Amid-Kupplung für die Synthese von Bispyridin basierten Liganden und ihre Komplexierung Platinum als zweikernige Antikrebsmittel

Zusammenfassung

Dieses Protokoll beschreibt die Verwendung von Amid-Kupplungen von Isonicotinsäure und Diaminoalkane zu Brückenliganden, die zur Verwendung in der Synthese von mehrkernigen Platinkomplexe, welche Aspekte der Antikrebs-Arzneimittel und BBR3464 picoplatin kombinieren bilden.

Zusammenfassung

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.

Einleitung

Platin-Antikrebsmittel weiterhin eine der am weitesten verbreiteten Familie der Mittel bei der Behandlung von menschlichen Krebs ^1. Trotz ihres Erfolgs sind, werden sie in ihrer Anwendung durch schwere Dosis-limitierenden Nebenwirkungen ^4.2 beschränkt. Die begrenzten Dosen, die an Patienten verabreicht werden können, bedeutet auch, dass Tumoren können Widerstand ⁵ zu entwickeln. Als solche neue Medikamente weiterhin entwickelt, um die Nebenwirkungsprofil zu verbessern und zu überwinden erworbenen Resistenz, wie phenanthriplatin ⁶ und ⁷ phosphaplatin werden.

In den späten 1990er Jahren wurde ein dreikernigen Platin-Medikament entwickelt, BBR3464 (Schema 1) ^8, das ist bis zu 1.000 x zytotoxischer in vitro als der führende Platin-Medikament Cisplatin. BBR3464 ist auch in der Lage, erworbene Resistenz in einem Panel von menschlichen Krebszelllinien ⁹ zu überwinden. Leider ist die erhöhte Aktivität der BBR3464 um 50 abgestimmt - bis 100 - fach höhere Toxizität, dieschränkt seine Verwendung ^10-12. Es ist auch leicht im Körper abgebaut, was bedeutet, wenig von der Droge erreicht Krebszellkerne intakt ^9.

Picoplatin ist ein mononuklearen Platin-basierten Medikament, das eine 2-Methyl-Pyridin-Liganden (Schema 1) ¹³ enthält. Die Methylgruppe des Arzneimittels schützt sie vor dem Angriff von biologischen Nukleophilen; insbesondere Cystein und Methionin enthält Peptiden / Proteinen ^14-16. Als solches ist das Medikament sehr stabil und hat eine wesentlich höhere Konzentration, verglichen mit sowohl BBR3464 und Cisplatin ¹⁷ Krebszellkerne erreicht. Seine reduzierte Reaktivität bedeutet auch eine höhere picoplatin maximal verträgliche Dosis verglichen mit BBR3464 und Cisplatin ^10,18,19.

Dieses Projekt daher versucht, die Eigenschaften von BBR3464 picoplatin und kombinieren, um neue Medikamente, die in der Lage, erworbene Resistenz, die eine verbesserte biologische Stabilität und weniger schwere Neben effe anzuzeigen überwinden produzierenCTS (z. B. Fig. 1). Dabei wurde eine Reihe von zweikernigen Platinkomplexe mit Bispyridin Brückenliganden ²⁰ hergestellt. Die Liganden werden mit Amidkupplungsreaktionen mit Isonicotinsäure, oder dessen Derivate, wie 2-Methyl-isonicotinsäure variabler Länge Diaminoalkane gemacht. Umsetzung von einem Mol-Äquivalent des Liganden mit zwei Moläquivalenten Transplatin ergibt die gewünschte Platin-Komplexe (Schema 1).

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Protokoll

1. Synthese von N, N '-. (Alkan-1, n-diyl) diisonicotinamide

1. Trocknen Sie einen einzigen Hals-oder Dreihalskolben in einem Ofen (100 ° C, 1 h), um sicherzustellen, dass alle Feuchtigkeit entfernt.
2. Hinzufügen festen Isonicotinsäure, oder dessen Derivat, in den Kolben mit einem magnetischen Rührstab. Wenn das Diaminoalkan Ligand (en) sind Feststoffe bei Raumtemperatur, dann 0,5 Mol (bezogen auf die Anzahl Mole des Isonicotinsäure) wird in den Kolben in dieser Stufe zugegeben.
3. Kappe der Hals (s) des Kolbens mit einer Gummimembran und Ersetzen der Luft im Kolben mit Stickstoff entweder durch einen kontinuierlichen Stickstoffstrom oder durch den Einsatz von Stickstoff gefüllten Ballons.
4. Verwenden Sie eine Injektionsnadel und eine Spritze zu wasserfreiem Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxid (4 ml pro 500 mg Isonikotinsäure oder 2-Methyl-Isonikotinsäure) hinzufügen, um den Feststoff zu lösen. Wenn die Feststoffe nicht leicht zu lösen, dann erhitzt man die Lösung sanft.
5. In 7 Mol-Äquivalenten (zu der einBerg der Isonikotinsäure verwendet) Triethylamin (schwache Base) und 0,5 Mol-Äquivalenten der Diaminoalkan. Wenn die Lösung eine Flüssigkeit bei Raumtemperatur, dann fügen Sie 1,5 Moläquivalente.
6. In einem Mol-Äquivalent 1-Propylphosphonsäureanhydrid (Kopplungsmittel) unter ständigem Rühren, die die Reaktion auf über 5-12 h abzuschließen.

2. Reinigung der Liganden

1. Für Bispyridin Liganden unter Verwendung Diaminoalkan Liganden mit 10 oder mehr Methylengruppen, warten Sie auf die Produkte aus der Lösung ausfällt als die Reaktion fortschreitet.
2. Für Bispyridin Liganden unter Verwendung Diaminooctan, fällt das Produkt durch Zugabe von ~ 40 ml Wasser.
3. Für Bispyridin unter Verwendung Diaminoalkane von zwei bis sechs Methylengruppen, fügen ~ 40 ml Wasser und erlaubt es, die Verbindungen über 1-3 Tage kristallisieren.
4. Sammeln jedes Bispyridin-Liganden durch Vakuum-Filtration und Rekristallisation von etwa 400-500 ml kochendem Wasser pro 200mg Ligand. Hinweis: Mehr Wasser für die längeren Bispyridin Liganden aufgrund ihrer stark reduzierten Wasserlöslichkeit erforderlich ist.
5. Mit NaOH und KOH (pH 9) zu der Lösung, um sicherzustellen, daß die Verbindungen frei von Basen nach Umkristallisation.

3. Synthese und Reinigung von den zweikernigen Platin-Komplexe

1. Vollständig auflösen trans diamminodichloridoplatinum (II), Transplatin, in heißem (70-80 ° C) Wasser (150 ml pro 200 mg Transplatin) eine klare stark gelb gefärbte Lösung zu erzeugen.
2. Fügen Sie eine 0,5 Mol Äquivalent der Bispyridin Liganden und rühren Sie die Lösung bei der Temperatur, bis die Liganden löst sich (klare Lösung). Warten Sie, bis die Lösung nahezu farblos drehen, schalten Sie die Hitze, und bei Raumtemperatur für ein paar zusätzliche Stunden.
3. Das Lösemittel wird durch Rotationsverdampfung, die eine gelb gefärbte Pulver erhalten wird.
4. Zu reinigen, die Platin-Komplex (es) durch Auflösen in einer minimalen Menge von warmem Wasser (~ 50 &# 186; C). Wenn restlichen gelb oder weiß gefärbt Feststoffe vorhanden sind, dann filtern diese aus.
5. Hinzufügen von Aceton zu der Lösung, bis ein weißer Niederschlag gebildet wird, der auf eine polymere Form der Metallkomplexe zu sein scheint und für bis zu 10% des Reaktionsproduktes. Die Zugabe von Aceton (~ zusätzliche 20-30 ml), bis kein Niederschlag mehr erscheint. Hinweis: Diese weiße Niederschlag ist eine Verunreinigung.
6. Entfernen Sie diesen Niederschlag durch Filtern der Inhalte durch Nylon-Filterpapier (0,2 um Porengröße) und Rotationsverdampfung des restlichen Lösung zur Trockene, die ein reines Produkt erhalten wird. Hinweis: Falls erforderlich, können dann zusätzliche Acetonpräzipitation Schritte, bis der Komplex ist reine durchgeführt werden.

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Ergebnisse

Die Bispyridin-Liganden und ihre jeweiligen Zweikernplatinkomplexe werden durch ¹ H-, ¹³ C-und ¹⁹⁵ Pt-NMR (Tabelle 1 und 2) und Elektrospray-Ionisations-Massenspektroskopie charakterisiert. Genaue Schmelzpunkte können unter Verwendung der Differentialscanningkalorimetrie und Reinheit wird am besten durch Elementaranalyse für C, H und N-Anteil bestimmt werden. Von den meisten Einsatz ist ¹ H-NMR, wie es ist schnell und einfach zu bedienen, so...

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Diskussion

In dieser Arbeit haben zweikernigen Platin-Komplexe als potentielle Antikrebsmittel synthetisiert. Dabei wurden Bispyridin Brückenliganden über eine Amid-Kupplungsreaktion mit Isonikotinsäure und variabler Länge Diaminoalkane synthetisiert. Zuvor die Synthese Bispyridin-Liganden und deren Methyl-Analoga mit 2 bis 8 Methylengruppen und ihre jeweiligen Platin-Komplexe berichtet worden. In dieser Arbeit wurde die Synthese und Reinigungsverfahren überarbeitet so dass es schneller und billiger und haben dies durch Synth...

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Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
D2O	Aldrich	151882	99.9% D
DMSO-d6	Aldrich	156914	99.96% D
1,8-diaminooctane	Aldrich	D22401	98%
1,10-diaminodecane	Aldrich	D14204	98%
1,12-diaminododecane	Aldrich	D1,640-1	98%
Isonicotinic acid	Aldrich	I17508	99%
1-Propylphosphonic anhydride solution	Aldrich	431303	50 wt% in ethyl acetate
Trans-diaminodichloridoplatinum(II)	Aldrich	P1525
Dimethylsulfoxide	Sigma-Aldrich	Z76855	>99.9%, anhydrous
N,N’-dimethylformamide	Sigma-Aldrich	227056	99.8%, anhydrous
Triethylamine	Sigma-Aldrich	T0886	>99%
Nylon filter membranes	Whatman	7402-004	Pore 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