專利名稱:包含巴比妥酸衍生物的改進(jìn)成象劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及體內(nèi)成象的診斷成象劑。該成象劑包含用適用于體內(nèi)診斷成象的成象部分在5-位標(biāo)記的合成巴比妥酸(barbituric acid)衍生物。
背景技術(shù):
巴比妥酸,或嘧啶-2,4,6-三酮是為已知藥物。其衍生物,特別是5 巴比妥酸位(即嘧啶環(huán)的CH2)引入取代基產(chǎn)生的那些衍生物也是已知藥物。巴比妥(即5,5-二乙基巴比妥酸)就是實(shí)例。
Grigsby等[J.Nucl.Med.,22(6),摘要第12頁(1981)]公開了用親脂性75Se和123mTe標(biāo)記的巴比妥(barbiturate)衍生物,其中放射性同位素為5位芳烷基取代基的部分,為潛在的局部腦血流成象放射藥物。
US 3952091公開了用于巴比妥藥物的體外放射免疫測定的化合物,其包含用放射性同位素125I在5位標(biāo)記的巴比妥酸。
US 4244939公開了用于巴比妥藥物的體外放射免疫測定的化合物,其包含用放射性同位素125I或131I任選通過連接基團(tuán)在1-或3-位(即環(huán)氮)標(biāo)記的巴比妥酸。
WO 01/60416公開了基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)抑制劑的螯合劑軛合物,以及它們在制備含診斷金屬的金屬絡(luò)合物中的用途。所述MMP抑制劑的具體類別有異羥肟酸酯(鹽),特別為琥珀酰基異羥肟酸酯(鹽)。
本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn),用成象部分在5位標(biāo)記的合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)抑制劑對(duì)于哺乳動(dòng)物體內(nèi)成象是有用的診斷成象劑。對(duì)于選擇的MMP特別對(duì)于明膠酶(MMP-2和MMP-9)以及膜結(jié)合的MT-MMP1(MMP-14)和3(MMP-16)加MMP-8,巴比妥酸MMP抑制劑(即嘧啶-2,4,6-三酮)可比異羥肟酸衍生物顯示出更強(qiáng)的選擇性。對(duì)于成象劑來說,這導(dǎo)致降低不必要的背景活動(dòng),并因而改善了信噪。巴比妥酸衍生物比異羥肟酸或肽基MMP抑制劑更具親脂性,這意味著由于其親脂性,本發(fā)明成象劑能更好地通過細(xì)胞膜或血腦屏障。因此,預(yù)計(jì)本發(fā)明成象劑也可用于腦病(例如腦腫瘤、肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化、阿爾茨海默病)或腦內(nèi)其它MMP活性部位成象。
本發(fā)明成象劑用于疾病(炎性、惡性和變性疾病)范圍內(nèi)的體內(nèi)診斷成象,已知其中涉及具體基質(zhì)金屬蛋白酶。這些疾病包括(a)動(dòng)脈粥樣硬化,其中各種MMPs過度表達(dá)。在人動(dòng)脈粥樣硬化性斑塊中已經(jīng)檢測出MMP-1、3、7、9、11、12、13和MT1-MMP的水平提高[S.J.George,Exp.Opin.Invest.Drugs,9(5),993-1007(2000)及其參考文獻(xiàn)]。MMP-2[Z.Li等,Am.J.Pathol.,148,121-128(1996)]和MMP-8[M.P.Herman等,Circulation,104,1899-1904(2001)]在人粉瘤中的表達(dá)也有報(bào)道;(b)慢性心力衰竭(Peterson,J.T.等,開發(fā)基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑用于治療心力衰竭,Drug Dev.Res.(2002),55(1),29-44報(bào)道了MMP-1、MMP-2、MMP-3、MMP-8、MMP-9、MMP-13和MMP-14在心力衰竭中上調(diào));(c)癌癥[Vihinen等,Iht.J.Cancer 99,p157-166(2002)涉及癌癥的MMP綜述,特別說明了MMP-2、MMP-3、MMP-7和MMP-9];(d)關(guān)節(jié)炎[Jacson等,Inflamm.Res.50(4),p183-186(2001),″類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎中選擇性基質(zhì)金屬蛋白酶抑制-靶向明膠酶A激活″,特別討論了MMP-2];(e)肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化[Lim等,J.Neurochem,67,251-259(1996);其中涉及MMP-2和MMP-9];(f)腦轉(zhuǎn)移瘤,報(bào)道其中涉及MMP-2、MMP-9和MMP-13[Spinale,Circul.Res.,90,520-530(2002)];(g)腦血管疾病,報(bào)道其中涉及MMP-2和MMP-9[Lukes等,Mol.Neurobiol.,19,267-284(1999)];(h)早老性癡呆,在染病組織中鑒別出MMP-2和MMP-9[Backstrom等,J.Neurochem.,58,983-992(1992)];(i)神經(jīng)炎性疾病,其中涉及MMP-2、MMP-3和MMP-9[Mun-Bryce等,Brain.Res.,933,42-49(2002)];(J)COPD(即慢性阻塞性肺病),報(bào)道其中MMP-1、MMP-2、MMP-8和MMP-9上調(diào)[Segura-Valdez等,Chest,117,684-694(2000)];(k)眼病變[Kurpakus-Wheater等,Prog.Histo.Cytochem.,36(3),179-259(2001)];(l)皮膚病[Herouy,Y.,Int.J.Mol.Med.,7(1),3-12(2001)]。
發(fā)明詳述一方面,本發(fā)明提供了一種成象劑,該成象劑包含用成象部分在巴比妥酸5-位標(biāo)記的合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑,其中成象部分可在體內(nèi)給予哺乳動(dòng)物所述標(biāo)記的合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑后檢出,所述成象部分選自(i)放射性金屬離子;(ii)順磁性金屬離子;(iii)發(fā)射γ射線的放射性鹵素;(iv)發(fā)射正電子的放射性非金屬;(v)超極化的NMR-活性原子核;
(vi)適用于體內(nèi)光成象的指示器;(vii)適用于血管內(nèi)檢測的β-放射體。
合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑的適合分子量為100-2000道爾頓,優(yōu)選分子量為150-600道爾頓,最優(yōu)選分子量為200-500道爾頓。
成象部分既可以由哺乳動(dòng)物體外進(jìn)行檢測,也可以由為體內(nèi)使用而設(shè)計(jì)的檢測器檢測,例如血管內(nèi)輻射或光學(xué)檢測器,如內(nèi)窺鏡,或由為手術(shù)中使用而設(shè)計(jì)的輻射探測器檢測。優(yōu)選的成象部分是那些在體內(nèi)給予后可以非侵入性方式在外部檢測的部分。最優(yōu)選的成象部分為放射性、特別為放射性金屬離子、發(fā)射γ射線的放射性鹵素和發(fā)射正電子的放射性非金屬,更特別為那些適用于使用SPECT或PET成象的部分。
當(dāng)成象部分為放射性金屬離子,即放射性金屬時(shí),合適的放射性金屬既可以為正電子放射體,如64Cu、48V、52Fe、55Co、94mTc或68Ga;也可以為γ-放射體,例如99mTc、111In、113mIn或67Ga。優(yōu)選的放射性金屬為99mTc、64Cu、68Ga和111In。最優(yōu)選的放射性金屬為γ放射體,特別為99mTc。
當(dāng)成象部分為順磁性金屬離子時(shí),合適的這種金屬離子包括Gd(III)、Mn(II)、Cu(II)、Cr(III)、Fe(III)、Co(II)、Er(II)、Ni(II)、Eu(III)或Dy(III)。優(yōu)選的順磁性金屬離子為Gd(III)、Mn(II)和Fe(III),特別優(yōu)選Gd(III)。
當(dāng)成象部分為發(fā)射γ射線的放射性鹵素時(shí),該放射性鹵素適合選自123I、131I或77Br。優(yōu)選的發(fā)射γ射線的放射性鹵素為123I。
當(dāng)成象部分為發(fā)射正電子的放射性非金屬時(shí),合適的這種正電子放射體包括11C、13N、15O、17F、18F、75Br、76Br或124I。優(yōu)選的發(fā)射正電子的放射性非金屬為11C、13N和18F,特別優(yōu)選11C和18F,最特別優(yōu)選18F。
當(dāng)成象部分為超極化的NMR-活性原子核時(shí),這種NMR-活性核具有非零核自旋,包括13C、15N、19F、29Si和31P。其中優(yōu)選13C。術(shù)語“超極化”意思是該NMR-活性原子核的極化程度增強(qiáng),超過其平衡極化程度。13C(相對(duì)于12C)的天然豐度為約1%,合適13C-標(biāo)記的化合物在超極化之前,適合濃化至豐度為至少5%,優(yōu)選至少50%,最優(yōu)選至少90%。本發(fā)明巴比妥酸5-位含碳取代基中,至少有一個(gè)碳原子適合富含13C,并且隨后超極化。
當(dāng)成象部分為適用于體內(nèi)光成象的指示器時(shí),該指示器為在光成象過程中能直接或間接檢測的任何部分。該指示器可以為光散射體(如有色或無色顆粒)、光吸收劑或光發(fā)射體。更優(yōu)選指示器為染料,如發(fā)色團(tuán)或熒光化合物。染料可為與波長為紫外光至近紅外光的電磁譜中的光相互作用的任何染料。最優(yōu)選指示器具有熒光特性。
優(yōu)選的有機(jī)發(fā)色和熒光指示器包括具有廣泛離域電子系統(tǒng)的指示器,例如菁藍(lán)、份菁、吲哚菁、酞菁、萘酞菁、三苯基次甲基染料、卟啉、pyrilium染料、thiapyriliup染料、squarylium染料、croconium染料、azulenium染料、靛苯胺、苯并吩噁嗪鎓染料、苯并硫雜吩噻嗪鎓染料、蒽醌、napthoquinones、陰丹士林、鄰苯二甲酰基吖啶酮、三(苯酚合苯醌)、偶氮染料、分子內(nèi)和分子間電荷轉(zhuǎn)移染料和染料絡(luò)合物、環(huán)庚三烯酮、四嗪、二(二硫醇烯)絡(luò)合物、雙(苯-二硫羥酸鹽)絡(luò)合物、碘苯胺染料、二(S,O-二硫醇烯)絡(luò)合物。熒光蛋白,如綠熒光蛋白(GFP)和具有不同吸收/發(fā)射特性的改性GFP也有用。某些情況下,會(huì)采用某些稀土金屬(例如銪、釤、鋱或鏑)絡(luò)合物,如熒光納米晶體(量子點(diǎn))。
可采用的發(fā)色團(tuán)特別實(shí)例包括熒光素、磺基若丹明101(TexasRed)、若丹明B、若丹明6G、若丹明19、吲哚菁綠、Cy2、Cy3、Cy3.5、CY5、Cy5.5、Cy7、Marina Blue、Pacific Blue、Oregon Green 488、OregonGreen 514、四甲基若丹明和Alexa Fluor 350、Alexa Fluor 430、AlexaFluor 532、Alexa Fluor 546、Alexa Fluor 555、Alexa Fluor 568、Alexa Fluor594、Alexa Fluor 633、Alexa Fluor 647、Alexa Fluor 660、Alexa Fluor680、Alexa Fluor 700和Alexa Fluor 750。
特別優(yōu)選的染料在3μm-400nm之間、特別在600-1300nm之間的可見或近紅外區(qū)域有最大吸收。
光成象方式和測量技術(shù)包括但不限于發(fā)光成象、內(nèi)窺鏡、熒光內(nèi)窺鏡、光學(xué)相干性X線斷層照相術(shù)、透射成象、時(shí)間分辨透射成象、同焦點(diǎn)成象、非線性顯微鏡、光聲成象、聲光成象、分光鏡檢查、反射光譜法、干擾量度法、相干性干擾量度法、漫射光X線斷層照相術(shù)、熒光調(diào)節(jié)的漫射光X線斷層照相術(shù)(連續(xù)波、時(shí)域和頻域系統(tǒng))和光散射、吸收、極化、發(fā)光、熒光壽命、量子產(chǎn)率、猝滅的測量。
當(dāng)成象部分為適用于血管內(nèi)檢測的β-放射體時(shí),合適的這類β-放射體包括放射性金屬67Cu、89Sr、90Y、153Sm、186Re、188Re或192Ir,和非金屬32P、33P、38S、38Cl、39Cl、82Br和83Br。
本發(fā)明成象劑優(yōu)選式I[{抑制劑}-(A)n]m-[成象部分] (I)其中{抑制劑}為合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑;-(A)n-為連接基團(tuán),其中各A獨(dú)立為-CR2-、-CR=CR-、-C≡C-、-CR2CO2-、-CO2CR2-、-NRCO-、-CONR-、-NR(C=O)NR-、-NR(C=S)NR-、-SO2NR-、-NRSO2-、-CR2OCR2-、-CR2SCR2-、-CR2NRCR2-、C4-8亞雜環(huán)烷基、C4-8亞環(huán)烷基、C5-12亞芳基或C3-12亞雜芳基、氨基酸或單分散聚乙二醇(PEG)結(jié)構(gòu)單元;其中R獨(dú)立選自H、C1-4烷基、C2-4烯基、C2-4炔基、C1-4烷氧基烷基或C1-4羥基烷基;n為0-10的整數(shù),和m為1、2或3。
應(yīng)認(rèn)識(shí)到式I中連接基團(tuán)-(A)n-的作用為使成象部分遠(yuǎn)離巴比妥金屬蛋白酶抑制劑的活性部位。當(dāng)成象部分體積相對(duì)大時(shí)(如金屬絡(luò)合物)尤其重要,這樣可使抑制劑與MMP酶之間的結(jié)合不被削弱。這可通過柔性結(jié)合(如單烷基鏈)來實(shí)現(xiàn),以使體積大的基團(tuán)具有使自己位于離開活性部位的自由度和/或剛性,如可定向使金屬絡(luò)合物離開活性部位的環(huán)烷基或芳基間隔。
連接基團(tuán)性質(zhì)也可用于改變成象劑的生物分布。因而,例如在連接基團(tuán)中引入醚基,有助于使血漿蛋白結(jié)合最小化。當(dāng)-(A)n-包含單分散聚乙二醇(PEG)結(jié)構(gòu)單元或1-10個(gè)氨基酸殘基肽鏈時(shí),連接基團(tuán)可起改變成象劑體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)和血液清除率的作用。這樣的“生物改性劑”連接基團(tuán)可促進(jìn)成象劑從背景組織(如肌肉或肝臟)和/或血液中清除,由于減少背景干擾,因而得到更好的診斷影像。生物改性劑連接基團(tuán)也可用于跟蹤排泄的特殊路線,例如與經(jīng)肝臟相對(duì),經(jīng)腎臟排泄。
當(dāng)-(A)n-包含1-10個(gè)氨基酸殘基肽鏈時(shí),氨基酸殘基優(yōu)選選自甘氨酸、賴氨酸、天冬氨酸或絲氨酸。當(dāng)-(A)n-包含PEG部分時(shí),優(yōu)選包含衍生自單分散PEG樣結(jié)構(gòu)下式II 17-氨基-5-氧代-6-氮雜-3,9,12,15-四氧雜十七烷酸的聚合單元 其中n等于1-10的整數(shù),C端單元(*)連接成象部分。
當(dāng)連接基團(tuán)不包含PEG或肽鏈時(shí),優(yōu)選的-(A)n-基團(tuán)具有2-10個(gè)原子的組成-(A)n-部分的連接原子主鏈,更優(yōu)選2-5個(gè)原子,最優(yōu)選2-3個(gè)原子。2個(gè)原子的最小連接基團(tuán)主鏈具有的優(yōu)點(diǎn)為把成象部分與巴比妥酸金屬蛋白酶抑制劑完全分開,以便任何相互作用最小化。
例如亞烷基或亞芳基的非肽連接基團(tuán)具有的優(yōu)點(diǎn)為與共軛巴比妥酸MMP抑制劑無有效氫鍵合相互作用,以便連接基團(tuán)不能環(huán)繞在巴比妥酸MMP抑制劑上。優(yōu)選的亞烷基間隔基團(tuán)為-(CH2)q-,其中q為2-5。優(yōu)選的亞芳基間隔為下式
其中a和b獨(dú)立為0、1或2。
連接基團(tuán)-(A)n-優(yōu)選衍生自谷氨酸、琥珀酸、聚乙二醇基單元或式II的PEG樣單元。
當(dāng)成象部分包含金屬離子時(shí),該金屬離子作為金屬絡(luò)合物存在。因此,這種與金屬離子軛合的巴比妥酸金屬蛋白酶抑制劑軛合物合適為式Ia[{抑制劑}-(A)n]m-[金屬絡(luò)合物] (Ia)其中A、n和m的定義同上述式I。
術(shù)語“金屬絡(luò)合物”是指金屬離子與一種或多種配體的配位絡(luò)合物。對(duì)于金屬配位位置來說,特別優(yōu)選金屬絡(luò)合物為“抗轉(zhuǎn)移螯合”,即不容易與其它潛在競爭配體進(jìn)行配體交換。潛在競爭配體包括巴比妥酸部分自身加體外制劑的其它賦形劑(例如用于制劑中的放射防護(hù)劑或抗微生物防腐劑)或體內(nèi)內(nèi)源性化合物(例如谷胱甘肽、轉(zhuǎn)鐵蛋白或血漿蛋白)。
式I的金屬絡(luò)合物衍生自式Ib的配體軛合物[{抑制劑}-(A)n]m-[配體] (Ib)式I、Ia和Ib中,m優(yōu)選為1或2,最優(yōu)選為1。
用于本發(fā)明中、形成抗轉(zhuǎn)移螯合的金屬絡(luò)合物的合適配體包括螯合劑,其中2-6、優(yōu)選2-4個(gè)金屬配位原子排列形成5-或6-元螯形環(huán)(具有連接金屬配位原子的碳原子或非配位雜原子非配位骨架);或包含配位原子的單齒配體,牢固結(jié)合至金屬離子,例如異腈、膦或二氮烯化物,作為螯合劑部分牢固結(jié)合至金屬的配位原子類實(shí)例為胺、硫醇類、酰胺、肟和膦。膦形成牢固金屬絡(luò)合物以致于即使單配位基或二配位基膦也形成合適的金屬絡(luò)合物。異腈和二氮烯化物的線形幾何結(jié)構(gòu)使得它們自己不容易結(jié)合至螯合劑,因此典型地用作單齒配體。合適的異腈實(shí)例包括簡單烷基異腈,如叔丁基異腈和醚取代的異腈,如mibi(即1-異氰基-2-甲氧基-2-甲基丙烷)。合適的膦實(shí)例包括替曲膦和單配位基膦,例如三(3-甲氧基丙基)膦。合適的二氮烯化物實(shí)例包括HYNIC系列配體,即肼取代的吡啶或煙酰胺。
形成抗轉(zhuǎn)移螯合金屬絡(luò)合物的合適锝螯合劑實(shí)例包括但不限于(i)下式的二胺二肟 其中E1-E6各自獨(dú)立為R′基團(tuán);各R′為H或C1-10烷基、C3-10烷基芳基、C2-10烷氧基烷基、C1-10羥基烷基、C1-10氟代烷基、C2-10羧基烷基或C1-10氨基烷基,或2個(gè)或多個(gè)R′基團(tuán)與它們所連接的原子形成碳環(huán)、雜環(huán)飽和或不飽和環(huán),并且其中一個(gè)或多個(gè)R′基團(tuán)軛合至巴比妥酸MMP抑制劑;Q為式-(J)f-的橋連基;其中f為3、4或5,并且各J獨(dú)立為-O-、-NR′-或-C(R′)2-,條件是-(J)f-含一個(gè)最大的J基團(tuán),該基團(tuán)為-O-或-NR′-。
優(yōu)選的Q基團(tuán)如下Q=-(CH2)(CHR′)(CH2)-即丙二胺肟或PnAO衍生物;Q=-(CH2)2(CHR′)(CH2)2-即戊二胺肟或PentAO衍生物;Q=-(CH2)2NR′(CH2)2-。
E1至E6優(yōu)選選自C1-3烷基、烷基芳基、烷氧基烷基、羥基烷基、氟代烷基、羧基烷基或氨基烷基。最優(yōu)選各E1至E6基為CH3。
巴比妥酸MMP抑制劑優(yōu)選在E1或E6R′基團(tuán)、或Q部分的R′基團(tuán)軛合。最優(yōu)選巴比妥酸MMP抑制劑軛合至Q部分的R′基。當(dāng)巴比妥酸MMP抑制劑軛合至Q部分的R′基團(tuán)時(shí),R′基團(tuán)優(yōu)選在橋頭位置。在那種情況下,Q優(yōu)選為-(CH2)(CHR′)(CH2)-、-(CH2)2(CHR′)(CH2)2-或-(CH2)2NR′(CH2)2-,最優(yōu)選為-(CH2)2(CHR′)(CH2)2-。一個(gè)特別優(yōu)選的雙官能二胺二肟螯合劑為式III(螯合劑1)
從而合成巴比妥酸MMP抑制劑通過橋頭-CH2CH2NH2基團(tuán)軛合。
(ii)N3S配體,具有硫醇三酰胺給體組件(set)如MAG3(巰基乙?;伟被宜?及相關(guān)配體;或具有二酰胺吡啶硫醇給體組件如Pica;(iii)N2S2配體,具有二胺二硫醇給體組件如BAT或ECD(即乙基半胱氨酸鹽二聚物),或酰胺胺二硫醇給體組件如MAMA;(iv)N4配體,為具有四胺、酰胺三胺或二酰胺二胺給體組件的開鏈或大環(huán)配體,如cyclam、單氧代cyclam或二氧代cyclam;(v)N2O2配體,具有二胺二酚給體組件。
上述配體特別適用于絡(luò)合锝如94mTc或99mTc,并且由Jurisson等在[Chem.Rev.,99,2205-2218(1999)]中更詳盡地描述。這些配體也適用于其它金屬,例如銅(64Cu或67Cu)、釩(例如48V)、鐵(例如52Fe)或鈷(例如55Co)。在Sandoz的WO 91/01144中也描述了其它合適的配體,包括的配體特別適用于銦、釔和釓,特別是大環(huán)氨基羧酸鹽和氨基膦酸配體。形成釓的非離子(即中性)金屬絡(luò)合物的配體是已知的,并且在US 4885363中描述。當(dāng)放射性金屬離子為锝時(shí),配體優(yōu)選為四配位基螯合劑。锝優(yōu)選的螯合劑為二胺二肟,或上述具有N2S2或N3S給體組件的那些螯合劑。锝特別優(yōu)選的螯合劑為二胺二肟。
特別優(yōu)選合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑以這樣方式鍵合至金屬絡(luò)合物這種鍵合在血液中不容易代謝,否則標(biāo)記的金屬蛋白酶抑制劑在到達(dá)所需體內(nèi)靶位之前,就會(huì)導(dǎo)致金屬絡(luò)合物裂解。因此,合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑優(yōu)選經(jīng)不容易代謝的鍵合方式共價(jià)鍵合至本發(fā)明金屬絡(luò)合物。
當(dāng)成象部分為放射性鹵素例如碘時(shí),合適選擇的巴比妥酸MMP抑制劑包括非放射性鹵素原子,如芳基碘化物或溴化物(允許放射性碘交換);活化芳環(huán)(例如酚基);有機(jī)金屬前體化合物(如三烷基錫或三烷基甲硅烷基);或例如三氮烯的有機(jī)前體。Bolton[J.Lab.Comp.Radiopharm.,45,485-528(2002)]描述了引入放射性鹵素(包括123I和18F)的方法。放射性鹵素特別碘可連接的合適芳基實(shí)例如下 兩者都含取代基,該取代基允許放射性碘容易置換到芳環(huán)上。經(jīng)放射性鹵素交換,通過直接碘化作用,可合成含放射性碘的可供選擇的取代基,例如 當(dāng)成象部分為碘的放射性同位素時(shí),該放射性碘原子優(yōu)選經(jīng)直接共價(jià)鍵連接至芳環(huán)如苯環(huán),或乙烯基,因?yàn)楸娝苤I合至飽和脂族系統(tǒng)中的碘原子易于在體內(nèi)代謝,并因此丟失放射性碘。
當(dāng)成象部分包含氟的放射性同位素(如18F)時(shí),該放射性碘原子可采用18F-氟化物與適當(dāng)前體的反應(yīng)直接標(biāo)記來實(shí)現(xiàn),該前體具有優(yōu)異的離去基團(tuán),例如烷基溴化物、甲磺酸烷基酯或甲苯磺酸烷基酯。18F也可通過胺前體與例如18F(CH2)3OMs(其中Ms為甲磺酸酯)的烷化劑N-烷基化來引入,得到N-(CH2)318F,或與18F(CH2)3OMs或18F(CH2)3Br進(jìn)行羥基的O-烷基化。對(duì)于芳基系統(tǒng),18F-氟化物從芳基重氮鹽中置換氮,對(duì)芳基-18F衍生物來說是很好的路線。參見Bolton,J.Lab.Comp.Radiopharm.,45,485-528(2002)中對(duì)18F-標(biāo)記衍生物路線的描述。
優(yōu)選的本發(fā)明合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑為下式IV
其中R1為R″或Z基團(tuán);R2為R″、Y或-NR4R5,其中R4為H或R″基團(tuán),R5為H、C2-14?;?、C2-10氨基烷基、(N-C2-14?;?C2-10氨基烷基或R″基團(tuán),或R4和R5與它們連接的N原子一起形成任選(N-C2-14)?;腃2-8環(huán)狀氨基亞烷基(cycloaminoalkylene)環(huán);R″獨(dú)立為C1-14烷基、C3-8環(huán)烷基、C2-14烯基、C1-14氟代烷基、C1- 14全氟代烷基、C6-14芳基、C2-14雜芳基或C7-16烷基芳基;Z為式-A1O[A2O]pR3的基團(tuán),其中p為1或0,A1和A2獨(dú)立為C1-10亞烷基、C3-8亞環(huán)烷基、C1-10全氟代亞烷基、C6-10亞芳基或C2-10亞雜芳基,并且R3為R基,其中R獨(dú)立選自H、C1-4烷基、C2-4烯基、C2-4炔基、C1-4烷氧基烷基或C1-4羥基烷基;Y為下式基團(tuán) 其中E為CR2、O、S或NR6;并且R6為C2-14?;?、R″或Z基團(tuán)。
在式IV中,R2優(yōu)選為Y或-NR4R5。當(dāng)成象劑包含式IV的巴比妥酸MMP抑制劑時(shí),成象部分為發(fā)射γ射線的放射性鹵素或發(fā)射正電子的放射性非金屬,成象部分既可連接在R1取代基上,也可連接在R2取代基上。當(dāng)成象部分為放射性或順磁性金屬離子時(shí),式IV的R2取代基優(yōu)選連接或包含成象部分。
本發(fā)明特別優(yōu)選的合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑為式V
其中E為CHR或NR6,并且R1為C6-14正烷基或C6-14芳基。優(yōu)選的式V合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑為那些具有E=NR6和R6=C2-14?;囊种苿?(CH2)dOH,其中d為2、3、4或5;或-C6H4X,其中X為H、C1-4烷基、Hal、OR、NR2、NO2或SO2NR7R8,其中R7和R8獨(dú)立為R基,并且R如式IV(上述)中定義。
特別優(yōu)選的式V合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑為其中R1為正辛基、正癸基、聯(lián)苯基、C6H5X或-C6H4-O-C6H4X的那些抑制劑,其中X如上定義。
通過尿素與單或雙取代丙二酸酯衍生物的縮合,制備本發(fā)明巴比妥酸MMP抑制劑化合物。Foley等描述的更詳盡[Bioorg.Med.Chem.Lett,11,969-972(2001)]。式V MMP抑制劑化合物可通過Grams等的方法制備[Biol.Chem.382,1277-1285(2001)]。
當(dāng)本發(fā)明成象劑包含放射性或順磁性金屬離子時(shí),金屬離子適合以金屬絡(luò)合物形式存在。這樣的金屬絡(luò)合物適于通過式Ib與適當(dāng)?shù)慕饘匐x子通過軛合反應(yīng)制備。式Ib巴比妥酸MMP抑制劑的配體軛合物或軛合劑軛合物可通過雙官能的螯合方法制備。因此,熟知制備連接官能團(tuán)的配體或螯合劑(分別為“雙官能連接基團(tuán)”或“雙官能螯合物”)。連接的官能團(tuán)包括胺、硫氰酸酯、馬來酰亞胺和活性酯,例如N-羥基琥珀酰亞胺或五氟苯酚。本發(fā)明螯合劑1為胺官能化的雙官能螯合物實(shí)例。這種雙官能螯合物可與巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑上的合適官能團(tuán)反應(yīng),生成需要的軛合物。在巴比妥酸上這種合適的官能團(tuán)包括
羧基(用于與胺官能化的雙官能螯合劑成酰胺鍵);胺(用于與羧基或活性酯官能化的雙官能螯合劑成酰胺鍵);鹵素、甲磺酸酯和甲苯磺酸酯(用于胺官能化的雙官能螯合劑的N-烷基化)和硫醇(用于與馬來酰亞胺官能化的雙官能螯合劑的反應(yīng))。
本發(fā)明特別優(yōu)選的巴比妥MMP抑制劑的放射性標(biāo)記可采用“前體”方便進(jìn)行。當(dāng)成象部分包含金屬離子時(shí),這種前體適當(dāng)?shù)匕瑤в信潴w的巴比妥MMP抑制劑的“軛合物”,如下第四個(gè)實(shí)施方案中描述。當(dāng)成象部分包含非金屬放射性同位素,即發(fā)射γ射線的放射性鹵素或放射正電子的放射性非金屬時(shí),這類“前體”適當(dāng)?shù)匕欠派湫晕镔|(zhì),其設(shè)計(jì)使與簡便化學(xué)形式的所需非金屬放射性同位素的化學(xué)反應(yīng)可以最少的步驟(理想為一步)進(jìn)行,并且不需要顯著純化(理想為不再純化),即可得到需要的放射性產(chǎn)物。這類前體可以高化學(xué)純度方便獲得,任選以無菌形式提供。
可認(rèn)識(shí)到用于放射性標(biāo)記本發(fā)明特別優(yōu)選的巴比妥MMP抑制劑的“前體”(包括配體軛合物)如下制備 其中g(shù)=2或3式VI式VI化合物的末端-OH可轉(zhuǎn)化為甲苯磺?;⒓谆酋;蜾逖苌?,然后其與氨基官能化的螯合劑軛合(見流程1,g=2)
流程1 化合物2另一方面,所述前體的甲苯磺酸酯、甲磺酸酯或溴基可用[18F]氟化物置換,得到18F標(biāo)記的PET成象劑。
放射性碘衍生物可由相應(yīng)的酚前體制備 另一種方法將采用化合物23[Grams等,Biol.Chem.,382,1277-1285(2001)和實(shí)施例5步驟(h)]用于胺官能化螯合劑的N-烷基化
流程2 化合物23化合物23也可與胺反應(yīng),得到適用于放射性碘化的前體,例如 已制備非放射性碘化相似化合物24 化合物24化合物23也可轉(zhuǎn)化為放射性碘化的芳基三甲基甲硅烷基(TMS)前體 前體 碘化衍生物化合物23可轉(zhuǎn)化為用于放射性氟化的芳基重氮鎓前體,見流程6
流程6 另一種方法將采用C-5位氨基。這樣可期望螯合劑通過連接基團(tuán)軛合(流程3)流程3 這種伯胺取代的巴比妥可通過以下方法制備化合物23與芐基胺烷基化,隨后在標(biāo)準(zhǔn)條件下除去芐基保護(hù)基,如采用鈀/炭催化劑氫化。
另一種方法將采用哌嗪衍生物(化合物6,實(shí)施例7)連接螯合物。這種方法可通過哌嗪取代基仲胺與羧基或活性酯官能化的雙官能螯合劑直接軛合,或通過連接基團(tuán)。后者如流程4所示,其中胺官能化的螯合劑將連接在連接基團(tuán)的側(cè)鏈羧基官能團(tuán)
流程4 化合物6化合物6可酰化得到適用于放射性碘化的前體 前體 碘化衍生物化合物6也可與烷化劑反應(yīng)得到相應(yīng)N-官能化的具有N(CH2)218F取代基的哌嗪衍生物,該烷化劑適用于18F標(biāo)記,例如18F(CH2)2OTS(其中TS為甲苯磺酸酯基)或18F(CH2)2OMs(其中Ms為甲磺酸酯基)?;蛘?,化合物6可先與氯乙酰氯反應(yīng),得到N(CO)CH2Cl N-衍生化哌嗪(化合物11),隨后與HS(CH2)318F反應(yīng)
流程5 化合物11當(dāng)本發(fā)明成象劑包含放射性或順磁性金屬離子時(shí),該金屬離子適合以金屬絡(luò)合物形式存在。這種金屬絡(luò)合物適合通過式Ib與合適金屬離子軛合反應(yīng)制備。式Ib的巴比妥酸MMP抑制劑的配體軛合物或螯合劑軛合物可通過雙官能螯合方法制備。因此,制備連接官能團(tuán)的配體或螯合劑(分別為“雙官能連接基團(tuán)”或“雙官能螯合物”)的方法是熟知的。連接的官能團(tuán)包括胺、硫氰酸酯、馬來酰亞胺和活性酯,例如N-羥基琥珀酰亞胺或五氟苯酚。本發(fā)明螯合劑1為胺官能化的雙官能螯合物實(shí)例。這類雙官能螯合物可與巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑上的合適官能團(tuán)反應(yīng),得到需要的軛合物。在巴比妥酸上這類合適官能團(tuán)包括羧基(用于與胺官能化的雙官能螯合劑成酰胺鍵);胺(用于與羧基或活性酯官能化的雙官能螯合劑成酰胺鍵);鹵素、甲磺酸酯和甲苯磺酸酯(用于胺官能化的雙官能螯合劑的N-烷基化)和硫醇(用于與馬來酰亞胺官能化的雙官能螯合劑的反應(yīng))。
本發(fā)明放射性金屬絡(luò)合物可按以下方法制備用合適氧化態(tài)的放射性金屬溶液與合適PH下的式Ia配體軛合物反應(yīng)。該溶液優(yōu)選含弱絡(luò)合金屬的配體(如葡萄糖酸鹽(酯)或檸檬酸鹽(酯)),即放射性金屬絡(luò)合物通過配體交換或轉(zhuǎn)移螯合來制備。這種情況用于抑制不需要的副反應(yīng),例如金屬離子水解。當(dāng)放射性金屬離子為99mTC時(shí),常用原料為來自99Mo發(fā)生器的高锝酸鈉。锝以Tc(VII)氧化態(tài)的99mTc-高锝酸鹽存在,相對(duì)不反應(yīng)。因此為便于絡(luò)合,較低氧化態(tài)Tc(I)至Tc(V)的锝絡(luò)合物的制備,通常需要加入合適的藥學(xué)可接受的還原劑,例如氫硫化鈉、亞硫酸氫鈉、抗壞血酸、甲脒亞磺酸、亞錫離子、Fe(II)或Cu(I)。藥學(xué)可接受的還原劑優(yōu)選為亞錫鹽,最優(yōu)選為氯化亞錫、氟化亞錫或酒石酸亞錫。
當(dāng)成象部分為超極化的NMR-活性原子核例如超極化的13C原子時(shí),所需超極化化合物可通過從超極化氣體(如129Xe或3He)至合適的13C-富含的巴比妥酸衍生物極化交換來制備。
第二方面,本發(fā)明提供一種藥用組合物,該組合物包含上述成象劑以及生物相容的載體,其形式適用于哺乳動(dòng)物給藥?!吧锵嗳葺d體”為流體,特別為液體,成象劑可混懸或溶解于其中,以便組合物為生理上可耐受,即給予哺乳動(dòng)物后沒有毒性或感到不適。生物相容載體為適合的可注射載體液體,例如無菌、無熱原注射用水;例如鹽水的水溶液(可最后為平衡以便注射劑最終產(chǎn)品等滲或不低滲);一種或多種調(diào)節(jié)張力物質(zhì)的水溶液(如具有生物相容抗衡離子的等離子陽離子鹽),糖(如葡萄糖或蔗糖),糖醇(如山梨醇或甘露糖醇),甘醇(如甘油)或其它非離子多元醇物質(zhì)(如聚乙二醇、丙二醇等)。
第三方面,本發(fā)明提供一種放射藥用組合物,該組合物包含其中成象部分為放射性的上述成象劑以及生物相容載體(如上述定義),其形式適用于哺乳動(dòng)物給藥。這種放射藥物可適當(dāng)以具有密封的容器提供,該密封適用于皮下注射針單次或多次刺穿(如咬口(crimped-on)隔膜密封),同時(shí)保持完全無菌。這種容器可含單個(gè)或多個(gè)患者劑量。優(yōu)選的多劑量容器包含單體積小瓶(如10-30cm3體積),含有多個(gè)患者劑量,因而,符合臨床要求的制劑在有效期內(nèi),在各時(shí)間間隔可將單患者劑量抽取進(jìn)臨床級(jí)注射器中。預(yù)填充注射器設(shè)計(jì)為含有單人劑量,并且因此優(yōu)選一次性或其它適用于臨床應(yīng)用的注射器。為防止操作者免受放射劑量,該預(yù)填充注射器可任選提供注射器防護(hù)物。合適的這種放射藥物注射器防護(hù)物為本領(lǐng)域所熟知,并優(yōu)選包含鉛或鎢。
當(dāng)成象部分包含99mTc時(shí),適用于診斷成象的放射藥物的放射性含量為99mTc的180-1500MBq,這取決于體內(nèi)成象部位、攝取和靶對(duì)背景的比率。
第四方面,本發(fā)明提供了合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑與配體的軛合物,其中巴比妥酸包含5-位取代基,并且所述5位取代基包含配體。所述配體軛合物用于制備放射性金屬離子或順磁性金屬離子標(biāo)記的合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑。優(yōu)選配體軛合物為上述定義式Ib。最優(yōu)選配體軛合物的合成巴比妥酸MMP抑制劑為上述定義式IV。理想地是配體軛合物的合成巴比妥酸MMP抑制劑為上述定義式V。本發(fā)明第四方面的軛合物配體優(yōu)選為螯合劑。優(yōu)選螯合劑具有二胺二肟、N2S2或N3S給體組件。
第五方面,本發(fā)明提供用于制備放射藥物制劑的前體,其中成象部分包含非金屬放射性同位素,即發(fā)射γ射線的放射性鹵素或發(fā)射正電子的放射性非金屬。這類“前體”適當(dāng)?shù)匕铣砂捅韧谆|(zhì)金屬蛋白酶抑制劑物質(zhì)的非放射性衍生物,其設(shè)計(jì)使與簡便化學(xué)形式的所需非金屬放射性同位素的化學(xué)反應(yīng)可以最少的步驟(理想為一步)進(jìn)行,并且不需要顯著純化(理想為不再純化),即可得到需要的放射性產(chǎn)物。這類前體可以高化學(xué)純度方便獲得。合適的前體衍生物見Bolton,J.Lab.Comp.Radiopharm.,45 485-528(2002)一般描述。
該實(shí)施方案中優(yōu)選的前體包含以下的衍生物進(jìn)行親電性或親核性鹵化;容易與烷化劑進(jìn)行烷基化,該烷化劑選自烷基或氟代烷基鹵化物、甲苯磺酸酯、三氟甲磺酸酯或甲磺酸酯;或形成硫醚鍵的烷基化硫醇部分。第一類實(shí)例為(a)有機(jī)金屬衍生物,如三烷基錫烷(如三甲基錫烷基或三丁基錫烷基),或三烷基硅烷(如三甲基甲硅烷基);(b)用于鹵素交換的烷基或芳基碘化物或溴化物,用于親核性鹵化的甲苯磺酸烷基酯或甲磺酸酯;(c)活化用于親電性鹵化的芳環(huán)(如酚),和活化用于親核性鹵化的芳環(huán)(如芳基碘、芳基重氮鎓或硝基芳基化合物)。
優(yōu)選的容易進(jìn)行烷基化的衍生物有醇、酚或胺基,特別是酚和無空間位阻的伯或仲胺。
優(yōu)選的烷基化含放射性同位素的硫醇反應(yīng)物的衍生物為N-鹵乙?;?,特別為N-氯乙?;蚇-溴乙?;苌?。
優(yōu)選的理想非金屬放射性同位素的適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)形式包括(a)鹵離子(例如123I-碘化物或18F-氟化物),特別是在含水介質(zhì)中,用于取代反應(yīng);(b)11C-甲基碘化物或18F-氟亞烷基化合物,用有效離去基團(tuán)例溴化物、甲磺酸酯或甲苯磺酸酯官能化;(c)HS(CH2)318F,用于與烷基化前體N-氯乙?;騈-溴乙酰基衍生物的S-烷基化反應(yīng)。
這種“前體”合適的實(shí)例及其制備方法在上述第一實(shí)施方案中描述。
第六方面,本發(fā)明提供用于制備上述放射性金屬離子放射藥用組合物的非放射性試劑盒,該試劑盒包含合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑和配體的軛合物。配體軛合物及其優(yōu)選的方面在上述第四實(shí)施方案中描述。這種試劑盒設(shè)計(jì)用于得到適用于人給藥的無菌放射藥物產(chǎn)物,如通過直接注射至血液。該試劑盒優(yōu)選凍干并且設(shè)計(jì)為與方便的無菌放射性金屬源[例如來自99mTc-放射性同位素發(fā)生器的99mTc-高锝酸鹽(TcO4)]重新組成,得到的溶液適用于人體給藥而無須進(jìn)一步處理。合適的試劑盒包含含游離堿或者酸式鹽形式的配體或螯合劑軛合物的容器(如隔膜密封的小瓶)。或者試劑盒可任選含金屬絡(luò)合物,一旦加入放射性金屬,該金屬絡(luò)合物可進(jìn)行金屬轉(zhuǎn)移(即金屬交換),得到所需產(chǎn)品。
當(dāng)放射性金屬為99mTc時(shí),優(yōu)選試劑盒還包含生物相容的還原劑,例如氫硫化鈉、亞硫酸氫鈉、抗壞血酸、甲脒亞磺酸、亞錫離子、Fe(II)或Cu(I)。生物相容還原劑優(yōu)選為亞錫鹽,如氯化亞錫或酒石酸亞錫。
非放射性試劑盒還可任選包含其它成分,例如轉(zhuǎn)移螯合劑、輻射防護(hù)劑、抗微生物防腐劑、pH調(diào)節(jié)劑或填充劑。
“轉(zhuǎn)移螯合劑”為這樣化合物該化合物與放射性金屬迅速反應(yīng)形成弱絡(luò)合物,然后被“軛合物”的配體置換。這樣可使形成放射性雜質(zhì)的危險(xiǎn)性最小化,例如減少由于同锝絡(luò)合的競爭高锝酸鹽迅速減少導(dǎo)致減少的水解锝(RHT)。這種合適的轉(zhuǎn)移螯合劑為有機(jī)弱酸(pKa為3-7的有機(jī)酸)與生物相容陽離子的鹽。合適的這類有機(jī)弱酸為醋酸、檸檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、葡康糖酸、苯甲酸、苯酚或膦酸。因此,合適的鹽為醋酸鹽、檸檬酸鹽、酒石酸鹽、葡萄糖酸鹽、葡庚糖酸鹽、苯甲酸鹽、酚鹽或膦酸鹽。優(yōu)選的這類鹽為酒石酸鹽、葡萄糖酸鹽、葡庚糖酸鹽、苯甲酸鹽或膦酸鹽,更優(yōu)選為膦酸鹽,最優(yōu)選為二膦酸鹽。優(yōu)選的這類轉(zhuǎn)移螯合劑為MDP即亞甲基二膦酸與生物相容陽離子的鹽。
術(shù)語“輻射防護(hù)劑”指通過捕獲高反應(yīng)性自由基如水輻射分解產(chǎn)生的含氧自由基來抑制降解反應(yīng)例如氧化還原過程的化合物。本發(fā)明輻射防護(hù)劑合適選自抗壞血酸、對(duì)氨基苯甲酸(即4-氨基苯甲酸)、龍膽酸(即2,5-二羥基苯甲酸)和這些酸與上述生物相容陽離子的鹽。
術(shù)語“抗微生物防腐劑”指可抑制潛在有害微生物如細(xì)菌、酵母或霉菌生長的試劑??刮⑸锓栏瘎┮脖憩F(xiàn)出某些殺菌性質(zhì),這取決于劑量。本發(fā)明抗微生物防腐劑的主要作用為抑制任何這類微生物在放射藥用組合物重新組成后(即在放射性診斷產(chǎn)品自身)的生長。然而,抗微生物防腐劑也可任選用于抑制潛在有害微生物在重新組成前的本發(fā)明非放射性試劑盒中一種或多種成分中的生長。合適的抗微生物防腐劑包括對(duì)羥基苯甲酸酯,即對(duì)羥基苯甲酸的甲酯、乙酯、丙酯、丁酯或其混合物;苯甲醇;苯酚;甲酚;溴化十六烷基三甲銨和硫柳汞。優(yōu)選的抗微生物防腐劑為對(duì)羥基苯甲酸酯。
術(shù)語“PH調(diào)節(jié)劑”指用于確保重新組成的試劑盒pH在人或哺乳動(dòng)物給藥可接受的范圍內(nèi)(pH大約為4.0-10.5)的化合物或化合物混合物。這種合適的pH調(diào)節(jié)劑包括藥學(xué)可接受的緩沖劑,例如三(羥甲基)甲基甘氨酸(tricine)、磷酸鹽或TRIS[即三(羥甲基)氨基甲烷];和藥學(xué)可接受堿,例如碳酸鈉、碳酸氫鈉及其混合物。當(dāng)軛合物采用酸式鹽形式時(shí),pH調(diào)節(jié)劑可任選以單獨(dú)小瓶或容器提供,以便試劑盒的使用者可調(diào)節(jié)pH,這作為多步驟操作過程的一部分。
術(shù)語“填充劑”指藥學(xué)可接受的增量劑,該增量劑在制備和冷凍干燥時(shí)可便于操作物料。合適的填充劑包括無機(jī)鹽(如氯化鈉)、水溶性糖或糖醇,例如蔗糖、麥芽糖、甘露糖醇或海藻糖。
第七方面,本發(fā)明提供用于制備放射藥物制劑的試劑盒,其中成象部分包含非金屬放射性同位素,即發(fā)射γ射線的放射性鹵素或發(fā)射正電子的放射性非金屬。這類試劑盒包含第五實(shí)施方案的“前體”,優(yōu)選無菌無熱原形式,以便用最少操作步驟,同無菌源的放射性同位素反應(yīng)得到所需放射藥物。這種考慮尤為重要放射藥物中的放射性同位素半衰期相對(duì)短,容易處理,因此降低對(duì)放射藥劑師的輻射劑量。因此,用于這些試劑盒重新組成的反應(yīng)介質(zhì)優(yōu)選為水溶液,并以適用于哺乳動(dòng)物給藥的形式。
試劑盒的“前體”優(yōu)選以共價(jià)連接至固體支持基質(zhì)的形式提供。那樣,需要的放射藥物產(chǎn)品在溶液中形成,而起始原料和雜質(zhì)仍鍵合至固相。在WO 03/002489中描述了用于18F-氟化物的固相親電氟化的前體。在WO 03/002157中描述了用于18F-氟化物的固相親核氟化的前體。因此,試劑盒可含可插入適當(dāng)調(diào)節(jié)自動(dòng)化合成儀的盒。除固體支持物結(jié)合的前體外,該盒可含除去不需要氟化物離子的柱,和合適連接以使反應(yīng)混合物蒸發(fā)并且使產(chǎn)物按照所需進(jìn)行配制的容器。也可包括合成中所必需的試劑、溶劑及其它消耗品和帶軟件的壓縮盤,使合成工作人員可以滿足消費(fèi)者對(duì)放射濃度、體積和釋放時(shí)間等要求的方式操作。方便的是試劑盒所有組分均為一次性使用,以使操作間污染可能性最小化并將保證無菌和質(zhì)量。
第八方面,本發(fā)明公開上述合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑成象劑用于動(dòng)脈粥樣硬化、特別是不穩(wěn)定性易損斑塊中的診斷成象用途。
再一方面,本發(fā)明公開了上述合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑成象劑用于其它炎性疾病、癌癥或變性疾病中的診斷成象途。
再一方面,本發(fā)明公開了上述合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑成象劑用于動(dòng)脈粥樣硬化、特別是不穩(wěn)定性易損斑塊中的血管內(nèi)檢測的用途,采用近程檢測。這類近程檢測可采用血管內(nèi)裝置如導(dǎo)管或手術(shù)中采用的手持檢測器(如γ檢測器)完成。當(dāng)成象部分為適用于體內(nèi)光成象的信息基團(tuán)或β-發(fā)射體時(shí),這類血管內(nèi)檢測特別有用,因?yàn)檫@些部分在哺乳動(dòng)物體外不易檢測,但適用于近程檢測。
本發(fā)明通過以下詳述的非限定性實(shí)施例來說明。實(shí)施例1描述化合物1,1,1-三(2-氨基乙基)甲烷的合成。實(shí)施例2提供了1,1,1-三(2-氨基乙基)甲烷的另一種合成方法,該合成方法避免使用具潛在危險(xiǎn)的疊氮化物中間體。實(shí)施例3描述氯亞硝基烷前體的合成。實(shí)施例4描述本發(fā)明優(yōu)選的胺取代的雙官能二胺二肟(螯合劑1)的合成。實(shí)施例5提供非放射性碘化巴比妥(化合物4)的合成。實(shí)施例6描述化合物4的放射性碘化125I類似物(化合物5)的合成。實(shí)施例7描述哌嗪取代的巴比妥(化合物6)的合成,其中哌嗪胺可用于進(jìn)一步軛合(如螯合劑的軛合)。實(shí)施例8描述氟丙基衍生物(化合物7)的合成,并且實(shí)施例9對(duì)應(yīng)于18F類似物。實(shí)施例10提供硫醚連接的氟丙基衍生物(化合物9),并且實(shí)施例11對(duì)應(yīng)18F衍生物(化合物10)。實(shí)施例12提供氯乙酰基中間體(化合物11)的合成。實(shí)施例13和14提供本發(fā)明螯合劑軛合物(化合物16和17)的合成。實(shí)施例15提供三丁基甲錫烷基放射性碘化前體(化合物18)的合成。實(shí)施例16描述溴乙基衍生物(化合物13)的合成,該衍生物作為前體用于相應(yīng)18F類似物與[18F]氟化物經(jīng)氟脫溴化的放射合成。實(shí)施例17提供各種苯基哌嗪衍生物(化合物19-22)的合成。實(shí)施例18描述化合物24的合成。實(shí)施例19和20描述評(píng)價(jià)本發(fā)明化合物對(duì)特定金屬蛋白酶抑制活性的體外試驗(yàn)。表1和表2顯示本發(fā)明非放射性碘化、氟化和螯合衍生物實(shí)例關(guān)于MMP-2、MMP-9和MMP-12的抑制試驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果顯示大多數(shù)化合物相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)比較化合物2和化合物3具有相似的抑制活性。這表明螯合劑或成象部分(如碘原子或氟原子)可在不損害巴比妥MMP抑制劑生物活性下引入。實(shí)施例21描述了本發(fā)明99mTc放射性標(biāo)記的螯合劑軛合物。實(shí)施例22描述了本發(fā)明合適的非放射性前體的放射性碘化通用方法。
圖1顯示了本發(fā)明幾種化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例11,1,1-三(2-氨基乙基)甲烷的合成步驟1(a)3-(甲氧碳基亞甲基)戊二酸二甲酯用3-氧代戊二酸二甲酯(87g,0.5mol)處理甲酯基亞甲基三苯基正膦(167g,0.5mol)甲苯(600ml)溶液,氮?dú)鈿夥障拢磻?yīng)物于120℃油浴加熱至100℃,保持36h。然后于真空濃縮反應(yīng)物,將油狀剩余物用600ml石油醚(petrol ether)/乙醚(40/60)的1∶1混合物研磨。沉淀出氧化三苯膦,將上層液體傾倒/過濾。真空蒸發(fā)得到的剩余物在高真空Bpt下進(jìn)行Kugelrohr蒸餾(烘箱溫度180-200℃,壓力0.2托),得到3-(甲氧碳基亞甲基)戊二酸二甲酯(89.08g,53%)。
NMR1H(CDCl3)δ3.31(2H,s,CH2),3.7(9H,s,3xOCH3),3.87(2H,s,CH2),5.79(1H,s,=CH,)ppm.
NMR13C(CDCl3),δ36.56,CH3,48.7,2xCH3,52.09和52.5(2xCH2);122.3和146.16C=CH;165.9,170.0和170.5 3xCOOppm.
步驟1(b)3-(甲氧碳基亞甲基)戊二酸二甲酯的氫化在氫氣氣氛下(3.5巴),將3-(甲氧碳基亞甲基)戊二酸二甲酯(89g,267mmol)的甲醇(200ml)溶液與鈀/碳(10%∶50%水)(9g)一起振搖30h。將溶液經(jīng)硅藻土過濾,并真空濃縮,得到油狀3-(甲氧碳基甲基)戊二酸二甲酯84.9g,收率94%。
NMR1H(CDCl3),δ2.48(6H,d,J=8Hz,3xCH2),2.78(1H,六重峰,J=8Hz CH,)3.7(9H,s,3xCH3).
NMR13C(CDCl3),δ28.6,CH;37.50,3xCH3;51.6,3xCH2;172.28,3xCOO.
步驟1(c)三甲基酯還原酯化為三乙酸酯氮?dú)鈿夥障拢?L三頸圓底燒瓶中,1h內(nèi)小心用三(甲氧碳基甲基)甲烷(40g,212mmol)四氫呋喃(200ml)溶液處理氫化鋁鋰(20g,588mmol)四氫呋喃(400ml)溶液。反應(yīng)發(fā)生劇烈放熱,引起溶劑劇烈回流。該反應(yīng)在90℃油浴上加熱回流3天。通過小心地逐滴加入醋酸(100ml)直至沒有氫氣產(chǎn)生為止,將該反應(yīng)淬滅。以引起溫和回流的速度,用醋酸酐溶液(500ml)小心處理攪拌的反應(yīng)混合物。該燒瓶裝上蒸餾裝置并攪拌,然后90℃加熱(油浴溫度)以蒸餾出四氫呋喃。再加入另一部分醋酸酐(300ml),將反應(yīng)再恢復(fù)至回流狀態(tài),在140℃油浴中加熱攪拌5h。反應(yīng)物冷卻并過濾。用乙酸乙酯洗滌氧化鋁沉淀,合并的濾液在50℃水浴用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀真空(5mmHg)濃縮,得到油狀物。將油狀物溶于乙酸乙酯(500ml)中,并用飽和碳酸鉀水溶液洗滌。將乙酸乙酯溶液分離,用硫酸鈉干燥,并真空濃縮,得到油狀物。將該油狀物在高真空下Kugelrohr蒸餾,得到三(2-乙酰氧基乙基)甲烷45.3g,收率96%,呈油狀物,0.1mmHg沸點(diǎn)(Bp.)為220℃。
NMR1H(CDCl3),δ1.66(7H,m,3xCH2,CH),2.08(1H,s,3xCH3);4.1(6H,t,3xCH2O).
NMR13C(CDCl3),δ20.9,CH3;29.34,CH;32.17,CH2;62.15,CH2O;171,CO.
步驟1(d)從三乙酸酯中除去乙酸酯基將三(2-乙酰氧基乙基)甲烷(45.3g,165mM)的甲醇(200ml)和880氨水(100ml)溶液在80□油浴加熱2天。該反應(yīng)物用另一部分880氨水(50ml)處理,在油浴中80□加熱24h。再加入另一部分880氨水(50ml),將該反應(yīng)物在80□加熱24h。然后將該反應(yīng)物真空濃縮以除去所有溶劑,得到油狀物。將該油狀物溶于880氨水(150ml)中,在80□加熱24h。然后將反應(yīng)物真空濃縮以除去所有溶劑,得到油狀物。Kugelrohr蒸餾得到乙酰胺,0.2mm沸點(diǎn)(Bp.)為170-180。將裝有乙酰胺的圓形瓶洗滌干凈,并繼續(xù)蒸餾。蒸餾得到三(2-羥基乙基)甲烷22.53g,收率92%,0.2mm沸點(diǎn)(Bp.)為220℃。
NMR1H(CDCl3),δ1.45(6H,q,3xCH2),2.2(1H,五重峰,CH);3.7(6H,t 3xCH2OH);5.5(3H,brs,3xOH).
NMR13C(CDCl3),δ22.13,CH;33.95,3xCH2;57.8,3xCH2OH.
步驟1(e)三元醇轉(zhuǎn)化為三(甲磺酸酯)氮?dú)庀?,以保持不高?5℃溫度的速率,向攪拌下冰冷卻的三(2-羥基乙基)甲烷(10g,0.0676mol)的二氯甲烷(50ml)溶液中緩慢滴加甲磺酰氯(40g,0.349mol)二氯甲烷(50ml)溶液。然后以保持不高于15℃溫度的速率,滴加入吡啶(21.4g,0.27mol,4eq)的二氯甲烷(50ml)溶液,出現(xiàn)放熱反應(yīng)。反應(yīng)物在室溫下攪拌24小時(shí),然后用5N鹽酸溶液(80ml)處理,分層。用另外的二氯甲烷(50ml)萃取水層,合并有機(jī)萃取液,硫酸鈉干燥,過濾并真空濃縮,得到包含過量甲磺酰氯雜質(zhì)的三[2-(甲磺?;趸?乙基]甲烷。理論產(chǎn)量為25.8g。
NMR1H(CDCl3),δ4.3(6H,t,2xCH2),3.0(9H,s,3xCH3),2(1H,六重峰,CH),1.85(6H,q,3xCH2).
步驟1(f)1,1,1-三(2-疊氮基乙基)甲烷的制備在氮?dú)庀拢?5分鐘內(nèi)分次加入疊氮化鈉(30.7g,0.47mol)來處理攪拌下的三[2-(甲磺酰氧基)乙基]甲烷[來自步驟1(e),含過量甲磺酰氯雜質(zhì)](25.8g,67mmol,理論量)的無水DMF(250ml)溶液。觀測放熱,并將反應(yīng)物置于冰浴中冷卻。30分鐘后,將反應(yīng)混合物在50℃油浴加熱24h。反應(yīng)物變?yōu)樽厣?。將反?yīng)物冷卻,用稀碳酸鉀溶液(200ml)處理,并用40/60石油醚/乙醚(10∶1,3×150ml)萃取3次。用水(2×150ml)洗滌有機(jī)萃取液,硫酸鈉干燥,過濾。將200ml乙醇加入到汽油(petrol)/醚溶液中以使三疊氮化物保持在溶液中,真空濃縮至體積不少于200ml。加入200ml乙醇,再真空濃縮以除去殘余微量汽油,剩余乙醇溶液不少于200ml。該三疊氮化物乙醇溶液直接用于步驟1(g)。
注意不能除去所有溶劑,因?yàn)榀B氮化物有潛在爆炸危險(xiǎn),并應(yīng)當(dāng)一直保持在稀溶液中。
將少于0.2ml的溶液真空蒸發(fā)以除去乙醇,并用該少量樣品進(jìn)行NMR測試NMR1H(CDCl3),δ3.35(6H,t,3×CH2),1.8(1H,七重峰,CH,),1.6(6H,q,3×CH2)。
步驟1(g)1,1,1-三(2-氨基乙基)甲烷的制備用10%鈀/碳(2g,50%水溶液)處理三(2-疊氮基乙基)甲烷(15.06g,0.0676mol)(假定前步反應(yīng)的收率為100%)的乙醇(200ml)溶液,并氫化12h。反應(yīng)容器每2小時(shí)排空以除去反應(yīng)產(chǎn)生的氮?dú)獠⒃儆脷錃馓畛?。取樣進(jìn)行NMR分析,以確定三疊氮化物完全轉(zhuǎn)化為三胺。
小心未還原的疊氮化物可在蒸餾時(shí)爆炸。
反應(yīng)物通過硅藻土墊過濾以除去催化劑,并真空濃縮,得到油狀物三(2-氨基乙基)甲烷。油狀物在bp.180-200℃、0.4mm/Hg下,經(jīng)Kugelrohr蒸餾進(jìn)一步純化,得到無色油狀物(8.1g,以三元醇計(jì)總收率為82.7%)。
NMR1H(CDCl3),2.72(6H,t,3xCH2N),1.41(H,七重峰,CH),1.39(6H,q,3xCH2).
NMR13C(CDCl3),δ39.8(CH2NH2),38.2(CH2.),31.0(CH).
實(shí)施例21,1,1-三(2-氨基乙基)甲烷的替代制備方法步驟2(a)三甲酯與對(duì)甲氧基-芐胺的酰胺化三(甲氧基羰基甲基)甲烷[2g,8.4mmol;按上述步驟1(b)方法制備]溶于對(duì)甲氧基芐基胺(25g,178.6mmol)中。通入氮?dú)庀?,搭起蒸餾裝置并加熱至120℃,保持24h。通過收集甲醇的量監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程。將反應(yīng)混合物冷卻至環(huán)境溫度,并加入乙酸乙酯30ml,然后攪拌三酰胺產(chǎn)物沉淀30分鐘。過濾分離該三酰胺化合物,濾餅用足量的乙酸乙酯洗滌幾次,以除去過量的對(duì)甲氧基-芐基胺。干燥后得到白色粉末4.6g,100%。所得高度不溶性產(chǎn)物直接用于下一步驟,無須進(jìn)一步純化或表征。
步驟2(b)1,1,1-三[2-(對(duì)甲氧基芐基氨基)乙基]甲烷的制備在冰水浴中冷卻的1000ml三頸圓底燒瓶中,小心將步驟2(a)的三酰胺(10g,17.89mmol)加入250ml 1M硼烷溶液(3.5g,244.3mmol)硼烷中。加畢,撤掉冰水浴,并將該反應(yīng)混合物緩慢加熱至60℃。反應(yīng)混合物在60℃下攪拌20小時(shí)。取反應(yīng)混合物樣品1ml,與0.5ml 5N HCL混合并放置30分鐘。將0.5ml的50NaOH加到樣品中,隨后加入2ml水并攪拌溶液,直至所有白色沉淀溶解。用5ml醚萃取該溶液,并蒸發(fā)。將剩余物溶于乙腈中,濃度1mg/ml,并通過MS分析。如果在MS譜中發(fā)現(xiàn)單或二酰胺(M+H/z=520和534),則反應(yīng)不完全。為完成反應(yīng),再加入100ml 1M硼烷THF溶液,并將該反應(yīng)混合物在60℃再攪拌6小時(shí),并按照上次取樣方法取新樣品。如需要,繼續(xù)加入1M硼烷THF溶液,直至完全轉(zhuǎn)化為三胺。
將反應(yīng)混合物冷卻至環(huán)境溫度,緩慢加入5N HCl,(注意劇烈的泡沫形成!)。加鹽酸至觀察不到氣體產(chǎn)生。將混合物攪拌30分鐘,然后蒸發(fā)。將餅狀物混懸于NaOH水溶液(20-40%;1∶2w/v)中,攪拌30分鐘。然后將混合物用3體積的水稀釋。然后用乙醚(2×150ml)萃取混合物(注意不能用鹵代溶劑)。合并的有機(jī)相用水(1×200ml)、鹽水(150ml)洗滌,硫酸鎂干燥。蒸發(fā)后得油狀物7.6g,收率84%。
NMR1H(CDCl3),δ1.45,(6H,m,3xCH2;1.54,(1H,七重峰,CH);2.60(6H,t,3xCH2N);3.68(6H,s,ArCH2);3.78(9H,s,3xCH3O);6.94(6H,d,6xAr).7.20(6H,d,6xAr).
NMR13C(CDCl3),δ32.17,CH;34.44,CH2;47.00,CH2;53.56,ArCH2;55.25,CH3O;113.78,Ar;129.29,Ar;132.61;Ar;158.60,Ar;步驟2(c)1,1,1-三(2-氨基乙基)甲烷的制備將1,1,1-三[2-(對(duì)甲氧基芐基氨基)乙基]甲烷(20.0g,0.036mol)溶于100ml甲醇中,加入Pd(OH)2(5.0g)。該混合物在高壓釜中氫化(3巴,100℃),并攪拌5小時(shí)。在10、15小時(shí)后,分別再加入2部分(2×5g)Pd(OH)2。將反應(yīng)混合物過濾,濾液用甲醇洗滌。將合并的有機(jī)相蒸發(fā),剩余物真空蒸餾(1×10-2,110℃),得到2.60g(50%)1,1,1-三(2-氨基乙基)甲烷,與前述實(shí)施例1一致。
實(shí)施例33-氯-3-甲基-2-亞硝基丁烷的制備將2-甲基丁-2-烯(147ml,1.4mol)與亞硝酸異戊酯(156ml,1.16mol)混合物在cardice和甲醇浴中冷卻至-30℃,頂置空氣攪拌器劇烈攪拌,用濃鹽酸(140ml,1.68mol)以保持溫度低于-20℃的速率滴加處理。由于大量放熱,該過程大約需要1小時(shí),并且注意必須防止過熱。為減少加料結(jié)束形成的漿狀物的粘度,加入乙醇100ml,反應(yīng)物在-20℃至-10℃下再攪拌2小時(shí)以完成反應(yīng)。真空下過濾收集沉淀物,并用4×30ml冷(-20℃)乙醇和100ml冰冷卻的水洗滌,真空干燥,得到3-氯-3-甲基-2-亞硝基丁烷,呈白色固體。將乙醇濾液與洗液合并,用200ml水稀釋,冷卻,并在-10℃下放置1小時(shí),這時(shí)又結(jié)晶出3-氯-3-甲基-2-亞硝基丁烷。過濾收集沉淀物,用少量水洗滌,真空干燥,得到3-氯-3-甲基-2-亞硝基丁烷共115g(0.85mol,73%),NMR測得純度>98%。
NMR1H(CDCl3),為異構(gòu)體混合物(異構(gòu)體1,90%)1.5d,(2H,CH3),1.65d,(4H,2×CH3),5.85,q,和5.95,q一起1H.(異構(gòu)體2,10%),1.76s,(6H,2×CH3),2.07(3H,CH3)。
實(shí)施例4二[N-(1,1-二甲基-2-N-羥基亞胺丙基)2-氨基乙基]-(2-氨基乙基)甲烷(螯合劑1)的合成在室溫、氮?dú)鈿夥障?,劇烈攪拌下向?2-氨基乙基)甲烷(4.047g,27.9mmol)的無水乙醇(30ml)溶液中加入無水碳酸鉀(7.7g,55.8mmol,2eq)。3-氯-3-甲基-2-亞硝基丁烷(7.56g,55.8mol,2eq)溶液溶于100ml無水乙醇,將75ml該溶液緩慢滴入反應(yīng)混合物中。隨后反應(yīng)物經(jīng)硅膠進(jìn)行TLC[板以二氯甲烷∶甲醇∶濃氨水(0.88sg)展開;100/30/5且TLC板通過噴茚三酮并加熱顯示斑點(diǎn)]。發(fā)現(xiàn)單、二、三烷基化產(chǎn)物且RF值順序增加。進(jìn)行HPLC分析,使用RPR反相柱,梯度為7.5-75%的乙腈/3%氨水。反應(yīng)物真空濃縮以除去乙醇,并混懸在水(110ml)中。用100ml醚萃取含水漿狀物以除去某些三烷基化化合物和親脂性雜質(zhì),將單烷基化和所需二烷基化產(chǎn)物留在水層。水溶液以乙酸銨(2eq,4.3g,55.8mmol)緩沖,以確保好的層析效果。水溶液在4℃貯存過夜,然后通過自動(dòng)制備HPLC純化。收率(2.2g,6.4mmol,23%)。
質(zhì)譜正離子10V錐電壓(cone voltage),實(shí)測值344;理論值M+H=344。
NMR1H(CDCl3),δ1.24(6H,s,2xCH3),1.3(6H,s,2xCH3),1.25-1.75(7H,m,3xCH2,CH),(3H,s,2xCH2),2.58(4H,m,CH2N),2.88(2H,t,CH2N2),5.0(6H,s,NH2,2xNH,2xOH).
NMR1H((CD3)2SO)δ1.14xCH;1.29,3xCH2;2.1(4H,t,2xCH2);NMR13C((CD3)2SO),δ9.0(4xCH3),25.8(2xCH3),31.02xCH2,34.6CH2,56.82xCH2N;160.3,C=N.
HPLC條件流速8ml/min,采用25mm PRP柱A=3%氨溶液(sp.gr=0.88)/水;B=乙腈時(shí)間%B0 7.515 75.020 75.022 7.530 7.5每次洗脫用水溶液3ml,收集12.5-13.5min時(shí)段的流份。
實(shí)施例5非放射性碘巴比妥(化合物4)的合成步驟(a)1-[4-(4-碘-苯氧基)苯基]乙酮4-氟苯乙酮25.0g(181mmol)溶于DMF(180ml)中,然后加入4-碘苯酚(39.8g,181mmol)和碳酸鉀(30.0g,217mmol)。將混合物回流約7h,冷卻至室溫,用水稀釋。然后用二氯甲烷或氯仿萃取3次,合并的有機(jī)相用水洗滌一次,用硫酸鈉干燥。真空除去溶劑,得到粗品。該粗品為褐色油狀剩余物,用己烷/乙酸乙酯(7∶3)重結(jié)晶,得到呈淡棕色結(jié)晶固體的純品48.8g,收率80%,mp99-101℃。
步驟(b)2-[4-(4-碘-苯氧基)苯基]-1-嗎啉-4-基-乙硫酮的制備將1-[4-(4-碘-苯氧基)苯基]乙酮(23.0g,68.0mmol)、硫(5.45g,170mmol)和嗎啉(11.8g,135mmol)的混合物在150℃加熱2.5h。然后冰浴冷卻,混合物用乙醇處理30-60min時(shí)間。經(jīng)抽濾收集淡黃色固體沉淀,用乙醇重結(jié)晶。該產(chǎn)物包含一定量的硫。得到芥末黃色固體26.3g,收率88%。mp123-127℃。
步驟(c)[4-(4-碘-苯氧基)苯基]-乙酸將2-[4-(4-碘-苯氧基)苯基]-1-嗎啉-4-基-乙硫酮(26.9g,61.1mmol)與冰醋酸(54ml)、水(12ml)、濃硫酸(8ml)的混合物一起在150℃加熱12h。然后冷卻至室溫,反應(yīng)混合物用水(約10ml/mmol)稀釋,并用乙酸乙酯萃取3次。用水洗滌合并的有機(jī)萃取液,用硫酸鈉干燥,真空蒸發(fā)溶劑,得到淡棕色固體20.1g,收率93%,Mp148-150℃。
步驟(d)[4-(4-碘-苯氧基)-苯基]-乙酸甲酯將17.3g(48.9mmol)[4-(4-碘-苯氧基)-苯基]-乙酸的甲醇(125ml)溶液冷卻至-10℃。然后加入亞硫酰氯(11.6g,7.1ml,97.8mmol),并將反應(yīng)混合物加熱回流1h。然后將濃縮剩余物用醚溶解。用水洗滌醚相,用硫酸鈉干燥,蒸發(fā)溶劑,得到粘性、棕紅色油狀物13.6g,收率76%。
1H-NMR(300MHz,CDCl3,TMS內(nèi)標(biāo))δ[ppm]7.49(d,3J=8.9Hz,2H,H芳基),7.15(d,3J=8.9Hz,2H,H芳基),6.84(d,3J=8.9Hz,2H,H芳基),6.66(d,3J=8.9Hz,2H,H芳基),3.59(s,3H,COOCH3),3.50(s,2H,CH2).
步驟(e)4-(4-碘-苯氧基)苯基)-丙二酸二甲酯將NaH(680mg,28.3mmol)與碳酸二甲酯(8.16g,90.6mmol)的無水二噁烷(70ml)混懸液加熱至100-120℃,然后1h內(nèi)滴加入[4-(4-碘-苯氧基)苯基]-乙酸甲酯(5.21g,14.2mmol)的無水二噁烷(30ml)溶液。繼續(xù)回流3h,然后將反應(yīng)混合物冷卻至室溫過夜。將混合物傾入冰水中,隨后用二氯甲烷萃取3次。合并的有機(jī)相用水洗1次、鹽水洗1次,用硫酸鈉干燥并濃縮,得到粘性、棕紅色油狀物5.25g,收率87%。
1H-NMR(400MHz,CDCl3,TMS內(nèi)標(biāo))δ[ppm]7.53(d,3J=8.7Hz,2H,H芳基),7.29(d,3J=8.7Hz,2H,H芳基),6.89(d,3J=8.7Hz,2H,H芳基),6.70(d,3J=8.7Hz,2H,H芳基),4.71(s,1H,CH),3.68(s,6H,COOCH3).
步驟(f)5-[4-(4-碘-苯氧基)苯基]-嘧啶-2,4,6-三酮將2當(dāng)量的鈉溶于乙醇(約10ml/mg)中,并加尿素(1.7eq.)至該溶液中。滴加入2-[4-(4-碘-苯氧基)-苯基]-丙二酸二甲酯(2.22g,5.21mmol)的乙醇溶液,并將反應(yīng)混合物加熱回流6h。然后冷卻至室溫,將該混合物傾入冰水中,并用稀鹽酸調(diào)pH為2。抽濾收集沉淀物,并真空干燥,得到無定形固體。用甲醇/乙腈(1∶1)重結(jié)晶,得到棕黃色固體。產(chǎn)量480mg,收率22%。
Mp285-286℃(分解)。
步驟(g)5-溴-5-[4-(4-碘-苯氧基)苯基]-嘧啶-2,4,6-三酮將1.10g(2.61mmol)5-[4-(4-碘-苯氧基)苯基]-嘧啶-2,4,6-三酮、N-溴代琥珀酰亞胺(557mg,3.31mmol)、催化量的過氧化二苯甲酰(77mg)在四氯化碳(50ml)中的混懸液回流3h。冷卻至室溫后,將混合物濃縮,剩余物用水處理,然后用乙酸乙酯萃取3次。合并的萃取液用鹽水洗滌,用硫酸鈉干燥并蒸發(fā)溶劑,得到粘性、棕色油狀物,產(chǎn)量1.26g,收率96%。該產(chǎn)物無需進(jìn)一步純化即可用于下一步驟。
步驟(h)5-[4-(2-羥基乙基)哌嗪-1-基]-5-[4-(4-碘-苯氧基)苯基]-嘧啶-2,4,6-三酮(化合物4)將5-溴-5-[4-(4-碘-苯氧基)苯基]-嘧啶-2,4,6-三酮(100mg,200μmol)的甲醇(5ml)溶液用N-(2-羥基乙基)哌嗪52.0mg(400μmol)處理,在室溫下將混合物攪拌24h。約30-60分鐘后形成沉淀,最后抽濾收集沉淀并真空干燥,得到產(chǎn)物為無色固體73.0mg,收率67%,mp255-257℃。
1H-NMR(300MHz,DMSO-D6)δ[ppm]11.78(寬峰s,2H),7.93(寬峰,d,3J=8.9Hz,2H,H芳基),7.63(寬峰,d,3J=8.9Hz,2H,H芳基),7.26(寬峰,d,3J=8.9Hz,2H,H芳基),7.09(寬峰,d,3J=8.9Hz,2H,H芳基),4.53(寬峰,s,1H,OH),3.70-3.66(m,2H,CH2),2.80-2.58(m,10H,CH2).
按Grams等的方法[Biol.Chem.,382,1277-1285(2001)],分別以化合物23(即5-溴-5-[4-(4-溴-苯氧基)苯基]-嘧啶-2,4,6-三酮)和5-溴-5-[4-(4-甲氧基-苯氧基)苯基]-嘧啶-2,4,6-三酮為原料,用類似的方法制備化合物2(即5-[4-(4-溴-苯氧基)苯基]-5-[4-(2-羥基乙基)哌嗪-1-基]-嘧啶-2,4,-三酮)和化合物3(即5-[4-(2-羥基乙基)哌嗪-1-基]-5-[4-(4-甲氧基-苯氧基)苯基]-嘧啶-2,4,6-三酮)。
實(shí)施例65-[4-(2-羥基乙基)哌嗪-1-基]-5-[4-(4-([125I]碘-苯氧基)苯基]-嘧啶-2,4,6-三酮(化合物5)的合成2,5-二羥基苯甲酸(0.6mg,3.9μmol)、抗壞血酸(0.8mg,4.5μmol)、注射用水(20μl)和5μl(65.3nmol)CuSO45H2O溶液(濃度=3.26g/L,于注射用水中)加入錐形小瓶,該小瓶含有化合物2(50μl,209nmol;濃度=2.10g/L EtOH)。
采用He氣流將冰冷卻的混合物脫氣10分鐘,然后加入4μl[125I]NaI的氫氧化鈉溶液,渦旋該混合物。116℃加熱混合物60分鐘。冷卻至室溫后,用50μl注射用水稀釋。將該溶液注射至梯度HPLC色譜儀,采用γ-和UV-檢測器,Nucleosil 100 C-18 5μ250×4.6mm2柱,以及相應(yīng)20×4.6mm2預(yù)柱。
HPLC條件洗脫液ACH3CN/H2O/TFA950/50/1洗脫液BCH3CN/H2O/TFA50/950/1梯度洗脫液B從92%至50%45min,然后從50%至92%10min流速1.5ml/min
λ254nmRt(產(chǎn)物流份)32.80-33.90min將部分流份(200μl)再注射至到梯度HPLC,采用上述相同條件。
Rt(化合物5)33.08min該產(chǎn)物的質(zhì)量控制(HPLC,相同條件),γ-頻道下未顯示任何雜質(zhì)。而UV-頻道檢測出少量雜質(zhì)(31.33min),可能由前體化合物導(dǎo)致。通過第二次HPLC層析,可能從流份中除去該雜質(zhì)。
通過在第二次質(zhì)控注射中加入等分試樣的非放射性碘標(biāo)準(zhǔn)品(化合物4)來確立Rt參數(shù)。
放射性化學(xué)物質(zhì)的收率20%。
實(shí)施例75-[4-(4-溴-苯氧基)苯基]-5-哌嗪-1-基-嘧啶-2,4,6-三酮(化合物6)將5-溴-5-[4-(4-溴-苯氧基)苯基]-嘧啶2,4,6-三酮[化合物23,實(shí)施例5步驟(h)](200mg,440μmol)溶于無水甲醇(5ml)中,用哌嗪(75.8mg,880μmol)處理。約10分鐘后,形成無色沉淀。在室溫下將反應(yīng)混合物攪拌24h,然后抽濾收集沉淀,于甲醇中攪拌1h,真空干燥,得到160mg無色固體,收率79%。
mp265-266℃(分解)。
1H-NMR(300MHz,DMSO-D6)δ[ppm]7.34(寬峰,d,3J=8.7Hz,2H,H芳基),7.22(寬峰,d,3J=8.7Hz,2H,H芳基),6.82(寬峰,d,3J=8.7Hz,2H,H芳基),6.79(寬峰,d,3J=8.7Hz,2H,H芳基),2.55-2.23(寬峰,m,8H,CH2).
實(shí)施例85-[4-(4-溴苯氧基)苯基]-5-[4-(3-氟丙基)-哌嗪-1-基)-嘧啶2,4,6-三酮(化合物7)室溫、氮?dú)鈿夥障?,向化合?(10mg,2.2×10-5mol)吡啶(2ml)溶液中加入3-氟丙基甲苯磺酸酯(1.1當(dāng)量)。將反應(yīng)物攪拌16h。將混合物濃縮,并溶于5ml甲醇中。該混合物經(jīng)HPLC(C18,150×10mm)純化,并在約13min后洗脫出產(chǎn)物。除去溶劑,得到灰白色固體(收率38%)。通過質(zhì)譜[ES(+ve)521.1]和1H NMR分析確定結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例918F標(biāo)記衍生物,化合物8的合成步驟(a)甲苯磺酸3-[18F]氟丙基酯的合成 在玻璃小瓶中制備Kryptofix 222(10mg)乙腈(300μl)溶液和碳酸鉀(4mg)水(300μl)溶液,使用塑料注射器(1ml)通過二通接頭將溶液轉(zhuǎn)移到銅加熱器中的碳玻璃反應(yīng)容器中。然后通過此二通接頭,加入18F-氟化物(185-370MBq)靶水(0.5-2ml)溶液。加熱器設(shè)定在125℃并開啟計(jì)時(shí)器。15分鐘后,以1分鐘時(shí)間間隔,加入3等分試樣乙腈(0.5ml)。18F-氟化物共40分鐘后干燥完全。40分鐘后,用壓縮空氣將加熱器冷卻,將罐蓋打開,加入1,3-丙二醇-二-對(duì)甲苯磺酸酯(5-12mg)和乙腈(1ml)。重新蓋上蓋子,并將管道用塞子縫住。加熱器設(shè)定在100℃,以100℃/10分鐘標(biāo)記。標(biāo)記后,通過Gilson RP HPLC采用以下條件分離甲苯磺酸3-[18F]氟丙基酯色譜柱u-bondapak C18 7.8×300mm洗脫液水(泵A)∶乙腈(泵B)回路體積1ml泵速4ml/min波長254nm梯度5-90%洗脫液B,經(jīng)20min產(chǎn)物Rt12min一旦分離,取樣品(約10ml)用水(10ml)稀釋,并裝進(jìn)處理的C18 seppak柱。該柱用氮?dú)飧稍?5分鐘,并用有機(jī)溶劑吡啶(2ml)、乙腈(2ml)或DMF(2ml)洗脫。大約99%的活性成分被洗脫出。
步驟(b)化合物6的烷基化 化合物6 化合物8化合物6通過與甲苯磺酸3-[18F]氟丙基酯在吡啶中回流烷基化,得到化合物8。
實(shí)施例105-[4-(4-溴苯氧基)苯基]-5-{4-(2-氟丙基硫基)乙?;鵠-哌嗪-1-基}-嘧啶-2,4,6-三酮(化合物9)步驟(a)3-三苯甲基硫基-丙-1-醇[Ph3CS(CH2)3OH]將三苯甲醇(390.6mg,1.5mmol)的TFA(10ml)溶液滴加到攪拌中的3-巰基丙-1-醇(129.6μl,1.5mmol)的TFA(10ml)溶液。加完后,減壓蒸發(fā)TFA,粗產(chǎn)物立即使用反相制備色譜法純化(Phenomenex Luna C18柱,00G-4253-V0;溶劑A=水/0.1%TFA和B=CH3CN/0.1%TFA;梯度70-80%B,60min;流速50ml/min;檢測波長254nm),得到純化合物372mg(74%)(分析HPLCVydac C18柱,218TP54溶劑A=水/0.1%TFA和B=CH3CN/0.1%TFA;梯度70-80%B,20min;流速1.0ml/min;保留時(shí)間5.4min,檢測波長214和254nm)。通過NMR確定結(jié)構(gòu)。
步驟(b)甲磺酸3-三苯甲基硫基-丙基酯[Ph3CS(CH2)3OMs]向3-三苯甲基硫基-丙-1-醇(372.0mg,1.11mmol)的THF(10ml)溶液加入三乙胺(151.7mg,209μl,1.5mmol)和甲磺酰氯(171.9mg,116.6μl,1.5mmol)。1小時(shí)后過濾出沉淀,減壓下蒸發(fā)THF,粗產(chǎn)物經(jīng)反相制備色譜法純化(Phenomenex Luna C18柱,00G-4253-V0;溶劑A=水/0.1%TFA和B=CH3CN/0.1%TFA;梯度80-100%B,60min;流速50ml/min;檢測波長254nm)。得到318mg(69%)純合物(分析HPLCVydacC18柱,218TP54溶劑A=水/0.1%TFA和B=CH3CN/0.1%TFA;梯度60-70%B,20min;流速1.0ml/min;保留時(shí)間18.7min,檢測波長214和254nm)。通過NMR確定結(jié)構(gòu)。
步驟(c)(3-氟丙基硫基)三苯基甲烷[Ph3CS(CH2)3F]將氟化鉀(1.4mg,0.024mmol)和kryptofix 222(9.0mg,0.024mmol)溶于0.2ml乙腈中(加熱)。加入甲磺酸3-三苯甲基硫基-丙基酯(5mg,0.012mmol)的乙腈(0.2ml)溶液。將反應(yīng)混合物加熱至80℃,保持90min。粗產(chǎn)物經(jīng)反相制備色譜法純化(Vydac C18柱,218TP1022;溶劑A=water/0.1%TFA和B=CH3CN/0.1%TFA;梯度40-90%B,40min;流速10ml/min;檢測波長214nm)。得到2.5mg(62%)的純化物質(zhì)(分析HPLCPhenomenex Luna C18柱,00B-4251-E0溶劑A=水/0.1%TFA和B=CH3CN/0.1%TFA;梯度40-80%B,10min;流速2.0ml/min;保留時(shí)間8.2min,檢測波長214和254nm)。由NMR確定結(jié)構(gòu)。
步驟(d)5-[4-(4-溴苯氧基)苯基]-5-{4-(2-氟丙基硫基)乙?;鶀-哌嗪-1-基}-嘧啶-2,4,6-三酮(化合物9)3-氟-三苯甲基硫基-丙烷(4.1mg,0.021mmol)與TFA(100μl)、三異丙基硅烷(10μl)和水(10μl)一起攪拌。加入300μl水,隨后加入200μl碳酸鉀(aq)。加入化合物11(3.25mg,0.0061mmol)的CH3CN(500μl)溶液。用碳酸鉀(aq)調(diào)PH至10。將混合物加熱至75℃,保持半小時(shí)。粗產(chǎn)物經(jīng)反相制備色譜法純化(Phenomenex Luna C18柱,00G-4253-N0;溶劑A=水/0.1%TFA和B=CH3CN/0.1%TFA;梯度20-70%B,30min;流速5ml/min;檢測波長254nm)。得到2mg(55%)的純化物質(zhì)(分析HPLCVydac C18柱,218TP54溶劑A=水/0.1%TFA和B=CH3CN/0.1%TFA;梯度20-70%B,20min;流速1.0ml/min;保留時(shí)間17.4min,檢測波長214和254nm)。
1H NMR(CHCl3-d1,TMS對(duì)照)δ2.01(m,2H),δ2.72(寬峰t,2H),δ2.75(t,2H),δ2.79(寬峰t,2H),δ3.30(s,2H),δ3.30(寬峰t,2H),δ3.51(s,2H),δ3.64(寬峰t,2H),δ4.53(dt,2H),δ6.93(復(fù)合峰d,2H),δ6.99(復(fù)合峰d,2H),δ6.93(復(fù)合峰d,2H),δ7.46(復(fù)合峰d,2H),δ7.48(復(fù)合峰d,2H),δ7.77(復(fù)合峰d,2H).
實(shí)施例115-[4-(4-溴苯氧基)-苯基]-5-{4-(2-[18F]-氟丙基硫基)-乙?;鵠-哌嗪-1-基}-嘧啶-2,4,6-三酮(化合物10)步驟(a)3-[18F]氟-三苯甲基硫基-丙烷的制備 在玻璃小瓶中制備Kryptofix 222(10mg)乙腈(800μl)溶液和碳酸鉀(1mg)水(50μl)溶液,使用塑料注射器(1ml)通過二通接頭將溶液轉(zhuǎn)移到銅加熱器中的碳玻璃反應(yīng)容器中。然后也通過此二通接頭,加入18F-氟化物(185-370MBq)靶水(0.5-2ml)溶液。加熱器設(shè)定在125℃并開啟計(jì)時(shí)器。15分鐘后,以1分鐘時(shí)間間隔,加入3等分試樣乙腈(0.5ml)。干燥18F-氟化物最長共可達(dá)40分鐘。40分鐘后,用壓縮空氣將加熱器冷卻,將罐蓋打開,加入三甲基-(3-三苯甲基硫基-丙氧基)硅烷(1-2mg)和DMSO(0.2ml)。蓋上蓋子,并將管道用塞子封閉。加熱器設(shè)定在80℃,并以80℃/5min標(biāo)記。標(biāo)記后,通過RP HPLC采用以下HPLC條件分析色譜柱u-bondapak C18 7.8×300mm洗脫液0.1%TFA/水(泵A)∶0.1%TFA/乙腈(泵B)回路體積100μl泵速4ml/min波長254nm梯度1min 40%B15min 40-80%B5min 80%B將反應(yīng)混合物用DMSO/水(1∶1v/v,0.15ml)稀釋,并裝入處理的t-C18 sep-pak柱。該柱用10ml水洗滌,氮?dú)飧稍?,?等分試樣乙腈(每等分試樣0.5ml)稀釋3-[18F]氟-1-三苯甲基硫基-丙烷。
步驟(b)3-[18F]氟-丙-1-硫醇的制備 采用100℃/10min的氮?dú)饬?,蒸發(fā)3-[18F]氟-1-三苯甲基硫基-丙烷的乙腈(1-2ml)溶液至干。加入TFA(0.05ml)、三異丙基硅烷(0.01ml)和水(0.01ml)的混合物,隨后以80℃/10min加熱,制備3-[18F]氟-丙-1-硫醇。
步驟(c)與化合物11反應(yīng) 化合物11化合物10標(biāo)記氯乙?;绑w的通用方法用壓縮空氣冷卻含有來自步驟(b)的3-[18F]氟-1-硫基-丙烷的反應(yīng)容器,然后加氨水(27%,0.1ml)和化合物11前體(1mg)水(0.05ml)溶液。將混合物以80℃/10min加熱。
實(shí)施例125-[4-(4-溴苯氧基)-苯基]-5-[4-(2-氯乙?;?-哌嗪-1-基)嘧啶-2,4,6-三酮(化合物11)向裝有氮?dú)夂突衔?(50mg,1.1×10-4mol)的燒瓶中加入二氯甲烷(15ml)。將該反應(yīng)混合物在冰/水浴中冷卻。依次加入氯乙酰氯(14μl)和三乙胺(14μl)。10分鐘后移去冰浴,混合物溫?zé)嶂镰h(huán)境溫度。18小時(shí)后將樣品濃縮。加入2ml甲醇,并將該混合物通過HPLC(C18,150×10mm)分離。在17.5min洗脫出產(chǎn)物,收率52%。通過質(zhì)譜[ES(-ve)535.1]和1H NMR分析確定結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例133-(4-{5-[4-(4-溴苯氧基)-苯基]-2,4,6-三氧代六氫嘧啶-5-基}-哌嗪-1-基)-N-{5-(2-羥基亞氨基-1,1-二甲基丙基氨基)-3-[2-(2-羥基氨基-1,1-二甲基丙基氨基)-乙基]-戊基}-丙酰胺(化合物16)步驟(a)5-[4-(4-溴-苯氧基)-苯基]-5-[4-(2-羧基乙基)哌嗪-1-基]-嘧啶-2,4,6-三酮(化合物14)將200mg(440μmol)5-溴-5-[4-(4-溴-苯氧基)苯基]-嘧啶-2,4,6-三酮(化合物23,實(shí)施例5)溶于2ml無水甲醇中,并用83.5mg(5.28mmol,1.2eq.)3-(哌嗪-1基)丙酸處理。將反應(yīng)混合物加熱回流6h,然后濃縮。將黃色固體剩余物在水中重結(jié)晶,得到170mg(320μmol,72%)無色無定形固體。
mp208-210℃(分解)1H-NMR(300MHz,DMSO-D6)δ[ppm]7.64(寬峰,d,3J=8.6Hz,2H,H芳基),7.50(寬峰,d,3J=8.6Hz,2H,H芳基),7.14(寬峰,d,3J=8.6Hz,2H,H芳基),7.10(寬峰,d,3J=8.6Hz,2H,H芳基),2.75-2.39(m,12H,CH2).
步驟(b)氮?dú)鈿夥障?,依次向化合?4(53mg)的N,N-二甲基甲酰胺(10ml)溶液中加入TBTU(85mg)和N-甲基嗎啉(0.01ml)。10分鐘后,加入螯合劑1(35mg)并將反應(yīng)混合物在室溫下攪拌24小時(shí)。減壓除去溶劑,并將混合物溶于5ml甲醇中。粗品經(jīng)HPLC分離。在約10分鐘后洗脫出產(chǎn)物,收率75%。通過質(zhì)譜[ES(+ve)858.1]和1H NMR分析確定結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例14化合物17的合成步驟(a)5-[4-(2-氨基乙基)哌嗪-1-基]-5-[4-(4-溴-苯氧基)苯基]嘧啶-2,4,6-三酮(化合物12)將200mg(440μmol)5-溴-5-[4-(4-溴-苯氧基)苯基]嘧啶-2,4,6-三酮(化合物23,實(shí)施例5)溶于2ml無水甲醇中,用125mg(127μl,9.67μmol)N-(2-氨基乙基)哌嗪處理。將反應(yīng)混合物在室溫下攪拌,約30分鐘后,生成無色沉淀。繼續(xù)攪拌16h,然后通過抽濾收集沉淀,真空干燥,得到100mg(200μmol,45%)無色固體。
熔點(diǎn)220-223℃(分解)1H-NMR(300MHz,DMSO-D6)δ[ppm]7.67(寬峰,d,3J=9.0Hz,2H,H芳基,鄰-C-Br),7.55(寬峰,d,3J=9.0Hz,2H,H芳基,鄰-Cquart.連接Pyr.-C5),7.15(寬峰,d,3J=9.0Hz,2H,H芳基,間-Cquart連接Pyr.-C5),7.12(寬峰,d,3J=9.0Hz,2H,H芳基,間-C-Br),2.89-2.79(m,2H,CH2-NH2),2.77-2.65(m,4H,N1-CH2),2.39-2.58(m,6H,N4-CH2)。
步驟(b)4-[2-(4-{5-[4-(4-溴苯氧基)苯基]-2,4,6-三氧代六氫嘧啶-5-基}-哌嗪-1-基)-乙基氨基甲?;鵠-丁酸(化合物15)氮?dú)鈿夥障?,依次向化合?2的N,N-二甲基甲酰胺(30ml)溶液中加入戊二酸酐(11mg)和三乙胺(0.01ml)。24小時(shí)后減壓除去溶劑。將粗品溶于5ml甲醇中并經(jīng)HPLC分離。12分鐘后洗脫出產(chǎn)物,收率50%。通過質(zhì)譜[ES(+ve)617.9]和1H NMR分析確定結(jié)構(gòu)。
步驟(c)4-[2-(4-{5-[4-(4-溴苯氧基)-苯基]-2,4,6-三氧代六氫嘧啶-5-基}-哌嗪-1-基)-乙基氨基甲?;鵠-丁酸與螯合劑1的軛合氮?dú)鈿夥障?,向化合?5(11mg)的二氯甲烷(5ml)溶液中加入TBTU(8mg)和N-甲基嗎啉(0.1ml)。5分鐘后加入螯合劑1(6mg),并將該混合物攪拌24小時(shí)。減壓除去溶劑,并將混合物溶于5ml甲醇中。該混合物經(jīng)HPLC分離,約10分鐘后洗脫出產(chǎn)物,收率58%。通過質(zhì)譜[ES(+ve)943.2]和1H NMR分析確定結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例155-[4-(2-羥基乙基)哌嗪-1-基]-5-[4-(4-三丁基甲錫烷基苯氧基)-苯基]-嘧啶-2,4,6-三酮(化合物18)氮?dú)鈿夥障?,向化合?(80mg)的甲苯混懸液中加入Pd(PPh3)4(200mg)和六丁基二錫(0.2ml)。將黃色混合物加熱回流24小時(shí)。之后該反應(yīng)混合物變成黑色。將該反應(yīng)混合物過濾并減壓除去溶劑。將粗品混合物溶于甲醇中并經(jīng)HPLC純化,收率45%。通過質(zhì)譜[ES(+ve)715.1]和1H NMR分析確定結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例165-[4-(2-溴乙基)哌嗪-1-基]-5-[4-(4-溴-苯氧基)苯基]-嘧啶-2,4,6-三酮(化合物13)向化合物2(1.40g,2.78mmol)的80ml乙腈混懸液中加入1.46g(5.56mmol)三苯基膦和1.84g(5.56mmol)四溴化碳。將該混合物加熱回流18h,冷卻至室溫并在-30℃貯存過夜。抽濾收集冷卻后產(chǎn)生的固體沉淀物,得到920mg的淡棕色固體,收率58%。
1H-NMR(300MHz,DMSO-D6)δ[ppm]7.56(d,3J=9.0Hz,2H,H芳基),7.40(d,3J=8.7Hz,2H,H芳基),7.09(d,3J=9.0Hz,2H,H芳基),7.02(d,3J=8.7Hz,2H,H芳基),3.83-2.70(m,12H,CH2).
實(shí)施例17苯基-哌嗪衍生物(化合物19-22)的合成(a)通用方法化合物19-21將相應(yīng)的苯基哌嗪(2.0eq.)分次加入到化合物23[實(shí)施例5,步驟(h)](1.0eq.)的無水甲醇(約2-3ml/mmol)溶液中。將該反應(yīng)混合物在室溫下攪拌20h。抽濾收集沉淀,并用甲醇洗滌。
采用該方法制備5-[4-(4-溴-苯氧基)-苯基]-5-[4-(4-硝基苯基)哌嗪-1-基]-嘧啶-2,4,6-三酮(化合物19)400mg(880μmol)化合物2與365mg(1.76mmol)1-(4-硝基苯基)哌嗪在4ml甲醇中反應(yīng),20h后得到320mg淺黃色反應(yīng)產(chǎn)物,收率63%。
1H-NMR(400MHz,DMSO-D6)δ[ppm]8.22-7.04(m,12H,H芳基),3.80-2.77(m,8H,CH2)。
5-[4-(4-溴-苯氧基)苯基]-5-[4-(4-氟苯基)哌嗪-1-基]-嘧啶-2,4,6-三酮(化合物20)400mg(880μmol)化合物2與317mg(1.76mmol)1-(4-氟苯基)哌嗪在2.5ml甲醇中反應(yīng),在氯仿中重結(jié)晶后,得到290mg無色反應(yīng)產(chǎn)物,收率60%,mp247-249.5℃。
1H-NMR(400MHz,DMSO-D6)δ[ppm]11.66(s,2H,NH),7.59-6.92(m,12H,H芳基),3.33-2.74(m,8H,CH2)。
5-[4-(4-溴-苯氧基)-苯基]-5-[4-(4-三甲基甲硅烷基-苯基)哌嗪-1-基]-嘧啶-2,4,6-三酮(化合物21)400mg(880μmol)化合物2與413mg(1.76mmol)1-(4-三甲基甲硅烷基苯基)哌嗪在2.5ml甲醇中反應(yīng),得到440mg無色反應(yīng)產(chǎn)物,收率82%。
mp205-210℃。
1H-NMR(400MHz,DMSO-D6)δ[ppm]7.93-6.77(m,12H,H芳基),3.64-2.66(m,8H,CH2),0.20(s,9H,SiCH3)。
(b)5-[4-(4-溴-苯氧基)-苯基]-5-[4-(4-碘苯基)哌嗪-1-基]-嘧啶-2,4,6-三酮(化合物22)在-70℃、氬氣氣氛下,40min內(nèi)向280mg(460μmol)化合物21的甲醇(25ml)混懸液中加入一氯化碘300mg(1.84mmol)的甲醇(5ml)溶液。將橙色溶液在1.5h內(nèi)溫?zé)嶂潦覝?,用二氯甲烷稀釋,?0%硫代硫酸鈉水溶液洗滌至無色。用二氯甲烷萃取水相3次,用鹽水洗滌,并用硫酸鈉干燥。蒸發(fā)溶劑,剩余物真空干燥,得到粗產(chǎn)物230mg。
用甲醇重結(jié)晶,得到62mg無色結(jié)晶產(chǎn)物,收率20%。
mp210-211℃.
1H-NMR(300MHz,DMSO-d6)δ[ppm]11.55(s,2H,NH,7.50-6.63(m,12H,H芳基),3.03(s,4H,CH2),2.63(s,4H,CH2).
實(shí)施例185-[4-(4-溴苯氧基)-苯基]-5-(4-碘苯基氨基)-嘧啶-2,4,6-三酮(化合物24)向化合物23(實(shí)施例5,90mg)二氯甲烷(20ml)溶液中加入1.1當(dāng)量的4-碘苯胺(50mg)和三乙胺(0.2ml)。氮?dú)鈿夥障?,將反?yīng)物攪拌16h。減壓除去溶劑。將剩余物溶于2ml甲醇中。粗品混合物經(jīng)HPLC分離,大約20.5min后洗脫出新化合物。減壓除去溶劑,得到灰白色固體,收率85%。通過質(zhì)譜[ES(-ve)591.9]和1H NMR分析確定結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例19體外金屬蛋白酶抑制試驗(yàn)采用Huang W.等[J Biol Chem.272,22086-22091(1997)]的方法,研究化合物2-4和20。
因此,一定濃度的熒光底物(1μM)和各MMP(1nM)與增加量的MMP抑制劑(100pM-100μM)一起溫育,以測定它們的IC50值。其結(jié)果見表1表1
實(shí)施例20另外體外金屬蛋白酶抑制試驗(yàn)采用下述可買到的Biomol分析試劑盒篩選化合物MMP-2比色分析試劑盒-目錄編號(hào)AK-408,MMP-9比色分析試劑盒-目錄編號(hào)AK-410,MMP-12比色分析試劑盒-目錄編號(hào)AK-402,它們可從Affiniti Research Products Ltd.(Palatine House,MatfordCourt,Exeter,EX2 8NL,UK)得到。
(a)試驗(yàn)化合物制備抑制劑以粉末形式提供,在4℃貯存。制備每種抑制劑1mM的DMSO儲(chǔ)備溶液,分成20μl等分試樣,并將這些等分試樣貯存在-20℃。將儲(chǔ)備溶液稀釋得到8種抑制劑濃度(推薦濃度50μM、5μM、500nM、50nM、5nM、500pM、50pM和5pM)。稀釋液用試劑盒分析緩沖液制備。加入分析孔時(shí),抑制劑儲(chǔ)備溶液五倍稀釋,因此最終濃度范圍為10μM-1pM。
(b)實(shí)驗(yàn)步驟商品試劑盒可提供詳細(xì)資料,但可概括如下-按上述方法制備試驗(yàn)化合物稀釋液;-板加入分析緩沖液;-板加入試驗(yàn)化合物;-制備標(biāo)準(zhǔn)試劑盒抑制劑NNGH(見稀釋因子的試劑盒);-加NNGH到對(duì)照抑制劑孔中;-制備MMP酶(見稀釋因子的試劑盒);-加MMP到板;-板在37℃溫育約15min;-制備thiopeptolide底物(見稀釋因子的試劑盒);-加底物到板;-于37℃、414nm,在Labsystems iEMS板讀出器上每2分鐘讀數(shù),持續(xù)1hr。
(c)結(jié)果結(jié)果見表2
表2
實(shí)施例21化合物16和17的99mTc放射性標(biāo)記該99mTc絡(luò)合物以相同方法制備,將以下物質(zhì)加入到通入氮?dú)獾牡腜46小瓶中1ml通入氮?dú)獾募状迹?00μg化合物16(或17)的甲醇(100μl)溶液;0.5ml Na2CO3/NaHCO3緩沖液(pH9.2);來自Tc發(fā)生器的0.5ml TcO4-;0.1ml SnCl2/MDP溶液;(100ml通入氮?dú)獾柠}水溶液,含10.2mg SnCl2和101mg亞甲基二膦酸)。
對(duì)于99mTc-化合物16,溶液活性測定為216MBq,且溶液加熱至37℃保持33min。采用SG板,流動(dòng)相為MeOH/(NH4OAc 0.1M)1∶1,ITLC(快速(Instant)薄層層析)顯示原點(diǎn)處RHT(減少的水解Tc)為1%。HPLC分析顯示93%的99mTc-化合物16,RCP為92%。
以類似方法制備99mTc-化合物17。測得絡(luò)合物溶液的活性為203MBq。ITLC得到4%膠體,HPLC分析顯示93%的99mTc-化合物17,RCP為89%。
HPLC分析采用Xterra RP18,3.5μm,4.6×150mm柱進(jìn)行,采用0.06%NH4OH的水性流動(dòng)相(溶劑A)和乙腈的有機(jī)流動(dòng)相(溶劑B),流速1ml/min。所用典型梯度如下0-5min(10-30%B)、5-17min(30%B)、17-18min(30-100%B)、18-22min(100%B)和22-24min(100-10%B)。99mTc-化合物16的保留時(shí)間為7.6min,而99mTc-化合物17的保留時(shí)間為7.5min。
實(shí)施例22巴比妥前體親電放射性碘化的通用方法將新鮮制備的10μL 0.01M過乙酸水溶液(1×10-7mol)加入到硅烷化小瓶中,小瓶包含前體底物(1×10-7mol)適當(dāng)溶劑的溶液以及200μL0.2M NH4OAc緩沖液(pH=4)、100μL Na127I(1×10-7mol)和Na123I。反應(yīng)溫和攪拌,產(chǎn)物經(jīng)HPLC純化。
權(quán)利要求
1.一種成象劑,所述成象劑包含用成象部分在巴比妥酸5位標(biāo)記的合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑,給予所述標(biāo)記的合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑至哺乳動(dòng)物體內(nèi)后可檢測到所述成象部分,所述成象部分選自(i)放射性金屬離子;(ii)順磁性金屬離子;(iii)發(fā)射γ射線的放射性鹵素;(iv)發(fā)射正電子的放射性非金屬;(v)超極化的NMR-活性核;(vi)適用于體內(nèi)光成象的指示器;(vii)適用于血管內(nèi)檢測的β-發(fā)射體。
2.權(quán)利要求1的成象劑,其中所述合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑配體軛合物為式I[{抑制劑}-(A)n]m-[成象部分](I)其中{抑制劑}為所述合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑;-(A)n-為連接基團(tuán),其中各A獨(dú)立為-CR2-、-CR=CR-、-C≡C-、-CR2CO2-、-CO2CR2-、-NRCO-、-CONR-、-NR(C=O)NR-、-NR(C=S)NR-、-SO2NR-、-NRSO2-、-CR2OCR2-、-CR2SCR2-、-CR2NRCR2-、C4-8亞雜環(huán)烷基、C4-8亞環(huán)烷基、C5-12亞芳基或C3-12亞雜芳基、氨基酸或單分散聚乙二醇(PEG)結(jié)構(gòu)單元;R獨(dú)立選自H、C1-4烷基、C2-4烯基、C2-4炔基、C1-4烷氧基烷基或C1-4羥基烷基;n為0-10的整數(shù);和m為1、2或3。
3.權(quán)利要求1或2的成象劑,其中所述合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑與配體軛合,并且所述配體與放射性金屬離子或順磁性金屬離子形成金屬絡(luò)合物。
4.權(quán)利要求3的成象劑,其中所述配體為螯合劑。
5.權(quán)利要求3或4的成象劑,其中所述放射性金屬離子為γ放射體或正電子放射體。
6.權(quán)利要求5的成象劑,其中所述放射性金屬離子為99mTc、111In、64Cu、67Cu、67Ga或68Ga。
7.權(quán)利要求1或2的成象劑,其中所述發(fā)射γ的放射性鹵素成象部分為123I。
8.權(quán)利要求1或2的成象劑,其中所述發(fā)射正電子的放射性非金屬選自18F、11C或13N。
9.權(quán)利要求1-8的成象劑,其中所述合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑為式IV 其中R1為R″或Z基團(tuán);R2為R″、Y或-NR4R5,其中R4為H或R″基團(tuán),R5為H、C2-14?;?、C2-10氨基烷基或(N-C2-14酰基)C2-10氨基烷基或R″基團(tuán),或R4和R5與它們連接的N原子一起形成任選(N-C2-14)?;腃2-8環(huán)狀氨基亞烷基環(huán);R″獨(dú)立為C1-14烷基、C3-8環(huán)烷基、C2-14烯基、C1-14氟代烷基、C1-14全氟代烷基、C6-14芳基、C2-14雜芳基或C7-16烷基芳基;Z為式-A1O[A2O]PR3的基團(tuán),其中p為0或1,并且A1和A2獨(dú)立為C1-10亞烷基、C3-8亞環(huán)烷基、C1-10全氟代亞烷基、C6-10亞芳基或C2-10亞雜芳基,并且R3為R基團(tuán),其中R獨(dú)立選自H、C1-4烷基、C2-4烯基、C2-4炔基、C1-4烷氧基烷基或C1-4羥基烷基;Y為下式基團(tuán) 其中E為CR2、O、S或NR6;并且R6為C2-14?;?、R″或Z基團(tuán)。
10.權(quán)利要求9的成象劑,其中R2為Y或-NR4R5。
11.權(quán)利要求9或10的成象劑,其中所述成象部分連接R2取代基。
12.權(quán)利要求9-11的成象劑,所述成象劑為式V 其中E為CHR或NR6,并且R1為C6-14正烷基或C6-14芳基。
13.權(quán)利要求12的成象劑,其中E為NR6,并且R6為C2-14酰基;-(CH2)dOH,其中d為2、3、4或5;或-C6H4X,其中X為H、C1-4烷基、Hal、OR、NR2、NO2或SO2NR7R8,其中R7和R8獨(dú)立為R基團(tuán),并且R如權(quán)利要求9中定義。
14.權(quán)利要求12或13的成象劑,其中R1為正辛基、正癸基、聯(lián)苯基、C6H5X或-C6H4-O-C6H4X,其中X如權(quán)利要求13中定義。
15.一種藥用組合物,所述藥用組合物包含權(quán)利要求1-14的成象劑以及生物相容載體,其形式適用于哺乳動(dòng)物給藥。
16.一種放射藥用組合物,所述組合物包含權(quán)利要求1-14的其中所述成象部分為放射性的成象劑以及生物相容載體,其形式適用于哺乳動(dòng)物給藥。
17.權(quán)利要求16的放射藥用組合物,其中所述成象部分包含放射性金屬離子。
18.權(quán)利要求16的放射藥用組合物,其中所述成象部分包含發(fā)射正電子的放射性非金屬或發(fā)射γ射線的放射性鹵素。
19.一種帶有配體的合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑的軛合物,其中所述巴比妥酸包含5-位取代基,并且所述5-位取代基包含能與放射性或順磁性金屬離子形成金屬絡(luò)合物的配體。
20.權(quán)利要求19的軛合物,所述軛合物為下式Ib[{抑制劑}-(A)n]m-[配體](Ib),其中{抑制劑}、A、n和m如權(quán)利要求2中定義。
21.權(quán)利要求19或20的軛合物,其中所述合成巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑為權(quán)利要求9-14的式IV或式V化合物。
22.權(quán)利要求19-21的軛合物,其中所述配體為螯合劑。
23.權(quán)利要求22的軛合物,其中所述螯合劑具有二胺二肟、N2S2或N3S給體組件。
24.一種用于制備權(quán)利要求18的放射藥用組合物的前體,所述前體包含權(quán)利要求1-14的巴比妥酸基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑的非放射性衍生物,其中所述非放射性衍生物能與發(fā)射正電子的放射性非金屬或發(fā)射γ射線的放射性鹵素源反應(yīng),得到所需的放射藥物。
25.權(quán)利要求24的前體,其中所述發(fā)射正電子的放射性非金屬或發(fā)射γ射線的放射性鹵素源選自(i)鹵離子;(ii)F+或I+;或(iii)烷化劑,該烷化劑選自烷基或氟代烷基鹵化物、甲苯磺酸酯、三氟甲磺酸酯或甲磺酸酯;(iv)HS(CH2)318F。
26.權(quán)利要求24和25的前體,其中所述非放射性衍生物選自(i)有機(jī)金屬衍生物,例如三烷基錫烷或三烷基硅烷;(ii)用于親核取代的衍生物,該衍生物含烷基或芳基碘化物或溴化物、甲苯磺酸烷基酯或甲磺酸烷基酯;(iii)含活化用于親核或親電取代的芳環(huán)衍生物;(iv)含易進(jìn)行烷基化官能團(tuán)的衍生物;(v)與烷基硫醇進(jìn)行烷基化得到硫醚的衍生物。
27.一種用于制備權(quán)利要求17的放射藥用組合物的試劑盒,所述試劑盒包含權(quán)利要求19-23的軛合物。
28.權(quán)利要求27的試劑盒,其中所述放射性金屬離子為99mTc,并且所述試劑盒還包含生物相容還原劑。
29.一種用于制備權(quán)利要求18的放射藥用組合物的試劑盒,所述試劑盒包含權(quán)利要求24-26的前體。
30.權(quán)利要求29的試劑盒,其中所述前體結(jié)合至固相。
31.權(quán)利要求1-14的成象劑用于動(dòng)脈粥樣硬化診斷成象的用途。
32.權(quán)利要求1-14的成象劑用于不穩(wěn)定性斑塊診斷成象的用途。
33.權(quán)利要求1-14的成象劑用于動(dòng)脈粥樣硬化血管內(nèi)檢測的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于體內(nèi)成象的診斷成象劑。所述成象劑包含用適用于體內(nèi)診斷成象的成象部分在5-位標(biāo)記的合成巴比妥酸衍生物。本發(fā)明也提供包含所述成象劑的藥物和放射藥用組合物,以及制備放射藥物的試劑盒。本發(fā)明也描述了巴比妥酸衍生物的螯合劑軛合物,其適用于包含放射性或順磁性金屬離子的成象劑的制備。該成象劑用于包括動(dòng)脈粥樣硬化的各種疾病的體內(nèi)診斷成象。
文檔編號(hào)A61K51/04GK1720050SQ200380105207
公開日2006年1月11日 申請日期2003年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月8日
發(fā)明者K·科普卡, H·-J·布雷霍爾茨, S·瓦納, M·謝菲爾斯, B·勒夫考, B·吉貝爾特, D·懷恩 申請人:阿默沙姆公開有限公司