מאמר שיטה

תגובה אמידה צימוד לסינתזה של ligands מבוסס Bispyridine וcomplexation לפלטינה כסוכנים נגד סרטן Dinuclear

DOI:

10.3791/51740

⸱

28 במאי 2014

 ,  ,  ,  , 
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

במאמר זה

סיכום

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

פרוטוקול זה מתאר את השימוש של תגובות צימוד אמיד של חומצה וdiaminoalkanes isonicotinic כדי ליצור ligands הגישור המתאים לשימוש בסינתזה של מתחמי פלטינה multinuclear, המשלבים היבטים של התרופות נגד סרטן BBR3464 וpicoplatin.

תקציר

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

ניתן להשתמש בתגובות צימוד אמיד לסינתזה של ליגנדים מבוססי ביספירידין, לשימוש כמקשרים מגשרים בתרופות אנטי-סרטניות פלטינום רב-גרעיניות. חומצה איזוניקוטינית, או נגזרותיה, מחוברות לשרשראות דיאמינואלקן באורך משתנה תחת אטמוספירה אינרטית ב-DMF או DMSO נטול מים עם שימוש בבסיס חלש, טריאתילאמין, וחומר צימוד, 1-פרופילפוספוניק אנהידריד. המוצרים משקעים מהתמיסה עם היווצרותם או יכולים להיות משקעים על ידי תוספת מים. אם תרצה, ניתן לטהר את הליגנדים עוד יותר על ידי התגבשות מחדש ממים חמים. סינתזת קומפלקס פלטינה דו-גרעינית באמצעות ליגנדים ביספירידינים נעשית במים חמים באמצעות טרנספלטין. האינפורמטיבי ביותר מבין טכניקות האפיון הכימי לקביעת המבנה והטוהר הגס של הליגנדים הביספירידינים ושל קומפלקסי הפלטינה הסופיים הוא 1H NMR עם ניתוח ספציפי של האזור הארומטי של הספקטרום (7-9 ppm). למתחמי הפלטינה יש יישום פוטנציאלי כחומרים אנטי-סרטניים וניתן לשנות את שיטת הסינתזה כדי לייצר קומפלקסים תלת-גרעיניים ורב-גרעיניים אחרים עם פונקציונליות שונה של קשרי מימן בליגנד הגישור.

מבוא

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

תרופות נגד סרטן פלטינום יישארו אחד מבני המשפחה בשימוש נרחב ביותר של סוכנים בטיפול בסרטן בבני אדם 1. למרות ההצלחה שלהם, הם מוגבלים ביישומם על ידי לוואי תלוי מינון לוואי קשה 2-4. מינונים מוגבלים שיכול להינתן לחולים גם אומר שגידולים יכולים לפתח עמידות 5. כמו סמים כזה, חדשים ממשיכים להיות שפותחו כדי לשפר את פרופיל תופעות לוואי ולהתגבר על התנגדות שנרכשה, כמו phenanthriplatin 6 וphosphaplatin 7.

בסוף 1990s, תרופת הפלטינה trinuclear פותחה, BBR3464 (ערכה 1) 8, כלומר עד 1,000 x יותר ציטוטוקסיות במבחנה מסמי פלטינה, ציספלטין המוביל. BBR3464 הוא גם מסוגלת להתגבר על התנגדות שנרכשה בפנל של שורות תאי הסרטן אנושיות 9. למרבה הצער, הפעילות המוגברת של BBR3464 מתאימה על ידי 50 - 100 - לקפל רעילות גבוהה יותר, אשרמגביל את השימוש בו 10-12. כמו כן, נפגעת בקלות בגוף, כלומר קטן של התרופה מגיע לגרעיני סרטן שלמים 9.

Picoplatin היא תרופה על בסיס פלטינה מונונוקלארים המכילה ליגנד 2-methyl-פירידין (ערכה 1) 13. הקבוצה מתיל של תרופה זו מגנה עליו מפני התקפה של נוקלאופילים ביולוגיים; בפרט ציסטאין ומתיונין המכיל פפטידים / חלבונים 14-16. ככזה, התרופה היא יציבה למדי ויש לו ריכוז גבוה בהרבה המגיע לגרעינים בסרטן בהשוואה לשתי BBR3464 וציספלטין 17. תגובתיות מופחתת שלה גם אומרת יש picoplatin מינון המכסימלי נסבל גבוה יותר בהשוואה לBBR3464 וציספלטין 10,18,19.

פרויקט זה ולכן ביקש לשלב את המאפיינים של BBR3464 וpicoplatin לייצר תרופות חדשות כי הם מסוגלים להתגבר על התנגדות שנרכשה המציגות יציבות ביולוגית משופרת ותופעות effe פחות חמורCTS (למשל, איור 1). בעשותו כן, מגוון רחב של מתחמי פלטינה dinuclear הוכנו עם ligands bispyridine גישור 20. Ligands מבוצעים באמצעות תגובות צימוד אמיד עם חומצת isonicotinic, או נגזרות שלה כמו 2-methyl-isonicotinic חומצה, diaminoalkanes באורך משתנה. תגובה שווה ערך שומה אחד ligands עם שני שווי שומה של transplatin תשואות מתחמים הרצויים פלטינה (1 Scheme).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

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

1 סינתזה של N, N '-. (, Alkane-1-n diyl) diisonicotinamide

  1. ייבש צוואר בודד או בקבוק תחתית עגול שלושה צוואר בתנור (100 º C, 1 שעות) כדי להבטיח את כל הלחות מוסרת.
  2. הוספת חומצה מוצקה isonicotinic, או הנגזר שלו, לבקבוק יחד עם בר בחישה מגנטי. אם יגנד diaminoalkane (ים) הינו מוצקים בטמפרטורת חדר, ולאחר מכן 0.5 שומה (לשומות מספר חומצת isonicotinic) הוא הוסיף לבקבוק בשלב זה.
  3. מכסה את הצוואר (ים) של הבקבוק עם septa גומי ולהחליף את האוויר בבקבוק עם חנקן או באמצעות זרם חנקן רציף או באמצעות השימוש בבלוני חנקן מלא.
  4. שימוש במחט מזרק ואת מזרק כדי להוסיף dimethylformamide נטול מים או dimethylsulfoxide (4 מיליליטר ל500 מ"ג של חומצת isonicotinic או חומצת 2-methyl-isonicotinic) לפזר המוצק. אם המוצקים לא מתמוססים בקלות, ולאחר מכן לחמם את הפתרון בעדינות.
  5. הוסף 7 שווי שומה (להר של חומצת isonicotinic בשימוש) של triethylamine (בסיס חלש) ו0.5 שווי שומה של diaminoalkane. אם הפתרון הוא נוזלי בטמפרטורת חדר, ולאחר מכן להוסיף 1.5 שווי שומה.
  6. הוספה מקבילה שומה אחד אנהידריד 1-propylphosphonic (סוכן צימוד) עם ערבוב רציף ולאפשר את התגובה כדי להשלים מעל 5-12 שעה.

2. טיהור ligands

  1. לbispyridine ligands נעשה באמצעות ligands diaminoalkane עם 10 או יותר קבוצות מתילן, להמתין למוצרים כדי לזרז מפתרון כתגובה מתקדמת.
  2. לbispyridine ligands נעשה באמצעות diaminooctane, לזרז את המוצר על ידי הוספה ~ 40 מיליליטר של מים.
  3. לbispyridine נעשה באמצעות diaminoalkanes של שניים עד שש קבוצות מתילן, להוסיף ~ 40 מיליליטר של מים ומאפשר התרכובות להתגבש על 1-3 ימים.
  4. אסוף כל יגנד bispyridine ידי סינון ואקום וrecrystallize מכ 400-500 מיליליטר מים רותחים ל200מ"ג של ליגנד. הערה: עוד מים נחוצים לligands bispyridine כבר בשל המסיסות במים המופחת בהרבה שלהם.
  5. הוספת NaOH וKOH (pH 9) לפתרון על מנת להבטיח כי התרכובות הן בסיסים חופשיים על גיבוש מחדש.

3. סינתזה וטיהור של קומפלקסי הפלטינה Dinuclear

  1. באופן מלא לפזר טרנס diamminodichloridoplatinum (II), transplatin, במים חמים (70-80 מעלות צלזיוס) (150 מיליליטר ל200 מ"ג transplatin) כדי לייצר פתרון בצבע חום צהוב בהיר.
  2. הוספה מקבילה שומה 0.5 של ליגנד bispyridine ומערבבים את הפתרון בטמפרטורה עד להמסת ליגנד (פתרון ברור). לחכות לפתרון להפוך ליד חסר צבע, מכבה את האש, ומערבבים בטמפרטורת חדר לכמה שעות נוספות.
  3. הסר את הממס על ידי אידוי סיבובי, אשר תניב אבקה בצבע צהובה.
  4. לטהר, מורכב הפלטינה (es) על ידי ההמסה בכמות מינימאלית של מים חמים (~ 50 &# 186, C). אם מוצקים בצבע צהובים או לבנים הנותרים נמצאים, ואז לסנן את אלה.
  5. הוספת אצטון לפתרון עד משקע לבן נוצר שנראה טופס פולימריים של מתחמי המתכת ומייצג עד 10% מתוצר התגובה. המשך תוספת של אצטון (~ 20-30 מיליליטר נוסף) ועד לא יותר משקע מופיע. הערה: המשקע הלבן הזה הוא טומאה.
  6. הסר את המשקע הזה על ידי סינון התוכן באמצעות נייר ניילון מסנן (0.2 גודל נקבובית מיקרומטר) וסיבובי מתאדה הפתרון שנותר ליובש, אשר יניבו מוצר טהור. הערה: במידת צורך, ניתן לבצע צעדי ממטרים אצטון לאחר מכן נוספים עד המורכב הוא טהור.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

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

Ligands bispyridine וקומפלקסי הפלטינה שלהם בהתאמה dinuclear מתאפיינים 1 H, 13 C ו195 Pt תמ"ג (לוחות 1 ו -2), וספקטרוסקופית מסת יינון electrospray. נקודות היתוך מדויקות ניתן לקבוע באמצעות סריקת calorimetry ההפרש וטהרה נקבעה על ידי מיטב ניתוח יסודות לתוכן אחוז C, H ו-N. רוב השימוש הוא 1 H NMR כפי שהוא מהיר וקל לשימוש, נותנים תוצאות בתוך דקות של בידוד של המוצרים הסופיים עם תהודות שיכולים בודאות להוכיח צימוד...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

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

בעבודה זו קומפלקסי הפלטינה dinuclear היו מסונתזים כסוכנים אנטי סרטני פוטנציאליים. בעשותו כן ligands bispyridine הגישור היו מסונתז באמצעות תגובת צימוד אמיד באמצעות חומצת isonicotinic וdiaminoalkanes באורך משתנה. בעבר הסינתזה של bispyridine ligands ואנלוגים תילם עם 2 עד 8 קבוצות מתילן וקומפלקסי הפלטינה שלהם כבר דיווחה. במאמר זה, שיטת הסינתזה וטיהור כבר מתוקנת שהופך אותו מהר יותר וזול יותר והוכיחה את זה על ידי סינתזה ligands bispyridine עם 8, 10 ו12 קבוצות מתילן (הקצר ביותר עם שמונה ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

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

יש המחברים אין לחשוף.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
D2O Aldrich151882 99.9%
D DMSO-d6Aldrich15691499.96% D
1,8-diaminooctaneAldrichD2240198%
1,10-diaminodecaneAldrichD1420498%
1,12-diaminododecaneAldrichD1,640-198%
חומצה איזוניקוטיניתAldrichI1750899%
1-Propylphosphonic תמיסת אנהידרידAldrich43130350 wt% באתיל אצטט
טרנס-דיאמינודיכלורידופלטינום (II)AldrichP1525
דימתילסולפוקסידסיגמא-אולדריץ' Z76855>99.9%, נטול מים
N,N' -dimethylformamideSigma-Aldrich22705699.8%,
נטול מים TriethylamineSigma-AldrichT0886>99%
ממברנות מסנן ניילוןWhatman7402-004גודל נקבוביות, 0.2 ומיקרו; m
פלטה
ערבוב בר ערבוב מגנטי 
בקבוק
מחיצות גומי בגודל מספיק לבחירה
5 מ"ל מזרקים
היפודרמיות
בלונים
גומי גומיות
מקור N2 גז
מאייד
תנור
צינורות
ספקטרומטר
NMR 500 מ"ל כוסות
זכוכית או פלסטיק
מגנטיתתחתון עגול או שלושה צווארבקבוק תחתון עגול או שלושה צווארהיפודרמייםמחטים למסיבתסיבוביייבושNMR

מקורות

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

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

NMRDMSO

מאמרים קשורים