二配体双核二酰异羟肟酸类二烃基锡化合物及其合成

摘要

一种二配体双核二酰异羟肟酸类二烃基锡化合物,其结构通式为:其合成方法为右式;R”’OOCRCOOR”’+2NH

说明书

本发明涉及一类具有抗癌活性的有机锡化合物及其合成方法。

Gielen等合成了一系列多核的取代苯甲酸二烃基锡化合物{[RR’SnOOCR”]₂O}₂(见文献Appl.Organomet.Chem.,1991,5,497～506；1993,7,119～125；1993,7,201～206)，普遍具有比顺铂(Cisplatin)好的体外抗MCF--7(乳腺癌)和WiDr(结肠癌)活性，但因化合物本身毒性太大而限制了抗癌活性。

本发明的目的在于开发一系列在低剂量(10^-8mol/L)时具有广谱，低毒，强效抗癌活性的有机锡化合物。

已合成二配体双核二酰异羟肟酸类二烃基锡化合物{R₂”Sn[OHNOCRCONHOH]}₂O6种，正在合成和准备合成的达数十种。通过元素分析，红外光谱和核磁共振氢谱确认了该类配合物的结构通式为：其中，R”=Et,Bu,Ph等；R=(CH₂)_n,n=0、1、2、3、4等。及等。(部分化合物见表1)1．合成路线(表1中的合成路线如下：)  [2]表1已合成的二酰异羟肟酸类二烃基锡化合物合成路线归属注：表中缩写配体对应名称如下：

OxHA=Oxalylhydroxamic acid，乙二酰异羟肟酸；

SuHA=Succinylhydroxamic acid，丁二酰异羟肟酸；

AdHA=Adipylhydroxamic acid，己二酰异羟肟酸；

MaHA=Malonylhydroxamic acid，丙二酰异羟肟酸；

GIHA=Glutarylhydroxamic acid，戊二酰异羟肟酸；

P-PhHA=p-Phthaloylhydroxamic acid，对苯二酰异羟肟酸。2．制备方法(合成路线中每一路线的操作方法如下：)路线[1]：

将17.37克(0.25摩尔)盐酸羟胺用回流法溶于90毫升甲醇中，另将20.20克(0.36摩尔)氢氧化钾用同法溶于60毫升甲醇中。待二者冷却至30～40℃时，在边冷却边摇动的情况下，将后溶液倒入前溶液中，静置5分钟，确保氯化钾完全沉淀，滤去沉淀，得羟胺和氢氧化钾的甲醇溶液。向该滤液中加入酯R_OOCRCOOR_0.075摩尔，搅拌3小时，放置24小时，得KOHNOCRCONHOK沉淀，滤出，溶于少量水，搅拌，用2N醋酸酸化至PH=5，搅拌3小时，过滤，得粗产品，用水重结晶两次，真空干燥，得配体异羟肟酸HOHNOCRCONHOH。路线[2]：

将4毫摩尔的配体异羟肟酸HOHNOCRCONHOH用回流法溶于200毫升无水乙醇中(也可用甲苯∶无水乙醇为3∶1的200毫升混合液作溶剂)，然后加入4毫摩尔的二烃基氧化锡R₂”SnO，回流6小时，反应完毕后，蒸去一半溶剂，余下的在抽空状态下蒸发，得粗产品，粗产品用无水乙醇/氯仿重结晶，最后得二配体双核二酰异羟肟酸类二烃基锡化合物{R₂”Sn[OHNOCRCONHOH]}₂O。

配体HOHNOCRCONHOH及配合物的元素分析和物理性质数据见表2，红外光谱数据见表3，核磁氢谱数据见表4。3．实验所用仪器：上海物理光学仪器厂生产的数字式熔点仪；240C元素分析仪和Vario EL型元素分析仪；岛津IR-435红外光谱仪和Perkin-Elmer-983型红外光谱仪；¹H NMR用BrukerDRX300MHZ和Bruker AM-500MHZ核磁共振仪测定，TMS为内标，以氘代DMSO和氘代氯仿为溶剂；分子量用凝固点降低法测定，溶剂为萘。

表2配体及配合物的元素分析和物理性质数据

化合物分子量外观mp/℃收率元素分析/％    实测值(计算值) Mr％    C    H    NOxHA 120白色163分解56 19.18(20.00)3.14(3.33)22.68(23.33)[(OxHA)SnBu₂]₂O 720白色＞300 81 32.98(33.33)5.66(5.83)7.68(7.78)SuHA 148白色147.0～147.2 47 32.13(32.43)5.33(5.41)18.83(19.08)[(SuHA)SnBu₂]₂O 776白色279.3～281.1 73 37.81(37.11)6.51(6.44)7.68(7.78)AdHA 176白色167分解 50 40.59(40.91)7.00(6.82)15.77(15.61)[(AdHA)SnBu₂]₂O 832白色283.1～284.8 72 41.04(40.38)6.84(6.97)6.61(6.73)MaHA 134白色149.4～149.6 89 26.55(26.87)4.47(4.48)20.74(20.90)[(MaHA)SnBu₂]₂O 748白色179.4～181.0 92 34.99(35.29)6.23(6.15)7.36(7.49)GlHA 162白色149.8～151.3 88 37.19(37.04)6.01(6.17)17.01(17.28)[(GlHA)SnBu₂]₂O 804白色141.0～142.8 91 38.62(38.81)6.98(6.72)6.78(6.97)P-PhHA 196白色202.0～203.3 48 43.33(42.86)4.17(4.08)14.06(14.29)[(P-PhHA)SnBu₂]₂O 872白色262.7～263.7 78 45.98(46.15)6.48(6.25)6.52(6.73)

表3配体及配合物的红外光谱数据(vcm^-1)

    化合物 v_NH-ON v_C=O v_C=O’v_N-Ov_N-O’v_Sn-C v_Sn-O v_Sn-O-SnOxHA 3220～3000 1630 ---- 840 ---- ---- ---- ----[(OxHA)SnBu₂]₂O 3300～3100 1630 1550 845 890 560 471 610SuHA 3200～3040 1630 ---- 965 ---- ---- ---- ----[(SuHA)SnBu₂]₂O 3260～3040 1635 1550 900 980 ---- ---- ----AdHA 3220～3050 1655 ---- 965 ---- ---- ---- ----[(AdHA)SnBu₂]₂O 3200～3040 1630 1550 890 980 ---- ---- ----MaHA 3200～3050 1650 ---- 980 ---- ---- ---- ----[(MaHA)SnBu₂]₂O 3180～2900 1610 1540 870 990 585 450 608GlHA 3480～2800 1650 ---- 1000 ---- ---- ---- ----[(GlHA)SnBu₂]₂O 3180～3030 1600 1540 980 1010 566 473 633P-PhHA 3300～2800 1650 ---- 900 ---- ---- ---- ----[(P-PhHA)SnBu₂]₂O 3260～3040 1650 1550 860 900 ---- ---- ----4．结构表征(1)．红外光谱分析

由表3可看出：配体HOHNOCRCONHOH的红外光谱在2800～3480cm^-1范围中出现NH和OH伸缩振动吸收峰，但是，在配合物中由于配体只有一端配位，故NH和OH吸收峰未消失。配体中V_C=O在1630～1655cm^-1附近出现一个峰，在配合物中，在1630～1655cm^-1和1540～1550cm^-1处皆有强峰出现，证明配体一端羰基氧与锡配位，另一端未配位。因羟基吸收峰未消失，故不能确证羟基氧配位。但是，在配体中v_N-O在840～1000cm^-1附近，在配合物中，原位置处v_N-O峰仍存在，而且，在高频处也出现了一个v_N-O峰，且吸收强度增大，这一方面排除了NH-OH基团中氮原子的配位，另一方面也佐证了是NH-OH中的氧与锡配位。由于锡属于硬酸，这符合软硬酸碱规则。在配合物IR谱中只观察到v_Sn-O吸收峰，确实未观察到v_Sn～N吸收峰，此峰大约在415cm^-1处。在该类配合物中，均观察到了处于610～667cm^-1内的强峰，这是v_Sn-O-Sn，符合元素分析推测结果。

以上IR参数表明，配体是以一端的CO-NHOH基团中的氧原子与锡螫合配位的，一般情况下，异羟肟酸是以CO-NHO-配位的强螯合剂。在配合物中只观察到一个v_Sn-C，表明了两个烃基R″处于反式位置。

表4配体及配合物的核磁氢谱数据(δppm)

    化合物(CH₂)_n或环CH₃CH₂(CH₂)₂Sn-NHOH(-NHO-)OxHA----------------11.66(2H)9.31(2H)[(OxHA)SnBu₂]₂O----1.00(12H)1.45(8H)1.73(16H)----SuHA2.34(4H)------------10.32(2H)9.30(2H)[(SuHA)SnBu₂]₂O2.45(8H)1.00(12H)1.45(8H)1.74(16H)----AdHA1.61～2.09(8H)------------10.52(2H)8.87(2H)[(AdHA)SnBu₂]₂O1.64～2.29(16H)0.99(12H)1.44(8H)1.75(16H)12.06(2H)10.52(2H)8.87(2H)MaHA2.75(2H)--------9.72(大包4H)[(MaHA)SnBu₂]₂O2.06(4H)0.92(12H)1.30(8H)1.40～1.68(16H)----GlHA1.67(2H)1.92(4H)------------10.35(2H)8.69(2H)[(GlHA)SnBu₂]₂O1.53～1.89(12H)0.87(12H)1.28(8H)1.61(16H)11.95(2H)10.36(2H)8.70(2H)P-PhHA7.98～8.18(环4H)------------11.01(2H)9.30(2H)[(P-PhHA)SnBu₂]₂O8.03～8.19(环8H)0.99(12H)1.44(8H)1.75(16H)11.50(2H)9.33(2H)(2):¹H NMR(核磁氢谱)分析

由表4可看出：所有配合物中的R基团，即配体上的(CH₂)_n环的质子的吸收峰较之自由配体都发生了明显的变化，这是配体与锡配位后的诱导效应所致。AdHA配位后，在12.06,10.52,8.87ppm处出现质子峰，分别归属于配位一端的NH，未配位一端的NH-OH之NH和OH，表明配体一端的NH-OH中羟基的去质子和氧的配位，排除了NH-OH基团中氮原子的配位，与IR光谱的推测一致。P-PhHA的配合物配位端的氮上质子未出现吸收信号，可能与活泼氢的快速交换有关，配体中配位端氮原子上的活泼氢转移到氧原子上，以HO-C=N-OH形式存在，氧原子脱氢后与锡配位，故在配合物中观察不到配位端的NH质子峰。OxHA,SuHA等配位后，未出现NH,OH的质子峰，可能是因为NH,OH上的质子与氘代试剂发生了置换反应。因此，¹H NMR结果也证明了配体是以CO-NHOH(或HO-C=N-OH)基团中的氧原子与锡螯合配位的推测。另外，烃基R″表现为多重峰，也表明R″是处于非直线反位。

综合上述IR,¹H NMR以及元素分析等参数，可以认为该类化合物为五配位氧桥联双核三角双锥结构。(如通式所示)化合物的抗癌活性

经北京医科大学天然药物及仿生药物国家重点实验室(表5A，表5B)和中国科学院上海药物所新药筛选国家重点实验室(表6，表7)对上述化合物进行活性筛选，发现上述化合物具有强效活性。表5A-5B结果评价：-无效+弱效++显效+++强效

表5A不同浓度配合物对肿瘤细胞生长的抑制率％

化合物 测试 序号    KB^*    BGC-823^*0.1μM  1μM  10μM 评价0.1μM  1μM  10μM 评价[(MaHA)SnBu₂]₂O 9820370042.08   94.14 97.39 ++-12.79  72.32 97.39 ++[(GlHA)SnBu₂]₂O注^*：人鼻咽癌KB：采用磺胺罗丹明(SRB)蛋白染色法；人胃癌BGC-823(SRB法)

表5B不同浓度配合物对肿瘤细胞生长的抑制率％

测试序号Bel-7402^*    HCT-8^*    HL-60^*0.1μM  1μM  10μM 评价0.1μM  1μM  10μM 评价0.1μM  1μM  10μM 评价98203700-7.65   52.44 94.46 ++28.78   65.47 91.14 ++-26.89  62.06 82.18 ++注^*：人肝癌Bel-7402(SRB法)；人结肠癌HCT-8(SRB法)；人白血病HL-60：采用四氮唑盐(MTT)比色法；筛选方法：四氮唑盐(microculture tetrozolium,MTT)还原法细胞株：P₃₈₈小鼠白血病作用时间：48h结果评定：无效：10^-5mol/L＜85％；

      弱效：10^-5mol/L≥85％或10^-6mol/L＞50％；

      强效：10^-6mol/L≥85％或10^-7mol/L＞50％；

      表6不同浓度(mol/L)配合物对肿瘤细胞生长的抑制率％

化合物样品编号 10^-4 10^-5 10^-6 10^-7 10^-8评价[(OxHA)SnBu₂]₂O 1026 32.8 37.7 36.1 19.7 0无效[(SuHA)SnBu₂]₂O 1028 88.5 73.8 45.9 39.3 36.1无效[(AdHA)SnBu₂]₂O 1030 83.3 77.4 47.6 46.4 48.0无效[(MaHA)SnBu₂]₂O 1089 97.5 96.3 91.3 72.5 63.8强效[(GlHA)SnBu₂]₂O 1105 94.6 96.8 97.8 97.8 98.9强效[(P-PhHA)SnBu₂]₂O 1032 46.4 48.8 47.6 47.6 47.6无效筛选方法：磺胺罗丹明B(sulforhodamine B,SRB)蛋白染色法细胞株：A-549人肺腺癌作用时间：72h结果评定：无效：10-5mol/L＜85％；

      弱效：10^-5mol/L≥85％或10^-6mol/L＞50％；

      强效：10^-6mol/L≥85％或10^-7mol/L＞50％；

      表7不同浓度(mol/L)配合物对肿瘤细胞生长的抑制率％

化合物样品编号 10^-4 10^-5 10^-6 10^-7 10^-8评价[(OxHA)SnBu₂]₂O    1026 42.9    7.1    0    0    0无效[(SuHA)SnBu₂]₂O    1028 96.1    93.5    90.9    89.6    81.8强效[(AdHA)SnBu₂]₂O    1030 98.7    96.1    93.5    93.5    88.3强效[(MaHA)SnBu₂]₂O    1089 93.8    92.7    93.8    92.7    88.5强效[(GlHA)SnBu₂]₂O    1105 76.9    86.8    95.6    64.8    36.3强效[(P-PhHA)SnBu₂]₂O    1032 94.8    92.2    93.5    93.5    45.5强效筛选方法：磺胺罗丹明B(sulforhodamine B,SRB)蛋白染色法，四氮唑盐(microculturetetrozolium,MTT)还原法细胞株：HO-8910人卵巢癌，SPC-A4人肺癌，HCT-116人结肠癌作用时间：72h结果评定：无效：10^-5mol/L＜85％；

      弱效：10^-5mol/L≥85％或10^-6mol/L＞50％；

      强效：10^-6mol/L≥85％或10^-7mol/L＞50％；

      表8不同浓度(mol/L)顺铂对肿瘤细胞生长的抑制率％

细胞株    10^-4 10^-5 10^-6 10^-7 10^-8评价 HO-8910 SPC-A4 HCT-116    84.4    48.7    78.8 56.3 8.0 0.0 0.4 0.4 0.0 4.7 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0无效无效无效

从表5-表8的测试结果可知，本发明的系列有机锡化合物具广谱、低毒和强效抗癌活性：(1)广谱：该系列化合物对人鼻咽癌KB，人胃癌BGC-823，人肝癌Bel-7402，人结肠癌HCT-8，人白血病HL-60,P₃₈₈小鼠白血病和A-549人肺腺癌肿瘤细胞等都有较强的抑制力。(2)低毒：以Wish-人羊膜细胞为例，用SRB法，作用时间72h，发现该系列化合物对正常细胞的毒性浓度为10^-6mol/L，比其对肿瘤细胞的抑制浓度10^-8mol/L差两个数量级。(3)强效：该系列化合物对P₃₈₈小鼠白血病和A-549人肺腺癌肿瘤细胞的抑制率呈强效性，而目前广泛应用于临床的顺铂对HO-8910人卵巢癌，SPC-A4人肺癌，HCT-116人结肠癌的抑制率为无效(见表8)。

实施例1：   配合物[(MaHA)SnBu₂]₂O，结构如前所述，其中R=CH₂,R″=Bu。(1)：合成路线    [2](2)：制备方法路线[1]：(合成配体MaHA)

将17.37克(0.25摩尔)盐酸羟胺用回流法溶于90毫升甲醇中，另将20.20克(0.36摩尔)氢氧化钾用同法溶于60毫升甲醇中。待二者冷却至30～40℃时，在边冷却边摇动的情况下，将后溶液倒入前溶液中，静置5分钟，确保氯化钾完全沉淀，滤去沉淀，得羟胺和氢氧化钾的甲醇溶液。向该滤液中加入丙二酸二乙酯12.014克(0.075摩尔，11.39毫升)，搅拌3小时，放置24小时，得丙二酰异羟肟酸钾盐白色沉淀，滤出，溶于少量水，搅拌，用2N醋酸酸化至PH=5，搅拌3小时，过滤，得粗产品，用水重结晶两次，真空干燥，得白色粉末状配体丙二酰异羟肟酸。路线[2]：(合成配合物[(MaHA)SnBu₂]₂O)

将0.5364克(4毫摩尔)的丙二酰异羟肟酸用回流法溶于200毫升无水乙醇中(也可用甲苯∶无水乙醇为3∶1的200毫升混合液作溶剂)，然后加入0.996克(4毫摩尔)的二丁基氧化锡Bu₂SnO，回流6小时，反应完毕后，蒸去一半溶剂，余下的在抽空状态下蒸发，得粗产品，用无水乙醇/氯仿混合液重结晶，抽滤收集，真空干燥，得白色粉末状[(MaHA)SnBu₂]₂O。(3)：用途

该化合物对人鼻咽癌KB，人胃癌BGC-823，人肝癌Bel-7402，人结肠癌HCT-8，人白血病HL-60有较强的抑制力，对P₃₈₈小鼠白血病和A-549人肺腺癌肿瘤细胞的抑制率呈强效性。