CN101360709B - 作为体内显像剂和具有外周苯并二氮杂*受体亲和性(pbr)的四环吲哚衍生物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了作为体内显像剂或作为治疗剂的新的式(I)四环吲哚化合物。本发明也提供了一种用于制备体内显像剂化合物的方法以及用于所述方法的前体。另外提供了包含本发明化合物的药用组合物。当药用组合物包含适合于体内显像的化合物时，提供了一种用于制备药用组合物的试剂盒。另一方面，提供了用于体内显像或治疗与PBR相关病症的化合物的用途。

Description

作为体内显像剂和具有外周苯并二氮杂受体亲和性(PBR)的四环吲哚衍生物
本发明的技术领域
本发明涉及对外周苯并二氮杂受体(PBR)具有高亲和性的化合物。提供被发现在诊断和治疗两方面具有用途的新化合物。具体地讲，本发明化合物用于体内显像和治疗其中PBR表达被上调的疾病状态。
相关领域的描述
已知PBR主要位于外周组织和神经胶质细胞，但是它们的生理功能有待于得到清晰阐明。在亚细胞水平上，已知PBR位于线粒体膜外。它们存在于线粒体膜外表明在调节线粒体功能和免疫系统方面的潜在作用。此外，已经假定PBR与细胞增殖、类固醇生成、钙流动和细胞呼吸有关。已经在包括急性和慢性应激反应、焦虑、抑郁、帕金森氏病、阿尔海默氏病、脑损伤、癌症[Gavish等1999 Pharm.Rev.51第629页]、亨庭顿氏病[Neurosci.Lett.199824(1)第53-6页]、气喘[Gen.Pharmacol.199728(4)第495-8页]、类风湿性关节炎[Eur.J.Pharmacol.2002452(1)第111-22页]、动脉粥样硬化[J.Nucl.Med.200445第1898-1907页]和多发性硬化[Banati等2000Brain 123第2321页]的多种病症中观察到PBR变化的表达。PBR也可能与神经病疼痛有关。Tsuda等已经在患有神经病疼痛的患者中观察到活化的小胶质细胞。[2005TINS 28(2)第101-7页]。
对PBR具有亲和性的配体是本领域已知的。在US 6451795中公开了一类对PBR具有亲和性的吲哚化合物[对大多数活性化合物的IC50值在0.2nM和5.0nM之间]。该专利指出所述化合物用于预防或治疗周围神经病变和用于治疗中枢神经变性性疾病。Okubu等[Bioorganic & Medicinal Chemistry 2004123569-80]描述了对PBR具有亲和性的一组四环吲哚化合物[IC50值低至约0.4nM]的设计、合成与结构。没有讨论化合物的具体用途。Campiani等[2002J.Med.Chem.454276-81]公开了一类具有高亲和性结合于PBR的吡咯并苯并氧氮杂
Figure S2006800510332D00021
(oxazepine)衍生物[抗PK11195的Ki值低至约0.1nM]。
采用PBR选择性配体(R)-[11C]PK11195的正电子发射断层[PET]显像提供了中枢神经系统(CNS)炎症的通用指示剂。尽管成功使用了(R)-[11C]PK11195，但它具有其局限性。已知其具有高蛋白质结合和低特异性-非特异性结合。其放射性标记代谢物的作用是未知的并且结合的定量需要复杂的模拟。
在JP 07165721中公开了作为新的体内显像剂或PBR的治疗剂的对PBR具有高亲和性的放射性碘化和放射性溴化异喹啉甲酰胺衍生物。
因此存在另一种可能的体内显像剂和靶向PBR的治疗剂。
发明概述
本发明提供了适用于作为体内显像剂或作为治疗剂的新的四环吲哚化合物。本发明也提供了用于制备体内显像剂化合物的方法以及用于所述方法的前体。此外提供了包含本发明化合物的药用组合物。当药用组合物包含适用于体内显像的化合物时，试剂盒被提供用于制备药用组合物。另一方面，提供了用于体内显像或治疗与PBR有关病症的化合物的用途。
发明详述
一方面，本发明提供了式I化合物：
Figure S2006800510332D00031
或其盐或溶剂合物，其中所述化合物用显像部分标记，并且其中：
X1和X2独立地选自氢、卤素、C1-6烷氧基、C1-6烷基；
R1和R2独立地选自C1-6烷基、C1-6氨基烷基、C1-6烷氧基烷基、C1-6烷氧基、C1-6羟基烷基、聚乙二醇(PEG)基团、C3-10环烷基、C3-10环醚和C3-10环胺；
R3为基团-A-R5，其中：
A为任选的基团-(CH2)z-R6-，其中z＝0-6，R6为具有1-3个选自N、S和O的杂原子的5-或6-元杂环，并且其中R5为选自氢、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C1-6链烯基、C1-6链炔基、C1-6链烷酰基、C1-6卤代烷基、C1-6卤代链烯基、C1-6卤代链炔基、C1-6卤代烷氧基、C1-6卤代烷硫基、C1-6卤代烷基亚硫酰基、C1-6卤代烷基磺酰基、C1-6卤代烷基酮、C1-6卤代烷基亚硫酰基、C1-6卤代烷基磺酰基、聚乙二醇(PEG)基团、C1-6羟基烷基、含氮的C2-10烷基和羟基的取代基；
R4为氢、C1-6烷基、C1-6链烷酰基、C1-6环烷基、C1-6氟代烷基、羟基或卤素；
Y1为S、SO、SO2或CH2；和
n为0-10。
“烷基”，单独或组合，意指直链或分支链烷基。合适的烷基包括(但不限于)甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、己基、辛基。
如在此使用的，术语“卤素”或“卤代”包括碘、氟，它们为优选的，以及氯和溴。
“杂环”意指脂肪族或芳族饱和或部分不饱和的单环。合适的杂环包括(但不限于)呋喃、吡咯、咪唑、三唑、噻吩、吡啶、哌啶、吡喃和哌嗪。
当取代基为PEG基团时，所述基团适当地包含5-20个乙二醇单元并且优选地包含5-10个乙二醇单元。
对于以上定义的式I化合物，可能存在多个手性中心。因此本发明包括外消旋和光学纯形式的具有一个手性中心的任何本发明化合物以及外消旋、非对映异构体和光学纯形式的具有两个手性中心的任何本发明化合物。光学纯形式的这些化合物为优选。
本发明合适的盐包括生理学上可接受的酸加成盐例如衍生于无机酸如盐酸、氢溴酸、磷酸、偏磷酸、硝酸和硫酸的那些盐和衍生于有机酸如酒石酸、三氟乙酸、枸橼酸、苹果酸、乳酸、富马酸、苯甲酸、乙醇酸、葡糖酸、琥珀酸、甲磺酸和对甲苯磺酸的那些盐。
本发明的合适的溶剂包括乙醇、水、盐水、生理缓冲液和二醇。
术语“用显像部分标记”意指(i)式I化合物的一个原子本身为显像部分，或者(ii)包含显像部分的基团共轭于式I化合物。当式I化合物的一个原子本身为显像部分时，例如任何一个碳可为11C或者任何F可为18F。当包含显像部分的基团共轭于式I化合物时，其可通过存在于化合物中的任何合适的原子直接结合。包含显像部分的基团的实例包括含有金属显像部分的的金属络合物或放射性碘苯基。或者，当包含显像部分的基团共轭于式I化合物时，其可通过式-(L1)m-的连接基直接结合，其中：
每一个L独立地为-CO-、-CR2-、-CR＝CR-、-C≡C-、-CR2CO2-、-CO2CR2-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-NR(C＝O)NR-、-NR(C＝S)NR-、-SO2NR-、-NRSO2-、-CR2OCR2-、-CR2SCR2-、-CR2NRCR2-、C4-8亚杂环烷基、C4-8亚环烷基、C5-12亚芳基、C3-12亚杂芳基、氨基酸残基、聚亚烷基二醇、聚乳酸或聚乙醇酸部分。
m为数值为1-5的整数；
每一个R基团独立地为H或C1-6烷基、C3-10烷基芳基、C2-6烷氧基烷基、C1-6羟基烷基、C1-6氟代烷基，或者2个或更多个R基团与它们所连接的原子一起形成碳环、杂环、饱和或不饱和的环。
以下提供与显像部分和包含显像部分的基团有关的更多细节。
以下为式I优选取代基的叙述：
X1和X2优选均为氢。
R1和R2优选独立地选自C1-6烷基、C1-6甲氧基烷基或C1-6烷氧基，最优选两者均为C1-6烷基，并且尤其最优选两者均为乙基。
R3优选地为氢、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C1-6链烯基、C1-6链炔基、C1-6链烷酰基、C1-6氟代烷基、C1-6氟代烷氧基，或者为A-C1-6烷基或A-C1-6氟代烷基，其中A如先前定义，最优选地为氢、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C1-6链烯基、C1-6链炔基、乙酰基、C1-6氟代烷基，或者为A-C1-6烷基或A-C1-6氟代烷基，其中对于A，R6为5-或6-元含氮杂环，并且尤其最优选地为C1-3烷基、C1-6烷氧基、C1-3链烯基、C1-3链炔基、乙酰基或C1-6氟代烷基，或者为A-C1-6氟代烷基，其中对于A，R6为5-元含氮杂环。
R4优选地为氢、C1-6烷基、C1-6链烷酰基、C1-6环烷基或C1-6氟代烷基，最优选地为氢、C1-6烷基或C1-6链烷酰基和尤其最优选地为氢或C1-3烷基。
Y1优选地为S、SO2或CH2，最优选地为S或SO2，并且尤其最优选地为S。
n优选地为0-5和最优选地为0。
对于优选的本发明式I化合物：
X1和X2两者为氢；
R1和R2独立地选自C1-6烷基、C1-6甲氧基烷基或C1-6烷氧基；
R3为氢、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C1-6链烷酰基、C1-6链烯基、C1-6链炔基或C1-6氟代烷基，或者为A-C1-6烷基或A-C1-6氟代烷基，其中A如先前定义；
R4为氢、C1-6烷基、C1-6酰基、C1-6环烷基或C1-6氟代烷基；
Y1为S、SO2或CH2；和
n为0。
对于最优选的本发明式I化合物：
X1和X2两者独立地为氢；
R1和R2两者为C1-6烷基；
R3为氢、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C1-3链烷酰基、C1-3链烯基、C1-3链炔基或C1-6氟代烷基，或者为A-C1-6烷基或A-C1-6氟代烷基，其中对于A，R6为5-或6-元含氮杂环；
R4为氢、C1-6烷基或C1-6酰基；
Y1为S或SO2；和
n为0。
对于尤其最优选的本发明式I化合物：
X1和X2两者为氢；
R1和R2两者为乙基；
R3为氢、甲基、乙基、2-甲氧基-乙基、丙-2-炔基、异丙基、异丁基、2-甲基-烯丙基、乙酰基或4-氟代丁基，或者为A-C1-6氟代烷基，其中对于A，R6为5-元含氮杂环；
R4为氢；
Y1为S；和
n为0。
本发明该方面的另一个实施方案为式I化合物或其盐或溶剂合物，其中所述化合物用显像部分标记，并且其中：
X1和X2独立地选自氢、卤素、C1-6烷氧基、C1-6烷基；
R1和R2独立地选自C1-6烷基、C1-6氨基烷基、C1-6甲氧基烷基、C1-6烷氧基、C1-6烷基醇、聚乙二醇(PEG)基团、C3-10环烷烃、C3-10环醚和C3-10环胺；
R3为选自氢、C1-6烷基、C1-6酰基、C1-6氟代烷基、C1-6氟代烷氧基、C1-6氟代烷基亚硫酰基、C1-6氟代烷基磺酰基、三氟甲基酮、三氟甲基亚硫酰基、三氟甲基磺酰基、聚乙二醇(PEG)基团、C1-6烷基醇和羟基的任选取代基，
R4为氢、C1-6烷基、C1-6酰基、C1-6环烷基、C1-6氟代烷基、羟基或卤素；
Y1为S、SO、SO2或CH2；和
n为0-10。
通过由Okubo等[Bioorganic and Medicinal Chemistry 2004 123569-80]描述的方法可实施未用显像部分标记的式I化合物的合成。
用于向式I化合物中加入显像部分的优选位点并且在本发明的更具体方面为如在式li-lvi化合物中的R1-R4的任何一个及X1或X2：
Figure S2006800510332D00071
其中IM为显像部分或含有显像部分的基团，并且R1-R4、X1、X2和Y1如以上对式I的定义。
用于向式I化合物中加入显像部分的最优选位点为R1-3，并且尤其优选地为R3。
对于11C，结合的另一个优选位点为如在式lvii化合物中的结合于NR1R2的羰基：
Figure S2006800510332D00081
其中R1-R4、X1、X2和Y1如以上对式I的定义。
对于放射性碘，结合的另一个优选位点为式lviii的苯环A’：
Figure S2006800510332D00082
对于本发明另一方面用于向式I化合物中加入本发明的优选显像部分的方法在以下得到讨论。
“显像部分”使其在体内给予哺乳动物体后能够采用合适的显像模式(modality)得到检测。
本发明优选的显像部分选自：
(1)放射性金属离子；
(ii)顺磁性金属离子；
(iii)发射γ的放射性卤素；
(iv)正电子发射放射性非金属；
(v)超极化NMR活性核；
(vi)适合于体内光学显像的报道分子；
(vii)适合于血管内检测的β-发射体。
当显像部分为放射性金属离子即射电金属时，合适的射电金属可为正电子发射体例如64Cu、48V、52Fe、55Co、94mTc或68Ga；γ发射体例如99mTc、111In、113mIn或67Ga。优选的射电金属为99mTc、64Cu、68Ga和111In。最优选的射电金属为γ-发射体，尤其是99mTc。
当显像部分为顺磁性金属离子时，合适的这样的金属离子包括：Gd(III)、Mn(II)、Cu(II)、Cr(III)、Fe(III)、Co(II)、Er(II)、Ni(II)、Eu(III)或Dy(III)。优选的顺磁性金属离子为Gd(III)、Mn(II)和Fe(III)，Gd(III)为尤其优选的。
当显像部分为发射γ的放射性卤素时，放射性卤素适当地选自123I、131I或77Br。优选的发射γ的放射性卤素为123I。
当显像部分为正电子发射放射性非金属时，合适的这样的正电子发射体包括：11C、13N、15O、17F、18F、75Br、76Br或124I。优选的正电子发射放射性非金属为11C、13N、18F和124I，尤其是11C和18F，尤其最优选的是18F。
当显像部分为超极化NMR活性核时，这样的NMR活性核具有非零核自旋并且包括13C、15N、19F、29Si和31P。其中13C为优选。术语“超极化的”意指增强NMR活性核的极化程度超过其平衡极化。13C的自然丰度(相对于12C)为约1％，并且在超极化前合适的13C标记的化合物被适当富集至至少5％，优选至少50％，最优选至少90％的丰度(abundance)。
当显像部分为适合于体内光学显像的报道分子时，报道分子为能够在光学显像方法中直接或间接检测的任何部分。报道分子可为光散射体(例如着色或未着色的粒子)、吸光体或发光体。更优选地，报道分子为染料例如发色团或荧光化合物。染料可为与紫外光-近红外波长的电磁波谱的光相互作用的任何染料。最优选报道分子具有荧光性。优选的有机发色和荧光报道分子包含具有广延不定域电子系统的基团，例如菁蓝、份菁、吲哚菁绿(indocyanines)、酞菁、萘酞菁(naphthalocyanines)、三苯基次甲基(triphenylmethines)、卟啉、吡啶鎓(pyrilium)染料、噻喃鎓染料、斯夸琳(squarylium)染料、克酮酸(croconium)染料、ozulenium染料、靛苯胺(indoanilines)、苯并吩噁嗪鎓(benzophenoxazinium)染料、苯并噻吩并噻嗪鎓(benzothiaphenothiazinium)染料、蒽醌、萘醌、indathrenes、邻苯二甲酰吖啶酮、三(二苯酚合苯醌)(trisphenoquinones)、偶氮染料、分子内和分子间电荷转移染料与染料复合物、环庚三烯酮、四嗪、双(二硫杂环戊二烯(dithiolene))复合物、双(苯-二硫醇盐(dithiolate))复合物、碘苯胺染料、双(S，O-二硫杂环戊二烯)复合物。荧光蛋白例如具有不同吸收/发射性能的绿荧光蛋白(GFP)和GFP改性也是有用的。某些稀土金属(例如铕、钐、铽或镝)的复合物用于某些范围，同荧光纳米晶体(量子点(quantum dots))同样如此。
可使用的发色团的具体实例包括：荧光黄、磺酰罗丹明(sulforhodamine)101(Texas Red)、罗丹明B、罗丹明6G、罗丹明19、吲哚菁绿、Cy2、Cy3、Cy3.5、Cy5、Cy5.5、Cy7、藏青(Marina Blue)、深蓝(Pacific Blue)、俄勒冈绿(Oregon Green)88、俄勒冈绿514、四甲基罗丹明及Alexa Fluor 350、Alexa Fluor 430、Alexa Fluor 532、AlexaFluor 546、Alexa Fluor 555、Alexa Fluor 568、Alexa Fluor 594、AlexaFluor 633、Alexa Fluor 647、Alexa Fluor 660、Alexa Fluor 680、AlexaFluor 700和Alexa Fluor 750。
当显像部分为适合于血管内检测的β-发射体时，合适的这样的β-发射体包括射电金属67Cu、89Sr、90γ、153Sm、186Re、188Re或192Ir，以及非金属32P、33P、38S、38Cl、39Cl、82Br和83Br。
本发明最优选的显像部分为放射性，尤其是放射性金属离子、发射γ的放射性卤素和正电子发射放射性非金属，具体地讲为适合于采用SPECT或PET显像的那些部分。本发明最尤其优选的显像部分适合于采用PET即11C和18F显像。
优选地，本发明化合物对结合于PBR具有0.01nM-10nM之间，最优选地在0.1nM-5.0nM之间和尤其最优选地在0.1nM-1.0nM之间的Ki值(通过Le Fur等1983 Life Sci.USA 33：449-57的方法测定)。
最优选的用显像部分标记的式I化合物的实例如下：
Figure S2006800510332D00111
Figure S2006800510332D00121
发现采用以下实施例18的方法测定的最佳化合物的Ki值在1.0nM-0.1nM之间。
优选地，本发明化合物不经历轻易的体内代谢，并因此最优选地在人体内呈现60-240分钟之间的体内半衰期。化合物优选地通过肾脏排泄(即呈现尿排泄)。化合物优选地在病灶中呈现至少1.5，最优选至少5，尤其优选至少10的信号-背景比率。当化合物包含放射性同位素时，清除体内非特异性结合或游离的化合物峰值水平的一半优选地发生在少于或等于显像部分放射性同位素的放射性衰减半衰期的时间期间。
化合物的分子量优选地高达5000道尔顿。最优选地，分子量在150-3000道尔顿范围内，尤其最优选地在200-1500道尔顿范围内，300-800道尔顿是理想的。
另一方面，本发明提供了以下式II的化合物或其盐或溶剂合物：
Figure S2006800510332D00131
其中：
R7如先前对R3的定义，条件是R7不为氢、C1-5烷基或含氮的C2-10烷基；和
Y2如以上对Y1定义。
通过采用由Okubo等[生物有机和药物化学(Bioorganic andMedicinal Chemistry)2004123569-80]描述的方法可实施式II化合物的合成。
优选的式II化合物的实例如下：
Figure S2006800510332D00141
发现采用以下实施例18的方法测定的最佳化合物的Ki值在1.0nM-0.1nM之间。
另一方面，本发明提供了用于制备用显像部分标记的式I化合物的方法，该方法包括使便利化学形式的显像部分与以下式Ia的前体反应：
Figure S2006800510332D00151
其中：
X11、X12、R13、R14和Y11分别如同对以上式I的X1、X2、R3、R4和Y11的定义，或者独立地包含合适的保护基；
R15为基团-(CH2)O-C(＝O)-NR11R12，其中o、R11和R12分别如同对式I的n、R1和R2的定义，或者包含合适的保护基；和
R16为氢，
并且条件是X11、X12和R11-R16中至少一个包含能够与合适的所述显像部分源反应的化学基团，所述化学基团：
(i)能够络合金属显像部分；
(ii)包含有机金属衍生物例如三烷基锡烷(stannane)或三烷基硅烷；
(iii)包含含有用于亲核取代的烷基卤化物或烷基磺酸酯(例如烷基甲苯磺酸酯或烷基甲磺酸酯)的衍生物；
(iv)包含含有对亲核或亲电取代活化的芳环的衍生物；
(v)包含含有易于经历烷基化的官能团的衍生物；
(vi)包含含有使含硫醇的化合物烷基化得到含硫醚的产物的衍生物。
“前体”包括被设计以便与便利化学形式的显像部分的化学反应发生在特异性位点，可以最少数目的步骤实施(理想地为单一步骤)，并且不需要显著纯化(理想地不需要另外纯化)，以得到要求的显像剂的式I化合物的衍生物。这样的前体是合成的并且可以良好的化学纯度便利地得到。“前体”可任选地包含用于某些式Ia化合物的官能团的保护基。
术语“保护基”意指抑制或遏制不合需要的化学反应，但是被设计具有足够的反应活性可在不改变分子其余部分的足够温和的条件下自所研究的官能团裂解的基团。脱保护后得到要求的产物。保护基是本领域技术人员熟知的并且对于胺基进行适当地选择：Boc(其中Boc为叔丁氧基羰基)、Fmoc(其中Fmoc为芴基甲氧基羰基)、三氟乙酰基、烯丙氧基羰基、Dde[即1-(4，4-二甲基-2，6-二氧代亚环己基)乙基]或Npys(即3-硝基-2-吡啶次磺酰基)；并且对于羧基选择为：甲酯、叔丁酯或苄酯。对于羟基，合适的保护基为：甲基、乙基或叔丁基；烷氧基甲基或烷氧基乙基；苄基、乙酰基、苯甲酰基、三苯甲基(Trt)或三烷基硅烷基例如四丁基二甲基硅烷基。对于硫醇基(thiol groups)，合适的保护基为：三苯甲基和4-甲氧基苄基。另外保护基的用途在’有机合成中的保护基团(Protective Groups in Organic Synthesis)’，Theorodora W.Greene和Peter G.M.Wuts，(第3版，John & Sons，1999)中有描述。
当显像部分包含金属离子时，前体被衍化以包含能够使金属离子络合形成金属络合物的化学基团。术语“金属络合物”意指金属离子与一个或更多个配体的配位络合物(coordination complex)。强烈优选的是金属络合物是“抗转移螯合(transchelation)的”，即对金属配位点不易于经历与其它潜在的竞争性配体进行的配体交换。潜在的竞争性配体包括式I化合物本身加上体外制剂中的其它赋形剂(例如制剂中使用的辐射防护剂或抗微生物防腐剂)，或者体内的内源性化合物(例如谷胱甘肽、转铁蛋白或血浆蛋白)。
用于本发明形成抗转移螯合金属络合物的合适的配体包括：螯合剂，其中排列2-6个，优选2-4个金属供体原子，以致于形成5-或6-元螯合环(通过具有连接金属供体原子的碳原子或非配位杂原子的非配位骨架)；或包含强烈连接于金属离子的供体原子的单配位配体例如异腈、膦或二氮烯酰胺(diazenides)。作为螯合剂的部分很好结合于金属的供体原子类型的实例为：胺、硫醇、酰胺、肟和膦。膦形成这样强的金属络合物以致于甚至单配位或二配位膦形成合适的金属络合物。异腈和二氮烯酰胺(diazenides)的线形几何使其本身不易于结合到螯合剂中，并因此通常用做单配位配体。合适的异腈的实例包括简单的烷基异腈例如叔丁基异腈以及醚取代的异腈例如甲氧异丁基异腈(mibi)(即1-异氰基-2-甲氧基-2-甲基丙烷)。合适膦的实例包括替曲膦(Tetrofosmin)和单配位膦例如三(3-甲氧基丙基)膦。合适的二氮烯酰胺(diazenides)的实例包括HYNIC系列的配体即肼取代的吡啶或烟酰胺。
用于锝形成抗转移螯合的金属络合物的合适螯合剂的实例包括(但不限于)：
(i)式III的二胺二肟
Figure S2006800510332D00171
其中E1-E6每一个独立地为R*基团；
每一个R*为H或C1-10烷基、C3-10烷基芳基、C2-10烷氧基烷基、C1-10羟基烷基、C1-10氟代烷基、C2-10羧基烷基或C1-10氨基烷基，或者两个或更多个R*基团与它们连接的原子一起形成碳环、杂环、饱和或不饱和的环，并且其中一个或更多个R*基团共轭于载体；
和Q为式-(J)f-的桥联基团；
其中f为3、4或5并且每一个J独立地为-O-、-NR*-或-C(R*)2-，其中R*如先前的定义，条件是-(J)f-含有最多一个为-O-或-NR*-的的J基团。
优选的Q基团如下：
Q＝(CH2)(CHR*)(CH2)-，即亚丙基胺肟或PnAO衍生物；
Q＝-(CH2)2(CHR*)(CH2)2-，即亚戊基胺肟或PentAO衍生物；
Q＝-(CH2)2NR*(CH2)2-。
E1-E6优选地选自：C1-3烷基、烷基芳基、烷氧基烷基、羟基烷基、氟代烷基、羧基烷基或氨基烷基。最优选地，每一个E1-E6基团为CH3。
本发明化合物优选地在E1或E6R*基团或者Q部分的R*基团共轭。最优选地，其共轭于Q部分的R*基团。当它共轭于Q部分的R*基团时，R*基团优选地在桥头位置。在该情况中，Q优选地为-(CH2)(CHR*)(CH2)-、-(CH2)2(CHR*)(CH2)2-或-(CH2)2NR*(CH2)2-，最优选地为-(CH2)2(CHR*)(CH2)2-。一种尤其优选的双功能二胺二肟螯合剂具有以下式IV：
Figure S2006800510332D00181
其中：
E7-E20每一个独立地为如先前定义的R*基团；
G为N或CE21，其中E21为如先前定义的R*基团；
Z为与式I化合物的连接位点并且可包含连接体基团-(L2)r-，其中每一个L2独立地为-O-、-NR*-、-C(R*)2-或C5-12亚芳基，其中R*如先前的定义，并且r为1-5的整数。
式IV的优选螯合剂具有以下式IVa：
Figure S2006800510332D00182
其中G如以上的定义；
以致于式I化合物通过桥头-CH2CH2NH2基团共轭。
另外合适的本发明螯合剂包括：
(ii)具有硫醇三酰胺供体组(donor set)例如MAG3(巯基乙酰基三甘氨酸)和相关配体；或者具有二酰胺吡啶硫醇供体组例如Pica的N3S配体；
(iii)具有二胺二硫醇供体组例如BAT或ECD(即半胱氨酸乙酯(ethylcystinates)二聚体)，或酰胺胺二硫醇供体组例如MAMA的N2S2配体；
(iv)为具有四胺、酰胺三胺或二酰胺二胺供体组的开链或大环配体例如大环多胺化合物(Cyclam，1，4，8，11-四氮杂环十四烷)、单氧代大环多胺化合物或二氧代大环多胺化合物的N4配体；
(v)具有二胺二苯酚供体组的N2O2配体。
上述配体尤其适合于络合锝例如94mTc或99mTc，并且由Jurisson等[Chem.Rev.，99，2205-2218(1999)]进行了更完整的描述。所述配体也用于其它金属例如铜(64Cu或67Cu)、钒(例如48V)、铁(例如52Fe)、或钴(例如55Co)。其它合适的配体在Sandoz WO 91/01144中有描述，其包括了尤其适合于铟、钇和钆的配体，尤其是大环氨基羧酸酯和氨基膦酸配体。其形成钆的非离子(即中性)金属络合物的配体是已知的并在US 4885363中有描述。当射电金属离子为锝时，配体优选地为四配位的螯合剂。用于锝的优选螯合剂为二胺二肟或具有如上描述的N2S2或N3S供体组的那些螯合剂。
预计连接体基团-(L2)r-的作用为隔开(distance)相对体积庞大的锝复合物，其由于式I化合物的活性位点引起金属配位，以致于例如受体结合未被减弱。
在这些螯合剂范围中优选的连接体基团-(L2)r-具有包含2-5个原子的主链(即构成-(L2)r-部分的连接原子)，2或3个原子为最优选的。2个原子的最小连接体基团主链具有使氮杂-二胺二肟螯合剂与生物靶向部分很好分开以致于任何相互作用被减至最小的有利条件。另外，载体不可能与螯合剂的配位有效竞争金属离子。这样，载体的生物靶向性与螯合剂的金属络合能力两者得到保持。强烈优选的是式I化合物以所述连接不经历轻易的血内代谢这样的方式结合于螯合剂。那是因为这样的代谢将导致显像金属络合物在被标记的化合物到达要求的体内靶点之前被裂解掉。因此，式I化合物优选地通过不易于代谢的-(L2)r-连接体基团共价结合于本发明的金属络合物。
非肽连接体基团例如亚烷基或亚芳基具有与所共轭的式I化合物不存在显著的氢键相互作用以使连接体不缠绕在化合物上的有利条件。优选的亚烷基间隔基团为-(CH2)q-，其中q为数值为2-5的整数。优选地q为2或3。优选的亚芳基间隔基团具有下式：
其中：a和b每一个独立地为0、1或2。
当显像金属为锝时，常用的锝起始原料为高锝酸盐，即TcO4 -，其为以Tc(VII)氧化态存在的锝，高锝酸盐本身不易于形成金属络合物，因此锝复合物的制备通常需要加入合适的还原剂例如亚锡离子以便于通过还原锝的氧化态为较低氧化态，通常为Tc(I)-Tc(V)来络合。溶剂可为有机或含水的或者它们的混合物。当溶剂包含有机溶剂时，有机溶剂优选地为可生物相容的溶剂例如乙醇或DMSO。优选地溶剂为含水溶剂，并且最优选地为等渗盐水。
当显像部分为放射性碘时，优选的前体为包含经历亲电或亲核碘化或经历与标记的醛或酮缩合的衍生物的那些前体。第一类的实例为：
(a)有机金属衍生物例如三烷基锡烷(如三甲基甲锡烷基或三丁基甲锡烷基)或三烷基硅烷(如三甲基甲硅烷基)或有机硼化合物(如硼酸酯或有机三氟硼酸酯)；
(b)用于卤素交换的非放射性烷基溴化物或用于亲核碘化的烷基甲苯磺酸酯、甲磺酸酯或三氟甲磺酸酯；
(c)对亲电碘化活化的芳环(例如苯酚)和对亲核碘化活化的芳环(例如芳基碘鎓盐芳基重氮盐、芳基三烷基铵盐或硝基芳基衍生物)。
对于放射性碘化，前体优选地包含：芳基碘或溴(以使放射性碘互换)、活化的前体芳环(例如苯酚基团)、有机金属前体化合物(例如三烷基锡、三烷基甲硅烷基或有机硼化合物)或者有机前体例如三氮烯或用于亲核取代的良好离去基团例如碘鎓盐。向有机分子中引入放射性碘的前体和方法由Bolton[J.Lab.Comp.Radiopharm.，45，485-528(2002)]描述。向蛋白质中引入放射性碘的前体和方法由Wilbur[Bioconj.Chem.，3(6)，433-470(1992)]描述。合适的硼酸酯有机硼化合物和它们的制备由Kabalaka等[Nucl.Med.Biol.，29，841-843(2002)和30，369-373(2003)]描述。合适的有机三氟硼酸酯和它们的制备由Kabalaka等[Nucl.Med.Biol.，31，935-938(2004)]描述。用于放射性碘化的优选前体包括有机金属前体化合物，最优选地为三烷基锡。
以下给出可连接放射性碘的芳基的实例：
Figure S2006800510332D00211
两者包含使得能够在芳环上易于进行放射性碘取代的取代基。含有放射性碘的可供选择的取代基可通过经放射性卤素互换直接碘化合成，例如
Figure S2006800510332D00212
被衍化包含以上芳基的式I前体化合物的实例如下：
Figure S2006800510332D00221
放射性碘原子优选地通过直接共价键连接于芳环例如苯环或乙烯基，因为已知连接于饱和脂肪族系统的碘原子在体内易于代谢并因此失去放射性碘。
当显像部分为氟的放射性同位素时，放射性氟原子可形成氟代烷基或氟代烷氧基的部分，因此烷基氟化物是抗体内代谢的。或者，放射性氟原子可通过直接共价键连接于芳环例如苯环。通过采用18F-氟化物与具有良好离去基团的前体例如烷基溴化物、烷基甲磺酸酯或烷基甲苯磺酸酯中合适的化学基团反应直接标记实施。18F也可通过用18F(CH2)3OMs或18F(CH2)3Br将羟基O-烷基化引入。18F也可通过用18F(CH2)3OH反应物将N-卤代乙酰基烷基化以得到-NH(CO)CH2O(CH2)3 18F衍生物而引入。对于芳基系统，18F-氟化物自芳基重氮盐、芳基硝基化合物或芳基季铵盐的亲核取代是得到芳基-18F衍生物的合适途径。
如在以下反应流程中显示的那样，通过形成18F氟代二烷基胺并随后形成酰胺，可得到本发明式Ib的18F-标记的化合物：
Figure S2006800510332D00231
其中X21、X22、Y21和s分别与先前对式I描述的X1、X2、Y1和n相同；并且
LG为合适的离去基团例如Cl、Br、I、OTs、OMs或OTf；
Z*为例如Cl、P(O)Ph3或活性酯；和
x＝0-6。
或者，通过自式I的衍生物亲核取代离去基团(LG如以上定义)可实现用18F的标记。这样的衍生物为用于制备本发明体内显像化合物的前体。
另一个策略是在存在于前体中的烷基酰胺基团上原位具有离去基团(LG如以上定义)。这样，通过与合适的[18F]-氟离子(18F-)源反应，后者通常作为水溶液自核反应18O(p，n)18F得到并且通过加入阳离子平衡离子和随后除去水使具有反应性，可以一步标记前体化合物。对于该方法，前体化合物通常被选择性地经化学保护以使放射性氟化发生于化合物的特殊位点。合适的保护基团为先前已经提及的那些保护基团。
通过使前体与11C甲基碘反应可合成11C-标记的PET示踪剂化合物。因为11C的半衰期仅为20.4分钟，重要的是中间体11C甲基碘具有高的比活性并因此采用尽可能快的反应过程产生。在放射药物手册(Handbook of Radiopharmaceuticals)，M.J.Welch和C.S.Redvanly编辑(2003，John Wiley and Sons)中的Antoni等“11C-标记的化合物的合成方向(Aspects on the Synthesis of 11C-Labelled Compounds)”中可发现这样11C-标记技术的全面综述。
通过采用以下反应流程可得到11C-标记的式Ic化合物：
Figure S2006800510332D00241
其中X31、X32、Y31和t分别与先前对式I描述的X1、X2、Y1和n的定义相同；并且
Z**为适合于过渡金属催化剂的底物例如氢、卤化物、硼酸、OTf、有机锡；和
y＝0-6。
前体理想地以无菌、不致热的形式提供。前体可因此用于制备药用组合物并且也适合于作为包含在试剂盒中的组分用于制备药用组合物。与本发明另外方面有关的这些方面以下将得到更详细的讨论。
在本发明方法的另一个优选实施方案中，前体结合于固相。优选前体共价连接于固体载体基质来提供。这样，要求的产物形成于溶液中，而起始物料和杂质保持结合于固相上。作为这样系统的一个实例，用于以18F-氟化物固相亲电氟化的前体在WO 03/002489中有描述，并且用于以18F-氟化物固相亲核氟化的前体在WO 03/002157中有描述。
以下实施例部分描述了一些用于制备本发明化合物的方法，其中一些前体被使用：
实施例5采用6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸丙酰胺作为化合物12合成中的前体。
实施例14采用11-(2-甲苯磺酰氧基-乙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺作为化合物10合成中的前体。
实施例17采用11-(2-羟基-乙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺作为化合物11合成中的前体。
另一方面，本发明提供了用于制备本发明体内显像化合物的前体，其中所述前体具有如以上定义的式Ia，并且其中能够与所述显像部分反应的所述化学基团：
(i)能够使金属显像部分络合；
(ii)包括有机金属衍生物例如三烷基锡烷或三烷基硅烷；
(iii)包括含有用于亲核取代的烷基卤或烷基磺酸酯(例如烷基甲苯磺酸酯或烷基甲磺酸酯)的衍生物；
(iv)包括将含硫醇的化合物烷基化以得到含硫醚产物的衍生物。
优选地，所述化学基团能够与适合于PET显像的显像部分反应。这样的优选前体的实例如下：
当化合物8P为用于制备化合物8的前体时，化合物9P1和9P2(也即非放射性化合物6)为用于制备化合物9的前体和化合物10P为用于制备化合物10的前体。
另一方面，本发明提供了含有本发明化合物与以适用于哺乳动物给药形式存在的可生物相容的载体一起的药用组合物。
当药用组合物包含用显像部分标记的式I化合物时，“可生物相容的载体”为流体，尤其是液体，其中化合物被悬浮或溶解以致于组合物是生理学上可耐受的，即可给予哺乳动物体而没有毒性或过度不适。可生物相容的载体介质适当地为注射用载体液体例如用于注射的无菌、无致热原水；水溶液例如盐水(其可被有利地平衡以使用于注射的最终产物为等渗或非低渗的)；一种或更多种渗度调节物质的(例如血浆阳离子与可生物相容的平衡离子的盐)；糖(例如葡萄糖或蔗糖)、糖醇(例如山梨糖醇或甘露糖醇)、甘醇(例如甘油)、或其他非离子多元醇物质(例如聚乙二醇、丙二醇等)的溶液。可生物相容的载体介质也可包含可生物相容的有机溶剂例如乙醇。这样的有机溶剂用于溶解更多的亲脂性化合物或制剂。优选地可生物相容的载体介质为用于注射的无致热原水、等渗盐水或乙醇水溶液。用于静脉内注射的可生物相容的载体介质的pH适当地在4.0-10.5范围内。
含有用显像部分标记的式I化合物的这样的药用组合物适当地以提供适用于以皮下注射针头单或多次刺孔的密封(例如卷曲隔膜(crimped-on septum)密封)同时保持无菌完整性的容器形式提供。这样的容器可含有单或多患者剂量。优选的多剂量容器包括含有多患者剂量的单原料药(bulk)小瓶(例如10-30cm3体积)，从而单患者剂量可在制剂的有效贮存期间以不同时间间隔被抽取到临床等级的注射器中以适合于临床情形。预填充注射器被设计包含单人剂量或者“单位剂量”并因此优选地是一次性的或其他临床适用的注射器。
优选地，当化合物为用显像部分标记的式I化合物时，药用组合物为放射性药用组合物。对于放射性药用组合物，预填充注射器可任选地提供注射器防护罩以保护操作人员免于放射性剂量。合适的这样的放射性药用注射器防护罩是本领域已知的并且优选地包含铅或钨。
放射性药物可以足以产生要求信号的量，一般为0.01-100mCi放射性核素剂量给予患者用于SPECT或PET显像，优选地0.1-50mCi通常对每70kg体重应是足够的。
含有用显像部分标记的式I化合物的药用组合物可如以下描述的那样自试剂盒制备。或者，这样的药用组合物可在无菌制备条件下制备，以得到要求的无菌产品。该药用组合物也可在非无菌条件下制备，随后采用例如γ-辐射、高压灭菌、干燥加热或化学处理(例如用环氧乙烷)最终灭菌。优选地，含有用显像部分标记的式I化合物的药用组合物自试剂盒制备。
当药用组合物包含式II化合物时，可生物相容的载体可为固体或液体药用可接受的非毒性载体。这样的药用载体可为无菌液体例如水和油类，包括石油产品、动物、植物或合成来源的那些油，例如花生油、大豆油、矿物油、芝麻油等。当静脉内给于药用组合物时，水是优选的载体。盐水溶液和葡萄糖水溶液及甘油溶液也用做液体载体，尤其是用于注射用溶液。合适的药用赋形剂包括淀粉、葡萄糖、乳糖、蔗糖、明胶、麦芽、水稻、面粉、白垩、硅胶、碳酸镁、硬脂酸镁、硬脂酸钠、单硬脂酸甘油酯、滑石、氯化钠、干燥脱脂乳、甘油、丙二醇、水、乙醇等。这些组合物可采用溶液剂、混悬剂、片剂、丸剂、胶囊剂、粉剂、缓释制剂等形式。合适的药用载体在E.W.Martin的“Remington氏药物科学(Remington’s Pharmaceutical Sciences)”中有描述。这样的组合物将包含与合适量的载体一起的有效治疗量的化合物以提供用于恰当给予宿主的形式。尽管静脉注射是很有效的形式，可使用其他模式例如口服给药。
剂量学取决于要求的效果和所采用的给药方法。例如，通过口服途径，剂量可介于20-100mg活性物质/天之间，单位剂量为5-200mg。
另一方面，本发明提供了用于制备药用组合物的试剂盒，其中化合物为用显像部分标记的式I化合物。这样的试剂盒包含优选地以无菌非致热形式存在的如上描述的合适的前体，以使与显像部分的无菌源反应，得到伴随最小数目处理的所需药物。这样的考虑对于放射性药物是尤其重要的，特别是当放射性同位素具有相对短的半衰期，和易于控制并因此对放射药物学家(radiopharmacist)减少辐射剂量。因此，重构成这样试剂盒的反应介质优选地为如以上定义的“可生物相容的载体”，并且最优选地为含水的。
合适的试剂盒容器包括密封容器，其使得能够保持无菌完整性和/或放射安全性，加上任选地包含惰性顶空气体(例如氮气或氩气)，同时允许经注射器加入和抽取溶液。一种优选的这样的容器为隔膜密封小瓶，其中气密性密封用高度密封(overseal)(通常为铝)卷曲缠绕。这样的容器具有密封可经得住真空的有利条件，如果要求，例如改变顶空气体或使溶液脱气。
在前体结合于固相的情况下，密封容器可为提供作为试剂盒部分的柱筒，它可被闭塞接入适当连接的自动合成仪。除了固体载体结合的前体以外，所述柱筒可包含以除去不需要的氟离子的柱和被连接以蒸发反应混合物并使产物如要求的那样配制的合适容器。这些柱筒尤其用于制备用短寿(short-lived)同位素例如11C或18F标记的本发明化合物。
当以试剂盒使用时，优选的前体实施方案为如以上描述。用于试剂盒的前体可在无菌制备条件下使用以得到要求的无菌、非致热物质。前体也可在非无菌条件下使用，随后采用例如γ-辐射、高压灭菌、干燥加热或化学处理(例如用环氧乙烷)最终灭菌。优选地，前体以无菌、非致热形式使用。最优选地，无菌、非致热前体如以上描述的那样用于密封容器中。
对于99mTc，试剂盒优选地被冻干并且被设计用来自99mTc同位素发生器的无菌99mTc-高锝酸盐(pertechnetate)(TcO4 -)重构成以得到适合于人给药而不须另外处理的溶液。合适的试剂盒包括含有未络合螯合剂与药学上可接受的还原剂例如连二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、抗坏血酸、甲脒亚磺酸、亚锡离子、Fe(II)或Cu(I)一起，与弱有机酸和可生物相容的阳离子的至少一种盐一起的容器(例如隔膜密封小瓶)。术语“可生物相容的阳离子”意指与离子化、荷负电的基团形成盐的荷正电的平衡离子，其中所述荷正电的平衡离子也为非毒性的并因此适合给予哺乳动物体，尤其是人体。合适的可生物相容的阳离子的实例包括：碱金属钠或钾、碱土金属钙和镁，以及铵离子。优选的可生物相容的阳离子为钠和钾，最优选为钠。
试剂盒可任选地进一步包含另外的组分例如辐射防护剂、抗微生物防腐剂、pH调节剂或填充剂。
术语“辐射防护剂”意指通过捕集高反应性自由基例如由放射性分解水产生的含氧自由基抑制降解反应例如氧化还原过程的化合物。本发明辐射防护剂适当地选自：抗坏血酸、对-氨基苯甲酸(即4-氨基苯甲酸)、龙胆酸(即2，5-二羟基苯甲酸)及它们与可生物相容的阳离子的盐。“可生物相容的阳离子”和它们优选的实施方案如以上描述的那样。
术语“抗微生物防腐剂”意指抑制潜在有害微生物例如细菌、酵母菌或霉菌生长的药物。抗微生物防腐剂依剂量而定也可呈现一些杀菌性能。本发明抗微生物防腐剂的主要作用是在重构成后抑制药用组合物中，即放射性显像产物中这样微生物的生长。然而，抗微生物防腐剂也可任选地于重构成前用于抑制本发明非放射性试剂盒的一种或更多种组分中潜在有害微生物的生长。合适的抗微生物防腐剂包括：对羟基苯甲酸酯类，即对羟基苯甲酸的甲酯、乙酯、丙酯或丁酯或它们的混合物；苄醇、苯酚、苯甲酚、西曲溴铵和硫柳汞。优选的抗微生物防腐剂为对羟基苯甲酸酯类。
术语“pH调节剂”意指用于确保重构成试剂盒的pH在对人或哺乳动物给药的可接受限度内(pH约为4.0-10.5)的化合物或化合物的混合物。合适的这样的pH调节剂包括药用可接受的缓冲剂例如麦黄酮(tricine)、磷酸盐或TRIS[即三(羟基甲基)氨基甲烷]，和药用可接受的碱例如碳酸钠、碳酸氢钠或它们的混合物。当共轭物以酸性盐形式使用时，pH调节剂可任选地提供于分开的小瓶或容器中，以使试剂盒的使用者可作为多步骤方法的部分调节pH。
术语“填充剂”意指可便于在生产和冻干期间物料处理的药学上可接受的填充剂。合适的填充剂包括无机盐例如氯化钠和水溶性糖或糖醇例如蔗糖、麦芽糖、甘露糖醇或海藻糖。
本发明化合物用于体内显像。因此，甚至在另一方面，本发明提供用于体内显像方法例如SPECT或PET(其为优选的)及磁共振显像(MRI)或光学显像的本发明化合物。显像方法可用于研究健康受试者或者已知或怀疑患有与PBR异常表达(“PBR病症”)相关的病理状况的受试者体内的PBR。优选地，所述方法涉及怀疑患有PBR病症的患者的体内显像，并因此在诊断所述病症方面具有用途。其中体内显像具有用途的这样PBR病症的实例包括神经病学疾病例如其中存在神经炎症的帕金森氏病、多发性硬化、阿尔茨海默氏病和亨庭顿氏病。可用本发明化合物很好显像的其他PBR病症包括神经病疼痛、关节炎、气喘、动脉粥样硬化和癌症。
本发明的该方面也提供用于患者PBR病症体内诊断或显像的方法，其包括给予包含本发明化合物的药用组合物。所述患者优选为哺乳动物且最优选为人。在另一个实施方案中，本发明的该方面另外提供本发明化合物用于PBR病症患者体内显像的用途，其中所述患者先前给予了包含用显像部分标记的式I化合物的药用组合物。
“先前给予”意指涉及临床医师的步骤，其中已经实施给予患者显像剂，例如静脉注射。本发明的该方面包括用显像部分标记的式I化合物在制备用于PBR病症体内诊断性显像的诊断剂中的用途。
另外，本发明的该方面提供了本发明化合物在制备用于PBR病症体内诊断或显像的药物中的用途。
式I化合物也可在它们用做研究工具方面用于人和动物患者的PBR体内显像。例如，对于竞争性能的研究，使得研究药物与PBR相互作用。这样的研究包括剂量-占有率研究、确定最佳治疗剂量、药物候选者选择研究和在所研究的组织确定PBR分布。
本发明的另一方面提供了监测用药物对抗PBR病症来治疗人或动物体的作用的方法，所述方法包括给于所述患者体内用显像部分标记的式I化合物并检测所述化合物的摄取，所述给于和检测任选地但是优选地重复进行，例如在用所述药物治疗之前、期间和之后。
另一方面，本发明提供了通过给予包含式II化合物的药用组合物治疗哺乳动物，优选人的PBR病症的方法。这样药用组合物的性质、其给药和剂量的细节在上文有描述。
实施例简述
实施例1描述了Okubo等用于得到6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(此为本发明化合物1的非放射性形式)的备选合成途径。备选合成可易于改变以得到其他的式I化合物。与Okubo等的方法相比较，采用该方法得到增加的产物收率(54％)。
实施例2描述了式IIIa螯合物的合成，其中G为C。该螯合物适合于形成与99mTc的络合物(complex)。
实施例3描述了如何使实施例1的螯合物共轭于式I化合物，以得到本发明的前体化合物。
实施例4描述了如何可用99mTc标记通过实施例2的方法得到的前体化合物以得到本发明化合物。
实施例5描述了适合于与18F反应的前体化合物的合成和如何用18F标记前体化合物以得到化合物12。
实施例6描述了适合于与11C反应的前体化合物的合成和如何用11C标记前体化合物以形成本发明化合物。
实施例7-13描述了如何得到非放射性形式的本发明化合物3-9。
实施例14描述了如何通过可同样用于得到放射性形式的途径得到非放射性形式的化合物10。
实施例15描述了用于得到化合物10的合成途径。
实施例16描述了如何通过可同样用于得到放射性形式的途径得到非放射性形式的化合物11。
实施例17为描述适用于制备化合物11的方法的预示性实例。
实施例18描述了用于筛选本发明化合物对PBR亲和性的方法。
实施例
实施例1：6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(非放射性化合物1)的合成
Figure S2006800510332D00321
a)3-苯基硫烷基-二氢-呋喃-2，5-二酮：
将三乙胺(0.8ml)滴加入到苯硫酚(benzenethiol)(9.3ml，91mmol)和马来酸酐(8.9g，91mmol)在甲苯(125ml)中的溶液中。室温下搅拌12小时后，蒸发溶剂，剩余20g为棕色油的粗品3-苯基硫烷基-二氢-呋喃-2，5-二酮。
1H NMR(CDCl3)δ7.20-7.70(5H，m)，4.20(1H，dd)，3.40(1H，dd)，2.90(1H，dd).
b)4-氧代-硫代苯并二氢吡喃-2-羧酸：
使粗品3-苯基硫烷基-二氢-呋喃-2，5-二酮(20g，91mmol)溶于CH2Cl2(30ml)中并冷却至0℃。加入氯化铝(18.16g，136mmol)并在室温下搅拌混合物1.5小时。用CH2Cl2(1000ml)稀释反应混合物并倾入到冰冷却的浓HCl(1000ml)中。分离这些相并用CH2Cl2(x3)提取水相。用水洗涤合并的有机相，干燥(MgSO4)并蒸发为棕色固体。用Et2O研磨固体，得到8.98g为淡棕色固体的4-氧代-硫代苯并二氢吡喃-2-羧酸。
1H NMR(DMSO)δ7.96(1H，dd)，7.20-7.60(3H，m)，4.40(1H，dd)，3.20-3.33(2H，m).
c)6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸乙酯：
向4-氧代-硫代苯并二氢吡喃-2-羧酸(3g，14mmol)和苯肼(1.4ml，14mmol)在EtOH(14ml)中的溶液中加入H2SO4(1.8ml)并在回流下加热混合物5小时。使反应物冷却至室温并过滤过夜形成的固体，用冷的EtOH和冷的Et2O洗涤，得到2.26g(51％)为淡黄色固体的6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸乙酯。
1H NMR(CDCl3)δ8.47(1H，br s)，7.53-7.58(1H，m)，7.10-7.40(7H，m)，5.00(1H，s)，4.09(2H，q)，1.15(3H，t).
d)6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸：
将KOH(1.64g，29mmol)在水(6ml)中的溶液加入到6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸乙酯(2.26g，7mmol)在EtOH(16ml)中的溶液中并把混合物加热至回流2小时。用2N HCl酸化反应混合物并用EtOAc提取。用盐水洗涤有机相，干燥(MgSO4)并蒸发，得到1.65g(80％)为黄色泡沫的6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸。
1H NMR(DMSO)δ12.55(1H，brs)，11.70(1H，s)，7.74-7.82(1H，m)，7.00-7.57(7H，m)，5.17(1H，s).
e)6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺：
向在CH2Cl2(15ml)中的6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸(1.65g，6mmol)中加入二乙胺(0.7ml，7mmol)、溴代三吡咯烷子基磷鎓六氟磷酸盐(2.75g，6mmol)和二异丙基乙胺(3.1ml，18mmol)。在室温下搅拌反应物3天。用CH2Cl2(100ml)稀释反应混合物，用1NHCl、饱和NaHCO3溶液、盐水洗涤，干燥(MgSO4)并蒸发。残余物经硅胶层析法纯化，用50％EtOAc/石油醚洗脱，得到1.07g(54％)为黄色固体的6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺。
1H NMR(CDCl3)δ9.23(1H，s)，7.33(1H，dd)，7.20(1H，dd)，7.69-7.08(5H，m)，6.66-6.72(1H，m)，5.33(1H，s)，3.34-3.76(4H，m)，1.39(3H，t)，1.37(3H，t).
实施例2：式IIIa螯合物(其中G＝C)的合成
(步骤a)：三(甲氧基羰基甲基)甲烷的制备
将在甲醇(200ml)中的3-(甲氧基羰基亚甲基)戊二酸二甲酯(89g，267mmol)与(10％披钯炭：50％水)(9g)在氢气氛(3.5巴)下振摇30小时。通过硅藻土过滤溶液并真空浓缩，得到3-(甲氧基羰基甲基)戊二酸二甲酯，为油状物，得到(84.9g，94％)。
NMR 1H(CDCl3)，δ2.48(6H，d，J＝8Hz，3xCH2)，2.78(1H，hextet，J＝8Hz CH，)3.7(9H，s，3xCH3).
NMR 13C(CDCl3)，δ28.6，CH；37.50，3xCH3；51.6，3xCH2；172.28，3xCOO.
(步骤b)：用对-甲氧基-苄胺酰胺化三甲酯
使三(甲氧基羰基甲基)甲烷(2g，8.4mmol)溶于对-甲氧基-苄胺(25g，178.6mmol)中。搭建蒸馏装置并在氮气流下加热至120℃24小时。通过收集的甲醇量监测反应进程。使反应混合物冷却至环境温度并加入30ml乙酸乙酯，然后搅拌沉淀的三酰胺产物30分钟。经过滤分离三酰胺并用足够量的乙酸乙酯洗涤滤饼几次以除去过量的对-甲氧基-苄胺。干燥后得到4.6g，100％的白色粉末。高度不溶性产物无须进一步纯化或表征直接用于下一步。
(步骤c)：1，1，1-三[2-(对-甲氧基苄基氨基)乙基]甲烷的制备。
在于冰水浴中冷却的1000ml三颈圆底烧瓶中，向250ml的1M硼烷溶液(3.5g，244.3mmol)硼烷中小心加入来自步骤2(a)的三酰胺(10g，17.89mmol)。完成加入后，除去冰水浴并缓慢加热反应混合物至60℃。在60℃下搅拌反应混合物20小时。抽取一份反应混合物样品(1ml)，与0.5ml 5N HCl混合并放置30分钟。向样品中加入0.5ml的50NaOH，随后加入2ml水并搅拌溶液直到所有白色沉淀溶解。用乙醚(5ml)提取溶液并蒸发。使残余物以1mg/ml的浓度溶于乙腈中并经MS分析。如果在MS光谱见到单-和二酰胺(M+H/Z＝520和534)，则反应不安全。为了完成反应，加入另外100ml的1M硼烷THF溶液并在60℃下搅拌反应混合物另外6小时，按照先前取样方法抽取新样品。如果必要，继续进一步加入1M硼烷THF溶液，直到完全转化为三胺。
使反应混合物冷却至环境温度并缓慢加入5N HCl[小心：发生剧烈形成泡沫]。加入HCl直到观察不到发出更多气体。搅拌混合物30分钟并然后蒸发。使滤饼悬浮于NaOH水溶液(20-40％；1∶2 w/v)并搅拌30分钟。然后用水(3个体积)稀释混合物。然后用乙醚(2×150ml)提取混合物[小心：不使用卤化溶剂]。然后用水(1×200ml)、盐水(150ml)洗涤合并的有机相并经硫酸镁干燥。蒸发后产生：7.6g，84％的油。
NMR 1H(CDCl3)，δ：1.45，(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).
NMR 13C(CDCl3)，δ：32.17，CH；34.44，CH 2；47.00，CH2；53.56，ArCH2；55.25，CH3O；113.78，Ar；129.29，Ar；132.61；Ar；158.60，Ar.
(步骤d)：1，1，1-三(2-氨基乙基)甲烷的制备。
使1，1，1-三[2-(对-甲氧基苄基氨基)乙基]甲烷(20.0g，0.036mol)溶于甲醇(100ml)中并加入Pd(OH)2(5.0g)。氢化混合物(3巴，100℃，在高压釜中)并搅拌5小时。分别于10和15小时后以另外2份加入Pd(OH)2(2×5g)。
过滤反应混合物并用甲醇洗涤滤液。蒸发合并的有机相并真空蒸馏残余物。
(1×10-2，110℃)得到2.60克(50％)的1，1，1-三(2-氨基乙基)甲烷。
NMR 1H(CDCl3)，δ2.72(6H，t，3xCH2N)，1.41(H，七重峰，CH)，1.39(6H，q，3xCH2).
NMR 13C(CDCl3)，δ39.8(CH2NH2)，38.2(CH2.)，31.0(CH).
(步骤e)：式IIIa(其中G＝C)的制备
在氮气氛下，于室温下，伴随剧烈搅拌向三(2-氨基乙基)甲烷(4.047g，27.9mmol)在干燥乙醇(30ml)中的溶液中加入无水碳酸钾(7.7g，55.8mol，2当量)。使3-氯-3-甲基-2-亚硝基丁烷(7.56g，55.8mmol，2当量)的溶液溶于干燥乙醇(100ml)中并把75ml该溶液缓慢滴加到反应混合物中。经硅胶上的TLC监测反应[板在二氯甲烷、甲醇、浓(0.88sg)氨(100/30/5)中展开；并且TLC板经用茚三酮喷雾和加热显色]。随着RF’s增加依序可见单-、二-和三-烷基化产物。采用RPR反相柱进行HPLC分析，洗脱梯度为在3％氨水中的7.5-75％乙腈。真空浓缩反应物以除去乙醇并再次悬浮于水(110ml)中。用乙醚(100ml)提取含水浆状物以除去一些三烷基化化合物和亲脂性杂质，在水层剩下单和要求的二烷基化产物。水溶液用乙酸铵缓冲(2当量，4.3g，55.8mmol)以确保良好的层析。在自动制备型HPLC纯化前，在4℃下贮存水溶液过夜。
得量(2.2g，6.4mmol，23％)。
质谱；正离子10V锥电压。实测值：344；计算值M+H＝344。
NMR 1H(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).
NMR 1H((CD3)2SO)δ1.14xCH；1.29，3xCH2；2.1(4H，t，2xCH2)；
NMR 13C((CD3)2SO)，δ9.0(4xCH3)，25.8(2xCH3)，31.0 2xCH2，34.6 CH2，56.8 2xCH2N；160.3，C＝N.
HPLC条件：流速8ml/分钟，采用25mmPRP柱。
A＝3％氨溶液(sp.gr＝0.88)/水；B＝乙腈。
时间％  B
0       7.5
15      75.0
20      75.0
22      7.5
30      7.5
每次运行载荷3ml水溶液并在12.5-13.5分钟的时间窗内收集。
实施例3：用于99mTc标记的本发明前体的合成
实施例2中产生的螯合物可经螯合物的桥头-CH2CH2NH2基团在式I化合物的R1或R2共轭，以形成前体化合物。
实施例4：实施例3前体的99mTc标记
对于99mTc标记，将50□g前体化合物加入到充氮小瓶中并溶于50□L水、150□L葡糖酸钠溶液(25mg在6mL H2O中)、100□L乙酸铵(pH 4.0，50mM)、1mL TcO4溶液(500MBq)和50□L SnCl2溶液(20mg在100mL H2O中)。在经ITLC和HPLC分析之前，将混合物在75℃下加热20分钟。
实施例5：(±)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸N-1-[18F]-丙基-N-丙基酰胺[化合物12]的制备
(i)(±)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸丙基酰胺的制备
Figure S2006800510332D00371
用N-丙基-N-丙基甲苯磺酸酯胺替代二丙胺，采用对二丙基酰胺描述的合成途径(Okubo等Bioorg.Med.Chem.2004123569-3580的化合物12f)制备该化合物。
(ii)(±)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸N-1-[18F]-丙基-N-丙基酰胺的制备
Figure S2006800510332D00381
向在合适溶剂(乙腈、DMSO、DMF、THF、二氧六环)中的5.1.4.(±)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸丙基酰胺中加入碱(LDA、NaH或类似物)。向混合物中加入18F氟代丙基溴(或其他离去基团象甲苯磺酸酯等)并把混合物加热至50-100℃反应5-30分钟，随后经HPLC纯化。在放射性氟化期间需要保护吲哚胺。
实施例6：(±)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-[11C]羧酸二丙基酰胺的制备
Figure S2006800510332D00382
将6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴采用强碱例如碳酸钾去质子化并使生成的去质子化中间体与1mM[11C]CO2反应，以产生5.1.4.(±)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-[11C]-羧酸。该试剂与偶合剂反应[例如由Christensen Molecules 2001；6；第47-51页描述的]，产生活性酯或混酐，随后加入二丙胺，得到标题化合物。
实施例7：11-甲基-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(非放射性化合物3)的制备
Figure S2006800510332D00391
该方法是上文Okubo等描述的“方法D”的改编。
使100mg(0.3mmol)的6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(在实施例1中描述的合成)溶于3ml DMSO中。加入84mg(1.5mmol)氢氧化钾并在室温下搅拌反应混合物30分钟。在室温下滴加0.04ml(0.6mmol)甲基碘并搅拌反应混合物1小时。用20ml水猝灭反应物并用2×20ml乙醚提取。干燥(MgSO4)有机物并真空除去。经硅胶上的柱层析法纯化残余物，采用乙酸乙酯和己烷的3∶7混合物作为洗脱剂。合并合适的流分并真空除去溶剂，得到为黄色固体的标题化合物。
HPLC：94.3％
500MHz 1H-NMR(CDCl3)δ(ppm)：1.10(3H，m)，1.34(3H，m)，3.39-3.70(4H，m)，4.01(3H，s)，5.14(1H，s)，7.12-7.7.41(7H，m)，7.72(1H，d).
实施例8：11-异丁基-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(非放射性化合物4)的制备
Figure S2006800510332D00401
采用权利要求9的方法，但是用1-溴-2-甲基丙烷替代甲基碘，得到异丁基衍生物。得到为白色固体的产物。
HPLC 91.2％
500MHz 1H-NMR(CDCl3)δ(ppm)：0.76(6H，dd)，1.10(3H，m)，1.34(3H，m)，2.16(1H，m)，3.39-3.70(4H，m)，4.24-4.38(2H，m)，7.12-7.7.41(7H，m)，7.72(1H，d).
实施例9：11-异丙基-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(非放射性化合物5)的制备
Figure S2006800510332D00402
采用权利要求9的方法，但是用1-溴丙烷替代甲基碘，得到异丙基衍生物。得到为白色固体的产物。
HPLC 90％收率44％
500MHz 1H-NMR(CDCl3)δ(ppm)：1.10(3H，m)，1.34(3H，m)，1.60(3H，m)，1.88(3H，m)，3.39-3.70(4H，m)，5.07(1H，s)，5.11(1H，m)，7.10-7.60(8H，m).
实施例10：11-丙-2-炔基-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(非放射性化合物6/化合物9P2)的制备
Figure S2006800510332D00411
采用权利要求9的方法，但是用在甲苯中的丙炔溴80％替代甲基碘，得到丙-2-炔基衍生物。得到为黄色固体的产物。
HPLC 99.3％
500MHz 1H-NMR(CDCl3)δ(ppm)：1.10(3H，m)，1.34(3H，m)，2.50(1H，s)，3.39-3.70(4H，m)，4.91-5.06(2H，m)，5.20(1H，s)，7.11-7.50(7H，m)，7.89(1H，d).
实施例11：11-(2-甲基-烯丙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(非放射性化合物7)的制备
Figure S2006800510332D00412
采用权利要求9的方法，但是用3-溴-2-甲基丙烯替代甲基碘，得到2-甲基-烯丙基衍生物。得到为黄色固体的产物。
HPLC 99.2％收率41％
500MHz 1H-NMR(CDCl3)δ(ppm)：1.10(3H，m)，1.34(3H，m)，1.91(3H，s)，3.31-3.66(4H，m)，4.61-4.82(3H，m，)，5.08(1H，s)，5.21(1H，s)，7.12-7.53(8H，m).
实施例12：11-(4-氟-丁基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(非放射性化合物8)的制备
Figure S2006800510332D00421
采用权利要求9的方法，但是用溴代氟丁烷替代甲基碘，得到4-氟-丁基衍生物。得到为黄色固体的产物。
HPLC 96％收率33％
500MHz 1H-NMR(CDCl3)δ(ppm)：1.10(3H，m)，1.34(3H，m)，1.78(2H，m)，2.08(1H，m)，3.31-3.66(4H，m)，4.40-4.50(4H，m)，5.10(1H，s)，7.11-7.50(7H，m)，7.89(1H，d).
实施例13：11-[1-(2-氟-乙基)-1H-[1，2，3]三唑-4-基甲基]-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(非放射性化合物9)的制备
Figure S2006800510332D00431
通过在氮气下，于室温下，向氟代乙基甲苯磺酸酯(100mg，0.46mmol)在无水二甲基甲酰胺2ml中的溶液中加入叠氮钠(90mg，1.4mmol)，合成1-叠氮基-2-氟乙烷。搅拌混合物24小时。滤除固体后，产物制备为在二甲基甲酰胺中的溶液。溶液无须进一步纯化即用于下一步。
在氮气下，于室温下，向硫酸铜(II)五水合物(1.6mg，0.007mmol)和L-抗坏血酸(2.5mg，0.014mmol)在水0.1ml中的溶液中加入如在实施例10中制备的非放射性化合物9P2(50mg，0.134mmol)在无水二甲基甲酰胺1ml中的溶液和1-叠氮基-2-氟乙烷在二甲基甲酰胺(0.16mmol)中的溶液。在90℃下搅拌反应混合物10小时。冷却后，用20ml水猝灭反应物，用二氯甲烷2×20ml提取。干燥(MgSO4)有机物并真空除去。经硅胶上的柱层析法纯化残余物，采用乙酸乙酯和己烷的3∶7混合物作为洗脱剂。合并合适的流分并真空除去溶剂，得到为黄色固体的产物。
500MHz 1H-NMR(CDCl3)δ(ppm)：1.12(3H，m)，1.40(3H，m)，2.19(2H，s)，3.38-3.60(4H，m)，5.12(1H，s)，5.45(2H，m)，5.56(2H，m)，7.12-7.28(5H，m)，7.44(3H，m).
MS：m/z＝462(M+)实测值(理论质量462)
实施例14：11-(2-氟-乙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(非放射性化合物10)的制备
Figure S2006800510332D00441
乙酰基-2-(2-羟基乙基)-2-苯基肼的合成(i)：
在室温下，向1-乙酰基-2-苯基肼(2g，13.3mmol)在无水甲苯20ml中的溶液中加入溴乙醇(1.04ml，14.6mmol)、二异丙基乙胺(2.54ml，14.6mmol)。在氮气下回流反应混合物40小时。冷却后，用100ml水猝灭反应物，用二氯甲烷2×100ml提取。干燥(MgSO4)有机物并真空除去。经硅胶上的快速柱层析法纯化残余物，采用梯度为乙酸乙酯和己烷的50％混合物-100％乙酸乙酯作为洗脱剂。合并合适的流分并真空除去溶剂，得到为黄色油的产物0.9g(收率35％)。
GC/MS：m/z＝194(M+)
2-(N-苯基-肼基)-乙醇的合成(ii)：
使乙酰基-2-(2-羟基乙基)-2-苯基肼的合成(i)(0.5g，2.57mmol)在6N氯化氢5ml中的溶液回流2小时。使反应物冷却至室温并用6N氢氧化钠碱化至pH8。用DCM 2×50ml提取溶液，用盐水2×30ml洗涤。干燥(MgSO4)有机物并真空除去。残余物无须进一步纯化即用于下一步。
GC/MS：m/z＝152(M+)
11-(2-羟基-乙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(iv)的合成：
向2-(N-苯基-肼基)-乙醇(ii)(0.59g，1.9mmol)和4-氧代-硫代苯并二氢吡喃-2-羧酸二乙基酰胺(iii)(0.5g，1.9mmol)在乙醇10ml中的溶液中加入浓硫酸0.5ml。搅拌反应混合物并回流20小时。然后冷却至室温并倾入到水50ml中。经过滤收集生成的沉淀并用水(3×30ml)洗涤。然后在真空下，于干燥器中用P2O5作为干燥剂干燥，得到为黄色固体的产物11-(2-羟基-乙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(iv)0.62g，其无须进一步纯化即用于下一步。收率：86％。
500MHz 1H-NMR(CDCl3)δ(ppm)：1.12(3H，m)，1.40(3H，m)，3.38-3.70(4H，m)，4.05-4.15(2H，m)，4.40(1H，m)，4.60(1H，m)，5.31(1H，s)，7.12-7.47(7H，m)，7.90(1H，d).
11-(2-甲苯磺酰氧基-乙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(化合物10P)的合成：
在氮气下，于0℃下，向11-(2-羟基-乙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(iv)(100mg，0.26mmol)在无水二氯甲烷3ml中的溶液中加入甲苯磺酰氯(100mg，0.52mmol)和吡啶(0.2ml，2.6mmol)。然后在室温下搅拌反应混合物48小时。在用20ml水猝灭后，用二氯甲烷2×20ml提取混合物。干燥(MgSO4)有机物并真空除去。经硅胶上的快速柱层析法纯化残余物，采用梯度为乙酸乙酯和己烷的20％混合物-40％乙酸乙酯作为洗脱剂。合并合适的流分并真空除去溶剂，得到为白色固体的98mg产物11-(2-甲苯磺酰氧基-乙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(化合物10P)。收率：48％。
500MHz 1H-NMR(CDCl3)δ(ppm)：1.12(3H，m)，1.40(3H，m)，2.12(3H，s)，3.38-3.60(4H，m)，4.40-4.71(4H，m)，5.02(1H，s)，7.12-7.27(7H，m)，7.38(1H，d)，7.42(1H，d)，7.53(1H，d)，7.75(2H，d).
11-(2-氟代乙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(非放射性化合物10)的合成：
在氮气下，于室温下，向11-(2-甲苯磺酰氧基-乙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(化合物10P)(100mg，0.19mmol)在无水乙腈5ml中的溶液中加入在四氢呋喃中的四丁基氟化铵10M(0.4ml)。搅拌反应物3小时。在用20ml水猝灭后，用二氯甲烷2×20ml提取混合物。干燥(MgSO4)有机物并真空除去。经硅胶上的快速柱层析法纯化残余物，采用梯度为乙酸乙酯和己烷的20％混合物-40％乙酸乙酯作为洗脱剂。合并合适的流分并真空除去溶剂，得到为黄色固体的产物11-(2-氟代乙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(非放射性化合物10)41mg。收率：55％。
500MHz 1H-NMR(CDCl3)δ(ppm)：1.12(3H，m)，1.40(3H，m)，3.38-3.60(4H，m)，4.56-4.78(2H，m)，4.85-4.98(2H，m)，5.12(1H，s)，7.12-7.48(7H，m)，7.64(1H，d).
MS：m/z 383(M+)实测值(理论质量383)
实施例15：11-(2-[18F]氟代乙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺[化合物10]的制备：
通过在碳酸钾(0.3mg)和
Figure S2006800510332D00462
2.2.2.(1.8mg)及无水乙腈(3×0.5ml)存在下共沸干燥[18F]氟化物水溶液制备无水[18F]氟化钾。将11-(2-甲苯磺酰氧基乙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(1mg，化合物10P)在无水DMSO(0.4ml)中的溶液加入到含有无水钾-
Figure S2006800510332D00471
2.2.2.[18F]氟复合物的小瓶中，密封反应物小瓶并伴随快速搅拌加热至130℃10分钟。使生成的反应混合物冷却至室温，然后用0.5mL的HPLC流动相(乙腈∶水，60∶40)稀释。将一等分试样的生成溶液注射到分析型HPLC柱(Phenomenex Luna 5u，C18(2)100A 150mm×4.6mm)上并用1mL/分钟的流速洗脱。自柱上用8.5分钟的保留时间洗脱标题化合物，经HPLC积分得到标记产率50％。通过用真正的、未标记的样品11-(2-氟代乙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺共洗脱确认产物鉴别。
实施例16：11-(2-甲氧基-乙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(非放射性化合物11)的制备
Figure S2006800510332D00472
在室温下，向中间体vi(来自在实施例15中描述的合成)(60mg，0.158mmol)在无水DMSO 3ml中的搅拌着的溶液中加入氢氧化钾(84mg，1.58mmol)和碘甲烷(1.58mmol，0.12ml)。然后在氮气下搅拌混合物30分钟。将反应物倾入到水50ml中，用二氯甲烷2×20ml提取，用盐水2×20ml洗涤。干燥(MgSO4)有机物并真空除去。将残余物自乙酸乙酯/己烷中重结晶。过滤产物并真空干燥，得到黄色固体34mg。
收率：55％。
实施例17：11-(2-[11C]甲氧基-乙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺[化合物11]的合成
Figure S2006800510332D00481
用11-(2-羟基-乙基)-6，11-二氢-5-硫杂-11-氮杂-苯并[α]芴-6-羧酸二乙基酰胺(实施例14的中间体iv)和合适的碱(例如氢氧化钾，10当量)在无水DMSO(0.4mL)中的搅拌着的溶液捕集[11C]甲基碘。在室温或升高的温度下快速搅拌反应混合物以影响[11C]甲基化反应。在[11C]甲基碘消耗后，使反应混合物冷却至室温并经HPLC层析法纯化。
实施例18：本发明化合物的筛选方法
采用自Le Fur等1983[Life Sci.USA 33第449-57页]修改的方法筛选化合物对PBR的亲和性。
受试化合物[溶于50mM Tris-HCl，pH7.4，10mM MgCl2，含有1％DMSO]竞争性结合于Wistar大鼠心脏PBR-0.3nM[3H]PK-11195受体。在25℃下，于50mM Tris-HCl，pH7.4，10mM MgCl2中反应15分钟。
发现最佳受试化合物的Ki值在1.0nM-0.1nM之间。

Claims (13)

1.一种式I化合物：
Figure FSB00000494972200011
或其盐，其中所述化合物用显像部分标记，并且其中：
X1和X2都是氢；
R1和R2都是C1-6烷基；
R3为基团-A-R5，其中：
A为任选的基团-(CH2)z-R6-，其中z＝0-6，R6为具有1-3个选自N、S和O的杂原子的5-或6-元杂环，并且其中R5为选自氢、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C1-6链烯基、C1-6链炔基、C1-6链烷酰基、C1-6卤代烷基、C1-6卤代链烯基、C1-6卤代链炔基、C1-6卤代烷氧基、C1-6卤代烷硫基、C1-6卤代烷基亚硫酰基、C1-6卤代烷基磺酰基、C1-6卤代烷基酮、C1-6卤代烷基亚硫酰基、C1-6卤代烷基磺酰基、聚乙二醇(PEG)基团、C1-6羟基烷基、含氮的C2-10烷基和羟基的取代基；
R4为氢或C1-3烷基；
Y1为S；和
n为0。
2.权利要求1的化合物，其中：
R3为氢、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C1-6链烷酰基、C1-6链烯基、C1-6链炔基或C1-6氟代烷基，或者为A-C1-6烷基或A-C1-6氟代烷基，其中A如先前定义。
3.权利要求2的化合物，其中：
R3为氢、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C1-3链烷酰基、C1-3链烯基、C1-3链炔基或C1-6氟代烷基，或者为A-C1-6烷基或A-C1-6氟代烷基，其中对于A，R6为5-或6-元含氮杂环。
4.权利要求3的化合物，其中：
R3为氢、甲基、乙基、2-甲氧基-乙基、丙-2-炔基、异丙基、异丁基、2-甲基-烯丙基、乙酰基或4-氟代丁基，或者为A-C1-6氟代烷基，其中对于A，R6为5-元含氮杂环。
5.权利要求1-4中任何一项的化合物，其中所述显像部分选自：
(i)放射性金属离子；
(ii)顺磁性金属离子；
(iii)γ发射的放射性卤素；
(iv)正电子发射放射性非金属；
(v)超极化NMR活性核；
(vi)适合于体内光学显像的报道分子；和
(vii)适合于血管内检测的β-发射体。
6.一种式II的化合物：
Figure FSB00000494972200021
或其盐，其中：
R7如在权利要求1-4中对R3的定义，条件是R7不为氢、C1-5烷基或含氮的C2-10烷基；和
Y2如在权利要求1中对Y1的定义。
7.一种用于制备权利要求1-5中任何一项的化合物的方法，该方法包括使便利的化学形式的显像部分与以下式Ia的前体反应：
Figure FSB00000494972200031
其中：
X11、X12、R13、R14和Y11分别如同对权利要求1-4的式I中X1、X2、R3、R4和Y1的定义，或者独立地包含合适的保护基；
R15为基团-(CH2)O-C(＝O)-NR11R12，其中o、R11和R12如同对权利要求1-4的式I中n、R1和R2的定义，或者包含合适的保护基；和
R16为氢，
并且条件是X11、X12和R11-R16中至少一个包含能够与所述显像部分的合适的源反应的化学基团，所述化学基团：
(i)能够络合金属显像部分；
(ii)包含有机金属衍生物；
(iii)包含含有用于亲核取代的烷基卤化物或烷基磺酸酯的衍生物；
(iv)包含含有对亲核或亲电取代活化的芳环的衍生物；
(v)包含含有易于经历烷基化的官能团的衍生物；或
(vi)包含使含硫醇的化合物烷基化以得到含硫醚的产物的衍生物。
8.一种用于制备权利要求1-5中任何一项的化合物的前体，其中所述前体具有如在权利要求7中定义的式Ia并且其中能够与所述显像部分反应的所述化学基团：
(i)能够络合金属显像部分；
(ii)包含有机金属衍生物；
(iii)包含含有用于亲核取代的烷基卤化物或烷基磺酸酯的衍生物；
(iv)包含使含硫醇的化合物烷基化以得到含硫醚的产物的衍生物。
9.一种适合于哺乳动物给药形式的药用组合物，其包含与可生物相容的载体一起的权利要求1-6中任何一项的化合物。
10.权利要求9的药用组合物，其为包含权利要求1-5中任何一项的化合物的体内显像剂。
11.权利要求9的药用组合物，其为包含权利要求6的化合物的治疗组合物。
12.一种试剂盒，其包含权利要求8的前体，其中所述试剂盒适合于制备权利要求9的药用组合物。
13.权利要求1-5中任何一项的化合物在制备用于PBR病症的体内诊断或显像的药物中的用途。
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