Article de méthode

Amide Réaction de couplage pour la synthèse de ligands à base de bispyridine et leur complexation Platinum comme dinucléaires agents anticancéreux

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

Dans cet article

Résumé

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ce protocole décrit l'utilisation de réactions de couplage de l'amide d'acide isonicotinique et diaminoalcanes pour former ligands pontants appropriés pour une utilisation dans la synthèse de complexes de platine polynucléaires, qui combinent les aspects des médicaments anticancéreux et BBR3464 picoplatin.

Résumé

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Les réactions de couplage amide peuvent être utilisées pour synthétiser des ligands à base de bispyridine à utiliser comme liants de pontage dans les médicaments anticancéreux multinucléaires à base de platine. L’acide isonicotinique, ou ses dérivés, sont couplés à des chaînes diaminoalcanes de longueur variable sous atmosphère inerte dans du DMF ou du DMSO anhydre à l’aide d’une base faible, la triéthylamine, et d’un agent de couplage, l’anhydride 1-propylphosphonique. Les produits précipitent à partir de la dissolution lors de la formation ou peuvent être précipités par l’ajout d’eau. Si vous le souhaitez, les ligands peuvent être purifiés davantage par recristallisation à partir d’eau chaude. La synthèse du complexe dinucléaire de platine à l’aide des ligands de la bispyridine se fait dans de l’eau chaude à l’aide de transplatine. La technique de caractérisation chimique la plus informative pour déterminer la structure et la pureté brute des ligands de bispyridine et des complexes finaux de platine est la RMN 1H avec une analyse particulière de la région aromatique des spectres (7-9 ppm). Les complexes de platine ont une application potentielle en tant qu’agents anticancéreux et la méthode de synthèse peut être modifiée pour produire des complexes trinucléaires et d’autres complexes multinucléaires avec différentes fonctionnalités de liaison hydrogène dans le ligand de pontage.

Introduction

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Médicaments anticancéreux platine demeurent l'une des familles les plus largement utilisés des agents dans le traitement du cancer humain 1. Malgré leur succès, ils sont limités dans leur application par les graves effets secondaires limitant la dose 2-4. Les doses limitées qui peuvent être administrées à des patients signifie aussi que les tumeurs peuvent développer une résistance 5. Ainsi, les nouveaux médicaments continuent d'être mis au point pour améliorer le profil d'effets secondaires et de surmonter la résistance acquise, comme phenanthriplatin 6 et 7 phosphaplatin.

À la fin des années 1990, un médicament tricycliques de platine a été développé, BBR3464 (schéma 1) 8, qui est jusqu'à 1000 x plus cytotoxique in vitro que le médicament de platine de premier plan, le cisplatine. BBR3464 est également en mesure de surmonter la résistance acquise à un panel de lignées de cellules cancéreuses humaines 9. Malheureusement, l'augmentation de l'activité de BBR3464 est compensée par 50 - 100 - fois plus toxique, quilimite son utilisation 10-12. Il est également facilement dégradés dans l'organisme, ce qui signifie peu du médicament atteint d'un cancer des noyaux intacts 9.

Picoplatin est un médicament à base de platine mononucléaires qui contient un ligand (schéma 1) 13 2-méthyl-pyridine. Le groupe méthyle de ce médicament, la protège contre l'attaque par des nucléophiles biologiques; en particulier la cystéine et la méthionine contenant des peptides / protéines 14-16. En tant que tel, le médicament est très stable et a une concentration beaucoup plus élevée que les noyaux atteint du cancer par rapport à la fois avec le cisplatine et BBR3464 17. Sa réactivité réduite signifie aussi picoplatin a une dose maximale tolérée supérieur par rapport à BBR3464 et cisplatine 10,18,19.

Ce projet a donc cherché à combiner les propriétés de BBR3464 et picoplatin à produire de nouveaux médicaments qui sont en mesure de surmonter la résistance acquise à afficher une meilleure stabilité biologique et moins sévère côté-effects (par exemple, la figure 1). Pour ce faire, une série de complexes de platine dinucléaires ont été préparés avec des ligands pontants bispyridine 20. Les ligands sont réalisées en utilisant des réactions de couplage d'amide avec de l'acide isonicotinique, ou ses dérivés tels que le 2-méthyl-isonicotinique, diaminoalcanes de longueur variable. Réaction d'un équivalent molaire des ligands avec deux équivalents molaires de transplatine, on obtient les complexes de platine désirés (Schéma 1).

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Protocole

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1 Synthèse de la N, N '-. (Alcane-1, n-diyle) diisonicotinamide

  1. Sécher un seul cou ou ballon tricol à fond rond dans un four (100 ° C, 1 h) pour assurer toute l'humidité est éliminée.
  2. Ajouter de l'acide isonicotinique solide, ou son dérivé, dans le ballon le long d'un barreau d'agitation magnétique. Si le ligand (s) de diaminoalcane sont solides à la température ambiante, puis 0,5 mole (au nombre de moles de numéro de l'acide isonicotinique) est ajoutée à la fiole à ce stade.
  3. Boucher le col (s) du ballon avec des septa en caoutchouc et de remplacer l'air dans le flacon avec de l'azote soit par un courant continu d'azote ou par l'utilisation de ballons gonflés à l'azote.
  4. Utiliser une aiguille hypodermique et une seringue pour ajouter le diméthylformamide ou le diméthylsulfoxyde anhydre (4 ml par 500 mg d'acide isonicotinique, l'acide 2-méthyl-isonicotinique) pour dissoudre le solide. Si les solides ne se dissolvent pas facilement, puis chauffer la solution doucement.
  5. Ajouter 7 équivalents molaires (à la unemontage de l'acide nicotinique utilisé) de triéthylamine (de base faible) et 0,5 équivalents molaires de la diaminoalcane. Si la solution est un liquide à température ambiante, puis ajouter 1,5 équivalents molaires.
  6. Ajouter un équivalent molaire de l'anhydride 1-propylphosphonique (agent de couplage) avec une agitation continue et permettre à la réaction pour terminer au-dessus de 5 à 12 hr.

2. Purification des ligands

  1. Pour bispyridine ligands faites en utilisant des ligands diaminoalcane avec 10 ou plusieurs groupes méthylène, attendre que les produits de la précipitation à partir de solution que la réaction progresse.
  2. Pour bispyridine faites en utilisant des ligands diaminooctane, précipiter le produit par addition de ~ 40 ml d'eau.
  3. Pour bispyridine diaminoalcanes faite en utilisant de deux à six groupes méthylène, ajouter ~ 40 ml d'eau et permet aux composés cristallisent au cours de 1-3 jours.
  4. Recueillir chaque ligand bispyridine par filtration sous vide et on recristallise à partir d'environ 400 à 500 ml d'eau bouillante par 200mg de ligand. Remarque: Plus l'eau est nécessaire pour les ligands plus bispyridine en raison de leur solubilité dans l'eau très réduite.
  5. Ajouter NaOH et KOH (pH 9) à la solution pour faire en sorte que les composés sont des bases libres lors de la recristallisation.

3. Synthèse et purification des dinucléaires Platinum Complexes

  1. Dissoudre complètement trans-diamminodichloridoplatinum (II), transplatine, dans (70-80 º C) de l'eau chaude (150 ml par 200 mg de transplatine) pour produire une solution de couleur jaune clair fortement.
  2. Ajouter un 0,5 équivalent molaire du ligand bispyridine et agiter la solution à la température jusqu'à dissolution du ligand (solution limpide). Attendez que la solution à tourner presque incolore, éteindre le feu, et agiter à température ambiante pendant quelques heures supplémentaires.
  3. Eliminer le solvant par evaporation rotative, ce qui va donner une poudre de couleur jaune.
  4. Purifier le complexe de platine (s) par dissolution dans une quantité minimale d'eau chaude (~ 50 &N ° 186, C). Si restants solides de couleur jaune ou blanche sont présents, puis filtrer ces off.
  5. Ajouter de l'acétone à la solution jusqu'à ce qu'un précipité blanc se forme, qui semble être une forme polymère de complexes métalliques et représente jusqu'à 10% du produit de réaction. Continuer à ajouter de l'acétone (~ 20-30 ml) supplémentaires jusqu'à ce que plus précipité apparaît. Remarque: ce précipité blanc est une impureté.
  6. Supprimer ce précipité par filtration le contenu à travers un papier filtre en nylon (0,2 um de taille de pore) et evaporation rotative de la solution restante à siccité, ce qui donnera un produit pur. Remarque: Si nécessaire, des mesures supplémentaires alors acétone de précipitations peuvent être effectuées jusqu'à ce que le complexe est pur.

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Résultats

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Les ligands de bispyridine et leurs complexes de platine dinucléaires respectifs sont caractérisés par une H, 13 C et 195 Pt RMN (Tableaux 1 et 2), et la spectroscopie de masse à ionisation par électrospray. Les points de fusion précis peuvent être déterminés en utilisant la calorimétrie à balayage différentiel et la pureté est le mieux déterminé par analyse élémentaire pour C, H et N la teneur en pourcentage. De plus l'utilisation est de 1 H ...

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Discussion

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Dans ce travail, des complexes dinucléaires de platine ont été synthétisés comme agents anticancéreux potentiels. Ce faisant ligands de pontage bispyridine ont été synthétisés par une réaction de couplage de type amide en utilisant de l'acide isonicotinique et diaminoalcanes de longueur variable. Auparavant, la synthèse de bispyridine ligands et leurs analogues méthylés avec 2 à 8 groupes méthylène et de leurs complexes de platine respectifs ont été rapportés. Dans cet article, la méthode de synthèse et de purificat...

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Déclarations de divulgation

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Les auteurs n'ont rien à révéler.

Matériaux

2

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
D2OAldrich15188299,9 % D
DMSO-d6Aldrich15691499,96 % D
1,8-diaminooctaneAldrichD2240198 %
1,10-diaminodécaneAldrichD1420498 %
1,12-diaminododécaneAldrichD1 640-198 %
Acide isonicotiniqueAldrichI1750899%
1-solution d’anhydride propylphosphoniqueAldrich43130350 % en poids dans de l’acétate d’éthyle
Trans-diaminodichloridoplatinum(II)AldrichP1525
DimethylsulfoxideSigma-AldrichZ76855>99.9 %, anhydre
N,N' -diméthylformamideSigma-Aldrich22705699,8
triéthylamineSigma-AldrichT0886>99 %
Membranes filtrantes en nylonWhatman7402-004Taille des pores, 0,2 µ ; m
d’agitation magnétique
Barre d’agitation magnétique  ;
fond rond ou à trois
cols Septums en caoutchouc de taille suffisante pour un fond rond choisi ou fiole
cols Seringues
Aiguilles
Ballons de fête en caoutchouc Élastiques
Une source de gaz
Évaporateur
Four de séchage
Tubes
RMN Spectromètre
de 500 ml Béchers Pipettes
en verre ou en plastique
 %, anhydre Plaque Fiole à à troishypodermiques de 5 mlhypodermiquesNrotatifRMN

Références

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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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Mots-clés

Ligands bispyridinesComplexation du platineAnalyse RMN du protonPurification des ligandsCoordination du transplatinePr cipitation fractionn eDMSO anhydreBase tri thylamine

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