CN1569905A - 丙二硒桥联双环糊精铂配合物和制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明是丙二硒桥联双环糊精铂超分子配合物和制备方法及应用。它的化学式为(C₈₇H₁₄₄ O₆₈ Se₂·8H₂O) ₂·PtCl₄，水中的溶解度以铂计为240mmol/L，所述的丙二硒桥联双环糊精与铂的配位比为2∶1。它可通过简单的合成方法进行制备。由于该具有极高的水溶性和廉价易制备的特点，本发明可以作为新型抗癌(包括泌尿生殖癌、鼻咽癌、头颈癌、肺癌、肝癌，皮肤癌及淋巴肉瘤等)药物应用于临床，具有广泛的应用前景。其结构如上所示，其中，β－CD为β－环糊精。

Description

丙二硒桥联双环糊精铂配合物和制备方法及应用

技术领域

本发明涉及超分子配合物的制备，特别是丙二硒桥联双环糊精铂配合物和制备方法及应用。高水溶性的环糊精-硒-铂超分子配合物无毒或低毒，具有抗癌活性。该超分子配合物含有称之为环糊精的环聚多糖、有机硒、铂离子，其协同效应可以达到良好的抗癌效果，因此具有临床应用前景。

背景技术

自从1969年Rosenberg和Camp(B.Rosenberg，L.Van Camp，T.Krigas Nature，1965，205，698-699；(2)B.Rosenberg，L.Van Camp，J.E.Trosko，V.H.Mansour Nature，1969，222，385-386.)首次报导了顺铂(cisplatin)即顺式-二氨二氯合铂(II)具有抗癌活性以来，它作为抗癌药已广泛应用于临床，对于泌尿生殖癌、鼻咽癌、头颈癌、肺癌等多种癌症疗效显著。但其较低的水溶性(2.6mg/mL，25℃)和严重的毒副作用，如胃肠道毒性、神经毒性、肾毒性和骨髓毒性，及恶心、呕吐等不良反应限制了用药剂量和长期用药。尽管如此，顺铂抗癌作用的发现揭开了用金属配合物治疗癌症的序幕。合成出更为高效、低毒、广谱和水溶性好的新型铂类抗癌药已成为抗癌研究的重要方向(中国专利：申请号97102797.8，95103058.2，00103109.0，00124864.2)。但近三十年来，继顺铂之后，仅有三种新的铂抗癌药注册用于临床，成为市场化的药物产品。已注册的四种铂类抗癌药物结构如下：

1985年由布勒斯特-迈尔公司上市的新药，卡铂(carboplatin，又名碳铂)，其抗癌谱与顺铂类似，药效略逊于顺铂，并有交叉抗药性，毒副作用虽明显低于顺铂，但骨髓抑制依然存在，且其在水中稳定性较差。综合近年来对于金属铂配合物抗癌药物的研究表明：这些药物存在一些致命的弱点，如它们在水溶液中的稳定性差，不能作口服剂；对人体毒性大，引起胃、肝、肾、血液等一系列严重的毒副反应。至于口服有效的铂类抗癌药物，至今尚未见报道。

随着对于铂配合物抗癌活性研究的进一步深入，国内外近期大量的研究成果显示，并非仅仅铂的顺式配合物具有抗癌活性，很多其它类型的铂配合物在临床前甚至是临床实验中显示出良好的抗癌效果，比如反式的Pt(II)配合物，双核和多核铂配合物等等。尽管如此，这些传统的低分子量抗肿瘤药物在正常细胞中的分配都会导致较为严重的副作用。因此，相对于传统形式的低分子量药物，大分子量的前药，比如聚合物-药物配合物可以通过增加药物有效成分的水溶性和改进药物在体内的分配情况战胜上述问题。Yamaoka等(T.Yamaoka，Y.Tabata，Y.Ikada，Drug.Deliv.1993，1，75；(2)T.Yamaoka，M.Kuroda，Y.Tabata，Y.Ikada，Int.J.Pharm.1995，113，149.)研究了含有水溶性高分子的抗癌药物，结果说明在血液中高分子量的药物可以给出更长的半衰期。Ohya等(Y.Ohya，H.Oue，K.Nagatomi，T.Ouchi，Biomacromolecules，2001，2，927-933.)将顺铂键合到葡聚糖的枝状半乳糖上，使得抗癌有效单元对于癌细胞更具亲和力。但这些高聚物合成困难且结构并不明确，因此，引入更加廉价易得的药物载体从而降低铂配合物的毒性，提高其水溶性成为铂配合物抗癌研究的热点之一。

环糊精(Cyclodextrins，Cycloamyloses，通常简称为CD)，是一类由D型吡喃葡萄糖单元以1，4糖苷键首尾相连的截锥状大环分子，具有疏水的空腔和亲水的表面。环糊精习惯上用一个希腊字母表示其葡萄糖单元数目，其中最常见的是α-、β-和γ-环糊精，分别拥有6、7和8个葡萄糖单元。近几十年来，环糊精已广泛应用于分子识别，模拟酶研究，药物传输等研究领域。然而，据我们掌握的资料，迄今为止还没有关于将铂配合物直接和环糊精相连得到的化合物具有抗癌活性的报道。由于修饰环糊精特别是桥联环糊精具有极高的水溶性(～1.4g/mL)(Y.Liu，Y Song，Z.-Y.Yang，Y.Chenunpublished results)，将桥联环糊精作为同金属铂配位的配体，所得到的具有抗癌活性的大分子量化合物相比水溶性高聚物铂配合物，具有廉价易得、合成简单且结构单一的特点，是理想的新型抗癌药前体。从环糊精出发得到的大分子量抗癌化合物具有水溶性高，毒性低的特点。这为临床试用，特别是开发口服剂型抗癌药物提供了新的可行性途径。

在另一方面，硒元素已被国际公认是一种抗癌的微量元素，可使多种化学致癌物诱发的动物肝癌，皮肤癌及淋巴肉瘤受到抑制。我国在对肺癌的调查中发现，肺癌高发区与低发区居民的血硒水平有明显差异。国际医学界最新的医学研究成果表明，硒的抗癌机理主要表现在以下几个方面：1.硒能够刺激机体的免疫功能，增强免疫作用，促进抗体的生成，从而抑制癌细胞的扩散。2.硒可以刺激环腺苷酸的积累，抑制癌细胞中DNA的合成，阻止癌细胞的分裂与生长，甚至使恶性细胞发生逆转。3.硒能够有效地切断癌细胞的能量供应，使癌细胞因能量枯竭而死亡。目前，国际医学界已经大量应用硒来治疗肿瘤，在西方，硒能够抑制肿瘤的理论已经被绝大多数人所接受，并且许多癌症患者经过治疗取得了非常满意的效果。因此，我们所选择的有机硒、铂离子和环糊精的协同作用所导致的超分子配合物的抗癌活性是具有广泛应用前景的研究课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的丙二硒桥联双环糊精铂配合物和制备方法及应用。含有两个环糊精空腔的丙二硒桥联双环糊精和四氯化铂进行配位后，可以得到高水溶性的含有环糊精的金属铂配合物，它可大量且迅速溶于水，溶解度为240mmol/L(以铂计)，环糊精-硒-铂超分子配合物具有抗癌活性。

本发明提供了丙二硒桥联双环糊精及合成方法，化学式为C₈₇H₁₄₄O₆₈Se₂·8H₂O，其结构如下所示：

本发明中具有抗癌活性的高水溶性环糊精-硒-铂超分子配合物是丙二硒桥联双环糊精与四氯化铂的配合物，化学式为(C₈₇H₁₄₄O₆₈Se₂·8H₂O)₂.PtCl₄，丙二硒桥联双环糊精与铂的配位比为2∶1，水中的溶解度以铂计为240mmol/L，其结构如下所示：

β-CD为β-环糊精。

本发明中制备丙二硒桥联双环糊精及其铂配合物的方法如下：

1)室温下将二硒杂环戊烷、NaOH和硼氢化钠混合，用乙醇溶解，氮气保护下搅拌，加热至85℃，反应混合物变为无色透明溶液，加入单(6-氧-6-对甲苯磺酰基)-β-环糊精的N，N-二甲基甲酰胺溶液，回流5小时；

2)降至室温，减压蒸除溶剂后得到白色固体，用少量热蒸馏水溶解后，加入丙酮使固体析出，过滤，重复一次上述操作；所得白色固体用SephadexG-25分离柱提纯，得单-[6-脱氧-(1，3-丙二硒基)-桥联-β-环糊精产品；

3)单-[6-脱氧-(1，3-丙二硒基)-桥联-β-环糊精和四氯化铂在水溶液中加热回流1小时，得到丙二硒桥联环糊精Pt(IV)配合物，配位比2∶1，配合物用Sephadex G-25柱分离得到纯品，产率约70％。

所述的反应物摩尔比为：二硒杂环戊烷∶NaOH∶硼氢化钠∶单(6-氧-6-对甲苯磺酰基)-β-环糊精＝1∶3∶3∶2。

本发明中所得固体产物经过¹H NMR、元素分析、傅立叶变换红外光谱等手段证明。

本发明中新型的具有抗癌活性的环糊精-硒-铂超分子配合物具有极高的水溶性，溶解度达到1.2g/mL即摩尔溶解度为240mmol/L。该配合物的抗癌活性是环糊精、有机硒、铂离子的一种协同效应。由于该具有极高的水溶性和廉价易制备的特点，本发明可以作为新型抗癌(包括泌尿生殖癌、鼻咽癌、头颈癌、肺癌、肝癌，皮肤癌及淋巴肉瘤等)药物应用于临床，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1丙二硒桥联双环糊精铂配合物的结构示意图。

图2丙二硒桥联双环糊精铂配合物对于白血病细胞K562的抑制率示意图。

具体实施方式

实施例

本发明所涉及的丙二硒桥联双环糊精及其铂配合物按下述方法合成：

1)丙二硒桥联双环糊精的合成

丙二硒桥联双环糊精的合成路线：

将0.2g(1mmol)1，2二硒杂环戊烷、0.12g(3mmol)NaOH、0.114g(3mmol)硼氢化钠加入盛有60mL无水乙醇的250mL三口瓶中，氮气保护下搅拌，加热至85℃，待反应混合物变为无色透明溶液，加40mL含有2.64g(2mmol)单(6-氧-6-对甲苯磺酰基)-β-环糊精的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液，回流5小时。反应完后降至室温，减压蒸除溶剂后得到白色固体，用最少量热蒸馏水溶解后，加入大量丙酮使固体析出，过滤，重复一次上述操作。所得白色固体用SephadexG-25分离柱提纯。得产品0.97g(收率40％)。该化合物的表征数据如下：

元素分析：实测值(％)：C，40.33，H，6.20理论值(以C₈₇H₁₄₄O₆₈Se₂·8H₂O计％)C：40.50H：6.20；¹H NMR(D₂O，TMS，ppm)δ2.6-2.9(m，6H)，3.2-3.6(m，28H)，3.6-4.0(m，56H)，4.9(m，14H)；¹³C NMR(D₂O，TMS，ppm)δ；FT-IR(KBr压片)(cm^-1)：3389.0，2912.5，2047.5，1655.1，1409.4，1381.1，1347.0，1308.7，1223.9，1150.6，1073.4，1023.8，941.5，888.0，852.6，750.4，701.9，648.8，605.3，577.9。

2)丙二硒桥联双环糊精与金属铂的配合物的合成方法及表征

电导率滴定曲线研究表明丙二硒桥联双环糊精和PtCl₄为2∶1的包结比；加入PtCl₄之后，丙二硒桥联双环糊精的¹HNMR谱图显示丙二硒桥链上的六个质子对比没有金属时向低场移动，而环糊精上的质子并未随之变化，说明了该配合物的形成。按照文献(Y.Liu，C.-C.You，Y.Chen，T.Wada，Y Inoue，J.Org.Chem.1999，64，7781-7787.)的方法，将丙二硒桥联双环糊精和PtCl₄在水溶液中加热回流，经过SephadexG-25分离柱提纯后得到丙二硒桥联双环糊精与金属铂的配合物，产率70％。

3)丙二硒桥联双环糊精与金属铂的配合物的抗癌活性及溶解度研究

采用MTT(四甲基偶氮唑盐)法，进行体外人白血病细胞K562的抑制率实验(如图2所示)，得到该铂配合物对于该癌细胞的半数致死量为8.064×10^-8mol/L。具体实验过程为：将肿瘤细胞调制成5×10⁵个/ml，于5％CO₂温箱37℃进行预培养。随后加入不同浓度(1×10^-6～1×10^-9M)的丙二硒桥联双环糊精与金属铂的配合物。72小时后，加入MTT，培养4小时后，离心弃去培养液，将沉淀溶于二甲亚砜，在577nm下进行监测。三次平行实验后，计算得到半数致死量。对照实验表明，在相同条件下，未和铂配位的丙二硒桥联双环糊精没有抗癌活性。同时，单独存在的四氯化铂亦不具备抗癌活性。这一结果表明，该配合物的抗癌活性是环糊精、有机硒、铂离子的一种协同效应。

溶解度

按常规方法将一定量的配合物溶于5mL水中，超声振荡一段时间至不再有固体溶解，过滤，将所得固体干燥称重，可得知本配合物的溶解度值。结果是丙二硒桥联双环糊精铂配合物的溶解度为1.2g/mL，即摩尔浓度240mmol/L。

经天津药物研究院研究证实，按1g/kg体重的比例喂小白鼠丙二硒桥联双环糊精化合物，7天后小白鼠无任中毒迹象，表明该化合物是无毒或低毒性的。

Claims (5)

1、一种丙二硒桥联双环糊精化合物，其特征在于它的化学式为：

C₈₇H₁₄₄O₆₈Se₂·8H₂O，其结构如下：

2、一种丙二硒桥联双环糊精铂配合物，其特征在于它的化学式为(C₈₇H₁₄₄O₆₈Se₂·8H₂O)₂·PtCl₄，水中的溶解度以铂计为240mmol/L，所述的丙二硒桥联双环糊精与铂的配位比为2∶1，其结构如下所示：

其中，β-CD为β-环糊精。

3、权利要求2所述的丙二硒桥联双环糊精铂配合物的制备方法，其特征在于它包括下述步骤：

1)室温下将二硒杂环戊烷、NaOH和硼氢化钠混合，用乙醇溶解，氮气保护下搅拌，加热至85℃，反应混合物变为无色透明溶液，加入单(6-氧-6-对甲苯磺酰基)-β-环糊精的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液，回流5小时；

2)降至室温，减压蒸除溶剂后得到白色固体，用少量热蒸馏水溶解后，加入丙酮使固体析出，过滤，重复一次上述操作；所得白色固体用SephadexG-25分离柱提纯，得单-[6-脱氧-(1，3-丙二硒基)-桥联-β-环糊精产品；

3)单-[6-脱氧-(1，3-丙二硒基)-桥联-β-环糊精和四氯化铂在水溶液中加热回流1小时，反应得到丙二硒桥联环糊精Pt(IV)配合物，配位比2∶1，配合物用Sephadex G-25柱分离得到纯品。

4、按照权利要求3所述的丙二硒桥联双环糊精铂配合物的制备方法，其特征在于所述的反应物摩尔比为：二硒杂环戊烷∶NaOH∶硼氢化钠∶单(6-氧-6-对甲苯磺酰基)-β-环糊精＝1∶3∶3∶2。

5、权利要求2所述的丙二硒桥联双环糊精铂配合物用于抗癌药物。

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