Amide Réaction de couplage pour la synthèse de ligands à base de bispyridine et leur complexation Platinum comme dinucléaires agents anticancéreux

Résumé

Ce protocole décrit l'utilisation de réactions de couplage de l'amide d'acide isonicotinique et diaminoalcanes pour former ligands pontants appropriés pour une utilisation dans la synthèse de complexes de platine polynucléaires, qui combinent les aspects des médicaments anticancéreux et BBR3464 picoplatin.

Résumé

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

Médicaments anticancéreux platine demeurent l'une des familles les plus largement utilisés des agents dans le traitement du cancer humain ^1. Malgré leur succès, ils sont limités dans leur application par les graves effets secondaires limitant la dose ^2-4. Les doses limitées qui peuvent être administrées à des patients signifie aussi que les tumeurs peuvent développer une résistance ^5. Ainsi, les nouveaux médicaments continuent d'être mis au point pour améliorer le profil d'effets secondaires et de surmonter la résistance acquise, comme phenanthriplatin ⁶ et ⁷ phosphaplatin.

À la fin des années 1990, un médicament tricycliques de platine a été développé, BBR3464 (schéma 1) ^8, qui est jusqu'à 1000 x plus cytotoxique in vitro que le médicament de platine de premier plan, le cisplatine. BBR3464 est également en mesure de surmonter la résistance acquise à un panel de lignées de cellules cancéreuses humaines ^9. Malheureusement, l'augmentation de l'activité de BBR3464 est compensée par 50 - 100 - fois plus toxique, quilimite son utilisation ^10-12. Il est également facilement dégradés dans l'organisme, ce qui signifie peu du médicament atteint d'un cancer des noyaux intacts ^9.

Picoplatin est un médicament à base de platine mononucléaires qui contient un ligand (schéma 1) ¹³ 2-méthyl-pyridine. Le groupe méthyle de ce médicament, la protège contre l'attaque par des nucléophiles biologiques; en particulier la cystéine et la méthionine contenant des peptides / protéines ^14-16. En tant que tel, le médicament est très stable et a une concentration beaucoup plus élevée que les noyaux atteint du cancer par rapport à la fois avec le cisplatine et BBR3464 ^17. Sa réactivité réduite signifie aussi picoplatin a une dose maximale tolérée supérieur par rapport à BBR3464 et cisplatine ^10,18,19.

Ce projet a donc cherché à combiner les propriétés de BBR3464 et picoplatin à produire de nouveaux médicaments qui sont en mesure de surmonter la résistance acquise à afficher une meilleure stabilité biologique et moins sévère côté-effects (par exemple, la figure 1). Pour ce faire, une série de complexes de platine dinucléaires ont été préparés avec des ligands pontants bispyridine ^20. Les ligands sont réalisées en utilisant des réactions de couplage d'amide avec de l'acide isonicotinique, ou ses dérivés tels que le 2-méthyl-isonicotinique, diaminoalcanes de longueur variable. Réaction d'un équivalent molaire des ligands avec deux équivalents molaires de transplatine, on obtient les complexes de platine désirés (Schéma 1).

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Protocole

1 Synthèse de la N, N '-. (Alcane-1, n-diyle) diisonicotinamide

1. Sécher un seul cou ou ballon tricol à fond rond dans un four (100 ° C, 1 h) pour assurer toute l'humidité est éliminée.
2. Ajouter de l'acide isonicotinique solide, ou son dérivé, dans le ballon le long d'un barreau d'agitation magnétique. Si le ligand (s) de diaminoalcane sont solides à la température ambiante, puis 0,5 mole (au nombre de moles de numéro de l'acide isonicotinique) est ajoutée à la fiole à ce stade.
3. Boucher le col (s) du ballon avec des septa en caoutchouc et de remplacer l'air dans le flacon avec de l'azote soit par un courant continu d'azote ou par l'utilisation de ballons gonflés à l'azote.
4. Utiliser une aiguille hypodermique et une seringue pour ajouter le diméthylformamide ou le diméthylsulfoxyde anhydre (4 ml par 500 mg d'acide isonicotinique, l'acide 2-méthyl-isonicotinique) pour dissoudre le solide. Si les solides ne se dissolvent pas facilement, puis chauffer la solution doucement.
5. Ajouter 7 équivalents molaires (à la unemontage de l'acide nicotinique utilisé) de triéthylamine (de base faible) et 0,5 équivalents molaires de la diaminoalcane. Si la solution est un liquide à température ambiante, puis ajouter 1,5 équivalents molaires.
6. Ajouter un équivalent molaire de l'anhydride 1-propylphosphonique (agent de couplage) avec une agitation continue et permettre à la réaction pour terminer au-dessus de 5 à 12 hr.

2. Purification des ligands

1. Pour bispyridine ligands faites en utilisant des ligands diaminoalcane avec 10 ou plusieurs groupes méthylène, attendre que les produits de la précipitation à partir de solution que la réaction progresse.
2. Pour bispyridine faites en utilisant des ligands diaminooctane, précipiter le produit par addition de ~ 40 ml d'eau.
3. Pour bispyridine diaminoalcanes faite en utilisant de deux à six groupes méthylène, ajouter ~ 40 ml d'eau et permet aux composés cristallisent au cours de 1-3 jours.
4. Recueillir chaque ligand bispyridine par filtration sous vide et on recristallise à partir d'environ 400 à 500 ml d'eau bouillante par 200mg de ligand. Remarque: Plus l'eau est nécessaire pour les ligands plus bispyridine en raison de leur solubilité dans l'eau très réduite.
5. Ajouter NaOH et KOH (pH 9) à la solution pour faire en sorte que les composés sont des bases libres lors de la recristallisation.

3. Synthèse et purification des dinucléaires Platinum Complexes

1. Dissoudre complètement trans-diamminodichloridoplatinum (II), transplatine, dans (70-80 º C) de l'eau chaude (150 ml par 200 mg de transplatine) pour produire une solution de couleur jaune clair fortement.
2. Ajouter un 0,5 équivalent molaire du ligand bispyridine et agiter la solution à la température jusqu'à dissolution du ligand (solution limpide). Attendez que la solution à tourner presque incolore, éteindre le feu, et agiter à température ambiante pendant quelques heures supplémentaires.
3. Eliminer le solvant par evaporation rotative, ce qui va donner une poudre de couleur jaune.
4. Purifier le complexe de platine (s) par dissolution dans une quantité minimale d'eau chaude (~ 50 &N ° 186, C). Si restants solides de couleur jaune ou blanche sont présents, puis filtrer ces off.
5. Ajouter de l'acétone à la solution jusqu'à ce qu'un précipité blanc se forme, qui semble être une forme polymère de complexes métalliques et représente jusqu'à 10% du produit de réaction. Continuer à ajouter de l'acétone (~ 20-30 ml) supplémentaires jusqu'à ce que plus précipité apparaît. Remarque: ce précipité blanc est une impureté.
6. Supprimer ce précipité par filtration le contenu à travers un papier filtre en nylon (0,2 um de taille de pore) et evaporation rotative de la solution restante à siccité, ce qui donnera un produit pur. Remarque: Si nécessaire, des mesures supplémentaires alors acétone de précipitations peuvent être effectuées jusqu'à ce que le complexe est pur.

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Résultats

Les ligands de bispyridine et leurs complexes de platine dinucléaires respectifs sont caractérisés par ^une H, ¹³ C et ¹⁹⁵ Pt RMN (Tableaux 1 et 2), et la spectroscopie de masse à ionisation par électrospray. Les points de fusion précis peuvent être déterminés en utilisant la calorimétrie à balayage différentiel et la pureté est le mieux déterminé par analyse élémentaire pour C, H et N la teneur en pourcentage. De plus l'utilisation e...

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Discussion

Dans ce travail, des complexes dinucléaires de platine ont été synthétisés comme agents anticancéreux potentiels. Ce faisant ligands de pontage bispyridine ont été synthétisés par une réaction de couplage de type amide en utilisant de l'acide isonicotinique et diaminoalcanes de longueur variable. Auparavant, la synthèse de bispyridine ligands et leurs analogues méthylés avec 2 à 8 groupes méthylène et de leurs complexes de platine respectifs ont été rapportés. Dans cet article, la méthode de syn...

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matériels

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