CN113387985B - 一种铱配合物及其在抑制肺癌耐药株中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医药技术领域，特别涉及一种铱配合物及其在抑制肺癌耐用株中的应用，该配合物应用于人非小细胞肺癌细胞(A549细胞)和人肺腺癌耐药顺铂株(A549/DDP细胞)的治疗具有高的疗效，在细胞毒性实验中明显优于常见的抗肿瘤配合物顺铂(Pt(NH₃)₂Cl₂)，对于研究高效的铱抗肿瘤药物有重要的意义，为临床开发新型的金属抗肿瘤药物奠定实验和理论基础。

Description

一种铱配合物及其在抑制肺癌耐药株中的应用

技术领域

本发明涉及医药技术领域，特别涉及一种铱配合物及其在抑制肺癌耐药株中的应用。

背景技术

全球癌症统计数据表明，2020年，全球有1930万例新发癌症病例和近1000万例的癌症死亡病例。癌症已经是全世界大多数国家或地区数一数二的死亡原因。据估计，到2035年，全球四分之一的人口将直接受到癌症影响。中国的2020年癌症新发病例占全球的比例约为1/4，患癌死亡率已居全球首位，这表明我国癌症患者的生存状况严重低于世界平均水平，根源主要是国内的癌症治疗药物与方法非常有限，且已有的治疗方案副作用大、耐药性增加导致患者预后不良已成为越来越突出的问题。所以，为了减轻全球未来癌症的负担和风险，具有针对性预防措施和相应的癌症治疗手段是人类的当务之急。

癌症治疗主要包括手术治疗、放射治疗、化学治疗三个方面。化学治疗，即用化学合成药物治疗疾病的方法。化疗是目前治疗肿瘤及某些自身免疫性疾病的主要手段之一，化疗是指应用药物治疗癌症，这些特殊的药物可杀灭肿瘤细胞，目前已超过50种化疗药物，这些抗肿瘤药物多为核苷类，有较强的毒副作用，且长期使用容易使肿瘤细胞产生抗药性。与有机化合物相比,金属配合物分子结构具有更好的可塑性，容易在配体上引入其它分子活性基团，可以针对不同的底物结合环境进行相应的结构修饰；而且金属配合物相对比较稳定，容易在体内环境产生药效。

金属铂类化学药物是癌症治疗的常用的化疗药物，具有抗癌谱广、疗效确切等特点。其中广泛使用的铂类抗癌药顺铂、卡铂和奥沙利铂在世界范围内已成功地用于治疗各种癌症，例如卵巢癌，睾丸癌和其他癌症。但是，随着研究的深入，人们发现铂类抗癌药物在使用过程中细胞会逐渐积累耐药性，降低药物对肿瘤细胞的杀伤作用，进而使得药物失效。因此，近年来对于非铂类金属抗肿瘤药物的研究逐渐增多。

金属铱(Ir)配合物由于其可调的物理和生物学特性，在癌症的诊断和治疗中显示出了巨大的潜力。Sheldrick及Sadler等报道了half-sandwich型铱配合物，其呈现出DNA结合特性，并且发现某些结构的配合物在体外具有很好的抗肿瘤活性。因此，研究铱金属配合物在用于肿瘤治疗领域具有极大的应用前景。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种铱配合物。

本发明的另一个目的在于提供上述铱配合物的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供上述铱配合物的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种铱配合物，其机构如式(I)：

简记为[Ir(ppy)2-qnnp]·Cl。

所述铱配合物的制备方法，包括以下步骤：

S1.将2-氨基-3-吡啶甲醛、1-(喹啉-2-基)-乙酮和氢氧化钠在乙醇中加热回流，搅拌反应过夜，生成2-(喹啉-2-基)-1,8-萘啶(qnnp配体)；

S2.将三氯化铱(Ⅲ)水合物和2-苯基吡啶在2-乙氧基乙醇/水中加热回流得铱(Ⅲ)μ-氯-桥连二聚体；

S3.将步骤S2所获得的铱(Ⅲ)μ-氯-桥连二聚体与步骤S1得到的2-(喹啉-2-基)-1,8-萘啶在氯仿/甲醇中反应之后纯化即得。

步骤S2、S3反应如下：

优选地，所述步骤S1中，反应时间为16～20h；反应温度为60～95℃。更优选地，反应时间为16h，反应温度为95℃

优选地，所述步骤S2中，反应时间为14～20h；反应温度为100～120℃。更优选地，反应时间为14h，反应温度为110℃。

优选地，反应溶剂为配比为3:1的2-乙氧基乙醇/水。

优选地，所述步骤S3中，反应时间为16～20h；反应温度为50～80℃。更优选地，反应时间为12h，反应温度为60℃。回流反应溶剂配比为氯仿/甲醇＝2:1。

所述铱配合物在制备抗肿瘤药物中的应用。

所述铱配合物在抑制肺癌耐药株中的应用。

所述铱配合物在抗A549癌细胞的药物中的应用。

所述铱配合物在抗A549/DDP癌细胞的药物中的应用。

本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明公开一种新型铱配合物及其制备方法，该配合物应用于人非小细胞肺癌细胞(A549细胞)和人肺腺癌耐药顺铂株(A549/DDP细胞)的治疗具有高的疗效，在细胞毒性实验中明显优于常见的抗肿瘤配合物顺铂(Pt(NH₃)₂Cl₂)，对于研究高效的铱抗肿瘤药物有重要的意义，为临床开发新型的金属抗肿瘤药物奠定实验和理论基础。

附图说明

图1本发明实施例金属铱配合物分子结构；

图2本发明实施例金属铱配合物的核磁氢谱图及质谱图；

图3本发明实施例金属铱配合物在三种不同溶剂中的紫外-可见吸收光谱图；

图4本发明实施例金属铱配合物在两种不同溶剂中的荧光光谱图；

图5本发明实施例金属铱配合物对人非小细胞肺癌细胞(A549细胞)和人肺腺癌耐药顺铂株(A549/DDP细胞)的毒性。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

下述实验例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。

实施例1

一种新型铱配合物其结构式如图1所示。具体如下：

(1)配体的合成方法：

2-氨基-3-吡啶甲醛(0.407g,3.33mmol)、1-(喹啉-2-基)-乙酮(0.567g,3.31mmol)和氢氧化钠(0.139g,3.48mmol)的混合物在乙醇(50ml)中加热至95℃，回流反应过夜，生成qnnp配体，冷却至室温，真空过滤反应液，分别用乙醇、乙醚洗涤滤渣2～3次。将上述获得的qnnp配体产物在烘箱干燥得白色粉末(0.7446g,2.89mmol)，产率87％。通过质谱和核磁表征，其分子式为C₁₆H₁₀N₄，ESI-MS[CH₃OH,m/z]:259[M+H]⁺。核磁氢谱：¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ9.19(dd,J＝4.2,2.0Hz,1H),9.05(dd,J＝8.6,3.5Hz,2H),8.37(dd,J＝8.6,2.8Hz,2H),8.29–8.23(m,2H),7.90(d,J＝8.1Hz,1H),7.78(ddd,J＝8.4,6.9,1.4Hz,1H),7.61(ddd,J＝8.0,7.0,1.1Hz,1H),7.54(dd,J＝8.1,4.2Hz,1H)。

(2)铱配合物的合成方法：

三氯化铱(Ⅲ)水合物(0.299g,1mmol)和2-苯基吡啶(0.310g,2mmol)的混合物在2-乙氧基乙醇/水(12mL；3:1v/v)中加热至110℃，回流反应14小时后将反应降至室温，析出物过滤并用乙酸乙酯洗涤，在烘箱中干燥后得到黄绿色固体铱(Ⅲ)μ-氯-桥连二聚体配合物(0.412g,0.36mmol)，产率72％。二聚体配合物(0.102g,0.09mmol)和2-(喹啉-2-基)-1,8-萘啶(0.053g,0.21mmol)在氯仿/甲醇(15mL；2:1v/v)中加热到60℃，回流反应12小时。将反应得到的混合物减压蒸馏，所获得的粗产物经氧化铝柱色谱纯化，得到墨绿色配合物(0.172g,0.227mmol)，产率53％。通过质谱和核磁表征，其分子式为C₃₉H₂₇IrN₅，ESI-MS[CH₃OH,m/z]:758[M–Cl]⁺。核磁氢谱：¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)δ9.82(d,J＝5.6Hz,1H),9.55(d,J＝5.8Hz,1H),9.18(dd,J＝4.2,2.0Hz,1H),8.92(d,J＝8.5Hz,1H),8.83(d,J＝8.6Hz,1H),8.70(d,J＝8.5Hz,1H),8.63(d,J＝8.6Hz,1H),8.58(dd,J＝8.1,2.0Hz,1H),8.32–8.15(m,3H),8.10(t,J＝7.0Hz,2H),8.04–7.99(m,1H),7.88(ddd,J＝8.4,6.9,1.5Hz,1H),7.79(d,J＝7.2Hz,1H),7.78–7.64(m,3H),7.58(t,J＝6.1Hz,1H),7.46(t,J＝6.6Hz,1H),6.90(t,J＝7.1Hz,1H),6.84(t,J＝7.8Hz,1H),6.77(t,J＝7.4Hz,1H),6.70(t,J＝6.9Hz,1H),6.26(d,J＝7.2Hz,1H),5.67(d,J＝7.2Hz,1H)。

新型金属铱配合物的核磁氢谱图及质谱图如图2。

上述方法获得的配合物进一步进行以下实验。

实施例2新型金属铱配合物在三种不同溶剂中的紫外-可见吸收光谱测量实验。结构如图3所示

利用紫外可见分光光度计来分析本发明的新型金属铱配合物在三种不同溶剂中的紫外可见吸收光谱。结果如图3所示。

紫外可见吸收光谱测量实验步骤如下：

①用DMSO溶剂配制10mM的[Ir(ppy)₂-qnnp]·Cl溶液；

②用三种不同的溶剂(水、二氯甲烷、乙腈)将[Ir(ppy)₂-qnnp]·Cl(10mM)溶液稀释成10μM溶液于紫外光谱仪250～700nm范围内测量其紫外可见光区域的吸收强度。

实施例3新型金属铱配合物在两种不同溶剂中的荧光光谱测量实验

利用荧光分光光度计来分析本发明的新型金属铱配合物在两种不同溶剂中的荧光发射光谱，如图4所示。

荧光光谱测量实验步骤如下：

①用DMSO溶剂配制10mM的[Ir(ppy)₂-qnnp]·Cl溶液；

②用两种不同的溶剂(水、二氯甲烷)将[Ir(ppy)₂-qnnp]·Cl(10mM)溶液稀释成10μM溶液于荧光光谱仪485～800nm范围内(λ_ex＝465nm)测量其荧光强度。

实施例4铱配合物对人非小细胞肺癌细胞和人肺腺癌耐药顺铂株的毒性实验，结构如图5所示。

利用MTT比色法来分析铱配合物对人非小细胞肺癌细胞(A549细胞)和人肺腺癌耐药顺铂株(A549/DDP细胞)的抗增殖效应。MTT，中文名叫噻唑蓝，是一种四唑盐，在活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使外源性MTT还原为水不溶性的蓝紫色结晶甲臜，而死细胞无此功能。二甲基亚砜(DMSO)能溶解细胞中的甲臜，用酶联免疫检测仪在570nm波长处测定其光吸收值，可间接反映活细胞数量。

MTT实验步骤如下：

①先各复苏1管A549肿瘤细胞和A549/DDP肿瘤细胞，分别用cDMEM培养液(DMEM培养基+10％胎牛血清+1％盘尼西林和链霉素)和A549/DDP专用培养液(Ham’s F-12K+1-2μg/mL DDP+10％胎牛血清+1％盘尼西林和链霉素)培养，传代2次后使用。

②待细胞到达对数生长期时，以5000个/孔的细胞密度将A549肿瘤细胞和A549/DDP肿瘤细胞分别接种至2块96孔板中(每孔用100μL细胞悬液)，送入恒温培养箱(37℃,5％CO₂)中培养。

③待其贴壁后，吸出原有培养基，每孔加入100μL含有100、50、10、1、0.1、0.01mM共6个浓度的铱配合物及顺铂对照品的新鲜培养液，轻轻晃匀，在恒温培养箱中避光孵育。

④孵育48h后，在每孔中加入10μL MTT(5mg/mL)，于37℃温箱中继续孵育4h后，吸去上清液，每孔加100μL二甲基亚砜(DMSO)，用酶标仪测试孔板在570nm处的吸光度，计算细胞增值存活率。

如图5所示，本发明中的新型铱配合物在上述处理条件下对人非小细胞肺癌细胞(A549细胞)和人肺腺癌耐药顺铂株(A549/DDP细胞)均具有较强的杀伤作用效果，随着浓度的增加，对肿瘤细胞的抑制作用明显增强；特别针对人肺腺癌耐药顺铂株，本发明中的新型铱配合物对比一线化疗药物顺铂具有明显的优势，从图中可以看出，共孵育48h后，铱配合物IC₅₀值低至2.27μmol·L^-1，而顺铂在黑暗条件下对人肺腺癌耐药顺铂株几乎无效(IC₅₀>100μM)，因此单药应用铱配合物可为治疗耐顺铂肿瘤的一种有价值的替代治疗。

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铱配合物，其特征在于，其结构式如式(I)：

2.权利要求1所述铱配合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将2-氨基-3-吡啶甲醛、1-(喹啉-2-基)-乙酮和氢氧化钠在乙醇中加热回流，搅拌反应过夜，生成2-(喹啉-2-基)-1,8-萘啶；

S2.将三氯化铱(Ⅲ)水合物和2-苯基吡啶在2-乙氧基乙醇/水中加热回流得铱(Ⅲ)μ-氯-桥连二聚体；

S3.将步骤S2所获得的铱(Ⅲ)μ-氯-桥连二聚体与步骤S1得到的2-(喹啉-2-基)-1,8-萘啶在氯仿/甲醇中反应之后纯化即得。

3.根据权利要求2所述铱配合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，反应时间为16～20h；反应温度为60～95℃。

4.根据权利要求2所述铱配合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，反应时间为14～20h；反应温度为100～120℃。

5.根据权利要求2所述铱配合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，反应溶剂为体积比为3:1的2-乙氧基乙醇/水。

6.根据权利要求2所述铱配合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，反应时间为16～20h；反应温度为50～80℃。

7.权利要求1所述铱配合物在制备抑制肺癌耐药株药物中的应用。

8.权利要求1所述铱配合物在制备抗A549癌细胞的药物中的应用。

9.权利要求1所述铱配合物在制备抗A549/DDP癌细胞的药物中的应用。

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