CN114845998B

CN114845998B - 受保护的do3a的制备

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Publication number: CN114845998B
Application number: CN202080085384.5A
Authority: CN
Inventors: A·菲尔里伽托; S·加泽托
Original assignee: Bracco Imaging SpA
Current assignee: Bracco Imaging SpA
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2024-06-25
Anticipated expiration: 2040-12-09

Abstract

本发明涉及用于一步制备和分离受保护的DO3A、例如作为固体盐的DO3A‑三叔丁酯的方法。

Description

受保护的DO3A的制备

发明领域

本发明涉及有机化学，特别是涉及受保护的DO3A的制备。更具体地，本发明涉及用于一步制备和分离作为盐的受保护的DO3A例如DO3A-三叔丁酯(1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯)的方法。

发明背景

磁共振成像(MRI)是一种著名的诊断成像技术，其在临床诊断中越来越多地用于越来越多的适应征。

医学MRI的强烈扩展已经进一步受益于一类化合物(MRI造影剂)的开发，其通过在它们分布的组织/器官/流体中引起附近水质子弛豫率的显著变化而起作用，从而将相关生理信息添加到通常在非对比MRI图像中获得的令人印象深刻的解剖分辨率中。

商购MRI造影剂的实例包括Gd³⁺离子与线性螯合剂例如作为销售的DTPA配体的配位化合物；作为/>销售的DTPA-BMA配体的Gd³⁺配合物；称为钆贝葡胺并作为MultiHance^TM销售的BOPTA的Gd³⁺配合物；和Gd³⁺与环状螯合剂例如作为/>销售的DOTA配体的配位化合物；称作HPDO3A的长期作为/>销售的羟基化四氮杂大环配体的Gd³⁺配合物，以及相应的称作钆布醇并作为/>销售的丁基-三醇衍生物的Gd³⁺配合物。

制备许多这些大环螯合配体的关键中间体为DO3A(1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸)及其受保护的衍生物，例如下式的三叔丁酯：

DO3A-三叔丁酯的制备通常通过以下两种主要合成途径进行，导致将产物分离为游离碱，或者分离为与烷基化剂的阴离子的盐。

以氢溴酸盐形式分离产物已证明在大规模制备中是优选的，因为它允许以收集稳定形式的产物，其可以方便地储存甚至长的时间期限而不会降解。必要时，然后可以将氢溴酸盐转化为相应的游离碱，然后将其用于后续反应。

因此，随着时间的推移，已经进行了许多尝试来优化作为氢溴酸盐的DO3A-三叔丁酯的合成和分离。

WO93/02045公开了在NaOAc的存在下，在二甲基乙酰胺中用溴乙酸叔丁酯三烷基化轮环藤宁的方法，其需要19天的反应时间，得到期望的氢溴酸盐，总收率为56％。

使反应时间减少到60h的方法由Moore在Org.Synth.2008，85，10-14中公开，所述方法包括在DMAC中使1,4,7,10-四氮杂环十二烷和NaOAc与溴乙酸叔丁酯反应，并且通过用乙醚稀释粗反应物并冷却来沉淀三叔丁酯的氢溴酸盐。然后需要复杂且耗时的后处理程序，其包含多次溶解、洗涤和再沉淀步骤，得到具有65-80％收率的终产物。

Jagadish等人(Tetrahedron Lett.，2011，52(17)，2058-2061)公开了一种方法，其包括在室温下在NaOAc的存在下在DMAC(二甲基乙酰胺)中用溴乙酸叔丁酯使1,4,7,10-四氮杂环十二烷三烷基化24h，将反应混合物倾入水中以得到澄清溶液，和通过添加KHCO₃沉淀氢溴酸盐。然后收集所获得的固体，溶于CHCl₃中，用水洗涤，浓缩并通过添加乙醚重结晶，得到期望的产物，收率为约80％。

US8,138,332公开了一种制备方法，其包括使1,4,7,10-四氮杂环十二烷与溴乙酸叔丁酯在DMAC(二甲基乙酰胺)中并且在NaOAc的存在下在室温下反应5天，将反应浆料倾入显著过量的水中(相对于DMAC为3.9:1(w/w))，得到澄清水溶液，用固体NaHCO₃将该溶液的pH调节至9，并且通过向溶液中添加盐例如KBr来沉淀DO3A-三叔丁酯的氢溴酸盐。通过过滤收集氢溴酸盐，收率为约73％。

上述方法通常需要几天的反应时间，随后是昂贵且耗时的粗产物纯化，因此不适合大规模生产。

对大环的基于Gd的造影剂(例如钆特醇和钆布醇)的兴趣日益增加，且更一般地，对于DO3A衍生物，使得非常期望具有优化的制备程序，其允许克服上述缺点，并且使得能够以更大的例如工业规模便利地制备这种重要的起始材料。

发明概述

申请人现已出乎意料地发现，将通过使1,4,7,10-四氮杂环十二烷(或轮环藤宁，如本文可互换使用)与活化的乙酸酯(例如溴乙酸叔丁酯)在有机溶剂中和在碱的存在下反应获得的原料用水稀释，使得可以直接从粗反应中分离作为固体盐的相应DO3A三酯。

本发明一般涉及用于制备受保护的DO3A(例如DO3A-三叔丁酯)的改进方法，其中直接从用水稀释的有机粗反应物中收集作为固体盐的化合物。

更具体地，本发明涉及制备具有酯保护的羧基的DO3A的优化方法，其主要包括用水稀释通过使1,4,7,10-四氮杂二环十二烷与活化的乙酸酯如叔丁酯在有机溶剂中和在辅助碱的存在下反应获得的粗混合物，然后直接从稀释的混合物中收集作为固体盐的三酯产物。

任选地，所述方法可以包括向其中混合有试剂的有机溶剂中添加补充水。

本发明的一个方面涉及用于制备式(I)的受保护的DO3A盐的一步方法：

其中X为氯、碘，或优选地为溴阴离子；y为1至3的整数，例如1、2或3，且R为C₁-C₆烷基或为芳基；

所述方法主要包括：

1)使轮环藤宁与式XCH₂COOR的活化的乙酸酯在有机溶剂中并且在辅助碱的存在下反应，得到粗反应混合物；

2)向步骤1)的粗混合物中添加水，得到包含式(I)的固体盐形式的受保护的DO3A的悬浮液；和

3)收集并且洗涤所述受保护的DO3A盐。

用于步骤1)的反应中的有机溶剂优选包括偶极非质子溶剂，例如DMF、DMSO、MeCN和DMAC。更优选所述有机溶剂为DMAC。辅助碱优选选自弱碱，例如NaOAc、NaHCO₃、Na₂CO₃、KHCO₃、K₂CO₃、DIPEA、三乙胺；更优选为NaOAc。

优选地，在上式(I)中，X为溴，且y为1或2；更优选y为1。在一个实施方案中，在上式(I)中，R为苄基，更优选R为C₁-C₆烷基。

本发明的C₁-C₆烷基包括包含1至6个碳原子的直链或支链，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基等。最优选地，在式(I)中，R为叔丁基。

在一个实施方案中，步骤1的反应混合物还包含水。

在一个优选的实施方案中，所述方法的步骤1)包括使1,4,7,10-四氮杂环十二烷与溴乙酸叔丁酯反应，用于制备受保护为三叔丁酯的DO3A，例如DO3A-三叔丁酯单氢溴酸盐。

有利地，本发明的方法允许以良好的收率和最佳纯度直接从粗反应混合物中收集作为氢溴酸盐的DO3A-三叔丁酯，因此其可以原样使用(或便利地储存)，而不需要进一步复杂和耗时的纯化或重结晶。

发明详述

在一个实施方案中，本发明涉及用于制备式(IA)的DO3A-三叔丁酯盐的一步方法

其中y为1至3、优选1至2、且更优选为1的整数，所述方法包括：

1)使轮环藤宁与溴乙酸叔丁酯在有机溶剂中并且在辅助碱的存在下反应，得到混合物；

2)向步骤1)的混合物中添加水，得到包含式(IA)的作为固体盐的DO3A-三叔丁酯的悬浮液；和

3)收集并且洗涤所述DO3A-三叔丁酯盐。

步骤1

所述方法的步骤1)包括使轮环藤宁与溴乙酸叔丁酯反应，基本上如以下合成方案1中所概括的：

方案1

该步骤通常包括在有机溶剂中并且在辅助碱的存在下将溴乙酸叔丁酯添加到轮环藤宁中，得到包含作为固体盐的DO3A-三叔丁酯的混合物。

例如，首先将轮环藤宁和辅助碱在有机溶剂中混合，得到混合物，然后向其中加载溴乙酸叔丁酯。

在一个实施方案中，将溴乙酸叔丁酯原样添加到所述混合物中，而对其不进行任何在先的稀释。

在一个优选的实施方案中，本发明方法的步骤1)包括i)获得溴乙酸叔丁酯在有机溶剂中的溶液，和ii)将获得的溶液添加到轮环藤宁和辅助碱在相同有机溶剂中的混合物中。适合的有机溶剂包括如上所述的偶极非质子溶剂；在一个优选的实施方案中，用于本发明方法的有机溶剂为DMAC。

例如，首先例如在室温下用DMAC稀释溴乙酸叔丁酯，得到浓度优选为3-7mol/L(其中L是指DMAC)，更优选3-5，且最优选约4-5mol/L的溴乙酸叔丁酯溶液。

然后将获得的溶液添加到轮环藤宁和辅助碱在DMAC中的混合物中。优选地，混合物中的辅助碱为弱碱；在一个优选的实施方案中为NaOAc。更典型地，所述混合物为悬浮液。

在一些实施方案中，步骤1)的轮环藤宁和辅助碱在DMAC中的混合物可以进一步包含一定量的水(或稀释水)。

当存在时，稀释水的量(按重量计)为所述混合物中轮环藤宁的量的0.1至2倍，更优选0.5至1.5倍。更优选地，其基本上等于按重量计的轮环藤宁的量。

所述方法优选包括制备轮环藤宁和NaOAc在DMAC(和任选的水)中的悬浮液，其中轮环藤宁的终浓度为0.5至1.0，优选0.6至1.0，最优选0.6至0.85mol/L。然后将一定量的溴乙酸叔丁酯加载到该悬浮液中，其用量足以使轮环藤宁实现期望的三烷基化并避免不期望的进一步烷基化。

在一个实施方案中，步骤1)的烷基化反应通过使用1:3(mol/mol)的轮环藤宁:溴乙酸叔丁酯的基本上化学计量比值来进行。在一个替代实施方案中，可以使用过量的溴乙酸叔丁酯，例如约1-30％，优选1-10％过量，相当于1:3至1:4(mol/mol)的轮环藤宁:溴乙酸叔丁酯比值。类似地，在一个实施方案中，使用1:3的轮环藤宁与弱碱NaOAc之间的基本上化学计量比值，而在替代实施方案中，可以使用过量的碱，相当于超过化学计量量1-30％，优选1-10％。

优选将适量的溴乙酸叔丁酯溶液加载到所获得的维持在搅拌和0-25℃的温度下的轮环藤宁和NaOAc的悬浮液中。

这种添加便利地进行1-4小时，优选2-3小时的时间期限。

添加后，将该反应混合物维持在搅拌下直至烷基化反应完成，例如持续约16-48小时的时间期限。

在一个实施方案中，溴乙酸叔丁酯的添加和反应的完成在相同的温度下进行，例如0至25℃，优选5至15℃，更优选10至15℃，例如约12℃；然后，使所获得的反应混合物升高至(或维持)在25℃并在该温度下搅拌约2-4小时。

在一个替代实施方案中，溴乙酸叔丁酯的添加在较低温度，优选0-15℃下进行，而烷基化反应的完成在较高温度，优选20-35℃下进行。

例如，在一个实施方案中，所述方法的步骤1)包括在约10℃的温度下将溴乙酸叔丁酯在DMAC中的溶液添加到轮环藤宁和NaOAc在相同溶剂(和任选的水)中的悬浮液中，这在约2.5小时的时间内进行，在此期间将反应混合物的温度保持在10-15℃。然后，将所获得的反应混合物在该温度下维持搅拌直至烷基化完成，例如20-48h，优选20-30h，更优选20-25小时。完成后，优选使该反应混合物的温度升高至室温(例如约25℃)，并将该混合物维持在该温度下搅拌，再进行2-4小时。

在一个替代实施方案中，在添加溴乙酸叔丁酯溶液后，将所获得的反应混合物的温度升高至例如23-35℃，并将该混合物在该温度下维持搅拌，直至烷基化完成。优选地，将该反应混合物保持在25-30℃的温度下搅拌20-30h，优选20-25h。

在上述条件下，获得轮环藤宁的选择性三烷基化，形成DO3A-三叔丁酯，其作为固体盐，例如作为氢溴酸盐的混合物，更典型地作为单氢溴酸盐保持在悬浮液中。

由此得到粗混合物，典型地为悬浮液或浆料，其包含DO3A-三叔丁基盐(例如作为氢溴酸盐)、副产物盐(例如NaBr)和任选的少量未反应的碱和/或固体悬浮相中的有机杂质。

步骤2

步骤2)便利地通过将水(在本文中也称为“后处理水”)添加到从步骤1)获得的粗浆料中来进行。

申请人确实出乎意料地发现，向从所述方法的步骤1)收集的浆料中适当添加水能够溶解副产物和未反应的成分，同时留下DO3A-三叔丁酯的盐(氢溴酸盐)作为所获得的粗悬浮液中基本上唯一的剩余固体，然后可以收集该粗悬浮液。

待添加到从步骤1)收集的粗混合物中的水的量(按重量计)可以适当地确定，例如相对于进行烷基化反应的轮环藤宁的量(按重量计)。

后处理水的合适量(按重量计)可以是例如进行烷基化反应的起始轮环藤宁的量的十倍或更少。这种量的后处理水通常与包含在DMAC中的轮环藤宁和辅助碱的初始反应混合物中存在的任选量的水无关(然而，该任选量不超过轮环藤宁的量的2倍)。

在一个优选的实施方案中，所述方法的步骤2)通过用一定量的后处理水稀释从步骤1)获得的粗浆料来进行，所述后处理水的量优选为进行烷基化反应的轮环藤宁的量(w/w)的两倍(例如约2.5倍)。优选地，水的量按重量计为反应中的轮环藤宁的量(w/w)的3至10倍，更优选3至8倍，最优选3至6倍，特别优选4至6倍，例如约4、5或6倍。

实际上，正如实验结果所证实的，用高于2倍、例如相当于2.5-8倍、优选3-8倍于相应起始轮环藤宁(进行三烷基化)的量(按重量计)的水稀释从步骤1)获得的粗悬浮液能够溶解悬浮液中的大部分不需要的盐/杂质，同时避免期望的产物的损失，因此导致以良好的收率和纯度获得期望的产物。

稀释典型地用纯化的水进行，例如Milli-Q或例如通过温度为15-20℃的反渗透纯化的水。

优选地，稀释在20-25℃，更优选约20℃的温度下进行约0.5-1小时，更优选约0.5h。

在一个特别优选的实施方案中，所述方法的步骤2)包括在约半小时的时间内和在20-25℃的温度下用如上所述的量的纯化的水稀释从步骤1)收集的悬浮液，优选的水的量为起始轮环藤宁的量(按重量计)的3至8倍，更优选3至6倍，最优选4至6倍，且然后将粗混合物在约20℃下搅拌0.5-3小时，优选约2小时的时间期限。

由此获得悬浮液，其中固相基本上由DO3A-三叔丁酯的氢溴酸盐和任选的少量残余量的不需要的反应盐构成。悬浮液中水的总量(即包括在步骤2)中添加的水和任选的来自步骤1)的水)为步骤1)中添加的轮环藤宁的量的至少2.5倍，更优选至少3倍，甚至更优选至少4倍(w/w)，至多10倍，优选至多8倍。

步骤3

所述方法的步骤3)包括收集且然后洗涤从步骤2)获得的悬浮液中存在的固体产物。可以通过使用本领域技术人员已知的方法便利地收集固体。

在一个实施方案中，通过过滤粗悬浮液收集固体。

在一个替代实施方案中，这在以工业规模操作时是特别优选的，使在所述方法的步骤2)中获得的悬浮液经受离心，允许在液相中除去残余量的DMAC、水、溶解的反应盐和任选的液体杂质，得到包含作为固体盐的粗产物的湿固体，然后将其收集。

离心典型地以高速(例如1800-2500rpm)进行。

然后洗涤收集的包含粗产物的饼状物。

优选地，用水(或“洗涤水”)洗涤收集的粗产物。

在一个优选的实施方案中，用一定量的水洗涤收集的包含粗产物的湿固体，所述水按重量计为进行反应的轮环藤宁的重量的4至20倍。

在这种程度上，优选参考在所述方法的步骤2)添加到原料浆料中的水的量来确定允许溶解并因此除去任选的残留盐/杂质的水的适当量。

实际上，本领域技术人员清楚的是，步骤2)中粗混合物的较小稀释优选与用较大量的水洗涤来自步骤3)的粗产物相关，相反，使用较大量的水稀释粗混合物允许使用较少量的洗涤水。

例如，正如实验结果所证实的，当用起始轮环藤宁的量(按重量计)的约8倍(w/w)的量的后处理水稀释从所述方法的步骤1)获得的粗浆料时，可以用各自按重量计相当于轮环藤宁的量的2至8倍或更优选地2至4倍的量的洗涤水适当地洗涤在步骤3)收集的粗产物两次，仍然得到具有最佳纯度的产物。

相反，当用较低量的后处理水(例如为轮环藤宁重量的约3-4倍)稀释粗浆料时，优选用较高量的水洗涤收集的粗产物两次，每次例如为起始轮环藤宁重量的4至10倍或更优选4至8倍。

在一个优选的实施方案中，用为轮环藤宁的量(按重量计)的约4倍的量的水稀释从所述方法的步骤1)获得的粗浆料，得到粗产物，然后将该粗产物洗涤两次，每次用为轮环藤宁的量(按重量计)的约4倍的量的水，在这种情况下，相当于约1:1至1:1.1(w/w)的有机溶剂:总水量比值。

洗涤后，例如通过过滤或离心固体来收集产物，然后例如在高于室温(r.t.)的温度下和/或在减压干燥下来干燥湿产物。

在一个优选的实施方案中，将产物在35-40℃的温度和减压(例如5至25mbar)下干燥20-25h的时间，得到作为单氢溴酸盐的DO3A-三叔丁酯，收率为73-83％。

尽管上述描述具体涉及DO3A-三叔丁酯氢溴酸盐(即其中X为溴阴离子且R为叔丁基的式(I)的化合物)的制备，但是技术人员知晓所公开的方法可以类似地实施用于制备式(I)的化合物

其中X为氯、氟或碘阴离子；y为2或3，且R为苄基，或优选地为除叔丁基之外的C₁-C₆烷基。

本发明的方法的应用有利地允许显著减少反应和后处理时间。

例如，本发明的方法允许在约24小时的反应时间内以约83％乃至更高的收率得到期望的产物，所述反应时间远低于已知方法所需的反应时间。

更特别地，所提出的方法允许直接从粗反应混合物(通过使1,4,7,10-四氮杂环十二烷与溴乙酸叔丁酯在有机溶剂如DMAC中并且在弱碱例如NaOAc的存在下反应获得)通过简单地用水稀释粗产物，收集并用水洗涤固体氢溴酸盐，以上述收率和至少95％、优选至少97％、更优选至少98％、最优选至少99％、例如至多99.5％的纯度获得作为氢溴酸盐的DO3A-三叔丁酯。因此，可以有利地原样使用收集的产物，而不需要任何额外的昂贵和/或耗时的进一步纯化或再沉淀或重结晶步骤，其中这使得所述方法特别有利于大规模生产，例如工业化生产。

所收集的氢溴酸盐的纯度可以通过不同的分析方法测定，例如包括相对于标准品的NMR，确认所收集的化合物的结构和含量测定，HPLC以测定纯度，以及通过滴定，以测定任选存在的残留NaBr。

在另一个方面，本发明涉及用于制备式(II)的大环螯合配体或其与顺磁性金属离子或碱土金属离子的螯合物或其盐的新方法：

其中R₁和R₂均为-CH₂OH，或R₁为H且R₂为-CH₃，所述顺磁性金属离子选自Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Cr³⁺、Gd³⁺、Eu³⁺、Dy³⁺、La³⁺、Yb³⁺或Mn²⁺，其中所述方法包括：

a)根据上述合成方法制备DO3A-三叔丁酯的氢溴酸盐；

b)将所获得的氢溴酸盐转化为期望的式(II)的配体；和

c)如果适用，使所获得的配体与金属离子配位并分离配合物。

优选地，顺磁性金属离子为Gd³⁺且碱土金属离子为Ca²⁺，并且制备的螯合物为钆布醇、钆特醇或钙立醇。

更优选地，所述金属离子为Gd³⁺，并且所制备的螯合物为下式的钆特醇或钆布醇：

更具体地，在另一个方面，本发明涉及用于合成制备钆特醇或钆布醇的新方法，所述方法包括：

a)根据本发明的方法制备作为氢溴酸盐的DO3A-三叔丁酯；

b)将所获得的氢溴酸盐转化为期望的式(II)的配体；和

c)使所获得的配体与Gd³⁺金属离子配位并分离相应的钆特醇或钆布醇配合物。

在上述方法中，包括制备作为氢溴酸盐的DO3A-三叔丁酯的步骤a)通过本发明的制备方法进行，正如上文广泛报道的，而步骤b)和c)的综合实验条件及其任选变化形式根据本领域公知的方法进行。

例如，步骤b)可以包括：i)中和收集的氢溴酸盐并使其脱保护，得到其中羧基为脱保护的酸性形式的DO3A配体，和ii)使DO3A烷基化，得到期望的酸性形式的配体。

中和和去除来自收集自步骤a)的氢溴酸盐中的保护基团可以根据已知技术进行，例如通过在碱的存在下水解，或用三氟乙酸处理。然后可以进行所获得的DO3A的烷基化，例如通过使用例如EP0988294中公开的适合的环氧化物，得到期望的10-(2-羟基丙基)-1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸(HPDO3A)或[10-[2,3-二羟基-1-(羟基甲基)丙基]-1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸(DO3A丁基三醇)配体。

或者，式(II)的配体可以通过在单独的步骤中进行的在碱的存在下使从步骤a)收集的氢溴酸盐或在盐中和后收集的DO3A-三叔丁酯烷基化来制备。烷基化反应可以根据常规方法进行，例如包括酯与任选保护的烷基化基团的反应，或与环氧化物的反应，例如如下述方案1中所示

方案1

然后根据常规技术，例如通过使用三氟乙酸，使所获得的烷基化酯脱保护，以获得相应的脱保护的配体。

包括从步骤b)获得的配体与钆配位的方法的步骤c)可以例如通过将适合的Gd(III)衍生物，特别是Gd(III)盐或氧化物以化学计量的量添加到配体的溶液中来进行，例如通过根据众所周知的实验方法进行，例如如EP230893中所报道的。

在另一个实施方案中，本发明涉及一种新方法，其中将根据本发明的方法所获得的DO3A-三叔丁酯的氢溴酸盐用作用于制备WO2017/098038、WO2017/098044或WO2018/108780中公开的化合物的原料。

在本发明的方法中使用的所有起始材料，包括溶剂和辅助反应物如NaOAc或其他碱是商购的。

然后在以下实验部分中报道了关于本发明方法的进一步细节，其构成对本发明的方法中采用的操作条件的一般参考。

实验部分

缩写和术语定义

DO3A: 1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸

DO3A三叔丁酯: 1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸1,4,7-三(1,1-二甲基乙基)酯

DO3A三叔丁酯-(HBr)_y 1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸1,4,7-三(1,1-二甲基乙基)酯氢溴酸盐

轮环藤宁 1,4,7,10-四氮杂环十二烷

HPDO3A: 10-(2-羟基丙基)-1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸

NMR: 核磁共振

MRI 磁共振成像

NaOAc 乙酸钠

DMAC N,N-二甲基乙酰胺

DMF N,N-二甲基甲酰胺

DMSO 二甲亚砜

MeCN 乙腈

CHCl₃ 氯仿

NaHCO₃ 碳酸氢钠

Na₂CO₃ 碳酸钠

KHCO₃ 碳酸氢钾

K₂CO₃ 碳酸钾

DIPEA N,N-二异丙基乙胺

rpm 每分钟转数

DO3A-三叔丁酯-HBr的含量测定的HPLC测定

一般方法

收集的DO3A-三叔丁酯氢溴酸盐的HPLC表征

用液相色谱Agilent 1100系统进行用本发明的方法所获得的DO3A-三叔丁酯氢溴酸盐的HPLC表征。将HPLC测量的实验设置概括如下。

分析条件

HPLC系统配备有溶剂输送系统、自动进样器、柱恒温器、脱气器和二极管阵列检测器或可变波长检测器(或等同物)的HPLC。

固定相:Zorbax Eclipse XDB-C8，5μm，150x4.6mm

柱温45℃

流动相:A：0.01M K₂HPO₄，0.017M H₃PO₄

B：乙腈

洗脱:梯度

DO3A-三叔丁基-HBr中的溴化物含量测定

一般方法

根据已知方法，使用具有Ag/AgCl组合电极的0.1N硝酸银溶液，通过电位滴定进行所收集的DO3A三叔丁基HBr中溴离子含量的测定。

实施例1：DO3A-三叔丁酯单氢溴酸盐的合成：相对于起始轮环藤宁的后处理水4x和洗涤水2(4x)(w/w)

根据下列合成方案进行合成

在10℃向商购的1,4,7,10-四氮杂环十二烷(15.1kg；87.65mol；浓度＝0.83mol/LDMAC)和乙酸钠(22.65kg；276.11mol)在DMAC(99kg；105.3L)中的悬浮液中添加溴乙酸叔丁酯(53.87kg；276.11mol；浓度＝4.88mol/L DMAC)在DMAC(53.23kg；56.63L)中的悬浮液，历时2.5h。然后使温度升至25℃，并将该混合物搅拌24h。然后添加水(60.0kg；相对于起始轮环藤宁4:1w/w)，历时0.5h。2h后，离心该混合物，并用水(2x60.0Kg＝2x4:1w/w，相对于起始轮环藤宁)洗涤收集的饼状物。真空干燥湿固体，获得38,43kg期望的氢溴酸盐，为白色粉末。

收率：73.5％收率。

标题HPLC：(对标准品)为100％

标题NMR：(对标准品)为99.86％

溴含量测定：100.7％

实施例2：DO3A-三叔丁酯氢溴酸盐的合成

相对于起始轮环藤宁的后处理水4x和洗涤水5.3x+4x(w/w)

将在DMAC(59.3kg；63.1L)中的轮环藤宁(9kg；52.24mol；0.83mol/L DMAC)和乙酸钠(13.5kg；164.57mol)加载到反应器中。将所获得的悬浮液维持在25℃搅拌30min。然后将该悬浮液在10℃冷却，并添加溴乙酸叔丁酯(32.1kg；164.57mol；4.85mol/L DMAC)在DMAC(31.9kg；33.9L)中的溶液，历时3h。用DMAC(2.15kg；2.29L)洗涤管道，然后将其添加到反应混合物中。然后使温度升至25℃，并将该混合物搅拌24h。然后添加水(36.1kg；相对于起始轮环藤宁4:1w/w)，历时0.5h，并在2h后离心该混合物，并用水(47.4kg+36.5kg)洗涤饼状物。真空干燥湿固体，获得22.70kg氢溴酸盐。

收率：72.8％

标题HPLC：(对标准品)为100％

标题NMR：(对标准品)为99.86％

溴含量测定：100.6％

实施例3：DO3A-三叔丁酯氢溴酸盐的合成

相对于起始轮环藤宁的后处理水4x和洗涤水2(4x)(w/w)

将在DMAC(59.15kg；62.93L)中的轮环藤宁(9kg；52.24mol；0.83mol/L DMAC)和乙酸钠(13.5kg；164.57mol)加载到反应器中。将所获得的悬浮液维持在25℃搅拌30min。然后将该悬浮液在10℃冷却，并添加溴乙酸叔丁酯(32.14kg；164.74mol；4.86mol/L DMAC)在DMAC(31.85kg；33.88L)中的溶液，历时3h。用DMAC(2.15kg；2.29L)洗涤管道，然后将其添加到反应混合物中。然后使温度升至25℃，并将该混合物搅拌24h。然后添加水(36kg)，历时0.5h，并在2h后离心该混合物，并用水(36.7kg+36.8kg)洗涤饼状物。真空干燥湿固体，获得24.16kg氢溴酸盐。

收率：76.7％

标题HPLC：(对标准品)为100％

标题NMR：(对标准品)为98.84％

溴含量测定：99.9％

实施例4：DO3A-三叔丁酯氢溴酸盐的合成

相对于起始轮环藤宁的后处理水4x(w/w)和洗涤水2(4x)(w/w)

将在DMAC(72.5mL)中的轮环藤宁(10.0g；58.05mmol)和乙酸钠(17.9g；217.68mmol)加载到反应器中。将所获得的悬浮液在25℃维持搅拌(250rpm)30min。然后将该悬浮液在12℃冷却，并在12℃添加溴乙酸叔丁酯(42.5g；217.68mmol)在DMAC(37.5mL)中的溶液，历时1.5h。将该混合物在此温度下搅拌24h，然后将其加热至25℃，并在此温度下搅拌2h。在约18-20℃冷却后，添加水(40mL)，历时0.25h，并在1h后用多孔隔膜P3过滤该混合物，并用水(40mL+40mL)洗涤。真空干燥湿固体。

收率：82.9％

HPLC面积％：99.2％

标题NMR(对标准品)：97.6％

溴含量测定：102.0％

实施例5：DO3A-三叔丁酯氢溴酸盐的合成

相对于起始轮环藤宁的稀释水1x、后处理水8x和洗涤水2(2x)(w/w)

将在DMAC(72.5mL)中的轮环藤宁(10.0g；58.05mmol)和乙酸钠(17.9g；217.68mmol)加载到反应器中。将所获得的悬浮液在25℃维持搅拌(250rpm)30min。然后将该悬浮液在12℃冷却，并添加水(10mL)。维持温度在12℃，添加溴乙酸叔丁酯(42.5g；217.68mmol)在DMAC(37.5mL)中的溶液，历时2.25h。将该混合物在此温度下搅拌24h，然后将其加热至25℃，并在此温度下搅拌2h。在约18-20℃冷却后，添加水(80mL)，历时0.5h，并在1h后用多孔隔膜P3过滤该混合物，并用水(20mL+20mL)洗涤。真空干燥湿固体。

收率：80.4％

HPLC面积％：98.1％

标题NMR(对标准品)：97.7％

溴含量测定：103.6％

实施例6：DO3A-三叔丁酯氢溴酸盐的合成

将在DMAC(72.5mL)中的轮环藤宁(10.0g；58.05mmol)和乙酸钠(16.7g；203.17mmol)加载到反应器中。将所获得的悬浮液在25℃维持搅拌(250rpm)30min。然后将该悬浮液在0℃冷却，并添加水(10mL)。维持温度在0℃，添加溴乙酸叔丁酯(39.6g；203.17mmol)在DMAC(37.5mL)中的溶液，历时2.25h。将该混合物在此温度下搅拌24h，然后将其加热至25℃，并在此温度下搅拌2h。在约18-20℃冷却后，添加水(80mL)，历时0.5h，并在1h后用多孔隔膜P3过滤该混合物，并用水(20mL+20mL)洗涤。真空干燥湿固体。

收率：77.3％

HPLC面积％：98.3％

标题NMR(对标准品)：97.5％

溴含量测定：106.9％

实施例7：DO3A-三叔丁酯氢溴酸盐的合成

相对于起始轮环藤宁的后处理水2x和洗涤水2(2x)(w/w)

将在DMAC(72.5mL)中的轮环藤宁(10.0g；58.05mmol)和乙酸钠(15.0g；182.85mmol)加载到反应器中。将所获得的悬浮液在25℃维持搅拌(250rpm)30min。然后将该悬浮液在10℃冷却，并在11℃添加溴乙酸叔丁酯(35.7g；182.85mmol)在DMAC(38.0mL)中的溶液，历时2.5h。然后使温度升至25℃，历时1h，并将该混合物在此温度下搅拌24h。在约18-20°冷却后，添加水(20mL)，历时0.5h，并在2h后用多孔隔膜P3过滤该混合物，并用水(20mL+20mL)洗涤。真空干燥湿固体。

收率：72.6％

HPLC面积％：99.0％

标题NMR(对标准品)：95.9％

溴含量测定：104.3％

实施例8：水量的影响的评估

为了测定待添加到通过1,4,7,10-四氮杂二环十二烷与溴乙酸叔丁酯在DMAC和NaOAc中的反应所获得的粗浆料中的水的适合量，使用10g起始轮环藤宁、相同量的DMAC(110mL总量)和溴乙酸叔丁酯、固定的溴乙酸叔丁酯:轮环藤宁比值和可变量的后处理/洗涤水进行测试。

将在DMAC(72.5mL)中的轮环藤宁(10.0g；58.05mmol)和乙酸钠(15.0g；182.85mmol)加载到反应器中。将所获得的悬浮液在25℃维持搅拌(250rpm)30min。然后将该悬浮液在10℃冷却，并在10℃添加溴乙酸叔丁酯(35.7g；182.85mmol)在DMAC(37.5mL)中的溶液，历时2.5h。然后使温度升至25℃，历时1h，并将该混合物在此温度下搅拌24h。在约18-20°冷却后，添加一定量的水(参见下表)，历时0.5h，并在2h后用多孔隔膜P3过滤该混合物，并用水洗涤。真空干燥湿固体。使用不同量的后处理和洗涤水(水的量作为重量份提供，参照起始轮环藤宁的量)进行的不同测试结果如下表1中所示，其中收集的产物纯度作为HPLC(面积％)和标题NMR(与标准品比较)提供。

表1

a实验室规模

b中试工厂规模，实施例3

*相对于轮环藤宁的量的重量份

结果

尽管它们通过在实验室规模上进行的测试得到(导致洗涤和过滤比在中试或工业化工厂中获得的那些效率低)，但上表中报告的结果证实，所确定的工作条件允许以良好的收率和超过95％的最佳纯度分离期望的产物，使得其能够原样使用，而不需要额外的后处理或纯化。

Claims

1.用于制备式(I)的受保护的DO3A盐的一步方法

其中：

X为氯、碘或溴阴离子；

y为1至3的整数；且

R为C₁-C₆烷基或为芳基；所述方法包括：

1)使轮环藤宁与式XCH₂COOR的活化乙酸酯在选自DMF、DMSO、MeCN和DMAC的有机溶剂中并且在选自NaOAc、NaHCO₃、Na₂CO₃、KHCO₃、K₂CO₃、DIPEA和三乙胺的辅助碱的存在下反应，得到混合物；

2)将水添加到步骤1)的混合物中，水的量按重量计是轮环藤宁的量的十倍或更少，得到包含式(I)的作为固体盐的受保护的DO3A的悬浮液；和

3)收集并且洗涤所述受保护的DO3A盐。

2.权利要求1的方法，其中步骤1)的混合物还包含水。

3.权利要求2的方法，其中步骤1)的混合物中的水的量为轮环藤宁的量的0.1至2倍(w/w)。

4.权利要求1-3中任一项的方法，其中在式(I)中，X为溴，且R为叔丁基。

5.权利要求1-3中任一项的方法，其中在步骤1)中，有机溶剂为DMAC，且辅助碱为NaOAc。

6.权利要求5的方法，其中步骤1)的反应通过使用1:3至1:4(mol/mol)的轮环藤宁:溴乙酸叔丁酯和轮环藤宁:NaOAc比值来进行。

7.权利要求6的方法，其中所述轮环藤宁:溴乙酸叔丁酯和轮环藤宁:NaOAc比值为1:3至1:3.3。

8.权利要求5的方法，其中所述方法的步骤1)包括：

i)得到溴乙酸叔丁酯在DMAC中的溶液；

ii)将所获得的溶液添加到轮环藤宁和NaOAc在DMAC中的悬浮液中。

9.权利要求8的方法，其中溴乙酸叔丁酯在溶液中的浓度为3至5mol/L，且轮环藤宁在悬浮液中的浓度为0.5至1.0mol/L。

10.权利要求8的方法，其中将溴乙酸叔丁酯的溶液添加到在0-25℃的温度下搅拌的轮环藤宁和NaOAc的悬浮液中。

11.权利要求10的方法，其中在0-15℃的温度下搅拌轮环藤宁和NaOAc在DMAC中的悬浮液。

12.权利要求1的方法，其中步骤2)中添加的水的量为步骤1)中轮环藤宁的量的2.5-10倍(w/w)。

13.权利要求1的方法，其中步骤3)包括收集得自步骤2)的式(I)的受保护的DO3A盐和用水洗涤收集的盐。

14.权利要求13的方法，其中通过过滤或离心收集受保护的DO3A盐。

15.权利要求13或14的方法，其中洗涤水量为步骤1)中轮环藤宁量的4至20倍(w/w)。

16.权利要求1的方法，其中收集的受保护的DO3A盐为DO3A-三叔丁酯单氢溴酸盐。

17.权利要求16的方法，其中所述DO3A-三叔丁酯单氢溴酸盐具有至少95％的纯度。