一种喹啉甲醛缩氨基硫脲配体和其铜配合物以及其合成方法及应用与流程

本发明涉及一种铜配合物的合成方法及其应用，尤其是涉及一种喹啉甲醛缩氨基硫脲配体和其铜配合物的合成方法及其在制备抗肿瘤药物中的应用。
背景技术：
：barnettrosenberg在1960年发现顺铂，并将其用于治疗癌症，这为金属基抗癌药物的应用奠定了基础。尽管顺铂在治疗癌症方面的突破，但是药物相关的严重副作用，包括剂量限制性肾毒性，神经毒性，耳毒性和呕吐仍然是主要挑战。由于临床使用顺铂引起的缺点而开发的一些非铂类药物同样具有严重的副作用：缺乏更好的血液清除率、神经累积毒性、肾毒性、肾功能衰竭等毒性。铜配合物具有显著的抗肿瘤活性，其作用机制不同于临床上使用的铂类化合物顺铂。基于内源性铜对正常细胞的毒性可能小于癌细胞的假设，已经研究了铜基复合物的细胞毒性作用。铜配合物具有氧化还原活性，并竞争性地结合到可能被其他金属占据的位置。缩氨基硫脲类配体是过渡金属的螯合剂，它们利用配体的n-n-s供体系统与过渡金属形成稳定的配合物的n-n-s杂环氨基硫脲在体外和体内均增加了配体的细胞毒性。目前还未见有8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体及其铜配合物的合成及其应用的公开报道。因此，为了克服铂类药物的缺点，本发明提出一种喹啉甲醛缩氨基硫脲配体和其铜配合物的合成方法及其在制备抗肿瘤药物中的应用。技术实现要素：本发明提出一种8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体及其铜配合物，并公开了前述配体及其铜配合物的合成方法及其在制备抗肿瘤药物中的应用。发明技术方案：一种8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体，其在药学上可接受的结构如下式（i）所示：（i）所述的8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体，其合成方法如下：1）取8-喹啉甲醛和4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲，以醇类物质和盐酸作为溶剂，进行反应，有黄色沉淀生成；2）收集反应生成沉淀物，洗涤，得到8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体。使用的醇类物质溶剂为甲醇、乙醇或者甲醇和乙醇的组合，使用的甲醇的体积浓度为20-100%；乙醇采用体积浓度为20-100%；当醇类物质的选择为甲醇和乙醇的组合时，甲醇和乙醇之间的配比可以为任意配比。步骤1）中，反应方式采用回流反应，使反应在20℃、60℃或80℃至醇类物质溶剂的回流温度范围内进行，当反应温度在60℃至溶剂的回流温度范围内进行时，控制反应时间为1-24h，反应是否完全可采用薄层层析（tlc）跟踪检测。所述的8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体合成方法，步骤1）中，8-喹啉甲醛和4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲的物质的量之比为1：1；所述溶剂的用量以能溶解参加反应的原料为宜，通常情况下，1mmol的8-喹啉甲醛或1mmol的4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲用10~20ml的溶剂来溶解。一种8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物，其在药学上可接受的化合物结构如下式（ii）所示：（ii）所述的8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物，其合成方法如下：1）取8-喹啉甲醛和4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲，以醇类物质和盐酸作为溶剂，进行反应，有黄色沉淀生成；2）收集反应生成沉淀物，洗涤，得到8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体；3）取所得配体与金属盐，以醇类物质和乙腈作为溶剂，进行反应，反应物静置，析出晶体，收集晶体，即得8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物。所述的8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物合成方法，步骤3）中，配体8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲与氯化铜的物质的量之比为化学计量比为1：1；所述溶剂的用量以能溶解参加反应的原料为宜，通常情况下，1mmol的配体8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲或氯化铜用2~10ml的溶剂来溶解。前述8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体在制备抗肿瘤药物中的应用。前述8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物在制备抗肿瘤药物中的应用。发明有益效果：1、本发明提供了一种新的以8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲为配体的8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物及其合成方法，申请人对所得8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物的体外抗肿瘤活性研究表明，它们对a549、nci-h446、nci-h460、nci-h292等肺癌细胞株都具有显著的体外抗肿瘤活性，具有较好的潜在药用价值，有望用于各种抗肿瘤药物的制备。2、本发明所述8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体及其铜配合物本身具有显著的抗肿瘤活性，用所示化合物为活性成分制备的抗肿瘤药物，可以用于肺癌治疗。附图说明图1为x射线单晶衍射分析出的喹啉甲醛缩氨基硫脲合铜配合物单晶结构。具体实施方式下面通过具体实施方式，对本发明技术方案做进一步的详细描述。实施例1本发明提出一种喹啉甲醛缩氨基硫脲配体和其铜配合物。一种8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体，其在药学上可接受的结构如下式（i）所示：（i）。实施例2本实施例为8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体的合成方法，包括如下步骤：1）取8-喹啉甲醛和4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲，以醇类物质和盐酸作为溶剂，进行反应，有黄色沉淀生成；2）收集反应生成沉淀物，洗涤，得到8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体。实施例3本实施例的8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体合成方法，与实施例2不同的是，进一步的：使用的醇类物质溶剂为甲醇、乙醇或者甲醇和乙醇的组合，使用的甲醇的体积浓度为20-100%；乙醇采用体积浓度为20-100%；当醇类物质的选择为甲醇和乙醇的组合时，甲醇和乙醇之间的配比可以为任意配比。步骤1）中，反应方式采用回流反应，使反应在20℃、60℃或80℃至醇类物质溶剂的回流温度范围内进行，当反应温度在60℃至溶剂的回流温度范围内进行时，控制反应时间为1-24h，反应是否完全可采用薄层层析（tlc）跟踪检测。实施例4本实施例的8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体合成方法，与实施例2不同的是，步骤1）中，8-喹啉甲醛和4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲的物质的量之比为1：1；所述溶剂的用量以能溶解参加反应的原料为宜，通常情况下，1mmol的8-喹啉甲醛或1mmol的4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲用10~20ml的溶剂来溶解。具体的，可将8-喹啉甲醛和4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲分别用溶剂溶解，再混合在一起反应；也可将8-喹啉甲醛和4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲混合后再加溶剂。上述合成方法中，反应采用的方式可以为常温条件下反应、常规的加热反应或回流反应，优选采用回流反应。进一步优选是在60℃至溶剂的回流温度范围内进行，更优选是在80℃至溶剂(即醇类物质)的回流温度范围内进行，反应是否完全可采用薄层层析(tlc)跟踪检测。收集得到的沉淀通常采用甲醇、乙醇、乙醚和水中的一种或两种以上洗涤。上述合成方法中，为了提高产物纯度，通常将反应所得的反应物先过滤，收集滤液，再将滤液进行静置，析晶。静置、析晶通常选择在较低的温度条件（0~8℃）下进行。在静置析晶时，在盛装滤液的容器开口上罩上一层薄膜，然后在薄膜上开设若干个小孔使溶剂缓慢挥发，以获得更好的析晶效果（即获得更大粒的晶体及更高的晶体收率）。实施例5本实施例为喹啉甲醛缩氨基硫脲合铜配合物。一种8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物，其在药学上可接受的化合物结构如下式（ii）所示：（ii）。实施例6本实施例为8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物的合成方法，包括如下步骤：1）取8-喹啉甲醛和4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲，以醇类物质和盐酸作为溶剂，进行反应，有黄色沉淀生成；2）收集反应生成沉淀物，洗涤，得到8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体；3）取所得配体与金属盐，以醇类物质和乙腈作为溶剂，进行反应，反应物静置，析出晶体，收集晶体，即得8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物。8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体的制备同上。实施例7本实施例的8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物合成方法，与实施例6不同的是：步骤3）中，配体8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲与氯化铜的物质的量之比为化学计量比为1：1；所述溶剂的用量以能溶解参加反应的原料为宜，通常情况下，1mmol的配体8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲或氯化铜用2~10ml的溶剂来溶解。具体的，可将配体8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲与氯化铜分别用溶剂溶解，再混合在一起反应；也可将配体8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲与氯化铜混合后再加溶剂。实施例8所述的8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体用于制备抗肿瘤药物。实施例9所述的8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物用于制备抗肿瘤药物。下面结合实验室试验例对本发明的具体实现方式作进一步的详述。以下各实施例中，涉及的简称代表的意思如下：配体：表示8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲，即本发明式（i）示化合物。铜配合物：表示以8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲为配体的8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物，即本发明式（ii）示化合物。dmso：二甲基亚飒。实施例10配体的合成。合成路线如下：具体的合成方法为：将1mmol的8-喹啉甲醛（0.157g）溶解于20ml的乙醇（溶剂乙醇的浓度为20v/v%）中，于20℃搅拌15min，制得溶液，将上述溶液逐滴滴入20ml加有1mmol4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲（0.187g）的乙醇（溶剂乙醇的浓度为20v/v%）溶液中，滴加3滴浓盐酸，于20℃回流搅拌反应4小时后，得淡黄色沉淀物，将上述所得淡黄色沉淀过滤后用无水乙醇和乙醚各洗3次，干燥后，得配体8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲盐酸盐。用乙醇重结晶后得到淡黄色晶体，得到8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体。产率50.2%。元素分析：c18h22n4s，计算值：c,66.22;h,6.79;n,17.16。测试值：c,66.28;h,6.71;n,17.12。质谱分析：325.16[m-h]+。核磁数据：1hnmr(600mhz,dmso-d6)δ11.68(s,1h),9.35(s,1h),8.98(dd,j=4.2,1.8hz,1h),8.65(dd,j=7.4,1.4hz,1h),8.43(dd,j=8.3,1.8hz,1h),8.25(s,1h),8.13(s,1h),4.74(s,2h),3.44(d,j=7.0hz,1h),3.16(s,3h),2.63(s,3h),2.50(s,1h),1.79(dt,j=13.7,3.3hz,2h),1.73–1.65(m,2h),1.65–1.61(m,1h),1.58–1.49(m,2h),1.35(d,j=12.3hz,2h),1.18–1.11(m,1h)。实施例11在实施例10的基础上，进一步完成铜配合物的合成：将含有1mmol的氯化铜（0.133g）20ml的乙醇（溶剂甲醇的浓度为20v/v%）溶液，滴加到含有1mmol的8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体的20ml乙醇（溶剂乙醇的浓度为20v/v%）溶液中，于20℃搅拌2h，将反应后溶液过滤到50ml烧杯中，并用保鲜膜封口，针扎20个孔于4℃挥发数日，得到8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物晶体。产率33.5%。元素分析：c18h21clcun4s。计算值：c,50.93;h,4.99;n,13.20。测试值：c,50.88;h,4.92;n,13.25。质谱分析：388.08[m-cl]+。图1所示为x射线单晶衍射分析出的喹啉甲醛缩氨基硫脲合铜配合物单晶结构，配合物晶体结构数据和部分键长键角分别如下述表1-3所示：表1：铜配合物晶体结构数据identificationcode铜配合物empiricalformulac18h21clcun4sformulaweight424.46temperature/k296.15crystalsystemtriclinicspacegroupp-1a/å8.4498(7)b/å9.4160(6)c/å12.2881(9)α/°81.744(6)β/°70.734(7)γ/°80.917(6)volume/å3906.95(12)z2ρcalcg/cm31.5542μ/mm-11.475f(000)439.3crystalsize/mm30.21×0.19×0.19radiationmokα(λ=0.71073)2θrangefordatacollection/°7.1to58.46indexranges-11≤h≤7,-12≤k≤12,-16≤l≤14reflectionscollected7211independentreflections4120[rint=0.0211,rsigma=0.0436]data/restraints/parameters4120/0/227goodness-of-fitonf20.93finalrindexes[i>=2σ(i)]r1=0.0397,wr2=0.1216finalrindexes[alldata]r1=0.0560,wr2=0.1435largestdiff.peak/hole/eå-30.46/-0.44表2：配合物的键长：atomatomlength/åatomatomlength/åcu1s12.2140(4)c14c131.5092(7)cu1cl12.2301(4)c2c11.3771(5)cu1n12.0193(5)c2c31.3492(5)cu1n21.9507(4)c7c81.3742(5)s1c111.7380(5)c7c61.3589(6)n3n21.3698(5)c8c91.3890(5)n3c111.3253(5)c9c51.4231(6)n1c11.3259(6)c18c171.5005(6)n1c51.3727(5)c18c131.5347(5)n2c101.2949(5)c3c41.4093(6)n4c111.3425(5)c17c161.5126(7)n4c141.4670(5)c15c161.5194(5)n4c121.4596(5)c5c41.4110(5)c10c91.4391(5)c4c61.4103(5)c14c151.5229(6)表3：配合物的键角：atomatomatomangle/˚atomatomatomangle/˚cl1cu1s193.550(14)c13c14n4112.19(3)n1cu1s1161.05(2)c13c14c15110.81(3)n1cu1cl195.464(16)c3c2c1118.54(4)n2cu1s185.498(15)c6c7c8120.08(3)n2cu1cl1156.04(2)c9c8c7122.94(4)n2cu1n192.857(17)c8c9c10115.51(3)c11s1cu195.848(18)c5c9c10126.75(3)c11n3n2113.19(3)c5c9c8117.69(3)c1n1cu1117.82(2)c2c1n1124.76(3)c5n1cu1123.67(3)c13c18c17111.59(4)c5n1c1117.72(3)c4c3c2119.82(3)n3n2cu1121.60(2)c16c17c18110.71(3)c10n2cu1123.74(3)c16c15c14110.45(4)c10n2n3114.12(3)c15c16c17110.67(3)c14n4c11122.13(3)c9c5n1120.47(3)c12n4c11119.52(3)c4c5n1120.57(4)c12n4c14118.09(3)c4c5c9118.95(3)c9c10n2126.21(4)c5c4c3118.34(3)n3c11s1123.60(3)c6c4c3121.45(3)n4c11s1119.69(3)c6c4c5120.21(4)n4c11n3116.69(3)c18c13c14110.19(3)c15c14n4111.90(4)c4c6c7119.96(3)实施例12本实施例的8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物合成方法，和实施例11的不同之处在于：通过提高乙醇的浓度，提高了产率。1）本发明将1mmol的8-喹啉甲醛（0.157g）溶解于20ml的乙醇（溶剂乙醇的浓度为80v/v%）中，于80℃搅拌15min，制得溶液，将上述溶液逐滴滴入20ml加有1mmol4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲（0.187g）的乙醇（溶剂乙醇的浓度为80v/v%）溶液中，滴加3滴浓盐酸，于20℃回流搅拌反应4小时后，得淡黄色沉淀物，将上述所得淡黄色沉淀过滤后用无水乙醇和乙醚各洗3次，干燥后，得配体8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲盐酸盐。用乙醇重结晶后得到淡黄色晶体，得到8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体。产率78.3%。表征数据结果参见实施例10。2）将含有1mmol的氯化铜（0.133g）20ml的乙醇（溶剂甲醇的浓度为80v/v%）溶液，滴加到含有1mmol的8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体的20ml乙醇（溶剂乙醇的浓度为80v/v%）溶液中，于20℃搅拌2h，将反应后溶液过滤到50ml烧杯中，并用保鲜膜封口，针扎20个孔于4℃挥发数日，得到8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物晶体。产率75.8%。表征数据结果如实施例11。实施例13本实施例的8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物合成方法，和实施例11的不同之处在于：进一步的提高了反应温度，进而提高了产率。1）本发明将1mmol的8-喹啉甲醛（0.157g）溶解于20ml的乙醇（溶剂乙醇的浓度为20v/v%）中，于80℃搅拌15min，制得溶液，将上述溶液逐滴滴入20ml加有1mmol4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲（0.187g）的乙醇（溶剂乙醇的浓度为20v/v%）溶液中，滴加3滴浓盐酸，于80℃回流搅拌反应4小时后，得淡黄色沉淀物，将上述所得淡黄色沉淀过滤后用无水乙醇和乙醚各洗3次，干燥后，得配体8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲盐酸盐。用乙醇重结晶后得到淡黄色晶体，得到8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体。产率88.3%。表征数据结果如实施例10。2）将含有1mmol的氯化铜（0.133g）20ml的乙醇（溶剂甲醇的浓度为20v/v%）溶液，滴加到含有1mmol的8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体的20ml乙醇（溶剂乙醇的浓度为20v/v%）溶液中，于80℃搅拌2h，将反应后溶液过滤到50ml烧杯中，并用保鲜膜封口，针扎20个孔于4℃挥发数日，得到8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物晶体。产率84.2%。表征数据结果如实施例11。为说明本发明8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体及其铜配合物具有抗肺癌细胞活性，申请人对上述实施例10～13制得的8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲配体及其铜配合物进行了体外增殖抑制活性实验：1）细胞株与细胞培养肺癌细胞株a549、nci-h446、nci-h460和nci-h292均来自于theamericantypeculturecollection((rockvillemd,usa)，细胞在37℃体积浓度为5%孵箱中，用加有10%胎牛血清和100μgml-1链霉素，100单位每毫升青霉素的rpm-1640培养基培养。2）细胞生长抑制实验（mtt法）注：mtt全称为3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2-h-tetrazoliumbromide，汉语化学名为3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐，商品名：噻唑蓝，是一种黄颜色的染料。将8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物以dmso助溶后，使用完全培养基依次稀释成五个梯度，20倍于终浓度的工作液，各梯度之间除药物浓度不同外，助溶剂dmso等含量均一致。再用直径为0.22um的微孔滤膜过滤除菌置于4℃保存。将对数期的肺癌细胞株a549、nci-h446、nci-h460和nci-h292，以每孔0.18ml分别接种于96孔板，细胞浓度约为0.4~0.5×105孔，培养12h待细胞贴壁后，分别加入不同浓度的受试化合物，每孔20ul，使终浓度分别为0µm，0.005µm，0.01µm，0.05µm，0.1µm，0.5µm和1µm每个梯度设4个复孔，其中dmso终浓度小于0.5%，同时设置相应的阴性对照组（培养液中只有细胞和等量dmso，无药物），每组也设置4个复孔，药物作用72h后，倾去培养液，加入100uldmso，平板震荡器震荡10min，使结晶物充分溶解，空白对照组调零，用酶标仪以550nm/655nm双波长测定去除底光吸收值后的吸光度(a)值，以bliss法分别计算化合物对肺癌细胞株a549、nci-h446、nci-h460和nci-h292的工ic50值，所有实验重复3次。实验结果见表4，可以看出8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物对肺癌细胞株a549、nci-h446、nci-h460和nci-h292的细胞活性明显高于对应的配体。表4：8-喹啉甲醛缩4-环己基-4-甲基-3-硫代氨基脲合铜配合物的抗肿瘤活性：以上各实施例仅用于说明本发明，不应当构成对本发明专利要求保护范围的限定。在结合现有技术的情况下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。当前第1页12