一种具有抗癌活性的中性半三明治型[N,NH]配合物及其制备方法和应用

一种具有抗癌活性的中性半三明治型[n,nh]配合物及其制备方法和应用
技术领域：
[0001]
本发明涉及金属配合物，具体为一种具有抗癌活性的中性半三明治型[n,nh]配合物及其制备方法和应用，属于化学制药领域。


背景技术：

[0002]
近年来，半三明治结构铱、钌和铑配合物不仅作为催化剂在有机合成领域飞速发展，而且它们也被用作抗癌药物方面的研究，并取得了各种突破，各式各样的配合物被当做抗癌配合物制备出来，其中最多的就是阳离子型配合物和中性配合物。比如sadler组曾报道过一种[n,n]螯合配体的半三明治型阳离子配合物(a)和一种[c,n]螯合配体的半三明治型中性配合物(b)，两者均显示出良好的抗癌活性(inorg.chem.2011,50,5777
–
5783)。在阳离子型半三明治型铱配合物中(a)，[n,n]螯合配体为中性配体，配合物内界为阳离子金属中心，外界有阴离子pf
6-抗衡。在中性半三明治型铱配合物中(b)，[c,n]螯合配体为阴离子(负一价)配体，配合物显中性，无抗衡离子存在。胡雪岩等曾经报道过一种[n.nh]螯合配体的半三明治型阳离子配合物(c),这类阳离子型配合物具有易氧化的特性(inorg.chem.2022,61,10051-10065)。但是[n,nh]螯合配体的半三明治型中性配合物在抗癌方面的研究未见有报道。基于[n,nh]螯合配体的半三明治型中性配合物因其特有的配位模式和螯合结构，有望在更高的抗癌活性、更低的毒副作用以及新颖的抗癌机理等方面展现出一定的应用潜力。
[0003]


技术实现要素：

[0004]
引入一系列含不同取代基的[n,nh2]配体而希望得到一系列具有良好抗肿瘤效果的新型中性半三明治型[n,nh]配合物。此类新型中性半三明治型[n,nh]配合物表现出优异的抗肿瘤效果。
[0005][0006]
半三明治型中性[n,nh]配合物分子结构式为：
[0007][0008]
式中，r1、r2可同时或分别为氢、c1～c
15
的烷基、卤素或卤代c1～c
15
的烷基；r3为中的一种，r4为cl、ch3o、ch3coo、三苯基膦中的一种；m为ir、rh、ru中的一种。本发明中所述中性半三明治型[n,nh]配合物，所述式(ⅰ)中，r1为叔丁基，r2为氢，r3为r4为ch3coo，m为ir，具体结构式如式1所示；所述式(ⅰ)中，r1为甲基，r2为甲基，r3为r4为ch3coo，m为ir，具体结构式如式2所示；所述式(ⅰ)中，r1为叔丁基，r2为氢，r3为r4为ch3coo，m为ru，具体结构式如式3所示；所述式(ⅰ)中，r1为甲基，r2为甲基，r3为r4为ch3coo，m为ru，具体结构式如式4所示；所述式(ⅰ)中，r1为甲基，r2为甲基，r3为r4为cl，m为ru，具体结构式如式5所示；
[0009][0010]
本发明所述的中性半三明治型[n,nh]配合物的制备方法，包括以下步骤：在氮气保护下，将式(ⅲ)所示二聚体、式(ⅱ)所示[n,nh2]配体、碱或碱性溶剂b，在甲醇为溶剂的条件下室温反应8h后得到式(ⅰ)所示半三明治型中性配合物；该配合物为18电子配合物，当加入b为甲醇钠或者乙酸钠时，目的是拔掉配体nh2上一个质子h使配体变成阴离子型配体并作为单齿配体与金属中心配位；当加入b为三乙胺或者叔丁醇钾时，目的仅为拔掉配体nh2上一个质子h使配体变成阴离子型配体；具体的合成路线为：
[0011][0012]
所述配合物为1时，通过以下方法制备而成：
[0013]
氮气保护下，在100ml schlenk瓶中加入40.03mg铱二聚体(式(ⅲ)r3＝m＝ir)、25.36mg配体(式(ⅱ)r2＝氢、r1＝叔丁基)、33mg乙酸钠以及10ml无水甲醇，室温反应8h，反应结束后，旋转蒸发仪旋干溶剂，剩余固体用二氯甲烷溶解，砂芯过滤去除乙酸钠；滤液使用旋转蒸发仪旋至少量，加入过量不良溶剂正己烷，出现沉淀，砂芯过滤沉淀并用正己烷洗涤，真空干燥，得到红色固体1。
[0014]
所述配合物为2时，通过以下方法制备而成：
[0015]
氮气保护下，在100ml schlenk瓶中加入40.03mg铱二聚体(式(ⅲ)r3＝m＝ir)、23.95mg配体(式(ⅱ)r1＝r2＝甲基)、33mg乙酸钠以及10ml无水甲醇，室温反应8h，反应结束后，旋转蒸发仪旋干溶剂，剩余固体用二氯甲烷溶解，砂芯过滤去除乙酸钠；滤液使用旋转蒸发仪旋至少量，加入过量不良溶剂正己烷，出现沉淀，砂芯过滤沉淀并用正己烷洗涤，真空干燥，得到红色固体2。
[0016]
所述配合物为3时，通过以下方法制备而成：
[0017]
氮气保护下，在100ml schlenk瓶中加入29.26mg钌二聚体(式(ⅲ)r3＝m＝ru)、24.12mg配体(式(ⅱ)r2＝氢、r1＝叔丁基)、33mg乙酸钠以及10ml无水甲醇，室温反应8h，反应结束后，旋转蒸发仪旋干溶剂，剩余固体用二氯甲烷溶解，砂芯过滤去除乙酸钠；滤液使用旋转蒸发仪旋至少量，加入过量不良溶剂正己烷，出现沉淀，砂芯过滤沉淀并用正己烷洗涤，真空干燥，得到红褐色固体3。
[0018]
所述配合物为4时，通过以下方法制备而成：
[0019]
氮气保护下，在100ml schlenk瓶中加入29.26mg钌二聚体(式(ⅲ)r3＝m＝ru)、22.78mg配体(式(ⅱ)r1＝r2＝甲基)、33mg乙酸钠以及10ml无水甲醇，室温反应8h，反应结束后，旋转蒸发仪旋干溶剂，剩余固体用二氯甲烷溶解，砂芯过滤去除乙酸钠；滤液使用旋转蒸发仪旋至少量，加入过量不良溶剂正己烷，出现沉淀，砂芯过滤沉淀并用正己烷洗涤，真空干燥，得到红褐色固体4。
[0020]
所述配合物为5时，通过以下方法制备而成：
[0021]
氮气保护下，在100ml schlenk瓶中加入29.26mg钌二聚体(式(ⅲ)r3＝m＝ru)、22.78mg配体(式(ⅱ)r1＝r2＝甲基)、2ml三乙胺以及10ml无水甲醇，室温反应8h，反应结束后，旋转蒸发仪旋干溶剂，剩余固体用二氯甲烷溶解，滤液使用旋转蒸发仪旋至少量，加入过量不良溶剂正己烷，出现沉淀，砂芯过滤沉淀并用正己烷洗涤，真空干燥，得到红褐色固体5。
[0022]
有益效果:
[0023]
(1)本发明提供一种中性半三明治型[n,nh]配合物的制备方法，希望得到一系列具有良好抗肿瘤效果的新型中性半三明治型配合物。
[0024]
(2)该配合物的合成为配体和二聚体以及碱或碱性溶剂b在反应条件下反应，得到了新型中性半三明治型配合物ⅰ。
[0025]
(3)此类中性半三明治型[n,nh]配合物1-5，表现出优异的抗肿瘤效果,其性能有的甚至优于商品化的顺铂，是非常有潜力的抗癌药物。
[0026]
附图内容：
[0027]
图1为本发明配合物1的核磁氢谱。
[0028]
图2为本发明配合物1的质谱。
[0029]
图3为本发明配合物2的核磁氢谱。
[0030]
图4为本发明配合物2的质谱。
[0031]
图5为本发明配合物3的核磁氢谱
[0032]
图6为本发明配合物3的质谱。
[0033]
图7为本发明配合物4的核磁氢谱。
[0034]
图8为本发明配合物4的质谱。
[0035]
图9为本发明配合物5的核磁氢谱。
[0036]
图10为本发明配合物5的质谱。
具体实施方式：
[0037]
本发明由下述一些代表性化合物的实施例得到进一步阐述，但这些说明并不限制本发明。
[0038]
在化合物的合成中所用起始化合物是商品化产品或能够从已知合成方法制备，所有有机化合物的制备方法可从文献中获得，并且这些方法对合成化学家是基本的和显而易见的。因此，以下合成方法的描述可认为是详细的和具体的。
[0039]
实施例1
[0040]
所述配合物为1时，通过以下方法制备而成：
[0041]
氮气保护下，在100ml schlenk瓶中加入40.03mg铱二聚体(式(ⅲ)r3＝m＝ir)、25.36mg配体(式(ⅱ)r2＝氢、r1＝叔丁基)、33mg乙酸钠以及10ml无水甲醇，室温反应8h，反应结束后，旋转蒸发仪旋干溶剂，剩余固体用二氯甲烷溶解，砂芯过滤去除乙酸钠；滤液使用旋转蒸发仪旋至少量，加入过量不良溶剂正己烷，出现沉淀，砂芯过滤沉淀并用正己烷洗涤，真空干燥，得到红色固体1。
[0042]
核磁表征为1h nmr(500mhz,cdcl3)δ8.89(s,1h,ch＝n),8.71(d,j＝8.6hz,1h),7.69(t,j＝7.6hz,1h),7.58(d,j＝8.3hz,2h),7.48(d,j＝8.1hz,1h),7.30(d,j＝7.3hz,1h),7.16(d,j＝8.2hz,2h),2.07(s,3h,ch3coo),1.74(s,15h,cp*-ch3),1.42(s,9h,c(ch3)3).
[0043]
质谱:c
29h37
irn2o2理论值579.23512,实际测得579.23368,[m-ch3coo]
+
.元素分析.理论值:c
29h37
irn2o2:c,54.61；h,5.85；n,4.39.实际测得:c,54.98；h,5.62；n,4.17.
[0044]
实施例2
[0045]
所述配合物为2时，通过以下方法制备而成：
[0046]
氮气保护下，在100ml schlenk瓶中加入40.03mg铱二聚体(式(ⅲ)r3＝m＝ir)、23.95mg配体(式(ⅱ)r1＝r2＝甲基)、33mg乙酸钠以及10ml无水甲醇，室温反应8h，反应结束后，旋转蒸发仪旋干溶剂，剩余固体用二氯甲烷溶解，砂芯过滤去除乙酸钠；滤液使用旋转蒸发仪旋至少量，加入过量不良溶剂正己烷，出现沉淀，砂芯过滤沉淀并用正己烷洗涤，真空干燥，得到红色固体2。
[0047]
核磁表征为1h nmr(500mhz,cdcl3)δ8.84(s,1h,ch＝n),8.62(s,1h),7.70(s,1h),7.45(d,j＝7.2hz,1h),7.30(s,1h),7.09(s,2h),2.45(s,3h,ch3),2.12(s,3h,ch3coo),1.98(s,6h,ch3),1.72(s,15h,cp*-ch3).
[0048]
质谱:c
28h35
irn2o2理论值565.21947,实际测得565.21745,[m-ch3coo]
+
.元素分析.理论值:c
28h35
irn2o2:c,53.91；h,5.66；n,4.49.实际测得:c,54.18；h,5.41；n,4.37.
[0049]
实施例3
[0050]
所述配合物为3时，通过以下方法制备而成：
[0051]
氮气保护下，在100ml schlenk瓶中加入29.26mg钌二聚体(式(ⅲ)r3＝m＝ru)、24.12mg配体(式(ⅱ)r2＝氢、r1＝叔丁基)、33mg乙酸钠以及10ml无水甲醇，室温反应8h，反应结束后，旋转蒸发仪旋干溶剂，剩余固体用二氯甲烷溶解，砂芯过滤去除乙酸钠；滤液使用旋转蒸发仪旋至少量，加入过量不良溶剂正己烷，出现沉淀，砂芯过
滤沉淀并用正己烷洗涤，真空干燥，得到红褐色固体3。
[0052]
核磁表征为1h nmr(500mhz,cdcl3)δ8.39(s,1h,ch＝n),7.99(d,j＝8.0hz,1h),7.55(d,j＝8.3hz,2h),7.41(d,j＝8.2hz,3h),7.25(s,1h),6.99(t,j＝7.2hz,1h),5.66(d,j＝5.1hz,2h,arene-h),5.50(d,j＝4.9hz,2h,arene-h),2.44(m,1h,ch(ch3)2),2.08(s,3h,ch3coo),2.05(s,3h,arene-ch3),1.45(s,9h,c(ch3)3),1.09(d,j＝6.9hz,6h,ch(ch3)2).
[0053]
质谱:c
29h36
run2o2理论值487.16872,实际测得487.16767,[m-ch3coo]
+
.元素分析.理论值:c
29h36
run2o2:c,63.83；h,6.65；n,5.13.实际测得:c,64.17；h,6.44；n,5.02
[0054]
实施例4
[0055]
氮气保护下，在100ml schlenk瓶中加入29.26mg钌二聚体(式(ⅲ)r3＝m＝ru)、22.78mg配体(式(ⅱ)r1＝r2＝甲基)、33mg乙酸钠以及10ml无水甲醇，室温反应8h，反应结束后，旋转蒸发仪旋干溶剂，剩余固体用二氯甲烷溶解，砂芯过滤去除乙酸钠；滤液使用旋转蒸发仪旋至少量，加入过量不良溶剂正己烷，出现沉淀，砂芯过滤沉淀并用正己烷洗涤，真空干燥，得到红褐色固体4。
[0056]
核磁表征为1h nmr(500mhz,cdcl3)δ8.47(s,1h,ch＝n),8.44(d,j＝8.6hz,1h),7.59(t,j＝7.4hz,1h),7.44(d,j＝7.9hz,1h),7.38(d,j＝7.1hz,1h),7.30(s,1h),6.76(s,1h),5.84(d,j＝5.2hz,2h,arene-h),5.67(d,j＝5.1hz,2h,arene-h),2.49(s,3h,aryl-ch3),2.16(s,3h,ch3coo),2.03(s,6h,aryl-ch3),2.01(s,3h,arene-ch3),1.15(d,j＝6.8hz,6h,ch(ch3)2).
[0057]
质谱:c
28h34
run2o2理论值473.15307,实际测得473.15179,[m-ch3coo]
+
.元素分析.理论值:c
28h34
run2o2:c,63.26；h,6.45；n,5.27.实际测得:c,63.59；h,6.17；n,5.10
[0058]
实施例5
[0059]
氮气保护下，在100ml schlenk瓶中加入29.26mg钌二聚体(式(ⅲ)r3＝m＝ru)、22.78mg配体(式(ⅱ)r1＝r2＝甲基)、2ml三乙胺以及10ml无水甲醇，室温反应8h，反应结束后，旋转蒸发仪旋干溶剂，剩余固体用二氯甲烷溶解，滤液使用旋转蒸发仪旋至少量，加入过量不良溶剂正己烷，出现沉淀，砂芯过滤沉淀并用正己烷洗涤，真空干燥，得到红褐色固体5。
[0060]
核磁表征为1h nmr(500mhz,cdcl3)δ8.70(d,j＝8.6hz,1h,ch＝n),8.46(s,1h),7.61(t,j＝6.9hz,1h),7.40(m,2h),7.14(s,2h),5.93(s,2h,arene-h),5.70(s,2h,arene-h),2.48(s,3h,aryl-ch3),2.41(dt,1h,ch(ch3)2),2.02(s,6h,aryl-ch3),2.00(s,3h,arene-ch3),1.15(d,j＝6.8hz,6h,ch(ch3)2).
[0061]
质谱:c
26h31
run2cl理论值473.15307,实际测得473.15195,[m-cl]
+
.
[0062]
元素分析.理论值:c
26h31
run2cl:c,61.47；h,6.15；n,5.51.实际测得:c,61.68；h,6.08；n,5.36
[0063]
实施例6
[0064]
具抗癌活性的配合物1-5肿瘤细胞株的增殖抑制活性实验：
[0065]
(1)待测化合物的配制：将固体配合物溶解在dmso中，配成一定浓度的储备液，用细胞培养液进一步稀释储备液直到达到工作浓度，培养24h；
[0066]
(2)细胞生长抑制实验(mtt法)：
[0067]
1)分别取5000个人宫颈癌细胞(hela)、人非小细胞肺癌细胞(a549)、人肝癌细胞(hepg2)和人肺腺癌耐顺铂细胞(a549/ddp)，配制成细胞悬液，接种于96孔培养板中；
[0068]
2)用无药培养基预培养细胞，5％co2，310k孵育24小时，加入配制好的待测化合物，培养24h；
[0069]
3)每孔加入15μl 5mg/ml的mtt溶液，继续培养4小时，形成紫色结晶物质甲瓒；
[0070]
4)终止培养，小心吸去孔内培养液，每孔加入100μl的dmso充分溶解甲瓒沉淀，振荡器混匀后，酶标仪用波长为570nm测定各孔的光密度值；
[0071]
5)每个实验重复三次，ic
50
＝平均值
±
sem。配合物1-5和商品化的顺铂对癌细胞hela、a549和hepg2的生长的抑制率见表1。
[0072]
表1
[0073][0074]
通过实施例5可以看出，配合物1-5均表现出非常好的抗癌活性，接近或优于已经商品化的顺铂的活性。配合物1的抗癌活性与配合物3不同，证明金属对抗癌活性有影响。配合物2的抗癌活性也要优于配合物1，证明随着取代基的改变，抗癌活性也随之发生变化，另外检测了人肺腺癌耐顺铂细胞，配合物均显示出良好的活性，与顺铂无交叉耐药性。以上结论为制备新型抗肿瘤的药物提供了理论基础。
[0075]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.中性半三明治型[n,nh]配合物，其特征在于，结构式如式(ⅰ)所示：式中，r1、r2同时或分别为氢、c1～c
15
的烷基、卤素或卤代c1～c
15
的烷基；r3为中的一种，r4为cl、ch3o、ch3coo、三苯基膦中的一种；m为ir、rh、ru中的一种。2.根据权利要求1所述中性半三明治型[n,nh]配合物，其特征在于，所述式(ⅰ)中，r1为叔丁基，r2为氢，r3为r4为ch3coo，m为ir，具体结构式如式1所示；所述式(ⅰ)中，r1为甲基，r2为甲基，r3为r4为ch3coo，m为ir，具体结构式如式2所示；所述式(ⅰ)中，r1为叔丁基，r2为氢，r3为r4为ch3coo，m为ru，具体结构式如式3所示；所述式(ⅰ)中，r1为甲基，r2为甲基，r3为r4为ch3coo，m为ru，具体结构式如式4所示；所述式(ⅰ)中，r1为甲基，r2为甲基，r3为r4为cl，m为ru，具体结构式如式5所示；3.一种权利要求1或2所述的中性半三明治型[n,nh]配合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在氮气保护下，将式(ⅲ)所示二聚体、式(ⅱ)所示[n,nh2]配体、碱或者碱性溶剂b，在甲醇为溶剂的条件下室温反应8h后得到式(ⅰ)所示半三明治型中性配合物；该配
合物为18电子配合物，当加入b为甲醇钠或者乙酸钠时，目的是拔掉配体nh2上一个质子h使配体变成阴离子型配体并作为单齿配体与金属中心配位；当加入b为三乙胺或者叔丁醇钾时，目的仅为拔掉配体nh2上一个质子h使配体变成阴离子型配体；具体的合成路线为：4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述配合物为1时，通过以下方法制备而成：氮气保护下，在100ml schlenk瓶中加入40.03mg铱二聚体(式(ⅲ))m＝ir)、25.36mg配体(式(ⅱ)r2＝氢、r1＝叔丁基)、33mg乙酸钠以及10ml无水甲醇，室温反应8h，反应结束后，旋转蒸发仪旋干溶剂，剩余固体用二氯甲烷溶解，砂芯过滤去除乙酸钠；滤液使用旋转蒸发仪旋至少量，加入过量不良溶剂正己烷，出现沉淀，砂芯过滤沉淀并用正己烷洗涤，真空干燥，得到红色固体1；所述配合物为2时，通过以下方法制备而成：氮气保护下，在100ml schlenk瓶中加入40.03mg铱二聚体(式(ⅲ))m＝ir)、23.95mg配体(式(ⅱ)r1＝r2＝甲基)、33mg乙酸钠以及10ml无水甲醇，室温反应8h，反应结束后，旋转蒸发仪旋干溶剂，剩余固体用二氯甲烷溶解，砂芯过滤去除乙酸钠；滤液使用旋转蒸发仪旋至少量，加入过量不良溶剂正己烷，出现沉淀，砂芯过滤沉淀并用正己烷洗涤，真空干燥，得到红色固体2；所述配合物为3时，通过以下方法制备而成：氮气保护下，在100ml schlenk瓶中加入29.26mg钌二聚体(式(ⅲ))m＝ru)、24.12mg配体(式(ⅱ)r2＝氢、r1＝叔丁基)、33mg乙酸钠以及10ml无水甲醇，室温反应8h，反应结束后，旋转蒸发仪旋干溶剂，剩余固体用二氯甲烷溶解，砂芯过滤去除乙酸钠；滤液使用旋转蒸发仪旋至少量，加入过量不良溶剂正己烷，出现沉淀，砂芯过滤沉淀并用正己烷洗涤，真空干燥，得到红褐色固体3；所述配合物为4时，通过以下方法制备而成：氮气保护下，在100ml schlenk瓶中加入29.26mg钌二聚体(式(ⅲ))m＝ru)、22.78mg配体(式(ⅱ)r1＝r2＝甲基)、33mg乙酸钠以及10ml无水甲醇，室温反应8h，反应结束后，旋转蒸发仪旋干溶剂，剩余固体用二氯甲烷溶解，砂芯过滤去除乙酸钠；滤液使用旋转蒸发仪旋至少量，加入过量不良溶剂正己烷，出现沉淀，砂芯过滤沉淀并用正己烷洗涤，真空干燥，得到红褐色固体4；所述配合物为5时，通过以下方法制备而成：
氮气保护下，在100ml schlenk瓶中加入29.26mg钌二聚体(式(ⅲ))m＝ru)、22.78mg配体(式(ⅱ)r1＝r2＝甲基)、2ml三乙胺以及10ml无水甲醇，室温反应8h，反应结束后，旋转蒸发仪旋干溶剂，剩余固体用二氯甲烷溶解，滤液使用旋转蒸发仪旋至少量，加入过量不良溶剂正己烷，出现沉淀，砂芯过滤沉淀并用正己烷洗涤，真空干燥，得到红褐色固体5。5.一种权利要求1-4任一项所述中性半三明治型[n,nh]配合物在制备抗癌药物中的应用。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的癌症为肝癌、肺癌或宫颈癌。

技术总结
本发明公开了一种具有抗癌活性的新型中性半三明治型[N,NH]配合物及其制备方法和应用。所述配合物结构式如式(Ⅰ)所示，配体与二聚体在反应条件下反应，在反应体系中继续加入碱或者碱性溶剂B后，得到中性半三明治型[N,NH]配合物Ⅰ。这类配合物表现出良好的抗癌活性，其性能与商品化的顺铂接近甚至优于顺铂，是非常有潜力的抗癌药物。有潜力的抗癌药物。有潜力的抗癌药物。有潜力的抗癌药物。


技术研发人员：郭丽华 刘哲 李鹏伟 罗明玲 贾鑫诚 王晓敏 赵亚欣 郭凯旋 高秫荟 陶望
受保护的技术使用者：曲阜师范大学
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/9/12