一步法催化合成双手性吡唑酮衍生物及其铜配合物的抗癌活性研究

Pyrazole ketone derivatives have biological activity such as anticancer,sterilization. their biological activities depend on the four substituents of pyrazole ketone. Pyrazole ramifications become one of research hot spots in medicinal chemistry. This project intends to synthesize dichiral pyrazole ketone derivatives and their chiral copper coordination complexes. Contrasted the different of the reaction between protected Ketone groups of pyrazole ketone and unprotected it. In situ catalysis synthesis of chiral pyrazolone derivatives which overcome the limitations of the traditional synthesis method of pyrazolone derivatives. Used pyrazolone derivatives as ligands, chiral copper complexes were constructed by means of solvent heat and other methods. Pyrazole ketone derivatives and their copper coordination complexes will be characterized by IR, UV, NMR, MS and X-ray single crystal diffraction. Physical and chemical properties of these compounds will also be studied. The anti-tumor activities of the compounds will be screened by MTT or CCK8 methods. By using flow cytometry, they were used to detect the early, late, and damage of tumor cells and normal cells. The tumor model was established with BALB/c nude mice. The effect of the antitumor activity on the inside and outside of the compound was investigated. We will study the structure-activity relationship of the complexes and determine the pharmacophore of these compounds. Guided by the pharmacophore and structure-activity relationship, high efficient and low toxicity anti-cancer drugs will be constructed through structure modify of pyrazole ketone derivatives and their chiral copper coordination complexes. We will make great contribution to human health.

吡唑酮衍生物具有良好的抗癌、杀菌等生物活性。吡唑酮的四个取代基不同，其生物活性也不同，因而成为医药化学研究热点之一。本项目拟合成双手性吡唑酮衍生物及其铜配合物。在对比吡唑酮的酮基保护和未保护反应差异的基础上，原位一步催化合成双手性吡唑酮衍生物，克服吡唑酮衍生物传统合成方法的局限性。再以此衍生物为配体，通过溶剂热等方法，构筑手性铜配合物，表征吡唑酮衍生物及其铜配合物结构，研究此类化合物的物化性质。用MTT或CCK8法对化合物的抗癌活性进行筛选，用流式细胞分析技术检测它们诱导肿瘤细胞和正常细胞早凋、晚凋以及损伤的情况，以BALB/c裸鼠异种移殖建立肿瘤模型，了解该类化合物在体内对肿瘤生长的影响，考察该类化合物体内外抗肿瘤活性的效果，研究构效关系，确定药效基团。以药效基团和构效关系为指导，对该类化合物进行结构修饰，以期获得抗癌活性良好的双手性吡唑酮衍生物及其铜配合物，为人类健康事业做出贡献。

在充分文献调研的基础上，以含不同取代基的肼基吡啶为原料合成5-乙酸-1-（6-溴吡啶）-1氢-吡唑-3-甲酸甲酯 (1)、1-(6-溴吡啶)-5-羟基-1氢-吡唑-3-甲酸甲酯 (2)、5-乙酸-1-（6-氯吡啶）-1氢-吡唑-3-甲酸甲酯 (8)、1-(6-氯吡啶)-5-羟基-1氢-吡唑-3-甲酸甲酯 (9)、1-(6-甲基吡啶)-5-羟基-1氢-吡唑-3-甲酸甲酯 (15)。分别以1、8为原料，通过改变合成条件合成了结构新颖且复杂的吡唑酮衍生物H2L•(H2O) (3)、H2L1•(H2O) (10)，其中3和10分别是1和8的三聚体。.分别以化合物1、8、15为定向配体，通过改变反应条件，在金属离子的催化作用下发生原位合成反应，合成了十一个结构类似的新颖的双核铜配合物。每个配合物的配体均为双手性碳原子的配体。实现了一步法铜催化合成双手性碳原子的配体及铜配合物。.采用MTT法测定化合物1-17的细胞毒性。结果表明，各化合物对受试癌细胞具有不同程度的抑制作用，且表现出一定的选择性与专一性。7对BEL-7404、T-24两种癌细胞株的IC50值小于15 μM，与顺铂相当。化合物11-13抗肿瘤活性显著，对受试癌细胞的抑制效果明显优于化合物8，且IC50值在1.07-25.73 μM范围内。化合物15-17对T-24癌细胞的抑制作用大于顺铂，抑制率范围46-89%，对应IC50值均小于顺铂。化合物15对HepG2、T-24癌细胞的抑制率高达89%左右，IC50值分别为：4.52 μM、3.52 μM，其抑制效果优于顺铂。研究结构表明供电子取代基有利于提高配合物和配体的抗癌活性，可以指导新型抗癌药物的设计、合成。.在本项目的支持下，也进行扩展研究，如在线粒体靶向抗癌药物和分子探针领域取得重要研究进展，多篇论文发表在《欧洲药物化学》等刊物上。.通过本项目的研究，实现了一步合成双手性碳原子有机物的目标，对手性化合物的合成具有重要的指导意义，可以免去贵金属催化剂的使用，同时不需要手性拆分，节约的大量的拆分费用和大量的拆分试剂，减少对环境的危害，为减排做出贡献。同时，这些化合物的抗癌活性由于顺铂，既可以降低药物的成本，使广大人民群众可以治疗癌症，不至于因病返贫，同时也可以解决顺铂的耐药性问题，具有巨大的社会经济效益。