專利名稱：產(chǎn)生有機(jī)胺的超極化羧酸鹽的方法
產(chǎn)生有機(jī)胺的超極化羧酸鹽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及產(chǎn)生有機(jī)胺和氨基化合物的超極化羧酸鹽的動(dòng)態(tài)核 極化方法以及用于該方法的組合物。
》茲共振(MR)成像(MRI)已成為特別吸引醫(yī)師的成像技術(shù)，因?yàn)樗?以非侵入性的方式獲得患者的身體或其部分的圖像，并且不會(huì)使得患 者和醫(yī)護(hù)人員暴露于中可能有害的射線諸如X-線中。由于它的高質(zhì)量 圖像，MRI是對(duì)于軟組織和器官有利的成像技術(shù)，并且它能辨別正常 與病變組織，例如腫瘤和損傷。
可用或不用MR對(duì)比劑進(jìn)行MRI。然而，經(jīng)對(duì)比增強(qiáng)的MRI通 常使探測(cè)更小的組織變化成為可能，成為探測(cè)早期變化如小的腫瘤或 轉(zhuǎn)移的強(qiáng)大工具。
幾種對(duì)比劑已經(jīng)用于MRI。可溶于水的順》茲性金屬螯合劑，例如， 釓螯合劑，如OmniscanTM (GE Healthcare)是廣泛使用的MR對(duì)比劑。 由于它們的低分子量，當(dāng)將它們給予血管時(shí)，它們迅速分布于細(xì)胞外 間質(zhì)(即血液和組織間隙)。它們也相當(dāng)迅速地從身體中清除。
另一方面，血池MR對(duì)比劑，例如超順磁性氧化鐵顆粒，滯留在 血管中延長(zhǎng)的時(shí)間。已經(jīng)證明，它們?cè)诟闻K中非常有益于增強(qiáng)反差， 但也檢測(cè)出毛細(xì)血管滲透性異常，如，為腫瘤血管新生引起的腫瘤中 "滲漏的，，毛細(xì)血管壁。
盡管上述的對(duì)比劑具有無(wú)異議的卓越特性，但是它們的應(yīng)用并非 無(wú)任何風(fēng)險(xiǎn)。雖然順磁性金屬螯合劑通常具有高度穩(wěn)定性常數(shù)，但在 給藥后毒性金屬離子可能在體內(nèi)釋放。再有，這些類型的對(duì)比劑顯示 特異性差。
WO-A-99/35508公開(kāi)采用高劑超極化的溶液作為MRI對(duì)比劑 的患者的MR研究方法。術(shù)語(yǔ)"超極化"意指，使存在于高T,劑中的NMR活性核，即具有非零核自旋的核，優(yōu)選"C-或"N-核的核極化， 提高至超過(guò)在室溫和1 T(熱力極化)發(fā)現(xiàn)的水平。 一旦提高了 NMR活 性核的核極化，這些核的激發(fā)態(tài)和基態(tài)核自旋狀態(tài)之間的總體粒子數(shù) 差(population difference)顯著增加，因此MR信號(hào)強(qiáng)度成百倍地放大。 當(dāng)使用超極化的富含"C-和/或"N-高L劑時(shí)，它們將基本上不受背景 信號(hào)影響，因?yàn)樽匀回S富的13(3和/或15>!可以忽略不計(jì)，因此圖像反 差將有利地大。常規(guī)MRI對(duì)比劑和這些超極化的高T,劑的主要差別 是，前者的對(duì)比變化是由于影響身體中水質(zhì)子的弛豫時(shí)間引起的，而 后類試劑可被認(rèn)為是非放射性示蹤劑，因?yàn)楂@得的信號(hào)單獨(dú)由該試劑 引起。
在WO-A-99/35508中，公開(kāi)了用作MR成像劑的多種可能的高 T,劑，它們包括非-內(nèi)源性的和內(nèi)源性的化合物，如乙酸鹽、丙酮酸鹽、 草酸鹽或葡糖酸鹽、糖如葡萄糖或果糖、尿素、酰胺類、氨基酸類如 谷氨酸鹽、甘氨酸、半胱氨酸或天冬氨酸鹽、核普、維生素如抗壞血 酸、青霉素衍生物和磺胺類。還聲稱代謝循環(huán)，諸如檸檬酸循環(huán)中的 中間體如反丁烯二酸和丙酮酸是用于代謝活性的MR成像的優(yōu)選成像 劑。
在人和非人動(dòng)物體內(nèi)代謝過(guò)程起作用的超極化的MR成像劑51起 人們極大的注意，因?yàn)檫@些超極化的成像劑可用于體內(nèi)MR研究中獲 得有關(guān)組織代謝狀態(tài)的信息，即它們用于代謝活動(dòng)的體內(nèi)成像。例如， 組織代謝狀態(tài)的信息被用于辨別健康和患病的組織。
丙酮酸鹽是在檸檬酸循環(huán)和超極化的13C-丙酮酸鹽轉(zhuǎn)化為超極化 的"C-乳酸鹽中起作用的化合物，超極化的13C-碳酸氫鹽和超極化的 13C-丙氨酸可用于人體代謝過(guò)程的體內(nèi)MR研究。例如，如在 WO-A-2006/011810中詳細(xì)描述的那樣，超極化的130丙酮酸鹽可用 作體內(nèi)肺瘤成像的MR成像劑，并且如在WO-A-2006/054903中詳細(xì) 描述的那樣，用于評(píng)估心肌組織存活性。
必須強(qiáng)調(diào)的是，超極化成像劑的信號(hào)衰減是由于弛豫以及一給予
患者身體時(shí)就被稀釋。因此生物體液(如血液)中的成像劑T，值必須充
分長(zhǎng)以使試劑能夠以高度超極化的狀態(tài)分布至患者身體中的耙位點(diǎn)。
除了成像劑具有高T,值外，達(dá)到高度極化水平是非常重要和有利的。 在WO-A-99/35508中公開(kāi)了幾種超極化技術(shù)，其中之一是動(dòng)態(tài)核 極化(DNP)技術(shù)，由極化劑或所謂的DNP劑，含未成對(duì)電子的化合物 對(duì)樣品中的MR活性核產(chǎn)生極化。在DNP方法中，通常以微波輻射 形式提供能量，這將開(kāi)始激活DNP劑。 一旦衰減至基態(tài)，極化就從 DNP劑的未成對(duì)電子轉(zhuǎn)移至樣品中的NMR活性核。 一般，DNP方法 中使用中度或高度磁場(chǎng)和非常低的溫度，如，通過(guò)在液氦和約1T或 更高的磁場(chǎng)中實(shí)施DNP方法。作為選擇，可采用中度磁場(chǎng)和達(dá)到充 分的極化增強(qiáng)的任何溫度。DNP技術(shù)描述于，例如WO-A-98/58272 和WO-A-01/96895,兩者均通過(guò)引用包括在本文中。
DNP劑在DNP方法中起決定性作用，因?yàn)樗倪x擇對(duì)可達(dá)到的 極化水平起主要影響。在WO-A-99/35508中表示為"OMRI對(duì)比劑"的 多種DNP劑是已知的。如在WO-A-99/35508、 WO-A-88/10419、 WO-A-90/00904、 WO-A-91/12024、 WO-A-93/02711、 WO-A-98/39277 和WO-A-96/39367中被描述為DNP劑的氧基、硫基或碳基穩(wěn)定的三 苯曱基自由基的應(yīng)用，在多種不同物質(zhì)中引起高水平的極化。
還發(fā)現(xiàn)，在DNP方法中，為了使極化從DNP劑轉(zhuǎn)化至樣品的 NMR活性核，必須將DNP劑和樣品進(jìn)行緊密接觸。該緊密接觸可通 過(guò)選擇可溶解于要被極化的樣品的DNP劑實(shí)現(xiàn)。再有， 一旦冷卻/冷 凍，避免DNP劑/樣品混合物結(jié)晶就是重要。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在冷卻/冷凍 時(shí)結(jié)晶的樣品中的極化水平低，或者，甚至完全沒(méi)有超過(guò)熱力極化水 平的增強(qiáng)，即，在啟動(dòng)動(dòng)態(tài)核極化過(guò)程前，可能得到室溫下的自然極 化。還發(fā)現(xiàn)，可通過(guò)在冷卻/冷凍時(shí)加入玻璃形成劑，如DNP劑/樣品 /玻璃形成劑混合物，形成非晶態(tài)固體("玻璃")，改善在冷卻/冷凍時(shí)結(jié) 晶的樣品中的極化水平。適宜的玻璃形成劑為例如丙三醇、丙二醇或乙二醇。然而，玻璃 形成劑的添加通常被維持在必須的最低限度，因?yàn)樵撎砹?稀釋"樣品，
這對(duì)于某些應(yīng)用，如使用超極化的樣品作為MRI中的成像劑不利。在 此情況下，必須以高濃度給予患者超極化的樣品，即必須用于DNP 方法的高度濃縮的樣品。在本文的上下文中，將冷凍的、含樣品(即 DNP劑、樣品和如果需要時(shí)的玻璃形成劑和/或溶劑)的組合物的質(zhì)量 維持在盡可能小，也是重要的，因?yàn)槿绻贒NP過(guò)程后采用溶解將 固體超極化的組合物轉(zhuǎn)化成液態(tài)，如，將其用作成像劑，大的質(zhì)量將 對(duì)溶解過(guò)程的效果產(chǎn)生不利影響。再有，如果意欲將極化的樣品用作 成像劑，則在給予患者成像劑之前，加入玻璃形成劑可能需要除去這 些化合物。加入玻璃形成劑的另 一個(gè)缺點(diǎn)是常常觀察到極化的樣品在 水性載體中的溶解度下降。水性載體是意欲用作成MR像劑的超極化 的樣品的優(yōu)選的溶解介質(zhì)。
相當(dāng)大量的在代謝上的活性化合物是羧酸鹽，即羧酸的鹽。實(shí)例 是丙酮酸鹽、乳酸鹽、碳酸氫鹽、丁二酸鹽、蘋果酸鹽、反丁烯二酸 鹽、檸檬酸鹽、異檸檬酸鹽、a-酮戊二酸鹽或草酰乙酸鹽。這些化合 物以其鈉鹽的形式易于(從商業(yè)上)獲得，并且它們中的大多數(shù)可溶解 于水以及與DNP劑混合，以制備DNP方法所用的組合物。然而，一 旦冷卻/冷凍，這些混合物(沒(méi)有加入玻璃形成劑)可結(jié)晶，導(dǎo)致極化水
平太低，以致不能使用經(jīng)極化的羧酸鹽作為用于代謝活性的MR成像 的MR成像劑。 一些前述化合物如丙酮酸鹽和乳酸鹽可以其酸的形式 被極化，因?yàn)檫@些酸在冷卻/冷凍時(shí)不結(jié)晶，因此加入玻璃形成劑不是 必須的。缺點(diǎn)是，DNP劑必須是穩(wěn)定的并且易于在這些酸中混溶，此 標(biāo)準(zhǔn)使適宜的DNP劑的范圍縮窄。再有，在溶解步驟或其后的過(guò)程 中，必須用堿使游離酸轉(zhuǎn)化為羧酸鹽。這還需要可耐強(qiáng)酸和堿的耗材
(容器、瓶子、管道等)。
本申請(qǐng)人現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，不加入玻璃形成劑而使羧酸鹽極化的方法。 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，不向要被極化的混合物中加入玻璃形成劑，可使有機(jī)胺和
氨基化合物的羧酸鹽經(jīng)歷動(dòng)態(tài)核極化，因?yàn)檫@些羧酸鹽在冷卻/冷凍時(shí) 不結(jié)晶。使用以有機(jī)胺和氨基化合物的鹽的形式存在羧酸鹽的優(yōu)點(diǎn) 是，完全不必向要被極化的混合物加入玻璃形成劑，因此，經(jīng)極化化 合物的"稀釋，，和從極化的樣品中去除玻璃形成劑就不再是問(wèn)題。因此，
更高濃度的羧酸鹽可用于DNP方法中。羧酸鹽的直接極化的再一個(gè) 優(yōu)點(diǎn)是，可避免極化游離羧酸的間接途徑以及上段中概述的這些途徑 的所有缺點(diǎn)。此導(dǎo)致可能使用范圍更廣的DNP劑，因?yàn)檫@些藥物不 再必須在酸中是穩(wěn)定的。
因此，從一方面看來(lái)，本發(fā)明提供產(chǎn)生有機(jī)胺或氨基化合物的固 體超極化羧酸鹽的方法，所述方法包括制備包含有機(jī)胺或氨基化合物 的羧酸鹽和DNP劑的組合物以及對(duì)該組合物進(jìn)行動(dòng)態(tài)核極化。
術(shù)語(yǔ)"羧酸鹽"表示要經(jīng)動(dòng)態(tài)核極化被超極化的一個(gè)或多個(gè)分子實(shí) 體(如不同羧酸鹽的混合物)。
術(shù)語(yǔ)"超極化"和"極化"在下文中可交互使用，表示核的極化水平 過(guò)量。術(shù)語(yǔ)"超極化"和"極化"優(yōu)選表示核的極化水平過(guò)量O.l %,更 優(yōu)選過(guò)量1 %和最優(yōu)選過(guò)量10 %。
例如，可通過(guò)測(cè)量經(jīng)超極化樣品中的NMR活性核的固態(tài)NMR, 確定極化水平。例如，如果超極化的樣品中的NMR活性核是"C，則 可獲得所述樣品的固態(tài)"C-NMR。固態(tài)13C-NMR測(cè)量值優(yōu)選由使用 低反轉(zhuǎn)角(low flip angle)的單一脈沖捕獲NMR序列(simple pulse-acquire NMR序列)組成。比較經(jīng)超極化樣品的信號(hào)強(qiáng)度與動(dòng)態(tài) 核極化過(guò)程前的樣品的極化水平。然后從DNP前和DNP后的樣品的 信號(hào)強(qiáng)度的比率計(jì)算極化水平。
以類似的方法，可通過(guò)經(jīng)超極化樣品中的NMR活性核的液態(tài) NMR測(cè)量值，測(cè)定溶解的、經(jīng)超極化樣品的極化水平。再比較溶解 的、經(jīng)超極化樣品的信號(hào)強(qiáng)度與溶解的、動(dòng)態(tài)核極化過(guò)程前的樣品的 極化水平。然后從DNP前和DNP后的樣品的信號(hào)強(qiáng)度的比率計(jì)算極 化水平。術(shù)語(yǔ)"有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸鹽"表示羧酸和有機(jī)胺或氨基化 合物的鹽，優(yōu)選pH中性鹽。在本發(fā)明上下文中的羧酸鹽可為像例如 碳酸、乙酸、棕櫚酸、油酸、丙酮酸或乳酸的單羧酸的鹽。在另一個(gè) 實(shí)施方案中，羧酸鹽可為像例如蘋果酸、反丁烯二酸、丁二酸、丙二 酸或檸檬酸的二或多羧酸的鹽。在羧酸鹽是二或多羧酸的鹽時(shí)，鹽可 為單羧酸鹽、二羧酸鹽或多羧酸鹽。例如，在檸檬酸，三羧酸時(shí)，羧 酸鹽可為(單)檸檬酸鹽，即具有2個(gè)游離羧基，二檸檬酸鹽，即具有l(wèi) 個(gè)游離羧基，或三檸檬酸鹽，即沒(méi)有游離羧基。如果用于本發(fā)明方法
中的羧酸鹽是二或多羧酸的羧酸鹽，優(yōu)選沒(méi)有任何游離羧基的羧酸
補(bǔ) 貝。
優(yōu)選的羧酸鹽是候選藥物，小分子，如小于2000Da，或幾種候 選藥物的混合物和經(jīng)超極化的候選藥物可優(yōu)選用于NMR試驗(yàn)，例如， 測(cè)定對(duì)某一受體的或在酶分析中的結(jié)合親和力。這樣的試^r描述于 WO-A-2003/089656或WO-A-2004/051300,且它們優(yōu)選基于使用液態(tài) NMR光譜，這意味著含候選藥物的超極化的固體組合物在極化后必 須優(yōu)選通過(guò)溶解或熔化而液化。羧酸鹽可或不可為富含同位素的。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，羧酸鹽是MR成像劑，并且意欲將 超極化的羧酸鹽用作MR成像和/或化學(xué)位移成像中的成像劑。此時(shí)， 優(yōu)選的羧酸鹽是內(nèi)源性羧酸鹽，更優(yōu)選在人或非人動(dòng)物體內(nèi)代謝過(guò)程 中起作用的內(nèi)源性羧酸鹽。在該上下文中優(yōu)選的羧酸鹽是蘋果酸鹽、 乙酸鹽、反丁烯二酸鹽、乳酸鹽、檸檬酸鹽、丙酮酸鹽、碳酸氫鹽、 丙二酸、丁二酸鹽、草酰乙酸鹽、a-酮戊二酸鹽、谷氨酸鹽、天冬氨 酸鹽和異杵檬酸鹽。最優(yōu)選的羧酸鹽是乙酸鹽、反丁烯二酸鹽、谷氨 酸鹽、天冬氨酸鹽和丙酮酸鹽。
用于本發(fā)明的方法中，則這些超極化的羧經(jīng)超極化羧酸鹽優(yōu)選用作在 人或非人動(dòng)物體內(nèi)代謝活動(dòng)的體內(nèi)分子MR成像和/或化學(xué)位移成像 的MR成像劑。這些羧酸鹽中，優(yōu)選的是含經(jīng)極化核的那些，它們表現(xiàn)出緩慢縱向弛豫，以致極化維持足夠長(zhǎng)時(shí)間以轉(zhuǎn)移入人或非人動(dòng)物
體內(nèi)而隨后成像。優(yōu)選的羧酸鹽含具有在0.01-5 T磁場(chǎng)強(qiáng)度和20-40 。C范圍的溫度下的縱向弛豫時(shí)間常數(shù)(T,)大于10秒、優(yōu)選大于30秒 和更優(yōu)選大于60秒的核。
一般地，意欲用作體內(nèi)MR成像和/或化學(xué)位移成像的MR成像劑 的羧酸鹽，優(yōu)選富含同位素的羧酸鹽，同位素富集更優(yōu)選是非零自旋 核(MR活性核)的，適宜地，如果存在于有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸 鹽的羧酸鹽部分，是"N和/或^C，更優(yōu)選'力的同位素富集。同位 素富集可包括或者在羧酸鹽中的一個(gè)或多個(gè)位點(diǎn)的選擇性富集或者 在所有位點(diǎn)的均衡富集。例如，可通過(guò)化學(xué)合成或生物標(biāo)記的方法實(shí) 現(xiàn)富集，兩種方法為本領(lǐng)域所知，并且可依據(jù)要富含同位素的具體羧 酸鹽選擇適宜的方法。
意欲用作MR成像劑的羧酸鹽的優(yōu)選的實(shí)施方案是僅在分子的一 個(gè)位上富集同位素的羧酸鹽，優(yōu)選富集至少10%,更適宜至少25%, 更優(yōu)選至少75 %和最優(yōu)選至少90 %。理想富集是100 %。
同位素富集的最佳位取決于MR活性核的弛豫時(shí)間。羧酸鹽優(yōu)選 在具有長(zhǎng)T1弛豫時(shí)間的位上富集同位素。優(yōu)選采用在羧基-C-原子、 羰基-C-原子或季C-原子上富集的"C-富集的羧酸鹽。
用作MR成像劑的特別優(yōu)選的羧酸鹽是130丙酮酸鹽、130乙酸 鹽、130乳酸鹽、"C-碳酸氫鹽、"C-3-羥基丁酸鹽、"C-反丁烯二酸鹽 和130碳酸鹽，最優(yōu)選130丙酮酸鹽。"C-丙酮酸鹽可在C1-位(。C廣 丙酮酸鹽)、在C2-位("C2-丙酮酸鹽)、在C3-位("Qr丙酮酸鹽)、在 C1-和C2-位("C,，2-丙酮酸鹽)、在Cl-和C3-位('3d,r丙酮酸鹽)、在C2-和03-位(13(:2,3-丙酮酸鹽)或在Cl-、C2-和C3-位("d,2，3-丙酮酸鹽)富含 同位素。C1-位是"C同位素富集的優(yōu)選的位置。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明方法的羧酸鹽用于固態(tài)NMR 波i普。在此可通過(guò),爭(zhēng)態(tài)或魔角i走轉(zhuǎn)(magic angle spinning)固態(tài)NMR波 譜分析經(jīng)超極化的固體羧酸鹽。在該實(shí)施方案中，不限于具有某些特性的羧酸鹽和具有羧酸基的任何大小和類型的分子可用作本發(fā)明方 法中的羧酸鹽。
如早先提及的，術(shù)語(yǔ)"有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸鹽，，表示羧酸和 有機(jī)胺或氨基化合物的鹽。在本發(fā)明上下文中的胺可為伯胺、仲胺或 叔胺。由于氮原子上的游離電子對(duì)，胺可與羧酸反應(yīng)形成包含羧酸鹽 陰離子和季銨陽(yáng)離子的鹽。在本發(fā)明上下文中的氨基化合物是包含氨
基的有機(jī)化合物，所述氨基可為未被取代的氨基，即-NH2，或被取代 的氨基，即-NHR或-NR2，其中R表示除H之外的任何殘基。氨基化 合物可含其它官能團(tuán)，如羥基、羧基、羰基或^t酸基。在本發(fā)明上下 文中，應(yīng)該選擇易于與挑選的羧酸形成鹽而不形成其它不需要的副產(chǎn) 物的氨基化合物。優(yōu)選的氨基化合物是胺、氨基醇(即包含羥基的氨基 化合物)和氨基磺酸，最優(yōu)選的氨基化合物是氨基醇。
本發(fā)明方法中的優(yōu)選的有機(jī)胺或氨基化合物是低分子量的小分 子。胺或氨基化合物的分子量越小，組合物中經(jīng)受極化的有機(jī)胺或氨 基化合物的羧酸鹽的濃度越高。優(yōu)選具有30-300 g/mol,更優(yōu)選30-200 g/mol和最優(yōu)選30-160 g/mol分子量的有機(jī)胺和氨基化合物。適宜的 低分子量有機(jī)胺是，例如，曱胺、乙胺、二乙胺、三曱胺、咪唑或乙 二胺。適宜的低分子量氨基化合物是乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、 氨基丙二醇、2-氨基-2-曱基-1,3-丙二醇、三-(羥基曱基)甲胺(TRIS)、 賴氨酸、N-甲基-D-葡糖胺或N-(2-乙酰氨基)-2-氨基甲烷磺酸，在這些 化合物中，優(yōu)選乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨基丙二醇、2-氨基 —2-甲基-1 ，3-丙二醇、N-曱基-D-葡糖胺和三-(羥基曱基)曱胺(TRIS)。
如果意欲將超極化的羧酸鹽用作MR成像劑，則重要的是在將極 化的組合物中要有高濃度羧酸鹽，因?yàn)樾枰o予患者相當(dāng)高濃度的經(jīng) 超極化羧酸鹽。再有，保持將極化的組合物的質(zhì)量盡可能小，同時(shí)使 組合物中具有高濃度的羧酸鹽是有利的。可通過(guò)選擇低分子量的胺或 氨基化合物再次實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。如果可使將極化的組合物質(zhì)量小，例如，
在經(jīng)超極化羧酸鹽用于液體NMR或MR成像的情況下，則極化后可 使經(jīng)超極化組合物的溶解進(jìn)行得更有效。
對(duì)于用作MR成像劑的超極化的羧酸鹽，優(yōu)選選擇生理學(xué)上可耐 受的有機(jī)胺或氨基化合物，因?yàn)檫@樣的化合物在給予患者前不必從超 極化的羧酸鹽中去除，例如，被另一個(gè)生理學(xué)上可耐受的陽(yáng)離子交換。 在此情況下，優(yōu)選生理學(xué)上可耐受的氨基化合物，在更優(yōu)選的實(shí)施方 案中，可使用生理學(xué)上可耐受的氨基醇、氨基羧酸或氨基石黃酸，最優(yōu) 選生理學(xué)上可耐受的氨基醇。
優(yōu)選的氨基醇是三(羥基曱基)甲胺(TRIS)和N-曱基-D-葡糖胺(葡 曱胺)。兩者均是熟悉的生理學(xué)上可耐受的化合物；葡曱胺在多種X-射線和MR對(duì)比劑的離子制劑中用作陽(yáng)離子，而TRIS在用于或施用 于人或非人動(dòng)物的治療和診斷藥物的液體制劑中用作緩沖劑。
優(yōu)選的氨基磺酸是包含羥基的那些氨基磺酸，優(yōu)選N-2-羥基乙基 哌。秦-!^'-2-乙烷磺酸(HEPES)，更優(yōu)選N-三(羥基曱基)-2-氨基乙烷磺酸 (TES)、 4-(2-羥基乙基)-l-哌。秦-:3-丙烷-磺酸(HEPPS)、 N-(2-乙酰氨基)-2-氨基乙烷磺酸(ACES)、 1，4-哌嗪-二-乙烷磺酸(PIPES)、 N，N-二(2-羥基 乙基)-2-氨基-乙烷磺酸(BES)和3-(N-嗎啉代)丙烷-磺酸(MOPS)。
在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，使用有機(jī)胺或氨基化合物的pH 中性羧酸鹽。為了得到這樣的pH中性羧酸鹽，將有機(jī)胺或氨基化合 物與羧酸合并，所述羧酸以所有存在于羧酸中的羧基均轉(zhuǎn)化為羧酸鹽 的摩爾比率，即以產(chǎn)生有機(jī)胺或氨基化合物的pH中性羧酸鹽的摩爾 比率使用。如果例如使丙酮酸和氨基醇TRIS反應(yīng)，1 :l摩爾比率的丙 酮酸與TRIS將導(dǎo)致約pH5的TRIS-丙酮酸鹽。因此，必須-使用稍孩吏 過(guò)量的TRIS以獲得pH中性TRIS-丙酮酸鹽。
為了得到用于本發(fā)明方法的有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸鹽，例如 通過(guò)將有機(jī)胺或氨基化合物加入羧酸中，使有機(jī)胺或氨基化合物與羧 酸合并。應(yīng)該緩慢地將有機(jī)胺或氨基化合物加入到含羧酸的反應(yīng)容器 中?？蓴嚢柙摲磻?yīng)混合物以確?；衔锍浞只旌喜⒖墒狗磻?yīng)容器冷卻。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可將有機(jī)胺或氨基化合物和羧酸加至DNP 劑溶液中，優(yōu)選DNP劑的水溶液中。再有，可將羧酸和/或有機(jī)胺或 氨基化合物溶解于溶劑，如，水中；然而，溶劑的量應(yīng)該保持最少。 也可通過(guò)使溶液從2個(gè)容器流至確?；旌系腡形管(T-piece)將溶解的 羧酸和有機(jī)胺或氨基化合物混合。如果需要，可使用將溶液通過(guò)管/ 線從容器泵入T形管的方法。在又一個(gè)實(shí)施方案中，羧酸的鹽，如鈉 鹽可溶解于溶劑如水中，并且可通過(guò)荷載有機(jī)胺或氨基化合物的季銨 鹽的離子交換柱。當(dāng)將同位素標(biāo)記的羧酸鹽用于本發(fā)明方法時(shí)，此方 法可更為便利，因?yàn)檫@些鈉鹽更常易于從商業(yè)上獲得而游離羧酸則不 然。再有，因?yàn)楸苊饣衔锏漠a(chǎn)熱和延長(zhǎng)時(shí)間的接觸，不需要的副產(chǎn) 物的形成大大減少。為了保持溶劑的量最少，可在生成羧酸鹽后采用 本領(lǐng)域已知的方法蒸發(fā)溶劑至需要的體積。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，要被極化的組合物是液體組合物，更優(yōu)選 是溶解的組合物，即有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸鹽和DNP于溶劑或 溶劑混合物的溶液。本文中之前的術(shù)語(yǔ)"溶劑，，表示溶劑和溶劑混合物。 選擇溶劑，使羧酸鹽和DNP劑可溶解于所述溶劑。再有，如果超極 化的羧酸鹽用作MR成像劑時(shí)，則溶劑優(yōu)選生理學(xué)上可耐受的溶劑， 如藥學(xué)上可接受的水性載體，如，緩沖溶液或鹽水或更優(yōu)選水。在優(yōu)
選的實(shí)施方案中，保持溶劑至必須導(dǎo)致組合物溶解的最少量。
本發(fā)明方法中將極化的組合物還包含在DNP方法中必須的DNP 劑。為了實(shí)現(xiàn)將極化的羧酸鹽中的高極化水平，DNP劑必須在羧酸鹽 中是穩(wěn)定的和可溶(溶解)的。在本上下文中，穩(wěn)定的三苯曱基自由基 是優(yōu)選的DNP劑并且這樣的穩(wěn)定的氧基、硫基或碳基三苯曱基自由 基，例如在WO-A-99/35508、 WOA-88/10419、 WO-A-90/00904、 WO-A-91/12024、 WO-A-93/02711、 WO-A-96/39367、 WO-A-98/39277 和WO-A-2006/011811中描述。
DNP劑的最佳選擇取決于幾個(gè)方面。如之前提及的，DNP劑和 羧酸鹽必須緊密接觸以在羧酸鹽中生產(chǎn)最佳極化水平。因此，在優(yōu)選
的實(shí)施方案中，DNP劑在羧酸鹽中是可溶(溶解)的。如果要極化的羧 酸鹽是親脂性的(親水性的)化合物，則DNP劑應(yīng)該也是親脂性(親水 性)的。如果DNP劑是三苯曱基自由基，則所述三苯曱基自由基的親 脂性或親水性可受適宜的或親水性基團(tuán)的選擇的影響。再有，DNP劑 在存在羧酸鹽下必須是穩(wěn)定的。因此，如果羧酸鹽包含反應(yīng)性基團(tuán)， 則應(yīng)該使用對(duì)這些反應(yīng)性基團(tuán)相對(duì)惰性的DNP劑。從之前所述得知， 顯然DNP劑的選擇高度依賴于樣品的化學(xué)性質(zhì)。
在依據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，羧酸鹽是丙酮酸鹽，更優(yōu) 選的"C-丙酮酸鹽和最優(yōu)選的"C廣丙酮酸鹽而有機(jī)胺或氨基化合物是 TRIS或葡甲胺。在此情況下，DNP劑優(yōu)選下式(1)三苯曱基自由基
M表示氫或一個(gè)當(dāng)量的陽(yáng)離子；和
Rl相同或不同，表示直鏈或支鏈Q(jìng)-C6-烷基、CrCV羥基烷基或 基團(tuán)-(CH2)n-X-R2，其中n是l、 2或3;
X是O或S和R2是直鏈或支鏈d-Cr烷基。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，M表示氫或一個(gè)當(dāng)量的生理學(xué)上可耐受的 陽(yáng)離子。術(shù)語(yǔ)"生理學(xué)上可耐受的陽(yáng)離子，，表示被人或非人動(dòng)物活體耐 受的陽(yáng)離子。優(yōu)選地，M表示氫或堿性陽(yáng)離子、銨離子或有才幾胺離子， 例如葡曱胺。最優(yōu)選，M表示氫或鈉。在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，Rl是相同的，更優(yōu)選為直鏈或支鏈
C廣Cr烷基，最優(yōu)選曱基、乙基或異丙基或C廣Q-羥基烷基，最優(yōu)選 羥基曱基或羥基乙基。
在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，Rl相同或不同，優(yōu)選相同并表示 -CH2-OCH3、 -CH2-OC2H5、 -CH2-CH2-OCH3 、 -CH2-SCH3、 -CH2-SC2H5 或-CH2-CH2-SCH3，最優(yōu)選-CH2-CH2-OCH3。
按照在WO-A-88/10419、 WO-A-90/00904、 WO-A-91/12024、 WO畫A-93/02711、 WO畫A-96/39367、 WO-A-98/39277和 WO-A-2006/011811中的詳述可合成這樣的三苯曱基自由基。
可通過(guò)將羧酸鹽，如果需要溶解于溶劑，優(yōu)選于水中，與DNP 劑混合形成均勻的混合物，獲得包含有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸鹽和 DNP劑的組合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，DNP劑溶解于溶劑，優(yōu)選 水中，并將羧酸和有機(jī)胺或氨基化合物，優(yōu)選以交互的部分加至該溶 液中，原位形成羧酸鹽。通過(guò)本領(lǐng)域已知的幾種方法，諸如攪拌、旋 轉(zhuǎn)或超聲，可促進(jìn)化合物的密切混合。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，用于本發(fā)明方法的組合物還包含順磁性金 屬離子。優(yōu)選在要極化的組合物中存在順磁性金屬離子，因?yàn)樗鼘?dǎo)致 羧酸鹽極化水平提高。
包含在用于本發(fā)明方法的組合物中的順磁性金屬離子是原子序 號(hào)58-70的鑭系金屬或原子序號(hào)21-29、 42或44的過(guò)渡金屬的順石茲性 金屬離子。 一種或不同種金屬的順磁性金屬離子可用于本發(fā)明方法。 優(yōu)選地，使用一種金屬的順磁性金屬離子。適宜的順磁性離子包括例 如Q"3+、 Mn2+、 Fe3+、 Fe2+、 Co2+、 Ni2+、 Cu2+、 Nd3+、 Sm3+、 Gd3+、 Tb3+、 Dy3+、 Ho3+、 Er"和Yb"。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，順磁性金屬離 子選自Cr3+、 Mn2+、 Fe3+、 Fe2+、 Gd"和Tb3+,在更優(yōu)選的實(shí)施方案中， 選自Cr3+、 Mn2+、 Fe,Gd3+。
適宜地，采用呈螯合的形式或它們的鹽的形式的順磁性金屬離子。
如果意欲將要極化的羧酸鹽施用于固態(tài)NMR，則優(yōu)選使用其鹽 的形式的順磁性金屬離子。適宜的鹽是例如，CrCl3、 MnCl2、 FeCl2、 FeCl3、 GdCl3或順磁性金屬羧酸鹽，優(yōu)選羧酸鹽是被極化的那些鹽。 因此，如果要極化的羧酸鹽是乙酸鹽，則順磁性金屬離子將優(yōu)選為順 磁性金屬乙酸鹽，例如Fe(ni)乙酸鹽。同樣地，如果要極化的羧酸鹽 是丙酮酸鹽，則順磁性金屬離子將優(yōu)選為順磁性金屬丙酮酸鹽，例如 Gd(III)丙酮酸鹽。選擇可溶于羧酸鹽或羧酸鹽的溶液的鹽是有優(yōu)勢(shì)的。 在另 一個(gè)實(shí)施方案中，可加入螯合形式的順磁性金屬離子。
對(duì)于在人或動(dòng)物活體中的液態(tài)NMR或用作成l象劑，通過(guò)本發(fā)明 方法獲得的固體超極化的羧酸鹽必須溶解或熔化以形成溶液或液體。 然而，在這樣的溶液或液體中的游離順磁性離子劇烈縮短樣品中的極 化核的T,弛豫時(shí)間，即加速極化的自然衰減，并因此，縮短羧酸鹽提 供高M(jìn)R信號(hào)強(qiáng)度的時(shí)間。另一方面，如果意欲將要極化的羧酸鹽用 作在人或動(dòng)物活體中的成像劑，如果不從最終可注射物中去除的話， 則游離順磁性金屬離子常常不是生理上耐受的或生理上耐受度差，因 此，具有不需要的作用，如，毒性作用。
為了克服游離順磁性金屬離子的上述作用，可采用呈螯合形式的 順磁性金屬離子。其優(yōu)點(diǎn)是不必在作用的高時(shí)間壓力(time pressure)下 從液體超極化的羧酸鹽中去除順磁性螯合劑，以避免如上所討論的T, 縮短。通過(guò)使用依據(jù)本發(fā)明方法的有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸鹽而不 是使游離羧酸極化，也可能使用相當(dāng)廣泛的順磁性螯合劑，由于螯合 劑中通常存在的氮原子和羧基的質(zhì)子化作用，大多數(shù)螯合劑在游離羧 酸中不穩(wěn)定。
通過(guò)使用呈其鹽形式的順磁性金屬離子并且在溶解或熔化超極 化的羧酸鹽后迅速去除順磁性金屬離子，可進(jìn)一步克服上述作用。去 除順磁性金屬離子的方法在本申請(qǐng)書中稍后公開(kāi)。
在另 一個(gè)實(shí)施方案中，可通過(guò)使用呈其鹽形式的順磁性金屬離子 和加入螯合劑至溶解媒介以快速絡(luò)合游離順磁性金屬離子，克服上述
作用。在此情況下，應(yīng)該選擇在溶解i某介中可溶的和穩(wěn)定的并且與游 離順磁性金屬離子快速形成穩(wěn)定的絡(luò)合物的螯合劑。
如上所陳述，順磁性金屬離子可以螯合形式用于本發(fā)明方法中。 本文術(shù)語(yǔ)"順磁性螯合物"還表示呈螯合形式的順磁性金屬離子，即順 磁性金屬離子的絡(luò)合物和螯合劑。
多種已知螯合劑適合于此目的。 一般，可使用通常含雜原子如N、 O、 P或S的環(huán)狀和非環(huán)狀螯合劑，優(yōu)選環(huán)狀螯合劑。適宜的非環(huán)狀 螯合劑是，例如DTPA及其化合物，例如，DTPA-BMA、 DTPA-BP、 DTPA-BMEA、 EOB-DTPA、 BOPTA和MS-325; EDTA及其化合物， 例如，EDTA-BMA、 DPDP、 PLED、 HPTA;酰胺或二酰胺及其化合 物，例如，TOGDA、穴狀配體(cryptands)或磺酸鹽。適宜的環(huán)狀螯合 劑是，例如，PCTA-[12〗、PCTP-[12]、 PCTP-[13]、 DOTA、 D03A及 其化合物，例如，HP-D03A和D03A-丁三醇(butrio1)。 DOTA、 D03A 及其化合物是優(yōu)選的環(huán)狀螯合劑。這些螯合劑是本領(lǐng)域已知的并且熟 練的技術(shù)人員能夠找到有關(guān)這些螯合劑及其制備的大量文獻(xiàn)。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，使用相對(duì)惰性的化學(xué)實(shí)體的螯合劑，例如 富勒烯(fWlerenes)或沸石。裝入或包嚢順磁性金屬離子的這樣的螯合 劑是優(yōu)選的，如果要極化的羧酸鹽包含能與，例如，像前段提及的那 些更具反應(yīng)性的螯合劑反應(yīng)的反應(yīng)性官能團(tuán)。
在本發(fā)明方法中，順^f茲性螯合物可或者是單體順^f茲性螯合物，即 由螯合劑和單個(gè)順磁性金屬離子組成的化學(xué)實(shí)體，或者是多聚體順磁 性螯合物，即由兩個(gè)或更多個(gè)亞單位組成的化學(xué)實(shí)體，其中每個(gè)亞單 位由螯合劑和單個(gè)順磁性金屬離子組成。三聚體順磁性螯合物的實(shí)例 是1 ，3 ，5-三-(N-(D03 A-乙酰氨基)-N-曱基-4-氨基-2-甲基苯基)-[1 ，3 ，5〗三 溱烷(triazinane)-2，4，6-三酮，由三嗪三酮核與連接所述核的3個(gè)亞單位 組成的順磁性螯合物，其中每個(gè)亞單位包含作為順磁性金屬離子的 Gd"和作為螯合劑的D03A衍生物。此三聚體順磁性螯合物的合成在 本申請(qǐng)的實(shí)施例部分中描述。如之前描述的DNP劑那樣，要極化的羧酸鹽必須與順磁性金屬
離子緊密接觸，以下，除了另外說(shuō)明或特指，術(shù)語(yǔ)"順磁性金屬離子，， 用于指以其鹽和順^茲性螯合物兩者存在的順磁性金屬離子。如果羧酸 鹽呈溶液(即溶解于溶劑如水中)，優(yōu)選使用可溶于經(jīng)溶解羧酸鹽中的
順磁性金屬離子。因此，如同與DNP劑的那樣，順磁性金屬離子和 羧酸鹽優(yōu)選形成均勻的混合物。如果要極化的羧酸鹽是親脂性(親水性 的)化合物，則順磁性螯合物也應(yīng)該是親月旨性(親水性)的。順磁性螯合 物的的親脂性或親水性可例如受包含適宜的親脂性或親水性殘基的 螯合劑的選擇的影響。再有，優(yōu)選的是，在羧酸鹽的存在下，順磁性 螯合物是穩(wěn)定的，因?yàn)榻j(luò)合物離解(去螯合)將導(dǎo)致游離順^f茲性離子對(duì) 如上述的經(jīng)液化的經(jīng)超極化羧酸鹽中的極化衰減和因此的極化水平 具有損害的結(jié)果，除非在固體經(jīng)超極化羧酸鹽被液化后，迅速去除游 離順磁性金屬離子。如果要極化的羧酸鹽包含反應(yīng)性基團(tuán)，應(yīng)該使用 對(duì)這些反應(yīng)性基團(tuán)相對(duì)惰性的順磁性金屬離子。從之前所述得知，顯 然順磁性金屬離子的選擇高度依賴于羧酸鹽的化學(xué)性質(zhì)及其最終用 途(固體NMR、液體NMR或顯像劑)。
本發(fā)明的另 一個(gè)方面是生成液體經(jīng)超極化羧酸鹽的方法，該方法 包括制備包含有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸鹽、DNP劑和任選順;茲性金 屬離子的組合物，對(duì)該組合物實(shí)施動(dòng)態(tài)核極化，4吏該組合物液化和任 選從液化的組合物中去除DNP劑。
為了實(shí)施依據(jù)本發(fā)明的方法，第一步是制備包含有機(jī)胺或氨基化 合物的羧酸鹽、DNP劑和任選順磁性金屬離子的組合物。
如果用于本發(fā)明方法的羧酸鹽是溶液，如，溶解于溶劑，優(yōu)選水 性載體或水，則溶解的羧酸鹽與經(jīng)選擇的DNP劑，優(yōu)選三苯曱基自 由基和任選與順磁性金屬離子合并形成組合物，其中諸化合物緊密接 觸。更優(yōu)選地，經(jīng)選擇的DNP劑和順磁性金屬離子可溶于溶解的羧 酸鹽中?？赏ㄟ^(guò)本領(lǐng)域已知的幾種方法，諸如攪拌、旋轉(zhuǎn)或超聲，進(jìn) 一步促進(jìn)密切混合。在另一個(gè)實(shí)施方案中，制備在溶劑，優(yōu)選水中的
DNP劑溶液，并且交互加入羧酸和有機(jī)胺或氨基化合物的^f分量，以原 位形成有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸鹽。任選加入順磁性金屬離子并使 其溶解于含DNP劑和羧酸鹽的溶液中。在又一個(gè)實(shí)施方案中，制備 順磁性金屬離子的溶液，優(yōu)選水溶液，并交互加入羧酸和有機(jī)胺或氨 基化合物的份量，以原位形成有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸鹽。隨后加 入DNP劑并使其溶解于含順磁性金屬離子和羧酸鹽的溶液中。在另 一個(gè)實(shí)施方案中，同時(shí)或者陸續(xù)使DNP劑和順磁性金屬離子溶解于 溶劑，優(yōu)選水中，并交互加入羧酸和有機(jī)胺或氨基化合物份量，以原 位形成有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸鹽。
如果三苯曱基自由基被用作DNP劑，則組合物中這樣的三苯甲 基自由基的適宜濃度是5-25 mM，優(yōu)選10-20 mM。如果將順磁性金 屬離子加至組合物中，則組合物中這樣的順磁性金屬離子的適宜濃度 是0.1-6 mM(金屬離子)，而0.5-4 mM的濃度是優(yōu)選的。
在已經(jīng)制備組合物后，將所述組合物冷卻/冷凍?？赏ㄟ^(guò)本領(lǐng)域已 知的方法，如，通過(guò)在液氮中冷凍組合物或通過(guò)簡(jiǎn)單地將組合物放在 液氦將冷凍的DNP極化器中，實(shí)現(xiàn)冷卻/冷凍。
冷卻/冷凍前可對(duì)組合物除氣?？赏ㄟ^(guò)鼓泡氦氣通入纟且合物(如 2-15min—個(gè)時(shí)間周期)實(shí)現(xiàn)除氣，但可通過(guò)其它已知普通方法實(shí)現(xiàn)除
DNP技術(shù)，例如在WO-A-98/58272和WO-A-01/96895中描述， 此兩個(gè)文獻(xiàn)通過(guò)引用結(jié)合于本文中。通常，如，通過(guò)在液氦和約1T 或更高的磁場(chǎng)中實(shí)施DNP方法，在DNP方法中采用中或高磁場(chǎng)以及 非常低溫度。作為選擇，可采用實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)充分極化的中磁場(chǎng)和任何溫 度。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，在液氦和約1 T或更高的磁場(chǎng)中實(shí)施DNP 方法。適宜的極化裝置(=極化器)在例如WO-A-02/37132中描述。在 優(yōu)選的實(shí)施方案中，極化裝置包括低溫恒溫器和極化設(shè)備，如，通過(guò) 波導(dǎo)管連著被石茲場(chǎng)產(chǎn)生裝置諸如超導(dǎo)磁體環(huán)繞的中心孔腔(bore)中的 微波源的微波室。孔腔垂直向下延伸到至少的接近超導(dǎo)磁體的P區(qū)水
平，此處磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)于樣品核的極化的發(fā)生足夠高，如，在1和25T 之間。探頭的孔腔(=要極化的組合物)優(yōu)選可密封的并且可抽空至低 壓，如，大約1 mbar或更低的數(shù)量級(jí)的壓力。探頭引入工具，諸如可 移動(dòng)的傳送管可包含在孔腔內(nèi)，并且可將此管從孔腔頂向下插入至農(nóng)史 波室內(nèi)P區(qū)中的位置。通過(guò)液氦將P區(qū)冷卻足以低以至發(fā)生極化的溫 度，優(yōu)選約0.1-100 K,更優(yōu)選0.5-10 K，最優(yōu)選l-5K數(shù)量級(jí)的溫度。 探頭傳導(dǎo)工具優(yōu)選在其上端以任何適宜的方式是可密封的，以保持孔 腔中部分真空。探頭固定容器，諸如探頭固定帽，可為可移動(dòng)地裝在
探頭傳導(dǎo)工具的低端內(nèi)。探頭固定容器優(yōu)選由輕質(zhì)材料制備，所述材 料具有低的比熱容和良好的低溫特性，諸如，KelF(聚氯三氟乙烯)或 PEEK(聚醚醚酮)，并且可將其設(shè)計(jì)為可持有多于一個(gè)探頭的方式。
將探頭插入探頭固定容器中，淹沒(méi)在液氦中并用優(yōu)選于200 mW 下約94GHz頻率微波輻照。根據(jù)要極化的樣品，例如,可通過(guò)在微波 輻照過(guò)程中獲取探頭的固態(tài)NMR信號(hào)，監(jiān)測(cè)極化水平。 一般，在顯 示NMR信號(hào)對(duì)時(shí)間的圖中得到飽和曲線。因此，可能測(cè)定何時(shí)達(dá)到 最佳極化水平。
如果意欲將極化的羧酸鹽用作MR成像劑，則或者在DNP過(guò)程
后通過(guò)將其溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┗蛉軇┗旌衔?，如，生理學(xué)上可耐受的 和藥學(xué)上可接受水性載體如水、緩沖溶液或鹽水中，或者通過(guò)將其熔
化，將含羧酸鹽的組合物從固體超極化的狀態(tài)轉(zhuǎn)化至液體超極化的狀 態(tài)(即液化的)。溶解是優(yōu)選的并且溶解過(guò)程和適宜的裝置因此在 WO-A-02/37132中有詳細(xì)描述。熔化過(guò)程和適宜的熔化裝置，例如在 WO-A-02/36005中描述。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，將含超極化的有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸 鹽的固體組合物溶解于水或緩沖水溶液中。在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案 中，羧酸鹽是緩沖劑化合物如TRIS、 TRICIN或氨基磺酸如ACES、 PIPES、 BES、 MPOS、 HEPES、 TES或HEPPS (戶斤有才是及的》爰沖齊H匕
合物是在本發(fā)明定義內(nèi)的有機(jī)氨基化合物)的羧酸鹽，以及將固體組合 物溶解于水將產(chǎn)生羧酸鹽的緩沖溶液。
在后繼步驟中，可將DNP劑和任選存在的順》茲性金屬離子從液 化的組合物中去除。如果意欲將經(jīng)超極化羧酸鹽用作人或動(dòng)物活體中 MR成像劑或作其它應(yīng)用，則DNP劑，優(yōu)選三苯曱基自由基和順磁性 金屬離子優(yōu)選從液化的組合物中去除。
可用于部分、充分或完全去除三苯曱基自由基和順磁性金屬離子 的方法是本領(lǐng)域已知的。通常，可適用的方法取決于三苯曱基自由基 和順磁性金屬離子的性質(zhì)。 一旦固體經(jīng)超極化的組合物溶解，三苯曱 基自由基和/或順磁性金屬離子就會(huì)沉淀，并因此可通過(guò)過(guò)濾輕易從液 體中分離。
如果沒(méi)有發(fā)生沉淀，則可通過(guò)色譜分離技術(shù)，如，液相色譜如反 相色譜、離子交換色譜、(固相)萃取法或本領(lǐng)域已知的其它色譜分離 技術(shù)，去除三苯曱基自由基和順磁性金屬離子。 一般，優(yōu)選采用在一 個(gè)步驟中能夠去除三苯曱基自由基和順磁性金屬離子兩者的方法，因 為由于T！弛豫液體羧酸鹽中的極化衰減。越快和越有效地從液體羧酸 鹽中去除不需要的化合物，保留羧酸鹽中的極化水平越高。因此，不 但從羧酸鹽、三苯曱基自由基和順磁性金屬離子之間緊密接觸來(lái)看， 而且從快速去除來(lái)看，選擇具有相似的化學(xué)性質(zhì)的三苯甲基自由基和 順磁性金屬離子，如，兩者均是親脂性或親水性的化合物，是有益的。 如果例如使用親脂性三苯曱基自由基和親水性順磁性螯合物，可在單 個(gè)色譜柱上通過(guò)反相液相色譜去除兩種化合物。
如果游離順磁性金屬離子存在于液化的組合物(如由于使用順石茲 性金屬鹽)中，則優(yōu)選使用如由O. Vigneau等，Anal. Chim. Acta 435(1)， 2001, 75-82中公開(kāi)的陽(yáng)離子交換柱或離子印跡化樹脂去除這些離子。 另 一個(gè)可能的方法是如由A. Sorin等，J. Membrane Science 267(1-2), 2005， 41-49公開(kāi)的，通過(guò)在荷電的有機(jī)膜上選擇性絡(luò)合游離順磁性金 屬離子的納濾膜技術(shù)(nano-filtration)。再有，以類似于由S. Donald等.J. Inorg. Biochem. 56(3), 1994， 167-171公開(kāi)的親和色譜法，可從液化的 組合物中去除游離順磁性金屬離子。
因?yàn)槿綍趸杂苫哂刑卣餍訳V/可見(jiàn)吸收光譜，有可能使用
uv/可見(jiàn)光吸收檢測(cè)作為一個(gè)方法，檢驗(yàn)在去除三苯曱基自由基后液
體組合物中它們的存在。為了獲得定量結(jié)果，即存在于液體組合物中 的三苯曱基自由基的濃度，可對(duì)光譜儀進(jìn)行校準(zhǔn)，這樣從液體組合物 的樣品在特定波長(zhǎng)的吸收值得到樣品中相應(yīng)的三苯甲基自由基濃度。
如果將液體經(jīng)超極化羧酸鹽用作人或非人動(dòng)物體的體內(nèi)MR成像的成 像劑，則去除三苯曱基自由基是特別優(yōu)選的。
在去除順磁性金屬離子(如果已經(jīng)存在于經(jīng)極化的組合物中)和/或 三苯甲基自由基后，可檢驗(yàn)液體樣品的殘余順磁性金屬離子和/或三苯 曱基自由基。
熒光或UV/可見(jiàn)光吸收檢測(cè)可被用作檢核是否存在順磁性螯合物 的方法，前提條件是螯合物中含(強(qiáng))發(fā)色團(tuán)。檢核是否存在順磁性螯 合物的另 一個(gè)方法是電化學(xué)檢測(cè)，前提條件是螯合物中存在電活性部 分。
如果順磁性金屬鹽用于組合物中，可用熒光檢測(cè)去檢驗(yàn)從液體組 合物去除它們后的游離順磁性金屬離子。如果例如使用Gd"-鹽，貝'J 激發(fā)波長(zhǎng)275 nm的熒光和發(fā)射波長(zhǎng)314 nm的監(jiān)測(cè)焚光可用作4企測(cè)具 有高度特異性的游離Gd"的方法。再有，可通過(guò)與比色劑PAR(4-(2-偶氮)-間苯二酚)絡(luò)合后用 530-550 nm可見(jiàn)光吸收;f企測(cè)游離Gd3+。適 宜于其它順磁性金屬離子的其它比色劑為本領(lǐng)域已知并且可以同樣 的方式使用。
在依據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，組合物包含13C-丙酮酸鹽， 優(yōu)選TRIS或葡曱胺的13Cr丙酮酸鹽、三苯曱基自由基，優(yōu)選式(l)三 苯曱基自由基以及或者包含作為順磁性金屬離子的Gd"的順磁性螯 合物或者Gd"-鹽如GdCl3或Gd-丙酮酸鹽。通過(guò)優(yōu)選將Gd-螯合物或 Gd-鹽溶解于溶劑，優(yōu)選水中，優(yōu)選以交互加入"Cr丙酮酸和TRIS或葡曱胺份量于所述溶液中，制備組合物。在后續(xù)的步驟中，將式(l) 三苯甲基自由基加至溶液中并且將如此得到的組合物冷卻/冷凍。動(dòng)態(tài) 核極化后，將固體經(jīng)超極化的組合物溶解于水性載體，優(yōu)選水中。
如果已經(jīng)將Gd"-鹽用作順磁性金屬離子，則重要的是盡可能快
地從溶解的。C-丙酮酸鹽中去除GcP+離子。適宜的方法是，通過(guò)使用 如由0. Vigneau等，Anal. Chim. Acta 435(1), 2001, 75-82中公開(kāi)的陽(yáng)離 子交換柱或離子印跡化樹脂去除這些離子。另 一種可能的方法是如由 A. Sorin等，J. Membrane Science 267(1-2)， 2005, 41-49公開(kāi)的，通過(guò)在 荷電的有機(jī)膜上選擇性絡(luò)合游離Gd"的納濾膜技術(shù)。再有，如由S. Donald等.丄Inorg. Biochem. 56(3), 1994, 167-171公開(kāi)的，通過(guò)親和色 譜法可去除游離Gd"。在另一個(gè)實(shí)施方案中，溶解介質(zhì)包含能夠絡(luò)合 游離Gd3+離子的 一種或多種化合物，如，螯合劑如ETDA、 DTPA或 其化合物如DTPA-BMA。如在下一段中描述的，可從溶解的"C-丙酮 酸鹽中去除如此得到的Gd-螯合物。
如果已經(jīng)將Gd-螯合物用作順磁性金屬離子，和式(l)三苯曱基自 由基，則可通過(guò)使用反相液相色譜，在使式(l)三苯甲基自由基去除的 同時(shí)，去除螯合物。
用于檢驗(yàn)經(jīng)純化的溶解的羧酸鹽中殘留游離Gd3+、 Gd-螯合物和 式(l)三苯曱基自由基的適宜的方法在第22/23頁(yè)描述。
依據(jù)本發(fā)明方法生成的液體超極化的130丙酮酸鹽可用作"常規(guī) 的"MR成像劑，即為解剖學(xué)成像提供極好的對(duì)比增強(qiáng)值。依據(jù)本發(fā)明 方法生成的液體超極化的130丙酮酸鹽的再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，丙酮酸鹽是 即使在更高濃度下人體也耐受良好的內(nèi)源性化合物。作為檸檬S史循環(huán) 中的前體，丙酮酸鹽在人體中起重要的代謝作用。丙酮酸鹽轉(zhuǎn)化成不 同的化合物其轉(zhuǎn)氨作用產(chǎn)生丙氨酸，經(jīng)由氧化去羧基作用，丙酮酸 鹽轉(zhuǎn)化成乙酰-CoA和碳酸氫鹽，丙酮酸鹽的還原生成乳酸鹽和其羧 基化生成草酰乙酸鹽。再有，超極化的13。丙酮酸鹽轉(zhuǎn)化為經(jīng)超極化130乳酸鹽、超極
化的。C-碳酸氫鹽(僅就。d-丙酮酸鹽、13(^,2-丙酮酸鹽或13(^，2,3-丙酮 酸鹽而言)和超極化的"C-丙氨酸，可被用于人體代謝過(guò)程的MR研究。
"C-丙酮酸鹽在人全血中于37。C具有42秒的T1弛豫，然而，已發(fā)現(xiàn) 超極化的"C-丙酮酸鹽轉(zhuǎn)化為超極化的"C-乳酸鹽、超極化的"C-碳 酸氫鹽和超極化的130丙氨酸足夠迅速，以致能檢測(cè)來(lái)自13。丙酮酸 鹽母體化合物及其代謝物的信號(hào)。丙氨酸、碳酸氬鹽和乳酸鹽的量取 決于被研究組織的代謝狀態(tài)。超極化的"C-乳酸鹽、超極化的13。碳 酸氫鹽和超極化的130丙氨酸的MR信號(hào)強(qiáng)度與在檢測(cè)時(shí)剩下的這些 化合物的量和極化的程度相關(guān)，因此，通過(guò)監(jiān)測(cè)超極化的130丙酮酸 鹽向經(jīng)超極化的130乳酸鹽、超極化的130碳酸氬鹽和超極化的13C-丙氨酸的轉(zhuǎn)化，可能使用非侵入性MR成像研究人或非人動(dòng)物體內(nèi)代 謝過(guò)程。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由不同丙酮酸鹽代謝物引起的MR信號(hào)振幅依組織類 型的不同而異。由丙氨酸、乳酸鹽、碳酸氫鹽和丙酮酸鹽形成的獨(dú)特 的代謝峰圖案可用作被檢查組織的代謝狀態(tài)的指紋圖，并且因此考慮 健康組織和肺瘤組織之間的區(qū)別。此使得依據(jù)本發(fā)明的組合物成為體 內(nèi)MR肺瘤成像的卓越藥物。丙酮酸鹽在腫瘤成像的應(yīng)用已經(jīng)在WO-A-2006/011810中詳細(xì)描述。
再有，超極化的"C-丙酮酸鹽在心臟成像的應(yīng)用已在WO-A-2006/054卯3中描述。
本發(fā)明的另 一個(gè)方面是包含有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸鹽、DNP 劑，優(yōu)選三苯曱基自由基和任選順磁性金屬離子的組合物。在優(yōu)選的 實(shí)施方案中，該組合物包含有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸鹽、DNP劑， 優(yōu)選三苯曱基自由基和順磁性金屬離子。
本發(fā)明的又一個(gè)方面是用于動(dòng)態(tài)核極化的、包含有機(jī)胺或氨基化 合物的羧酸鹽、DNP劑優(yōu)選三苯曱基自由基和任選順磁性金屬離子的 組合物。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該組合物包含用于動(dòng)態(tài)核極化的有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸鹽、DNP劑優(yōu)選三苯曱基自由基和順磁性金屬離子。
本發(fā)明的又一個(gè)方面是包含有機(jī)胺或氨基化合物的經(jīng)超極化羧 酸鹽的組合物，該組合物通過(guò)動(dòng)態(tài)核極化獲得。
本發(fā)明的又一個(gè)方面是包含用作MR成像劑的有機(jī)胺或氨基化合 物的經(jīng)超極化羧酸鹽的組合物，該組合物通過(guò)動(dòng)態(tài)核極化獲得。
本發(fā)明的又一個(gè)方面是包含有機(jī)胺或氨基化合物的經(jīng)超極化羧 酸鹽、DNP劑，優(yōu)選三苯曱基自由基和任選順磁性金屬離子的組合物， 該組合物通過(guò)動(dòng)態(tài)核極化獲得。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該組合物包含 有機(jī)胺或氨基化合物的經(jīng)超極化羧酸鹽、DNP劑優(yōu)選三苯曱基自由基 和順磁性金屬離子，該組合物通過(guò)動(dòng)態(tài)核極化獲得。
實(shí)施例
實(shí)施例l含"d-丙酮酸鈉、三苯曱基自由基和水的組合物的動(dòng)態(tài)核 極化(對(duì)照實(shí)例)
將128.3 mg的"C,-丙酮酸鈉溶解于244.1 mg水中。加入在 WO-A-98/39277的實(shí)施例7中描述制備的三-(8-羧基-2，2，6，6-四(羥基乙 基)苯并[1 ，2-d:4,5d']雙(1,3)二硫醇-4-基)甲基鈉鹽，生成于三苯甲基自 由基中的15.2mM組合物。將該組合物置于探頭帽上并插入DNP極 化器中。于DNP條件下，于3.35T磁場(chǎng)中1.2K下，微波輻照(93.950 GHz)下，使組合物極化。2.5小時(shí)后，停止極化。
通過(guò)固態(tài)"C-NMR測(cè)定固態(tài)極化。固態(tài)"C-NMR檢測(cè)由采用低 偏轉(zhuǎn)角的簡(jiǎn)易脈沖獲得NMR序列(pulse-acquire NMR sequence)組成。 比較動(dòng)態(tài)核極化的樣品的信號(hào)強(qiáng)度與熱力極化的樣品(即啟動(dòng)動(dòng)態(tài)核 極化程序前的室溫下樣品的自然極化)的信號(hào)強(qiáng)度。從熱力極化樣品與 動(dòng)態(tài)核極化樣品的信號(hào)強(qiáng)度的比率計(jì)算極化。結(jié)果，組合物的固態(tài)極 化與組合物的熱力極化相同，意味著存在于組合物中的"C核的核的 自旋極化未能被DNP極化加強(qiáng)。
實(shí)施例2含"Cr丙酮酸鈉、三苯曱基自由基、玻璃形成劑和水的組 合物的動(dòng)態(tài)核極化(對(duì)照實(shí)例)
將128.3 mg的"C廣丙酮酸鈉溶解于244.1 mg水中,并加入309.3 mg丙三醇使總體積為540 |Lil。加入11.2 mg的實(shí)施例1的三苯曱基自 由基以生成于三苯曱基自由基中的15.2mM組合物。組合物含14.6% (w/w)的丙酮酸鹽，這是可得到的最濃縮的丙酮酸鈉混合物。將一份 102.4 pi的組合物置于探頭帽中并插入DNP極化器中。于DNP條件 下，于3.35T磁場(chǎng)中1.2 K下，微波輻照(93.950GHz)下，使組合物極 化。2.5小時(shí)后，停止極化，并將固體組合物溶解于每升含100 mg EDTA 的水中。
通過(guò)液態(tài)13C-NMR于400 MHz測(cè)定液態(tài)極化為9.6 %。因此，通 過(guò)加入玻璃形成劑，存在于組合物中的"C核的核的自旋極化可被 DNP才及4匕力口強(qiáng)。
實(shí)施例3含TRIS;d-丙酮酸鹽、三苯曱基自由基和水的組合物的 動(dòng)態(tài)核極化
將78.4 mg (0.65 mmol) TRIS與64.3 mg 13(^-丙酮酸(純度90 %, 0.65 mmol)在51.3 mg水中混合，形成澄清的160 fil體積溶液。加入 實(shí)施例1的三苯曱基自由基，以產(chǎn)生于三苯曱基自由基中的15.5 mM 的組合物。該組合物含30 % (w/w)的丙酮酸鹽。將一份136.6 mg的組 合物置于探頭帽中并插入DNP極化器中。于DNP條件下，于3.35T 不茲場(chǎng)中1.2K，微波輻照(93.950GHz)下，使組合物極化。2.5小時(shí)后， 停止極化，并將固體組合物溶解于每升含100mgEDTA的水中。
通過(guò)液態(tài)13C-NMR于400 MHz測(cè)定液態(tài)極化為10.5 %。因此， 通過(guò)制備TRIS-"d-丙酮酸鹽，存在于組合物中的"C核的核的自旋 極化可被DNP極化加強(qiáng)至約與實(shí)施例2組合物中的相同的水平。然 而，實(shí)施例3的組合物包含多于雙倍量的丙酮酸鹽，并且如果意欲將 丙酮酸鹽用作MR成像劑，不可加入在給予患者前必須去除的玻璃形 成劑。
實(shí)施例4 1，3，5-三-(N-(D03A-乙酰氨基)-N-曱基-4-氨基-2-甲基-苯 基)-[l，3，51triazinane-2，4，6-三酮(10)的Gd-螯合物的合成 4a) 2-甲基-4-硝基苯基異氰酸酯(l)的制備<formula>formula see original document page 28</formula>1 2 3
將2-曱基-4-硝基苯胺(35.0 g, 230 mmol)溶解于乙酸乙酯(400 ml) 中并冷卻至0。C。用30分鐘逐滴加入碳酰氯(180ml,20。/。于曱苯中)， 隨后立即白色鹽沉淀。在末次加液后，使溫度緩慢回升至室溫，然后 將反應(yīng)混合物回流( 100。C)?；亓?小時(shí)30分鐘，此后在溫度降至 80°C之前蒸餾出200 ml溶劑，并逐滴加入碳酰氯(140 ml， 20 %于甲苯 中)。在末次加液后，使反應(yīng)溶液回流3小時(shí)，使之冷卻至室溫并濃縮 至干。將棕色/黃色原料溶解于乙醚(250ml)中，過(guò)濾和濃縮，得到棕 色粉末(36 g, 88 %)。
4b) 1，3，5-三-(4-硝基-2-甲基-苯基Hl，3，5三噪烷 (triazinane)-2，4，6-三酮(2)的制備
向于250 ml燒瓶中的2-甲基-4-硝基苯基異氰酸酯(36.0 g)中加入 DMSO(50ml)，且用經(jīng)塑料夾固定就位的玻璃塞將該燒瓶密封。立即 該燒瓶放入加熱至85。C的油浴中，并將深棕色反應(yīng)溶液力口熱16小曰于 30分鐘。移開(kāi)油浴并使反應(yīng)溶液冷卻至室溫，然后將其傾入水(800 ml) 中，超聲處理，并濾去沉淀。將乙醇(500 ml)加至濾餅并回流4小時(shí)， 然后使之冷卻至室溫，濾掉產(chǎn)物得到灰白色粉末(28.1 g, 78 %)。
4c) 1，3，5-三-(4-氨基-2-甲基-苯基)-[1，3，5]三嗪烷-2，4,6-三酮(3)的
制備
將1，3,5-三-(4-硝基-2-曱基-苯基)-[1，3,5]三嗪烷-2,4,6-三酮(2.86 g, 5.4 mmol)溶解于THF (70 ml)中。加入HC1 (4.5 ml, 6 M)、水(18 ml)和
Pd/C(0.6g，10%)。將反應(yīng)容器抽真空并在3個(gè)周期中填充氬氣，隨 后在帕爾氫化裝置(Parr hydrogenation apparatus) (60 psi)上氪化。2小 時(shí)后，用隔膜泵抽去過(guò)量的氫并濾去Pd/C(10。/。)。將澄清的反應(yīng)溶液 濃縮直至再?zèng)]有殘留THF，用NaHC03 ( 3.7 g)將pH調(diào)節(jié)至7。用乙 酸乙酯(3xl00ml)提取水相，并用MgS04干燥合并的有機(jī)相，過(guò)濾和 濃縮得到棕色粉末。將該粗產(chǎn)物用甲醇再結(jié)晶得到灰白色粉末樣產(chǎn)物 (1.9 g， 80%)。
4d) 1，3，5-三-(4-甲酰氨基-2-曱基-苯基)-[1，3，5三嗪烷-2，4，6-三酮(4) 的制備
將甲酸(175 ml)放進(jìn)冰冷的500 ml圓底燒瓶中。加入乙酐(15 ml， 0.16 mol)且將該黃色溶液于0 。C、氬氣氛下攪拌1小時(shí)。將三胺3 (8.7 g， 0.020 mol)加至該溶液中并移去冰浴。室溫、氬氣氛下攪拌30分鐘 后，HPLC顯示完全反應(yīng)。真空下去除溶劑，將棕色、粘性殘余物懸 浮于H20并濾去。然后用1120徹底清洗保證去除所有的酸。產(chǎn)物為 淡對(duì)宗色固體(10.2 g， 99%)。<formula>formula see original document page 30</formula>
4e) 1 ，3，5-三-(1^-甲酰-N-甲基-4-氨基-2-甲基-苯基)-[l ，3，5三喚烷 -2，4，6-三酮(5)的制備
將所有玻璃器皿在烤箱中干燥并將DMF干燥通過(guò)4A分子篩。將 Li(Me3Si)2N (116 ml, 0.116 mol, 1 M于正己烷中)力。至500 ml圓底燒瓶 中的4 (10.2 g, 0.0193 mol)的DMF-溶液(l 15 ml)。將由淺棕色溶液轉(zhuǎn) 變?yōu)榇u紅色漿液的反應(yīng)混合物于氬氣氛下攪拌1小時(shí)。加入碘曱烷 (12.2 ml, 0,196 mol),將反應(yīng)混合物攪拌2小時(shí)或直至HPLC上顯示完 全曱基化。然后在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上去除正己烷，并將殘余物傾入劇烈攪 拌下的NaH2P〇4 (1300ml, 100 mM)溶液中。濾出形成的沉淀5為淺白 色固體(6.7g， 60%)。
<formula>formula see original document page 30</formula>
4i) 1，3，5-三-(N-甲基-4-氨基-2-甲基-苯基Hl，3，5三嗪烷-2，4，6畫三 酮(6)的制備
將二氧雜環(huán)己烷(52 ml)、 HC1 (52 ml, 6 M)和5 (6.5 g, 11 mmol)于 250ml圓底燒瓶中混合以形成淺白色漿液。于氬氣氛下將該反應(yīng)混合 物加熱至回流30分鐘。將此時(shí)的黃色溶液冷卻至室溫，然后在旋轉(zhuǎn) 蒸發(fā)器上去除溶劑。然后將橙色殘余物溶解于500mlH2O中，并于劇 烈攪拌下用NaHC03(飽和)溶液中和。濾去形成的沉淀并用&0洗滌 數(shù)次，得到蒼白色固體(4.7g，84。/0)。
<formula>formula see original document page 31</formula>
4g) 1，3，5-三-(N-氯乙酰-N-曱基-4-氨基-2-曱基-苯基)-[l，3，5]三嗪 烷-2，4，6-三酮(7)的制備
在100 ml圓底燒瓶中，將6 (4.6 g, 9.5 mmol)溶解于DMA (15 ml) 并于0。C、攪拌下加入氯乙酰氯(2.6ml，33mmo1)。于RT、氬氣氛下 攪拌反應(yīng)物30分鐘，或直至HPLC上顯示完全氯乙?；Ｈ缓髮⒃?漿液傾入在劇烈^L械攪拌下的、有水(500ml)的大口燒杯中。濾去形 成的沉淀，并在0.3mbar下真空干燥(6.3g)。將淺白色固體溶解于70 ml乙腈中，并在劇烈機(jī)械攪拌下傾入500mlH20中。濾出形成的沉 淀并將其置于干燥器中干燥(6.1 g， 89%)。4h) 1，3，5-三-(N-(D03A叔丁酯-乙酰氨基)-N畫甲基-4-氨基-2-甲基-苯基Hl ，3，5三嗓烷-2，4，6-三 酮(8)的 制備
在50 ml圓底燒瓶中，將7 (0.50 g, 0.70 mmol)與D03A叔丁酯(2.5 g, 4.2 mmol)、 二異丙基乙基胺(910 |ul, 5.2 mmol)和乙腈(15 ml)懸浮在 一起。經(jīng)超聲處理后，于75。C、氬氣氛下攪拌該反應(yīng)混合物直至 LC/MS顯示完全偶合。然后在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上去除溶劑，粗產(chǎn)物(2.9g) 用于后續(xù)反應(yīng)。
<formula>formula see original document page 32</formula><formula>formula see original document page 33</formula>
4i) 1 ，3，5-三-(N-(D03 A-乙酰絲)-N-甲基-4-氨基-2-甲基-苯 基)-[l，3，5I三溱烷-2，4，6-三酮(9)的制備
將粗產(chǎn)物8 (1.9 g)溶解于TFA (130 ml)和CH2C12 (130 ml)中并于 50°C、氬氣氛下攪拌。攪拌溶液1小時(shí)或直至LC/MS顯示完全去保 護(hù)。然后在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上去除溶劑，殘余物于真空下干燥過(guò)夜。然后 將粗產(chǎn)物(2.4 g)用于最后步驟。<formula>formula see original document page 33</formula>
4j) 1，3，5-三-(N-(D03A-乙酰氨基)-N-甲基-4-絲-2-曱基-苯 基Hl，3，5三嗪烷-2，4，6-三酮的釓螯合物(10)的制備
攪拌下，將粗產(chǎn)物9 (2.4 g)溶解于水中并加入Gd(OAc)3 (1.4 g, 4.2 mmol)。然后抽真空(0.3mbar),用LC/MS連續(xù)監(jiān)測(cè)該反應(yīng)。當(dāng)檢測(cè)到 完全絡(luò)合時(shí)，則真空去除溶劑。然后用制備型HPLC純化3.1g粗產(chǎn) 物(410mg，42o/o自7)。
實(shí)施例5三苯曱基自由基三-(8-羧基-2，2，6，6-(四(甲氧基乙基)苯并 -1，2-4，5'雙-(1，3)二硫醇-4-基)甲基鈉鹽的合成
于氬氣氛下，將依據(jù)WO-A1-98/39277的實(shí)施例7已經(jīng)合成的10 g (70 11111101)的三-(8-羧基-2，2，6，6-(四(羥基乙基)苯并-[1，2-4，5']-雙-(1,3)-二硫醇_4-基)甲基鈉鹽懸浮于280 ml 二曱基乙酰胺中。先后加入氫化 鈉(2.75 g)和碘曱烷(5.2 ml),使該稍微放熱的反應(yīng)進(jìn)行1小時(shí)，于34 。C 水浴中進(jìn)行60分鐘。以每一化合物相同的量重復(fù)兩次加入氬化鈉和 碘曱烷，末次加料后，于室溫下攪拌該混合物68小時(shí)，然后將其傾 入500 ml水中。用40 ml 1 M NaOH (aq)調(diào)節(jié)pH達(dá)pH > 13,于環(huán)境 溫度下攪拌該混合物15小時(shí)，以水解形成的甲酯。然后用50ml2M HC1 (aq)使該混合物酸化達(dá)pH約為2，并用乙酸乙酯(500 ml和2 x 200 ml)提取3次。合并的有機(jī)相經(jīng)Na2S04干燥，然后蒸發(fā)至干。然后用 制備型HPLC、用乙腈/水作為洗脫劑純化粗產(chǎn)物(24g)。蒸發(fā)收集的 餾份以去除乙腈。用乙酸乙酯提取殘余的水相，并將有機(jī)相經(jīng)Na2S04 干燥，然后蒸發(fā)至干。將水P00ml)加至殘余物中，用0.1 MNaOH(aq) 小心調(diào)節(jié)pH至7，殘余物在該過(guò)程中緩慢溶解，中和后，將水溶液 進(jìn)行冷凍干燥。
實(shí)施例6含"CV丙酮酸、三苯甲基自由基、Gd-螯合物和水的組合物 的動(dòng)態(tài)核極化(對(duì)照實(shí)例)
通過(guò)將實(shí)施例5的三苯曱基自由基溶解于"d-丙酮酸中，制備于 三苯甲基自由基中的43 mg， 18.9 mM的組合物。加入實(shí)施例4的Gd-螯合物以產(chǎn)生于實(shí)施例4的Gd-螯合物中的0.63 mM組合物，即于Gd3+
中的1.89mM的組合物。將組合物混勻，置于探頭帽上并插入DNP 極化器中。于DNP條件下，于3.35T磁場(chǎng)中1.2 K,微波輻照(93.950 GHz)下，使組合物極化。2小時(shí)后，停止極化，采用依據(jù)WO-A-02/37132 的溶解裝置將組合物溶解于氫氧化鈉和TRIS水溶液中，以提供經(jīng)超 極化"d-丙酮酸鈉鹽的中性溶液，其于40 mM TRIS緩沖液中的丙酮 酸鹽總濃度約為78mM。
通過(guò)液態(tài)13C-NMR于400 MHz測(cè)定的液態(tài)極化為44.7 %。 實(shí)施例7含TRIS-"d-丙酮酸鹽、三苯甲基自由基、Gd-螯合物和水 的組合物的動(dòng)態(tài)核極化
用水將11.7 mg 10 mM實(shí)施例4的Gd-螯合物溶液稀釋至40.1 mg 總重量。向該溶液中加入79.0 mg (0.65 mmol) TRIS和57.6 mg 13d-丙酮酸(卯。/。純度，0.65mmo1)。攪動(dòng)該混合物直至得到160|^1體積的 澄清溶液。將3.47 mg的實(shí)施例1的三苯甲基自由基溶解于該溶液中， 生成三苯曱基自由基中的15mM組合物。該組合物含29。/。(w/w)丙酮 酸鹽，且是于實(shí)施例4的Gd-螯合物中的0.7 mM組合物，即于Gd3+ 中的2.1 mM組合物。將一份137.4 mg的組合物置于探頭帽中并插入 DNP極化器中。于DNP條件下，于3.35 T磁場(chǎng)中1.2 K，微波輻照 (93.950 GHz)下，使組合物極化。2.5小時(shí)后，停止極化，并將固體組 合物溶解于每升含100 mg EDTA的水中。
通過(guò)液態(tài)13C-NMR于400 MHz測(cè)定的液態(tài)極化為36.9 %。得到 36.9%的液態(tài)極化。因此，通過(guò)極化TRIS-丙酮酸鹽而不是丙酮酸， 存在于組合物中的。C核的核的自旋極化可被DNP極化增強(qiáng)到在丙酮 酸中得到的極化的約4/5。然而，由于可避免在純丙酮酸中的高度酸 性條件，并且也使丙酮酸與Gd-螯合物和/或三苯甲基自由基反應(yīng)形成 組合物中不需要的副產(chǎn)物而不再成為問(wèn)題，更寬泛范圍的Gd-螯合物 和三苯曱基自由基可用于要極化的組合物中。
實(shí)施例8含TRIS-"d-Dr反丁烯二酸鹽、三苯曱基自由基和水的組 合物的動(dòng)態(tài)核極化通過(guò)將依據(jù)WO-A-97/09633中的實(shí)施例29合成的三苯曱基自由 基三-(8-羧基-2,2,6,6-四(羥基乙氧基)甲基苯并[l，2-d:4,5-d']-雙-(l，3-二 硫醇-4-基)曱基鈉鹽溶解于0.21 mmol 。Q-D2-反丁烯二酸和溶解于17 (!l水中的0.24mmolTRIS的混合物中，制備三苯曱基自由基中的10 mM的組合物。通過(guò)旋渦、光加熱和超聲聯(lián)合處理，使該組合物混勻， 將組合物置于探頭帽并插入DNP極化器中。于DNP條件下，于3.35 T磁場(chǎng)中1.2 K，微波輻照(93.890GHz)下，使組合物極化。3小時(shí)后， 停止極化。
通過(guò)如實(shí)施例1中所述進(jìn)行的固態(tài)13C-NMR，測(cè)定固態(tài)極化為220 (積分/mmol-13C)。
實(shí)施例9含TRIS-"C廣D2-反丁烯二酸鹽、三苯甲基自由基、Gd-螯合 物和水的組合物的動(dòng)態(tài)核極化
在另 一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)將依據(jù)WO-A-97/09633中的實(shí)施例29合 成的三苯曱基自由基三-(8-羧基-2,2，6，6-四(羥基乙氧基)甲基苯并 [1,2-d:4，5-d']-雙-(l，3-二硫醇-4-基)甲基鈉鹽溶解于0.21 mmol 13(^-02-反丁烯二酸和溶解于17 |al水中的0.24 mmol TRIS的混合物中，制備 三苯曱基自由基中的10mM組合物。再有，加入實(shí)施例4的Gd-螯合 物以生成于Gd-螯合物中的0.7 mM組合物，即于Gd"中的2.1 mM的 組合物。通過(guò)旋渦、光加熱和超聲聯(lián)合處理，使該組合物混勻，將組 合物置于探頭帽并插入DNP極化器中。于DNP條件下，于3.35T磁 場(chǎng)中1.2K,微波輻照(93.890GHz)下，使組合物極化。3小時(shí)后，停 止極化。
通過(guò)如實(shí)施例lb中所述的固態(tài)13C-NMR,測(cè)定固態(tài)極化為630 (積分/mmol-13C)。
實(shí)施例10a經(jīng)超極化的TRIS-"d-反丁烯二酸鹽溶液的生成
采用依據(jù)WO-A-02/37132的溶解裝置將實(shí)施例8的經(jīng)極化固體組 合物溶解于氫氧化鈉水溶液，以提供經(jīng)超極化的TRIS-"C,-反丁烯二酸鹽的中性溶液，其于40mMTRIS緩沖液中的反丁烯二酸鹽總濃度 約為40 mM。
通過(guò)液態(tài)13C-NMR，于400 MHz測(cè)定液態(tài)極化為9 %。 實(shí)施例10b經(jīng)超極化的TRIS-"d-反丁烯二酸鹽溶液的生成
采用依據(jù)WO-A-02/37132的溶解裝置將實(shí)施例9的極化的固體組 合物溶解于氫氧化鈉水溶液，以提供經(jīng)超極化的TRIS-"d-反丁烯二 酸鹽的中性溶液，其于40 mM TRIS緩沖液中的反丁烯二酸鹽總濃度 約為40 mM。
通過(guò)液態(tài)l3C-NMR于400 MHz測(cè)定液態(tài)極化為23 %。 實(shí)施例ll含TRIS-"d-乙酸鹽、三苯甲基自由基和水的組合物的動(dòng) 態(tài)核極化
通過(guò)將依據(jù)WO-A-97/0%33中的實(shí)施例29合成的三苯甲基自由 基三-(8-羧基-2，2,6,6-四(羥基乙氧基)曱基苯并[l,2-d:4,5-d']-雙-(l,3-二 硫醇-4-基)曱基鈉鹽溶解于0.199 mmol TRIS"C,-乙酸鹽和13 pi水的 混合物中，制備三苯曱基自由基中的10mM的組合物。通過(guò)旋渦、光 加熱和超聲聯(lián)合處理，使該組合物混勻，將組合物置于探頭帽并插入 DNP極化器中。于DNP條件下，于3.35 T;茲場(chǎng)中1.2 K，微波輻照 (93.890 GHz)下，使組合物極化。3小時(shí)后，停止極化。
通過(guò)如實(shí)施例1中所述進(jìn)行固態(tài)13C-NMR，測(cè)定固態(tài)極化為195 (積分/mmol-13C)。
實(shí)施例12含TRIS^C廣乙酸鹽、三苯曱基自由基、Gd-螯合物和水的 組合物的動(dòng)態(tài)核極化
通過(guò)將依據(jù)WO-A-97/09633中的實(shí)施例29合成的三苯曱基自由 基三-(8-羧基-2,2,6,6-四(羥基乙氧基)甲基苯并[1,2-d:4,5-d']-雙-(1，3-二 硫醇_4-基)甲基鈉鹽溶解于0.199 mmolTRIS"C廣乙酸鹽和13 pl水的 混合物中，制備三苯甲基自由基中的10mM的組合物。再有，加入實(shí) 施例4的Gd-螯合物以生成于Gd-螯合物中的0.2mM組合物，即于 Gd"中的0.6mM的組合物。通過(guò)旋渦、光加熱和超聲聯(lián)合處理，使
該組合物混勻，將組合物置于探頭帽并插入DNP極化器中。于DNP 條件下，于3.35T磁場(chǎng)中1.2 K，微波輻照(93.890GHz)下，使組合物 極化。3小時(shí)后，停止極化。
通過(guò)如實(shí)施例1中所述的固態(tài)^C-NMR,測(cè)定固態(tài)極化為450(積 分/mmol-13C)。
實(shí)施例13含TRIS-"C廣谷氨酸鹽、三苯曱基自由基、Gd-螯合物和水 的組合物的動(dòng)態(tài)核極化
通過(guò)將依據(jù)WO-A-97/09633中的實(shí)施例29合成的三苯曱基自由 基三-(8-羧基-2,2，6，6-四(羥基乙氧基)曱基苯并[l，2-d:4，5-d']-雙-(l,3-二 硫醇-4-基)曱基鈉鹽溶解于0,06 mmol "C,-谷氨酸鹽、74 pmol TRIS和 7 pi水的混合物中，制備三苯曱基自由基中的16 mM的組合物。再有， 加入實(shí)施例4的Gd-螯合物以生成Gd-螯合物中的0.3 mM組合物，即 于Gd"中的0.9mM的組合物。通過(guò)旋渦、光加熱和超聲聯(lián)合處理， 使該組合物混勻，將組合物置于探頭帽并插入DNP極化器中。于DNP 條件下，于3.35T磁場(chǎng)中1.2K,微波輻照(93.890GHz)下，使組合物 極化。3小時(shí)后，停止極化，采用依據(jù)WO-A-02/37132的溶解裝置將 組合物溶解于水溶液中，以提供總濃度約為10 mM的超極化的 TRIS-"C-谷氨酸鹽中性溶液。
通過(guò)液態(tài)13C-NMR于400 MHz測(cè)定的液態(tài)4及化為25 %。 實(shí)施例14含TRIS，Cr天冬氨酸鹽、三苯甲基自由基、Gd-螯合物和 水的組合物的動(dòng)態(tài)核極化
通過(guò)將依據(jù)WO-A-97/09633中的實(shí)施例29合成的三苯曱基自由 基三-(8-羧基-2，2,6,6-四(羥基乙氧基)曱基苯并[l,2-d:4，5-d']-雙-(l,3-二 硫醇_4-基)甲基鈉鹽溶解于0.058 mmol "C廣天冬氨酸鹽、72 |umol TRIS和7 ^水的混合物中，制備三苯曱基自由基中的16 mM的組合 物。再有，加入實(shí)施例4的Gd-螯合物以生成于Gd-螯合物中的0.3 mM 組合物，即于Gd"中的0.9mM的組合物。通過(guò)旋渦、光加熱和超聲 聯(lián)合處理，使該組合物混勻，將組合物置于探頭帽并插入DNP極化
器中。于DNP條件下，于3.35T磁場(chǎng)中1.2 K，微波輻照(93.8卯GHz) 下，使組合物極化。3小時(shí)后，停止極化，采用依據(jù)WO-A-02/37132 的溶解裝置將組合物溶解于水溶液中，以提供總濃度約為10 mM的超 極化的TRIS-"C,-天冬氨酸鹽中性溶液。
通過(guò)液態(tài)13C-NMR于400 MHz測(cè)定的液態(tài)才及化為16 %。
權(quán)利要求
1. 包含有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸鹽、DNP劑和任選的順磁性金屬離子的組合物。
2. 依據(jù)權(quán)利要求1的的組合物，其用于動(dòng)態(tài)核極化。
3. 依據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)的組合物，其中所述有機(jī)胺或 氨基化合物的羧酸鹽是pH中性羧酸鹽。
4. 依據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的組合物，其中所述組合物是液體 組合物，優(yōu)選溶解于溶劑或溶劑混合物中的組合物。
5. 依據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的組合物，其中所述有機(jī)胺或氨基 化合物的羧酸鹽是內(nèi)源性羧酸鹽，優(yōu)選在人或非人動(dòng)物體內(nèi)代謝過(guò)程 中起作用的內(nèi)源性羧酸鹽。
6. 依據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的組合物，其中所述有機(jī)胺或氨基 化合物的羧酸鹽是富含。C的化合物，優(yōu)選在羧基-C-原子、羰基-C-原子或季C-原子上富含13C的化合物。
7. 依據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的組合物，其中所述有機(jī)胺或氨基 化合物的羧酸鹽是|30丙酮酸鹽、"C-乙酸鹽、13C-反丁烯二酸鹽、13C-谷氨酸鹽或130天冬氨酸鹽。
8. 依據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的組合物，其中所述有機(jī)胺或氨基 化合物是低分子量有機(jī)胺或氨基化合物。
9. 依據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的組合物，其中所述有機(jī)胺或氨基 化合物是生理學(xué)上可耐受的有機(jī)胺或氨基化合物，優(yōu)選生理學(xué)上可耐 受的氨基醇。
10. 依據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的組合物，其中所述DNP劑是穩(wěn) 定的基于氧、基于硫或基于碳的三苯曱基自由基。
11. 依據(jù)權(quán)利要求10中任一項(xiàng)的組合物，其中所述三苯曱基自 由基可溶于羧酸鹽，優(yōu)選可溶于溶解于溶劑或溶劑混合物中的羧酸鹽 中。
12.依據(jù)權(quán)利要求10-11中任一項(xiàng)的組合物，其中所述三苯甲基自由基是式(l)的基團(tuán)<formula>formula see original document page 3</formula>其中M表示氫或一個(gè)當(dāng)量的陽(yáng)離子；和Rl相同或不同，表示直鏈或支鏈CV(V烷基、CrQ-輕基烷基或 基團(tuán)-(CH2)n畫X-R2,其中n是l、 2或3;X是O或S和R2是直鏈或支鏈d-Cr烷基。
13. 依據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的組合物，其中所述組合物包含 順磁性金屬離子，優(yōu)選原子序號(hào)58-70的鑭系金屬或原子序號(hào)21-29、 42或44的過(guò)渡金屬的順磁性金屬離子。
14. 依據(jù)權(quán)利要求13中任一項(xiàng)的組合物，其中所述順磁性金屬 離子呈螯合形式或呈鹽形式。
15. 依據(jù)權(quán)利要求13和14中任一項(xiàng)的組合物，其中所述順磁性 金屬離子可溶于羧酸鹽，優(yōu)選可溶于溶解于溶劑或溶劑混合物中的羧 酸鹽中。
16. 包含有機(jī)胺或氨基化合物的超極化羧酸鹽的組合物，所述組 合物通過(guò)動(dòng)態(tài)核極化獲得。
17. 依據(jù)權(quán)利要求16的組合物，其還包含DNP劑和任選包含順 磁性金屬離子。
18. 依據(jù)權(quán)利要求17的組合物，其中所述組合物包含順磁性金 屬離子。
19. 權(quán)利要求16要求的組合物，其用作MR成像劑。
20. 用于產(chǎn)生有機(jī)胺或氨基化合物的固體超極化羧酸鹽的方法， 所述方法包括制備包含有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸鹽、DNP劑，優(yōu)選 三苯曱基自由基，以及任選的順磁性金屬離子的組合物，并對(duì)所述組 合物實(shí)施動(dòng)態(tài)核極化。
21. 用于產(chǎn)生有機(jī)胺或氨基化合物的液體超極化羧酸鹽的方法， 所述方法包括制備包含有機(jī)胺或氨基化合物的羧酸鹽、DNP劑，優(yōu)選 三苯曱基自由基，以及任選的順磁性金屬離子的組合物，并對(duì)所述組 合物實(shí)施動(dòng)態(tài)核極化，優(yōu)選通過(guò)溶解使所述組合物液化和任選從經(jīng)液 化組合物中去除DNP劑和/或順》茲性金屬離子。
22. 依據(jù)權(quán)利要求21的用于產(chǎn)生液體MR成像劑的方法，其中 所述組合物通過(guò)優(yōu)選溶解于生理學(xué)上可耐受的溶劑中而被液化，以及 從經(jīng)液化的組合物中去除DNP劑優(yōu)選三苯曱基自由基和任選存在的 順磁性金屬離子。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于生成有機(jī)胺和氨基化合物的超極化的羧酸鹽的動(dòng)態(tài)核極化方法以及用于該方法中的組合物。DNP劑優(yōu)選為穩(wěn)定的氧基、硫基或碳基三苯甲基自由基。任選存在順磁性金屬離子。
文檔編號(hào)A61K49/20GK101378784SQ200680046461
公開(kāi)日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者K·A·格拉姆, M·薩寧 申請(qǐng)人:通用電氣醫(yī)療集團(tuán)股份有限公司