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  • Materiales
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Resumen

Este protocolo describe el uso de reacciones de acoplamiento de amida del ácido isonicotínico y diaminoalcanos para formar ligandos puente adecuados para su uso en la síntesis de complejos de platino multinucleares, que combinan aspectos de los medicamentos contra el cáncer BBR3464 y picoplatin.

Resumen

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.

Introducción

Medicamentos contra el cáncer de platino siguen siendo uno de la familia más ampliamente utilizado de los agentes en el tratamiento del cáncer humano 1. A pesar de su éxito, que están limitadas en su aplicación por los efectos secundarios limitantes de la dosis graves 2-4. Las dosis limitadas que pueden ser administrados a pacientes que también significa que los tumores pueden desarrollar resistencia 5. Como tales, los nuevos medicamentos se siguen desarrollando para mejorar el perfil de efectos secundarios y superar la resistencia adquirida, como phenanthriplatin 6 y 7 phosphaplatin.

A finales de 1990, un fármaco de platino trinuclear fue desarrollado, BBR3464 (Esquema 1) 8, es decir hasta 1000 veces más citotóxica in vitro de los principales fármacos de platino, cisplatino. BBR3464 también es capaz de superar la resistencia adquirida en un panel de líneas celulares de cáncer humano 9. Desafortunadamente, el aumento de la actividad de BBR3464 se corresponde con 50 - a 100 - veces mayor toxicidad, quelimita su uso 10-12. También se degrada fácilmente en el cuerpo, es decir, un poco del medicamento alcanza núcleos intactos cáncer 9.

Picoplatin es un fármaco a base de platino mononucleares que contiene un ligando 2-metil-piridina (Esquema 1) 13. El grupo metilo de este fármaco protege del ataque por nucleófilos biológicos; en particular, la cisteína y la metionina que contiene péptidos / proteínas 14-16. Como tal, el fármaco es muy estable y tiene una concentración mucho más alta que llega a los núcleos de cáncer en comparación con tanto BBR3464 y cisplatino 17. Su reactividad reducida también significa picoplatin tiene una dosis máxima tolerada más alta en comparación con BBR3464 y cisplatino 10,18,19.

Por tanto, este proyecto se propuso combinar las propiedades de BBR3464 y picoplatin para producir nuevos medicamentos que son capaces de superar la resistencia adquirida que se vea mejorada la estabilidad biológica y menos severa lado-efeCTS (por ejemplo, Figura 1). De este modo, una gama de complejos de platino dinucleares se prepararon con ligandos bispiridina puente 20. Los ligandos se realizan mediante reacciones de acoplamiento de amida con ácido isonicotínico, o sus derivados, como el 2-metil-isonicotínico, diaminoalcanos de longitud variable. La reacción de un equivalente molar de los ligandos con dos equivalentes molares de transplatin produce los complejos de platino deseados (Esquema 1).

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Protocolo

1 Síntesis de la N, N '-. (, N-alcano-diilo 1) diisonicotinamide

  1. Secar un solo cuello o matraz de fondo redondo de tres bocas en un horno (100 º C, 1 h) para asegurar que se elimina toda la humedad.
  2. Añadir ácido isonicotínico sólido, o su derivado, en el matraz junto con una barra de agitación magnética. Si el ligando (s) diaminoalcano son sólidos a temperatura ambiente, a continuación, 0,5 mol (a los moles número de ácido isonicotínico) se añadió al matraz en esta etapa.
  3. Se tapa el cuello (s) del matraz con tabiques de caucho y reemplazar el aire en el matraz con nitrógeno, ya sea a través de una corriente continua de nitrógeno o mediante el uso de globos lleno de nitrógeno.
  4. Utilice una aguja hipodérmica y una jeringa para añadir dimetilformamida o dimetilsulfóxido anhidro (4 ml por 500 mg de ácido isonicotínico o ácido 2-metil-isonicotínico) para disolver el sólido. Si los sólidos no se disuelven fácilmente, a continuación, calentar la solución suavemente.
  5. Añadir 7 equivalentes molares (a la unamonte de ácido isonicotínico utilizado) de trietilamina (base débil) y 0,5 equivalentes molares del diaminoalcano. Si la solución es un líquido a temperatura ambiente, a continuación, añadir 1,5 equivalentes molares.
  6. Añadir un equivalente molar de anhídrido 1-propilfosfónico (agente de acoplamiento) con agitación continua y permita que la reacción se complete durante 5-12 horas.

2. La purificación de los ligandos

  1. Para bispiridina ligandos hechas usando ligandos diaminoalcano con 10 o más grupos metileno, esperar a que los productos a precipitar de la solución a medida que avanza la reacción.
  2. Para bispiridina ligandos hechas usando diaminooctano, precipitar el producto mediante la adición de ~ 40 ml de agua.
  3. Para bispiridina hizo usando diaminoalcanos de cinco y cincuenta y ocho grupos metileno, añadir ~ 40 ml de agua y permite que los compuestos se cristalizan a más de 1-3 días.
  4. Recoger cada ligando bispiridina por filtración a vacío y se recristaliza a partir de aproximadamente 400-500 ml de agua hirviendo por 200mg de ligando. Nota: Se necesita más agua para los ligandos ya bispiridina debido a su reducida solubilidad en agua.
  5. Añadir NaOH y KOH (pH 9) a la solución para asegurar que los compuestos son bases libres mediante recristalización.

3. Síntesis y purificación de los dinucleares de platino Complejos

  1. Disolver completamente trans-diamminodichloridoplatinum (II), transplatin, en (70-80 º C) agua caliente (150 ml por 200 mg de transplatin) para producir una solución de color amarillo claro con fuerza.
  2. Añadir un 0,5 equivalente molar del ligando bispiridina y se agita la solución a temperatura hasta que se disuelva ligando (solución clara). Espere a que la solución para convertir casi incoloro, se apaga el fuego, y se agita a temperatura ambiente durante un par de horas adicionales.
  3. Eliminar el disolvente por evaporación rotatoria, que dar un polvo de color amarillo.
  4. Purifica, el complejo de platino (es) por disolución en una cantidad mínima de agua caliente (~ 50 y# 186; C). Si los sólidos restantes de color amarillo o blanco están presentes, después se filtra fuera de estos.
  5. Añadir acetona a la solución hasta que se forma un precipitado blanco que parece ser una forma polimérica de los complejos metálicos y representa hasta el 10% del producto de reacción. Continuar la adición de acetona (~ extras 20-30 ml) hasta que no aparezca más precipitado. Nota: este precipitado blanco es una impureza.
  6. Eliminar este precipitado por filtración de los contenidos a través de papel de filtro de nylon (0,2 m de tamaño de poro) y rotatorio evaporación de la solución restante a sequedad, lo que dió un producto puro. Nota: Si es necesario, etapas de precipitación en acetona y luego adicionales se pueden realizar hasta el complejo es puro.

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Resultados

Los ligandos bispiridina y sus respectivos complejos de platino dinucleares se caracterizan por 1 H, 13 C y 195 Pt RMN (Tablas 1 y 2), y espectroscopia de masas con ionización por electrospray. Puntos de fusión precisas se pueden determinar usando calorimetría diferencial de barrido y la pureza se determina mejor mediante análisis elemental para C, H y N contenido en porcentaje. De mayor uso es de 1 H RMN ya que es rápido y fácil de usar...

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Discusión

En este trabajo complejos de platino dinucleares han sido sintetizados como agentes anticancerosos potenciales. Al hacerlo ligandos bispiridina puente se sintetizaron a través de una reacción de acoplamiento de amida usando ácido isonicotínico y diaminoalcanos de longitud variable. Anteriormente se ha informado de la síntesis de bispiridina ligandos y sus análogos de metilo con 2 a 8 grupos metileno y sus respectivos complejos de platino. En este trabajo, el método de síntesis y purificación ha sido revisada po...

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Materiales

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

Referencias

  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).
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  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).

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