具有多重抗癌活性的喹啉官能團化氮雜環卡賓釕配合物及其製備方法
2024-04-14 03:52:05
1.本發明屬於有機合成技術領域涉及一種氮雜環卡賓釕配合物，具體地說是涉及一種具有多重抗癌活性的喹啉官能團化氮雜環卡賓釕配合物及其製備方法。
背景技術：
2.金屬藥物，如鉑類藥物，是一種主要的抗癌藥物，廣泛用於治療各種癌症，延長了無數患者的預期壽命。然而，鉑類藥物的臨床應用也受到嚴重毒性、非選擇性、內在或後天耐藥性等原因的影響。
3.與鉑類藥物相比，釕配合物具有低全身毒性、高抗增殖和抗轉移活性等特點，因此近年來吸引了持續的探索並取得了重大進展。此外，釕配合物的細胞毒性作用涉及多種作用模式，具有通過多重作用模式誘導癌細胞死亡的治療潛力，有望克服癌細胞的耐藥性問題。作為優秀的δ配體，官能團化氮雜環卡賓可以很容易地衍生出各種不同的分子，使其成為金屬藥物篩選的理想配體。喹啉是許多天然化合物中存在的基團，其衍生物具有廣泛的生物活性，如抗腫瘤和抗菌作用。然而，基於喹啉基團的金屬藥物卻很少用於抗癌研究。為充分結合卡賓配體、釕金屬化合物和喹啉基團的特點，本發明合成了一種喹啉官能團化氮雜環卡賓釕配合物，並將此類金屬配合物應用於抗癌研究。
技術實現要素：
4.本發明提供了一種具有多重抗癌活性的喹啉官能團化氮雜環卡賓釕配合物及其製備方法，本發明配合物能有效抑制癌細的增殖、遷移和誘導癌細胞凋亡；本發明在喹啉活性基團和釕金屬離子雙重活性中心的作用下，可以有效克服單一藥物容易產生癌細胞耐藥性的問題，同時多重活性中心可以產生多重抗癌機制，在抗癌藥物研發方面具有重要意義。
5.一種具有多重抗癌活性的喹啉官能團化氮雜環卡賓釕配合物，所述配合物的結構通式為[lru(p-cymene)cl](pf6)，其中，l為喹啉官能團化的氮雜環卡賓配體，p-cymene為對甲基異丙基苯；所述配合物的分子結構式為：
[0006][0007]
其中，r為苯基、對甲基苯基、對三氟甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、2,3,4,5,6-五甲基苯基中的任一種。
[0008]
本發明合成的新型喹啉官能化的氮雜環卡賓釕配合物，其中咪唑環或苯並咪唑環
上的取代基容易改變、易於合成、性能穩定、環境友好，在空氣中能長期穩定存在。
[0009]
作為優選，喹啉官能團化的氮雜環卡賓配體的分子結構式為：
[0010][0011]
本發明還提供了上述具有多重抗癌活性的喹啉官能團化氮雜環卡賓釕配合物的製備方法，以2-氯甲基喹啉鹽酸鹽為原料，通過鹼脫鹽酸鹽，然後與氮取代咪唑或氮取代苯並咪唑反應得到喹啉官能化的咪唑鹽配體或苯並咪唑鹽配體；然後以乙腈或丙酮為溶劑，加入喹啉官能化的咪唑鹽配體或苯並咪唑鹽配體和氧化銀，避光反應，加入傘花烴氯化釕[ru(p-cymene)cl2]2，室溫反應，經後處理得到喹啉官能化氮雜環卡賓釕配合物。
[0012]
作為優選，喹啉官能化的咪唑鹽配體或苯並咪唑鹽配體與氧化銀的摩爾比為2：1。
[0013]
作為優選，避光反應的溫度為50～60℃，避光反應時間為4～6小時。
[0014]
作為優選，[ru(p-cymene)cl2]2與喹啉官能化的咪唑鹽配體或苯並咪唑鹽配體的摩爾比為1：2，室溫反應2～4個小時。
[0015]
作為優選，所述後處理為：過濾，濾液濃縮，通過色譜分離或加入乙醚，重結晶得到喹啉官能化氮雜環卡賓釕配合物。
[0016]
作為優選，喹啉官能化的咪唑鹽配體或苯並咪唑鹽配體通過下述步驟製備得到：2-氯甲基喹啉鹽酸鹽10mmol，氫氧化鈉12.5mmol在20ml乙腈溶劑中室溫攪拌30分鐘，過濾除去不溶解雜質；濾液中加入氮取代咪唑或氮取代苯並咪唑10mmol，加熱至90度，繼續反應6小時，成鹽；冷卻至室溫後，減壓除去乙腈溶劑，溶於50ml去離子水，過濾，除去不溶解雜質；濾液中加入六氟磷酸銨10mmol，進行陰離子交換，析出白色固體；乾燥後得到喹啉官能化的咪唑鹽配體或苯並咪唑鹽配體。
[0017]
作為優選，所述氮取代咪唑為n-苄基咪唑、n-(4-甲基苄基)咪唑、n-(4-三氟甲基苄基)咪唑、n-(2,4,6-三甲基苄基)咪唑、n-(2,3,4,5,6-五甲基苄基)咪唑中的一種；氮取代苯並咪唑為n-苄基苯並咪唑、n-(2,4,6-三甲基苄基)苯並咪唑、n-(2,3,4,5,6-五甲基苄基)苯並咪唑中的一種。
[0018]
本發明的有益效果在於：
[0019]
本發明氮雜環卡賓釕配合物在肺癌細胞(a549)、宮頸癌細胞(hela)、肝癌細胞(7402)、腸癌細胞(hct-116)、卵巢癌細胞(es-2)、和乳腺癌細胞(4t-1)的細胞毒性實驗中均表現出較強的細胞毒性；在腸癌細胞hct-116中，本發明氮雜環卡賓釕配合物能有效的抑制細胞增殖和遷移；機制研究表明該類氮雜環卡賓釕配合物主要通過幹擾線粒體膜電位，誘導癌細胞凋亡；本發明氮雜環卡賓釕配合物結構多變、合成方便、性能穩定、環境友好，具有較好的應用前景；本發明在喹啉活性基團和釕金屬離子雙重活性中心的作用下，可以有效克服單一藥物容易產生癌細胞耐藥性的問題，同時多重活性中心可以產生多重抗癌機制，在抗癌藥物研發方面具有重要意義。
附圖說明
[0020]
圖1是ru1陽離子結構圖(氫原子省略)；
[0021]
圖2是ru5單晶陽離子結構圖(氫原子省略)；
[0022]
圖3是ru7單晶陽離子結構圖(氫原子省略)；
[0023]
圖4是喹啉氮雜環卡賓釕配合物ru4、ru8和順鉑(cis-pt)(2和4μm)抗結腸癌細胞hct-116增殖情況圖；
[0024]
圖5是喹啉官能團化氮雜環卡賓釕配合物ru4、ru8和順鉑(cis-pt)(4μm)抑制結腸癌細胞hct-116遷移情況圖；
[0025]
圖6是喹啉氮官能團化雜環卡賓釕配合物ru4、ru8和順鉑(cis-pt)(4μm)誘導結腸癌細胞hct-116線粒體膜電位變化情況圖；
[0026]
圖7是喹啉官能團化氮雜環卡賓釕配合物ru4、ru8和順鉑(cis-pt)(4μm)誘導結腸癌細胞hct-116凋亡的情況圖。
具體實施方式
[0027]
下面結合具體實施例對發明作進一步說明，但發明的保護範圍並不限於此。本領域的普通技術人員可以且應當知曉任何基於本發明實質精神的簡單變化或者替換均應屬於本發明所要求的保護範圍。
[0028]
實施例中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規方法；所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業途徑獲得。
[0029]
實施例1
[0030][0031]
喹啉官能團化的咪唑鹽配體hl1pf6合成。2-氯甲基喹啉鹽酸鹽(1.88g，10mmol)，氫氧化鈉(500mg,12.5mmol)在乙腈(20ml)溶劑中室溫攪拌30分鐘，過濾除去不溶解雜質。濾液中加入n-苄基咪唑(1.58g，10mmol)，加熱至90度，繼續反應6小時，成鹽。冷卻至室溫後，減壓除去乙腈溶劑，溶於50ml去離子水，過濾，除去不溶解雜質。濾液中加入六氟磷酸銨(1.63g，10mmol)，進行陰離子交換，析出白色固體。乾燥後得到hl1pf6白色粉末。1h nmr(400mhz,dmso-d6):δ9.48(s,imidazole c2-h,1h),8.48(d,j＝8.0hz,imidazole ch,1h),8.03(d,j＝8.0hz,imidazole ch,1h),7.92-7.76(m,quinoline ch,4h),7.70-7.58(m,quinoline ch,2h),7.54-7.36(m,phenyl ch,5h),5.83(s,ch2,2h),5.54(s,ch2,2h).
13
c nmr(100mhz,dmso):δ154.70,147.29,138.11,138.05,135.53,130.72,129.52,129.24,128.95,128.57,128.52,127.76,127.51,124.47,122.96,120.38,53.95,52.50.
[0032][0033]
在50-60℃溫度下，加入喹啉官能團化的咪唑鹽配體hl1pf6(445mg，1.0mmol),乙腈10ml，氧化銀(116mg，0.5mmol)，反應4小時，加入[ru(p-cymene)cl2]2(306mg，0.5mmol)室溫繼續反應2小時，離心過濾，濾液濃縮至2ml，加入乙醚析出黃色固體，將黃色固體用乙醚洗滌2次，再用乙腈溶解，緩慢加入乙醚，重結晶得到475mg氮雜環卡賓配體配位的釕配合物ru1,產率65％。1h nmr(400mhz,dmso-d6):δ9.52(d,j＝9.2hz,ch,1h),8.71(d,j＝8.4hz,ch,1h),8.12(d,j＝8.0hz,ch,1h),8.00(t,j＝7.2hz,ch,1h),7.86(d,j＝8.4hz,ch,1h),7.84-7.75(m,ch,2h),7.43-7.31(m,ch,5h),7.27(d,j＝2.0hz,ch,1h),6.02(d,j＝4.8hz,ch,1h),6.00-5.91(m,ch+ch2,2h),5.73(d,j＝6.0hz,ch,1h),5.65-5.56(m,ch+ch2,2h),5.45(d,j＝15.2hz,ch2,1h),5.14(d,j＝15.2hz,ch2,1h),2.69-2.62(m,ch(ch3)2,1h),2.13(s,ch3,3h),1.03(d,j＝6.8hz,ch(ch3)2,3h),0.92(d,j＝6.8hz,ch(ch3)2,3h).
13
c nmr(100mhz,dmso):δ174.65(ru-c),160.13,149.73,141.42,137.33,132.50,130.90,129.20,129.09,128.49,128.46,128.28,123.78,123.58,123.41,108.67,103.03,91.48,85.43,85.07,84.88,55.69,53.28,31.46,23.00,22.38,18.26ppm。
[0034]
重結晶得到ru1晶體，ru1陽離子結構如圖1所示，晶體學數據為formula:c
32h30
clf6n4pru；fw:752.09；crystal system:triclinic space group:p-1；13.4495(5)；14.5842(7)；19.3263(9)；β/deg:95.224(4)；3309.7(3)；z:4；d
calcd
,mg/m3:1.509；refls collected:43459；independent reflections,r
int:
11650,0.0755；goodness-of-fit:1.071；r1,wr2[i》2σ(i)]:0.0613,0.1331；r1,wr2(all data):0.1004,0.1584；largest diff.peak and hole1.013and-0.777。部分鍵長鍵角為：ru(1)-c(1)2.031(6),ru(1)-c(23)2.188(6),ru(1)-n(3)2.196(4),ru(1)-c(24)2.201(6),ru(1)-c(26)2.210(6),ru(1)-c(25)2.237(6),ru(1)-c(27)2.280(6),ru(1)-c(22)2.301(6),ru(1)-cl(1)2.4088(15),c(1)-ru(1)-c(23)119.1(2),c(1)-ru(1)-n(3)85.41(19),c(23)-ru(1)-n(3)155.3(2),c(1)-ru(1)-c(24)92.9(2),c(23)-ru(1)-c(24)37.4(2),n(3)-ru(1)-c(24)154.79(19),c(1)-ru(1)-c(26)119.9(2)。
[0035]
實施例2
[0036][0037]
喹啉官能團化的咪唑鹽配體hl2pf6合成。2-氯甲基喹啉鹽酸鹽(1.88g，10mmol)，氫氧化鈉(500mg,12.5mmol)在乙腈(20ml)溶劑中室溫攪拌30分鐘，過濾除去不溶解雜質。
濾液中加入n-(4-甲基苄基)咪唑(1.72g，10mmol)，加熱至90度，繼續反應6小時，成鹽。冷卻至室溫後，減壓除去乙腈溶劑，溶於50ml去離子水，過濾，除去不溶解雜質。濾液中加入六氟磷酸銨(1.63g，10mmol)，進行陰離子交換，析出白色固體。乾燥後得到hl2pf6白色粉末。1hnmr(400mhz,dmso-d6):δ9.46(s,imidazole c2-h,1h),8.48(d,j＝8.0hz,imidazole ch,1h),8.03(d,j＝8.0hz,imidazole ch,1h),7.89-7.76(m,quinoline ch,4h),7.70-7.57(m,quinoline ch,2h),7.42-7.21(m,phenyl ch,4h),5.82(s,ch2,2h),5.47(s,ch2,2h),3.38(s,ch3,3h).
13
c nmr(100mhz,dmso):δ154.71,147.28,138.75,138.05,137.94,132.48,130.71,130.04,128.96,128.71,128.51,127.76,127.51,124.40,122.86,120.38,53.93,52.32,21.19.
[0038][0039]
在50-60℃溫度下，加入喹啉官能團化的咪唑鹽配體hl2pf6(459mg，1.0mmol),乙腈10ml，氧化銀(116mg，0.5mmol)，反應4小時，加入[ru(p-cymene)cl2]2(306mg，0.5mmol)室溫繼續反應2小時，離心過濾，濾液濃縮至2ml，加入乙醚析出黃色固體，將黃色固體用乙醚洗滌2次，再用乙腈溶解，緩慢加入乙醚，重結晶得到454mg氮雜環卡賓配體配位的釕配合物ru2,產率61％。
[0040]1h nmr(400mhz,dmso-d6):δ9.52(d,j＝9.2hz,ch,1h),8.70(d,j＝8.4hz,ch,1h),8.12(d,j＝8.4hz,ch,1h),8.05-7.96(m,ch,1h),7.86(d,j＝8.4hz,ch,1h),7.80(t,j＝7.6hz,ch,1h),7.76(d,j＝2.0hz,ch,1h),7.27-7.16(m,ch+phenyl ch,5h),6.03(d,j＝6.0hz,ch,1h),5.96(d,j＝9.2hz,ch,1h),5.93(s,ch2,1h),5.74(d,j＝6.0hz,ch,1h),5.59(d,j＝4.8hz,ch,1h),5.55(s,ch2,1h),5.38(d,j＝15.2hz,ch2,1h),5.13(d,j＝15.2hz,ch2,1h),2.69-2.62(m,ch(ch3)2,1h),2.30(s,ch3,3h),2.13(s,ch3,3h),1.02(d,j＝6.8hz,ch(ch3)2,3h),0.93(d,j＝6.8hz,ch(ch3)2,3h).
13
c nmr(100mhz,dmso):δ174.46(ru-c),160.14,149.73,141.41,137.76,134.21,132.51,130.89,129.74,129.21,129.09,128.53,128.28,123.63,123.50,123.40,108.69,103.00,91.54,85.37,85.02,84.90,55.67,53.04,31.47,22.98,22.39,21.18,18.26ppm。
[0041]
實施例3
[0042][0043]
喹啉官能團化的咪唑鹽配體hl3pf6合成。2-氯甲基喹啉鹽酸鹽(1.88g，10mmol)，氫氧化鈉(500mg,12.5mmol)在乙腈(20ml)溶劑中室溫攪拌30分鐘，過濾除去不溶解雜質。
濾液中加入n-(4-三氟甲基苄基)咪唑(2.26g，10mmol)，加熱至90度，繼續反應6小時，成鹽。冷卻至室溫後，減壓除去乙腈溶劑，溶於50ml去離子水，過濾，除去不溶解雜質。濾液中加入六氟磷酸銨(1.63g，10mmol)，進行陰離子交換，析出白色固體。乾燥後得到hl3pf6白色粉末。1hnmr(400mhz,dmso-d6):δ9.53(s,imidazole c2-h,1h),8.50(d,j＝8.0hz,imidazole ch,1h),8.04(d,j＝8.0hz,imidazole ch,1h),7.94(d,j＝9.6hz,quinoline ch,2h),7.88(d,j＝8.0hz,quinoline ch,2h),7.85-7.77(m,quinoline ch,2h),7.71(d,j＝8.0hz,phenyl ch,2h),7.66(t,j＝7.2hz,phenyl ch,2h),5.86(s,ch2,2h),5.68(s,ch2,2h).
13
c nmr(100mhz,dmso):δ154.65,147.26,140.14,138.36,138.06,130.67,129.46,128.96,128.51,127.76,127.52,126.47,126.44,126.40,126.36,124.57,123.06,120.40,54.00,51.86.
[0044][0045]
在50-60℃溫度下，加入喹啉官能團化的咪唑鹽配體hl3pf6(513mg，1.0mmol),乙腈10ml，氧化銀(116mg，0.5mmol)，反應4小時，加入[ru(p-cymene)cl2]2(306mg，0.5mmol)室溫繼續反應2小時，離心過濾，濾液濃縮至2ml，加入乙醚析出黃色固體，將黃色固體用乙醚洗滌2次，再用乙腈溶解，緩慢加入乙醚，重結晶得到463mg氮雜環卡賓配體配位的釕配合物ru3,產率58％。
[0046]1h nmr(400mhz,dmso-d6):δ9.51(d,j＝9.2hz,imidazole ch,1h),8.71(d,j＝8.4hz,imidazole ch,1h),8.13(d,j＝8.4hz,quinoline ch,1h),8.00(t,j＝8.0hz,quinoline ch,1h),7.87(d,j＝8.4hz,quinoline ch,1h),7.83-7.78(m,quinoline ch,2h),7.74(d,j＝8.0hz,phenyl ch,2h),7.50(d,j＝8.0hz,phenyl ch,2h),7.33(d,j＝2.0hz,quinoline ch,1h),6.04(d,j＝6.4hz,p-cymene ch,1h),5.99-5.96(m,p-cymene ch+ch2,2h),5.79-5.72(m,p-cymene ch+ch2,2h),5.64(d,j＝6.0hz,p-cymene ch,1h),5.57(d,j＝15.6hz,ch2,1h),5.16(d,j＝15.6hz,ch2,1h),2.71-2.64(m,ch(ch3)2,1h),2.14(s,ch3,3h),1.04(d,j＝6.8hz,ch(ch3)2,3h),0.95(d,j＝6.8hz,ch(ch3)2,3h).
13
c nmr(100mhz,dmso):δ175.31(ru-c),160.12,149.70,142.20,141.45,132.46,130.90,129.22,129.10,128.30,125.96,125.92,123.88,123.82,123.43,109.06,103.16,91.31,85.51,85.22,84.97,55.74,52.94,31.46,22.98,22.37,18.30ppm。
[0047]
實施例4
[0048]
[0049]
喹啉官能團化的咪唑鹽配體hl4pf6合成。2-氯甲基喹啉鹽酸鹽(1.88g，10mmol)，氫氧化鈉(500mg,12.5mmol)在乙腈(20ml)溶劑中室溫攪拌30分鐘，過濾除去不溶解雜質。濾液中加入n-(2,4,6-三甲基苄基)咪唑(2.00g，10mmol)，加熱至90度，繼續反應6小時，成鹽。冷卻至室溫後，減壓除去乙腈溶劑，溶於50ml去離子水，過濾，除去不溶解雜質。濾液中加入六氟磷酸銨(1.63g，10mmol)，進行陰離子交換，析出白色固體。乾燥後得到hl4pf6白色粉末。1h nmr(400mhz,dmso-d6):δ9.08(s,imidazole c2-h,1h),8.46(d,j＝8.0hz,imidazole ch,1h),8.02(d,j＝8.0hz,imidazole ch,1h),7.83(t,j＝1.6hz,quinoline ch,1h),7.81-7.75(m,quinoline ch,2h),7.69(s,quinoline ch,1h),7.64(t,j＝7.2hz,quinoline ch,1h),7.58(d,j＝8.4hz,quinoline ch,1h),7.01(s,phenyl ch,2h),5.77(d,j＝2.0hz,ch2,2h),5.49(s,ch2,2h),2.33(s,ch3,6h),2.26(s,ch3,3h).
13
c nmr(101mhz,dmso):δ154.88,147.22,139.12,138.57,137.95,137.53,130.73,129.91,128.75,128.53,127.71,127.44,127.40,124.31,122.75,120.18,53.65,47.55,21.07,19.75.
[0050][0051]
在50-60℃溫度下，加入喹啉官能團化的咪唑鹽配體hl4pf6(487mg，1mmol),乙腈10ml，氧化銀(116mg，0.5mmol)，反應4小時，然後加入[ru(p-cymene)cl2]2(306mg，0.5mmol)室溫繼續反應2小時，離心過濾，濾液濃縮至2ml，加入乙醚析出黃色固體，將黃色固體用乙醚洗滌2次，再用乙腈溶解，緩慢加入乙醚，重結晶得到463mg氮雜環卡賓配體配位的釕配合物ru4,產率60％。1h nmr(400mhz,dmso-d6):δ9.46(d,j＝9.2hz,ch,1h),8.70(d,j＝8.0hz,ch,1h),8.12(d,j＝8.0hz,ch,1h),8.04-7.98(m,ch,1h),7.84(d,j＝8.4hz,ch,1h),7.81(d,j＝8.0hz,ch,1h),7.63(d,j＝2.0hz,ch,1h),6.98(s,ch,2h),6.47(d,j＝2.0hz,ch,1h),6.13(d,j＝6.4hz,ch,1h),6.07(d,j＝6.4hz,ch,1h),5.95(d,j＝15.6hz,ch2,1h),5.83(d,j＝15.6hz,ch2,1h),5.75(d,j＝6.4hz,ch,2h),5.19(d,j＝15.6hz,ch2,1h),5.12(d,j＝15.6hz,ch2,1h),2.75-2.68(m,ch(ch3)2,1h),2.34(s,ch3,3h),2.28-2.23(m,ch3,9h),1.05(d,j＝6.8hz,ch(ch3)2,3h),0.99(d,j＝6.8hz,ch(ch3)2,3h).
13
c nmr(100mhz,dmso):δ173.26(ru-c),160.00,149.69,141.36,139.03,138.63,132.37,130.76,129.73,129.19,129.13,128.25,127.98,123.37,122.70,121.12,108.12,105.25,93.34,84.69,83.71,83.52,55.78,48.21,31.63,24.41,21.12,21.05,20.01,18.39ppm。
[0052]
實施例5
[0053][0054]
喹啉官能團化的咪唑鹽配體hl5pf6合成。2-氯甲基喹啉鹽酸鹽(1.88g，10mmol)，氫氧化鈉(500mg,12.5mmol)在乙腈(20ml)溶劑中室溫攪拌30分鐘，過濾除去不溶解雜質。濾液中加入n-(2,3,4,5,6-五甲基苄基)咪唑(2.28g，10mmol)，加熱至90度，繼續反應6小時，成鹽。冷卻至室溫後，減壓除去乙腈溶劑，溶於50ml去離子水，過濾，除去不溶解雜質。濾液中加入六氟磷酸銨(1.63g，10mmol)，進行陰離子交換，析出白色固體。乾燥後得到hl5pf6白色粉末。1h nmr(400mhz,dmso-d6):δ8.99(s,imidazole c2-h,1h),8.45(d,j＝8.0hz,imidazole ch,1h),8.01(d,j＝8.0hz,imidazole ch,1h),7.84(s,quinoline ch,1h),7.82-7.74(m,quinoline ch,2h),7.71(s,quinoline ch,1h),7.65(d,j＝8.0hz,quinoline ch,1h),7.57(d,j＝8.4hz,quinoline ch,1h),5.77(s,ch2,2h),5.58(s,ch2,2h),2.28(s,ch3,6h),2.22-2.18(m,ch3,9h).
13
c nmr(101mhz,dmso):δ154.38,147.09,143.06,138.01,136.89,134.37,133.51,132.28,131.91,130.70,128.58,128.53,127.72,127.45,127.09,126.29,120.37,114.45,114.19,51.14,46.81,17.46,17.20,16.88.
[0055][0056]
在50-60℃溫度下，加入喹啉官能團化的咪唑鹽配體hl5pf6(515mg，1.0mmol),乙腈10ml，氧化銀(116mg，0.5mmol)，反應4小時，然後加入[ru(p-cymene)cl2]2(306mg，0.5mmol)室溫繼續反應2小時，離心過濾，濾液濃縮至2ml，加入乙醚析出黃色固體，將黃色固體用乙醚洗滌2次，再用乙腈溶解，緩慢加入乙醚，重結晶得到520mg氮雜環卡賓配體配位的釕配合物ru5,產率65％。1h nmr(400mhz,dmso-d6):δ9.46(d,j＝9.2hz,ch,1h),8.70(d,j＝8.4hz,ch,1h),8.13(d,j＝8.4hz,ch,1h),8.02(t,j＝8.0hz,ch,1h),7.84(d,j＝8.4hz,ch,1h),7.81(t,j＝7.6hz,ch,1h),7.61(d,j＝2.0hz,ch,1h),6.48(d,j＝2.0hz,ch,1h),6.15(d,j＝7.2hz,ch,1h),6.09(d,j＝7.2hz,ch,1h),5.95(d,j＝15.6hz,ch2,1h),5.88(d,j＝15.6hz,ch2,1h),5.75(d,j＝6.4hz,ch,2h),5.23(d,j＝15.6hz,ch2,1h),5.12(d,j＝15.6hz,ch2,1h),2.74-2.67(m,ch(ch3)2,1h),2.33(s,ch3,3h),2.24(s,ch3,3h),2.22-2.04(m,ch3,12h),1.04(d,j＝6.8hz,ch(ch3)2,3h),1.00(d,j＝6.8hz,ch(ch3)2,3h).
13
c nmr(100mhz,dmso):δ172.93(ru-c),159.99,149.71,141.36,135.98,134.50,133.19,132.37,130.78,129.20,129.14,128.24,127.99,123.37,122.50,121.60,107.79,105.18,93.29,84.76,83.89,83.61,55.80,49.51,31.67,24.39,21.14,18.37,17.36,17.10,17.07ppm。
(306mg，0.5mmol)室溫繼續反應2小時，離心過濾，濾液濃縮至2ml，加入乙醚析出黃色固體，將黃色固體用乙醚洗滌2次，再用乙腈溶解，緩慢加入乙醚，重結晶得到406mg氮雜環卡賓配體配位的釕配合物ru6,產率52％。1h nmr(400mhz,dmso-d6):δ9.55(d,j＝9.2hz,ch,1h),8.78(d,j＝8.4hz,ch,1h),8.23(d,j＝8.4hz,ch,1h),8.19(d,j＝8.4hz,ch,1h),8.13(d,j＝8.0hz,ch,1h),8.02(t,j＝8.0hz,ch,1h),7.82(t,j＝8.0hz,ch,1h),7.46(t,j＝8.0hz,ch,1h),7.39-7.34(m,ch,3h),7.307.22(m,ch,3h),7.15(d,j＝8.0hz,ch,1h),6.55(d,j＝16.0hz,ch2,1h),6.20(d,j＝6.4hz,ch,1h),6.11(d,j＝6.4hz,ch,1h),5.92(s,ch2,2h),5.82(d,j＝6.4hz,ch,1h),5.62(d,j＝6.4hz,pch,1h),5.25(d,j＝16.0hz,ch2,1h),2.68-2.61(m,ch(ch3)2,1h),2.05(s,ch3,3h),1.07(d,j＝6.8hz,ch(ch3)2,3h),0.81(d,j＝6.8hz,ch(ch3)2,3h).
13
c nmr(100mhz,dmso):δ191.04(ru-c),160.00,149.88,141.68,136.96,134.96,134.52,132.40,131.17,129.29,129.21,128.38,128.15,127.06,123.98,123.93,123.52,112.35,111.37,109.44,102.08,91.57,87.08,86.46,86.33,65.40,52.35,51.91,31.48,23.24,21.94,18.28,15.64ppm。
[0063]
實施例7
[0064][0065]
喹啉官能團化的咪唑鹽配體hl7pf6合成。2-氯甲基喹啉鹽酸鹽(1.88g，10mmol)，氫氧化鈉(500mg,12.5mmol)在乙腈(20ml)溶劑中室溫攪拌30分鐘，過濾除去不溶解雜質。濾液中加入n-(2,4,6-三甲基苄基)苯並咪唑(2.50g，10mmol)，加熱至90度，繼續反應6小時，成鹽。冷卻至室溫後，減壓除去乙腈溶劑，溶於50ml去離子水，過濾，除去不溶解雜質。濾液中加入六氟磷酸銨(1.63g，10mmol)，進行陰離子交換，析出白色固體。乾燥後得到hl7pf6白色粉末。1h nmr(400mhz,dmso-d6):δ9.43(s,benzoimidazole c2-h,1h),8.47(d,j＝8.4hz,benzoimidazole ch,1h),8.18(d,j＝8.4hz,benzoimidazole ch,1h),8.02-7.96(m,quinoline ch,2h),7.76-7.71(m,benzoimidazole ch+quinoline ch,3h),7.68-7.59(m,benzoimidazole ch+quinoline ch,3h),7.08(s,phenyl ch,2h),6.11(s,ch2,2h),5.79(s,ch2,2h),2.36(s,ch3,6h),2.30(s,ch3,3h).
13
cnmr(101mhz,dmso):δ154.32,147.10,143.18,139.39,138.89,138.01,132.21,131.93,130.73,130.08,128.59,128.51,127.73,127.44,127.12,126.31,120.38,114.28,114.21,51.15,45.59,21.12,19.78.
[0066][0067]
在50-60℃溫度下，加入喹啉官能團化的苯並咪唑鹽配體hl7pf6(537mg,
1.0mmol),乙腈10ml，氧化銀116mg(0.5mmol)，反應4小時，然後加入[ru(p-cymene)cl2]
2 306mg(0.5mmol)室溫繼續反應2小時，離心過濾，濾液濃縮至2ml，加入乙醚析出黃色固體，將黃色固體用乙醚洗滌2次，再用乙腈溶解，緩慢加入乙醚，重結晶得到559mg氮雜環卡賓配體配位的釕配合物ru7，產率68％。1h nmr(400mhz,dmso-d6):δ9.51(d,j＝9.2hz,ch,1h),8.77(d,j＝8.4hz,ch,1h),8.19(d,j＝8.4hz,ch,2h),8.14(d,j＝8.0hz,ch,1h),8.02(t,j＝8.0hz,ch,1h),7.82(t,j＝8.0hz,ch,1h),7.38(t,j＝8.0hz,ch,1h),7.11-7.03(m,ch,2h),6.77(s,ch,1h),6.52(d,j＝16.0hz,ch2,1h),6.29-6.24(m,ch+ch2,3h),6.20(d,j＝6.0hz,ch,1h),6.04(d,j＝6.4hz,ch,1h),5.94(d,j＝6.4hz,ch,1h),5.74(d,j＝14.8hz,ch2,1h),5.20(d,j＝16.0hz,ch2,1h),2.81-2.74(m,ch(ch3)2,1h),2.27(s,ch3,3h),2.16(s,ch3,3h),1.67(s,ch3,3h),1.10(d,j＝6.8hz,ch(ch3)2,3h),0.99(d,j＝6.8hz,ch(ch3)2,3h).
13
c nmr(100mhz,dmso):δ189.04(ru-c),159.72,149.77,141.69,138.77,138.07,138.03,135.35,134.34,132.43,130.96,130.19,129.86,129.27,128.38,128.28,123.82,123.61,123.47,111.38,111.31,110.48,102.66,92.06,86.82,86.42,85.50,52.37,49.58,31.50,22.79,22.43,21.03,19.93,18.35ppm。
[0068]
結晶得到ru7晶體，陽離子結構如圖3所示，晶體學數據為formula:c
37h35
clf6n3pru；fw:803.17；crystal system:triclinic；space group:p-1；9.8512(5)；11.5915(5)；16.7355(8)；β/deg:74.237(4)；1764.51(14)；z:2；d
calcd
,mg/m3:1.512；refls collected:23377；independent reflections,r
int:
6208,0.0349；goodness-of-fit:1.047；r1,wr2[i》2σ(i)]:0.0434,0.1113；r1,wr2(all data):0.0518,0.1198；largest diff.peak and hole1.272,-0.728。部分鍵長鍵角為：ru(1)-c(1)2.031(4),ru(1)-n(3)2.179(3),ru(1)-c(30)2.183(4),ru(1)-c(33)2.188(4),ru(1)-c(31)2.194(4),ru(1)-c(32)2.230(4),ru(1)-c(34)2.278(4),ru(1)-c(29)2.294(4),ru(1)-cl(1)2.3907(11),c(1)-ru(1)-n(3)86.66(13),c(1)-ru(1)-c(30)118.55(15),n(3)-ru(1)-c(30)154.61(14),c(1)-ru(1)-c(33)118.84(15),n(3)-ru(1)-c(33)91.49(14),c(30)-ru(1)-c(33)79.24(16),c(1)-ru(1)-c(31)92.34(14),n(3)-ru(1)-c(31)154.84(14),c(30)-ru(1)-c(31)37.61(15),c(33)-ru(1)-c(31)67.04(15),c(1)-ru(1)-c(32)92.16(14),n(3)-ru(1)-c(32)117.44(13)。
[0069]
實施例8
[0070][0071]
喹啉官能團化的咪唑鹽配體hl8pf6合成。2-氯甲基喹啉鹽酸鹽(1.88g，10mmol)，氫氧化鈉(500mg,12.5mmol)在乙腈(20ml)溶劑中室溫攪拌30分鐘，過濾除去不溶解雜質。濾液中加入n-(2,3,4,5,6-五甲基苄基)苯並咪唑(2.78g，10mmol)，加熱至90度，繼續反應6小時，成鹽。冷卻至室溫後，減壓除去乙腈溶劑，溶於50ml去離子水，過濾，除去不溶解雜質。濾液中加入六氟磷酸銨(1.63g，10mmol)，進行陰離子交換，析出白色固體。乾燥後得到
hl8pf6白色粉末。1h nmr(400mhz,dmso-d6):δ9.30(s,benzoimidazole c2-h,1h),8.45(d,j＝8.4hz,benzoimidazole ch,1h),8.28(d,j＝8.4hz,benzoimidazole ch,1h),7.98(d,j＝8.0hz,quinoline ch 2h),7.74(d,j＝8.0hz,quinoline ch 2h),7.68(d,j＝8.4,quinoline ch,2h),7.63-7.58(m,benzoimidazole ch,2h),6.07(s,ch2,2h),5.83(s,ch2,2h),2.29(s,ch3,6h),2.25(d,j＝2.7hz,ch3,9h).
13
cnmr(101mhz,dmso):δ154.88,147.21,137.95,137.31,136.60,134.01,133.38,130.69,128.75,128.53,127.70,127.44,127.26,124.21,122.72,120.17,53.66,48.78,17.39,17.13,16.80.
[0072][0073]
在50-60℃溫度下，加入喹啉官能團化的苯並咪唑鹽配體hl8pf6(565mg，1.0mmol),乙腈10ml，氧化銀116mg(0.5mmol)，反應4小時，然後加入[ru(p-cymene)cl2]
2 306mg(0.5mmol)室溫繼續反應2小時，離心過濾，濾液濃縮至2ml，加入乙醚析出黃色固體，將黃色固體用乙醚洗滌2次，再用乙腈溶解，緩慢加入乙醚，重結晶得到561mg氮雜環卡賓配體配位的釕配合物ru8，產率66％。1h nmr(400mhz,dmso-d6):δ9.51(d,j＝9.2hz,ch,1h),8.77(d,j＝8.4hz,ch,1h),8.19(d,j＝8.4hz,ch,2h),8.14(d,j＝8.0hz,ch,1h),8.07-8.01(m,ch,1h),7.82(t,j＝8.0hz,ch,1h),7.33(t,j＝8.0hz,ch,1h),7.00(t,j＝8.0hz,ch,1h),6.51(d,j＝16.0hz,ch2,1h),6.35(d,j＝15.2hz,ch2,1h),6.27-6.25(m,ch,2h),6.08(d,j＝8.4hz,ch,1h),6.02(d,j＝6.4hz,ch,1h),5.95(d,j＝7.6hz,ch,1h),5.70(d,j＝15.2hz,ch2,1h),5.20(d,j＝16.0hz,ch2,1h),2.80-2.73(m,ch(ch3)2,1h),2.43(s,ch3,3h),2.30(s,ch3,3h),2.28(s,ch3,3h),2.21(s,ch3,3h),2.08(s,ch3,3h),1.81(s,ch3,3h),1.09(d,j＝6.8hz,ch(ch3)2,3h),0.99(d,j＝6.8hz,ch(ch3)2,3h).
13
c nmr(100mhz,dmso):δ189.10(ru-c),159.70,149.78,141.67,135.99,135.44,135.05,134.33,133.18,133.07,132.36,130.95,129.28,128.34,128.25,123.84,123.46,123.41,111.55,111.23,109.56,103.23,92.52,86.56,86.27,85.25,52.38,51.14,31.65,23.18,22.16,18.37,17.66,17.49,17.33,17.15,17.10,16.86,16.79ppm。
[0074]
實施例9
[0075]
將實施例得到的喹啉官能團化氮雜環卡賓釕配合物(ru1-ru8)通過體外細胞毒性實驗闡明本發明所述氮雜環卡賓釕配合物的抗癌生物活性：取生長期癌細胞(a549、hela、7402、hct-116、es-2、和4t-1)，胰酶消化後，種板(96孔板，5
×
103個細胞/孔)，37℃孵育24h使細胞貼壁，加入不同濃度的實施例中製備的喹啉官能團化的氮雜環卡賓釕配合物(100μl/孔)，培養48h後，每孔加入30μl噻唑藍(mtt，5mg/ml)，繼續培養4h後去除上清，每孔加入100μl二甲基亞碸(dmso)，振蕩，使結晶產物充分溶解，490nm處於酶標儀上檢測各孔吸光度，繪製出細胞存活曲線，並計算各組納米粒對細胞的半抑制濃度(ic
50
)值。喹啉官能團化的氮雜環卡賓釕配合物對各種腫瘤細胞的體外毒性結果見表1。
[0076]
表1：ru1-ru8中喹啉氮雜環卡賓釕配合物對癌細胞的ic
50
(μm)
[0077] a5497402hct-116es-24t-1ru174.2
±
5.228.0
±
1.429.8
±
1.348.5
±
3.046.9
±
1.8ru218.2
±
1.110.4
±
0.514.3
±
0.614.7
±
0.411.3
±
11.3ru39.9
±
0.44.1
±
0.27.4
±
0.29.1
±
0.3214.4
±
0.5ru47.6
±
0.43.0
±
0.24.3
±
0.24.5
±
0.26.9
±
0.2ru53.96
±
0.22.2
±
0.12.3
±
0.1.2
±
0.12.5
±
0.1ru610.8
±
0.75.7
±
0.39.5
±
0.313.7
±
0.311.7
±
0.5ru72.4
±
0.12.6
±
0.12.2
±
0.12.9
±
0.12.8
±
0.1ru81.4
±
0.11.7
±
0.11.0
±
0.11.3
±
0.11.2
±
0.1
[0078]
從表1中可以看出，ru2-ru8在不同癌細胞系中均表現出了良好的活性。在基於咪唑配體合成的ru1-ru5化合物中，五甲基苄基修飾的ru5表現出了最好的活性，在肺癌細胞細胞系a549中ic
50
值為3.96
±
0.2μm。其次是三甲基苄基修飾的ru4和三氟甲基苄基修飾的ru3，ic
50
值分別為7.6
±
0.4μm和9.9
±
0.4μm。4-甲基苄基修飾的ru2在a549系中表現出了中等的細胞毒性，ic
50
值為18.2
±
1.1μm，而苄基修飾的ru1在a549系中的ic
50
值為74.2
±
5.2，細胞毒性較低。ru1-ru5化合物的活性順序為：ru5》ru4》ru3》ru2》ru1。基於苯並咪唑合成的ru6-ru8表現出了更好的抗癌活性，其中ru8化合物表現出了最高活性，在a549系中的ic
50
值只有1.4
±
0.1μm，在其它細胞系中也表現了優越的抗癌活性。
[0079]
實施例10
[0080]
將結腸癌細胞hct-116細胞置於48孔板中(每孔2
×
105個)。然後，將濃度為2μm和4μm的順鉑、ru4和ru8分別添加到細胞中，加空白(untreated)對照，在37℃下孵育24小時。在藥物作用結束時使用click it edu alexa fluor488檢測試劑盒(invitrogen)定量dna合成。最後，通過螢光顯微鏡(olympus，ix72，japan)在總細胞數為1500-2000的5個區域進行計數，以評估細胞增殖的存在。結果如圖4所示，未經處理的hct-116細胞(淺色細胞)的平均增殖率為37％。用2μm順鉑、ru4、ru8作用後hct-116細胞平均增殖率分別為34％、25％和10％，用4μm順鉑、ru4、ru8作用後hct-116細胞平均增殖率分別降低到30％、15％和5％。用喹啉官能團化氮雜環卡賓釕配合物ru4或ru8處理後，hct-116細胞的平均增殖率明顯低於相同濃度的順鉑(cis-pt)處理的細胞。
[0081]
實施例11
[0082]
將結腸癌細胞hct-116細胞接種到6孔板中，並在37℃孵育24小時後達到90％覆蓋。使用移液管尖端(200μl)在細胞單層上形成一條線。用pbs洗滌後，在含有ru4、ru8和順鉑(4μm)的無血清培養基中培養細胞。在孵育0和24小時，通過光學顯微鏡(olympus，ix72，japan)獲取劃痕圖像。遷移率(％)＝各組每次寬度值的變化/初始傷口的平均寬度
×
100％。如圖5所示，與未處理和順鉑處理的細胞相比，ru3和ru4處理的樣品中僅發現輕微的劃痕閉合。分析顯示，未處理和順鉑(cis-pt)處理的細胞中的平均細胞遷移率分別為33％和27％，而ru4和ru8處理的細胞的傷口閉合率分別顯著降低至17％和11％。這一結果清楚地表明喹啉官能團化氮雜環卡賓釕配合物ru4和ru8能有效地抑制hct-116細胞遷移。
[0083]
實施例12
[0084]
將結腸癌hct-116細胞接種於6孔板(2
×
105個細胞/孔)，過夜孵育。用ru4、ru8或順鉑(4μm)處理12小時後，將細胞與5μm的jc-1染料孵育30分鐘。孵育後，用預熱的pbs洗滌
細胞兩次，收穫細胞，並用流式細胞儀進行分析。用cytexpert軟體記錄並分析jc-1螢光數據。在螢光顯微鏡(olympus，ix72，japan)下觀察之前，用jc-1染色並用pbs洗滌平行批次的處理細胞。如圖6所示，jc-1染料聚集在未處理的hct-116細胞的線粒體基質中，並顯示橙色螢光。ru4或ru8(4μm)處理12小時後，hct-116細胞的橙色螢光逐漸減弱，出現綠色螢光。這一結果表明，喹啉官能團化氮雜環卡賓釕配合物ru4和ru8能有效地使hct-116細胞的線粒體膜電位去極化，並減少線粒體中jc-1染料的聚集。與ru4和ru8相比，順鉑(cis-pt)對細胞線粒體膜電位的影響可忽略不計。
[0085]
實施例13
[0086]
將結腸癌細胞hct-116接種於6孔板(1
×
106個細胞/孔)，並在37℃下生長過夜。然後，將細胞與ru4、ru8和順鉑(4μm)再孵育24小時。未處理的細胞用作對照。藥物處理後，離心細胞並用冷pbs反覆洗滌，收集細胞(1
×
105)使用alexa fluor 488annexin v/pi試劑盒測試細胞凋亡情況，並使用cytexpert軟體分析結果。喹啉官能團化氮雜環卡賓釕配合物ru4、ru8和順鉑(cis-pt)(4μm)誘導結腸癌細胞hct-116凋亡的情況如圖7所示，流式細胞分析顯示(圖7a和7b)，ru4和ru8(4μm)處理hct-116細胞24小時後，凋亡期細胞分別增加到24.0％和34.0％。凋亡細胞比例明顯高於相同濃度的順鉑(cis-pt)處理的細胞的hct-116細胞。隨後，在western blot測試中，促凋亡蛋白parp、c-parp、casepase-3、casepase-9在ru4和ru8處理過的細胞中的表達水平比順鉑和未處理的細胞有明顯的增加。以上結果表明喹啉官能團化氮雜環卡賓釕配合物ru4和ru8具有較強誘導結腸癌細胞hct-116凋亡的能力。
[0087]
本發明配合物以2-氯甲基喹啉鹽酸鹽為起始化合物，通過與n-取代咪唑或苯並咪唑成鹽和金屬交換反應製備，結構通式為[lru(p-cymene)cl](pf6)(l＝喹啉官能團化的氮雜環卡賓配體，p-cymene為芳基對甲基異丙基苯)。該類氮雜環卡賓釕配合物在肺癌細胞(a549)、宮頸癌細胞(hela)、肝癌細胞(7402)、腸癌細胞(hct-116)、卵巢癌細胞(es-2)、和乳腺癌細胞(4t-1)的細胞毒性實驗中均表現出較強的細胞毒性。在腸癌細胞hct-116中，該類氮雜環卡賓釕配合物能有效的抑制細胞增殖和遷移。機制研究表明該類氮雜環卡賓釕配合物主要通過幹擾線粒體膜電位，誘導癌細胞凋亡。該類氮雜環卡賓釕配合物結構多變、合成方便、性能穩定、環境友好，具有較好的應用前景。