《Journal of Organometallic Chemistry》：Cationization of
fac-[Mn(CO)
3(Rbpy)Br] complexes with ammonia: direct access to water-soluble photoinduced CO releasing molecules
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本研究合成了一新家族水溶性光诱导CO释放分子（PhotoCORMs），结构为fac-[Mn(CO)3(Rbpy)(NH3)]Br（bpy=2,2'-联吡啶衍生物；R=-H, -Me, -tBu, -OMe, -NO2, -CF3, -CONH2）。通过氨甲醇处理脂溶性前驱体，获得产率90%的化合物，UV-Vis光谱显示cationization导致MLCT带微蓝移，但光活化效率保持。光解实验和肌红蛋白测定证实这些分子可释放1-3个CO分子，且光产物iCORM无毒且不影响细胞活性。该合成方法高效简便，扩展了锰基光CORMs的应用范围。
马塞尔·安内罗（Marcel Annereau）|安妮·勒米尔（Anne Le Mire）|杰弗里·贡塔尔（Geoffrey Gontard）|米歇尔·萨尔梅因（Michèle Salmain）|文森特·科尔塞（Vincent Corcé）
法国巴黎索邦大学、法国国家科学研究中心（CNRS）、巴黎分子化学研究所（IPCM），F-75005巴黎
摘要
通过将相应的[Mn(CO)3(Rbpy)Br]配合物与甲醇胺反应，成功合成了一类新型水溶性光诱导CO释放分子（PhotoCORMs），其通用结构为fac-[Mn(CO)3(Rbpy)(NH3)]Br（其中bpy= 2,2’-联吡啶；R= -H, -Me, -tBu, -OMe, -NO2, -CF3, -CONH2）。通过光解实验和肌红蛋白测定法证实，这些分子在蓝光照射下能迅速释放1至3个CO分子。
引言
尽管fac-[Mn(CO)3(bpy)Br（bpy= 2,2’-联吡啶）1a及其他Mn(CO)3(α-二亚胺)Br配合物的合成最早在1979年就已报道[1]，但从2011年起，人们对这类化合物及其类似物的兴趣日益增加，因为德龙齐耶（Deronzier）及其同事发现它们可作为高效的CO2还原为CO的催化剂[2,3]。此外，斯托尔（Stor）等人还发现fac-[Mn(CO)3(bpy)Br具有有趣的光化学性质[4]。这一发现促使马沙拉克（Mascharak）等人研究其CO释放能力，结果表明fac-[Mn(CO)3(bpy)Br是一种生物相容性的光活性CO释放分子（photoCORM）[5]。随后，许多其他含有氮和/或氧辅助配体的MnI(CO)3配合物也被发现具有类似特性，无论是通过光照刺激还是其他激活方式[6,7]。总体而言，CORMs（尤其是photoCORMs）为治疗性CO的给药提供了一种安全的方式，因为与气态给药相比，这种方式能更好地控制剂量[8]。大多数CORMs基于过渡金属羰基配合物，过去几十年中已开发并使用了多种类型的CORMs，例如Mn2(CO)10（CORM-1）、Ru2Cl4(CO)6（CORM-2）和RuCl(CO)3(Glycinato)（CORM-3）。莱纳姆（Lynam）、莫尔（Moir）和费尔兰布（Fairlamb）[9]、沙奇施奈德（Schatzschneider）[10]、福特（Ford）[11]、马沙拉克（Mascharak）[12]、施马尔茨（Schmalz）[13]、罗曼（Rom?o）[14]、佐比（Zobi）[15]、韦斯特豪森（Westerhausen）[16]以及我们[17]也合成了更多结构复杂的CORMs。
从治疗角度来看，理想的photoCORM应在暗环境中具有稳定性，并优选在电磁波谱的红色或红外区域吸收光。在开发photoCORM时还需考虑另一个关键参数：光照后的光产物的性质。这种光产物（称为失活的CORM，iCORM）必须无毒，且不对细胞过程产生干扰。最重要的是，CORM和iCORM在水介质中必须具有良好的溶解性。由于这些化合物的高度疏水性，这一特性限制了它们的应用。为提高水溶性，一种策略是在配合物形成过程中使用水溶性配体，或在现有配体上引入亲水功能（图1）。2011年，韦斯特豪森（Westerhausen）首次提出了含两个水溶性半胱胺配体的铁羰基光敏配合物CORM-S1[16]。基于这一策略，范（Fan）开发了一种含两个巯基丙酸酯（MPA）配体的水溶性光敏二铁六羰基配合物[18]。2015年，韦斯特豪森[19]首次介绍了基于锰的水溶性光敏CORM-CORM-EDE1，随后马沙拉克[20,21]和福特[22]也对其进行了研究。图1展示了部分水溶性、基于二亚胺的锰(I)光敏CORMs和CORM-EDE1的示例。
朱（Zhu）报道的含4,4’-二羧酸联吡啶和水合配体的水溶性阳离子锰三羰基配合物W1引起了我们的注意[23]。鉴于埃尔斯（Elles）和布莱克莫尔（Blackmore）[24]的研究表明，调节fac-[Mn(CO)3(Rbpy)Br]中联吡啶配体的性质可以精细调节其吸收和CO释放特性，我们通过用氨处理亲脂性配合物fac-[Mn(CO)3(Rbpy)Br，成功合成了一系列水溶性阳离子配合物fac-[Mn(CO)3(Rbpy)(NH3)]Br。研究了阳离子化对这些配合物在蓝光照射下的电子吸收和CO释放特性的影响。
实验部分
配合物合成与紫外-可见光谱分析根据通用文献方法[1]，合成了七种fac-[Mn(CO)3(Rbpy)Br》1a-g配合物（包括不同取代的4,4’-联吡啶配体（方案1）以及新合成的1h配合物。4,4’位取代基的选择基于其电子供体（甲氧基、叔丁基和甲基）或电子吸引基（硝基、三氟甲基、酯基和酰胺基）的性质。
在固态下，1a-h配合物呈现出不同的颜色
结论
总之，我们通过用氨处理相应的fac-[Mn(CO)3(Rbpy)Br》配合物，高效地合成了一系列水溶性fac-[Mn(CO)3(Rbpy)(NH3)]Br化合物。这些新化合物通过红外（IR）、紫外（UV）、核磁共振（NMR）和高分辨率质谱（HRMS）进行了全面表征。紫外-可见光谱分析显示，阳离子化过程导致MLCT带略微蓝移，但光激活效果仍然显著。
实验方法
4,4’-di-CONH2联吡啶。[40] 4,4’-di-COOMe联吡啶（1.5 mmol，400 mg）溶解在7 M NH3和MeOH（150 mL）中。反应混合物在室温下剧烈搅拌24小时后，减压去除MeOH，得到白色固体。固体用丙酮洗涤并空气干燥（1.3 mmol，372 mg，90%）。1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ 8.87（dd，J = 5.0，0.8 Hz，2H），8.81（dd，J = 1.7，0.8 Hz，2H），8.41（s，2H），7.87（dd，J = 5.0，1.7 Hz，2H），7.77（s，2H）。13C NMR
资金来源
本研究未获得任何公共、商业或非营利性机构的资助。
数据获取
数据可应要求提供。
未引用参考文献
[37,38]
CRediT作者贡献声明
马塞尔·安内罗（Marcel Annereau）：实验研究、数据分析。安妮·勒米尔（Anne Le Mire）：实验研究、数据分析。杰弗里·贡塔尔（Geoffrey Gontard）：实验研究、数据分析。米歇尔·萨尔梅因（Michèle Salmain）：撰写、审稿与编辑。文森特·科尔塞（Vincent Corcé）：撰写初稿、监督、概念构思。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
致谢
特此感谢克莱尔·特鲁夫拉德（Claire Troufflard）和雷吉娜·马鲁琴科（Régina Maruchenko）在核磁共振（NMR）研究中的协助，同时也感谢杰弗里·吉勒莫（Geoffroy Guillemot）的宝贵讨论。
