含镍夹心多金属氧酸盐抗癌药物及其合成方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种一种对人肝癌和人胃癌肿瘤细胞等具有活性的过渡金属镍和咪唑修饰的铋钨酸盐及其合成方法，具体涉及一种含镍夹心多金属氧酸盐抗癌药物及其合成方法。

背景技术：

近年来, 多金属氧酸盐的药物化学研究取得了重要进展，其药理、生理活性已被确认，在抗病毒、抗肿瘤方面的研究异常活跃。1971年，法国科学家Raynaud首先发现 Keggin型钨硅杂多阴离子能够抑制鼠纤维肉瘤病毒(MLSV), 以后相继发现[BW₁₂O₄₀]^5-等在体外表现出抗病毒活性。1985年，Dormont等发现HPA-23对爱滋病毒的逆转录酶有抑制作用，并很快在法国和美国应用于临床。1992年Hill等发现有机硅取代的Keggin结构钨硅酸盐可以拟制爱滋病毒HIV-1。1995年，Yamase等发现Keggin、缺位Keggin、Wells-Dawson和Keggin夹心等结构的多钨酸盐对金黄葡萄球菌具有抗菌活性，2001年，Hill等采用计算机模拟研究了含铌的Wells-Dawson结构与HIV-1蛋白的相互作用情况。这些研究仅包括增殖抑制作用，细胞形态学观察，细胞周期的检测等。因此，多金属氧酸盐作为新药开发符合医药领域抗癌化疗药物的未来研究与发展趋势。

发明内容：

本发明的目的是提供一种含镍夹心多金属氧酸盐抗癌药物及其合成方法，得到一种对人肝癌、人胃癌肿瘤细胞等癌症具有活性的新型化合物。同时该技术具有合成方法简单，产率高，是一种潜在的广普抗癌新型药物，具有重大的应用意义。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

含镍夹心多金属氧酸盐抗癌药物的合成方法，该方法包括如下步骤：

（1）在磁力搅拌下，将4～5mmol的Na₂WO₄溶解在80～120ml的去离子水中，并加热至80～120℃，然后逐滴加入6mol/L的HCl调节pH至5.0～7.0，获得溶液A；

（2）将0.5～1mmol的NiCl₂、0.8～1.2mmol的固体咪唑、溶解在10mL 6 mol/L HCl 中的0.3～0.8mmol的Bi(NO₃)₃同时加入到溶液A中，混匀后加热至80～120℃反应1～2h，然后冷却至室温，过滤后静止5～10天即可。

一种用上述方法合成的含镍夹心多金属氧酸盐抗癌药物，其分子式为： Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅，分子量：6196.87，其结构式为：

常温下为绿色块状晶体。

有益效果：

1．本发明合成的Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅是一种具有活性的咪唑修饰的多金属氧酸盐，它对人肝癌细胞有很强的增殖抑制作用、对人胃肿瘤细胞及人结肠癌肿瘤细胞也有较好的抑制率。本发明合成的Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅采用MTT方法检测了该化合物对肿瘤细胞的生长抑制作用，其半数抑制浓度IC₅₀=0.081mmol/L，24h。AO/EB、FITC/PI等荧光染色法检测出本发明中所得抗癌化合物Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅对肿瘤细胞株具有凋亡诱导作用。采用单细胞凝胶电泳实验（慧星实验）和凋亡细胞的琼脂糖凝胶电泳（DNA ladder）实验法检测出本发明中所得抗癌化合物Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅对肿瘤细胞株体外实验存在的DNA损伤情况。采用透射电镜和扫描电镜形态学观察，获得了本发明中所得抗癌化合物Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅诱导细胞凋亡的超微结构，采用流式细胞技术检测出细胞凋亡的百分比。本发明在多金属氧酸盐抗肿瘤药学功能研究中具有重要意义和研究价值，将为多金属氧酸盐作为恶性肿瘤临床化学治疗新药的可行性提供科学依据，为抗肿瘤化学新药开发奠定科学实验基础。

 2．本发明所得抗癌化合物Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅，检测其不同剂量对人胃癌及结肠癌肿瘤细胞抑制率的影响；结果如图3所示，可见，随着抗癌化合物Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅用量的增加，人胃癌及结肠癌肿瘤细胞抑制率逐渐增加，说明本发明中所得抗癌化合物Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅对人胃癌及结肠癌肿瘤细胞有很好的抑制率。同时采用AO/EB、FITC/PI等荧光染色法检测出本发明中所得抗癌化合物Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅对肿瘤细胞株具有凋亡诱导作用。采用单细胞凝胶电泳（慧星实验）和凋亡细胞的琼脂糖凝胶电泳（DNA ladder）两种实验方法检测出本发明中所得抗癌化合物Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅对肿瘤细胞株体外具有诱导DNA的损伤作用。采用透射电镜和扫描电镜形态学观察，说明本发明中所得抗癌化合物Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅能够诱导肿瘤细胞凋亡的超微结构，采用流式细胞仪技术检测出细胞凋亡的百分比。本发明中所得抗癌化合物Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅与常用临床化疗药物(5-氟尿嘧啶)在肿瘤抑制作用的比较研究；结果如图4所示，可见，本发明中所得抗癌化合物Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅的对人肝肿瘤细胞的抑制作用大于5-氟尿嘧啶，说明其具有良好的抗癌活性。

 3．本发明通过常规溶液法，控制溶液的pH值、投料比例和温度，得到一种对人肝癌、人胃癌肿瘤细胞等癌症具有活性的新型化合物。同时该技术具有合成方法简单，产率高，经过大量的实验证明：

（1）当其它条件不变时，如果调节pH值小于5.5反应同样时间过滤后，放置数天仍为透明溶液，无晶体产生；同样条件下，如果pH高于7.5，则不会得到绿色沉淀。

（2）当其它条件不变时，如果加热温度低于40℃，反应同样时间过滤后，放置数天仍为透明溶液，无晶体产生。同样条件下，如果加热温度超过80℃，得到薄而细碎的晶体，不能满足测试要求。

（3）当其它条件不变时，反应时间不足1.5h时, 过滤后，放置数天仍为透明溶液，无晶体产生；同样条件下，如果反应时间超过2.5h时, 则会得到绿色球形非晶体。

附图说明：

图1为本发明使用前的人肝癌肿瘤细胞形态图；

图2为本发明作用24 h后的人肝癌肿瘤细胞形态图；

图3为不同剂量的本产品对人胃癌及结肠癌肿瘤细胞抑制率的影响的曲线图；

图4为本发明与5-氟尿嘧啶对人肝癌细胞影响的曲线图。

具体实施方式：

以下实施例只是为了更好的说明本发明，本发明不局限于以下实施例。

实施例1：

本实施方式抗癌化合物Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅的合成方法按以下步骤实现：一、在磁力搅拌下，将4～5mmol的Na₂WO₄溶解在80～120ml的去离子水中，并加热至80～120℃，然后逐滴加入6mol/L的HCl调节pH至5.0～7.0，获得溶液A；二、将0.5～1mmol的NiCl₂、0.8～1.2mmol的固体咪唑和溶解在6mol/L HCl 中的0.3～0.8mmol的Bi(NO₃)₃同时加入到溶液A中，混匀后加热至80～120℃反应1～2h，然后冷却至室温，过滤后静止5～10天，即完成抗癌化合物Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅的合成；其中步骤二中HCl的用量为10mL。

本实施方式中所得抗癌化合物Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅为绿色块状晶体。其化学式为H₆[Bi₂W₂₀Ni₂(H₂O)₆O₇₀ Na₄(H₂O)₁₄](H₄C₃N₂)₂。其分子量：6196.87，其结构式为：

  

  

实施例2：

本实施例与实施例1不同的是步骤一中将4～5mmol的Na₂WO₄溶解在80ml的去离子水中，并加热至80℃。其它步骤及参数与实施例1相同。

实施例3：

本实施例与实施例1不同的是步骤一中将5mmol的Na₂WO₄溶解在120ml的去离子水中，并加热至120℃。其它步骤及参数与实施例1相同。

实施例4：

本实施例与实施例1不同的是步骤一中将4.2～4.8mmol的Na₂WO₄溶解在90～110ml的去离子水中，并加热至90～110℃。其它步骤及参数与实施例1相同。

实施例5：

本实施例与实施例1不同的是步骤一中在磁力搅拌下，将4.5mmol的Na₂WO₄溶解在100ml的去离子水中，并加热至100℃。其它步骤及参数与实施例1相同。

实施例6：

本实施例与实施例1不同的是步骤一中在磁力搅拌下，将4.7mmol的Na₂WO₄溶解在105ml的去离子水中，并加热至105℃。其它步骤及参数与实施例1相同。

实施例7：

本实施例与上述实施例1-6不同的是步骤一中逐滴加入6mol/L的HCl调节pH至5.0。其它步骤及参数与实施例1-6之一相同。

实施例8：

本实施例与上述实施例1-6不同的是步骤一中逐滴加入6mol/L的HCl调节pH至7.0。其它步骤及参数与实施例1-6之一相同。

实施例9：

本实施例与上述实施例1-6不同的是步骤一中逐滴加入6mol/L的HCl调节pH至5.5～6.0。其它步骤及参数与实施例1-6之一相同。

实施例10：

本实施例与上述实施例1-6不同的是步骤一中逐滴加入6mol/L的HCl调节pH至6.0～6.5。其它步骤及参数与实施例1-6之一相同。

实施例11：

本实施例与上述实施例1-6不同的是步骤一中逐滴加入6mol/L的HCl调节pH至6.5～7.0。其它步骤及参数与实施例1-6之一相同。

实施例12：

本实施例与上述实施例1-6不同的是步骤一中逐滴加入6mol/L的HCl调节pH至5.5。其它步骤及参数与实施例1-6之一相同。

实施例13：

本实施例与上述实施例1-12之一不同的是步骤二中将0.5mmol的NiCl₂、0.8mmol的固体咪唑和溶解在6mol/L HCl 中的0.3mmol的Bi(NO₃)₃同时加入到溶液A中，混匀后加热至80℃反应1h。其它步骤及参数与实施例1-12之一相同。

实施例14：

本实施例与上述实施例1-12之一不同的是步骤二中将1mmol的NiCl₂、1.2mmol的固体咪唑和溶解在6mol/L HCl 中的0.8mmol的Bi(NO₃)₃同时加入到溶液A中，混匀后加热至120℃反应2h。其它步骤及参数与实施例1-12之一相同。

实施例15：

本实施例与上述实施例1-12之一不同的是步骤二中将0.8mmol的NiCl₂、1.1mmol的固体咪唑和溶解在6mol/L HCl 中的0.6mmol的Bi(NO₃)₃同时加入到溶液A中，混匀后加热至100℃反应1.5h。其它步骤及参数与实施例1-12之一相同。

实施例16：

本实施例与上述实施例1-15之一不同的是步骤二中过滤后静止5天。其它步骤及参数与实施例1-15之一相同。

实施例17：

本实施例与上述实施例1-15之一不同的是步骤二中过滤后静止10天。其它步骤及参数与实施例1-15之一相同。

实施例18：

本实施例与上述实施例1-15之一不同的是步骤二中过滤后静止6～9天。其它步骤及参数与实施例1-15之一相同。

实施例19：

本实施例与上述实施例1-15之一不同的是步骤二中过滤后静止7天。其它步骤及参数与实施例1-15之一相同。

实施例20：

本实施方式抗癌化合物Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅的合成方法按以下步骤实现：一、在磁力搅拌下，将4.7mmol的Na₂WO₄溶解在100ml的去离子水中，并加热至100℃，然后逐滴加入6mol/L的HCl调节pH至6.0，获得溶液A；二、将0.7mmol的NiCl₂、1mmol的固体咪唑和溶解在6mol/L HCl 中的0.5mmol的Bi(NO₃)₃同时加入到溶液A中，混匀后加热至100℃反应1.5h，然后冷却至室温，过滤后静止8天，即完成抗癌化合物Na₄Bi₂Ni₂W₂₀C₆H₈₄N₄O₁₀₅的合成；其中步骤二中HCl的用量为10mL 。