氧化荷苞牡丹碱稀土配合物及其合成方法和应用与流程

本发明涉及金属配位化合物领域，具体涉及氧化荷苞牡丹碱稀土配合物及其合成方法和应用。

背景技术：

荷苞牡丹碱主要来源于罂粟科植物水上叶荷苞牡丹(dicentraspectabilis)，防已科植物荷苞地不容(stephaniadicentrinifera)，别名痛可宁或山乌龟碱。有研究学者通过分离的方法，从o.leucoxylon中分离出具有生物活性的阿朴啡、异喹啉和双异喹啉生物碱，这些化合物包含的荷苞牡丹碱，具有抗肿瘤、镇痛镇静作用及抗菌的生物活性。s-荷苞牡丹碱可以从黑壳楠(linderamegaphylla(lauraceae))中分离得到，通过对它进行的抗肿瘤研究发现，其对人类肝细胞瘤huh-7有较显著的抗肿瘤活性。s-荷苞牡丹碱在对来自七种不同组织的二十一种人类肿瘤细胞的体外活性研究中，其对所有的肿瘤细胞均表现出不同程度的抗肿瘤活性，ic50值范围由对食道癌细胞hce-6的0.4μm到对肝细胞瘤ha22t的29μm，实验证明，s-荷苞牡丹碱对各种癌细胞具有一定的抑制活性(huangrl,chencc,huangyl,oujc,hucp,chencf,changc.anti-tumoreffectsofd-dicentrinefromtherootoflinderamegaphyll.plantamed,1998,64(3),212-215.)。例如肾上腺素受体作用的活性，离子通道作用活性，细胞毒性，抗氧化活性，抗血小板聚集活性和抗锥虫活性等。

氧化的荷苞牡丹碱(dicentrinone，即氧化荷苞牡丹碱，简称dco)，具有杀利什曼(原)虫及锥虫的活性，dco对trypanocidal、antileishmanial以及rad52修复缺失型的rs322酵母菌株具有较好的抑制活性。同时，氧化荷苞牡丹碱是拓朴异构酶ⅰ、ⅱ的抑制剂，且其对细胞的毒性也比较弱(zhoub,johnsonrk,matternmr,wangx,hechtsm.isolationandbiochemicalcharacterizationofanewtopoisomeraseiinhibitorfromocotealeucoxylon.j.nat.prod.2000,63,217–221.stevignyc,baillyc,quetin-leclercq.cytotoxicandantitumorpotentialitiesofaporphinoidalkaloids.curr.med.chem.-anti-canceragents,2005,5(2),173-182(10).)。但目前尚未见有以dco为配体的稀土配合物及其合成方法的相关报道。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一类结构新颖的氧化荷苞牡丹碱稀土配合物，以及它们的合成方法和应用。

本发明所述的氧化荷苞牡丹碱稀土配合物为下述式(i)所示化合物或其药学上可接受的盐：

其中，ln为la、ce、sm或nd。

本发明所述的氧化荷苞牡丹碱稀土配合物的合成方法为：取下述式(ⅱ)所示化合物与稀土金属盐，溶于溶剂体系中，于加热条件下进行配位反应，即得到相应的目标化合物；其中，

所述的稀土金属盐为lacl3·6h2o、cecl3·6h2o、smcl3·6h2o或ndcl3·6h2o；

所述的溶剂体系为氯仿与选自甲醇或乙醇中的一种的组合，其中氯仿与甲醇或乙醇的体积比为2：1-3.5：1；

上述氧化荷苞牡丹碱稀土配合物更为具体的合成方法为：取式(ⅱ)所示化合物与稀土金属盐，加入溶剂体系溶解，所得混合液置于容器中，经冷冻后抽真空，熔封，然后于80-120℃条件下反应，即得到相应的目标化合物。

上述合成方法中，式(ⅱ)所示化合物与稀土金属盐的摩尔比为化学计量比，在实际操作中通常选取式(ⅱ)所示化合物与稀土金属盐的摩尔比为1：1.2-1：2.0。

上述合成方法中，所述溶剂体系的用量可根据需要确定，通常情况下，以1mmol的式(ⅱ)所示化合物为基准计算，参加反应的原料用10-25ml的溶剂体系来溶解。在溶剂体系的组成中，所述氯仿与甲醇或乙醇的体积比优选为3：1。

上述合成方法中，所述的容器通常为厚壁玻璃管；当反应在80-120℃条件下进行时，反应的时间通常控制在48-72h，此时产率可达65％以上；也可以根据需要控制在72h以上。所述反应更优选在100-120℃条件下进行。

本发明所述合成方法中涉及的式(ⅱ)所示化合物为氧化荷苞牡丹碱，可从相关植物中分离得到，也可自行设计合成路线合成得到。

本发明还包括上述化合物或其药学上可接受的盐在制备抗肿瘤药物中的应用。

与现有技术相比，本发明以氧化荷苞牡丹碱为活性配体，与多种稀土离子配位反应合成了一系列氧化荷苞牡丹碱稀土配合物，通过考察它们对多种肿瘤细胞株的生长抑制作用，发现氧化荷苞牡丹碱-镧稀土配合物对skov3/ddp肿瘤细胞株表现出比顺铂更好的体外抗肿瘤活性，具有潜在的药用价值。

附图说明

图1为本发明实施例1制得的最终产物的晶体结构图(去掉h原子)；

图2为本发明实施例2制得的最终产物的晶体结构图(去掉h原子)；

图3为本发明实施例3制得的最终产物的晶体结构图(去掉h原子)；

图4为本发明实施例4制得的最终产物的晶体结构图(去掉h原子)；

图5为本发明实施例5制得的最终产物的晶体结构图(去掉h原子)。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详述，以更好地理解本发明的内容，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1：氧化荷苞牡丹碱的合成

按下述路线合成氧化荷苞牡丹碱：

1)化合物(2)的合成：

将72g3,4-二甲氧基苯乙酸溶解于600ml的冰醋酸中，常温下搅拌1h后加入7.2g溴素的冰醋酸(60ml)溶液，继续反应2h后，加入200ml冰水，有白色沉淀生成，过滤，滤饼用甲醇重结晶后，得到96g化合物(2)，产率约为95％。

化合物(2)为白色固体,esi-msm/z273.02[(2)-h]^-，¹³c-nmr(500mhz,dmso)δ：41.0816(c-2)，56.2538(c-5)，56.4330(c-6)，114.9042(c-9)，115.7982(c-3)，115.9616(c-8)，127.4302(c-10)，148.5825(c-4)，148.9687(c-8)，172.0429(c-1)，¹h-nmr(500mhz,dmso)δ：3.6021(2h,s,h-2),3.7120(3h,s,h-5),3.7346(3h,s,h-6),6.9880(1h,s,h-3),7.0886(1h,s,h-8)。

2)化合物(3)的合成：

将100g化合物(2)溶于100ml的二氯亚砜中，76℃条件下回流1.5h,减压蒸馏掉没有反应完的二氯亚砜，得到淡黄色的液体，用400ml二氯甲烷溶解75g胡椒乙胺，并将其缓慢加入上述淡黄色液体中，常温搅拌4小时，减压蒸除二氯甲烷，用甲醇重结晶，约得到100g白色固体，产率约为80％。

化合物(3)为白色固体,esi-msm/z421.96[(3)+h]⁺；¹h-nmr(500mhz,cdcl3)δ：2.485(2h,s,h-8)，3.269(2h,s,h-12)，3.408(2h,s,h-9)，2.485(2h,s,h-8)，3.697(6h,s,h-19,20)，6.332(1h,s,h-15)，6.374(1h,s,h-4)，6.490(1h,s,h-7)，6.611(1h,s,h-5)，6.831(h,s,h-7)。¹³c-nmr(500mhz,cdcl3)δ：34.828(c-12)，40.487(c-8)，43.350(c-9)，55.884(c-19，c-20)，100.5927(c-1)，107.965(c-4)，108.704(c-5)，113.524(c-14)，114.470(c-15)，115.434(c-16)，121.286(c-7)，126.336(c-13)，132.033(c-6)，145.849(c-3)，147.468(c-17)，148.525(c-2)，148.745(c-18)，169.440(c-11)。

3)化合物(4)的合成：

将100g的化合物(3)溶于1250ml氯仿中，然后加入180ml三氯氧磷(pocl3)，回流反应3h，反应完成后减压蒸馏除溶剂，用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，干燥，得到未纯化的化合物(4)，产率约80％。

4)化合物(5)的合成：

将70g化合物(4)溶于300ml甲醇中，加入过量的硼氢化钠(80g),常温搅拌反应12h，缓慢加入用1mol/l的稀盐酸溶液以反应过量的硼氢化钠，所得物料用乙酸乙酯萃取，有机相用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，再用甲醇重结晶，得到约78g化合物(5)，产率约82％。

5)化合物(6)的合成：

将50g的化合物(5)溶于375ml氯仿中，然后加入150ml浓度为2mol/l的氢氧化钠水溶液，搅拌0.5h后(此时体系的ph＝9)，缓慢加入等物质的量的boc酸酐，继续搅拌4h，用氯仿萃取，有机相再用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，之后减压蒸馏，得到57g化合物(6)，产率约为96％。

6)化合物(7)的合成：

将0.32g的三环己基磷、3.15g碳酸钾和0.125g的醋酸钯溶于80ml干燥的dmf中(此时体系的ph＝9)，然后加入5g化合物(6)，在惰性气体(氦气)保护下，于135℃回流24h，然后冷却，用1mol/l的盐酸中和后，用氯仿萃取，饱和碳酸氢钠溶液洗涤，干燥，用乙醇重结晶后得到4.3g化合物(7)，产率约为92％。

7)化合物(8)的合成：

将5g的化合物(7)溶于130ml干燥的四氢呋喃中，在冰浴中缓慢加入4.4g的氢化铝锂，在惰性气体(氦气)保护下，50℃中回流24h，用稀氨水调节体系的ph＝8，趁热抽滤，收集滤液，减压蒸馏除去溶剂，所得残余物用乙醇重结晶，析出固体后抽滤，得到化合物(8)约3.5g，产率约为90％。

8)氧化荷苞牡丹碱即化合物(9)的合成：

取2g化合物(8)溶于50ml的冰醋酸中，然后加入6.5g乙酸锰(ⅲ)，于70℃条件下回流5h，反应物抽滤，滤液旋蒸除去溶剂，残余物即为氧化荷苞牡丹碱粗品。所得粗品用氯仿溶解，之后用饱和碳酸氢钠溶液洗涤三次，然后上硅胶柱层析(洗去残留的催化剂)，用由氯仿和甲醇按30-32：1的体积比组成的混合溶剂洗脱，洗脱液蒸干溶剂，即得高纯度的黄色粉末产物1g，产率约50％。

取本实施例所得产物溶于由氯仿和甲醇按3：1的体积比组成的混合溶剂中，室温下缓慢挥发，在第15天时发现有明黄色棒状晶体出现，挑选合适的单晶进行结构表征：

1)红外表征：

用perkin-klmer公司的spectrumtwoft-irspectrometer傅立叶变换红外光谱仪(kbr压片)，对本实施例制得的产物进行红外分析，所得红外光谱数据如下：

ir(kbrcm^-1)(ar-h)3377(m),(-ch2-,v)2923,2851(m),(c＝o)1638(vs),(c＝c)1598,1572,1515,1424(s),(-ch2-,d)1459,(c-o)1279,1248,(c-n)1057,(-ch2-)776cm^-1。

2)x-射线衍射分析：

取大小合适的单晶置于brukersmartaapex2ccd面探单晶衍射仪上，以石墨单色器单色化的mo-kα射线在温度为296(2)k下，应用crystalclear程序，在1.90°≤θ≤25.10°的范围内，以ψ/θ扫描方式收集晶体数据，经最小二乘法修正后确定晶胞参数，通过直接法和差值fourier合成法解出晶体结构，并用全矩阵最小二乘法进行修正，对全部非氢原子的各向异性温度因子进行了修正，并通过理论计算加氢。所有计算在pc机上使用shelxtl-97程序包完成，采用半经验法校正结构。

所得晶体的结构图如图1所示，其晶体结构参数和部分键长、键角数据分别如下述表1和表2所示。

表1：氧化荷苞牡丹碱的晶体学数据

表2：氧化荷苞牡丹碱的部分键长键角

因此，可确定本实施例所得产物为氧化荷苞牡丹碱。

实施例2：[la(dco)2cl3(h2o)(配合物1)的合成

取按实施例1所述方法制得的dco(0.05mmol,0.017g)与lacl3·6h2o(0.1mmol,0.374g)加入到一端封闭的25cmpyrex厚壁玻璃管中，滴加1.5mlch3oh和0.5mlchcl3，用液氮冷冻后在抽真空条件下将开口端熔封，混合均匀后置于烘箱中于110℃条件下反应72h，冷却，可观察到管内有深红色方块状晶体生成(yield:65％)。

对上述所得产物进行表征：

1)红外表征：

用perkin-klmer公司的spectrumtwoft-irspectrometer傅立叶变换红外光谱仪(kbr压片)，对本实施例制得的产物进行红外分析，所得红外光谱数据如下：

ir(kbrcm^-1)(n-h)3377(m),(-ch2-,v)2918(m),(c＝o)1564(vs),(c＝c)151214841429(s),(-ch2-,d)1462,(c-o)12841256,(c-n)1056,(-ch2-)776cm^-1。

2)晶体结构分析：

取大小合适的晶体置于brukersmartaapex2ccd面探单晶衍射仪上，以石墨单色器单色化的mo-kα射线在温度为296(2)k下，应用crystalclear程序，在1.90°≤θ≤25.10°的范围内，以ψ/θ扫描方式收集晶体数据，经最小二乘法修正后确定晶胞参数，通过直接法和差值fourier合成法解出晶体结构，并用全矩阵最小二乘法进行修正，对全部非氢原子的各向异性温度因子进行了修正，并通过理论计算加氢。所有计算在pc机上使用shelxtl-97程序包完成，采用半经验法校正结构。

所得晶体的结构图如图2所示，其晶体结构参数和部分键长、键角数据分别如下述表3和表4所示。

表3：配合物1的晶体学数据

表4：配合物1的部分键长和键角

因此，可确定本实施例所得产物为目标产物[la(dco)2cl3(h2o)。

对比例2-1

重复实施例2，不同的是，反应在常温条件下进行，反应5天，试管内没有产物生成；继续再观察5天，仍旧没有产物生成。

对比例2-2

重复实施例2，不同的是，溶剂体系由1.0mlch3oh和1.0mlchcl3(即ch3oh和chcl3的体积比为1：1)，其它不变。

冷却后观察，管内没有晶体生成。

对比例2-2

重复实施例2，不同的是，溶剂体系由2.0mlch3oh和0.5mlchcl3(即ch3oh和chcl3的体积比为4：1)，其它不变。

冷却后观察，管内没有晶体生成。

实施例3：[ce(dco)2cl3(h2o)](配合物2)的合成

称取dco(0.05mmol,0.017g)与cecl3·6h2o(0.1mmol,0.373g)加入到一端封闭的25cmpyrex厚壁玻璃管中，滴加1.5mlch3oh和0.5mlchcl3，用液氮冷冻后在抽真空条件下将开口端熔封，混合均匀后置于烘箱中于110℃条件下反应72h，冷却，可观察到管内有深红色方块状晶体生成(yield:70％)。

对上述所得产物进行表征：

1)红外表征：

用perkin-klmer公司的spectrumtwoft-irspectrometer傅立叶变换红外光谱仪(kbr压片)，对本实施例制得的产物进行红外分析，所得红外光谱数据如下：

ir(kbrcm^-1)(n-h)3378(m),(-ch2-,v)2917(m),(c＝o)1562(vs),(c＝c)1511,1459,1429(s),(-ch2-,d)1489,(c-o)1282,1253,(c-n)1059,(-ch2-)774cm^-1。

2)晶体结构分析：

取大小合适的晶体置于brukersmartaapex2ccd面探单晶衍射仪上，以石墨单色器单色化的mo-kα射线在温度为296(2)k下，应用crystalclear程序，在1.90°≤θ≤25.10°的范围内，以ψ/θ扫描方式收集晶体数据，经最小二乘法修正后确定晶胞参数，通过直接法和差值fourier合成法解出晶体结构，并用全矩阵最小二乘法进行修正，对全部非氢原子的各向异性温度因子进行了修正，并通过理论计算加氢。所有计算在pc机上使用shelxtl-97程序包完成，采用半经验法校正结构。

所得晶体的结构图如图3所示，其晶体结构参数和部分键长、键角数据分别如下述表5和表6所示。

表5：配合物2的晶体学数据

表6：配合物2的部分键长和键角

因此，可确定本实施例所得产物为目标产物[ce(dco)2cl3(h2o)]。

实施例4：[sm(dco)2cl3(h2o)](配合物3)的合成

称取dco(0.05mmol,0.017g)与smcl3·6h2o(0.1mmol,0.365g)加入到一端封闭的25cmpyrex厚壁玻璃管中，滴加1.0mlch3oh和0.5mlchcl3，用液氮冷冻后在抽真空条件下将开口端熔封，混合均匀后置于烘箱中于110℃条件下反应72h，冷却，可观察到管内有深红色方块状晶体生成(yield:65％)。

对上述所得产物进行表征：

1)红外表征：

用perkin-klmer公司的spectrumtwoft-irspectrometer傅立叶变换红外光谱仪(kbr压片)，对本实施例制得的产物进行红外分析，所得红外光谱数据如下：

ir(kbrcm^-1)(n-h)3350(m),(-ch2-,v)2923(m),(c＝o)1566(vs),(c＝c)1512,1462,1429(s),(-ch2-,d)1492,(c-o)1278,1251,(c-n)1059,(-ch2-)773cm^-1。

2)晶体结构分析：

取大小合适的晶体置于brukersmartaapex2ccd面探单晶衍射仪上，以石墨单色器单色化的mo-kα射线在温度为296(2)k下，应用crystalclear程序，在1.90°≤θ≤25.10°的范围内，以ψ/θ扫描方式收集晶体数据，经最小二乘法修正后确定晶胞参数，通过直接法和差值fourier合成法解出晶体结构，并用全矩阵最小二乘法进行修正，对全部非氢原子的各向异性温度因子进行了修正，并通过理论计算加氢。所有计算在pc机上使用shelxtl-97程序包完成，采用半经验法校正结构。

所得晶体的结构图如图4所示，其晶体结构参数和部分键长、键角数据分别如下述表7和表8所示。

表7：配合物3的晶体学数据

表8：配合物3的部分键长和键角

因此，可以确定本实施例所得产物为[sm(dco)2cl3(h2o)]。

实施例5：[nd(dco)2cl3(h2o)](配合物4)的合成

称取dco(0.05mmol,0.017g)与ndcl3·6h2o(0.1mmol,0.251g)加入到一端封闭的25cmpyrex厚壁玻璃管中，滴加1.75mlch3oh和0.5mlchcl3，用液氮冷冻后在抽真空条件下将开口端熔封，混合均匀后置于烘箱中于110℃条件下反应72h，冷却，可观察到管内有深红色方块状晶体生成(yield:65％)。

对上述所得产物进行表征：

1)红外表征：

用perkin-klmer公司的spectrumtwoft-irspectrometer傅立叶变换红外光谱仪(kbr压片)，对本实施例制得的产物进行红外分析，所得红外光谱数据如下：

ir(kbrcm^-1)(n-h)3357(m),(-ch2-,v)2929(m),(c＝o)1558(vs),(c＝c)1511,1456,1360(s),(c-o)1278,1248,(c-n)1067cm^-1。

2)晶体结构分析：

取大小合适的晶体置于brukersmartaapex2ccd面探单晶衍射仪上，以石墨单色器单色化的mo-kα射线在温度为296(2)k下，应用crystalclear程序，在1.90°≤θ≤25.10°的范围内，以ψ/θ扫描方式收集晶体数据，经最小二乘法修正后确定晶胞参数，通过直接法和差值fourier合成法解出晶体结构，并用全矩阵最小二乘法进行修正，对全部非氢原子的各向异性温度因子进行了修正，并通过理论计算加氢。所有计算在pc机上使用shelxtl-97程序包完成，采用半经验法校正结构。

所得晶体的结构图如图5所示，其晶体结构参数和部分键长、键角数据分别如下述表9和表10所示。

表9：配合物4的晶体学数据

表10：配合物4的部分键长和键角

因此，可以确定本实施例所得产物为[nd(dco)2cl3(h2o)]。

实施例6：[ce(dco)2cl3(h2o)](配合物2)的合成

重复实施例3，不同的是，用乙醇替代甲醇，反应时间为56h，其它不变。

冷却后观察，管内有深红色方块状晶体生成(yield:70％)。

所得晶体经结构表征，确定为目标产物[ce(dco)2cl3(h2o)]。

实施例7：[sm(dco)2cl3(h2o)](配合物3)的合成

重复实施例4，不同的是，溶剂体系由1.5ml甲醇和0.5ml氯仿组成，反应在120℃条件下进行，反应时间为48h，其它不变。

冷却后观察，管内有深红色方块状晶体生成(yield:63％)。

所得晶体经结构表征，确定为目标产物[sm(dco)2cl3(h2o)]。

实施例8：[nd(dco)2cl3(h2o)](配合物4)的合成

重复实施例5，不同的是，反应在80℃条件下进行，其它不变。

冷却后观察，管内有深红色方块状晶体生成(yield:65％)。

所得晶体经结构表征，确定为目标产物[nd(dco)2cl3(h2o)]。

实验例：本发明实施例1制得的dco、本发明实施例2-5制得的各稀土配合物对多种人肿瘤细胞株的增殖抑制活性实验

用mtt法评价药物对活细胞生长及增殖的影响。在初筛试验中，取处于对数生长期的系列肿瘤细胞株，用含10％新生牛血清的培养液配成单个细胞悬液，以每孔190μl(约1×10⁴个/孔)细胞接种在96孔板，培养12h待细胞贴壁后，每孔分别加入不同浓度的样品10μl，每个梯度平行设4个复孔，其中的dmso是助溶剂，最终浓度不超过1％，同时设相应的阴性对照组(培养液中只有细胞和等量dmso，无药物)与空白对照组(培养液中只有等量的药物，无细胞)，每个梯度也平行设4个复孔，药物作用时间为48小时。培养结束前4小时每孔加入10μlmtt(5mg/mlpbs)，继续培养4小时后，吸弃上清液，再加入dmso100μl/孔，用平板震荡器振荡10min，让结晶物充分溶解，把空白对照组调零。用酶标仪以570nm/630nm双波长测定去除本底光吸收值后的吸光度(a)值，计算出细胞增殖抑制率。抑制率＝(1-样品a值/对照组a值)×100％。对初筛抗肿瘤效果较好的受试化合物再以bliss法分别计算各受试化合物对几种肿瘤细胞株的ic50值。实验中用bliss法分别计算各化合物对各种肿瘤细胞株的ic50值，所有实验重复3次后取平均值。结果如下述表11所示。

表11：各配合物对不同细胞株的ic50值(μm)

注：“-”表示未算出其ic50值。