用于抗癌的半夹层结构的铑 (III) 络合物研究 | MDPI Inorganics
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引言
铂基药物是用于治疗各种类型癌症的传统抗癌特效药物，尽管该类抗癌金属药物具有一定的抗癌作用，但同时也会引起严重的副作用和耐药性，因此研发用于治疗癌症的新型生物活性络合物的相关工作非常重要，包括对比研究以钌、铑为基础的高效癌细胞抗增殖剂。来自帕拉茨基大学的 Pavel Štarha 教授团队在 Inorganics 发表了综述，介绍了铑络合物的研究进展，包括一些铑 (III) 烯基络合物、半夹层结构铑 (III) 络合物在体内的抗癌作用。此外，作者还讨论了近年来在抗癌领域取得重要进展的铑芳烃络合物的抗癌活性、溶解行为，以及与作用机制相关的各种过程等。
单核络合物和多核络合物研究综述
三单齿配体络合物 (单核络合物)：2006 年，人们发现了第一个抗癌铑 (III) 芳烃络合物 [Rh(η5-Cpx)(pta)Cl2] (如图1)，该络合物可作为非铂、钌基候选药物的直接衍生物，其结构采用一般分子式为 [Rh(η5-Cpx)(pta)Cl2]n+ 的二氯基络合物表示，并被认为是 RAPTA 型的钌基络合物的类似物，其中 Cpx 是环戊二烯基或其衍生物，L 是单齿配体，n=0 或 1。
图 1. [Rh(η5-Cpx)(pta)Cl2] 配合物的一般分子式和单齿 L 配体的分子式结构示意图。
与双齿和单齿配体的络合物 (单核络合物)：2008 年，人们研究了一系列的有机络合物，包括一般分子式为 [Rh(η5-Cp*)(pp)Cl]CF3SO3 的多吡啶 (pp) 络合物和用 S 供体配体代替 Cl− 的类似物。随后，人们依次对 N,O 配体、O,O 配体、N,S 配体、O,S、O,Se 和 C,N 配体的有机络合物进行了研究 (其分子式结构如图 2)。
图 2. [Rh(η5-Cp*)(L^L)Cl]n+ 络合物的一般分子式和所选双齿 N,N 供体 L^L 配体的分子式。
其他类型的单齿配体 (单核络合物)：该结构类型的络合物通常采用分子式 [Rh(η5-Cp*)(L^L)Cl]n+ 表示，其中 X 是一个单齿配体，通过 P、N、O 或 S 供体原子配位 (n=0 或 1 取决于 L^L 和 X 的电荷)。
图 3. 络合物 [Rh(η5-cp*)(dppz)(bzth)]CF3SO3 (左)，[Rh(η5-cpbph)(py)(bqui)]NO3 (中) 和 [Rh(η5-cp*)(pta)(hq)]CF3SO3 (右) 的分子式示意图。
多核络合物：氯基络合物 [Rh2(µ-mal1)(η5- Cp*)2Cl2] 相对锇、铱的氯基类似物具有更高的毒性，其分子式结构如图 4 所示。此外作者还介绍了双齿巯基络合物、异核双金属络合物等多核配合物。
图 4. 络合物 [Rh2(µ-mal1)(η5-Cp*)2Cl2] (左)、[Rh2(µ-SR1)3(η5-Cp*)2]Cl (中) 和 [Rh4(µ-dhbq)2(µ-pyz)2(η5-Cp*)4](CF3SO3)4 (右) 的结构示意图。
研究结果
抗癌半夹层铑络合物通常对 A549 (肺癌人类肺泡基底上皮细胞) 和 T47D (人乳腺管癌细胞) 表现出更强的体外细胞毒性，并且电中性络合物和离子络合物对 HL60 (人早幼粒细胞白血病) 的细胞毒性都大于类似物和顺铂络合物。此外，铑络合物通常要比来自其他金属 (钌、锇和铱) 的类似物具有更强的细胞毒性 (图 5)、更高的抑活性能和效力。
图 5. 铑络合物及其类似物对 MCF-7 乳腺癌细胞和 HT-29 结肠癌细胞体外抗增殖活性的比较。
在水溶液中的稳定性是抗癌络合物的重要性质之一，目前人们已通过验证得知其水解速率取决于所使用的环戊二烯环 (Cp*<Cpp<Cpbph)。此外，与类似络合物相比，铑络合物的解离常数 (pK) 值更高，对氯离子也具有更高的亲和力。在本研究中，随着氯离子浓度的降低 (导致较高的吸水率)，铑络合物的亲脂性下降，这导致铑络合物的亲脂性高于钌类似物。同时，O,O 配体的衍生络合物在水溶液中的稳定性低于含有 O,S 配体的衍生络合物。针对氯基络合物与含有不同单齿配体的类似配合物进行研究，其结果表明：在 MCF-7 细胞中，氯基络合物的效力要高于氯基相似物，但在第二细胞系 A2780 中，则没有观察到该现象 (图 6)。
图 6. 铑络合物对 MCF-7 乳腺癌和 HT-29 结肠癌、A549 肺癌和 A2780 卵巢癌细胞株的抑制作用。
综述总结
铑 (III) 络合物被认为是能够替代铂基抗癌药物的潜在配合物，因此近年来得到了人们的广泛研究。本文就半夹层结构的铑 (III) 络合物研究现状进行了介绍和讨论：铑 (III) 络合物与钌、锇和铱基络合物相比具有更高的抗癌活性；铑芳烃络合物在与溶解行为、作用机制相关的各种过程中，也相对铂、锇、铱基络合物具有更大的优势。本综述将有利于促进用于抗癌的半夹层结构铑 (III) 络合物合成与应用的发展。
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原文出自 Inorganics 期刊
Máliková, K.; Masaryk, L.; Štarha, P. Anticancer Half-Sandwich Rhodium(III) Complexes. Inorganics 2021, 9, 26.
Inorganics 期刊介绍
主编：
Duncan H. Gregory, University of Glasgow, UK
期刊范围涵盖固体无机化学、配位化学、生物无机化学、有机金属化学、无机材料化学、理论无机化学、超分子化学和应用无机化学等，着重报道新的和已知无机化合物的合成、热力学、动力学性质、谱学、结构和成键等性能。
2021 Impact Factor | 3.149 |
2021 CiteScore | 5.1 |
Time to First Decision | 12.8 Days |
Time to Publication | 36.5 Days |
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赖寿强 博士研究生
厦门大学
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