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
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

פרוטוקול זה מתאר את השימוש של תגובות צימוד אמיד של חומצה וdiaminoalkanes isonicotinic כדי ליצור ligands הגישור המתאים לשימוש בסינתזה של מתחמי פלטינה multinuclear, המשלבים היבטים של התרופות נגד סרטן BBR3464 וpicoplatin.

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

תרופות נגד סרטן פלטינום יישארו אחד מבני המשפחה בשימוש נרחב ביותר של סוכנים בטיפול בסרטן בבני אדם 1. למרות ההצלחה שלהם, הם מוגבלים ביישומם על ידי לוואי תלוי מינון לוואי קשה 2-4. מינונים מוגבלים שיכול להינתן לחולים גם אומר שגידולים יכולים לפתח עמידות 5. כמו סמים כזה, חדשים ממשיכים להיות שפותחו כדי לשפר את פרופיל תופעות לוואי ולהתגבר על התנגדות שנרכשה, כמו phenanthriplatin 6 וphosphaplatin 7.

בסוף 1990s, תרופת הפלטינה trinuclear פותחה, BBR3464 (ערכה 1) 8, כלומר עד 1,000 x יותר ציטוטוקסיות במבחנה מסמי פלטינה, ציספלטין המוביל. BBR3464 הוא גם מסוגלת להתגבר על התנגדות שנרכשה בפנל של שורות תאי הסרטן אנושיות 9. למרבה הצער, הפעילות המוגברת של BBR3464 מתאימה על ידי 50 - 100 - לקפל רעילות גבוהה יותר, אשרמגביל את השימוש בו 10-12. כמו כן, נפגעת בקלות בגוף, כלומר קטן של התרופה מגיע לגרעיני סרטן שלמים 9.

Picoplatin היא תרופה על בסיס פלטינה מונונוקלארים המכילה ליגנד 2-methyl-פירידין (ערכה 1) 13. הקבוצה מתיל של תרופה זו מגנה עליו מפני התקפה של נוקלאופילים ביולוגיים; בפרט ציסטאין ומתיונין המכיל פפטידים / חלבונים 14-16. ככזה, התרופה היא יציבה למדי ויש לו ריכוז גבוה בהרבה המגיע לגרעינים בסרטן בהשוואה לשתי BBR3464 וציספלטין 17. תגובתיות מופחתת שלה גם אומרת יש picoplatin מינון המכסימלי נסבל גבוה יותר בהשוואה לBBR3464 וציספלטין 10,18,19.

פרויקט זה ולכן ביקש לשלב את המאפיינים של BBR3464 וpicoplatin לייצר תרופות חדשות כי הם מסוגלים להתגבר על התנגדות שנרכשה המציגות יציבות ביולוגית משופרת ותופעות effe פחות חמורCTS (למשל, איור 1). בעשותו כן, מגוון רחב של מתחמי פלטינה dinuclear הוכנו עם ligands bispyridine גישור 20. Ligands מבוצעים באמצעות תגובות צימוד אמיד עם חומצת isonicotinic, או נגזרות שלה כמו 2-methyl-isonicotinic חומצה, diaminoalkanes באורך משתנה. תגובה שווה ערך שומה אחד ligands עם שני שווי שומה של transplatin תשואות מתחמים הרצויים פלטינה (1 Scheme).

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

Protocol

1 סינתזה של N, N '-. (, Alkane-1-n diyl) diisonicotinamide

  1. ייבש צוואר בודד או בקבוק תחתית עגול שלושה צוואר בתנור (100 º C, 1 שעות) כדי להבטיח את כל הלחות מוסרת.
  2. הוספת חומצה מוצקה isonicotinic, או הנגזר שלו, לבקבוק יחד עם בר בחישה מגנטי. אם יגנד diaminoalkane (ים) הינו מוצקים בטמפרטורת חדר, ולאחר מכן 0.5 שומה (לשומות מספר חומצת isonicotinic) הוא הוסיף לבקבוק בשלב זה.
  3. מכסה את הצוואר (ים) של הבקבוק עם septa גומי ולהחליף את האוויר בבקבוק עם חנקן או באמצעות זרם חנקן רציף או באמצעות השימוש בבלוני חנקן מלא.
  4. שימוש במחט מזרק ואת מזרק כדי להוסיף dimethylformamide נטול מים או dimethylsulfoxide (4 מיליליטר ל500 מ"ג של חומצת isonicotinic או חומצת 2-methyl-isonicotinic) לפזר המוצק. אם המוצקים לא מתמוססים בקלות, ולאחר מכן לחמם את הפתרון בעדינות.
  5. הוסף 7 שווי שומה (להר של חומצת isonicotinic בשימוש) של triethylamine (בסיס חלש) ו0.5 שווי שומה של diaminoalkane. אם הפתרון הוא נוזלי בטמפרטורת חדר, ולאחר מכן להוסיף 1.5 שווי שומה.
  6. הוספה מקבילה שומה אחד אנהידריד 1-propylphosphonic (סוכן צימוד) עם ערבוב רציף ולאפשר את התגובה כדי להשלים מעל 5-12 שעה.

2. טיהור ligands

  1. לbispyridine ligands נעשה באמצעות ligands diaminoalkane עם 10 או יותר קבוצות מתילן, להמתין למוצרים כדי לזרז מפתרון כתגובה מתקדמת.
  2. לbispyridine ligands נעשה באמצעות diaminooctane, לזרז את המוצר על ידי הוספה ~ 40 מיליליטר של מים.
  3. לbispyridine נעשה באמצעות diaminoalkanes של שניים עד שש קבוצות מתילן, להוסיף ~ 40 מיליליטר של מים ומאפשר התרכובות להתגבש על 1-3 ימים.
  4. אסוף כל יגנד bispyridine ידי סינון ואקום וrecrystallize מכ 400-500 מיליליטר מים רותחים ל200מ"ג של ליגנד. הערה: עוד מים נחוצים לligands bispyridine כבר בשל המסיסות במים המופחת בהרבה שלהם.
  5. הוספת NaOH וKOH (pH 9) לפתרון על מנת להבטיח כי התרכובות הן בסיסים חופשיים על גיבוש מחדש.

3. סינתזה וטיהור של קומפלקסי הפלטינה Dinuclear

  1. באופן מלא לפזר טרנס diamminodichloridoplatinum (II), transplatin, במים חמים (70-80 מעלות צלזיוס) (150 מיליליטר ל200 מ"ג transplatin) כדי לייצר פתרון בצבע חום צהוב בהיר.
  2. הוספה מקבילה שומה 0.5 של ליגנד bispyridine ומערבבים את הפתרון בטמפרטורה עד להמסת ליגנד (פתרון ברור). לחכות לפתרון להפוך ליד חסר צבע, מכבה את האש, ומערבבים בטמפרטורת חדר לכמה שעות נוספות.
  3. הסר את הממס על ידי אידוי סיבובי, אשר תניב אבקה בצבע צהובה.
  4. לטהר, מורכב הפלטינה (es) על ידי ההמסה בכמות מינימאלית של מים חמים (~ 50 &# 186, C). אם מוצקים בצבע צהובים או לבנים הנותרים נמצאים, ואז לסנן את אלה.
  5. הוספת אצטון לפתרון עד משקע לבן נוצר שנראה טופס פולימריים של מתחמי המתכת ומייצג עד 10% מתוצר התגובה. המשך תוספת של אצטון (~ 20-30 מיליליטר נוסף) ועד לא יותר משקע מופיע. הערה: המשקע הלבן הזה הוא טומאה.
  6. הסר את המשקע הזה על ידי סינון התוכן באמצעות נייר ניילון מסנן (0.2 גודל נקבובית מיקרומטר) וסיבובי מתאדה הפתרון שנותר ליובש, אשר יניבו מוצר טהור. הערה: במידת צורך, ניתן לבצע צעדי ממטרים אצטון לאחר מכן נוספים עד המורכב הוא טהור.

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

תוצאות

Ligands bispyridine וקומפלקסי הפלטינה שלהם בהתאמה dinuclear מתאפיינים 1 H, 13 C ו195 Pt תמ"ג (לוחות 1 ו -2), וספקטרוסקופית מסת יינון electrospray. נקודות היתוך מדויקות ניתן לקבוע באמצעות סריקת calorimetry ההפרש וטהרה נקבעה על ידי מיטב ניתוח יסודות לתוכן אחוז C, H ...

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

Discussion

בעבודה זו קומפלקסי הפלטינה dinuclear היו מסונתזים כסוכנים אנטי סרטני פוטנציאליים. בעשותו כן ligands bispyridine הגישור היו מסונתז באמצעות תגובת צימוד אמיד באמצעות חומצת isonicotinic וdiaminoalkanes באורך משתנה. בעבר הסינתזה של bispyridine ligands ואנלוגים תילם עם 2 עד 8 קבוצות מתילן וקומפלקסי הפלטינה...

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

Disclosures

יש המחברים אין לחשוף.

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

87BBR3464picoplatinbispyridine

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