一种靶向于肺癌顺铂耐药细胞的喹啉铱配合物及其合成方法和应用

摘要

本发明公开了一种靶向于肺癌顺铂耐药细胞的喹啉铱配合物及其合成方法和应用，属于医药领域，主要解决的是现有技术的肺癌顺铂类药物耐药性的技术问题，所述方法具体如下：(1)将铱二聚体[I r(2pq)2Cl]2和4‑溴‑8‑羟基喹或5‑溴‑8‑羟基喹啉加入到极性溶剂中，得到混合溶液；(2)将得到的混合溶液在密封条件下于100℃条件下反应，得到沉淀物；(3)将沉淀物过滤、干燥，得到目标配合物。研究发现配合物4BrIr和5BrIr靶向抑制A549/DDP的生长，其IC50值分别为0.53±0.11μM和0.09±0.03μM，其体外抗肺癌活性远远大于4Br、5Br配体，说明它们靶向肺癌且克服了顺铂的耐药性。体内抗癌研究发现，其体内抗癌抑制作用达到43.5％，高于顺铂药物，具有潜在的药用价值，有望用于各种抗肺癌药物的制备。

权利要求

1.靶向于肺癌顺铂耐药细胞的喹啉铱配合物在制备抗肺癌药物中的应用，其特征是，所述喹啉铱配合物如式1或式2所示：

说明书

一种靶向于肺癌顺铂耐药细胞的喹啉铱配合物及其合成方法

和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及医药技术领域，更具体地说，它涉及一种靶向于肺癌顺铂耐药细胞的喹啉铱配合物及其合成方法。本发明还涉及一种靶向于肺癌顺铂耐药细胞的喹啉铱配合物在制备抗肺癌药物中的应用。

背景技术

[0002] 肺癌是全球最为常见的恶性肿瘤之一，因其较高的死亡率和临床难治愈性被列为癌症之首。当前，全球肺癌顺铂治疗中所产生的耐药病例日趋增加，严重威胁患者生命健康。而铱配合物不仅具有优异的光物理性质，且对肿瘤微环境的响应十分敏感，适合用于构建肿瘤响应靶向材料或抗癌药物。

[0003] 此外，大量的8‑羟基喹啉金属配合物被报道(Q.‑P.Qin,et al.Eur.J.Med.Chem.,2020,192,112192.)，但是以4/5‑溴‑8‑羟基喹啉和2‑苯基喹啉为混合配体合成金属铱配合物未曾有相关报道。本研究首次以活性配体4‑溴‑8‑羟基喹(4Br)、5‑溴‑8‑羟基喹啉(5Br)III
分别与2‑苯基喹啉的二聚体([Ir(phq)2Cl]2，phq＝2‑苯基喹啉)，合成其铱配合物[IrIII
(phq)2(4Br)]CH3OH(4BrIr)和[Ir (phq)2(5Br)](5BrIr)，首次筛选出靶向于人肺癌顺铂耐药细胞的8‑羟基喹啉铱配合物，并对它们的体内外抗肿瘤活性及其应用进行研究。

发明内容

[0004] 本发明的目的之一是提供一种靶向于肺癌顺铂耐药细胞的喹啉铱配合物。

[0005] 本发明的目的之二是提供一种靶向于肺癌顺铂耐药细胞的喹啉铱配合物的合成方法。

[0006] 本发明的目的之三是提供一种靶向于顺铂耐药细胞的喹啉铱配合物在制备抗肺癌药物中的应用。

[0007] 本发明的第一个目的，通过下述技术方案实现：一种靶向于肺癌顺铂耐药细胞的喹啉铱配合物，其化学结构式如式1‑2所示：

[0008]

[0009] 本发明的第二个目的，通过下述技术方案实现：一种靶向于肺癌顺铂耐药细胞的喹啉铱的合成方法，包括以下步骤：

[0010] (1)将铱二聚体和4‑溴‑8‑羟基喹(4Br)或5‑溴‑8‑羟基喹啉(5Br)加入到极性溶剂中，得到混合溶液；

[0011] (2)将得到的混合溶液在密封条件下于100℃条件下反应，得到沉淀物；

[0012] (3)将沉淀物过滤、干燥，得到目标配合物。

[0013] 作为进一步的改进，所述步骤(1)中，铱二聚体[Ir(2pq)2Cl]2和4‑溴‑8‑羟基喹(4Br)或5‑溴‑8‑羟基喹啉(5Br)的物质的量之比为1:2。

[0014] 进一步地，所述极性溶剂为二氯甲烷和甲醇，其体积比为任意比，若为其他溶剂几乎无产物。

[0015] 进一步地，所述二氯甲烷为0.2‑5.5mL；所述甲醇为1‑3mL。

[0016] 进一步地，所述步骤(2)中，反应时间为48h，温度过高或过低均无产物或均不是主要产物。

[0017] 进一步地，所述步骤(3)中，干燥温度为55℃。

[0018] 本发明的第三个目的，通过喹啉铱配合物在制备抗肺癌药物中的应用予以实现。

[0019] 本发明所述的一种靶向于肺癌顺铂耐药细胞的喹啉铱配合物的合成方法和应用，2‑苯基喹啉的二聚体([Ir(phq)2Cl]2，phq＝2‑苯基喹啉)参照文献合成(R.J.Watts,et al.J.Am.Chem.Soc.,1984,106,6647‑6653.)，其结构式如下图1所示。

[0020] 有益效果

[0021] 本发明与现有技术相比，具有的优点为：本发明提供了2种新型4‑/5‑溴‑8‑羟基喹啉铱配合物4BrIr和5BrIr，以及它的合成方法和应用；并考察了它们对非小细胞肺癌A549及顺铂耐药株A549/DDP和人正常肝HL‑7702细胞的活性和毒性实验。实验结果发现，配合物4BrIr和5BrIr靶向抑制A549/DDP的生长，其IC50值分别为0.53±0.11μM和0.09±0.03μM，其体外抗肺癌活性远远大于4Br、5Br配体，尤其是4BrIr，其抗癌活性是临床抗癌药物顺铂的473.9倍(66.34±1.21μM)，且它们对正常细胞HL‑7702的毒性很小(IC50＞80μM)，说明它们靶向肺癌且克服了顺铂的耐药性。体内抗癌研究发现，其体内抗癌抑制作用达到45.3％，高于顺铂药物，具有潜在的药用价值，有望用于各种抗肺癌药物的制备。

附图说明

[0022] 图1为本发明的2‑苯基喹啉的二聚体[Ir(phq)2Cl]2的结构式；

[0023] 图2为本发明实施例1制得的配合物4BrIr的电喷雾质谱图；

[0024] 图3为本发明实施例1制得的配合物5BrIr的电喷雾质谱图；

[0025] 图4为本发明实施例1制得的配合物4BrIr的单晶结构图；

[0026] 图5为本发明实施例1制得的配合物4BrIr的核磁共振氢图；

[0027] 图6为本发明实施例1制得的配合物5BrIr的核磁共振氢图；

[0028] 图7为本发明实施例1制得的配合物4BrIr的结构式；

[0029] 图8为本发明实施例1制得的配合物5BrIr的结构式。

[0030] 图9为本发明的合成路线图。

具体实施方式

[0031] 下面结合具体实施方式，对本发明的权利要求做进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制，任何在本发明的权利要求保护范围内所做的有限次修改，仍在本发明的权利要求保护范围内。

[0032] 实施例1

[0033] 在体积为25.0mL的高温耐压管中，分别加入0.1mmol的铱二聚体[Ir(2pq)2Cl]2和0.2mmol 4‑溴‑8‑羟基喹(4Br)或5‑溴‑8‑羟基喹啉(5Br)，混匀后，滴加3.0mL甲醇和0.2mL二氯甲烷，在密封条件下，加热至100℃，反应48.0h，析出红棕色块状晶体或红棕色粉末，过滤，在55℃的真空干燥箱中干燥，即得目标配合物4BrIr和5BrIr，产率为73.5％和82.3％。

[0034] 对所得配合物4BrIr和5BrIr进行鉴定：

[0035] (1)配合物4BrIr和5BrIr的电喷雾质谱图，其谱图如图2和3所示，其中M为每个配合物的分子量。

[0036] 配合物4BrIr：ESI‑MS m/z:776.05[M‑(phq)+2(DMSO)]+；

[0037] 配合物5BrIr：ESI‑MS m/z:776.05[M+H]+。

[0038] (2)配合物的单晶结构图，如图4所示。

[0039] (3)配合物4BrIr和5BrIr的核磁共振氢谱图，其谱图如图5和6所示。

[0040] 化合物4BrIr的数据：1H NMR(500MHz,DMSO‑d6)δ9.10(d,J＝8.9Hz,1H),8.48(d,J＝8.7Hz,2H),8.42(t,J＝8.3Hz,2H),8.22(d,J＝7.9Hz,1H),8.06(d,J＝7.8Hz,1H),7.86(dd,J＝18.7,8.0Hz,2H),7.73(d,J＝5.2Hz,1H),7.52(dd,J＝13.4,7.1Hz,2H),7.40(t,J＝7.3Hz,1H),7.33(dt,J＝14.6,8.0Hz,2H),7.17(t,J＝8.0Hz,1H),7.06(t,J＝7.3Hz,1H),6.97(dt,J＝21.7,7.9Hz,2H),6.72(t,J＝7.2Hz,1H),6.66(d,J＝7.6Hz,1H),6.61(t,J＝7.3Hz,1H),6.54(d,J＝8.1Hz,2H),6.12(d,J＝7.6Hz,1H)。

[0041] 化合物5BrIr的数据：1H NMR(500MHz,DMSO‑d6)δ9.07(d,J＝8.7Hz,1H),8.49(dd,J＝8.8,3.9Hz,2H),8.43(t,J＝9.1Hz,2H),8.22(d,J＝7.9Hz,1H),8.05(dd,J＝13.6,8.2Hz,2H),7.87(dd,J＝20.1,7.9Hz,2H),7.79(d,J＝4.7Hz,1H),7.48(dd,J＝8.7,4.9Hz,
1H),7.43(dd,J＝15.7,8.4Hz,2H),7.36(d,J＝8.1Hz,1H),7.34–7.29(m,2H),7.07(t,J＝
7.5Hz,1H),6.94(q,J＝8.1Hz,2H),6.73(t,J＝7.4Hz,1H),6.65(d,J＝7.6Hz,1H),6.61(t,J＝7.4Hz,1H),6.40(d,J＝8.7Hz,1H),6.13(d,J＝7.6Hz,1H)。

[0042] (4)元素分析结果，如表1所示。

[0043] 表1实施例中配合物4BrIr和5BrIr的元素分析结果

[0044]

[0045] 因此，可以确定所得红棕色块状晶体或红棕色粉末目标产物为配合物，4BrIr和5BrIr，其结构式如图7和8所示。

[0046] 实施例2

[0047] 在体积为25.0mL的高温耐压管中，分别加入0.1mmol的铱二聚体[Ir(2pq)2Cl]2和0.2mmol 4‑溴‑8‑羟基喹(4Br)或5‑溴‑8‑羟基喹啉(5Br)，混匀后，滴加1.0mL甲醇和5.5mL二氯甲烷，在密封条件下，加热至100℃，反应48.0h，析出红棕色块状晶体或红棕色粉末，过滤，在55℃的真空干燥箱中干燥，即得目标配合物4BrIr和5BrIr，产率为76.2％和80.9％。

[0048] 实施例3

[0049] 在体积为25.0mL的高温耐压管中，分别加入0.1mmol的铱二聚体[Ir(2pq)2Cl]2和0.2mmol 4‑溴‑8‑羟基喹(4Br)或5‑溴‑8‑羟基喹啉(5Br)，混匀后，滴加1.0mL甲醇和1.0mL二氯甲烷，在密封条件下，加热至100℃，反应48.0h，析出红棕色块状晶体或红棕色粉末，过滤，在55℃的真空干燥箱中干燥，即得目标配合物4BrIr和5BrIr，产率为74.9％和80.1％。

[0050] 为了充分说明本发明所述的1‑2在制药中的用途，下面对配合物1‑2进行了体内外抗肺癌活性实验。

[0051] 一、铱抗癌对多种人肿瘤细胞株的增殖抑制活性实验

[0052] 1、细胞株与细胞培养

[0053] 本实验选用非小细胞肺癌A549及顺铂耐药株A549/DDP及人正常肝HL‑7702细胞等3种细胞株。

[0054] 所有人源细胞株均培养在含100U/mL青霉素、10wt％小牛血、100U/mL链霉素的RPMI‑1640培养液内，于含有体积浓度5％CO2温度为37℃孵箱中培养。

[0055] 2、待测化合物的配制

[0056] 所用的配体4Br、5Br和配合物1‑2的纯度均需≥95％，将它们的DMSO储液用生理缓冲液稀释成20μmol/L的终溶液(DMSO的终浓度≤1％)，测试该浓度下配体和配合物1‑2对正常细胞或所选的肿瘤细胞生长的抑制程度。

[0057] 3、MTT法检测细胞生长抑制实验

[0058] (1)取对数生长期的正常细胞或肺癌细胞，经胰蛋白酶消化后，用含10％小牛血清的培养液配制成浓度为5000个/mL的细胞悬液，以每孔190μL接种于96孔培养板中，使待测细胞密度至1000～10000孔，边缘孔用无菌PBS填充。

[0059] (2)5％CO2，37℃孵育24h，至细胞单层铺满孔底，每孔加入一定浓度梯度的药物10μL，每个浓度梯度设4个复孔。

[0060] (3)5％CO2，37℃孵育48小时，倒置显微镜下观察。

[0061] (4)每孔加入10μL 5mg/mL的MTT溶液，继续培养4h。

[0062] (5)终止培养，小心吸去孔内培养液，每孔加入150μL的DMSO充分溶解甲瓒沉淀，振荡器混匀后，在酶标仪用波长为570nm，参比波长为450nm测定各孔的光密度值；

[0063] (6)同时设置调零孔(培养基、MTT、DMSO)，对照孔(细胞、培养液、MTT、相同浓度的药物溶解介质、DMSO)。

[0064] (7)根据测得的光密度值(OD值)，来判断活细胞数量，OD值越大，细胞活性越强。利用公式：

[0065]

[0066] 计算配体4Br、5Br和配合物1‑2对所选细胞生长的抑制率，再以Bliss法分别计算各受试化合物对所选的各个细胞株的IC50值。其结果如以下表2所示。

[0067] 表2.各配体和配合物1‑2对各种细胞株的IC50值(μM)

[0068]

[0069] 从IC50活性筛选结果来看，配合物4BrIr和5BrIr靶向抑制A549/DDP的生长，其IC50值分别为0.53±0.11μM和0.09±0.03μM，其体外抗肺癌活性远远大于4Br、5Br配体，尤其是4BrIr，其抗癌活性是临床抗癌药物顺铂的473.9倍(66.34±1.21μM)，且它们对正常细胞HL‑7702的毒性很小(IC50＞80μM)，说明它们靶向肿瘤且克服了顺铂的耐药性，具有潜在的药用价值，有望用于各种抗肺癌药物的制备。

[0070] 二、荷瘤裸鼠的体内抑瘤实验

[0071] (1)动物要求：

[0072] 品系：BALB/c‑nu；等级：SPF级；周龄：5‑6w；体重：18‑20g；性别：雄性；

[0073] (2)动物来源：

[0074] 由常州卡文斯实验动物有限公司提供(实验动物生产许可证：SCXK(苏)2016‑0010)。

[0075] (3)动物实验的场所：

[0076] 实验动物使用许可证：SYXK(苏)2017‑0040。

[0077] (4)饲养环境的要求：

[0078] SPF级，IVC独立通风系统；保持恒定温度(26±2℃)和湿度(40‑70％)，开灯、熄灯各12h。

[0079] (5)饲料：

[0080] 选用SPF小鼠繁殖饲料，购自北京科澳协力饲料有限公司。

[0081] (6)实验用到的主要试剂和器械：

[0082] 试剂：DMSO、0.9％生理盐水、75％医用酒精、4％多聚甲醛；器械：手术剪刀、镊子、套管针、电子游标卡尺。

[0083] (7)实验的基本过程与操作：

[0084] ①细胞培养

[0085] 实验用细胞株及细胞培养，请参照上述进部分进行。

[0086] ②荷A549/DDP模型的制备

[0087] 收集处于对数生长期的癌细胞，用无血清培养基细胞调制成5×107个/mL活细胞浓度悬液。用1.0mL注射器抽取0.2mL悬液，约含1×107个活细胞，然后接种于裸小鼠右腋窝3
皮下,待皮下肿瘤长至约1cm 时，作为皮下移植瘤模型制作的瘤源，在裸小鼠身上传代。瘤在裸鼠身上传4代待其生长稳定后，选取肿瘤生长旺盛且无溃破的荷瘤鼠，颈椎脱位处死，
3
用75％医用酒精消毒动物皮肤，剖离组织块，除去坏死部分，将瘤组织剪成1.5mm 左右小块，用套管针接种于裸鼠右腋窝皮下。用电子游标卡尺测量移植瘤瘤径，待肿瘤体积生长至
3
100‑300mm时，将动物随机分组。

[0088] ③药效实验

[0089] 瘤裸小鼠随机分成溶媒组、加药组和顺铂阳性对照组，每组7只动物。于分组当天开始腹腔注射给药，化合物每两天给药，顺铂隔天给药。每隔三天用电子游标卡尺测瘤径，量体重。于第15天颈椎脱位处死、剖离肿瘤、称重、拍照、计算抑瘤率。

[0090] 肿瘤体积计算公式：V＝a×b2/2，其中a为长径，b为短径；

[0091] 相对肿瘤体积RTV＝Vt/V0，Vt为每次测量时的体积，V0为分组时的体积；

[0092] 相对肿瘤增值率T/C％＝(TRTV/CRTV)×100％；

[0093] 肿瘤生长抑制率(％)＝(溶媒组平均瘤重‑治疗组平均瘤重)/溶媒组组平均瘤重×100％。

[0094] 从上表3中所示的体内抑瘤实验结果来看，按照5BrIr(10.0mg/kg/2天)给药至153 3
天后，A549/DDP瘤的体积均有571.2±42.1mm ，明显低于空白对照组1031.5±123.8mm ，抑瘤率高达45.3％，远远超过空白组和临床药物顺铂的抑瘤率(33.1％)(顺铂数据来源于M.‑X.Tan,et al.Dalton Trans.,2020,49,1613–1619.)。综上所述，5BrIr表现出良好的体内外抗肿瘤活性，具有良好的潜在药用价值，有望用于各种抗肺癌药物的制备。

[0095] 表3.配合物5BrIr对荷A549/DDP裸鼠的体内抑瘤结果

[0096]

[0097] 以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和实用性。