● 摘要
治疗型一氧化碳释放分子(CORM)设计的挑战在于如何采用无毒的天然有机小分子构建具有缓释一氧化碳性能的过渡金属羰基化合物先导结构。本文围绕羧酸桥跨双钌四羰基锯马结构，分别采用小分子羧酸与氨基酸及其衍生物，成功发展了一类具有临床治疗应用潜力的光敏一氧化碳释放分子(Photo-CORM)。此类化合物在模拟生理环境下可稳定存在，仅响应365 nm紫外线辐射缓释CO。全文共合成24个新羧酸桥跨羰基钌化合物，并进行了全面的波谱学表征，其中8个化合物进行了X-射线单晶结构分析，相关数据与预期相同。马心肌红蛋白测试表明，所有化合物均可光解释放一氧化碳，其中轴向配位的氨基酸酯是调控其释放CO的关键。化合物1a光解历程的原位红外、核磁以及质谱实验发现了轴向位配体解离形成的关键中间体，气质联用分析证明了乙酸和甘氨酸甲酯是其主要光降解产物。本论文工作主要结论归纳如下：
第一，成功合成了24个锯马羰基钌化合物，分别为甘氨酸甲酯(GlyOMe)轴向配位的不同羧酸桥跨锯马羰基钌化合物(1a-8a)，乙腈(CH3CN)轴向配位的不同羧酸桥跨锯马羰基钌化合物(1h-6h)，含不同氨基酸甲酯2e配体的乙酸桥跨(1b-1e)和Boc-甘氨酸桥跨(8b-8g)锯马羰基钌化合物。所有化合物均进行了全面的波谱学表征，包括红外光谱，核磁共振氢谱、碳谱，元素分析，结果表明化合物结构与预期一致。另外，对其中的8种化合物(1a, 2a, 4a, 5a, 7a, 8a, 3h和4h)进行了单晶结构分析。
第二，利用肌红蛋白测定法精确测试了锯马羰基钌化合物的CO缓释性能。结果发现，此类化合物在没有任何遮光装置的条件下能存储至少7天，体现出优异的稳定性。当用400 nm紫外灯照射时，不会释放出CO。而在365 nm紫外光照条件下，它们均表现出较好的缓释性能。拟合红外数据与释放动力学发现，轴向位配体决定了此类化合物的CO缓释性能，而桥跨配体的亲疏水性亦会微调其光解过程。在所有的化合物中，乙酸桥跨甘氨酸甲酯轴向配位的锯马羰基钌配合物(1a)的CO释放速率最快，在365 nm, 5 w紫外光辐射下，其释放半衰期为665 s。
第三，选取乙酸桥跨甘氨酸甲酯轴向配位的锯马羰基钌配合物(1a)，系统研究此类金属羰基化合物的光降解缓释CO历程。使用原位1H NMR和FT-IR跟踪了1a的光解过程，采用ESI-MS质谱技术监测降解中间体，发现了轴向位解离溶剂配位的关键光解释放中间体。此外，GC-MS分别检测了相关光解有机产物。实验发现，该化合物的光解副产物为乙酸小分子和甘氨酸甲酯。