一种含苯并噻唑的钌配合物的制备方法及其抗癌活性的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种多吡啶配合物及其制备方法与作为抗癌药物的应用，该钌多吡啶配合物是一类钌(II)配合物，以2-(10-二吡啶[3，2-a：2′，3′-c]吩嗪)苯并噻唑为主配体(BFDPP)，用联吡啶(bpy)，菲咯啉(phen)作为辅助配体。其分子式分别为[Ru(bpy)2(BFDPP]Cl2及[Ru(phen)2(BFDPP]Cl2，其中配体BFDPP为2-(11-二吡啶[3，2-a：2′，3′-c]吩嗪)苯并噻唑。本发明是由邻菲咯啉-5，6-二酮与2，3二氨基苯甲酸反应在乙醇制得黄色固体，该固体产物再与邻氨基苯硫酚在多聚磷酸中反应制得配体BFDPP，最后将BFDPP与Ru(bpy)2Cl2·H2O或Ru(bpy)2Cl2·H2O反应，所得固体经柱层析提纯得到的产品即为多吡啶钌配合物。本发明制备的配合物方法简单，反应条件温和，在水中有良好的溶解性。中间反应产物和目标产物结构稳定。本发明配合物对肤癌细胞株A375和乳腺癌细胞MCF-7有良好的抑制效果。
【专利说明】一种含苯并噻唑的钌配合物的制备方法及其抗癌活性
【技术领域】
[0001]本发明涉及一类以含苯并噻唑及二吡啶[3，2_a:2'，3' _c]吩嗪的新型钌配合物及其制备方法，以及所述钌配合物的抗肿瘤活性。
【背景技术】
[0002]在我国，目前癌症死亡率在所有疾病中已高居第二位，同时，癌症患者以每年160-170万人的速度在递增。据卫生部统计，2010年抗癌药物的年销售额600亿美元以上。临床上癌症的主要的治疗方法是化学治疗，但目前化学治疗药剂中的为顺钼等药物存在毒副作用较大及癌细胞的耐药性问题，且顺钼等抗癌药物的水溶性较小。因此研发出新型高效，低毒并且无交叉耐药性的抗癌药物一直是科研工作者的研究热点。
[0003]钌配合物是目前研究最为广泛的抗癌药物之一。与目前应用最为广泛的顺钼、卡钼等DNA烷化剂相比，钌配合物具有毒性小，在生物体内易于被肿瘤组织吸收，易于人体排泄等特点。研究结果表明，钌元素能模仿铁来与血清蛋白等生物大分子相结合，从而使钌配合物较于钼类药物的毒性显著降低。如以往相关1，10-菲咯啉钌配合物的抗癌作用报道:Chen T.F., et al.1norg.Chem.2010,49 (14), 6366-6368 ；Rosenberg B.,Nature 1969，222(5191)，385-386 ；Gao F.，etal.J Inorg.Biochem.2008,102(5-6)，1050-1059。
[0004]近年来，杂环化合物已经成为新药研究的重要对象，其中苯并噻唑类尤为引人关注。已发现该类化合物具有抗真菌、抗结核、抗癌等药理活性。以含苯并噻唑为主配体制得的钌配合物，由于金属钌与苯并噻唑的协同作用，使其拥有良好的抗癌活性。如以往相关含苯并噻唑结构的抗癌作用的报道:Vu C.B.，et al.Bioorg.& Med.Chem.Lett., 2009,19(5), 1416-1420 ；ffang Z.et al.Bioorg.& Med.Chem.Lett.，2011，21 (4)，1097-1101 ;Soni B, et al.Eur0.J Med.Chem.,2010,45(7), 2938-2942。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于克服已有技术的不足，提供一种结构稳定的，对癌细胞有明显抑制效果的钌配合物。
[0006]本发明为一种新型有机配体BFDPP (BFDPP = 2-(11- 二吡啶[3，2-a:2 ,，3 ' -c]吩嗪)苯并噻唑)及其两个钌配合物[Ru(bpy)2(BFDPP]Cl2(配合物I)及[Ru (phen)2 (BFDPP]Cl2 (配合物 2)的(bpy = 2,2'-联吡唆,phen = 1,10-菲罗林)合成方法。
[0007]本发明提供了上述钌配合物在制备抗癌药物中的应用。
[0008]本发明通过以下技术方案实现上述发明目的。
[0009]本发明所述的钌配合物，其分子式分别为[Ru(bpy)2(BFDPP]Cl2及[Ru (phen)2 (BFDPP]Cl2，其中配体 BFDPP 为 2-(I1-二吡啶[3，2-a:2'，3' _c]吩嗪)苯并噻唑。
[0010]本发明的技术方案如下:[0011]钌配合物的方法通过如下步骤，即:2-(10-二吡啶[3，2-a:2'，3' _c]吩嗪)苯并噻唑与cis-Ru (bpy)2C12.2Η20或cis-Ru (phen)2C12.2Η20反应制备得到目标配合物。将化学计量摩尔比的 cis-Ru (bpy) 2C12.2Η20 或 cis-Ru (phen) 2C12.2Η20 和 2-(10-二吡唳[3,
2-a ,2' -c]吩嗪)苯并噻唑，加入适量乙醇，水，氮气保护，加热回流。冷却，抽滤，旋干滤液，得固体，柱层析提纯，再旋干，干燥，所得红色固体即为，产率分别为74%和68.3%。
[0012]上述方法中，其制备的配合物含带电荷的金属氯离子，非常规六氟磷酸盐，比相应的有机小分子有了很大的提高，在水中有良好的溶解性。
[0013]上述方法中，其制备方法简单，反应条件温和，容易实施，制备过程中得到的中间反应产物和目标产物结构稳定。
[0014]上述方法中，所述配体由以下步骤得到:
[0015]A.制备二吡啶[3，2-a #，3' _c]吩嗪-10-酸:将1，10-菲咯啉_5，6_ 二酮投入到乙醇中，其中按质量每一克的1，10_菲咯啉-5，6-二酮配比(50-60ml)毫升乙醇，氮气保护下再加入2，3_ 二氨基苯甲酸，经回流反应得到制备二吡啶[3，2-a:2'，3' -c]吩嗪-10-酸，其中1，10-菲咯啉-5，6-二酮与2，3_ 二氨基苯甲酸的摩尔比为1:1。
[0016]B.制备2-(10-二吡啶[3，2_a:2'，3' _c]吩嗪)苯并噻唑:将步骤制得的二吡啶[3，2-a:2'，3' -c]吩嗪-10-酸按质量每一克二吡啶[3，2-a:2'，3' -c]吩嗪-10-酸配比25-30ml多聚磷酸，氮气保护下再加入2-氨基苯硫酚，加热到200°C，得到产品 2-(10-二吡啶[3，2-a:2'，3' _c]吩嗪)苯并噻唑，其中二吡啶[3，2_a:2'，3' -c]吩嗪-10-酸与2-氨基苯硫酚的摩尔比为1:1投量。
[0017]更进一步，上述B步骤的2-(10-二吡啶[3，2_a:2'，3' _c]吩嗪)苯并噻唑经以下步骤制备得到:
[0018]在氮气保护下，将多聚磷酸加入到二吡啶[3，2_a:2'，3' _c]吩嗪_10_酸，将其覆盖，在用移液器移取2-氨基苯硫酚加入到反应液中，加热，到140°C时再进行搅拌。再加热到200°C，反应20h，冷却，将反应液倒入少量冰块中，抽滤，取滤液，在加入大量的水，再次抽滤，所得固体即为2-(10-二吡啶[3，2-a:2'，3' _c]吩嗪)苯并噻唑。
[0019]本发明采用MTT方法，进行体外癌细胞的毒性进行测定，对钌配合物对人体乳腺癌细胞MCF-7及皮肤癌细胞株A375的抑制作用。将得到的钌配合物配成一定浓度的溶液与皮肤癌细胞株A375及乳腺癌细胞MCF-7分别作用时间为48小时，根据以下公式计算其抑制率:
[0020]肿瘤细胞生长抑制率(％ ) = (0D对照-ODii验)/(0D对照-OD空白)X 100%
[0021]其中OD表示酶标仪上570nm处对应溶液的光度值。
[0022]上述方法中，所述的钌(II)配合物表现出对人体乳腺癌细胞MCF-7及皮肤癌细胞株A375较强的双重抑制效果。
[0023]上述方法中，配合物[Ru(bpy) 2 (BFDPP] Cl2 及[Ru (phen) 2 (BFDPP] Cl2 对皮肤癌细胞株A375及乳腺癌细胞MCF-7 均有很好的抑制效果，优于常用的顺钼，卡钼等抗癌药物，是对癌细胞具有高效抑制作用的金属钌配合物，具有潜在的应用开发价值。
[0024]图1为本发明合成路线图。
[0025]图2 为本发明配合物[Ru(bpy)2(BFDPP]Cl2 及[Ru (phen) 2 (BFDPP] Cl2 及一些典型的抗癌药物皮对肤癌细胞株A375的抑制效果。[0026]图3 为本发明配合物[Ru(bpy)2(BFDPP]Cl2 及[Ru (phen) 2 (BFDPP] Cl2 及一些典型的抗癌药物皮对乳腺癌细胞MCF-7的抑制效果。
[0027]以下为具体实施方法。
[0028]实施例1:制备二吡啶[3，2_a:2'，3' _c]吩嗪_10_酸
[0029]250mL 三口烧瓶中加入 2.1g(IOmmol) 1，10-菲咯啉-5，6-二酮(IOmmol)，乙醇IOOmL,赶除空气。氮气保护下加入1.52g(IOmmol) 2，3-二氨基苯甲酸，80°C下回流，搅拌反应，TLC薄层色谱跟踪反应进度，约5h后反应完成，停止反应后，冷却，抽滤，并用二氯甲烷及乙醇洗涤，得淡黄色固体2.88，产率88.3%。
[0030]实施例2:制备2-(10- 二吡啶[3，2-a '2'，3' _c]吩嗪)苯并噻唑
[0031]在一个IOOmL 的三口烧瓶中加入 0.303g(0.929mmol) 二吡啶[3，2-a:2'，3' _c]吩嗪-10-酸及适量的多聚磷酸，氮气保护，再移液器移取lmL(0.929mmol)邻氨基苯硫酚，用油浴加热至140°C，在开动搅拌器搅拌，反应20h，冷却再倒入100g碎冰块中，抽滤，向滤液中加入200mL水，并用氨水调pH至中性，再次抽滤，取所得固体并用水及乙醇洗涤。干燥，得黄绿色固体0.192g，产率51.2%。
[0032]实施例3:制备[Ru (bpy) 2BFDPP] Cl2 及[Ru (phen) 2BFDPP] Cl2:
[0033]IOOmL 的三口烧瓶中依次加入 0.20mmol cis-Ru (bpy) 2C12.2H20 或cis-Ru(bpy)2Cl2.2Η20和 0.2g(0.5mmol)2-(10-二吡啶[3, 2-a -.2' ,3/ _c]吩嗪)苯并噻唑，加入24mL乙醇，6mL水玻璃管浸入液体用氮气鼓泡20mln脱去溶剂中的溶解氧。升温加热至80°C，保持回流状 态反应24h，停止反应，得到红色溶液。将反应液倒入30mL去离子水中，搅拌5mln。抽滤，弃去不溶物。减压蒸馏除去滤液中的溶剂，对所得固体进行真空干燥。干燥固体用柱层析分离(中性氧化铝柱200~300目，洗脱液:乙腈/甲苯=1/1)。待分离完毕后，脱去溶剂得到橙黄色至红色固体粉末。粉末加入到25mL的小烧杯中，用少量乙腈溶解得到溶液。把该烧杯放在装有无水乙醚的具塞广口瓶中。待乙醚缓慢扩散到乙腈中析出粉末固体或者针状晶体。过滤，弃去滤液，固体用无水乙醚洗涤。将固体真空干燥。得到目标产物[Ru (bpy) 2BFDPP]C120.333g，收率 78% 及目标产物[Ru (phen) 2BFDPP] Cl20.321g，收率68.3%。
[0034]实施例4: [Ru (bpy) 2BFDPP] Cl2 及[Ru (phen) 2BFDPP] Cl2 抑制癌细胞活性研究:
[0035]1.养至对数生长的细胞(A375，MCF-7)，，用0.25%胰蛋白酶消化，制备单细胞悬液，调整细胞密度为IO4个/ml,摇匀,接种于96孔板,150 μ I/孔,用小牛血清、青霉素及链霉素的DMEM培养基，在37°C 5% C02细胞培养箱中养至细胞贴壁；
[0036]2.用5 X 10_6mol/L钌配合物溶液及部分典型的抗癌药物进行处理；
[0037]3.处理完毕后再放置到培养箱中继续培养18h，同时以为处理的细胞作阴性对
昭.>、、、?
[0038]4.将长满单层细胞的培养板中的营养液弃掉，每孔加入100 μ I新鲜配制的
0.5mg/ml MTT的无血清培养液，放入培养箱中继续培养4h，小心弃上清液，并加入200 μ IMTT的DMSO溶液，微型超声波振荡器混匀；
[0039]5.在酶标仪上测定波长544nm处的光密度值，根据下列公式计算其抑制率:
[0040]肿瘤细胞生长抑制率(％ ) = (0D对照-ODii验)/(0D对照-OD空白)X 100%实验结果均为三次平行实验的平均值。
【权利要求】
1.一类结构中含吩嗪及苯并噻唑基团的钌配合物，其分子式为[Ru(bpy)2(BFDPP]Cl2，[Ru(bpy)2(BFDPP]Cl2，其中配体 BFDPP 为 2-(10-二吡啶[3，2-a:2'，3' _c]吩嗪)苯并噻唑。
2.根据权利要求1所述的配体FDPP的反应原料二吡啶[3，2-a:2'，3'-c]吩嗪-10-酸的合成方法，其特征在于所述反应的具体步骤如下:在邻菲罗林_5，6- 二酮及3，4二氨基苯甲酸的混合物中，加入大量的乙醇，加热，回流，反应液逐渐变澄清，一段时间后有大量淡黄色固体析出。反应5h后,冷却,抽滤,洗漆,干燥,所得固体即为二吡唳[3, 2-a:2’ ,V -c]吩嗪-10-酸。
3.根据权利要求1所述配体的FDPP制备方法，其特征在于所述反应的具体步骤如下:在二吡啶[3，2-a:2' -c]吩嗪-10-酸中中加入多聚磷酸，再加入2-氨基苯硫酚，溶液变为墨绿色。在温度为200°C左右反应20小时。将反应混合物倒入少量冰块中，搅拌，抽滤，取滤液。再加入大量的水，并将PH值调至中性，抽滤，干燥所得黄绿色固体即得产物配体
4.根据权利要求1 所述配[Ru (bpy) 2 (BFDPP] Cl2 及[Ru (bpy) 2 (BFDPP] Cl2 制备方法，其特征在于所述反应的具体步骤如下:在2-(10-二吡啶[3，2-a:2'，3' -c]吩嗪)苯并噻唑中加入适量的乙醇，水及N，N- 二甲基甲酰胺，再加入cis-Ru (bpy)2C12或Cis-Ru(Phen)2Cl2,,加热,反应液的颜色从墨绿色逐渐变为红色,反应20h。经冷却，抽滤，旋蒸除去溶剂，用乙腈溶解，过柱，再旋蒸，即得产物。
5.根据权利要求1所述的钌配合物和权利要求3所制得的配合物，其特征在于这两个配合物对皮肤肺癌细胞及乳腺癌细胞都具有一定的抑制作用。
【文档编号】C07F15/00GK103896986SQ201210578407
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】郑昌戈, 董文献, 童蓉蓉 申请人:江南大学