Số 58 năm 2014 Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TPHCM _ TỔNG HỢP, THĂM DÒ KHẢ NĂNG GÂY ĐỘC ĐỐI VỚI TẾ BÀO UNG THƯ CỦA MỘT SỐ PHỨC CHẤT PLATIN(II) CHỨA PHỐI TỬ AMIN DƯƠNG BÁ VŨ*, TRẦN BỮU ĐĂNG** TÓM TẮT Ba phức chất platin (II) chứa phối tử amin khác p- phenetidin, 4metylpiperidin, o-phenetylendiamin tổng hợp Thành phần cấu trúc chúng xác định phương pháp phân tích nguyên tố, phổ khối lượng MS, phổ UV, phổ IR H-NMR Kết thăm dò khả gây độc tế bào ung thư cho thấy có phức thể hoạt tính tốt dịng tế bào ung thư vú MCF-7 Từ khóa: phức chất platin (II), phức cis-diamin platin (II) ABSTRACT The synthesis and assay of the cytotoxicity of some Platinum (II) complexes containing amine ligands to cancer cell line Three complexes of platinium (II) contain different amines as ligands: pphenetidine, 4-methylpiperidine, o-phenetylendiamine which were synthesized Their structures and components have been identified by elemental analysis techniques: MS, UVVis, IR and H1 NMR spectra Results from the assay of the cytotoxicity of these complexes to cancer cell line shows that there is a complex that conducts fairly good activity against MCF–7 (human breast cancer cell line) Keywords: complex of Platinum (II), complex cis-diamine of Platinum (II) Mở đầu Phức chất platin, đặc biệt cis-[Pt(NH3)2Cl2] điều chế từ K2[PtCl4] K2[PtI4] biết đến dược phẩm có tính kháng u cao với tên dược phẩm Cisplatin, [1] Tuy nhiên, cisplatin có độc tính cao nên nhà nghiên cứu tìm cách thay nguyên tử clo K2[PtCl4] amin có cấu tạo khác để có phức chất dạng cis-[Pt(Am)2Cl2] (dạng amin không hỗn tạp) cis[PtAm1Am2Cl2] (dạng amin hỗn tạp) với hi vọng tìm phức chất platin có khả kháng u cao mà có độc tính Trong phạm vi báo này, chúng tơi trình bày kết tổng hợp thăm dò khả gây độc tế bào ung thư vú ba phức chất thu cho tương tác K2[PtCl4] với p- phenetidin, 4-metylpiperidin, ophenetylendiamin Đó hai phức chất chứa amin không hỗn tạp gồm P1: [Pt(pphenetidin)2Cl2], P2: [Pt(4-metylpiperidin)2Cl2] phức chất P3 chứa amin có dung lượng phối trí [Pt(o-phenetylendiamin)Cl2] * ** TS, Trường Đại học Sư phạm TPHCM Sinh viên, Trường Đại học Sư phạm TPHCM 12 Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Dương Bá Vũ tgk _ Thực nghiệm 2.1 Tổng hợp phức chất Tổng hợp cis-diclorodi(p-phenetidin) platin (II): [Pt(Phe)2Cl2], kí hiệu P1 Phương trình phản ứng: K2[PtCl4] + NH2-C6H4-O-C2H5 cis –[Pt(NH2-C6H4-O-C2H5)2Cl2] + 2KCl Cách tiến hành: Hòa tan bão hòa 830 mg K2[PtCl 4] (2 mmol) 10 ml H2O Lọc nhanh lấy dung dịch màu đỏ da cam cho vào cốc Hòa tan 610 mg (4,4 mmol) o-phenetidine 15 ml hỗn hợp nước etanol (tỉ lệ thể tích 1:1) thu dung dịch phối tử Dung dịch phối tử chứa becher tích 50 ml, bọc nilon màu đen Becher chứa dung dịch phối tử đun cách thủy bếp khuấy từ Cho từ từ giọt K2[PtCl4] vào dung dịch phối tử, khuấy Nhiệt độ tăng chậm 400C- 420C Sau khoảng 45 phút dung dịch phản ứng đục dần cho hết lượng K2[PtCl4] cịn lại vào Đậy kín dung dịch phản ứng, khuấy nhiệt độ cố định 40 0C Tiếp tục khuấy hỗn hợp phản ứng không 90 phút Làm lạnh becher phản ứng, lọc thu kết tủa màu vàng nhạt Rửa kết tủa hỗn hợp etanol- nước (tỉ lệ thể tích 1:1) rửa nước cất Sấy khô sản phẩm màu vàng nhạt 50oC Hiệu suất 35% Sản phẩm kết tinh lại dung mơi etanol – nước (tỉ lệ thể tích 3:1) Tổng hợp cis-diclorodi(4-metyl piperidin) platin (II): [Pt(Metpip)2Cl2], (P2) Phương trình phản ứng: K2[PtCl4]+ 2CH3-C5H9NH.HCl + 2KOH cis–[Pt(CH3-C5H9NH)2Cl2] + 4KCl + 2H2O Cách tiến hành: Hòa tan bão hòa 830 mg K2[PtCl 4] (2 mmol) 10 ml H2O Lọc nhanh, thu lấy dung dịch màu đỏ da cam cho vào cốc 4,4 mmol 4-metyl piperidine (436 mg) axit hóa khoảng 10 ml dung dịch HCl lỗng thu dung dịch phối tử có pH khoảng 8,5- 9,0 Cho nửa dung dịch K2[PtCl4] vào dung dịch phối tử khuấy máy khuấy từ nhiệt độ phòng Khi pH dung dịch phản ứng khoảng 7,0- 7,5 điều chỉnh pH dung dịch lên 8,5- 9,0 dung dịch KOH Lặp lại vài lần trình điều chỉnh pH Sau khoảng 40 phút dung dịch chuyển sang đục cho hết phần dung dịch K2[PtCl4] lại vào Tiếp tục điều chỉnh pH dung dịch KOH Sau không 2,5 giờ, làm lạnh dung dịch phản ứng, lọc thu kết tủa Rửa kết tủa nước cất, etanol Sấy khô kết tủa 50 oC Hiệu suất 55% Sản phẩm màu vàng nhạt kết tinh lại dung môi etanol – nước (tỉ lệ thể tích 4:1) Tổng hợp cis-dicloro(o-phenetylendiamin) platin (II): [Pt(Phent)Cl2], (P3) Phương trình phản ứng: 1K2[PtCl4] + 1(NH2)2C4H6 1[Pt((NH2)2C4H6)Cl2] + KCl Tiến hành: Hòa tan bão hòa 830 mg K2[PtCl4] (2 mmol) 10 ml H2O Lọc nhanh, thu lấy dung dịch màu đỏ da cam cho vào cốc Cốc bọc nilon màu đen Hòa tan 118 mg o-phenetylendiamine lượng nước bão hịa thu 13 Số 58 năm 2014 Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TPHCM _ khoảng ml dung dịch phối tử Cho hết dung dịch phối tử vào cốc chứa dung dịch K2[PtCl4] khuấy từ nhiệt độ 10- 150C Thu kết tủa màu vàng q trình khuấy diễn khơng q 70 phút Sấy khô kết tủa 50 0C Hiệu suất 32% Sản phẩm màu vàng sậm kết tinh lại dung mơi etanol – nước (tỉ lệ thể tích 3:1) 2.2 Xác định thành phần cấu trúc Việc xác định hàm lượng platin tiến hành phương pháp trọng lượng Phịng Thí nghiệm Hóa Đại cương, Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh Phổ khối lượng phức đo Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Việt Nam Phịng Phân tích Trung tâm, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia TPHCM Phổ IR ghi máy FTIR – 8400S –SHIMADZU Trường Đại học Sư phạm TPHCM Phổ hấp thụ electron phức đo dung mơi nồng độ thích hợp máy PERKIN–ELMER LAMBDA 25 UV – Vis SPECTRUM Trường Đại học Sư phạm TPHCM Phổ 1H-NMR đo máy Brucker ADVANCE (500MHz), dung môi DMSO, Viện Hóa học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Việt Nam Các thực nghiệm thăm dò khả gây độc tế bào ung thư tiến hành Phòng Thí nghiệm Hoạt tính Sinh học, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia TPHCM Kết thảo luận 3.1 Phân tích thành phần cấu tạo phức chất - Kết phân tích hàm lượng nguyên tố platin phức kết ghi phổ khối lượng phức liệt kê bảng Bảng Hàm lượng nguyên tố platin khối lượng phân tử phức chất Phức chất dự kiến [Pt(Phe)2Cl2] hay [Pt(NH2-C6H4-O-C2H5)2Cl2 ]: PtC16H22N2O2Cl2 [Pt(Metpip)2Cl2] hay [Pt(CH3-C5H9NH)2Cl2]: PtC12H26N2Cl2 [Pt(Phent)Cl2] hay cis-[Pt((NH2)2C6H4)Cl2]: PtC6H8N2Cl2 Kí hiệu Khối lượng phân tử M phổ MS cường độ Lí thuyết Thực nghiệm P1 540- 100% 36,11 37,15 P2 464- 58% 42,03 44,11 P3 374- 58% 52,13 53,65 Pt (%) theo khối lượng Bảng cho thấy số liệu phù hợp với công thức dự kiến phức chất - Kết phân tích phổ electron phức thể bảng Hai đoạn phổ electron P3: cis-[Pt((NH2)2C6H4)Cl2] hai vùng bước sóng trình bày hình 14 Dương Bá Vũ tgk Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TPHCM _ Hình1 Phổ electron cis-[Pt((NH2)2C6H4)Cl2] Bảng liệt kê cực đại hấp thụ ba phức chất P1, P2, P3 chất đầu K2[PtCl4] kèm theo quy kết cho chuyển mức tương ứng Để hiểu phổ electron phức P1, P2, P3 khảo sát thêm vân phổ K2[PtCl4], chất đầu sử dụng trình tổng hợp phức, nghiên cứu nhiều Theo [1,3] phổ electron K2[PtCl4] gồm: vân hấp thụ max = 216 nm, lg = 3,99 quy kết cho vân ứng với chuyển mức kèm chuyển điện tích từ Cl- đến Pt(II) Cịn ba vân phổ với max/lg: 331/1,8; 391/1,78; 477/1,2 quy kết vân chuyển mức d-d Pt(II) phù hợp với cấu hình d8 Pt2+ màu đỏ thẫm K2[PtCl4] Bảng Hấp thụ cực đại phức chất nghiên cứu λ max(nm)/ lg quy kết chuyển mức Phức chất Màu Pt2+←Cl- d-d K2[PtCl4] Đỏ tía 216/3,9 _ 330/1,8; 391/1,7; 477/1,2 P1: cis –[Pt(NH2-C6H4 -O-C2H 5)2Cl2] Vàng nhạt 202/3,7 228 (vai phổ), 290 (vai phổ) _ P2: cis–[Pt(CH 3-C 5H9NH)2Cl2] Vàng nhạt 212/3,6 _ 330/1.40; 385/1,35 P3: cis-[Pt((NH2)2C6H4)Cl2] Vàng sậm Hướng tới cực đại 222/1,5 365/1,7; 385/1,6; 470/1,1 Các kiện sở quan trọng để quy kết vân phổ phức P1, P2, P3 Cùng với khác về: số lượng vân phổ, vân phổ đặc trưng phối tử thơm không thơm cầu nội, bước sóng hấp thụ cực đại chất đầu K2[PtCl4] với sản phẩm thu cho thấy phối tử amin tham gia tạo phức chất P1, P2, P3 dự kiến ban đầu Kết phân tích phổ hồng ngoại: Phổ IR p-phenetidin tự phức chứa phối tử phức P1: cis –[Pt(p-NH2-C6H4-O-C2H5)2Cl2] thể hình 2a, 2b 15 Số 58 năm 2014 Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TPHCM _ Hình 2a Phổ IR p-NH2 -C6H4-O-C2 H5 Hình 2b Phổ IR P1:[Pt(p-NH2-C6H4-O-C2H5)2Cl2] Kết phân tích phổ IR phức phối tử tự được liệt kê bảng Bảng Các vân hấp thụ phổ IR , (cm-1) (cm-1) Kí hiệu Amin tự do/ Phức chất p-NH2-C6H4-OC2H5, kí hiệu Phe [Pt(Phe)2 Cl2] P1 4-CH3 -C5H9NH, kí hiệu Met [Pt(Met)2Cl2] o-(NH2 )2C6H4, kí hiệu Phent [PtPhentCl2 ] P2 P3 NH CH thơm CH no NH, C=C thơm C-H no Pt-N 3427, 3354 3039 2979 2930 1628, 1511 1479 - 3199, 3132 3055 2980 2922 1630, 1514 1475 418 3275 - 2949 1630 1466 - 3174 3386 3190 - 2955 1450 433 3039 - - - 3072 - 1633 1626+ 1602, 1505+ 1460 1635+1645, 1545+ 1500 - 432 3179, 3134 Trên phổ IR P1, P3 xuất vân phổ (vân đôi) vùng 3199- 3132 cm , phù hợp với phối tử amin bậc hai p-phenetidin o- phenylendiamin Cịn phức P2 có vân đơn cường độ lớn 3179 cm-1, phù hợp với phối tử vốn amin bậc hai Các vân phổ nằm vùng có số sóng ngắn nhiều so với số sóng đặc trưng dao động hóa trị NH amin tự Mặt khác, vùng tần số từ 500 – 400 cm-1 phối tử tự khơng có vân hấp thụ Nhưng tất phức P1, P2, P3 phổ IR chúng vùng có vân hấp thụ cường độ trung bình khoảng 432- 418 cm-1 đặc trưng cho dao động hóa trị liên kết kim loại- phi kim [2,4] Với phức chúng tơi tổng hợp được, vân hấp thụ đặc trưng cho dao động hóa trị liên kết Pt-N Những liệu phổ quan trọng phổ IR chứng tỏ có phối trí phối tử với ion trung tâm Pt2+ qua nguyên tử nitơ -1 16 Dương Bá Vũ tgk Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TPHCM _ Kết phân tích phổ H1 NMR phức chất có so sánh với tín hiệu proton phối tử liệt kê bảng Phổ H1 NMR phức P3 trình bày hình Kết phân tích phổ H1 NMR cho thấy có mặt phối tử amin chứa proton cầu nội phức Chính phối trí làm chuyển dịch tín hiệu proton H2 N Cl Pt Cl N H2 Hình Tín hiệu proton phổ H1 NMR phức chất P3 Bảng Kết phân tích độ chuyển dịch hóa học (ppm) phổ H1 NMR phức chất phối tử tự Kí hiệu Tín hiệu Phối trí H1 H2 H5 NH, NH2 H3 H4 8,354 4,360 7,354 7,295 (chưa phân biệt được) 7,295 7,295 7,354 7,295 (chưa phân biệt được) Phối tử tự 6,382 6,504 6,504 6,382 P1 6,62 6,52 3,84 1,23 Phối tử tự 6,63 6,69 3,93 1,35 H1a H1e H2a H2e H3 H4 2,57 3,026 1,08 1,61 1,45 0,99 2,427 2,986 0,998 1,374 1,417 0,866 P3 H2 N Cl Pt Cl P2 Phối tử tự N H2 3,33 17 Số 58 năm 2014 Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TPHCM _ Thăm dò khả gây độc tế bào ung thư vú MCF-7 phức chất Kết sử dụng phương pháp Sulforhodamine B (SRB) thăm dò khả gây độc tế bào ung thư vú MCF-7 phức chất liệt kê bảng Dựa vào bảng số liệu phức chất P2 có khả gây độc tế bào cao dòng tế bào ung thư vú MCF-7 với tỉ lệ phần trăm gây độc tế bào 87,13% so với mức trung bình camptothecin 46,83% Phức chất P2 có khả gây độc tế bào cao nên tiến hành xác định giá trị IC50 phức 14,41 ,472 Bảng Kết thăm dò khả gây độc tế bào ung thư vú MCF-7 STT Mẫu P1 P2 P3 Camptothecin Chất chứng + Tỉ lệ phần trăm gây độc tế bào (%) Lần Lần Lần TB ĐLC Không xác Không xác Không xác Không xác định định định định được 96,02 86,07 79,31 87,13 8,406 32,90 37,70 40,54 37,05 3,863 46, 83 TB: Trung bình; ĐLC: độ lệch chuẩn Kết luận - Đã tổng hợp phức chất Pt(II) chứa p- phenetidine, 4-metylpiperidine, ophenetylendiamine tương tác K2[PtCl4] với amin theo quy luật ảnh hưởng hiệu ứng trans để tạo sản phẩm cầu hình cis, gồm: cis-diclorodi(pphenetidine) platin (II), cis-diclorodi(4-metyl piperidine) platin (II), cis-dicloro(ophenetylendiamine) platin (II) - Kết thăm dò khả gây độc tế bào cho thấy phức cis-dicloro(ophenetylendiamine) platin (II) thể hoạt tính tốt tế bào ung thư vú MCF–7 (87,13±8,406 %) Giá trị IC50 phức chất 14,41± 2,472 18 Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Dương Bá Vũ tgk _ TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Thị Đà, Nguyễn Thị Thanh Chi, Trương Thị Cẩm Mai Phạm Thu Hương, Tổng hợp nghiên cứu cấu trúc vài phức chất cis - đicloro(anetol)(amin) platin(II), Tạp chí Hóa học, 46 (5) (2008), 560 - 565 Lê Chí Kiên (2007), Hóa học phức chất, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (2007), Phức chất: Phương pháp tổng hợp nghiên cứu cấu trúc, Nxb Khoa học Kĩ thuật Solomon E.I., Lever A.B.P (1999), Inorganic electronic structure and spectroscopy, Vol II, John Wiley & Son Zheligovskaya N.N (1991), Preparation and phisicochemical study of cisaminedicloro Pt (II) complexes with several amines, Chem.Abstr, Vol 115, No 24, 269248 j (Ngày Tòa soạn nhận bài: 04-12-2013; ngày phản biện đánh giá: 05-5-2014; ngày chấp nhận đăng: 16-5-2014) 19