1. 前言

90年代后期茂金属的发现彻底改变了药物化学，金属被系统地结合到有机骨架中，以创造具有强大治疗潜力的分子混合物。值得注意的是，联合碳化物公司（Union Carbide）的研究人员在通过铁管裂解环戊二烯蒸气时发现了“橙色污泥”，导致形成了一种异常稳定的有机铁物质，称为“二茂铁^{[二茂铁是一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物。]}”。Wilkinson和Fischer 后来建立了它的夹层结构 [Fe(η1-C5H5)2]。二茂铁​的独特性质，如其空气和热稳定性、超芳香性、亲电性、在有机溶剂中的溶解性和易于官能化，为其衍生化以开发新的有机金属化合物^{[化合物由两种或两种以上的元素组成的纯净物（区别于单质）。]}提供了环境平台。此外，二茂铁的无毒和亲脂性使其成为与生物活性^{[活性：原来是从溶液离子的活动度和酶的活性开始，上至高级生命系统和生理机构的功能活动都适用的一种极其概括的非专门术语。]}药效团接枝的有吸引力的核心。它不仅会影响它们的生物活性，而且还会赋予类似药物的特性。二茂铁在药物化学中的标志性作用随着金属药物、二价铁喹和二铁硫醚的发现引起了相当大的兴趣，建立了一个称为“生物有机金属化学”的新领域。由二茂铁包含在喹啉核的侧链中产生的铁喹（Ferroquine） (SSR97193)在治疗疟疾方面很有前景。目前正在II期临床试验中对其进行研究。同样地，二茂铁取代他莫昔芬的苯环得到的亚铁昔芬，对治疗雌激素反应性 (ER+/​​MCF-7) 和无反应性 (ER-/MDA-MB-231) 乳腺癌均有效，目前正在在临床前试验中。除抗疟和抗癌^{[抗癌是指抵抗癌症。]}用途外，另一种有机铁药物二铁油酮曾在苏联用于治疗缺铁性贫血。虽然不再可用，但它是第一个上市的含二茂铁的生物有机金属药物。图1描绘了通过合理修饰生物活性有机骨架发现的含二茂铁候选药物。

图1. 具有优异生物活性的含二茂铁候选药物（图片^{[图片是指由图形、图像等构成的平面媒体。]}来源： J. Med. Chem.）。

毫无疑问，二茂铁用于开发各种生物活性分子的多功能性加速了该领域的研究。Vipan Kumar最近撰文总结了有机骨架中二茂铁置换/汞齐化对生物活性的影响以及在开发此类含二茂铁的药物分子时遇到的挑战。本文中“置换”是指二茂铁被烷基/芳基或杂芳基取代；而“合并”是指将二茂铁并入有机分子/药物的核心。下文将主要介绍以下三个方面的内容：1）二茂铁的合并/替代对抗癌活性的影响；2）二茂铁的合并/替代对抗疟原虫^{[疟原虫为按蚊传播的孢子虫，是疟疾（malaria）的病原体。]}/抗疟活性的影响；3）二茂铁的合并/替代对抗菌活性的影响。

2. 二茂铁并合对抗癌活性的影响

二茂铁抗增殖潜力的首次研究始于1978年。这项工作涉及合成一系列二茂铁多胺作为淋巴细胞^{[细胞（英文名：cell）是生物体基本的结构和功能单位。]}白血病 P-388的化学免疫治疗剂。然而，观察到的化合物的活性非常低。尽管温和活跃，但这项已发表的工作在使二茂铁的抗增殖潜力成为人们关注的焦点方面具有影响力。1997年，Jaouen及其同事发表了一篇文章，证明二茂铁羟基三苯氧胺的雌二醇受体定点细胞毒性优于母体药物三苯氧胺。 这份开创性的报告为鉴定众多基于二茂铁的抗癌化合物/候选药物奠定了坚实的基础。后来，人们发现二茂铁阳离子通过切割I型DNA具有抗增殖特性。根据这些发现，下面简单介绍以下二茂铁在有机部分/天然产物中掺入/替代的抗癌作用。

2.1.具有优于母体/标准化合物的抗癌活性的有机铁化合物

2.1.1.二茂铁-他莫昔芬杂化物

他莫昔芬（Nolvadex）长期以来一直是雌激素反应性（ER+）乳腺癌患者的中流砥柱。然而，它仅对ER+乳腺癌有效。此外，它还与子宫内膜癌、肝癌和DNA 加合物形成等副作用有关。另一方面，他莫昔芬的有机金属类似物^{[类似物：胰岛素家族后起之秀，速效人胰岛素类似物。]}，即亚铁酸 (Fc-TAM) 和羟基亚铁酸 (Fc-OH-TAM)，可有效治疗ER+和ER-乳腺癌（图1）。 羟基亚铁酸(Hydroxyferrocifen，Fc-OH-TAM) 是 铁罗芬（ferrocifen）的一种活性羟基化代谢物，对雌激素反应性 (ER+/​​MCF-7) 和无反应性 (ER-/MDA-MB-231) 的 IC50值为0.8和0.5 μM分别为乳腺癌细胞。相比之下，羟基三苯氧胺 (OH-TAM) 和三苯氧胺 (TAM) 在 MDA-MB-231 细胞上的 LC50（致死浓度为 50%）分别为29和34 μM。这项研究强调了用二茂铁取代苯环的重要性，这会增加抗癌作用。后来，Jaouen和其他研究人员对亚铁酸/亚铁酸类分子进行了广泛的结构改变，以形成深入的构效关系 (SAR)，包括 (i) 烷基链长度的改变（1）； (ii) 酚基的数量和位置（2）； (iii) 用胺取代羟基（3）； (iv)二茂铁取代侧链(Z-4)中的N,N-二乙胺； (v) 二茂铁​​单元的位置 ((Z+E)-5)； (vi) 刚性的影响（二茂铁，6）（图2）。在几何异构体中，SAR 显示 Z-异构体对ERα的结合亲和力比E-异构体更强，导致细胞毒性增强。除了令人鼓舞的细胞毒性外，亚铁昔芬还表现出出色的选择性，比正常细胞高110~200 倍。

图2. 在他莫昔芬中加入二茂铁的效果的图形SAR（图片来源：J. Med. Chem.）。

由于二铁醚含有**还原活性二茂铁，该分子在生物学相关的**电位下形成了醌甲基化物 (QM)，这是一种细胞毒性物质。此外，在某些二茂铁-他莫昔芬杂交体中，他莫昔芬作为载体将二茂铁转运到癌细胞中。这种转运然后激活芬顿化学（Fenton Chemistry），将H2O2转化为羟基自由基，诱导细胞凋亡。此外，Vessieres等人创造了术语“kronatropic 效应”来描述亚铁酸和亚铁酚诱导癌细胞死亡的机制。据此，癌细胞中的内源性活性氧 (ROS)（由芬顿化学产生）触发 Fe(II) **为 Fe(III)，促进有机金属醌甲基化物8的形成（图3）。由此产生的醌甲基化物要么被生物介质中存在的不同亲核试剂（含有硫醇或硒醇的肽或蛋白质，或 DNA）捕获，要么形成最终诱导细胞死亡的生物活性物质11~15（图4）。

图3. 通过电化学途径形成醌甲基化物 (QM, 8) 的逐步**途径（图片来源：J. Med. Chem.）。

图4. 醌甲基化物的化学反应类型和细胞毒性（图片来源：J. Med. Chem.）。

此外，乙基亚铁酚、羟烷基-亚铁酚、亚氨基烷基-亚铁酚和安萨亚铁酚的化学**；用CYP-450 和辣根过**物酶(HRP)/H2O2进行酶促**；并且各种电化学途径已被用于生成基于铁罗芬的醌甲基化物。图4描绘了其中一些化合物对MDA-MB-231 细胞的IC50值。

一般来说，二茂铁作为分子内**“antenna”和稳定的碳正离子“调节剂”来改变二茂铁类似物的抗癌特性。另一方面，两个关键的结构参数有助于醌甲基化物的形成：（i）二茂铁-烯-对苯酚结构和（ii）E-几何。OH或二茂铁位置的变化会降低抗增殖活性。

此外，与不含苯酚的复合物^{[复合物是由两种或两种以上元素组成的物质。]}相比，含有一或两个苯酚单元的二茂铁复合物对 MDA-MB-231细胞的细胞毒性明显更高。二茂铁-苯酚复合物增加的细胞毒性是由于相对较弱的孤对相互作用稳定了QM中的E构象。然而，由于高反应性，QM 10可以与各种细胞硫醇进行1,8-迈克尔加成。此外，它还可以在生物介质中转化为茚12–14。例如，在癌细胞中，9a的**重排导致 QM (E)-10a，在进一步重排后形成茚12a。 12a已被鉴定为组织蛋白酶B抑制剂，对MDA-MB-231 细胞具有中等活性，IC50为17.5 μM（图4）。 QMs 10a和10b（IC50分别为2.6 和2.2 μM）均被鉴定为硫氧还蛋白还原酶 (TrxRs) 抑制剂。由于迈克尔将TrxRs 的硒代半胱氨酸残基Sec498添加到QMs，因此在这些QMs中观察到TrxRs抑制。这些发现支持二茂铁QM的参与及其在各种生物靶标中的重要性。

2.1.2.二甲基亚铁酰胺

由于其刚性结构可以充分结合受体中的活性位点，二铁烯核在生物有机金属化学中引起了极大的兴趣。Jaouen等人发表了一项研究刚性二茂铁-1-亚基 (Fpd) 19-21和柔性二茂铁基亚丙基 (Fcpd) 22-24杂交体在MCF-7和MDA-MB-231细胞上的抗乳腺癌潜力的工作。结果与有机类似物16-18进行了比较（图5）。杂种 19-24的SAR建立的主要发现包括：(i) 二茂铁​​的添加提高了抗癌活性。例如，类似物21 (IC50 = 0.94 μM) 对MDA-MB-231细胞的活性是SAHA 18 (IC50 = 3.64 μM) 的4倍； (ii)灵活的Fcpd类似物22-24对MDA-MB-231细胞有选择性； (iii) 刚性Fpd衍生物^{[衍生物（derivative）指一种简单化合物中的氢**或**团被其他**或**团取代而衍生的较复杂的产物。]}19-21对MCF-7细胞系具有选择性。此外，还注意到刚性类似物19-21对MCF-7细胞的细胞毒性高于有机16-18和柔性22–24类似物。特别是，两个二茂铁系列的循环伏安图表明它们具有电化学活性和可**性。因此，它们可以转化为三价铁中间体，然后可以通过产生ROS发挥抗增殖作用。此外，导致其抗增殖作用的其他因素包括通过激活肿瘤抑制基因或由细胞内**还原现象引起的DNA损伤诱导细胞凋亡的能力。

图5. 将二茂铁包含在具有抗增殖活性的OPOA 16、PSA 17、SAHA 18 中（图片来源：J. Med. Chem.）。

2.1.3.抗雄激素的二茂铁衍生物即类固醇和非类固醇

Nilutamide (Nilandron) 是一种用于治疗前列腺癌的抗癌剂。帕扬等人通过将二茂铁部分掺入非甾体类抗雄激素尼鲁米特中合成了衍生物25-26，并评估了它们对激素依赖性前列腺癌细胞 (LNCaP) 和激素非依赖性 (PC-3) 细胞的抗癌潜力（图6）。引入一个羟烷基得到了RU58841，它显示出比尼鲁胺更好的细胞毒性潜力。简而言之，二茂铁的加入提高了尼鲁米特的抗癌活性，这种改善在结构上与二茂铁的芳香性而非亲脂性有关。

图6. 具有抗癌活性的尼鲁米特-二茂铁杂化物（图片来源：J. Med. Chem.）。

Top等在睾酮和DHT的C-17位置引入二茂铁，产生杂交体28-31，以改变它们对PC-3细胞的抗癌活性（图7）。据观察，睾酮和DHT对PC-3 细胞系没有影响。然而，二茂铁的添加在 28、29、30 和 31 中产生了良好的抗增殖作用，IC50 值分别为4.7、8.3、5.5和12.2 μM。增加的抗癌作用与二茂铁的芬顿型**还原特性有关。

图7. 二茂铁-睾酮和二茂铁-DHT 杂交体（图片来源：J. Med. Chem.）。

雌二醇与二茂铁结合后，在激素反应性（MCF-7和HT-29）和HeLa细胞中显示出有希望的抗癌作用。它用作将二茂铁递送至雌激素受体的载体。羟醛缩合反应用于合成甾体药物的二茂铁类似物 (32-39)，即睾酮、甲基睾酮、雄酮、17-羟基孕烯醇酮、雌酮、反式雄酮、孕烯醇酮和脱氢表雄酮 (DHEA) (图8）。在 HT-29细胞上，雄酮、孕烯醇酮和 DHEA 显示出中等活性，IC50范围在65和171 μM 之间。然而，在这些类固醇中加入二茂铁核心会增加它们的抗癌特性。在 MCF-7 和 HT-29 细胞上，化合物34的 IC50 分别为 14 和 1.2 μM，优于他莫昔芬（IC50 (MCF-7) = 47 μM）和顺铂（IC50 (HT-29) = 66 μM））。最有效的化合物32对HeLa 细胞的GI50为0.223 μg/mL，与阿霉素相当。尽管尚未确定确切的作用机制，但二茂铁衍生的类固醇的活性与二茂铁离子和细胞毒性ROS的产生有关。

图8. 包含二茂铁对类固醇抗癌活性的影响（图片来源： J. Med. Chem.）。

2.1.4.二茂铁-维甲酸杂化物

类视黄醇，包括维生素A代谢物，如视黄醇、反式-视黄酸和13-顺-视黄酸，用于治疗乳腺癌、子宫内膜癌和内皮癌。Long等人通过铃木反应制备了13-顺式-视黄酸的二茂铁类似物（40a-h），以提高视黄醇衍生物对A549（肺癌）、BEL7404（肝癌）和Tca（舌癌）细胞的生物活性（图9）。生物学结果表明，在40a-h内增加链长并用脂肪链取代芳基会降低抗癌活性。然而，二茂铁的添加增加了分子对所有测试细胞系的抗增殖作用。最有效的衍生物40a在A549、BEL5404 和 Tca 细胞中的 IC50s分别为 20.4、22.3 和 18.0 M。

图9. 类视黄醇的二茂铁类似物及其对抗癌活性的影响（图片来源： J. Med. Chem.）。

2.1.5.二茂铁-糖拼合

糖与癌细胞侵袭、转移和肿瘤血管生成有关。几种通过乙缩醛、酰胺或三唑连接的基于戊糖和己糖的二茂铁杂化物在癌细胞中显示出细胞毒性。Hottin等人制备了一系列亚氨基-糖-二茂铁杂化物42-43，以精确可视化二茂铁取代芳环对其抗癌活性的影响（图10）。来自生物数据的SAR表明以下事实：(i)用二茂铁 (42a; IC50 = 1.6 μM) 替换苯环(41; IC50 = 4.5 μM) 提高了岩藻糖苷酶的抑制作用; (ii) 42a-c具有良好的抗岩藻糖苷酶活性，IC50范围为1.2至1.6 μM，表明二茂铁的添加不影响吡咯烷与岩藻糖苷酶的结合；(iii)包含二茂铁提高了对MDA-MB-231细胞的活性。例如，42c的细胞毒性是顺铂的10倍，而41和43是无活性的；(iv) 吡咯烷环的 C-2 处的构型极大地影响了抑制效力。例如，具有2R配置的43的活性比具有2S配置的42a-c低10倍。

图10. 二茂铁对亚氨基糖的岩藻糖苷酶抑制活性的影响（图片来源： J. Med. Chem.）。

Hottin等人扩展了初步研究并合成了二茂铁类似物45，在吡咯烷和二茂铁基序之间有一个三唑接头，以提高对 MDA-MB-231 和 SK-MEL28（人类黑色素瘤）细胞的抗岩藻糖苷酶和抗癌活性（图11）。

图11. 替代二茂铁对岩藻糖苷酶抑制的影响（图片来源： J. Med. Chem.）。

2.1.6.二茂铁-1,4-萘醌杂化物

Ahmad等人通过修饰46a和46b中的 N-烷基侧链和 2-吡啶基部分合成了二茂铁取代的 Lawsone Mannich碱47a-d，并在癌症（MDA-MB-231、BxPC-3 和 PC-3）细胞上进行了测试。目标化合物的抗增殖活性顺序为：47b > 47c > 47a > 47d。最有希望的化合物47b在 PC-3 细胞上超过了现有的 Lawson Mannich 碱和 46a-b，这可能归因于在富含ROS的环境中二茂铁的激活（图12）。此外，47b 对 HCT-116（结肠癌）和 KBV1/Vbl（宫颈癌）细胞等耐药人类癌细胞显示出增强的抗增殖作用。

图12. 基于二茂铁的劳松曼尼希碱(lawsone Mannich)的抗癌活性（图片来源： J. Med. Chem.）。

Guettler等人研究了天然抗癌剂白花莲和胡桃的茂金属（二茂铁和钌）配合物（50-53）在一组癌症（518A2、HCT-116 和 KB-V1/Vbl）细胞上的抗癌潜力。基于茂金属的结构调制证明了以下关于SAR的有趣事实：(i)白花素的二茂铁 (50: IC50 1.1 μM) 和钌 (52a: IC50 0.9 μM) 类似物显示出比白花素更好的抗癌效果 (IC50 26.2 μM) 对抗耐药KB-V1/Vbl 细胞；(ii) 然而，只有复合物50对518A2和HCT-116 细胞表现出比52a更好的活性；(iii)将二茂铁添加到胡桃(51)导致对所有测试细胞系的抗癌活性完全丧失。最有效的杂交50对518A2、HCT-116 和 KB-V1/Vbl 细胞的 IC50分别为0.5、4.7和1.1 μM（图13）。然而，有趣的是注意到基于白花素的金属络合物50和52a的作用机制与白花素的作用机制显著不同。两种杂种都表现出从G2-M（白花甘素）到G1-S细胞周期停滞的转变。此外，金属配合物对线性DNA的亲和力比白花丹素高。这种行为差异归因于存在大的正交金属碎片，这些碎片附着在与DNA一起运行的嵌入萘醌单元上，或导致额外的ROS诱导的损伤。此外，对P-糖蛋白 (Pgp) 介导的钙黄绿素-AM外排泵（在多药耐药 KB-V1/Vbl 细胞中过度表达）的更高抑制可以解释50和52a对该细胞系的抗增殖作用增强。另一方面，Plumbagin未能抑制Pgp的药物外排泵。因此，这些结果表明，萘醌的二茂铁基修饰被证明可有效开发新型金属基抗癌剂。

图13. 白花素-二茂铁和胡桃-二茂铁拼合物的抗癌活性（图片来源： J. Med. Chem.）。

2.1.7.二茂铁-类姜黄素杂交衍生物

为了改善姜黄素类似物的抗癌特性，Arezki等人通过取代芳环或将二茂铁引入类姜黄素（54-57）合成二茂铁-类姜黄素（58-65）。研究了化合物对B16（鼠黑色素瘤）和 NIH3T3（正常）细胞的体外抗增殖活性。SAR显示，直接将二茂铁添加到类姜黄素54和56中同时保持其基本结构使其抗增殖能力加倍，IC50 值为 62 和 64。这一证据表明，二酮功能与二茂铁结合可能是提高抗癌效果所必需的.另一方面，用二茂铁 (61) 代替芳基核 (55) 会降低抗增殖作用（图14）。具体而言，化合物 62 在 B16、NIH3T3 和 ITP 细胞中表现出卓越的抗癌活性，IC50 分别为 4.2、6.9、12.5 μM。因此，二茂铁的加入提高了分子的活性和选择性，同时它与作为间隔基的丙烯酮配对导致了优异的微管蛋白聚合抑制。

图14.抗增殖类姜黄素-二茂铁杂交衍生物（图片来源： J. Med. Chem.）。

Pedotti及其同事使用 Claisen-Schmidt 缩合反应合成了基于姜黄素的生物活性分子、脱氢姜油酮和姜油酮的二茂铁类似物 (70-73)，并评估了它们对PC12细胞的抗增殖潜力。据观察，缺乏二茂铁的衍生物如67-68在10~40 μM 的浓度范围内表现出中等至良好的细胞毒性作用。然而，PC-12 细胞与二茂铁查耳酮 (70-73) 和H2O2的共同暴露通过降低细胞活力导致细胞毒性作用显着增强。值得注意的是，与相应的单体70/71相比，带有联苯结构和OMe基团的杂化物72显示出非常好的细胞毒性（图15）。注意到具有1 μM 抗增殖和凋亡活性的69对 PC12 细胞具有相当大的毒性，而相应的二茂铁类似物72显示出4倍的细胞活力水平增加。总体而言，二茂铁查耳酮70-73 表现为在H2O2存在下被激活的前药。这些杂种中的二茂铁显着增加了由H2O2引起的**应激，导致癌细胞凋亡和选择性DNA损伤。

图15. 脱氢姜油酮-二茂铁杂化物（图片来源： J. Med. Chem.）。

2.1.8.二茂铁-香豆素杂化物

Mbaba等人报道了新生霉素（一种从链霉菌属细菌中分离的抗生素）的有机（74a-d）和二茂铁衍生物（75-76）在HCC38和MDA-MB-231细胞上的合成和抗癌潜力，使用紫杉醇^{[紫杉醇别名红豆杉醇，泰素，紫素，特素，是目前已发现的最优秀的天然抗癌药物，在临床上已经广泛用于乳腺癌、卵巢癌和部分头颈癌和肺癌的治疗。]}作为阳性对照，新生霉素作为参考（图 16）。有趣的是，与新生霉素相比，二茂铁的引入提高了抗癌活性。然而，与紫杉醇相比，这些影响可以忽略不计。

图16. 对新生霉素包含二茂铁抗乳腺癌活性的影响（图片来源：J. Med. Chem.）。

紫檀和香豆素骨架在属于豆科的许多异黄酮中作为结构核心存在。科瓦尔斯基等人研究了二茂铁-紫檀木/香豆素类似物 (77-80) 对 MVF-7、MDA-MB-231、HT-29 和 RC-124（人肾上皮）细胞的抗增殖潜力，并将结果与​​香豆素（结构类似物）进行了比较紫檀和香豆素）（图17）。

图17. 紫檀-二茂铁和香豆素-二茂铁杂化物的抗癌活性（图片来源： J. Med. Chem.）。

2.1.9.二茂铁-吲哚杂化物

Quirante等人报道了2-苯基吲哚的一系列有机 (81a-g) /二茂铁衍生物 (82a-g) 对 A549（人肺癌）细胞系的合成和抗增殖活性（图18）。

图18. 2-苯基吲哚-二茂铁杂化物的抗癌潜力（图片来源：J. Med. Chem.）。

Muenzner等人合成的3,3′-二吲哚基甲烷 (DIM) 的二茂铁类似物 (83a-b)，旨在针对一组三种DIM抗性 (518 A2、Kb-V1/Vbl、HT-29、MDA-MB-231、PC -3和BxPC-3)细胞。显然，将二茂铁引入无活性的DIM导致所有测试细胞系的抗增殖效率提高。二茂铁类似物83a成为最有前途的杂交体，IC50分别为1.0、3.0、6.3 和 <5 μM，分别针对518A2、Kb-V1/Vbl、HT-29 和 BxPC-3 细胞（图19）。

图19. 3,3&amp;amp;#39;-二吲哚基甲烷 (DIM)-二茂铁杂化物的抗癌活性（图片来源：J. Med. Chem.）。

2.1.10.抗有丝分裂剂秋水仙碱的二茂铁类似物

Kowalczyk和同事合成了秋水仙碱的二茂铁/钌茂类似物 (84-85)，秋水仙碱是一种抗有丝分裂化合物，负责细胞凋亡和细胞凋亡死亡（图20）。

图20.包含二茂铁/二茂铁对秋水仙碱抗癌活性的影响（图片来源：J. Med. Chem.）。

2.1.11.微管蛋白聚合抑制剂的二茂铁类似物

鉴于紫杉醇 (Taxol) 和多西紫杉醇 (Taxotere) 都是出色的抗肿瘤药物，Plazuk 及其同事设计并合成了二茂铁-紫杉醇/多西紫杉醇混合物86-88，以研究结构变化对抗癌活性的影响。在一组耐多药(MDR)人结肠腺癌SW620（SW620C、D、E、M 和V，以ABC蛋白的过度表达为特征）细胞上筛选所得化合物。在研究中观察到了几种趋势，包括（i）二茂铁-紫杉醇杂合体86a-d，通过2′-O-位的酯键连接，对 SW620和SW620 M细胞比紫杉醇更具活性；(ii) 86a-d对SW620D 和 SW620E 细胞的活性高于多西他赛；(iii) 二茂铁​​取代 3′-N-苯甲酰基部分产生杂合88a (IC50 = 0.11 μM)，其具有比紫杉醇更好的细胞毒作用 (IC50 = 1.11 μM)； (iv)增加链长会降低活性。例如，在二茂铁和胺之间添加丁基间隔基（88b；IC50 = 5.18 μM）可将细胞毒性降低4倍；(v) 二茂铁​​-紫杉醇杂交体87a-d，通过将二茂铁与紫杉醇的2′-OH 基团连接而获得，其对SW620 细胞的活性比紫杉醇低 2-10 倍，除了87b（图21）。

图21. 紫杉醇-二茂铁和多西紫杉醇-二茂铁杂交体的抗癌分析（图片来源：J. Med. Chem.）。

基于在紫杉醇的侧链中加入二茂铁所获得的有希望的结果，Plazuk 等人扩展研究以合成两组基于二茂铁的紫杉醇衍生物89a-d和90a-d/91a-d作为抗癌剂。 SAR中最重要的发现包括：(i) ferrocenyl-2′,3′-epi-paclitaxel 杂合体 91a-d 没有活性，除了91a，它在SW620、Colo205和MCF-7 细胞上有活性; (ii)二茂铁​​的位置显着影响生物活性的顺序如下：未取代(89a)>间位取代(89c)>对位取代(89d)>邻位取代(89b)；(iii) 用二茂铁代替紫杉醇的苯基异丝氨酸部分中的3′ 苯基核提高了活性，如89a所示；(iv) 在紫杉醇中添加二茂铁使90a中的抗增殖活性降低了 2 倍。基于这些发现，89a成为所有测试菌株中最有希望的衍生物（图22）。

图22. 紫杉醇-二茂铁杂化物（图片来源：J. Med. Chem.）。

后来，Wieczorek 等人报道了普那布林 NPI-2358 的二茂铁类似物(92-94) 对一组癌细胞的抗癌活性，包括MCF-7、HepG2、SW620以及过度表达多药耐药变体的ABC转运蛋白（ATP 结合盒超家族成员）。Plinabulin NPI-2358 目前正在进行非小细胞肺癌的II期临床试验。生物学评价显示化合物92a和半类似物93和94对测试的细胞系无活性。然而，当存在较大的咪唑取代基，例如异丙基 (92c) 和叔丁基 (92d) 时，活性和微管蛋白聚合抑制显着增加（图23）。此外，细胞周期分析显示杂交体92c-d是有效的ABCB1和ABCG2抑制剂。

图23. 具有抗增殖活性的普那布林-二茂铁杂合体（图片来源：J. Med. Chem.）。

2.1.12.二茂铁-噻吩并嘧啶类似物作为 MNK 抑制剂

MNK（MNK1和MNK2）是丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 相互作用激酶，在细胞转化、转移、癌症发展和进展中发挥重要作用。MNK1/2 抑制剂已被证明可以抑制真核起始因子4E (eIF4E) 的磷酸化，这会影响参与肿瘤发生的mRNA 亚群的翻译。然而，癌细胞的MNK1a/1b 蛋白和 MNK1b-mRNA 水平升高，可用作三阴性乳腺癌的治疗靶点。Sansook等将二茂铁引入95以在MNK1/2激酶的活性位点容纳一个大的疏水口袋，从而提高MNK1/2抑制剂的生物活性（图24）。