CN115010629B - 前列腺特异性膜抗原抑制剂、其核素标记物及制法和应用 - Google Patents

前列腺特异性膜抗原抑制剂、其核素标记物及制法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了前列腺特异性膜抗原抑制剂、其核素标记物及制备方法和应用，属于生物医药技术领域。本发明的前列腺特异性膜抗原抑制剂的化学结构如式Ⅰ所示，其放射性核素标记物的化学结构如式Ⅱ所示，用于在制备前列腺癌诊断试剂/药物、或/和治疗药物。本发明化合物结构新颖，物理化学性质稳定，能用于制备前列腺癌诊断及治疗药物中用于前列腺癌的诊断、分期、疗效评估和治疗领域。

Description

前列腺特异性膜抗原抑制剂、其核素标记物及制法和应用
技术领域
本发明属于生物医药技术领域，具体涉及前列腺特异性膜抗原抑制剂、其放射性标记物及制法和应用。
背景技术
前列腺癌是一种恶性程度很高的肿瘤，是男性第二大常见的癌症，在我国的发病率呈逐年上升趋势。大多数患者对激素治疗或化疗的反应良好，五年生存率已超过80％，这归功于检测和治疗的进步。然而，前列腺癌仍然是男性癌症死亡的第二大原因，因为患有晚期前列腺癌的患者在治疗后仍然会发展或复发。常规手术治疗、放射治疗和内分泌治疗效果均较差，现行的三线治疗方案，PSA生化客观响应率也仅为20％左右，且存在心肌梗死、低钾血症、血液毒性等副作用而限制其应用。因此，可提供额外的细胞生物学信息的正电子发射显像(PET)、单光子发射断层显像(SPECT)成像便获得了广泛关注，PET和SPECT放射性药物发展迅速，而PET药物因其更高灵敏度，成为核医学的主要显像技术。
正电子放射性核素有11C，13N，15O，18F和68Ga等，其中18F是PET显像的主要核素，其有相对较长的半衰期，糖代谢显像剂18F标记的FDG在临床广泛用于肿瘤的诊断、分期、疗效监测和预后判断。正电子核素68Ga在PET显像中的应用仅次于18F，68Ga的广泛应用得益于它优良的核素性质、由锗镓发生器制备、简单的化学标记性质以及便于药盒化，68Ga标记常用的金属配体有DOTA，DOTAGA等，这与螯合177Lu和223Ac等金属治疗核素的配体相同，因此可以用于发展诊疗一体化药物，除此之外可标记68Ga的配体还有NOTA，它还可以标记18F，也具有广泛的应用。截止到目前，已有多个177Lu或68Ga标记药物获得美国食品和药物管理局批准、处于临床研究阶段，如68Ga-PSMA-11于2020年12月获得FDA批准用于前列腺癌的诊断、定位、分期和复检等，已成为转移性前列腺癌转移情况诊断的金标准。68Ga-PSMA-617，177Lu-PSMA-617，177Lu-PSMA-I&T也已经完成二期临床的多中心研究，已经用于前列腺癌的诊断和治疗。
上述药物大多是使用前列腺癌特异性膜抗原(PSMA)为探针的正电子发射断层扫描(PET)成像，这些药物是针对前列腺癌特有的病理学特征而开发的，在分子水平上，前列腺癌细胞表面常常表达某些特殊受体，而PSMA就是其中一种重要的特征抗原或谷氨酸水解酶，它特异性高表达于前列腺癌细胞膜中，而在正常细胞中几乎无表达(Ghosh A andHeston WD.,J Cell Biochem.2004,91:528-539)，PSMA的表达水平与疾病进展存在明显相关性(Sweat SD,Pacelli A,Murphy GP,et al.,Urology,1998,52:637–40)，是前列腺癌显像和核素内放射治疗的理想靶点。靶向PSMA的核素标记小分子抑制剂主要分为3大类：磷基(包括膦酸盐，磷酸盐和氨基磷酸盐)、硫醇基和脲基类。以放射性核素连接靶向模块的核素配体治疗近年展现很高的治疗潜力，特别是以核素177Lu为代表的177Lu-PSMA-617(RahbarK,Schmidt M,Heinzel A,al et.,J Nucl Med.2016,57,1334-1338)和177Lu-PSMA-I&T(Okamoto S,Thieme A,Allmann J,et al.,J Nucl Med.2017,58,445-450)已经进行了广泛的临床研究，在提高患者生存率、改善患者生存质量的同时，仅表现出短暂且轻微的副作用如口渴、贫血、恶心等。
基于PSMA的靶向放射性药物从化学结构上包括以下几大功能模块：双功能螯合基、连接基团和靶向基团。药物靶向特性与其化学结构关系密切，甚至结构相同，只是手性不同的化合物药效也具有极大差异。同时，药物有效性和药物的吸收剂量与其结构有密切关系，高的内化率和摄取率往往能降低给药剂量，从而减少非靶器官的辐射损伤。通过结构分析进行结构设计与合成、开发不同的配体和标记不同核素以获得高灵敏度和高转移性的分子探针和治疗药物是PSMA配体治疗药物研究的重要途经。然而时至今日，具备良好的体内稳定性、高灵敏度和高特异性，且具备良好的体内代谢性质的PSMA药物仍然凤毛麟角，177Lu标记的PSMA-617和PSMA-I&T药物仍然存在细胞内化率和细胞摄取率不足的问题(摄取率20％左右，内化率不足10％)，仍有较大提升空间。另外，目前尚没有一个177Lu-PSMA的放射性治疗药物获得批准用于临床(均在临床研究阶段)。而已经获批的诊断药物68Ga-PSMA-11在较低的PSA水平情况下，其灵敏度也较低，且其在肾脏的摄取过高，往往影响到肾脏处转移灶的诊断。
因此，分析现有PSMA抑制剂结构特征，设计合成结构新颖、摄取率较高和代谢性质合理的PSMA小分子抑制剂是当前PSMA靶向药物的重要研究方向。
发明内容
本发明的目的之一在于，提供式I所示的前列腺特异性膜抗原抑制剂，其结构新颖，物理化学性质稳定，可用于前列腺癌的诊断、分期、疗效评估和治疗。
本发明的目的之二在于，提供式I所示的前列腺特异性膜抗原抑制剂的放射性标记物，其标记率高，细胞摄取和内化高，肿瘤摄取高，肾脏摄取低，对前列腺癌显像清晰，可用于前列腺癌的诊断、分期、疗效评估。
本发明的目的之三在于，提供式I所示的前列腺特异性膜抗原抑制剂的制备方法。
本发明的目的之四在于，提供式II所示的放射性核素标记物的制备方法。
本发明的目的之五在于，提供式I所示的前列腺特异性膜抗原抑制剂的应用。
本发明的目的之六在于，提供式II所示的放射性核素标记物的应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明所述的如式Ⅰ所示的前列腺特异性膜抗原抑制剂，
其中当p＝q＝0时，m＝1-8的整数；当m＝0时，p＝1，q＝1-8的整数；k为0～5的整数。
本发明的式I化合物为多胺羧酸短肽，其分子骨架由多胺多酸、脂肪胺连接基团、单酰胺的己二酸构成。其中赖氨酸-单酰胺-己二酸为PSMA靶向部分，多胺羧酸为68Ga、177Lu、64Cu、18F和225Ac的螯合基团，脂肪胺为连接基团。结构新颖，理化性质稳定，用于前列腺癌的诊断、分期、疗效评估和治疗领域。
本发明所述的式I化合物的金属标记物，结构如式Ⅱ所示，
，其中，当R3＝DOTA-M时，M＝68Ga，177Lu，225Ac，64Cu；
当R3＝NOTA-M时，M＝68Ga，18F；
当R3＝DATA-M时，M＝68Ga，177Lu，225Ac，64Cu；
当R3＝DATAM-C时，C＝68Ga，177Lu，225Ac，64Cu；
当R3＝HBED-CC-M时，M＝68Ga；其中p,q,m,k为0～8的整数。
本发明的式Ⅱ化合物为多胺羧酸短肽放射性核素标记物，该分子骨架由1个放射性金属M或C标记的多胺羧酸、脂肪胺连接基团、赖氨酸、单酰胺己二酸构成。其中赖氨酸-单酰胺己二酸为PSMA靶向部分，放射性核素标记为该药物的显像功能模块或治疗功能模块、脂肪胺为连接基团。当放射性核素＝68Ga、18F或64Cu时，放射性核素标记为该药物的显像功能模块；当放射性核素＝177Lu或225Ac时，放射性核素标记为该药物的治疗功能模块。该标记物结构新颖，理化性质稳定，标记率高，对PSMA高表达的细胞亲和性高，荷瘤鼠显像清晰，显示良好的肿瘤摄取，可用于前列腺癌的诊断、分期、疗效评估等显像和治疗领域。
本发明提供的式I化合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1.化合物b1反应生成化合物b6；
步骤2.化合物b6与b7发生多肽偶联反应生成化合物b8；
步骤3.化合物b8脱除保护基生成化合物式I；
其反应式为：
其中R1、R2、X、Y、Z、p、q、m、k的定义如上所述；
优选地，所述步骤2中，化合物b6与化合物b7在碱性溶剂和缩合剂存在条件下偶联反应生成化合物b8；
优选地，所述步骤3中，化合物b8在酸性溶剂条件下脱保护反应生成化合物式I。
本发明的部分实施方案中，所述步骤1中，以化合物b1为原料制备化合物b6的方法选自方法一、方法二、方法三中的一种，其中方法一包括以下步骤：
S11.化合物b1与b2-1发生曼尼希反应生成化合物b3-1；
S12.化合物b3-1与b4发生亲核取代反应生成化合物b5-1；
S13.化合物b5-1发生叠氮还原反应生成化合物b6；
其反应式为：
；
方法二包括以下步骤：
S21.化合物b1与b2-2发生亲核取代反应生成化合物b3-2；
S22.化合物b3-2与b4发生亲核取代反应生成化合物b5-2；
S23.化合物b5-2发生Gabriel胺合成反应生成化合物b6；
其反应式为：
；
方法三包括以下步骤：
S31.化合物b1与b2-3发生曼尼希反应生成化合物b3-3；
S32.化合物b3-3与b4发生亲核取代反应生成化合物b5-3-1；
S33.化合物b5-3-1脱除保护基生成化合物b5-3-2；
S34.化合物b5-3-2与b5-3-3发生多肽偶联反应生成化合物b5-3-4；
S35.化合物b5-3-4脱除保护基生成化合物b6；
其反应式为：
；
其中R1、R2、X、Y、Z、p、q、m、k的定义如上所述。
本发明的部分实施方案中，化合物b1与化合物b2-1、b2-2、b2-3的摩尔比均为1：1.0～3.0；
化合物b3-1、b3-2、b3-3与化合物b4的摩尔比均为1：1.0～3.5；
化合物b5-3-2与化合物b5-3-3的摩尔比为1：1.0～3.0；
化合物b6与化合物b7的摩尔比为1：1.0～2.0；
优选地，所述步骤S11中，化合物b1与化合物b2-1和CH3BNNa在有机溶剂中曼尼希反应生成化合物b3-1；
优选地，所述步骤S12中，化合物b3-1在碱性有机溶剂中与b4亲核取代反应生成化合物b5-1；
优选地，所述步骤S13中，化合物b5-1与还原剂在有机溶剂中还原反应生成b6；
优选地，所述步骤S21中，化合物b1在碱性有机溶剂中与b2-2亲核取代反应生成化合物b3-2；
优选地，所述步骤S22中，化合物b3-2在碱性有机溶剂中与b4亲核取代反应生成化合物b5-2；
优选地，所述步骤S23中，化合物b5-2与还原剂在有机溶剂中发生Gabriel胺合成反应生成b6；
优选地，所述步骤S31中，化合物b1与化合物b2-3和NaBH4在有机溶剂中曼尼希反应生成化合物b3-3；
优选地，所述步骤S32中，化合物b3-3在碱性有机溶剂中与b4亲核取代反应生成化合物b5-3-1；
优选地，所述步骤S33中，化合物b5-3-1在碱性溶剂条件下脱保护生成化合物b5-3-2；
优选地，所述步骤S34中，b5-3-2与化合物b5-3-3在碱性溶剂和缩合剂存在条件下偶联反应生成化合物b5-3-4；
优选地，所述步骤S35中，化合物b5-3-4在碱性溶剂条件下脱保护生成化合物b6；
优选地，所述步骤S12、S22、S32、S32、S34、S35和步骤2中的碱为三乙胺，二乙胺，二乙醇胺，吡啶，二异丙基胺，乙二胺，环己胺中的至少一种，其与化合物b3-1、b3-2、b3-3、b3-3-3、b6的摩尔比均为：1.0～5.0：1；
优选地，所述S13中还原剂为或者Pd/C和氢气或者三苯基膦，Pd/C用量为化合物b5-1摩尔数的1.25～20.50％，氢气用量为1.0～20.0，三苯基膦用量1.0～5.0；
优选地，所述S23中还原剂为Pd/C和氢气、铁粉、水合肼，Pd/C用量为化合物b5-2摩尔数的1.25～20.50％，氢气用量为1.0～20.0，铁粉用量为1～6.0，水合肼用量5～15；
优选地，所述S34、步骤2中偶联反应所用偶联剂为HATU，HBTU，HOBT，DCC，EDCI中的至少一种，偶联剂与化合物b7的摩尔比为：0.2～1.0：1；
优选地，所述步骤S34、步骤2中的碱为三乙胺，二乙胺，吡啶，二异丙基胺，乙二胺，环己胺中的至少一种，步骤S34中，碱与化合物b5-3-2的摩尔比为：1.0～2.0：1；步骤2中，碱与化合物b6的摩尔比为1.0～2.0：1；
优选地，所述S11，S21和S31中所用溶剂为极性溶剂，进一步优选地，包括二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、水、甲酸、乙酸、盐酸中的至少一种；
优选地，所述步骤S12、S22、S32、S34、S35和步骤2中的有机溶剂为非质子极性溶剂，进一步优选地，包括二氯甲烷，三氯甲烷，四氢呋喃，1,4-二氧六环，乙腈中的任意一种或几种；
优选地，所述步骤S13、S23、S33和步骤3中的溶剂为极性溶剂，进一步优选地，包括二氯甲烷，三氯甲烷，四氢呋喃，1，4-二氧六环，甲醇，水，乙腈，乙醇，乙酸乙酯中的任意一种或几种。
本发明的部分实施方案中，步骤S11、S21、S31的反应温度为0～80℃，反应时间为4～24小时；
步骤S12、S22、S32中的反应温度为0-60℃，反应时间为4～48小时；
步骤S13、S23、S33中的反应温度为0～90℃，反应时间为1～20小时；
步骤S34、步骤2中的反应温度为0～80℃，反应时间为2～24小时；
步骤S33、S35、步骤3中的反应温度为0～50℃，反应时间为0.5～24小时；
本发明提供的式I化合物的放射性标记物的制备方法，包括以下步骤：式I化合物与放射性金属盐反应，生成式I化合物的金属标记物式Ⅱ化合物，其反应式为：
其中R2、R3、X、Y、Z、p、q、m、k的如上所述。
本发明的部分实施方案中，式I化合物的放射性核素标记物的制备方法中，反应体系的pH值为3.5～10.0，所述反应温度为25～95℃，反应时间为5～60min；
优选地，反应体系中还包括稳定剂，进一步优选地，所述稳定剂选自乙醇、维生素C、酪氨酸、半胱氨酸、丝氨酸、龙胆酸中的任意一种或几种。
本发明通过在反应体系添加缓冲溶液以调节pH值，所述缓冲溶液选自醋酸钠/醋酸体系、醋酸铵/醋酸体系、醋酸钠/盐酸体系、HEPES体系或Tris体系。
本发明的部分实施方案中，式I化合物的放射性核素标记物的制备方法中，反应溶剂为缓冲溶液、纯水、0.85％～0.9％的生理盐水中一种或任意两种或三种溶剂的组合。
本发明提供的式I所示的化合物在制备前列腺癌诊断试剂/药物、或/和治疗药物中的应用。
本发明提供的式I化合物的金属标记物在制备前列腺癌诊断试剂/药物、或/和治疗药物中的应用。
本发明中所述的化合物或基团的英文缩写为：
HBTU：苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐；HATU：2-(7-氮杂苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯；HOBT：1-羟基苯并三唑；DCC：N,N'-二环己基碳二亚胺；EDCI：1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐；tBu：叔丁基；Fmoc：笏甲氧羰基；TEA：三乙胺；DEA：二乙醇胺；TFA：三氟乙酸；DMF：N,N-二甲基甲酰胺；EA：乙酸乙酯；EtOH：乙醇；THF：四氢呋喃
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明合成的式I的多胺羧酸短肽化合物制备容易，制备周期短，放射性标记过程简单、条件温和，且标记产物在PBS缓冲溶液、胎牛血清中稳定，正电子标记物在前列腺癌动物模型中有高的肿瘤摄取和增强的肿瘤与背景比，可用于临床前列腺癌的诊断、分期、疗效评估和治疗领域。
附图说明
附图1为化合物式Ⅰ-3-4-SP-W0-DOTA的高分辨质谱图；
附图2为68Ga-式II-1-SP-W0-DOTA的放射性高效液相色谱图；
附图3为68Ga-式II-3-4-SP-W0-DOTA的放射性高效液相色谱图；
附图4为68Ga-式II-1-SP-W0-DOTA在胎牛血清中的稳定性(120分钟)高效液相色谱图；
附图5为68Ga-式II-3-4-SP-W0-DOTA在胎牛血清中的稳定性(120分钟)高效液相色谱图；
附图6为68Ga-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA-LNCaP显像图；其中，A、B、C、D依次为给药10分钟、30分钟、60分钟、和120分钟的显像图。
附图7为68Ga-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA-LNCaP显像图；其中，A、B、C、D依次为给药10分钟、30分钟、60分钟、和120分钟的显像图。
附图8为177Lu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA-LNCaP显像图；其中，A、B、C、D、E依次为给药1h，4h，24h，48h，96h的SPECT/CT显像图。
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，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1-1
本实施例公开了化合物b3-1-3的合成(即化合物b3-1中，n＝3)，其反应式为：
具体为：将化合物b1(1.224g,2.513mmol)和b2-1-3(335mg,2.639mmol)溶解在甲醇中(40mL)，0℃下搅拌30分钟。上述溶液中加入CH3BNNa(241mg,3.77mmol)并在室温条件下搅拌4小时。将上述反应液倒入冰水中，并用乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤3次，无水硫酸钠干燥过夜。过滤分出有机相，旋蒸除去有机溶剂。采用柱层析纯化产物(石油醚/乙酸乙酯＝5/1)得到黄色油状液体b3-1-3共计1.15g，产率：55.3％。
实施例1-2
本实施例公开了化合物b5-1-3-SP-W0的合成(即化合物b5-1中，n＝3、R1＝SP-W,其中k＝0)，其反应式为：
将b3-1-3(220mg,0.367mmol)和b4-SP-W0(140mg,0.614mmol)溶解在二氯甲烷(3mL)，再加入三乙胺(75mg,0.741mmol)，室温条件下搅拌12小时。反应结束后，用饱和碳酸钾溶液洗涤3次，乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸钠干燥过夜。有机相旋蒸除掉有机溶剂。柱层析纯化产物(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)获得黄色油状液体产物b5-1-3-SP-W0共计187mg，产率64.4％。
实施例1-3
本实施例公开了化合物b6-1-SP-W0(即化合物b6中，p＝q＝0,m＝5,R1＝SP-W,其中k＝0)的合成，其反应式为：
将反应物b5-1-3-SP-W0(158mg，0.200mmol)和三苯基膦(PPh3)(90mg，0.343mmol)溶解在四氢呋喃(2ml)和水(1ml)中，室温条件下搅拌5小时。反应结束后，将反应液倒入冰水中，并用二氯甲烷萃取，饱和食盐水洗涤3次，有机相用无水硫酸钠干燥过夜。过滤收集有机相，并用旋蒸除掉有机溶剂。柱层析(二氯甲烷/甲醇＝15/1)获得黄色油状液体产物b6-1-SP-W0，共计135mg，产率：88.4％。
实施例2-1
本实施例公开了化合物b3-2-3的合成(即化合物b3-2中，n＝3)，其反应式为：
具体为：将化合物b1(400mg,0.821mmol)、b2-2-3(365mg,1.232mmol)和碳酸钾(227mg,1.642mmol)溶解在N,N-二甲基甲酰胺中(4mL)，60℃下搅拌16小时。反应结束后，将上述反应液倒入冰水中，并用乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤3次，无水硫酸钠干燥过夜。过滤分出有机相，旋蒸除去有机溶剂。采用柱层析纯化产物(二氯甲烷/甲醇＝35/1)得到微黄油状液体产物b3-2-3共计242mg,产率：42％。
实施例2-2
本实施例公开了化合物b5-2-3-SP-E0的合成(即化合物b5-2中，n＝3、R1＝SP-E,其中k＝0)，其反应式为：
具体为：将化合物b3-2-3(200mg,0.285mmol)和b4-SP-E0(95mg,0.396mmol)溶解在二氯甲烷(3mL)，再加入三乙胺(80mg,0.792mmol)，室温条件下搅拌12小时。反应液用饱和碳酸钾溶液洗涤3次，二氯甲烷萃取，有机相用无水硫酸钠干燥过夜。过滤收集有机相，旋蒸除掉有机溶剂。柱层析纯化产物(二氯甲烷/甲醇＝90/1)获得黄色油状液体产物b5-2-3-SP-E0共计96mg，产率：37.3％。
实施例2-3
本实施例公开了化合物b6-2-SP-E0的合成(即化合物b6中，p＝q＝0,m＝5R1＝SP-E,其中k＝0)，其反应式为：
具体为：将化合物b5-2-3-SP-E0(84mg,0.093mmol)和水合肼(41μL,0.819mmol)溶解在乙醇中(4mL)，80℃下搅拌8小时。反应结束后旋蒸除掉有机溶剂。柱层析纯化产物(二氯甲烷/甲醇＝8/1)获得黄色油状液体产物b6-2-SP-E0共计61mg，产率：84.8％。
实施例3-1
本实施例公开了化合物b3-3的合成，其反应式为：
具体为：将化合物b1(1.15g,2.358mmol)和b2-3(250mg,2.83mmol)溶解在甲醇中(10mL)，0℃下搅拌30分钟。上述溶液中加入NaBH4(134mg,3.537mmol)并移至室温条件下搅拌6小时。用饱和的碳酸氢钠溶液淬灭反应，并用乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤3次，无水硫酸钠干燥。过滤分离有机相，旋蒸除去有机溶剂。采用柱层析纯化产物(二氯甲烷/甲醇＝30/1)得到透明无色油状液体b3-3共计877mg,产率：66.7％。
实施例3-2
本实施例公开了化合物b5-3-1-SP-W0的合成(即化合物b5-3-1中，R1＝SP-W,其中k＝0)，其反应式为：
将b3-3(430mg,0.768mmol)和b4-SP-W0(210mg,0.922mmol)溶解在二氯甲烷(4mL)，再加入三乙胺(94mg,0.922mmol)，室温条件下搅拌10小时。反应结束后，用饱和碳酸钾溶液洗涤3次，乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸钠干燥过夜。有机相旋蒸除掉有机溶剂。柱层析纯化产物(石油醚/乙酸乙酯＝3/1)获得黄色油状液体产物b5-3-1-SP-W0共计420mg，产率72.7％。
实施例3-3
本实施例公开了化合物b5-3-2-SP-W0的合成(即化合物b5-3-2中，R1＝SP-W,其中k＝0)，其反应式为：
将b5-3-2-SP-W0(300mg，0.399mmol)溶解在甲醇(5ml)，再加入氢氧化锂水溶液5ml(20mg/ml)，室温下搅拌10小时。反应结束后，在减压下旋蒸除去甲醇，加水稀释反应液，用1M盐酸调PH＝5～6,乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸钠干燥。有机相旋蒸除掉有机溶剂，柱层析纯化产物(二氯甲烷/甲醇＝10/1)得到白色固体粗产物b5-3-2-SP-W0共计187mg，产率63.6％。
实施例3-4
本实施例公开了化合物b5-3-4-4-SP-W0的合成(即化合物b5-3-4中，n＝4,R1＝SP-W,其中k＝0)，其反应式为：
将b5-3-2-SP-W0(150mg,0.203mmol)溶解在DMF(2mL)，加入HATU(93mg,0.244mmol)和二异丙基乙胺(32mg,0.244mmol),室温条件下搅拌30分钟后，加入b5-3-3(112mg,0.244mmol)，室温条件下搅拌8小时，将反应液倒入冰水中，二氯甲烷萃取，饱和食盐水洗涤3次后，收集有机相，无水硫酸钠干燥过夜。过滤后旋蒸除掉有机溶剂，柱层析纯化产物(石油醚/乙酸乙酯＝3/1)获得无色油状液体产物b5-3-4-4-SP-W0共计124mg，产率51.7％。
实施例3-5
本实施例公开了化合物b6-3-4-SP-W0的合成(即化合物b6中，m＝0,p＝1,q＝4,R1＝SP-W,其中k＝0)，其反应式为：
将b5-3-4-4-SP-W0(110mg，0.093mmol)溶解在二氯甲烷(2ml)中，加入25％二乙醇胺后反应在室温下搅拌过夜。反应结束后旋蒸除掉有机溶剂，重复多次加正己烷洗涤反应产物，柱层析纯化产物(二氯甲烷/甲醇＝8/1)获得无色黏稠液体产物b6-3-4-SP-W0共计42mg，产率47.2％。
实施例4
本实施例公开了化合物b8-1-SP-W0-DOTA(即化合物b8中，p＝q＝0,m＝5,R1＝SP-E,其中k＝0、R2＝DOTA)的合成，其反应式为：
将b7-DOTA(45mg,0.0785mmol)溶解在乙腈(2mL)，再加入NHS(7.3mg,0.063mmol)、HBTU(30mg,0.079mmol)和二异丙基乙胺(13mg,0.101mmol),室温条件下搅拌30分钟后，加入b6-1-SP-W0(40mg,0.523mmol)，室温条件下搅拌10小时，将反应液倒入冰水中，二氯甲烷萃取，饱和食盐水洗涤3次后，收集有机相，无水硫酸钠干燥过夜。过滤除掉干燥剂后，旋蒸除掉有机溶剂，产物直接用于下一步反应。
实施例5
本实施例公开了化合物式Ⅰ-1-SP-W0-DOTA(即化合物式Ⅰ中，p＝q＝0,m＝5,R1＝SP-E,其中k＝0、R2＝DOTA)的合成，其反应式为：
将b8-1-SP-W0-DOTA(16mg，0.012mmol)溶解在二氯甲烷(0.5ml)和三氟乙酸(0.5ml)的混合溶剂中，反应液在室温下搅拌10小时。减压下旋蒸除掉有机溶剂和三氟乙酸，产物再次溶解在甲醇中，并用乙醚萃取获得粗产品，再用制备高效液相色谱分离纯化获得产品式Ⅰ-1-SP-W0-DOTA，共计1.49mg，产率：12.5％。[M+H+]＝983.25。
对本实施例制得的化合物进行LC-MS分析。
质谱为Agilent 1200系列6120型号，电喷雾质子化(ESI)，HPLC条件为：Waters XBridge C18柱(150mm x 4.6mm x 3.5μm)，流速：1.0ml/min，柱温:40℃，梯度为乙腈(0.05％TFA):水(0.05％)，其中乙腈10分钟内从5％升至100％，且在100％出等度淋洗10分钟)。1H NMR(δ)：1.424(2H,m),1.499-1.723(7H,m),1.739(3H,t),1.923(3H,m),2.169(1H,m),2.452(4H,m),3.108-3.252(15H,m),3.448-3.525(7H,m),3.800(6H,m),3.983(1H,m),4.216-4.329(2H,m),7.175(2H,d),7.839(2H,d)。
实施例6
本实施例公开了68Ga标记化合物68Ga-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和68Ga-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA的制备，反应式为：
68Ga标记化合物68Ga-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA的制备方法为：将NaAc/HAc缓冲溶液(pH＝4.2，1mL)与0.85％的生理盐水(1mL)室温条件下混合，再加入式I-3-SP-W0-DOTA(20μL，20μg)，混匀后再加入68GaCl3高纯盐酸溶液(6mCi，4mL，0.05mol/L)，加热至90℃反应15分钟，过C18 lighting反相柱，生理盐水洗涤并收集为废液。再用50％的医用酒精(1mL)洗涤反相柱，0.85％生理盐水(8mL)洗涤，收集酒精洗液和生理盐水洗涤液，高效液相色谱(乙腈/水，15分钟内乙腈10％到90％，水和乙腈均含有0.1％三氟乙酸)测量其保留时间和放射化学纯度，产品放射性峰保留时间7.97min，放化纯：95.95％。
68Ga-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA的制备方法相同，产品放射性峰保留时间8.03min，放化纯：97.5％。
本实施例中，化合物式Ⅰ-3-4-SP-W0-DOTA的合成方法为采用化合物b6-3-4-SP-W0合成化合物b8-3-4-SP-W0-DOTA后，再以化合物b8-3-4-SP-W0-DOTA为原料，合成化合物式Ⅰ-3-4-SP-W0-DOTA，其反应式为：
与实施例4、实施例5相比，将化合物b6-1-SP-W0替换为化合物b6-3-4-SP-W0，将化合物b8-1-SP-W0-DOTA替换为化合物b8-3-4-SP-W0-DOTA，其余条件均相同。
本实施例制得的式68Ga-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和68Ga-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA的放射性高效液相色谱图如附图2、附图3所示。HPLC条件为：Angilent C18柱(250mm×4.6mm×3.5μm)，流速：1.0ml/min，柱温:室温。梯度为乙腈(0.1％TFA)：水(0.1％TFA)，其中乙腈15分钟内从10％升至90％，且在90％处等度淋洗10分钟。
实施例7
本实施例公开了177LuCl3标记的式Ⅱ化合物177Lu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和177Lu-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA的制备，反应式为
177LuCl3标记的式Ⅱ化合物177Lu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA的制备方法为：将NaAc/HAc缓冲溶液(pH＝4.6，1mL)与0.85％的生理盐水(1mL)室温条件下混合，再加入前体式I-1-SP-W0-DOTA(20μL，20μg)，混匀后再加入177LuCl3高纯盐酸溶液(5μL，0.04mol/L的高纯盐酸，比活度1mCi/μL)，加热至90℃反应15分钟，过C18 lighting反相柱，盐水洗涤并收集作为废液。再用50％的医用酒精(0.2mL)洗涤反相柱，0.85％生理盐水(2mL)洗涤，收集酒精溶液和洗涤液，测量其高效液相色谱(乙腈/水，15分钟内乙腈10％到90％，水和乙腈均含有0.1％三氟乙酸)，产品放射性峰保留时间7.69min，标记率：97.29％。
177Lu-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA的制备方法相同，产品放射性峰保留时间7.87min，放化纯：97.92％。
实施例8
本实施例公开了225Ac标记的式Ⅱ化合物225Ac-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和225Ac-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA的制备，反应式为
225Ac标记的式Ⅱ化合物225Ac-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA的制备方法为：在5mL的EP管中加入0.1M的Tris缓冲液(pH 9.0，1.0mL)，再加入纯化后的225Ac储备液(0.1mL 0.3MBq)及式I-3-SP-W0-DOTA(20μL，20μg)。在金属浴中预热至85℃后，将上述反应体系放置入金属加热浴，85℃条件下加热5分钟，停止加热，向反应液中加入2mL无菌注射用水。过C18微型分离柱，并用5mL无菌注射用水洗涤柱子，收集为废液。C18柱再用0.5mL 50％的医用酒精淋洗，再用2mL无菌注射用水洗涤柱子，其中酒精洗涤液和2mL无菌注射用水收集为产品，抽取10μL的产品液用放射性高效液相色谱法检测放化纯度。
225Ac标记的式Ⅱ化合物225Ac-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA的制备方法相同。
实施例9
本实施例公开了64Cu标记的式Ⅱ化合物64Cu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和64Cu-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA的制备，反应式为
64Cu标记的式Ⅱ化合物64Cu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA的制备方法为：在5mL的EP管中加入1.0M的NaAc/HAc缓冲液(pH 4.4,1.0mL)，再加入纯化后的64CuCl2储备液(1mL,3.8MBq)。在金属浴中预热至85℃后，将上述反应体系放置入金属加热浴，85℃条件下加热10分钟，停止加热，向反应液中加入2mL无菌注射用水。过C18微型柱，并用5mL无菌注射用水洗涤柱子，收集为废液。C18柱再用0.5mL 50％的医用酒精淋洗，再用2mL无菌注射用水洗涤柱子，其中酒精洗涤液和2mL无菌注射用水收集为产品，抽取10μL的产品液用放射性高效液相色谱法测定放化纯度。
64Cu标记的式Ⅱ化合物64Cu-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA的制备方法相同。
实施例10
本实施例公开了68Ga标记的式Ⅱ化合物68Ga-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和68Ga-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA的PBS稳定性实验，具体为：
平行取10μL标记物溶解在3支190μL的PBS缓冲液中，并在37℃条件下孵育30min，60min，120min，并在每个时间点取样，采用高效液相色谱法测定样品放射峰保留时间的变化情况。
测试结果：样品68Ga-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA在30分钟的放化纯为99.61％，放置2小时后，仍然保持99.38％的放化纯；样品68Ga-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA在30分钟的放化纯为99.25％，放置2小时后，放化纯为99.02％。因此，68Ga-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和68Ga-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA标记物在PBS中稳定性良好。
表1
实施例11
本实施例公开了68Ga标记的式Ⅱ化合物68Ga-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和68Ga-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA的胎牛血清稳定性实验，具体为：
平行取200μL胎牛血清与2mL的3支EP管中，再加入放化纯>99％的标记物100μL(比活度：0.6μCi/μL)，37℃条件下孵育30min，60min，120min。每个时间点向样品中加入与血清等量的乙腈，震荡沉淀，离心后，取上清液20μL，采用放射性高效液相色谱检测样品的放化纯。
测试结果：样品68Ga-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA在30分钟的放化纯为98.06％，放置2小时后，仍然保持97.70％的放化纯；样品68Ga-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA在30分钟的放化纯为99.36％，放置2小时后，放化纯为97.75％。因此，68Ga-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和68Ga-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA标记物在胎牛血清中稳定性良好。
表2
实施例12
本实施例公开了225Ac标记的式Ⅱ化合物225Ac-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和225Ac-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA的PBS稳定性实验，具体为：
平行取10μL标记物溶解在3支190μL的PBS缓冲液中，并在37℃条件下孵育30min，60min，120min，并在每个时间点取样，采用高效液相色谱法测定样品放射峰保留时间的变化情况。
测试结果：样品225Ac-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA在30分钟的放化纯为99.80％，放置2小时后，仍然保持99.09％的放化纯；样品225Ac-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA在30分钟的放化纯为99.59％，放置2小时后，放化纯为98.87％。因此，225Ac-式Ⅱ-3-SP-W0-DOTA和225Ac-式Ⅱ-4-3-SP-W0-DOTA标记物在PBS中稳定性良好。
表3
实施例13
本实施例公开了225Ac标记的式Ⅱ化合物225Ac-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和225Ac-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA的胎牛血清稳定性实验，具体为：
平行取200μL胎牛血清与2mL的3支EP管中，再加入放化纯>99％的标记物100μL，37℃条件下孵育30min，60min,120min。每个时间点向样品中加入与血清等量的乙腈，震荡沉淀，离心后，取上清液20μL，采用放射性高效液相色谱检测样品的放化纯。
测试结果：样品225Ac-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA在30分钟的放化纯为98.15％，放置2小时后，仍然保持97.59％的放化纯；样品225Ac-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA在30分钟的放化纯分别为99.10％，放置2小时后，放化纯为96.95％。因此，225Ac-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和225Ac-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA标记物在胎牛血清中稳定性良好。
表4
实施例14
本实施例公开了64Cu标记的式Ⅱ化合物64Cu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和64Cu-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA的PBS稳定性实验，具体为：
平行取10μL标记物溶解在3支190μL的PBS缓冲液中，并在37℃条件下孵育30min，60min，120min，并在每个时间点取样，采用高效液相色谱法测定样品放射峰保留时间的变化情况。
测试结果：样品64Cu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA在30分钟的放化纯为98.7％，放置2小时后，仍然保持97.62％的放化纯；样品64Cu-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA在30分钟的放化纯为98.4％，放置2小时后，放化纯为96.6％。因此，64Cu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和64Cu-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA标记物在PBS中稳定性良好。
表5
实施例15
本实施例公开了64Cu标记的式Ⅱ化合物64Cu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和64Cu-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA的胎牛血清稳定性实验，具体为：
平行取200μL胎牛血清与2mL的3支EP管中，再加入放化纯>99％的标记物100μL，37℃条件下孵育30min，60min,120min。每个时间点向样品中加入与血清等量的乙腈，震荡沉淀，离心后，取上清液20μL，采用放射性高效液相色谱检测样品的放化纯。
测试结果：样品64Cu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA在30分钟的放化纯为98.5％，放置2小时后，仍然保持96.7％的放化纯；样品64Cu-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA在30分钟的放化纯分别为98.8％，放置2小时后，放化纯为96.2％。因此，64Cu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和64Cu-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA标记物在胎牛血清中稳定性良好。
表6
实施例16
本实施例公开了177Lu标记的式Ⅱ化合物177Lu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和177Lu-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA的PBS稳定性实验，具体为：
取10μL标记物溶解在190μL的PBS缓冲液中，并在37℃条件下孵育1h，4h，24h并在每个时间点取样，采用高效液相色谱法测定样品放射峰变化情况。
测试结果：样品177Lu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA在1h的放化纯为98.10％，放置24h后，仍然保持98.54％的放化纯；样品177Lu-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA在1h的放化纯分别为99.0％，放置24h后，放化纯为98.12％。因此，177Lu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和177Lu-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA标记物在PBS中稳定性良好。
表7
实施例17
本实施例公开了177Lu标记的式Ⅱ化合物177Lu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和177Lu-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA的胎牛血清稳定性实验，具体为：
平行取200μL胎牛血清与2mL的3支EP管中，再加入放化纯>99％的标记物100μL，37℃条件下孵育1h，4h，24h。每个时间点向样品中加入与血清等量的乙腈，震荡沉淀，离心后，取上清液20μL，采用放射性高效液相色谱检测样品的放化纯。
测试结果：样品177Lu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA在1h的放化纯为89.68％，放置24h后，仍然保持90.15％的放化纯；样品177Lu-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA在1h的放化纯分别为91.5％，放置24h后，放化纯为88.6％。因此，177Lu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和177Lu-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA标记物在胎牛血清中稳定性良好。
表8
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实施例18
本实施例公开了68Ga-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA和68Ga-式Ⅱ-4-3-SP-W0-DOTA的LNCaP动物模型PET/CT显像实验，具体为：
在NOD/SCID小鼠左前肢腋下种植LNCaP细胞，SPF级别动物房饲养约4周，肿瘤块大约直径大约0.5cm。通过尾静脉注射约100μL剂量约50μCi的高放化纯药品(放化纯度>98.5％)。分别在10分钟，30分钟，60分钟和120分钟显像。显像结果见附图6(68Ga-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA)和附图7(68Ga-式Ⅱ-3-4-SP-W0-DOTA)。
实施例19
本实施例公开了177Lu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA的LNCaP动物模型SPECT/CT显像实验，具体为：
在NOD/SCID小鼠左前肢腋下种植LNCaP细胞，SPF级别动物房饲养约4周，肿瘤块大约直径大约0.5cm。通过尾静脉注射约100μL剂量约100μCi的高放化纯药品(放化纯度>98.5％)。分别在1h，4h，24h，48h，96h显像。显像结果见附图8。
实施例20
本实施例公开了177Lu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA的LNCaP动物模型生物分布数据，具体为：
于LNCaP细胞NOD/SCID荷瘤小鼠，尾静脉注射177Lu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA(～3.2MBq)，于注射后1h，4h，24h，48h，96h麻醉后颈椎脱臼处死小鼠，每个时间点各5只，收集心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏、胃、肠道、骨、肌肉、肿瘤以及血液等组织，干燥后进行称重及测定放射性计数，计算每克组织注射剂量百分率(％ID/g)＝(组织的放射性计数-背景)/[(注射药物的放射性计数-背景)*组织质量]。生物分布数据结果见表9。
生物分布数据结果：177Lu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA在NOD/SCID荷瘤小鼠体内通过肾途径排泄，主要聚集在表达PSMA受体的肿瘤和肾中，非靶向器官组织均摄取低、清除快。肿瘤摄取在注射后4h达到峰值(65.25±9.82％ID/g)，并在药物注射后96h内保持较高的肿瘤摄取，肿瘤与肾脏比值随着时间的增加而增加，在96h比值达到71.72，177Lu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA在此荷瘤鼠模型中显示出了良好的组织分布轮廓，具有较高的肿瘤摄取和增强的肿瘤与背景比，有治疗应用价值前景。
表9 177Lu-式Ⅱ-1-SP-W0-DOTA-LNCaP生物分布数据
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注：表中数据以均值±标准偏差展示，单位为％ID/g。
综上所述，本发明首次通过3条路线制备得到结构新颖的大环多胺羧酸短肽式I化合物。该化合物制备条件温和，化学反应类型简单，制备所得化合物理化性质稳定。放射性核素标记物式Ⅱ采用的标记方法简便、高效，反应条件可控，产物标记率和放化纯均高，可达99％以上，稳定性试验中，标记产物在PBS和FBS里面均具有很好的稳定性。式I既能与诊断类核素68Ga、64Cu、18F等结合形成显像剂用于靶向诊断，又可被β粒子发射体类核素177Lu，225Ac等标记，用于肿瘤核素靶向68Ga、64Cu、内照射治疗。
当式I采用68Ga和64Cu等核素标记用于靶向诊断时，体内性质PET/CT显像研究中发现，68Ga-式Ⅱ和64Cu-式Ⅱ在LNCaP肿瘤模型中有良好的肿瘤摄取，肿瘤与肾脏、肌肉的等器官比值较高。在LNCaP肿瘤模型中具有较好的成像性能，有潜力成为新一代前列腺癌成像和指导显像剂。
当式I采用177Lu和225Ac核素标记用于肿瘤核素靶向内照射治疗时，所获得177Lu-式Ⅱ和225Ac-式Ⅱ，在理化性质和体内外性质研究时表现出24小时的PBS和血清稳定性卓越，SPECT成像和生物分布研究显示标记物主要通过肾脏途径排泄，双肿瘤(PC-3和LNCaP)模型中药物对LNCaP展现出高亲和力结合PSMA，一定程度提高了肿瘤吸收及治疗效果的改善，值得进一步研究前列腺癌内放射治疗。
以上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。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

Claims (36)

1.一种如式Ⅰ所示的前列腺特异性膜抗原抑制剂，
其中当p＝q＝0时，m＝1-8的整数；当m＝0时，p＝1，q＝1～8的整数；k为0。
2.根据权利要求1所述的式I化合物的放射性标记物，其特征在于，其结构如式Ⅱ所示，
其中，M＝68Ga；p,q,m,k的定义同权利要求1。
3.权利要求1所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.化合物b1反应生成化合物b6；
步骤2.化合物b6与b7发生多肽偶联反应生成化合物b8；
步骤3.化合物b8脱除保护基生成化合物式I；
其反应式为：
；
其中R1、R2、X、Y、Z、p、q、m、k的定义同权利要求1。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，化合物b6与化合物b7在碱性溶剂和缩合剂存在条件下偶联反应生成化合物b8。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，化合物b8在酸性溶剂条件下脱保护反应生成化合物式I。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，以化合物b1为原料制备化合物b6的方法选自方法一、方法二、方法三中的一种，其中方法一包括以下步骤：
S11.化合物b1与b2-1发生曼尼希反应生成化合物b3-1；
S12.化合物b3-1与b4发生亲核取代反应生成化合物b5-1；
S13.化合物b5-1发生叠氮还原反应生成化合物b6；
其反应式为：
方法二包括以下步骤：
S21.化合物b1与b2-2发生亲核取代反应生成化合物b3-2；
S22.化合物b3-2与b4发生亲核取代反应生成化合物b5-2；
S23.化合物b5-2发生Gabriel胺合成反应生成化合物b6；
其反应式为：
；
方法三包括以下步骤：
S31.化合物b1与b2-3发生曼尼希反应生成化合物b3-3；
S32.化合物b3-3与b4发生亲核取代反应生成化合物b5-3-1；
S33.化合物b5-3-1脱除保护基生成化合物b5-3-2；
S34.化合物b5-3-2与b5-3-3发生多肽偶联反应生成化合物b5-3-4；
S35.化合物b5-3-4脱除保护基生成化合物b6；
其反应式为：
；
其中R1、R2、X、Y、Z、p、q、m、k的定义同权利要求1。
7.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，
化合物b1与化合物b2-1、b2-2、b2-3的摩尔比均为1：1.0～3.0；
化合物b3-1、b3-2、b3-3与化合物b4的摩尔比均为1：1.0～3.5；
化合物b5-3-2与化合物b5-3-3的摩尔比为1：1.0～3.0；
化合物b6与化合物b7的摩尔比为1：1.0～2.0。
8.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S11中，化合物b1与化合物b2-1和CH3BNNa在有机溶剂中曼尼希反应生成化合物b3-1。
9.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S12中，化合物b3-1在碱性有机溶剂中与b4亲核取代反应生成化合物b5-1。
10.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S13中，化合物b5-1与还原剂在有机溶剂中还原反应生成b6。
11.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S21中，化合物b1在碱性有机溶剂中与b2-2亲核取代反应生成化合物b3-2。
12.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S22中，化合物b3-2在碱性有机溶剂中与b4亲核取代反应生成化合物b5-2。
13.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S23中，化合物b5-2与还原剂在有机溶剂中发生Gabriel胺合成反应生成b6。
14.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S31中，化合物b1与化合物b2-3和NaBH4在有机溶剂中曼尼希反应生成化合物b3-3。
15.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S32中，化合物b3-3在碱性有机溶剂中与b4亲核取代反应生成化合物b5-3-1。
16.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S33中，化合物b5-3-1在碱性溶剂条件下脱保护生成化合物b5-3-2。
17.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S34中，b5-3-2与化合物b5-3-3在碱性溶剂和缩合剂存在条件下偶联反应生成化合物b5-3-4。
18.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S35中，化合物b5-3-4在碱性溶剂条件下脱保护生成化合物b6。
19.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S12、S22、S32、S34、S35和步骤2均使用了碱，所述步骤S12、S22、S32、S34、S35和步骤2中的碱为三乙胺，二乙胺，二乙醇胺，吡啶，二异丙基胺，乙二胺，环己胺中的至少一种，其与化合物b3-1、b3-2、b3-3、b3-3-3、b6的摩尔比均为：1.0～5.0：1。
20.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述S13使用了还原剂，所述S13中还原剂为或者Pd/C和氢气或者三苯基膦，Pd/C用量为化合物b5-1摩尔数的1.25～20.50％，氢气用量为1.0～20.0，三苯基膦用量1.0～5.0。
21.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述S23使用了还原剂，所述S23中还原剂为Pd/C和氢气、铁粉、水合肼，Pd/C用量为化合物b5-2摩尔数的1.25～20.50％，氢气用量为1.0～20.0，铁粉用量为1～6.0，水合肼用量5～15。
22.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述S34、步骤2中偶联反应均使用了偶联剂，所述S34、步骤2中偶联反应所用偶联剂为HATU，HBTU，HOBT，DCC，EDCI中的至少一种，偶联剂与化合物b7的摩尔比为：0.2～1.0：1。
23.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S34、步骤2中均使用了碱，所述步骤S34、步骤2中的碱为三乙胺，二乙胺，吡啶，二异丙基胺，乙二胺，环己胺中的至少一种，步骤S34中，碱与化合物b5-3-2的摩尔比为：1.0～2.0：1；步骤2中，碱与化合物b6的摩尔比为1.0～2.0：1。
24.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述S11，S21和S31中使用了溶剂，所述S11，S21和S31中所用溶剂为极性溶剂。
25.根据权利要求24所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述S11，S21和S31中所用溶剂为二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、水、甲酸、乙酸、盐酸中的至少一种。
26.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S12、S22、S32、S34、S35和步骤2中均使用了有机溶剂，所述步骤S12、S22、S32、S34、S35和步骤2中的有机溶剂为非质子极性溶剂。
27.根据权利要求26所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S12、S22、S32、S34、S35和步骤2中的有机溶剂为二氯甲烷，三氯甲烷，四氢呋喃，1,4-二氧六环，乙腈中的任意一种或几种。
28.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S13、S23、S33和步骤3均使用了溶剂，所述步骤S13、S23、S33和步骤3中的溶剂为极性溶剂。
29.根据权利要求28所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S13、S23、S33和步骤3中的溶剂为二氯甲烷，三氯甲烷，四氢呋喃，1，4-二氧六环，甲醇，水，乙腈，乙醇，乙酸乙酯中的任意一种或几种。
30.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S11、S21、S31的反应温度为0～80℃，反应时间为4～24小时；
步骤S12、S22、S32中的反应温度为0-60℃，反应时间为4～48小时；
步骤S13、S23、S33中的反应温度为0～90℃，反应时间为1～20小时；
步骤S34、步骤2中的反应温度为0～80℃，反应时间为2～24小时；
步骤S33、S35、步骤3中的反应温度为0～50℃，反应时间为0.5～24小时。
31.根据权利要求2所述的式I化合物的放射性标记物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：式I化合物与放射性金属盐反应，生成式I化合物的金属标记物式Ⅱ化合物，其反应式为：
其中R2的定义同权利要求1；R3、X、Y、Z、p、q、m、k的定义同权利要求2。
32.根据权利要求31所述的式I化合物的金属标记物的制备方法，其特征在于，反应体系的pH值为3.5～10.0，所述反应温度为25～95℃，反应时间为5～60min。
33.根据权利要求31所述的式I化合物的金属标记物的制备方法，其特征在于，反应体系中还包括稳定剂。
34.根据权利要求33所述的式I化合物的金属标记物的制备方法，其特征在于，所述稳定剂选自乙醇、维生素C、酪氨酸、半胱氨酸、丝氨酸、龙胆酸中的任意一种或几种。
35.根据权利要求1所述的式I所示的化合物在制备前列腺癌诊断试剂/药物、或/和治疗前列腺癌药物中的应用。
36.根据权利要求2所述的式I化合物的放射性标记物在制备前列腺癌诊断试剂/药物、或/和治疗前列腺癌药物中的应用。
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