CN110981898A - 低毒性的稀土配合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了两例低毒性的稀土配合物及其制备方法和应用。这两个配合物分别为配合物1或配合物2，其中配合物1的分子式为[Eu(C₁₀H₆NOBr₂)₃(H₂O)]，配合物2的分子式为[Gd(C₁₀H₆NOBr₂)₃(H₂O)]。本发明所述稀土配合物的制备方法为：取2‑甲基‑5,7‑二溴‑8‑羟基喹啉和硝酸铕六水合物或硝酸钆六水合物，用混合溶剂溶解，调节所得溶液的pH＝6.5‑8.1，所得混合液于加热条件下反应，即得到相应的目标产物。申请人的试验结果表明，该两例稀土配合物不仅对肿瘤细胞株具有显著抑制活性(抑制活性显著高于顺铂)，而且对正常肝细胞的毒性也低，有望开发成抗肿瘤药物。

Description

低毒性的稀土配合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及稀土配合物，具体涉及两例低毒性的稀土配合物及其制备方 法和应用。

背景技术

恶性肿瘤仍然是现今危害人类身体健康的主要疾病之一。随着顺铂 cis-[PtCl₂(NH₃)₂]能够抑制膀胱癌、乳腺癌、卵巢癌、淋巴癌、睾丸癌以及白血病 等许多种癌细胞的繁殖这一研究的发现，开拓了金属基抗肿瘤无机药物研究的 新领域。虽然顺铂及其顺铂类似药物在治疗癌症上有很好的效果，但是顺铂 类药物也存在如肾毒性、耐药性等对人体健康是不能疏忽的毒性，影响患者 的身体健康的和正常医疗。

喹啉和羟基喹啉被认为是一种特殊的结构，因为这些杂环广泛存在于天 然和合成的生物活性分子中，其与不同的靶标相互作用，在多种疾病状态中 诱导重要的功能变化。喹啉衍生物的化学研究在过去几年中甚至直到现在仍 受到特别的关注，研究人员已经合成了多种以喹啉为载体的抗疟药、抗过敏 药、抗病毒药、抗炎药和杀菌药等。已有的试验表明，2-甲基-5,7-二溴-8-羟 基喹啉对多种肿瘤细胞不具抗增殖活性(IC₅₀>50uM)，目前尚未见有以2-甲基 -5,7-二溴-8-羟基喹啉为配体与镧系金属铕和钆进行构筑使所得配合物具有显 著的肿瘤抑制活性的相关报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供两例低毒性的稀土配合物及其制备方法 和应用，它们对肿瘤细胞抑制活性较好但对正常肝细胞的毒性低。

本发明所述的低毒性的稀土配合物，为配合物1或配合物2，其中：

配合物1的分子式为：[Eu(C₁₀H₆NOBr₂)₃(H₂O)]；

该配合物属于三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为：

α＝72.580(2)°，β＝78.534(2)°，γ＝86.187(2)°；

配合物2的分子式为：[Gd(C₁₀H₆NOBr₂)₃(H₂O)]；

该配合物属于三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为：

α＝72.507(2)°，β＝78.604(2)°，γ＝86.237(3)°。

本发明还提供上述低毒性的稀土配合物的制备方法：取2-甲基-5,7-二溴 -8-羟基喹啉和硝酸铕六水合物或硝酸钆六水合物，用混合溶剂溶解，调节所 得溶液的pH＝6.5-8.1，所得混合液于加热条件下反应，即得到相应的目标产 物；其中，所述的混合溶剂为氯仿与水的组合物。

上述制备方法中，所述的2-甲基-5,7-二溴-8-羟基喹啉(可考现有文献JiantongCui,Synthesis of chlorquinaldol,Zhongguo Yiyao Gongye Zazhi, 39(2008),733进行制备)和硝酸铕六水合物或硝酸钆六水合物的摩尔比为化学 计量比，在实际操作过程中，硝酸铕六水合物或硝酸钆六水合物的量可相对 过量一些。

上述制备方法中，所述的混合溶剂中，氯仿和水的体积比优选为1-4：1 更优选为3-4：1。所述混合溶剂的用量可根据需要确定，通常以能溶解参加 反应的原料为宜，具体地，以1mmol的2-甲基-5,7-二溴-8-羟基喹啉为基准计 算，全部原料所用混合溶剂的总用量一般为5-10mL。在具体溶解的步骤中， 可将稀土硝酸盐(硝酸铕六水合物或硝酸钆六水合物)与2-甲基-5,7-二溴-8-羟 基喹啉分别用混合溶剂溶解，再混合在一起反应，也可将稀土硝酸盐与2-甲 基-5,7-二溴-8-羟基喹啉混合后再加混合溶剂溶解。

上述制备方法中，可以采用现有常用的碱性物质(如碳酸钠、三乙胺、吡 啶或叔丁醇钠等)来调节溶液的pH值，优选是采用三乙胺调节溶液的pH值。 本发明所述技术方案中，优选调节溶液的pH＝6.8-7.5。

上述制备方法中，通常是将调节pH值后所得的混合液置于容器中，经 液氮冷冻后抽至真空，密封后再置于加热条件下反应。所述反应优选是在 60-100℃条件下进行，在该温度范围内进行反应的时间通常控制在30-80h， 也可以是80h以上；优选是将反应时间控制在60-80h。反应更优选是在 80-100℃条件下进行。通常采用一端封闭的厚壁硬质玻璃管来盛装调节pH值 后所得的混合液。

本发明还包括上述任一稀土配合物及其药效学上可接受的盐在制备抗肿 瘤药物中的应用。

本发明进一步包括一种药物组合物，含有治疗上有效剂量的上述任一稀 土配合物或其药效学上可接受的盐。

与现有技术相比，本发明提供两例结构新颖的以2-甲基-5,7-二溴-8-羟基 喹啉为配体构筑的稀土配合物及其制备方法，申请人的试验结果表明，该两 例稀土配合物不仅对肿瘤细胞株具有显著抑制活性(抑制活性显著高于顺铂)， 而且对人正常肝细胞的毒性也低，有望开发成抗肿瘤药物。

附图说明

图1为本发明所述配合物1的晶体结构图；

图2为本发明所述配合物1的电喷雾质谱谱图；

图3为本发明所述配合物2的晶体结构图；

图4为本发明所述配合物2的电喷雾质谱谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详述，以更好地理解本发明的 内容，但本发明并不限于以下实施例。

以下各实施例中涉及的2-甲基-5,7-二溴-8-羟基喹啉采用以下方法制备：

将0.1mol 2-甲基-8羟基喹啉加入到100mL冷的冰醋酸中，然后把0.05 mol二溴海因分成两份，分批加入到底物的冰醋酸溶液中。每份加完后，继 续在冰水浴中反应。3h后反应结束，将反应液倒入到冰水中，不断地搅拌， 得到黄色的沉淀。抽滤，滤饼用冰水冲洗三次，常温下干燥，得到黄色的固 体，粗品用甲醇重结晶。元素分析(％)(C₁₀H₇NOBr₂)，实验值：C，37.83，H， 2.35，N，4.36；理论值:C,37.89，H，2.22，N，4.42。IR(KBr,cm^-1):2843(m)，1581(s)，1494(m)，1427(s)，1302(s)，1244(s)，1187(m)，926(s)，724(m)， 657(m)，532(w)。

实施例1：配合物1(即配合物[Eu(C₁₀H₆NOBr₂)₃(H₂O)])的制备

将64mg(0.2mmol)2-甲基-5，7-二溴-8-羟基喹啉(本申请中也称为配体 HL)和41mg(0.1mmol)Eu(NO₃)₃·6H₂O加到一端封闭长约18cm的Pyrex管 中，加入加入1.25mL由CHCl₃和H₂O组成的混合溶剂(CHCl₃和H₂O的体 积比为4：1),滴加2滴Et₃N(搅拌均匀后体系的pH值为7.1)，将Pyrex管抽 真空后再将其另一端封口。将封好的Pyrex管放入80℃的烘箱中，反应72h， 取出，缓慢冷却至室温，可观察到Pyrex管底部有黄色条状晶体析出，收集 晶体，干燥。产率为66％(基于Eu(NO₃)₃·6H₂O)。

对本实施例所得产物进行表征：

1)元素分析(％)(C₃₀H_22.5Br₆EuN_3.5O_6.5)，实验值:C，30.76，H，2.03，N， 4.06；理论值:C,30.87，H，1.94，N，4.20。

2)红外分析：IR(KBr,cm^-1):3421(m)，1543(s)，1423(s)，1269(s)，1106 (s)，928(m)，748(s)

3)晶体结构分析：

通过单晶衍射测定表面结构完好的黄色条状晶体以确定其晶体结构，所 得晶体结构数据如下述表1所示，部分键长键角数据如下述表2所示，所得 黄色条状晶体的晶体结构如图1所示，确定所得黄色条状晶体为配合物1(即 配合物[Eu(C₁₀H₆NOBr₂)₃(H₂O)])。

表1配合物1和配合物2的晶体及结构修正数据

表2配合物1和配合物2的部分键长

和键角(°)

由X-射线衍射结果表明，配合物1属三斜晶系，P-1空间群，配位构 型为单帽三角棱柱,中心Eu离子为七配位,分别与三个2-甲基-5,7-二溴-8- 羟基喹啉配体上的三个氧原子(O1，O2，O3)、三个氮原子(N1，N2， N3)配位,一个水分子上的氧原子(O4)配位，键长分别为Eu1-O1：

Eu1-O2：

Eu1-O3：

Eu1-O4：

Eu1-N1：

Eu1-N2：

Eu1-N3：

所有的稀土Eu原子与配位原子N、 O之间的键长都处于正常的Ln-N与Ln-O键长范围内。

4)质谱分析：电喷雾质谱谱图如图2所示。

对比例1-1

重复实施例1，不同的是，将混合溶剂改为甲醇、乙腈、二氯甲烷、氯 仿、DMF或DMSO等单一的溶剂。结果没有晶体或其它形状(如粉末)产物生 成。

对比例1-2

重复实施例1，不同的是，将混合溶剂中的氯仿用二氯甲烷、DMF或 DMSO替代。结果没有晶体或其它形状(如粉末)产物生成。

对比例1-3

重复实施例1，不同的是，用醋酸铕水合物(Eu(OOCCH3)₃·xH₂O)、高氯 酸铕六水合物、或EuCl₃·6H₂O代替Eu(NO₃)₃·6H₂O，希望得到配合物1亦或 是通过醋酸根、高氯酸根等桥连得到新的结构的配合物，但均未得到晶体， 说明用其它铕盐无法达到形成稀土配合物和结晶的热力学条件。

实施例2：配合物1的制备

重复实施例1，不同的是：将混合溶剂中CHCl₃和H₂O的体积比更改为 2：1，用Et₃N调节体系的pH＝7.5，将反应改在100℃条件下进行，反应的时 间为60h。

结果得到黄色条状晶体。产率65％(基于Eu(NO₃)₃·6H₂O)。

对本实施例所得产物进行元素分析、红外分析及单晶衍射分析，确定所 得的黄色条状晶体为目标产物配合物1。

实施例3：配合物1的制备

重复实施例1，不同的是：将混合溶剂中CHCl₃和H₂O的体积比更改为 3：1，用Et₃N调节体系的pH＝6.5，将反应改在50℃条件下进行。

结果得到黄色条状晶体。产率51％(基于Eu(NO₃)₃·6H₂O)。

对本实施例所得产物进行元素分析、红外分析及单晶衍射分析，确定所 得的黄色条状晶体为目标产物配合物1。

实施例4：配合物2(即配合物[Gd(C₁₀H₆NOBr₂)₃(H₂O)])的制备

将64mg(0.2mmol)2-甲基-5，7-二溴-8-羟基喹啉和46mg(0.1mmol) Gd(NO₃)₃·6H₂O加到一端封闭长约18cm的Pyrex管中，1.25mL由CHCl₃和H₂O组成的混合溶剂(CHCl₃和H₂O的体积比为4：1)，滴加2滴Et₃N(搅 拌均匀后体系的pH值为6.8)，将Pyrex管抽真空后再将其另一端封口。将封 好的Pyrex管放入80℃的烘箱中，反应72h，取出，缓慢冷却至室温，可观 察到Pyrex管底部有黄色条状晶体析出，收集晶体，干燥。产率为61.9％(基 于Gd(NO₃)₃·6H₂O)。

对本实施例所得产物进行表征：

1)元素分析(％)(C₃₁H₂₂Br₆GdN₄O_5.5)，实验值:C，31.57，H，1.99，N，4.65； 理论值:C,31.68，H，1.89，N，4.77。

2)红外光谱：IR(KBr,cm^-1):3384(m)，1548(s)，1420(s)，1268(s)，1103 (s)，924(m)，745(s)。

3)晶体结构分析：

通过单晶衍射测定表面结构完好的黄色条状晶体以确定其晶体结构，所 得晶体结构数据如上述表1所示，部分键长键角数据如上述表2所示，所得 黄色条状晶体的晶体结构如图3所示，确定所得黄色条状晶体为配合物2(即 配合物[Gd(C₁₀H₆NOBr₂)₃(H₂O)])。

由X-射线衍射结果表明，配合物2属三斜晶系，P-1空间群，配位构 型为单帽三角棱柱,中心Gd离子为七配位,分别与三个2-甲基-5,7-二溴-8- 羟基喹啉配体上的三个氧原子(O1，O2，O3)、三个氮原子(N1，N2， N3)配位,一个水分子上的氧原子(O4)配位，键长分别为Gd1-O1：

Gd1-O2：

Gd1-O3：

Gd1-O4：

Gd1-N1：

Gd1-N2：

Gd1-N3：

所有的稀土Gd原子与配位原 子N、O之间的键长都处于正常的Ln-N与Ln-O键长范围内。

4)质谱分析：电喷雾质谱谱图如图4所示。

实施例5：配合物2的制备

重复实施例4，不同的是：将混合溶剂中CHCl₃和H₂O的体积比更改为 1：1，用Et₃N调节体系的pH＝8.0，将反应改在70℃条件下进行，反应时间 改为48h。

结果得到黄色条状晶体。产率59％(基于Gd(NO₃)₃·6H₂O)。

对本实施例所得产物进行元素分析、红外分析及单晶衍射分析，确定所 得的黄色条状晶体为目标产物配合物2。

实施例6：配合物2的制备

重复实施例4，不同的是：将混合溶剂中CHCl₃和H₂O的体积比更改为 2：1，用Et₃N调节体系的pH＝6.5，将反应改在60℃条件下进行。

结果得到黄色条状晶体。产率53％(基于Gd(NO₃)₃·6H₂O)。

对本实施例所得产物进行元素分析、红外分析及单晶衍射分析，确定所 得的黄色条状晶体为目标产物配合物2。

实验例：配合物1和2的生物活性分析

1.实验仪器

二氧化碳培养箱MCO96(Osaka)；超净工作台HB-402V(Hanbeak)；倒置 显微镜PM-10AK(Olympus)；酶标仪BLx800(Bio TeKinstrume)。

2.实验试剂

磷酸盐缓冲溶液(PBS，pH＝2.0)，美国GIBCO公司；DEME培养液(高糖)， 美国GIBCO公司；MTT(AR，Sigma公司)；DMSO和其他常规药品规格均 为AR，厂家均为西陇化工股份有限公司。

3.实验所用细胞株：卵巢腺癌SK-OV-3、膀胱癌细胞株T-24、宫颈癌细 胞HeLa和正常人肝细胞HL-7702。

4.细胞的接种与培养：

把所选用的细胞株卵巢腺癌SK-OV-3、膀胱癌细胞株T-24、宫颈癌细胞 HeLa、和正常人肝细胞HL-7702放在CO₂浓度为5％和温度为37℃且内部充 分湿化的培养箱中，在含10％灭活新生无菌的牛血清PPMI-1640培养液中接 种培养癌细胞。用倒置显微镜每隔一天仔细观察细胞生长情况，每隔两天要 将旧培养基吸出来，换成新鲜的培养基，并且6-7天传代冻存细胞一次。用 0.25％胰蛋白酶消化细胞株，取传代第三次的，用处于对数生长期的无菌细胞 株做实验。

5.药物细胞水平的活性初筛

实验选用纯度≥95％的配合物1、配合物2和配体HL，助溶剂用二甲基 亚砜(DMSO)，它的最终浓度不得超过1％，同时配制100μg/mL浓度的配合 物，测试配合物1、2对3种癌细胞和一种正常细胞的抑制率。结果若是配合 物对肿瘤细胞抑制率大于50％的条件下，且对正常细胞毒性不大，就初步判 定为该配合物初筛有效，可以进一步对肿瘤细胞株进行IC₅₀值的测定。

6.细胞生长抑制实验(MTT法)

采用通用标准的MTT法评估配合物对抗癌细胞系的活性。使用对数生长 期的细胞做实验，把各种细胞分别放到培养基中打匀，把细胞接种在96孔板 里，每孔180μL培养基，在温度37℃、5％CO₂充分湿化的培养箱下培养12～24 h。等到细胞贴壁生长后，观察细胞，若是没有染菌，死亡，形态不好的情况 就依次在个个孔中加入提前配好的稀释的药物20μL，设计6个样品的空白孔 作空白对照组。细胞加药继续孵育48h，取出，在室温下在用排枪往每个96 孔加入10μL稀释的MTT试剂。再将其放在恒温二氧化碳培养箱孵育细胞4 h，之后用排枪将上清液轻轻吸走，继续在每个孔培养板的孔中加入150μL DMSO，然后把96孔板放上反应震荡器上震荡8-10min,目的是将细胞结晶 粒充分溶解分化。最后把空白对照调零，在酶标仪上测定在波长为490nm下 细胞的光吸收值(

值)。用spass软件计算细胞增殖的抑制率。对抑制率大 于50％的配合物，继续要用5个浓度梯度做IC₅₀值相应细胞株的测定。实验 都是重复3次，计算取平均值，并计算SD值。

7.结果与分析

配体HL、配合物1和配合物2对卵巢腺癌SK-OV-3、膀胱癌细胞株T-24、 宫颈癌细胞HeLa和正常人肝细胞HL-7702的抑制率和IC₅₀值测定结果分别 如下述表3和表4所示。

表3配体HL、配合物1和配合物2和顺铂对所选的四种细胞的抑制率(％)

表4配体HL、配合物1和配合物2和顺铂对所选的四种细胞的IC₅₀值(μM)

总的来说，本发明所述稀土配合物活性较好，对3种肿瘤细胞的活性都 低于10uM，均优于顺铂。在3种癌细胞株中，配合物2对T-24膀胱癌细胞 株的抑制效果最好，配合物1对SK-OV-3卵巢癌细胞株的抑制效果最好，它 们的抑制活性显著高于配体HL和顺铂。有趣的是，两个配合物对HL-7702 正常人肝细胞的细胞毒性极小，抑制率均为20％左右(IC₅₀值>150μM)，远低 于配体HL(34.15±1.03％)，更显著低于顺铂。可见，本申请构筑的稀土配合物 相对配体而言不仅提高了生物活性还降低了其对正常肝细胞的毒性。

Claims (7)

1.低毒性的稀土配合物，为配合物1或配合物2，其中：

配合物1的分子式为：[Eu(C₁₀H₆NOBr₂)₃(H₂O)]；

该配合物属于三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为：

α＝72.580(2)°，β＝78.534(2)°，γ＝86.187(2)°；

配合物2的分子式为：[Gd(C₁₀H₆NOBr₂)₃(H₂O)]；

该配合物属于三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为：

α＝72.507(2)°，β＝78.604(2)°，γ＝86.237(3)°。

2.权利要求1所述的低毒性的稀土配合物的制备方法，其特征在于：取2-甲基-5,7-二溴-8-羟基喹啉和硝酸铕六水合物或硝酸钆六水合物，用混合溶剂溶解，调节所得溶液的pH＝6.5-8.1，所得混合液于加热条件下反应，即得到相应的目标产物；其中，所述的混合溶剂为氯仿与水的组合物。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的混合溶剂中，氯仿与水的体积比为1-4：1。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：反应在60-100℃条件下进行。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：用三乙胺调节溶液的pH值。

6.权利要求1所述低毒性的稀土配合物及其药效学上可接受的盐在制备抗肿瘤药物中的应用。

7.一种药物组合物，含有治疗上有效剂量的权利要求1中任一稀土配合物或其药效学上可接受的盐。

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