二胺桥联邻菲罗啉合镧（Ⅲ）配合物的合成及抗癌活性

摘要

本发明二胺桥联邻菲罗啉合镧(III)配合物的合成，它是通式(6)化合物：其中，n＝0－4，R，R’＝H或CH

说明书

技术领域

本发明属于稀土金属的邻菲罗啉类配合物的合成，特别是二胺桥联邻菲罗啉合镧(III)配合物的合成及抗癌活性。

背景技术

顺铂(Rosenberg B.，Cancer，1985，55，2303)的发现及其在抗肿瘤治疗方面的应用，开辟了攻克癌症的新方向。它以高效、抗肿瘤谱广等特性，现已成为临床上最广泛使用的药物之一，但它的肾毒、肠胃毒性、催吐性及长期使用产生的耐药性等又促使人们去开发更好的抗癌药物。现在顺铂类药物已发展到比较成熟的地步，要想设计出更好的抗肿瘤药物，就得突破顺铂类药物的限制，寻找新一类的抗肿瘤药物。

邻菲罗啉具有较大的刚性芳香环，其衍生物的配合物因其独特的稳定性、氧化还原性、荧光激发的寿命及与DNA极好的作用等，成为研究核酸二级结构和设计以核酸为靶的抗癌药物的一类重要的化合物。

稀土金属配合物在用于癌症治疗方面逐步受到重视。Yb³⁺的不同配合物能对癌细胞的不同分裂期具有抑制作用，并发现低剂量的氯化稀土对癌细胞有抑制作用，但对人正常细胞不损伤。

发明内容

本发明的目的是提供一种二胺桥联邻菲罗啉合镧(III)配合物，它是稀土金属的邻菲罗啉类配合物，是将邻菲罗啉用脂肪二胺桥联起来，再与镧(III)配位形成的二胺桥联邻菲罗啉合镧(III)配合物。本发明结构设计新颖、合成路线合理，步骤简单，收率较高，抗癌活性具有低毒性和广谱性。

本发明是下述通式化合物：

其中，n＝0-4，R，R’＝H或CH₃，m＝5-5.5，x＝3。

上述通式化合物中：

n＝0，R＝R’＝H，m＝5.5，x＝3，对6a，即N，N’-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)乙二胺合镧(III)高氯酸盐；

n＝1，R＝R’＝H，m＝5，x＝3；对6b，即N，N’-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)丙二胺合镧(III)高氯酸盐；

n＝0，R＝H，R’＝CH₃，m＝5，x＝3，对6c，即N，N’-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)-1，2-丙二胺合镧(III)高氯酸盐。

二胺桥联邻菲罗啉合镧(III)配合物的合成路线：

本发明的具体制备方法包括下述步骤：

1)以邻硝基苯胺、五氧化二砷及甘油为原料其摩尔比为1∶0.75∶4，在130-135℃与浓H₂SO₄反应7-8h，得到8-硝基喹啉1。

2)8-硝基喹啉1在醋酸溶液中与还原铁粉反应，8-硝基喹啉与还原铁粉摩尔比为1∶4.25，70℃反应2-3h，得到8-氨基喹啉2。

3)8-氨基喹啉2在30％盐酸溶液中，与无水AlCl₃、邻硝基苯酚及巴豆醛反应，8-氨基喹啉、无水AlCl₃、邻硝基苯酚及巴豆醛摩尔比为1∶1∶1∶1.2，90℃下反应1-2h，得到2-甲基-1，10-菲罗啉3。

4)2-甲基-1，10-菲罗啉3在含水4％的1，4-二氧六环中与二氧化硒反应，2-甲基-1，10-菲罗啉与二氧化硒摩尔比为1∶2，回流30min，得到1，10-菲罗啉-2-甲醛4。

5)25℃下，1，10-菲罗啉-2-甲醛4与脂肪二胺在乙醇中反应，再用硼氢化钠还原，1，10-菲罗啉-2-甲醛、脂肪二胺及硼氢化钠摩尔比为2∶1.2∶12，得到N，N’-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)脂肪二胺5。

6)25℃下，N，N’-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)脂肪二胺5在甲醇中与高氯酸镧反应，N，N’-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)脂肪二胺与高氯酸镧摩尔比为1∶1，得到产品6。

所述的二胺桥联邻菲罗啉合镧(III)配合物用于抗癌药物。

对本发明所合成的化合物，采用SRB(磺基罗丹明B，Sulforhodanmin B)法测试了其对人前列腺癌PC-3MIE8细胞、人肝癌Bel-7402细胞、人宫颈癌Hela细胞、人胃癌GC-823细胞、人白血病HL-60细胞及人乳腺癌MDA-MB-435细胞的体外抗肿瘤活性。SRB法操作流程如下：预培养1天，药物处理2天，三氯乙酸固定1小时，洗涤，干燥，加SRB 30分钟，洗涤，干燥，溶解，540nm检读。测试结果如下：6a对人前列腺癌PC-3MIE8细胞抗癌活性(IC₅₀＝5.54μmol·dm^-3)高于褪黑素(IC₅₀＝1.2mmol·dm^-3)，对人肝癌Bel-7402细胞的抗癌活性(IC₅₀＝5.41μmol·dm^-3)高于顺铂(IC₅₀＝7.7μmol·dm^-3)，对人宫颈癌Hela细胞的抗癌活性(IC₅₀＝4.98μmol·dm^-3)高于阿克拉霉素(IC₅₀＝8.41μmol·dm^-3)，对人胃癌BGC-823细胞的抗癌活性(IC₅₀＝13.25μmol·dm^-3)高于平阳霉素(IC₅₀＝0.771mmol·dm^-3)、阿霉素(IC₅₀＝0.56mmol·dm^-3)、阿糖孢苷(IC₅₀＝89mmol·dm^-3)及博来霉素(IC₅₀＝0.771mmol·dm^-3)，6b对人前列腺癌PC-3MIE8细胞的抗癌活性(IC₅₀＝5.60μmol·dm^-3)高于褪黑素，对人肝癌Bel-7402细胞的抗癌活性(IC₅₀＝6.26μmol·dm^-3)高于顺铂，对人宫颈癌Hela细胞的抗癌活性(IC₅₀＝6.08μmol·dm^-3)高于阿克拉霉素，对人胃癌BGC-823细胞的抗癌活性(IC₅₀＝5.80μmol·dm^-3)高于顺铂(IC₅₀＝6.80μmol·dm^-3)、平阳霉素、阿霉素、阿糖孢苷及博来霉素，对人乳腺癌MDA-MB-435细胞的抗癌活性(IC₅₀＝5.52μmol·dm^-3)高于顺铂(IC₅₀＝30μmol·dm^-3)，6c对人前列腺癌PC-3MIE8细胞的抗癌活性(IC₅₀＝5.59μmol·dm^-3)高于褪黑素，对人肝癌Bel-7402细胞的抗癌活性(IC₅₀＝6.53μmol·dm^-3)高于顺铂，对人宫颈癌Hela细胞的抗癌活性(IC₅₀＝5.85μmol·dm^-3)高于阿克拉霉素，对人胃癌BGC-823细胞的抗癌活性(IC₅₀＝5.75μmol·dm^-3)高于顺铂、平阳霉素、阿霉素、阿糖孢苷及博来霉素，对人乳腺癌MDA-MB-435细胞的抗癌活性(IC₅₀＝5.93μmol·dm^-3)高于顺铂。

本发明结构设计新颖、合成路线合理可行，步骤简单，条件温和，收率较高。抗癌活性具有广谱性。

本发明的突出的实质性的特点和积极效果可以从下述实施例中得以体现，但是它们并不是对本发明作任何限制。

具体实施方式

实施例1

8-硝基喹啉1的合成(Vogel Arthur.Textbook of practical organic chemistry，4th ed.London：Longman Group Limited，1978，91.)

0.5mol(69g)邻硝基苯胺、0.375mol(86g)As₂O₅和2mol(184g)甘油混合均匀，加热至100℃，滴加120ml(220g)浓H₂SO₄，加入速度使反应温度不高于120℃，加完后升温至130-135℃，搅拌反应7-8h。冷却后倒入1500ml水中，加入15g活性炭，在90℃保温搅拌1h。过滤，滤液冷却后用稀氨水(1∶1)中和，滤出粗品，水洗，热水重结晶，得产品8-硝基喹啉45g，产率52％，m.p.89-91℃。

8-氨基喹啉2的合成

50ml冰醋酸与53ml水混合均匀，搅拌下加入0.048mol(8.35g)8-硝基喹啉，在60℃下加入9.68g还原铁粉，加完后水浴温度升至70℃，搅拌反应2-3h，反应物冷却后，加入NaOH饱和溶液使溶液调至pH＝12，进行水蒸气蒸馏，馏出物冷却后凝结为白色固体，抽滤，真空干燥，得到产品4.0g，产率56.9％，m.p.62-63℃。

2-甲基-1，10-菲罗啉3的合成(Madeja K.，J.Prackt.Chem.，1962，17，97.)

在冰水浴冷却下，将1.5L 30％的盐酸逐滴加入1mol(134g)无水AlCl₃中，然后加入1mol(144g)8-氨基喹啉和1mol(70g)邻硝基苯酚，90℃下加入1.2mol(84g)巴豆醛，恒温继续搅拌1h，冷却，倒入1L水中，用NaOH饱和溶液调节pH值4-5，加入硅藻土，过滤，滤液加NaOH饱和溶液至pH＝12，氯仿萃取，蒸去溶剂，10％醋酸溶液溶解，加活性炭、硅藻土处理，过滤，滤液用1∶1氨水调至pH＝8，氯仿萃取，蒸去溶剂，石油醚重结晶，得黄色产品124g，产率64％，m.p.88℃。

1，10-菲罗啉-2-甲醛4的合成[Mlochowski，Jacek；Sliwa，Wanda；Skrowaczewska，Zofia(Politechnika Wroclawska，Wroclawska)Pol.76345(Cl C07D)，30 Jun 1975，Appl.146219，13 Feb 1971，2pp.]

将4.4g(0.04mol)SeO₂溶于30ml二氧六环与1.5ml水的溶液中，搅拌下加入3.9g(0.02mol)2-甲基-1，10-菲罗啉的10ml二氧六环与0.5ml水的混合溶液，回流30min，过滤除硒，滤液蒸除二氧六环与水，残余物溶于热水，加活性炭，煮沸，过滤，滤液用NaHCO₃饱和溶液中和得到产品2.2g，产率52％，m.p.154℃。

N，N’-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)乙二胺(5a)的合成

将1.04g(0.005mol)1，10-菲罗啉-2-甲醛(4)溶于70ml乙醇，搅拌下加入0.2ml(0.003mol)乙二胺的120ml乙醇溶液，室温搅拌反应6h，加入1.01g(0.03mol)NaBH₄反应10h，抽滤，滤液旋至5ml，加入50ml水，出现黄色粘稠状固体，搅拌30min，抽滤，洗涤，真空干燥，得黄色固体产品1.13g，产率76％；¹H NMR(CDCl₃)：8.96(2H，d，phen)，8.88(2H，d，phen)，8.46(2H，d，phen)，8.02(6H，m，phen)，7.78(2H，d，phen)，4.81(4H，s，CH₂-phen)，3.82(4H，s，CH₂CH₂)，3.45(2H，s，NH)；C₂₈H₂₄N₆·8.5H₂O元素分析(％)：计算值C，56.28；H，6.87；N，14.07；实验值C，56.39；H，6.42；N，14.53；IR：3440，1622，1591，1495，1396，850，737。

N，N’-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)乙二胺合镧(III)高氯酸盐(6a)的合成

将1.49g(2.5mmol)N，N’-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)乙二胺(5a)溶于20ml无水甲醇，搅拌下加入1.37g(2.5mmol)La(ClO₄)₃·6H₂O的20ml无水甲醇溶液，室温下搅拌3h，旋蒸浓缩至8ml，搅拌下加入40ml无水乙醚，沉淀生成，抽滤，固体用甲醇乙醚混合溶剂重结晶，真空干燥，得淡黄色固体产品2.06g，产率79％；[La(C₂₈H₂₄N₆)(H₂O)_5.5](ClO₄)₃·3H₂O元素分析(％)：计算值C，32.50；H，3.97；N，8.1 2；La，13.44；实验值：C，32.56；H，4.38；N，8.39；La，13.43；IR(KBr)3420，1620，1590，1500，1390，1109，856，735，625，493，220cm^-1；FABMS，m/z 682([¹³⁹La(C₂₈H₂₄N₆)·(H₂O)_5.5]³⁺)；A_m(CH₃OH)292.1 S·cm²·mol^-1；UV-visible(H₂O)，λ_max/nm(logε)：203(6.67)，226(6.88)，270(6.74)；λ_em＝367nm。

实施例2

N，N’-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)丙二胺(5b)的合成

制备方法与实施例1(5a)的合成相同，黄色固体，产率70％；¹H NMR(CDCl₃)：8.87(4H，t，phen)，8.30(2H，t，phen)，7.99(2H，m，phen)，7.89(4H，d，phen)，7.64(2H，m，phen)，4.64(4H，s，CH₂-phen)，3.41(2H，s，NH)，3.40(4H，t，CH₂NH)，2.34(2H，m，CH₂CH₂CH₂)；C₂₉H₂₆N₆·2H₂O元素分析(％)：计算值，C，70.45；H，6.07；N，17.00；实验值C，70.48；H，6.38；N，17.43；IR(KBr)：3452，1633，1509，1457，1406，854，779，723cm^-1。

N，N’-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)丙二胺合镧(III)高氯酸盐(6b)的合成

制备方法与实施例1(6a)的合成相同，灰色固体产品，产率75％，[La(C₂₉H₂₆N₆)(H₂O)₅](ClO₄)₃·3H₂O元素分析(％)：计算值C，33.46；H，4.04；N，8.08；La，13.37；实验值：C，33.58；H，4.27；N，8.25；La，13.41；IR(KBr)3420，1620，1500，1440，1400，1109，856，796，735，625，480，220cm^-1；FABMS，m/z 687([¹³⁹La(C₂₉H₂₆N₆)(H₂O)₅]³⁺)；Λ_m(CH₃OH)318.6 S·cm²·mol^-1；UV-visible(H₂O)，λ_max/nm(logε)：203(6.56)，226(6.82)，269(6.65)；λ_em＝364nm。

实施例3

N，N’-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)-1，2-丙二胺(5c)的合成

制备方法与实施例1(5a)的合成相同，黄色固体，产率73％；¹H NMR(CDCl₃)：8.87(4H，t，phen)，8.30(2H，t，phen)，7.99(2H，m，phen)，7.89(4H，d，phen)，7.64(2H，m，phen)，4.64(4H，s，CH₂-phen)，3.95(1H，m，CHNH)，3.81(2H，s，CH₂NH)，3.41(2H，s，NH)，1.61(3H，d，CH₃)；C₂₉H₂₆N₆·2H₂O元素分析(％)：计算值，C，70.45；H，6.07；N，17.00；实验值C，70.35；H，6.38；N，17.49；IR(KBr)：3451，1630，1502，1451，1400，852，770，721cm^-1。

N，N，-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)-1，2-丙二胺合镧(III)高氯酸盐(6c)的合成

制备方法与实施例1(6a)的合成相同，灰色固体产品，产率76％，[La(C₂₉H₂₆N₆)(H₂O)₅](ClO₄)₃·3H₂O元素分析(％)：计算值C，33.46；H，4.04；N，8.08；La，13.37；实验值：C，33.53；H，4.38；N，8.41；La，13.39；IR(KBr)3421，1622，1501，1442，1401，1106，855，794，736，623，481，221cm^-1；FABMS，m/z 687([¹³⁹La(C₂₉H₂₆N₆)(H₂O)₅]³⁺)；Am(CH₃OH)309.6 S·cm²·mol^-1；UV-visible(H₂O)，λ_max/nm(1ogε)：203(6.68)，226(6.89)，271(6.75)；λ_em＝368nm。

实施例4

N，N，-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)乙二胺合镧(III)高氯酸盐(6a)、N，N’-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)丙二胺合镧(III)高氯酸盐(6b)及N，N’-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)-1，2-丙二胺合镧(III)高氯酸盐(6c)的体外抗癌活性测试(由北京大学医学部药学院天然药物与仿生药物国家重点实验室测定)。

对实施例1所合成的化合物N，N’-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)乙二胺合镧(III)高氯酸盐(6a)、实施例2所合成的化合物N，N’-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)丙二胺合镧(III)高氯酸盐(6b)及实施例3所合成的化合物N，N’-二(1，10-菲罗啉-2-亚甲基)-1，2-丙二胺合镧(III)高氯酸盐(6c)，采用SRB法(王应旺，胥彬，中国癌症研究进展③，郑树主编，军事医学科学出版社，1998，110)测试了其对人前列腺癌PC-3MIE8细胞、人肝癌Bel-7402细胞、人宫颈癌Hela细胞、人胃癌GC-823细胞、人白血病HL-60细胞及人乳腺癌MDA-MB-435细胞的体外抗肿瘤活性。SRB法操作流程如下：预培养1天，药物处理2天，三氯乙酸固定1小时，洗涤，干燥，加SRB，30分钟后，洗涤，干燥，溶解，540nm检读。测试结果见表1，可见6a对人前列腺癌PC-3MIE8细胞抗癌活性(IC₅₀＝5.54μmol·dm^-3)高于褪黑素(IC₅₀＝1.2mmol·dm^-3)，对人肝癌Bel-7402细胞的抗癌活性(IC₅₀＝5.41μmol·dm^-3)高于顺铂(IC₅₀＝7.7μmol·dm^-3)，对人宫颈癌Hela细胞的抗癌活性(IC₅₀＝4.98μmol·dm^-3)高于阿克拉霉素(IC₅₀＝8.41μmol·dm^-3)，对人胃癌BGC-823细胞的抗癌活性(IC₅₀＝13.25μmol·dm^-3)高于平阳霉素(IC₅₀＝0.771mmol·dm^-3)、阿霉素(IC₅₀＝0.56mmol·dm^-3)、阿糖孢苷(IC₅₀＝89mmol·dm^-3)及博来霉素(IC₅₀＝0.771mmol·dm^-3)，6b对人前列腺癌PC-3MIE8细胞的抗癌活性(IC₅₀＝5.60μmol·dm^-3)高于褪黑素，对人肝癌Bel-7402细胞的抗癌活性(IC₅₀＝6.26μmol·dm^-3)高于顺铂，对人宫颈癌Hela细胞的抗癌活性(IC₅₀＝6.08μmol·dm^-3)高于阿克拉霉素，对人胃癌BGC-823细胞的抗癌活性(IC₅₀＝5.80μmol·dm^-3)高于顺铂(IC₅₀＝6.80μmol·dm^-3)、平阳霉素、阿霉素、阿糖孢苷及博来霉素，对人乳腺癌MDA-MB-435细胞的抗癌活性(IC₅₀＝5.52μmol·dm^-3)高于顺铂(IC₅₀＝30μmol·dm^-3)，6c对人前列腺癌PC-3MIE8细胞的抗癌活性(IC₅₀＝5.59μmol·dm^-3)高于褪黑素，对人肝癌Bel-7402细胞的抗癌活性(IC₅₀＝6.53μmol·dm^-3)高于顺铂，对人宫颈癌Hela细胞的抗癌活性(IC₅₀＝5.85μmol·dm^-3)高于阿克拉霉素，对人胃癌BGC-823细胞的抗癌活性(IC₅₀＝5.75μmol·dm^-3)高于顺铂、平阳霉素、阿霉素、阿糖孢苷及博来霉素，对人乳腺癌MDA-MB-435细胞的抗癌活性(IC₅₀＝5.93μmol·dm^-3)高于顺铂。本发明结构设计新颖、合成路线合理，步骤简单，收率较高，抗癌活性具有广谱性。

表1配合物6a、6b、6c及几种对照物对不同瘤株的IC₅₀值(μmol·dm^-3)

配合物    Cell line

          HL60    PC-3MIE8  Bel-7402  Hela    BGC-823  MDA-MB-435

6a        9.51    5.54      5.41      4.98    13.52    32.56

6b        8.63    5.60      6.26      6.08    5.8      5.52

6c        45.6    5.59      6.53      5.85    5.75     5.93

顺铂      6.0     4.66      7.7       4.63    6.8      30

褪黑素            1200

阿克拉霉素                            8.41

平阳霉素                                      771

阿霉素                                        560

阿糖孢苷                                      89000

博来霉素                                      771