Artículo de método

Amida de reacción para la Síntesis de ligandos basados ​​en bispiridina y su complejación a Platinum como dinucleares Agentes anticancerígenos

DOI:

10.3791/51740

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28 de mayo de 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

En este artículo

Resumen

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Este protocolo describe el uso de reacciones de acoplamiento de amida del ácido isonicotínico y diaminoalcanos para formar ligandos puente adecuados para su uso en la síntesis de complejos de platino multinucleares, que combinan aspectos de los medicamentos contra el cáncer BBR3464 y picoplatin.

Resumen

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Las reacciones de acoplamiento de amida se pueden utilizar para sintetizar ligandos basados en bispiridina para su uso como enlazadores puente en fármacos multinucleares contra el cáncer de platino. El ácido isónicoico, o sus derivados, se acoplan a cadenas de diaminoalcanos de longitud variable bajo una atmósfera inerte en DMF o DMSO anhidro con el uso de una base débil, trietilamina, y un agente de acoplamiento, anhídrido 1-propilfosfónico. Los productos se precipitan de la solución en el momento de la formación o se pueden precipitar mediante la adición de agua. Si se desea, los ligandos se pueden purificar aún más mediante la recristalización a partir de agua caliente. La síntesis del complejo dinuclear de platino utilizando los ligandos de bispiridina se realiza en agua caliente utilizando transplatino. La más informativa de las técnicas de caracterización química para determinar la estructura y la pureza bruta tanto de los ligandos de bispiridina como de los complejos finales de platino es la RMN de 1H con un análisis particular de la región aromática de los espectros (7-9 ppm). Los complejos de platino tienen una aplicación potencial como agentes anticancerígenos y el método de síntesis se puede modificar para producir complejos trinucleares y otros complejos multinucleares con diferente funcionalidad de enlace de hidrógeno en el ligando puente.

Introducción

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Medicamentos contra el cáncer de platino siguen siendo uno de la familia más ampliamente utilizado de los agentes en el tratamiento del cáncer humano 1. A pesar de su éxito, que están limitadas en su aplicación por los efectos secundarios limitantes de la dosis graves 2-4. Las dosis limitadas que pueden ser administrados a pacientes que también significa que los tumores pueden desarrollar resistencia 5. Como tales, los nuevos medicamentos se siguen desarrollando para mejorar el perfil de efectos secundarios y superar la resistencia adquirida, como phenanthriplatin 6 y 7 phosphaplatin.

A finales de 1990, un fármaco de platino trinuclear fue desarrollado, BBR3464 (Esquema 1) 8, es decir hasta 1000 veces más citotóxica in vitro de los principales fármacos de platino, cisplatino. BBR3464 también es capaz de superar la resistencia adquirida en un panel de líneas celulares de cáncer humano 9. Desafortunadamente, el aumento de la actividad de BBR3464 se corresponde con 50 - a 100 - veces mayor toxicidad, quelimita su uso 10-12. También se degrada fácilmente en el cuerpo, es decir, un poco del medicamento alcanza núcleos intactos cáncer 9.

Picoplatin es un fármaco a base de platino mononucleares que contiene un ligando 2-metil-piridina (Esquema 1) 13. El grupo metilo de este fármaco protege del ataque por nucleófilos biológicos; en particular, la cisteína y la metionina que contiene péptidos / proteínas 14-16. Como tal, el fármaco es muy estable y tiene una concentración mucho más alta que llega a los núcleos de cáncer en comparación con tanto BBR3464 y cisplatino 17. Su reactividad reducida también significa picoplatin tiene una dosis máxima tolerada más alta en comparación con BBR3464 y cisplatino 10,18,19.

Por tanto, este proyecto se propuso combinar las propiedades de BBR3464 y picoplatin para producir nuevos medicamentos que son capaces de superar la resistencia adquirida que se vea mejorada la estabilidad biológica y menos severa lado-efeCTS (por ejemplo, Figura 1). De este modo, una gama de complejos de platino dinucleares se prepararon con ligandos bispiridina puente 20. Los ligandos se realizan mediante reacciones de acoplamiento de amida con ácido isonicotínico, o sus derivados, como el 2-metil-isonicotínico, diaminoalcanos de longitud variable. La reacción de un equivalente molar de los ligandos con dos equivalentes molares de transplatin produce los complejos de platino deseados (Esquema 1).

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Protocolo

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1 Síntesis de la N, N '-. (, N-alcano-diilo 1) diisonicotinamide

  1. Secar un solo cuello o matraz de fondo redondo de tres bocas en un horno (100 º C, 1 h) para asegurar que se elimina toda la humedad.
  2. Añadir ácido isonicotínico sólido, o su derivado, en el matraz junto con una barra de agitación magnética. Si el ligando (s) diaminoalcano son sólidos a temperatura ambiente, a continuación, 0,5 mol (a los moles número de ácido isonicotínico) se añadió al matraz en esta etapa.
  3. Se tapa el cuello (s) del matraz con tabiques de caucho y reemplazar el aire en el matraz con nitrógeno, ya sea a través de una corriente continua de nitrógeno o mediante el uso de globos lleno de nitrógeno.
  4. Utilice una aguja hipodérmica y una jeringa para añadir dimetilformamida o dimetilsulfóxido anhidro (4 ml por 500 mg de ácido isonicotínico o ácido 2-metil-isonicotínico) para disolver el sólido. Si los sólidos no se disuelven fácilmente, a continuación, calentar la solución suavemente.
  5. Añadir 7 equivalentes molares (a la unamonte de ácido isonicotínico utilizado) de trietilamina (base débil) y 0,5 equivalentes molares del diaminoalcano. Si la solución es un líquido a temperatura ambiente, a continuación, añadir 1,5 equivalentes molares.
  6. Añadir un equivalente molar de anhídrido 1-propilfosfónico (agente de acoplamiento) con agitación continua y permita que la reacción se complete durante 5-12 horas.

2. La purificación de los ligandos

  1. Para bispiridina ligandos hechas usando ligandos diaminoalcano con 10 o más grupos metileno, esperar a que los productos a precipitar de la solución a medida que avanza la reacción.
  2. Para bispiridina ligandos hechas usando diaminooctano, precipitar el producto mediante la adición de ~ 40 ml de agua.
  3. Para bispiridina hizo usando diaminoalcanos de cinco y cincuenta y ocho grupos metileno, añadir ~ 40 ml de agua y permite que los compuestos se cristalizan a más de 1-3 días.
  4. Recoger cada ligando bispiridina por filtración a vacío y se recristaliza a partir de aproximadamente 400-500 ml de agua hirviendo por 200mg de ligando. Nota: Se necesita más agua para los ligandos ya bispiridina debido a su reducida solubilidad en agua.
  5. Añadir NaOH y KOH (pH 9) a la solución para asegurar que los compuestos son bases libres mediante recristalización.

3. Síntesis y purificación de los dinucleares de platino Complejos

  1. Disolver completamente trans-diamminodichloridoplatinum (II), transplatin, en (70-80 º C) agua caliente (150 ml por 200 mg de transplatin) para producir una solución de color amarillo claro con fuerza.
  2. Añadir un 0,5 equivalente molar del ligando bispiridina y se agita la solución a temperatura hasta que se disuelva ligando (solución clara). Espere a que la solución para convertir casi incoloro, se apaga el fuego, y se agita a temperatura ambiente durante un par de horas adicionales.
  3. Eliminar el disolvente por evaporación rotatoria, que dar un polvo de color amarillo.
  4. Purifica, el complejo de platino (es) por disolución en una cantidad mínima de agua caliente (~ 50 y# 186; C). Si los sólidos restantes de color amarillo o blanco están presentes, después se filtra fuera de estos.
  5. Añadir acetona a la solución hasta que se forma un precipitado blanco que parece ser una forma polimérica de los complejos metálicos y representa hasta el 10% del producto de reacción. Continuar la adición de acetona (~ extras 20-30 ml) hasta que no aparezca más precipitado. Nota: este precipitado blanco es una impureza.
  6. Eliminar este precipitado por filtración de los contenidos a través de papel de filtro de nylon (0,2 m de tamaño de poro) y rotatorio evaporación de la solución restante a sequedad, lo que dió un producto puro. Nota: Si es necesario, etapas de precipitación en acetona y luego adicionales se pueden realizar hasta el complejo es puro.

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Resultados

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Los ligandos bispiridina y sus respectivos complejos de platino dinucleares se caracterizan por 1 H, 13 C y 195 Pt RMN (Tablas 1 y 2), y espectroscopia de masas con ionización por electrospray. Puntos de fusión precisas se pueden determinar usando calorimetría diferencial de barrido y la pureza se determina mejor mediante análisis elemental para C, H y N contenido en porcentaje. De mayor uso es de 1 H RMN ya que es rápido y fácil de usar, dand...

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Discusión

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En este trabajo complejos de platino dinucleares han sido sintetizados como agentes anticancerosos potenciales. Al hacerlo ligandos bispiridina puente se sintetizaron a través de una reacción de acoplamiento de amida usando ácido isonicotínico y diaminoalcanos de longitud variable. Anteriormente se ha informado de la síntesis de bispiridina ligandos y sus análogos de metilo con 2 a 8 grupos metileno y sus respectivos complejos de platino. En este trabajo, el método de síntesis y purificación ha sido revisada por lo que ...

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Divulgaciones

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Los autores no tienen nada que revelar.

Materiales

2

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
D2OAldrich15188299,9%
D DMSO-d6Aldrich15691499,96% D
1,8-diaminooctanoAldrichD2240198%
1,10-diaminodescanoAldrichD1420498%
1,12-diaminodcodecanoAldrichD1,640-198%
Ácido isonicotínicoAldrichI1750899%
1-Solución de anhídrido propilfosfónicoAldrich43130350% en peso en acetato de etilo
Trans-diaminodicloroplatino(II)AldrichP1525
DimetilsulfóxidoSigma-AldrichZ76855>99.9%, anhidro
N,N' -dimetilformamidaSigma-Aldrich22705699,8%, trietilamina anhidra
Sigma-AldrichT0886>99%
Membranas filtrantes de nailonWhatman7402-004 Tamaño deporo, 0,2 y micro; m
calefactora de agitación
magnética Barra de agitación magnética 
Matraz de fondo redondo o de
cuellos Tabiques de goma de tamaño suficiente para el matraz
Jeringas hipodérmicas de 5 ml Agujas
hipodérmicas
Ballones de
para
Una fuente de gas
Evaporador
secado
Tubos de RMN Espectrómetro
RMN
Vasos de precipitados de
Pipetas de
Placa tresde fondo redondo o de tres cuellos elegidogoma fiestasNrotativoHorno dede500 ml vidrio o plástico

Referencias

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  1. Wheate, N. J., Walker, S., Craig, G. E., Oun, R. The status of platinum anticancer drugs in the clinic and in clinical trials. Dalton Trans. 39, 8113-8127 (2010).
  2. Kiernan, M. C. The pain with platinum: oxaliplatin and neuropathy. Eur. J. Cancer. 43, 2631-2633 (2007).
  3. Markman, M., et al. Clinical features of hypersensitivity reactions to carboplatin. J Clin. Oncol. 17, 1141-1145 (1999).
  4. Ding, D., Allman, B. L., Salvi, R. Review: Ototoxic characteristics of platinum antitumor drugs. Anatomical Rec. 295, 1851-1867 (2012).
  5. Galluzzi, L., et al. Molecular mechanisms of cisplatin resistance. Oncogene. 31, 1869-1883 (2012).
  6. Park, G. Y., Wilson, J. J., Song, Y., Lippard, S. J. Phenanthriplatin, a monofunctional DNA-binding platinum anticancer drug candidate with unusual potency and cellular activity profile. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 109, 11987-11992 (2012).
  7. Moghaddas, S., et al. next generation platinum antitumor agents: A paradigm shift in designing and defining molecular targets. Inorg. Chim. Acta. 393, 173-181 (2012).
  8. Farrell, N. P. Platinum formulations as anticancer drugs clinical and pre-clinical studies. Curr. Top. Med. Chem. 11, 2623-2631 (2011).
  9. Wheate, N. J., Collins, J. G. Multi-nuclear platinum complexes as anti-cancer drugs. Coord. Chem. Rev. 241, 133-145 (2003).
  10. Gourley, C., et al. A phase I study of the trinuclear platinum compound, BBR3464, in combination with protracted venous infusional 5-fluorouracil in patients with advanced cancer. Cancer Chemoth. Pharmacol. 53, 95-101 (2004).
  11. Calvert, A. H., et al. Phase II clinical study of BBR3464, a novel, bifunctional platinum analogue, in patients with advanced ovarian cancer. Eur. J. Cancer. 37, (2001).
  12. Jodrell, D. I., et al. Phase II studies with BBR3464, a novel tri-nuclear platinum complex, in patients with gastric or gastro-oesophageal adenocarcinoma. Eur. J. Cancer. 40, 1872-1877 (2004).
  13. William, W. N., Glisson, B. S. Novel strategies for the treatment of small-cell lung carcinoma. Nat. Rev. Clin. Oncol. 8, 611-619 (2011).
  14. Raynaud, F., et al. cis-Amminedichloro(2-methylpyridine) Platinum(II) (AMD473), a novel sterically hindered platinum complex: In vivo activity, toxicology, and pharmacokinetics in mice. Clin. Cancer Res. 3, 2063-2074 (1997).
  15. Holford, J., et al. biochemical and pharmacological activity of the novel sterically hindered platinum co-ordination complex cis-[amminedichloro(2-methylpyridine)] platinum(II) (AMD473). Anti-Cancer Drug Des. 13, 1-18 (1998).
  16. Munk, V. P., et al. Investigations into the interactions between DNA and conformationally constrained pyridylamine platinum(II) analogues of AMD473. Inorg. Chem. 42, 3582-3590 (2003).
  17. Wheate, N. J., Collins, J. G. Multi-nuclear platinum drugs: A new paradigm in chemotherapy. Curr. Med. Chem. - Anti-Cancer Agents. 5, 267-279 (2005).
  18. Beale, P., et al. A phase I clinical and pharmacological study of cis-diamminedichloro(2-methylpyridine) platinumm II (AMD473). British journal of cancer. 88, 1128-1134 (2003).
  19. Sessa, C., et al. Clinical and pharmacological phase I study with accelerated titration design of a daily times five schedule of BBR3464, a novel cationic triplatinum complex. Ann. Oncol. 11, 977-983 (2000).
  20. Brown, S. D., et al. Combining aspects of the platinum anticancer drugs picoplatin and BBR3464 to synthesize a new family of sterically hindered dinuclear complexes; their synthesis, binding kinetics and cytotoxicity. Dalton Trans. 41, 11330-11339 (2012).
  21. Still, B. M., Anil Kumar, P. G., Aldrich-Wright, J. R., Price, W. S. 195Pt NMR - Theory and application. Chem. Soc. Rev. 36, 665-686 (2007).
  22. Wheate, N. J., Cullinane, C., Webster, L. K., Collins, J. G. Synthesis, cytotoxicity, cell uptake and DNA interstrand cross-linking of 4,4'-dipyrazolylmethane-linked multinuclear platinum anti-cancer complexes. Anti-Cancer Drug Des. 16, 91-98 (2001).

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