一種多金屬氧酸鹽及其制備方法和應用
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種式(I)所示的多金屬氧酸鹽，本發(fā)明提供的多金屬氧酸鹽具有很好的水溶性以及抗腫瘤活性，本發(fā)明提供的多金屬鹽酸鹽對HeLa、SKOV?3、HepG2、SHY5Y細胞均具有抑制作用；而且，本發(fā)明提供的式(I)化合物的制備方法簡單，晶體生長條件不苛刻，適合工業(yè)化生產。
【專利說明】
一種多金屬氧酸鹽及其制備方法和應用
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)藥領域，尤其涉及一種多金屬氧酸鹽及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 惡性腫瘤是當今世界危害人類生命健康的一種重大疾病，其發(fā)病率逐年增高，研 究開發(fā)出高效、低毒的抗腫瘤化學藥物是科研機構和制藥公司，甚至是世界各國政府目前 需要解決的主要問題。多金屬氧酸鹽(P〇ly〇x〇metalates，POMs)又稱多酸，包括雜多酸和同 多酸，是由d* 3組態(tài)的過渡金屬離子與氧高度聚合形成的具有空間網絡結構的金屬-氧簇合 物，多金屬氧酸鹽在抗腫瘤方面的研究已有三十多年的歷史，研究表明，多金屬氧酸鹽具有 抗腫瘤作用譜較廣、對腫瘤細胞均具有一定抑制作用的優(yōu)點，某些種類的多酸在抑瘤效果 上較之現(xiàn)在市售的商品藥物更令人滿意。
[0003] 盡管POMs類化合物具有一定的抗腫瘤活性，但目前公開的多金屬氧酸鹽在溶解性 和抗腫瘤活性方面還不盡如人意，在醫(yī)學上的應用仍遠遠落后于順鉑類等抗腫瘤藥物，因 此，通過POMs結構的改進和基團修飾，改善對金屬氧酸鹽的溶解性以及抗腫瘤活性，進而提 高多金屬氧酸鹽的抗腫瘤藥物中的應用是目前需要解決的技術問題。

【發(fā)明內容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種多金屬氧酸鹽及其制備方法 和應用，本發(fā)明提供的多金屬氧酸鹽具有很好的溶解性和抗腫瘤活性。
[0005] 本發(fā)明提供了一種多金屬氧酸鹽，具有式(I)所示的分子式，
[0006] (H30)9[Zn(H20)6]9{Zn9(C4H 8NO)9(H2〇)9[H2Wi2042]4.5} · 6H2O
[0007] 式（I)。
[0008] 優(yōu)選的，所述多金屬氧酸鹽的結構為Zn八面體連接[H2W12042] 1()-陰離子簇形成的二 維層狀結構。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種多金屬氧酸鹽的制備方法，包括：
[0010] 1)將酸性媽酸鈉水溶液、硝酸鋅水溶液和嗎啉混合反應，得到混合后的反應液； [00 11 ] 2)將混合后的反應液調節(jié)pH值至3.20~4.80，析晶，得到式⑴所示的多金屬氧酸 鹽，
[0012] (H30)9[Zn(H20)6]9{Zn 9(C4H8NO)9(H2〇)9[H2Wi2042]4.5} · 6H2O
[0013] 式（I)。
[0014] 優(yōu)選的，所述酸性鎢酸鈉的水溶液的濃度為60.0~80.Omol/L。
[0015] 優(yōu)選的，所述酸性鎢酸鈉水溶液的pH值為3.50~4.50 [0016]優(yōu)選的，所述硝酸鋅水溶液的濃度為53.0~73.Omol/L。
[0017] 優(yōu)選的，所述混合反應的溫度為50~70°C。
[0018] 優(yōu)選的，所述反應的時間為15~30min。
[0019] 本發(fā)明還提供了一種本發(fā)明所述的多金屬氧酸鹽在制備抗癌藥物中的應用。
[0020] 優(yōu)選的，所述抗癌藥物為抗宮頸癌藥物、抗肝癌藥物、抗卵巢癌藥物或抗神經母細 胞癌藥物。
[0021] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種式(I)所示的多金屬氧酸鹽，本發(fā)明提供的多 金屬氧酸鹽具有很好的水溶性以及抗腫瘤活性，實驗結果表明，本發(fā)明提供的多金屬鹽酸 鹽對 HeLa、SK0V-3、HepG2、SHY5Y 細胞均具有抑制作用，其IC5〇 分別為 90.2、17.6、0.46、7.66μ mol · I/1。而且，本發(fā)明提供的式(I)化合物的制備方法簡單，晶體生長條件不苛刻，適合工 業(yè)化生產。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明實施例1制備得到的式(I)所示的多金屬氧酸鹽的紅外光譜圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明實施例1制備得到的式(I)所示的多金屬氧酸鹽的單晶結構圖；
[0024]圖3為對照組在倒置顯微鏡下觀察SK0V-3腫瘤細胞的形態(tài)改變結果；
[0025] 圖4為20μπι〇1 · I/1式（I)所示化合物處理組在倒置顯微鏡下觀察SK0V-3腫瘤細胞 的形態(tài)改變結果。
【具體實施方式】
[0026] 本發(fā)明提供了一種多金屬氧酸鹽，具有式(I)所示的分子式，
[0027] (H3〇)9[Zn(H20)6]9{Zn9(C4H8NO)9(H2〇)9[H2Wi2042]4.5} · 6Η20
[0028] 式⑴。
[0029] 其中，所述多金屬氧酸鹽的結構為Ζη八面體連接[H2W12042] 1()-陰離子簇形成的二維 層結構，具體的，通過X-射線單晶衍射結果表明，本發(fā)明所述的式（I)化合物中，仲鎢酸鹽陰 離子[H 2W12042]1()li過Zn八面體連接成了二維結構，此外還有游離態(tài)的[Zn(H 20)6]2+和結晶 水，其中，Zn原子呈6配位八面體構型，分別和4個來自[H2W 12042]1(^的0，1個配位水上的0以及 1個嗎啉分子上的N配位。如圖1所示，從c軸方向看，三個W 12簇通過Zn八面體連接而成一個三 角形的小環(huán)，小環(huán)之間又通過Zn八面體的連接以及W12簇的共用連接形成了二維層結構。二 維層結構中含有由12個W-0八面體連接而成的大環(huán)，形成了圓形的孔洞，其間容納著6個椅 式構象的嗎啉分子。值得一提的是，結構中還存在另一種Zn 2+原子，與6個配位水配位形成了 八面體構型，孤立存在于鎢簇構成的二維層間。二維層之間是孤立的，在三維空間錯位排 列，從c軸方向觀察化合物具有一維孔洞，其間容納著游離水。
[0030] 本發(fā)明提供了一種式（I)所示的多金屬氧酸鹽，該多金屬氧酸鹽具有很好的水溶 性以及抗腫瘤活性，其可以溶于冷水，且對HeLa、SK0V-3、HepG2、SHY5Y細胞均具有抑制作 用。
[0031] 本發(fā)明還提供了一種多金屬氧酸鹽的制備方法，包括：
[0032] 1)將酸性鎢酸鈉水溶液、硝酸鋅水溶液和嗎啉混合反應，得到混合后的反應液；
[0033] 2)將混合后的反應液調節(jié)pH值至3.20~4.80,析晶，得到式（I)所示的多金屬氧酸 鹽，
[0034] (H3〇)9[Zn(H20)6]9{Zn9(C4H8NO)9(H2〇)9[H2Wi2042]4.5} · 6H20
[0035] 式⑴。
[0036] 按照本發(fā)明，本發(fā)明將酸性鎢酸鈉水溶液、硝酸鋅水溶液和嗎啉混合反應，得到混 合后的反應液；其中，所述酸性鎢酸鈉水溶液的濃度優(yōu)選為60.0~80 . Omol/L，更優(yōu)選為 65.0~75. Omol/L，最優(yōu)選為69.6~70.6mol/L，所述酸性鎢酸鈉水溶液的pH值優(yōu)選為3.50 ~4.50，更優(yōu)選為3.80~4.20，最優(yōu)選為4.06~4.16;所述硝酸鋅水溶液的濃度優(yōu)選為53.0 ~73 · 0mol/L，更優(yōu)選為58 · 0~68 · 0mol/L，最優(yōu)選為63 · 2~65 · 2mol/L;所述水合媽酸鈉與 所述嗎啉的用量比為lg: (45~52)yL，更優(yōu)選為lg: (48~50)yL;所述混合反應的溫度優(yōu)選 為50~70°C，更優(yōu)選為55~60°C;所述反應的時間15~30min，更優(yōu)選為20~25min。
[0037] 按照本發(fā)明，將混合后的反應液調節(jié)pH值至3.20~4.80,析晶，得到式（I)所示的 多金屬氧酸鹽，其中，所述pH值優(yōu)選為3.40~4.60，更優(yōu)選3.60~4.30，最優(yōu)選3.80~4.10; 所述調節(jié)pH值用酸優(yōu)選為稀硫酸或稀鹽酸。
[0038] 本發(fā)明提供的式（I)化合物的制備方法通過選擇特定的pH值的原料物質的水溶 液，進而使得混合溶液析晶得到式(I)所示的化合物，該制備方法簡單，原料易得，工藝條件 可控，可實現(xiàn)規(guī)?；a。
[0039] 本發(fā)明還提供了一種本發(fā)明所述的式(I)結構的多金屬氧酸鹽在制備抗癌藥物中 的應用；其中，所述抗癌藥物優(yōu)選為抗宮頸癌藥物、抗肝癌藥物、抗卵巢癌藥物或抗神經母 細胞癌藥物，更優(yōu)選為抗肝癌藥物或抗神經母細胞癌藥物。
[0040] 下面將結合本發(fā)明實施例的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范 圍。
[0041 ] 實施例1
[0042] 稱取Na2W〇4 · 2出0(2.38,6.96臟〇1)溶于10011^水中，用稀!12304調口11值至4.16。稱取 硝酸鋅(2.56g，6.32mmol)溶于100mL水中，將鎢酸鈉溶液與硝酸鋅溶液緩慢混合，滴加嗎啉 (pH值調節(jié)為4.22)2滴，60 °C下加熱攪拌20min，冷卻至室溫。調節(jié)pH值為3.60。靜置，7~10 天后出現(xiàn)無色塊狀晶體，即為式(I)所示的多金屬氧酸鹽。
[0043] 采用紅外對實施例1制備得到的式(I)所示的多金屬氧酸鹽的結構進行表征，結果 見圖1，圖1為本發(fā)明實施例1制備得到的式(I)所示的多金屬氧酸鹽的紅外光譜圖；
[0044] 從圖中可以看出，在紅外光譜中在494.30^1~938.90^1范圍內出現(xiàn)的吸收譜帶 為媽簇的特征峰，其中，938.9〇1^、860 jcnf1處出現(xiàn)的特征峰可歸屬為多陰離子中v(W = 0t)，v(W-0-W)的振動。1635.2CHT1~llOiOcnf1范圍內出現(xiàn)的吸收譜帶為有機配體嗎啉的 特征峰。1454.0〇11- 1處出現(xiàn)的吸收峰歸屬于5(〇12)，在1635.2〇11'1271.1〇11'1183.5〇^1范 圍內出現(xiàn)C = N、C-N、C-C吸收譜帶，在3378.4(^1處的寬峰為水分子的特征峰。
[0045] 采用X-射線單晶衍射對實施例1制備得到的式（I)所示的多金屬氧酸鹽的結構進 行表征，結果見圖2,圖2為本發(fā)明實施例1制備得到的式（I)所示的多金屬氧酸鹽的單晶結 構圖；其測試條件具體為：
[0046] 晶用Bruker Smart CCD ApeX(II)衍射儀進行收集，采用Μο-Κα? = 0.71073 A )，室溫296K，使用SHELX 97程序通過直接法和全矩陣最小二乘法解析和修正晶體結構，測 得主要晶體數(shù)據(jù)如下： 結構簡式 C36：N9〇276W54Zm8 分子量 16326.351
[0047] ^ 晶系 Triciinic 空間群 R-3
[0048] 晶胞參數(shù)：a=24.4348(8KA), b=24.4348(8) (A) , (6=30.4586(!9) (A)α = 90° ,β=90°, γ =120° ,Υ= 15749.2(16) Λ3
[0049] 單胞中的分子數(shù)2
[0050] 密度 3.638Mg m-3
[0051] Goodness-of-fit on F2 1.055
[0052] 衍射點的一致性因子 finalRl =0.0349，wR2 = 0.0901
[0053] X-射線單晶衍射結果表明，化合物中含有仲鎢酸鹽陰離子[H2W12042] 1Q'通過Zn八 面體連接成了二維結構，此外還有游離態(tài)的[Ζη(Η20)6] 2+和結晶水?；衔镏衂n原子呈6配 位八面體構型，分別和4個來自[H2W12042] 1(^的0，1個配位水上的0以及1個嗎啉分子上的N配 位。如圖1所示，從c軸方向看，三個Wi2簇通過Zn八面體連接而成一個三角形的小環(huán)，小環(huán)之 間又通過Zn八面體的連接以及W 12簇的共用連接形成了二維層結構。二維層結構中含有由12 個W-0八面體連接而成的大環(huán)，形成了圓形的孔洞，其間容納著6個椅式構象的嗎啉分子。值 得一提的是，結構中還存在另一種Zn 2+原子，與6個配位水配位形成了八面體構型，孤立存在 于鎢簇構成的二維層間。二維層之間是孤立的，在三維空間錯位排列，從c軸方向觀察化合 物具有一維孔洞，其間容納著游離水。
[0054]對得到的化合物的溶解性進行測試，其可溶于冷水中，在20°C水中的溶解度為 0.25g/100mL〇
[0055] 實施例2
[0056] 稱取Na2W〇4 · 2出0(2.38,6.96臟〇1)溶于10011^水中，用稀!12304調口11值至4.36。稱取 硝酸鋅(2.56g，6.32mmol)溶于100mL水中，將鎢酸鈉溶液與硝酸鋅溶液緩慢混合，滴加嗎啉 (pH值調節(jié)為4.22)2滴，60 °C下加熱攪拌20min，冷卻至室溫。調節(jié)pH值為3.80。靜置，7~10 天后出現(xiàn)無色塊狀晶體，即為式(I)所示的多金屬氧酸鹽。
[0057] 實施例3
[0058] 稱取Na2W〇4 · 2出0(2.38,6.96臟〇1)溶于10011^水中，用稀!12304調口11值至4.16。稱取 硝酸鋅(2.56g，6.32mmol)溶于100mL水中，將鎢酸鈉溶液與硝酸鋅溶液緩慢混合，滴加嗎啉 (pH值調節(jié)為4.22)2滴，60 °C下加熱攪拌20min，冷卻至室溫。調節(jié)pH值為4.50。靜置，7~10 天后出現(xiàn)無色塊狀晶體，即為式(I)所示的多金屬氧酸鹽。
[0059] 對比例1
[0060] 稱取恥21〇4.2出0(2.38,6.96臟〇1)溶于10〇1^水中，用稀!123〇4調口11值至4.16。稱取 硝酸鋅(2.56g，6.32mmol)溶于100mL水中，將鎢酸鈉溶液與硝酸鋅溶液緩慢混合，滴加嗎啉 (pH值調節(jié)為4.22)2滴，60°C下加熱攪拌20min，冷卻至室溫。調節(jié)pH值為2.8。靜置，但數(shù)日 后始終未得到產品單晶，燒杯底部只有極少量針狀無色微晶，合成失敗。
[0061 ] 對比例2
[0062]稱取Na2W〇4 · 2出0(2.38,6.96臟〇1)溶于10011^水中，用稀!12304調口11值至4.16。稱取 硝酸鋅(2.56g，6.32mmol)溶于lOOmL水中，將鎢酸鈉溶液與硝酸鋅溶液緩慢混合，滴加嗎啉 (pH值調節(jié)為4.22)2滴，60°C下加熱攪拌20min，冷卻至室溫。調節(jié)pH值為5.0。靜置，但數(shù)日 后始終未得到產品單晶，燒杯底部只有極少量針狀無色微晶，合成失敗。
[0063] 實施例4
[0064] 式(I)所示化合物的體外抗腫瘤實驗 [0065] 1)MTT法測腫瘤細胞活力
[0066]選擇人宮頸癌細胞(HeLa)、人肝癌細胞(HepG2)、卵巢癌細胞(SK0V-3)、人神經母 細胞瘤細胞(SHY5Y)作為實施例1制備得到的式(I)所示化合物對癌細胞增殖抑制活性研究 的癌細胞。
[0067] 具體步驟為：
[0068]用標準培養(yǎng)基培養(yǎng)細胞，C02細胞培養(yǎng)箱孵育細胞，每2~3d換液1次。細胞呈單層 生長到70%~90%即可進行細胞傳代。把對數(shù)生長期的腫瘤細胞調成密度為IX 105/ml，在 96孔培養(yǎng)板中每孔加入200yL密度為lX105/ml的腫瘤細胞懸液，在37°(：、5^^0 2條件下培 養(yǎng)，2處后把腫瘤細胞分成空白對照組及實驗組(濃度為0.1、1、10、20、50及10(^111 〇1*1/1的 式（I)所示化合物共6組)兩大組，用培養(yǎng)基稀釋液分別培養(yǎng)24h。培養(yǎng)結束每孔加入新鮮配 制的MTT溶液20yL，溫育4小時使MTT還原為甲瓚，當在倒置顯微鏡下看到孔板內的細胞周圍 出現(xiàn)絲狀紫色結晶體時倒掉上清液，每孔加 DMS0150yL震蕩溶解細胞，用平板搖床搖勻后， 使用酶標儀測定光密度值(0D)(檢測波長570nm)。
[0069] 按以下公式計算增殖抑制率:增殖抑制率=[1 一藥物試驗組吸光度值/對照組吸 光度值]X 100%。重復試驗3次，取平均值。
[0070] MTT比色試驗結果
[0071]由于活細胞的線粒體具有還原MTT形成紫色化合物的能力，該化合物在570nm波長 下有強吸收。細胞死亡或增殖功能下降時，還原MTT的能力下降，570nm波長下吸光度值會降 低。與對照組比較，不同濃度的式(I)所示化合物可使腫瘤細胞的0D值減小，表明式(I)所示 化合物對HeLa、SK0V-3、HepG2、SHY5Y細胞均具有抑制作用，且隨著濃度的增加細胞的存活 率下降，具有藥物劑量依賴性，實驗結果表明，式（I)所示化合物對HeLa、SK0V-3、HepG2、 3冊5￥細胞的1〇5〇值分別為90.2、17.6、0.46、7.66以111〇1·!/ 1。
[0072] (2)細胞凋亡的形態(tài)學觀察
[0073] 分別用濃度0.1、1、10、20、50及10(^111〇1.1/1的式（1)所示化合物處理31(0￥-3腫瘤 細胞，研究不同濃度的式(I)所示化合物對細胞形態(tài)學的影響。結果見圖3和圖4,圖3為對照 組在倒置顯微鏡下觀察SK0V-3腫瘤細胞的形態(tài)改變結果，圖4為20μπι〇1 · Γ1式(I)所示化合 物處理組在倒置顯微鏡下觀察SK0V-3腫瘤細胞的形態(tài)改變結果，從圖3和圖4可以看出，處 理24h后，正常對照組的腫瘤細胞緊貼瓶底，細胞密集，細胞間連接緊密，呈有規(guī)則的多邊 形，細胞觸角較短，圓形細胞少，而經過式（I)所示化合物處理的細胞由平滑的梭形逐漸變 圓，出現(xiàn)皺縮、縮小等形態(tài)變化。
[0074]以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對 于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行 若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種多金屬氧酸鹽，具有式(I)所不的分子式， (H3〇)9[Zn(H2〇)6]9{Zn9(C4H8NO)9(H2〇)9[H2Wl2〇42]4.5} · 6H20 式⑴。2. 根據(jù)權利要求1所述的多金屬氧酸鹽，其特征在于，所述多金屬氧酸鹽的結構為Zn八 面體連接[H2W 12〇42]i陰離子簇形成的二維層狀結構。3. -種多金屬氧酸鹽的制備方法，包括： 1) 將酸性鎢酸鈉水溶液、硝酸鋅水溶液和嗎啉混合反應，得到混合后的反應液； 2) 將混合后的反應液調節(jié)pH值至3.20~4.80,析晶，得到式(I)所示的多金屬氧酸鹽， (H3〇)9[Zn(H2〇)6]9{Zn9(C4H8NO)9(H2〇)9[H2Wl2〇42]4.5} · 6H20 式⑴。4. 根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述酸性鎢酸鈉的水溶液的濃度為 60·0~80·Omol/L。5. 根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述酸性鎢酸鈉水溶液的pH值為3.50 ~4.50〇6. 根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述硝酸鋅水溶液的濃度為53.0~ 73·Omol/L。7. 根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述混合反應的溫度為50~70°C。8. 根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述反應的時間為15~30min。9. 一種權利要求1~2任意一項所述的多金屬氧酸鹽或者權利要求3~8任意一項所述 的制備方法制備的多金屬氧酸鹽在制備抗癌藥物中的應用。10. 根據(jù)權利要求9所述的應用，其特征在于，所述抗癌藥物為抗宮頸癌藥物、抗肝癌藥 物、抗卵巢癌藥物或抗神經母細胞癌藥物。
【文檔編號】A61P35/00GK106045940SQ201610261583
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】曲小姝, 譚乃迪, 張艷, 于曉洋, 楊艷艷, 金剛
【申請人】吉林化工學院