配位化学论文

配位化学论文 配位化学论文 学院:生命科学与化学学院 班级:10化学2班 学号:20102030224 姓名:齐明强 反式构型铂配合物抗癌药物研究进展 10化学2班班:齐明强 指导教师:唐慧安 (天水师范学院生命科学与化学学院 甘肃 天水 741001) 【摘 要】:人们一直认为反式构型铂配合物无抗癌活性.但是～近来研究发现～一些反式构型的铂配合物显示了良好的抗癌活性.本文综述了这些配合物的结构、活性以及抗癌机理. 【关键词】:铂配合物,胞毒性,平面配位体,抗癌活性 Research Progress in Trans-Platinum Antitumor Drug 【ABSTRACT】:The recent research progress in trans-platinum antitumor drugs is introduced in this paper.It summarizes the strucures and antitumor activities of the trans-platinum complexes and then discusses the anticancer mechanism of these compounds. 【KEY WORDS】: platinum complexes;cytotoxicity;planar ligand;antitumor activities 前言 铂配合物抗癌药物的研究已进行了近30年.顺式构型的铂配合物显示了良好的抗癌活性，如顺铂和卡铂等，而反式构型的铂配合物如trans-〔PtCl(NH)〕却是无抗癌活性的.232 但是，近年来的研究却发现，当trans-〔PtCl(NH)〕中的NH被其他配位体如吡啶、喹2323 啉、亚胺基醚、RNH等代替时，抗癌活性发生了戏剧性的变化，有些配合物的抗癌活性甚2 至超过了顺铂. 众所周知，顺式构型铂类配合物的抗癌机制一般认为是配合物脱去两个Cl后，金属铂与癌细胞的DNA中含氮碱基作用，形成加合物而阻止了DNA的复制.从目前研究的结果来看，反式构型铂类配合物有抗癌活性的原因也与配合物与DNA的作用有关，但是，其作用机制显然与顺式构型不同. 反式构型铂配合物的抗癌活性 1.1 平面配位体反式构型Pt(?)配合物 此类配合物的通式为trans-〔PtCl(L)(L′)〕，其中离去基团L和L′至少有一个是2 平面配位体，它有三种基本类型:1)L=L′=吡啶、N-甲基咪唑(N-MeIm)或噻唑(Tz);2)L=喹啉(quin)、L′=R′R″SO(R′=Me,R″=Me,CHPh或Ph);3)L=喹啉(quin),L′=NH. 23 从表1可见，大多数具有平面配位体的反式铂配合物都有抗癌活性，而且，细胞毒性比相应的顺式配合物要高.某些含喹啉配位体的反式铂配合物其ID值已经大体与顺铂相50 当.可见，用喹啉取代trans-〔PtCl(NH)〕中的一个NH分子使化合物的性质发生了极为2323 重要的变化. 在〔PtCl(R′R″SO)(quin)〕系列配合物中抗癌活性的大小依R′R″SO的性质而定，2 含有较惰性的亚砜配位体的配合物是胞毒性最大的化合物，如trans-〔PtCl(MeSO)(quin)〕22和trans-〔PtCl(MeBzSO)(quin)〕的胞毒性与顺铂相当.这可能与亚砜作为一种惰性配位体2 +存在有利于键的稳定有关.有趣的是，在trans-〔PtCl(R′R″SO)(diamine)〕系列中，含较不稳定的亚砜配位体的配合物具有最高的抗肿瘤活性.可见，即使是同类配位体，在不同类型的配合物中所起的作用也是截然不同的. 从表1中的L1210/DDP的数值可以看出，所有的配合物都具有明显较低的抗药因子.有一些配合物的ID值与相应的细胞敏感性数值相当.因此，体积较大的平面配位体的反式50 配合物的一般特征是此类配合物与顺铂无交叉抗药性，即反式配合物对抗顺铂细胞有活性.类似地，反式配合物与〔Pt(R,R-dach)SO〕也是非交叉抗药性的.这提示反式铂配合物可以4 与顺铂或〔Pt(R,R-dach)SO〕联合用药.反式喹啉配位体Pt(?)配合物氧化为相应的Pt(?)4 〔〕8配合物时，也显示了比较好的体内抗癌活性. [2]1.2 亚胺基醚为配位体的反式铂(?)配合物 式中R=烷基或苯基，R′=烷基.此类配合 此类配合物的通式为 物实际上是〔PtCl2(NH3)2〕中的NH3被亚胺基醚取代的产物.从几何异构来看，除了有顺反式外，由于CN键的存在，还可形成E和Z构型，并且可以产生顺式和反式三种不同的 〔〕2cis-EE，cis-EZ.化合物结构见图1几何异构即trans-ZZ，trans-EE，trans-EZ和cis-ZZ，. Tab.1 Cytotoxicity of trans platinum(?) complexes in L1210 leukemia cells〔1〕 ID50/μmol?L-1 Complex L1210(L1210(DDP) L1210(dach) O) cis-〔PtCl2(NH3)2〕 0.33 9.22(28) 1.81(5.48) trans-〔PtCl2(NH3)2〕 15.7 22.0(1.40) 19.6(1.25) cis-〔PtCl2(Py)2〕 4.36 3.3(0.76) 2.89(0.66) trans-〔PtCl2(Py)2〕 1.2 1.1(0.92) 2.26(1.88) cis-〔PtCl2(Tz)2〕 2.8 7.34(2.26) 5.62(2.01) trans-〔PtCl2(Tz)2〕 1.6 7.4(4.63) 5.96(3.73) ,23.36(,,23.36(,cis-〔PtCl2(N-MeIm)2〕 8.77 2.66) 2.66) trans-〔PtCl2(N-MeIm)2〕 6.00 5.45(0.91) 5.34(0.89) cis-〔PtCl2(Me2SO)(quin)〕 0.70 5.08(7.25) 7.82(11.2) trans-〔PtCl2(Me2SO)(quin)〕 0.36 0.38(1.06) 0.39(1.08) trans-〔PtCl2(MePhSO(quin)〕 3.5 2.4(0.69) 1.33(0.38) trans-〔PtCl2(MeBzSO(quin)〕 0.67 0.99(1.48) 0.90(1.34) cis-〔PtCl2(NH3)(quin)〕 0.48 2.75(5.73) 3.00(6.25) trans-〔PtCl2(NH3)(quin)〕 0.51 1.35(2.65) 0.96(1.88) 〔Pt(R,R-dach)SO4〕 0.23 0.75(3.26) 5.65(25) Resistance factor,defined as ID50(resistance)/ID50(senitive),is given in parentheses. Fig.1 Schematic drawing of the structural formulas of the imino ether complexes M.Coluccia等〔2〕用trans-EE,cis-ZZ,cis-EE(EZ异构产物量较少)对P388白血病进行了体外胞毒性和体内抗癌活性的检测，发现cis-ZZ和cis-EE的ID50值比顺铂(ID50=2.05 μmol*L-1)大得多，分别大4倍和9倍，而trans-EE的ID50值却与顺铂非常接近，达到2.2 μmol*L-1.这些结果表明亚胺基醚对NH3的取代对顺式配合物的活性影响较小，而对反式配合物抗癌活性的影响非常大. 从表2中可见，cis-EE的抗癌活性与治疗时间无关，它与顺铂有交叉抗药性.trans-EE在连续给药7 d后，抗癌活性更大(%T/C=170)它对抗顺铂的亚细胞系也有重要的影响(%T/C=133)〔2〕.其中原因目前尚不清楚. Tab.2 Effects of platinum-imino ether complexes and cis-and trans-DDP on mice bearing P388 or P388/DDP leukemia〔2〕 Tumor system(%T/C) Complexe dose/μmol?kg-1 treatment P388 P388/DDP cis-EE 39.2 1 117 9.8 1,7 114 113 cis-ZZ 39.2 1 101 78.4 1 114 cis-platin 26 1 202 95 2 1,7 203 90 trans-EE 39.2 1 133 78.4 1 121 19.6 1,7 170 133 trans-platin 193 1 105 107 1.3 混胺配位体反式铂配合物 此类配合物一般有两类:trans-〔PtCl2(NH3)(RNH2)〕和trans-〔PtCl2(OH)2(NH3)(RNH2)〕.Loyd R.Kelland等〔3〕合成了41种反式配合物，发现，反式Pt(?)的二羟基配合物即trans-〔PtCl2(OH)2(NH3)(RNH2)〕的抗癌活性一般而言要比其相应的Pt(?)配合物高.但是，并不是所有的反式Pt(?)配合物都有活性，当其中R为脂肪烃、脂环烃、芳环或杂环化合物时，配合物显示较好的抗癌活性.而当R为短脂肪链、吗啉、吡啶、喹啉等环时，配合物没有活性.此外，这些反式配合物对三种抗顺铂的细胞系显示了相似的反应模式:对41McisR与顺铂无交叉抗药性，对CH1cisR与顺铂有部分交叉抗药性，对A2780cisR与顺铂有部分或较高的交叉抗药性. 表3中这三种化合物的反式异构对人体卵巢细胞系显示了类似于顺铂的体外生长抑制效果，而且比相应的顺式异构配合物更为有效.特别是对两种抗顺铂的HX/62和SKOV-3细胞系有效.如配合物trans-(3)对HX/62和SKOV-3细胞系的效果比其顺式异构要分别高28倍和7倍. 三种反式铂(?)配合物trans-(1),trans-(2),trans-(3)都显示了体内抗癌活性.配合物trans-(1)显示了与顺铂和它相应的顺式异构相似的毒性.其ED50,1 mg/kg.trans-(3)的活性和毒性小于trans-(1)，trans-(2)的有效性较小(TI=1.7). Tab.3 In vitro growth inhibition of some cis,trans pairs of platinum complexes〔3〕 Cell line(IC50/μmol*L-1) Comple SKOVx HX/62 41McisR CH1cisR A2780cisR -3 cis-plati12.6?4.4?1.2?0.71?5.2?n 2.9 3.1 0.4(4.7) 0.2(6.4) 1.3(15.7) trans-pla245?255?68.5?260?70?13(1.2) tin 45 77 11(2.3) 46(8.1) 30?16.6?3.2?1.9?cis-(1) 2?0.3(3.5) 2.7 0.8 0.2(0.9) 0.1(2.4) 4.4?1.4?2.1?trans-(1) 6?0.9 3.0?0.26 0.5 0.12(1.1) 0.2(1.9) cis-(2) 50 300.5 9.2(2.4) 4.9(3.5) 7.2(7.3) trans-(2) 14 9.2 4.6(1.4) 5.5(2.3) 4.7(8.7) cis-(3) 50 34 8(1.8) 3.4(3.1) 8.5(10.7) trans-(3) 1.8 4.7 0.9(0.8) 1.62(2.2) 4.2(20) Values in parentheses are resistance factors(RF:IC50 resistant line/IC50 parent line) PtCl2(OH)2(NH3)(c-C6H11NH2)〕,(2)is: In tab.(1)is:〔 〔PtCl2(OH)2(NH3)(MeCHNH2)〕,(3)is:〔PtCl2(OH)2(NH3)(Me3CNH2)〕 从表4中可知R为脂环取代基的配合物活性最大(ED50,3 mg/kg,TI,5). Tab.4 In vitro antitumor activity of some trans platinum(?)complexes using a single ip administration against the murine ADJ/PC6 sc plasmacytoma〔3〕 LD50/mg?ED50/mg?TCompd. kg-1 kg-1 I trans-〔PtCl2(OH)2(NH3)(MeNH2)〕 8.8 — — trans-〔PtCl2(OH)2(NH3)(EtNH2)〕 50 — — 0trans-〔PtCl2(OH)2(NH3)(NHC4H8O)〕 82 94 .9 trans-〔PtCl2(OH)2(NH3)(Et2NH)〕 35 — — trans-〔PtCl2(OH)2(NH3)(c-C5H9NH2)〕 15 2.5 6 trans-〔PtCl2(OH)2(NH3)(C6H5N)〕 42 — — ,trans-〔PtCl2(OH)2(NH3)(n-C6H13NH2)〕 ,100 39 2.6 trans-〔PtCl2(OH)2(NH3)(PhCH2NH2)〕 71 22 3 .2 1trans-〔PtCl2(OH)2(NH3)(c-C7H13NH2)〕 42 2.9 4.5 3trans-〔PtCl2(OH)2(NH3)(exo-C7H11NH2)〕 17.5 4.9 .6 trans-〔PtCl2(OH)2(NH3)(NC7H13)〕 7.4 — — trans-〔PtCl2(OH)2(NH3)(c-C6H11NHMe)〕 29 9.4 3 5trans-〔PtCl2(OH)2(NH3)(C10H15NH2)〕 11 22 .2 ,trans-〔PtCl2(OH)2(c-C6H11NH2)2〕 ,100 40 2.5 6trans-〔PtCl2(OH)2NH3(c-C6H11NH2)〕 17.5 2.7 .5 Note:“—” represents 90% tumor inhibition not obtained 2 反式铂配合物的抗癌机理研究 M.V.Beusiche等〔1〕认为反式铂配合物的抗癌机理与顺铂是不同的，对抗顺铂细胞胞毒性的持久度及用NCI比较程序独立分析支持这种观点.影响胞毒性和细胞内抗顺铂的原因包括摄取变化、内源硫醇如谷胱苷肽和金属硫酮的活性和DNA修复率变化.这些因素都受结构变化的影响，反式铂配合物中，这种结构变化是以trans-〔PtCl2(NH3)2〕为基本 〕通过测定含有标记胸苷的trans-〔PtCl2(Py)2〕发现，这种化结构进行的.A.Eastman等〔4 合物抑制了分子内DNA的合成.因此，反式铂配合物的抗癌机理也呈现在DNA的键合上.值得注意的是，有一些反式铂配合物不能提供氢键的配位体，而迄今为止分子中存在能提供氢键的配位体被认为是化合物与DNA键合以及具有抗癌活性的必要特征.trans-〔PtCl2(NH3)2〕的键区专一性在—GC—位置增加键合与顺铂有点不同〔5，6〕.平面配位体的存在可能强调了这种差异对随后生成的加合物的结构和构型变化的影响.M.Kharatishvili等〔8〕证实了喹啉作为平面配位体对trans-〔PtCl2(NH3)(quin)〕与DNA的键合是有影响的. M.Coluccia等〔2〕认为trans-EE有抗癌活性的原因也是它抑制了DNA的合成.此外，亚胺基醚铂配合物的抗癌机理也涉及到增加的摄取或与细胞内硫醇不同的反应性. 反式混胺铂配合物是一类值得注意的化合物，尤其是其Pt(?)配合物，它可能是一类极有发展前途的新型抗癌药物. 目前，对反式异构铂配合物的抗肿瘤机理的研究十分有限，对反式铂配合物的构效关系也不完全清楚.研究并揭示铂配合物的抗癌机理对寻找新的更为有效、毒副作用更小的抗 癌药物具有重要意义. 【参考文献】 [1]～Beusichem MV,Farrell N.Activation of the trans geometry in platinum antitumor complexes.Synthesis,characterization,and biological activity of complexes with the planar ligands pyridine,N-methylimidazole,thiazole,and quinoline,crystal and molecular structure of trans-dichlorobis(thiazole)platinum(?).Inorg Chem,1992,31:634，639 [2]～Coluccia M,Nassi A,Loseto F,et al.A trans-platinum complex showing higher antitumor activity than the cis congeners.J Med Chem,1993,36:510，512 [3]～Kelland LR,Bamard CFJ,Evans IG,et al.Synthesis and in vitro and in vivo antitumor activity of a series of trans platinum antitumor complexes.J Med Chem,1995,38:3016，3024 [4]～Eastman A,Schulte N.Enhanced DNA repair as a mechanism of resistance to cis-DDP(?).Biochemistry,1988,27: 4730，4734(CA 1988,109:16652u) [5]～Pinto A,Lippard SJ.Sequence-dependent termination of in vitro DNA synthesis by cis- and trans-diamminedichloroplatinum(?).J Proc Natl Acad Sci,1985,82:4616，4619 [6]～Eastman A,Jennerwein MM,Nagel DL.Characterization of bifunctional adducts produced in DNA by trans-DDP(?).Chem-Biol Interact,1988,67:71，80(CA 1989,110:33408g) [7]～Farrell N,Ha TTB,Souchard JP,et al.Cytostatic trans-platinum(?) complexes.J Med Chem,1989,32:2241，2247 [8]～Kharatishvili M,Mathieson M,Farrell N.Effects of quinoline as ligand in binding of mononuclear and dinuclear platinum complexes to DNA.Inorg Chim Acta,1997,255:1，6 [9]～Bierbach U,Farrell N.Modulation of nucleotide binding of trans platinum(?)complexes by planar ligands combined proton NMR and molecular mechanics study.Inorg Chem,1997,36:3657，3665