新型鉑配合物的合成及其抗腫瘤活性*

王慶琨，王淑君，普紹平，彭娟，王興和

(1.昆明貴研藥業(yè)有限公司云南省鉑族金屬抗腫瘤藥物工程技術(shù)研究中心，云南 昆明 650106; 2.云南師范大學(xué)職業(yè)技術(shù)教育學(xué)院，云南 昆明 650092)

新型鉑配合物的合成及其抗腫瘤活性*

王慶琨1，王淑君2，普紹平1，彭娟1，王興和1

(1.昆明貴研藥業(yè)有限公司云南省鉑族金屬抗腫瘤藥物工程技術(shù)研究中心，云南 昆明 650106; 2.云南師范大學(xué)職業(yè)技術(shù)教育學(xué)院，云南 昆明 650092)

以順-二碘-二環(huán)戊胺合鉑(Ⅱ)為起始原料，經(jīng)聚合反應(yīng)和胺化反應(yīng)制得順式-二碘-異丙胺-環(huán)戊胺合鉑(Ⅱ)(2);2分別與氯化鉀，1，1-環(huán)丁基二羧酸鉀和一水合草酸鉀反應(yīng)，合成了3個新型的鉑配合物:順式-二氯-異丙胺-環(huán)戊胺合鉑(Ⅱ)(1a，收率36.6%)，順式-1，1-環(huán)丁基二羧酸-異丙胺-環(huán)戊胺合鉑(Ⅱ)(1b，收率43.6%)和順式-草酸-異丙胺-環(huán)戊胺合鉑(Ⅱ)(1c，收率28.1%)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，IR，ESI-MS和元素分析表征。采用MTT法測定了1a～1c對肝癌(SMMC-7721)，肺癌(A-549)，乳腺癌(MCF-7)和結(jié)腸癌(SW480)的體外抑制活性。結(jié)果表明，1a～1c對部分癌細胞的IC50值小于40μm，具有一定的體外腫瘤生長抑制活性。

鉑配合物;合成;抗腫瘤活性

鉑類抗癌藥物由于其抗癌活性強，作用譜較廣，作用機制獨特，與非鉑類抗癌藥物不產(chǎn)生交叉耐藥性而被廣泛研究，是目前抗癌藥物研究的熱門領(lǐng)域之一［1］。順鉑是第一個被批準(zhǔn)上市的鉑抗癌藥物，但因嚴(yán)重的毒副作用而限制了其在臨床上的應(yīng)用。此外，一些腫瘤對順鉑有先天性或獲得性耐藥性，也限制其臨床應(yīng)用范圍［2］。

為克服順鉑的毒副作用，近年來多種鉑配合物被設(shè)計并合成，以期得到具有更高生物活性的化合物。從鉑類抗腫瘤藥物的發(fā)展來看，由Cleare和Hoeschele提出的鉑配合物結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系規(guī)則是指導(dǎo)鉑配合物設(shè)計合成的主要理論，目前獲批準(zhǔn)上市的鉑抗腫瘤藥物都符合該理論。但是由于結(jié)構(gòu)相似，目前合成的化合物的抗癌效果很難超過順鉑，而且難以解決產(chǎn)生交叉耐藥性的問題。近幾年來，一些非經(jīng)典構(gòu)型的鉑配合物也開展研究［3］，其中混胺類鉑配合物是主要發(fā)展方向之一［4-6］。以混胺為伴隨基團的甲啶鉑和賽特鉑已經(jīng)進入臨床研究［7-8］。

為提高抗腫瘤活性和避免交叉耐藥性，本文將異丙胺和環(huán)戊胺為伴隨基團，以氯離子，1，1-環(huán)丁基二羧酸根和草酸根作為離去基團，設(shè)計并合成了3個新型的鉑配合物。以順-二碘-二環(huán)戊胺合鉑(Ⅱ)為起始原料，經(jīng)聚合反應(yīng)和胺化反應(yīng)制得順式-二碘-異丙胺-環(huán)戊胺合鉑(Ⅱ)(2);2分別與氯化鉀，1，1-環(huán)丁基二羧酸鉀和一水合草酸鉀反應(yīng)，合成了3個新型的鉑配合物——順式-二氯-異丙胺-環(huán)戊胺合鉑(Ⅱ)(1a，收率36.6%)，順式-1，1-環(huán)丁基二羧酸-異丙胺-環(huán)戊胺合鉑(Ⅱ) (1b，收率43.6%)和順式-草酸-異丙胺-環(huán)戊胺合鉑(Ⅱ)(1c，收率28.1%)(Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，IR，ESI-MS和元素分析表征。采用MTT法測定了1a～1c對肝癌(SMMC-7721)，肺癌(A-549)，乳腺癌(MCF-7)和結(jié)腸癌(SW480)的體外抑制活性。結(jié)果表明，1a～1c對部分癌細胞的IC50值小于40μm，具有一定的體外腫瘤生長抑制活性。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Bruker DRX-500型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo));TJ270-30型紅外分光光度計(KBr壓片);AutoSpec 3000型質(zhì)譜儀;Vario ELⅢ型元素分析儀。

順-二碘-二環(huán)戊胺合鉑(Ⅱ)和硝酸銀，昆明貴研藥業(yè)有限公司;其余所用試劑均為分析純。1.2合成

(1)I(環(huán)戊胺)Pt(u-I)2Pt(環(huán)戊胺)I(Ⅱ) (3)的合成

在反應(yīng)瓶中加入順-二碘-二環(huán)戊胺合鉑(Ⅱ) 9.3 g(15 mmol)和純化水100 mL，攪拌使其呈懸濁液;用HClO4調(diào)至強酸性，于50℃(浴溫)反應(yīng)至淡黃色固體完全變?yōu)樯钭厣腆w。過濾，濾餅用水洗至中性，干燥得深棕色固體3 7 g，收率87%。

(2)順式-二碘-異丙胺-環(huán)戊胺合鉑(Ⅱ)(2)的合成

在反應(yīng)瓶中加入3 7 g(6.5 mmol)和純化水100 mL，攪拌使其呈懸濁液;加入異丙胺2 mL (23.7 mmol)的水(30 mL)溶液，于室溫反應(yīng)至深棕色固體完全變?yōu)辄S色固體。過濾，濾餅用水洗至中性，干燥得黃色固體2 6 g，收率78%。

(3)1a～1c的合成(以1a為例)

在反應(yīng)瓶中加入2 5.9 g(10 mmol)和純化水100 mL，攪拌使其呈懸濁液;加入AgNO33.4 g(20 mmol)的純化水(50 mL)溶液，于60℃(浴溫)反應(yīng)3 h。過濾得濾液A;加入氯化鉀1.5 g(20.1 mmol)的水(20 mL)溶液，于室溫反應(yīng)1 h。過濾，濾餅干燥后用水重結(jié)晶得黃色固體1a 1.5 g，收率36.6%。

分別用1，1-環(huán)丁基二羧酸鉀［2.2 g(10 mmol)，于室溫反應(yīng)2 h］和一水合草酸鉀［1.9 g (10.1 mmol)，于室溫反應(yīng)1 h］替代氯化鉀，用類似的方法合成白色固體1b(2.1 g，收率43.6%)和1c(1.2 g，收率28.19%)。

1a:1H NMRδ:1.19～1.26(m，6H，CH3in Pr)，1.45～1.52(m，4H，b，c-H)，1.63(s，2H，a，d-H)，1.94～1.98(m，2H，a，d-H)，3.06～3.13(m，1H，e-H)，3.36～3.41(m，1H，CH in Pr)，4.77～4.81(m，4H，NH2);IRν:3 448，3 208，3 128，2 960，1 580，1 384，480 cm-1; ESI-MS:433{［M+Na］+};Anal.calcd for C8H20N2Cl2Pt:C 23.41，H 4.88，N 6.83;found C 23.10，H 4.51，N 6.49。

1b:1H NMRδ:1.19～1.21(d，J=11.5 Hz，6H，CH3in Pr)，1.48(s，4H，b，c-H)，1.62～1.67(m，4H，a，d-H)，1.97(s，2H，h-H)，2.63～2.66(m，4H，f，g-H)，2.78～2.81(m，2H，CH in Pr，e-H)，4.93～4.97(d，J=21.8 Hz，4H，NH2);IRν:3 432，3 200，3 120，2 968，1 608，1 368，1 120，556，464 cm-1;ESI-MS:504{［M+ Na］+};Anal.calcd for C14H26N2O4Pt:C 34.93，H 5.41，N 5.82;found C 34.58，H 5.29，N 5.69。

1c:1H NMRδ:1.19～1.20(d，J=11.5 Hz，6H，CH3in Pr)，1.49(s，4H，b，c-H)，1.65(s，2H，a，d-H)，1.94～1.96(d，J=10.0 Hz，2H，a，d-H)，2.77～2.81(m，1H，e-H)，3.06～3.09 (m，1H，CH in Pr)，5.08～5.14(m，4H，NH2); IRν:3 448，3 208，3 120，2 968，1 668，1 392，1 244，808，578，472 cm-1;ESI-MS:450{［M+ Na］+};Anal.calcd for C10H20N2O4Pt:C 28.10，H 4.68，N 6.56;found C 27.91，H 4.39，N 6.34。

1.3 抗腫瘤活性測定

采用MTT［9］法測定1a～1c的體外抗腫瘤活性。

接種細胞:用含10%胎牛血清的培養(yǎng)液(DMEM或RMPI1640)配成單個細胞懸液，以每孔5 000個～10 000個細胞接種到96孔板，每孔體積100μL，貼壁細胞提前12 h接種培養(yǎng)。加入待測化合物溶液(40μmol·L-1初篩，在該濃度對腫瘤細胞生長抑制在50%附近的化合物設(shè)5個濃度進入梯度復(fù)篩)，每孔終體積200μL，每種處理均設(shè)3個復(fù)孔。

顯色:37℃培養(yǎng)48 h后，每孔加MTT溶液20 μL，繼續(xù)孵育4 h。吸棄孔內(nèi)培養(yǎng)上清液，每孔加200μL的10%SDS溶液，于37℃過夜孵育，使結(jié)晶物充分溶解。

比色:在波長595 nm處測定各孔光吸收值，以濃度為橫坐標(biāo)，細胞存活率為縱坐標(biāo)繪制細胞生長曲線，應(yīng)用兩點法計算被測化合物的IC50(μm)值。

2 結(jié)果與討論

2.1表征

(1)IR

IR分析結(jié)果表明，1a～1c中，3 208 cm-1，3 200 cm-1和3 208 cm-1附近的強吸收峰為NH伸縮振動峰，較游離的νNH/νNH3發(fā)生了紅移，表明胺與Pt2+發(fā)生了配位，分別在480 cm-1，464 cm-1和472 cm-1附近出現(xiàn)νPt-N伸縮振動，進一步證實Pt2+與異丙胺和環(huán)戊胺配位。1b和1c分別在1 608 cm-1和1 368 cm-1，1 668 cm-1和1 392 cm-1附近出現(xiàn)了兩個強吸收峰，為羧酸根的反對稱伸縮振動［νas(CO2-)］與對稱伸縮振動［νs(CO2-)］峰，且△ν［νas(CO2-)-νs(CO2-)］在238 cm-1～318 cm-1內(nèi)，表明有機酸中的羧基以單齒形式與鉑離子配，分別在556 cm-1和578 cm-1附近出現(xiàn)了νPt-O伸縮振動，進一步證實了Pt2+與有機酸的羧基配位。

元素分析結(jié)果表明，實測值與理論計算值相吻合，MS數(shù)據(jù)與配合物的理論分子量一致，結(jié)合1H NMR數(shù)據(jù)可判斷，合成的1a～1c與Scheme 1預(yù)期結(jié)構(gòu)一致。

2.2 抗腫瘤活性

1a～1c對SMMC-7721，A-549，MCF-7和SW480的抑制活性結(jié)果(IC50值)見表1。從表1可見，1a～1c對部分被測細胞株的IC50值小于40 μm，具有一定的體外腫瘤生長抑制活性。

表1 1a～1c的抗腫瘤活性Tab le 1 Antitumour activities of 1a～1c in vitro

3 結(jié)論

設(shè)計并合成了3個新型的鉑配合物，其結(jié)構(gòu)主要特點為:以異丙胺和環(huán)戊胺的混胺結(jié)構(gòu)作為伴隨基團，以氯離子，1，1-環(huán)丁基二羧酸根和草酸根作為離去基團。

體外抗腫瘤活性數(shù)據(jù)顯示:在選用的4個細胞株中，化合物對部分被測細胞株的IC50值小于40μm，具有一定的體外腫瘤生長抑制活性。

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Synthesis and Antitumor Activities of Novel Platinum(Ⅱ)Complexes

WANG Qing-kun1，WANG Shu-jun2，
PU Shao-ping1，PENG Juan1，WANG Xing-he1

(1.Yunnan Engineering and Technology Center of Platinum-based Anti-tumor Drug，Kunming Gui Yan Pharmaceutical Co.Ltd.，Kunming 650106，China; 2.School of Vocational and Technical Education，Yunnan Normal University，Kunming 650106，China)

Three novel platinum(Ⅱ)complexes，cis-dichloro-2-aminopropane(cyclopentylamine) platinum(Ⅱ)(1a，yield of 36.6%)，cis-cyclobutane-1，1-dicarboxylic-2-aminopropanedichloro(cyclopentylamine)platinum(Ⅱ)(1b，yield of 43.6%)and cis-oxalate-2-aminopropane(cyclopentylamine)platinum(Ⅱ)(1c，yield of28.1%)，were synthesized by the reaction of cis-diiodide-2-aminopropane(cyclopentylamine)platinum(Ⅱ)(2)with potassium chloride，potassium cyclobutane-1，1-dicarboxylic and potassium oxalate monohydrate，respectively.2 was obtained by the polymerization reaction and aminization reaction from cis-diiodide(cyclopentylamine)platinum(Ⅱ).The structures were characterized by1H NMR，IR，ESI-MSand elemental analysis.The in vitro anticancer activities of 1a～1c against SMMC-7721，A-549，MCF-7 and SW480 weremeasured by MTTmethod.The results showed that1a～1c exhibited certain antitumor activities，IC50＜40μm.

platinum complex;synthesis;antitumor activity

O627.8;O621.3

A

1005-1511(2014)02-0210-04

2013-01-16;

2013-12-06

國家科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金資助項目(11C26215305898);云南省科技計劃資助項目(2010DH021)

王慶琨(1979-)，男，漢族，工程師，主要從事功能性鉑配合物的合成與研究。E-mail:jrss1979@163.com

普紹平，高級工程師，碩士生導(dǎo)師，E-mai:pushaoping@163.com