CN102712552B - 制备f-18标记的谷氨酸衍生物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及获得F-18标记的谷氨酸衍生物的方法。

Description

制备F-18标记的谷氨酸衍生物的方法
技术领域
本发明涉及获得F-18标记的谷氨酸衍生物的方法。
技术背景
最近几年中，使用正电子发射断层扫描(PET)的体内扫描有所增加。PET既是医疗工具也是研究工具。它被用于各种医学应用中，包括脑、肿瘤以及心血管系统组成部分的成像。由结合生物活性化合物的放射性核素组成的放射性示踪剂被用于病症的体内成像。
用于PET扫描的放射性核素通常是半衰期短的同位素，例如C-11(~20min)、N-13(~10min)、O-15(~2min)、Ga-68(~68min)或F-18(~110min)。由于它们的半衰期短，所以必须在与PET扫描仪在递送时间上不是太远的回旋加速器（或发生器）内制备所述放射性核素。这些放射性核素被掺入到具有将所述放射性核素递送进入人体并穿过靶点（例如肿瘤）的功能的生物活性化合物或生物分子中。
由于其可获得性以及标记生物分子的方法的发展，F-18标记的化合物变得越来越重要。业已证明一些用F-18标记的化合物产生高质量的影像。另外，F-18的较长的寿命允许较长的成像时间并且允许为多名患者制备批量放射性示踪剂并且将所述示踪剂运送到其他设施，使该技术更广泛地为临床研究人员所利用。另外，已观察到PET相机正不断发展并且许多PET中心的仪器的可用性正不断提高。因此，开发新的用F-18标记的示踪剂越来越重要。
目前用于肿瘤诊断的PET示踪剂具有一些无可争议的缺点：因此，FDG优先蓄积在葡萄糖代谢升高的细胞中；然而，然而，还会优先蓄积在葡萄糖代谢升高的相关细胞和组织例如感染部位或伤口愈合中在不同的病理和生理条件下，还会优先蓄积在葡萄糖代谢升高的相关细胞和组织例如感染部位或伤口愈合中（总结于J.Nucl.Med.Technol.(2005),33,145-155）。通常，仍然难以确定通过FDG-PET检测到的损伤是否真正是由肿瘤引起或者是由组织的其他生理或病理状态所引起。整体而言，在肿瘤学中，通过FDG-PET进行的诊断的灵敏度为84%，特异性为88%（Gambhir等人,"Atabulated summary of the FDG PET literature",J.Nucl.Med.2001,42,1-93S）。例如，由于FDG大量蓄积在健康的脑组织中，所以脑肿瘤的成像非常困难。
在一些情况下，目前已知的F-18标记的氨基酸衍生物非常适用于检测脑内的肿瘤((综述)：Eur.J.Nucl.Med.Mol.Imaging.2002May;29(5):681-90)；然而，对于其他肿瘤而言，它们无法与“金标准”FDG的成像性质相匹敌。现有的F-18标记的氨基酸在肿瘤组织中的代谢性蓄积和滞留一般低于FDG。
迄今为止已用氟-18标记了几种通式A的α-L-氨基酸。
氟-18标记的衍生物是众所周知的，然而，R携带芳香性基团，例如：
●FDOPA
●2-氟-L-酪氨酸
●OMFD
●氟乙基-L-酪氨酸
●氟甲基-L-酪氨酸。
然而，仅有很少的实例得以记载，其中F-18标记的氨基酸A携带不含芳香性基团的取代基R：
●S-(2-[F-18]氟乙基)-L-高半胱氨酸/S-(2-[F-18]氟乙基)-L-甲硫氨酸(1)(Bourdier等人,Journal Labeled Compounds andRadiopharmaceuticals,2008,51,369-373;Tang等人,NuclearMedicine and Biology,2003,30,509-512.)
●[F-18]氟甲硫氨酸(2)(Neal等人,Journal Labeled Compounds andRadiopharmaceuticals,2005,51,557-368.)
●[F-18]氟丙氨酸(3)(Yang等人,Journal of Drug Targeting,1993,1,259-267.)
●O-(2-脱氧-2-[F-18]氟-D-吡喃葡萄糖基)-L-丝氨酸(4)、O-(2-脱氧-2-[F-18]氟-D-吡喃葡萄糖基)-L-苏氨酸(5)(Maschauer等人,JournalLabeled Compounds and Radiopharmaceuticals,2005,48,701-719.)
●F-18标记的谷氨酸衍生物(6)(WO2008052788)
Bourdier等人使用被保护的S-(2-溴乙基)-L-高半胱氨酸或S-(2-氯乙基)-L-高半胱氨酸通过两步/一锅法顺序合成了1。于100℃用[F-18]氟化物/kryptofix/碳酸钾氟化后，于100℃用6N HCl裂解保护基。用6NNaOH中和并用水稀释后，通过HPLC分析混合物。作者发现1在水溶液中不稳定。重复Tang等人描述的合成方法，作者发现1在水性介质中同样是不稳定的。
Neal等人通过两步/两锅法合成了[F-18]氟甲硫氨酸(2)。合成[F-18]氟甲基甲苯磺酸酯后，通过固相萃取纯化被标记的中间体。蒸发后将高半胱氨酸烷基化，以被标记的中间体[F-18]氟甲基甲苯磺酸酯计，得到14%[F-18]氟甲硫氨酸(2)。
Yang等人描述了通过两步/两锅顺序合成[F-18]氟丙氨酸(3)。于100℃，在乙腈中，用[F-18]氟化物/kryptofix/碳酸钾处理甲苯磺酰基丝氨酸N-Boc甲酯。使标记的中间体通过硅胶柱并蒸发溶剂。于100℃使用2N HCl裂解保护基。用2N NaOH中和后，使混合物通过C18柱并用水稀释。
Maschauer等人通过被保护的氨基酸的F-18糖基化合成了O-(2-脱氧-2-[F-18]氟-D-吡喃葡萄糖基)-L-丝氨酸(4)和O-(2-脱氧-2-[F-18]氟-D-吡喃葡萄糖基)-L-苏氨酸(5)。将全乙酰化的[F-18]FDG用作辅基。合成顺序从(1,3,4,6-四-O-乙酰基-2-O-三氟甲磺酰基-β-d-吡喃甘露糖)的F-18氟化开始。通过半制备型HPLC纯化被保护的[F-18]FDG衍生物。加入BF3醚合物和Fmoc-保护的丝氨酸或苏氨酸。于80℃加热后，通过另一半制备型HPLC纯化粗产物混合物。最后，在第三个反应釜中裂解保护基。
F-18标记的谷氨酸衍生物已公开于WO2008052788。在几种肿瘤细胞系中观察到示踪剂的高摄取。
在两锅顺序中制备4-(3-[F-18]氟丙基)谷氨酸：1)将N-Boc 4-(3-溴丙基)谷氨酸二甲酯[F-18]氟化；2)在硅胶上进行固相纯化；3)通过制备型反相HPLC进行纯化；4)在C18硅胶上进行固相萃取；5)用4N HCl脱保护；6)用2N NaOH中和。
要解决的问题
然而，对于[18F]标记的谷氨酸衍生物的常规临床用途而言，需要可靠且有效的制备方法，其符合药品生产质量管理规范(GMP)的要求并提供放射性示踪剂的稳定注射液（等渗的，中性pH）。就[18F]的短半衰期(110min)而言，所述方法应在短的合成时间内（优选少于60min）提供具有高放射化学收率的放射标记的示踪剂。
式I的[18F]标记的谷氨酸衍生物具有两个立体中心。
用于制备此类化合物的方法应确保所述方法的反应条件不会导致一个或两个立体中心的显著程度的差向异构化。
本发明预解决的问题是提供用于制备异构纯度大于90%的[18F]标记的谷氨酸衍生物的可注射制剂的有效且可靠的一锅法。应使用于[18F]标记的遥控合成仪适合该方法以使所述放射性示踪剂的制备符合GMP。
发明概述
●本发明提供制备式I的放射性标记的化合物及其适合的无机酸盐或有机酸盐、其水合物、络合物、酯、酰胺、溶剂合物和前药以及任选存在的药学可接受的载体、稀释剂、辅剂或赋形剂的方法。
所述方法包括以下步骤：
-将式II的化合物放射性氟化以获得式III的化合物，
-裂解式III的化合物的保护基以获得式I的化合物，
-通过固相萃取对式I的化合物进行纯化和制剂以获得式I化合物的注射液，
其中
●本发明提供式IIa、IIb、IIc或IId的化合物，其为适用于获得式Ia、Ib、Ic或Id的化合物的制备方法的前体。
●本发明还提供异构纯度大于90%的式I的化合物。
●本发明还提供包含式I、Ia、Ib、Ic或Id的放射性标记的化合物或其适合的无机酸盐或有机酸盐、其水合物、络合物、酯、酰胺、溶剂合物和前药以及任选药学可接受的载体、稀释剂、辅剂或赋形剂的组合物。
●本发明还提供用于通过本文所述方法制备放射性药物制剂的药盒，所述药盒包含含有预定量的所述式II、IIa、IIb、IIc或IId的化合物的密封小瓶。
附图简述
图1：“Eckert&Ziegler modular lab”的图解（用Eckert&Ziegler ModularLab软件绘制）。
图2：放射性-TLC（二氧化硅、正丁醇/乙酸/水/乙醇12/3/5/1.5）。
图3：放射性-TLC（二氧化硅、正丁醇/乙酸/水/乙醇12/3/5/1.5）。
图4：放射性-TLC（二氧化硅、正丁醇/乙酸/水/乙醇12/3/5/1.5）。
图5：放射性-TLC（二氧化硅、正丁醇/乙酸/水/乙醇12/3/5/1.5）。
图6：“GE tracerlab FX”的图解（用GE tracerlab软件绘制）。
瓶14与混合釜直接连接（未使用所述模块的HPLC部分）。
图7：“GE tracerlab FX”的图解（用GE tracerlab软件绘制）。
图8：衍生化HPLC(Chromolith Speed ROD,50*4.6mm,5μm,Merck;在10mM磷酸盐缓冲液中的0-95%乙腈(pH7.4);2mL/min)；实施例8a，表1，条目5；上图：(2S,4S)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸的放射性信号；下图：共洗脱，19F参比物(2S,4S)-4-(3-氟丙基)谷氨酸的UV检测(340nm)。
图9：衍生化HPLC(Luna 5μC18(2),250*4.6mm,5μ,Phenomenex;10mM磷酸盐缓冲液中的12%乙腈(pH7.4);1.2mL/min)；放射性信号；1a：(2S,4S)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸；1b：(2S,4R)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸。
图10：通过HPLC测定非对映异构体的鉴别、放射化学纯度和比例(Hypercarb柱[100*4.6mm,7μ,Thermo Scientific]和在水中的2%乙腈+0.1%TFA)；A)通过放射性检测器检测的(2S,4S)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸(1a)；B)通过Corona检测器检测的参比物(2S,4S)-4-(3-[19F]氟丙基)谷氨酸(1a)；C)通过Corona检测器检测的参比物(2S,4R)-4-(3-[19F]氟丙基)谷氨酸(1b)；D)缓冲液空白试验，通过Corona检测。
图11：通过HPLC测定非对映异构体的放射化学纯度和比例(Hypercarb柱[100*4.6mm,7μ,Thermo Scientific]和在水中的2%乙腈+0.1%TFA，放射性检测器)。实施例10b)的结果。a)表2，条目6：(2S,4S)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸(1a)/(2S,4R)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸(1b)的比>98/2;b)表2，条目10：1a/1b的比=95/5;c)表2，条目13：1a/1b的比=92/8;d)表2，条目16：1a/1b的比=82/18;e)表2，条目11：1a/1b的比=60/40;f)表2，条目17：1a/1b的比=50/50。
图12：衍生化HPLC(Chromolith Speed ROD,50*4.6mm,5μm,Merck;在10mM磷酸盐缓冲液中的0-95%乙腈(pH7.4);2mL/min)；实施例14，(2S,4S)-4-(6-[18F]氟己基)谷氨酸的放射性信号。
发明内容
在第一个方面，本发明涉及制备式I的化合物的方法
所述方法包括以下步骤：
步骤1：通过使式II的化合物与F-18氟化剂反应合成放射性标记的式III的化合物
步骤2：裂解式III的化合物的保护基以获得式I的化合物，
步骤3：对式I的化合物进行纯化和制剂，
其中：
X选自
a)键
b)支链的或直链的(C2-C10)烷基，
c)支链的或直链的(C2-C10)烷氧基，
d)支链的或直链的(C3-C10)烯基，
e)支链的或直链的(C3-C10)炔基，
f)[(CH2)n-O]m-(CH2)o，以及
g)O-[(CH2)n-O]m-(CH2)o；
n=2-6，优选n=2或3；
m=1-3，优选m=1或2；
o=2-6，优选o=2或3；
R1和R2是羧基保护基，并且其中羧基保护基各自独立地选自
a)支链的或直链的(C1-C6)烷基，
b)苄基，和
c)烯丙基；
R3和R4各自独立地选自：
a)氢，
b)胺保护基，或者
c)基团NR3R4是1,3-二氧代-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基（苯二甲酰亚氨基）或叠氮基。
式I、II和III包括其单一异构体、互变异构体、非对映异构体、对映异构体、混合物以及其适合的盐。
在优选的实施方案中，X选自
a)键，
b)支链的或直链的(C3-C8)烷基，
c)支链的或直链的(C2-C8)烷氧基，
d)支链的或直链的(C3-C8)烯基，
e)支链的或直链的(C3-C8)炔基，
f)[(CH2)n-O]m-(CH2)o，以及
g)O-[(CH2)n-O]m-(CH2)o。
在更优选的实施方案中，X是支链的或直链的(C3-C8)烷基并且甚至更优选(C3-C6)烷基。
在优选的实施方案中，羧基保护基是甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基或烯丙基。在更优选的实施方案中，羧基保护基是
a)甲基
b)乙基，
c)叔丁基或
d)烯丙基。
优选地，R1和R2各自独立地是甲基、乙基或叔丁基。
胺保护基是苄氧羰基(Cbz)、对甲氧基苄基羰基(Moz或MeOZ)、叔丁氧羰基(BOC)、9-芴基甲氧羰基(FMOC)、苄基(Bn)、对甲氧基苄基(PMB)、3,4-二甲氧基苄基(DMPM)、三苯基甲基、对甲氧基苯基(PMP)、三苯甲基、甲氧基三苯甲基、1,3-二氧代-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基（苯二甲酰亚氨基）或叠氮基。
在优选的实施方案中，R4是氢并且R3选自：
a)叔丁氧羰基(BOC)
b)三苯甲基和
c)甲氧基三苯甲基。
LG是离去基。
在优选的实施方案中，LG选自：
a)卤素和
b)磺酸酯。
卤素是氯、溴或碘。优选地，卤素是溴或氯。
磺酸酯是甲基磺酰氧基、三氟甲基磺酰氧基、(4-硝基苯基)磺酰氧基、九氟丁基磺酰氧基或(4-甲基苯基)磺酰氧基。优选地，磺酸酯是(4-硝基苯基)磺酰氧基、九氟丁基磺酰氧基或(4-甲基苯基)磺酰氧基。
通过本发明方法获得的化合物选自但不限于
(2S，4S)-4-{3-[F-18]氟丙基}谷氨酸，和
(2S，4S)-4-{3-[F-18]氟己基}谷氨酸。
步骤1包括式II化合物的直接氟标记反应以获得式III的化合物。
用于获得式III的化合物的放射性标记法包括使式II的化合物与F-18氟化剂反应的步骤，所述F-18氟化剂包括用于获得式III的化合物的[F-18]氟化物衍生物。在优选的实施方案中，所述[F-18]氟化物衍生物是4,7,13,16,21,24-六氧杂-1,10-二氮杂二环[8.8.8]二十六烷K[F-18]F(冠醚盐Kryptofix K[F-18]F)、K[F-18]F、H[F-18]F、KH[F-18]F2、Cs[F-18]F、Na[F-18]F或[F-18]的四烷基铵盐（例如[F-18]四丁基氟化铵）。更优选地，所述氟化剂是K[F-18]F、H[F-18]F、[F-18]四丁基氟化铵、Cs[F-18]F或KH[F-18]F2，最优选K[F-18]、Cs[F-18]F或[F-18]四丁基氟化铵。
所述放射氟化反应可在乙腈、二甲亚砜或二甲基甲酰胺或者它们的混合物中进行。但是还可使用本领域技术人员公知的其他溶剂。水和/或醇类可作为共溶剂参与此类反应。将所述放射性氟化反应进行少于60分钟。优选的反应时间是少于30分钟。进一步优选的反应时间是少于15min。该条件和用于此类放射性氟化的其他条件是专业人员已知的(Coenen,Fluorine-18 Labeling Methods:Features and Possibilities of Basic Reactions,(2006),Schubiger P.A.,Friebe M.,Lehmann L.,(编辑),PET-Chemistry-TheDriving Force in Molecular Imaging.Springer,Berlin Heidelberg,pp.15-50)。
步骤2包括将式III的化合物脱保护以获得式I的化合物（裂解）。反应条件对于本领域技术人员而言是已知的或显而易见的，所述反应条件选自但不限于通过援引加入本文的教科书Greene and Wuts,Protecting groupsin Organic Synthesis,第三版,第494-653页中记载的那些。
优选的反应条件是加入酸并于0℃-180℃搅拌；加入碱并于0℃-180℃加热；或者它们的组合。
优选地，在同一反应釜中进行所述步骤1和步骤2。
步骤3包括通过固相萃取对式I的化合物进行纯化和制剂。可优选使用固相萃取短柱或柱子。用于捕获式I的化合物并通过含水缓冲液从所述固相洗脱式I的化合物的适合的固相选自但不限于阳离子交换树脂（例如Waters MCX）、Oasis HLB、疏水相互作用液相色谱(HILIC)相（例如SequantZic-Hilic）。另外，通过使式I的化合物通过选自但不限于硅胶、RP硅胶、(C1-C18)硅胶、氧化铝、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物(HR-P)、hypercarb的固相可将其纯化。
在优选的实施方案中，所述方法通过使用允许自动化合成的模块（综述：Krasikowa,Synthesis Modules and Automation in F-18labeling(2006),Schubiger P.A.,Friebe M.,Lehmann L.,(编辑),PET-Chemistry-The DrivingForce in Molecular Imaging.Springer,Berlin Heidelberg,pp.289-316）来实施。更优选地，通过使用一锅模块来实施所述方法。
式I、II和III包括其适合的无机酸盐或有机酸盐、其水合物、络合物、溶剂合物和前药以及任选存在的药学可接受的载体、稀释剂、辅剂或赋形剂。
在第二个方面，本发明涉及用于制备式I的化合物的全自动化的和/或遥控的方法。
在优选的实施方案中，该方法是全自动化方法，其提供用于向人类给药（注射）的式I的制剂。
式I的化合物公开于上文的所述第一个方面。
在第三个方面，本发明涉及用于获得异构纯度大于90%，更优选大于95%的式I的化合物的方法。
式I的化合物公开于上文的所述第一个方面。
在第四个方面，本发明涉及各自独立的式IIa、IIb、IIc或IId的化合物
其中：
X″选自
a)支链的或直链的(C2-C10)烷基，
b)支链的或直链的(C2-C10)烷氧基，
c)支链的或直链的(C3-C10)烯基，条件是LG不与sp2杂化碳原子连接，
d)支链的或直链的(C3-C10)炔基，条件是LG不与sp杂化碳原子连接，
e)[(CH2)n″-O]m″-(CH2)o″，以及
f)O-[(CH2)n''-O]m″-(CH2)o″；
其中
n″=2-6，优选n″=2或3；
m″=1-3，优选m″=1或2；
o″=2-6，优选o″=2或3；
R1″和R2″是羧基保护基，并且其中羧基保护基各自独立地选自
a)支链的或直链的(C1-C6)烷基，
b)苄基，和
c)烯丙基；
R3″和R4″各自独立地选自：
a)氢，
b)胺保护基，或者
c)基团NR3''R4″是1,3-二氧代-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基（苯二甲酰亚氨基）或叠氮基团。
式IIa、IIb、IIc和IId包括其单一异构体、互变异构体以及适合的无机酸盐或有机酸盐、其水合物、络合物、溶剂合物和前药以及任选存在的药学可接受的载体、稀释剂、辅剂或赋形剂。
在优选的实施方案中，X″选自
a)支链的或直链的(C3-C6)烷基，
b)支链的或直链的(C7-C10)烷基，
c)支链的或直链的(C2-C8)烷氧基，
d)支链的或直链的(C3-C8)烯基，条件是LG不与sp2杂化碳原子连接，
e)支链的或直链的(C3-C8)炔基，条件是LG不与sp杂化碳原子连接，
f)[(CH2)n''-O]m″-(CH2)o″，以及
g)O-[(CH2)n''-O]m″-(CH2)o''。
在更优选的实施方案中，X″是支链的或直链的(C3-C8)烷基，优选(C3-C6)烷基。
在甚至更优选的实施方案中，X''是丙基。
在优选的实施方案中，羧基保护基是甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基或烯丙基。
在更优选的实施方案中，羧基保护基是
a)甲基
b)乙基，
c)叔丁基或
d)烯丙基。
优选地，R1″和R2″各自独立地是甲基、乙基或叔丁基。
胺保护基是苄氧羰基(Cbz)、对甲氧基苄基羰基(Moz或MeOZ)、叔丁氧羰基(BOC)、9-芴基甲氧羰基(FMOC)、苄基(Bn)、对甲氧基苄基(PMB)、3,4-二甲氧基苄基(DMPM)、三苯基甲基、对甲氧基苯基(PMP)、三苯甲基、甲氧基三苯甲基、1,3-二氧代-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基（苯二甲酰亚氨基）或叠氮基。
在优选的实施方案中，R4″是氢并且R3″选自：
a)叔丁氧羰基(BOC)
b)三苯甲基和
c)甲氧基三苯甲基。
LG''是离去基。
在优选的实施方案中，LG″选自：
a)卤素和
b)磺酸酯。
卤素是氯、溴或碘。优选地，卤素是溴或氯。
磺酸酯是甲基磺酰氧基、三氟甲基磺酰氧基、(4-硝基苯基)磺酰氧基、九氟丁基磺酰氧基或(4-甲基苯基)磺酰氧基。优选地，磺酸酯是(4-硝基苯基)磺酰氧基、九氟丁基磺酰氧基或(4-甲基苯基)磺酰氧基。
优选地，所述第四个方面的化合物涉及式IIa的化合物。
优选地，所述第四个方面的化合物涉及式IIb的化合物。
优选地，所述第四个方面的化合物涉及式IIc的化合物。
优选地，所述第四个方面的化合物涉及式IId的化合物。
本发明化合物IIa选自但不限于
其中
p=1-4，并且
R5选自
a)任选取代的支链的或直链的烷基，和
b)任选取代的芳基或杂芳基。
在优选的实施方案中，R5选自
a)甲基，
b)三氟甲基，
c)对甲基苯基，
d)硝基苯基，
e)溴苯基以及
f)九氟丁基。
更优选的式IIa的化合物是：
(2S,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲磺酰氧基])丙基]谷氨酸二叔丁酯
另一更优选的式IIa的化合物是
(2S,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲苯磺酰氧基])丙基]谷氨酸二叔丁酯
另一更优选的式IIa的化合物是：
(2S,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-{[(4-硝基苯基)磺酰基]氧基}丙基)谷氨酸二叔丁酯
另一更优选的式IIa的化合物是：
本发明化合物IIb选自但不限于
其中
p=1-4并且
R5选自
a)任选取代的支链的或直链的烷基，和
b)任选取代的芳基或杂芳基。
在优选的实施方案中，R5选自
a)甲基，
b)三氟甲基，
c)对甲基苯基，
d)硝基苯基，
e)溴苯基以及
f)九氟丁基。
更优选的式IIb的化合物是：
(2S，4R)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲磺酰氧基])丙基]谷氨酸二叔丁酯
另一更优选的式IIb的化合物是：
(2S，4R)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲苯磺酰氧基])丙基]谷氨酸二叔丁酯
另一更优选的式IIb的化合物是：
(2S，4R)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-{[(4-硝基苯基)磺酰基]氧基}丙基)谷氨酸二叔丁酯
本发明化合物IIc选自但不限于
其中
p=1-4并且
R5选自
a)任选取代的支链的或直链的烷基，和
b)任选取代的芳基或杂芳基。
在优选的实施方案中，R5选自
a)甲基，
b)三氟甲基，
c)对甲基苯基，
d)硝基苯基，
e)溴苯基以及
f)九氟丁基。
更优选的式IIc的化合物是
(2R,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲磺酰氧基])丙基]谷氨酸二叔丁酯
另一更优选的式IIc的化合物是：
(2R,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲苯磺酰氧基])丙基]谷氨酸二叔丁酯
另一更优选的式IIc的化合物是：
(2R,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-{[(4-硝基苯基)磺酰基]氧基}丙基)谷氨酸二叔丁酯
本发明化合物IId选自但不限于
其中
p=1-4并且
R5选自
a)任选取代的支链的或直链的烷基，和
b)任选取代的芳基或杂芳基。
在优选的实施方案中，R5选自
a)甲基，
b)三氟甲基，
c)对甲基苯基，
d)硝基苯基，
e)溴苯基以及
f)九氟丁基。
更优选的式IId的化合物是
(2R,4R)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲磺酰氧基])丙基]谷氨酸二叔丁酯
另一更优选的式IId的化合物是：
(2R,4R)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲苯磺酰氧基])丙基]谷氨酸二叔丁酯
另一更优选的式IId的化合物是：
(2R,4R)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-{[(4-硝基苯基)磺酰基]氧基}丙基)谷氨酸二叔丁酯
在第五个方面，本发明涉及各自独立的式Ia、Ib、Ic或Id的化合物
其中：
X'选自
a)支链的或直链的(C2-C10)烷基，
b)支链的或直链的(C2-C10)烷氧基，
c)支链的或直链的(C3-C10)烯基，条件是LG不与sp2杂化碳原子连接，
d)支链的或直链的(C3-C10)炔基，条件是LG不与sp杂化碳原子连接，
e)[(CH2)n'-O]m′-(CH2)o'，以及
f)O-[(CH2)n'-O]m′-(CH2)o'；
n'=2-6，优选n′＝2或3；
m′＝1-3，优选m′＝1或2；
o'=2-6，优选o′＝2或3；
式Ia、Ib、Ic和Id包括其单一异构体、互变异构体、非对映异构体、对映异构体、混合物以及其适合的无机酸盐或有机酸盐、水合物、络合物、溶剂合物和前药以及任选存在的药学可接受的载体、稀释剂、辅剂或赋形剂。
在优选的实施方案中，X'选自
a)支链的或直链的(C3-C6)烷基，
b)支链的或直链的(C7-C10)烷基，
c)支链的或直链的(C2-C8)烷氧基，
d)支链的或直链的(C3-C8)烯基，条件是LG不与sp2杂化碳原子连接，
e)支链的或直链的(C3-C8)炔基，条件是LG不与sp杂化碳原子连接，
f)[(CH2)n'-O]m'-(CH2)o'，以及
g)O-[(CH2)n'-O]m′-(CH2)o'。
在更优选的实施方案中，X'是支链的或直链的(C3-C8)烷基，优选(C3-C6)烷基。
在甚至更优选的实施方案中，X'是丙基。
优选地，所述第五个方面的化合物涉及式Ia的化合物。
优选地，所述第五个方面的化合物涉及式Ib的化合物。
优选地，所述第五个方面的化合物涉及式Ic的化合物。
优选地，所述第五个方面的化合物涉及式Id的化合物。
优选的式Ia的化合物是：
(2S，4R)-4-(3-[18F]氟己基)谷氨酸
优选的式Ib的化合物是：
其中
p是1-4。
更优选的式Ib的化合物是：
(2S,4R)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸
优选的式Ic的化合物是：
其中
p是1-4。
更优选的式Ic的化合物是：
(2R,4S)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸
优选的式Id的化合物是：
其中
p是1-4。
更优选的式Id的化合物是：
(2R,4R)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸
在第六个方面，本发明涉及式各自独立的IIIa、IIIb、IIIc或IIId的化合物
其中：
X′″选自
a)支链的或直链的(C2-C10)烷基，
b)支链的或直链的(C2-C10)烷氧基，
c)支链的或直链的(C3-C10)烯基，条件是18F不与sp2杂化碳原子连接，
d)支链的或直链的(C3-C10)炔基，条件是18F不与sp杂化碳原子连接，
e)[(CH2)n′″-O]m′″-(CH2)o′″，以及
f)O-[(CH2)n′″-O]m′″-(CH2)o′″；
n'″=2-6，优选n′″=2或3；
m′″=1-3，优选m′″=1或2；
o'″=2-6，优选o′″=2或3；
R1′″和R2′″是羧基保护基，并且其中羧基保护基各自独立地选自
a)支链的或直链的(C1-C6)烷基，
b)苄基，和
c)烯丙基；
R3′″和R4′″各自独立地选自：
a)氢，
b)胺保护基，或者
c)基团NR3″R4″是1,3-二氧代-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基（苯二甲酰亚氨基）或叠氮基。
式IIIa、IIIb、IIIc和IIId包括其单一异构体、互变异构体、非对映异构体、对映异构体、混合物以及其适合的无机酸盐或有机酸盐、其水合物、络合物、溶剂合物和前药以及任选存在的药学可接受的载体、稀释剂、辅剂或赋形剂。
在优选的实施方案中，X'''选自
a)支链的或直链的(C3-C6)烷基，
b)支链的或直链的(C7-C10)烷基，
c)支链的或直链的(C2-C8)烷氧基，
d)支链的或直链的(C3-C8)烯基，条件是18F不与sp2杂化碳原子连接，
e)支链的或直链的(C3-C8)炔基，条件是18F不与sp杂化碳原子连接，
f)[(CH2)n′″-O]m′″-(CH2)o′″，以及
g)O-[(CH2)n′″-O]m′″-(CH2)o′″。
在更优选的实施方案中，X′″是支链的或直链的(C3-C8)烷基，优选(C3-C6)烷基。
在甚至更优选的实施方案中，X′″是丙基。
在优选的实施方案中，羧基保护基是甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基或烯丙基。在更优选的实施方案中，羧基保护基是
a)甲基
b)乙基，
c)叔丁基或
d)烯丙基。
优选地，R1′″和R2′″各自独立地是甲基、乙基或叔丁基。
胺保护基是苄氧羰基(Cbz)、对甲氧基苄基羰基(Moz或MeOZ)、叔丁氧羰基(BOC)、9-芴基甲氧羰基(FMOC)、苄基(Bn)、对甲氧基苄基(PMB)、3,4-二甲氧基苄基(DMPM)、三苯基甲基、对甲氧基苯基(PMP)、三苯甲基、甲氧基三苯甲基、1,3-二氧代-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基（苯二甲酰亚氨基）或叠氮基。
在优选的实施方案中，R4′″是氢并且R3′″选自：
a)叔丁氧羰基(BOC)
b)三苯甲基和
c)甲氧基三苯甲基。
优选地，所述第六个方面的化合物涉及式IIIa的化合物。
优选地，所述第六个方面的化合物涉及式IIIb的化合物。
优选地，所述第六个方面的化合物涉及式IIIc的化合物。
优选地，所述第六个方面的化合物涉及式IIId的化合物。
在第七个方面，本发明涉及制备式I的化合物的方法，其中式I的化合物是式Ia、Ib、Ic或Id的化合物，所述方法包括以下步骤：
步骤1：通过使式II的化合物（其中式II的化合物是式IIa、IIb、IIc或IId的化合物）与F-18氟化剂反应合成放射性标记的式III的化合物（其中式III的化合物是式IIIa、IIIb、IIIc或IIId的化合物），
步骤2：裂解III的化合物（其中式III的化合物是式IIIa、IIIb、IIIc或IIId的化合物）的保护基以获得式I的化合物（其中式I的化合物是式Ia、Ib、Ic或Id的化合物），和
步骤3：对式I的化合物（其中式I的化合物是式Ia、Ib、Ic或Id的化合物）进行纯化和制剂，
其中步骤1、步骤2和步骤3描述于所述第一方面，式Ia、Ib、Ic或Id的化合物、式IIa、IIb、IIc或IId的化合物以及式IIIa、IIIb、IIIc或IIId的化合物分别如所述第四、第五和第六个方面所述。
优选地，所述方法涉及式Ia、IIa和IIIa的化合物。
优选地，所述方法涉及式Ib、IIb和IIIb的化合物。
优选地，所述方法涉及式Ic、IIc和IIIc的化合物。
优选地，所述方法涉及式Id、IId和IIId的化合物。
上文公开的优选的特征和实施方案包括于本文中。
在第八个方面，本发明涉及制备如所述第一、第二、第三、第五和第七方个面所述的式I、式Ia、式Ib、式Ic或式Id的化合物的方法，其中于0℃-160℃，优选于0℃-140℃，更优选于20℃-120℃，甚至更优选于60℃-120℃并且甚至更优选于60℃-100℃进行步骤1中描述的F-18氟化反应。
优选地，所述方法涉及式Ia的化合物。
优选地，所述方法涉及式Ib的化合物。
优选地，所述方法涉及式Ic的化合物。
优选地，所述方法涉及式Id的化合物。
更优选地，所述方法是自动化的和/或遥控的。
在第九个方面，本发明涉及制备如所述第一、第二、第三、第五和第七个方面所述的式I、式Ia、式Ib、式Ic或式Id的化合物的方法，其中步骤1中使用的[18F]氟化剂是从碱和[18F]氟化物生成的。
通常，将[18F]氟化物捕获于阳离子交换树脂上，然后使用所述碱的溶液从所述树脂上洗脱到反应釜中。
或者，可在所述反应釜中将[18F]氟化物和所述碱直接混合。
所述碱可为无机碱或有机碱。
优选地，所述碱选自：
a)钾盐，
b)铯盐，
c)铷盐，
d）四烷基铵盐，
e)磷腈。
更优选的，所述碱选自：
a)钾盐，
b)铯盐
c)四烷基铵盐。
甚至更优选地，所述碱选自碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、草酸钾、氢氧化钾、甲磺酸钾、碳酸铯、碳酸氢铯、四烷基氢氧化铵、四烷基碳酸氢铵、四烷基甲磺酸铵。
在优选的实施方案中，所述碱和式II、式IIa、式IIb、式IIc或式IId的化合物的比例大于零(>0)并且等于或小于1(≤1)。更优选地，所述碱和式II、式IIa、式IIb、式IIc或式IId的化合物的比例大于零(>0)并且小于1(<1)。
优选地，将所述第九个方面的方法与所述第八个方面的方法组合。
在第十个方面，本发明涉及制备如所述第一、第五、第七、第八和第九个方面所述的式I、式Ia、式Ib、式Ic或式Id的化合物的方法，其中所述式I、式Ia、式Ib、式Ic或式Id的化合物的异构纯度大于90%，优选大于95%，更优选大于98%。
更优选地，所述方法是自动化的和/或遥控的。
在第十一个方面，本发明涉及获得如所述第一和第五个方面所述的式I、式Ia、式Ib、式Ic或式Id的化合物或者它们的混合物的制剂的方法，并且本发明还涉及式I、式Ia、式Ib、式Ic或式Id的化合物或者它们的混合物的制剂，其中所述制剂是适合给药于哺乳动物的放射性药物制剂。
任选地，所述放射性药物制剂另外包含本领域已知的一种或多种生理学可接受的媒介物或载体和任选存在的辅剂和防腐剂（例如水和/或选自但不限于氯化钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠的无机盐）以及本领域已知的任何pH调节剂。
任选地，所述放射性药物制剂另外包含放射性稳定剂，其选自但不限于抗坏血酸及其盐、龙胆酸及其盐。
任选地，所述放射性药物制剂另外包含0-20%的乙醇，优选0-15%的乙醇，更优选0-10%的乙醇，甚至更优选少于5%的乙醇。
所述用于获得包含式I、式Ia、式Ib、式Ic或式Id的化合物或者它们的混合物的制剂的方法包括以下步骤：向式I、式Ia、式Ib、式Ic或式Id的化合物或者它们的混合物的溶液中加入上文列举的本领域已知的一种或多种生理学可接受的媒介物或载体、辅剂或防腐剂，其中所述制剂适合给药于哺乳动物。
在第十二个方面，本发明涉及装置，所述装置用于实施如第一、第二、第三、第七、第八、第九和第十个方面所述的制备如第一和第五个方面所述的式I、式Ia、式Ib、式Ic或式Id的化合物和如第十一个方面所述的放射性药物制剂的方法，其中所述方法是自动化的和/或遥控的方法或过程，并且本发明还涉及此类装置用于获得本发明化合物的用途。
优选地，所述方法或过程是自动化的（任选得是全自动化的）和/或遥控的方法或过程。
本发明的装置是适合用于放射性氟化的放射性药物合成仪。所述装置为非盒式的或盒式的合成仪。非盒式合成仪为：GE Tracerlab FX、Eckert&Ziegler modular lab、Siemens Explora、Raytest SynChrom、ScintomicsHotbox。盒式合成仪为：GE Tracerlab MX、GE Fastlab、IBA Synthera。本发明不受限于所提及的合成仪。
本发明的装置是适用于放射性氟化的非盒式的或盒式的合成仪，其特征在于所述装置实施如第一、第二、第三、第七、第八、第九和第十个方面所述的用于制备如第一个和第五个方面所述的式I、式Ia、式Ib、式Ic或式Id的化合物和如第十一个方面所述的放射性药物制剂的方法，其中所述方法是自动化的和/或遥控的方法或过程。
在第十三个方面，本发明涉及用于制备如所述第一个和第五个方面所述的式I、式Ia、式Ib、式Ic或式Id的化合物的药盒和至少一个包含其式II、式IIa、式IIb、式IIc或式IId的化合物的密封小瓶。
优选地，所述药盒包含预定量的如所述第一和第五个方面所述的式II、式IIa、式IIb、式IIc或式IId的化合物以及一个或多个用于纯化式I、Ia、Ib、Ic或Id的化合物的固相萃取短柱/柱子。
优选地，所述药盒包含生理学可接受的媒介物或载体以及任选存在的辅剂和防腐剂、适合进行本文公开的反应的试剂和/或[18F]标记试剂。另外，所述药盒可包含它的使用说明。
任选地，所述药盒另外包含一个或多个用于纯化如所述第一和第五个方面所述的式I、式Ia、式Ib、式Ic或式Id的化合物的固相萃取短柱或柱子，优选地，包含至少一个基于阳离子交换物质的固相萃取短柱或柱子。
定义
如果本发明的化合物中存在手性中心或其他形式的异构中心，本文预期包括所有形式的此类立体异构体，包括对映异构体和非对映异构体。包含手性中心的化合物可作为外消旋混合物、对映异构体富集的混合物、非对映异构体混合物或非对映异构体富集的混合物使用，或者可使用公知的技术分离这些异构体混合物，并且可单独使用单独的立体异构体。在化合物具有碳-碳双键的情况下，(Z)-异构体和(E)-异构体二者以及它们的混合物属于本发明范围。在化合物可能以互变异构体形式例如酮-烯醇互变异构体存在的情况下，认为每一种互变异构形式均包括于本发明中。
在本发明的语境中，优选的盐是本发明化合物的药学适合的盐。本发明还包括它们自身不适于药学应用但是可用于例如分离或纯化本发明化合物的盐。
本发明化合物的药学适合的盐包括无机酸、羧酸和磺酸的酸加成盐，例如盐酸、氢溴酸、硫酸、磷酸、甲磺酸、乙磺酸、甲苯磺酸、苯磺酸、萘二磺酸、乙酸、三氟乙酸、丙酸、乳酸、酒石酸、苹果酸、柠檬酸、富马酸、马来酸以及苯甲酸的盐。
本发明化合物的药学适合的盐还包括常用碱的盐，例如且优选碱金属盐（例如钠盐和加盐）、碱土金属盐（例如钙盐和镁盐）以及得衍生自氨或具有1-16个碳原子的有机胺的铵盐，所述有机胺例如且优选乙胺、二乙胺、三乙胺、乙基二异丙基胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二环己胺、二甲基氨基乙醇、普鲁卡因、二苄胺、N-甲基吗啉、精氨酸、赖氨酸、乙二胺以及N-甲基哌啶。
术语卤素或卤代指Cl、Br、F或I。
本文中单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“C2-C10烷基”指可为直链的或支链的饱和碳链，特别指乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、2,2-二甲基丙基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基或正癸基。优选地，C2-C10烷基是C2-C6烷基或C7-C10烷基。C2-C6烷基优选是C3-C6烷基。C7-C10烷基优选是C7-C8烷基或C9-C10烷基。优选地，C2-C6烷基是C3-C4烷基、C3烷基或C4烷基。
本文中单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“C3-C6环烷基”指环丙基、环丁基、环戊基或环己基。
本文中单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“C2-C10烷氧基”指O-烷基链，特别指乙氧基、正丙氧基、正丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基或正癸氧基。优选地，C2-C10烷氧基是C2-C6烷氧基或C7-C10烷氧基。C2-C6烷氧基优选是C3-C6烷氧基。C7-C10烷氧基优选是C7-C8烷氧基或C9-C10烷氧基。
本文中单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“芳基”指苯基或萘基，它们自身可被一个、两个或三个取代基取代，所述取代基独立且单独地选自但不限于卤素、硝基、甲酰基、乙酰基、烷氧羰基、氰基、腈、三氟甲基、(C1-C3)烷基磺酰基或(C1-C3)烷基。
本文中单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“杂芳基”指包含5-10个环原子的单环或双环杂芳族基团，其中环部分的1个或2个原子独立地选自N、O或S，例如噻吩基、呋喃基、吡咯基、噁唑基、噻唑基、咪唑基、吡唑基、异噁唑基、异噻唑基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并噻唑基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、吲唑基、吲哚基、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、喹啉基、异喹啉基等。
如上所述，此类“杂芳基”可另外被一个或两个取代基取代，所述取代基独立且单独地选自但不限于卤素、硝基、甲酰基、乙酰基、烷氧羰基、氰基、腈、三氟甲基、(C1-C3)烷基磺酰基或(C1-C3)烷基。
本文中单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“胺保护基”对于本领域技术人员而言是已知的或显而易见的，其选自但不限于一类保护基，即，氨基甲酸酯类、酰胺类、二酰亚胺类、N-烷基胺类、N-芳基胺类、亚胺类、烯胺类、硼烷类、N-P保护基、N-亚磺酰基（N-sulfenyl）、N-磺酰基以及N-甲烷硅基，并且其选自但不限于教课书Greene and Wuts,Protecting groups in Organic Synthesis,第三版,第494-653页(通过援引包括于本文中)中记载的那些。所述胺保护基优选是苄氧羰基(Cbz)、对甲氧基苄基羰基(Moz或MeOZ)、叔丁氧羰基(BOC)、9-芴基甲氧羰基(FMOC)、苄基(Bn)、对甲氧基苄基(PMB)、3,4-二甲氧基苄基(DMPM)、对甲氧基苯基(PMB)，或者被保护的氨基是1,3-二氧代-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基（苯二甲酰亚氨基）或叠氮基。
羧基保护基是甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基、烯丙基、苄基、4-甲氧基苄基、4-甲氧基苯基。
本文中单独使用或作为另一基团的一部分使用的术语“离去基”对于本领域技术人员而言是已知的或显而易见的，并且表示原子或原子团可通过亲和试剂与化学物质分离。实例见于例如Synthesis(1982),第85-125页,表2(第86页;(该表2的最后一个条目需要修正:将“n-C4F9S(O)2-O-nonaflat”替换为“n-C4H9S(O)2-O-nonaflat”),Carey和Sundberg,OrganischeSynthese,(1995),第279-281页,表5.8;或Netscher,Recent Res.Dev.Org.Chem.,2003,7,71-83,路线1、2、10和15以及其它路线).(Coenen,Fluorine-18Labeling Methods:Features and Possibilities of Basic Reactions,(2006),Schubiger P.A.,Friebe M.,Lehmann L.,(编辑),PET-Chemistry-TheDriving Force in Molecular Imaging.Springer，Berlin Heidelberg,第15-50页,确切地为:第25页路线4,第28页路线5,第30页表4,第33页图7)。
“炔基”表示包含2-6个碳原子的直链烃基或包含3-6个碳原子的支链烃基，所述基团包含至少一个三键，例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔-2-基等。
“烯基”表示包含2-6个碳原子的直链烃基或包含3-6个碳原子的支链烃基，所述基团包含至少一个双键，例如乙烯基、丙烯基、1-丁-3-烯基和1-戊-3-烯基等。
本文使用的术语“纯化”的目的是除去过量的副产物（例如18F-氟化物）并浓缩和捕获反应产物。通过本领域技术人员已知的适用于放射性示踪剂的任何方法进行纯化，例如固相萃取短柱或柱子。
用语“自动化的和/或遥控的装置”指适用于进行放射性标记的化合物的放射性合成并且可能是全自动化的装置。所述装置包括反应器系统、阀模块以及适用于控制所述网络的操作的控制器。
术语“药品生产质量管理规范”或“GMP”是涵盖活性药物成分、诊断试剂、食品、药品和医疗器械的生产和测试的质量系统的一部分。GMP是概括可影响产品质量的生产和测试方面的指南，例如生产工艺被明确地定义和控制。验证所有的关键工艺以确保一致性并符合技术要求。
除非另外指明，当提及本发明的化学式化合物自身及其任何药物组合物时，本发明包括所有的水合物、盐和络合物。
用于放射性标记的前体的一般性合成
通式I的烷基-F-18化合物的前体是例如甲苯磺酸酯、对溴苯磺酸酯、间硝基苯磺酸酯、甲磺酸酯、三氟甲磺酸酯、全氟丁基磺酸酯等(式III)，它们可根据本领域已知的方法从相应的羟基化合物合成(J.March,Advanced Organic Chemistry，第4版.1992,John Wiley & Sons,pp 352ff)。更具体而言，通过活化剂可将与sp3杂化碳原子连接的羟基转化成离去基，所述活化剂例如亚硫酰氯(例如Organic and Biomolecular Chemistry;4;22;(2006);4101–4112)、五氯化磷(例如Bioorganic and Medicinal Chemistry;16;6;(2008);3309–3320)、甲磺酰氯(例如Organic and Biomolecular Chemistry;English;4;24;(2006);4514–4525)、四氯化碳/三苯基膦(Tetrahedron:Asymmetry;English;19;5;2008;577–583)、氯化氢(例如Russian ChemicalBulletin;English;56;6;2007;1119–1124)、N-氯琥珀酰亚胺/甲硫醚(例如Bioscience,Biotechnology，and Biochemistry 72;3;(2008);851–855)、溴化氢(例如Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals;51;1;(2008);12–18)、三溴化磷(Journal of the American Chemical Society;130;12;(2008);3726–3727)、四溴化碳/三苯基膦(例如Journal of the American ChemicalSociety;130;12;(2008);4153–4157)、N-溴琥珀酰亚胺/SMe2(例如Chemical Communications(Cambridge,United Kingdom);1;(2008);120–122)、溴/三苯基膦(例如Journal of the American Chemical Society;130;12;(2008);4153–4157)、N-溴琥珀酰亚胺/SMe2(例如ChemicalCommunications(Cambridge,United Kingdom);1;(2008);120–122)、Br2/PPh3(例如European Journal of Organic Chemistry;9;(2007);1510-1516)、甲磺酰氯、甲苯磺酰氯、三氟甲基磺酰氯、九氟丁基磺酰氯、(4-溴苯基)磺酰氯、(4-硝基苯基)磺酰氯、(2-硝基苯基)磺酰氯、(4-异丙基苯基)磺酰氯、(2,4,6-三异丙基苯基)磺酰氯、(2,4,6-三甲基苯基)磺酰氯、(4-叔丁基苯基)磺酰氯、(4-甲氧基苯基)磺酰氯、甲磺酸酐、甲苯磺酸酐、三氟甲基磺酸酐、九氟丁基磺酸酐、(4-溴苯基)磺酸酐、(4-硝基苯基)磺酸酐、(2-硝基苯基)磺酸酐、(4-异丙基苯基)磺酸酐、(2,4,6-三异丙基苯基)磺酸酐、(2,4,6-三甲基苯基)磺酸酐、(4-叔丁基苯基)磺酸酐、(4-甲氧基苯基)磺酸酐等。
可用于式I-III中的那些被1个或2个氧原子插入的烷基链R1的合成的另一方法包括通过适合的二(芳基磺酸酯)或二(烷基磺酸酯)、二(甲苯磺酸酯)等，例如二(甲苯磺酸酯)TsO-(CH2)n-OTs，将羟基化合物烷基化。
作为甲苯磺酸酯、对溴苯磺酸酯、间硝基苯磺酸酯、甲磺酸酯、三氟甲磺酸酯、全氟丁基磺酸酯等的原料的羟基化合物的合成包括将OH-保护基脱保护。乙酰基保护基可作为具有非常多用途的保护基之一。本领域还已知许多其他保护基，参见例如Greene and P.G.M.Wuts,Protective Groups inOrganic Synthesis,第3版,1999,John Wiley & Sons,第17ff页)。
或者，本领域技术人员通过例如将相应的乙烯化合物硼氢化、将羰基化合物还原或者用环氧化物将脱质子的高谷氨酸衍生物烷基化(R.C.Larock,Comprehensive Organic Transformations,VCH Publishers 1989,第479–582页)或者通过磺酰基氧杂氮丙啶（sulfonyloxaziridine）(F.A.Davis等人,J.Org.Chem.1984,49(17),3241–3243)或MoOPH(J.Marin等人,JOC 2002,67,8440–8449)在例如C5上将羰基化合物直接β-氧化可直接合成所述羟基化合物。
L-谷氨酸衍生物被称作(2S)-谷氨酸衍生物并且D-谷氨酸衍生物被称作(2R)-谷氨酸衍生物。
如果使用相应的(2R)-谷氨酸衍生物代替(2S)-谷氨酸衍生物，则可如实施例1、2、3和4中所述合成通式IId的化合物。
如果使用相应的(2R)-谷氨酸衍生物代替(2S)-谷氨酸衍生物，则可如实施例12中所述合成通式IIc的化合物。
如果使用通式IIc的化合物或通式IId的化合物代替实施例5、6、7、8、9、10中所述的通式IIa的化合物，则可与实施例5、6、7、8、9、10中描述的方法相同地合成通式Ic的化合物和通式Id的化合物。
实验部分
一般性说明
实施例6、7、8、9、13中描述的“碳酸钾/kryptofix溶液”组合物是：在950μL乙腈和50μL水中的1mg碳酸钾和5mg kryptofix。如果使用1mL所述溶液（实施例6和实施例7），则向反应中加入1mg(7.24μmol)碳酸钾。如果使用1.5mL所述溶液（实施例8和实施例9），则向反应中加入1.5mg(10.9μmmol)碳酸钾。
用于F-18标记的化合物的分析方法
通过放射性TLC（薄层色谱法）和HPLC分析本文实施例中描述的F-18标记的化合物。
使用二氧化硅板(Si 60F254,Merck)和由正丁醇/乙酸/水/乙醇(12/3/5/1.5)组成的溶剂系统进行放射性TCL。例如参见图2、3、4、5。
使用Hypercarb柱(100*4.6mm,7μ,Thermo Scientific)和在水中的2%乙腈+0.1%TFA进行HPLC分析。例如参见图9。使用Corona检测器(ESABiosciences)监测放射性标记的化合物和相应的F-19参比化合物的共洗脱。例如参见图10、11。
还使用柱前衍生化HPLC进行HPLC分析。将10μL样品与30μL OPA-试剂(FluoraldehydeTM邻苯二醛试剂溶液;Thermo Scientific)混合。混合是手动完成的或是通过HPLC的自动采样器完成的。在C18柱上分析衍生化的样品：
-Luna(5μC18(2),250*4.6mm,5μ,Phenomenex)；在10mM磷酸盐缓冲液中的12%乙腈(pH7.4)；1.2mL/min；（例如参见图9）或
-Chromolith(Speed ROD,50*4.6mm,5μm,Merck)；在10mM磷酸盐缓冲液中的0-95%乙腈(pH7.4)；2mL/min（例如参见图8和12）。
用340nM（“OPA-衍生物”的特征波长）监测放射性标记的化合物和相应的F-19参比化合物的共洗脱。（例如参见图8）。
实施例1(2S,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲磺酰氧基)丙基]谷氨酸二甲酯
a)(2S，4S)-4-烯丙基-N-(叔丁氧羰基)谷氨酸二甲酯
将11.01g(40mmol)Boc-谷氨酸二甲酯(Advanced Chemtech)溶解于160mL四氢呋喃中并冷却至-70℃。在该温度下，在一小时内滴加双(三甲基硅基)氨基锂在四氢呋喃中的1M溶液88mL(88mmol)并于-70℃将混合物另搅拌2小时。然后滴加14.52g(120mmol)烯丙基溴，并且在该温度下2h后，除去冷却浴并加入200mL 2N盐酸水溶液和400mL乙酸乙酯。分离有机相，用水洗涤至中性，在硫酸钠上干燥并过滤，并将滤液浓缩。使用己烷/乙酸乙酯梯度在硅胶上对以此方式获得的粗产物进行色谱分析，合并适合的部分并浓缩。
收率：3.3g(26%)。
MS(ESIpos):m/z=316[M+H]+
1H-NMR(400MHz,氯仿-d):化学位移[ppm]＝1.44(s,9H),1.99-2.02(m,2H),2.31-2.39(m,2H),2.56-2.61(m,1H),3.67(s,3H),3.73(s,3H),4.33-4.15(m,1H),4.33-4.37(m,1H),4.95-4.97(m,1H),5.04-5.10(m,2H),5.67-5.76(m,1H)。
b)(2S，4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-羟基丙基)谷氨酸二甲酯
将3.15g(10mmol)(2S，4S)-4-烯丙基-N-(叔丁氧羰基)谷氨酸二甲酯溶解于50mL四氢呋喃中并在冰浴中冷却。在20分钟内，在冰冷却和氮气下滴加在四氢呋喃中的1M二硼烷/四氢呋喃络合物13.3mL，并将混合物在冰上搅拌1h然后在室温下搅拌过夜。然后滴加15mL 1N氢氧化钠水溶液和13.3mL 30%过氧化氢水溶液。30分钟后，用水稀释混合物，蒸除四氢呋喃并用乙酸乙酯萃取剩余的水溶液。分离有机相，用水洗涤至中性，在硫酸钠上干燥并过滤，并将滤液浓缩。使用己烷/乙酸乙酯梯度在硅胶上对以此方式获得的粗产物进行色谱分析，合并适合的部分并浓缩。
收率：0.6g(18%)
MS(ESIpos):m/z=334[M+H]+
1H-NMR(600MHz,氯仿-d):化学位移[ppm]＝1.44(s,9H),1.47-1.98(m,6H),2.51-2.55(m,1H),3.61-3.62(m,2H),3.68(s,3H),3.74(s,3H),4.37-4.41(m,1H),5.04(d,1H)。
c)(2S,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲磺酰氧基)丙基]谷氨酸二甲酯
将0.17g(0.5mmol)(2S,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-羟基丙基)谷氨酸二甲酯溶解于二氯甲烷中并在冰浴中冷却。加入0.30g(3mmol)三乙胺和115mg(1mmol)甲磺酰氯后，将混合物在冰上搅拌2h，然后浓缩。使用己烷/乙酸乙酯梯度在硅胶上对以此方式获得的粗产物进行色谱分析，合并适合的部分并浓缩。
收率：145mg(70.5%)
MS(ESIpos):m/z=412[M+H]+
1H-NMR(300MHz,氯仿-d):化学位移[ppm]＝1.44(s,9H),1.68–1.79(m,4H),1.98-2.05(m,2H),2.48-2.56(m,1H),3.02(s,3H),3.69(s,3H),3.74(s,3H),4.20-4.24(m,2H),4.30-4.39(m,1H),4.95-4.99(m,1H)。
实施例2(2S，4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲磺酰氧基)丙基]谷氨酸二叔丁酯
a)(2S，4S)-4-烯丙基-N-(叔丁氧羰基)谷氨酸二叔丁酯
将26.96g(75mmol)Boc-谷氨酸二叔丁酯(Journal of Peptide Research(2001),58,338)溶解于220mL四氢呋喃(THF)中并冷却至-70℃。在该温度下，在两小时内滴加双(三甲基硅基)氨基锂在THF中的1M溶液165mL(165mmol)并于-70℃将混合物另搅拌2小时。然后滴加27.22g(225mmol)烯丙基溴，并且在该温度下2h后，除去冷却浴并加入375mL 2N盐酸水溶液和1.25L乙酸乙酯。分离有机相，用水洗涤至中性，在硫酸钠上干燥并过滤，并将滤液浓缩。使用己烷/乙酸乙酯梯度在硅胶上对以此方式获得的粗产物进行色谱分析，合并适合的部分并浓缩。
收率:15.9g(53.1%)
MS(ESIpos):m/z=400[M+H]+
1H NMR(300MHz,氯仿-d)d ppm 1.32-1.58(m,27H)1.81-1.92(m,2H)2.25-2.39(m,2H)2.40-2.48(m,1H),4.10-4.18(m,1H)4.85-4.92(d,1H)5.02-5.11(m,2H)5.68-5.77(m,1H)
b)(2S，4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-羟基丙基)谷氨酸二叔丁酯
将15.58g(39mmol)(2S，4S)-4-烯丙基-N-(叔丁氧羰基)谷氨酸二叔丁酯溶解于200mL四氢呋喃中并在冰浴中冷却。在约20分钟内，在冰冷却和氮气下滴加在四氢呋喃中的1M二硼烷/四氢呋喃络合物54.6mL (54.6mmol)，并将混合物在冰上搅拌2h并在室温下搅拌过夜。再次将其冷却至0℃，然后加入58.5mL 1N氢氧化钠水溶液和58.5mL 30%过氧化氢水溶液。30分钟后，用水稀释混合物，蒸除四氢呋喃并用乙酸乙酯萃取剩余的水溶液。分离有机相，用水洗涤至中性，在硫酸钠上干燥并过滤，并将滤液浓缩。使用己烷/乙酸乙酯梯度在硅胶上对以此方式获得的粗产物进行色谱分析，合并适合的部分并浓缩。
收率:8.5g(52%)
MS(ESIpos):m/z=418[M+H]+
1H NMR(300MHz,氯仿-d)d ppm 1.32-1.58(m,27H)1.60-1.70(m,2H)1.73-1.94(m,4H)2.05-2.12(m,1H),2.33-2.40(m,1H)3.58-3.68(m,2H)4.15-4.22(m,1H)4.95-5.03(d,1H)
c)(2S，4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲磺酰氧基])丙基]谷氨酸二叔丁酯
将418mg(1mmol)(2S,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-羟基丙基)谷氨酸二叔丁酯溶解于20mL二氯甲烷中并在冰浴中冷却。加入0.83mL(6mmol)三乙胺和229mg(2mmol)甲磺酰氯后，将混合物在冰上搅拌2h，然后浓缩。使用己烷/乙酸乙酯梯度在硅胶上对以此方式获得的粗产物进行色谱分析，合并适合的部分并浓缩。
收率:350mg(70.6%)
MS(ESIpos):m/z=496[M+H]+
1H-NMR(300MHz,氯仿-d):化学位移[ppm]=1.44-147(m,27H),1.61–1.96(m,6H),2.32-2.41(q,1H),3.02(s,3H),4.11-4.18(m,2H),4.88-4.91(d,1H)。
实施例3(2S，4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲苯磺酰氧基])丙基]谷氨酸二叔丁酯
将418mg(1mmol)(2S，4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-羟基丙基)谷氨酸二叔丁酯溶解于20mL二氯甲烷中并在冰浴中冷却。加入0.61g(6mmol)三乙胺和0.38g(2mmol)对甲苯磺酰氯后，将混合物在冰上搅拌2h，在室温下搅拌过夜，然后浓缩。使用己烷/乙酸乙酯梯度在硅胶上对以此方式获得的粗产物进行色谱分析，合并适合的部分并浓缩。
收率:0.37g(64.7%)
MS(ESIpos):m/z=572[M+H]+
1H NMR(300MHz,氯仿-d)d ppm 1.37-1.93(m,33H)2.18-2.35(m,4H)4.01-4.16(m,3H)4.84(d,1H)7.35(d,2H)7.78(d,2H)
实施例4(2S，4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-{[(4-硝基苯基)磺酰基]氧基}丙基)谷氨酸二叔丁酯
将5.22g(12,5mmol)(2S,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-羟基丙基)谷氨酸二叔丁酯溶解于125mL二氯甲烷中并在冰浴中冷却。加入7.59g(75mmol)三乙胺和5.54g(25mmol)硝基苯基磺酰氯后，将混合物在冰上搅拌2h，然后浓缩。使用己烷/乙酸乙酯梯度在硅胶上对以此方式获得的粗产物进行色谱分析，合并适合的部分并浓缩。
收率:4.7g(62.4%)
MS(ESIpos):m/z=603[M+H]+
1H NMR(300MHz,氯仿-d)d ppm 1.42-1.45(m,27H)1.57-1.87(m,6H)2.29(m,1H)4.01(m,1H)4.13-4.16(m,2H)4.86(d,1H)8.12(d,2H)8.42(d,2H)
实施例5使用“Eckert&Ziegler modular lab”合成仪从(2S,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲磺酰氧基)丙基]谷氨酸二甲酯开始一锅法合成(2S，4S)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸
在遥控合成仪“Eckert&Ziegler modular lab”上进行合成（图1）。
a)使用Hilic SPE纯化
将[F-18]氟化物(22.6GBq)捕获于QMA柱(Waters,SepPak light)上。用1mL kryptofix/碳酸钾溶液（乙腈/水）将活性洗脱到反应釜中。将混合物干燥（120℃，氮气流，真空）。加入1ml乙腈后重复干燥。向干燥的残留物中加入在1mL乙腈中的5mg甲磺酸酯前体，并于110℃（所显示的反应器温度）将所得溶液搅拌10min。蒸发溶剂（110℃，氮气流）并加入1mL4N HCl。
于150℃将混合物加热5min。冷却至60℃后，用乙腈（80mL）稀释溶液并使其通过Hilic柱(ZIC-Hilic SPE,3ml,1g,SeQuant)。将柱子用氮气流干燥，用乙醇(3mL)洗涤并用氮气流干燥。用10mL缓冲液（在10ml水中的70mg Na2HPO4 2H2O、60mg NaCl）将(2S,4S)-4-{3-[F-18]氟丙基}谷氨酸洗脱到产物瓶中。
放射化学收率：3.6GBq(19%衰变校正(d.c.))
总处理时间：61min
放射化学纯度：90%（通过TLC测定，图2）
b)使用MCX SPE纯化
将[F-18]氟化物(24.6GBq)捕获于QMA柱(Waters,SepPak light)上。用1mL kryptofix/碳酸钾溶液（乙腈/水）将活性洗脱到反应釜中。将混合物干燥（120℃，氮气流，真空）。加入1ml乙腈后重复干燥。向干燥的残留物中加入在1mL乙腈中的5mg甲磺酸酯前体，并于110℃将所得溶液搅拌10min。蒸发溶剂（110℃，氮气流）并加入1mL 4N HCl。
于150℃将混合物加热5min。冷却至60℃后，用水（3mL）稀释溶液并使其通过MCX柱(Oasis MCX 20cc(1g),Waters)。用1N HCl(4mL)和乙醇(5mL)洗涤柱子，并用5mL缓冲液（碳酸氢钠）将(2S,4S)-4-{3-[F-18]氟丙基}谷氨酸洗脱到产物瓶中。
放射化学收率：4.6GBq(28%d.c.)
总处理时间：64min
放射化学纯度：95%（通过TLC测定，图3）
实施例6使用“Eckert&Ziegler modular lab”合成仪从(2S,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲磺酰氧基)丙基]谷氨酸二叔丁酯开始一锅法合成(2S，4S)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸
在遥控合成仪“Eckert&Ziegler modular lab”上进行合成（图1）。
将[F-18]氟化物(32.2GBq)捕获于QMA柱(Waters,SepPak light)上。用1mL kryptofix/碳酸钾溶液（乙腈/水）将活性洗脱到反应釜中。将混合物干燥（120℃，氮气流，真空）。加入1ml乙腈后重复干燥。向干燥的残留物中加入在1mL乙腈中的5mg甲磺酸酯前体，并于110℃将所得溶液搅拌10min。蒸发溶剂（110℃，氮气流）并加入1mL 4N HCl。
于120℃将混合物加热10min。冷却至60℃后，用水（3mL）稀释溶液并使其通过MCX柱(Oasis MCX 20cc(1g),Waters)。用0.1N HCl(4mL)和乙醇(5mL)洗涤柱子并用5mL缓冲液（碳酸氢钠）将(2S,4S)-4-{3-[F-18]氟丙基}谷氨酸洗脱到产物瓶中。
放射化学收率：2.3GBq(11%d.c.)
总处理时间：60min
放射化学纯度：90%（通过TLC测定，图4）
实施例7使用“Eckert&Ziegler modular lab”合成仪从(2S,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲苯磺酰氧基)丙基]谷氨酸二叔丁酯开始一锅法合成(2S，4S)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸
在遥控合成仪“Eckert&Ziegler modular lab”上进行合成（图1）。
将[F-18]氟化物(22.9GBq)捕获于QMA柱(Waters,SepPak light)上。用1mL kryptofix/碳酸钾溶液（乙腈/水）将活性洗脱到反应釜中。将混合物干燥（120℃，氮气流，真空）。加入1ml乙腈后重复干燥。向干燥的残留物中加入在1mL乙腈中的5mg甲苯磺酸酯前体，并于100℃将所得溶液搅拌10min。蒸发溶剂（110℃，氮气流）并加入1mL 2N HCl。
于120℃将混合物加热10min。冷却至60℃后，用水（3mL）稀释溶液并使其通过MCX柱(Oasis MCX 20cc(1g),Waters)。用0.1N HCl(4mL)和乙醇(5mL)洗涤柱子并用3mL缓冲液（碳酸氢钠）将(2S,4S)-4-{3-[F-18]氟丙基}谷氨酸洗脱到产物瓶中。
放射化学收率：3.6GBq(26%d.c)
总处理时间：57min
放射化学纯度：99%（通过TLC测定，图5）
实施例8使用“Eckert&Ziegler modular lab”合成仪从(2S,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-{[(4-硝基苯基)磺酰基]氧基}丙基)谷氨酸二叔丁酯开始一锅法合成(2S，4S)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸
在遥控合成仪“Eckert&Ziegler modular lab”上进行合成（图1）。
a)使用[F-18]氟化物/kryptofix/碳酸钾的氟化反应
将[F-18]氟化物(详见表1)捕获于QMA柱(Waters,SepPak light)上。用1.5mL kryptofix/碳酸钾溶液（乙腈/水）将活性洗脱到反应釜中。将混合物干燥（120℃，氮气流，真空）。加入1ml乙腈后重复干燥。向干燥的残留物中加入在1mL乙腈中的5mg间硝基苯磺酸酯前体，并搅拌所得溶液（反应时间和温度见表1）。在无预先蒸发的条件下加入2N HCl(2mL)，并于100℃将混合物加热5min。冷却至60℃后，用水（50mL）稀释溶液并使其通过HR-P(Chromafix HR-P，Macherey-Nagel)和MCX柱(Oasis MCX 20cc(1g),Waters)。用盐水(20mL)洗涤MCX柱并用10mL缓冲液（在10mL水中的70mg Na2HPO4 2H2O、60mg NaCl）将(2S,4S)-4-{3-[F-18]氟丙基}谷氨酸洗脱到产物瓶中。
表1间硝基苯磺酸酯前体的转化结果
*通过HPLC测定
通过柱前衍生化HPLC测定放射化学纯度和非对映异构体比例（图8）。
b)使用[F-18]氟化物/四丁基碳酸氢铵的氟化反应
使[F-18]氟化物溶液通过用DOWEX 1x8-200(40mg)填充的柱子，随后用惰性气体冲洗柱子。用四丁基碳酸氢铵(n-Bu4NHCO3)在水/乙腈中的含水溶液将[F-18]氟化物从柱子上洗脱到反应釜中。通过在惰性气流下加热将混合物干燥。加入1ml乙腈后重复干燥操作。
将在1mL乙腈中的5mg间硝基苯磺酸酯转移到包含干燥的四丁基[F-18]氟化铵的反应釜中。于80℃将混合物加热10min。冷却后加入2N HCl(1mL)，并于100℃加热所述混合物。接着加入2N NaOH(1.35mL)，然后于80℃加热。将反应混合物转移到混合釜（装入了50mL 0.1N HCl）中。用水将反应釜洗涤至混合釜中。使包含放射性标记的产物的水溶液通过HR-P柱后上样到两个MCX plus(SepPak plus,waters)柱上。用20mL等渗盐水洗涤MCX柱后，用氩气除去残留的盐水。最后，用20mL等渗缓冲液（在20mL水中的140mg Na2HPO4·2H2O和120mg NaCl）将产物从所述两个柱子洗脱到产物瓶中。
放射化学收率：12.9GBq(40%d.c.)
放射化学纯度：97%
异构纯度：>98%
c)使用[F-18]氟化物/四丁基碳酸氢铵的氟化反应
使[F-18]氟化物溶液通过QMA柱(QMA light,Waters)，随后用惰性气体冲洗柱子。用四丁基碳酸氢铵(n-Bu4NHCO3)在水/乙腈中的含水溶液将[F-18]氟化物从柱子洗脱到反应釜中。通过在惰性气体流下加热将混合物干燥。加入1ml乙腈后重复干燥操作。
将在1mL乙腈中的5mg间硝基苯磺酸酯前体转移到包含干燥的四丁基[F-18]氟化铵的反应釜中。于80℃将混合物加热700s。冷却后加入2N HCl(1mL)，并于100℃加热该混合物。接着加入2N NaOH(1.35mL)，然后于80℃加热。将反应混合物转移到混合釜（装入了50mL 0.1NHCl）中。用水将反应釜洗涤至混合釜中。使包含放射性标记的产物的水溶液通过HR-P柱后上样到两个MCX plus(SepPak plus,waters)柱上。用20mL等渗盐水洗涤MCX柱后，用氩气除去残留的盐水。最后，用20mL等渗缓冲液（在20mL水中的140mg Na2HPO4·2H2O和120mg NaCl）将产物从所述两个柱子洗脱到产物瓶中。
放射化学收率：40±6.4%（衰变校正）
放射化学纯度：92.4±2.3%%
异构纯度：>98/2
通过柱前衍生化HPLC测定放射化学纯度和非对映异构体比例（图9）。
实施例9使用“GE tracerlab FX”合成仪（图6）从(2S，4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-{[(4-硝基苯基)磺酰基]氧基}丙基)谷氨酸二叔丁酯开始一锅法合成(2S，4S)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸
将[F-18]氟化物(1.6GBq)捕获于QMA柱(Waters,SepPak light)上。用1.5mL kryptofix/碳酸钾溶液（乙腈/水）将活性洗脱到反应釜中。将混合物干燥（120℃，氮气流，真空）。加入1ml乙腈后重复干燥。向干燥的残留物中加入在1mL乙腈中的5mg间硝基苯磺酸酯前体，并于60℃将所得溶液搅拌10min。在无预先蒸发的条件下加入2N HCl(2mL)，并于110℃将混合物加热5min。冷却至60℃后，用水（50mL）稀释溶液并使其通过HR-P(Chromafix HR-P，Macherey-Nagel)和MCX柱(Oasis MCX 20cc(1g),Waters)。用盐水(10mL)洗涤MCX柱并用10mL缓冲液（在10mL水中的70mg Na2HPO42H2O、60mg NaCl）将(2S,4S)-4-{3-[F-18]氟丙基}谷氨酸洗脱到产物瓶中。
放射化学收率：0.46GBq(39%d.c.)
总处理时间：51min
放射化学纯度：95%（通过TLC测定）
实施例10使用“GE tracerlab MX”合成仪从(2S，4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-{[(4-硝基苯基)磺酰基]氧基}丙基)谷氨酸二叔丁酯开始合成(2S，4S)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸
a)为了在盒式合成仪“GE Tracerlab MX”上进行合成，组装药盒。
采用可商购的FDG盒(GE)
-移除tC18和氧化铝N柱，并用管子连接第二个和第三个歧管，
-移除“green spike”（原本用于FDG工艺的“缓冲液瓶”）
用于(2S，4S)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸合成工艺的药盒包括：
-预处理的QMA柱(Waters,ABX)，
-“洗脱液瓶”：在300μL MeCN和300μL水中的碳酸钾、kryptofix（具体组成见表2和本实施例的段落“c”中的描述）
-蓝色的加盖小瓶，装入了8mL MeCN（置于改良的FDG盒的阀门“3”上），
-两个空的30mL注射器，
-红色的加盖“前体瓶”，装入了(2S，4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-{[(4-硝基苯基)磺酰基]氧基}丙基)谷氨酸二叔丁酯在1.5ml MeCN中的溶液（置于改良的FDG盒的阀门“5”上）
-“水袋”（装入100或250mL注射液用水）
-黄色的加盖的“HCl瓶”，装入了2ml 2M HCl（置于改良的FDG盒的阀门“8”上）
-装入了制剂缓冲液（溶解于20mL注射液用水中的140mg Na2HPO42H2O、120mg NaCl）的20mL注射器(置于改良的FDG盒的阀门“9”上）,
-3个MCX plus(Waters)柱(置于改良的FDG盒的阀门12和13之间),
-500mg Hypercarb柱(Thermo Fischer,置于改良的FDG盒的阀门11和产物瓶之间),
-无菌产物瓶(20mL或30mL),
-注射针和无菌滤器,
-孔针和无菌通气滤器
b)使用Tracerlab MX进行放射性合成，研究温度和碱/前体比例的影响
使用适合的顺序程序进行(2S，4S)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸的合成，其中：
-将“乙腈瓶”、“前体瓶”和“HCl瓶”加压，
-将[F-18]氟化物转移到Tracerlab MX并上样至QMA柱上，
-使用“洗脱液瓶”中的溶液将活性转移到反应器中，
-于95℃在真空下使用氮气流干燥混合物并加入乙腈部分，
-将“前体瓶”的溶液转移到反应器中（在所述反应器中得到4.5±0.5mg前体）并将所得混合物加热5min（“反应温度”见表2和本实施例的段落“c”中的描述），
-使用30mL注射器将HCl从“HCl瓶”转移到反应器瓶，并于120℃将混合物加热10min，
-用水（来自“水袋”）在左边的30mL注射器中将粗产物混合物稀释并使其通过MCX柱进入废料瓶，
-用30mL水（来自“水袋”）洗涤MCX柱，
-将制剂缓冲液从20mL注射器转移到30mL注射器中并使其通过MCX柱和Hypercarb柱进入产物瓶。
该过程的总合成时间为34-35min。
研究了反应温度和“洗脱液瓶”的组成的影响，结果总结于表2。使用低于1的碱/前体比例（条目1-8）时未观察到差向异构化，然而当碱/前体比例大于1时（条目9、12、15）需要低反应温度来防止显著的差向异构化。
表2间硝基苯磺酸酯前体的转化结果
a）通过TLC和HPLC测定；b)以非对映异构体比例表示，通过HPLC测定（例如参见图10、11）。
c)在Tracerlab MX上常规合成(2S，4S)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸
使用本实施例的段落“a”中描述的药盒。向“洗脱液瓶”中装入1.0mgK2CO3、5.0mg kryptofix在300μL MeCN和300μL H2O中的溶液。将1.1–86GBq[F-18]氟化物(n>20)转移到Tracerlab MX中。将活性捕获于QMA柱(QMA light,Waters)上，并使用“洗脱液瓶”中的混合物洗脱到反应器瓶中。于95℃在真空下使用氮气流干燥混合物。加入乙腈部分后重复干燥。将“前体瓶”的溶液转移到反应瓶以在反应器中达到4.5±0.5mg量的(2S，4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-{[(4-硝基苯基)磺酰基]氧基}丙基)谷氨酸二叔丁酯。于70℃将混合物加热5min。通过30mL注射器将来自“HCl瓶”的酸转移到反应瓶中并于120℃在排气开放下将混合物加热5min，并在排气关闭下加热5min。在左边的30mL注射器中，用水(20mL)稀释粗产物混合物并使其通过3个MCX柱(MCX plus,Waters)。用30mL水洗涤柱子。将制剂缓冲液从阀门9处的20mL注射器转移到右边的30mL注射器中并使其通过MCX柱和Hypercarb柱(500mg,Thermo Scientific)进入产物瓶。
在34-35min的合成时间内获得了0.5–41GBq (44–56%未进行衰变校正)(2S，4S)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸。使用放射性-TLC、HPLC和衍生化HPLC测定的放射化学纯度大于98%。
实施例11使用“GE tracerlab FX”合成仪从(2S,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-{[(4-硝基苯基)磺酰基]氧基}丙基)谷氨酸二叔丁酯开始一锅法合成(2S，4S)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸（图7）
将[F-18]氟化物(3.97GBq)捕获于QMA柱(Waters,SepPak light)上。用1.5mL kryptofix/碳酸钾溶液（在1.25mL乙腈和0.25mL水中的5mgkryptofix、1mg碳酸钾）将活性洗脱到反应釜中。将混合物干燥（120℃，氮气流，真空）。加入1ml乙腈后重复干燥。向干燥的残留物中加入在1mL乙腈中的5mg间硝基苯磺酸酯前体，并于70℃将所得溶液搅拌5min。在无预先蒸发的条件下加入2M HCl(1mL)，并于110℃将混合物加热10min。冷却至60℃后，用水（10mL）稀释溶液并使其通过3个MCX柱(MCX plus,Waters)。用水(2x 10mL)洗涤MCX柱并使15mL制剂缓冲液(在15mL水中的105mg Na2HPO42H2O、90mg NaCl)通过MCX柱和Hypercarb柱(500mg,Thermo Scientific)进入产物瓶。
在41min的合成时间内获得1.8GBq(46%未进行衰变校正)
(2S，4S)-4-{3-[18F]氟丙基}谷氨酸。使用放射性-TLC、HPLC和衍生化HPLC测定的放射化学纯度和非对映异构体过量大于98%。
实施例12(2S,4R)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-{[(4-硝基苯基)磺酰基]氧基}丙基)谷氨酸二叔丁酯
a）(4S)-2-[3-(苄氧基)-1-羟基丙基]-4-[(叔丁氧羰基)氨基戊二酸二叔丁酯
将5.39g(15mmol)Boc-谷氨酸二叔丁酯(Journal of Peptide Research(2001),58,338)溶解于45mL四氢呋喃(THF)中并冷却至-70℃。在该温度下，在45min内滴加双(三甲基硅基)氨基锂在THF中的1M溶液33mL(33mmol)并于-70℃将混合物另搅拌2小时。然后滴加2.96g(18mmol)3-(苄氧基)丙醛(J Org Chem,47(27),5400(1982))在5mL THF中的溶液，并且在该温度下2h后，除去冷却浴并加入75mL 2N盐酸水溶液和200mL二氯甲烷。分离有机相，用水洗涤至中性，在硫酸钠上干燥并过滤，并将滤液浓缩。使用己烷/乙酸乙酯梯度在硅胶上对以此方式获得的粗产物进行色谱分析，合并适合的部分并浓缩。
收率:1.3g(16.6%)
MS(ESIpos):m/z=524[M+H]+
1H NMR(600MHz,氯仿-d)δppm 1.41-1.47(m,27H)1.70-2.20(m,4H)2.40-2.53(m,1H)3.11-3.38(m,1H),3.59-3.78(m,2H)3.91-4.01(m,1H)4.13-4.20(m,1H),4.52(d,2H)4.93-5.09(m,1H),7.28-7.37(m,5H)
b)(4S)-2-{3-(苄氧基)-1-[(甲磺酰基)氧基]丙基}-4-[(叔丁氧羰基)氨基]戊二 酸二叔丁酯
将4.19g(8mmol)(4S)-2-[3-(苄氧基)-1-羟基丙基]-4-[(叔丁氧羰基)氨基戊二酸二叔丁酯(10a)溶解于120mL二氯甲烷中并在冰浴中冷却至0℃。加入4.05g(40mmol)三乙胺和1.83g(16mmol)甲磺酰氯，并将混合物在该温度下搅拌2h，然后在室温下搅拌过夜。将反应混合物真空浓缩，并使用二氯甲烷/乙酸乙酯梯度在硅胶上对残留物进行色谱分析，合并适合的部分并浓缩。
收率:3.3g(68.6%)
MS(ESIpos):m/z=602[M+H]+
1H NMR(600MHz,氯仿-d)δppm 1.42-1.47(m,27H)1.64-2.09(m,4H)2.80-2.83(m,1H)2.99(s,3H),3.57-3.61(m,2H),4.46-4.56(m,2H)4.91-5.10(m,1H),5.12-5.15(m,1H),5.30(m,1H),7.29-7.35(m,5H)
c）(2S)-4-[3-(苄氧基)亚丙基]-N-(叔丁氧羰基)谷氨酸二叔丁酯
将6.02g(10mmol)(4S)-2-{3-(苄氧基)-1-[(甲磺酰基)氧基]丙基}-4-[(叔丁氧羰基)氨基]戊二酸二叔丁酯(10b)溶解于75mL二氯甲烷中，加入3.35mL(24mmol)三乙胺并在微波炉内于120℃照射2h。将反应混合物真空浓缩，并使用二氯甲烷/乙酸乙酯梯度在硅胶上对残留物进行色谱分析，合并适合的部分并浓缩。
收率:3.3g(65.3%)
MS(ESIpos):m/z=506[M+H]+
1H NMR(600MHz,氯仿-d)δppm 1.38-1.51(m,27H),1.73-2.02(m,3H)2.37-2.90(m,1H),3.20-3.40(m,1H),3.48-3.61(m,2H),4.10-4.44(m,2H)4.48(m,2H),7.33-7.36(m,5H)
d)(2S，4R)-4-[3-(苄氧基)丙基]-N-(叔丁氧羰基)谷氨酸二
将250mg(0.5mmol)(2S)-4-[3-(苄氧基)亚丙基]-N-(叔丁氧羰基)谷氨酸二叔丁酯(10c)溶解于10mL甲醇和40微升(0.5mmol)吡啶中。在氮气下加入50mg碳载钯(10%)后，将混合物在室温下氢化过夜。然后滤掉催化剂并将滤液真空浓缩。使用己烷/乙酸乙酯梯度在硅胶上对以此方式获得的粗产物进行色谱分析，将包含标题化合物的(4R)和(4S)异构体的非对映异构体混合物的部分合并并浓缩。使用二氯甲烷/乙酸乙酯梯度在硅胶上对该混合物进行色谱分析，合并适合的部分（Rf值（二氯甲烷/乙酸乙酯19:1）=0.40）并浓缩。
收率：70mg(27.5%)
MS(ESIpos):m/z=508[M+H]+
1H NMR(600MHz,氯仿-d)δppm 1.42-1.48(m,27H)1.58-1.85(m,3H)2.09-2.17(m,1H),2.30-2.39(m,1H),3.45(m,2H),4.18-4.24(m,1H)4.49(s,2H),4.95-5.01(m,1H),7.27-7.37(m,5H)
e)(2S,4R)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-{[(4-硝基苯基)磺酰基]氧基}丙基)谷氨酸二 叔丁酯
将150mg(0.295mmol)(2S，4R)-4-[3-(苄氧基)丙基]N-(叔丁氧羰基)谷氨酸二叔丁酯(10d)溶解于10mL甲醇中。在氮气下加入0.1g碳载钯(15%)并在室温下将该非均质的混合物氢化过夜。然后滤掉催化剂并将滤液真空浓缩。通过质谱鉴定(2S，4R)N-(叔丁氧羰基)-4-(3-羟基丙基)谷氨酸二叔丁酯(m/z=418[M+H]+)并且在未进行进一步纯化的条件下将残留物溶解于7.5mL二氯甲烷中并在冰浴中冷却。加入0.17g(168mmol)三乙胺和124mg(0.56mmol)硝基苯基磺酰氯后，将混合物在冰上搅拌4h，在室温下搅拌过夜，然后浓缩。使用己烷/乙酸乙酯梯度在硅胶上对以此方式获得的粗产物进行色谱分析，合并适合的部分并浓缩。
收率:105mg(62.2%)
MS(ESIpos):m/z=603[M+H]+
1H NMR(600MHz,氯仿-d)δppm 1.43-1.46(m,27H),1.61-1.73(m,6H),2.06-2.10(m,1H),2.32-2.34(m,1H),4.11-4.15(m,3H),4.95(m,1H),8.10-8.12(d,2H),8.40-8.43(d,2H)
实施例13使用“GE tracerlab FX”合成仪从(2S，4R)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-{[(4-硝基苯基)磺酰基]氧基}丙基)谷氨酸二叔丁酯开始一锅法合成(2S，4R)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸（图6）
将[F-18]氟化物(9.1GBq)捕获于QMA柱(Waters,SepPak light)上。用1.5mL kryptofix/碳酸钾溶液（在1.25mL乙腈和0.25mL水中的5mg kryptofix、1mg碳酸钾）将活性洗脱到反应釜中。将混合物干燥（120℃，氮气流，真空）。加入1ml乙腈后重复干燥。向干燥的残留物中加入在1mL乙腈中的5mg间硝基苯磺酸酯前体，并于60℃将所得溶液搅拌1min。在无预先蒸发的条件下加入2N HCl(2mL)，并于110℃将混合物加热5min。冷却至60℃后，用水（50mL）稀释溶液并使其通过一个HR-P(Chromafix HR-P，Macherey-Nagel)和两个MCX plus柱(Waters)。用盐水(10mL)洗涤所述MCX柱并用10mL制剂缓冲液（在10mL水中的70mg Na2HPO4 2H2O、60mgNaCl）将(2S,4R)-4-{3-[F-18]氟丙基}谷氨酸洗脱到产物瓶中。
放射化学收率：4.05GBq(63%d.c.)
总处理时间：51min
放射化学纯度：>98%（通过TLC测定）
              >98%（通过HPLC测定）
非对映异构体比例：>98/2（通过HPLC测定）
实施例14从(2S,4R)-N-(叔丁氧羰基)-4-(6-碘己基)谷氨酸二甲酯开始一锅法合成(2S,4R)-4-{3-[18F]氟己基}谷氨酸
将[F-18]氟化物(1.5GBq)捕获于QMA柱(Waters,SepPak light)上。用1.5mL kryptofix/碳酸钾溶液（在1.25mL乙腈和0.25mL水中的5mg kryptofix、1mg碳酸钾）将活性洗脱到反应釜中。将混合物干燥（120℃，氮气流，真空）。加入1ml乙腈后重复干燥。向干燥的残留物中加入在1mL乙腈中的5mg碘代前体，并于110℃将所得溶液搅拌10min。于110℃在缓慢的氮气流下干燥混合物。冷却至60℃后，加入4M HCl (2mL)并于150℃将混合物搅拌10min。冷却至60℃后，用水（50mL）稀释溶液并使其通过OASISHLB柱(HLB plus,Waters)。用2M HCl(10mL)和水(10mL)洗涤柱子。用5mL制剂缓冲液将(2S,4S)-4-{6-[F-18]氟己基}谷氨酸洗脱到产物瓶中。
通过衍生化HPLC测定的放射化学纯度为93%（图12）。

Claims (13)

1.制备式I的化合物的方法，所述化合物包括其单一异构体、互变异构体、非对映异构体、对映异构体、混合物及其药学适合的盐或用于分离或纯化所述化合物的盐
所述方法由以下步骤组成：
步骤1：通过使式II的化合物与F-18氟化剂反应合成放射性标记的式III的化合物
步骤2：裂解式III的化合物的保护基以获得式I的化合物，
步骤3：对式I的化合物进行纯化和制剂，
其中：
X选自
a)键，
b)支链的或直链的(C2-C10)烷基，
c)支链的或直链的(C2-C10)烷氧基，
d)支链的或直链的(C3-C10)烯基，
e)支链的或直链的(C3-C10)炔基，
f)[(CH2)n-O]m-(CH2)o，以及
g)O-[(CH2)n-O]m-(CH2)o；
n＝2-6；
m＝1-3；
o＝2-6；
LG是离去基；
R1和R2是羧基保护基，并且其中羧基保护基各自独立地选自
a)支链的或直链的(C1-C6)烷基，
b)苄基，和
c)烯丙基；
R3和R4各自独立地选自：
a)氢，
b)胺保护基，或者
c)基团NR3R4是1,3-二氧代-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基(苯二甲酰亚氨基)或叠氮基。
2.权利要求1的方法，其中n＝2或3。
3.权利要求1的方法，其中m＝1或2。
4.权利要求1的方法，其中o＝2或3。
5.权利要求1-4中任一项的方法，其中步骤3包括固相萃取。
6.权利要求1-4中任一项的方法，其中步骤3包括阳离子交换固相。
7.权利要求1-6中任一项的方法，其中于0℃-160℃进行步骤1中描述的[18F]氟化反应。
8.权利要求1-7中任一项的方法，其中步骤1中使用的[18F]氟化剂是从碱和[18F]氟化物生成的，并且所述碱和式II的化合物的比例大于零(>0)并且等于或小于1(≤1)。
9.权利要求1-8的方法，其中式I的化合物的异构纯度大于90％。
10.权利要求1-9的方法，其中所述方法是自动化的和/或遥控的。
11.权利要求1-10的方法，其中式I的化合物是(2S,4S)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸
12.权利要求1-10的方法，其中式I的化合物是(2S,4R)-4-(3-[18F]氟丙基)谷氨酸
13.权利要求1-10的方法，其中式II的化合物选自：
(2S,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲磺酰氧基])丙基]谷氨酸二叔丁酯
(2S,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲苯磺酰氧基])丙基]谷氨酸二叔丁酯
(2S,4S)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-{[(4-硝基苯基)磺酰基]氧基}丙基)谷氨酸二叔丁酯
(2S,4R)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲磺酰氧基])丙基]谷氨酸二叔丁酯
(2S,4R)-N-(叔丁氧羰基)-4-[3-(甲苯磺酰氧基])丙基]谷氨酸二叔丁酯
(2S,4R)-N-(叔丁氧羰基)-4-(3-{[(4-硝基苯基)磺酰基]氧基}丙基)谷氨酸二叔丁酯
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