JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

يصف هذا البروتوكول استخدام ردود الفعل أميد حمض اقتران isonicotinic وdiaminoalkanes لتشكيل سد بروابط مناسبة للاستخدام في تركيب المجمعات البلاتين متعدد النوى، والتي تجمع بين جوانب من الأدوية المضادة للسرطان وBBR3464 picoplatin.

Abstract

Amide coupling reactions can be used to synthesize bispyridine-based ligands for use as bridging linkers in multinuclear platinum anticancer drugs. Isonicotinic acid, or its derivatives, are coupled to variable length diaminoalkane chains under an inert atmosphere in anhydrous DMF or DMSO with the use of a weak base, triethylamine, and a coupling agent, 1-propylphosphonic anhydride. The products precipitate from solution upon formation or can be precipitated by the addition of water. If desired, the ligands can be further purified by recrystallization from hot water. Dinuclear platinum complex synthesis using the bispyridine ligands is done in hot water using transplatin. The most informative of the chemical characterization techniques to determine the structure and gross purity of both the bispyridine ligands and the final platinum complexes is 1H NMR with particular analysis of the aromatic region of the spectra (7-9 ppm). The platinum complexes have potential application as anticancer agents and the synthesis method can be modified to produce trinuclear and other multinuclear complexes with different hydrogen bonding functionality in the bridging ligand.

Introduction

الأدوية المضادة للسرطان لا تزال واحدة من البلاتين الأسرة الأكثر استخداما من وكلاء في علاج سرطان الإنسان 1. على الرغم من نجاحها، فإنها تقتصر في تطبيقها من خلال الحد من الآثار الجانبية الحادة جرعة 2-4. جرعات محدودة التي يمكن أن تدار على المرضى يعني أيضا أن الأورام يمكن أن تتطور المقاومة 5. كما تستمر هذه، عقاقير جديدة ليتم وضعها لتحسين صورة الآثار الجانبية والتغلب على المقاومة المكتسبة، مثل phenanthriplatin 6 و 7 phosphaplatin.

في أواخر 1990s، وضعت المخدرات trinuclear البلاتين، BBR3464 (مخطط 1) 8، وهذا هو ما يصل إلى 1،000 خ أكثر السامة للخلايا في المختبر من أبرز البلاتين المخدرات، سيسبلاتين. BBR3464 هي أيضا قادرة على التغلب على المقاومة التي اكتسبها في لوحة من خطوط الخلايا السرطانية البشرية 9. للأسف، يتم مطابقة النشاط المتزايد للBBR3464 بنسبة 50 - 100 - أضعاف سمية، التييحد استخدامه 10-12. أيضا يتحلل بسهولة في الجسم، وهذا يعني القليل من المخدرات يصل نوى السرطان سليمة 9.

Picoplatin هو الدواء البلاتيني وحيدات النوى التي تحتوي على يجند 2 ميثيل البيريدين (مخطط 1) 13. مجموعة الميثيل من هذا الدواء يحميها من هجوم من قبل nucleophiles البيولوجية؛ على وجه الخصوص تحتوي على السيستين والميثيونين الببتيدات / البروتينات 14-16. على هذا النحو، والمخدرات غير مستقر تماما ويحتوي على نسبة أعلى من ذلك بكثير أن يصل نوى السرطان مقارنة مع كل من BBR3464 وسيسبلاتين 17. يعني في خفض تفاعل أيضا picoplatin ديه القصوى التي يمكن تحملها جرعة أعلى بالمقارنة مع BBR3464 وسيسبلاتين 10،18،19.

لذا سعى هذا المشروع إلى الجمع بين خصائص BBR3464 وpicoplatin لإنتاج عقاقير جديدة قادرة على التغلب على المقاومة المكتسبة التي تعرض تحسين الاستقرار البيولوجية وأقل حدة جانبية EFFEسنت (على سبيل المثال، الشكل 1). في القيام بذلك، تم إعداد مجموعة من المجمعات البلاتين dinuclear مع bispyridine سد بروابط 20. يتم إجراء بروابط باستخدام ردود الفعل أميد اقتران مع حمض isonicotinic، أو مشتقاته مثل 2-ميثيل حمض isonicotinic، diaminoalkanes طول متغير. رد فعل واحد يعادل الخلد للبروابط مع اثنين من مكافئات مول من transplatin تعطي المجمعات البلاتين المطلوب (مخطط 1).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

1 التجميعي من N، N '- (ألكان-1، ن diyl) diisonicotinamide

  1. تجف رقبة واحدة أو ثلاث رقبات الجولة أسفل القارورة في الفرن (100 درجة مئوية، 1 ساعة) لضمان إزالة كل الرطوبة.
  2. إضافة حمض isonicotinic الصلبة، أو المشتقة منه، إلى قارورة جنبا إلى جنب مع شريط التحريك المغناطيسي. إذا كان يجند diaminoalkane (ق) هي مواد صلبة في درجة حرارة الغرفة، ثم يضاف 0.5 الخلد (الشامات إلى عدد من حمض isonicotinic) إلى القارورة في هذه المرحلة.
  3. سقف الرقبة (ق) من القارورة مع حواجز مطاطية واستبدال الهواء في قارورة مع النيتروجين إما من خلال تيار النيتروجين المستمر أو من خلال استخدام النيتروجين مليئة البالونات.
  4. استخدام إبرة الحقن والمحاقن لإضافة ثنائي ميثيل اللامائية أو dimethylsulfoxide (4 مل لكل 500 ملغ من حمض isonicotinic أو حمض 2 ميثيل isonicotinic) لإذابة المادة الصلبة. إذا كانت المواد الصلبة لا تذوب بسهولة، ثم تسخن بلطف الحل.
  5. إضافة 7 حكمه الخلد (إلى لجبل حمض isonicotinic المستخدمة) من الترايثلامين (قاعدة ضعيفة) و 0.5 في حكمه الخلد من diaminoalkane. إذا الحل هو السائل في درجة حرارة الغرفة، ثم يضاف 1.5 حكمه الخلد.
  6. إضافة واحد يعادل الخلد أنهيدريد 1-propylphosphonic (وكيل اقتران) مع التحريك المستمر والسماح للرد فعل لإكمال أكثر من 5-12 ساعة.

2. تنقية يغاندس

  1. لbispyridine بروابط إجراؤها باستخدام بروابط diaminoalkane مع 10 أو أكثر من مجموعات الميثيلين، انتظر المنتجات ليعجل من حل كما تقدم التفاعل.
  2. لbispyridine بروابط إجراؤها باستخدام diaminooctane، يعجل المنتج عن طريق إضافة ~ 40 مل من الماء.
  3. لbispyridine إجراؤها باستخدام diaminoalkanes من سنتين إلى ست مجموعات الميثيلين، إضافة ~ 40 مل من الماء ويسمح للمركبات لبلورة أكثر من 1-3 أيام.
  4. جمع كل يجند bispyridine عن طريق الترشيح فراغ وأعد بلورة من حوالي 400-500 مل من الماء المغلي في 200ملغ من يجند. ملاحظة: هناك حاجة إلى مزيد المياه لفترة أطول بروابط bispyridine واجب إلى هم أقل بكثير للذوبان في الماء.
  5. إضافة هيدروكسيد الصوديوم KOH و(الرقم الهيدروجيني 9) إلى حل لضمان أن المركبات هي قواعد مجانا عند التبلور.

3. تحضير وتنقية من Dinuclear البلاتين مجمعات

  1. تذوب بالكامل عبر diamminodichloridoplatinum (II)، transplatin، في الحارة (70-80 درجة مئوية) الماء (150 مل لكل 200 ملغ من transplatin) لإنتاج الحل واضح الملونة الصفراء بقوة.
  2. إضافة 0.5 مول من أي ما يعادل يجند bispyridine ويقلب الحل في درجة حرارة حتى يذوب يجند (حل واضح). انتظر الحل لتحويل بالقرب عديم اللون، إيقاف الحرارة، ويقلب في درجة حرارة الغرفة لبضع ساعات إضافية.
  3. إزالة المذيب عن طريق التبخر الدوارة، والتي سوف تسفر عن مسحوق أصفر اللون.
  4. تنقية، مجمع البلاتين (عناوين) عن طريق إذابة في الحد الأدنى من الماء الدافئ (50 ~ و# 186؛ C). إذا المتبقية المواد الصلبة الملونة الصفراء أو البيضاء موجودة، ثم تصفية هذه قبالة.
  5. إضافة الأسيتون إلى حل حتى يتم تشكيل راسب أبيض الذي يبدو أنه شكل البوليمرية من المجمعات المعدنية ويمثل ما يصل إلى 10٪ من الناتج التفاعل. تستمر إضافة الأسيتون (~ إضافية 20-30 مل) حتى يظهر ما لا يزيد راسب. ملاحظة: هذا الراسب الأبيض هو النجاسة.
  6. إزالة هذا يعجل من خلال تصفية محتويات من خلال ورق الترشيح النايلون (0.2 ميكرومتر حجم المسام) ودوار تبخر الحل المتبقية للجفاف، والتي سوف تسفر عن المنتج نقية. ملاحظة: إذا لزم الأمر، يمكن إجراء خطوات إضافية ثم الأسيتون هطول حتى مجمع نقية.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

النتائج

وتتميز بروابط bispyridine والمجمعات البلاتين dinuclear كل منها بنسبة 1 H، C 13 و 195 قروش NMR (الجدولان 1 و 2)، والتأين electrospray التحليل الطيفي الشامل. نقطة انصهار دقيق يمكن تحديده باستخدام المسح التفاضلي قياس الكالوري والنقاء وأفضل يحددها التحليل ا...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

في هذا العمل تم توليفها المجمعات dinuclear البلاتين كعوامل مضادة للسرطان المحتملة. في القيام بذلك تم توليفها بروابط سد bispyridine عبر اقتران رد فعل أميد باستخدام حمض isonicotinic وdiaminoalkanes طول متغير. سابقا تم الإبلاغ توليف bispyridine بروابط ونظائرها الميثيل مع 2-8 مجموعات الميثيلين والم...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

والكتاب ليس لديهم ما يكشف.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
D2OAldrich15188299.9% D
DMSO-d6Aldrich15691499.96% D
1,8-diaminooctaneAldrichD2240198%
1,10-diaminodecaneAldrichD1420498%
1,12-diaminododecaneAldrichD1,640-198%
Isonicotinic acidAldrichI1750899%
1-Propylphosphonic anhydride solutionAldrich43130350 wt% in ethyl acetate
Trans-diaminodichloridoplatinum(II)AldrichP1525
DimethylsulfoxideSigma-AldrichZ76855>99.9%, anhydrous
N,N’-dimethylformamideSigma-Aldrich22705699.8%, anhydrous
TriethylamineSigma-AldrichT0886>99%
Nylon filter membranesWhatman7402-004Pore size, 0.2 µm
Magnetic stirring hotplate
Magnetic stirring bar 
Round bottom or three neck flask
Rubber septums of sufficient size for chosen round bottom or three neck flask
5 ml hypodermic syringes
Hypodermic needles
Rubber party ballons
Rubber bands
A source of N2 gas
Rotary evaporator
Drying oven
NMR tubes
NMR spectrometer
500 ml beakers
Glass or plastic pipettes

References

  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).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

87 BBR3464 picoplatin bispyridine

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved