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  • Referências
  • Reimpressões e Permissões

Resumo

Este protocolo descreve o uso de reacções de acoplamento de amida do ácido isonicotínico e diaminoalcanos para formar ponte ligandos adequados para utilização na síntese de complexos de platina multinucleadas, que combinam os aspectos dos fármacos anticancerígenos BBR3464 e picoplatin.

Resumo

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.

Introdução

Drogas anticâncer Platinum permanecer um membro da família mais amplamente utilizado de agentes no tratamento de câncer humano 1. Apesar de seu sucesso, eles são limitados em sua aplicação por graves efeitos colaterais dose-limitante 2-4. As doses limitadas que podem ser administrados a doentes que significa que os tumores podem desenvolver resistência 5. Como tal, os novos medicamentos continuam a ser desenvolvidos para melhorar o perfil de efeitos colaterais e superar a resistência adquirida, como phenanthriplatin 6 e phosphaplatin 7.

No final de 1990, uma droga trinuclear platina foi desenvolvido, BBR3464 (Esquema 1) 8, que é de até 1.000 x mais citotóxica in vitro do que a principal droga de platina, cisplatina. BBR3464 também é capaz de superar a resistência adquirida em um painel de linhas celulares de cancro humanos 9. Infelizmente, o aumento da atividade de BBR3464 é acompanhada por 50 - a 100 - vezes maior toxicidade, o quelimita seu uso 10-12. Ela também é facilmente degradado no corpo, ou seja, pouco do fármaco atinge núcleos cancerosas intactas 9.

Picoplatin é um fármaco à base de platina mononuclear que contém um ligando 2-metil-piridina (Esquema 1) 13. O grupo metilo da droga que protege contra o ataque por nucleófilos biológicos; em particular, metionina e cisteína, contendo péptidos / proteínas de 14-16. Como tal, a droga é muito estável e tem uma concentração muito mais elevada que atinge os núcleos de cancro em comparação com ambos BBR3464 e cisplatina 17. A sua reactividade reduzida também significa picoplatin tem uma dose máxima tolerada mais elevada em comparação com a cisplatina e BBR3464 10,18,19.

Assim, este projecto procurou combinar as propriedades de BBR3464 e picoplatin para produzir novos medicamentos que são capazes de superar a resistência adquirida que exibir maior estabilidade biológica e menos grave-effe ladocts (por exemplo, Figura 1). Ao fazer isso, uma série de complexos de platina dinucleares foram preparadas com bispyridine ponte ligantes 20. Os ligantes são feitas usando reacções de acoplamento de amida com o ácido isonicotínico ou seus derivados, como 2-metil-isonicotínico, diaminoalcanos de comprimento variável. A reacção de um equivalente molar dos ligandos com dois equivalentes molares de transplatin produz os complexos de platina desejado (Esquema 1).

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Protocolo

1 Síntese do N, N '-. (, N-alcano-diilo 1) diisonicotinamide

  1. Seque um único pescoço ou balão de fundo redondo de três pescoço em um forno (100 º C, 1 h) para garantir que toda a umidade seja removida.
  2. Adicionar ácido isonicotínico sólido, ou um seu derivado, para o frasco, juntamente com uma barra de agitação magnética. Se o ligando (s) diaminoalcano são sólidos à temperatura ambiente, em seguida, 0,5 mole (para as moles Número de ácido isonicotínico) é adicionado ao balão nesta fase.
  3. Tapar o pescoço (s) do frasco com septos de borracha e substituir o ar na garrafa com azoto, quer por meio de uma corrente contínua de azoto ou através do uso de azoto balões cheios.
  4. Use uma agulha hipodérmica e uma seringa para adicionar dimetilformamida ou dimetilsulfóxido anidro (4 ml por 500 mg de ácido isonicotínico ou o ácido 2-metil-isonicotínico) para dissolver o sólido. Se os sólidos não se dissolvem facilmente, em seguida, aquecer lentamente a solução.
  5. Adicionar 7 equivalentes Mole (a ummontagem de ácido isonicotínico usado) de trietilamina (base fraca) e 0,5 equivalentes molares do diaminoalcano. Se a solução é um líquido à temperatura ambiente, em seguida adicionar 1,5 equivalentes molares.
  6. Adicionar um equivalente molar de anidrido 1-propilfosfónico (agente de acoplamento), com agitação contínua, e permitir que a reacção se complete durante 5-12 hr.

2. Purificação dos ligandos

  1. Para bispyridine ligantes feitos usando ligandos diaminoalcano com 10 ou mais grupos metileno, espera para o produto a precipitar a partir da solução como a reacção progride.
  2. Para bispyridine ligantes feitos usando diaminooctano, precipitar o produto por adição de ~ 40 mL de água.
  3. Para bispyridine feito usando diaminoalcanos de 2-6 grupos metileno, adicionar ~ se 40 ml de água e permite que os compostos a cristalizar ao longo de 1-3 dias.
  4. Recolhe cada ligando bispyridine por filtração a vácuo e deixa-se recristalizar a partir de cerca de 400-500 ml de água em ebulição por 200mg de ligante. Nota: Mais água é necessária para os ligantes mais bispyridine devido à sua muito reduzida solubilidade em água.
  5. Adicionar NaOH e KOH (pH 9) para a solução para assegurar que os compostos sejam bases livres mediante recristalização.

3. Síntese e Purificação dos Complexos de platina dinucleares

  1. Totalmente dissolver trans-diamminodichloridoplatinum (II), transplatin, em água quente (70-80 º C) (150 ml por 200 mg de transplatin) para produzir uma solução de cor amarelo claro fortemente.
  2. Adicionar um equivalente molar de 0,5 de ligando bispyridine e agita-se a solução à temperatura até dissolver o ligante (solução clara). Espere até que a solução para transformar perto incolor, desligue o fogo e mexa em temperatura ambiente por algumas horas adicionais.
  3. Remover o solvente por evaporação rotativa, o que irá originar um pó de cor amarela.
  4. Purifica-se o complexo de platina (s) por dissolução numa quantidade mínima de água quente (~ 50 &# 186; C). Se restantes sólidos de cor amarela ou branca estão presentes, em seguida, filtrar estas fora.
  5. Adicionar acetona à solução até que um precipitado branco se formou, que parece ser uma forma polimérica dos complexos de metal e representa até 10% do produto de reacção. Continuar a adição de acetona (~ extras 20-30 ml) até que não haja mais formação de precipitado. Nota: este precipitado branco é uma impureza.
  6. Remove-se este precipitado por filtração os conteúdos através de papel de filtro de nylon (tamanho de poro 0,2 fim) e rotativo, evaporando a solução remanescente até à secura, o que irá originar um produto puro. Nota: Se for necessário, em seguida, os passos adicionais de precipitação de acetona pode ser realizada até que o complexo é puro.

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Resultados

Os ligantes bispyridine e respectivos complexos de platina dinucleares são caracterizadas por 1 H, 13 C e 195 Pt-RMN (Tabelas 1 e 2), e por espectroscopia de massa por ionização por electropulverização. Os pontos de fusão precisos pode ser determinada utilizando calorimetria diferencial de varrimento e a pureza é melhor determinado por análise elementar para C, H e N teor percentual. De maior utilização é de 1 H-RMN, uma vez que é ...

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Discussão

Neste trabalho complexos dinucleares da platina têm sido sintetizados como agentes anti-cancerígenos potenciais. Ao fazê-lo bispyridine ligandos em ponte foram sintetizadas através de uma reacção de acoplamento de amida usando ácido isonicotínico e diaminoalcanos de comprimento variável. Anteriormente, a síntese de bispyridine ligantes e os seus análogos de metilo com 2 a 8 grupos de metileno e os seus respectivos complexos de platina têm sido relatados. Neste trabalho, o método de síntese e purificação ...

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Divulgações

Os autores não têm nada a revelar.

Materiais

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

Referências

  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).
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  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).
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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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