CN105579454A - 化合物及其用于制备Tau成像剂和Tau成像制剂的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了式(I)的新三甲基铵化合物：

Description

化合物及其用于制备Tau成像剂和Tau成像制剂的用途
本发明涉及新的三甲基铵化合物、使用这些化合物制备tau成像剂[18F]T807的方法、用于诊断性成像的组合物和制备物的制剂，以及使用那些化合物、组合物和制剂成像的方法。
阿尔茨海默病(AD)是痴呆的首要原因，在年龄65至69岁人群的1％中发生，并在95岁及以上的人群中增加至40-50％。AD患者显示的预警临床症状包括认知损害和记忆功能缺陷。在这些患者中，AD的存在是通过尸检组织病理学检查在脑皮质中发现严重老年斑块负荷来确认的。成熟的老年斑块由衍生自过度磷酸化tau蛋白的纤丝的细胞内神经原纤维缠结(NFT)和衍生自淀粉样前体蛋白的酶处理的细胞外β-淀粉样蛋白肽组成。过度磷酸化tau的聚集物(PHF-tau)如神经原纤维缠结与阿尔茨海默病认知损伤的程度相关联。[18F]T807是PET成像剂，具有经证实的对PHF-tau的高亲和力和选择性，以及有利的体内性质。([(18)F]T807,anoveltaupositronemissiontomographyimagingagentforAlzheimer'sdisease.Alzheimer’s&Dementia(2013年2月)1–11,可在线获得http://dx.doi.org/10.1016/j.jalz.2012.11.008)。
[18F]T807可用于检测和/或定量患者中的tau沉积(EarlyclinicalPETimagingresultswiththenovelPHF-tauradioligand[F-18]-T807,Chien等人,JAlzheimersDis.2013年1月1日；34(2):457-68)。
用[18F]T807成像脑中的tau具有若干潜在的益处。Tau成像通过鉴别潜在的患者而将改进诊断，这些患者的脑中具有高水平的tau，患AD的机会可能增加。用[18F]T807成像还可用于监测tau的累积和/或AD的发展，且当抗-tau药物治疗可利用时，tau成像可以提供监测治疗的必要工具。含有tau的缠结首先出现在与记忆非常密切相关的脑区域，且病理学研究显示缠结与认知的相关性甚至比斑块更强。因此，渴望寻求简单的非侵入的检测和/或定量患者Tau沉积的方法。(参见M.Maruyama等人,“ImagingoftaupathologyinatauopathymousemodelandinAlzheimerpatientscomparedtonormalcontrols”,Neuron,79:1094-1108,2013,C.Mathis和W.Klunk,“ImagingTauDepositsInVivo:ProgressinViewingMoreofTheProteophatyPicture”,Neuron,79:1035-10-37,2013)。
因此，还需要提高对患者的Tau成像能力的改进技术，以扩展诊断性tau成像剂的临床益处和影响。
[18F]T807放射性合成的方法是本领域已知的。Shoup等人描述了一种方法，其中通过与18F反应而对前体化合物——或者是未保护的或者是7-(6-硝基吡啶-3-基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-5-甲酸叔丁基酯——进行放射性标记，同时进行等度HPLC纯化(J.LabelCompd.Radiopharm(2013))。
该前体的t-boc形式，即7-(6-硝基吡啶-3-基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-5-甲酸叔丁基酯，显示如下：
Xia等人引述了一种方法，其中前体化合物是7-(6-硝基吡啶-3-基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚，显示如下：
Xia等人描述了将7-(6-硝基吡啶-3-基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚用18F放射性标记，在分别的小瓶中用铁粉/甲酸进行第二步骤，以还原剩余前体上的硝基为相应的2-氨基-吡啶衍生物，由此促进HPLC分离([(18)F]T807,anoveltaupositronemissiontomographyimagingagentforAlzheimer'sdisease.Alzheimer’s&Dementia(2013年2月)1–11,可在线获得http://dx.doi.org/10.1016/j.jalz.2012.11.008)。
尽管这些方法提供了制备[18F]T807的手段，但是仍然可以通过设计用于合成临床成像用[18F]T807的创新的合成试剂和方法，来改进它们的技术特性。具有期望的放射化学和/或放射药学性质的改进的试剂、制备[18F]T807的方法和成像制剂，将可用于临床tau成像。该技术将增强AD和其他tau蛋白病(tauopathy)的检测、诊断、监测和/或管理。用于合成[18F]T807的改进的前体化合物具有有利的放射合成性质，将提供增强的[18F]T807获得性，同时避免与现有前体相关的困难，并将由此产生制备[18F]T807的改进方法以及其改进的制剂。
本发明提供式I、Ia或Ib化合物用于制备用于人类tau成像的放射药剂[18F]T807的用途。另一方面，本发明提供制备式I、Ia或Ib化合物的方法。另一方面，本发明提供由式I、Ia或Ib化合物制备[18F]T807的方法。特别优选从式Ia化合物制备[18F]T807的方法。另一方面，本发明提供药物组合物，包含由式I、Ia或Ib化合物制备的[18F]T807以及药学可接受的稀释剂和载体。另一方面，本发明提供药物组合物，其包含由式I、Ia或Ib化合物制备的[18F]T807，其被配制在10％(v/v)乙醇/90％w/v(0.9％氯化钠水溶液)中，优选用于人类。本发明还提供成像tau的方法，包括向患者引入可检测量的由式I、Ia或Ib化合物制备的[18F]T807或其组合物。
本发明提供式I化合物：
其中[阴离子]-是适合的阴离子抗衡离子。适合的阴离子抗衡离子包括非亲核阴离子，如有机磺酸根离子或酒石酸根。有机磺酸根优选烷基磺酸根或芳基磺酸根。
本发明进一步提供式I化合物，其中[阴离子]-是烷基磺酸根或芳基磺酸根。本发明的烷基磺酸根包括C1-C4烷基磺酸根。本发明的芳基磺酸根包括苯基磺酸根，其中苯基任选被C1-C4烷基、卤素或硝基取代一次。C1-C4烷基磺酸根的具体取值包括甲基磺酸根(甲磺酸根)和乙基磺酸根。苯基磺酸根的具体取值包括苯磺酸根、4-甲基苯磺酸根(甲苯磺酸根)、4-溴苯磺酸根和4-硝基苯磺酸根。另一种适合的阴离子抗衡离子是三氟甲磺酸根(CF3SO3 -)。
本发明的优选种类是式Ia化合物，其中[阴离子]-是4-甲基苯磺酸根。
本发明的优选种类是式Ib化合物，其中[阴离子]-是甲磺酸根。
式I、Ia和Ib化合物例如可用于合成式II化合物。
式II化合物也称为[18F]T807。
本发明提供由式I化合物制备的式II化合物：
本发明还提供由式Ia或式Ib制备的式II化合物。
本发明提供了制备下式化合物的方法：
包括使由下式表示的5-(5-(叔丁氧基羰基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-7-基)-N,N,N-三甲基吡啶-2-铵4-甲基苯磺酸盐与[18F]氟化物源反应，
提供以下方案、制备和实施例以更好地阐释本发明的实施。用于这些方案、制备和实施例步骤的适合的反应条件是本领域熟知的，且反应条件的适当改变、包括溶剂和合用试剂的替换处于本领域技术人员的能力范围内。
通用化学
式II化合物可由式I化合物制备，如方案1中更具体所示，式Ia化合物首先与适合的[18F]氟化物源如Cryptand2.2.2-K2CO3[18F]氟化物、在碱如碳酸钾存在下反应。该反应方便地在溶剂如DMSO、乙腈和其混合物中进行。所得N-保护的[18F]中间体与适合的酸如盐酸水溶液、在溶剂如DMSO和水中反应，以提供式II化合物。
式I化合物可以从式III化合物制备。更具体而言，使式III化合物与活化剂如对甲苯磺酸酐(tosic酐)或三氟乙酸酐和三甲基胺在溶剂如二氯甲烷中反应，以提供式Ia化合物，其中[阴离子]_是4-甲基苯磺酸根或三氟乙酸根。使用吡啶、三唑、三烷基或杂芳基胺分别生成吡啶鎓、三唑鎓、三烷基铵或杂环铵化合物。式III化合物可以由式IV化合物制备。更具体而言，使式IV化合物与双(频哪醇)二硼在过渡金属催化剂如二氯化1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁钯(II)二氯甲烷加合物存在下、在二噁烷中反应。将所得的频哪醇酯中间体与3-溴-吡啶1-氧化物在催化剂如钯(II)四三苯基膦和碱如碳酸钠水溶液存在下反应，以提供式III化合物。该反应方便地在溶剂如二氯甲烷中进行。
方案1
此外，本领域技术人员将理解，在一些情况下，各部分被引入的顺序并不关键。制备式I化合物所需的具体步骤顺序取决于所合成的具体化合物、起始化合物和所取代部分的相对不稳定性，如本领域化学家所充分了解的。本领域技术人员将理解，并非所有取代基都与所有反应条件相容。这些化合物可以在合成的适合节点、通过本领域熟知的方法被保护或修饰。如果需要，本发明的中间体和终产物可进一步通过常规技术如重结晶或固体载体如硅胶或氧化铝色谱法纯化。
本发明的化合物优选配制成通过各种途径施用的放射药物组合物。优选地，这类组合物用于静脉内使用。这类药物组合物和其制备方法是本领域熟知的。参见例如Remington:TheScienceandPracticeofPharmacy(A.Gennaro等人编辑,第19版,MackPublishingCo.,1995)。
优选的本发明制剂是由式I化合物制备的[18F]T807的配制物，且特别优选的是由式Ia化合物制备的[18F]T807的制剂。特别优选的是由根据本文方案1所述的方法制备的式Ia化合物制备的[18F]T807。特别优选的是由根据本文实施例1和实施例2所述的方法制备的式Ia化合物制备的[18F]T807。优选的[18F]T807制剂由式I化合物制备，且配制在10％(v/v)乙醇/90％w/v(0.9％氯化钠水溶液)中。特别优选的[18F]T807制剂由式Ia化合物制备且配制在10％(v/v)乙醇/90％w/v(0.9％氯化钠水溶液)中。优选的[18F]T807制剂由式I化合物制备且配制在10％(v/v)乙醇/90％(21mM磷酸钠)中。优选的[18F]T807制剂由Ia化合物制备且配制在10％(v/v)乙醇/90％(21mM磷酸钠)中。本发明的另一实施方案是[18F]T807制剂，所述[18F]T807由式Ia化合物制备且配制在9％(v/v)乙醇,1％(w/v)KolliphorHS15和90％(v/v)(0.9％氯化钠水溶液)中。特别优选的是[18F]T807，其由根据本文方案1所述的方法制备的式Ia化合物制备，且配制在10％(v/v)乙醇/90％w/v(0.9％氯化钠水溶液)中。特别优选的是[18F]T807，其由根据本文实施例1和实施例2所述的方法制备的式Ia化合物制备，且配制在10％(v/v)乙醇/90％w/v(0.9％氯化钠水溶液)中。
已经发现本发明的新的三甲基铵化合物令人惊讶和意想不到地有利地用作放射性合成[18F]T807的合成前体，所述[18F]T807用于成像用途，包括人类临床成像。优选的化合物式Ia化合物兼具作为[18F]T807合成前体的特别有用的性质，包括溶解性、反应性、更短的反应时间、分离能力和产率。这种令人惊讶的改进性质的有利集合导致有效且高效的放射性合成[18F]T807的临床方法，其促进了对患者的tau负荷进行成像。前体化合物的溶解性影响化合物进入溶液以使得产生[18F]T807的反应能有效进行的能力。与7-(6-硝基吡啶-3-基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚相比，式Ia化合物易于溶解于DMSO，因此不需要超声或加热以使化合物进入溶液，如使用前体7-(6-硝基吡啶-3-基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚的以往方法所要求的那样。
通过非铁方法由7-(6-硝基吡啶-3-基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚合成[18F]T807也有缺点，因为剩余未反应的7-(6-硝基吡啶-3-基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚在水性反应后处理过程中沉淀。该沉淀可能导致流体通路阻塞，且最终可导致制备失败。相比之下，式Ia化合物的改进的溶解性可减少和/或消除因沉淀导致制备失败的风险。制备失败是临床实施放射性合成的已知问题，且可限制每天可制备的批量数，并由此限制在时间窗内可成像的患者人数。因此，制备失败可能对患者成像的费用、可利用性和便利性有重要影响。
产率是制备[18F]T807的临床放射性合成法的另一个重要方面。使用式Ia化合物的方法导致临床上有用的产率。相比之下，溴或氯取代的前体具有非常低的校正产率(<5％)，因为溴和氯取代基在正常、无载体添加、亲核芳族氟化条件下不容易置换。尽管这方面单独而言是有意义和重要的，但发现这种性质当与式Ia化合物的其他有利性质组合时，导致制备[18F]T807的临床放射性合成方法具有令人惊讶的改进。
此外，产品的产率可能受到难以破坏剩余未反应7-(6-硝基吡啶-3-基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚的不利影响。例如，在两个不同生产位点使用7-(6-硝基吡啶-3-基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚制备[18F]T807的铁法，在CulverCity获得的校正产率为42％、48％和25％，在Northwales则为8％、6％和19％。相比之下，Siemens非铁方法获得的校正产率为71％、45％、70％、55％和54％。这些结果显示，在破坏7-(6-硝基吡啶-3-基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚的过程中，可伴随[18F]T807的破坏，导致产率不一致和更低的校正产率。相比之下，使用式Ia化合物，仅仅要求在较温和的化学条件下除去boc-保护基，并从[18F]T807分离非-boc保护的带正电荷的式Ia化合物，这导致45-55％的一致性高校正产品产率。
有效且高效地纯化[18F]T807产品的能力是制备[18F]T807的临床放射性合成方法的第三个重要特征，且该方面可受到方法所用前体的影响。使用7-(6-硝基吡啶-3-基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚制备[18F]T807的方法要求破坏剩余未反应的7-(6-硝基吡啶-3-基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚，以便促进产物[18F]T807的色谱纯化。这是因为7-(6-硝基吡啶-3-基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚和[18F]T807具有类似的色谱性质，使得将它们彼此分离具有挑战性。在使用7-(6-硝基吡啶-3-基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚的Siemens非铁方法中，其中在反应后剩余高含量的7-(6-硝基吡啶-3-基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚，HPLC流动相组成被限制以含有更少的有机溶剂以允许分离。这种有机溶剂的相对缺少导致[18F]T807在约27分钟处从分离柱洗脱。这种较长的时间对于短暂的放射性核标记的放射性药物如[18F]T807是不利的。相比之下，使用式Ia化合物的本发明方法允许[18F]T807在8分钟洗脱，很少或没有共洗脱的杂质。此外，使用式Ia前体化合物产生的[18F]T807和副产物之间显著的色谱性质差异，也促进柱纯化的使用，而不是更为繁琐和耗时的HPLC方法。因此，使用式Ia化合物还可以简化制备方法。这些差异可导致显著更快的总制备时间并增加临床放射性合成生产能力，这对患者成像的费用、可利用性和便利性具有重要的积极影响。
因此，使用式Ia化合物即5-(5-(叔丁氧基羰基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-7-基)-N,N,N-三甲基吡啶-2-铵4-甲基苯磺酸盐的本发明方法，对于临床放射性合成[18F]T807成像剂量的可靠性和生产容量而言，具有意想不到的重要的实际优势。由提高的容量和可靠性所致的更多的批次，对于患者Tau成像的能力而言具有重要的积极影响。
附图说明：
图1：7-[18F]氟-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚,[18F]T807的HPLC峰匹配图。标记[18F]T807的上图(HPLCGamma检测器)示出了7-(6-[18F]氟-3-吡啶基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚,[18F]T807的放射色谱图。标记T807的下图(HPLCUV检测器)示出了7-(6-[18F]氟-3-吡啶基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚,[18F]T807的紫外色谱图。
图2：来自AD患者Tau阳性人脑组织的尸检额叶切片(10um)中tau的[18F]T807标记，每片约20uCi[18F]T807。在灰质(GM)区观察到[18F]T807的强放射自显影信号，通过Tau免疫染色确认了这些区域中tau的存在。非特异性或背景[18F]T807信号显示在白质区域(WM)且信号低。相对于结合至天然tau聚集物而言，放射自显影信号的特异性通过1uM冷T807的阻断作用来显示。
实施例和制备例
除非另外说明，所有反应在氮气氛下进行。使用自动Teledyne快速色谱系统纯化产物。试剂、溶剂和供给物对于本领域化学家是熟知的。
1H和13CNMR光谱用BrukerHDAvanceIII400光谱仪在CDCl3(CambridgeIsotopeLaboratories,Cat.No.DLM-7-100,临用前通过碱性氧化铝)或DMSO-d6(CambridgeIsotopeLaboratories,Cat.No.DLM-10-25)中进行。HRMS数据在WatersQTof质谱仪上、使用电喷雾离子化阳性扫描模式进行。元素分析在GalbraithLaboratories(GLI)(GalbraithInc.,2323SycamoreDrive,Knoxville,TN37921)、使用GLIProcedureME-12进行，钯分析使用GLIProcedureME-70(诱导偶联的血浆光发射光谱，使用Optima5300ICPOES分析仪或等同物)进行，结果以ppm报告(Ref:GalbraithInc.,2323SycamoreDrive,Knoxville,TN37921)。
本发明化合物的名称使用具有IUPAC命名功能的SymyxVersion3.2.NET生成。
缩写代表本领域技术人员已知的普通和常规的用法，且本文所用具体缩写具有以下含义：
Boc或BOC叔丁基羰基
(Boc)2O二叔丁基碳酸酯
bs宽单峰
d双峰
DAD二极管阵列检测器
dd双重双峰
DMAP二甲基氨基吡啶
DMSO-d6六氘代二甲基亚砜
HPLC高效液相色谱
HRMS高分辨质谱
LCMS液相色谱质谱
NMR核磁共振
ppm每百万分之份
QTof四极杆飞行时间
s单峰
t三重峰
THF四氢呋喃
UPLC超高效液相色普
GE通用电气
Ki抑制常数
PET正电子发射断层摄影
T1/2半衰期
％ID/g每克组织注射剂量百分比
USP美国药典
v/v体积/体积比
WFI注射用水
制备1
7-溴-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-5-甲酸叔丁基酯(IV)的合成
将圆底烧瓶填充7-溴-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚(15.00g,60.7mmol)、二碳酸二叔丁基酯(19.87g,91.1mmol,1.5eq)和二甲基氨基吡啶(0.204g,1.8mmol,0.03eq)。加入四氢呋喃(550mL)，在室温搅拌所得棕色溶液。4小时后通过LCMS确定反应完成。将反应物浓缩成棕色固体。将该固体在约500mL己烷中研磨(同时搅拌)，过滤分离，用己烷洗涤，然后在高真空下干燥，得到标题化合物，为深褐色固体(18.03g,86％)。将所得材料未经进一步纯化用于随后的步骤。1HNMR(400MHz,DMSO-d6):δ9.37(d,J＝1.2Hz,1H),8.59(d,Jo＝6.0Hz,1H),8.36(d,J＝1.2Hz,1H),8.19(dd,J＝8.4Hz,J＝0.4Hz,1H),7.99(dd,Jo＝6.0Hz,Jm＝1.2Hz,1H),7.59(dd,Jo＝8.4Hz,Jm＝1.6Hz,1H),1.66(s,9H)。13CNMR(100.6MHz,CDCl3):δ150.06,147.46,143.37,142.47,139.07,127.07,122.51,122.71,121.27,120.92,119.67,110.97,85.67,28.24。HRMS:计算值C16H15N2O2Br(M+H)+347.0395,实测值347.0400,Err＝1.4ppm。
制备2
3-(5-(叔丁氧基羰基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-7-基)吡啶1-氧化物(III)的合成
将7-溴-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-5-甲酸叔丁基酯(IV)(20.41g,58.8mmol,1.0eq)、双(频哪醇)二硼(22.53g,88.7mmol,1.5eq)和乙酸钾(19.55g.199.2mmol,3.4eq)在二噁烷(590mL)中的悬液用氮气吹扫15分钟，用二氯1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁钯(II)二氯甲烷加合物(4.82g,5.91mmol,0.1eq)处理。将混合物用氮气吹扫另外10分钟，将反应物在80℃搅拌过夜。17.5小时后，LCMS显示反应完全，频哪醇酯(7-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼杂环戊烷-2-基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-5-甲酸叔丁基酯)占混合物的90％(UV)。将反应物冷却至室温。将混合物用氮气吹扫15分钟，加入3-溴-吡啶1-氧化物(15.76g,90.6mmol,1.5eq)、碳酸钠(156mL2M蒸馏水溶液,312mmol,5.3eq)和钯(II)四苯基膦(3.40g,2.9mmol,5mol％)。将反应在90℃搅拌7.5小时，冷却至室温并搅拌过夜。将反应物浓缩至深棕色/黑色残余物，将其在90:10二氯甲烷:甲醇溶液(500mL)中浆化并超声处理，然后过滤。将盐用另外部分的二氯甲烷(2x250mL)和甲醇(2x250mL)洗涤，浓缩，并预吸附在约65g硅胶上。将材料划分并在两个330g硅胶快速柱上纯化，使用以下梯度：历经10分钟100:0(保持2分钟)至95:5二氯甲烷:甲醇(保持8分钟)，然后直接增加至90:10二氯甲烷:甲醇(保持25分钟)。将材料浓缩，在高真空下干燥，得到灰黑色固体(9.01g,31％)。将该材料溶解于90:10二氯甲烷:甲醇(400mL)并用Quadrasil-MP树脂(26.05g,26.05-39.08mmol硫醇,1-1.5eq)搅拌过夜。将混合物过滤，树脂用90:10二氯甲烷:甲醇(4x200mL)洗涤。浓缩滤液，再溶于90:10二氯甲烷:甲醇(400mL)，并用新鲜树脂(6.48g,6.48-9.72mmol硫醇,0.26-0.39eq)搅拌过夜。过滤混合物，将树脂用90:10二氯甲烷:甲醇(3x125mL)洗涤。浓缩滤液，干燥，得到米色固体。将固体溶解于热乙醇(800mL,约75℃)，然后冷却至室温过夜。将所得混合物进一步冷却至4℃。7小时后，过滤分离固体，用冷乙醇洗涤，在高真空下干燥，得到标题化合物，为米色固体(6.29g)。以相同方式分离第二批晶体(0.714g)，共7.00g(78％回收率)。
将钯进一步从合并批次的3-(5-(叔丁氧基羰基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-7-基)吡啶1-氧化物中除去。合并多批次的3-(5-(叔丁氧基羰基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-7-基)吡啶1-氧化物(21.57g,59.7mmol)，溶于90:10二氯甲烷:甲醇(990mL)。将金棕色溶液用Quadrasil-MP树脂(56.0g,56.0-84.0mmol硫醇,0.9-1.4eq)处理过夜。过滤混合物，用90:10二氯甲烷:甲醇(3x200mL)洗涤树脂。浓缩滤液，干燥，得到标题化合物，为奶油色固体(20.82g,97％回收)。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ9.31(d,J＝0.8Hz,1H),8.67(d,J＝5.6Hz,1H),8.64(d,J＝1.2Hz,1H),8.59(td,Jm＝1.6Hz,Jp＝0.4Hz,1H),8.23(ddd,Jo＝6.4Hz,Jm＝1.6Hz,Jm＝1.2Hz,1H),8.17(dd,Jo＝8.0Hz,Jp＝0.4Hz,1H),8.10(dd,Jo＝5.6Hz,Jm＝1.2Hz,1H),7.60(dd,Jo＝8.0Hz,Jm＝1.6Hz,1H),7.58(ddd,Jo＝6.4Hz,Jm＝1.6Hz,Jp＝0.8Hz,1H),7.38(ddd,Jo＝8.0Hz,Jm＝6.4Hz,Jp＝0.4Hz,1H),1.79(s,9H)。13CNMR(100.6MHz,CDCl3):δ150.23,147.74,143.83,142.90,140.60,139.13,137.94,137.77,135.00,125.88,124.61,124.47,122.66,121.25,120.82,115.11,111.03,85.68,28.31。HRMS:计算值C21H19N3O3(M+H)+362.1505,实测值362.1515,Err＝2.8ppm。
实施例1
5-(5-(叔丁氧基羰基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-7-基)-N,N,N-三甲基吡啶-2-铵4-甲基苯磺酸盐(Ia)的合成
向室温下3-(5-(叔丁氧基羰基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-7-基)吡啶1-氧化物(6.10g,16.9mmol,1.0eq)在二氯甲烷(435mL)中的搅拌溶液一次性加入对甲苯磺酸酐(12.50g,38.3mmol,2.0eq)。橙棕色反应混合物变成均相，并搅拌30分钟。缓慢加入三甲基胺在四氢呋喃中的1.0M溶液(335mL,335mmol,20.0eq)(注意–稍微放热)。将所得溶液搅拌30分钟，然后用另外的对甲苯磺酸酐(5.49g,16.9mmol,1.0eq)一次性处理。30分钟后，加入第三份对甲苯磺酸酐(5.49g,16.9mmol,1.0eq)。再30分钟后，加入最后一份对甲苯磺酸酐(5.49g,16.9mmol,1.0eq)，将混合物/溶液搅拌30分钟。LCMS监测显示在该点原料完全消耗(m/z＝306,M-tBu)。将反应混合物在减压下浓缩至淡黄色固体。将固体在二氯甲烷(500mL)中浆化，用水萃取两次(300mL,200mL)。合并水层，用二氯甲烷萃取(2x200mL)。将合并的有机相经硫酸钠干燥，过滤，浓缩至褐色/橙色固体。将固体溶解于二氯甲烷(75mL)，并滴加至快速搅拌的乙醚(600mL)中。过滤分离所得固体，用乙醚洗涤。根据需要重复研磨处理1至3次，以除去另外的甲苯磺酰基相关杂质。当需要时，将材料在40g硅胶柱(2-4g化合物)上进一步纯化，使用以下梯度：100:0(保持3分钟)至90:10二氯甲烷:甲醇3分钟，保持3分钟，然后历经3分钟增加至80:20二氯甲烷:甲醇，保持20分钟。合并含有纯产物的级分，浓缩，再溶于二氯甲烷，过滤以除去残余硅胶，然后浓缩。在高真空下干燥后，得到式Ia化合物，为米色固体(6.73g，69％)。
5-(5-(叔丁氧基羰基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-7-基)-N,N,N-三甲基吡啶-2-铵4-甲基苯磺酸盐的纯化
合并多批量的5-(5-(叔丁氧基羰基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-7-基)-N,N,N-三甲基吡啶-2-铵4-甲基苯磺酸盐(11.25g)并溶于二氯甲烷(500mL)。将浑浊的橙色混合物经Na2SO4干燥并经硅藻土过滤。将滤饼用二氯甲烷(100mL)洗涤。将所得橙色溶液迅速滴加到快速搅拌的乙醚(2L)中。过滤分离沉淀的固体，用乙醚(1L)洗涤。在高真空下干燥后，得到标题化合物，为米色固体(10.75g,96％回收率)。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ9.31(dd,J<0.5Hz(2),1H),8.77(dd,J＝2.4,0.6Hz,1H),8.67(dd,J＝5.9,<0.5Hz,1H),8.63(dd,J＝1.6,0.5Hz,1H),8.51(dd,J＝8.7,0.6Hz,1H),8.16(dd,J＝8.1,0.5Hz,1H),8.13(dd,J＝8.7,2.4Hz,1H),8.11(dd,J＝5.9,<0.5Hz,1H),7.80(parad,J＝8.1Hz,2H),7.58(dd,J＝8.1,1.6Hz,1H),7.13(parad,J＝8.1,2H),3.94(s,9H),2.28(s,3H),1.78(s,9H)。13CNMR(100.6MHz,CDCl3):δ156.0,150.2,147.6,146.6,144.0,143.9,142.8,139.6,139.3(2),139.2,135.2,128.7,126.0,124.3,123.1,121.3,120.9,116.0,115.3,111.1,85.7,55.4,28.3,21.2。HRMS:计算值C24H27N4O2(母离子,M+H)+403.2134，实测值403.2129,Err＝-1.2ppm。元素分析(GLI方法ME-12)：计算值C64.79H5.96N9.75,实测值C63.88/63.44H6.05/5.90N9.34/9.24。Pd分析(GLI方法ME-70)：4.6ppm(GalbraithInc.,2323SycamoreDrive,Knoxville,TN37921)。
实施例2
7-(6-[18F]氟-3-吡啶基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚[18F]T807的放射性合成
使用自动放射性合成仪如GETRACERlabFXF-N自动放射合成仪制备标题化合物。典型的衰减校正产率是45-55％。[18F]氟化物活性被保持在LightAccellTMPlus(QMA)Carbonate柱(46mgSorbent/柱,40μm粒径)上，并用0.8mLCryptand2.2.2-K2CO3水溶液[Cryptand2.2.2(7mg)和碳酸钾(0.75mg)在WFI(注射用水,0.4mL)和乙腈(0.4mL)中]洗脱至反应容器。将洗脱的活性物通过在氮气流和真空下于70℃加热4.5分钟而干燥。然后将温度升至100℃，保持另外一分钟。关闭氮气流，将活性物在真空下干燥4分钟，得到无水Cryptand2.2.2-K2CO3[18F]氟化物。
将5-(5-(叔丁氧基羰基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-7-基)-N,N,N-三甲基吡啶-2-铵4-甲基苯磺酸盐[1.5mg于无水DMSO(2mL)中]溶液加至反应容器，将所得混合物在110℃保持5分钟，然后使用1mL3NHCl(aq)在100℃脱保护5分钟。冷却至50℃后，将粗制标题化合物用7mL0.5MNaOH(aq)(3.5mL1NNaOH(aq)和3.5mL注射用水WFI)中和。使所得混合物通过HLBLight反相柱(30mgSorbent/柱,30μm粒径)。将保留的粗标题化合物用WFI(5mL)洗涤，然后用乙腈(1.5mL)从OasisHLBLight柱洗脱下来。将粗材料用WFI(3mL)稀释，然后加载至半制备型C-18反相HPLC柱(AgilentZORBAXEclipseXDB-C189.4x250mm,流速＝4mL/min)进行纯化(RT～8分钟)，使用含40％乙腈的10mM醋酸铵/水进行等度洗脱。
收集含有标题化合物的HPLC级分，用30mLWFI稀释。然后将所稀释的溶液通过Sep-PakLightC18反相柱(130mgSorbent/柱,55-105μm粒径)，所保留的标题化合物用5mLWFI洗涤。使用脱水醇USP(1mL)、继之以0.9％氯化钠注射液USP(2mL)将18F-AV-1451从Sep-PakC18PlusLight柱洗脱至0.9％氯化钠注射液USP(7mL)。将药物溶液通过0.22um无菌过滤器(MillexGVPVDF,MilliporeSLGV013SL)转移至主体产品(bulkproduct)小瓶(BPV)中。
HPLC分析方法在C18反相HPLC柱上采用25％:75％v/v乙腈:水(含0.1％TFA)流动相的等度洗脱进行，流速1.0mL/min。将两个检测器即放射度检测器和UV检测器(270nm)装至所述系统。制备药物产品样品和参比标准溶液注射液。将UV色谱图和放射度色谱图的峰积分，数据用于计算放射化学纯度和比活性，并确认放射化学同一性。标题化合物的身份通过比对HPLCUV和放射色谱图的保留时间来确认，所述保留时间用18F–标记的化合物和非放射活性7-(6-氟-3-吡啶基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚参比标准品获得。参见图1。
实施例3
AD脑组织切片的薄膜放射自显影
AD脑组织切片薄膜放射自显影以与先前公开的方法一致的方式进行(参见Zhang,W.等人，F-18stilbenesasPETimagingagentsfordetectingbeta-amyloidplaquesinthebrain；JournalofMedicinalChemistry,48:5980-5988,2005,Zhang,W.等人，F-18stilbenesasPETimagingagentsforamyloidplaqueimaging；NuclMedBiol.200734(1):89-97)。
将尸检诊断的AD人脑切片(额叶,10um)用0.5ml[18F]T807(在2.5:2.5:95＝DMSO:乙醇:1X-磷酸缓冲盐水(PBS)中，约20uCi[18F]T807/片)覆盖，在室温孵育60分钟。然后用2分钟的1XPBS、2分钟的30％乙醇/1XPBS、2分钟的70％乙醇/1XPBS和2分钟1XPBS进行连续洗涤循环，以除去任何未结合的示踪物。在通风橱中干燥后，将切片置于FujiFilm放射传感器盒中，暴露过夜。将放射自显影信号记录在放射传感器纸单上，并用FujiFilmBio-ImagingSystemFLA-7000阅读/显影。Tau的放射自显影可视化在尸检AD脑组织的灰质中观察到。参见图2，其显示来自AD患者的tau阳性人脑组织的尸检额叶切片(10um)中tau的[18F]T807标记，约20uCi[18F]T807每片。在灰质(GM)区观察到[18F]T807的强放射自显影信号，tau在这些区域的存在通过tau免疫染色而确认。非特异性或背景[18F]T807信号显示在白质(WM)区域且信号低。相对于结合至天然tau聚集物，放射自显影信号的特异性通过1uM冷T807的阻断效应来显示。

Claims (14)

1.下式的化合物：
其中[阴离子]-是适合的阴离子抗衡离子。
2.权利要求1的下式化合物：
其中[阴离子]-是烷基磺酸根或芳基磺酸根。
3.权利要求2的化合物，其为5-(5-(叔丁氧基羰基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-7-基)-N,N,N-三甲基吡啶-2-铵4甲基苯磺酸盐，由下式表示：
4.权利要求2的化合物，其为5-(5-(叔丁氧基羰基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-7-基)-N,N,N-三甲基吡啶-2-铵4-甲基磺酸盐，由下式表示：
5.制备下式化合物的方法：
包括使下式化合物与[18F]氟化物反应，
其中[阴离子]-是适合的阴离子抗衡离子。
6.制备下式化合物的方法，
包括使下式表示的5-(5-(叔丁氧基羰基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-7-基)-N,N,N-三甲基吡啶-2-铵4-甲基苯磺酸盐与[18F]氟化合物反应，
7.制备下式化合物的方法，
包括使下式表示的5-(5-(叔丁氧基羰基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-7-基)-N,N,N-三甲基吡啶-2-铵4-甲基磺酸盐与[18F]氟化合物反应，
8.诊断组合物，包含通过权利要求5、6或7的方法制备的
和药学可接受的载体或稀释剂。
9.诊断组合物，包含通过权利要求5、6或7的方法制备的
和10％(v/v)乙醇、90％(w/v)(0.9％氯化钠水溶液)。
10.诊断组合物，包含通过权利要求5、6或7的方法制备的
和10％(v/v)乙醇/90％(21mM磷酸钠)。
11.诊断组合物，包含通过权利要求5、6或7的方法制备的
和9％(v/v)乙醇、1％(w/v)KolliphorHS15和90％(v/v)(0.9％氯化钠水溶液)。
12.对tau成像的方法，包括
a.向哺乳动物引入可检测量的通过权利要求5、6或7的方法制备的下式化合物：
b.允许充足的时间以使所述化合物与tau结合；和
c.检测所述化合物。
13.对tau成像的方法，包括：
d.向哺乳动物引入可检测量的权利要求8、9、10或11的诊断组合物；
e.允许充足的时间以使所述诊断组合物与tau结合；和
f.检测所述诊断组合物。
14.用于制备权利要求1的化合物的中间体，其中所述中间体是由下式表示的3-(5-(叔丁氧基羰基)-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-7-基)吡啶1-氧化物，
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