Methodenartikel

Amid-Kupplung für die Synthese von Bispyridin basierten Liganden und ihre Komplexierung Platinum als zweikernige Antikrebsmittel

DOI:

10.3791/51740

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28. Mai 2014

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1Faculty of Pharmacy, The University of Sydney, 2School of Science and Health, University of Western Sydney, 3Division of Chemistry and Environmental Science, School of Science and the Environment, Manchester Metropolitan University, 4Nature Publishing Group

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Dieses Protokoll beschreibt die Verwendung von Amid-Kupplungen von Isonicotinsäure und Diaminoalkane zu Brückenliganden, die zur Verwendung in der Synthese von mehrkernigen Platinkomplexe, welche Aspekte der Antikrebs-Arzneimittel und BBR3464 picoplatin kombinieren bilden.

Zusammenfassung

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Amid-Kupplungsreaktionen können zur Synthese von Bispyridin-basierten Liganden zur Verwendung als Brückenlinker in multinukleären Platin-Krebsmedikamenten verwendet werden. Isonicotinsäure oder ihre Derivate werden unter einer inerten Atmosphäre in wasserfreiem DMF oder DMSO unter Verwendung einer schwachen Base, Triethylamin, und eines Haftvermittlers, 1-Propylphosphonsäureanhydrid, an Diaminoalkanketten unterschiedlicher Länge gekoppelt. Die Produkte fallen bei der Bildung aus der Lösung aus oder können durch Zugabe von Wasser ausgefällt werden. Falls gewünscht, können die Liganden durch Rekristallisation aus heißem Wasser weiter gereinigt werden. Die Synthese des zweikernigen Platinkomplexes unter Verwendung der Bispyridin-Liganden erfolgt in heißem Wasser unter Verwendung von Transplatin. Die aussagekräftigste der chemischen Charakterisierungstechniken zur Bestimmung der Struktur und Rohreinheit sowohl der Bispyridin-Liganden als auch der endgültigen Platinkomplexe ist die1-H-NMR mit besonderer Analyse des aromatischen Bereichs der Spektren (7-9 ppm). Die Platinkomplexe haben ein potenzielles Anwendungsgebiet als Antikrebsmittel, und das Syntheseverfahren kann modifiziert werden, um dreikernige und andere mehrkernige Komplexe mit unterschiedlicher Wasserstoffbrückenbindungsfunktionalität im brückenbildenden Liganden herzustellen.

Einleitung

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Platin-Antikrebsmittel weiterhin eine der am weitesten verbreiteten Familie der Mittel bei der Behandlung von menschlichen Krebs 1. Trotz ihres Erfolgs sind, werden sie in ihrer Anwendung durch schwere Dosis-limitierenden Nebenwirkungen 4.2 beschränkt. Die begrenzten Dosen, die an Patienten verabreicht werden können, bedeutet auch, dass Tumoren können Widerstand 5 zu entwickeln. Als solche neue Medikamente weiterhin entwickelt, um die Nebenwirkungsprofil zu verbessern und zu überwinden erworbenen Resistenz, wie phenanthriplatin 6 und 7 phosphaplatin werden.

In den späten 1990er Jahren wurde ein dreikernigen Platin-Medikament entwickelt, BBR3464 (Schema 1) 8, das ist bis zu 1.000 x zytotoxischer in vitro als der führende Platin-Medikament Cisplatin. BBR3464 ist auch in der Lage, erworbene Resistenz in einem Panel von menschlichen Krebszelllinien 9 zu überwinden. Leider ist die erhöhte Aktivität der BBR3464 um 50 abgestimmt - bis 100 - fach höhere Toxizität, dieschränkt seine Verwendung 10-12. Es ist auch leicht im Körper abgebaut, was bedeutet, wenig von der Droge erreicht Krebszellkerne intakt 9.

Picoplatin ist ein mononuklearen Platin-basierten Medikament, das eine 2-Methyl-Pyridin-Liganden (Schema 1) 13 enthält. Die Methylgruppe des Arzneimittels schützt sie vor dem Angriff von biologischen Nukleophilen; insbesondere Cystein und Methionin enthält Peptiden / Proteinen 14-16. Als solches ist das Medikament sehr stabil und hat eine wesentlich höhere Konzentration, verglichen mit sowohl BBR3464 und Cisplatin 17 Krebszellkerne erreicht. Seine reduzierte Reaktivität bedeutet auch eine höhere picoplatin maximal verträgliche Dosis verglichen mit BBR3464 und Cisplatin 10,18,19.

Dieses Projekt daher versucht, die Eigenschaften von BBR3464 picoplatin und kombinieren, um neue Medikamente, die in der Lage, erworbene Resistenz, die eine verbesserte biologische Stabilität und weniger schwere Neben effe anzuzeigen überwinden produzierenCTS (z. B. Fig. 1). Dabei wurde eine Reihe von zweikernigen Platinkomplexe mit Bispyridin Brückenliganden 20 hergestellt. Die Liganden werden mit Amidkupplungsreaktionen mit Isonicotinsäure, oder dessen Derivate, wie 2-Methyl-isonicotinsäure variabler Länge Diaminoalkane gemacht. Umsetzung von einem Mol-Äquivalent des Liganden mit zwei Moläquivalenten Transplatin ergibt die gewünschte Platin-Komplexe (Schema 1).

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Protokoll

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1. Synthese von N, N '-. (Alkan-1, n-diyl) diisonicotinamide

  1. Trocknen Sie einen einzigen Hals-oder Dreihalskolben in einem Ofen (100 ° C, 1 h), um sicherzustellen, dass alle Feuchtigkeit entfernt.
  2. Hinzufügen festen Isonicotinsäure, oder dessen Derivat, in den Kolben mit einem magnetischen Rührstab. Wenn das Diaminoalkan Ligand (en) sind Feststoffe bei Raumtemperatur, dann 0,5 Mol (bezogen auf die Anzahl Mole des Isonicotinsäure) wird in den Kolben in dieser Stufe zugegeben.
  3. Kappe der Hals (s) des Kolbens mit einer Gummimembran und Ersetzen der Luft im Kolben mit Stickstoff entweder durch einen kontinuierlichen Stickstoffstrom oder durch den Einsatz von Stickstoff gefüllten Ballons.
  4. Verwenden Sie eine Injektionsnadel und eine Spritze zu wasserfreiem Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxid (4 ml pro 500 mg Isonikotinsäure oder 2-Methyl-Isonikotinsäure) hinzufügen, um den Feststoff zu lösen. Wenn die Feststoffe nicht leicht zu lösen, dann erhitzt man die Lösung sanft.
  5. In 7 Mol-Äquivalenten (zu der einBerg der Isonikotinsäure verwendet) Triethylamin (schwache Base) und 0,5 Mol-Äquivalenten der Diaminoalkan. Wenn die Lösung eine Flüssigkeit bei Raumtemperatur, dann fügen Sie 1,5 Moläquivalente.
  6. In einem Mol-Äquivalent 1-Propylphosphonsäureanhydrid (Kopplungsmittel) unter ständigem Rühren, die die Reaktion auf über 5-12 h abzuschließen.

2. Reinigung der Liganden

  1. Für Bispyridin Liganden unter Verwendung Diaminoalkan Liganden mit 10 oder mehr Methylengruppen, warten Sie auf die Produkte aus der Lösung ausfällt als die Reaktion fortschreitet.
  2. Für Bispyridin Liganden unter Verwendung Diaminooctan, fällt das Produkt durch Zugabe von ~ 40 ml Wasser.
  3. Für Bispyridin unter Verwendung Diaminoalkane von zwei bis sechs Methylengruppen, fügen ~ 40 ml Wasser und erlaubt es, die Verbindungen über 1-3 Tage kristallisieren.
  4. Sammeln jedes Bispyridin-Liganden durch Vakuum-Filtration und Rekristallisation von etwa 400-500 ml kochendem Wasser pro 200mg Ligand. Hinweis: Mehr Wasser für die längeren Bispyridin Liganden aufgrund ihrer stark reduzierten Wasserlöslichkeit erforderlich ist.
  5. Mit NaOH und KOH (pH 9) zu der Lösung, um sicherzustellen, daß die Verbindungen frei von Basen nach Umkristallisation.

3. Synthese und Reinigung von den zweikernigen Platin-Komplexe

  1. Vollständig auflösen trans diamminodichloridoplatinum (II), Transplatin, in heißem (70-80 ° C) Wasser (150 ml pro 200 mg Transplatin) eine klare stark gelb gefärbte Lösung zu erzeugen.
  2. Fügen Sie eine 0,5 Mol Äquivalent der Bispyridin Liganden und rühren Sie die Lösung bei der Temperatur, bis die Liganden löst sich (klare Lösung). Warten Sie, bis die Lösung nahezu farblos drehen, schalten Sie die Hitze, und bei Raumtemperatur für ein paar zusätzliche Stunden.
  3. Das Lösemittel wird durch Rotationsverdampfung, die eine gelb gefärbte Pulver erhalten wird.
  4. Zu reinigen, die Platin-Komplex (es) durch Auflösen in einer minimalen Menge von warmem Wasser (~ 50 &# 186; C). Wenn restlichen gelb oder weiß gefärbt Feststoffe vorhanden sind, dann filtern diese aus.
  5. Hinzufügen von Aceton zu der Lösung, bis ein weißer Niederschlag gebildet wird, der auf eine polymere Form der Metallkomplexe zu sein scheint und für bis zu 10% des Reaktionsproduktes. Die Zugabe von Aceton (~ zusätzliche 20-30 ml), bis kein Niederschlag mehr erscheint. Hinweis: Diese weiße Niederschlag ist eine Verunreinigung.
  6. Entfernen Sie diesen Niederschlag durch Filtern der Inhalte durch Nylon-Filterpapier (0,2 um Porengröße) und Rotationsverdampfung des restlichen Lösung zur Trockene, die ein reines Produkt erhalten wird. Hinweis: Falls erforderlich, können dann zusätzliche Acetonpräzipitation Schritte, bis der Komplex ist reine durchgeführt werden.

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Ergebnisse

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Die Bispyridin-Liganden und ihre jeweiligen Zweikernplatinkomplexe werden durch 1 H-, 13 C-und 195 Pt-NMR (Tabelle 1 und 2) und Elektrospray-Ionisations-Massenspektroskopie charakterisiert. Genaue Schmelzpunkte können unter Verwendung der Differentialscanningkalorimetrie und Reinheit wird am besten durch Elementaranalyse für C, H und N-Anteil bestimmt werden. Von den meisten Einsatz ist 1 H-NMR, wie es ist schnell und einfach zu bedienen, so d...

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Diskussion

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In dieser Arbeit haben zweikernigen Platin-Komplexe als potentielle Antikrebsmittel synthetisiert. Dabei wurden Bispyridin Brückenliganden über eine Amid-Kupplungsreaktion mit Isonikotinsäure und variabler Länge Diaminoalkane synthetisiert. Zuvor die Synthese Bispyridin-Liganden und deren Methyl-Analoga mit 2 bis 8 Methylengruppen und ihre jeweiligen Platin-Komplexe berichtet worden. In dieser Arbeit wurde die Synthese und Reinigungsverfahren überarbeitet so dass es schneller und billiger und haben dies durch Synthetisi...

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Offenlegungen

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Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
D2OAldrich15188299,9% D
DMSO-d6Aldrich15691499,96% D
1,8-DiaminooctanAldrichD2240198%
1,10-DiaminodecanAldrichD1420498%
1,12-DiaminododecanAldrichD1.640-198%
IsonicotinsäureAldrichI1750899%
1-PropylphosphonsäureanhydridlösungAldrich43130350 Gew.-% in Ethylacetat
Trans-Diaminodichloridplatin(II)AldrichP1525
DimethylsulfoxidSigma-AldrichZ76855>99,9%, wasserfrei
N,N" -DimethylformamidSigma-Aldrich22705699,8%, wasserfreies
TriethylaminSigma-AldrichT0886>99%
Nylon-FiltermembranenWhatman7402-004Porengröße, 0,2 & Mikro; m
Magnetrührplatte Magnetrührstab
Rundkolben oder Dreihalskolben
Gummisepten in ausreichender Größe für die gewählte Rundboden- oder Dreihalsflasche
5 ml Injektionsspritzen
Injektionsnadeln
Gummiballons Gummiballons
Gummibänder
Eine Quelle für N2 Gas
Rotationsverdampfer
Trockenschrank
NMR-Röhrchen
NMR-Spektrometer
500 ml Becher
Glas- oder Kunststoffpipetten

Referenzen

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Schlagwörter

Bispyridin LigandenPlatin KomplexierungProtonen NMR AnalyseLigandenreinigungTransplatin Koordinationfraktionierte Ausf llungwasserfreies DMSOTriethylamin Base

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