CN105481944A

CN105481944A - 一种苯并咪唑衍生物二肽铜配合物及其制备方法和应用

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Publication number: CN105481944A
Application number: CN201510909362.7A
Authority: CN
Inventors: 乐学义; 甘乾
Original assignee: South China Agricultural University
Current assignee: South China Agricultural University
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2035-12-10
Also published as: CN105481944B

Abstract

本发明属于抗癌药物领域，公开了一种苯并咪唑衍生物二肽铜配合物。该配合物的结构式为

Description

一种苯并咪唑衍生物二肽铜配合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于抗癌药物领域，特别涉及一种苯并咪唑衍生物二肽铜配合物及其制备方法和应用。

背景技术

癌症是威胁人类健康的一大杀手，近年来，癌症的发病率和死亡率呈逐步上升趋势，成为继心脏病之后，第二高致死率的疾病，因此癌症的预防和治疗引发了全世界的高度关注。自从上世纪70年代顺铂作为抗癌药物应用于临床以来，以铂金属为基础的抗癌药物吸引了广泛的关注。但是，铂类抗癌药物作为化疗试剂在使用中具有严重的肾毒性、耳毒性和神经毒性等副作用，长期用药易产生耐药性，这极大地限制了它们的使用，因而促使药物学家去研发更为高效低毒的新型抗癌药物。

铜作为人体所必需的一种微量元素，在生命活动过程中扮演着十分重要的角色。其中包括参与氧的电子传递和氧化还原反应的催化，帮助调节体内铁的吸收，以及在血红素形成过程中扮演催化的重要角色。此外，铜在正常肝脏中绝大部分是以超氧物歧化酶的形式存在，以保护细胞免受超氧自由基的损害。铜配合物以其独特的光谱和氧化还原性质使得它们在抗肿瘤领域有着极大的应用潜力，因而也被认为是最有可能成为取代顺铂的抗癌药物之一。另外，苯并咪唑作为重要的生物医药中间体，本身就具备很强的抗肿瘤活性，它特殊的含氮杂环结构与生物体内组氨酸的结构类似，也与核糖核酸和脱氧核糖核酸中嘌呤的组分相仿，因而具有良好的生物识别活性，享有“生命配体”之美誉。另外，肽类物质是生命体内蛋白质的主要组成部分，与生命活动有紧密的联系，使用二肽作为辅助配体能极大地提高铜配合物的生物兼容性。因此，选择苯并咪唑衍生物二肽铜配合物作为抗肿瘤药物具有十分广阔的前景。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种苯并咪唑衍生物二肽铜配合物。

本发明另一目的在于提供上述苯并咪唑衍生物二肽铜配合物的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述苯并咪唑衍生物二肽铜配合物在制备抗癌药物的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种苯并咪唑衍生物二肽铜配合物，其具有如下的结构式：

其化学式为[Cu(Gly-L-leu)(HPBM)(H₂O)]·ClO₄，其中Gly-L-leu为甘亮二肽，HPBM为5-甲基-2-(2’-吡啶基)苯并咪唑。

一种上述苯并咪唑衍生物二肽铜配合物的制备方法，包括如下步骤：

将甘亮二肽溶解于水中，加入高氯酸铜或高氯酸铜水溶液、溶解在甲醇或乙醇中的5-甲基-2-(2’-吡啶基)苯并咪唑(HPBM)，混合，再加高氯酸调节pH值，反应，得苯并咪唑衍生物二肽铜配合物。

所述的HPBM可通过以下方法制备得到：称取4-甲基邻苯二胺和2-吡啶甲酸，再加入多聚磷酸(PPA)，于170～190℃反应2～4小时，水洗，过滤，乙醇重结晶得HPBM。

所用的4-甲基邻苯二胺、2-吡啶甲酸和多聚磷酸的摩尔比为1:1:3～5。

所述的高氯酸铜水溶液的浓度优选为0.5mol/L。

所用的甘亮二肽、HPBM和高氯酸铜的摩尔比可为(0.9～1.1):(0.9～1.1):(0.9～1.1)。

优选的，所用的甘亮二肽、HPBM和高氯酸铜的摩尔比可为1:1:1。

所述的pH值优选为3.5～5.5。

所述的反应优选在50～70℃搅拌反应2～3h。

为进一步实现本发明的技术效果，在反应结束后，对所得的溶液进行冷却、过滤，将所得的滤液静置，数天后对析出的固体产物用甲醇和冰水洗涤，可得进一步纯化的苯并咪唑衍生物二肽铜配合物。

所述的苯并咪唑衍生物二肽铜配合物在制备抗癌药物中的应用。

所述的抗癌药物可为抗肺癌药物、抗前列腺癌药物或抗宫颈癌药物。

本发明的机理为：

本发明以甘亮二肽、高氯酸铜以及HPBM为原料，通过水热合成法制备了配合物[Cu(Gly-L-leu)(HPBM)(H₂O)]·ClO₄，通过在苯并咪唑上增加一个烷基以及增加二肽链的长度，增强了配合物的亲脂性和生物兼容性，从而更有利于配合物通过细胞膜进入细胞，增加抗肿瘤活性，降低抗癌药物的毒副作用，更有利于抗癌药物在临床应用。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：

(1)本发明提供了一种全新的苯并咪唑衍生物二肽铜配合物的制备方法，该制备方法的原料易得，成本低，且操作简单。

(2)本发明制备的苯并咪唑衍生物二肽铜配合物具有十分优秀的抗肿瘤效果，与现在公认的抗肿瘤药物顺铂相比，其对肺癌A549细胞、前列腺癌PC-3细胞和宫颈癌HeLa细胞的抑制作用增大了1～2倍。

附图说明

图1为苯并咪唑衍生物二肽铜配合物的合成线路图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例中所用试剂均可从市场获得。

其中，肺癌A549细胞、前列腺癌PC-3细胞和宫颈癌HeLa细胞均从中山大学动物实验中心购得。

实施例1：配合物[Cu(Gly-L-leu)(HPBM)(H₂O)]·ClO₄的制备和结构鉴定

配合物[Cu(Gly-L-leu)(HPBM)(H₂O)]·ClO₄的制备：

(1)合成HPBM配体：称取20mmol4-甲基邻苯二胺(阿拉丁试剂(上海)有限公司)和20mmol2-吡啶甲酸(阿拉丁试剂(上海)有限公司)，再加入20g多聚磷酸(PPA)(阿拉丁试剂(上海)有限公司)，于180℃加热反应2小时，反应结束后倒入冷水中，调pH值为9，过滤，然后用乙醇重结晶，得红色固体，即为目标产物HPBM，其产率为46％。

(2)合成配合物[Cu(Gly-L-leu)(HPBM)(H₂O)]·ClO₄：将0.5mmol的甘亮二肽溶解于5mL去离子水中，再加入到1mL0.5mol/L的高氯酸铜溶液中；将溶解在20mL甲醇中的0.5mmol5-甲基-2-(2’-吡啶基)苯并咪唑加入到上述混合溶液中，用高氯酸调节pH值为3.5～5.5，同时加热搅拌，反应结束后，待温度冷却至室温，过滤，数天后滤液中析出蓝绿色产物，用冰甲醇和冰水洗涤蓝绿色产物，得到目标产物配合物[Cu(Gly-L-leu)(HPBM)(H₂O)]·ClO₄。其中产率为45％。

该配合物的合成路线图如图1所示。

配合物[Cu(Gly-L-leu)(HPBM)(H₂O)]·ClO₄的结构鉴定：

对得到的配合物进行元素分析，数值如下：理论值(％)：C，43.67；H，4.88；N，12.13；实测值(％)：C，43.48；H，4.59；N，11.95；配合物的元素分析实验值与它的分子式计算值一致，说明成功合成了配合物[Cu(Gly-L-leu)(HPBM)(H₂O)]·ClO₄。

以KBr为背景对产物进行红外光谱分析，其中在3082cm^-1处出现了-NH₂的不对称伸缩振动峰，在2960cm^-1处出现了-NH₂的对称伸缩振动峰，在1615cm^-1处出现了–COO^–的不对称伸缩振动峰，1381cm^-1处出现了–COO^–的对称伸缩振动峰，1450cm^-1处出现了C＝C的振动峰，1116cm^-1处出现了ClO₄ ^–的振动峰，790cm^-1处出现了＝CH的振动峰，说明成功了苯并咪唑衍生物二肽铜配合物。

以甲醇为溶剂对产物进行电喷雾质谱分析ESI-MS，其中出现正离子峰m/z＝459.0[Cu(HPBM)(Gly-L-leu)]⁺，说明配合物中存在配离子[Cu(HPBM)(Gly-L-leu)]⁺。

以甲醇为溶剂，在低温90K对产物进行电子顺磁共振波谱分析ESR，其中g||＝2.257,g⊥＝2.048,A||＝154.57G，证实本发明配合物为扭曲的四方锥结构。

以甲醇为溶剂对产物进行摩尔电导率测试，其中Λ_M＝97.8Ω^-1cm²mol^-1说明该配合物为1:1型电解质。

以甲醇作为参比溶液，对产物进行紫外可见光谱测试，其中λmax/nm(ε/M^-1cm^-1)：323，(25346)，677(64.45)，在紫外区域323nm处有一个较强的吸收峰，归属于配体的π→π*跃迁。在可见区域出现一个弱而宽的吸收峰，归属于中心铜离子的d→d跃迁。说明配体与铜配位成功。

实施例2：配合物[Cu(Gly-L-leu)(HPBM)(H₂O)]·ClO₄对体外细胞的抑制作用

采用标准的MTT法测试待测药物对肺癌A549细胞、前列腺癌PC-3细胞和宫颈癌HeLa细胞的抑制作用的IC₅₀值，具体操作方法如下：

(1)待测药物的制备：将配合物[Cu(Gly-L-leu)(HPBM)(H₂O)]·ClO₄用DMSO(二甲基亚砜)溶解，使浓度为3.125～200μmol/L；

(2)操作步骤：将处于对数生长期的癌细胞用DMEM培养基(武汉博士德生物工程有限公司)配制成50000个/mL浓度的细胞液，将该细胞悬液接种于96孔板中，每孔加90μL，放置于37℃，5％CO₂的培养箱中培养24h。待癌细胞生长贴壁后，加入待测药物，另设未加药处理的细胞对照组，同时设顺铂为阳性对照组。完毕后放入37℃，5％CO₂的培养箱中继续培养44h，在每个孔中加入20μL5mg/mL的MTT溶液，继续放回培养箱培养4h，吸走培养液，每孔加入150μLDMSO，振荡3min后，用酶联免疫监测仪在490nm处测定每个孔的光密度值。光密度值和活细胞数目正相关。根据光密度值可得出不同浓度药物作用下的细胞相对于对照孔细胞的活力(％)，及细胞活力50％时的药物浓度即药物对细胞增殖的半数抑制浓度IC₅₀。IC₅₀值越小则表明药物抑制癌细胞增殖的能力越强。该配合物对肺癌A549细胞、前列腺癌PC-3细胞和宫颈癌HeLa细胞的抑制作用的IC₅₀值如下表1所示。

对比实施例1：配合物[Cu(glygly)(HPB)(Cl)]·2H₂O的制备

将实施例1合成的HPBM替换为HPB(2-(2’-吡啶基)苯并咪唑)(阿拉丁试剂(上海)有限公司)、甘亮二肽替换为双甘肽、高氯酸替换为盐酸，其余各原料的加入量和制备方法均与实施例1相同。

对比实施例2：配合物[Cu(glygly)(HPB)(Cl)]·2H₂O对体外细胞的抑制作用

测试方法如实施例2。

配合物对肺癌A549细胞、前列腺癌PC-3细胞和宫颈癌HeLa细胞的抑制作用的IC₅₀值如下表1所示。

表1不同配合物对多种癌细胞的抑制作用

注：表中所示为三次独立试验结果的平均值±标准差。

从表1中可以看出，本发明实施例1中配合物对肺癌A549细胞抑制作用的IC₅₀值约为顺铂的三分之一以及对比例1配合物的二分之一；对前列腺癌PC-3细胞抑制作用的IC₅₀值约为顺铂的二分之一以及对比例1配合物的二分之一；对宫颈癌HeLa细胞抑制作用的IC₅₀值约为顺铂的二分之一以及对比例1配合物的二分之一。而IC₅₀值越小，药物抑制癌细胞增殖的能力越强，说明本发明的配合物[Cu(Gly-L-leu)(HPBM)(H₂O)]·ClO₄对肺癌A549细胞、前列腺癌PC-3细胞和宫颈癌HeLa细胞的具有十分优异的抑制效果。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种苯并咪唑衍生物二肽铜配合物，其特征在于具有如下的结构式：

化学式为[Cu(Gly-L-leu)(HPBM)(H₂O)]·ClO₄，其中Gly-L-leu为甘亮二肽，HPBM为5-甲基-2-(2’-吡啶基)苯并咪唑。

2.一种根据权利要求1所述的苯并咪唑衍生物二肽铜配合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将甘亮二肽溶解于水中，加入高氯酸铜或高氯酸铜水溶液、溶解在甲醇或乙醇中的5-甲基-2-(2’-吡啶基)苯并咪唑，混合，再加高氯酸调节pH值，反应，得苯并咪唑衍生物二肽铜配合物。

3.根据权利要求2所述的苯并咪唑衍生物二肽铜配合物的制备方法，其特征在于所述的5-甲基-2-(2’-吡啶基)苯并咪唑通过以下方法制备得到：称取4-甲基邻苯二胺和2-吡啶甲酸，再加入多聚磷酸，于170～190℃反应2～4小时，水洗，过滤，乙醇重结晶得5-甲基-2-(2’-吡啶基)苯并咪唑。

4.根据权利要求3所述的苯并咪唑衍生物二肽铜配合物的制备方法，其特征在于：所用的4-甲基邻苯二胺、2-吡啶甲酸和多聚磷酸的摩尔比为1:1:3～5。

5.根据权利要求2所述的苯并咪唑衍生物二肽铜配合物的制备方法，其特征在于：所述的高氯酸铜水溶液的浓度为0.5mol/L；所用的甘亮二肽、5-甲基-2-(2’-吡啶基)苯并咪唑和高氯酸铜的摩尔比为(0.9～1.1):(0.9～1.1):(0.9～1.1)。

6.根据权利要求2所述的苯并咪唑衍生物二肽铜配合物的制备方法，其特征在于：所用的甘亮二肽、5-甲基-2-(2’-吡啶基)苯并咪唑和高氯酸铜的摩尔比为1:1:1。

7.根据权利要求2所述的苯并咪唑衍生物二肽铜配合物的制备方法，其特征在于：所述的pH值为3.5～5.5；所述的反应指在50～70℃搅拌反应2～3h。

8.根据权利要求2所述的苯并咪唑衍生物二肽铜配合物的制备方法，其特征在于：在反应结束后，对所得溶液进行冷却、过滤，将所得的滤液静置，对析出的固体用甲醇和冰水洗涤，得纯化后的苯并咪唑衍生物二肽铜配合物。

9.权利要求1所述的苯并咪唑衍生物二肽铜配合物在制备抗癌药物中的应用。

10.根据权利要求9所述的苯并咪唑衍生物二肽铜配合物在制备抗癌药物中的应用，其特征在于：所述的抗癌药物指抗肺癌药物、抗前列腺癌药物或抗宫颈癌药物。