Методическая статья

Амид Реакция сочетания для синтеза биспиридина основе лигандов и их комплексообразования платины как двухъядерные противораковые агенты

DOI:

10.3791/51740

⸱

28 мая 2014 г.

 ,  ,  ,  , 
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

В этой статье

Краткое содержание

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

Этот протокол описывает использование амидного сочетани реакций изоникотиновой кислоты и диаминоалканов образовывать мостиковые лиганды, пригодные для использования в синтезе многоядерных комплексов платины, которые сочетают аспекты противоопухолевых препаратов BBR3464 и picoplatin.

Аннотация

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

Реакции амидного связывания могут быть использованы для синтеза лигандов на основе биспиридина для использования в качестве мостовых линкеров в многоядерных противоопухолевых препаратах платины. Изоникотиновую кислоту или ее производные связывают с диаминоалкановыми цепями переменной длины в инертной атмосфере в безводном ДМФА или ДМСО с использованием слабого основания, триэтиламина, и связующего агента, 1-пропилфосфонового ангидрида. Продукты выпадают в осадок из раствора при образовании или могут выпадать в осадок при добавлении воды. При желании лиганды могут быть дополнительно очищены путем рекристаллизации из горячей воды. Синтез двухъядерного комплекса платины с использованием биспиридиновых лигандов осуществляется в горячей воде с использованием трансплатина. Наиболее информативным из методов химического характеризации для определения структуры и валовой чистоты как биспиридиновых лигандов, так и конечных платиновых комплексов является 1Н ЯМР с особым анализом ароматической области спектров (7-9 ppm). Комплексы платины имеют потенциальное применение в качестве противоопухолевых агентов, а метод синтеза может быть модифицирован для получения тринуклеарных и других многоядерных комплексов с различной функциональностью водородных связей в мостиковом лиганде.

Введение

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

Платина противоопухолевые препараты остаются одним из наиболее широко используемых семье агентов в лечении человеческого рака 1. Несмотря на успех, они ограничены в их применении тяжелыми дозолимитирующей побочных эффектов 2-4. Ограниченные дозы, которые могут быть введены пациентам также означает, что опухоли могут вырабатывать устойчивость 5. По существу, новые препараты продолжают разрабатываться для улучшения профиль побочных эффектов и преодолеть приобретенную устойчивость, как phenanthriplatin 6 и phosphaplatin 7.

В конце 1990-х, трехъядерный платиновый препарат был разработан, BBR3464 (схема 1) 8, то есть до 1000 х более токсичным в пробирке, чем ведущие платина наркотиков, цисплатин. BBR3464 также способен преодолевать приобретенной устойчивости в панели линий раковых клеток человека 9. К сожалению, повышение активности BBR3464 будет сопровождаться 50 - до 100 - раз более высокую токсичность, котораяограничивает его применение 10-12. Он также легко разрушается в организме, то есть немного препарата достигает ядра раковых интактные 9.

Picoplatin является мононуклеарных на основе платины препарат, который содержит 2-метил-пиридин-лиганд (схема 1) 13. Метильной группой этого препарата защищает его от нападения биологических нуклеофилами; в частности цистеин и метионин, содержащие пептиды / белки 14-16. Таким образом, препарат достаточно стабилен и имеет намного более высокую концентрацию, которая достигает ядра раковых сравнению как с BBR3464 и цисплатин 17. Его снижена реактивность также означает picoplatin имеет более высокую максимальную переносимую дозу по сравнению с BBR3464 и цисплатин 10,18,19.

Таким образом, этот проект призван объединить свойства BBR3464 и picoplatin производить новые препараты, которые в состоянии преодолеть приобретенную устойчивость, что отображения повышенной биологической стабильности и менее строгую боковую EFFECTS (например, рисунок 1). При этом, ряд двуядерных комплексов платины были подготовлены с биспиридина мостиковых лигандов 20. Лиганды выполнены с использованием амидного сочетани реакции с изоникотиновой кислоты или ее производных, таких как 2-метил-изоникотиновой кислоты, переменной длины диаминоалканов. Реакция одним моль-эквивалентом лигандов с двумя моль эквивалентов transplatin дает желаемые комплексы платины (схема 1).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

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

1 Синтез N, N '-. (Алканов-1, н-диил) diisonicotinamide

  1. Сушат одну горловину или три-горлую круглодонную колбу в печи (100 ° С, 1 ч), чтобы обеспечить вся влага удаляется.
  2. Добавить твердого изоникотиновой кислоты, или его производное, в колбу вместе с магнитным перемешивающим стержнем. Если диаминоалкан лиганд (ы) являются твердыми при комнатной температуре, затем 0,5 моль (к числу молей изоникотиновой кислоты) добавляли в колбу на данном этапе.
  3. Закройте горлышко (ы) из колбы с резиновой перегородкой и заменить воздух в колбе с азотом или через непрерывный поток азота или с использованием азота заполнены шары.
  4. С помощью подкожной иглы и шприца, чтобы добавить безводный диметилформамид или диметилсульфоксид (4 мл в 500 мг изоникотиновой кислоты или 2-метил-изоникотиновой кислоты), чтобы растворить твердое вещество. Если твердые не легко растворяются, то нагревают раствор осторожно.
  5. Добавить 7 моль-эквивалентов (на аКрепление изоникотиновой кислоты, используемой) триэтиламина (слабое основание) и 0,5 моль эквивалентов на диаминоалканом. Если раствор является жидкостью при комнатной температуре, затем добавляют 1,5 моль-эквивалентов.
  6. Добавить одним моль-эквивалентом 1-пропилфосфонового ангидрида (связующего агента) при непрерывном перемешивании и оставляют реакционную завершить в течение 5-12 часов.

2. Очистка лигандов

  1. Для биспиридина лигандов, сделанных с помощью диаминоалканом лигандов с 10 или более метиленовых групп, ждать продукты для осаждения из раствора по мере протекания реакции.
  2. Для биспиридина лиганды с использованием диаминооктан, осаждают продукт добавлением ~~~iobj 40 мл воды.
  3. Для биспиридина с использованием диаминоалканов из 5:58 метиленовых групп, добавьте ~ 40 мл воды и позволяет соединения кристаллизоваться в течение 1-3 дней.
  4. Сбор каждый биспиридина лиганд вакуумной фильтрацией и перекристаллизовывают из примерно 400-500 мл кипящей воды в 200мг лиганда. Примечание: Более вода необходима для более биспиридина лигандов из-за их значительно сниженной растворимостью в воде.
  5. Добавить NaOH и КОН (рН 9) к раствору, чтобы гарантировать, что эти соединения являются свободные основания после перекристаллизации.

3. Синтез и очистка Биядерные комплексы платины

  1. Полностью растворяется транс-diamminodichloridoplatinum (II), transplatin, в горячей (70-80 ° С) водой (150 мл на 200 мг transplatin) для получения прозрачного сильно желтого цвета раствор.
  2. Добавить 0,5 моль эквивалент биспиридина лиганда и перемешивают раствор при температуре до лигандов растворится (прозрачный раствор). Дождитесь решения, чтобы превратить вблизи бесцветный, выключите огонь, и перемешивают при комнатной температуре в течение нескольких дополнительных часов.
  3. Растворитель удаляют на роторном испарителе, который даст желтого цвета порошок.
  4. Очищают, комплекс платины (адреса) путем растворения в минимальном количестве теплой воды (~ 50 &# 186; С). Если остальные желтые или белые цветные отходах присутствуют твердые, затем процеживают них прочь.
  5. Добавить ацетон в раствор до тех пор, белый осадок не образуется которая, как представляется полимерной форме комплексов металлов и представляет до 10% продукта реакции. Продолжить добавление ацетона (~ лишних 20-30 мл), пока не появится не более осадок. Примечание: этот белый осадок является примесью.
  6. Удалить осадок путем фильтрации содержимого через нейлоновый фильтр бумаги (размер пор 0,2 мкм) и ротационные испарения оставшегося раствора досуха, в результате которых получают чистый продукт. Примечание: Если необходимо, то дополнительные шаги ацетон осадки не могут быть выполнены, пока комплекс чист.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

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

В биспиридина лиганды и их соответствующие комплексы платины биядерные характеризуются 1 Н, 13 С и 195 Pt ЯМР (таблицы 1 и 2), и с ионизацией электрораспылением масс-спектрометрии. Точные температуры плавления можно определить с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии и чистоту лучше всего определяется с помощью элементного анализа для C, H и N процентного содержания. Наибольший использования является 1Н ЯМР как это быстро и проста в...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

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

В этой работе биядерного комплексы платины были синтезированы в качестве потенциальных противоопухолевых агентов. При этом биспиридина мостиковых лигандов были синтезированы с помощью реакции связывания амида с использованием изоникотиновой кислоты и переменных диаминоалканов длины. Ранее синтез биспиридина лигандов и их метиловых аналогов с 2 до 8 метиленовых групп и их соответствующих комплексов платины поступало. В данной работе метод синтеза и очистки была пересмотрена что делает его быстрее и дешевле и продемонстри...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

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

Авторы не имеют ничего раскрывать.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
D2OAldrich15188299,9% D
DMSO-d6Aldrich15691499,96% D
1,8-diaminooctaneAldrichD2240198%
1,10-диаминодеканAldrichD1420498%
1,12-диаминодеканAldrichD1,640-198%
Изоникотиновая кислотаAldrichI1750899%
1-Раствор пропилфосфонового ангидридаAldrich43130350 мас.% в этилацетате
Trans-diaminodichloridoplatinum(II)AldrichP1525
ДиметилсульфоксидSigma-AldrichZ76855>99.9%, безводный
N,N' -диметилформамидSigma-Aldrich22705699,8%, безводный
триэтиламинSigma-AldrichT0886>99%
Нейлоновые фильтрующие мембраныWhatman7402-004Размер пор, 0,2 &; m
Магнитная нагревательная пластина
для перемешивания Магнитная мешалка для перемешивания 
Фляжка
Резиновые перегородки достаточного размера для выбранного круглого дна или с тремя горлышками
Шприцы
Иглы
Резиновые шарики
Резинки
N2
Ротационный испаритель
Сушильный шкаф
Трубки ЯМР Трубки
ЯМР Стаканы
500 мл Стаканы
или пластиковые пипетки
с круглым дном или с тремя горлышкамидля подкожных инъекций 5 млдля подкожных инъекцийдля вечеринокИсточник газа

Ссылки

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

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи