一類含有生物活性基團的四價鉑配合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及抗腫瘤四價鉑配合物，具體涉及以順鉑骨架為四價鉑配合物八面體結(jié) 構(gòu)的底面，在一軸向位置引入單個具有生物活性的基團，在另一軸向位置引入羥基或氯原 子，得到一類具有抗腫瘤活性的鉑（IV)配合物;本發(fā)明還涉及該類鉑配合物的制備方法及 應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 順鉑、卡鉑和奧沙利鉑等抗腫瘤二價鉑藥物已被廣泛應(yīng)用于臨床，用于治療相關(guān) 的癌癥。作為第一個在臨床上使用的金屬抗腫瘤藥物，順鉑主要作用于DNA的鳥嘌呤N7位靶 點，通過與DNA交聯(lián)形成加合物，使腫瘤細胞發(fā)生凋亡，導致細胞停滯和細胞死亡。大量研究 表明，順鉑觸發(fā)癌細胞死亡主要包括四個階段：（1)跨膜轉(zhuǎn)運:通過主動擴散和被動吸收的 方式產(chǎn)生細胞攝?。唬?)水合離解：由于細胞內(nèi)外氯離子的濃度差，容易形成鉑（II)水合陽 離子；（3)靶向迀移：鉑（II)離子與DNA形成Pt-DNA加合物；（4)DNA損傷致死：通過作用于 DNA，導致癌細胞的死亡。
[0003] 根據(jù)上述機制，順鉑類藥物在靜脈注射后，到達腫瘤細胞之前，會與血液中的親核 物質(zhì)如谷胱甘肽作用中毒失活。因此，現(xiàn)有順鉑類藥物存在一些嚴重缺陷:一是表現(xiàn)出相應(yīng) 的毒性，主要是腎臟毒性和骨髓毒性;二是用藥后產(chǎn)生的耐藥性。這些不足在一定程度上限 制了這些鉑（II)藥物的應(yīng)用。
[0004] 近年來的研究發(fā)現(xiàn)，鉑（IV)配合物具有較好的穩(wěn)定性，能夠減少與體內(nèi)親核物質(zhì) 的反應(yīng)，引入一定的軸向基團可以調(diào)節(jié)鉑(IV)配合物親水性和親脂性，促進藥物的吸收。鉑 (IV)離子在體內(nèi)經(jīng)還原生成鉑（II)離子后，可與癌細胞DNA作用，如果在鉑（IV)配合物的軸 向引入生物活性基團，則可能與鉑（II)離子產(chǎn)生協(xié)同抗腫瘤活性。因此，鉑（IV)配合物作為 抗腫瘤前藥引起了人們廣泛的關(guān)注。
[0005] 鉑（IV)配合物的構(gòu)效關(guān)系見圖1，主要包括以下幾個方面:X離去基團配體主要影 響化合物的反應(yīng)動力學、毒性、溶解性;Am載體配體主要影響Pt-DNA加合方式和抗腫瘤活 性;Y軸向配體主要決定藥物的靶向性、生物活性和進入腫瘤細胞的能力，影響化合物的氧 化還原性質(zhì)，即在低氧的腫瘤組織中被還原的能力。因此，通過引入功能型軸向配體可以增 加藥物的靶向性和脂溶性，克服毒副作用，增加化合物的抗腫瘤活性。
[0006] 盡管人們在鉑(IV)藥物研究方面開展了一些工作，設(shè)計和制備了多個類型的配合 物，希望利用鉑（IV)配合物的空間結(jié)構(gòu)，獲得高效低毒、與順鉑類藥物無交叉耐藥或具有選 擇性治療作用的藥物。但是迄今為止，目前還沒有能夠?qū)崿F(xiàn)靶向或克服順鉑耐藥的鉑（IV) 配合物作為藥物上市。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 技術(shù)問題:本發(fā)明的目的在于利用鉑（IV)配合物的空間結(jié)構(gòu)，采用順鉑為八面體 底面，在一個軸向位置引入小分子靶向或藥物活性基團，另一個軸向位置引入羥基或氯原 子，提供具有克服順鉑耐藥的抗腫瘤四價鉑配合物，以期獲得高效低毒的鉬（IV)藥物;本發(fā) 明還提供了這些鉑（IV)配合物的制備方法，以及它們在制備抗腫瘤藥物上的應(yīng)用。
[0008] 技術(shù)方案:本發(fā)明是一類含有生物活性基團的四價鉑配合物，所述的四價鉑配合 物即鉑(IV)配合物，其結(jié)構(gòu)如式II所示：
[0009]
[0010] 式II中，Y為0H或Cl;Bio代表生物活性基團。
[0011] 本發(fā)明的一類含有生物活性基團的四價鉑配合物的制備方法，所述的鉑（IV)配合 物，按照式ΠI所示的反應(yīng)式進行，
[0012]
[0013] 式π I中，Y為0H或Cl; Bio-OH代表具有生物活性的化合物，TBTU代表偶聯(lián)試劑0-苯 并三氮唑-N，N，Ν'，Ν'-四甲基脲四氟硼酸，TEA代表催化劑三乙胺，DMF代表溶劑N，N-二甲基 甲酰胺，DMS0代表溶劑二甲亞砜；
[0014] 具體采用如下方法:將等摩爾的反應(yīng)物Bio-OH和偶聯(lián)試劑TBTU于無水DMF或DMS0 混合，在室溫攪拌下，加入等摩爾的TEA，然后加入等摩爾的Pt (IV)反應(yīng)物A或B，反應(yīng)液于氮 氣保護下在30-60°C度下攪拌12-48小時，然后減壓除去溶劑，濃縮液經(jīng)硅膠柱層析分離，洗 脫液為二氯甲烷與甲醇混合溶劑，得到黃色固體產(chǎn)物；
[0015] Pt(IV)反應(yīng)物A和B的結(jié)構(gòu)如式IV表示，
[0016]
[0017] 其中六代_丨頁，順，反-[Pt(NH3)2Cl2(OH)2]，通過順鉑和雙氧水在水中反應(yīng)制備獲 得;B代表順，順，反-[Pt(NH3)2Cl2(OH)Cl]，通過順鉑和氯代丁二酰亞胺在水中反應(yīng)制備獲 得。
[0018]所述的Bio-OH代表具有生物活性的化合物結(jié)構(gòu)由式I(a-f)所示，
[0019]
[0020] 其中，（a)為已知進入臨床試驗的革巴向抗腫瘤藥物silmitasertib，是一種蛋白激 酶CK2抑制劑，簡稱為CX-〇H;(b)為已知上市藥物苯丁酸氮芥，是一種靶點為DNA的抗腫瘤藥 物，簡稱為CHL-〇H;(c)為生物素，即維生素 H，簡稱為BT-〇H;(d)為具有抗氧化抗癌作用的天 然產(chǎn)物香豆素的羧酸衍生物，簡稱為CUA-〇H;(e)為具有抗氧化抗癌作用的天然產(chǎn)物香豆素 的三氮唑羧酸衍生物，簡稱為⑶T-OH; (f)為已知抗腫瘤藥物SAHA的羧酸衍生物，是一種 PARP抑制劑，簡稱為SAA-OH。
[0021 ]所述的CUT-OH的制備按式V所示的反應(yīng)式進行，
[0022]
[0023] 制備⑶Τ-0Η采用如下制備方法：
[0024] 1)將等摩爾的2,4_二羥基苯甲醛和乙酰甘氨酸及三倍量的乙酸鈉加入乙酸酐中， 攪拌回流4h，將反應(yīng)液冷卻至室溫，倒入冰水中，得到黃色沉淀物，過濾，用冰水洗滌兩次， 干燥固體得中間體Ml;
[0025] 2)將Ml加入濃鹽酸：乙醇為2:1的混合溶液中，回流lh，將反應(yīng)液冷卻至室溫，倒入 冰水中，然后在冰浴條件下，緩慢加入二倍量的亞硝酸鈉，加完攪拌15min后，再緩慢加入三 倍量的疊氮化鈉，繼續(xù)攪拌15min，過濾出褐色沉淀，水洗，柱層析分離得中間體M2,洗脫液 為石油醚:乙酸乙酯為5:1混合溶劑；
[0026] 3)將M2懸浮于甲醇，加入等摩爾的丁-3-炔-1-醇和少量抗壞血酸鈉，氮氣保護下 室溫攪拌lOmin，再將溶于水的二倍量的五水硫酸銅加入到反應(yīng)液中，室溫避光攪拌4h，然 后旋蒸除去反應(yīng)液中的甲醇，加水析出黃色固體，過濾，所得固體用純水洗滌兩次，干燥得 中間體M3;
[0027] 4)將M3溶于DMF，加入二倍量的丁二酸酐和催化量的DMAP，50°C反應(yīng)過夜，冷卻至 室溫，濃縮反應(yīng)液，柱層析分離得淺黃色產(chǎn)物，洗脫液為石油醚：乙酸乙酯：甲醇為10:10:1 混合溶劑。
[0028] 有益效果：
[0029] (一）、體外抗腫瘤活性
[0030] 對所制備的化合物用人肺癌細胞A549、結(jié)腸癌細胞HCT-116、肝癌細胞HepG2、乳腺 癌細胞MCF-7與MDA-MB-231、卵巢癌細胞A2780、胰腺癌細胞PANC-1、胃癌細胞SGC-7901與順 鉑耐藥胃癌細胞SGC-7901 /CCCP、腦膠質(zhì)瘤細胞U87或神經(jīng)膠質(zhì)細胞瘤細胞U251進行了體外 抗腫瘤活性評價，順鉑作為陽性對照。觀察化合物在不同濃度下對腫瘤細胞生長的抑制情 況。
[0031 ]含有靶向蛋白激酶CK2抑制劑基團CX的化合物1和2的實驗數(shù)據(jù)見表2?；衔?對 CK2高表達的癌細胞1〇7-7、此?62、!1(：1'-116和42780的活性優(yōu)于順鉑2.5-4.5倍，對0(2中度 表達的癌細胞SGC-7901或低表達的癌細胞PANC-1的抑制率與順鉑相近，值得注意的是該化 合物對順鉑耐藥癌細胞SGC-7901/CCCP有顯著抑制作用，耐藥因子為0.60?；衔?對CK2 高、中表達的癌細胞的活性稍低于順鉑，但其對順鉑耐藥癌細胞SGC-7901/CCCP也表示出顯 著的抑制作用，耐藥因子達到0.24。表2數(shù)據(jù)表明靶向基團的引入使鉑（IV)配合物較順鉑的 抗腫瘤活性有明顯提高，軸向含有羥基基團的化合物1比軸向含有氯原子的化合物2的活性 較好。
[0032]含有靶點為DNA的CHL基團的化合物3的實驗數(shù)據(jù)見表3。該化合物對所測癌細胞的 活性與順鉑相當，它對順鉑耐藥癌細胞SGC-7901/CCCP有一定的抑制作用，耐藥因子為 2.65〇
[0033] 含有生物素 BT基團的化合物4和5的實驗數(shù)據(jù)見表4。化合物4對所測的兩個癌細胞 的活性都低于順鉑，但化合物5對肝癌細胞HepG2和胃癌細胞SGC701比較敏感，細胞毒活性 優(yōu)于順鉑，特別是對順鉑耐藥癌細胞SGC-7901/CCCP尤為敏感，其活性是順鉑的21倍，耐藥 因子為0.42。結(jié)果表明軸向含有羥基基團的化合物4比軸向含有氯原子的化合物5的活性較 弱。
[0034] 含有香豆素羧酸衍生物CUA基團的化合物6的實驗數(shù)據(jù)也見表4。化合物6對所有測 試的癌細胞的活性都高于順鉑，如針對結(jié)腸癌細胞HCT116的細胞毒活性是順鉑的30倍，對 胃癌細胞SGC-7901的細胞毒活性是順鉑的23倍，對順鉑耐藥胃癌細胞SGC-7901/CCCP的細 胞毒活性是順鉑的19倍，但是其耐藥因子為5.31。
[0035]含有香豆素的三氮唑羧酸衍生物CUT基團的化合物7的實驗數(shù)據(jù)見表5?；衔?對 人腦膠質(zhì)瘤細胞U87和神經(jīng)膠質(zhì)細胞瘤細胞U251的活性都優(yōu)于順鉑，細胞毒活性是順鉑的 2-3 倍。
[0036] 含有PARP抑制劑SAA基團的化合物8的實驗數(shù)據(jù)見表6。化合物8對所測試的癌細胞 的活性與順鉑相當，有的稍強，有的稍弱，但其對順鉑耐藥胃癌細胞SGC-7901/CCCP的細胞 毒活性是順鉑的11倍，耐藥因子為〇. 66。
[0037] 以上結(jié)果表明，引入生物活性基團至順鉑為母體的鉑（IV)配合物表現(xiàn)出有效的抗 腫瘤活性。
[0038](二）、體內(nèi)抗腫瘤活性
[0039]用所制備的化合物1對人胃癌細胞SGC-7901裸鼠異種移植腫瘤生長及作用進行了 體內(nèi)抗腫瘤活性評價，順鉑和CX-OH及其聯(lián)合用藥作為對照。
[0040] 實驗結(jié)果見表7(受試樣品對人胃癌細胞SGC-7901裸鼠異種移植瘤生長的抑制作 用），圖2為受試樣品對人胃癌細胞SGC-7901裸鼠異種移植瘤生長體積變化的影響，圖3為受 試樣品對人胃癌細胞SGC-7901裸鼠異種