Syntheses of Imidazole-coordinated Ru（II） Half-sandwich Macrocyclic Complexes and Their Anti-cancer Activity

doi:10.7503/cjcu20210407

Abstract

Abstract:

A series of ruthenium（Ⅱ） rectangular macrocyclic assemblies（4—12） was synthesized by half-sandwich ruthenium（Ⅱ）（Ru1—Ru3） and 1，3-diimidazolebenzene ligands（1—3）. The composition and structure of assemblies 4—12 were determined by nuclear magnetic resonance spectroscopy， high resolution mass spectroscopy， elemental analysis and single crystal X-ray diffraction. The toxicity of these ruthenium（Ⅱ） assemblies 4—12 to four human tumor cell lines was studied by MTT experiments， and it was found that the oxalic and benzoquinone ruthenium assemblies 4—9 exhibited little cytotoxic activity against the tumor cell lines（IC₅₀>100 μmol/L）， except that naphthoquinone ruthenium assemblies 10—12 showed good cytotoxic activity against all tested tumor cell lines（IC₅₀<2.22 μmol/L）. The acute toxicity experiment of zebrafish eggs showed that the toxicity of the assembly 12 was lower， and the tumor experiment in the zebrafish showed that the assembly 12 had a better anti-cancer effect in the organism. The results showed that the main interaction between Ru assembly and DNA was insertion.

Key words: Half-sandwich ruthenium（Ⅱ）, Ruthenium（II） rectangular macrocyclic assembly, Anti-cancer activity

CLC Number:

O614

TrendMD:

DUAN Jun, ZHOU Pingping, ZHANG Liqian, MA Lin, YU Wen, ZHU Meiqi, ZHUANG Minyan, YANG Fenglei, CAO Changsheng, ZHANG Peng, SHI Yanhui. Syntheses of Imidazole-coordinated Ru（II） Half-sandwich Macrocyclic Complexes and Their Anti-cancer Activity[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(12): 3589.

Figures/Tables 11

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T/K	273.15（2）	V/nm³	8.6182（19）
Empirical formula	C₇₄F₁₂N₈O₂₃Ru₄S₄	Z	4
M	2129.34	D_calcd/（g·cm^-3）	1.641
Crystal system	Monoclinic	μ/mm^-1	0.885
Space group	C2/c	F（000）	4128
a/nm	2.7498（4）	Goodness?of?fit on F²	2.786
b/nm	1.16147（14）	Reflns collected	14304
c/nm	2.8457（4）	R₁［I>2σ（I）］	0.1850
α/（°）	90	wR₂（all data）	0.5518
β/（°）	108.517（4）	Largest diff. peak and hole/（e·nm^-3）	1323/-931
γ/（°）	90

T/K	273.15（2）	V/nm³	8.6182（19）
Empirical formula	C₇₄F₁₂N₈O₂₃Ru₄S₄	Z	4
M	2129.34	D_calcd/（g·cm^-3）	1.641
Crystal system	Monoclinic	μ/mm^-1	0.885
Space group	C2/c	F（000）	4128
a/nm	2.7498（4）	Goodness?of?fit on F²	2.786
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β/（°）	108.517（4）	Largest diff. peak and hole/（e·nm^-3）	1323/-931
γ/（°）	90

Complex	IC₅₀/（μmol·L^-1）
Complex	A549	MDA?MB?231	HepG?2	MCF?7
1—3	>100	>100	>100	>100
Ru1	>50	>50	>50	>50
Ru2	>50	>50	>50	>50
Ru3	3.44±0.02	0.57±0.17	7.165±1.115	0.41±0.18
4—9	>100	>100	>100	>100
10	0.69±0.14	0.27±0.12	1.90±0.04	1.28±0.25
11	0.47±0.10	0.41±0.30	2.10±0.08	1.11±0.21
12	0.55±0.05	0.08±0.02	2.22±0.06	1.16±0.15
Cisplatin	9.75±0.01	>50	19.37±5.09	1.66±0.60
Doxorubicin	1.96±0.29	0.31±0.06	0.36±0.09	0.09±0.03

Complex	IC₅₀/（μmol·L^-1）
Complex	A549	MDA?MB?231	HepG?2	MCF?7
1—3	>100	>100	>100	>100
Ru1	>50	>50	>50	>50
Ru2	>50	>50	>50	>50
Ru3	3.44±0.02	0.57±0.17	7.165±1.115	0.41±0.18
4—9	>100	>100	>100	>100
10	0.69±0.14	0.27±0.12	1.90±0.04	1.28±0.25
11	0.47±0.10	0.41±0.30	2.10±0.08	1.11±0.21
12	0.55±0.05	0.08±0.02	2.22±0.06	1.16±0.15
Cisplatin	9.75±0.01	>50	19.37±5.09	1.66±0.60
Doxorubicin	1.96±0.29	0.31±0.06	0.36±0.09	0.09±0.03

Complex	IC₅₀/（μmol·L^-1）		TC₅₀/（μmol·L^-1）		SI^a	SI^b
Complex	A549	HepG?2	HBE	THLE?2	SI^a	SI^b
10	0.69	1.90	0.84	1.81	1.22		0.95
11	0.47	2.10	0.79	1.56	1.68		0.74
12	0.55	2.22	1.26	1.78	2.29		0.80
Cisplatin	9.75	19.37	9.74	4.44	1.00		0.23
Doxorubicin	1.96	0.36	0.16	0.54	0.08		1.5