一种双核铜(II)配合物及其制备方法和应用

一种双核铜(ii)配合物及其制备方法和应用
技术领域
1.本发明属于金属配合物领域，具体涉及一种双核铜(ii)配合物及其制备方法和应用。


背景技术：

2.恶性肿瘤是严重威胁人类健康的重大疾病之一，目前临床上用于治疗恶性肿瘤的化学药物主要是以作用与生物体内dna靶点的顺铂为基础的经典铂类药物，然而其抗肿瘤治疗的特异性较差，同时存在毒副作用和耐药性，继续研发高效低毒的新型抗肿瘤药物具有重大的现实意义。铜作为人体必需的金属元素，越来越多的研究证实铜可以参与细胞增殖和凋亡途径，因此基于铜的无机金属药物是一种理想的抗肿瘤候选药物，铜离子一旦络合得当，其相应的铜配合物就有望成为潜在的高效低毒抗肿瘤药物。
3.随着肿瘤生物学及相关学科的快速发展，抗肿瘤药物的研发理念也发生重大的转变，研发的焦点逐渐从传统的以dna为靶点的药物设计转移到针对肿瘤细胞内异常信号系统靶点的新型药物。蛋白酪氨酸磷酸酶(ptps)是一类在人体内广泛表达并且参与细胞信号转导的重要酶，其过量表达或者活性异常与人类多种疾病相关，近期研究发现蛋白酪氨酸磷酸酶1b(ptp1b)在一些肿瘤细胞中过量表达，这种过表达的ptp1b酶与肿瘤的发展和扩散有关。所以基于ptp1b靶点抑制的抗肿瘤药物的开发具有重要的理论意义和潜在的应用价值，然而，由于受到与ptp1b同源性很高的另外一种酶(t细胞蛋白酪氨酸磷酸酶，简写为tcptp)的影响，目前高效且特异性抑制ptp1b活性的抑制剂的设计合成仍面临巨大的挑战，基于ptp1b靶点抑制的抗肿瘤药物发展还很少，所以选择合适的配体，采取便捷的实验方法，设计新颖的配位结构，获得能够高效特异性抑制ptp1b靶点的抗肿瘤金属配合物是目前抗肿瘤新药研发的一个新思路。


技术实现要素：

4.本发明的目的正是针对上述技术现状，提供一种3-(2-吡啶基)吡唑衍生物双核铜(ii)配合物及其制备方法，以及将该配合物用作高效特异性ptp1b抑制剂，进而在治疗乳腺癌和宫颈癌药物中的应用。
5.本发明提供的一种双核铜(ii)配合物，结构简式为：[cu2(μ
2-l)2(no3)2cl2]，其中l为1-氢-[3-(2-吡啶基)吡唑]对甲苯氰盐酸盐。结构式为：
[0006][0007]
本发明提供的双核铜(ii)配合物晶体属于单斜晶系，p21/n空间群，晶胞参数为：α＝90
°
，β＝104.641(9)
°
，γ＝90
°
。该配合物的不对称结构单元包含1个cu
2+
、1个配体l-和1个no
3-以及1个cl-，每个cu(ii)离子与五个原子配位形成扭曲的平面四方锥构型。从该配合物的配位环境中可以看到，中心的两个铜离子由配体盐酸盐中的两个氯离子桥连形成双核结构。本发明提供的双核铜配合物(ii)通过x射线粉末衍射证实晶体样品均一稳定。
[0008]
本发明提供的一种双核铜(ii)配合物的制备方法，包括如下步骤：
[0009]
(1)将cu(no3)3·
3h2o与1-氢-[3-(2-吡啶基)吡唑]对甲苯氰盐酸盐加入到预热的醇类溶剂中，加入弱碱调节反应体系ph，进行加热回流反应；
[0010]
(2)反应结束后冷却至室温，得到大量蓝绿色条状晶体，用乙醇和乙醚洗涤后真空干燥，即得所述的双核铜(ii)配合物。
[0011]
进一步地，步骤(1)中所述的cu(no3)3·
3h2o与1-氢-[3-(2-吡啶基)吡唑]对甲苯氰盐酸盐的摩尔比为1:1～1:2。
[0012]
进一步地，步骤(1)中所述的醇类溶剂包括甲醇、乙醇、甲醇与水的混合溶剂、乙醇与水的混合溶剂中的至少一种。
[0013]
进一步地，步骤(1)中所述的预热温度为50～80℃，加热回流的温度为65～85℃，时间为2～4h。
[0014]
进一步地，步骤(1)中所述的弱碱为三乙胺，反应体系呈ph》6的弱酸性、中性或者弱碱性。
[0015]
本发明提供的双核铜(ii)配合物能够高效抑制ptp1b活性，其ic
50
值为0.06μm，配合物抑制ptp1b的ic
50
值是其抑制tcptp活性(ic
50
值为1.15μm)的约1/19，表现出配合物对ptp1b活性的选择性抑制，可作为ptp1b活性的高效特异性抑制剂。
[0016]
本发明提供的双核铜(ii)配合物作用于mcf7和hela细胞48h后，抑制肿瘤细胞增殖的ic
50
值分别为6.78和2.10μm，该抑制能力强于文献报道的顺铂对两种细胞的抑制能力，表现出高效的抗乳腺肿癌和抗宫颈癌活性，可作为潜在抗乳腺癌药物和抗宫颈癌药物。
[0017]
本发明的优点和效果：
[0018]
本发明的双核铜配合物在常规回流反应条件下得到，制备工艺简单，产率及纯度较高，并且其结构新颖，具有优良的生物学性质。配合物能够高效特异性抑制ptp1b活性，可作为ptp1b靶点抑制剂；此外，配合物还表现出优于顺铂的高效抗乳腺癌和抗宫颈癌细胞增殖活性，是一个新颖的多功能双核铜(ii)配合物。
附图说明
[0019]
图1本发明双核铜(ii)配合物的晶体结构图。
[0020]
图2本发明双核铜(ii)配合物的π-π作用图(对称代码:i＝-1+x,y,z；ii＝-1+x,1+y,z)。
[0021]
图3本发明双核铜(ii)配合物在298k的x射线粉末衍射图(实验及模拟图)。
[0022]
图4本发明双核铜(ii)配合物抑制ptp1b和tcptp活性的ic
50
值测定图。
[0023]
图5本发明双核铜(ii)配合物抑制mcf7细胞增殖的mtt图。
[0024]
图6本发明双核铜(ii)配合物抑制hela细胞增殖的mtt图。
具体实施方式
[0025]
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0026]
实施例1.本发明配合物的制备方法。
[0027]
称取0.0520g配体l(0.2mmol)将其投入到盛有12ml预热甲醇的圆底烧瓶中，75℃加热回流搅拌，使配体完全溶解，再称取0.0500g cu(no3)2·
3h2o(0.2mmol)溶于2ml甲醇，将溶解后的硝酸铜溶液加入到配体溶液中，用三乙胺调ph到中性，继续加热回流3h后停止反应，瓶中出现大量蓝绿色条状晶体，将反应溶液用流动的冰水迅速冷却后过滤，滤液室温放置挥发三到四天左右还能继续析出上述蓝绿色条状晶体，产率约为87.9％。
[0028]
实施例2.本发明配合物单晶的x-ray衍射实验条件和晶体结构分析。
[0029]
挑选各个高质量的配合物单晶，将其安装在bruker smart ccd单晶衍射仪上，以石墨单色器mo-ka靶为辐射光源，用ω-2θ的扫描方式对配合物晶体衍射数据进行收集，并运用shelxs-97软件程序对数据精修解析，得到配合物的晶体结构及其π-π作用图，如图1和图2所示，配合物详细的晶体学信息见表1。
[0030]
表1配合物的晶体学数据
[0031][0032]
实施例3.本发明配合物的x-ray粉末衍射实验条件和结果分析。
[0033]
x-射线粉末衍射实验使用德国bruker公司d8型仪器进行测试，测试条件为：放射源为cu-kα，扫描速率2
°
/min，扫描范围5～50
°
。
[0034]
x-射线粉末衍射结果表明，晶体样品物相均一，实验衍射图谱与依据晶体结构模拟的粉末衍射图谱一致，见图3。
[0035]
实施例4.本发明配合物对ptp1b和tcptp活性抑制的ic
50
值测定。
[0036]
ic
50
测定原理：
[0037]
ic
50
是指抑制剂将酶活性抑制到原来活性的一半时抑制剂的浓度，是评估抑制剂抑制能力的标准之一，ic
50
值越小，说明抑制剂的抑制能力越强。蛋白酪氨酸磷酸酶(ptps)能够将其反应底物对硝基苯磷酸二钠盐(pnpp)分解成黄色的对硝基苯酚(pnp)，pnp在
405nm处有很强的紫外吸收吸收，其摩尔消光系数ε＝1.78
×
104(mol-1
·
l
·
cm)-1
，在ptps抑制实验中，可通过检测405nm处吸光度值的变化来间接检测酶活性的变化情况。
[0038]
ic
50
值测定的实验步骤：首先在酶标板的前三排各加入83μl合适浓度的含酶mops缓冲溶液(ph＝7.2)，第四排加入同体积mops溶液(不含酶)做对照，然后再按列依次加入10μl各浓度梯度的配合物的dmso溶液，从左到右浓度依次增大。放入37℃恒温水浴锅中静置30min，然后每孔加入2μl底物pnpp，轻轻震荡启动反应，待溶液变黄后滴加5μl naoh溶液(2m)终止反应，在酶标仪上测定每孔在405nm处的吸光度值，origin处理数据拟合曲线得到ic
50
值。重复三次实验，减小实验误差。
[0039]
实验结果显示，双核铜配合物能够抑制ptp1b和tcptp活性，如图4所示，其ic
50
值分别为0.06和1.15μm，比较ic
50
值大小可以发现，配合物能够高效选择性抑制ptp1b活性，可作为ptp1b的靶点抑制剂。
[0040]
实施例5.本发明配合物对mcf7和hela细胞增殖抑制的ic
50
值测定。
[0041]
mtt法测定配合物对细胞增殖抑制的原理：
[0042]
mtt是一种黄色的噻唑盐，它易溶于水，微溶于有机溶剂，常被用来检测细胞的存活率。其原理是mtt可以被所有活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶催化氧化，生成甲瓒(formazan)结晶体，用dmso将甲瓒溶解后得到蓝紫色溶液，用酶标仪测定该溶液在490nm处的吸光度值就可以进一步得到活细胞数量。
[0043]
mtt实验步骤：将生长到对数期的肿瘤细胞在超净台中消化、离心去上清后，重悬并计数，根据不同培养时间选择合适密度接种到96孔板中，置于孵箱中过夜培养，细胞贴壁后，将终浓度为0、1、5、10、25、50μm配合物的dmso溶液与相应最大浓度的cucl2·
2h2o和配体l的dmso溶液加入到铺好的96孔板中，每组设6个复孔。加药后分别培养24h、48h、72h，然向每个孔中加入20μlmtt溶液，继续孵育4h后，吸去孔内液体，再向每孔加入150μl的dmso溶液，振荡10min，使底部甲瓒结晶完全溶解后，用酶标仪测定溶液在490nm处的吸光度，用origin处理数据，得到各浓度下的细胞存活率，并通过拟合得到其抑制作用的ic
50
值大小评估配合物对细胞增殖的抑制能力。
[0044]
实验结果显示，参见图5与图6，双核铜配合物能够有效抑制mcf7和hela细胞增殖，当作用于mcf7和hela细胞48h后，抑制肿瘤细胞增殖的ic
50
值分别为6.78和2.10μm，该抑制能力强于文献报道的顺铂对两种细胞的抑制能力，表现出高效的抗乳腺肿癌和抗宫颈癌细胞增殖活性。
[0045]
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施案例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种双核铜(ii)配合物，其特征在于，结构式为：该配合物的晶体属于单斜晶系，p21/n空间群，晶胞参数为：/n空间群，晶胞参数为：α＝90
°
，β＝104.641(9)
°
，γ＝90
°
。2.一种权利要求1所述的双核铜(ii)配合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将cu(no3)3·
3h2o与1-氢-[3-(2-吡啶基)吡唑]对甲苯氰盐酸盐加入到预热的醇类溶剂中，加入弱碱调节反应体系ph，进行加热回流反应；(2)反应结束后冷却至室温，得到大量蓝绿色条状晶体，用乙醇和乙醚洗涤后真空干燥，即得所述的双核铜(ii)配合物。3.如权利要求2所述的双核铜(ii)配合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的cu(no3)3·
3h2o与1-氢-[3-(2-吡啶基)吡唑]对甲苯氰盐酸盐的摩尔比为1:1～1:2。4.如权利要求2所述的双核铜(ii)配合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的醇类溶剂包括甲醇、乙醇、甲醇与水的混合溶剂、乙醇与水的混合溶剂中的至少一种。5.如权利要求2所述的双核铜(ii)配合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的预热温度为50～80℃，加热回流的温度为65～85℃，时间为2～4h。6.如权利要求2所述的双核铜(ii)配合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的弱碱为三乙胺，反应体系呈ph>6的弱酸性、中性或者弱碱性。7.一种权利要求1所述的双核铜配(ii)合物作为高效特异性ptp1b抑制剂的应用。8.一种权利要求1所述的双核铜配(ii)合物作为潜在抗乳腺癌药物的应用。9.一种权利要求1所述的双核铜(ii)配合物作为潜在抗宫颈癌药物的应用。

技术总结
本发明属于金属配合物领域，具体涉及一种双核铜(II)配合物及其制备方法和应用。该配合物结构简式为：[Cu2(μ


技术研发人员：袁彩霞 张丹 赵明慧 冯思思 吴艳波
受保护的技术使用者：山西大学
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/10/6