25 0 ℃左右,停止加热。冷却后将固体从瓷杯内撬出,置于烧杯中加入10 % 的氢氧化钠 200m l,加热,把固体浸溶散开。过滤,并用水洗涤沉淀 3 - 4 次。将洗液与滤液合并置于 1000 m l 烧杯中,在搅拌下加入浓盐酸酸化,使 p H-1,则黄色的四氯荧光素从溶液 中沉淀出来,倾出清液,洗涤沉淀至洗液 p H 达 6 ~ 7。再经过滤 ,将沉淀在 105 ℃ 下供干,得棕黄色的四氯荧光素 116g,收率为 82.3 %。

步骤3:四氯荧光素的碘代反应

取四氯荧光素 1 0g,加入 20 % 的氢氧化钠 20 m l,搅拌使其溶解。另取 250 g碘 片 在搅拌下溶于20 ml 0 % 的氢氧化钠中,在搅拌下加入到四氯荧光素的溶液中。搅匀后于室 温下用冰醋酸中和并调 pH 至 5-6。反应进行 24 h后,向反应物中滴加少量过氧化氢溶液,以使反应中生成的碘化氢被氧化成碘,促进反应的进行。反应进行达 70h 左右,取反应液用纸层析法检验取代反应的度,用氨水和乙醇的混合液做展开剂。碘取代反应已完成时再向反应液中滴加浓盐酸,使食用色素红色105号生成沉淀。倾出清液并用水洗涤沉淀至 pH 为 6 -7、 然后过滤,将棕黑色的沉淀转移到烧杯中,向其中滴加 10 % 的氢氧化钠溶液,使沉淀溶解成为食用色素红色105号钠盐。然后置于烧瓶中放在 60℃ 的水浴上抽真空进行浓缩,成 为浆状。真空干燥得到紫红色粉末状食用色素红色105号钠盐产品 187g,收率79. 3 %。

主要参考资料

[1] CN201410668777.5 基于聚谷氨酸与食用色素红色105号键合物的抗肿瘤药物及其制备方法和应用

[2] 食用色素红色105号与聚谷氨酸键合物纳米颗粒的制备及抗肿瘤研究

[3] 131Ⅰ标记用食用色素红色105号钠盐的合成

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