專利名稱：丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精鉑配合物和制備方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超分子配合物的制備，特別是丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精鉑配合物和制備方法及應(yīng)用。高水溶性的環(huán)糊精-硒-鉑超分子配合物無毒或低毒，具有抗癌活性。該超分子配合物含有稱之為環(huán)糊精的環(huán)聚多糖、有機(jī)硒、鉑離子，其協(xié)同效應(yīng)可以達(dá)到良好的抗癌效果，因此具有臨床應(yīng)用前景。
背景技術(shù)：
自從1969年Rosenberg和Camp(B.Rosenberg，L.Van Camp，T.Krigas Nature，1965，205，698-699；(2)B.Rosenberg，L.Van Camp，J.E.Trosko，V.H.Mansour Nature，1969，222，385-386.)首次報(bào)導(dǎo)了順鉑(cisplatin)即順式-二氨二氯合鉑(II)具有抗癌活性以來，它作為抗癌藥已廣泛應(yīng)用于臨床，對于泌尿生殖癌、鼻咽癌、頭頸癌、肺癌等多種癌癥療效顯著。但其較低的水溶性(2.6mg/mL，25℃)和嚴(yán)重的毒副作用，如胃腸道毒性、神經(jīng)毒性、腎毒性和骨髓毒性，及惡心、嘔吐等不良反應(yīng)限制了用藥劑量和長期用藥。盡管如此，順鉑抗癌作用的發(fā)現(xiàn)揭開了用金屬配合物治療癌癥的序幕。合成出更為高效、低毒、廣譜和水溶性好的新型鉑類抗癌藥已成為抗癌研究的重要方向(中國專利申請?zhí)?7102797.8，95103058.2，00103109.0，00124864.2)。但近三十年來，繼順鉑之后，僅有三種新的鉑抗癌藥注冊用于臨床，成為市場化的藥物產(chǎn)品。已注冊的四種鉑類抗癌藥物結(jié)構(gòu)如下
1985年由布勒斯特-邁爾公司上市的新藥，卡鉑(carboplatin，又名碳鉑)，其抗癌譜與順鉑類似，藥效略遜于順鉑，并有交叉抗藥性，毒副作用雖明顯低于順鉑，但骨髓抑制依然存在，且其在水中穩(wěn)定性較差。綜合近年來對于金屬鉑配合物抗癌藥物的研究表明這些藥物存在一些致命的弱點(diǎn)，如它們在水溶液中的穩(wěn)定性差，不能作口服劑；對人體毒性大，引起胃、肝、腎、血液等一系列嚴(yán)重的毒副反應(yīng)。至于口服有效的鉑類抗癌藥物，至今尚未見報(bào)道。
隨著對于鉑配合物抗癌活性研究的進(jìn)一步深入，國內(nèi)外近期大量的研究成果顯示，并非僅僅鉑的順式配合物具有抗癌活性，很多其它類型的鉑配合物在臨床前甚至是臨床實(shí)驗(yàn)中顯示出良好的抗癌效果，比如反式的Pt(II)配合物，雙核和多核鉑配合物等等。盡管如此，這些傳統(tǒng)的低分子量抗腫瘤藥物在正常細(xì)胞中的分配都會導(dǎo)致較為嚴(yán)重的副作用。因此，相對于傳統(tǒng)形式的低分子量藥物，大分子量的前藥，比如聚合物-藥物配合物可以通過增加藥物有效成分的水溶性和改進(jìn)藥物在體內(nèi)的分配情況戰(zhàn)勝上述問題。Yamaoka等(T.Yamaoka，Y.Tabata，Y.Ikada，Drug.Deliv.1993，1，75；(2)T.Yamaoka，M.Kuroda，Y.Tabata，Y.Ikada，Int.J.Pharm.1995，113，149.)研究了含有水溶性高分子的抗癌藥物，結(jié)果說明在血液中高分子量的藥物可以給出更長的半衰期。Ohya等(Y.Ohya，H.Oue，K.Nagatomi，T.Ouchi，Biomacromolecules，2001，2，927-933.)將順鉑鍵合到葡聚糖的枝狀半乳糖上，使得抗癌有效單元對于癌細(xì)胞更具親和力。但這些高聚物合成困難且結(jié)構(gòu)并不明確，因此，引入更加廉價(jià)易得的藥物載體從而降低鉑配合物的毒性，提高其水溶性成為鉑配合物抗癌研究的熱點(diǎn)之一。
環(huán)糊精(Cyclodextrins，Cycloamyloses，通常簡稱為CD)，是一類由D型吡喃葡萄糖單元以1，4糖苷鍵首尾相連的截錐狀大環(huán)分子，具有疏水的空腔和親水的表面。環(huán)糊精習(xí)慣上用一個(gè)希臘字母表示其葡萄糖單元數(shù)目，其中最常見的是α-、β-和γ-環(huán)糊精，分別擁有6、7和8個(gè)葡萄糖單元。近幾十年來，環(huán)糊精已廣泛應(yīng)用于分子識別，模擬酶研究，藥物傳輸?shù)妊芯款I(lǐng)域。然而，據(jù)我們掌握的資料，迄今為止還沒有關(guān)于將鉑配合物直接和環(huán)糊精相連得到的化合物具有抗癌活性的報(bào)道。由于修飾環(huán)糊精特別是橋聯(lián)環(huán)糊精具有極高的水溶性(～1.4g/mL)(Y.Liu，Y Song，Z.-Y.Yang，Y.Chenunpublished results)，將橋聯(lián)環(huán)糊精作為同金屬鉑配位的配體，所得到的具有抗癌活性的大分子量化合物相比水溶性高聚物鉑配合物，具有廉價(jià)易得、合成簡單且結(jié)構(gòu)單一的特點(diǎn)，是理想的新型抗癌藥前體。從環(huán)糊精出發(fā)得到的大分子量抗癌化合物具有水溶性高，毒性低的特點(diǎn)。這為臨床試用，特別是開發(fā)口服劑型抗癌藥物提供了新的可行性途徑。
在另一方面，硒元素已被國際公認(rèn)是一種抗癌的微量元素，可使多種化學(xué)致癌物誘發(fā)的動(dòng)物肝癌，皮膚癌及淋巴肉瘤受到抑制。我國在對肺癌的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，肺癌高發(fā)區(qū)與低發(fā)區(qū)居民的血硒水平有明顯差異。國際醫(yī)學(xué)界最新的醫(yī)學(xué)研究成果表明，硒的抗癌機(jī)理主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面1.硒能夠刺激機(jī)體的免疫功能，增強(qiáng)免疫作用，促進(jìn)抗體的生成，從而抑制癌細(xì)胞的擴(kuò)散。2.硒可以刺激環(huán)腺苷酸的積累，抑制癌細(xì)胞中DNA的合成，阻止癌細(xì)胞的分裂與生長，甚至使惡性細(xì)胞發(fā)生逆轉(zhuǎn)。3.硒能夠有效地切斷癌細(xì)胞的能量供應(yīng)，使癌細(xì)胞因能量枯竭而死亡。目前，國際醫(yī)學(xué)界已經(jīng)大量應(yīng)用硒來治療腫瘤，在西方，硒能夠抑制腫瘤的理論已經(jīng)被絕大多數(shù)人所接受，并且許多癌癥患者經(jīng)過治療取得了非常滿意的效果。因此，我們所選擇的有機(jī)硒、鉑離子和環(huán)糊精的協(xié)同作用所導(dǎo)致的超分子配合物的抗癌活性是具有廣泛應(yīng)用前景的研究課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精鉑配合物和制備方法及應(yīng)用。含有兩個(gè)環(huán)糊精空腔的丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精和四氯化鉑進(jìn)行配位后，可以得到高水溶性的含有環(huán)糊精的金屬鉑配合物，它可大量且迅速溶于水，溶解度為240mmol/L(以鉑計(jì))，環(huán)糊精-硒-鉑超分子配合物具有抗癌活性。
本發(fā)明提供了丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精及合成方法，化學(xué)式為C87H144O68Se2·8H2O，其結(jié)構(gòu)如下所示 本發(fā)明中具有抗癌活性的高水溶性環(huán)糊精-硒-鉑超分子配合物是丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精與四氯化鉑的配合物，化學(xué)式為(C87H144O68Se2·8H2O)2.PtCl4，丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精與鉑的配位比為2∶1，水中的溶解度以鉑計(jì)為240mmol/L，其結(jié)構(gòu)如下所示 β-CD為β-環(huán)糊精。
本發(fā)明中制備丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精及其鉑配合物的方法如下
1)室溫下將二硒雜環(huán)戊烷、NaOH和硼氫化鈉混合，用乙醇溶解，氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌，加熱至85℃，反應(yīng)混合物變?yōu)闊o色透明溶液，加入單(6-氧-6-對甲苯磺?；?-β-環(huán)糊精的N，N-二甲基甲酰胺溶液，回流5小時(shí)；2)降至室溫，減壓蒸除溶劑后得到白色固體，用少量熱蒸餾水溶解后，加入丙酮使固體析出，過濾，重復(fù)一次上述操作；所得白色固體用SephadexG-25分離柱提純，得單-[6-脫氧-(1，3-丙二硒基)-橋聯(lián)-β-環(huán)糊精產(chǎn)品；3)單-[6-脫氧-(1，3-丙二硒基)-橋聯(lián)-β-環(huán)糊精和四氯化鉑在水溶液中加熱回流1小時(shí)，得到丙二硒橋聯(lián)環(huán)糊精Pt(IV)配合物，配位比2∶1，配合物用Sephadex G-25柱分離得到純品，產(chǎn)率約70％。
所述的反應(yīng)物摩爾比為二硒雜環(huán)戊烷∶NaOH∶硼氫化鈉∶單(6-氧-6-對甲苯磺?；?-β-環(huán)糊精＝1∶3∶3∶2。
本發(fā)明中所得固體產(chǎn)物經(jīng)過1H NMR、元素分析、傅立葉變換紅外光譜等手段證明。
本發(fā)明中新型的具有抗癌活性的環(huán)糊精-硒-鉑超分子配合物具有極高的水溶性，溶解度達(dá)到1.2g/mL即摩爾溶解度為240mmol/L。該配合物的抗癌活性是環(huán)糊精、有機(jī)硒、鉑離子的一種協(xié)同效應(yīng)。由于該具有極高的水溶性和廉價(jià)易制備的特點(diǎn)，本發(fā)明可以作為新型抗癌(包括泌尿生殖癌、鼻咽癌、頭頸癌、肺癌、肝癌，皮膚癌及淋巴肉瘤等)藥物應(yīng)用于臨床，具有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精鉑配合物的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精鉑配合物對于白血病細(xì)胞K562的抑制率示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例本發(fā)明所涉及的丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精及其鉑配合物按下述方法合成1)丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精的合成丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精的合成路線
將0.2g(1mmol)1，2二硒雜環(huán)戊烷、0.12g(3mmol)NaOH、0.114g(3mmol)硼氫化鈉加入盛有60mL無水乙醇的250mL三口瓶中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌，加熱至85℃，待反應(yīng)混合物變?yōu)闊o色透明溶液，加40mL含有2.64g(2mmol)單(6-氧-6-對甲苯磺?；?-β-環(huán)糊精的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液，回流5小時(shí)。反應(yīng)完后降至室溫，減壓蒸除溶劑后得到白色固體，用最少量熱蒸餾水溶解后，加入大量丙酮使固體析出，過濾，重復(fù)一次上述操作。所得白色固體用SephadexG-25分離柱提純。得產(chǎn)品0.97g(收率40％)。該化合物的表征數(shù)據(jù)如下元素分析實(shí)測值(％)C，40.33，H，6.20理論值(以C87H144O68Se2·8H2O計(jì)％)C40.50H6.20；1H NMR(D2O，TMS，ppm)δ2.6-2.9(m，6H)，3.2-3.6(m，28H)，3.6-4.0(m，56H)，4.9(m，14H)；13C NMR(D2O，TMS，ppm)δ；FT-IR(KBr壓片)(cm-1)3389.0，2912.5，2047.5，1655.1，1409.4，1381.1，1347.0，1308.7，1223.9，1150.6，1073.4，1023.8，941.5，888.0，852.6，750.4，701.9，648.8，605.3，577.9。
2)丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精與金屬鉑的配合物的合成方法及表征電導(dǎo)率滴定曲線研究表明丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精和PtCl4為2∶1的包結(jié)比；加入PtCl4之后，丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精的1HNMR譜圖顯示丙二硒橋鏈上的六個(gè)質(zhì)子對比沒有金屬時(shí)向低場移動(dòng)，而環(huán)糊精上的質(zhì)子并未隨之變化，說明了該配合物的形成。按照文獻(xiàn)(Y.Liu，C.-C.You，Y.Chen，T.Wada，Y Inoue，J.Org.Chem.1999，64，7781-7787.)的方法，將丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精和PtCl4在水溶液中加熱回流，經(jīng)過SephadexG-25分離柱提純后得到丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精與金屬鉑的配合物，產(chǎn)率70％。
3)丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精與金屬鉑的配合物的抗癌活性及溶解度研究采用MTT(四甲基偶氮唑鹽)法，進(jìn)行體外人白血病細(xì)胞K562的抑制率實(shí)驗(yàn)(如圖2所示)，得到該鉑配合物對于該癌細(xì)胞的半數(shù)致死量為8.064×10-8mol/L。具體實(shí)驗(yàn)過程為將腫瘤細(xì)胞調(diào)制成5×105個(gè)/ml，于5％CO2溫箱37℃進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)。隨后加入不同濃度(1×10-6～1×10-9M)的丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精與金屬鉑的配合物。72小時(shí)后，加入MTT，培養(yǎng)4小時(shí)后，離心棄去培養(yǎng)液，將沉淀溶于二甲亞砜，在577nm下進(jìn)行監(jiān)測。三次平行實(shí)驗(yàn)后，計(jì)算得到半數(shù)致死量。對照實(shí)驗(yàn)表明，在相同條件下，未和鉑配位的丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精沒有抗癌活性。同時(shí)，單獨(dú)存在的四氯化鉑亦不具備抗癌活性。這一結(jié)果表明，該配合物的抗癌活性是環(huán)糊精、有機(jī)硒、鉑離子的一種協(xié)同效應(yīng)。
溶解度按常規(guī)方法將一定量的配合物溶于5mL水中，超聲振蕩一段時(shí)間至不再有固體溶解，過濾，將所得固體干燥稱重，可得知本配合物的溶解度值。結(jié)果是丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精鉑配合物的溶解度為1.2g/mL，即摩爾濃度240mmol/L。
經(jīng)天津藥物研究院研究證實(shí)，按1g/kg體重的比例喂小白鼠丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精化合物，7天后小白鼠無任中毒跡象，表明該化合物是無毒或低毒性的。
權(quán)利要求
1.一種丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精化合物，其特征在于它的化學(xué)式為C87H144O68Se2·8H2O，其結(jié)構(gòu)如下
2.一種丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精鉑配合物，其特征在于它的化學(xué)式為(C87H144O68Se2·8H2O)2·PtCl4，水中的溶解度以鉑計(jì)為240mmol/L，所述的丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精與鉑的配位比為2∶1，其結(jié)構(gòu)如下所示 其中，β-CD為β-環(huán)糊精。
3.權(quán)利要求2所述的丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精鉑配合物的制備方法，其特征在于它包括下述步驟1)室溫下將二硒雜環(huán)戊烷、NaOH和硼氫化鈉混合，用乙醇溶解，氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌，加熱至85℃，反應(yīng)混合物變?yōu)闊o色透明溶液，加入單(6-氧-6-對甲苯磺?；?-β-環(huán)糊精的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液，回流5小時(shí)；2)降至室溫，減壓蒸除溶劑后得到白色固體，用少量熱蒸餾水溶解后，加入丙酮使固體析出，過濾，重復(fù)一次上述操作；所得白色固體用SephadexG-25分離柱提純，得單-[6-脫氧-(1，3-丙二硒基)-橋聯(lián)-β-環(huán)糊精產(chǎn)品；3)單-[6-脫氧-(1，3-丙二硒基)-橋聯(lián)-β-環(huán)糊精和四氯化鉑在水溶液中加熱回流1小時(shí)，反應(yīng)得到丙二硒橋聯(lián)環(huán)糊精Pt(IV)配合物，配位比2∶1，配合物用Sephadex G-25柱分離得到純品。
4.按照權(quán)利要求3所述的丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精鉑配合物的制備方法，其特征在于所述的反應(yīng)物摩爾比為二硒雜環(huán)戊烷∶NaOH∶硼氫化鈉∶單(6-氧-6-對甲苯磺?；?-β-環(huán)糊精＝1∶3∶3∶2。
5.權(quán)利要求2所述的丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精鉑配合物用于抗癌藥物。
全文摘要
本發(fā)明是丙二硒橋聯(lián)雙環(huán)糊精鉑超分子配合物和制備方法及應(yīng)用。它的化學(xué)式為(C
文檔編號A61K31/716GK1569905SQ20041001910
公開日2005年1月26日 申請日期2004年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月30日
發(fā)明者劉育, 陳國頌, 陳湧 申請人:南開大學(xué)