CN101967163B - 对癌细胞有选择性的铂(ⅱ)抗癌配合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型的铂(II)抗癌配合物，以3-X-1，1-环丁烷二羧酸根作离去基团，以mixed-NH3/环戊胺或mixed-NH3/环己胺为载体，X是环丁烷上第三位碳上的极性取代基，分别为羟基OH，乙酰氧基OCOCH3和二氯乙酰氧基OCOCHCl2，同时该化合物可以含0，1，2个结晶水。本发明的化合物可以采用常规方法合成，它们不但具有高抗癌活性，而且对癌细胞有高的选择性，优于目前临床上广泛使用的抗癌药顺铂和卡铂。同时，这些化合物还具有水溶性好、稳定的优点，可以制成注射剂，用于临床治疗癌症。
Description
技术领域
本发明涉及一类新型的铂(II)抗癌配合物，对癌细胞具有选择性，属于化学制药领域。
背景技术
恶性肿瘤是一种严重威胁人类健康和生命的疾病，系继心血管疾病后的全球第二大死亡原因。目前临床治疗恶性肿瘤主要有三大手段：手术治疗、放射治疗和化学治疗。手术治疗和放射治疗主要针对的是局部或区域性肿瘤，对发生全身多处转移的恶性肿瘤只能依赖化学治疗[1]。化疗的基础是化疗药物，而铂类抗肿瘤药物是一类非常重要的化疗药物[2]，特别是顺铂(Cisplatin)和卡铂(Carboplatin)世界范围内正广泛用于常见恶性肿瘤的一线治疗，约占所有癌症治疗方案中的50％[3]。然而，目前临床应用铂类抗肿瘤药物，与其他细胞毒类化疗药物一样，对癌细胞缺乏足够的选择性，在杀伤癌细胞的同时，对正常的组织细胞也产生不同程度的损伤作用，通常导致骨髓抑制、肾损伤、神经毒性、恶心呕吐。毒性反应成为肿瘤化疗时药物用量受限的关键因素，同时亦影响了患者的生命质量[4-6]。为此，发展对癌细胞具有选择性的铂类药物，以减低毒副作用是目前抗癌药物研究的重要方向之一[7，8]。
发明内容
以氨/胺为载体的铂配合物是一类符合经典构效关系的化合物，据报道此类化合物能部分克服癌细胞对顺铂的耐药性，显示出较高的抗癌活性，其中的两个化合物环铂(Cyclpatam)
赛特铂(Satraplatin)已进入临床试验。但是，环铂作为注射用药物在水中不稳定而赛特铂作为口服药物药代动力学特性不理想，同时它们与顺铂、卡铂一样对癌细胞缺乏选择性， 影响了临床疗效。虽然两个化合物临床试验已近20多年，但至今未获准上市。为此，我们以环铂和赛特铂的氨/环戊胺(环己胺)为载体、以二羧酸根(草酸根，丙二酸根、甲基丙二酸根、乙基丙二酸根、1，1-环丁烷二羧酸根为离去基团、以Pt(II)为中心离子，合成了一系列的配合物：
上式X2＝草酸根，丙二酸根、甲基丙二酸根、乙基丙二酸根、1，1-环丁烷二羧酸根。
这些配合物在水中虽然稳定，但水溶性差，而且抗癌活性不强。为此，我们对离去基团1，1-环丁烷二羧根作了进一步的修饰，在环丁烷的第3位碳上引入极性基团后，发明了下列水溶性大于5mg/ml和在水中具有足够稳定性的铂(II)化合物。本发明的化合物的结构式为下列两个中的任一个，其结构式如下：
上式中，X为离去基团1，1-环丁烷二羧根上第3位碳的取代基，可以为羟基OH，乙酰氧基OCOCH3和二氯乙酰氧基OCOCHCl2；n为结晶水的数量，为0，1，2。
体外抗癌试验表明，本发明的化合物对肺癌细胞株A549/ATCC、胃癌细胞株SGC-7901和卵巢癌细胞株SK-OV-3和***癌细胞株22RV-1的生长增殖有明显的抑制作用，活性明显高于卡铂，其中有些化合物的活性甚至与顺铂相当，且对肿瘤细胞的生长的抑制作用明显高于正常细胞，显示出对肿瘤细胞的选择性，优于顺铂和卡铂，可用于临床治疗癌症。
所发明的化合物的的离去基团的合成(见下列本发明的化合物的离去基团的反应路线)：是以1，1-环丁烷二羧酸为起始原料，先按[Inorganica ChimicaActa，2004，357，4452-4466]报道的方法制备出3-羟基-1，1-环丁烷二羧酸，再进一步通过酯化反应，制备出3-乙酰氧基-1，1-环丁烷二羧酸和3-二氯乙酰氧基-1，1-环丁烷二羧酸.。
上述为本发明的化合物的离去基团的反应路线。
本发明目标化合物的制备方法是以市售的KPt(NH3)Cl3为起始原料，加入KI，转化成KPt(NH3)I3，与环戊胺(环己胺)反应，制备出相应的cis-[Pt(II)(NH3)(C5H9NH2)I2](cis-[Pt(II)(NH3)(C6H11NH2)I2]中间体，再在水中与3-取代-1，1-环丁烷二羧酸的银盐等摩尔定量反应，反应完全后过滤分离AgI，母液减压浓缩析出本发明的配合物结晶。所涉及的反应为：
具体实施方式
(1)3-乙酰氧基-1，1-环丁烷二羧酸及其银盐的制备：
先按文献报道的方法[Inorganica Chimica Acta，2004，357，4452-4466]制备3-羟基-1，1- 环丁烷二羧酸(mp 151-152℃)。取20g 3-羟基1，1-环丁烷二羧酸，溶于200ml丙酮，加入33g新蒸乙酰氯，于50℃搅拌4h，蒸发除溶剂，得粗品，在异丙醚重结晶，得到白色晶体，60℃烘干，得3-乙酰氧基-1，1-环丁烷二羧酸15.5g，mp：128-129℃，产率60％。
取3-乙酰氧基-1，1-环丁烷二羧酸10g，溶于100ml的水中，用1mol/LNaOH调节pH＝6-7，加入104mmol、100mlAgNO3(过量5％)，得到3-乙酰氧基-1，1-环丁烷二羧酸银沉淀，过滤收集，用水、乙醇洗涤后在60-70℃下真空干燥4小时，得到19g 3-乙酰氧基-1，1-环丁烷二羧酸银，产率92％。
(2)3-二氯乙酰氧基-1，1-环丁烷二羧酸及其银盐的制备：
取20g 3-羟基1，1-环丁烷二羧酸，溶于200ml丙酮，加入18.4g新蒸二氯乙酰氯，于50℃搅拌4h，蒸发除溶剂，得粗品，在异丙醚重结晶，得到白色晶体，60℃烘干，得3-二氯乙酰氧基-1，1-环丁烷二羧酸20.3g，mp：147-149℃，产率60％。
取3-二氯乙酰氧基-1，1-环丁烷二羧酸10g，溶于100ml的水中，用1mol/L NaHCO3调节pH＝6-7，加入77.4mmol、100ml AgNO3(过量5％)，得到3-二氯乙酰氧基-1，1-环丁烷二羧酸银沉淀，过滤收集，用水、乙醇洗涤后在60-70℃下真空干燥4小时，得到16g 3-二氯乙酰氧基-1，1-环丁烷二羧酸银，产率90％。
(3)cis-[Pt(II)(NH3)(C5H9NH2)I2]和cis-[Pt(II)(NH3)(C6H11NH2)I2]中间体的制备：
称取4.28g KPt(NH3)Cl3(12mmol)溶于50ml水中，过滤除去不溶物，在40℃下，加入含KI12g(72mmol)的水溶液50ml，避光放置3小时后，缓慢滴加环戊胺水溶液12mmol，搅拌反应，得到黄色沉淀，过滤收集，用水、乙醇洗涤后在65℃下真空干燥4小时，cis-[Pt(II)(NH3)(C5H9NH2)I2]6.0g，产率90％。用环己胺替代环戊胺，用同样的制备方法，可得到cis-[Pt(II)(NH3)(C6H11NH2)I2]6.24g，产率92％。
(4)
取5g(9.07mmol)的cis-[Pt(II)(NH3)(C5H9NH2)I2]，悬浮100ml水中，加入等摩尔量的3-二氯乙酰氧基-1，1-环丁烷二羧酸银4.40g，在35℃下搅拌反应24小时，检查反应完全后过滤除去AgI沉淀，母液减压浓缩到5ml，过滤收集白色晶体，在50℃下真空干燥，得2.7g 产品，产率50％。水溶性12mg/ml(室温)。
特征结构参数为：<1>元素分析：C27.4％，N4.91％，H 3.55％，Cl12.1％，Pt 34.2％与理论值C 27.6％，N 4.95％，H3.53％，Cl12.5％，Pt 34.5％一致。<2>FAB+-MS(m/e，RI)：567(M+，57％)，与分子量一致。<3>IR(cm-1，KBr压片)：3243，3134(s，vNH3)，2959，2871(m，vCH2)，1710(m，vC＝O)，1639(vs vas(COO-))，1371(svs(COO-))。<4>13C-NMR(dmso，ppm)：23.5(C-3，cyclopentane)，30.7(C-2，cyclopentane)，32.8，33.1(C-2，cyclobutane)，42.0(C-1，cyclopentane)，56.9(C-1，cyclobutane)，60.7(C-3，cyclobutane)，70.4(CHCl2)，164.2(OCOCHCl2)，177.1，177.5(2COO-)。这些参数符合所发明的配合物的化学结构。
(5)
取5g(8.85mmol)的cis-[Pt(II)(NH3)(C6H11NH2)I2]，悬浮100ml水中，加入等摩尔量的3-乙酰氧基-1，1-环丁烷二羧酸银3.66g，在45℃下搅拌反应24小时，检查反应完全后过滤除去AgI沉淀，母液减压浓缩到5ml，过滤收集白色晶体，在50℃下真空干燥，得2.9g产品，产率62％。水溶性17mg/ml(室温)。
<1>元素分析：C 32.7％，N 5.44％，H 4.73％，Pt 37.9％与理论值C 32.9％，N 5.48％，H 4.70％，Pt 38.2％一致。<2>FAB+-MS(m/e，RI)：512(M+，100％)，与分子量一致。<3>IR(cm-1，KBr压片)：3234，3131(s，vNH2)，2934，2856(m，vCH2)，1737(s，vC＝O)，1640(vsvas(COO-))，1371(svs(COO-))。<4>13C-NMR(dmso，ppm)：20.8(C-4，cyclohexane)，24.4(C-3，cyclohexane)，25.3(C-2，cyclo-hexane)，33.1，33.2(C-2，cyclobutane)，38.3(CH3)，49.4(C-1，cyclohexane)，54.4(C-1，cyclobutane)，63.8(C-3，cyclobutane)，170.2(OCOCH3)，176.3，176.7(2COO-)。这些参数符合所发明的配合物的化学结构。
(6)发明的配合物抗癌作用
以水为溶媒、顺铂和卡铂作为阳性对照，采用MTT方法测定所发明的化合物对SK-OV-3(人卵巢癌细胞)，SGC-7901(人胃癌细胞株)和22RV-1(人***癌细胞)，A549/ATCC(人肺癌细胞)生长的抑制作用。同时，以同样的方法测定目标化合物和阳性对照药对正常人肺气管上皮细胞Beas-2B的细胞毒性。
实验方法：(1)接种细胞：用含10％胎牛血清的培养液(DMEM或者RMPI1640)配成单个细胞悬液，以每孔5000-10000个细胞接种到96孔板，每孔体积100ul，贴壁细胞提前12小时接种培养。
(2)加入待测化合物溶液(固定浓度200uM初筛，在该浓度对肿瘤细胞生长抑制在50％附近的化合物设5个浓度进入梯度复筛)，每孔终体积200ul，每种处理均设3个复孔。
(3)显色：37摄氏度培养48小时后，每孔加MTT溶液20ul。继续孵育4-8小时，终止培养，小心吸弃孔内培养上清液，每孔加10％的SDS200ul，过夜孵育(温度37℃)，使结晶物充分融解。
(4)比色：选择595nm波长，酶联免疫检测仪(Bio-Rad 680)读取各孔光吸收值，记录结果，以浓度为横坐标，细胞存活率为纵坐标绘制细胞生长曲线，应用两点法(Reed andMuench法)计算化合物的半数生长抑制浓度IC50值。
表1.所发明的化合物和阳性对照药对肿瘤细胞和正常细胞的半数抑制浓度
表1中SI＝IC50(Bea.s-2B)/IC50(A549/ATCC)，为药物对肿瘤细胞的选择性系数.当SI＞1时，药物对肿瘤细胞有选择性；当SI＜1时，药物对肿瘤细胞缺乏选择性。
从表1的试验结果可知，本发明的部分化合物对肺癌细胞株A549/ATCC、胃癌细胞株SGC-7901和卵巢癌细胞株SK-OV-3和***癌细胞株22RV-1的生长增殖有明显的抑制作用，活性均明显高于卡铂，其中KK-05和KK-06的活性甚至与顺铂相当，且对肿瘤细胞的生长的抑制作用明显高于正常细胞，选择系数SI大于1，特别KK-05和KK-06显示出对肿瘤细胞的高选择性，而顺铂和卡铂对肿瘤细胞缺乏选择性，对正常细胞的毒性高于肿瘤细胞。
因此，本发明的化合物明显优于目前临床上广泛使用的抗癌药物顺铂和卡铂，可以制成注射剂，用于临床治疗癌症。
Claims (3)
1.具有下列任一化学结构的铂(II)配合物：
其中，X为离去基团1，1-环丁烷二羧根上第3位碳的取代基，为羟基OH，乙酰氧基OCOCH3或二氯乙酰氧基OCOCHCl2；n为0。
2.权利要求1的配合物作为在制备抗癌药物中的应用。
3.权利要求1的配合物制成的注射剂在制备抗癌药物中的应用。
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