CN108541302B - 用于成像和治疗的尿素基前列腺特异性膜抗原(psma)抑制剂 - Google Patents

用于成像和治疗的尿素基前列腺特异性膜抗原(psma)抑制剂 Download PDF

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Abstract

本发明涉及根据式I和式IV的化合物。这些化合物展现出对PSMA结合位点非常好的结合亲和力。它们可以用[68Ga]GaCl3进行标记，具有高收率和优异的放射化学纯度。本发明还涉及包含药学上可接受的载体和式I或式IV的化合物或其药学上可接受的盐的药物组合物。

Description

用于成像和治疗的尿素基前列腺特异性膜抗原(PSMA)抑制剂
背景技术
本发明属于放射性标记的成像和放射性治疗剂领域。具体而言，公开了尿素基前列腺特异性膜抗原(PSMA)抑制剂的衍生物。具有螯合部分的衍生物能够螯合放射性金属。还制备了含有新的苯氧基接头的化合物，并且该接头将螯合部分或放射性基团与尿素基PSMA靶向部分连接。
前列腺特异性膜抗原是一种高度特异性的前列腺上皮细胞膜抗原。它是由短NH2末端胞质结构域、疏水跨膜区和大胞外结构域组成的II型跨膜蛋白。这是一种具有与(a)谷氨酸羧肽酶II(GCPII,E.C.3.17.21)(一种锌依赖性金属肽酶)和(b)叶酰聚谷氨酸合成酶(FPGS)相似的重叠羧肽酶活性的跨膜酶。肽序列的胞外部分作为二聚体存在并且显示出与谷氨酸和谷氨酸相关结构(脑相关PSMA)的强结合，其天然底物是N-乙酰基-天冬氨酰谷氨酸和叶酰聚-γ-谷氨酸(前列腺相关PSMA)(方案1)。
方案1
Figure BDA0001740485520000011
PSMA在各种肿瘤(包括前列腺癌)中高表达。通常，PSMA表达在较高级别的癌症和转移性疾病中增加。在实体瘤的绝大多数新血管系统中，PSMA高表达，但在正常血管系统中则不。这使得PSMA成为癌症检测和治疗的合适靶标。由Cytogen开发的
Figure BDA0001740485520000021
(In-111卡罗单抗喷地肽(Capromab pendetide))是批准用于临床用途的第一个PSMA抗体。该抗体仅识别PSMA上的细胞内表位，PSMA与通常在淋巴结中发现的死亡细胞或坏死细胞相关。由于缺乏细胞渗透性，
Figure BDA0001740485520000022
不能用于对活体肿瘤细胞成像。该药剂的SPECT(单光子发射计算机断层扫描术)成像表现出延长的背景活性和不利的信号-背景比，即使在注射后4天也是如此。
已经报道了靶向PSMA的胞外部分的特异性抗体J591，并证实其具有改善的PSMA靶向性质。该抗体已经用各种同位素89Zr、111In、177Lu等进行了放射性标记以用于成像和放射疗法。J591是针对PSMA的胞外表位的抗体，并且它靶向肿瘤细胞膜上的PSMA结合位点。其体内保留和循环时间相对较长，从而有助于延长等待期以达到最佳成像。具有较长物理半衰期的同位素对于此目的至关重要，因此89Zr(物理半衰期为78.4小时的正电子发射同位素)更合适。[89Zr]J591强烈地与PSMA结合，并且在人中的临床研究表明它可用于通过PET成像来确定肿瘤位置。
文献中已经报道了许多基于小分子的PSMA成像剂。已采用了不同的PSMA靶向核心结构，包括：2[(3-氨基-3-羧丙基)(羟基)(氧膦基)-甲基]戊烷-1,5-二酸(GPI)、2-(3-巯丙基)戊烷-二酸(2-PMPA)、氨基磷酸酯和尿素(Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx))，最初在2000年报道过(方案2)。参见例如US2004054190；Kozikowski AP等人,J.Med.Chem.47:1729-38(2004)。基于这些结合性核心结构，报道了许多PSMA抑制剂是高选择性的和强效的。用不同的同位素标记之后，它们可用于体内成像(SPECT或PET)。
方案2
Figure BDA0001740485520000031
使用尿素基配体系统(Glu-NH-CO-NH或Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx))的几种潜在的PSMA靶向成像剂已进入临床试验，这些成像剂包括SPECT成像剂：[123I]MIP-1072、[123I]MIP-1095[49-51]、[99mTc]MIP-1404和[99mTc]Tc-MIP-1405(方案3)。II期临床研究结果表明，这些SPECT PSMA成像剂适合于前列腺癌和其他相关实体瘤的诊断。
方案3
Figure BDA0001740485520000032
还报道了几种靶向PSMA的11C和18F标记的PET成像剂(方案4)。同样，这些是Glu-NH-CO-NH-或Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx)的衍生物，例如[11C](S)-2-[3-((R)-1-羧基-2-甲基硫烷基-乙基)-脲基]-戊二酸，即11C-MCG。已报道了PSMA-靶向剂的两种氟化形式，即[18F]DCFBC：N-[N-[(S)-1,3-二羧基丙基]氨基甲酰基]-4-[18F]-氟苄基-L-半胱氨酸和[18F]DCFPyL：2-(3-(1-羧基-5-[(6-[18]氟-吡啶-3-羰基)-氨基]-戊基)-脲基)-戊二酸。这两种药剂在转移性前列腺癌患者的成像中显示出有希望的结果。11C和18F标记的PSMA成像剂的制备需要在附近的回旋加速器，因为物理半衰期分别为20分钟和110分钟。作为替代方案，68Ga可用于实验室环境下的PET成像，无需在附近的回旋加速器。
方案4
Figure BDA0001740485520000041
在过去几年中，成功制备了[68Ga]Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx)-HBED-CC(单体，[68Ga]1a)及其二聚体[68Ga](Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx))2-HBED-CC，它们显示出高PSMA结合(方案5)。尽管[68Ga]Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx)-HBED-CC(单体)和[68Ga](Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx))2-HBED-CC(二聚体)表现出相当的临床前数据，但是目前，已经成功应用于人的最流行的PSMA/PET成像剂是[68Ga]Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx)-HBED-CC。参见Eder M等人,Bioconjug.Chem.23:688-97(2012)。
方案5
Figure BDA0001740485520000042
方案5(续)
Figure BDA0001740485520000051
最近报道了PSMA-617和DOTAGA-(yl)-fk(sub-KuE)(I&T)(方案6)。这两种化合物在螯合部分与尿素基PSMA靶向部分之间含有不同的接头。这些接头具有各种氨基酸残基。这些PET示踪剂似乎在人中可提供有用的诊断信息。已报道在前列腺癌患者中使用[68Ga]Ga-PSMA-HBED-CC和[18F]DCFPyL的PET成像的比较。据报道，在接头区域具有结构修饰的另外的成像剂具有改善的肿瘤靶向性质和药代动力学。参见已公布的美国申请No.2016/0228587。
方案6
Figure BDA0001740485520000052
一直需要进一步改进作为用于体内成像和放射疗法的PSMA抑制剂的Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx)-HBED-CC酰胺衍生物。
发明内容
在一个实施方案中，本发明涉及根据式I的化合物：
Figure BDA0001740485520000061
或其药学上可接受的盐，其中
A1和A2独立地为在链、环或其组合中包含1至10个碳原子的二价连接部分，其中至少一个碳原子任选地被O、-NR3-或-C(O)-取代；
B为CR4R5；
X选自由以下组成的组：
Figure BDA0001740485520000062
Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y6独立地为CH或N；
R1、R2、R6、R9和R10独立地为氢或羧酸保护基团；
R3选自由氢、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷基芳基和杂芳基组成的组。
R4和R5独立地为氢、(C1-C6)烷基、乙二醇基或丙二醇基；
R7为氢或(C1-C6)烷酰基；以及
R8为氢或氨基酸的α位取代基，
前提条件是当A1、A2和B为CH2并且Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y6为CH时，X不为X1。
在另一个实施方案中，本发明涉及根据式II的化合物：
Figure BDA0001740485520000071
其中
A1和A2独立地为在链、环或其组合中包含1至10个碳原子的二价连接部分，其中至少一个碳原子任选地被O、-NR3-或-C(O)-取代；
B为CR4R5；
X选自由以下组成的组：
Figure BDA0001740485520000072
Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y6独立地为CH或N；
R1、R2、R6、R9和R10独立地为氢或羧酸保护基团；
R3选自由氢、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷基芳基和杂芳基组成的组。
R4和R5独立地为氢、(C1-C6)烷基、乙二醇基或丙二醇基；
R7为氢或(C1-C6)烷酰基；
R8为氢或氨基酸的α位取代基；以及
M为选自由44Sc、47Sc、67Ga、68Ga、72As、99mTc、111In、90Y、97Ru、62Cu、64Cu、52Fe、52mMn、140La、175Yb、153Sm、166Ho、149Pm、177Lu、142Pr、159Gd、213Bi、149Pm、67Cu、111Ag、199Au、161Tb、203Pb和51Cr组成的组的金属，
前提条件是当A1、A2和B为CH2并且Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y6为CH时，X不为X1。
在另一个实施方案中，本发明涉及根据式III的化合物：
Figure BDA0001740485520000081
其中
A1和A2独立地为在链、环或其组合中包含1至10个碳原子的二价连接部分，其中至少一个碳原子任选地被O、-NR3-或-C(O)-取代；
B为CR4R5；
Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y6独立地为CH或N；
R1和R2独立地为氢或羧酸保护基团；
R3选自由氢、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷基芳基和杂芳基组成的组。
R4和R5独立地为氢、(C1-C6)烷基、乙二醇基或丙二醇基；以及
M为选自由44Sc、47Sc、68Ga、99mTc、111In、90Y、153Sm、166Ho、177Lu、159Gd、213Bi、149Pm、161Tb、203Pb和51Cr组成的组的螯合金属。
在一个实施方案中，本发明涉及根据式IV的化合物：
Figure BDA0001740485520000091
或其药学上可接受的盐，
其中
Z为螯合部分，或
具有以下结构的基团：
Figure BDA0001740485520000092
其中Y10为CH或N；
L为键或在链、环或其组合中包含1至6个碳原子的二价连接部分，其中至少一个碳原子任选地被O、-NR3-或-C(O)-取代；
R*为正电子发射放射性同位素；
R20选自由烷基、烷氧基、卤化物、卤代烷基和CN组成的组；
p为0至4的整数，其中当p大于1时，每个R20是相同的或不同的；
W为PSMA靶向配体；
A4为键或在链、环或其组合中包含1至10个碳原子的二价连接部分，其中至少一个碳原子任选地被O、-NR3-或-C(O)-取代；
G为O、S或NR3；
R1为氢或羧酸保护基团；
R3选自由氢、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷基芳基和杂芳基组成的组。
R11、R12、R13、R14、R15和R16各自独立地为氢、烷基、烷氧基或卤化物；
R17和R18各自独立地为氢、烷基、芳基或烷基芳基；
R19选自由烷基、烷氧基、卤化物、卤代烷基和CN组成的组；
m为1至6的整数；以及
o为0至4的整数，其中当o大于1时，每个R19是相同的或不同的。
在一个实施方案中，本发明涉及用于在受试者中成像的方法，该方法包括向受试者施用本文公开的放射性标记的化合物；以及获得受试者或受试者的一部分的图像。在另一个实施方案中，用于成像的方法包括用能够检测正电子发射的装置获得图像。另外，本发明涉及制备式I、式II和式IV的化合物的方法。
附图说明
图1描绘了[68Ga]1a-g、2、3和4a-b的HBED-PSMA衍生物的LNCaP细胞摄取研究。
图2A-2K描绘了LNCaP肿瘤(左侧)和小鼠肾切片(右侧)的体外放射自显影术。
图3A-3F描绘了静脉内注射[68Ga]1a(图3A-3C)和[68Ga]4a(图3D-3F)后60分钟时在左肩具有LNCaP肿瘤和在右肩具有PC-3肿瘤的裸小鼠的APET图像的矢状、轴向和冠状切面。
图4描绘了在表达PSMA的LNCaP细胞中的[68Ga]5b摄取的动力学。
图5A-5C描绘了注射[68Ga]5b后60分钟至75分钟之间的具有肿瘤(LNCaP PSMA+和PC-3PSMA-)的小鼠的microPET图像。
图6A和图6B描绘了(a)仅注射[68Ga]5b和(b)注射[68Ga]5b与2-PMPA之后具有LNCaP(左肩)和PC-3(右肩)肿瘤的小鼠的冠状microPET图像。
具体实施方式
获得用于PET/CT的放射性药物的有吸引力且多用途的方法是使用68Ge/68Ga发生器来产生68Ga(T1/2＝68分钟)PET成像剂。使用68Ga进行PET成像有以下几个优点：(1)它是短寿命的正电子发射体(半衰期为68分钟，β+)。(2)68Ge/68Ga发生器很容易在实验室环境中产生68Ga，无需在附近的回旋加速器。(3)母体68Ge的物理半衰期为270天，从而提供6至12个月的使用寿命。(4)现在有几家商业供应商在供应该发生器以按常规用于临床实践。(5)Ga(III)的配位化学高度灵活，并且已经报道了大量具有不同稳定性常数和金属螯合选择性的Ga螯合物；已经证明68Ga放射性药物靶向各种组织或生理过程而可用于癌症诊断。(6)需要考虑的一个重要因素是18F和68Ga的发射β+能量分别为0.63MeV和1.90MeV。然而，尽管β+能量有所不同，但18F和68Ga放射性药物在人体组织中具有类似的空间分辨率、灵敏度、图像对比度和活性恢复系数，并且它们在人中产生相当的临床图像。上列这些因素有助于开发用于临床诊断的68Ga放射性药物。
在过去的二十年中，有许多关于使用68Ga标记的小分子和多肽对各种肿瘤成像的报道。在它们之中，[68Ga]DOTA-TOC、[68Ga]DOTA-TATE和[68Ga]DOTA-NOC是检测表达生长抑素受体的神经内分泌肿瘤(NET)的最常用药剂。已经报道了用于制备68Ga药剂的另外的螯合物(例如NOTA、HBED-CC、TRAP和许多其他多氮杂羧酸)(方案7)。这些改进的螯合物如NOTA、NODAGA和NOTGA将具有在室温下形成稳定的68Ga标记的复合物的优点(即，在体外和体内稳定)，这简化了制备并使其更适合临床环境。先前报道了Ga-HBED、Ga-NOTA和Ga-DOTA的稳定性常数(logKd)分别为39、31和21。
方案7
Figure BDA0001740485520000131
68Ga标记的药剂为生产基于发生器的PET成像剂提供了替代性方法，无需在附近的回旋加速器。最近报道了几种不同形式的68Ga标记的PSMA成像剂。报道了与Ga(III)复合的螯合基团，包括DOTA、三氮杂环壬烷-三亚膦酸酯(triazacyclononane-triphosphinate)、1,4,7-三氮杂环壬烷-1,4-双[亚甲基(羟甲基)次膦酸]-7-[亚甲基(2-羧乙基)次膦酸](NOPO)、H2CHXdedpa(环己基-1,2-[[6-羧基-吡啶-2-基]-甲基氨基]乙烷)和(5S,8S,22S,26S)-1-氨基-5,8-二苄基-4,7,10,19,24-五氧代-3,6,9,18,23,25-六氮杂二十八烷-22,26,28-三甲酸三氟乙酸酯(CHX-A”-DTPA-DUPA-Pep)。所有Ga-PSMA标记的复合物都显示出高亲和力结合和有效靶向表达PSMA的体外肿瘤模型。然而，这些68Ga标记的药剂只有有限的临床前数据可用。
制备了新的酰胺衍生物1b-g(方案8)。尤其感兴趣和新颖的是配体1g，其中HBED(用于螯合Ga(III))和DOTA(用于螯合用于放射性治疗的其他放射性金属)部分都包括在一个分子中。该方法允许使用一种配体标记不同类型的放射性金属以用于多种应用。此外，还制备了二吡啶基衍生物2和3，以及单吡啶基衍生物4a和4b。
使用68Ga标记的Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx)-HBED-CC即[68Ga]1a对肿瘤靶向前列腺特异性膜抗原(PSMA)进行的成功的PET/CT成像研究已证明在诊断前列腺癌中具有巨大的临床潜力；并且在人中使用[68Ga]1a进行的成功的成像研究已被广泛报道。已经制备了五个不同系列的Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx)酰胺衍生物，包括含有氨基酸、2-葡萄糖胺和DOTA的HBED-CC衍生物(1b-g)、二吡啶基衍生物(2和3)和单吡啶基衍生物(4a和4b)(方案8)。“冷”配体1b-g、2、3、4a和4b对PSMA结合位点展现出非常好的结合亲和力(IC50＝3-35nM)。将这些新配体1b-g、2、3、4a和4b用[68Ga]GaCl3以高收率和优异的放射化学纯度进行了标记。在静脉内注射[68Ga]1b-g、4a和4b后在小鼠中的体内生物分布研究的结果表明它们特异性定位于表达PSMA位点的组织中。因此，[68Ga]1b-g、4a和4b可用作检测肿瘤组织中的PSMA表达的成像剂。含有DOTA的衍生物1g也可以分别用177Lu、90Y和213Bi标记，以用于表达PSMA的肿瘤的放射治疗。
方案8
Figure BDA0001740485520000141
方案8(续)
Figure BDA0001740485520000151
方案8(续)
Figure BDA0001740485520000161
制备了具有新型苯氧基接头的化合物。通过体外结合、肿瘤细胞摄取以及体内生物分布研究测试了该系列PSMA抑制剂，这些抑制剂包括尿素基PSMA靶向部分的亚结构和新型接头。这些PSMA抑制剂显示出与[68Ga]1a相等或更好的结合亲和力。这些新型PSMA抑制剂可具有螯合部分，如化合物5a、5a'和5b；或者它们可以具有放射性基团，如化合物5c、5d、5e和5f(方案9)。
方案9
Figure BDA0001740485520000171
在一个实施方案中，本发明涉及根据式I的化合物：
Figure BDA0001740485520000181
或其药学上可接受的盐，其中
A1和A2独立地为在链、环或其组合中包含1至10个碳原子的二价连接部分，其中至少一个碳原子任选地被O、-NR3-或-C(O)-取代；
B为CR4R5；
X选自由以下组成的组：
Figure BDA0001740485520000182
Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y6独立地为CH或N；
R1、R2、R6、R9和R10独立地为氢或羧酸保护基团；
R3选自由氢、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷基芳基和杂芳基组成的组。
R4和R5独立地为氢、(C1-C6)烷基、乙二醇基或丙二醇基；
R7为氢或(C1-C6)烷酰基；以及
R8为氢或氨基酸的α位取代基，
前提条件是当A1、A2和B为CH2并且Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y6为CH时，X不为X1。
在另一个实施方案中，本发明涉及根据式II的化合物：
Figure BDA0001740485520000191
其中
A1和A2独立地为在链、环或其组合中包含1至10个碳原子的二价连接部分，其中至少一个碳原子任选地被O、-NR3-或-C(O)-取代；
B为CR4R5；
X选自由以下组成的组：
Figure BDA0001740485520000192
Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y6独立地为CH或N；
R1、R2、R6、R9和R10独立地为氢或羧酸保护基团；
R3选自由氢、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷基芳基和杂芳基组成的组。
R4和R5独立地为氢、(C1-C6)烷基、乙二醇基或丙二醇基；
R7为氢或(C1-C6)烷酰基；
R8为氢或氨基酸的α位取代基；以及
M为选自由44Sc、47Sc、67Ga、68Ga、99mTc、72As、111In、90Y、97Ru、62Cu、64Cu、52Fe、52mMn、140La、175Yb、153Sm、166Ho、149Pm、177Lu、142Pr、159Gd、213Bi、149Pm、67Cu、111Ag、199Au、161Tb、203Pb和51Cr组成的组的金属，
前提条件是当A1、A2和B为CH2并且Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y6为CH时，X不为X1。
在另一个实施方案中，本发明涉及根据式III的化合物：
Figure BDA0001740485520000201
其中
A1和A2独立地为在链、环或其组合中包含1至10个碳原子的二价连接部分，其中至少一个碳原子任选地被O、-NR3-或-C(O)-取代；
B为CR4R5；
Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y6独立地为CH或N；
R1和R2独立地为氢或羧酸保护基团；
R3选自由氢、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷基芳基和杂芳基组成的组。
R4和R5独立地为氢、(C1-C6)烷基、乙二醇基或丙二醇基；以及
M为选自由44Sc、47Sc、68Ga、99mTc、111In、90Y、153Sm、166Ho、177Lu、159Gd、213Bi、149Pm、161Tb、203Pb和51Cr组成的组的螯合金属。
在某些实施方案中，本发明的化合物由通式I、II和III及其附带的定义表示，其中A1和A2独立地为在链、环或其组合中包含1至10个碳原子的二价连接部分，其中至少一个碳原子任选地被O、-NR3-或-C(O)-取代。在另一个实施方案中，A1和A2独立地为包含C1-C10亚烷基的二价连接部分，其中至少一个碳原子任选地被O、-NR3-或-C(O)-取代。在另一个实施方案中，A1和A2独立地为(CH2)n，其中n为0至6的整数。在另一个实施方案中，A1和A2独立地为(CH2)n，其中n为1、2或3。在另一个实施方案中，A1和A2为CH2。二价连接基团的有用的实例包括–CH2–、–CH2CH2–、–CH2CH2CH2–、–OCH2–、–OCH2CH2–、–OCH2CH2CH2–、–NHCH2–、–NHCH2CH2–、–NHCH2CH2CH2–、–COCH2–、–COCH2CH2–和–COCH2CH2CH2–。
在某些实施方案中，本发明的化合物由通式I和II及其附带的定义表示，其中X选自由以下组成的组：
Figure BDA0001740485520000211
在另一个实施方案中，X是羧酸基团或其衍生物(X1)。在另一个实施方案中，X包含葡萄糖胺基团或其衍生物(X2)。在另一个实施方案中，X包含氨基酸残基或其衍生物(X3)，包括甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酸。在另一基团中，X包含DOTA部分(X4)。
有用的R6、R9和R10基团包括甲基酯、叔丁基酯、苄基酯和烯丙基酯。
在一个实施方案中，含有Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y6的环部分可以衍生自例如苯、吡啶、嘧啶、吡嗪、哒嗪和1,2,4-三嗪。
在一个实施方案中，本发明涉及根据式IV的化合物：
Figure BDA0001740485520000221
或其药学上可接受的盐，
其中
Z为螯合部分，或
具有以下结构的基团：
Figure BDA0001740485520000222
其中Y10为CH或N；
L为键或在链、环或其组合中包含1至6个碳原子的二价连接部分，其中至少一个碳原子任选地被O、-NR3-或-C(O)-取代；
R*为正电子发射放射性同位素；
R20选自由烷基、烷氧基、卤化物、卤代烷基和CN组成的组；
p为0至4的整数，其中当p大于1时，每个R20是相同的或不同的；
W为PSMA靶向配体；
A4为键或在链、环或其组合中包含1至10个碳原子的二价连接部分，其中至少一个碳原子任选地被O、-NR3-或-C(O)-取代；
G为O、S或NR3；
R1为氢或羧酸保护基团；
R3选自由氢、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷基芳基和杂芳基组成的组。
R11、R12、R13、R14、R15和R16各自独立地为氢、烷基、烷氧基或卤化物；
R17和R18各自独立地为氢、烷基、芳基或烷基芳基；
R19选自由烷基、烷氧基、卤化物、卤代烷基和CN组成的组；
m为1至6的整数；以及
o为0至4的整数，其中当o大于1时，每个R19是相同的或不同的。
在一个实施方案中，本发明涉及根据式IV-a的化合物：
Figure BDA0001740485520000231
或其药学上可接受的盐，
其中R17为芳基；并且其中A4、Z和W如本文所定义。
螯合部分是本领域已知的并且它们是指金属结合基团。在一些实施方案中，Z为选自由DOTA、HBED-CC、NOTA、NODAGA、TRAP、NOPO、PCTA、DFO、DTPA、CHX-DTPA、AAZTA、DEDPA和氧代-Do3A组成的组的螯合部分。这些螯合部分衍生自1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N,N',N”,N”'-四乙酸(＝DOTA)、N,N”-双[2-羟基-5-(羧乙基)苄基]乙二胺-N,N”-二乙酸(＝HBED-CC)、1,4,7-三氮杂环壬烷-1,4,7-三乙酸(＝NOTA)、2-(4,7-双(羧甲基)-1,4,7-三氮杂壬烷-1-基)戊二酸(NODAGA)、2-(4,7,10-三(羧甲基)-1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-基)戊二酸(DOTAGA)、1,4,7-三氮杂环壬烷次膦酸(TRAP)、1,4,7-三氮杂环壬烷-1-[甲基(2-羧乙基)次膦酸]-4,7-双[甲基(2-羟甲基)次膦酸](NOPO)、3,6,9,15-四氮杂双环[9.3.1.]十五碳-1(15),11,13-三烯-3,6,9-三乙酸(＝PCTA)、N'-{5-[乙酰基(羟基)氨基]戊基}-N-[5-({4-[(5-氨基戊基)(羟基)氨基]-4-氧代丁酰基}氨基)戊基]-N-羟基琥珀酰胺(DFO)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)、反式-环己基-二乙烯三胺五乙酸(CHX-DTPA)、1-氧杂-4,7,10-三氮杂环十二烷-4,7,10-三乙酸(氧代-Du3A)、对异硫氰酸根合苄基-DTPA(SCN-Bz-DTPA)、1-(对异硫氰酸根合苄基)-3-甲基-DTPA(1B3M)、2-(对异硫氰酸根合苄基)-4-甲基-DTPA(1M3B)、1-(2)-甲基-4-异氰酸根合苄基-DTPA(MX-DTPA)。螯合部分在US2016/0228587中进行了公开，该专利以引用方式整体并入本文。
正电子发射放射性同位素是本领域已知的，并且它们可以是例如11C、18F、123I、125I和131I。
PSMA靶向配体是本领域已知的并且它们是指可以结合到PSMA的基团。PSMA靶向配体可以是本文讨论的尿素基配体系统。
在一些实施方案中，PSMA靶向配体W具有以下结构：
Figure BDA0001740485520000241
其中R20和R21各自独立地为经由其氨基与相邻的-C(O)-基团连接的氨基酸残基。
在一些实施方案中，W具有以下结构：
Figure BDA0001740485520000251
其中R2为氢或羧酸保护基团，r为1至6的整数，并且s为1至4的整数。在一个实施方案中，W具有以下结构：
Figure BDA0001740485520000252
在某些实施方案中，本发明的化合物由通式IV和IV-a以及附带的定义表示。
在一些实施方案中，L为键或在链、环或其组合中包含1至6个碳原子的二价连接部分，其中至少一个碳原子任选地被O、-NR3-或-C(O)-取代。在一些实施方案中，L为键。在另一个实施方案中，L为包含C1-C6亚烷基的二价连接部分，其中至少一个碳原子任选地被O、-NR3-或-C(O)-取代。在一些实施方案中，L为(CH2)n、-(OCH2CH2)n-、-(NHCH2CH2)n-或-C(O)(CH2)n-，其中n为1、2或3。在另一个实施方案中，L为-OCH2CH2-。二价连接部分的其他有用的实例包括–CH2–、–CH2CH2–、–CH2CH2CH2–、–OCH2CH2CH2–、–NHCH2CH2–、–NHCH2CH2CH2–、–COCH2–、–COCH2CH2–和–COCH2CH2CH2–。
在一些实施方案中，A4为键、(CH2)n、-NHC(O)-、-(OCH2CH2)n-、-(NHCH2CH2)n-、-NH(CO)CH2-、-NHC(O)CH2(OCH2CH2)n-或-NHC(O)CH2(NHCH2CH2)n-，其中n为1、2或3。在一些实施方案中，A4为键、-(OCH2CH2)n-或-NHC(O)CH2(OCH2CH2)n-，其中n为1或2。在一个实施方案中，A4为-NHC(O)CH2(OCH2CH2)2。在另一个实施方案中，A4为键。在另一个实施方案中，A4为-NHC(O)-。
在一些实施方案中、R17为芳基。在一个实施方案中、R17为任选取代的苯基。在另一个实施方案中、R17为任选取代的萘基。
在一些实施方案中，本发明涉及一种复合物，该复合物包含根据式IV的化合物，该化合物螯合到金属M，其中Z为螯合部分。在一些实施方案中，金属M选自由44Sc、47Sc、203Pb、67Ga、68Ga、72As、99mTc、111In、90Y、97Ru、62Cu、64Cu、52Fe、52mMn、140La、175Yb、153Sm、166Ho、149Pm、177Lu、142Pr、159Gd、213Bi、67Cu、111Ag、199Au、161Tb和51Cr、99mTc组成的组。
在一些实施方案中，该复合物具有以下结构：
Figure BDA0001740485520000261
Figure BDA0001740485520000271
其中R17为芳基。在一些实施方案中、R17为苯基。在一些实施方案中，M为68Ga。
在一个实施方案中，本发明涉及制备式I、II和III的化合物的方法。
在一个实施方案中，本发明提供了包含药学上可接受的载体和式I、II、III和IV的化合物的药物组合物。本发明还提供了包含药学上可接受的载体和式I的化合物的药学上可接受的盐的药物组合物。在某些实施方案中，该药物组合物将包含在与放射性标记的前体组合时产生根据式I或其子式的化合物或盐所必需的反应前体。
在一个实施方案中，本发明提供了药盒制剂，该药盒制剂包括含有式I或式IV的化合物或其用于静脉内注射的药学上可接受的等渗溶液的无菌容器，以及用于诊断成像(例如，68Ga)和放射疗法(例如，90Y)的说明书。
本发明还提供了体内成像的方法，该方法包括向受试者施用有效量的本文公开的放射性金属复合物或放射性化合物，以及检测该复合物或化合物在受试者中的放射性模式。在一个实施方案中，本发明涉及用于在受试者中成像的方法，该方法包括向受试者施用本文公开的放射性标记的化合物；以及获得受试者或受试者的一部分的图像。在另一个实施方案中，用于成像的方法包括用能够检测正电子发射的装置获得图像。
本发明还提供了体内成像的方法，该方法包括向受试者施用有效量的本文公开的放射性金属复合物或放射性化合物，以及检测该复合物或化合物在所述受试者中的放射性模式。
可以施用本发明化合物的典型受试者是哺乳动物，尤其是灵长类动物，特别是人。对于兽医应用，各种各样的受试者将是合适的，例如，家畜如牛、绵羊、山羊、母牛、猪等；家禽如鸡、鸭、鹅、火鸡等；以及家养动物，尤其是宠物，如狗和猫。对于诊断或研究应用，各种各样的哺乳动物将是合适的受试者，包括啮齿类动物(例如小鼠、大鼠、仓鼠)、兔子、灵长类动物和猪如近交猪等。此外，对于体外应用，例如体外诊断和研究应用，上述受试者的体液和细胞样品将适合使用，例如哺乳动物尤其是灵长类动物如人的血液、尿液或组织样品，或者针对兽医应用提及的动物的血液、尿液或组织样品。
根据本发明的放射性药物可以是正电子发射镓-68复合物，该复合物在与68Ge/68Ga母/子放射性核素发生器系统结合使用时，可允许进行PET成像研究，从而避免了与用于产生放射学核素的自购回旋加速器的操作相关的费用。
使用用于制备肠胃外诊断剂的标准技术将复合物配制成适于静脉内施用的水溶液。本复合物的水溶液可以例如通过经过市售的0.2微米过滤器而灭菌。静脉内施用复合物的量通常有效提供足以提供组织成像所必需的光子(γ/正电子)通量的放射性核素复合物的组织浓度。用于实现可接受的组织成像的本发明的任何给定复合物的剂量水平取决于其特定的生物分布和组织成像设备的灵敏度。有效的剂量水平可以通过常规实验来确定。它们通常在从约5至约30毫居里的范围内。当复合物是用于心肌组织的PET成像的镓-68复合物时，可以通过静脉内施用约5至约30毫居里的复合物来获得足够的光子通量。
本文使用的术语“氨基酸”包括天然存在的氨基酸和非天然氨基酸。天然存在的氨基酸是指已知用于形成蛋白质基本成分的氨基酸，包括丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、羟脯氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、鸟氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸及其组合。非天然氨基酸的实例包括：酪氨酸氨基酸的非天然类似物；谷氨酰胺氨基酸的非天然类似物；苯丙氨酸氨基酸的非天然类似物；丝氨酸氨基酸的非天然类似物；苏氨酸氨基酸的非天然类似物；烷基、芳基、酰基、叠氮基、氰基、卤素、肼、酰肼、羟基、烯基、炔基、醚、硫醇、磺酰基、硒基、酯、硫代酸、硼酸盐、硼酸酯、磷酸根、膦酰基、膦、杂环、烯酮、亚胺、醛、羟胺、酮或氨基取代的氨基酸，或其任何组合；具有可光活化的交联剂的氨基酸；自旋标记的氨基酸；荧光氨基酸；具有新型官能团的氨基酸；与另一分子共价或非共价相互作用的氨基酸；金属结合氨基酸；含金属的氨基酸；放射性氨基酸；光笼获(photocaged)和/或光致异构化氨基酸；含有生物素或生物素类似物的氨基酸；糖基化的氨基酸或碳水化合物修饰的氨基酸；含有酮基的氨基酸；包含聚乙二醇或聚醚的氨基酸；重原子取代的氨基酸；可化学切割或可光切割的氨基酸；具有伸长侧链的氨基酸；含有毒性基团的氨基酸；糖取代的氨基酸，例如糖取代的丝氨酸等；碳连接的含糖氨基酸；氧化还原活性氨基酸；含有α-羟基的酸；含有氨基硫代酸的氨基酸；α,α二取代的氨基酸；β-氨基酸；和脯氨酸以外的环状氨基酸。
本文使用的术语“烷酰基”是指以下结构：
Figure BDA0001740485520000291
其中R30是烷基、环烷基、芳基、(环烷基)烷基或芳基烷基，它们中的任一个任选地被取代。酰基可以是例如C1-6烷基羰基(例如乙酰基)、芳基羰基(例如苯甲酰基)、乙酰丙酰基或新戊酰基。在另一个实施方案中，酰基是苯甲酰基。
本文使用的术语“烷基”包括具有指定数量的碳原子的支链和直链饱和脂族烃基。烷基的实例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基和仲戊基。优选的烷基是C1-C10烷基。典型的C1-10烷基包括甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基和正癸基、异丙基、仲丁基、叔丁基、异丁基、异戊基、新戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、3-乙基丁基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-甲基己基、2-甲基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、5-甲基己基、1,2-二甲基戊基、1,3-二甲基戊基、1,2-二甲基己基、1,3-二甲基己基、3,3-二甲基己基、1,2-二甲基庚基、1,3-二甲基庚基和3,3-二甲基庚基等。在一个实施方案中，可用的烷基选自直链C1-6烷基和支链C3-6烷基。典型的C1-6烷基包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、戊基、3-戊基、己基等。在一个实施方案中，可用的烷基选自直链C2-6烷基和支链C3-6烷基。典型的C2-6烷基包括乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、戊基、3-戊基、己基等。在一个实施方案中，可用的烷基选自直链C1-4烷基和支链C3-4烷基。典型的C1-4烷基包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基和异丁基。
本文使用的术语“环烷基”包括具有指定数量的碳原子的饱和环基团，例如环丙基、环丁基、环戊基或环己基。环烷基通常将具有3至约12个环成员。在一个实施方案中，环烷基具有一个或两个环。在另一个实施方案中，环烷基为C3-C8环烷基。在另一个实施方案中，环烷基为C3-7环烷基。在另一个实施方案中，环烷基为C3-6环烷基。示例性环烷基包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、降冰片基、萘烷和金刚烷基。
本文使用的术语“杂环烷基”是指饱和的杂环的烷基。
本文使用的术语“芳基”包括C6-14芳基，特别是C6-10芳基。典型的C6-14芳基包括苯基、萘基、菲基、蒽基、茚基、薁基(azulenyl)、联苯基、亚联苯基和芴基，更优选苯基、萘基和联苯基。
本文使用的术语“杂芳基”或“杂芳族”是指具有5至14个环原子的基团，在环状阵列中共享6、10或14个π电子，并且含有多个碳原子和1、2或3个氧、氮或硫杂原子或4个氮原子。在一个实施方案中，杂芳基是5至10元杂芳基。杂芳基的实例包括噻吩基、苯并[b]噻吩基、萘并[2,3-b]噻吩基、噻蒽基(thianthrenyl)、呋喃基、苯并呋喃基、吡喃基、异苯并呋喃基、苯并噁嗪酮基(benzooxazonyl)、色烯基(chromenyl)、呫吨基(xanthenyl)、2H-吡咯基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、异吲哚基、3H-吲哚基、吲哚基、吲唑基、嘌呤基、异喹啉基、喹啉基、酞嗪基、萘啶基、噌啉基(cinnolinyl)、喹唑啉基、蝶啶基、4aH-咔唑基、咔唑基、β-咔啉基、菲啶基(phenanthridinyl)、吖啶基、嘧啶基、菲咯啉基(phenanthrolinyl)、吩嗪基、噻唑基、异噻唑基、苯并噻唑基、异噁唑基、呋咱基(furazanyl)和吩噁嗪基。典型的杂芳基包括噻吩基(例如，噻吩-2-基和噻吩-3-基)、呋喃基(例如，2-呋喃基和3-呋喃基)、吡咯基(例如，吡咯-1-基、1H-吡咯-2-基和1H-吡咯-3-基)、咪唑基(例如，咪唑-1-基、1H-咪唑-2-基和1H-咪唑-4-基)、四唑基(例如，四唑-1-基和四唑-5-基)、吡唑基(例如，1H-吡唑-3-基、1H-吡唑-4-基和1H-吡唑-5-基)、吡啶基(例如，吡啶-2-基、吡啶-3-基和吡啶-4-基)、嘧啶基(例如，嘧啶-2-基、嘧啶-4-基、嘧啶-5-基和嘧啶-5-基)、噻唑基(例如，噻唑-2-基、噻唑-4-基和噻唑-5-基)、异噻唑基(例如，异噻唑-3-基、异噻唑-4-基和异噻唑-5-基)、噁唑基(例如噁唑-2-基、噁唑-4-基和噁唑-5-基)和异噁唑基(例如，异噁唑-3-基、异噁唑-4-基和异噁唑-5-基)。5元杂芳基可以包含至多4个杂原子。6元杂芳基可以包含至多3个杂原子。每个杂原子独立地选自氮、氧和硫。
合适的羧酸保护基团是众所周知的并且包括例如在以引用方式整体并入本文的Wuts,P.G.M.&Greene,T.W.,Greene's Protective Groups in Organic Synthesis,第4版,第16-430页(J.Wiley&Sons,2007)中公开的任何合适的羧酸保护基团。本领域技术人员将熟悉保护基团的选择、连接和裂解，并且将认识到，许多不同的保护基团是本领域已知的，一个保护基团或另一个保护基团的适合性取决于所计划的特定合成方案。合适的羧酸保护基团包括例如甲基酯、叔丁基酯、苄基酯和烯丙基酯。
材料和方法
概述
除非另有说明，否则所有试剂和溶剂都在市面上购买(Aldrich、Acros或AlfaInc.)并且不经进一步纯化即使用。通过分子筛系统(Pure Solve溶剂纯化系统；Innovative Technology,Inc.)干燥溶剂。1H和13C NMR光谱分别在400MHz和100MHz下在Bruker Avance光谱仪上记录，并参比所示的NMR溶剂。化学位移以ppm(δ)报告，偶合常数J以Hz计。多重性由单重(s)、双重(d)、三重(t)、宽(br)和多重(m)定义。用Agilent(SantaClara,CA)G3250AA LC/MSD TOF系统获得高分辨率质谱(HRMS)数据。使用Merck(Darmstadt,Germany)硅胶60F254板进行薄层色谱(TLC)分析。通常，将粗化合物通过填充有硅胶(Aldrich)的快速柱色谱法(FC)纯化。高效液相色谱(HPLC)在Agilent 1100系列系统上进行。伽玛计数器(Cobra II自动伽马计数器，Perkin-Elmer)测量68Ga放射性。非放射性化合物的反应通过薄层色谱(TLC)分析法用硅胶60F254的预涂覆板进行监测。从68Ge/68Ga发生器(Radiomedix Inc.)获得[68Ga]GaCl3的水溶液。从Waters(Milford,MA,USA)获得固相萃取柱(SEP
Figure BDA0001740485520000321
Light QMA,
Figure BDA0001740485520000322
HLB 3cc)。
含有Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx)-HBED-CC基团的示例化合物1a-g、2、3、4a-b和5a-f的合成通过以下章节描述的反应制备。注意，[68Ga]1a(通常称为PSMA-11)是已知的PSMA成像剂，并且其作为结合PSMA的阳性对照呈现。
先前报道的Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx)-HBED-CC(单体，1a)和(Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx))2-HBED-CC(二聚体)的合成采用HBED-CC的铁复合物作为中间体。该反应方案效率不高，设计了不使用Fe(III)HBED-CC复合物的新方案(方案10)。
根据以下参考文献合成了化合物12、13、30、31和32：Ghassan Bechara,NadineLeygue,Chantal Galaup,Béatrice Mestre-Voegtlé,Claude Picard.Tetrahedron.2010,66,8594-8604；Pijus K.Mandal,John S.McMurray.J.Org.Chem.2007,72,6599-6601；EricAssen B.Kantchev,Guang-Rong Peh,Chi Zhang,Jackie Y.Ying.Org.Lett.2008,10(18),3949–3952。
3-(4-羟基苯基)丙酸甲酯(A)通过羧酸的O-甲基化(酯化)以良好的收率(84％)制备。甲基酯用MgCl2和多聚甲醛处理，以优异的收率(90％)得到水杨醛B。水杨醛与乙二胺的缩合产生希夫碱(Schiff base)，无需进一步纯化。在与硼氢化钠发生还原反应后，从希夫碱以69％的收率获得相应的仲胺7。仲胺与过量的溴乙酸叔丁酯缩合以87％的收率得到8。通过NaOH水解选择性除去化合物8的甲基酯基团，以96％的收率得到酸9。随后的HOBt/EDCI促进的与2-(3-((S)-6-(6-氨基己酰氨基)-1-叔丁氧基-1-氧代己烷-2-基)脲基)戊二酸叔丁酯(10)的偶联反应产生受保护的Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx)-HBED-CC(11a)。中间体11b-g通过11a与相应氨基酸的偶联反应以22-63％的收率合成。然后除去叔丁基保护基团，以26-79％的收率得到1a-g。用作标记起始材料并随后与GaCl3形成复合物的前体1a-g提供“冷化合物”[natGa]1a-g。
方案12和13概述了适用于有效产生化合物2和3的合成策略。关键中间体20通过9步反应成功制备(方案11)。随后，HOBt/EDCI促进的与10的偶联反应产生受保护的Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx)-HPyED-CC单体(21)和二聚体(22)，再进行简单的酸性脱保护，得到最终化合物2和3。
为了合成经由酰胺键连接的其他吡啶基衍生物，根据类似的方法容易地制备了中间体28(方案14)和35(方案16)。通过用NaOH处理将甲基酯转化为羧酸，该羧酸在与10发生偶联反应时提供Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx)-HBE-HPyED-CC(29)和Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx)-HPyED-HBED-CC(36)。在TFA存在下容易地除去保护基团，得到4a和4b。
方案10
Figure BDA0001740485520000341
方案10(续)
Figure BDA0001740485520000351
实施例1
3-(4-羟基苯基)丙酸甲酯(A)。
Figure BDA0001740485520000352
向3-(4-羟基苯基)丙酸(3g，18.1mmol)在50mL MeOH中的溶液添加BF3·Et2O(0.3mL)。将混合物在室温下搅拌8小时。浓缩混合物，通过快速色谱法(FC)(乙酸乙酯(EtOAc)/己烷＝2/8)纯化残余物，得到2.72g白色固体A(收率：84％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.07(d,2H,J＝8.4Hz),6.76(d,2H,J＝8.4Hz),4.72(s,1H),3.68(s,3H),2.89(t,2H,J＝7.6Hz),2.60(t,2H,J＝7.6Hz)。C10H13O3(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：181.0865；实测值：181.0889。
实施例2
3-(3-甲酰基-4-羟基苯基)丙酸甲酯(B)。
Figure BDA0001740485520000361
向A(2.72g,15.1mmol)在70mL乙腈中的溶液添加MgCl2(2.87g,30.2mmol)、多聚甲醛(3.66g,120.8mmol)和Et3N(6.1g,60.4mmol)。将该混合物加热回流8小时。然后将反应混合物倒入100mL5％HCl中并用Et2O(50mL×3)萃取。将有机层通过无水硫酸钠(Na2SO4)干燥并过滤。浓缩滤液，将残余物通过快速色谱法(FC)(EtOAc/己烷＝2/8)纯化，得到2.84g白色固体B(收率：90％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.37-7.40(m,2H),6.93-6.52(m,1H),3.68(s,3H),2.95(t,2H,J＝7.6Hz),2.64(t,2H,J＝7.6Hz)。C11H13O4(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：209.0814；实测值：209.0797。
实施例3
3,3'-(((乙烷-1,2-二基双(氮烷二基))双(亚甲基))双(4-羟基-3,1-亚苯基))二丙酸二甲酯(7)。
Figure BDA0001740485520000371
将B(2.84g,13.6mmol)和乙二胺(0.372g,6.18mmol)在60mL MeOH中的溶液在50℃下加热过夜。然后将混合物用冰浴冷却。分批添加NaBH4(1.05g,27.81)。在室温下搅拌12小时后，将混合物用EtOAc(200mL)稀释，用H2O(50mL)和盐水(50)mL洗涤，经Na2SO4干燥，浓缩并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝90/9/1)纯化，得到2.08g透明油状物7(收率：69％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.00(dd,2H,J＝2.0Hz,J＝8.4Hz),6.81(d,2H,J＝2.0Hz),6.76(d,2H,J＝8.4Hz),3.97(s,2H),3.67(s,6H),2.83-2.87(m,8H),2.58(t,2H,J＝7.8Hz)。C24H33N2O6(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：445.2339；实测值：445.2326。
实施例4
3,3'-(((2,2,13,13-四甲基-4,11-二氧代-3,12-二氧杂-6,9-二氮杂十四烷-6,9-二基)双(亚甲基))二(4-羟基-3,1-亚苯基))二丙酸二甲酯(8)。
Figure BDA0001740485520000372
向7(2.08g,4.67mmol)在50mL乙腈中的溶液添加溴乙酸叔丁酯(1.91g,9.8mmol)和Na2CO3(1.98g,18.68mmol)。在60℃下加热过夜后，添加EtOAc(200mL)。将混合物用H2O(50mL)和盐水(50mL)洗涤，经Na2SO4干燥，浓缩并通过FC(EtOAc/己烷＝3/7)纯化，得到2.74g透明油状物8(收率：87％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.00(dd,2H,J＝2.0Hz,J＝8.4Hz),6.77(d,2H,J＝8.4Hz),6.74(d,2H,J＝2.0Hz),3.70(s,4H),3.67(s,6H),3.17(s,4H),2.83(t,4H,J＝7.8Hz),2.69(s,4H),2.57(t,4H,J＝7.8Hz),1.46(s,18H)。C36H53N2O10(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：673.3700；实测值：673.3680。
实施例5
3,3'-(((2,2,13,13-四甲基-4,11-二氧代-3,12-二氧杂-6,9-二氮杂十四烷-6,9-二基)双(亚甲基))二(4-羟基-3,1-亚苯基))二丙酸(9)。
Figure BDA0001740485520000381
向8(0.673g,mmol)在10mL MeOH/H2O(1/1)中的溶液添加NaOH(0.4g,10mmol)。在室温下搅拌4小时后，将1N HCl添加到混合物中直至pH＝4-5。然后将所得混合物用EtOAc(20mL×3)洗涤。收集有机层，用盐水(20mL)洗涤，通过Na2SO4干燥并过滤。浓缩滤液，得到0.62g白色固体9(收率：96％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.03(dd,2H,J＝2.0Hz,J＝8.0Hz),6.80(d,2H,J＝8.0Hz),6.71(d,2H,J＝2.0Hz),3.56(s,4H),3.26(s,6H),2.84(t,4H,J＝7.0Hz),2.62(t,4H,J＝7.0Hz),2.56(s,4H),1.48(s,18H)。C36H53N2O10(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：673.3700；实测值：673.3680。
实施例6a
3-(3-(((2-((5-((7S,11S)-7,11-双(叔丁氧羰基)-2,2-二甲基-4,9,17,24-四氧代-3-氧杂-8,10,16,23-四氮杂二十六烷-26-基)-2-羟基苄基)(2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)氨基)乙基)(2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)丙酸(11a)。
Figure BDA0001740485520000391
向9(0.62g,0.96mmol)在10mL DMF中的溶液添加Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx)-NH2(10,0.519g,0.86mmol)、N,N′-二环己基碳二亚胺(EDCI,0.274g,1.44mol)、N-羟基苯并三唑(HOBt,0.243g,1.44mmol)、4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP,0.012g,0.1mmol)和N,N-二异丙基乙胺(DIPEA,0.495g,3.84mmol)。在室温下搅拌过夜后，将混合物用EtOAc(50mL)稀释，用H2O(15×2mL)和盐水(15mL)洗涤，经Na2SO4干燥，浓缩并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝95/5/0.5)纯化，得到0.545g透明油状物11a(收率：46.2％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:6.98-7.01(m,2H),6.73-6.77(m,4H),6.55(t,1H,J＝6.4Hz),6.07(t,1H,J＝6.4Hz),5.78-5.82(m,2H),4.28-4.33(m,2H),3.69(s,2H),3.67(s,2H),3.12-3.31(m,8H),2.80-2.86(m,4H),2.68(s,4H),2.62(t,2H,J＝8.0Hz),22.31-2.44(m,4H),2.04-2.18(m,3H),1.77-1.85(m,2H),1.43-1.60(m,54H),1.22-1.28(m,2H)；C64H103N6O17(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：1227.7380；实测值：1227.7309。
实施例6b
(3S,7S)-22-(3-(((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(2-((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(2-羟基-5-(3-氧代-3-(((3R,4R,5S,6R)-2,4,5-三乙酰氧基-6-(乙酰氧基甲基)四氢-2H-吡喃-3-基)氨基)丙基)苄基)氨基)乙基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)-5,13,20-三氧代-4,6,12,19-四氮杂二十二烷-1,3,7-三甲酸三叔丁酯(11b)。
Figure BDA0001740485520000401
向11a(50mg,0.04mmol)在2mL DMF中的溶液添加1,3,4,6-四-O-乙酰基-2-氨基-2-脱氧-β-D-吡喃葡萄糖盐酸盐(23mg,0.06mmol)、EDCI(11.5mg,0.06mol)、HOBt(10.1mg,0.06mmol)、DMAP(0.5mg,0.004mmol)和
DIPEA(15.5mg,0.12mmol)。在室温下搅拌过夜后，将混合物用EtOAc(20mL)稀释，用H2O(10×2mL)和盐水(10)mL洗涤，经Na2SO4干燥，浓缩并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝95/5/0.5)纯化，得到39mg透明油状物11b(收率：62.6％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:6.98-7.01(m,2H),6.73-6.77(m,4H),6.55(t,1H,J＝6.4Hz),6.07(t,1H,J＝6.4Hz),5.78-5.82(m,2H),4.12-4.30(m,6H),3.67-3.84(m,5H),3.12-3.47(m,10H),2.80-2.86(m,4H),2.68(s,4H),2.62(t,2H,J＝8.0Hz),2.31-2.44(m,4H),2.04-2.18(m,3H),1.77-1.85(m,2H),1.37-1.60(m,66H),1.22-1.28(m,2H)；C78H122N7O25(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：1556.8490；实测值：1556.8360。
实施例6c
(3S,7S)-22-(3-(((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(2-((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(5-(3-((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)氨基)-3-氧代丙基)-2-羟基苄基)氨基)乙基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)-5,13,20-三氧代-4,6,12,19-四氮杂二十二烷-1,3,7-三甲酸三叔丁酯(11c)。
Figure BDA0001740485520000411
由11a(50mg,0.04mmol)、甘氨酸叔丁酯盐酸盐(10mg,0.06mmol)、EDCI(11.5mg,0.06mol)、HOBt(10.1mg,0.06mmol)、DMAP(0.5mg,0.004mmol)和DIPEA(15.5mg,0.12mmol)用针对化合物11b所述的相同工序制备化合物11c。化合物11c：20mg(收率：37.3％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:6.98-7.01(m,2H),6.73-6.77(m,4H),6.55(t,1H,J＝6.4Hz),6.07(t,1H,J＝6.4Hz),5.78-5.82(m,2H),4.31-4.33(m,2H),4.14(d,2H,J＝6.8Hz),3.67-3.69(m,4H),3.12-3.31(m,8H),2.68-2.86(m,8H),2.44-2.53(m,4H),2.32-2.35(m,2H),2.04-2.18(m,3H),1.77-1.85(m,2H),1.43-1.60(m,63H),1.22-1.28(m,2H)；C70H114N7O18(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：1340.8220；实测值：1340.8227。
实施例6d
(3S,7S)-22-(3-(((2-((5-(3-(((S)-1-(叔丁氧基)-1-氧代丙-2-基)氨基)-3-氧代丙基)-2-羟基苄基)(2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)氨基)乙基)(2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)-5,13,20-三氧代-4,6,12,19-四氮杂二十二烷-1,3,7-三甲酸三叔丁酯(11d)。
Figure BDA0001740485520000421
由11a(50mg,0.04mmol)、丙氨酸叔丁酯盐酸盐(10.9mg,0.06mmol)、EDCI(11.5mg,0.06mol)、HOBt(10.1mg,0.06mmol)、DMAP(0.5mg,0.004mmol)和DIPEA(15.5mg,0.12mmol)用针对化合物11b所述的相同工序制备化合物11d。化合物11d：19mg(收率：35.1％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:6.98-7.01(m,2H),6.73-6.77(m,4H),6.55(t,1H,J＝6.4Hz),6.07(t,1H,J＝6.4Hz),5.78-5.82(m,2H),4.31-4.45(m,3H),3.67-3.69(m,4H),3.12-3.31(m,8H),2.81-2.86(m,8H),2.44-2.53(m,4H),2.32-2.35(m,2H),2.04-2.18(m,3H),1.77-1.85(m,2H),1.43-1.60(m,66H),1.22-1.28(m,2H)；C71H116N7O18(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：1354.8377；实测值：1354.8431。
实施例6e
(3S,7S)-22-(3-(((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(2-((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(5-(3-(((S)-1,4-二叔丁氧基-1,4-二氧代丁-2-基)氨基)-3-氧代丙基)-2-羟基苄基)氨基)乙基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)-5,13,20-三氧代-4,6,12,19-四氮杂二十二烷-1,3,7-三甲酸三叔丁酯(11e)。
Figure BDA0001740485520000431
由11a(50mg,0.04mmol)、L-天冬氨酸二叔丁酯盐酸盐(14.4mg,0.06mmol)、EDCI(11.5mg,0.06mol)、HOBt(10.1mg,0.06mmol)、DMAP(0.5mg,0.004mmol)和DIPEA(15.5mg,0.12mmol)用针对化合物11b所述的相同工序制备化合物11e。化合物11e：31mg(收率：35.1％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:6.98-7.01(m,2H),6.73-6.77(m,4H),6.55(t,1H,J＝6.4Hz),6.07(t,1H,J＝6.4Hz),5.78-5.82(m,2H),4.66-4.68(m,1H),4.28-4.33(m,2H),3.67-3.69(m,4H),3.12-3.31(m,8H),2.81-2.86(m,8H),2.44-2.68(m,6H),2.32-2.35(m,2H),2.04-2.18(m,3H),1.77-1.85(m,2H),1.43-1.60(m,72H),1.22-1.28(m,2H)；C76H124N7O20(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：1454.8901；实测值：1454.8998。
实施例6f
(3S,7S)-22-(3-(((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(2-((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(5-(3-(((S)-1,5-二叔丁氧基-1,5-二氧代戊-2-基)氨基)-3-氧代丙基)-2-羟基苄基)氨基)乙基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)-5,13,20-三氧代-4,6,12,19-四氮杂二十二烷-1,3,7-三甲酸三叔丁酯(11f)。
Figure BDA0001740485520000441
由11a(50mg,0.04mmol)、L-谷氨酸二叔丁酯盐酸盐(17.7mg,0.06mmol)、EDCI(11.5mg,0.06mol)、HOBt(10.1mg,0.06mmol)、DMAP(0.5mg,0.004mmol)和DIPEA(15.5mg,0.12mmol)用针对化合物11b所述的相同工序制备化合物11f。化合物11f：31mg(收率：35.1％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:6.98-7.01(m,2H),6.73-6.77(m,4H),6.55(t,1H,J＝6.4Hz),6.07(t,1H,J＝6.4Hz),5.78-5.82(m,2H),4.46-4.51(m,1H),4.28-4.33(m,2H),3.67-3.69(m,4H),3.12-3.31(m,8H),2.81-2.86(m,8H),2.04-2.57(m,13H),1.77-1.85(m,2H),1.43-1.60(m,72H),1.22-1.28(m,2H)；C77H126N7O20(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：1468.9058；实测值：1468.9239。
实施例6g
(S)-6-(6-(3-(3-(((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(2-((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(2-羟基-5-(3-氧代-3-((2-(2-(4,7,10-三(2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)-1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-基)乙酰氨基)乙基)氨基)丙基)苄基)氨基)乙基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)丙酰氨基)己酰氨基)-2-(3-((S)-1,5-二叔丁氧基-1,5-二氧代戊-2-基)脲基)己酸叔丁酯(11g)。
Figure BDA0001740485520000451
由11a(60mg,0.049mmol)、2-氨基乙基-单酰胺-DOTA-三叔丁酯(34mg,0.049mmol)、EDCI(14mg,0.074mol)、HOBt(12.4mg,0.074mmol)和DIPEA(25.2mg,0.196mmol)用针对化合物11b所述的相同工序制备化合物11g。化合物11g：20mg(收率：22.4％):C94H159N12O23(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：1824.1641；实测值：1824.1629。
实施例7b
(3S,7S)-22-(3-(((羧甲基)(2-((羧甲基)(2-羟基-5-(3-氧代-3-(((3R,4R,5S,6R)-2,4,5-三羟基-6-(羟基甲基)四氢-2H-吡喃-3-基)氨基)丙基)苄基)氨基)乙基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)-5,13,20-三氧代-4,6,12,19-四氮杂二十二烷-1,3,7-三甲酸(1b)。
Figure BDA0001740485520000452
将11b(39mg,0.025mmol)在0.9mL三氟乙酸(TFA)和0.1mL二甲基硫化物中的溶液在室温下搅拌3小时。将反应混合物真空蒸发，将残余物从乙醚/EtOH中重结晶，得到13.2mg白色固体1b(收率：47.4％):1HNMR(400MHz,MeOD)δ:7.09-7.13(m,4H),6.80(d,2H,J＝8.8Hz),4.24-4.33(m,3H),4.15(s,2H),4.09(s,2H),3.66-3.85(m,9H),3.16(t,2H,J＝6.6Hz),3.11(t,2H,J＝6.6Hz),2.80-2.84(m,4H),2.39-2.51(m,6H),2.13-2.17(m,3H),1.82-1.94(m,2H),1.42-1.67(m,9H),1.23-1.29(m,2H)；C50H74N7O21(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：1108.4938；实测值：1108.1940。
实施例7c
(3S,7S)-22-(3-(((羧甲基)(2-((羧甲基)(5-(3-((羧甲基)氨基)-3-氧代丙基)-2-羟基苄基)氨基)乙基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)-5,13,20-三氧代-4,6,12,19-四氮杂二十二烷-1,3,7-三甲酸(1c)。
Figure BDA0001740485520000461
由在0.9mL三氟乙酸(TFA)和0.1mL二甲基硫化物中的11c(20mg，0.015mmol)用针对化合物1b所述的相同工序制备化合物1c。化合物1c：6.3mg(收率：41.8％):1HNMR(400MHz,MeOD)δ:7.08-7.13(m,4H),6.80(d,2H,J＝8.8Hz),4.24-4.33(m,3H),4.14(s,2H),4.08(s,2H),3.88(s,2H),3.68(s,2H),3.63(s,2H),3.17(t,2H,J＝6.8Hz),3.09(t,2H,J＝6.8Hz),2.80-2.87(m,4H),2.39-2.53(m,6H),2.13-2.17(m,3H),1.82-1.94(m,2H),1.42-1.67(m,9H),1.23-1.29(m,2H)；C46H66N7O18(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：1004.4464，实测值：1004.4498。
实施例7d
(3S,7S)-22-(3-(((2-((5-(3-(((S)-1-羧乙基)氨基)-3-氧代丙基)-2-羟基苄基)(羧甲基)氨基)乙基)(羧甲基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)-5,13,20-三氧代-4,6,12,19-四氮杂二十二烷-1,3,7-三甲酸(1d)。
Figure BDA0001740485520000471
由在0.9mL三氟乙酸(TFA)和0.1mL二甲基硫化物中的11d(20mg，0.014mmol)用针对化合物1b所述的相同工序制备化合物1d。化合物1d：8.3mg(收率：58.2％):1HNMR(400MHz,MeOD)δ:7.05-7.13(m,4H),6.80(d,2H,J＝8.8Hz),4.24-4.33(m,3H),4.12(s,2H),4.09(s,2H),3.88(s,2H),3.68(s,2H),3.63(s,2H),3.17(t,2H,J＝6.8Hz),3.10(t,2H,J＝6.8Hz),2.80-2.87(m,4H),2.40-2.53(m,6H),2.13-2.17(m,3H),1.81-1.94(m,2H),1.42-1.67(m,12H),1.23-1.29(m,2H)；C47H68N7O18(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：1018.4621；实测值：1018.4707。
实施例7e
(3S,7S)-22-(3-(((羧甲基)(2-((羧甲基)(5-(3-(((S)-1,2-二羧乙基)氨基)-3-氧代丙基)-2-羟基苄基)氨基)乙基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)-5,13,20-三氧代-4,6,12,19-四氮杂二十二烷-1,3,7-三甲酸(1e)。
Figure BDA0001740485520000481
由在0.9mL三氟乙酸(TFA)和0.1mL二甲基硫化物中的11e(30mg，0.0206mmol)用针对化合物1b所述的相同工序制备化合物1e。化合物1e：5.7mg(收率：26.1％):1HNMR(400MHz,MeOD)δ:7.05-7.13(m,4H),6.80(d,2H,J＝8.8Hz),4.72(t,1H,J＝6.0Hz),4.24-4.33(m,2H),4.16(s,2H),4.08(s,2H),3.71(s,2H),3.64(s,2H),3.17(t,2H,J＝6.8Hz),3.11(t,2H,J＝6.8Hz),2.76-2.85(m,6H),2.39-2.52(m,6H),2.13-2.17(m,3H),1.81-1.94(m,2H),1.42-1.67(m,9H),1.23-1.29(m,2H)；C48H68N7O20(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：1062.4519；实测值：1062.4549。
实施例7f
(3S,7S)-22-(3-(((羧甲基)(2-((羧甲基)(5-(3-(((S)-1,3-二羧丙基)氨基)-3-氧代丙基)-2-羟基苄基)氨基)乙基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)-5,13,20-三氧代-4,6,12,19-四氮杂二十二烷-1,3,7-三甲酸(1f)。
Figure BDA0001740485520000482
由在0.9mL三氟乙酸(TFA)和0.1mL二甲基硫化物中的11f(40mg，0.027mmol)用针对化合物1b所述的相同工序制备化合物1f。化合物1f：13.5mg(收率：46.4％):1HNMR(400MHz,MeOD)δ:7.09-7.13(m,4H),6.81(dd,2H,J＝4.4Hz,J＝8.8Hz),4.41(dd,1H,J＝4.8Hz,J＝9.2Hz),4.24-4.33(m,2H),4.15(s,2H),4.09(s,2H),3.71(s,2H),3.65(s,2H),3.17(t,2H,J＝6.8Hz),3.11(t,2H,J＝6.8Hz),2.80-2.85(m,4H),2.39-2.52(m,6H),2.27-2.31(m,2H),2.10-2.17(m,4H),1.81-1.94(m,3H),1.42-1.67(m,9H),1.23-1.29(m,2H)；C49H70N7O20(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：1076.4676；实测值：1076.4877。
实施例7g
(3S,7S)-22-(3-(((羧甲基)(2-((羧甲基)(2-羟基-5-(3-氧代-3-((2-(2-(4,7,10-三(羧甲基)-1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-基)乙酰氨基)乙基)氨基)丙基)苄基)氨基)乙基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)-5,13,20-三氧代-4,6,12,19-四氮杂二十二烷-1,3,7-三甲酸(1g)。
Figure BDA0001740485520000491
由在0.9mL三氟乙酸(TFA)和0.1mL二甲基硫化物中的11g(20mg，0.011mmol)用针对化合物1b所述的相同工序制备化合物1g。化合物1g：12mg(收率：79.3％):1HNMR(400MHz,MeOD)δ:7.12(d,1H,J＝2.0Hz),7.10(d,1H,J＝2.0Hz),7.07-7.09(m,2H),6.80(dd,2H,J＝2.0Hz,J＝8.0Hz),4.24-4.33(m,2H),4.14(s,2H),4.11(s,2H),3.89(s,4H),3.77(s,2H),3.59-3.62(m,6H),3.45-3.38(m,8H),3.15-3.22(m,10H),3.11(t,2H,J＝6.8Hz),2.80-2.85(m,4H),2.39-2.53(m,6H),2.13-2.17(m,3H)1.82-1.94(m,2H),1.42-1.67(m,9H),1.23-1.29(m,2H)；C62H95N12O23(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：1375.6633，实测值：1375.6654。
方案11
Figure BDA0001740485520000501
方案11(续)
Figure BDA0001740485520000502
实施例8
5-(苄基氧基)-2-碘吡啶(14)。
Figure BDA0001740485520000511
将NaH(60％分散于矿物油，211mg,7mmol)置于双颈烧瓶中并用己烷洗涤。添加20mL DMF以形成悬浮液。在0℃下滴加5-羟基-2-溴吡啶(779mg，3.5mmol)在10mL DMF中溶液。在室温下搅拌30分钟后，将混合物冷却至0℃，滴加苄基溴(898mg，5.25mmol)，并将反应混合物在室温下搅拌过夜。然后将混合物倒入50mL冷的饱和NH4Cl中，并用DCM(50mL×2)萃取。将有机层用H2O(30mL)和盐水(30mL)洗涤，经Na2SO4干燥，浓缩并通过FC(EtOAc/己烷＝2/8)纯化，得到1.08g透明油状物14(收率：99％)。
实施例9
(Z)-3-(5-(苄基氧基)吡啶-2-基)丙烯酸甲酯(15)。
Figure BDA0001740485520000512
将14(4.67g,21.6mmol)、丙烯酸甲酯(7.39g,43.2mmol)、碳酸钾(K2CO3,7.45g,54mmol)、四丁基溴化铵(13.9g,43.2mmol)和乙酸钯(Pd(OAc)2,263.5mg,1.08mmol)在100mL DMF中的混合物通过吹入氮气而脱氧15分钟，然后在120℃下加热过夜。将混合物冷却至室温，用300mL EtOAc稀释并用H2O(80mL×2)以及盐水(80mL)洗涤。将有机层通过Na2SO4干燥并过滤。浓缩滤液，并通过FC(EtOAc/己烷＝2/8)纯化残余物，得到3.86g无色油状物15(收率：66.2％):C16H16NO3(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：270.1130；实测值：270.1109。
实施例10
3-(5-羟基吡啶-2-基)丙酸甲酯(16)。
Figure BDA0001740485520000521
将15(3.86g,14.3mmol)和Pd/C(500mg)在50mL MeOH中的混合物在室温和H2下搅拌4小时。过滤所得的混合物，浓缩滤液，得到2.6g无色油状物16(收率：100％):C9H12NO3(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：182.0817；实测值：182.0740。
实施例11
3-(5-羟基-6-(羟甲基)吡啶-2-基)丙酸甲酯(17)。
Figure BDA0001740485520000522
向16(480mg,2.7mmol)在15mL H2O中的溶液添加NaOH(216mg,5.4mmol)和多聚甲醛(486mg,16.2mmol)。在90℃下搅拌6小时后，将混合物用冰浴冷却。用1N HCl将pH调节至7。在真空中除去溶剂。然后向残余物中添加20mL DMF，随后添加碘甲烷(2.3g,16.2mmol)和碳酸氢钠(1.36g,16.2mmol)。在室温下搅拌过夜后，将混合物倒入100mL EtOAc中并用H2O(30mL×2)以及盐水(30mL)洗涤。将有机层通过Na2SO4干燥并过滤。浓缩滤液，并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝90/9/1)纯化残余物，得到440mg白色固体17(收率：76.9％):C10H14NO4(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：212.0923；实测值：212.0933。
实施例12
3,3'-(6,6'-((2,2,13,13-四甲基-4,11-二氧代-3,12-二氧杂-6,9-二氮杂十四烷-6,9-二基)双(亚甲基))双(5-羟基吡啶-6,2-二基))二丙酸二甲酯(18)。
Figure BDA0001740485520000531
在冰浴下向17(190mg,0.90mmol)在5mL氯仿中的溶液滴加三溴化磷(121mg,0.45mmol)将混合物温热至室温并保持3小时。然后将所得的混合物冷却至0℃。添加DIPEA(462mg,3.58mmol)，然后添加13(102.5mg,0.356mmol)。然后移走冰浴。将混合物在室温下搅拌过夜。在真空中除去溶剂，通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝85/15/1.5)纯化残余物，得到140mg无色油状物18(收率：58.3％):C34H51N4O10(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：675.3605；实测值：675.3545。
实施例13
3,3'-(6,6'-((2,2,13,13-四甲基-4,11-二氧代-3,12-二氧杂-6,9-二氮杂十四烷-6,9-二基)双(亚甲基))双(5-((4-甲氧基苄基)氧基)吡啶-6,2-二基))二丙酸二甲酯(19)。
Figure BDA0001740485520000541
在0℃下向18(140mg,0.21mmol)在5mL DMF中的溶液添加4-甲氧基苄基(130mg,0.83mmol)和NaH(33.2mg,0.83mmol)。将混合物温热至室温并保持6小时。然后将所得的混合物倒入30mL EtOAc中并用H2O(10mL×2)以及盐水(10mL)洗涤。将有机层通过Na2SO4干燥并过滤。浓缩滤液，并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝90/9/1)纯化残余物，得到61.8mg白色固体19(收率：32.6％):C50H67N4O12(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：915.4755；实测值：915.4689。
方案12
Figure BDA0001740485520000542
方案12(续)
Figure BDA0001740485520000551
实施例14
3,3'-(6,6'-((2,2,13,13-四甲基-4,11-二氧代-3,12-二氧杂-6,9-二氮杂十四烷-6,9-二基)双(亚甲基))双(5-((4-甲氧基苄基)氧基)吡啶-6,2-二基))二丙酸(20)。
Figure BDA0001740485520000552
向19(61.8mg,0.068mmol)在2mL MeOH中的溶液添加2mL NaOH(1N)。在室温下搅拌4小时后，将1N HCl添加到混合物中直至pH＝4-5。然后将所得的混合物用EtOAc(20mL×3)萃取。收集有机层，用盐水(20mL)洗涤，通过Na2SO4干燥并过滤。浓缩滤液，得到47.7mg白色固体20(收率：79.1％):C48H63N4O12(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：887.4442；实测值：887.4342。
实施例15
3-(6-(((2-(((6-((7S,11S)-7,11-双(叔丁氧羰基)-2,2-二甲基-4,9,17,24-四氧代-3-氧杂-8,10,16,23-四氮杂二十六烷-26-基)-3-((4-甲氧基苄基)氧基)吡啶-2-基)甲基)(2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)氨基)乙基)(2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)氨基)甲基)-5-((4-甲氧基苄基)氧基)吡啶-2-基)丙酸叔丁酯(21)和(S,2S,2'S)-6,6'-((6,6'-((3,3'-(6,6'-((2,2,13,13-四甲基-4,11-二氧代-3,12-二氧杂-6,9-二氮杂十四烷-6,9-二基)双(亚甲基))双(5-((4-甲氧基苄基)氧基)吡啶-6,2-二基))双(丙酰基))双(氮烷二基))双(己酰基))双(氮烷二基))双(2-(3-((S)-1,5-二叔丁氧基-1,5-二氧代戊-2-基)脲基)己酸叔丁酯)(22)。
Figure BDA0001740485520000561
向20(47.7mg,0.054mmol)在4mL DMF中的溶液添加10(32.7mg,0.054mmol)、N,N′-二环己基碳二亚胺(EDCI,15.4mg,0.081mol)、N-羟基苯并三唑(HOBt,13.7mg,0.081mmol)和DIPEA(20.9mg,0.162mmol)。在室温下搅拌过夜后，将混合物用EtOAc(30mL)稀释，用H2O(10×2mL)和盐水(10mL)洗涤，经Na2SO4干燥，浓缩并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝90/9/1)纯化，得到19mg透明油状物21(收率：23.9％)和10mg 22(收率：9.1％):化合物21：C78H117N8O19(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：1469.8435；实测值：1469.8511；化合物22：C108H171N12O28(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：2052.2427；实测值：2052.2408。
实施例16
(3S,7S)-22-(6-(((2-(((6-(2-羧乙基)-3-羟基吡啶-2-基)甲基)(羧甲基)氨基)乙基)(羧甲基)氨基)甲基)-5-羟基吡啶-2-基)-5,13,20-三氧代-4,6,12,19-四氮杂二十二烷-1,3,7-三甲酸(2)。
Figure BDA0001740485520000571
将21(19mg,0.013mmol)在0.9mL三氟乙酸(TFA)和0.1mL二甲基硫化物中的溶液在室温下搅拌3小时。将反应混合物真空蒸发，将残余物从乙醚/EtOH中重结晶，得到10mg白色固体2(收率：81.0％):1HNMR(400MHz,MeOD)δ:7.65-7.74(m,4H),4.40(s,2H),4.35(s,2H),4.29-4.33(m,1H),4.20-4.24(m,1H),3.80(s,2H),3.74(s,2H),3.44-3.45(m,4H),3.14-3.29(m,8H),2.91(t,2H,J＝7.0Hz),2.74(t,2H,J＝7.2Hz),2.55(t,2H,J＝7.2Hz),2.19-2.26(m,3H),1.99-2.04(m,1H),1.86-1.88(m,1H),1.73-1.77(m,1H),1.45-1.61(m,8H),1.25-1.29(m,2H)；C42H61N8O17(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：949.4155；实测值：949.4116。
方案13
Figure BDA0001740485520000581
方案13(续)
Figure BDA0001740485520000582
实施例17
(3S,3'S,7S,7'S)-22,22'-(6,6'-((乙烷-1,2-二基双((羧甲基)氮烷二基))双(亚甲基))双(5-羟基吡啶-6,2-二基))双(5,13,20-三氧代-4,6,12,19-四氮杂二十二烷-1,3,7-三甲酸)(3)。
Figure BDA0001740485520000591
由在0.9mL三氟乙酸(TFA)和0.1mL二甲基硫化物中的22(10mg，0.0049mmol)用针对化合物2所述的相同工序制备化合物3。化合物3：3.6mg(收率：53.9％):1HNMR(400MHz,MeOD)δ:7.68(d,2H,J＝8.4Hz),7.62(d,2H,J＝8.4Hz),4.30-4.35(m,6H),4.21-4.23(m,2H),3.72(s,4H),3.46(s,4H),3.15-3.23(m,12H),2.71-2.75(m,4H),2.54-2.58(m,4H),2.20-2.27(m,6H),1.99-2.04(m,2H),1.86-1.88(m,2H),1.73-1.77(m,2H),1.45-1.61(m,16H),1.25-1.29(m,4H)；C60H91N12O24(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：1363.6269；实测值：1363.6332。
方案14
Figure BDA0001740485520000601
方案14(续)
Figure BDA0001740485520000602
实施例18
3-(3-(((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(2-((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)氨基)乙基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)丙酸甲酯(23)。
Figure BDA0001740485520000611
在室温下，向13(1.7g,5.9mmol)在75mL EtOH和75mL甲苯中的溶液添加5(885mg,4.92mmol)和多聚甲醛(1.06g,35.3mmol)。将混合物在回流下加热过夜。浓缩混合物，通过快速色谱法(FC)(EtOAc/己烷＝2/8)纯化残余物，得到850mg无色油状物23(收率：36％):C25H41N2O7(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：481.2914；实测值：481.2963。
实施例19
(Z)-3-(5-(苄基氧基)吡啶-2-基)丙烯酸叔丁酯(24)。
Figure BDA0001740485520000612
将14(5.56g,17.8mmol)、丙烯酸叔丁酯(4.58g,35.7mmol)、碳酸钾(K2CO3,4.92g,35.7mmol)、四丁基溴化铵(11.5g,35.7mmol)和乙酸钯(Pd(OAc)2,217mg,0.89mmol)在75mLDMF中的混合物通过吹入氮气而脱氧15分钟，然后在120℃下加热过夜。将混合物冷却至室温，用250mL EtOAc稀释并用H2O(60mL×2)以及盐水(60mL)洗涤。将有机层通过Na2SO4干燥并过滤。浓缩滤液，并通过FC(EtOAc/己烷＝2/8)纯化残余物，得到2.15g无色油状物24(收率：38.7％):C19H22NO3(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：312.1600；实测值：312.1672。
实施例20
3-(5-羟基吡啶-2-基)丙酸甲酯(25)。
Figure BDA0001740485520000621
将24(2.15g,6.89mmol)和Pd/C(430mg)在50mL MeOH中的混合物在室温和H2下搅拌4小时。过滤所得的混合物，浓缩滤液，得到1.54g无色油状物25(收率：100％):C12H18NO3(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：224.1287；实测值：224.1208。
实施例21
3-(5-羟基-6-(羟甲基)吡啶-2-基)丙酸叔丁酯(26)。
Figure BDA0001740485520000622
向25(2.15g,9.6mmol)在50mL H2O中的溶液添加NaOH(422mg,10.56mmol)和多聚甲醛(1.73g,57.6mmol)。在90℃下搅拌3小时后，将混合物用冰浴冷却。用1N HCl将pH调节至7。在真空中除去溶剂。通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝90/9/1)纯化残余物，得到1.3g白色固体26(收率：53.3％):C13H20NO4(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：254.1392；实测值：254.1436。
实施例22
3-(6-(((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(2-((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(2-羟基-5-(3-甲氧基-3-氧代丙基)苄基)氨基)乙基)氨基)甲基)-5-羟基吡啶-2-基)丙酸叔丁酯(27)。
Figure BDA0001740485520000631
在冰浴下向26(153mg,0.6mmol)在5mL氯仿中的溶液滴加三溴化磷(81.4mg,0.3mmol)。将混合物温热至室温并保持3小时。然后将所得的混合物冷却至0℃。添加DIPEA(384mg,3mmol)，然后添加23(241mg,0.5mmol)。然后移走冰浴。将混合物在室温下搅拌过夜。在真空中除去溶剂，通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝85/15/1.5)纯化残余物，得到25mg无色油状物27(收率：7％):C38H58N3O10(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：716.4122；实测值：716.4169。
实施例23
3-(6-(((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(2-((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(5-(3-甲氧基-3-氧代丙基)-2-((4-甲氧基苄基)氧基)苄基)氨基)乙基)氨基)甲基)-5-((4-甲氧基苄基)氧基)吡啶-2-基)丙酸叔丁酯(28)。
Figure BDA0001740485520000632
在0℃下向27(23mg,0.032mmol)在2mL DMF中的溶液添加4-甲氧基苄基(17.4mg,0.064mmol)和Cs2CO3(20.93mg,0.064mmol)。将混合物温热至室温并保持4小时。然后将所得的混合物倒入30mL EtOAc中并用H2O(10mL×2)以及盐水(10mL)洗涤。将有机层通过Na2SO4干燥并过滤。浓缩滤液，并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝90/9/1)纯化残余物，得到25mg透明油状物28(收率：81.5％):C54H74N3O12(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：956.5272；实测值：956.5240。
实施例24
(S)-6-(6-(3-(3-(((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(2-((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)((6-(3-(叔丁氧基)-3-氧代丙基)-3-((4-甲氧基苄基)氧基)吡啶-2-基)甲基)氨基)乙基)氨基)甲基)-4-((4-甲氧基苄基)氧基)苯基)丙酰氨基)己酰氨基)-2-(3-((S)-1,5-二叔丁氧基-1,5-二氧代戊-2-基)脲基)己酸(29)。
Figure BDA0001740485520000641
向28(25mg,0.026mmol)在1mL MeOH中的溶液添加1mL NaOH(1N)。在室温下搅拌4小时后，将1N HCl添加到混合物中直至pH＝4-5。然后将所得的混合物用EtOAc(10mL×3)萃取。收集有机层，用盐水(10mL)洗涤，通过Na2SO4干燥并过滤。浓缩滤液，得到23mg白色固体。然后向残余物中添加2mL DMF，随后添加Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx)-NH2(10,19.1mg,0.032mmol)、N,N′-二环己基碳二亚胺(EDCI,7.57mg,0.040mol)、N-羟基苯并三唑(HOBt,6.7mg,0.040mmol)和
DIPEA(6.84mg,0.053mmol)。在室温下搅拌过夜后，将混合物用EtOAc(30mL)稀释，用H2O(10×2mL)和盐水(10mL)洗涤，经Na2SO4干燥，浓缩并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝90/9/1)纯化，得到15mg透明油状物29(收率：37.7％):C83H126N7O19(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：1524.9108；实测值：1524.9088。
方案15
Figure BDA0001740485520000651
实施例25
(3S,7S)-22-(3-(((2-(((6-(2-羧乙基)-3-羟基吡啶-2-基)甲基)(羧甲基)氨基)乙基)(羧甲基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)-5,13,20-三氧代-4,6,12,19-四氮杂二十二烷-1,3,7-三甲酸(4a)。
Figure BDA0001740485520000661
由在0.9mL三氟乙酸(TFA)和0.1mL二甲基硫化物中的29(15mg，0.0098mmol)用针对化合物2所述的相同工序制备化合物4a。化合物4a：4.5mg(收率：48.4％):1HNMR(400MHz,MeOD)δ:7.68-7.71(m,1H),7.58-7.65(m,1H),7.09-7.21(m,2H),6.82(dd,1H,J＝6.4Hz,J＝8.4Hz),4.43(2H),4.20-4.36(m,4H),3.87(s,2H),3.48-3.51(m,6H),3.10-3.21(m,6H),2.83-2.86(m,4H),2.39-2.46(m,4H),2.11-2.19(m,3H),1.82-1.94(m,2H),1.42-1.67(m,9H),1.23-1.29(m,2H)；C43H62N7O17(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：948.4202；实测值：948.4173。
方案16
Figure BDA0001740485520000662
实施例26
3-(3-(((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(2-((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)氨基)乙基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)丙酸叔丁酯(33)。
Figure BDA0001740485520000671
在室温下，向32(565mg,2.54mmol)在30mL EtOH中的溶液添加13(880mg,3mmol)和多聚甲醛(762mg,25.4mmol)。将混合物在回流下加热6小时。浓缩混合物，通过快速色谱法(FC)(DCM/MeOH/NH4OH＝90/9/1)纯化残余物，得到900mg无色油状物33(收率：67.7％):C28H47O7(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：523.3383；实测值：523.3484。
方案17
Figure BDA0001740485520000672
Figure BDA0001740485520000681
实施例27
3-(3-(((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(2-((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)((3-羟基-6-(3-甲氧基-3-氧代丙基)吡啶-2-基)甲基)氨基)乙基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)丙酸叔丁酯(34)。
Figure BDA0001740485520000682
在冰浴下向17(150mg,0.71mmol)在5mL氯仿中的溶液滴加三溴化磷(95.6mg,0.35mmol)。将混合物温热至室温并保持3小时。然后将所得的混合物冷却至0℃。添加DIPEA(547mg,4.24mmol)，然后添加33(295mg,0.57mmol)。然后移走冰浴。将混合物在室温下搅拌过夜。在真空中除去溶剂，通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝90/9/1)纯化残余物，得到120mg无色油状物34(收率：29.6％):C38H58N3O10(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：716.4122；实测值：716.4241。
实施例28
3-(3-(((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(2-((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)((6-(3-甲氧基-3-氧代丙基)-3-((4-甲氧基苄基)氧基)吡啶-2-基)甲基)氨基)乙基)氨基)甲基)-4-((4-甲氧基苄基)氧基)苯基)丙酸叔丁酯(35)。
Figure BDA0001740485520000691
在0℃下向34(120mg,0.17mmol)在5mL DMF中的溶液添加4-甲氧基苄基(105mg,0.67mmol)和Cs2CO3(217.8mg,0.67mmol)。将混合物温热至室温并保持6小时。然后将所得的混合物倒入30mL EtOAc中并用H2O(10mL×2)以及盐水(10mL)洗涤。将有机层通过Na2SO4干燥并过滤。浓缩滤液，并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝90/9/1)纯化残余物，得到80mg无色油状物35(收率：49.8％):C54H74N3O12(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：956.5272；实测值：956.5322。
实施例29
(3S,7S)-22-(6-(((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(2-((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(5-(3-(叔丁氧基)-3-氧代丙基)-2-((4-甲氧基苄基)氧基)苄基)氨基)乙基)氨基)甲基)-5-((4-甲氧基苄基)氧基)吡啶-2-基)-5,13,20-三氧代-4,6,12,19-四氮杂二十二烷-1,3,7-三甲酸三叔丁酯(36)。
Figure BDA0001740485520000701
向35(80mg,0.084mmol)在2mL MeOH中的溶液添加2mL NaOH(1N)。在室温下搅拌4小时后，将1N HCl添加到混合物中直至pH＝4-5。然后将所得的混合物用EtOAc(20mL×3)萃取。收集有机层，用盐水(20mL)洗涤，通过Na2SO4干燥并过滤。浓缩滤液，得到65mg白色固体。然后向残余物中添加4mL DMF，随后添加Glu-NH-CO-NH-Lys(Ahx)-NH2(10,41.4mg,0.069mmol)、N,N′-二环己基碳二亚胺(EDCI,19.7mg,0.104mol)、N-羟基苯并三唑(HOBt,17.5mg,0.104mmol)和DIPEA(26.7mg,0.207mmol)。在室温下搅拌过夜后，将混合物用EtOAc(30mL)稀释，用H2O(10×2mL)和盐水(10mL)洗涤，经Na2SO4干燥，浓缩并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝90/9/1)纯化，得到20mg透明油状物36(收率：15.6％):C83H126N7O19(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：1524.9108；实测值：1524.9266。
实施例30
(3S,7S)-22-(6-(((2-((5-(2-羧乙基)-2-羟基苄基)(羧甲基)氨基)乙基)(羧甲基)氨基)甲基)-5-羟基吡啶-2-基)-5,13,20-三氧代-4,6,12,19-四氮杂二十二烷-1,3,7-三甲酸(4b)。
Figure BDA0001740485520000711
将36(20mg,0.013mmol)在1mL三氟乙酸(TFA)中的溶液在室温下搅拌3小时。将反应混合物真空蒸发，并将残余物用Et2O洗涤并通过半制备HPLC纯化，得到6.7mg白色固体4b(收率：54.4％):1HNMR(400MHz,MeOD)δ:7.79(d,1H,J＝8.4Hz),7.62(d,1H,J＝8.4Hz),7.20-7.27(m,2H),6.84(d,1H,J＝8.4Hz),4.55(s,2H),4.23-4.33(m,4H),3.98(s,2H),3.53(s,4H),3.16-3.25(m,6H),2.83-2.87(m,2H),2.74-2.77(m,2H),2.38-2.59(m,4H),2.11-2.19(m,3H),1.82-1.94(m,2H),1.42-1.67(m,9H),1.23-1.29(m,2H)；C43H62N7O17(M+H+)的HRMS(ESI)计算值：948.4202；实测值：948.4137。
实施例31
放射性标记
从68Ge/68Ga发生器(iTG,Germany)获得在0.05N HCl溶液中洗脱的镓-68。为了用HBED-PSMA衍生物作为68Ga标记的前体而制备新的配体，制备1mg在1mL 0.1N NaOAc中的储备溶液并用于各放射性标记研究。在将68Ga溶液和2N NaOAc溶液添加到配体后进行68Ga的标记。通过各种pH水平(2-7)并在0.6-3.0μM范围内的配体浓度下确定最佳反应参数。对于体内研究，需要更高量的68Ga标记药剂的放射性。通过将配体溶液(20μL,1mg/mL)添加到68Ga溶液(0.05N HCl中4mL)而在NaOAc含水缓冲液(120μL,2.0M)中进行标记。该溶液的最终pH值为4.10。
其他金属离子对[68Ga]1a-g、2、3和4a-b的标记的影响通过在各种潜在金属污染物如Zn+2、Fe+3、Cu+2和Sn+2存在下执行优化的标记反应而进行测试。通过将配体溶液(5μL,0.1mg/mL)、68Ga溶液(100μL于0.05N HCl中)和15μL获得期望的最终污染物浓度所需的相应金属氯化物的储备溶液合并而在NaOAc含水缓冲液(30μL,0.2M)中进行标记。
在将反应混合物在室温下保持10分钟后测定放射性标记收率。通过HPLC测定[68Ga]1a-g、2、3和4a-b的放射化学收率。HPLC系统使用Gemini C18柱(溶剂A：MeOH；溶剂B：0.1％的TFA水溶液)以0-6分钟(0-100％A)的梯度、2mL/分钟的流速建立。在室温下10分钟的反应时间后，所有配体[68Ga]1a-g、2、3和4a-b的68Ga复合均产生了90-99％的高放射化学收率。因此，随后将放射性示踪剂用于体外和体内实验而无需进一步纯化。
基于金属复合能力以及金属与DOTA和HBED的复合物的稳定性常数的差异，可以确定用于化合物1g的DOTA部分的选择性放射性标记的适当金属离子如Lu(III)氯化物。用于选择性放射性标记的条件可以在与上文针对68Ga(III)所述类似的反应条件下按常规进行优化，例外在于需要在95℃下将177Lu(III)和配体1g的反应混合物加热30分钟。制备[177Lu]1g的反应顺利进行，具有优异的放射化学收率(>99％)。
中间体化合物43的制备基于以下化学反应(方案18)。
方案18
Figure BDA0001740485520000731
方案18(续)
Figure BDA0001740485520000732
实施例32
(5S,12S,16S)-5-苄基-3,6,14-三氧代-1-苯基-2-氧杂-4,7,13,15-四氮杂十八烷-12,16,18-三甲酸三叔丁酯。(37)
Figure BDA0001740485520000733
在室温下向Z-Phe-OH(218.3mg,0.55mmol)在20mL DCM中的溶液添加三乙胺(Et3N,101mg,1mmol、(S)-2-(3-((S)-6-氨基-1-叔丁氧基-1-氧代己烷-2-基)脲基)戊二酸二叔丁酯(248mg,0.5mmol)HOBt(10mg)和EDCI(197mg,1.1mmol)过夜。除去溶剂，并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝95/5/0.5)纯化残余物，得到呈无色油状物的37(收率：250mg,65％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.29-7.34(m,5H),7.17-7.23(m,5H),6.88(br s,1H),6.11(br s,1H),5.99(br s,1H),5.65(br s,1H),4.99-5.10(m,2H),4.40-4.97(m,2H),4.29-4.34(m,1H),3.42(br s,1H),2.96-3.08(m,3H),2.32-2.37(m,2H),2.03-2.12(m,1H),1.78-1.89(m,1H),1.66-1.73(m,1H),1.57-1.66(m,1H),1.27-1.52(m,31H)。C41H60N4O10的HRMS计算值：768.4309，实测值：769.4491[M+H]+。
实施例33
(S)-2-(3-((S)-6-((S)-2-氨基-3-苯基丙酰氨基)-1-(叔丁氧基)-1-氧代己烷-2-基)脲基)戊二酸二叔丁酯。(38)
Figure BDA0001740485520000741
将37(250mg,0.325mmol)和Pd/C(50mg)在10mL EtOH中的混合物在室温和H2下搅拌过夜。然后过滤反应混合物。浓缩滤液，得到呈无色油状物的38(收率：200mg,96.9％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.21-7.35(m,5H),5.52-5.58(m,2H),4.27-4.38(m,2H),3.59-3.62(m,1H),3.17-3.36(m,3H),2.66-2.72(m,1H),2.24-2.39(m,2H),2.02-2.11(m,1H),),1.78-1.89(m,1H),1.66-1.73(m,1H),1.57-1.66(m,1H),1.27-1.52(m,31H)。C33H54N4O8的HRMS计算值：634.3942，实测值：635.4011[M+H]+。
实施例34
(S)-2-(2-(((苄基氧基)羰基)氨基)乙酰氨基)-3-(4-羟基苯基)丙酸叔丁酯。(39)
Figure BDA0001740485520000751
在0℃下向2-(((苄基氧基)羰基)氨基)乙酸(0.836g,4mmol)在5mL DMF中的溶液添加N,N-二异丙基乙胺(DIPEA,1.55g,12mmol)、1-羟基苯并三唑水合物(HOBt,6mmol,1.01g)、N-(3-二甲基氨基丙基)-N-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI,1.14g,6mmol)和(R)-2-氨基-3-(4-羟基苯基)丙酸叔丁酯(0.949g,4mmol)。将混合物在室温下搅拌过夜，然后将30mLEtOAc添加到反应混合物中。然后用H2O(10mL×2)和盐水(10mL)洗涤，经MgSO4干燥并过滤。浓缩滤液，并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝95/5/0.5)纯化残余物，得到呈白色固体的39(收率：1.66g,96.7％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.33-7.38(m,5H),6.99(d,2H,J＝8.0Hz),6.71(d,2H,J＝8.0Hz),6.32(br s,1H),5.31(br s,1H),5.14(s,2H),4.83(d,1H,J＝6.0Hz),3.80-3.93(m,2H),3.03(d,2H,J＝5.2Hz),1.43(s,9H)。C23H28N2O6的HRMS计算值：428.1947，实测值：429.2014[M+H]+。
实施例35
(S)-2-(2-(((苄基氧基)羰基)氨基)乙酰氨基)-3-(4-(2-甲氧基-2-氧代乙氧基)苯基)丙酸叔丁酯。(40)
Figure BDA0001740485520000752
向39(1.66g,3.88mmol)在40mL ACN中的溶液添加溴乙酸甲酯(1.66g,8.51mmol)和K2CO3(1.07g,7.76mmol)。然后将混合物在室温下搅拌3小时并过滤。浓缩滤液，并通过FC(EtOAc/己烷＝1/1)纯化残余物，得到呈无色油状物的40(收率：1.76g,90.5％)。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.32-7.37(m,5H),7.10(d,2H,J＝8.4Hz),6.81(d,2H,J＝8.4Hz),6.32(br s,1H),5.31(br s,1H),5.14(s,2H),4.69-4.74(m,1H),4.60(s,2H),3.80-3.93(m,5H),3.04(d,2H,J＝6.4Hz),1.43(s,9H)。C26H32N2O8的HRMS计算值：500.2159，实测值：501.2043[M+H]+。
实施例36
(S)-2-(4-(2-(2-(((苄基氧基)羰基)氨基)乙酰氨基)-3-(叔丁氧基)-3-氧代丙基)苯氧基)乙酸。(41)
Figure BDA0001740485520000761
将40(1.76g,3.51mmol)在20mL MeOH/NaOH(1N)(V/V＝1/1)中的溶液在室温下搅拌2小时。然后向反应混合物中添加HCl(1N)至pH＝4-5。将所得混合物用EtOAc(50mL×3)萃取。然后将有机层经MgSO4干燥并过滤。浓缩滤液，并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝90/9/1)纯化残余物，得到呈白色固体的41(收率：0.91g,53.2％)。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.32-7.37(m,5H),7.05(d,2H,J＝8.4Hz),6.81(d,2H,J＝8.4Hz),6.50(br s,1H),5.48(br s,1H),5.14(s,2H),4.70-4.75(m,1H),4.59(s,2H),3.84(s,2H),3.04(d,2H,J＝6.4Hz),1.43(s,9H)。C25H30N2O8的HRMS计算值：486.2002，实测值：487.1999[M+H]+。
实施例37
(4S,11S,15S)-4-苄基-1-(4-((S)-2-(2-(((苄基氧基)羰基)氨基)乙酰氨基)-3-(叔丁氧基)-3-氧代丙基)苯氧基)-2,5,13-三氧代-3,6,12,14-四氮杂十七烷-11,15,17-三甲酸三叔丁酯。(42)
Figure BDA0001740485520000771
在0℃下向于15mL DMF中的41(559mg,1.2mmol)添加DIPEA(309.6mg,2.4mmol)、HOBt(304mg,1.8mmol)、38(762mg,1.2mmol)和EDCI(342mg,1.8mmol)。将混合物在室温下搅拌过夜，然后将30mL EtOAc添加到反应混合物中。然后用H2O(10mL×2)和盐水(10mL)洗涤，经MgSO4干燥并过滤。浓缩滤液，并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝95/5/0.5)纯化残余物，得到呈白色固体的42(收率：987mg,74.6％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.32-7.37(m,5H),7.19-7.24(m,5H),6.97(d,2H,J＝7.6Hz),6.70(d,2H,J＝8.4Hz),6.22(br s,1H),6.01(br s,1H),5.63(d,1H,J＝6.8Hz),5.06-5.13(m,2H),4.83-4.91(m,1H),4.69-4.70(m,2H),4.31-4.38(m,2H),4.19-4.28(m,2H),3.86(dd,2H,J＝5.2Hz,J＝17.2Hz),3.36-3.44(m,1H),2.99-3.16(m,4H),2.84-2.91(m,1H),2.32-2.37(m,2H),2.03-2.12(m,1H),1.78-1.89(m,1H),1.66-1.73(m,1H),1.57-1.66(m,1H),1.27-1.52(m,40H)。C29H42N3O15/2(1/2M+H)+的HRMS计算值：552.2998，实测值：552.3054。
实施例38
(4S,11S,15S)-1-(4-((S)-2-(2-氨基乙酰氨基)-3-(叔丁氧基)-3-氧代丙基)苯氧基)-4-苄基-2,5,13-三氧代-3,6,12,14-四氮杂十七烷-11,15,17-三甲酸三叔丁酯。(43)
Figure BDA0001740485520000781
将42(987mg,0.895mmol)和Pd/C(200mg)在10mL EtOH中的混合物在室温和H2下搅拌过夜。然后过滤反应混合物。浓缩滤液，得到呈无色油状物的43(收率：788mg,91.2％):1HNMR(400MHz,CD3OD)δ:7.20-7.30(m,5H),7.17(d,2H,J＝8.4Hz),6.87(d,2H,J＝8.8Hz),4.66-4.69(m,1H),4.43-4.59(m,3H),4.21(dd,1H,J＝5.2Hz,J＝8.6Hz),4.13(dd,1H,J＝5.2Hz,J＝8.6Hz),3.26(d,2H,J＝3.2Hz),2.93-3.17(m,6H),2.32-2.37(m,2H),2.03-2.12(m,1H),1.78-1.89(m,1H),1.66-1.73(m,1H),1.57-1.66(m,1H),1.27-1.52(m,40H)。C33H54N4O8的HRMS计算值：634.3942，实测值：635.4011[M+H]+。
化合物5a的制备基于以下化学反应(方案19)。
方案19
Figure BDA0001740485520000782
方案19(续)
Figure BDA0001740485520000791
实施例39
(4S,11S,15S)-4-苄基-1-(4-((S)-3-(叔丁氧基)-3-氧代-2-(2-(2-(4,7,10-三(2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)-1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-基)乙酰氨基)乙酰氨基)丙基)苯氧基)-2,5,13-三氧代-3,6,12,14-四氮杂十七烷-11,15,17-三甲酸三叔丁酯。(44)
Figure BDA0001740485520000792
在0℃下向于2mL DMF中的DOTA-三叔丁酯(28.6mg,0.05mmol)添加DIPEA(24.8mg,0.192mmol)、HOBt(16.2mg,0.096mmol)、43(50mg,0.048mmol)和EDCI(18.2mg,0.096mmol)。将混合物在室温下搅拌过夜，然后将15mL EtOAc添加到以上溶液中。然后用H2O(5mL×2)和盐水(5mL)洗涤，经MgSO4干燥并过滤。浓缩滤液，并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝95/5/0.5)纯化残余物，得到呈无色油状物的43(收率：26mg,35.6％):C39H64N5O10(1/2M+H)+的HRMS计算值：762.4653，实测值：762.4787。
实施例40
(4S,11S,15S)-4-苄基-1-(4-((S)-2-羧基-2-(2-(2-(4,7,10-三(羧甲基)-1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-基)乙酰氨基)乙酰氨基)乙基)苯氧基)-2,5,13-三氧代-3,6,12,14-四氮杂十七烷-11,15,17-三甲酸。(5a)
Figure BDA0001740485520000801
将底物44(26mg,0.017mmol)在1mL三氟乙酸(TFA)中的溶液在室温下搅拌5小时。将反应混合物真空蒸发，并将残余物从乙醚/EtOH中重结晶。将所得的白色固体溶于1mLMeOH并通过制备型HPLC(A：0.1％的TFA水溶液，B：MeOH，0-18分钟，0％-80％B)纯化，得到5.3mg白色固体5a(收率：27.6％):1HNMR(400MHz,CD3OD)δ:1HNMR(400MHz,CD3OD)δ:7.19-7.27(m,5H),7.15(d,2H,J＝8.4Hz),6.85(d,2H,J＝8.4Hz),4.64-4.6(m,2H),4.43-4.53(m,2H),4.29-4.33(m,1H),4.21-4.24(m,1H),3.71-4.01(m,8H),3.27-3.43(m,16H),3.07-3.19(m,6H),2.94-3.02(m,2H),2.38-2.43(m,2H),2.09-2.18(m,1H),1.77-1.93(m,2H),1.59-1.64(m,1H),1.30-1.48(m,4H)；C25H36N5O10(1/2M+H+)的HRMS(ESI)计算值：566.2642，实测值：566.2545。
化合物5b的制备基于以下化学反应(方案20)。
方案20
Figure BDA0001740485520000811
方案20(续)
Figure BDA0001740485520000812
实施例41
3-(3-(((2-((5-(3-((2-(((S)-3-(4-(((4S,11S,15S)-4-苄基-11,15-双(叔丁氧羰基)-20,20-二甲基-2,5,13,18-四氧代-19-氧杂-3,6,12,14-四氮杂二十一烷基)氧基)苯基)-1-(叔丁氧基)-1-氧代丙-2-基)氨基)-2-氧代乙基)氨基)-3-氧代丙基)-2-羟基苄基)(2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)氨基)乙基)(2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)丙酸。(46)
Figure BDA0001740485520000821
在0℃下向HBED-CC(59.8mg,0.092mmol)在2mL DMF中的溶液添加DCC(19.0mg,0.092mmol)和NHS(10.6mg,0.092mmol)。将混合物在室温下搅拌6小时，然后将15mL EtOAc添加到反应混合物中。然后用H2O(5mL×2)和盐水(5mL)洗涤，经MgSO4干燥并过滤。浓缩滤液，将残余物(45)不经纯化直接使用。向残余物中添加3mL DMF，随后添加DIPEA(11.9mg,0.092mmol)和43(45mg,0.046mmol)。将该混合物在室温下搅拌过夜。将15mL EtOAc添加到反应混合物中。然后用H2O(5mL×2)和盐水(5mL)洗涤，经MgSO4干燥并过滤。浓缩滤液，并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝95/5/0.5)纯化残余物，得到呈无色油状物的46(收率：38mg,51.8％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.20-7.24(m,5H),6.99-7.04(m,4H),6.63-6.78(m,6H),5.66(d,1H,J＝8.4Hz),4.93(br s,1H),4.72-4.75(m,1H),4.26-4.40(m,3H),3.79-3.84(m,2H),3.57(s,4H),3.41-3.45(m,1H),3.24(s,2H),3.21(s,2H),2.89-3.17(m,6H),2.78-2.85(m,4H),2.45-2.63(m,8H),2.32-2.37(m,2H),2.03-2.12(m,1H),1.78-1.89(m,1H),1.66-1.73(m,1H),1.57-1.66(m,1H),1.27-1.52(m,58H)；C42H62N4O11(1/2M+H)+的HRMS计算值：798.4415，实测值：798.4492。
实施例42
(4S,11S,15S)-4-苄基-1-(4-((S)-2-羧基-2-(2-(3-(3-(((2-((5-(2-羧乙基)-2-羟基苄基)(羧甲基)氨基)乙基)(羧甲基)氨基)甲基)-4-羟基苯基)丙酰氨基)乙酰氨基)乙基)苯氧基)-2,5,13-三氧代-3,6,12,14-四氮杂十七烷-11,15,17-三甲酸。(5b)
Figure BDA0001740485520000831
由46(38mg,0.0238mmol)和1mL TFA按照针对化合物5a所述的相同工序制备了化合物5d(收率：11.3mg,37.7％)。1HNMR(400MHz,CD3OD)δ:7.09-7.29(m,11H),6.79-6.86(m,4H),4.64-4.69(m,2H),4.41-4.54(m,2H),4.31-4.34(m,1H),4.24-4.27(m,1H),4.12(s,2H),4.10(s,2H),3.78-3.87(m,2H),3.67(s,4H),3.30(s,4H),3.07-3.18(4H),2.93-3.03(m,2H),2.81-2.85(m,4H),2.49-2.58(m,4H),2.39-2.44(m,2H),2.11-2.19(m,1H),1.87-1.95(m,1H),1.77-1.83(m,1H),1.58-1.67(m,1H),1.31-1.47(m,4H)；13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ175.02,174.63,174.31,174.20,173.29,172.29,170.81,170.56,169.37,167.84,157.78,156.83,155.01,154.94,137.94,132.41,132.32,131.86,130.59,130.41,129.66,128.54,126.82,115.84,114.80,65.37,54.13,53.99,52.73,52.11,49.92.35.99,32.20,29.92,27.96,23.07,18.98。C30H38N4O11(1/2M+H)+的HRMS计算值：630.2537，实测值：630.3151。
实施例43
5b的68Ga标记
添加在0.05M HCl中的68Ge/68Ga发生器(ITG)的0.5-1mL洗脱物和25μL 2N NaOAc，并与前体5b(2-4nmol)混合且在60℃下温育。10分钟后，使用Radio-HPLC测定标记效率和放射化学纯度。68Ga标记的缀合物的放射化学纯度≥98％。因此，将示踪剂稀释并且不经进一步纯化即用于体外和体内实验。68Ga标记的PSMA抑制剂的比活性为500至1000Ci/mmol。使用Agilent梯度HPLC系统在Luna C18(5μm,
Figure BDA0001740485520000842
)柱上进行分析反相高效液相色谱(RP-HPLC)。应用不同梯度的0.1％(v/v)三氟乙酸(TFA)的水溶液和0.1％TFA(v/v)的MeOH溶液以2mL/分钟(0-6分钟，从100％H2O与0.1％TFA至100％MeOH与0.1％TFA，然后返回到100％H2O与0.1％TFA 6-8分钟)的恒定流速洗脱[68Ga]P16-093。放射性标记收率始终>90％，放射化学纯度>98％。
基于以下化学反应制备化合物5c和5d(方案21)。
方案21
Figure BDA0001740485520000841
实施例44
(4S,11S,15S)-4-苄基-1-(4-((S)-3-叔丁氧基-2-(2-(3-碘代苯甲酰氨基)乙酰氨基)-3-氧代丙基)苯氧基)-2,5,13-三氧代-3,6,12,14-四氮杂十七烷-11,15,17-三甲酸三叔丁酯(47a)。
Figure BDA0001740485520000851
在0℃下向在2mL DMF中的3-碘苯甲酸(112mg,0.048mmol)中添加DIPEA(24.8mg,0.192mmol)、HOBt(16.2mg,0.096mmol)、EDCI(18.2mg,0.096mmol)和43(50mg,0.048mmol)。将混合物在室温下搅拌过夜，然后将15mL EtOAc添加到反应混合物中。然后用H2O(5mL×2)和盐水(5mL)洗涤，经MgSO4干燥并过滤。浓缩滤液，并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝95/5/0.5)纯化残余物，得到呈无色油状物的43(收率：40mg,69.4％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:8.11(s,1H),7.81-7.84(m,1H),7.68(d,1H,J＝7.6Hz),7.25-7.27(m,5H),7.14(t,1H,J＝8.0Hz),6.92(d,2H,J＝8.4Hz),6.64(d,2H,J＝8.4Hz),5.65(d,1H,J＝8.4Hz),5.18(br s,1H),4.97(br s,1H),4.80-4.85(m,1H),4.49-4.52(m,1H),4.25-4.30(m,1H),4.11-4.15(m,1H),3.95(dd,1H,J＝4.0Hz,J＝17.2Hz),3.58(br s,1H),3.34-3.39(m,1H),3.18-3.25(m,2H),3.02-3.12(m,2H),2.85-2.90(m,1H),2.28-2.42(m,2H),2.08-2.14(m,1H),1.81-1.90(m,1H),1.66-1.73(m,1H),1.57-1.66(m,1H),1.27-1.52(m,40H)；C57H80IN6O14(M+H)+的HRMS计算值：1199.4777，实测值：1199.4886。
实施例45
(4S,11S,15S)-4-苄基-1-(4-((S)-3-叔丁氧基-2-(2-(2-碘代苯甲酰氨基)乙酰氨基)-3-氧代丙基)苯氧基)-2,5,13-三氧代-3,6,12,14-四氮杂十七烷-11,15,17-三甲酸三叔丁酯(47b)。
由43(50mg,0.048mmol)按照针对化合物47a所述的相同工序制备了化合物47b(收率：25mg,43.4％)。7.86(d,1H,J＝8.0Hz),7.38-7.39(m,2H),7.19-7.27(m,5H),7.03-7.13(m,3H),6.73-6.79(m,2H),6.22(br s,1H),5.99-6.00(m,1H),5.73-5.75(m,1H),5.66(d,1H,J＝8.0Hz),4.93(br s,1H),4.74-4.82(m,2H),4.21-4.46(m,3H),4.04-4.11(m,1H),3.48(br s,1H),3.38-3.41(m,1H),3.04-3.20(m,4H),2.88-2.99(m,1H),2.28-2.42(m,2H),2.08-2.14(m,1H),1.81-1.90(m,1H),1.66-1.73(m,1H),1.57-1.66(m,1H),1.27-1.52(m,40H)；C57H80IN6O14(M+H)+的HRMS计算值：1199.4777，实测值：1199.4845。
实施例46
(4S,11S,15S)-4-苄基-1-(4-((S)-2-羧基-2-(2-(3-碘代苯甲酰氨基)乙酰氨基)乙基)苯氧基)-2,5,13-三氧代-3,6,12,14-四氮杂十七烷-11,15,17-三甲酸(5c)。
Figure BDA0001740485520000861
将底物(40mg,0.033mmol)在1mL三氟乙酸(TFA)中的溶液在室温下搅拌5小时。将反应混合物真空蒸发，并将残余物从乙醚/EtOH中重结晶，得到25mg白色固体(收率：77.8％):1HNMR(400MHz,CD3OD)δ:1HNMR(400MHz,CD3OD)δ:8.19-8.20(m,1H),7.87-7.93(m,2H),7.81-7.84(m,1H),7.11-7.28(m,7H),6.77(d,2H,J＝8.4Hz),4.64-4.72(m,2H),4.42(dd,2H,J＝14.8Hz,J＝34.8Hz),4.29-4.33(m,1H),4.22-4.25(m,1H),4.01(d,2H,J＝2.8Hz),3.07-3.17(m,4H),2.96-3.02(m,2H),2.38-2.42(m,2H),2.09-2.17(m,1H),1.75-1.93(m,2H),1.56-1.65(m,1H),1.40-1.46(m,2H),1.31-1.37(m,2H)；C41H48IN6O14(M+H)+的HRMS计算值：975.2273，实测值：975.2386。
实施例47
(4S,11S,15S)-4-苄基-1-(4-((S)-2-羧基-2-(2-(2-碘代苯甲酰氨基)乙酰氨基)乙基)苯氧基)-2,5,13-三氧代-3,6,12,14-四氮杂十七烷-11,15,17-三甲酸(5d)。
将底物(60mg,0.05mmol)在1mL三氟乙酸(TFA)中的溶液在室温下搅拌5小时。将反应混合物真空蒸发，并将残余物从乙醚/EtOH中重结晶，得到29mg白色固体(收率：59.5％):1HNMR(400MHz,CD3OD)δ:1HNMR(400MHz,CD3OD)δ:7.94-8.00(m,1H),7.88-7.90(m,1H),7.37-7.44(m,2H),7.14-7.28(m,7H),6.83(d,2H,J＝8.8Hz),4.63-4.73(m,2H),4.44(dd,2H,J＝14.8Hz,J＝34.8Hz),4.29-4.33(m,1H),4.22-4.25(m,1H),4.01(dd,2H,J＝16.6Hz,J＝26.5Hz),3.06-3.20(m,4H),2.96-3.04(m,2H),2.38-2.42(m,2H),2.09-2.17(m,1H),1.75-1.93(m,2H),1.56-1.65(m,1H),1.40-1.46(m,2H),1.31-1.37(m,2H)；C41H48IN6O14(M+H)+的HRMS计算值：975.2273，实测值：975.2281。
实施例48
3-(三丁基甲锡烷基)苯甲酸(48)。
将3-碘苯甲酸(248mg,1mmol)、Pd(PPh3)4(115.8mg,0.1mmol)和双(三丁基锡)(2.9g,5mmol)在8mL甲苯中的混合物通过吹入氮气而脱氧15分钟，然后在95℃下加热4小时。除去溶剂，并通过FC(EtOH/己烷＝4/6)纯化残余物，得到呈无色油状物的48(收率：40mg,69.4％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:8.16-8.25(m,1H),8.02-8.04(m,1H),7.66-7.76(m,1H),7.41-7.45(m,1H),1.46-1.64(m,6H),1.30-1.41(m,6H),1.02-1.20(m,6H),0.89-0.95(m,9H)。
实施例49
(4S,11S,15S)-4-苄基-1-(4-((S)-3-叔丁氧基-3-氧代-2-(2-(3-(三丁基甲锡烷基)苯甲酰氨基)乙酰氨基)丙基)苯氧基)-2,5,13-三氧代-3,6,12,14-四氮杂十七烷-11,15,17-三甲酸三叔丁酯(6a)。
Figure BDA0001740485520000881
在0℃下向48(59.8mg,0.092mmol)在2mL THF中的溶液添加DCC(19.0mg,0.092mmol)和NHS(10.6mg,0.092mmol)。将混合物在室温下搅拌6小时，然后将15mL EtOAc添加到反应混合物中。然后用H2O(5mL×2)和盐水(5mL)洗涤，经MgSO4干燥并过滤。浓缩滤液，将残余物不经纯化直接使用。向残余物中添加3mL DMF，随后添加DIPEA(11.9mg,0.092mmol)和43(50mg,0.046mmol)。将该混合物在室温下搅拌过夜。将15mL EtOAc添加到反应混合物中。然后用H2O(5mL×2)和盐水(5mL)洗涤，经MgSO4干燥并过滤。浓缩滤液，并通过FC(DCM/MeOH/NH4OH＝95/5/0.5)纯化残余物，得到呈无色油状物的6a(收率：39mg,62.2％):1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.90-8.00(m,1H),7.58-7.63(m,2H),7.33-7.37(m,1H),7.19-7.29(m,5H),6.95(d,2H,J＝8.4Hz),6.46(d,2H,J＝8.4Hz),5.72(d,1H,J＝8.4Hz),5.18(br s,1H),4.81-4.85(m,2H),4.45-4.50(m,1H),4.28-4.33(m,1H),4.11-4.15(m,1H),4.00-4.05(m,1H),3.64(br s,1H),3.39-3.41(m,1H),3.03-3.22(m,4H),2.90-2.92(m,1H),2.29-2.44(m,2H),2.07-2.15(m,1H),1.81-1.90(m,1H),1.27-1.66(m,52H),1.02-1.20(m,6H),0.89-0.95(m,9H)；C79H106N6O14Sn(M+H)+的HRMS计算值：1363.6867，实测值：1363.7005。
基于以下化学反应制备化合物5e(方案22)。
方案22
Figure BDA0001740485520000891
方案22(续)
Figure BDA0001740485520000892
实施例50
化合物49的合成
Figure BDA0001740485520000893
向化合物43(200mg,2.1mmol)的经搅拌的DMF(20mL)溶液依次添加6-氟吡啶-3-甲酸(28mg,2mmol)、Et3N(2ml)、HOBt(10mg)、HBTU(148mg,4mmol)。将反应物在室温下搅拌2小时，将溶液用乙酸乙酯萃取，用盐水洗涤，通过Na2SO4干燥。通过旋转蒸发除去溶液以获得粘性油状物，将该粘性油状物通过combiflash(DCM:甲醇:NH3H2O 90:9:1)纯化，得到呈无色油状物的标题化合物49(138mg，61.2％)。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:8.60(d,J＝2.28Hz,1H),8.48-8.41(m,2H),8.14-8.10(m,2H),7.92(s,1H),6.94(dd,J＝2.8,2.8Hz,1H),6.85(d,J＝8.4Hz,2H),5.72(d,J＝8.4Hz,1H),5.39-5.33(m,2H),4.87-4.84(m,1H),4.55-4.50(m,1H),4.30-4.25(m,1H),4.17(s,1H),4.03-3.91(m,2H),3.45-3.42(m,1H),3.33-3.26(m,2H),3.18-3.13(m,2H),3.06(dd,J＝4.0,4.0Hz,1H),2.95-2.88(m,1H),2.44-2.28(m,2H),2.17-2.08(m,1H).1.93-1.83(m,1H),1.54(s,9H),1.45(s,18H),1.28(s,9H)。13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:175.57,172.37,172.13,172.08,170.07,169.94,168.59,166.30,165.43,163.88,157.50,155.94,148.33,140.48,140.39,137.02,130.65,129.43,128.74,128.30,127.46,127.41,126.63,114.07,109.35,108.99,82.65,82.11,81.25,80.35,77.38.77.07,76.75,65.88,54.43,53.83,52.76,52.43,42.94,39.91,39.00,36.74,33.11,31.67,28.92,28.57.28.21,28.11,27.99,27.90,22.61。C56H78FN7O14的HRMS计算值：1091.5591，实测值：1092.5743[M+H]+。
实施例51
化合物5e的合成
Figure BDA0001740485520000901
将化合物49(120mg,0.11)在10mL TFA中的搅拌溶液在室温下搅拌过夜。然后在真空下除去混合物，向残余物中添加乙醚，得到白色产物5e(95mg,100％)。1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.93(t,J＝5.6Hz,1H),8.71(d,J＝2.4Hz,1H),8.41-8.36(m,1H),8.25(d,J＝8.0Hz,1H),8.06(d,J＝8.0Hz,2H),7.31(dd,J＝2.4,2.4Hz,1H),7.24-7.18(m,5H),7.10(d,J＝8.4Hz,2H),6.72(d,J＝8.4Hz,2H),6.33-6.28(m,5H),4.52(d,J＝5.2Hz,1H),4.4(s,3H),4.1-4.0(m,3H),3.97-3.82(m,4H),3.11-3.04(m,3H),3.01-2.96(m,5H),2.89-2.80(m,3H),2.27-2.21(m,2H),1.92-1.89(m,1H),1.73-1.61(m,2H),1.52-1.48(m,1H),1.35-1.33(m,2H),1.25-1.19(m,2H)。13CNMR(100MHz,DMSO-d6)δ:175.02,174.63,174.20,173.30,170.81,169.04,167.84,164.35,157.77,156.84,148.00,141.99,141.90,137.95,130.61,130.45,129.66,128.55,126.82,114.79,110.10,109.72,67.06,54.16,53.99,52.73,52.11,42.99,36.37,32.20,30.34,29.12,27.96,23.06。C40H46FN7O14的HRMS计算值：867.3087，实测值：868.3088[M+H]+。
5e的放射性标记可以通过下面描述的方案产生(方案23)。
方案23
Figure BDA0001740485520000921
基于以下化学反应制备化合物5f(方案24)。5f的放射性标记可以通过已知的方法进行。
方案24
Figure BDA0001740485520000931
实施例52
5a和5b的68Ga标记
将68Ge/68Ga发生器(ITG,Germany)用4mL 0.01N HCl洗脱。通常，将2nmol 5a或5b添加25μL 2N NaOAc和500μL[68Ga]GaCl3洗脱物的混合物中。使用各种强度的NaOAc溶液调节标记溶液的pH。对于5a在90℃下而对于5b在室温下将反应混合物温育10分钟。经由分析型RP-HPLC测定放射化学纯度(RCP)。
对于5a和5b而言，使用[68Ga]GaCl3标记通常均产生超过97％的放射化学纯度。测试配体量、时间、pH和温度对标记的影响。
在pH 3.2～4.6、低至2nmol的配体且在室温下超过4分钟的条件下用[68Ga]GaCl3定量标记5b。对于5a的标记，需要在70-90℃下加热5分钟。
生物评估
实施例53
用于确定与PSMA的IC50的体外竞争结合测定
为了确定结合亲和力，进行了体外竞争结合测定。在10种不同浓度的竞争药物存在下，将LNCaP细胞与150,000cpm的[125I]MIP-1095一起温育。在37℃下温育1小时后，使用Brandel M-24R细胞收集器通过GF/B滤纸真空过滤，从而分离结合的和游离的放射性，然后洗涤两次。用10μM PMPA定义非特异性结合。用γ计数器2470Wizard2(Perkin-Elmer,IL)测量细胞结合的放射性。通过使用非线性回归算法(GraphPad软件)拟合数据来计算IC50值。
在使用LNCaP人前列腺癌细胞和已知的高亲和力PSMA配体[125I]MIP-1095作为放射性配体的竞争结合测定中测定PSMA结合亲和力。表1总结了无金属PSMA抑制配体和已知PSMA抑制剂的IC50值。数据表示为平均值
Figure BDA0001740485520000941
(n＝4)。
表1.冷配体的PSMA结合亲和力(IC50,nM)
配体 IC<sub>50</sub>(nM) 配体 IC<sub>50</sub>(nM)
1a(PSMA-11) 16.6±2.4 4b 40.5±20.5
1b 53.3±30.9 5a 36.1±18.1
1c 25.6±9.4 5b 11.6±5.2
1d 26.8±6.3 [<sup>nat</sup>Ga]5b 16.5±3.1
1e 29.5±11.0 5c 5.0±1.9
1f 37.2±18.6 5d 5.3±2.2
1g 70.2±29.1 5e 6.0±1.8
2 40.4±18.3 MIP-1095 4.6±1.4
3 132±11 2-PMPA 147±44
4a 67.4±30.3 ZJ-43 74±29
方案25
Figure BDA0001740485520000951
化合物5b对PSMA-11的亲和力略有改善，IC50值分别为11.6±5.2nM和16.6±2.4nM。已知的PSMA抑制剂ZJ-43和2-PMPA显示出比化合物5b低得多的结合亲和力。将镓引入5b未引起化合物5b的抑制活性的变化，表明与未螯合的化合物相比对PSMA具有更高的结合亲和力。
实施例54
68Ga标记配体的体外结合信号
为了比较[68Ga]标记的配体的结合亲和力和特异性，用热配体进行了细胞结合研究。将100μL新鲜收获的PSMA细胞(3种不同的细胞数量：4×105、2×105、1×105)与100μL热配体和50μL PBS(针对TB)或50μL 1a(PSMA11)(10μM)(针对非特异性结合(NSB))一起温育。在37℃下温育60分钟后，使用细胞收集器(Brandel,MD)收集细胞结合的级分。用5mL冰冷的洗涤缓冲液洗涤两次后，用γ计数器(Wizard,Perkin Elmer)测量细胞结合的放射性。
表2.Ga-68放射标记的配体在LNCaP肿瘤匀浆中的结合信号
Figure BDA0001740485520000952
Figure BDA0001740485520000961
所有示踪剂([68Ga]1a-g、2、3、4a-b和5a-b)均显示出与LNCaP肿瘤匀浆的特异性结合(表2)。然而，[68Ga]2和[68Ga]3显示出高非特异性结合和较低的特异性结合。[68Ga]1b-g、[68Ga]4a、[68Ga]4b和[68Ga]5b的特异性结合与已知化合物[68Ga]1a(PSMA11)的特异性结合相当。结果表明这些新的HBED-PSMA衍生物可以是用于PSMA表达性肿瘤的有用成像剂。
实施例55
细胞摄取比较
使用表达PSMA的LNCaP细胞进行了细胞摄取研究。使细胞在6孔板中生长2天。在37℃与68Ga标记的配体一起温育1小时后，除去培养基。用3mL PBS缓冲液洗涤两次后，用0.1NNaOH裂解细胞。用滤纸擦拭裂解细胞，用γ计数器测量滤纸中的放射性。
如图1所示，大多数示踪剂[68Ga]1b-g和4a-b均显示出比[68Ga]1a更好的或相当的细胞摄取。LNCaP细胞过表达PSMA受体结合位点，结合水平即％摄取/孔是PSMA结合的指标，越高越好。将[68Ga]1a(一种已知的PSMA成像剂(PSMA-11))用作对照。据发现，([68Ga]1b-g和4a-b展现出与[68Ga]1a相当或更好的优异摄取。然而，[68Ga]2和3(由箭头指示)即二吡啶基衍生物显示出低细胞摄取，表明这两种配体在测定条件下展现出最低的结合。[68Ga]2和3可能在测试介质中不稳定。
实施例56
LNCaP肿瘤和小鼠肾切片的体外放射自显影术
将LNCaP肿瘤和小鼠肾在低温恒温器上切成20μm，解冻固定在载玻片上。将载玻片与PBS中的放射性示踪剂(3μCi/ml)一起温育30分钟，并用PBS洗涤两次，每次3分钟。干燥后，将载玻片放入平板中暴露30分钟。通过Typhoon FLA 7000(GE Healthcare)获取图像。
为了验证PSMA结合，使用LNCaP肿瘤和小鼠肾切片进行体外放射自显影术研究。放射自显影术研究表明，所有放射性配体都与LNCaP肿瘤和肾有良好的结合。与2-PMPA(一种已知的PSMA抑制剂)一起温育阻断了放射性示踪剂与肿瘤和肾的结合。这些数据证实，所有示踪剂([68Ga]1a-g、2、3和4a-b)均与前列腺肿瘤中的PSMA和肾中表达的PSMA结合。
图2A-2K显示了LNCaP肿瘤(左侧)和小鼠肾切片(右侧)的体外放射自显影术。新的[68Ga]1b-g、2、3和4a-b目标化合物展现出与LNCaP肿瘤和小鼠肾中表达的PSMA的高结合。这些新型PSMA目标化合物在切片中展现出高摄取。[68Ga]1a(PSMA-11)用作对照。
实施例57
用microPET进行小动物成像
从Charles River获得雄性无胸腺小鼠(CD-1裸鼠，5-6周龄)，并在植入肿瘤前使其在动物房中适应1周。给小鼠随意提供食物和水。在左肩上通过皮下(s.c.)注射5.0×106个细胞诱导了LNCaP肿瘤，这些细胞在介质与重组基底膜(BD MatrigelTM,CollaborativeBiomedical Products Inc.,Bedford,MA)的1:1v/v混合物的200μL细胞悬液中。类似地，在右肩上通过s.c.注射2.0×106个细胞诱导了PC-3肿瘤。4-5周的时间段后开始出现可触知的LNCaP肿瘤。
用[68Ga]1a和[68Ga]4a进行了具有LNCaP(左肩)和PC-3(右肩)肿瘤的裸小鼠的动态小动物PET(APET)成像研究。PET成像研究在Phillips Mosaic小动物PET扫描仪上进行，该扫描仪具有11.5cm的成像视野。在异氟醚麻醉(1-2％，1L/分钟氧气)下，通过静脉内注入侧尾静脉中而向荷瘤裸小鼠注射0.5mCi活性。数据采集始于注射后30分钟。动态扫描在1小时的时间段内进行(5分钟/帧；图像体素大小为0.5mm3)。目视监测小鼠的呼吸情况，并在整个过程中使用加热垫来保持体温。重建图像，并使用AMIDE软件(http://amide.sourceforge.net/)进行感兴趣区域(ROI)分析。
静脉内注射[68Ga]1a和[68Ga]4a后60至75分钟之间的LNCaP异种移植小鼠的代表性动物PET图像在图3A-3F中示出。只有LNCaP肿瘤清晰可见，所有示踪剂均具有良好的肿瘤-背景对比度。PSMA阴性肿瘤PC-3未显示放射性示踪剂的任何摄取。结果表明，肿瘤异种移植物(PSMA在其中高表达(LNCaP肿瘤))显示出最高的摄取和保留。这些药剂还表现出高肾摄取和主要经肾排泄。图3A-3F显示了静脉内注射[68Ga]1a(图3A-3C)和[68Ga]4a(图3D-3F)后60至75分钟之间在左肩具有LNCaP肿瘤和在右肩具有PC-3肿瘤的裸小鼠的APET图像的矢状、轴向和冠状切面。数据证实，左肩上的PSMA阳性肿瘤在静脉内注射后60分钟时展现出高摄取和保留。
实施例58
细胞结合和内化
使用表达PSMA的LNCaP细胞测定了[68Ga]1a、[68Ga]5a和[68Ga]5b的细胞摄取和内化动力学。此外，为了能够区分总细胞活性(膜相关活性和内化活性之和)和内化活性，在所有温育后进行4℃下的温和酸洗涤步骤以通过置换而特异性去除细胞表面结合的放射性配体。
将LNCaP细胞(在6孔板中，一式三份)在含有[68Ga]1a、[68Ga]5a或[68Ga]5b的RPMI-1640培养基中在37℃下温育0-2小时。在指定的时间，移除培养基并洗涤细胞两次，然后在4℃下用温和的酸缓冲液(50mM甘氨酸，150mM NaCl，pH 3.0)温育5分钟。汇集上清液(含有细胞表面结合的放射性)，用滤纸收集细胞沉淀(含有内化的放射性)，然后在γ计数器上对上清液和细胞沉淀中的放射性计数。
表3.放射性示踪剂的细胞结合和内化
(A)细胞表面结合活性(％ID/106个细胞)
时间(分钟) [<sup>68</sup>Ga]1a [<sup>68</sup>Ga]5a [<sup>68</sup>Ga]5b
5 3.21±0.74 1.67±0.24 2.50±0.79
15 3.61±0.47 1.92±0.24 2.87±0.10
30 2.95±0.36 1.96±0.27 3.54±0.62
60 3.22±0.81 1.89±0.13 3.74±0.33
90 3.41±0.17 2.33±0.01 5.03±0.41
120 3.35±0.04 2.03±0.23 4.69±0.45
(B)内化活性(％ID/106个细胞)
时间(分钟) [<sup>68</sup>Ga]1a [<sup>68</sup>Ga]5a [<sup>68</sup>Ga]5b
5 0.49±0.21 0.21±0.04 1.58±0.30
15 2.51±0.19 1.14±0.21 4.08±0.01
30 4.30±0.72 2.55±0.42 8.29±0.54
60 7.43±1.27 3.70±0.44 12.5±0.46
90 8.34±0.16 5.40±0.13 20.0±2.54
120 8.82±0.45 5.43±1.20 18.9±1.61
将LNCaP细胞与[68Ga]1a、[68Ga]5a和[68Ga]5b在37℃下一起温育最长2小时以确定化合物是否通过内吞作用而被内化。然后用温和的酸缓冲液洗涤细胞以除去细胞外结合的化合物。表3中显示了与LNCaP细胞的细胞表面结合、和酸不敏感结合或内化的化合物。[68Ga]1a、[68Ga]5a和[68Ga]5b的细胞结合和内化显示出随时间增加的时间依赖性增加，并在60与90分钟之间达到平台期。[68Ga]5b的内化活性远高于[68Ga]1a和[68Ga]5a的内化活性。
图4显示了在表达PSMA的LNCaP细胞中的[68Ga]5b摄取的动力学。通过用20μM PMPA阻断来评估非特异性结合(NSB)。通过减去由PMPA阻断产生的相应信号来计算细胞摄取的特异性(SB)。数值表示为与106个细胞结合的所施加的放射性的百分比。数据清楚地表明，非特异性结合(NSB)极低，并且[68Ga]5b与细胞的结合是由与PSMA的特异性结合引起的。
实施例59
[68Ga]标记的配体在PSMA阳性荷瘤裸小鼠中的生物分布
将平皿中分布在50％Matrigel(Becton Dickinson,Heidelberg,Germany)中的5×106个LNCaP细胞皮下接种到雄性5至6周龄CD-1nu/nu小鼠(Charles RiverLaboratories)的左肩中。让肿瘤生长8周，直到大小为约0.5cm3。
经由尾静脉注射68Ga放射性标记的化合物(每只小鼠25μCi；0.1-0.2nmol)。注射后1小时，处死动物。将目标器官解剖并称重。用γ计数器测量放射性并以％ID/g计算。
表4.在具有LNCaP肿瘤的裸小鼠中[68Ga]放射性示踪剂的器官分布(注射后1小时)(％剂量/g，平均值±SD，n＝3)
Figure BDA0001740485520001001
Figure BDA0001740485520001011
[68Ga]5b显示出高肿瘤和肾摄取。另外，[68Ga]5b在其他器官中比[68Ga]1a更好地被清除。尽管[68Ga]5a表现出较低的肿瘤摄取，但其肾保留率最低，这对于治疗性药物是理想的。例如，[177Lu]5a可以用作治疗性药物。
实施例60
[68Ga]放射性示踪剂在正常小鼠中的生物分布
将正常CD-1雄性小鼠经由尾静脉注射35μCi的[68Ga]放射性示踪剂(0.2nmol配体)。在注射后2、30、60和120分钟通过颈椎脱臼处死四只小鼠中的每一只。摘除所有器官，并且还收集血液。对每个器官称重，用自动化γ计数器(Wizard,Perkin Elmer)测量组织放射性。通过与初始剂量的标准稀释样品比较来计算％ID/g。所有测量结果都进行了衰减校正。
肾和脾是生物分布中最主要的器官，因为PSMA在小鼠的肾和脾中自然表达，并且因为[68Ga]5b也通过肾排泄。除了肾和脾外，示踪剂迅速清除。在其他组织中未观察到显著的示踪剂活性。
在正常小鼠中进行了[177Lu]1g的其他生物分布研究。镥-177是具有较长半衰期(T1/2，6.73天)和用于放射疗法的弱β发射的同位素。作为PSMA结合的指标，肾中的初始摄取与[68Ga]1g相当，表明Lu-DOTA对肿瘤靶向没有影响。结果表明，68Ga和177Lu两者都可用于标记1g，并且[68Ga]1g和[177Lu]1g将保留高肿瘤PSMA靶向。
表5.[68Ga]1a-g、2、3和4a-b以及[177Lu]1g在正常雄性小鼠中的生物分布(％剂量/g，n＝3)
Figure BDA0001740485520001012
Figure BDA0001740485520001021
Figure BDA0001740485520001022
Figure BDA0001740485520001023
Figure BDA0001740485520001031
Figure BDA0001740485520001032
Figure BDA0001740485520001033
Figure BDA0001740485520001041
Figure BDA0001740485520001042
Figure BDA0001740485520001043
Figure BDA0001740485520001044
Figure BDA0001740485520001051
表6.[68Ga]5b在正常CD-1雄性小鼠中的生物分布(％剂量/g，平均值±SD,n＝3)
2分钟 30分钟 60分钟 120分钟
血液 7.94±0.52 1.13±0.13 0.48±0.11 0.27±0.07
心脏 4.33±0.11 0.98±0.06 0.40±0.09 0.22±0.06
肌肉 1.97±0.16 0.67±0.05 0.31±0.07 0.16±0.01
肺 5.75±0.26 2.63±0.08 1.28±0.31 0.61±0.07
肾 50.32±3.31 73.96±5.56 62.77±12.55 49.00±4.76
脾 3.86±0.57 1.70±0.44 1.71±0.66 1.39±0.38
胰腺 2.18±0.04 0.80±0.09 0.52±0.02 0.32±0.02
肝 2.97±0.24 0.95±0.11 0.54±0.09 0.37±0.06
皮肤 2.38±0.10 1.14±0.15 0.58±0.19 0.26±0.02
脑 0.19±0.02 0.05±0.01 0.03±0.00 0.02±0.00
骨骼 2.16±0.11 0.60±0.02 0.38±0.04 0.26±0.01
胃 0.81±0.29 0.31±0.07 0.17±0.06 0.22±0.05
小肠 2.46±0.15 1.03±0.07 0.74±0.17 0.45±0.12
大肠 1.20±0.20 0.37±0.04 0.31±0.21 0.54±0.16
脂肪 2.08±0.27 1.45±0.13 0.73±0.11 0.35±0.04
睾丸 0.96±0.15 1.14±0.21 0.82±0.06 0.68±0.06
精囊 1.47±0.25 1.13±0.19 0.94±0.22 0.64±0.10
尾 8.08±0.78 2.92±0.95 1.73±0.55 0.55±0.04
身体 2.30±0.05 0.98±0.05 0.52±0.11 0.27±0.01
实施例61
荷瘤裸小鼠中的小动物microPET成像
为了说明[68Ga]5b作为用于PSMA成像的PET示踪剂的有用性，用荷瘤裸小鼠进行了microPET研究。该研究在小动物成像设备中进行。向雄性CD-1-nu/nu小鼠皮下植入5×106个LNCaP细胞和PC-3细胞。当肿瘤直径达到约5-10mm时，将小鼠用于microPET成像。将具有LNCaP肿瘤和PC-3肿瘤的小鼠经由尾静脉注射～0.5mCi的[68Ga]5b。成像研究在对动物全身麻醉下进行，全身麻醉通过在30％氧气/空气中吸入10％异氟醚而诱导，并通过吸入6.5％异氟醚而维持。将动物俯卧置于扫描仪中。放射性示踪剂注射后60分钟进行15分钟的全身扫描。使用AMIDE软件产生PET图像。在注射[68Ga]5b后60分钟至75分钟在LNCaP和PC-3肿瘤异种移植物中获得的microPET图像示于图5A-5C。
图5A、图5B和图5C显示注射[68Ga]5b后60分钟至75分钟之间的荷瘤(LNCaP PSMA+和PC-3PSMA-)小鼠的microPET图像。
仅在肾、膀胱和PSMA阳性LNCaP肿瘤中观察到强烈的[68Ga]5b摄取。PSMA阴性PC-3肿瘤未显示出任何[68Ga]5b摄取。强烈的肾摄取部分地归因于放射性示踪剂与近端肾小管的特异性结合以及这种亲水性化合物的排泄。
在相同的小鼠中用2-PMPA进行了[68Ga]5b的阻断。用单独的[68Ga]5b或与结构上不相关的PSMA抑制剂2-PMPA(2mg/kg)一起注射具有LNCaP和PC-3肿瘤异种移植物的CD-1nu/nu小鼠，以证明与LNCaP肿瘤的结合是对PSMA有特异性的。
图6A和图6B显示了(a)仅注射[68Ga]5b和(b)注射[68Ga]5b与2-PMPA(2mg/kg，共注射)之后具有LNCaP(左肩)和PC-3(右肩)肿瘤的小鼠的冠状microPET图像(注射后1小时成像15分钟)。
静脉内注射[68Ga]1a和[68Ga]5b后60至75分钟之间的LNCaP异种移植小鼠的代表性动物PET图像在图5A-5C中示出。仅LNCaP肿瘤清晰可见，所有示踪剂均具有良好的肿瘤-背景对比度。PSMA阴性肿瘤PC-3未显示放射性示踪剂的任何摄取。结果表明，肿瘤异种移植物(PSMA在其中高表达(LNCaP肿瘤))显示出最高的摄取和保留。这些药剂还表现出高肾摄取和主要经肾排泄。图5A-5C显示了静脉内注射[68Ga]1a和[68Ga]5b后60至75分钟之间在左肩具有LNCaP肿瘤和在右肩具有PC-3肿瘤的裸小鼠的APET图像的矢状、轴向和冠状切面。数据证实，左肩上的PSMA阳性肿瘤在静脉内注射后60分钟时展现出高摄取和保留。摄取在表达PSMA的肾和LNCaP肿瘤异种移植物中较高。通过膀胱进行的肾排泄也是明显的。[68Ga]5b定位于表达PSMA的LNCaP肿瘤，但不定位于PSMA缺陷型PC-3肿瘤。此外，当共注射2mg/kg剂量的2-PMPA时，LNCaP肿瘤和肾组织中的结合被消除，从而表明结合确实是饱和的且对PSMA有特异性的。这些结果清楚地表明[68Ga]5b适合作为PSMA成像示踪剂用于前列腺癌的PET。
尽管已经说明和描述了某些实施方案，但是应该理解，在不脱离如以下权利要求所限定的更广泛的技术方面的情况下，可以根据本领域的普通技能对这些实施方案进行改变和修改。
本公开不受本申请中描述的特定实施方案的限制。对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开精神和范围的情况下，可以进行修改和变化。根据前面的描述，除本文所列举的那些之外，在本公开内容的范围内的功能等效方法和组合物对于本领域技术人员将是显而易见的。此类修改和变化旨在落入所附权利要求的范围内。本公开仅由所附权利要求的条款以及此类权利要求有权获得的等同物的全部范围来限制。应该理解，本公开不限于特定方法、试剂、化合物组合物或生物系统，它们当然可以变化。还应该理解的是，本文使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，而无意进行限制。
本说明书中提及的所有出版物、专利申请、授权专利和其他文件以引用方式并入本文，就如同每个单独的出版物、专利申请、授权专利或其他文件被具体地且单独地指明以引用方式整体并入一样。包含在以引用方式并入的文本中的定义在与本公开中的定义相矛盾时被排除。
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缩写：
SPECT，单光子发射计算机断层扫描术；
PET，正电子发射断层扫描术
HPLC，高效液相色谱；
HRMS，高分辨率质谱；
PBS，磷酸盐缓冲盐水；
SPE，固相萃取；
TFA，三氟乙酸；
GMP：良好生产规范；
NET：神经内分泌肿瘤
FDG，2-氟-2-脱氧-D-葡萄糖
DOTA：1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸[1]
DOTA-TOC，DOTA-D-Phe-c(Cys-Tyr-D-Trp-Lys-Thr-Cys)-Thr-ol
DOTA-TATE，DOTA-D-Phe-c(Cys-Tyr-D-Trp-Lys-Thr-Cys)-Thr
DOTA-NOC，DOTA-D-Phe-c(Cys-Nal-D-Trp-Lys-Thr-Cys)-Thr-ol
NOTA：1,4,7-三氮杂环壬烷-N,N′,N″-三乙酸[2,3]
NODAGA：1,4,7-三氮杂环壬烷,1-戊二酸-4,7-乙酸[4,5]
HBED-CC：N,N′-双[2-羟基-5-(羧乙基)-苄基]乙二胺-N,N′-二乙酸，[6,7]
TRAP：1,4,7-三氮杂环壬烷-N,N′,N″-三(亚甲基膦酸)[3]
DEDPA：1,2-[[6-(羧基)-吡啶-2-基]-甲氨基]乙烷[8,9]
AAZTA：6-[双(羟基羰基-甲基)氨基]-1,4-双(羟基羰基甲基)-6-甲基全氢-1,4-二氮杂
Figure BDA0001740485520001221
，[10,11]
EDTMP(乙烯-二氨基-N,N,N′,N′-四亚甲基磷酸)
双(Glu-NH-CO-NH-Lys-(Ahx)-HBED-CC)
[11C]-MCG：[11C](S)-2-[3-((R)-1-羧基-2-甲基硫烷基-乙基)脲基]戊二酸，[12]
[18F]DCFBC：N-[N-[(S)-1,3-二羧丙基]氨基甲酰基]-4-[18F]氟苄基-L-半胱氨酸，[13,14]
[18F]DCFPyL：2-(3-(1-羧基-5-[(6-[18]氟吡啶-3-羰基)氨基]戊基)脲基)戊二酸，[15,16]
PSMA-11Glu-NH-CO-NH-Lys-(Ahx)-(HBED-CC)[17-19]
PSMA-617：2-[3-(1-羧基-5-(3-萘-2-基-2-[(4-([2-(4,7,10-三羧甲基-1,4,7,10-四氮杂-环十二烷-1-基)-乙酰氨基]-甲基)-环己烷羰基)-氨基]-
丙酰基氨基)-戊基)脲基]戊二酸[20-22]
PSMA I&T：[23,24]
GPI 2[(3-氨基-3-羧丙基)(羟基)(氧膦基)甲基]戊烷-1,5-二酸
2-PMPA 2-(3-巯丙基)戊烷二酸

Claims (18)

1.一种根据式IV的化合物：
Figure FDA0003895015590000011
或其药学上可接受的盐，
其中
(a)Z为
Figure FDA0003895015590000012
并且A4为键、(OCH2CH2)n-或-NHC(O)CH2(OCH2CH2)n-；其中n独立地为1或2；或者
(b)Z-A4-为
Figure FDA0003895015590000013
其中Y10为CH或N；
R*为123I、125I、131I或18F；并且
L为键或-(OCH2CH2)n-，其中n独立地为1或2；
W具有以下结构：
Figure FDA0003895015590000021
其中R2为氢或羧酸保护基团；
G为O；
R1为氢或羧酸保护基团；
R11、R12、R13、R14、R15和R16各自为氢；
R17和R18各自独立地为氢或烷基芳基；
m为1至6的整数；并且
o为整数0，且R19不复存在；
其中所述烷基芳基中的烷基为C1-6烷基，所述烷基芳基中的芳基为C6-10芳基。
2.如权利要求1所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中Z为
Figure FDA0003895015590000022
Figure FDA0003895015590000031
3.如权利要求1所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中Z-A4-为
Figure FDA0003895015590000032
其中R*为123I、125I、131I或18F。
4.如权利要求1至3中任一项所述的化合物，具有以下结构：
Figure FDA0003895015590000033
或其药学上可接受的盐，
其中R17为C6-10芳基。
5.如权利要求1所述的化合物，具有以下结构：
Figure FDA0003895015590000034
Figure FDA0003895015590000041
或其药学上可接受的盐。
6.如权利要求1所述的化合物，具有以下结构：
Figure FDA0003895015590000042
Figure FDA0003895015590000051
或其药学上可接受的盐，其中I*为123I、125I或131I，并且F*为18F。
7.一种包含与金属M螯合的根据权利要求1-6中任一项所述的化合物的复合物，其中Z为螯合部分，并且其中M选自由44Sc、47Sc、203Pb、67Ga、68Ga、99mTc、72As、111In、90Y、97Ru、62Cu、64Cu、52Fe、52mMn、140La、175Yb、153Sm、166Ho、149Pm、177Lu、142Pr、159Gd、213Bi、67Cu、111Ag、199Au、161Tb和51Cr、99mTc组成的组。
8.如权利要求7所述的复合物，具有以下结构：
Figure FDA0003895015590000052
其中R17为C6-10芳基。
9.如权利要求7所述的复合物，具有以下结构：
Figure FDA0003895015590000061
其中R17为C6-10芳基。
10.如权利要求7所述的复合物，具有以下结构：
Figure FDA0003895015590000062
其中R17为C6-10芳基。
11.如权利要求8至10中任一项所述的复合物，其中R17为苯基。
12.如权利要求7至10中任一项所述的复合物，其中M为68Ga。
13.权利要求1-6中任一项所述的化合物或权利要求7-12中任一项所述的复合物在制备用于在受试者中成像以获得所述受试者或所述受试者的一部分的图像的试剂中的用途。
14.如权利要求13所述的用途，其中所述试剂用于利用能够检测正电子发射的装置获得图像。
15.一种药物组合物，其包含药学上可接受的载体和根据权利要求1-6中任一项所述的化合物或权利要求7-12中任一项所述的复合物或其药学上可接受的盐。
16.权利要求1-6中任一项所述的化合物或权利要求7-12中任一项所述的复合物在制备用于在受试者中体内成像、并检测所述化合物或复合物在所述受试者中的放射性模式的试剂中的用途。
17.一种药盒，其包括含有有效量的权利要求1至6中任一项所述的化合物或其药学上可接受的盐的无菌容器，以及用于治疗用途的说明书。
18.一种化合物，具有以下结构：
Figure FDA0003895015590000071
或其药学上可接受的盐。
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