一类抗肿瘤化合物及其制备方法和应用

1.本发明属于化合物制备技术领域，具体涉及一类抗肿瘤化合物(二水-三氨-三苯基膦合钌盐类化合物)及其制备法与应用。


背景技术：

2.癌症严重威胁人类健康，发病率和死亡率逐年上升，2020年在全球范围内造成近1000万人死亡。目前主要通过三大途径，手术、放疗、化疗，以及分子靶向、免疫、中医中药等方式进行治疗。化疗就是化学药物治疗，是目前治疗癌症最有效的方式之一。1978年，顺铂作为首个无机抗肿瘤药物被批准上市，成为第一代金属配合物抗肿瘤药物，是临床上治疗睾丸癌、卵巢癌、头颈肿瘤和膀胱癌等多种癌症最广泛使用的药物之一。但顺铂易造成肾毒性、神经毒性、耳毒性等副作用，以及耐药性问题，限制了其应用。
3.为了克服上述问题，寻找新的具有抗肿瘤活性的金属化合物成为当今新药研发热点领域之一。
4.目前现有的钌配合物为[cpru(l)pph3]，其结构式为：目前已知的功能是其具有较好抗细菌作用。


技术实现要素：

[0005]
本发明要解决的技术问题是提供一类抗肿瘤化合物及其制备法与应用。
[0006]
为了解决上述技术问题，本发明提供一类抗肿瘤化合物(二水-三氨-三苯基膦合钌盐类化合物)，其特征在于结构通式为：
[0007][0008]
其中：m为p(ph)3、1,1-二(二苯基膦)亚甲基、1,2-二(二苯基膦)乙烯基、1,2-二(二苯基膦)苯基；
[0009]
r为以下任一：ch3coo-、ac-、f-、cl-、br-、i-、no
2-、[ag(hmna)2(mna)4]
4-。
[0010]
说明：当阳离子是 2价，r是-1价离子，因此r2表示两个r阴离子。
[0011]
本发明还同时提供了上述抗肿瘤化合物的制备方法，包括如下步骤：
[0012]
1)、将三(三苯基膦)二氯化钌类原料与醋酸(乙酸)混合后于60～150℃反应3～8小时，得到中间产物；
[0013]
三(三苯基膦)二氯化钌类原料为三(三苯基膦)二氯化钌或三(三苯基膦)衍生物二氯化钌；
[0014]
每0.050mmol三(三苯基膦)二氯化钌类原料配用30
±
10ml的醋酸；
[0015]
2)、加乙醇溶解上述中间产物，加入氨水(分次缓慢加入氨水)，于室温下继续反应7
±
0.5小时；
[0016]
所述中间产物：氨＝1：3～5的摩尔比，水：乙醇＝1:1～5体积比。
[0017]
说明：
[0018]
当三(三苯基膦)二氯化钌类原料为三(三苯基膦)二氯化钌时，此步骤2)所得物为醋酸二-水-三-氨-三苯基膦合钌；
[0019]
当三(三苯基膦)二氯化钌类原料为三(三苯基膦)衍生物二氯化钌时，此步骤2)所得物为醋酸二-水-三氨-三苯基衍生物膦合钌；
[0020]
以此作为抗肿瘤化合物。
[0021]
作为本发明的抗肿瘤化合物的制备方法的进一步改进，包括如下的步骤3)：
[0022]
3)、将步骤2)所得物与铵盐(nh4r)按照1:1～3的摩尔比混合后于20～50℃反应3～10小时，所得反应产物烘干(70℃烘干恒重后)，得到作为抗肿瘤化合物的二水-三氨-三苯基膦合钌盐类化合物(目标产品为深绿色略带光泽的晶型粉状)。
[0023]
说明：此步骤3)为将步骤2)所得产物的阴离子被其它阴离子取代。
[0024]
作为本发明的抗肿瘤化合物的制备方法的进一步改进：
[0025]
当三(三苯基膦)二氯化钌类原料为三(三苯基膦)二氯化钌时，
[0026]
步骤2)和步骤3)所得产物的通式为：
[0027]
(分子式为[ru(h2o)2(nh3)3(p(c6h5)3)]r2)或
[0028]
步骤2)所得产物的r为ch3coo-；
[0029]
步骤3)所得产物的r为以下任一：ac-、f-、cl-、br-、i-、no
2-、[ag(hmna)2(mna)4]
4-。
[0030]
即，步骤1)所得中间产物为二醋酸根三苯基膦合钌配合物，
[0031]
步骤2)所得产物为醋酸二水-三氨-三苯基膦合钌；
[0032]
步骤3)所得为醋酸二水-三氨-三苯基膦合钌中醋酸根被其它阴离子置换的盐类产物。
[0033]
作为本发明的抗肿瘤化合物的制备方法的进一步改进：所述三(三苯基膦)二氯化钌类原料为三(三苯基膦衍生物)二氯化钌；
[0034]
具体如下：
[0035]
当三(三苯基膦衍生物)二氯化钌为三{(1,1-二(二苯基膦)亚甲基二氯化钌时，步骤1)所得中间产物为二醋酸根{(1,1-二(二苯基膦)亚甲基合钌配合物，步骤2)所得物为醋酸二水-三氨-1,1-二(二苯基膦)亚甲基膦合钌；
[0036]
当三(三苯基膦衍生物)二氯化钌为三[1,2-二(二苯基膦)乙烯基]二氯化钌时，步骤1)所得为中间产物二醋酸[1,2-二(二苯基膦)乙烯基]合钌配合物，步骤2)所得物为醋酸二水-三氨-1,2-二(二苯基膦)乙烯基膦合钌；
[0037]
当三(三苯基膦衍生物)二氯化钌为三[1,2-二(二苯基膦)苯基]二氯化钌时，步骤1)所得中间产物为二醋酸根[1,2-二(二苯基膦)苯基]合钌配合物，步骤2)所得物为醋酸二水-三氨-1,2-二(二苯基膦)苯基]合钌。
[0038]
本发明还同时提供了上述抗肿瘤化合物在制备抑制乳腺肿瘤细胞药物中的应用。
[0039]
作为本发明的应用的改进：用于抑制乳腺恶性肿瘤细胞的增殖与转移。
[0040]
该抗肿瘤化合物(二水-三氨-三苯基膦合钌盐类化合物)对恶性乳腺癌肿瘤细胞有强烈杀伤力，但对乳腺正常细胞毒性弱。
[0041]
本发明还同时提供了上述化合物的制备方法，总体反应分三步进行，如下所示：
[0042]
ru(pph3)3cl2 2hac＝ru(ac)2(pph3) 2[hpph3]cl；
[0043]
ru(ac)2(pph3) 3nh3 2h2o＝[ru(nh3)3(h2o)2(pph3)]ac2[0044]
[ru(nh3)3(h2o)2(pph3)]ac2 nh4r＝[ru(nh3)3(h2o)2(pph3)]r nh4ac。
[0045]
钌元素在元素周期表中与铂同属于viii族，其化学性质一定程度上与铁相似，可以在体内起到类似铁离子的作用。钌配合物在生理条件下，具有稳定的氧化态，易于被肿瘤组织吸收，具有较低毒性，而且它的独特的六配位结构使它拥有结构多样性，在多数情况下其抗肿瘤活性机制与铂类化合物不同，能很好地解决抗肿瘤药物的耐药性问题，因而具有良好的开发前景。本发明提供了一类结构简单、具有强抗肿瘤活性的单核类钌先导化合物。
[0046]
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：本发明的制备方法与所用设备简单、后处理方便、产品收率高、该化合物对乳腺癌肿瘤细胞有高致死活性及高转移性抑制，可望成为乳腺癌治疗先导化合物。
[0047]
实际使用时，用法可参照顺铂的用法，用量也约为顺铂用量的20～30％。
具体实施方式
[0048]
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
[0049]
以下案例中，搅拌的转速约为300～400转/分钟。
[0050]
实施例1、醋酸二水-三氨-三苯基膦合钌化合物的合成方法，依次进行以下步骤：
[0051]
1)、将三(三苯基膦)二氯化钌0.480g(0.050mmol)分6次，每2次间隔时间为10分
钟，加入至30.0ml的冰醋酸中，于100℃搅拌回流反应8小时，反应时间到达后，搅拌条件下冷却至室温，再加入200ml水，有固体物质析出，离心除去上层液体，并用水洗涤固体到至中性，离心得中间产物
‑‑‑‑
ru(ac)2(pph3)(0.043mol)；
[0052]
说明：反应生成的pph3与hcl会进一步反应生成溶于水的[hpph3]

cl-。
[0053]
2)、步骤1)所得的全部的中间产物
‑‑‑‑
ru(ac)2(pph3)(0.043mol)，加入5ml乙醇使之溶解，再缓慢加入含nh30.129 mol的18.0％(质量％)的氨水(约为15μl)，缓慢加入是为了控制体系温度不超过25℃，室温下继续反应7小时。
[0054]
3)、步骤2)反应所得物在70℃烘干至恒重，得到醋酸二水-三氨-三苯基膦合钌(0.0416mol)，产率为83.21％，纯度为99.10％。
[0055]
结构式为：
[0056][0057]
其中：r＝ch3coo-。
[0058]
醋酸二水-三氨-三苯基膦合钌为绿色晶型固体，产率83.21％；m.p.322℃；1h nmr(500mhz,cd3od)δ7.22
–
7.69(m,15h,arh),2.09(,3h,ch3coo-).elemental anal.for ruc
22h34
n3o6p(％),calculated:c,46.47；h,6.03；n,7.39；found:c,46.56；h,6.09；n,7.35。
[0059]
实施例2、将实施例1中的步骤3)改为：
[0060]
3)、在步骤2)反应所得物中加入与步骤2)的中间产物等物质量的nh4f(0.043mol)，于室温下充分搅拌2小时，再70℃烘干至恒重，其余等同于实施例1，得到氟化二-水-三-氨-三苯基膦合钌(0.035mol)。
[0061][0062]
其中r＝f。
[0063]
氟化二水-三氨-三苯基膦合钌为浅绿色晶型固体,产率70％；m.p.550℃；1h nmr(500mhz,cd3od)δ7.20
–
7.71(m,15h,arh).elemental anal.for ruc
18h28
n3o2f2p(％),calculated:c,44.25；h,5.78；n,8.60；found:c,44.43；h,5.84；n,8.57。
[0064]
实施例3、相对于实施例2而言，将nh4f改成nh4cl，摩尔量保持不变仍为0.043mol，其余等同于实施例2，得到氯化二水-三氨-三苯基膦合钌(0.037mol)。
[0065][0066]
其中r＝cl。
[0067]
氯化二水-三氨-三苯基膦合钌为绿色晶型固体,产率74.01％；m.p.496℃；1h nmr(500mhz,cd3od)δ7.21
–
7.74(m,15h,arh).elemental anal.for ruc
18h28
n3o2cl2p(％),calculated:c,41.46；h,5.41；n,8.06；found:c,41.34；h,5.57；n,8.12。
[0068]
实施例4、相对于实施例2而言，将nh4f改成nh4br，摩尔量保持不变仍为0.043mol，其余等同于实施例2，得到溴化二水-三氨-三苯基膦合钌(0.036mol)。
[0069][0070]
其中r＝br。
[0071]
溴化二水-三氨-三苯基膦合钌为绿色晶型固体,产率72％；m.p.468℃；1h nmr(500mhz,cd3od)δ7.19
–
7.71(m,15h,arh).elemental anal.for ruc
18h28
n3o2br2p(％),calculated:c,35.42；h,4.62；n,6.89；found:c,35.31；h,4.73；n,6.96。
[0072]
实施例5、相对于实施例2而言，将nh4f改成nh4i，摩尔量保持不变仍为0.043mol，其余等同于实施例2，得到碘化二水-三氨-三苯基膦合钌(0.033mol)。
[0073][0074]
其中r＝i。
[0075]
碘化二-水三氨-三苯基膦合钌为绿色晶型固体,产率66.01％；m.p.437℃；1h nmr(500mhz,cd3od)δ7.22
–
7.71(m,15h,arh).elemental anal.for ruc
18h28
n3o2i2p(％),calculated:c,30.69；h,4.01；n,5.97；found:c,30.55；h,4.14；n,5.83。
[0076]
实施例6、相对于实施例2而言，将nh4f改成nh4no2，摩尔量保持不变仍为0.043mol，其余等同于实施例2，得到亚硝酸二水-三
‑‑
三苯基膦合钌(0.309mol)。
[0077][0078]
其中r＝no
2-。
[0079]
亚硝酸二水-三氨-三苯基膦合钌为绿色晶型固体,产率61.81％；m.p.422℃；1h nmr(500mhz,cd3od)δ7.20
–
7.75(m,15h,arh).elemental anal.for ruc
18h28
n5o6p(％),calculated:c,39.84；h,5.20；n,12.91；found:c,39.77；h,5.38；n,12.84。
[0080]
实施例7、相对于实施例2而言，将nh4f改成(nh4)4[ag6(hmna)2(mna)4]，其余参照实施例2，得到2-巯基烟酸合银化二水-三氨-三苯基合膦钌(0.0298mol)。
[0081][0082]
其中r＝[ag6(hmna)2(mna)4]
4-,mna＝2-巯基烟酸根
[0083]
2-巯基烟酸合银化二水-三氨-三苯基膦合钌为绿色晶型固体,产率59.62％；m.p.551℃；1h nmr(500mhz,cd3od)δ7.20
–
7.75(m,15h,arh)，δ6.83-7.68(m,18h,mna).elemental anal.for ru2c
72h76n12o16
p2s6ag6(％),calculated:c,35.02；h,3.10；n,6.81；found:c,33.13；h,3.15；n,6.75，
[0084]
实施例8-1、
[0085]
将实施例1步骤1)中的作为原料的三(三苯基膦)二氯化钌改成三{(1,1-二(二苯基膦)亚甲基二氯化钌，摩尔用量保持不变；并相应的以此原料所得的中间产物进行后续步骤，其余等同于实施例1。
[0086]
得到醋酸二水-三氨-1,1-二(二苯基膦)亚甲基膦合钌(0.0336mol)。
[0087]
结构式为：
[0088][0089]
r为1,1-二(二苯基膦)亚甲基；
[0090][0091]
醋酸二水-三氨-1,1-二(二苯基膦)亚甲基膦合钌，产率67.2％，1h nmr(500mhz,cd3od)δ7.13
–
7.88(m,20h,arh)，δ2.83(m,2h,p-ch),δ2.10(,3h,ch3coo-)。elemental anal.for ruc
17h31
n3o6p2(％),calculated:c,38.05；h,5.82；n,7.83；found:c,38.16；h,5.95；n,7.71。
[0092]
实施例8-2、
[0093]
将实施例1步骤1)中的作为原料的三(三苯基膦)二氯化钌改成[1,2-二(二苯基膦)乙烯基]二氯化钌，摩尔用量保持不变；并相应的以此原料所得的中间产物进行后续步骤，其余等同于实施例1。
[0094]
得到醋酸二水-三氨-1,2-二(二苯基膦)乙烯基膦合钌(0.0302mol)。
[0095]
结构式为：
[0096][0097]
r为1,2-二(二苯基膦)乙烯基；
[0098][0099]
醋酸二水-三氨-1,2-二(二苯基膦)乙烯基膦合钌产率为60.4％，δ7.21
–
8.26(m,20h,arh)，δ5.53(s,2h,c＝ch)，δ6.41(s,2h,c＝ch),δ2.10(s,3h,ch3coo-),elemental anal.for ruc
30h41
n3o6p2(％),calculated:c,51.26；h,5.88；n,5.98；found:c,51.33；h,5.75；n,5.90。
[0100]
实施例8-3、
[0101]
将实施例1步骤1)中的作为原料的三(三苯基膦)二氯化钌改成三[1,2-二(二苯基
counting kit)，在37℃下继续孵育1h，后用victor v分光光度仪记录450nm处吸光度(od)。以空白培养液为基准对结果进行校正，每个试供药浓度进行6个重复平行测试取平均值。以此作为实验组。
[0118]
即，实验组为孔中含有细胞、培养基以及后来加入的cck-8试剂。
[0119]
还设置了如下的2个对比组：
[0120]
对比组1、孔中的细胞不加任何药物，即，相对于“实验组”而言，取消供试药，目的是测定没有药物存在下细胞自然增殖引起的吸光度od值；
[0121]
对比组2、孔中没有细胞但含有培养液以及后来加入的cck-8试剂；即，相对于“实验组”而言，取消细胞，目的是测定培养液、cck-8及培养孔材料组成所引起的背景吸光度od值；
[0122]
用以下公式计算细胞毒性：
[0123]
细胞毒性＝[(a
c-as)/(a
c-ab)]
×
100％，
[0124]ac
指对比组1(未加供试药)的孔中细胞od值；as指实验组(含有培养基、cck-8、细胞和一定浓度供试药)的孔中的od值；ab是对比组2(含有培养基、cck-8和供试药)的孔中的od值。根据不同浓度供试药下的细胞毒性曲线求得该供试药的ic
50
值。
[0125]
表1，各供试化合物的对人肿瘤细胞mcf-7及mda-mb-231株的半致死浓度，迁移抑制率)。
[0126]
表1.二-水-三-氨-三苯基膦钌盐类化合物对乳腺癌的毒性作用
[0127]
[0128][0129]
从上表1中各化合物对乳腺癌细胞半致死率浓度表明，与对照药品顺铂相比，本发明制得的二-水-三-氨-三苯基膦钌盐类化合物对乳腺癌细胞mcf-7,mda-mb-231的杀伤能力比现在广泛使用的临床药品顺铂要强许多，是一种潜在的顺铂替代品。本发明化合物对乳腺癌细胞的毒性大体相似，因此，从中选择先导化合物时可更多地考虑对健康细胞毒副小的候选物。
[0130]
实验2、抑制乳腺癌细胞迁移试验
[0131]
试验对象：乳腺癌细胞mcf-7，三阴性乳腺癌细胞mda-mb-231
[0132]
试验方法：
[0133]
综合文献报道，供试药对肿瘤细胞迁移的影响可由细胞划痕实验来进行测定。将肿瘤细胞接种到24孔板中，在37℃培养箱中培养至约80-90％细胞覆盖度，并用无血清培养基洗涤。加入供试药物使其终浓度为2.5μm,使用无菌移液管尖端划过细胞层，并用1
×
pbs轻轻清洗。立即(0小时)和24小时后在同一位置拍摄细胞划痕轮廓，并测量划痕的宽度(w)。迁移率计算如下：
[0134]
(w
0h-w
24h
)/w
0h
×
100％。所得结果如下表2所示。
[0135]
表2、二-水-三-氨-三苯基膦钌盐类化合物抑制乳腺癌的迁移作用
[0136]
[0137][0138]
可见，本发明化合物对乳腺癌细胞的迁移有良好的抑制效果，并且对三阴性乳腺癌细胞mda-mb-231的抑制能力优于雌受体阳性株mcf-7肿瘤细胞。而传统抗肿瘤顺铂没有此活性或活性很低。相比较而言，2-巯基烟酸合银化二-水-三-氨-三苯基膦钌具有较好的抗肿瘤活性。
[0139]
实验3、将试验对象用乳腺上皮正常细胞mcf-10a代替乳腺肿瘤细胞mcf-7及mda-mb-231,按实验1乳腺癌细胞毒性实验一节所述方法进行实验，结果列下表3。
[0140]
表3、二-水-三-氨-三苯基膦合钌盐类化合物对乳腺健康细胞的毒性作用
[0141]
[0142][0143]
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具有实施例。显然，本发明不限于以上实施，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。