JoVE Logo
АВТОРЫ
СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Этот протокол описывает использование амидного сочетани реакций изоникотиновой кислоты и диаминоалканов образовывать мостиковые лиганды, пригодные для использования в синтезе многоядерных комплексов платины, которые сочетают аспекты противоопухолевых препаратов BBR3464 и picoplatin.

Аннотация

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.

Введение

Платина противоопухолевые препараты остаются одним из наиболее широко используемых семье агентов в лечении человеческого рака 1. Несмотря на успех, они ограничены в их применении тяжелыми дозолимитирующей побочных эффектов 2-4. Ограниченные дозы, которые могут быть введены пациентам также означает, что опухоли могут вырабатывать устойчивость 5. По существу, новые препараты продолжают разрабатываться для улучшения профиль побочных эффектов и преодолеть приобретенную устойчивость, как phenanthriplatin 6 и phosphaplatin 7.

В конце 1990-х, трехъядерный платиновый препарат был разработан, BBR3464 (схема 1) 8, то есть до 1000 х более токсичным в пробирке, чем ведущие платина наркотиков, цисплатин. BBR3464 также способен преодолевать приобретенной устойчивости в панели линий раковых клеток человека 9. К сожалению, повышение активности BBR3464 будет сопровождаться 50 - до 100 - раз более высокую токсичность, котораяограничивает его применение 10-12. Он также легко разрушается в организме, то есть немного препарата достигает ядра раковых интактные 9.

Picoplatin является мононуклеарных на основе платины препарат, который содержит 2-метил-пиридин-лиганд (схема 1) 13. Метильной группой этого препарата защищает его от нападения биологических нуклеофилами; в частности цистеин и метионин, содержащие пептиды / белки 14-16. Таким образом, препарат достаточно стабилен и имеет намного более высокую концентрацию, которая достигает ядра раковых сравнению как с BBR3464 и цисплатин 17. Его снижена реактивность также означает picoplatin имеет более высокую максимальную переносимую дозу по сравнению с BBR3464 и цисплатин 10,18,19.

Таким образом, этот проект призван объединить свойства BBR3464 и picoplatin производить новые препараты, которые в состоянии преодолеть приобретенную устойчивость, что отображения повышенной биологической стабильности и менее строгую боковую EFFECTS (например, рисунок 1). При этом, ряд двуядерных комплексов платины были подготовлены с биспиридина мостиковых лигандов 20. Лиганды выполнены с использованием амидного сочетани реакции с изоникотиновой кислоты или ее производных, таких как 2-метил-изоникотиновой кислоты, переменной длины диаминоалканов. Реакция одним моль-эквивалентом лигандов с двумя моль эквивалентов transplatin дает желаемые комплексы платины (схема 1).

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

протокол

1 Синтез N, N '-. (Алканов-1, н-диил) diisonicotinamide

  1. Сушат одну горловину или три-горлую круглодонную колбу в печи (100 ° С, 1 ч), чтобы обеспечить вся влага удаляется.
  2. Добавить твердого изоникотиновой кислоты, или его производное, в колбу вместе с магнитным перемешивающим стержнем. Если диаминоалкан лиганд (ы) являются твердыми при комнатной температуре, затем 0,5 моль (к числу молей изоникотиновой кислоты) добавляли в колбу на данном этапе.
  3. Закройте горлышко (ы) из колбы с резиновой перегородкой и заменить воздух в колбе с азотом или через непрерывный поток азота или с использованием азота заполнены шары.
  4. С помощью подкожной иглы и шприца, чтобы добавить безводный диметилформамид или диметилсульфоксид (4 мл в 500 мг изоникотиновой кислоты или 2-метил-изоникотиновой кислоты), чтобы растворить твердое вещество. Если твердые не легко растворяются, то нагревают раствор осторожно.
  5. Добавить 7 моль-эквивалентов (на аКрепление изоникотиновой кислоты, используемой) триэтиламина (слабое основание) и 0,5 моль эквивалентов на диаминоалканом. Если раствор является жидкостью при комнатной температуре, затем добавляют 1,5 моль-эквивалентов.
  6. Добавить одним моль-эквивалентом 1-пропилфосфонового ангидрида (связующего агента) при непрерывном перемешивании и оставляют реакционную завершить в течение 5-12 часов.

2. Очистка лигандов

  1. Для биспиридина лигандов, сделанных с помощью диаминоалканом лигандов с 10 или более метиленовых групп, ждать продукты для осаждения из раствора по мере протекания реакции.
  2. Для биспиридина лиганды с использованием диаминооктан, осаждают продукт добавлением ~~~iobj 40 мл воды.
  3. Для биспиридина с использованием диаминоалканов из 5:58 метиленовых групп, добавьте ~ 40 мл воды и позволяет соединения кристаллизоваться в течение 1-3 дней.
  4. Сбор каждый биспиридина лиганд вакуумной фильтрацией и перекристаллизовывают из примерно 400-500 мл кипящей воды в 200мг лиганда. Примечание: Более вода необходима для более биспиридина лигандов из-за их значительно сниженной растворимостью в воде.
  5. Добавить NaOH и КОН (рН 9) к раствору, чтобы гарантировать, что эти соединения являются свободные основания после перекристаллизации.

3. Синтез и очистка Биядерные комплексы платины

  1. Полностью растворяется транс-diamminodichloridoplatinum (II), transplatin, в горячей (70-80 ° С) водой (150 мл на 200 мг transplatin) для получения прозрачного сильно желтого цвета раствор.
  2. Добавить 0,5 моль эквивалент биспиридина лиганда и перемешивают раствор при температуре до лигандов растворится (прозрачный раствор). Дождитесь решения, чтобы превратить вблизи бесцветный, выключите огонь, и перемешивают при комнатной температуре в течение нескольких дополнительных часов.
  3. Растворитель удаляют на роторном испарителе, который даст желтого цвета порошок.
  4. Очищают, комплекс платины (адреса) путем растворения в минимальном количестве теплой воды (~ 50 &# 186; С). Если остальные желтые или белые цветные отходах присутствуют твердые, затем процеживают них прочь.
  5. Добавить ацетон в раствор до тех пор, белый осадок не образуется которая, как представляется полимерной форме комплексов металлов и представляет до 10% продукта реакции. Продолжить добавление ацетона (~ лишних 20-30 мл), пока не появится не более осадок. Примечание: этот белый осадок является примесью.
  6. Удалить осадок путем фильтрации содержимого через нейлоновый фильтр бумаги (размер пор 0,2 мкм) и ротационные испарения оставшегося раствора досуха, в результате которых получают чистый продукт. Примечание: Если необходимо, то дополнительные шаги ацетон осадки не могут быть выполнены, пока комплекс чист.

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

Результаты

В биспиридина лиганды и их соответствующие комплексы платины биядерные характеризуются 1 Н, 13 С и 195 Pt ЯМР (таблицы 1 и 2), и с ионизацией электрораспылением масс-спектрометрии. Точные температуры плавления можно определить с помощью дифференциальной ?...

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

Обсуждение

В этой работе биядерного комплексы платины были синтезированы в качестве потенциальных противоопухолевых агентов. При этом биспиридина мостиковых лигандов были синтезированы с помощью реакции связывания амида с использованием изоникотиновой кислоты и переменных диаминоалканов дл...

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

Раскрытие информации

Авторы не имеют ничего раскрывать.

Материалы

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

Ссылки

  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.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

87BBR3464picoplatin

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

РЕКОМЕНДОВАТЬ БИБЛИОТЕКЕ

НОВОСТИ JoVE

Исследования

Образование

АВТОРЫ

Библиотекарь

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены