专利摘要

本发明公开了两例基于8‑甲氧基喹啉构筑的铜配合物及其制备方法和应用。这两个配合物分别为配合物1或配合物2，其中配合物1的化学式为[Cu(L)2(SCN)2]，配合物2的化学式为[Cu2(L)2(SCN)2(CH3O)2]，其中L表示8‑甲氧基喹啉。申请人在实验中发现，单核结构的配合物1在醇类溶剂中溶解经加热反应后转化为双核结构的配合物2，随着结构的改变，对某些肿瘤细胞株(特别是NCI‑H460、Hela、T24等)的抑制活性也显著提高。

权利要求

1.基于8-甲氧基喹啉构筑的铜配合物，为配合物1或配合物2，其中：

配合物1的化学式为：[Cu(L)2(SCN)2]，其中L表示8-甲氧基喹啉；

该配合物属于三方晶系，P3221空间群，晶胞参数为：α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝120.00°；

配合物2的化学式为：[Cu2(L)2(SCN)2(CH3O)2]，其中L表示8-甲氧基喹啉；

该配合物属于三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为：α＝76.112(10)°，β＝71.827(14)°，γ＝82.057(9)°。

2.权利要求1所述的基于8-甲氧基喹啉构筑的铜配合物的制备方法，其特征在于：

配合物1的制备方法为：将8-甲氧基喹啉、Cu(NO3)2·6H2O和硫氰酸盐置于混合溶剂中，溶解后于加热或不加热条件下反应，反应物静置，有晶体析出，收集晶体即为配合物1；其中，所述的混合溶剂为乙腈与乙醇或甲醇的组合物；

配合物2的制备方法为：将配合物1溶于醇类溶剂中，所得溶液密封后于加热条件下反应，反应物冷却，有晶体析出，收集晶体即为配合物2；所述的醇类溶剂为甲醇，或者是甲醇与选自乙醇和异丙醇中的一种或两种的组合。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述混合溶剂的组成中，乙腈与乙醇或甲醇的体积比为1：1-4。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的硫氰酸盐为硫氰酸钠和/或硫氰酸钾。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：在配合物1的制备方法中，反应在不加热条件下进行。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：在配合物2的制备方法中，反应在≥50℃的条件下进行。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：在配合物2的制备方法中，反应在60-200℃的条件下进行。

8.权利要求1中任一铜配合物及其药效学上可接受的盐在制备抗肿瘤药物中的应用。

9.一种药物组合物，含有治疗上有效剂量的权利要求1中任一铜配合物或其药效学上可接受的盐。

说明书

技术领域

本发明涉及以8-甲氧基喹啉构筑的金属配合物，具体涉及基于8-甲氧基喹啉构筑的铜配合物及其制备方法和应用。

背景技术

溶解-重结晶结构转化(Dissolution-recrystallization-structuraltransformation,DRST)广泛应用于晶体工程及功能配合物的定向设计，清楚的剖析其反应机理对于拓展不同类型的DRST及动态调控至关重要。

Cu配合物因在催化，分子磁学，成像和生物医学等领域的应用而备受关注。在过去的几十年中，科学家们对8-羟基喹啉及其衍生物的过渡金属和镧系金属的配合物进行了许多研究，它们对治疗神经退化性疾病有一定的作用。但目前尚未见有将8-甲氧基喹啉、硫氰酸钠在混合溶剂中与铜盐反应得到单核铜的配合物，且将该单核铜配合物在溶剂中经溶解-重结晶后转化成另一铜配合物的相关报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供两例结构新颖的基于8-甲氧基喹啉构筑的铜配合物及其制备方法和应用，所述两例铜配合物其中的配合物1在溶解-重结晶后结构转化成配合物2。

本发明所述的基于8-甲氧基喹啉构筑的铜配合物，为配合物1或配合物2，其中：

配合物1的化学式为：[Cu(L)2(SCN)2]，其中L表示8-甲氧基喹啉；

该配合物属于三方晶系，P3221空间群，晶胞参数为： α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝120.00°；

配合物2的化学式为：[Cu2(L)2(SCN)2(CH3O)2]，其中L表示8-甲氧基喹啉；

该配合物属于三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为： α＝76.112(10)°，β＝71.827(14)°，γ＝82.057(9)°。

本发明还提供上述基于8-甲氧基喹啉构筑的铜配合物的制备方法，具体包括：

配合物1的制备方法为：将8-甲氧基喹啉、Cu(NO3)2·6H2O和硫氰酸盐置于混合溶剂中，溶解后于加热或不加热条件下反应，反应物静置，有晶体析出，收集晶体即为配合物1；其中，所述的混合溶剂为乙腈与乙醇或甲醇的组合物；

配合物2的制备方法为：将配合物1溶于醇类溶剂中，所得溶液密封后于加热条件下反应，反应物冷却，有晶体析出，收集晶体即为配合物2。

上述配合物1的制备方法中，8-甲氧基喹啉、Cu(NO3)2·6H2O和硫氰酸盐的摩尔比为化学计量比，在实际操作过程中，Cu(NO3)2·6H2O的量可相对过量一些。所述的硫氰酸盐优选为硫氰酸钠和/或硫氰酸钾。在混合溶剂的组成中，乙腈与乙醇，或者是乙腈与甲醇的体积比均优选为1：1-4，更优选为1：2-3。所述混合溶剂的用量可根据需要确定，通常以能溶解参加反应的原料为宜。具体地，以1mmol的8-甲氧基喹啉为基准计算，全部原料所用混合溶剂的总用量通常为6-10mL。在具体溶解的步骤中，可将各原料分别用混合溶剂中的某一种组分溶解，然后再混合在一起反应；也可将所有原料混合在一起后再加混合溶剂溶解。

上述配合物1的制备方法中，反应优选是在不加热条件下进行，通常在常温条件下进行。当反应在常温条件下进行时，反应的时间通常控制在20-48h。

述配合物2的制备方法中，所述的醇类溶剂优选为选自甲醇、乙醇和异丙醇中的一种或两种以上的组合，更优选为甲醇和/或乙醇。该步骤中，反应优选在≥50℃的条件下进行，进一步优选是在60-200℃的条件下进行，更优选在60-140℃的条件下进行。当反应在≥50℃条件下进行，反应时间在≥10h时，所得反应物冷却后即有微晶生成；为了得到更大的晶体产物，通常将反应时间控制在20-48h。

本发明还包括上述任一铜配合物及其药效学上可接受的盐在制备抗肿瘤药物中的应用。

本发明进一步提供一种药物组合物，它含有治疗上有效剂量的上述任一铜配合物或其药效学上可接受的盐。

与现有技术相比，本发明提供两例结构新颖的基于8-甲氧基喹啉构筑的铜配合物即配合物1和配合物2，申请人在实验中发现，单核结构的配合物1在醇类溶剂中溶解经加热反应后转化为双核结构的配合物2，随着结构的改变，对某些肿瘤细胞株(特别是NCI-H460、Hela、T24等)的抑制活性也显著提高。

附图说明

图1为本发明所述铜配合物的晶体结构图，其中(a)为本发明实施例1制得的最终产物的晶体结构图，(b)为本发明实施例5制得的最终产物的晶体结构图；

图2为本发明所述铜配合物的热重分析曲线图，其中(a)为本发明实施例1制得的最终产物的热重分析曲线图，(b)为本发明实施例5制得的最终产物的热重分析曲线图；

图3为本发明所述配合物1在不同离子源电压下的ESI-MS阳离子模式测试结果；

图4为本发明所述配合物1在ESI-MS测试下在不同离子源电压下的阳离子模式拟合结果，其中，(a)为配合物1在ESI-MS测试下0eV电压下的阳离子模式拟合结果，(b)为配合物1在ESI-MS测试下20eV电压下的阳离子模式拟合结果，(c)为配合物1在ESI-MS测试下40eV电压下的阳离子模式拟合结果，(d)为配合物1在ESI-MS测试下60eV电压下的阳离子模式拟合结果，(e)为配合物1在ESI-MS测试下80eV电压下的阳离子模式拟合结果；

图5为ESI-MS追踪在甲醇中60℃条件下配合物1向配合物2转化时不同时间条件下的高分辨质谱图；

图6为配合物1向配合物2转化过程的质谱拟合图，其中(a)和(b)均为配合物1碎裂得到与配体L相关片段拟合图，(c)、(d)和(e)均为配合物1碎裂得到单核CuL片段拟合图，(f)和(g)均为配体L与CuL自由组合得到的双核片段Cu2L2拟合图，(h)和(i)均为配体L与CuL自由组合得到的三核片段Cu3L2拟合图，其中配体L为8-甲氧基喹啉；

图7为配合物1向配合物2转化过程中得到的Cu1-SCN的晶体结构图；

图8为配合物1向配合物2转化过程中得到的SCN-的晶体结构图；

图9为配合物1向配合物2转化过程中得到的CuL的晶体结构图；

图10为配合物1向配合物2转化过程中得到的L的晶体结构图

图11为配合物1向配合物2转化过程中得到的CH3O-的晶体结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详述，以更好地理解本发明的内容，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1：配合物1(即[Cu(L)2(SCN)2]，其中L表示8-甲氧基喹啉；或者是[Cu(C9H9NO)2(SCN)2]；在本申请中也简称为Cu1)的合成

取42mg(0.2mmol)8-甲氧基喹啉(本申请中也称为配体L或L)，29mg(0.1mmol)Cu(NO3)2·6H2O和8.1mg(0.1mmol)NaSCN置于烧杯中，加入6mL由甲醇和乙腈组成的混合溶剂(V乙腈：V甲醇＝1：2)，搅拌直至原料溶解，之后将烧杯在室温下静置24小时，底部有绿色晶体析出，过滤，收集晶体，真空干燥。产率62％(基于Cu(NO3)2·6H2O)。

对本实施例所得产物进行表征：

1)元素分析(％)(C22H18CuN4O2S2):实测值:C,52.92，H,3.80，N,11.13，S,12.59；理论值:C,53.05，H,3.64，N,11.25，S,12.88.

2)红外表征：

用Perkin-Klmer公司的Spectrum Two FT-IR Spectrometer傅立叶变换红外光谱仪(KBr压片)，对本实施例制得的产物进行红外分析，所得红外光谱数据如下：

IR(KBr，cm-1):3434(w)，292(w)，2807(w)，2094(s)，1509(s)，1384(m)，1319(m)，1264(m)，1117(m)，824(m)，760(m)，730(m).

3)单晶衍射及结构解析：

选取尺寸适中的绿色晶体置于安捷伦公司SuperNova单晶衍射仪上，采用石墨单色化的Mo-Kα 射线进行单晶测试。在295K条件下，以 扫描方式在2.9°≤θ≤25.0°范围内收集到衍射点。本实施例所得产物的初始晶体结构均采用SHELXS-97和Olex-2直接法解出，几何加氢，非氢原子坐标及各向异性热参数采用SHELXL-97均经全矩阵最小二乘法精修。所得晶体学和结构精修数据如下述表1所示，部分键长键角数据如下述表2所示，所得绿色晶体的晶体结构如图1(a)所示，确定所得的绿色晶体为目标产物配合物1[Cu(C9H9NO)2(SCN)2]。

表1配合物1和2晶体结构数据表

表2部分键长 键角(°)表

由X-射线衍射结果表明，Cu1的空间群为P3221(表1)，其中六配位Cu(II)被来自两个L的两个氧原子及两个氮原子、两个硫氰酸根阴离子的两个氮原子产生的N4O2配位环境包围(如图1(a)所示)。通过使用SHAPE计算其构型，结果表明Cu1中六配位Cu(II)离子的几何构型为八面体形状。在配合物Cu1中的Cu(II)离子分别与配体氮原子和配体氧原子之间的键长分别为 和 (表2)，其金属中心Cu(II)离子与硫氰酸盐的氮原子之间的键长为

另外，还对Cu1进行了热重分析，具体的热分解行为是在氮气气氛下、温度为25-800℃的范围内，对其进行热重分析，结果如图2(a)所示。由图2(a)可知，Cu1没有溶剂分子，并且在接近200℃时才开始分解，说明其热稳定性好。

对比例1-1

重复实施例1，不同的是，将混合溶剂改为甲醇、乙腈、二氯甲烷、氯仿、DMF或DMSO等单一的溶剂。结果没有晶体或其它形状(如粉末)产物生成。

对比例1-2

重复实施例1，不同的是，将混合溶剂中的乙腈用二氯甲烷、DMF或DMSO替代。结果没有晶体或其它形状(如粉末)产物生成。

对比例1-3

重复实施例1，不同的是，不同的是，用一水合乙酸铜、六水合高氯酸铜、无水氯化铜或二水氯化铜代替六水合硝酸铽，希望CH3COO-、ClO4-或Cl-离子能取代参与配位的NO3-离子，亦或是通过醋酸根或高氯酸根桥连得到新的结构的配合物，但均未得到晶体，说明用其它铜盐无法达到形成稀土配合物和结晶的热力学条件。

实施例2：配合物1的合成

重复实施例1，不同的是，用KSCN替换NaSCN，将乙腈和甲醇的体积比改为1：1。

结果得到绿色晶体。产率52％(基于Cu(NO3)2·6H2O)。

对本实施例所得产物进行元素分析、红外分析及单晶衍射分析，确定所得的绿色晶体为目标产物配合物1。

实施例3：配合物1的合成

重复实施例1，不同的是，将混合溶剂改为乙醇和乙腈的组合物，其中乙腈和乙醇的体积比改为4：1。

结果得到绿色晶体。产率43％(基于Cu(NO3)2·6H2O)。

对本实施例所得产物进行元素分析、红外分析及单晶衍射分析，确定所得的绿色晶体为目标产物配合物1。

实施例4：配合物1的合成

重复实施例1，不同的是，将反应改在60℃条件下进行，反应的时间为15h。

结果得到绿色晶体。产率38％(基于Cu(NO3)2·6H2O)。

对本实施例所得产物进行元素分析、红外分析及单晶衍射分析，确定所得的绿色晶体为目标产物配合物1。

实施例5：配合物2(即[Cu2(L)2(SCN)2(CH3O)2]，其中L表示8-甲氧基喹啉；或者是[Cu2(C9H9NO)2(SCN)2(CH3O)2]；在本申请中也简称为Cu2)的合成

取50mg Cu1晶体置于玻璃瓶中，加入10mL甲醇，密封后置于60℃烘箱中反应24小时，取出，冷却，有蓝色晶体析出，收集晶体，真空干燥。收率69％(基于Cu1)。

对本实施例所得产物进行表征：

1)元素分析(％)元素分析(％)(C24H24Cu2N4O4S2):实测值:C,46.01，H,3.95，N,8.76，S,10.14；理论值C,46.22，H,3.88，N,8.98，S,10.28.

2)红外表征：

用Perkin-Klmer公司的Spectrum Two FT-IR Spectrometer傅立叶变换红外光谱仪(KBr压片)，对本实施例制得的产物进行红外分析，所得红外光谱数据如下：

IR(KBr，cm-1):3712(m)，2843(m)，2093(s)，1509(s)，1383(m)，1319(m)，1266(w)，1116(m)，988(w)，826(m)，783(w).

3)单晶衍射及结构解析：

选取尺寸适中的蓝色晶体置于安捷伦公司SuperNova单晶衍射仪上，采用石墨单色化的Mo-Kα 射线进行单晶测试。在295K条件下，以 扫描方式在2.9°≤θ≤25.0°范围内收集到衍射点。本实施例所得产物的初始晶体结构均采用SHELXS-97和Olex-2直接法解出，几何加氢，非氢原子坐标及各向异性热参数采用SHELXL-97均经全矩阵最小二乘法精修。所得晶体学和结构精修数据如上述表1所示，部分键长键角数据如上述表2所示，所得蓝色晶体的晶体结构如图1(b)所示，确定所得的绿色晶体为目标产物配合物2[Cu2(C9H9NO)2(SCN)2(CH3O)2]。

由X-射线衍射结果可知，Cu2为三斜晶系，空间群为P-1。为五配位的双核Cu(Ⅱ)配合物，每个Cu(Ⅱ)与一个硫氰酸根离子的氮原子和一个配体的氮原子，氧原子配位，Cu···Cu由两个μ2-CH3O-离子桥连。

另外，也对Cu2进行了热重分析，具体的热分解行为是在氮气气氛下、温度为25-800℃的范围内，对其进行热重分析，结果如图2(b)所示。由图可知，Cu2没有溶剂分子，并且在接近200℃时才开始分解，说明其热稳定性好。

实施例6：ESI-MS(电喷雾电离质谱)分析Cu1的碎裂过程

选择少量干净的晶体用于ESI-MS测定。为了分析Cu1可能的碎裂模式，本申请人通过改变离子源电压数值来破坏Cu1的结构。

如图3、4所示，当离子源电压为0eV时，溶解在甲醇(本申请中如没有特别说明，甲醇均是指无水甲醇)中的Cu1的主框架峰为[Cu2+(L)2(SCN)]+(m/z,439.04),并且还存在一定量的[Cu2+(L)2(CH3O)]+(m/z,412.08)。由此我们可以看出，当ESI-MS的离子源电压为0eV时，Cu1的主框架Cu(L)2是稳定的，仅配位的SCN-发生离解。随着离子源电压增加到20eV，配位的SCN-离解增加，主峰为[Cu2+(L)2(CH3O)]+。随着离子源电压持续增加，片段[Cu2+(L)2(SCN)]+逐渐消失，而片段[Cu2+(L)(CH3O)(CN)]+(m/z,279.02)和片段[(L)H+]+(m/z,160.08)逐渐增加，当离子源电压为60eV，片段[Cu2+(L)(CH3O)(CN)]+具有最高强度。如果离子源电压再次增加，则片段[Cu2+(L)(CH3O)(CN)]+也将碎裂，得到[(L)H+]。

如表3所示，运用密度泛函理论(DFT)计算Cu1中的化学键能，配体L中Cu2+与N和O的键能高于Cu2+与SCN-的键能。由DFT计算的结果可以推断：1)当施加一定能量给Cu1时，Cu2+和SCN-之间的Cu-N键首先被破坏；2)然后破坏配体L和Cu2+之间的Cu-O和Cu-N键。因此，本申请人提出Cu1可能的碎裂模式是：1)末端配位的SCN-逐步解离；2)配位配体经历逐步解离。

表3

实施例7：使用ESI-MS跟踪Cu1向Cu2的转化过程

分别在0、1、2、4、6、9、12小时的反应时间对反应系统进行取样以进行ESI-MS检测。

如图5、6所示，在0小时，系统中的主要片段是[Cu+(L)2]+(m/z,381.07)，也存在一定量的[Cu2+(L)(NO3)]+(m/z,283.99)和[(L)H+]+(m/z,160.08)。当反应时间为1、2小时时，反应体系中的[(L)H+]+与其他物质成比例增加。当反应时间为4、6小时时，反应体系中的相对主要物种为[(L)H+]+，而片段[Cu2+(L)(NO3)]+逐渐开始降低。当反应时间为6小时，反应体系含有[Cu2(L)2]([Cu2(L)2(CN)]+(m/z,470.00)；而[Cu2(L)2(SCN)]+(m/z,501.97)的离子片段开始出现。随着反应进行到9h反应体系片段[Cu2(L)2(CN)]+和[Cu2(L)2(SCN)]+逐渐增加。由Cu1产生的相关片段([Cu+(L)2]+，[Cu2+(L)(NO3)]+，[(L)H+]+逐渐减弱。当反应持续12小时时，反应体系中的主框架峰变为[Cu2(L)2，[Cu(L)2]的强度变弱。在ESI-MS的阴离子模式下Cu1转化为Cu2反应体系的片段是金属盐[Cu2+(SCN)(CH3O)(OH)(H2O)]-。

如表3所示，Cu1解离出SCN-，需要吸收ΔG＝+263.82kcal/mol。然后分解成CuL和L过程的ΔG＝+92.82kcal/mol，最后，这些碎片结合形成Cu2释放的大量能量，反应过程ΔG＝-808.83kcal/mol。Cu1转化为Cu2的吉布斯自由能变化为-452.19kcal/mol。表明Cu1可以在60℃甲醇中自发转化为Cu2，这与实验结果一致。

总而言之，本申请人使用ESI-MS跟踪在60℃甲醇溶剂中Cu1转化为Cu2的进程，并提出了其转化机制。1)Cu1协同SCN-解离然后配体也解离得到[Cu+(L)2]+和[(L)H+]+；2)[Cu+(L)2]+和[(L)H+]+进一步在甲醇中组装，得到[Cu2(L)2]。

实验例：本发明所述Cu1、Cu2和配体L的抗肿瘤活性实验

利用MTT比色法来分析配合物对各类肿瘤细胞的抗增殖效应。

1、细胞株与细胞培养

本实验选用人肺癌细胞HCC-827、H1299、NCI-H460、A549，人胃癌细胞MGC-803、人膀胱癌细胞T24、人卵巢癌细胞SKOV3、人肝癌细胞株Hep G2、人乳腺癌细胞MCF-7以及人正常细胞WI-38、LO2共11种细胞株。

2、MTT实验步骤如下：①先各复苏1管肿瘤细胞，用新鲜培养液(DMEM培养基+10％胎牛血清)培养，传代2次后使用。②待细胞到达对数生长期时，以8000个/孔的细胞密度接种至2块96孔板中，送入恒温箱(37℃，5％CO2)中培养。③待其贴壁后，每孔加入100μL含有相同浓度的配合物Cu1(按实施例1所述方法制得)、Cu2(按实施例5所述方法制得)、L的新鲜培养液，轻轻晃匀，在恒温箱中避光孵育4h后，④弃两板内原有培养基，用PBS漂洗细胞一次，每孔换成200μL新鲜的含药培养液，避光孵育19h。⑤每孔加入20μL MTT(5mg/mL)，于37℃温箱中孵育4h后检测A490nm。

Cu1、Cu2和配体L对各肿瘤细胞株的IC50值如表4所示。

表4：

由表4可知，Cu2对肺癌细胞(NCI-H460)和宫颈癌细胞(Hela)具有良好的抗增殖作用(IC50＝6.19，6.52μM)。Cu1和配体L均对上述癌细胞和正常细胞具有弱的抗增殖作用(IC50>20μM)。对上述细胞实验的分析表明，Cu2对肿瘤细胞的抗增殖作用比Cu1和L高，特别是对NCI-H460和Hela细胞株具有显著的抑制活性。

基于8-甲氧基喹啉构筑的铜配合物及其制备方法和应用专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。