一種納米稀土三元抗癌化合物及其製備方法和應用的製作方法

2023-04-30 19:17:51

專利名稱：一種納米稀土三元抗癌化合物及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明屬製藥技術領域，更具體地，是涉及一種抗癌功能的配合物。
背景技術：
癌症的化學治療近年來有飛速發展，新抗癌藥不斷出現。紫杉醇、喜樹鹼衍生物及維甲類化合物抗腫瘤治療作用的證實被譽為90年代抗癌藥物研究的重大發現。降低癌症發病率主要靠早期發現和預防，現在已經知道腫瘤是一種特殊的疾病，由正常組織轉變為癌一般都經過癌前階段，而癌前疾病的治療是癌的藥物預防的理想靶點。因此，抗癌藥物已不限於傳統的細胞毒型藥物，癌預防藥物的研究與開發已成為有前景的新領域。近年來，隨著分子生物學的進步及癌治療研究的發展，已經證明，癌症是一種多基因疾病，由至少兩種以上癌基因經多階段變化所致。癌細胞生物學研究的進步為癌的預防提供了不少新靶點，開闢了新的領域。
尋找對宿主毒性小，對癌細胞有選擇性抑制作用的抗癌藥物，可以從天然資源，如植物、動物、海洋中獲得有效物質，也可以利用已知抗癌化合物進行改造，使之比現有藥活性更高、毒性更低、更加有效。目前國內外的化學合成抗癌產品品種繁多，但也存在一些不足(1)製藥行業對環境汙染很嚴重；(2)如何減少用藥量和毒副作用也是一個重要問題。
固相化學反應是指有固體物質直接參與的反應，它既包括經典的固—固反應，也包括固-氣反應和固-液反應。固相反應由於不使用溶劑，具有高選擇性、高產率、工藝過程簡單、符合綠色化學以及可實現分子自組裝等優點，已成為人們製備新化合物的主要手段之一。在配位化學領域中，配合物的合成大都是在溶液相中進行的，利用低熱溫度或室溫固相反應方法的合成化學尚未引起人們的重視。由於許多固相配位化學反應在室溫或低熱溫度條件下即能發生，並進行到底，故可用來直接合成許多簡單的配合物。與通常所用的溶液合成法相比，固相反應方法不涉及反應物的溶解和產物的結晶等，因而往往具有操作簡便，產率高的特點，在某些情況下，其優點更為明顯。
稀土和羧酸及雜環類進行反應，製備稀土羧酸雜環三元配合物前人有所報導。經國內外文獻檢索，類似的有吳惠霞等2002年在《中國稀土學報》上發表了「稀土煙酸與8羥基喹啉三元配合物的合成、表徵及螢光光譜」，製備方法為RECl3·6H2O(RE＝La，Eu，Dy)由RE2O3溶於鹽酸製得，TbCl3·6H2O由Tb4O7溶於濃鹽酸和濃H2O2溶液製得。三元固體配合物的合成往含有5mmol HL的乙醇溶液中加入計量的NaOH溶液並微熱，使之生成鈉鹽。然後與含5mmolHhq的乙醇溶液混合。在60℃下，邊攪拌邊將混合配體溶液緩慢滴入含5mmolRECl3·6H2O的乙醇溶液中。調節最終pH＝6.5～7.0，再繼續反應1h，陳化，將沉澱抽濾，用95％乙醇洗滌，除去未反應的有機配體，再用60℃二次蒸餾水洗滌至濾液中不含氯離子。真空乾燥，得固體配合物。但此製備方法採取的不是低溫固相法和納米技術，而是沉澱法；研究的化合物為稀土煙酸與8羥基喹啉三元配合物；研究的理化性質是螢光光譜，沒有研究藥理性質。

發明內容
所要解決的技術問題本發明需要解決的技術問題是提供一種納米稀土三元抗癌化合物及其製備方法和應用，以克服現有的類似三元配合物的製備方法複雜、且均為常規粒徑、尚未有納米粒徑的製備方法的不足，也為了克服現有抗癌化合物價格高昂、用藥量大、毒性高、副作用大、對環境易產生汙染的缺陷。
技術方案本發明的技術方案之一為提供一種納米稀土三元化合物，化學式為RE(A)(hq)其中，RE選自稀土離子La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+或Y3+中的一種或一種以上，A為鉬酸根或鎢酸根，hq為8-羥基喹啉、鄰菲羅啉或吡啶。
上述的納米稀土三元化合物的優選方案之一為，所說化合物的粒徑範圍為1-100nm。進一步優選化合物的粒徑範圍為50-100nm。
上述的納米稀土三元化合物的優選方案之二為，所說化合物的顏色與稀土離子顏色一致，且粒度分布均勻。
本發明的技術方案之二為提供上述的納米稀土三元化合物的製備方法，包括如下步驟(1)取摩爾比為1∶1的鎢酸鹽或鉬酸鹽和雜環化合物混合、研磨均勻；(2)加入與雜環化合物相同摩爾數的RECl3·xH2O，研磨；(3)用乙醇和水的混合溶液浸泡三元配合物，並洗去殘留的雜環化合物；(4)洗滌除去氯離子，乾燥，研磨到納米級；其中，RE選自稀土離子La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+或Y3+中的一種或一種以上。
上述的納米稀土三元化合物的製備方法的優選方案之一為，所說的鎢酸鹽或鉬酸鹽為鉬酸鈉、鉬酸鉀、鎢酸鈉或鎢酸鉀中的一種。
上述的納米稀土三元化合物的製備方法的優選方案之二為，所說的雜環化合物為8-羥基喹啉、鄰菲羅啉或吡啶。
上述的納米稀土三元化合物的製備方法的優選方案之三為，所說的RECl3·xH2O預先由RE2O3與鹽酸反應製得；其中，RE選自La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+或Y3+中的一種或一種以上。
本發明的技術方案之三為提供上述的納米稀土三元化合物的應用，即利用其促進癌細胞凋亡。優選方案為，以0.625-5mg/mL的終濃度作用於早幼粒細胞性白血病細胞。
有益效果與傳統的單一抗癌化合物稀土、鉬酸或鎢酸以及雜環類化合物相比，本發明的納米稀土鉬酸或鎢酸雜環類化合物具有如下特點(1)本發明的納米稀土鉬酸或鎢酸雜環類化合物是一種以配位鍵結合的稀土鉬酸或鎢酸雜環類配合物，產品具有較好的化學穩定性和熱穩定性，可經受408℃以上的高溫，可在常溫下使用、保存和運輸。
(2)本發明的化合物具有良好的脂溶性，按照相似相溶的原理，它更加容易進入細胞膜而在細胞內起作用。
(3)本發明的納米稀土三元抗癌化合物製備方法簡單、製備價格低廉、製造環節中對環境的影響小，屬安全產品，半致死劑量LD50超過2～5g/kg，達到食品添加劑級別的要求。急性皮膚實驗表明對人體無害。
(4)對體外培養的早幼粒細胞性白血病細胞凋亡作用顯著，單位藥量的抗癌能力因三種抗癌官能團的協同作用而更加強勁，使用中由於用藥量少，使藥物毒性更小，對正常細胞殺傷作用小。
(5)本發明的產品外觀呈黃色粉末，平均粒徑＜100nm，粒度分布均勻。因為產品是納米級因而具有極高的比表面積，易於與微米級的癌細胞作用，使其凋亡。同時，可增加使用效果、降低使用量，而普通粒徑的同類藥物配合物則不具有這種優越性。
(6)本發明的納米稀土鉬酸或鎢酸雜環類抗癌化合物中所涉及的官能團只是幾個個例，比如稀土離子不止La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+和Y3+這8種、其間組合多種多樣、鉬酸根或鎢酸根可由其他金屬氧化物離子替代、雜環化合物除了8-羥基喹啉、鄰菲羅啉和吡啶還可以採用其他多種多腫瘤細胞有特異性抑制作用的化合物等等，這種發明構思在納米抗癌藥物研究方面具有重要前景。


圖1是納米稀土鉬酸或鎢酸雜環類抗癌化合物的電子顯微鏡照片。
圖2是正常早幼粒細胞性白血病細胞(上圖)和經過抗癌化合物處理的凋亡早幼粒細胞性白血病細胞(下圖)的螢光顯微鏡圖，箭頭所指為典型的凋亡細胞。圖中標尺為30微米。
具體實施例方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。
下列實施例中未註明具體條件的實驗方法，通常按照常規條件，如化工產品手冊，或按照製造廠商所建議的條件。RE2O3(＞99.95％)購自上海躍龍有色金屬有限公司，鎢酸鹽和鉬酸鹽購自泰州市歐普特鎢鉬製品有限公司。其他無機化學試劑和有機試劑購自上海化學試劑廠。早幼粒細胞性白血病細胞來源於中國科學院上海細胞庫。
實施例1納米稀土鉬酸雜環類三元抗癌配合物及其製備方法取0.01mol鉬酸鹽(鉬酸鈉或鉬酸鉀)，與0.01mol 8-羥基喹啉在瑪瑙研缽中混合；研磨均勻後加入0.01mol RECl3·xH2O(預先由RE2O3與鹽酸反應製得)，研磨40分鐘；用乙醇和水的混合溶液浸泡三元配合物；抽濾，用乙醇洗去殘留的8-羥基喹啉，再用二次蒸餾水洗滌除去氯離子(Cl-)，真空乾燥8-12小時。研磨至納米級得到RE(A)(hq)。
注A為鉬酸根，hq為8-羥基喹啉、鄰菲羅啉或吡啶。RE可以為La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+或Y3+中的一種，也可以是一種以上的組合，比如稀土La3+和Ce3+、Pr3+和Nd3+和Sm3+、Eu3+和Er3+和Y3+、Ce3+和Sm3+和Eu3+和Er3+和Y3+、甚至8種稀土元素的全部，n種RECl3·xH2O為原料時，各取0.01mol與0.02×n mol的鉬酸鹽混和反應，其反應條件和過程相同。
同理，利用上述的方法也可以製備含鄰菲羅啉或吡啶等雜環類化合物與不同的稀土離子和鉬酸的配合物，具體做法只要將相同mol數的鄰菲羅啉或吡啶取代8-羥基喹啉參與反應即可，所獲產品符合通式RE(A)(hq)。
實施例2納米稀土鎢酸雜環類三元抗癌配合物及其製備方法取0.01mol鎢酸鹽(鎢酸鈉或鎢酸鉀)，與0.01mol 8-羥基喹啉在瑪瑙研缽中混合；研磨均勻後加入0.01mol RECl3·xH2O(預先由RE2O3與鹽酸反應製得)，研磨半個小時；抽濾，用乙醇洗去殘留的8-羥基喹啉，再用二次蒸餾水洗滌除去氯離子(Cl-)，真空乾燥10小時。得到RE(A)(hq)。研磨至納米級。
注A為鎢酸根，hq為8-羥基喹啉、鄰菲羅啉或吡啶。RE可以為La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+或Y3+中的一種，也可以是一種以上的組合，比如稀土La3+和Ce3+、Pr3+和Nd3+和Sm3+、Eu3+和Er3+和Y3+、Ce3+和Sm3+和Eu3+和Er3+和Y3+、甚至8種稀土元素的全部，n種RECl3·xH2O為原料時，各取0.01mol與0.02×n mol的鎢酸鹽混和反應，其反應條件和過程相同。
同理，利用上述的方法也可以製備含鄰菲羅啉或吡啶等雜環類化合物與不同的稀土離子和鎢酸的配合物，具體做法只要將相同mol數的鄰菲羅啉或吡啶取代8-羥基喹啉參與反應即可，所獲產品符合通式RE(A)(hq)。
實施例3將實施例1和2所製備的配合物分別溶於DMSO，分別配製成0.625mg/mL，1.25mg/mL，2.5mg/mL，5mg/mL的溶液，加入快速生長期的早幼粒細胞性白血病細胞培養液中，使終濃度為2×105個/mL左右。48小時後在螢光倒置顯微鏡下觀察細胞生長情況並且計數。圖2。
結果顯示，以稀土鉬酸雜環類配合物處理的白血病細胞，其凋亡率分別為35.33％，46.5％，67.17％，87.33％，差異顯著；以稀土鎢酸雜環類配合物處理的白血病細胞，其凋亡率分別為40.83％，46％，62.67％，76.5％，差異顯著。見表1。
以同樣終濃度的8-羥基喹啉處理白血病細胞並以空白為對照，活細胞壞死。
以同樣終濃度的稀土離子(La3+或Ce3+或Pr3+或Nd3+或Sm3+或Eu3+或Er3+或Y3+)處理白血病細胞並以空白為對照，其凋亡率均低於三元配合物處理組，如Er3+處理組的各濃度組凋亡率分別為29.17％，29.67％，33.17％，39.5％，差異顯著。
以同樣終濃度的鎢酸處理白血病細胞並以空白為對照，其凋亡率分別為17.67％，18.5％，19.67％，20.67％，差異顯著。
非納米粒徑的上述三元配合物的凋亡率與納米級相比，結果相差極為懸殊。
表1.納米稀土三元化合物對癌細胞的凋亡率的測定結果樣品濃度(μg/ml)癌細胞凋亡率(％)Pr-Mo-8-羥基喹啉0.625 35.331.25 46.52.567.175 87.33Er-Mo-8-羥基喹啉0.625 38.751.25 53.52.567.5
5 85Nd-W-8-羥基喹啉0.625 32.831.25 41.162.562.835 76.5Er-W-8-羥基喹啉0.625 40.831.25 462.562.675 76.權利要求
1.一種納米稀土三元化合物，化學式為RE(A)(hq)其中，RE選自稀土離子La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+或Y3+中的一種或一種以上，A為鉬酸根或鎢酸根，hq為8-羥基喹啉、鄰菲羅啉或吡啶。
2.根據權利要求1所述的納米稀土三元化合物，其特徵在於，所說化合物的粒徑範圍為1-100nm。
3.根據權利要求2所述的納米稀土三元化合物，其特徵在於，所說化合物的粒徑範圍為50-100nm。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的納米稀土三元化合物，其特徵在於，所說化合物的顏色與稀土離子顏色一致，且粒度分布均勻。
5.權利要求1所述的納米稀土三元化合物的製備方法，包括如下步驟(1)取摩爾比為1∶1的鎢酸鹽或鉬酸鹽和雜環化合物混合、研磨均勻；(2)加入與雜環化合物相同摩爾數的RECl3·xH2O，研磨；(3)用乙醇和水的混合溶液浸泡三元配合物，並洗去殘留的雜環化合物；(4)洗滌除去氯離子，乾燥，研磨到納米級；其中，RE選自稀土離子La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+或Y3+中的一種或一種以上。
6.根據權利要求5所述的納米稀土三元化合物的製備方法，其特徵在於，所說的鎢酸鹽或鉬酸鹽為鉬酸鈉、鉬酸鉀、鎢酸鈉或鎢酸鉀中的一種。
7.根據權利要求5所述的納米稀土三元化合物的製備方法，其特徵在於，所說的雜環化合物為8-羥基喹啉、鄰菲羅啉或吡啶。
8.根據權利要求5所述的納米稀土三元化合物的製備方法，其特徵在於，所說的RECl3·xH2O預先由RE2O3與鹽酸反應製得；其中，RE選自La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+或Y3+中的一種或一種以上。
9.權利要求1所述的納米稀土三元化合物的應用，即利用其促進癌細胞凋亡。
10.根據權利要求9所述的納米稀土三元化合物的應用，其特徵在於，以0.625-5mg/mL的終濃度作用於早幼粒細胞性白血病細胞。
全文摘要
本發明涉及一種納米稀土三元抗癌化合物及其製備方法和應用，該化合物的化學式為RE(A)(hq)；其中，RE選自稀土離子La
文檔編號C07D213/06GK1887877SQ20061002919
公開日2007年1月3日 申請日期2006年7月21日 優先權日2006年7月21日
發明者何其莊, 鄭文捷, 李興玉, 閔慧 申請人:上海師範大學