CN103370084B - 苯胺在肟连接的放射稳定化中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明描述了一种使用苯胺放射稳定化肟连接或亚胺形成反应的方法。
Description
发明领域
本发明涉及使用苯胺放射稳定化(radiostabilizing)及催化肟连接反应的方法。
发明背景
苯胺在肟连接或亚胺形成中的应用已显示有效增加总反应速率并允许这类反应在更低酸性的pH值下进行(A. Dirksen等,“Nucleophilic Catalysis of Oxime Ligation(肟连接的亲核催化),Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 7581–7584 A.Dirksen,T.Hackeng和P.Dawson)。然而,这类反应限于非放射性标记的化合物。
如在下文中更详细地描述,目前已出人意料地发现苯胺可用于使放射性标记的反应物的肟连接或亚胺形成反应放射稳定化,其具有改善的反应动力学和显著的放射稳定化两个意想不到的结果。
发明概述
本发明提供放射稳定化方法,其包括以下步骤:在苯胺(III)存在下使放射性标记的醛(I)与氨基氧(II)反应形成放射性标记的亚胺氧(IV),其各自如本文所述:
方案A
本发明亦提供放射稳定化方法,其包括以下步骤:在苯胺(III)存在下使醛(V)与放射性标记的氨基氧(VI)反应形成放射性标记的亚胺氧(VII),其各自如本文所述:
方案B
本发明进一步提供放射稳定化方法,其包括以下步骤:在苯胺(III)存在下使放射性标记的醛(VIII)与氨基氧(IX)反应形成放射性标记的亚胺氧(X),其各自如本文所述:
方案C
本发明进一步提供放射稳定化方法,其包括以下步骤:在苯胺(III)存在下使醛(XI)与放射性标记的氨基氧(XII)反应形成放射性标记的亚胺氧(XIII),其各自如本文所述:
方案D
苯胺在本发明的放射稳定化方法中的应用提供两个独特的优点:(i)增强的反应动力学和出人意料的(ii)显著的放射稳定化。因此,本发明的放射稳定化方法所用的苯胺表现出作为催化剂和放射稳定剂二者的意想不到的双重功能性。尤其在高放射性下,放射稳定化的增加允许所得放射性标记的亚胺氧产率的增加。
发明详述
放射性标记的醛
用于本发明的放射稳定化方法的放射性标记的醛(I)可以是用如本文所述的至少一种放射性同位素标记的任何醛,其能够与本文所述的氨基氧反应。在本发明的一个实施方案中,所述放射性标记的醛为式(VIII)化合物:
其中:
R1*可以是任何放射性标记的有机或生物部分。依照本发明,放射性标记的有机或生物部分为包含至少一种放射性同位素/放射性核素的有机或生物部分,其各自如本文所述。
R1*的放射性标记可以是本领域已知的任何放射性同位素或放射性核素,包括但不限于在US2008/0279771中描述的那些成像部分,所述专利公开通过引用以其整体结合。优选所述放射性同位素或放射性核素为适于成像(例如PET、SPECT)的放射性同位素/放射性核素。在一个实施方案中,所述放射性核素为适于PET成像的放射性同位素。甚至更优选所述放射性核素为11C、13N、15O、68Ga、62Cu、18F、76Br、124I或125I;甚至更优选所述放射性核素为18F。在一个实施方案中,所述放射性核素为适于SPECT成像的放射性同位素。甚至更优选所述放射性核素为99mTc、111In、67Ga、201Tl、123I或133Xe;甚至更优选所述放射性核素为99mTc或123I。
在本发明的一个实施方案中,R1*为选自以下的放射性标记的有机部分:烷基、烯基、炔基、芳基、环烷基、杂环基、杂芳基和环烷基。在另一个实施方案中,R1*为选自以下的放射性标记的有机部分:C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C5-C20芳基、C3-C20环烷基、C5-C20杂环基、C5-C20杂芳基或C3-C20环烷基。
在本发明的一个实施方案中,R1*为选自氨基酸、肽和载体的放射性标记的生物部分。
合适的放射性标记的醛的实例包括但不限于:
[18F]-对苯甲醛;和在US20100068139A1和US2004/080492A1中描述的那些醛,所述专利公开各自通过引用结合到本文中。在本发明的一个实施方案中,所述放射性标记的醛为[18F]-对苯甲醛。
如本文所述的放射性标记的醛可通过文献中和本领域已知的方法制备。
氨基氧
用于本发明的放射稳定化方法的氨基氧(II)可以是包含氨基-氧部分(即-O-NH2)的任何化合物,所述部分能够与如本文所述的放射性标记的醛反应。在本发明的一个实施方案中,所述氨基氧(II)为式(IX)化合物:
R2-O-NH2 (IX)
其中R2可以是任何有机或生物部分。在本发明的一个实施方案中,R2为选自以下的有机部分:烷基、烯基、炔基、芳基、环烷基、杂环基、杂芳基和环烷基。在另一个实施方案中,R2为选自以下的有机部分:C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C5-C20芳基、C3-C20环烷基、C5-C20杂环基、C5-C20杂芳基或C3-C20环烷基。
在本发明的一个实施方案中,R2为选自氨基酸、肽和载体的生物部分。
合适的氨基氧化合物的实例包括但不限于:
(Fluciclatide肽前体)
和cMET:
。
如本文所述的氨基氧可通过文献中和本领域已知的方法制备。
苯胺
用于本发明的放射稳定化方法的苯胺(III)可以是本领域已知的任何苯胺(例如Adam R. Blanden等,Bioconjugate Chem., 2011, 22 (10),第1954–1961页;Mikkel B.Thygesen等,J. Org. Chem., 2010, 75 (5),第1752–1755页),包括可商购获得的下式苯胺:
或其盐(例如溴化物、氯化物、碘化物、HBr、HCl、HI、三氟乙酸(TFA))或其衍生物(例如4-甲氧基苯胺、4-硝基苯胺、2,6-二甲基苯胺、氘化苯胺衍生物(即其中至少一个氢被取代为氘的苯胺化合物)、聚合物结合的苯胺(参见例如Sigma-Aldrich产品编号564761))。苯胺衍生物为可用于实现本发明的放射稳定化方法的任何基于苯胺的化合物。在本发明的一个实施方案中,用于本发明的放射稳定化方法的苯胺(III)亦可以是如本文所述的苯胺的混合物(例如苯胺与盐酸苯胺的混合物)。
在本发明的一个实施方案中,用于本发明反应的苯胺(III)呈其可商购获得的HCl盐形式:
。
在本发明的一个实施方案中,苯胺(III)可单独使用或者与可商购获得的对氨基苯甲酸(pABA)组合使用。
在本发明的一个实施方案中,苯胺(III)可单独使用或者与本领域已知的其它放射稳定剂组合使用。需要中性或碱性pH条件的合适放射稳定剂的实例包括但不限于:对氨基苯甲酸、龙胆酸(2,5-二羟基苯甲酸)、生育酚、氢醌、二-叔丁基苯酚和二-叔丁基化羟基甲苯。亦可使用不需要去质子化的放射稳定剂。已知的自由基捕获剂的实例包括但不限于加尔万氧基(galvinoxyl) (2,6-二-叔丁基-α-(3,5-二-叔丁基-4-氧代-2,5-环己二烯-1-亚基)-对甲苯氧基,自由基;可市购于Sigma-Aldrich)、TEMPO (2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物)、DPPH (二苯基苦基偕腙肼)、1,2-二苯乙烯、β-胡萝卜素和DMPO (5,5-二甲基-1-吡咯啉-1-氧化物)。
pH
本发明的放射稳定化方法可在约pH 1.0-7.0下进行。在本发明的一个实施方案中,pH范围约为2.0-5.0。在本发明的一个实施方案中,pH范围约为2.8-4.2。在本发明的一个实施方案中,pH范围约为2.8-3.5。
放射性标记的亚胺氧(IV)
本发明的放射稳定化方法的放射性标记的亚胺氧(IV)为在苯胺(III)存在下和pH下放射性标记的醛(I)与氨基氧(II)的肟连接反应产物,其各自如本文所述。
在本发明的一个实施方案中,所述放射性标记的亚胺氧为式(X)化合物:
其中R2和R1*各自如本文所述。
醛
如本文所述,用于本发明的放射稳定化方法的醛(V)可以是能够与放射性标记的氨基氧反应的本领域已知的任何醛。在本发明的一个实施方案中,所述醛为式(XI)化合物:
其中R1可以是任何有机或生物部分。
在本发明的一个实施方案中,R1为选自以下的有机部分:烷基、烯基、炔基、芳基、环烷基、杂环基、杂芳基和环烷基。在另一个实施方案中,R1为选自以下的有机部分:C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C5-C20芳基、C3-C20环烷基、C5-C20杂环基、C5-C20杂芳基或C3-C20环烷基。
在本发明的一个实施方案中,R1为选自氨基酸、肽和载体的生物部分。
合适的醛的实例包括但不限于苯甲醛:
。
如本文所述的醛可商购获得或者可通过文献中和本领域已知的方法制备。
放射性标记的氨基氧
用于本发明的放射稳定化方法的放射性标记的氨基氧(VI)可以是含有至少一种如本文所述的放射性同位素的如本文所述的任何氨基氧化合物。在本发明的一个实施方案中,所述放射性标记的氨基氧(VI)为式(XII)化合物:
R2 *-O-NH2 (XII)
其中R2*可以是任何放射性标记的有机或生物部分,其中放射性标记的有机或生物部分为含有至少一种放射性同位素/放射性核素的有机或生物部分,其各自如本文所述。
R2*的放射性标记可以是本领域已知的任何放射性同位素或放射性核素,包括但不限于在US2008/0279771中描述的那些成像部分,所述专利公开通过引用以其整体结合。优选所述放射性同位素或放射性核素为适于成像(例如PET、SPECT)的放射性同位素/放射性核素。在一个实施方案中,所述放射性核素为适于PET成像的放射性同位素。甚至更优选所述放射性核素为11C、13N、15O、68Ga、62Cu、18F、76Br、124I或125I;甚至更优选所述放射性核素为18F。在一个实施方案中,所述放射性核素为适于SPECT成像的放射性同位素。甚至更优选所述放射性核素为99mTc、111In、67Ga、201Tl、123I或133Xe;甚至更优选所述放射性核素为99mTc或123I。
如本文所述的放射性标记的氨基氧可通过文献中和本领域已知的方法制备。
放射性标记的亚胺氧(VII)
本发明的放射稳定化方法的放射性标记的亚胺氧(VII)为在苯胺(III)存在下和pH下醛(V)与放射性标记的氨基氧(VI)的肟连接反应产物,其各自如本文所述。
在本发明的一个实施方案中,所述放射性标记的亚胺氧为式(XIII)化合物:
其中R1和R2*各自如本文所述。
在一个实施方案中,通过自动化放射合成装置的方式使本发明的放射稳定化方法自动化。这类装置存在数个可商购获得的实例,包括TRACERlabTM和FASTlabTM (均可市购于GE Healthcare,General Electric Company的部门)。这类装置通常包含“盒(cassette)”(常常为一次性的,在其中进行放射化学),将其安装至所述装置以进行放射合成。所述盒通常包含流体通路、反应容器和用于接纳试剂瓶的端口,以及用于放射合成后的净化步骤的任何固相萃取柱。因此,本发明提供用于本发明的自动化放射稳定化方法的盒。
实施例
实施例1. Fluciclatide放射稳定化的缀合反应
在苯胺存在下,使4-[18F]氟苯甲醛与氨基氧AH111695 (fluciclatide肽前体):
(AH111695或fluciclatide肽前体)
在不同pH范围下反应得到fluciclatide。所述反应的放射化学结果如图1所述。
下图1说明使用FASTlab产生粗制fluciclatide的结果。菱形用于未放射稳定化的缀合反应(即未使用苯胺或pABA)并清楚显示起始活性的量与未修正产率之间的线性关系。三角形显示在放射稳定化的缀合反应条件下使用FASTlab产生粗制Fluciclatide的结果(即,在pH 6.1向缀合反应添加pABA使未修正产率增加约50%,并且空气的存在帮助进一步稳定缀合)。将pH降低约一个pH单位使产率再增加5%,并且另外的苯胺添加使RCP改善相似的量。
图1清楚显示苯胺对fluciclatide肽前体与[18F]氟苯甲醛之间的缀合反应的放射稳定作用。菱形(未放射稳定化的)点显示在不存在任何放射稳定剂的情况下反应的未修正产率%之间的明显关联。然而,三角形点(放射稳定化的)清楚显示使用放射稳定剂的引人注目的影响。
图1:Fluciclatide缀合反应的放射稳定化
在pH 5.0下10 mg盐酸苯胺的存在或在相同pH下10 mg苯胺和盐酸苯胺的混合物的存在显示在未修正产率%上引人注目的改善。然而,放射稳定剂对氨基苯甲酸的存在不排除其在某种程度上是缀合反应放射稳定化的原因。然而,在存在或不存在空气的情况下完全去除对氨基苯甲酸导致在未修正产率%上的引人注目的改变,证实结果来自于苯胺本身的存在,而非来自pABA的存在的任何影响。
对比性实施例1. Fluciclatide未放射稳定化的缀合反应
下图表显示fluciclatide肽前体和[18F]氟苯甲醛之间的未放射稳定化反应的产率和RCP%之间的强关联。数据集的回归分析迫使曲线穿过原点。显然产率与fluciclatide的RCP%直接相关,不需要其它显著因子来解释观察到的变动。
实施例2
向1.7 ml盐酸苯胺的水溶液(10 mg/ml)中加入5 mg fluciclatide肽前体,并加入含有[18F]氟苯甲醛的1.15 ml乙醇。使反应在60℃进行5分钟。
Claims (22)
1.苯胺在放射稳定化方法中作为放射稳定剂的用途,所述方法包括在苯胺(III)存在下使放射性标记的醛(I)与氨基氧(II)反应形成亚胺氧(IV)的步骤:
。
2.权利要求1的用途,其中所述放射性标记的醛(I)为式(VIII)化合物:
其中R1*为放射性标记的有机或生物部分。
3.权利要求2的用途,其中所述放射性标记的有机部分为烷基、烯基、炔基、芳基、杂环基或杂芳基,以及其中所述放射性标记的生物部分为氨基酸、肽或载体。
4.权利要求2的用途,其中所述放射性标记的有机部分为环烷基,以及其中所述放射性标记的生物部分为氨基酸、肽或载体。
5.权利要求1-4中任一项的用途,其中R1*的放射性标记为适于PET或SPECT成像的放射性同位素。
6.权利要求1的用途,其中所述放射性标记的醛为[18F]对苯甲醛。
7.权利要求1-4和6中任一项的用途,其中所述氨基氧(II)为式(IX)化合物:
R2-O-NH2 (IX)
其中R2可以是任何有机或生物部分。
8.权利要求7的用途,其中所述氨基氧(II)为
或
。
9.权利要求1-4、6和8中任一项的用途,其中所述放射性标记的亚胺氧为式(X)化合物:
。
10.苯胺在放射稳定化方法中作为放射稳定剂的用途,所述方法包括在苯胺(III)存在下使醛(V)与放射性标记的氨基氧(VI)反应形成亚胺氧(VII)的步骤:
。
11.权利要求10的用途,其中所述醛为式(XI)化合物:
其中R1可以是任何有机或生物部分。
12.权利要求11的用途,其中所述有机部分为烷基、烯基、炔基、芳基、杂环基或杂芳基,以及其中所述生物部分为氨基酸、肽或载体。
13.权利要求11的用途,其中所述有机部分为环烷基,以及其中所述生物部分为氨基酸、肽或载体。
14.权利要求10的用途,其中所述醛为苯甲醛。
15.权利要求10-14中任一项的用途,其中所述放射性标记的氨基氧为式(XII)化合物:
R2 *-O-NH2 (XII)
其中R2*为放射性标记的有机或生物部分。
16.权利要求15的用途,其中R2*的放射性标记为适于PET或SPECT成像的放射性同位素。
17.权利要求10-14和16中任一项的用途,其中所述放射性标记的亚胺氧为式(XIII)化合物:
。
18.苯胺在放射稳定化方法中作为放射稳定剂的用途,所述方法包括在苯胺(III)存在下使放射性标记的醛(VIII)与氨基氧(IX)反应形成亚胺氧(X)的步骤:
其中:
R1*为用至少一种放射性同位素或放射性核素标记的有机或生物部分;和
R2为有机或生物部分。
19.权利要求10的用途,其中所述醛(V)为醛(XI),所述放射性标记的氨基氧(VI)为放射性标记的氨基氧(XII),所述放射性标记的亚胺氧(VII)为亚胺氧(XIII):
其中:
R2*为用至少一种放射性同位素或放射性核素标记的有机或生物部分;和
R1为有机或生物部分。
20.权利要求1-4、6、8、10-14、16和18-19中任一项的用途,其中所述苯胺为下式的:
,
其盐或衍生物或其混合物。
21.权利要求20的用途,其中所述苯胺为:
。
22.权利要求21的用途,其中将所述苯胺与对氨基苯甲酸或放射稳定剂组合使用。
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