CN102180883B

CN102180883B - 具有抗癌活性的取代卟啉金（ⅲ）类化合物及其制备方法

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Publication number: CN102180883B
Application number: CN 201110067541
Authority: CN
Inventors: 陈华圣; 王存德; 许爱华; 杨茜; 孙良; 吴倩; 王龙祥
Original assignee: Yangzhou University
Current assignee: Yangzhou University
Priority date: 2011-03-20
Filing date: 2011-03-20
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2031-03-20
Also published as: CN102180883A

Abstract

本发明公开了具有抗癌活性的取代卟啉金(III)类化合物及其制备方法，属于药物制备技术领域。本发明由取代四苯基卟啉和金配位生成取代四苯基卟啉金(III)化合物，在卟啉环上引入靶向基团，增加卟啉金的靶向选择性，降低其毒性，进一步改善卟啉金(III)化合物的性能，以期保持或增强卟啉金(III)化合物的抗癌活性。采用本发明合成的化合物经体外对S180细胞的检测数据表明具有明显的抑制作用，最高抑制率达92.386％，高于先导化合物四苯基卟啉金(III)，且对正常细胞的抑制作用小。本发明科学合理，制备的取代卟啉金(III)类化合物抗癌活性好，毒副作用小，制备工艺简便可行，适合工业化大生产。

Description

具有抗癌活性的取代卟啉金(Ⅲ)类化合物及其制备方法

技术领域

本发明公开了具有抗癌活性的取代卟啉金(III)类化合物及其制备方法，属于药物制备技术领域。

背景技术

癌症是目前致死率极高的常见病，其临床治疗手段主要为手术、放疗及化疗。在抗肿瘤化疗药物中，一些贵金属配位化合物已在临床上广泛应用，例如顺铂。但与大多数化疗药物一样，顺铂的靶向选择性较差，在杀死癌细胞的同时也伤害机体的正常细胞，表现出较大的毒性。

Au(III)和Pt(II)都是d⁸电子构型，Au(III)的四配位化合物和顺铂的平面结构相似，因此推测Au(III)类配合物可能会具有和顺铂类似的抗癌活性。已有的研究显示，四苯基卟啉金体外培养对多种人癌细胞系(如口腔癌细胞KB-3-1，宮颈癌细胞HeLa，白血病HL-60，鼻咽癌细胞SUNE1，肝癌细胞HepG2等)都具有较高的抑制作用[Marcon，G.；Carotti，S.；Corronnello，W.et al.J.Med.Chem.2002，45，1672-1677；Messori，L.；Abbate，F.et al.J.Med.Chem.2000，43，35-41；Guo，Z.；Sadler，P.J.Angew.Chem.Int.Ed.1999，38，1512；Che，C.M.；Sun，R.W.Y.；Yu，W.Y.et al.Chem.Commun.2003，1718-1719；Wang，Y；He，Q.Y；Sun，R.W.Y.et al.Eur.J.Pharmacol.2007，554(2-3)，113-122；Wang，Y.；He，Q.Y.；Che，C.M.et al.Proteomics.2006，6(1)，131-142；Wang，Y；He，Q.Y.；Sun，R.W.Y.et al.Cancer Res.2005，65(24)，11553-11564.]，且抗癌活性强于顺铂。然而，四苯基卟啉金对癌细胞的靶向选择性也较差，毒性较大，因而其实验研究与临床应用之间的距离还很大。因此，进行化学修饰，使这类金属配位化合物具有理想的抗癌活性及较低的毒副作用，则成为药物合成领域攻克的技术难点。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供具有抗癌活性的取代卟啉金(III)类化合物及其制备方法。

本发明的第一个目的是通过以下技术方案实现的，具有抗癌活性的取代卟啉金(III)类化合物，其通式为：

式中R′为H或CO₂CH₃；R″为OCH₃或CO₂CH₃或NO₂；X为C或N。

所述的R′为H；R″为CO₂CH₃或OCH₃；X为C或N。

所述的R′为H；R″为CO₂CH₃；X为C。

本发明的第二个目的是通过以下技术方案实现的，具有抗癌活性的取代卟啉金(III)类化合物的制备方法，其特征是，所述的化合物以取代卟啉作为配体，在乙酸溶液体系中和氯金酸钾反应，然后通过氯化锂进行离子交换获得；所述的取代卟啉为5-(4-对甲氧基苯基)-10，15，20-三苯基卟啉或5，10，15，20-四(4-甲氧羰基)苯基卟啉或5-(4-甲氧羰基)苯基-10，15，20-三苯基卟啉化合物或5-(4-硝基)苯基-10，15，20-三苯基卟啉化合物或5-(4-吡啶基)-10，15，20-三苯基卟啉化合物。

合成取代卟啉的反应方程式：

式中试剂及反应条件、产率：丙酸，回流2-4h。产物产率为6.5-25％。

具有抗癌活性的取代卟啉金(III)类化合物制备反应方程式：

式中试剂：(1)KAuCl₄，NaOAc，HOAc；(2)LiCl。产物产率为40.2-95.5％。

所述的制备方法包括以下步骤：

(1)将摩尔比为1∶2.8-3.2∶10-14的取代卟啉、氯金酸钾、乙酸钠以及对应每毫摩尔取代卟啉300-610ml的冰乙酸依次加入反应容器中，在反应容器内回流3-4h，TLC监测至反应完全；

(2)经旋转蒸发器蒸除步骤(1)反应液中的乙酸得到紫色固体，将紫色固体溶于对应每毫摩尔取代卟啉150-300ml的二氯甲烷，并用对应每毫摩尔取代卟啉600-1220ml的蒸馏水洗涤3-5次；

(3)将步骤(2)中经蒸馏水洗涤后的溶液中的二氯甲烷相用对应每毫摩尔取代卟啉3.2-4kg的无水硫酸钠干燥，过滤，经旋转蒸发器减压旋蒸除去二氯甲烷；

(4)将步骤(3)中经旋转蒸发器减压旋蒸除去二氯甲烷的溶液以二氯甲烷/甲醇为淋洗剂，中性氧化铝或硅胶柱层析，将形成的第二色带产品完全除去淋洗剂二氯甲烷、甲醇，之后用丙酮直至溶解产品，过滤除去不溶物；

(5)将步骤(4)中的滤液加入浓度为0.1-0.3g/mL、对应每毫摩尔取代卟啉100-200ml的氯化锂溶液，缓慢旋蒸，待紫色固体出现，过滤后获得具有抗癌活性的取代卟啉金(III)类化合物。

本发明由取代四苯基卟啉和金配位生成取代四苯基卟啉金(III)化合物，在卟啉环上引入靶向基团CO₂CH₃、OCH₃、NO₂，增加了取代四苯基卟啉金(III)化合物的靶向选择性，以期保持或增强卟啉金(III)化合物的抗癌活性。采用本发明合成的化合物经体外对S180细胞的检测数据表明具有明显的抑制作用，最高抑制率达92.386％，高于先导化合物四苯基卟啉金(III)79.375％的最高抑制率，且对正常细胞的抑制作用小。本发明科学合理，制备的取代卟啉金(III)类化合物抗癌活性好，毒副作用小，制备工艺简便可行，适合工业化大生产。

附图说明

图1为本发明对正常小鼠脾淋巴细胞的影响图。

具体实施方式

结合实施例进一步说明本发明：

下列实施例用于说明本发明。在下列各实施例中所用的仪器设备在使用前应干燥，反应要在无水条件下进行，回流冷凝管上端装干燥管通大气。

实施例1 5-(4-对甲氧基苯基)-10，15，20-三苯基卟啉金(G1)化合物及制备方法。

在250mL的圆底烧瓶中加入200mL丙酸、苯甲醛(60mmol)和对甲氧基苯甲醛(20mmol)，加热回流。将5.53mL(80mmol)新蒸吡咯和10mL丙酸混合后，在30min内缓慢滴加到丙酸溶液中。然后继续反应1h，冷却至室温，析出固体，过滤，固体分别用甲醇、热水洗涤，干燥。获得收率为8.8％的5-(4-对甲氧基苯基)-10，15，20-三苯基卟啉(L1)。

50mL烧瓶中加入5-(4-对甲氧基苯基)-10，15，20-三苯基卟啉(L1)(0.025mmol)、氯金酸钾(0.07-0.08mmol)、乙酸钠(0.25-0.35mmol)和7.5-15.25mL冰乙酸，常规加热回流3-4h。TLC监测至反应完全。旋转蒸发器中蒸除乙酸得到紫色固体。将紫色固体溶于3.75-7.5mL二氯甲烷中，并用15-30.5mL蒸馏水洗涤3-5次。二氯甲烷用80-100g无水硫酸钠干燥，过滤。旋转蒸发器中旋蒸除去二氯甲烷。以二氯甲烷/甲醇为淋洗剂，中性氧化铝或硅胶柱，采用常规层析和淋洗，进一步提纯产品。第一色带为未反应的原料，橘黄色的第二色带即为所要产品。将橘黄色的第二色带产品置于旋转蒸发器中，完全除去淋洗剂二氯甲烷、甲醇后用最少量的丙酮溶解产品，过滤除去不溶物，滤液加入2.5-5mL氯化锂的水溶液(浓度为1g-3gLiCl/10mL蒸馏水)。缓慢旋蒸，即有紫色固体出现，过滤，获得收率为94.2-95.5％的氯化5-(4-对甲氧基苯基)-10，15，20-三苯基卟啉金化合物(G1)。mp 156-158℃；¹HNMR(600MHz，CDCl₃)，δ(ppm)：4.13(s，3H)，7.40(d，J＝8.4Hz，2H)，7.86-7.92(m，9H)，8.16(d，J＝8.4Hz，2H)，8.24(d，J＝8.4Hz，6H)，9.28(d，J＝7.2Hz，6H)，9.34(d，J＝5.4Hz，2H)；IR(KBr)：υ2922(s)，2856(w)，1737(w)，1612(w)，1453(w)，1368(w)，1251(w)，1176(w)，1081(w)，1027(w)，806(w)，756(w)，705(w)cm^-1；UV-Vis(CH₂Cl₂)/nm 408，520；MS：839.9(M+1-Cl-，100％)。

实施例2 氯化5，10，15，20-四(4-甲氧羰基)苯基卟啉金(G2)化合物及制备方法。

在250mL的圆底烧瓶中加入200mL丙酸和4-甲氧羰基苯甲醛(80mmol)，加热至回流。将5.53mL(80mmol)新蒸吡咯和10mL丙酸混合后，在30min内缓慢滴加到丙酸溶液中。然后继续反应1h，冷却至室温，析出固体，过滤，固体分别用甲醇、热水洗涤，干燥。获得收率为22.0％的5，10，15，20-四(4-甲氧羰基)苯基卟啉(L2)：mp＞250℃；¹H NMR(600MHz，CDCl₃)，δ(ppm)：-2.79(s，2H，inner-NH)，4.11(s，12H，-COOCH3)，8.29(d，J＝7.8Hz，8H，Ph-CH)，8.44(d，J＝7.8Hz，8H，Ph-CH)，8.81(s，8H，Por-CH)；IR(KBr)：υ3425(m)，2919(w)，1724(s)，1607(w)，1435(w)，1383(w)，1277(m)，1108(m)，965(w)，803(w)，762(w)cm^-1；UV-Vis(CH₂Cl₂)/nm 417，515，549，588，645。

使用实施例1的方法，用5，10，15，20-四(4-甲氧羰基)苯基卟啉(L2)代替5-(4-对氧甲基苯基)-10，15，20-三苯基卟啉(L1)参与反应，获得收率为64.5-66.9％的氯化5，10，15，20-四(4-甲氧羰基)苯基卟啉金(G2)。mp＞250℃；¹HNMR(600MHz，CDCl₃)，δ(ppm)：4.13(s，12H，-COOCH₃)，8.36(d，J＝7.8Hz，8H，Ph-CH)，8.52(d，J＝7.8Hz，8H，Ph-CH)，9.18(s，8H，Por-CH)；IR(KBr)：υ3433(m)，2923(m)，2856(w)，1717(s)，1609(w)，1436(w)，1278(s)，1185(w)，1107(m)，1024(m)，808(w)，762(w)，708(w)cm^-1；UV-Vis(CH₂Cl₂)/nm 408，519；MS：1041.8(M+1-Cl-，100％)。

实施例3 氯化5-(4-甲氧羰基)苯基-10，15，20-三苯基卟啉金(G3)化合物及制备方法。

使用实施例1的方法，用4-甲氧羰基苯甲醛(20mmol)代替对甲氧基苯甲醛(20mmol)参与反应，获得收率为9.0％的5-(4-甲氧羰基)苯基-10，15，20-三苯基卟啉化合物(L3)。mp＞250℃；¹H NMR(CDCl₃，600MHz)，δ(ppm)：-2.79(s，2H，inner-NH)，4.11(s，3H，-COOCH₃)，7.74-7.79(m，9H，Ph-CH)，8.21(d，J＝6.6Hz，6H，Ph-CH)，8.31(d，J＝7.8Hz，2H，Ph-CH)，8.44(d，J＝7.8Hz，2H，Ph-CH)，8.79(d，J＝4.2Hz，2H，Por-CH)，8.85(s，6H，Por-CH)；IR(KBr)：υ3442(s)，3319(w)，2924(w)，2853(w)，1812(m)，1722(s)，1604(w)，1472(w)，1437(w)，1394(w)，1353(w)，1279(s)，1182(w)，1106(w)，800(m)，739(w)cm^-1；UV-Vis(CH₂Cl₂)/nm 416，513，548，589，646。

使用实施例1的方法，用5-(4-甲氧羰基)苯基-10，15，20-三苯基卟啉化合物(L3)代替5-(4-对甲氧基苯基)-10，15，20-三苯基卟啉(L1)参与反应，获得收率为81.5-83％的氯化5-(4-甲氧羰基)苯基-10，15，20-三苯基卟啉金(G3)。mp＞250℃；¹H NMR(CDCl₃，600MHz)，δ(ppm)：4.13(s，3H，-COOCH₃)，7.82-7.88(m，9H，Ph-CH)，8.30(s，6H，Ph-CH)，8..42(d，J＝8.4Hz，2H，Ph-CH)，8.51(d，J＝7.2Hz，2H，Ph-CH)，9.19(s，2H，Por-CH)，9.26-9.27(m，6H，Por-CH)；IR(KBr)：υ＝3414(w)，2921(s)，2852(m)，1737(w)，1601(w)，1498(w)，1460(w)，1357(w)，1242(m)，1176(w)，1079(w)，1026(m)，802(w)，756(w)，702(w)cm^-1；UV-Vis(CH₂Cl₂)/nm 410，521；MS：868.1(M+1-Cl-，100％)。

实施例4 氯化5-(4-硝基)苯基-10，15，20-三苯基卟啉金(G4)化合物及制备方法。

使用实施例1的方法，用4-硝基苯甲醛(20mmol)代替对甲氧基苯甲醛(20mmol)参与反应，获得收率为8.5％的5-(4-硝基)苯基-10，15，20-三苯基卟啉化合物(L4)。mp＞250℃；¹H NMR(CDCl₃，600MHz)，δ(ppm)：-2.79(s，2H，inner-NH)，7.75-7.81(m，9H，Ph-CH)，8.21(d，J＝7.2Hz，6H，Ph-CH)，8.40(d，J＝8.4Hz，2H，Ph-CH)，8.64(d，J＝8.4Hz，2H，Ph-CH)，8.74(d，J＝4.2Hz，2H，Por-CH)，8.86-8.90(m，6H，Por-CH)；IR(KBr)：υ3446(s)，2918(w)，2850(w)，1596(w)，1517(w)，1472(w)，1392(w)，1345(m)，1073(w)，840(w)，798(m)，706(m)cm^-1；UV-Vis(CH₂Cl₂)/nm 418，514，549，588，645。

使用实施例1的方法，用5-(4-硝基)苯基-10，15，20-三苯基卟啉化合物(L4)代替5-(4-对甲氧基苯基)-10，15，20-三苯基卟啉(L1)参与反应，获得收率为40.2-42.6％的氯化5-(4-硝基)苯基-10，15，20-三苯基卟啉金(G4)。mp＞250℃；¹H NMR(CDCl₃，600MHz)，δ(ppm)：7.78-7.82(m，9H，Ph-CH)，8.18(s，6H，Ph-CH)，8.47(s，2H，Ph-CH)，8.65(s，2H，Ph-CH)，9.06(s，2H，Ph-CH)，9.18(d，J＝8.4Hz，6H，Por-CH)；IR(KBr)：υ3438(s)，2922(m)，2856(w)，1733(w)，1629(w)，1517(w)，1452(w)，1346(w)，1086(w)，1028(w)，803(w)，756(w)，703(w)cm^-1；UV-Vis(CH₂Cl₂)/nm 408，520；MS：855.1(M+1-Cl-，100％)。

实施例5 氯化5-(4-吡啶基)-10，15，20-三苯基卟啉金(G5)化合物及制备方法。

使用实施例1的方法，用4-吡啶甲醛(20mmol)代替对甲氧基苯甲醛(20mmol)参与反应，获得收率为6.5％的5-(4-吡啶基)-10，15，20-三苯基卟啉化合物(L5)。mp＞250℃；¹H NMR(CDCl₃，600MHz)，δ(ppm)：-2.82(s，2H，inner-NH)，7.75-7.80(m，9H，Ph-CH)，8.17(d，J＝5.4Hz，2H，Ph-CH)，8.21(d，J＝6.6Hz，6H，Ph-CH)，8.79(d，J＝4.2Hz，2H，Ph-CH)，8.86-8.90(m，6H，Por-CH)，9.03(s，2H，Por-CH)；IR(KBr)：υ3446(s)，1634(w)，1590(w)，1473(w)，1396(w)，1351(w)，1070(w)，970(w)，798(m)，710(m)，657(w)cm^-1；UV-Vis(CH₂Cl₂)/nm 416，513，548，586，644。

使用实施例1的方法，用5-(4-吡啶基)-10，15，20-三苯基卟啉化合物(L5)代替5-(4-对甲氧基苯基)-10，15，20-三苯基卟啉(L1)参与反应，获得收率为81.5-82.2％的氯化5-(4-吡啶基)-10，15，20-三苯基卟啉金(G5)。mp＞250℃；¹H NMR(CDCl₃，600MHz)，δ(ppm)：7.84-7.91(m，9H，Ph-CH)，8.25(d，J＝7.8Hz，8H，Ph-CH)，9.14(d，J＝4.2Hz，2H，Ph-CH)，9.18(d，J＝5.4Hz，2H，Por-CH)，9.26(s，4H，Por-CH)，9.29(s，2H，Por-CH)；IR(KBr)：υ3437(s)，2925(m)，2859(w)，1629(w)，1447(w)，1368(w)，1083(w)，1031(w)，804(w)，759(w)，706(w)cm^-1；UV-Vis(CH₂Cl₂)/nm 407，519；MS：811.2(M+1-Cl-，100％)。

其高效低毒特性详见以下说明：

1.对肿瘤细胞的抑制率高，半数抑制浓度小

取体外连续传代处于对数生长期的S180细胞(中科院上海细胞研究所提供)，离心洗涤后用含10％新生小牛血清的RPMI1640(Gbico公司产品)培养液调整细胞数至1×10⁵/mL。取此细胞悬液100μL，加入96孔培养板，加药组每孔加入不同浓度的待测样品100μL，空白对照组加入1640培养液100μL，阳性对照组加入不同浓度的顺铂溶液100μL，每个浓度设3个复孔，将培养板置于5％CO₂、37℃饱和湿度的培养箱中培养48h。培养结束前4h从各孔中吸出100μL上清弃去，加入MTT10μL(终浓度5mg/mL，MTT为sigma公司产品)，继续培养4h后，加入100μL酸化异丙醇终止反应，振荡10min，用酶标仪于570nm处测定各孔的OD值，OD值的高低与活细胞数成正比。按公式“抑制率＝(1-药物孔OD值/对照孔OD值)×100％”计算受试化合物体外对S180细胞增殖的抑制率，并计算半数抑制浓度IC₅₀。结果见表1。

表1对S180细胞体外增殖的抑制作用

表1结果显示，取代卟啉金(III)类化合物G1、G3和G5对S180细胞具有明显的抑制作用，其中G1和G3的IC₅₀均小于先导化合物(G0)，G3对肿瘤细胞的最高抑制率为92.386％，高于先导化合物的最高抑制率79.375％，而G2、G4对S180细胞的抑制作用相对较弱。

2.对正常小鼠脾淋巴细胞的毒性小

按常规方法制备ICR小鼠脾淋巴细胞悬液，调节细胞浓度为1×10⁷/mL。取此细胞悬液100μL，加入96孔培养板，加药组每孔加入不同浓度的待测样品100μL，空白对照组加入1640(Gbico公司产品)培养液100μL，阳性对照组加入不同浓度的顺铂溶液100μL，每个浓度设3个复孔，将培养板置于5％CO2、37℃饱和湿度的培养箱中培养48h。培养结束前4h从各孔中吸出100μL上清弃去，加入MTT10μL(终浓度5mg/mL，MTT为sigma公司产品)，继续培养4h后，加入100μL酸化异丙醇终止反应，振荡10min，用酶标仪于570nm处测定各孔的OD值，OD值的高低与活细胞的数量成正相关，与对正常细胞的毒性成负相关。结果如图1所示。

图1结果显示：受试化合物对正常小鼠脾淋巴细胞皆有一定的毒性，其中先导化合物G0毒性较大，其次为顺铂，化合物G1和G3的毒性较小，结合抗癌活性测定，表明这两个新合成的化合物靶向选择性好、毒性低，很有可能成为抗癌的潜在药物。

Claims

1.具有抗癌活性的取代卟啉金(Ⅲ)类化合物，其结构式为：

Figure 2011100675412100001DEST_PATH_IMAGE001

；

式中R′为H；R″为CO₂CH₃；X为C。

2.具有抗癌活性的取代卟啉金(Ⅲ)类化合物的制备方法，其特征是，所述的化合物以取代卟啉作为配体，在乙酸溶液体系中和氯金酸钾反应，然后通过氯化锂进行离子交换获得；所述的取代卟啉为5-（4-甲氧羰基）苯基-10,15,20-三苯基卟啉化合物。

3.根据权利要求2所述的具有抗癌活性的取代卟啉金(Ⅲ)类化合物的制备方法，其特征是，所述的制备方法包括以下步骤：

（1）将摩尔比为1：2.8-3.2：10-14的取代卟啉、氯金酸钾、乙酸钠以及对应每毫摩尔取代卟啉300-610 ml的冰乙酸依次加入反应容器中，在反应容器内回流3-4 h，TLC 监测至反应完全；

（2）经旋转蒸发器蒸除步骤（1）反应液中的乙酸得到紫色固体，将紫色固体溶于对应每毫摩尔取代卟啉150-300 ml的二氯甲烷，并用对应每毫摩尔取代卟啉600-1220 ml的蒸馏水洗涤3-5次；

（3）将步骤（2）中经蒸馏水洗涤后的溶液中的二氯甲烷相用对应每毫摩尔取代卟啉3.2-4 kg的无水硫酸钠干燥，过滤，经旋转蒸发器减压旋蒸除去二氯甲烷；

（4）将步骤（3）中经旋转蒸发器减压旋蒸除去二氯甲烷的溶液以二氯甲烷/甲醇为淋洗剂，中性氧化铝或硅胶柱层析，将形成的第二色带产品完全除去淋洗剂二氯甲烷、甲醇，之后用丙酮直至溶解产品，过滤除去不溶物；

（5）将步骤（4）中的滤液加入浓度为0.1-0.3 g / mL、对应每毫摩尔取代卟啉100-200 ml的氯化锂溶液，缓慢旋蒸，待紫色固体出现，过滤后获得具有抗癌活性的取代卟啉金(Ⅲ)类化合物。