CN111138439A - 氟代吡咯并嘧啶类化合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氟代吡咯并嘧啶类化合物及其制备方法和应用，所述氟代吡咯并嘧啶类化合物具有式I所示结构。本发明以吡咯并嘧啶类化合物为¹⁸F标记前体，通过亲核取代反应来制备LRRK2的正电子示踪剂，可以准确地反映LRRK2野生型转基因型小鼠和G2019S突变型转基因小鼠体内LRRK2表达水平的差异，并且没有明显骨摄取，说明该化合物具有较高的特异性和灵敏度，同时在体内稳定，不易脱氟，能通过代谢器官快速清除。本发明提供的氟代吡咯并嘧啶类化合物可以用于LRRK2的PET显像，对于神经退行性疾病的研究具有重要意义。

Description

氟代吡咯并嘧啶类化合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种氟代吡咯并嘧啶类化合物的合成和标记，特别涉及该化合物作为LRRK2正电子示踪剂在正电子发射显像剂制备中的应用。

背景技术

帕金森病(PD)是中枢神经系统(CNS)中最常见的神经退行性疾病之一，每1000人中就有一人患病，遗传性帕金森病占所有患者的5-10％。尽管致力于研究PD发病机制，但详细病因尚不清楚，尚未批准有效的治疗方法来预防、治愈或减缓PD的进展。

在过去的几十年中，已确定富含亮氨酸的重复激酶2(LRRK2)基因与遗传性帕金森氏病相关，体外研究表明，与野生型相比，帕金森病相关突变导致LRRK2激酶活性增加和GTP水解速率降低，其中最常见的突变是G2019S。LRRK2基因是一种大蛋白，包含中心酶核和多种蛋白相互作用结构域，广泛分布在CNS和其他外周器官中。在啮齿动物大脑中LRRK2表达最高水平区域异质性在纹状体、大脑皮层和海马，在人的大脑，LRRK2大多在壳核和黑质中表达。因此，靶向LRRK2的PET配体有助于研究帕金森氏病的发病机制。

正电子发射断层扫描(Positron emission tomography，PET)是目前唯一用解剖形态方式进行功能、代谢和受体显像的技术，具有很高的灵敏度和特异性，可以从体外无损伤地定量地动态地从分子水平观察药物或代谢物在人体内的生理生化变化，已成为诊断和指导治疗肿瘤心血管病和神经精神疾病的最优手段。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种氟代吡咯并嘧啶类化合物，该化合物可以作为LRRK2正电子示踪剂使用，可用于PD与LRRK2关系的基础研究和临床研究，为正电子发射断层显像提供一种研究试剂。本发明的第一目的在于提供一种氟代吡咯并嘧啶类化合物，具有如式I所示结构：

其中，R¹选自：

本发明提供的上述氟代吡咯并嘧啶类化合物在体内具有极高的稳定性，且体积小，分子量低。

本发明的第二目的在于提供上述氟代吡咯并嘧啶类化合物的前体化合物，其具有如式Ⅱ所示结构：

其中，R¹选自：

R²选自

优选地，R²选自

优选的R²所形成的化合物更易于进行亲核取代反应。

本发明将以上可选用的R²作为亲核取代的基团进行亲核取代反应完成[¹⁸F]F^-的同位素标记，是因为可以较好的离去，以此基团进行亲核取代得到的氟代吡咯并嘧啶类化合物在体内稳定，不易脱氟，可以准确地对LRRK2进行示踪。

本发明的第三目的在于提供上述前体化合物的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)化合物a与SEM-Cl经Hofmann烷基化反应得化合物b；

(2)化合物b与R¹经Hofmann烷基化反应得化合物c；

(3)化合物c与R²-硼酸或R²-硼酸酯经Suzuki偶联反应得化合物d；

(4)化合物d与三氟乙酸经酸解脱保护基得式Ⅱ化合物；

优选地，步骤(1)以四氢呋喃为溶剂。

优选地，步骤(2)以正丁醇为溶剂。

优选地，步骤(3)以乙醇：水(4:1)为溶剂。

优选地，步骤(4)以二氯甲烷为溶剂。

作为更理想的实施方式，所述前体化合物的制备包括如下步骤：

(1)将化合物a置于反应瓶中，四氢呋喃溶解后置于冰水浴上，分三次加入NaH，搅拌1-2小时后逐滴加入SEM-Cl，并将反应瓶恢复至室温搅拌3-5小时。加入饱和氯化钠水溶液淬灭反应后，萃取，将有机层用无水硫酸钠干燥后过滤，真空浓缩，柱色谱纯化得到化合物b；

(2)将化合物b置于反应瓶中，正丁醇溶解后，分别加入DIPEA和胺，回流过夜后真空浓缩，加入0.1M盐酸，过滤收集所得固体，并使用水洗涤得到化合物c；

(3)将化合物c、R²-Boronic acid/ester、Pd(dppf)Cl₂、K₂CO₃置于Schlenk反应管中塞上标准口翻口胶塞，然后抽真空充N₂，如此反复三次后，N₂保护下加入乙醇：水＝4:1体积溶解，并置于100℃反应回流过夜，萃取后真空浓缩，残余物通过硅胶色谱纯化，得到化合物d；

(4)将化合物d置于反应瓶中，二氯甲烷溶解后，加入三氟乙酸，室温下搅拌1-2小时，饱和碳酸钾水溶液调节PH≥7，萃取后真空浓缩，得到式Ⅱ化合物。

本发明所提供的上述制备方法，原料和溶剂等的相对用量，以及减压旋干，柱色谱纯化等操作均为本领域的常规技术手段，本发明对此不作特别限定。

本发明第四目的在于提供上述氟代吡咯并嘧啶类化合物的制备方法，包括：

以上述前体化合物为原料，与[^18/19F]F^-反应制得所述氟代吡咯并嘧啶类化合物；

优选地，当使用[¹⁸F]F^-进行反应时，所述制备方法的具体步骤如下：

在纯有机相的条件下，以上述前体化合物为原料，以[¹⁸F]F^-亲核取代R²进行¹⁸F标记。

更优选地，为了更好地进行亲核取代反应，使[¹⁸F]F^-正确地取代R²基团，在制备上述氟代吡咯并嘧啶类化合物的过程中，先使用-SEM将容易影响亲核取代反应的吡咯环上的N保护起来，再经由亲核取代反应和去保护基后制得所述氟代吡咯并嘧啶类化合物，由此，所述制备方法为：

具体而言，氟代吡咯并嘧啶类化合物的制备方法，从化合物a到化合物d与前体化合物的制备方法相同，之后的¹⁸F标记方法包括如下步骤：

(1)将1mg化合物d溶于200μL DMSO后，加入到装有干燥的[¹⁸F]F^-反应瓶中，压盖，150℃反应20分钟即可实现标记反应，得¹⁸F标记的化合物e。

(2)将¹⁸F标记的化合物f经C18固相萃取后溶解于二氯甲烷(200μL)后缓慢滴加三氟乙酸(200μL)40℃压盖振荡5min。将反应混合物用2M碳酸钾溶液(2mL)将pH值调至中性，C18小柱固相萃取，反相高效液相色谱分离纯化，得到化合物f，也就是如式I所示的氟代吡咯并嘧啶类化合物。

本发明的另一目的在于提供上述氟代吡咯并嘧啶类化合物或前体化合物在制备正电子发射显像剂中的应用。

进一步地，本发明提供了上述氟代吡咯并嘧啶类化合物或前体化合物在制备LRRK2正电子示踪剂中的应用。

本发明的另一目的在于提供一种用于对受试者中枢神经系统或脑组织中LRRK2进行正电子发射断层扫描的系统，所述系统包括检测模块，所述检测模块用于向受试者施用式I所示的氟代吡咯嘧啶类化合物，待其透过血脑屏障进入中枢神经系统或脑组织后，进行PET成像以研究LRRK2介导的疾病特征。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明提供一种氟代吡咯并嘧啶类化合物可以作为LRRK2正电子示踪剂使用，利用正电子放射性核素的示踪作用，反映LRRK2在正常和突变状态下的表达差异，对PD机制研究具有重要的意义。特别对于正电子发射断层显像而言，该氟代吡咯并嘧啶类化合物是一种具有很强实用价值的显像剂。

(2)本发明提供的氟代吡咯并嘧啶类化合物的制备方法可采用目前市面上的正电子药物自动化合成装置，通过预设的控制程序进行全自动合成，避免操作人员直接接触放射性核素，有利于辐射防护。

附图说明

图1本发明为实施例2所制备的化合物[¹⁸F]5所示氟代吡咯并嘧啶类化合物的HPLC结果示意图；

图2为本发明实施例4所制备的化合物[¹⁸F]9所示¹⁸F标记的氟代吡咯并嘧啶类衍生物的HPLC结果示意图；

图3为本发明实施例5提供的用于对受试者中枢神经系统或脑组织中LRRK2进行正电子发射断层扫描的系统结构示意图；

图4为本发明实验例1提供的化合物[¹⁸F]5在正常ICR小鼠体内正电子发射动态60分钟显像结果示意图；

图5为本发明实验例1提供的化合物[¹⁸F]5在正常ICR小鼠体内的时间-活度曲线，其中，横坐标为时间(单位：分钟)，纵坐标为每克组织放射性占注入量的百分比(单位：％ID/g)；

图6为本发明实验例1提供的化合物[¹⁸F]9在正常ICR小鼠体内正电子发射动态60分钟显像结果示意图；

图7为本发明实验例1提供的化合物[¹⁸F]9在正常ICR小鼠体内的时间-活度曲线，其中，横坐标为时间(单位：分钟)，纵坐标为每克组织放射性占注入量的百分比(单位：％ID/g)；

图8为本发明实验例2提供的化合物[¹⁸F]9在LRRK2野生型转基因小鼠和LRRK2G2019S转基因小鼠体内正电子发射动态60分钟显像结果示意图；

图9为本发明实验例2提供的化合物[¹⁸F]9在LRRK2野生型转基因小鼠和LRRK2G2019S转基因小鼠体内的时间-活度曲线，其中，横坐标为时间(单位：分钟)，纵坐标为每克组织放射性占注入量的百分比(单位：％ID/g)。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供了一种¹⁹F取代的氟代吡咯并嘧啶类化合物，该化合物可用于LRRK2正电子发射显像，其制备历程及具体步骤如下：

化合物1的合成步骤：

将4-氯-5-碘-7H-吡咯[2,3-d]嘧啶(1.96g，7mmol)溶于四氢呋喃(50ml)中的溶液冷却至0℃并用氢化钠(60％存于油中，0.308g，7.7mmol)分三份加入。在0℃搅拌反应混合物1h后，逐滴添加2-(三甲基硅基)乙氧基甲基氯化物(1.28g，7.6mmol)，将反应混合物加热至室温并搅拌4h。用饱和氯化钠水溶液(10m)骤冷反应。将有机层经硫酸钠干燥，过滤，真空浓缩。硅胶色谱(洗脱剂，10:1石油醚/乙酸乙酯)，产品为白色固体，产率约为55％。

化合物1核磁结果：

¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.72(s,1H),8.16(s,1H),5.63(s,2H),3.53-3.57(t,J＝8.0Hz,2H),0.83-0.87(t,J＝8.0Hz,2H),-0.06(s,9H).

¹³C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ151.34,136.71,116.72,73.42,66.55,53.27,17.54,-0.96.

化合物2的合成步骤：

将吗啉(0.245g，2.81mmol)和N，N-二异丙基乙胺(0.663g，5.13mmol)添加到4-氯-5-碘-7-((2-(三甲基硅基)乙氧基)-甲基)-7H吡咯[2,3-d]嘧啶(2)(1.05g，2.56mmol)溶于正丁醇(50ml)中的溶液中，回流加热反应混合物18h，减压浓缩后，加入盐酸水溶液(0.1M，10ml)，过滤收集所得固体，用水(20ml)洗涤，真空干燥，得到黄色固体，产率约为68％。

化合物2核磁结果：

¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.42(s,1H),7.84(s,1H),5.56(s,2H),3.85-3.88(t,J＝6.0Hz,4H),3.52-3.56(m,6H),0.82-0.86(t,J＝8.0Hz,2H),-0.06(s,9H).

¹³C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ160.59,152.58,151.24,133.41,107.69,72.77,66.44,66.19,53.28,51.62,17.57,-0.95.

化合物3的合成步骤：

向反应瓶中加入化合物2(500mg，1.1mmol)和(6-溴吡啶)硼酸(242mg，1.12mmol)、二氯双(三苯基膦)钯(II)(41mg，58μmol)和碳酸钾(447mg，3.23mmol)。将反应混合物抽真空并在氮气保护下加入乙醇和水(4:1,10mL)。然后将其在100℃下加热18小时。萃取后真空浓缩，残余物通过硅胶色谱纯化(洗脱剂为1:2乙酸乙酯/石油醚)，得到黄色固体，产率约47％。

化合物3核磁结果：

¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.60-8.61(d,J＝4.0Hz,1H,),8.50(s,1H),7.90-7.93(m,2H),7.79-7.81(d,J＝8.0Hz,1H),5.64(s,2H),3.58-3.62(t,J＝8.0Hz,6H),3.19-3.23(m,4H),0.85-0.89(t,J＝8.0Hz,2H),-0.06(s,9H).

¹³C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ160.27,151.30,149.33,139.52,139.01,130.69,128.28,127.25,111.63,73.10,72.78,66.31,65.80,65.35,49.95,17.60,0.95.

化合物4的合成步骤：

向反应瓶中加入化合物2(500mg，1.1mmol)和(6-氟吡啶)硼酸(158mg，1.12mmol)、二氯双(三苯基膦)钯(II)(41mg，58μmol)和碳酸钾(447mg，3.23mmol)。将反应混合物抽真空并在氮气保护下加入乙醇和水(4:1,10mL)。然后将其在100℃下加热18小时。萃取后真空浓缩，残余物通过硅胶色谱纯化(洗脱剂为1:2乙酸乙酯/石油醚)，得到白色固体，产率约32％。

化合物4核磁结果：

¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.49(s,1H),8.42-8.43(d,J＝4.0Hz,1H),8.11-8.16(m,1H),7.85(s,1H),7.34-7.36(m,1H),5.64(s,2H),3.58-3.62(t,J＝8.0Hz,2H),3.47-3.49(t,J＝4.0Hz,4H),3.19-3.21(t,J＝4.0Hz,4H),0.85-0.89(t,J＝8.0Hz,2H),-0.06(s,9H).

¹³C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ163.51,160.35,151.27,146.32,141.89-141.97(d,J＝8.0Hz),129.45-129.49(d,J＝4.0Hz),126.86,111.70,110.04,109.66,103.38,73.04,66.27,65.84,49.98,17.60,-0.95.

化合物5的合成步骤：

将化合物4(200mg，0.46mmol)溶解于三氟乙酸(5mL)后在室温下搅拌2h。将反应混合物减压浓缩以得到黄色油状产物，然后在甲醇(5ml)中加入固体碳酸钾，使其pH>7。将反应混合物搅拌30分钟，过滤并在真空中浓缩。残余物通过硅胶色谱纯化(洗脱剂为5:1乙酸乙酯/石油醚)，得到白色固体，产率约21％。

化合物5核磁结果：

¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ12.34(s,1H),8.44(s,1H),8.03(s,1H),7.91-7.93(d,J＝8.0Hz,1H),7.78-7.80(d,J＝2.5Hz,1H),7.69-7.73(m,1H),3.49-3.51(t,J＝8.0Hz,4H),3.16-3.19(m,4H).

¹³C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ160.37,153.82,150.97,136.88,133.11,131.62,130.19,124.45,119.36,114.14,112.02,102.94,65.97,49.95.

实施例2

本实施例提供了一种¹⁸F标记的氟代吡咯并嘧啶类化合物，其制备方法如下：

以实施例1制备而成的化合物3为原料进行如下步骤：

[¹⁸F]4的合成步骤：

将1mg化合物3溶于200μL DMSO后，加入到装有干燥的[¹⁸F]F-反应瓶中，压盖，150℃反应20分钟即可实现标记反应，得[¹⁸F]4。

化合物[¹⁸F]4与化合物4共进样HPLC提示成功对化合物3进行了标记。

[¹⁸F]5的合成步骤：

将[¹⁸F]4C18小柱固相萃取后用2mL二氯甲烷淋洗下来，氮气吹干后加入二氯甲烷(200μL)溶解后缓慢滴加三氟乙酸(200μL)40℃压盖振荡5min。将反应混合物用2M碳酸钾溶液(2mL)将pH值调至中性，C18小柱固相萃取，反相高效液相色谱分离纯化(流速：1mL/min；流动相：乙腈/水+0.1％TFA(v/v,25:75))，得到[¹⁸F]5，即如式I所示的¹⁸F标记的氟代吡咯并嘧啶类化合物，放射化学产率约为22.5％。

化合物[¹⁸F]5与化合物5共进样HPLC提示标记成功(图1)。

实施例3

本实施例提供了一种用于LRRK2正电子发射显像的¹⁹F取代的吡咯并嘧啶类化合物，其制备历程及具体步骤如下：

化合物1的合成步骤：

将4-氯-5-碘-7H-吡咯[2,3-d]嘧啶(1.96g，7mmol)溶于四氢呋喃(50ml)中的溶液冷却至0℃并用氢化钠(60％存于油中，0.308g，7.7mmol)分三份加入。在0℃搅拌反应混合物1h后，逐滴添加2-(三甲基硅基)乙氧基甲基氯化物(1.28g，7.6mmol)，将反应混合物加热至室温并搅拌4h。用饱和氯化钠水溶液(10m)骤冷反应。将有机层经硫酸钠干燥，过滤，真空浓缩。硅胶色谱(洗脱剂，10:1石油醚/乙酸乙酯)，产品为白色固体，产率约为55％。

化合物1核磁结果：

¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.72(s,1H),8.16(s,1H),5.63(s,2H),3.53-3.57(t,J＝8.0Hz,2H),0.83-0.87(t,J＝8.0Hz,2H),-0.06(s,9H).

¹³C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ151.34,136.71,116.72,73.42,66.55,53.27,17.54,-0.96.

化合物6的合成步骤：

将二甲胺(0.245g，2.81mmol)和N，N-二异丙基乙胺(0.663g，5.13mmol)添加到4-氯-5-碘-7-((2-(三甲基硅基)乙氧基)-甲基)-7H吡咯[2,3-d]嘧啶(2)(1.05g，2.56mmol)溶于正丁醇(50ml)中的溶液中，回流加热反应混合物18h，减压浓缩后，加入盐酸水溶液(0.1M，10ml)，过滤收集所得固体，用水(20ml)洗涤，真空干燥，得到黄色固体，产率约为68％。

化合物6核磁结果：

¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.30(s,1H),7.75(s,1H),5.53(s,2H),3.53(d,J＝8.0Hz,2H),3.21(s,6H),0.84(s,2H),-0.06(s,9H).

¹³C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ160.54,152.47,150.98,132.68,106.42,72.69,66.12,53.45,49.05,43.50,17.59,-0.96.

化合物7的合成步骤：

向反应瓶中加入化合物6(500mg，1.1mmol)和(6-硝基吡啶)硼酸(242mg，1.12mmol)、二氯双(三苯基膦)钯(II)(41mg，58μmol)和碳酸钾(447mg，3.23mmol)。将反应混合物抽真空并在氮气保护下加入乙醇和水(4:1,10mL)。然后将其在100℃下加热18小时。萃取后真空浓缩，残余物通过硅胶色谱纯化(洗脱剂为1:2乙酸乙酯/石油醚)，得到黄色固体，产率约47％。

化合物7核磁结果：

¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.83(s,1H),8.43(d,J＝8.3Hz,2H),8.30(d,J＝10.6Hz,1H),8.04(s,1H),5.65(s,2H),3.63(t,J＝8.0Hz,2H),2.82(s,6H),0.89(s,2H),-0.04(s,9H).

¹³C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ167.77,155.3,153.87,151.68,143.68,138.51,118.72,108.95,87.98,68.23,43.50,23.45,-0.96.

化合物8的合成步骤：

向反应瓶中加入化合物6(425mg，1.1mmol)和(6-氟吡啶)硼酸(158mg，1.12mmol)、二氯双(三苯基膦)钯(II)(41mg，58μmol)和碳酸钾(447mg，3.23mmol)。将反应混合物抽真空并在氮气保护下加入乙醇和水(4:1,10mL)。然后将其在100℃下加热18小时。萃取后真空浓缩，残余物通过硅胶色谱纯化(洗脱剂为1:2乙酸乙酯/石油醚)，得到黄色固体，产率约47％。

化合物8的核磁结果

¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.80(s,1H),8.49(d,J＝8.3Hz,2H),8.27(d,J＝10.6Hz,1H),7.06(s,1H),5.65(s,2H),3.63(t,J＝8.0Hz,2H),2.15(s,6H),0.79(s,2H),-0.04(s,9H).

¹³C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ166.77,162.44,153.87,141.68,138.68,135.56,110.72,110.2,108.9,87.98,68.23,43.50,17.59,-0.96.

化合物9的合成步骤：

将化合物8(123mg，0.48mmol)溶解于三氟乙酸(5mL)后在室温下搅拌2h。将反应混合物减压浓缩以得到黄色油状产物，然后在甲醇(5ml)中加入固体碳酸钾，使其pH>7。将反应混合物搅拌30分钟，过滤并在真空中浓缩。残余物通过硅胶色谱纯化(洗脱剂为5:1乙酸乙酯/石油醚)，得到白色固体，产率约21％。

化合物9的核磁结果：

¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ12.15(s,1H),8.36(d,J＝1.9Hz,1H),8.31(s,1H),8.07(td,J＝8.2,2.5Hz,1H),7.56(d,J＝2.2Hz,1H),7.27(dd,J＝8.4,2.8Hz,1H),2.77(s,6H).

¹³C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ166.77,162.44,153.87,151.39,141.68,138.68,118.23,109.46,108.37,43.50

实施例4

本实施例提供了一种¹⁸F标记的氟代吡咯并嘧啶类化合物，其制备方法如下：

以实施例1制备而成的化合物3为原料进行如下步骤：

[¹⁸F]8的合成步骤：

将1mg化合物7溶于200μL DMSO后，加入到装有干燥的[18F]F-反应瓶中，压盖，150℃反应20分钟即可实现标记反应，得[¹⁸F]8。

如图2所示，化合物[¹⁸F]8与化合物8共进样HPLC提示成功对化合物7进行了标记。

[¹⁸F]9的合成步骤：

将[¹⁸F]8C18小柱固相萃取后用2mL二氯甲烷淋洗下来，氮气吹干后加入二氯甲烷(200μL)溶解后缓慢滴加三氟乙酸(200μL)40℃压盖振荡5min。将反应混合物用2M碳酸钾溶液(2mL)将pH值调至中性，C18小柱固相萃取，反相高效液相色谱分离纯化(流速：1mL/min；流动相：乙腈/水(v/v,30:70))，得到[¹⁸F]9，即如式I所示的¹⁸F标记的氟代吡咯并嘧啶类化合物，放射化学产率约为32.6％。

如图2所示，化合物[¹⁸F]9与化合物9共进样HPLC提示标记成功。

实施例5

如图3所示，本实施例提供了一种用于对受试者中枢神经系统或脑组织中LRRK2进行正电子发射断层扫描的系统1000，包括检测模块100，检测模块100用于向受试者施用式I所示的氟代吡咯嘧啶类化合物，待其透过血脑屏障进入中枢神经系统或脑组织后，进行PET成像以研究LRRK2介导的疾病特征。

实验例1

为了进一步验证本发明所述¹⁸F标记的氟代吡咯并嘧啶类化合物的应用效果，本发明同时提供了如下实验例：

实验对象：

正常ICP雄性小鼠

实验试剂：

实验组：实施例2及实施例4所制备的化合物[¹⁸F]5和化合物[¹⁸F]9所示¹⁸F标记的氟代吡咯并嘧啶类化合物；

实验方法：

将实验组标记上的化合物取约100μL/100μGi注入正常ICP小鼠体内，立即进行60分钟的正电子发射显像，然后分别计算2min、5min、60min放射性在脑中摄取情况。实验结果见图4、图5、图6和图7。

图4、图5、图6和图7的结果均说明¹⁸F标记的氟代吡咯并嘧啶类化合物[¹⁸F]5和[¹⁸F]9在体内随时间变长，最高脑摄取分别为2.33％ID/g和3.58％ID/g，并且没有明显骨头摄取，说明其在体内稳定，不易脱氟，并能通过代谢器官快速清除。

实验例2

为了进一步验证本发明所述¹⁸F标记的氟代吡咯并嘧啶类化合物的应用效果，本发明同时提供了如下实验例：

实验对象：

LRRK2野生型转基因小鼠、LRRK2 G2019S突变型转基因小鼠

实验试剂：

实验组：实施例4所制备的化合物[¹⁸F]9所示¹⁸F标记的氟代吡咯并嘧啶类化合物；

实验方法：

将实验组标记上的化合物取约100μL/100μGi分别注入小鼠体内，立即进行60分钟的正电子发射显像，然后分别计算2min、5min、60min放射性在脑中摄取情况。实验结果见图8和图9。

图8和图9的结果均说明¹⁸F标记的氟代吡咯并嘧啶类化合物[¹⁸F]9在LRRK2野生型转基因小鼠和LRRK2 G2019S突变型转基因小鼠中最高脑摄取分别为1.12％ID/g和1.66％ID/g，可以反映LRRK2在正常和突变状态下的表达差异。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.氟代吡咯并嘧啶类化合物，其特征在于，具有如式I所示结构：

其中，R¹选自：

2.权利要求1所述的氟代吡咯并嘧啶类化合物的前体化合物，其特征在于，具有如式Ⅱ所示结构：

其中，R¹选自：

R²选自

3.根据权利要求2所述的前体化合物，其特征在于，R²选自

4.权利要求2或3所述前体化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)化合物a与SEM-Cl经Hofmann烷基化反应得化合物b；

(2)化合物b与R¹经Hofmann烷基化反应得化合物c；

(3)化合物c与R²-硼酸或R²-硼酸酯经Suzuki偶联反应得化合物d；

(4)化合物d与三氟乙酸经酸解脱保护基得式Ⅱ化合物；

其中R¹和R²的指代同权利要求2或3。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)以四氢呋喃为溶剂，和/或，步骤(2)以正丁醇为溶剂，和/或，步骤(3)以体积比为4:1的乙醇和水为溶剂，和/或，步骤(4)以二氯甲烷为溶剂。

6.权利要求1所述氟代吡咯并嘧啶类化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

以权利要求2或3所述的前体化合物为原料，与[^18/19F]F^-反应制得所述氟代吡咯并嘧啶类化合物；

或以权利要求4或5所述的制备方法先制得所述前体化合物，再与[^18/19F]F^-反应制得所述氟代吡咯并嘧啶类化合物。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，当使用[¹⁸F]F^-进行反应时，所述制备方法具体步骤如下：

在纯有机相的条件下，以权利要求2或3所述的前体化合物为原料，以[¹⁸F]F^-亲核取代R²进行¹⁸F标记；

其中R¹和R²的指代同权利要求2或3。

8.权利要求1所述的氟代吡咯嘧啶类化合物或权利要求2或3所述的前体化合物在制备正电子发射显像剂中的应用。

9.权利要求1所述的氟代吡咯嘧啶类化合物或权利要求2或3所述的前体化合物在制备LRRK2正电子示踪剂中的应用。

10.一种用于对受试者中枢神经系统或脑组织中LRRK2进行正电子发射断层扫描的系统，其特征在于，所述系统包括检测模块，所述检测模块用于向受试者施用式I所示的氟代吡咯嘧啶类化合物，待其透过血脑屏障进入中枢神经系统或脑组织后，进行PET成像以研究LRRK2介导的疾病特征。

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