一步法合成去取代基竹红菌素衍生物：结构优化与光动力治疗新策略

本研究针对天然竹红菌素(Hypocrellins)光动力治疗(PDT)应用中因复杂取代基导致的活性限制问题，开发了一种高效的一步法合成策略，成功获得去取代基衍生物H486和H426。通过单晶X射线衍射证实其保留了关键的苝醌骨架和七元侧环结构，同时展现出与天然产物相当的1 O2 量子产率。该研究为开发结构简化的高效PDT药物提供了新范式，在肿瘤和微血管疾病治疗领域具有重要应用前景。

　　

在光动力治疗(PDT)领域，如何平衡光敏剂的光动力活性与生物安全性一直是核心挑战。天然竹红菌素(Hypocrellins)作为源自竹生真菌Hypocrella bambusae的苝醌类色素，虽具有优异的光敏特性（如高效产生单线态氧¹
O₂
和快速代谢），但其复杂的分子结构含有多重取代基，不仅增加合成难度，还可能影响药理特性。既往研究表明，传统水溶性修饰会显著降低其光动力活性，这促使研究人员探索通过结构简化策略开发更优化的衍生物。

中国的研究团队在《Dyes and Pigments》发表的研究中，创新性地采用一步合成法，以天然竹红菌素HA和HB为原料，通过选择性去除取代基，成功制备出两种结构简化的衍生物H486和H426。关键技术包括：单晶X射线衍射(XRD)解析分子结构、电子自旋共振(ESR)检测¹
O₂
生成能力、以及光物理化学性质系统表征。研究使用的竹红菌素原料均从中国云南西藏特产的箭竹寄生真菌中提取纯化。

【材料与方法】
研究以从Hypocrella bambusae提取的HA和碱性脱水制备的HB为起点，通过优化反应条件实现取代基的高效去除。结构确证采用XRD技术，光敏活性通过TEMP捕获¹
O₂
的ESR信号和DPA漂白实验定量评估。

【合成】
突破性地发现天然竹红菌素的苝醌骨架（3,10-二羟基-4,9-苝醌发色团）和七元侧环可在保留前提下实现取代基去除。XRD显示H486和H426完全保持了母核的平面共轭体系，这是光敏活性的结构基础。

【结论】
该研究实现了三个重要突破：首次建立一步法合成去取代基竹红菌素衍生物的工艺，收率高且无需柱层析纯化；首次解析H486/H426的晶体结构，证实其核心骨架的稳定性；证实简化结构不仅保持天然产物的¹
O₂
量子产率（>0.7），还改善了药物特性。这种"减法设计"策略为开发新一代PDT药物提供了全新思路，尤其适用于需要精确光照的微血管疾病（如葡萄酒色斑）和实体瘤治疗。

研究的意义在于：从分子设计层面证明光敏剂活性主要取决于苝醌共轭体系而非外围取代基，这颠覆了传统结构-活性认知；建立的合成方法具有工业化潜力；为天然产物结构优化提供了"少即是多"的典型案例。未来可基于此策略进一步开发靶向性PDT药物，推动肿瘤和血管疾病的精准治疗。