PT103613A - Complexos polimericos de dibutilestanho e aril- hidroximato com actividade anti-tumoral - Google Patents

Abstract

A INVENÇÃO REFERE-SE À OBTENÇÃO E AO USO, COMO AGENTES ANTI-TUMORAIS, DE COMPLEXOS POLIMÉRICOS DE ESTANHO E ARIL-HIDROXIMATO, DE FÓRMULA GERAL [R4SN2L2]N (I) [R = ALQUILO, E.G. N-BUTILO (N-BU); L = R'C(O)=NO (R' = X2C6H3; X = F, CL)], PREPARADOS POR REACÇÃO DOS COMPLEXOS CORRESPONDENTES DE DIALQUILDICLOROESTANHO(IV) COM H2L EM MEIO BÁSICO.

Description

DESCRIÇÃO

Complexos poliméricos de dibutilestanho e aril-hidroxlmato com actividade anti-tumoral A invenção refere-se à obtenção e ao uso, como agentes anti-cancerígenos, de complexos poliméricos de dibutilestanho(IV) com ligandos de aril-hidroximato. Título

Complexos poliméricos de dibutilestanho e aril-hidroximato com actividade anti-tumural

Campo da invenção

Química Bio-organometálica, Química Inorgânica Medicinal, Farmacologia.

Antecedentes da Invenção

No âmbito do nosso interesse no estudo de complexos de diorganoestanho com actividade biológica, preparáramos já uma série de compostos com aril-hidroxamato do tipo [R2Sn(HL)2] [R = alquilo, fenilo; HL = r'C(=0)NH0; r' = C6H4X-4 (X - Cl, F, N02, OMe, NH2) ] os quais actuam como agentes anti-cancerígenos com uma actividade considerável [1-3]. A invenção presente resulta da extensão daqueles estudos a um tipo de compostos de organo-estanho distinto daquele e de todos os outros cuja actividade anti-tumoral havia sido investigada.

Estes estudos resultaram da colaboração entre o grupo do Prof. Qingshan Li (School of Pharmaceutical Science, Shanxi 1

Medicai University, Taiyuan, China; e School of Pharmaceutical Science, Tongji Medicai College of Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China) e o Prof. Armando J.L. Pombeiro (Centro de Química Estrutural, Complexo I, Instituto Superior Técnico), a qual foi estabelecida através de uma bolsa de pós-doutoramento atribuída ao primeiro cientista pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia.

Descrição da invenção (a) Objectivos e vantagens A actividade biológica de compostos de organo-estanho é já bem conhecida, nomeadamente como fungicidas, bactericidas, biocidas, pesticidas e agentes anti-cancerígenos [1-6]. De significado particular revestem-se aqueles que apresentam ligandos biologicamente activos. Assim, os ácidos hidroxâmicos (H2L) inibidores da 5-lipoxigenase e ainda pouco explorados como ligandos naquele domínio, atraíram o nosso interesse o que nos levou [1-3] à preparação de complexos de diorganoestanho(IV)/aríl-hidroxamatos mono-substítuídos com estequeometria 1:2, do tipo [R2Sn(HL)2] [R = alquilo, fenilo; HL = r'C (=0) NHO; R* = C6H4X-4 (X = Cl, F, N02, OMe, NH2) ] , os quais evidenciaram uma actividade anti-cancerígena considerável que se observou depender do grupo orgânico R e do substituinte X.

Conscientes de que esta actividade deve ser francamente dependente da estrutura molecular, o estudo presente tem como objectivos principais: (i) Obter complexos de organo-estanho e aril-hidroxamatos com uma estrutura molecular de um tipo distinto dos estudados anteriormente para estes compostos; (ii) verificar se estes complexos manifestam actividade anti-cancerígena e seleccionar os mais activos; 2 (iii) obter um sistema de actividade comparável (ou mesmo superior) à da "cisplatina" e/ou à dos compostos anteriormente estudados [R2Sn(HL)2]; (iv) contribuir para o estabelecimento de relações do tipo estrutura-actividade. A vantagem principal da invenção em análise consiste na usual superior actividade anti-cancerígena manifestada pela família de complexos poliméricos agora estudada, de fórmula geral [R4Sn2L2]n (I, R = n-Bu), em relação à "cisplatina" e aos outros tipos conhecidos de complexos de diorgano-estanho e hidroxamatos, tais como os que anteriormente obtivéramos [1-3] de fórmula geral [R2Sn(HL)2].

Além disso, os complexos são obtidos por uma via sintética de grande simplicidade, a partir de reagentes de baixo custo, 0 que é particularmente relevante quando comparado com o caso dos agentes anti-tumorais de platina. 0 espectro de actividade inclui ainda tumores que causam elevada mortalidade. (b) Características inovadoras

Esta invenção reporta, pela primeira vez, a actividade anti-tumoral dos compostos poliméricos de diorgano-estanho e derivados de ácidos hidroxâmicos, de fórmula geral [R4Sn2L2]n (I, R = n-Bu), o que representa um novo paradigma de significado farmacológico no uso de complexos de estanho. 0 carácter polimérico multi-nuclear desta família de complexos é determinante da sua actividade anti-cancerígena, possivelmente em resultado da disponibilidade de um número superior de centros de estanho capazes de interactuar com o ADN conduzindo à formação de diferentes aductos, o que será também promovido pela insaturação coordenativa do estanho (com número de coordenação 5). 3

Uma outra particularidade interessante desta família de complexos de estanho consiste no facto de os ligandos de tipo hidroxamato serem derivados da dupla desprotonação dos ácidos hidroxâmicos correspondentes (H2L), o que lhes confere a forma isomérica de tipo hidroximato (L2-) com 0 grupo imina, isto é, r'C(0-)=N0-. 0 átomo de oxigénio desprotonado deste grupo (=N0-) pode, assim, formar uma ponte entre dois átomos de estanho, o que permite a formação da estrutura polimérica. A dupla desprotonação dos ácidos hidroxâmicos, na sua coordenação, conducente à formação de um complexo polimérico, contrasta com a usual mono-desprotonação que conduz aos ligandos na forma hidroxâmica comum (HL), por exemplo nos complexos mono-nucleares anteriores [R2Sn(HL)2] em que HL = R'C(=0)NH0 [1-3]. A actividade anti-cancerígena dos compostos (I) era desconhecida até à presente invenção e nenhum destes compostos havia sido obtido anteriormente. Apenas o complexo metílico relacionável [Me4Sn2{ (2,5-F2CgH3) C (0) =N0}2]n havia sido muito recentemente preparado e formulado de modo um pouco diferente, como [Me2Sn{ (2,5-F2C6H3) C (0) =N0} ] n [7]. Além disso, verifica-se que este complexo apresenta apenas uma fraca actividade anti-tumoral, em contraste com os complexos dibutílicos (I) (R = n-Bu) que constituem 0 objecto desta patente. (c) Descrição técnica

Os compostos poliméricos com acção anti-tumoral, de fórmula geral [R4Sn2L2]n (I) [R - n-Bu; L = R'c(0)=N0] foram sintetizados (reacção 1) por adição de uma solução de [R2SnCl2] em metanol a uma solução metanólica, aquosa, de H2L com KOH (razão molar de 1:1:2). 4 São complexos poliméricos, caracterizados por espectroscopias de IV, XH, 13C e 119Sn, análise elementar e determinação de pontos de fusão, bem como, no caso do análogo metilico [Me4Sn2{2,4-F2C6H3C (0) =N0)2] n, por análise de difracção de raios-X em cristal simples (Figura 1) que indica como as unidades de diorganoestanho formam uma cadeia unidimensional do polímero de coordenação. 2n [R2S11CI2] + 2n H2L + 4n KOH-► [R4Sn2L2]n + 4n KC1 + 4n H20 (1) (I)

R = n-butilo R' = X2C6H3 (X = F,C1) O) [R = n-Bu; R' = 3,4-F2C5H3 (1), 2,5-F2C6H3 (2), 2,6-F2C6H3 (3), 2,4-Cl2C6H3 (4)]. A figura 1. (anexo) mostra a estrutura molecular do complexo polimérico [Me4Sn2{2,4-F2C6H3C (0) N0}2] n> comprimentos (Â) e ângulos (°) de ligação seleccionados: Sn(l)-0(1) 2,046(6),

Sn(1)-C(9) 2,098(10), Sn(l)-C(8) 2,106(10), Sn(l)-0(2) 2,153(6), O(1)-C (7) 1,337(9), O(2)-N(1) 1,399(9), N(1)-C (7) 1,260(10); C(9)-Sn(1)-C(8) 130,9(5), O(1)-Sn(1)-O(2) 73,3(2), C(9)-Sn(1)-O(2) 95,7(4); operadores de simetria: (A) x, y + 1, z; (B) x, y - 1, z. 5

Cada ligando derivado do ácido hidroxâmico está duplamente desprotonado e coordena-se a um átomo de Sn através dos dois átomos desprotonados de oxigénio, enquanto que o átomo de oxigénio do grupo imina, C = N-0, forma uma ponte entre dois átomos de Sn em unidades com parâmetros estruturais comparáveis.

As distâncias de ligação no anel de quelação confirmam a forma hidroxímica assumida pelo ligando, como descrito acima. Com efeito, a distância C(7)—N(1), 1,260(10) Â, é típica de uma ligação dupla de tipo imino (C=N), enquanto que o comprimento da ligação C(7)-0(1), 1,337(9) Ã, está alongado apreciavelmente em relação ao de uma ligação dupla C=0 típica. A actividade anti-tumoral in vitro foi testada para os complexos poliméricos n-butílicos (I) (Tabelas 1 e 2) para várias linhas de células tumorais humanas [leucemia granulócita imatura (HL-60), carcinoma gástrico (BGC-823), carcinoma hepatocelular (BEL-7402) e carcinoma faringeonasal (KB)], tendo-se observado que os complexos apresentam uma forte actividade anti-cancerígena, muito superior às dos complexos metílicos (R = Me) análogos (de fraca actividade), o que evidencia o papel relevante do grupo n-butílico (o aumento do comprimento da cadeia orgânica favorece a acção anti- tumoral) . A actividade dos complexos n-butílicos (I) é até superior à da "cisplatina" (Tabela 2).

No entanto, a variação das posições dos dois substituintes de tipo fluoro, ou a sua substituição por cloros, em geral não conduz, no tipo de complexos (I), a alterações pronunciadas da actividade. A actividade máxima é observada para as células do carcinoma faringeonasal KB. 6

Tabela 1. Inibição (%) dos complexos [R4Sn2L2]n (D [R = n-Bu, L = r'c(0)=N0] e análogos metilicos a (dose de 10,00 μΜ) em relação a linhas de células tumorais humanas b

Complexo HL-60 BGC-823 BEL-7402 KB No. R r' 1 n-Bu 3,4-F2C6H3 87,05 84,11 82,25 97,24 2 n-Bu 2,5-F2C6H3 88,02 94,85 90,82 95,65 3 n-Bu 2,6-F2CóH3 86,19 92,49 89,13 95,99 4 n-Bu 2,4-Cl2C6H3 88,02 91,18 88,62 95,58 Me 3,4-F2C6H3 a 35,71 27,82 — 2,32 Me 2,5-F2C6H3 a 5,58 32,62 — 1,46 Me 2,6-F2C6H3 a 4,16 29,13 4,29 0,84 Me 2,4-Cl2C6H3 e 4,82 16,23 21,34 a Para efeitos comparativos. b Leucemia HL-60, carcinoma gástrico BGC-823, carcinoma hepatocelular BEL-7402, carcinoma faringeonasal KB. 7

Tabela 2 . Sumário da actividade in vitro anti-tumoral (IC50) dos complexos [R4Sn2L2] n (D [R = n-Bu, L = r'c(0)=N0] e análogos metilicos a, em relação a linhas de células tumorais humanas. b Complexo HL-60 BGC-823 BEL-7402 KB No. R R' 1 n-Bu 3,4-F2C6H3 ++ 4"4" ++ +++ 2 n-Bu 2,5-F2C6H3 +++ +++ +++ 3 n-Bu 2,ó-F2C6H3 ++ +++ ++ +++ 4 n-Bu 2,4-Cl2C6H3 ++ +++ ++ +++ Me 3,4-F2C6H3« 4~ — — — Me 2,5-F2CéH3 a Me 2,6-F2C6H3« Me 2,4-Cl2C6H3« ++ ++ ++ Cisplatinaa s Para fins comparativos. b Ver nota b da Tabela 1. IC50 = dosagem causadora de 50% de inibição no crescimento celular. IC50 ^lxlO-6 mol/L (+++, elevada actividade); IC50 ^lxlO'5 mol/L (++, actividade média); IC50 ^lxlO-4 mol/L ( + , fraca actividade) ; IC5o >lxl0“4 mol/L (_, inactivo). 8

Exemplos 1 - Síntese dos complexos

Adiciona-se gota a gota uma solução de [R2SnCÍ2] (R = n-Bu) (1,0 mmol) em metanol a uma solução metanólica aquosa (30 mL) do ácido hidroxâmico pretendido HL2 (1,0 mmol) e de KOH (0,112 g, 2,0 mmol), e a solução é mantida em atmosfera de diazoto, à temperatura ambiente, durante duas semanas, após o que, por adição de água (30 mL) , se obtem um precipitado branco do complexo polimérico [R4Sn2L2]n (1/ R = n-Bu), o qual é separado por filtração e recristalizado de metanol-água (2) , metanol-benzeno (3) ou etanol (1 ou 4). Rendimentos: 15% (D, 28% (2), 30% (3), 20% (4),.

Os complexos análogos metilicos (R = Me) foram preparados de modo idêntico.

Os compostos foram caracterizados por análise elementar, espectroscopia de IV (espectrofotómetro FTIR Perkin Elmer) RMN de 1H, 13C e 119Sn (espectrómetro Varian INOVA 600) e medição de pontos de fusão (também por difracção de raios-X no caso do complexo relacionável [Me4Sn2{2,4-F2C6H3C(0)N0}]n [difractómetro Bruker SMART CCD com radiação de ΜοΚα (λ = 0,71073 Â), temperatura ambiente]).

Alguns dados representativos são indicados de seguida [δ('H) em rei. Me4Si, ô(119Sn) em rei. Me4Sn].

[n -Bu4Sn2 {3,4 -F2C6H3C (O) NO} 2] n (1); p.f. 178-180 °C; Anál. elementar Calcd. (%) Ci5H2iF2N02Sn: C, 44.59; H, 5.24; N, 3.47; Exp: C, 44.32; H, 5.44; N, 3.21. IV(KBr): v = 1602 s (CO/NC) , 916 s (N—O) , 525 m (Sn-C) , 464 m (Sn-O) cm'1. 3H NMR (CDC13) : δ = 7.53-6.83 (m, 6H, 2C6H3) ; 1.60-1.46 (m, 8H, RCH^CH^) , 1.35-1.19 (m, 4H, 2C3H2) , 0.79 (t, J= 7.2 Hz, 6H, 2C4H3) ppm. 119Sn NMR (d6-DMS0): δ = -171.8 ppm. 9 [n-Bu4Sn2{2,5-F2C6B3C(0)m}2]n (2); p.f. 213-215 °C; Anál. elementar Calcd. (%) Ci5H2iF2N02Sn: C, 44.59; H, 5.24; N, 3.47; Exp: C, 44.50; H, 5.31; N, 3.40. IR(KBr): v = 1611 s, 1583 s (CO/NC), 896 s (N-O) , 513 m (Sn-C) , 469 m (Sn-O) cm'1. 1H NMR (CDC13) : δ= 7.38-7.20 (s + d, br, 3H, C6H3) , 1.59-1.56 (m, 8H, 2CH12CH12) , 1.32-1.25 (m, 4H, 2C2H2) , 0.82 (t, J= 7.2 Hz, 6H, 2C3H3) ppm. 119Sn NMR (d6-DMSO) : δ = -175.1 ppm. [n~Bu2Sn{2/6-F2C6H3C(0)N0}2]n (3); p.f. > 300 °C; Anál elementar Calcd. (%) CisHsiFzNOzSn: C, 44.59; H, 5.24; N, 3.47; Exp: C, 44.47; H, 5.28; N, 3.33. IR(KBr): v = 2960, 2926 (Bu), 1631 s, 1587 s (CO/NC), 895 s (N-O), 557 s (Sn-C), 477 m (Sn-O) cm' \ 1H NMR (CDCI3) : δ= 7.46-7.15 (dd, br, 3H, C6H3) , 1.69-1.57 (m, 8H, 2CH12CH12), 1.40-1.25 (m, 4H, 2C2H2) , 0.93 (t, J= 7.2

Hz, 6H, 2C3H3) ppm. 119Sn NMR (d6-DMSO) : δ = -157.2 ppm.

[n-Bu4Sn2 {2,4-Cl2C6H3C (O) tJO}2]n (4j; p.f. 218-220 °C; Anál. elementar Calcd. (%) Ci5H2iCl2N02Sn: C, 41.23; H, 4.84; N, 3.21; Exp: C, 41.10; H, 5.02; N, 3.21. IR(KBr) : v = 2958 m (Bu), 1615 s and 1580 s (CO/NC), 894 s (N-O), 583 m (Sn-C), 471 m (Sn-O) cm'1. aH NMR (d6-DMSO) : δ= 7.52-6.94 (s + dd, br, 3H, C6H3), 1.70-1.59 (m, 8H, 2CH12CH12) , 1.39-1.37 (m, 4H, 2C2H2) , 0.89 (t, 7.2 Hz, 6H, 2C3H3) ppm. n9Sn NMR (d6-DMSO) : δ = - 169.9 ppm. 10 1 - Actividade anti-cancerígena 2 A proliferação celular em culturas tratadas com os complexos foi calculada pelo método MTT [8] no "State Key Laboratory of Natural and Mimic Drugs" (Beijing Medicai University, China). Testaram-se as seguintes linhas de células tumorais: leucemia HL-60, carcinoma gástrico BGC-823, 3 carcinoma hepatocelular BEL-7402 e carcinoma faringeonasal KB. Procedeu-se à incubação de aliquotas de células na fase exponencial de crescimento, a 37 °C, durante 72 h, com três níveis de doses de cada complexo de estanho, em ensaios triplos. Adícíonaram-se a cada amostra 50 pL de uma solução de MTT a 0,1 %. Após 4 h de incubação, o meio de cultura foi removido e a formazina azul das células foi dissolvida em 2-propanol com agitação vigorosa. A densidade óptica foi medida a 570 nm. A actividade anti-tumoral foi determinada exprimindo as densidades ópticas médias das células tratadas pelos compostos de estanho, como percentagem das referentes às células não tratadas. Os valores da dose causadora da inibição de 50% do crescimento celular (IC5o) foram determinados a partir da curva da inibição (%) versus a dose administrada. 11

Referências [1] Q.S. Li, M.F.C. Guedes da Silva, A.J.L. Pombeiro, Chem. Eur. J. 2004, 10, 1456.

[2] Q.S. Li, M.F.C. Guedes da Silva, J.H. Zhao, A.J.L.

Pombeiro, J. Organomet. Chem. 2004, 689, 4584.

[3] Q. Li, A.J.L. Pombeiro, M.F.C. Guedes da Silva, H. Lingge, Patente 102826, 2002.

[4] a) M. Gielen, M. Biesemans, R. Willem, Appl. Organometal. Chem. 2005, 19, 440; b) M. Gielen, Appl. Organometal. Chem. 2002, 16, 481.

[5] a) M.J. Clarke, F.C. Zhu, D.R. Frasca, Chem. Rev. 1999, 99, 2511; b) P. Yang, M. Guo, Coord. Chem. Rev. 1999, 185-186, 189; c) M. Nath, S. Pokharia, R. Yadav, Coord. Chem.

Rev. 2001, 215, 99.

[6] A.J. Crowe, "Antitumor Activity of Tin Compounds" in Metal Compounds in Câncer Therapy (Ed.: S.P. Fricker), Chapman & Hall, London, 1994, pp. 147-179.

[7] X.M. Shang, J.Z. Wu, Q.S. Li, Eur. J. Inorg. Chem. 2006, 4143.

[8] F. Denizot, R. Lang, J. Immunol. Methods, 1986, 89, 271.

Lisboa, 22 de Março de 2006 12

Figura 1,

}/! J ν^^^^^\\\\\νΛ%%%%%%%%%νΛ%νΛ%ν.ν.ν»ν.ν»ν»"»ν*ν*ΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝΝνΛν>ν>ν«ν«ν»ν»ν.ν.ν»·» '.S'.'.'

Claims (3)

1. Reivindicações 1, Complexos poliméricos de estanho com ligandos aril-hidroximatos (L), caracterizados pela fórmula geral [R4Sn2L2]n (I) [R = n-butilo; L = R'C(0)=N0, com R' = arilo], obtidos por reacção de [R2SnCl2] com os correspondentes ácidos hidroxâmicos (H2L), na presença de uma base forte, nas razões molares 1:1:2.

   R - n-butilo R' = arilo ©
2. 2. Complexos de acordo com a por r' = F2C5H3 ou C12C6H3.
3. 3. Composições anti-tumorais ingrediente activo, de um reivindicações 1 e 2. reivindicação 1, caracterizados caracterizadas pelo uso, como composto definido segundo as Lisboa, 06 de Dezembro de 2006