一種抑制dna拓撲異構酶的釕配合物及其製備方法和應用的製作方法

2023-05-10 00:40:16

專利名稱：一種抑制dna拓撲異構酶的釕配合物及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種拓撲異構酶抑制劑及其製備方法，尤其是一種抑制 DNA拓撲異構酶的釕配合物及其製備方法。
背景技術：
在生物體整個生命過程中，細胞DNA的正常代謝起著極為重要的作 用。在複雜的DNA代謝中包括DNA複製、重組及遺傳信息的傳遞，都涉 及到DNA空間構型的動態變化。而DNA拓撲異構酶(Topoisomerase簡 稱Topo)則是調節這種反應的關鍵性核酶[1]。根據拓撲異構酶誘導DNA 斷裂機制的不同，主要將其分為兩類I型DNA拓撲異構酶(Topo I)和II 型DNA拓撲異構酶(Topo 11)。
DNA拓撲異構酶是目前抗腫瘤藥物研究的一個熱門靶點。研究證實， 與正常細胞不同，拓撲異構酶在腫瘤細胞中表現出不受其他因素影響的高 水平表達，因此抑制DNA拓撲異構酶的活性就能起到阻止腫瘤細胞快速 增殖，進而殺死腫瘤細胞的作用。近年來以拓撲異構酶為靶點的抗癌藥物 如阿黴素、表阿黴素、VP16、 VM26、喜樹鹼及其衍生物等，已成為臨床化 療方案中最重要藥物。但目前仍有許多問題尚待深入研究和探討，比如多 數拓撲異構酶有機抑制劑存在結構複雜、特異性不高、溶解性差、毒性較 大等缺點，同時具有良好抑制能力的Topo i/n雙重抑制劑目前報導的還很 少。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於克服已有技術的不足，提供一種結構 穩定，水溶性好的抑制DNA拓撲異構酶的釕配合物。
本發明的另一目的是提供上述釕配合物合成方法簡單的製備方法。 本發明的另一目的是提供上述釕配合物的製備方法中產生的化合物。 本發明還有一個目的是提供上述釕配合物的應用。 本發明通過以下技術方案實現上述發明目的。
本發明提供的抑制DNA拓撲異構酶的釕配合物可用分子式 [RuL2(PZPP)]Cl2來表示，其中L是2,2-聯吡啶(bpy)或者1,10-鄰菲羅啉 (Phen)， PZPP是3-(2-吡嗪基)-l，2，4-三嗪並[4，5-e]芘。
當L是2，2-聯吡啶(bpy)時，所述釕配合物的分子結構式(省略了陰 離子部分)如(I ):
(I )
當L是1,10-鄰菲羅啉(Phen)時，所述釕配合物的分子結構式如(II ):
(II)
本發明所述的抑制DNA拓撲異構酶釕配合物[RuL2(PZPP)]Cl2，起抑
制DNA拓撲異構酶作用的為該化合物的陽離子部分，陰離子可以是其他 不影響該化合物水溶性的離子，如NO,、 Br—等。 上述釕配合物的製備方法包括如下步驟 (1) 製備配體3-(2-吡嗪基)-1，2，4-三嗪並[5，6-e]芘(PZPP):將化學計 量摩爾比的2-吡嗪咪腚和芘二酮在乙醇中加熱回流，冷卻，收集沉澱，幹 燥得PZPP;
(2) 製備配合物將化學計量摩爾比的二(2，2'-聯吡啶)-二氯-二水合 釕(II)或二(1，10-鄰菲羅啉)-二氯-二水合釕(II)和PZPP在乙二醇中回流，然 後加入NaC104水溶液，析出沉澱，過濾、乾燥、提純後，再溶於丙酮， 加入氯化四丁基銨，析出固體，過濾、乾燥即得。
上述釕配合物的製備方法的化學反應可用下列化學反應式表達 步驟(1)為
formula see original document page 7
本發明提供的抑制DNA拓撲異構酶的釕配合物可應用於製備抗癌藥物。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果
(1 )本發明所述的抑制DNA拓撲異構酶的釕配合物包含金屬配離子， 其本身帶電荷，增加了化合物的水溶性，而且金屬配合物分子結構具有更 大的可塑性，容易在配體上引入其它分子活性基團，可以針對不同的底物 結合環境進行相應的結構修飾。
(2) 實驗結果顯示本發明提供的釕(II)配合物表現出對I型和n型 DNA拓撲異構酶較強的的雙重抑制效果，配合物[RuL2PZPP產對Topo I和 TopoII的抑制ICse都小於l yM，優於常見的有機拓撲異構酶抑制劑，是 首例具有高效Topo I/O雙重抑制作用的金屬配合物，具有很好的應用開發 價值。
(3) 本發明提供的上述釕(II)配合物的製備方法簡單，反應條件溫合， 容易實施，工業上易於大量製備，製備過程中的中間產物和目標產物結構 穩定，且水溶性上比起相應的有機小分子有了很大提高，在水中均有很好 的溶解，大大降低了生產的難度，節約了生產成本。


圖1是實施例3中配合物[Ru(bpy)2PZPP產抑制I型DNA拓撲異構酶 的凝膠電泳實驗圖。
圖2是實施例3中配合物[Ru(bpy)2PZPP產抑制n型DNA拓撲異構酶
的凝膠電泳實驗圖。
具體實施例方式
實施例l
(1) 製備配體3-(2-吡嗪基)-l，2，4-三嗪並[5，6-e]芘(PZPP): 將2-吡嗪咪腚(1.1g,8mmo1)和芘二酮(1.8 g， 8 mmol)在乙醇中加熱
回流4小時。冷卻到室溫，得到黃色沉澱。收集沉澱，真空乾燥的黃色 固體，產率76%。
元素分析C^HuN5(分子量333)，實驗值C 75.69， H 3.28， N21.03%; 理論值C 75.68， H 3.30, N 21.02%。 FAB-MS: w々=334 (C21HuN5 333)。
(2) 製備[Ru(bpyMPZPP)]Cl2:將二(2，2'-聯吡啶)-二氯-二水合釕(n) (1.0 g, 2 mmol)禾卩PZPP (0.6 g， 2 mmol)在乙二醇中回流反應10小時後，加
入NaCK)4水溶液，析出紅色固體。抽濾乾燥的粗產品經過氧化鋁柱色譜 分離提純後，再溶於丙酮，加入氯化四丁基銨，析出紅色固體，抽濾乾燥 後得到目標產物[Ru(bpy)2(PZPP)]Cl2，產率78% 。
元素分析C41H27Cl2N9Ru (分子量817.1)，實驗值C 60.12， H 3.36， N 15.38%;理論值C 60.21， H 3.30， N 15.42%。 ES-MS: [CH3CN, m/z] = 374 ([M-2Cl]2+)。 實施例2
(1) 製備配體3-(2-吡嗪基)-1，2，4-三嗪並[5，6-e]芘(PZPP): 將2-吡嗪咪腚(1.1g,8mmo1)和芘二酮(1.8 g， 8 mmol)在乙醇中加熱
回流4小時。冷卻到室溫，得到黃色沉澱。收集沉澱，真空乾燥的黃色 固體，產率76%。
元素分析C^HuN5(分子量333)，實驗值C 75.69， H 3.28， N21.03%; 理論值C 75.68， H 3.30， N 21.02%。 FAB-MS: m々=334 (C21HUN5 333)。
(2) 製備[Ru(phen)2(PZPP)]Cl2:將二(I,IO-鄰菲羅啉)-二氯-二水合釕 (n) (1.1 g， 2 mmol)和PZPP (0.6 g， 2 mmol)在乙二醇中回流反應10小時後， 加入NaC104水溶液，析出紅色固體。抽濾乾燥的粗產品經過氧化鋁柱色 譜分離提純後，再溶於丙酮，加入氯化四丁基銨，析出紅色固體，抽濾幹 燥後得到目標產物[Ru(phen)2(PZPP)]Cl2，產率83%。
元素分析C45H27Cl2N9Ru (分子量865.1)，實驗值C 62.33, H 3.15， N 14.53%;理論值C 62.42， H 3.12， N 14.56%。 ES-MS: [CH3CN, m/z] = 398 ([M-2Cl]2+)。
實施例3 Ru(H)配合物的拓撲異構酶抑制實驗
按照藥物抑制拓撲異構酶解旋實驗的方法進行抑制能力的判定，將該 類化合物與pBR322 DNA及拓撲異構酶在適當的緩衝液中進行反應，反應 混合物在37 。C溫育一定時間後，加入反應終止液終止反應。在0.9%的瓊 脂搪(TBE)凝膠上，75 V的恆壓條件下電泳。凝膠用l ng/mL的EB溶液 染色，並在紫外光下拍照。將抑制50免的Topo I或Topo II活性的配合物 濃度定義為IC5Q。實驗結果表明配合物是Topo I和Topo n的雙重抑制劑， 表現出非常好的抑制能力，IC5o值小於lpM，見圖1和圖2，圖中，質粒 DNA以閉環超螺旋的FormI條帶表現；在DNA中加入一定量的Topo 1/11， 使DNA的超螺旋程度鬆弛，表現為Formn條帶，而隨著配合物的不斷加
入，即加入量為0.4、 0.6、 0.8、 1.0、 1.2pM ， Topo I/E的酶活性受到抑 制，在電泳圖中表現為Form n型的DNA含量逐漸減少，Form I型的DNA
含量依次增多。同時，本發明所述的釕配合物在水溶性方面優於已報導的 有機小分子抑制劑，穩定性好。
權利要求
1.一種抑制DNA拓撲異構酶的釕配合物，其分子式為[RuL2(PZPP)]Cl2，其中L是2，2-聯吡啶或者1，10-鄰菲羅啉，PZPP是3-(2-吡嗪基)-1，2，4-三嗪並[4，5-e]芘；所述L是2，2-聯吡啶時釕配合物陽離子部分的分子結構如式I；所述L是1，10-鄰菲羅啉時釕配合物陽離子部分的分子結構如式II
2.權利要求1所述釕配合物的製備方法，其特徵在於包括如下步驟: (1)製備配體將化學計量摩爾比的2-吡嗪咪腚和芘二酮在乙醇中加熱回流，冷卻，收集沉澱，乾燥得配體3-(2-吡嗪基)-l，2，4-三嗪並[5，6-e]芘，反應式如下
3.權利要求2所述的釕配合物的製備方法的步驟(1)中產生的化合 物3-(2-吡嗪基)-l，2，4-三嗪並[5,6-e]芘，其化學結構式如III:(2)製備配合物將化學計量摩爾比的二(2,2'-聯吡啶)-二氯-二水合釕(n)或二(i，io-鄰菲羅啉)-二氯-二水合釕(n)和配體在乙二醇中回流，然後加入NaCl(^水溶液，析出沉澱，過濾、乾燥、提純後，再溶於丙酮，加 入氯化四丁基銨，析出固體，過濾、乾燥即得，反應式如下formula see original document page 3formula see original document page 4
全文摘要
本發明公開了一種抑制DNA拓撲異構酶的釕配合物，其分子式為[RuL2(PZPP)]Cl2，其中L是2，2-聯吡啶或者1，10-鄰菲羅啉，PZPP是3-(2-吡嗪基)-1，2，4-三嗪並[4，5-e]芘。本發明還提供了上述釕配合物的製備方法。本發明還提供了在製備上述釕配合物過程中得到的化合物3-(2-吡嗪基)-1，2，4-三嗪並[4，5-e]芘。本發明還公開了抑制DNA拓撲異構酶的釕配合物在製備抗癌藥物中的應用。本發明提供的抑制DNA拓撲異構酶的釕配合物具有很好的水溶性，對I型和II型DNA拓撲異構酶的抑制IC50都小於1μM，表現出對I型和II型DNA拓撲異構酶的雙重抑制效果，應用前景廣闊。
文檔編號A61K31/555GK101337980SQ20081003019
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月15日 優先權日2008年8月15日
發明者暉 巢, 袁益嫻, 計亮年 申請人:中山大學