两个苯甲羟肟酸有机锡配合物的合成、结构及抗癌活性

邓欣 张复兴 卿菁菁 杨舸 何帆 何丽芳 刘智辉 侯帅鹏

引用本文: 邓欣, 张复兴, 卿菁菁, 杨舸, 何帆, 何丽芳, 刘智辉, 侯帅鹏. 两个苯甲羟肟酸有机锡配合物的合成、结构及抗癌活性[J]. 无机化学学报, 2023, 39(11): 2083-2090. doi: 10.11862/CJIC.2023.182 shu
Citation:  Xin DENG, Fu-Xing ZHANG, Jing-Jing QING, Ge YANG, Fan HE, Li-Fang HE, Zhi-Hui LIU, Shuai-Peng HOU. Synthesis, structure, and anticancer activity of two benzohydroxamic acid organotin complexes[J]. Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2023, 39(11): 2083-2090. doi: 10.11862/CJIC.2023.182 shu

两个苯甲羟肟酸有机锡配合物的合成、结构及抗癌活性

    通讯作者: 张复兴, E-mail: zfx8056@163.com, Tel: 0734-8484932
  • 基金项目:

    湖南省自然科学青年基金 2021JJ40010

    湖南省功能金属有机化合物重点实验室开放基金 2021HSKFJJ002

    湖南省应用特色学科基金、湖南省高校科技创新团队支持计划和国家 

    湖南省及学校大学生创新创业训练计划项目 

摘要: 合成了2个苯甲羟肟酸有机锡配合物:[(o-Cl-C6H4CH22Sn(C6H5CONO)2](1)和[(o-CH3-C6H4CH22Sn(C6H5CONO)(C6H5COO)](2)。通过元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱、热重分析、单晶X射线衍射等方法对配合物进行了结构表征,对其结构进行量子化学从头计算和体外抗癌活性研究。结果显示:配合物均为单锡核结构,配合物1为六配位的畸变八面体构型,配合物2为五配位的畸变三角双锥构型;配合物1对人宫颈癌细胞(HeLa)、肝癌细胞(HuH-7)和肺腺癌细胞(H1975)显示出比临床使用的顺铂强的抑制活性,而配合物2的抑制活性要弱得多。

English

  • 癌症已成为当前威胁国人健康的主要杀手。国家癌症中心最新发布的全国癌症统计数据显示,我国癌症患者占全球患者总数比例超过20%,近10年来,恶性肿瘤发病率每年增幅达3.9%,死亡率每年增幅达2.5%,恶性肿瘤死亡占国民全部死因的23.9%[1]。药物治疗已成为当今临床治疗肿瘤的重要手段之一。经过多年的发展,抗肿瘤药物的研发取得了许多重要进展[2-3]。然而,威胁人类生命健康最严重的、占恶性肿瘤90%以上的实体瘤至今仍然缺乏高效、特异性强的药物,因此,新型抗肿瘤药物的研发对癌症的治疗具有重大意义。有机锡化合物具有良好的抑制癌细胞增殖活性的发现,为开发高效、低毒的抗肿瘤药物开辟了新的方向,引起了人们极大的兴趣[4-8]。研究表明,许多有机锡配合物具有极其高效广谱的抗癌活性,比目前临床上广泛使用的抗癌药顺铂的抗癌活性还要高出许多[9-14]。羟肟酸类化合物含有配位活性良好的羟肟基,是一类高活性螯合剂,往往与金属离子形成极具结构特色的配合物,甚至是结构丰富的超分子化合物[15-16]。近年来人们对有机锡羟肟酸配合物进行了一些相关的研究[17-20],但烃基仅限于分子量小的脂肪烃基,而其它类型的有机锡羟肟酸配合物极少有文献报道。我们合成了二(邻氯苄基)锡二(苯甲羟肟酸)配合物[(o-Cl-C6H4CH2)2Sn(C6H5CONO)2](1)和二(邻甲基苄基)锡苯甲羟肟酸苯甲酸混配物[(o-CH3-C6H4CH2)2Sn(C6H5CONO)(C6H5COO)](2),通过元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱进行了表征,用单晶X射线衍射测定了晶体结构,对其结构进行量子化学从头计算,探讨了配合物分子的稳定性、分子轨道能量以及一些前沿分子轨道的组成特征,并研究了其热稳定性和体外抗癌活性。

    所有试剂均为市售分析纯。配合物的红外光谱用Shimadzu FTIR8700(KBr压片,400~4 000 cm-1)光谱仪测定,元素组成用PE-2400型元素分析仪测定,核磁共振波谱用Avance Ⅲ HD 500MHz全数字化超导核磁共振谱仪(瑞士Bruker公司,TMS为内标)测定,热重(TG)分析用TGA Q50型热重分析仪进行,熔点用北京泰克X-4数字显微熔点仪测定。

    配合物1:在50 mL的耐压反应瓶中,加入无水甲醇30 mL、乙醚2 mL,在电磁搅拌器上搅拌1 min后加入0.046 g(2 mmol)切成小片的金属钠,搅拌至金属钠反应完全后,加入0.274 g(2 mmol)苯甲羟肟酸,继续搅拌10 min,再加入0.441 g(1 mmol)二(邻氯苄基)二氯化锡,密封反应瓶,在120 ℃下恒温搅拌反应4 h。冷却过滤,除去不溶性固体,滤液放置析出白色固体,用适当的溶剂重结晶得无色晶体0.458 g,产率71.34%。熔点:150~152 ℃。元素分析(C28H24Cl2N2O4Sn)计算值(%):C,52.34;N,4.36;H,3.74。实测值(%):C,52.64;N,4.28;H,3.76。IR(KBr, cm-1):3 219(s), 3 198(s), 3 057(s), 3 032(s), 2 980(s), 2 934(s),1 599(vs),1 566(vs),1 531(s),1 487(s),1 470(s),1 439(s),1 148(s),914(vs),650(w),567(w),496(w),433(w)。1H NMR(CDCl3,500 MHz):δ 7.47~7.43(m,6H),7.35~7.32(m,4H),7.15~7.12(m,4H),6.88(t,J=6.5 Hz,2H),6.80(t,J=7.5 Hz,2H),2.80(s,4H)。

    配合物2:在50 mL的反应瓶中,加入无水甲醇30 mL、乙醚2 mL,在电磁搅拌器上搅拌1 min后加入0.023 g(1 mmol)切成小片的金属钠,搅拌至金属钠反应完全后,加入0.137 g(1 mmol)苯甲羟肟酸,继续搅拌10 min,再加入0.400 g(1 mmol)二(邻甲基苄基)二氯化锡,密封反应瓶,在120 ℃下恒温搅拌反应3 h。停止反应,冷却后再在反应瓶中加入0.122 g(1 mmol)苯甲酸和1 mmol三乙胺,再次密封反应瓶,继续在120 ℃下恒温搅拌反应3 h。冷却过滤,除去不溶性固体,滤液放置析出白色固体,用适当的溶剂重结晶得无色晶体0.408 g,产率69.62%。熔点:155~156 ℃。元素分析(C30H29NO4Sn)计算值(%):C,61.41;N,2.39;H,4.95。实测值(%):C,61.18;N,2.34;H,4.87。IR(KBr,cm-1):3 183(s),3 061(w),2 943(w),1 595(vs),1 553(vs),1 530(s),1 485(s),916(s),773(s),689(vs),517(w),463(w),444(w),418(w)。1H NMR(CDCl3,500 MHz):δ 7.96(d,J=7.5 Hz,2H),7.51(t,J=7.0 Hz,1H),7.45(s,1H),7.39~7.32(m,6H),6.09(d,J=7.0 Hz,2H),6.93(d,J=6.0 Hz,2H),6.84(s,4H),3.09(s,4H),2.23(s,6H)。

    分别选取大小为0.20 mm×0.19 mm×0.18 mm(1)和0.20 mm×0.18 mm×0.17 mm(2)的晶体,在Bruker SMART APEX Ⅱ CCD单晶衍射仪上,采用经石墨单色化的Mo 射线(λ=0.071 073 nm),于296(2)K,以φ-ω扫描方式收集数据。衍射强度数据经多重扫描吸收校正,晶体结构中大部分非氢原子由直接法解出,其余部分非氢原子在随后的差值傅里叶合成中陆续确定,对所有非氢原子坐标及其温度因子采用全矩阵最小二乘法精修。由理论加氢法给出氢原子在晶胞中的位置坐标,对氢原子和非氢原子分别采用各向同性和各向异性热参数精修,全部结构分析工作在WINGX上调用SHELX-97程序完成。配合物的主要晶体学数据列于表 1

    表 1

    表 1  配合物12的晶体学数据
    Table 1.  Crystallographic data of complexes 1 and 2
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    Parameter 1 2
    Empirical formula C28H24Cl2N2O4Sn C30H29NO4Sn
    Formula weight 642.08 586.23
    Crystal system Monoclinic Monoclinic
    Space group P21/n C2/c
    a/nm 1.099 66(6) 2.729 2(2)
    b/nm 1.889 44(11) 0.559 13(4)
    c/nm 1.378 44(8) 1.807 63(13)
    β/(°) 109.508 0(10) 108.677 0(10)
    V/nm3 2.699 6(3) 2.613 1(3)
    Z 4 4
    Dc/(g·m-3) 1.580 1.409
    μ(Mo )/cm-1 11.81 10.14
    F(000) 1 288 1 192
    θ range for data collection/(°) 1.902-27.487 1.575-27.471
    Indices range -13 ≤ h ≤ 14, -17 ≤ k ≤ 24, -16 ≤ l ≤ 17 -35 ≤ h ≤ 35, -7 ≤ k ≤ 6, -23 ≤ l ≤ 21
    Reflection collected 16 559 7 695
    Unique reflection collected 6 159 (Rint=0.020 3) 2 981 (Rint=0.018 9)
    Goodness-of-fit on F 2 1.025 1.060
    Final R indices R1, wR2 [I > 2σ(I)] 0.027 2, 0.062 5 0.027 8, 0.072 8
    R indices (all data) 0.039 1, 0.068 4 0.030 0, 0.074 4
    Largest diff. peak and hole/(e·nm-3) 615 and -616 1 349 and -426

    将待测药物溶于少量DMSO,用水稀释至所需浓度,保持最终DMSO浓度小于0.1%。人宫颈癌细胞(HeLa)、人肝癌细胞(HuH-7)、人非小细胞肺癌细胞(A549)、人肺腺癌细胞(H1975)、乳腺癌(MCF-7)均获自ATCC。将细胞用含10%牛胎血清的RPMI1640(GIBICO,Invitrogen)培养液,在CO2体积分数5%的培养箱内于37 ℃下培养,用MTT法检测细胞增殖与生长抑制情况,调整实验细胞数量使在570nm获得1.3~2.2的吸光度,将化合物测试药液(0.1 nmol·L-1~10 µmol·L-1)设置6个浓度,处理细胞72 h,每个浓度至少3个平行和3次重复实验,应用GraphPad Prism5.0软件统计分析确定IC50值。

    在红外光谱图中,配体苯甲羟肟酸的羰基伸缩振动吸收峰为1 643 cm-1,但在相应配合物12中明显向低频移至1 599和1 595 cm-1;配合物1在496和432.77 cm-1处出现了2个吸收峰,表明配合物1中有2种不同的Sn—O键,说明苯甲羟肟酸中2个氧原子以双齿的形式与锡原子配位;配合物2分别在463、444和418 cm-1处出现了3个吸收峰,表明配合物2中有3种不同的Sn—O键,即配体苯甲羟肟酸中2个氧原子以双齿的形式与锡原子配位和配体苯甲酸的羧基氧以单齿的形式与锡原子配位。在1H NMR谱图中,配合物12δ 7.47~6.80和δ 7.96~6.84间呈现多重峰,为芳环上质子的吸收峰;与锡相连的亚甲基氢吸收峰δ分别在2.80和3.09;配合物2δ=2.23的吸收峰为甲基氢的吸收峰。各质子峰面积之比与各组质子数之比一致。以上光谱表征结果与单晶X射线衍射结果一致。

    配合物的主要键长和键角列于表 2,配合物的分子结构见图 12。由图 1和结构参数可知配合物1为单核结构,分子中2个苯甲羟肟酸配体的羟肟酸基均以氧双齿形式与锡原子配位,中心锡原子与4个氧原子和2个苄基亚甲基碳原子相连,形成六配位的八面体构型。中心锡原子的配位环境是3个羟肟酸基氧O1、O2、O4和1个亚甲基碳C1处于赤道平面的4个位置,另一个羟肟酸基氧O3和亚甲基碳C8则占据了赤道平面两侧的轴向位置。处于赤道位置的4个原子之间的夹角之和为354.36°,与360°有较大的偏差,说明处于赤道位置的4个原子不能很好共平面。处于轴向位置的2个原子的轴向角为161.42(9)°与180.0°线性角相差很大。由此可知,分子中锡原子为畸变程度很大的八面体构型。

    表 2

    表 2  配合物12的主要键长(nm)和键角(°)
    Table 2.  Selected bond distances (nm) and bond angles (°) of complexes 1 and 2
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    1
    Sn1—O1 0.221 34(16) Sn1—O2 0.211 67(14) Sn1—O3 0.220 75(17)
    Sn1—O4 0.211 62(14) Sn1—C1 0.218 4(2) Sn1—C8 0.218 2(2)
               
    O4—Sn1—C8 93.06(8) O4—Sn1—O3 74.90(6) O4—Sn1—O1 87.22(6)
    O2—Sn1—C8 101.79(8) O2—Sn1—O3 85.62(6) O2—Sn1—O1 74.68(6)
    O4—Sn1—C1 101.62(7) C8—Sn1—O3 161.42(9) C8—Sn1—O1 87.22(8)
    O2—Sn1—C1 90.84(7) C1—Sn1—O3 85.61(9) O3—Sn1—O1 78.25(7)
    C8—Sn1—C1 111.02(11)        
    2
    Sn1—O1 0.229 6(5) Sn1—O2 0.208 2(3) Sn1—O3i 0.213 8(4)
    Sn1—C1 0.215 4(2) Sn1—C1i 0.215 4(2)    
               
    O1—Sn1—O3i 152.95 O3i—Sn1—C1 104.37(12) O2—Sn1—O1 74.57(17)
    O2—Sn1—O3i 78.64(13) O3i—Sn1—C1i 97.35(12) C1i—Sn1—O1 88.58(14)
    O2—Sn1—C1i 110.40(12) C1i—Sn1—C1 138.60(14) C1—Sn1—O1 87.62(14)
    O2—Sn1—C1 108.19(12)        
    Symmetry code: i 1-x, y, -1/2-z.

    图 1

    图 1.  配合物1的椭球概率10%的分子结构图
    Figure 1.  Molecular structure of complex 1 with the ellipsoids drawn at the 10% probability level

    图 2

    图 2.  配合物2的椭球概率10%的分子结构图
    Figure 2.  Molecular structure of complex 2 with the ellipsoids drawn at the 10% probability level

    Symmetry code: i 1-x, y, -1/2-z.

    配合物2的晶体结构中,存在着苯甲羟肟酸、苯甲酸混合配体无序,设置自由变量精修后,上述配体的比例为1∶1,进一步提升空间群后,将2种配体的占有率设置为0.5进行精修。从图 2可知,配合物中心锡原子除与2个苄基的亚甲基碳原子直接相连外,还分别与一分子苯甲羟肟酸的2个氧原子O1和O2、一分子苯甲酸的羧基氧原子O3i(Symmetry code:i 1-xy,-1/2-z)配位,形成五配位三角双锥构型。2个氧原子O1和O3i占据轴向位置,轴向角152.95°,偏离180°线性角27.05°,相差很大;2个亚甲基碳原子和1个氧原子O2占据赤道平面上3个位置,形成的3个夹角之和为357.19°,表明3个原子未能很好地共面。由此说明,中心锡原子及其配位原子组成畸变较大的五配位三角双锥构型。

    根据晶体结构的原子坐标,运用Gaussian 03W程序和B3lyp/lanl2dz基组水平,计算得到分子的总能量和前沿分子轨道能量。配合物1ET=-1 514.420 155 2 a.u.,EHOMO=-0.288 38 a.u.,ELUMO=0.066 88 a.u.,ΔELUMO-HOMO=0.221 5 a.u.。配合物2ET=-1 509.185 588 3 a.u.,EHOMO=-0.292 79 a.u,ELUMO=0.059 79 a.u.,ΔELUMO-HOMO=0.233 0 a.u.。从体系能量来看,2个配合物总能量均较低,表明2个配合物分子结构较稳定。从HOMO与LOMO的能量间隙ΔE来看,2个配合物的ΔE均有较大值,从氧化还原转移的角度分析,配合物均较难失去电子而被氧化。

    为探索配合物的电子结构与成键特征,对配合物分子轨道进行分析,用参与组合的各类原子轨道系数的平方和来表示该部分在分子轨道中的贡献,并经归一化。配合物1:把配合物原子分为七部分,(a)锡原子Sn;(b)配体苯甲羟肟酸羟肟酸基(C、O、N)原子L1;(c)配体苯甲羟肟酸苯环碳C1;(d)邻氯苄基亚甲基碳C2;(e)邻氯苄基苯环碳C3;(f)氯原子Cl;(g)氢原子H。配合物2:把配合物原子分为八部分,(a)锡原子Sn;(b)配体苯甲羟肟酸羟肟酸基(C、O、N)原子L1;(c)配体苯甲羟肟酸苯环碳C1;(d)配体苯甲酸羧基碳和氧原子L2;(e)配体苯甲酸苯环碳原子C2;(f)邻甲苄基亚甲基碳C3;(g)邻甲苄基甲基碳原子和苯环原子C4;(h)氢原子H。前沿占有轨道和未占有轨道各取5个,计算得到的分子轨道组成列于表 34,前沿分子轨道如图 34所示。

    表 3

    表 3  配合物1的部分前沿分子轨道组成
    Table 3.  Some calculated frontier MOs composition of complex 1
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    Orbital ε/Hartree Composition/%
    Sn L1 C1 C2 C3 Cl H
    124 -0.356 75 0.538 53 57.772 13 37.547 25 1.094 45 2.876 30 0.022 32 0.140 20
    125 -0.331 07 1.784 39 4.931 69 1.558 57 2.389 30 81.769 50 7.002 62 0.503 33
    126 -0.327 78 0.408 35 4.000 83 1.552 19 1.665 79 77.554 34 14.554 44 0.253 54
    127 -0.313 75 4.160 79 3.205 89 0.345 40 5.042 41 72.795 21 13.206 48 1.235 38
    128HO -0.288 38 4.801 57 4.948 03 1.066 55 29.384 50 52.933 50 4.870 57 1.966 10
    129LU 0.066 88 0.153 24 23.932 15 71.377 83 0.677 74 2.975 72 0.011 20 0.851 55
    130 0.072 91 0.276 21 21.742 68 73.835 77 0.607 40 2.187 49 0.017 95 1.039 06
    131 0.106 13 1.023 70 3.061 67 83.514 70 0.280 03 9.816 30 0.035 31 1.715 17
    132 0.107 88 0.110 36 0.759 22 93.784 65 0.146 81 4.635 90 0.070 33 0.478 42
    133 0.126 54 20.702 73 6.222 57 10.636 17 2.419 24 57.801 90 0.881 52 1.328 3

    表 4

    表 4  配合物2的部分前沿分子轨道组成
    Table 4.  Some calculated frontier MOs composition of complex 2
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    Orbital ε/Hartree Composition/%
    Sn L1 C1 L2 C2 C3 C4 H
    122 -0.329 27 0.003 38 0.003 38 0.000 00 0.496 17 95.845 25 0.038 83 3.311 06 0.185 64
    123 -0.323 52 1.236 66 0.985 16 0.814 83 0.609 55 0.350 10 1.378 29 93.286 70 1.263 67
    124 -0.313 30 5.075 99 1.609 71 0.555 79 2.243 84 2.158 14 3.405 66 81.268 86 2.155 17
    125 -0.309 17 1.630 33 0.775 20 0.190 72 0.584 46 4.337 27 2.331 66 85.916 26 2.443 97
    126HO -0.292 79 4.985 31 0.900 42 0.120 82 0.156 48 0.300 60 15.780 87 74.428 34 2.451 48
    127LU 0.059 79 0.245 76 24.491 24 66.685 95 0.029 30 0.031 67 0.904 08 6.018 31 1.502 12
    128 0.098 05 0.526 12 3.7058 7 89.409 03 0.090 44 0.056 47 0.255 34 3.982 24 1.966 63
    129 0.113 55 16.395 93 1.695 83 1.980 93 7.808 73 31.802 66 8.653 15 27.542 29 1.390 40
    130 0.116 34 23.684 37 1.910 89 2.622 98 6.243 50 24.342 98 10.343 68 29.334 17 0.964 74
    131 0.139 07 0.778 09 0.219 33 1.408 31 0.520 05 64.272 25 0.818 39 30.288 93 1.559 64

    图 3

    图 3.  配合物1的前沿分子轨道示意图
    Figure 3.  Schematic diagram of frontier MO for complex 1

    图 4

    图 4.  配合物2的前沿分子轨道示意图
    Figure 4.  Schematic diagram of frontier MO for complex 2

    表 3图 3显示配合物1的成键特征:前沿占有分子轨道中,对分子轨道贡献最大的是邻氯苄基苯环碳原子和亚甲基碳原子,分别达到了52.93%和29.38%,其次是配体苯甲羟肟酸的羟肟酸基(C、O、N)原子、氯原子和锡原子,分别为4.95%、4.87%和4.80%,说明一是分子中氯代苯环具有较强的稳定性,二是分子中Sn—C、Sn—O键均牢固,配合物的稳定性较好。比较HOMO与LUMO的各类原子轨道成份,可以看出,当电子从HOMO激发到LUMO时,邻氯苄基和锡原子上的电子集中向配体苯甲羟肟酸基转移,其中的苯环是电子转移的主要受体,羟肟酸基既是电子转移的桥梁,也是电子转移的部分受体。

    表 4图 4显示配合物2的成键特征:前沿占有分子轨道中,对分子轨道贡献最大的是邻甲苄基的邻甲苯基碳原子和亚甲基碳原子,分别达到了70.43%和12.88%,其次是锡原子、配体苯甲羟肟酸羟肟酸基(C、O、N)原子和配体苯甲酸羧基(C、O)原子,分别为4.99%、4.90%和3.16%,说明一是分子中邻甲苯基具有较强的稳定性,二是分子中Sn—C、Sn—O键均牢固,配合物的稳定性较好。比较HOMO与LUMO的各类原子轨道成份,可以看出,当电子从HOMO激发到LUMO时,邻甲苄基原子、锡原子和配体苯甲酸基原子上的电子的集中向配体苯甲羟肟酸基转移,其中的苯环是电子转移的主要受体,羟肟酸基既是电子转移的桥梁,也是电子转移的部分受体。

    利用TG209F3热分析仪,在空气氛中,在加热速度20 ℃·min-1、气体流速20 mL·min-1条件下对配合物进行热重测试,从40 ℃升温至700 ℃,其结果如图 5所示。配合物1:在140 ℃之前,配合物几乎没有失重;从140 ℃开始慢慢失重,160 ℃时快速失重,320 ℃时失重趋缓,570 ℃时更缓,至650 ℃时失重基本停止,残留质量最后稳定在23.08%。总计失重76.92%,残余物可被假定为SnO2,与23.47%的计算值相吻合。配合物2:在130 ℃之前,配合物几乎没有失重;从130 ℃开始慢慢失重,180 ℃时快速失重,320 ℃时失重趋缓,530 ℃时更缓,至620℃时失重基本停止,残留质量最后稳定在26.36%。总计失重73.64%,残余物可被假定为SnO2,与25.71%的计算值相吻合。

    图 5

    图 5.  配合物12的热重分析曲线
    Figure 5.  TG analysis curves of complexes 1 and 2

    以顺铂对照,测试了配合物对肿瘤细胞HeLa、HuH-7、A549、H1975、MCF-7和正常细胞人肾上皮细胞(293T)的体外生长抑制活性,结果见表 5。结果表明:配合物1对HeLa、HuH-7和H1975的抑制活性比临床上广泛使用的顺铂要强得多,而对A549和MCF-7的抑制活性比顺铂要稍弱一些,对于正常细胞293T的抑制活性则要弱得多;配合物2对所有细胞的抑制活性都很弱。2个配合物对癌细胞的抑制活性有差异, 其可能的主要原因是苄基苯环上取代基的不同。我们的前期研究表明,苯环上取代基为卤素的化合物比苯环上取代基为烃基的抗癌活性要好[21-22],这可能是因为卤素的电负性较大,可增加配合物分子的极性和溶解性,有利于配合物与癌细胞作用。

    表 5

    表 5  配合物对人体外肿瘤细胞的半抑制率
    Table 5.  IC50 of the complexes on tumor cells in vitro
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    Complex IC50/(μmol·L-1)
    HeLa HuH-7 A549 H1975 MCF-7 293T
    1 4.550±0.421 1.201±0.691 4.339±0.473 3.502±0.918 5.288±1.497 > 30
    2 > 30 > 30 > 30 > 30 > 30 > 30
    Cisplatin > 30 3.608±1.099 2.439±0.829 16.803±9.598 0.301±0.147 > 30

    以甲醇为溶剂,在溶剂热条件下合成了2个苯甲羟肟酸有机锡配合物:[(o-Cl-C6H4CH2)2Sn(C6H5CONO)2](1)和[(o-CH3-C6H4CH2)2Sn(C6H5CONO)(C6H5COO)](2)。体外抗癌活性测试表明配合物1对HeLa、HuH-7和H1975的抑制活性比临床上广泛使用的顺铂要强得多,可作为抗HeLa、HuH-7和H197等癌细胞药物的候选化合物;配合物2对所有细胞的抑制活性都很弱。


    1. [1]

      郑荣寿, 孙可欣, 张思维, 曾红梅, 邹小农, 陈茹, 顾秀瑛, 魏文强, 赫捷. 2015年中国恶性肿瘤流行情况分析[J]. 中华肿瘤杂志, 2019,41,(1): 19-28. ZHENG R S, SU K X, ZHANG S W, ZENG H M, ZOU X N, CHEN R, GU X Y, WEI W Q, HE J. Report of cancer epidemiology in China, 2015[J]. Chinese Journal of Oncology, 2019, 41(1):  19-28.

    2. [2]

      Zaki M, Hairat S, Aazam E S. Scope of organometallic compounds based on transition metal-arene systems as anticancer agents: Starting from the classical paradigm to targeting multiple strategies[J]. RSC Adv., 2019, 9(6):  3239-3278. doi: 10.1039/C8RA07926A

    3. [3]

      Kenny R G, Marmion C J. Toward multi-targeted platinum and ruthenium drugs-A new paradigm in cancer drug treatment regimens[J]. Chem. Rev., 2019, 119(2):  1058-1137. doi: 10.1021/acs.chemrev.8b00271

    4. [4]

      Vieira F T, Lima G M, Maia J R S, Speziali N L, Ardisson J D, Rodrigues L, Junior A C, Romero O B. Synthesis, characterization and biocidal activity of new organotin complexes of 2-(3-oxocyclohex-1-enyl)benzoic acid[J]. Eur. J. Med. Chem., 2010, 45(3):  883-889. doi: 10.1016/j.ejmech.2009.11.026

    5. [5]

      Xiao X, Liang J W, Xie J Y, Liu X, Zhu D S, Dong Y. Organotin (Ⅳ) carboxylates based on 2-(1,3-dioxo-1H-benzo[de]-isoquinolin-2(3H)-yl)acetic acid: Syntheses, crystal structures, luminescent properties and antitumor activities[J]. J. Mol. Struct., 2017, 1146:  233-241. doi: 10.1016/j.molstruc.2017.05.141

    6. [6]

      Yusof E N M, Latif M A M, Tahir M I M, Sakoff J A, Veerakumarasivam A, Page A J, Tiekink E R T, Ravoof T B S A. Homoleptic tin (Ⅳ) compounds containing tridentate ONS dithiocarbazate Schiff bases: Synthesis, X-ray crystallography, DFT and cytotoxicity studies[J]. J. Mol. Struct., 2020, 1205:  127635-127643. doi: 10.1016/j.molstruc.2019.127635

    7. [7]

      Somesan A A, Vieriu S M, Crăciun A, Silvestru C, Chiroi P, Nutu A, Jurj A, Lajos R, Berindan-Neagoe I, Varga R A. C,O-Chelated organotin(Ⅳ) derivatives as potential anticancer agents: Synthesis, characterization, and cytotoxic activity[J]. Appl. Organomet. Chem., 2022, 36(3):  e6540. doi: 10.1002/aoc.6540

    8. [8]

      Dahmani M, Harit T, Et-touhami A, Yahyi A, Eddike D, Tillard M, Benabbes R. Two novel macrocyclic organotin (Ⅳ) carboxylates based on bipyrazoledicarboxylic acid derivatives: Syntheses, crystal structures and antifungal activities[J]. J. Organomet. Chem., 2021, 948:  121913. doi: 10.1016/j.jorganchem.2021.121913

    9. [9]

      刘熙, 张复兴, 何丽芳, 李达伟, 曾维鸿, 江叔沄, 贺霞, 盛良兵, 朱小明. 两个三(邻溴苄基)锡羧酸酯的合成、结构及抗肿瘤活性[J]. 无机化学学报, 2022,38,(1): 46-52. LIU X, ZHANG F X, HE L F, LI D W, ZENG W H, JIANG S Y, HE X, SHENG L B, ZHU X M. Synthesis, structure and antitumor activity of two tris(o-bromobenzyl)tin carboxylates[J]. Chinese J. Inorg. Chem., 2022, 38(1):  46-52.

    10. [10]

      周玉林, 张复兴, 朱小明, 田婕, 徐赛男, 赵邠婕, 陈镜姣, 李芳芳, 邓欣. 两个有机锡杂环羧酸酯配合物的合成、结构及抗癌活性[J]. 无机化学学报, 2022,38,(8): 1533-1540. ZHOU Y L, ZHANG F X, ZHU X M, TIAN J, XU S N, ZHAO B J, CHEN J J, LI F F, DENG X. Synthesis, structure and anticancer activity of two organotin heterocyclic carboxylates complexes[J]. Chinese J. Inorg. Chem., 2022, 38(8):  1533-1540.

    11. [11]

      Attanzio A, D'Agostino S, Busà R, Frazzitta A, Rubino S, Girasolo M A, Sabatino P, Tesoriere L. Cytotoxic activity of organotin(Ⅳ) derivatives with triazolopyrimidine containing exocyclic oxygen atoms[J]. Molecules, 2020, 25(4):  859. doi: 10.3390/molecules25040859

    12. [12]

      Kumari R, Banerjee S, Roy P, Nath M. Organotin (Ⅳ) complexes of NSAID, ibuprofen, X-ray structure of Ph3Sn(IBF), binding and cleavage interaction with DNA and in vitro cytotoxic studies of several organotin complexes of drugs[J]. Appl. Organomet. Chem., 2020, 34(1):  e5283. doi: 10.1002/aoc.5283

    13. [13]

      Liu J, Lin Y C, Liu M, Wang S Q, Li Y X, Liu X C, Tian L J. Synthesis, structural characterization and cytotoxic activity of triorganotin 5-(salicylideneamino)salicylates[J]. Appl. Organomet. Chem., 2019, 33(3):  e4715. doi: 10.1002/aoc.4715

    14. [14]

      Shu S, Zhang F X, Tang R H, Yan S Y, Zhu X M, Sheng L B, Kuang D Z, Feng Y L, Yu J X, Jiang W J. Syntheses, structures and antitumor activities of tri(o-bromobenzyl)tin diethyldithiocarbamate and tri (m-fluorobenzyl)tin pyrrolidine dithiocarbamate[J]. Chin. J. Struct. Chem., 2020, 39(3):  459-466.

    15. [15]

      Shang X M, Cui J R, Wu J H, Pombeiro A J L, Li Q S. Polynuclear diorganotin (Ⅳ) complexes with arylhydroxamates: Syntheses, structures and in vitro cytotoxic activities[J]. Inorg. Biochem., 2008, 102(4):  901-909. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2007.12.010

    16. [16]

      Zhao X J, Zhang Q F, Li D C, Dou J M, Wang D Q. Syntheses, structural characterizations and properties of 12-MC-4 organotin(Ⅳ) metal-lacrowns: [12-MCRSn(Ⅳ)N(shi)-4] and[12-MCRSn(Ⅳ)N(Clshi)-4] (R=Et, Bu, Ph; H3shi=salicylhydroxamic acid; H3Clshi=5-chlorosalicylhy-droxamic acid)[J]. J. Organomet. Chem., 2010, 695(18):  2134-2141. doi: 10.1016/j.jorganchem.2010.05.027

    17. [17]

      Shang X M, Li Q S, Wu J Z. Synthesis and crystal structure of a mixed-ligand compound di-n-butyl(4-chlorobenzoxy)(4-chlorobenzo-hydroxamato)tin(Ⅳ)[J]. J. Organomet. Chem., 2005, 690(17):  3997-4000. doi: 10.1016/j.jorganchem.2005.05.043

    18. [18]

      Shang X M, Wu J Z, Li Q S. New coordination modes of substituted benzohydroxamic acid with dialkyltin(Ⅳ): Structural diversity through ligand isomerization[J]. Eur. J. Inorg. Chem., 2006, (20):  4143-4150.

    19. [19]

      Shang X M, Ding N, Xiang G Y. Novel di-n-butyltin(Ⅳ) derivatives: Synthesis, high levels of cytotoxicity in tumor cells and the induction of apoptosis in KB cancer cells[J]. Eur. J. Med. Chem., 2012, 48:  305-312. doi: 10.1016/j.ejmech.2011.12.032

    20. [20]

      Zhao X J, Li D C, Zhang Q F, Wang D Q, Dou J M. The novel example of organotin (Ⅳ) metallacrowns: Syntheses, characterizations and crystal structures of[12-MC[RSn(Ⅳ)] N(shi)-4] complexes (R=Et, Bu, Ph; shi=salicylhydroxamic acid)[J]. Inorg. Chem. Commun., 2010, 13(3):  346-349. doi: 10.1016/j.inoche.2009.12.018

    21. [21]

      张复兴, 邝代治, 李璇捷, 冯泳兰, 王剑秋, 庾江喜, 蒋伍玖, 朱小明. 三(邻甲基苄基)锡和二(间氟苄基)锡硫代水杨酸酯配合物的合成、结构及性质[J]. 应用化学, 2017,34,(2): 163-171. ZHANG F X, KUANG D Z, LI X J, FENG Y L, WANG J Q, YU J X, JIANG W J, ZHU X M. Synthesis, structures and properties of the tris(o-methylbenzyl)tin thiosalicylate and di(m-fluorobenzyl)tin thiosalicylate[J]. Chinese Journal of Applied Chemistry, 2017, 34(2):  163-171.

    22. [22]

      张复兴, 邓欣, 杨哲豪, 张鑫, 符康霞, 盛良兵, 朱小明, 蒋伍玖, 庾江喜. 有机锡9-芴酮-4-甲酸酯的合成、结构及抗癌活性[J]. 无机化学学报, 2023,39,(7): 1287-1294. ZHANG F X, DENG X, YANG Z H, ZHANG X, FU K X, SHENG L B, ZHU X M, JIANG W J, YU J X. Synthesis, structure and anticancer activity of organotin 9-fluorenone-4-carboxylates[J]. Chinese J. Inorg. Chem., 2023, 39(7):  1287-1294.

  • 图 1  配合物1的椭球概率10%的分子结构图

    Figure 1  Molecular structure of complex 1 with the ellipsoids drawn at the 10% probability level

    图 2  配合物2的椭球概率10%的分子结构图

    Figure 2  Molecular structure of complex 2 with the ellipsoids drawn at the 10% probability level

    Symmetry code: i 1-x, y, -1/2-z.

    图 3  配合物1的前沿分子轨道示意图

    Figure 3  Schematic diagram of frontier MO for complex 1

    图 4  配合物2的前沿分子轨道示意图

    Figure 4  Schematic diagram of frontier MO for complex 2

    图 5  配合物12的热重分析曲线

    Figure 5  TG analysis curves of complexes 1 and 2

    表 1  配合物12的晶体学数据

    Table 1.  Crystallographic data of complexes 1 and 2

    Parameter 1 2
    Empirical formula C28H24Cl2N2O4Sn C30H29NO4Sn
    Formula weight 642.08 586.23
    Crystal system Monoclinic Monoclinic
    Space group P21/n C2/c
    a/nm 1.099 66(6) 2.729 2(2)
    b/nm 1.889 44(11) 0.559 13(4)
    c/nm 1.378 44(8) 1.807 63(13)
    β/(°) 109.508 0(10) 108.677 0(10)
    V/nm3 2.699 6(3) 2.613 1(3)
    Z 4 4
    Dc/(g·m-3) 1.580 1.409
    μ(Mo )/cm-1 11.81 10.14
    F(000) 1 288 1 192
    θ range for data collection/(°) 1.902-27.487 1.575-27.471
    Indices range -13 ≤ h ≤ 14, -17 ≤ k ≤ 24, -16 ≤ l ≤ 17 -35 ≤ h ≤ 35, -7 ≤ k ≤ 6, -23 ≤ l ≤ 21
    Reflection collected 16 559 7 695
    Unique reflection collected 6 159 (Rint=0.020 3) 2 981 (Rint=0.018 9)
    Goodness-of-fit on F 2 1.025 1.060
    Final R indices R1, wR2 [I > 2σ(I)] 0.027 2, 0.062 5 0.027 8, 0.072 8
    R indices (all data) 0.039 1, 0.068 4 0.030 0, 0.074 4
    Largest diff. peak and hole/(e·nm-3) 615 and -616 1 349 and -426
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    表 2  配合物12的主要键长(nm)和键角(°)

    Table 2.  Selected bond distances (nm) and bond angles (°) of complexes 1 and 2

    1
    Sn1—O1 0.221 34(16) Sn1—O2 0.211 67(14) Sn1—O3 0.220 75(17)
    Sn1—O4 0.211 62(14) Sn1—C1 0.218 4(2) Sn1—C8 0.218 2(2)
               
    O4—Sn1—C8 93.06(8) O4—Sn1—O3 74.90(6) O4—Sn1—O1 87.22(6)
    O2—Sn1—C8 101.79(8) O2—Sn1—O3 85.62(6) O2—Sn1—O1 74.68(6)
    O4—Sn1—C1 101.62(7) C8—Sn1—O3 161.42(9) C8—Sn1—O1 87.22(8)
    O2—Sn1—C1 90.84(7) C1—Sn1—O3 85.61(9) O3—Sn1—O1 78.25(7)
    C8—Sn1—C1 111.02(11)        
    2
    Sn1—O1 0.229 6(5) Sn1—O2 0.208 2(3) Sn1—O3i 0.213 8(4)
    Sn1—C1 0.215 4(2) Sn1—C1i 0.215 4(2)    
               
    O1—Sn1—O3i 152.95 O3i—Sn1—C1 104.37(12) O2—Sn1—O1 74.57(17)
    O2—Sn1—O3i 78.64(13) O3i—Sn1—C1i 97.35(12) C1i—Sn1—O1 88.58(14)
    O2—Sn1—C1i 110.40(12) C1i—Sn1—C1 138.60(14) C1—Sn1—O1 87.62(14)
    O2—Sn1—C1 108.19(12)        
    Symmetry code: i 1-x, y, -1/2-z.
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    表 3  配合物1的部分前沿分子轨道组成

    Table 3.  Some calculated frontier MOs composition of complex 1

    Orbital ε/Hartree Composition/%
    Sn L1 C1 C2 C3 Cl H
    124 -0.356 75 0.538 53 57.772 13 37.547 25 1.094 45 2.876 30 0.022 32 0.140 20
    125 -0.331 07 1.784 39 4.931 69 1.558 57 2.389 30 81.769 50 7.002 62 0.503 33
    126 -0.327 78 0.408 35 4.000 83 1.552 19 1.665 79 77.554 34 14.554 44 0.253 54
    127 -0.313 75 4.160 79 3.205 89 0.345 40 5.042 41 72.795 21 13.206 48 1.235 38
    128HO -0.288 38 4.801 57 4.948 03 1.066 55 29.384 50 52.933 50 4.870 57 1.966 10
    129LU 0.066 88 0.153 24 23.932 15 71.377 83 0.677 74 2.975 72 0.011 20 0.851 55
    130 0.072 91 0.276 21 21.742 68 73.835 77 0.607 40 2.187 49 0.017 95 1.039 06
    131 0.106 13 1.023 70 3.061 67 83.514 70 0.280 03 9.816 30 0.035 31 1.715 17
    132 0.107 88 0.110 36 0.759 22 93.784 65 0.146 81 4.635 90 0.070 33 0.478 42
    133 0.126 54 20.702 73 6.222 57 10.636 17 2.419 24 57.801 90 0.881 52 1.328 3
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    表 4  配合物2的部分前沿分子轨道组成

    Table 4.  Some calculated frontier MOs composition of complex 2

    Orbital ε/Hartree Composition/%
    Sn L1 C1 L2 C2 C3 C4 H
    122 -0.329 27 0.003 38 0.003 38 0.000 00 0.496 17 95.845 25 0.038 83 3.311 06 0.185 64
    123 -0.323 52 1.236 66 0.985 16 0.814 83 0.609 55 0.350 10 1.378 29 93.286 70 1.263 67
    124 -0.313 30 5.075 99 1.609 71 0.555 79 2.243 84 2.158 14 3.405 66 81.268 86 2.155 17
    125 -0.309 17 1.630 33 0.775 20 0.190 72 0.584 46 4.337 27 2.331 66 85.916 26 2.443 97
    126HO -0.292 79 4.985 31 0.900 42 0.120 82 0.156 48 0.300 60 15.780 87 74.428 34 2.451 48
    127LU 0.059 79 0.245 76 24.491 24 66.685 95 0.029 30 0.031 67 0.904 08 6.018 31 1.502 12
    128 0.098 05 0.526 12 3.7058 7 89.409 03 0.090 44 0.056 47 0.255 34 3.982 24 1.966 63
    129 0.113 55 16.395 93 1.695 83 1.980 93 7.808 73 31.802 66 8.653 15 27.542 29 1.390 40
    130 0.116 34 23.684 37 1.910 89 2.622 98 6.243 50 24.342 98 10.343 68 29.334 17 0.964 74
    131 0.139 07 0.778 09 0.219 33 1.408 31 0.520 05 64.272 25 0.818 39 30.288 93 1.559 64
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    表 5  配合物对人体外肿瘤细胞的半抑制率

    Table 5.  IC50 of the complexes on tumor cells in vitro

    Complex IC50/(μmol·L-1)
    HeLa HuH-7 A549 H1975 MCF-7 293T
    1 4.550±0.421 1.201±0.691 4.339±0.473 3.502±0.918 5.288±1.497 > 30
    2 > 30 > 30 > 30 > 30 > 30 > 30
    Cisplatin > 30 3.608±1.099 2.439±0.829 16.803±9.598 0.301±0.147 > 30
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  • 发布日期:  2023-11-10
  • 收稿日期:  2023-05-23
  • 修回日期:  2023-09-27
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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