CN113549052A - 4-苯基-1-（吡啶-4-基甲基）吡咯烷-2-酮衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents

4-苯基-1-（吡啶-4-基甲基）吡咯烷-2-酮衍生物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于放射性药物化学与核医学技术领域。本发明提供了一种4‑苯基‑1‑(吡啶‑4‑基甲基)吡咯烷‑2‑酮衍生物，其结构式如式Ⅰ所示，本发明还提供了制备该4‑苯基‑1‑(吡啶‑4‑基甲基)吡咯烷‑2‑酮衍生物的中间体化合物，以及制备方法和应用。本发明提供的4‑苯基‑1‑(吡啶‑4‑基甲基)吡咯烷‑2‑酮衍生物与SV2A具有高亲和力，其放射性标记方法简单，标记产率高，有利于临床大剂量生产和应用，可用于制备SV2A变化相关疾病的诊断的显像剂。

Description

4-苯基-1-（吡啶-4-基甲基）吡咯烷-2-酮衍生物及其制备方 法和应用
技术领域
本本发明涉及放射性药物化学与核医学技术领域，具体涉及一类4-苯基 -1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物及其制备方法和应用。
背景技术
癫痫(epilepsy)是大脑神经元突发性异常放电，导致短暂的大脑功能性障碍的一种慢性疾病。在中国，癫痫已成为仅次于头痛的第二大神经内科常见疾病，给患者和家属带来巨大的痛苦和沉重的经济负担。虽然目前国内外对于癫痫的治疗主要以药物治疗为主，但是仍有约20％～30％患者为药物难治性癫痫。癫痫的外科手术治疗为这一部分患者提供了一种新的治疗手段，而术前对病灶的准确定位是手术成功的关键。
正电子发射断层扫描(positron emission tomography，PET)，作为一种无创性的探索人脑生化过程的影像诊断手段，在癫痫定位诊断中具有重要的意义。目前用于癫痫病灶定位诊断的PET显像剂，无论是代谢型显像剂(18F-FDG)还是神经受体显像剂(靶向GABAA/BZ受体和鸦片受体等)，在临床应用研究中都有一定的局限性，无法独立定位所有患者的致痫灶。广泛分布于大脑的突触囊泡蛋白2A(synaptic vesicle glycoprotein 2A，SV2A)已被证实为新型抗癫痫药物左乙拉西坦(Levetiracetam，LEV)以及布瓦西坦(Brivaracetam，BRV)的靶向分子位点，并在难治性癫痫动物模型和患者中表现出极高的临床应用价值。在颞叶癫痫和海马硬化大鼠模型中海马的SV2A表达降低，蛋白质印迹法分析以及 SV2A相关显像剂11C-UCB-J的PET扫描发现颞叶癫痫以及引发难治性癫痫的畸形(如皮质发育不良和皮质结节)的患者的颞皮层SV2A表达显著降低。表明了SV2A是一个非常有前景的可用于癫痫病灶诊断的新靶点。
11C-LEV是靶向SV2A开发的较早的PET显像剂，其在很多器官中都有较高的摄取，亲和性较低(Ki＝1.6μM)以及清除速率缓慢，不能满足临床需要的要求，且到目前为止，它的体内评价还未被报道。11C-UCB-A在小型猪、大鼠和恒河猴中进行了一系列的临床前研究，结果显示其脑清除缓慢，因此可能不适用于PET成像。18F-UCB-H是第一个用于体内定量检测SV2A，在大鼠和非人灵长类动物中表现出良好的动力学性质和人类可以接受的放射剂量；它的合成一直具有很大的挑战，最近一种改进的合成方法被报道出来，但产率仍较低。此外，它的特异性结合能力相对较低(Ki＝40nM)，且关于人脑成像方面的研究尚未有人报道。11C-UCB-J作为一个PET放射性示踪剂在恒河猴中表现出优良的性质(Ki＝6.3nM)，并已经用于相关临床疾病的诊断研究。随着SV2A 显像剂的开发，相关显像剂已经应用于临床诊断，但已报道的显像剂标记条件复杂，标记产率低，标记条件简单收率高的新型PET显像剂仍需要进一步开发。
发明内容
为了克服现有SV2A显像剂标记条件复杂和产率低的问题，本发明在已报道的显像剂的基础上，引入一个氟丙基，得到一系列新型的18F标记的4-苯基 -1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物。
本发明的目的之一在于，提供一类高亲和SV2A的4-苯基-1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物。该类化合物与SV2A具有高亲和力，属于诊断和治疗 SV2A相关疾病的全新化合物。一种4-苯基-1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物，其结构式如式Ⅰ所示：
Figure BDA0003156814480000021
其中，R1、R2和R3分别各自独立的选自H或F中的一种；
R4、R5和R6分别各自独立的选自亚甲基(CH2)或氘代亚甲基(CD2)中的一种；
F为19F或18F。
优选地，所述4-苯基-1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物选自
Figure BDA0003156814480000031
Figure BDA0003156814480000032
中的一种。
本发明还提供一种用于制备上述的4-苯基-1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2- 酮衍生物的中间体化合物，其结构式如式Ⅱ所示：
Figure BDA0003156814480000033
其中，R1、R2和R3分别各自独立的选自H或F中的一种；
R4、R5和R6分别各自独立的选自亚甲基(CH2)或氘代亚甲基(CD2)中的一种；
F为19F或18F；
LG选自甲磺酸酯、对甲苯磺酰酯、三氟甲磺酸或卤素中的一种。
本发明另一方面提供了上述的中间体化合物的制备方法，通过包括反应式Ⅰ所示的步骤实现的：
Figure BDA0003156814480000041
其中，R1、R2和R3分别各自独立的选自H或F中的一种；
R4、R5和R6分别各自独立的选自亚甲基(CH2)或氘代亚甲基(CD2)中的一种；
F为19F或18F；
LG化合物为含有甲磺酸酯、对甲苯磺酰酯、三氟甲磺酸或卤素中的一种离去基团的化合物。
在根据本发明的一个实施方案中，所述中间体化合物的制备方法包括：
1)惰性氛围下于0℃将原料化合物溶解于二氯甲烷中，与3,5-二氟苯甲醛混合常温反应，反应后去除溶剂，然后加入复溶液复溶，将复溶液过滤取滤液，将滤液以柱层析纯化，得第一产物；
所述原料化合物为
Figure BDA0003156814480000042
其中，R1、R2和R3分别各自独立的选自H 或F中的一种；
2)将第一产物溶于乙腈，于0℃下与DBU和硝基甲烷混匀，常温反应，反应后经萃取和柱层析纯化，得第二产物；其中，柱层析展开剂体系石油醚：乙酸乙酯为90：10；
3)将所述第二产物溶于乙醇，加入适量钯碳，氢气条件下反应，反应完成后，过滤取上清液，去除溶剂后得第三产物；
4)将第三产物与异烟醛以摩尔比1：1共溶于乙醇中，并加入适量乙酸，然后于惰性氛围中于70℃进行一次反应，一次反应后冷却至0℃，然后加入还原剂进行二次反应，二次反应完成后以稀盐酸调PH为7，过滤取上清，去除溶剂后以乙酸乙酯萃取，取有机相以无水硫酸钠干燥后，去除溶剂，加入乙酸复溶，80℃条件下进行三次反应，三次反应后旋除乙酸，柱层析展开剂体系为纯乙酸乙酯，得第四产物；
其中，第三产物、异烟醛与还原剂的摩尔比为1：1：3；
5)将第四产物、丙烯酸甲酯、Pd(OAc)2和三苯基膦(PPh3)以摩尔比比1： 5：0.1：0.2共溶于DFM中，然后加入三乙胺，于惰性氛围120℃进行反应，反应后以饱和食盐水去除DMF，经乙酸乙酯萃取和柱层析纯化后，得到第五产物；
6)将所述第五产物溶于甲醇，冰水浴条件下，3-5min内分批加入还原剂，常温下充分反应，反应后去除甲醇，经柱层析纯化得第六产物；其中，所述第五产物与还原剂的摩尔比为1：10，柱层析展开剂体系为纯乙酸乙酯；
7)将所述第六产物溶解于二氯甲烷中，于0℃的条件下，先加入三乙胺，再加入LG化合物和二甲基氨基吡啶(DMAP)，混匀并于常温充分反应，反应后水洗，去除溶剂，柱层析纯化，即得式Ⅱ化合物中间体；其中，第六产物： LG化合物：三乙胺：DMAP的摩尔比＝1:2:2:0.1，柱层析展开剂体系二氯甲烷：甲醇：氨水为95：5：0.5；
其中，步骤4)和6)中所述还原剂为LiAlH4或NaBH4。
在根据本发明的一个实施方案中，步骤1)中，所述复溶液由二氯甲烷和正己烷以体积比1：10混合得到；柱层析展开剂体系石油醚：乙酸乙酯为90： 10。
在根据本发明的一个实施方案中，步骤2)中，第一产物的乙腈溶液、DBU 和硝基甲烷的体积比为1：1：1；优选的，萃取前稀盐酸调pH至7，加水稀释反应后溶液后以乙酸乙酯萃取；
本发明的再一方面提供了上述的4-苯基-1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物的制备方法，包括：
将式Ⅱ化合物中间体溶于有机溶剂中，加入正丁基氟化铵，于50℃保温反应，反应完成后去除溶剂，柱层析纯化即得；所述有机溶剂选自四氢呋喃、二氯甲烷或乙腈中的任一种；
其中，柱层析展开剂体系二氯甲烷：甲醇为96：4；
式Ⅱ化合物中间体在反应液中浓度为10-70mg/mL，式Ⅱ化合物中间体与正丁基氟化铵的摩尔比为1-2：1。
本发明还提供了用于制备4-苯基-1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物的前体化合物，所述前体化合物选自所述第一产物、第二产物、第三产物、第四产物、第五产物或第六产物中的任一种。
本发明还提供了上述的4-苯基-1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物在制备正电子放射断层成像(PET)的显像剂的应用。
本发明进一步提供了一种用于癫痫或卒中诊断的PET显像剂，包含上述的4-苯基-1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物。
进一步地，所述4-苯基-1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物中含有18F 标记。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明提供的4-苯基-1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物与SV2A具有高亲和力，属于诊断和治疗SV2A相关疾病的全新化合物，其制备方法简单，制备利率高，有利于规模化生产和应用。
附图说明
图1为本发明的实施例7的PET成像图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
实施例1 4-(R)-1-(((3-(3-氟丙基)吡啶-4-基)甲基)-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-2-酮
结构式如下：
Figure BDA0003156814480000071
合成路线如下：
Figure BDA0003156814480000072
(E)-3-(4-((2-氧代-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-1-基)甲基)吡啶-3-基)丙烯酸甲酯
将1-((3-溴吡啶-4-基)甲基)-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-2-酮(2g，5.19mmol)、丙烯酸甲酯(2.18g，25.97mmol)、Pd(OAc)2(0.12g，0.53mmol)和 PPh3(0.327g，1.2mmol)溶解到30mL的DMF中，加入3mL三乙胺，氮气保护，120℃的温度下反应5h。用饱和食盐水除去DMF，用乙酸乙酯萃取，用纯乙酸乙酯柱层析得到1.6g产物，产率为79％。HRMScalcd for C20H17F3N2O3 390.1191；found,391.1256。
1-((3-(3-羟丙基)吡啶-4-基)甲基)-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-2-酮
将(E)-3-(4-((2-氧代-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-1-基)甲基)吡啶-3-基)丙烯酸甲酯(1.6g，4.1mmol)溶解到30mL甲醇中，冰水浴，分批加入LiAlH4(1.56g， 41mmol)，5min加完，常温反应10h，旋除甲醇，柱层析展开剂体系二氯甲烷：甲醇为10：1，得到0.6g消旋化合物，产率为40％。混合物经过手性半制备HPLC(ChiralCel OD column(4.6mm×250mm,10μm,DAICEL Corporation))纯化，流速：2min/L,目标化合物出峰时间为12.5min,得到0.3g。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.58–8.17(m,2H),7.03(d,J＝4.9Hz,1H),6.86–6.63(m,2H),4.65(d,J＝15.5Hz,1H),4.42(d,J＝15.5Hz,2H),3.68–3.50(m, 4H),3.32–3.13(m,1H),2.90–2.82(m,1H),2.79–2.65(m,2H),2.57–2.48(m, 1H),1.82–1.73(m,2H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ173.36,153.09,152.95, 152.86,152.72,150.72,149.67,149.54,149.40,147.50,142.72,140.33,138.11, 138.02,137.87,136.05,122.91,111.09,111.00,110.90,110.81,77.57,77.15,76.72, 61.11,53.44,43.07,38.10,36.58,33.58,25.95.HRMS calcd for C19H19F3N2O2 364.1399；found,365.1354[M+H]+。
3-(4-((2-氧代-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-1-基)甲基)吡啶-3-基)4-甲基苯磺酸丙酯
将1-((3-(3-羟丙基)吡啶-4-基)甲基)-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-2-酮(0.6g，1.65mmol)溶解到30mL二氯甲烷中，在0℃的条件下，加入2mL三乙胺，然后加入TsCl(1.26g，0.66mmol)和DMAP(20mg，0.16mmol)，常温反应36 小时，水洗，旋除溶剂，柱层析展开剂体系二氯甲烷：甲醇：氨水为95：5： 0.5，得到0.7g产物，产率为82％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.52(s,2H), 7.72-7.59(m,2H),7.36-7.32(m,1H)，7.07(d,J＝7.2Hz,2H),6.89-6.72(m,1H), 3.79-3.55(m,5H),3.26(s,3H),2.74-2.65(m,1H),2.43-2.34(m,2H),2.25(s,3H).HRMS calcd for C26H25F3N2O4S 518.1487；found,519.1568[M+H]+。
1-((3-(3-氟丙基)吡啶-4-基)甲基)-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-2-酮
将3-(4-((2-氧代-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-1-基)甲基)吡啶-3-基)4-甲基苯磺酸丙酯(0.7g，1.35mmol)溶解到10mL四氢呋喃中，加入1mL正丁基氟化铵(1M),50℃的条件下反应10小时，旋除溶剂，柱层析展开剂体系二氯甲烷：甲醇为96：4，得到0.4g产物，产率为80％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.52 (s,2H),7.21(s,1H),6.92–6.72(m,2H),4.75(d,J＝15.6Hz,1H),4.46(d,J＝ 15.7Hz,1H),4.15(t,J＝6.3Hz,2H),3.86–3.49(m,2H),3.25(t,J＝6.9Hz,2H), 3.01–2.69(m,4H),2.68–2.54(m,1H),1.97(dt,J＝12.9,6.3Hz,2H).HRMScalcd for，C19H18F4N2O 366.1355 found,367.1529[M+H]+。
实施例2
(R)-1-(((3-(3-氟丙基-3,3-d2)吡啶-4-基)甲基)-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-2- 酮结构式如下：
Figure BDA0003156814480000091
合成路线如下：
Figure BDA0003156814480000092
1-((3-(3-羟丙基-3,3-d2)吡啶-4-基)甲基)-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-2-酮
将(E)-3-(4-((2-氧代-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-1-基)甲基)吡啶-3-基)丙烯酸甲酯(1g，2.56mmol)溶解到30mL甲醇中，冰水浴，分批加入LiAlD4(0.47g， 12.8mmol)，5min加完，常温反应10h，旋除甲醇，柱层析展开剂体系二氯甲烷：甲醇为10：1，得到0.25g消旋化合物，产率为27％。混合物经过手性半制备HPLC(ChiralCel OD column(4.6mm×250mm,10μm,DAICEL Corporation))纯化，流速：2min/L,目标化合物出峰时间为12.5min,得到0.15 g。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.40(d,J＝12.9Hz,2H),7.05(s,1H),6.91– 6.54(m,2H),4.67(d,J＝15.4Hz,1H),4.44(d,J＝15.4Hz,1H),3.31–3.11(m, 1H),3.01–2.67(m,3H),2.58–2.50(m,1H),1.92–1.62(m,2H).13C NMR(75 MHz,CDCl3)δ173.17,153.07,153.02,152.94,152.88,150.99,149.74,149.69, 149.61,149.56,147.71,142.50,140.61,140.41,140.20,138.12,138.02,137.96, 137.87,137.27,137.07,136.87,135.99,123.01,111.06,110.97,110.86,110.77, 61.25,60.89,60.60,60.25,53.80,53.43,43.14,38.36,38.13,36.59,33.72,33.62, 33.52,29.56,29.25,25.94.HRMS calcdfor C19H17D2F3N2O2 366.1524 found, 367.2584[M+H]+。
(R)-3-(4-((2-氧代-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-1-基)甲基)吡啶-3-基)丙基-1,1-d2甲磺酸酯
将1-((3-(3-羟丙基-3,3-d2)吡啶-4-基)甲基)-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-2-酮
(0.2g，0.54mmol)溶解到30mL二氯甲烷中，在0℃的条件下，加入2mL 三乙胺，然后加入MsCl(0.2g，0.11mmol)，常温反应0.5小时，水洗，旋除溶剂，柱层析展开剂体系二氯甲烷：甲醇：氨水为95：5：0.5，得到0.19g产物，产率为82％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.47(d,J＝5.8Hz,2H),7.12(d, J＝5.0Hz,1H),6.83(m,2H),4.71(d,J＝15.4Hz,1H),4.42(d,J＝15.4Hz,1H), 3.65–3.54(m,2H),3.24(m,1H),3.06(s,3H),2.83(d,J＝8.1Hz,2H),2.53(d,J ＝8.2Hz,1H),2.04(m,2H).HRMS calcd for，C20H19D2F3N2O4S 444.1300 found,445.2698[M+H]+。
(R)-1-(((3-(3-氟丙基-3,3-d2)吡啶-4-基)甲基)-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-2- 酮
将((R)-3-(4-((2-氧代-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-1-基)甲基)吡啶-3-基)丙基 -1,1-d2甲磺酸酯(0.1g，0.27mmol)溶解到10mL四氢呋喃中，加入1mL正丁基氟化铵(1M),50℃的条件下反应10h，旋除溶剂，柱层析展开剂体系二氯甲烷：甲醇为96：4，得到66mg产物，产率为65.7％。1H NMR(300MHz,CDCl3) δ8.48(s,2H),7.11(d,J＝4.8Hz,1H),6.82(m,2H),4.67(s,1H),4.45(d,J＝15.6 Hz,1H),3.62(d,J＝8.8Hz,2H),3.24(m,1H),2.87(m,3H),2.57(dd,J＝17.0, 8.1Hz,1H),2.00(m,2H).HRMS calcd for，C19H16D2F4N2O368.1481 found, 369.2458[M+H]+。
实施例3
(R)-4-(3,5-二氟苯基)-1-((3-(3-氟丙基)吡啶-4-基)甲基)吡咯烷-2-酮
结构式如下：
Figure BDA0003156814480000111
合成路线如下：
Figure BDA0003156814480000112
(E)-3-(3,5-二氟苯基)丙烯酸甲酯
将乙氧甲酰基亚甲基三苯基膦(8.8g，25.2mmol)溶解到40mL二氯甲烷中，氮气保护，在0℃的条件下搅拌，将3,5-二氟苯甲醛(3g，21mmol)溶解到10mL二氯甲烷中并注射到前一体系中，常温反应0.5小时。旋干溶解，加入3mL二氯甲烷和30mL正己烷，过滤三苯氧膦固体，柱层析展开剂体系石油醚：乙酸乙酯为90：10，得到产物3.8g，产率为91％。HRMScalcd for， C10H8F2O2198.0492 found,199.2456[M+H]+
3-(3,5-二氟苯基)-4-硝基丁酸甲酯
将(E)-3-(3,5-二氟苯基)丙烯酸甲酯溶解到15mL乙腈中，在0℃的条件下，加入15mL DBU和15mL硝基甲烷，常温反应16小时，稀盐酸调PH到7，加水30mL，用乙酸乙酯萃取，旋干，柱层析展开剂体系石油醚：乙酸乙酯为 90：10，得到产物3g，产率为60％。HRMS calcdfor C11H11F2NO4 259.0656 found,260.0489[M+H]+。
4-氨基-3-(3,5-二氟苯基)丁酸甲酯
将3-(3,5-二氟苯基)-4-硝基丁酸甲酯溶解到20mL的乙醇中，加入0.3g 钯碳，氢气条件下反应10小时，过滤，旋除溶剂，得到产物2.69g，产率为 100％。HRMS calcd for，C11H13F2NO2 229.0914 found,230.0159[M+H]+。
1-((3-溴吡啶-4-基)甲基)-4-(3,5-二氟苯基)吡咯烷-2-酮
将3-(3,5-二氟苯基)-4-硝基丁酸甲酯(3g，11.6mmol)和异烟醛(2.15g，11.6mmol)溶解到40mL乙醇中，加入0.5mL乙酸。氮气保护，在70℃的条件下反应5小时，冷至0℃，加入LiAlH4(1.32g，34.8mmol)后，反应0.5小时，加稀盐酸调PH为7，过滤，旋除乙醇，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，旋除溶剂，加入15mL醋酸，80℃条件下反应6h，旋除乙酸，柱层析展开剂体系为纯乙酸乙酯，得到产物2g，产率为47％。HRMS calcd for， C16H13BrF2N2O366.0179 found,367.1128[M+H]+。
(E)-3-(4-(((4-(3,5-二氟苯基)-2-氧吡咯烷-1-基)甲基)吡啶-3-基)丙烯酸甲酯
将1-((3-溴吡啶-4-基)甲基)-4-(3,5-二氟苯基)吡咯烷-2-酮(2g，2.59mmol)、丙烯酸甲酯(1.09g，12.8mmol)、Pd(OAc)2(0.06g，0.26mmol)和PPh3(0.16g) 溶解到20mL的DMF中，加入3mL三乙胺，氮气保护，120℃的温度下反应5h。用饱和食盐水除去DMF，用乙酸乙酯萃取，用纯乙酸乙酯柱层析得到 0.79g产物，产率为79％。HRMS calcd for，C20H18F2N2O3372.1285 found, 373.2589[M+H]+。
4-(3,5-二氟苯基)-1-((3-(3-羟丙基)吡啶-4-基)甲基)吡咯烷-2-酮
将1-((3-溴吡啶-4-基)甲基)-4-(3,5-二氟苯基)吡咯烷-2-酮(1g，2.68mmol) 溶解到30mL甲醇中，冰水浴，分批加入LiAlH4(1g，26.8mmol)，5min加完，常温反应10h，旋除甲醇，柱层析展开剂体系为纯乙酸乙酯，得到产物 0.61g，产率为65.3％。HRMS calcd for，C19H20F2N2O2 346.1493 found, 347.6852[M+H]+。
3-(4-((4-(3,5-二氟苯基)-2-氧吡咯烷-1-基)甲基)吡啶-3-基)4-甲基苯磺酸丙酯
将4-(3,5-二氟苯基)-1-((3-(3-羟丙基)吡啶-4-基)甲基)吡咯烷-2-酮(0.2g，0.57mmol)溶解到20mL二氯甲烷中，在0℃的条件下，加入1mL三乙胺，然后加入TsCl(0.22g，1.1mmol)和DMAP(2mg)，常温反应12小时，水洗，旋除溶剂，柱层析展开剂体系二氯甲烷：甲醇：氨水为95：5：0.5，得到0.24 g产物，产率为82.1％。HRMS calcd for C26H26F2N2O4S500.1581 found 501.4267[M+H]+。
4-(3,5-二氟苯基)-1-((3-(3-氟丙基)吡啶-4-基)甲基)吡咯烷-2-酮
将3-(4-((4-(3,5-二氟苯基)-2-氧吡咯烷-1-基)甲基)吡啶-3-基)4-甲基苯磺酸丙酯(0.1g，0.2mmol)溶解到10mL四氢呋喃中，加入1mL正丁基氟化铵(1M), 50℃的条件下反应10h，旋除溶剂，柱层析展开剂体系二氯甲烷：甲醇为96： 4，得到43mg产物，产率为62.1％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.42(s,1H), 8.05(t,J＝5.2Hz,1H),6.92–6.72(m,4H),5.19(s,2H),4.31-4.18(m,4H),3.25(t, J＝4.2Hz,1H),2.65–2.32(m,4H),1.97–1.85(m,2H).HRMS calcd for，HRMS calcd for C19H19F3N2O 348.1449 found,349.1459[M+H]+。
实施例4(R)-4-(3,5-二氟苯基)-1-((3-(3-氟丙基-3,3-d2)吡啶-4-基)甲基)吡咯烷-2-酮
结构式如下：
Figure BDA0003156814480000131
合成路线如下：
Figure BDA0003156814480000132
实施例4根据上面的合成路线，参考实例2，得到目标化合物，总产率大概15％。1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.41(s,1H),8.04(t,J＝5.2Hz,1H),6.91– 6.72(m,4H),5.19(s,2H),4.31-4.16(m,2H),3.24(t,J＝4.2Hz,1H),2.65–2.32 (m,4H),1.96–1.83(m,2H).HRMScalcd for，C19H17D2F3N2O 350.1575 found,351.2578[M+H]+
实施例5
(R)-4-(3-氟苯基)-1-((3-(3-氟丙基)吡啶-4-基)甲基)吡咯烷-2-酮
结构式如下：
Figure BDA0003156814480000141
合成路线如下：
Figure BDA0003156814480000142
实施例5根据上面的合成路线，参考实例3，得到目标化合物，总产率大概12％。
HRMS calcd for C19H20F2N2O 330.1544 found,331.2549[M+H]+。
实施例6
(R)-4-(3-氟苯基)-1-((3-(3-氟丙基-3,3-d2)吡啶-4-基)甲基)吡咯烷-2-酮
结构式如下：
Figure BDA0003156814480000143
合成路线如下：
Figure BDA0003156814480000151
实施例5根据上面的合成路线，参考实例2，得到目标化合物，总产率大概14％。HRMS calcd for C19H18D2F2N2O 332.1669 found,333.2675[M+H]+。
实施例7
(R)-1-(((3-(3-(氟-18F)丙基)吡啶基-4-基)甲基)-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-2- 酮
结构式如下：
Figure BDA0003156814480000152
反应方程式如下：
Figure BDA0003156814480000153
实验步骤：
a)将18F-从QMA柱上用1mL K222/K2CO3溶液(160mg K222 in 18.6mL acetonitrile/29mg K2CO3 in 3.4mL water)洗脱进入反应管；
b)于110℃、N2吹扫下蒸干上述K222/K2CO3洗脱液；向蒸发残余物中加入1mL无水乙腈并再次蒸干，重复上述过程三次，制得干燥的18F-/ K222/K2CO3络合物；
c)冷却反应液，向上述干燥的18F-/K222/K2CO3络合物中加入1mg标记前体溶液(1mL的乙腈溶解)，110℃反应10min；
d)向反应管中加入8mL水，后将上述稀释后的反应溶液通过Oasis HLB 固相萃取柱；
e)用10mL水冲洗上述Oasis HLB固相萃取柱；
f)向用1mL甲醇溶液淋洗固相萃取柱，后经半制备HPLC纯化 (PhenomenexGemini-Nx C18 110A(250×4.6mm×5μ，乙腈/0.1％甲酸水＝4/6)，出峰时间为11.5min，纯度大于95％。对比文献，本发明的烷氧基标记条件比文献报道的芳香基标记条件较简单。
实施例8(R)-1-(((3-(3-(氟-18F)丙基-3,3-d2)吡啶-4-基)甲基)-4-(3,4,5-三氟苯基)吡咯烷-2-酮
结构式如下：
Figure BDA0003156814480000161
反应方程式如下：
Figure BDA0003156814480000162
实验步骤参考实例7，经半制备HPLC纯化(Phenomenex Gemini-Nx C18 110A(250×4.6mm×5μ，乙腈/0.1％甲酸水＝4/6)，出峰时间为12.1min，纯度大于95％。
实施例9脑摄取及抑制实验
取周龄一致，性别一致，并且体重在同一区间的大鼠20只(30min)，重复 5组，取10mCi的探针，用氮气吹干，溶于生理盐水中，配制为2μCi/100μL。大鼠尾静脉注射100μL(100μCi)的待测化合物探针盐溶液，按时相处死。眼球摘除取血于预先称量好重量的伽马计数管中，快速解剖大鼠分别取脑组织。所取脏器分别装入预先称量好重量的塑料小袋中，对伽马计数管和塑料袋称重，并装样至计数管检测。将注射液稀释100倍，取出100μL测得其cpm，得到的cpm值记为本次试验的百分之一的注射计量，并做3次本底的测量，数据显示为％ID/mL。具体值见表1。抑制实验：将UCB-H尾静脉注射大鼠体内后10min，取脑、量体积、计数测试其放射性剂量。
表1：脑摄取及抑制实验
Figure BDA0003156814480000171
从表1的结果可以看出，化合物实例1-6的进脑量与已报道的靶向SV2A 的PET显像剂18F-UCB-H接近，同时，经过UCB-H抑制实验，可以看出，化合物实例1-6的进脑量明显降低，说明本专利所提供的化合物与UCB-H具有相似的靶点，进一步证明了该类化合物靶向SV2A。
实施例10对SD大鼠进行麻醉，将它们固定在鼠板上，麻醉后经尾静脉注射放射性化合物，并于给药后进行2小时的micro PET/CT动态扫描，将采集重建后的PET/CT图像传至工作站进行图像融合、显示，判断探针的放射性分布以及与SV2A的结合情况等。从图1可以看出，实例7与文献报道的靶向 SV2A的特异性显像剂显像部位一致，因此，本专利所发明的化合物具有SV2A 特异性。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种4-苯基-1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物，其特征在于，其结构式如式Ⅰ所示：
Figure FDA0003156814470000011
其中，R1、R2和R3分别各自独立的选自H或F中的一种；
R4、R5和R6分别各自独立的选自亚甲基(CH2)或氘代亚甲基(CD2)中的一种；
F为19F或18F。
2.如权利要求1所述的4-苯基-1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物，其特征在于，选自
Figure FDA0003156814470000012
Figure FDA0003156814470000013
中的一种。
3.一种用于制备如权利要求1所述的4-苯基-1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物的中间体化合物，其特征在于，其结构式如式Ⅱ所示：
Figure FDA0003156814470000021
其中，R1、R2和R3分别各自独立的选自H或F中的一种；
R4、R5和R6分别各自独立的选自亚甲基(CH2)或氘代亚甲基(CD2)中的一种；
F为19F或18F；
LG选自甲磺酸酯、对甲苯磺酰酯、三氟甲磺酸或卤素中的一种。
4.如权利要求3所述的中间体化合物的制备方法，其特征在于，通过包括反应式Ⅰ所示的步骤实现的：
Figure FDA0003156814470000022
其中，R1、R2和R3分别各自独立的选自H或F中的一种；
R4、R5和R6分别各自独立的选自亚甲基(CH2)或氘代亚甲基(CD2)中的一种；
F为19F或18F；
LG化合物为含有甲磺酸酯、对甲苯磺酰酯、三氟甲磺酸或卤素中的一种离去基团的化合物。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括：
1)惰性氛围下于0℃将原料化合物溶解于二氯甲烷中，与3,5-二氟苯甲醛混合常温反应，反应后去除溶剂，然后加入复溶液复溶，将复溶液过滤取滤液，将滤液以柱层析纯化，得第一产物；
所述原料化合物为
Figure FDA0003156814470000031
其中，R1、R2和R3分别各自独立的选自H或F中的一种；
2)将第一产物溶于乙腈，于0℃下与DBU和硝基甲烷混匀，常温反应，反应后经萃取和柱层析纯化，得第二产物；其中，柱层析展开剂体系石油醚：乙酸乙酯为90：10；
优选地，第一产物的乙腈溶液、DBU和硝基甲烷的体积比为1：1：1；优选的，萃取前稀盐酸调pH至7，加水稀释反应后溶液后以乙酸乙酯萃取；
3)将所述第二产物溶于乙醇，加入适量钯碳，氢气条件下反应，反应完成后，过滤取上清液，去除溶剂后得第三产物；
4)将第三产物与异烟醛以摩尔比1：1共溶于乙醇中，并加入适量乙酸，然后于惰性氛围中于70℃进行一次反应，一次反应后冷却至0℃，然后加入还原剂进行二次反应，二次反应完成后以稀盐酸调PH为7，过滤取上清，去除溶剂后以乙酸乙酯萃取，取有机相并以无水硫酸钠干燥，去除溶剂，加入乙酸复溶，80℃条件下进行三次反应，三次反应后旋除乙酸，柱层析展开剂体系为纯乙酸乙酯，得第四产物；
其中，第三产物、异烟醛与还原剂的摩尔比为1：1：3；
5)将第四产物、丙烯酸甲酯、Pd(OAc)2和三苯基膦(PPh3)以摩尔比比1：5：0.1：0.2共溶于DFM中，然后加入三乙胺，于惰性氛围120℃进行反应，反应后以饱和食盐水去除DMF，经乙酸乙酯萃取和柱层析纯化后，得到第五产物；
6)将所述第五产物溶于甲醇，冰水浴条件下，3-5min内分批加入还原剂，常温下充分反应，反应后去除甲醇，经柱层析纯化得第六产物；其中，所述第五产物与还原剂的摩尔比为1：10，柱层析展开剂体系为纯乙酸乙酯；
7)将所述第六产物溶解于二氯甲烷中，于0℃的条件下，先加入三乙胺，再加入LG化合物和二甲基氨基吡啶(DMAP)，混匀并于常温充分反应，反应后水洗，去除溶剂，柱层析纯化，即得式Ⅱ化合物中间体；其中，第六产物：LG化合物：三乙胺：DMAP的摩尔比＝1:2:2:0.1，柱层析展开剂体系二氯甲烷：甲醇：氨水为95：5：0.5；
其中，步骤4)和6)中所述还原剂为LiAlH4或NaBH4。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述复溶液由二氯甲烷和正己烷以体积比1：10混合得到；柱层析展开剂体系石油醚：乙酸乙酯为90：10。
7.如权利要求1或2所述的4-苯基-1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物的制备方法，其特征在于，包括：
将式Ⅱ化合物中间体溶于有机溶剂中，加入正丁基氟化铵，于50℃保温反应，反应完成后去除溶剂，柱层析纯化即得；
其中，所述有机溶剂选自四氢呋喃、二氯甲烷或乙腈中的任一种；
柱层析展开剂体系二氯甲烷：甲醇为96：4；
式Ⅱ化合物中间体在反应液中浓度为10-70mg/mL，式Ⅱ化合物中间体与正丁基氟化铵的摩尔比为1-2：1。
8.如权利要求1或2所述的4-苯基-1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物在制备正电子放射断层成像(PET)的显像剂的应用。
9.一种用于癫痫或卒中诊断的PET显像剂，其特征在于，包含如权利要求1或2所述的4-苯基-1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物。
10.如权利要求7所述的PET显像剂，其特征在于，所述4-苯基-1-(吡啶-4-基甲基)吡咯烷-2-酮衍生物中含有18F标记。
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