CN1154108A

CN1154108A - 大环螯合剂及其螯合物及其在诊断领域的应用

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Publication number: CN1154108A
Application number: CN95194377A
Authority: CN
Inventors: F·尤格里; P·L·阿尼利; G·曼夫里狄; M·布罗彻塔; F·福德利
Original assignee: Bracco SpA
Current assignee: Bracco SpA
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1995-07-24
Publication date: 1997-07-09
Anticipated expiration: 2015-07-24
Also published as: JP2941062B2; NO307214B1; AU3221195A; DE773936T1; US5708166A; ES2100827T1; KR970704713A; ATE167477T1; ITMI941646A0; IT1274038B; US5622688A; CN1064355C; FI970327A; NO970342D0; AU691024B2; BR9508435A; EP0773936B1; FI970327A0; DE69503055T2; MX9700674A

Abstract

能螯合顺磁性二价或三价金属离子的通式(I)的化合物，它们与所述金属离子的螯合物和在磁共振成像中用作对比剂的应用，式中A是化学式(a)的基团，X是一个-O-R基或是一个-NR₂R₃基，B₁，B₂，B₃可以相同或不同，与A有相同的含意，或者是-CHYCOX基，其中Y是-CH₂OR₁基。

Description

大环螯合剂及其螯合物及其在诊断领域的应用

本发明涉及能螯合二价或三价顺磁性金属离子的新型化合物，它们与所述金属离子的螯合物和在磁共振成像(MRI)中用作对比剂的应用。

大量这类络合物在医学上的应用已有广泛报导，例如在药物制备中作为稳定剂，或摄入毒性金属物的病例用作解毒剂。

螯合剂与二价或三价金属离子形成生理上可接受的络合物，在如X-光、核磁共振(NMR)和闪烁扫描术等成像技术中被用作诊断剂。

在医学实践上核磁共振影像(MRI)是特别闻名的，强有力的诊断方法(参见，Stark，D.D.，Bradley，W.G.，Jr.，编“磁共振影像”C.V.Mosby公司，St.Louis，Missouri(USA)，1988)，它依赖应用顺磁性药物组合物，其中优选包含顺磁性二价或三价金属离子的螯合络合物，一般属于过渡金属或稀土金属与多氨基羧酸和/或其衍生物或类似物的螯合络合物。

影像(基本上来自水的质子NMR信号)是不同参数，如质子密度和T₁、T₂松弛时间相互复杂作用的结果。增加对比可通过外源化学物质给药的方法来达到，此化学物质明显改变其邻近的水的质子的共振特征(参见，Lauffer，R.B.，Chemical Rev.1987，87，901)。由于钆络合物通过偶极相互作用在减少邻近水分子的氢核的松弛时间具有高度能力，有关这类络合物科学家们已探索并专利保护和出版了大量著作。某些这样的络合物已被批准作为MRI的对比基质(Gd-DTPA/Dimeg，钆二亚乙基三氨基五乙酸的N-甲基葡糖氨盐，MAGNEVIST^，Shering；Gd-DOTA/Dimeg，钆1，4，7，10-四氮杂环十二烷基-1，4，7，10-四乙酸，DOTAREM^，Guerbet；HAPDO3A，钆10-(2-羟丙基)-1，4，7，10-四氮杂-环十二烷-1，4，7-三乙酸，PROHANCE^，Bracco；Gd-DTPA-BMA，Gd-DTPA双甲基酰胺，OMNISCAN^，Salutar)。

一个重要专利文献名单，即使不完全，表明此诊断领域的技术状况用来作为代表；EP71564(Scering)，US4639365(Sherry)，US-A-4615879(Runge)，DE-A-3401052(Schering)，EP130934(Schering)，EP65728(Nycomed)，EP230893(Bracco)，US-A-4826673(Mallinckodt)，US-A-4639365(Sherry)，EP299795(Nycomed)，EP258616(Salutar)，WO8905802(Bracco)。

适宜化合物的选择基于不同参数的评估，如松弛性，毒性，人体内分布，排出等。应用Gd⁽³⁺⁾络合物可作为MRI对比剂，主要需要三个重要特性。首先此络合物的热力学(可能动力学)的高稳定性，故Gd⁽³⁺⁾在体内有高毒性是低倾向性释出游离Gd⁽³⁺⁾的。第二至少存在一个水分子直接与内配位球体中的金属配位并能与立体分子进行快速交换。第三，高的水溶性(≥0.5mol/L)。虽然Gd-DTPA和Gd DOPA是稳定和水溶性的钆螯合物，它们是离子型化合物(即当量电荷Gd-DTPA是-2，Gd DOTA是-1)它们是以与N-甲基葡糖胺成盐而使成中性。因此溶液中含有荷电粒子，影响它们的渗透摩尔浓度(osmolality)特性。这些盐可注射的浓溶液(0.5-1.0M)有比血液和生理液更高的高渗透摩尔浓度。高渗性在体内可诱发水肿和其它不利的副作用。

随之多方试图发展新的非离子型金属络合物以克服或减少上述缺点。Tweedle M.F.，等在专利US4,885,363提出一种解决办法；有关钆络合物的制备中用10-(2-羟丙基)-1，4，7，10-四氮杂环十二烷基-1，4，7-三乙酸(HP-DO3A，Prohance^，Bracco)的内容，其中的一个羧基被去除使钆络合物成中性。具代表性的另一方法是在络合剂分子中的一个或多个游离羧基转变成非电离的中性基，例如S.C.Quay在专利US4,687,658和4,687,659描述的DTPA络合物的酯和酰胺衍生物(Gd-DTPA-双甲基酰胺，Gd-DTPA-BMA钆二酰胺，OMNISCAN^，Salutar发现是特别显著的。在Dean等的专利US4,826,673中以同样方式公开了单和多羟基烷酰胺基DTPA衍生物和它们被用作顺磁性离子的络合剂的应用。专利申请DE3324235A和DE3324236A论述了单和多羟基烷基酰胺基DTPA衍生物和它们用作顺磁性离子的络合剂的应用。同样澳大利亚专利申请78995/87要求保护用于MRI和X-光操作的酰胺络合剂。

本发明涉及一类新的螯合剂，用于制备顺磁性对比剂，其通式(I)：

式中，A是一个如化学式的基，

在此X是一个-O-R基，此处的R是氢，或是直链或支链(C₁-C₅)的烷基，它可被或不被1-6个羟基和/或烷氧基取代，或者X是一个-NR₂R₃基，此处的R₂，R₃可以相同或不同，是一氢原子，一个直链或支链(C₁-C₁₀)的烷基，可被或不被1-6个羟基和/或烷氧基取代，或是含1-10个氧原子和3-30个碳原子的多氧杂烷基，或-NR₂R₃基是一个杂环残基，其中R₂和R₃共同形成一个(C₄-C₅)链，它可被或不被O，N，S，＞N-CH₃所间隔，还可能或许被一个或多个羟基或羟烷基取代。

B₁，B₂，B₃可相同或不同与A具有相同含意，或是-CHYCOX基，其中Y是-CH₂OR₁基，其中R₁是氢或是一直链或支链(C₁-C₅)烷基，它可被或不被1-6羟基和/或烷氧基取代，或R₁是一个苯基或苯甲基在其芳香环上可被卤素、羟基、烷氧基、羧基、氨基甲酰基、烷氧基羰基、(C₁-C₅)烷基、(C₁-C₅)羟烷基、氨基、酰基氨基等单取代或多取代，或Y也可以是如上述所定义的R₁残基。

本发明也涉及具有化学式(I)的所述化合物与二或三价金属离子的螯合物，该金属原子序数在20-31、39、42、43、44、49之间或在57-83间选择和它们与生理上可接受的有机碱的盐，该碱选自伯、仲、叔胺或碱性氨基酸，或与无机碱的盐，其中它的阳离子是钠、钾、镁、钙或它们的混合物，或与生理上相容的有机酸阴离子，例如选自乙酸、琥珀酸、柠檬酸、富马酸、马来酸、草酸，或与无机酸的阴离子如氢卤酸的阴离子，即氯、溴、碘阴离子的盐。

在通式(I)的化合物中，A优选是丙烯酸，它可被酯化或可优选被游离氨官能基取代，可被烷基、羟烷基、烷氧烷基或烷氧羟烷基单或双取代。

取代基X可以是羟基或也可是O-R基，其中R定义如上述。

R的非限定性例子如下：甲基，乙基，异丙基，2-羟乙基、2-羟丙基，1，3-二羟丙基，多氧杂烷基。

取代基X优选也可是化学式-NR₂R₃的羟烷基胺残基，其中R₂和R₃定义如上述。

这些残基非限定性的例子如下；氨基-，2-羟乙胺基-，2，3-二羟丙胺基-，1，3-二羟丙胺基-，1，3-二羟-2-甲基-异丙胺基-，2，3，4-三羟-1-丁胺基-，1，3，4-三羟-2-丁胺基-，1，13-二羟-2-羟甲基-异丙胺基-，N-甲基-N-(2-羟乙基)胺基-，N-甲基-N-(2，3-二羟丙基)胺基-，N-甲基-N-(1，3-二羟丙基)胺基-，N-甲基-N-(2，3，4，5，6-五羟己基)胺基-，N-2-羟乙基-N-(1，3-二羟异丙基)胺基-，N，N-双(2-羟乙基)胺基-，N，N-双(2，3-二羟丙基)胺基-，N，N-双(1，3-二羟丙基)胺基-，三(3-羟异丙基)胺基-，2[3-羟基-2，2-双(羟甲基)丙氧基]乙胺基-，3，4，5-三羟哌啶子基-，2-(2-羟乙氧)乙胺基-。

存在于R₂和R₃残基中的羟基可作为醚的形式存在，优选是甲基或乙基醚。

所述残基非限定的例子是1，3-二甲氧基异丙基胺基-2，3-二甲氧基丙胺基-。

当-NR₂R₃基是如上定义的环状残基，特别优选的胺是环戊胺，环己胺，吗啉，N-甲基哌嗪，哌嗪。

在通式(I)的化合物中，B₁，B₂，B₃残基优选的是乙酸基或丙酸基，可被酯化或被游离胺官能基取代，或以烷基、羟烷基、烷氧烷基或烷氧羟基烷基单取代或双取代。

本发明的螯合剂可以初始的方式制备，依据如下过程利用从适当的前体消除水或醇开始：

过程1：

优选的前体是通式(V)的螯合物，其中X、B₁、B₂、B₃定义如前述，而R可以是H，或一直链或支链的烷基，包含1-5个碳原子，或是一个苯甲基，可在苯甲基环上被取代或不取代，而它的制备方法公开于专利EP440606(BRACCO)中。

专利EP440606公开了非离子型的大环配位体的螯合物的合成和应用，其优选具有一个3-(苯甲氧)丙酸残基，其羧基是用羟基-或多羟烷基-的胺酰胺化的。

消除反应优选在含水介质中，或在偶极质子惰性的溶剂中或在它们的混合物中进行，pH范围通过附加适当的有机碱或无机碱，控制在8～12，优选在9～11之间，优选温度范围80～160℃，特别在100～130℃。

本发明的螯合物通过动物实验显示的LD₅₀证实具有令人振奋的低毒性特征，而对作诊断使用的溶液热灭菌时有极佳的稳定性。一些有关本发明Gd螯合物的现有数据详细列举在例4中，同时一起列举了与以下可商购的产品：DOTAREM^，OMNISCAN^，PROHANCE^的己知数据的比较结果。还记载了有关是OMNISCAN^的活性组分的Gd-DTPA-双甲基ammid，Gd-DTPA-BMA的数据，即使有明显不同的LD₅₀值。己知这个差别是由于有Gd-DTPA-BMA 500mM，和相同配体与钠和钙的螯合物，Na[Ca-DTPA-BMA]其浓度为25mM，同时存在于OMNISCAN^中。因此只要注意确定一致性，将最近的数据与本发明的这些记载数据进行比较就更明显了。

本发明的复杂化合物有好的水溶性和在其水溶液中有限的渗透压摩尔浓度是另一使它们特别适用于上述诊断操作的明显特征。

本发明的化合物具有广泛的应用，因它可用于血管内(例如静脉注射，动脉内，冠脉内，心室内给药等)，鞘内，腹膜内，淋巴管内，体腔内，实质组织内给药。可溶的以及难溶的化合物都适于口服或胃肠道内给药，因此特别适于胃肠道造影(GI)。胃肠道外给药其优选配制为灭菌水溶液或悬浮液(pH范围为6.0～8.5)。这些水溶液或悬浮液给药浓度范围从0.002M到1.0M。

这些制剂可被冻干并直接提供，应用前再复制。胃肠道和体腔内注射的这些制剂可制成溶液或悬浮液含适当添加剂以例如控制粘度。

口服给药可按常规药物制备技术方法制成或以包被形式作为外部保护以防胃内的酸性pH，抑制螯合金属离子的释出，此情况在胃液典型pH条件下经常出现。

也可按已知药物配制技术添加其它赋形剂，如甜味剂和/或香味剂等。

本发明的化合物的溶液或悬浮液也可以配制成气溶胶的形式用于气溶胶支气管造影和滴注。

就诊断成像而言，本发明的螯合物也可作为核医学中的放射药物用于诊断和治疗领域。

但在此情况下被螯合的金属离子是放射性同位素，如⁵¹铬，⁶⁷镓，⁶⁸镓，¹¹¹铟，^99m锝，¹⁴⁰镧，¹⁷⁵镱，¹⁵³钐，¹⁶⁶钬，⁹⁰钇，¹⁴⁹钷，¹⁷⁷镥，⁴⁷钪，¹⁴²镨，¹⁵⁹钆。

适用于本发明成盐的复杂螯合物的无机碱优选的阳离子特别包括碱金属或碱土金属离子，如钾、钠、钙、镁和这些金属离子的混合物。

适用相同于上述目的的优选有机碱阳离子还包括伯、仲和叔胺如乙醇胺，二乙醇胺，吗啉，葡糖胺，N-甲基葡糖胺，N，N-二甲基葡糖胺等的阳离子。

优选的氨基酸阳离子包括，例如赖氨酸，精氨酸、鸟氨酸，或天冬氨酸和谷氨酸的阳离子。

尤其适用于本发明的复杂螯合物成盐的优选的无机酸阴离子包括氢卤酸的阴离子，如氯、溴、碘或其它阴离子如硫酸根。

适合上述目的的优选的有机酸阴离子包括常规用于药物技术与碱性物质成盐的酸，如乙酸、琥珀酸，柠檬酸、富马酸，马来酸的阴离子。

本发明的化合物可结合成为大分子或被包胶或结合于适当载体。例如它们可被包于脂粒中，或组成其化学结构的组份和用作单或多层状囊泡。

上述组成和方法可作种种改变而不背离本发明范围，以上说明内容仅仅试图作为解释性说明而非限定的意义。

化合物1(例1)

化合物2(例2)

化合物3(例3)

化合物4(例3)

化合物5(例3)

化合物6(例3)

实施例1

10-[2-[[1，1-双(3-羟丙基)-4-羟丁基]胺基]-1-亚甲基-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸的钆配合物。

A)N-[[1，1-双(3-羟丙基)]-4-羟丁基]-2-氯-3-(苯甲氧基)丙酰胺。

搅拌下在2小时将102.1克的2-氯-3-(苯甲氧基)丙酰氯(CASRN124628-32-6)(0.438mol)在100毫升二噁烷中的溶液滴加到60克(0.292mol)4-氨基-4-(3-羟丙基)1，7-庚二醇(制备方法依据Newkome.G.R，：Moorefield，C.N.；Theriot，K.J.，J.Org.Chem 1988，53，5552-5554所描述的工艺)，在250ml水和500ml二噁烷中的溶液中。反应混合物的pH开始接近12，在氯化物加入的过程中降低至10，并加入61ml 8N KOH(0.488mol)保持该值。当滴加完成时反应混合物加热至60℃，在此温度下保持18小时，同时加入19ml 8N KOH(0.152mol)使pH总保持在10。然后反应混合物在真空下蒸发，加2-丙醇后再真空下蒸发，此操作再反复一次以便任何残留的水被除去。残留的油状物用冷的2-丙醇稀释，半小时后形成的沉淀滤去，用冷的2-丙醇洗涤，滤液再一次在真空下浓缩得油状残留物，此物经急骤层析(flash chromatography)纯化得所需产物76.8克(0.191mol)。

产率：65％ m.p.(熔点)：72-76℃(分解)HPLC：97.7％(％面积)固定相：E.Merck Lichrospher 100 RP-8柱；5mm；250×4mm；移动相：梯度洗脱A＝0.017MH₃PO₄水溶液

B＝CH₃CN

分钟％A ％B

0 80 20

10 80 20

20 30 70

30 30 70

35 20 80

45 20 80

流速：1ml.min^-1；温度：40℃；UV检测：210nm。

无素分析 C H Cl N

％计算 59.76 8.02 8.81 3.48

％实测 59.88 8.07 8.74 3.47 H₂O0.2

TLC(薄层层析)硅胶板60F 254 Merek

洗提剂：AcOEt∶MeOH＝8∶2(v/v)

检测器：UV(254nm)；1％KM_nO₄w/v于1M NaOH中Rf(层离比)＝0.45。

¹H-NMR，¹³C-NMR，IR和MS波谱与结构一致。

B)N-[1，1-双(3-羟丙基)-4-羟丁基]-α-[(苯甲氧基)甲基]-1，4，7，10-四氮杂环-十二烷-1-乙酰胺三盐酸化物。

化合物A57.1克(0.142mol)和36.7克1，4，7，10-四氮杂环十二烷(市售产品)(0.213mol)的混合物制备是将该二组份研细成粉，并在80℃在N₂下搅拌6小时然后在85℃18小时。将反应混合物溶于135ml的2NHCl(0.27mol)中，用H₂O稀释至1000ml，并在阳离子交换树脂Duolite^C20MB上滤出，用水洗至中性，酸洗脱物在真空下浓缩得油状残留物，此物溶于无水乙醇和真空下浓缩。此操作再进行一次以除去任何痕量水分。操作终了得一白色奶油状物，此物用3NHCl乙醇液(250ml)处理，搅拌下保持近一小时。不溶残留物滤出和干燥得54.2克欲得的产品(0.084摩尔)。

产率59％ HPLC98％(面积％)

固定相：Lichrospher RP-18柱；5mm；250×4mm；

移动相；梯度洗脱：A＝0.017M H₃PO₄水溶液

B＝CH₃CN

分钟％A ％B

0 80 20

10 80 20

20 30 70

30 30 70

流速：1ml·min^-1；温度40℃；UV检测：210nm

AgNO₃，0.1N：102.4％

元素分析 C H Cl N

％计算 51.96 8.10 16.43 10.82

％实测 50.52 8.89 16.15 10.43 H₂O2.05

TLC：E.Merck RP-18 plate item 15389

洗提液：1N HCl∶CH₃CN＝9∶1(v/v)

检测器：UV(254mm)；1％KMnO₄(w/v)于1MNaOH中，Rf＝0.35

¹H-NMR，¹³C-NMR，IR和MS波谱与结构一致。

C)10-[2-[[1，1-双(3-羟丙基)-4-羟丁基]氨基]-2-氧代-1-[(苯甲氧基)-甲基]-乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸。

56.4克溴乙酸(0.406mol)于180ml水中的溶液在一小时内0-5℃下搅拌下加入40ml10NNaOH(0.4mol)。在10分钟内向此溶液(pH6.5)中滴加入化合物(B)67.3克(0.104mol)于180ml水中的溶液，并保持0-5℃恒温反应，30分钟内加入18.5ml 10N NaOH(0.185mol)使pH达到10。此后反应混合物加热至50℃15小时，加45.6ml 10N NaOH(0.456摩尔)以缓冲形成的酸度，保持pH恒定于10。

室温下冷却后，混合物用8ml 37％HCl(w/w)中和，用水稀释至1.5升和电渗析。脱盐的溶液在真空下浓缩至约1升，用活性碳处理后用布氏漏斗过滤然后用Millipore^滤器过滤。真空下浓缩。得油状残留物并干燥得所要产物62.83克(0.088mol)。

产率：84％ m.p(熔点)：114～122℃

HPLC：99％(面积％)

固定相：Lichrospher RP-18柱；5mm；250×4mm；

移动相：梯度洗脱

A＝0.017M H₃PO₄水溶液和0.001M KH₂PO₄

B＝CH₃CN

分钟％A ％B

0 90 10

15 90 10

30 60 40

流速：1ml·min^-1；

温度：40℃；UV检测：210nm。

络合滴定(0.1N ZnSO₄)：98.5％(w/w)

酸量滴定(0.1N NaOH)：99％(w/w)元素分析 C H N Br Cl Na％计算： 57.36 8.07 9.83％实测： 55.43 8.48 9.48 ＜0.1 ＜0.1 0.2H₂O0.89

TLC：E.Merck RP-18 plates item 15389

洗提液：磷酸盐缓冲液pH1.9(0.017M H₃PO₄水溶液和0.0125M KH₂PO₄)∶CH₃CN＝87∶13(v/v)

检测器：UV(254nm)；KMnO₄1％(w/v)于1MNaOH中，Rf＝0.25

¹H-NMR，¹³C-NMR，IR和MS波谱与结构一致。

D)10-[2-[[1，1-双(3-羟丙基)-4-羟丁基]氨基]-2-氧代-1-[(苯甲氧)甲基]乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸的钆络合物。

将87.9克的化合物(C)(0.122mol)溶于500ml水，用2N NaOH(0.96mol)48ml将pH调节至6.5。在3.5小时内向此溶液中滴加入44.6克的GdCl₃·6H₂O(0.12mol)溶于200ml水中的溶液中，同时加入118ml 2N NaOH(0.236mol)，使pH保持在6.5。当pH恒定时，将此反应混合物稀释至1.5升和电渗析。脱盐的溶液真空下浓缩得到油状残留物，干燥后得到97.9克所要产物(0.113mol)。

产率：92％ m.p.：195-210℃HPLC98.7％(面积％)

固定相：E.Merck Superspher RP-18柱；5mm；250×4mm；

移动相：梯度洗脱；

A＝缓冲液pH3.5(E Merck 19760/2)

B＝CH₃CN

分钟％A ％B

0 100 0

15 90 10

20 90 10

37 75 25流速：1ml·min^-1；温度：40℃；UV检测：210nm。

元素分析 C H Gd N

％计算 47.15 6.28 18.15 8.08

％实测 45.85 6.82 17.14 7.73 H₂O3.45

TLC：E.Merck RP-18 plates item 15389

洗提液：缓冲液pH3(E.Merckart.9434)∶CH₃CN＝75∶25(v/v)

检测器：UV(254nm)；1％KMnO₄(w/v)于1MNaOH中

Rf＝0.22

IR和MS波谱与结构一致。

E)标题化合物。

溶于300ml水的37.2克化合物D(0.043mol)的溶液中加入0.187克1-脱氧-1-(甲基胺)-D-山梨糖醇(0.95mmol)使pH调节到9.2和加热至100℃共3.5小时。在室温下冷却后，反应混合物用1N HCl(0.54ml)调至pH6.5，然后经电渗析。脱盐后的溶液在真空下浓缩再用(200ml)H₂O稀释后真空下再浓缩。操作进行二次得到油状残留物，此物置于干燥器中使之缓慢固化得31克(0.041mol)所要产品。

产率：95％ m.p.：245～260℃ HPLC：97.5％(面积％)

固定相：E.Merck Superspher 100 RP-18柱；5mm；250×4mm；

移动相：梯度洗脱；A＝缓冲液pH3.5(E.Merck item

19760/2)

B＝CH₃CN

分钟％A ％B

0 100 0

15 90 10

20 90 10

37 75 25

流速：1ml·min^-1；温度：40℃；UV检测：210nm。

元素分析 C H Gd N

计算％： 42.78 6.11 20.74 9.23

实测％： 40.66 6.63 19.11 8.55 H₂O3.65

TLC：E.Merck RP-18 plates item 15389

洗提液：缓冲液pH3(E.Merckitem 9434)∶CH₃CN＝90∶10(v/v)

检测器：UV(254nm)；KMnO₄ 1％(w/v)于NaOH 1M中.Rf＝0.48

IR和MS波谱与结构一致。

实施例2

10-[2-[[2-(2-羟乙氧基)乙基]氨基]-1-(亚甲基)-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸的钆络合物。

A)2-氯-3-(苯甲氧)-N-[2-(2-羟乙氧)-乙基]丙酰胺。

将2-氯-3-(苯甲氧)丙酰氯(CAS RN124628-32-6)77.7克(0.333mol)溶于150ml的THF(四氢呋喃)中的溶液于四小时内滴加到42.05克的2-(2-氨基乙氧基)乙醇(市售产品)(0.4mol)溶于150ml水和250ml的THF中的溶液中，保持恒温20℃。反应混合物的起始pH约12，在加入氯化物的过程中降低至10，加入37.8ml 10N NaOH保持此值。加完后pH不变的话反应混合物保持反应0.5小时。然后用37％(w/w)的HCl中和该混合物并在室温下保持15小时。水相用AcOEt(乙酸乙酯)分离提取，有机提取物与有机相结合在一起，然后真空下浓缩得残留物，此物溶在AcOEt内，用2.5％Na₂CO₃(w/v)洗涤，用0.5NHCl洗涤，然后用H₂O洗涤。此溶液用Na₂SO₄干燥，真空下浓缩得残留物，此物用急骤层析法纯化得到70.1克所要产物(0.232mol)。

产率：70％；HPLC：99.7％(面积％)

固定相：E.Merck Lichrospher RP-8柱；5mm，250×4mm；

移动相：等溶比(isocratic)洗脱：A∶B＝4∶1；

A＝0.017M H₃PO₄水溶液 B＝CH₃CN

流速：1ml·min^-1；温度：40℃；UV检测：210nm。

元素分析 C H Cl N

计算％ 55.72 6.68 1.74 4.64

实测％ 54.47 6.83 11.30 4.44 H₂O1.20

TLC：硅胶板60F254 Merck洗提液AcOEt

检测器：UV(254nm)；1％ KMnO₄(w/v)于NaOH 1M中Rf＝0.35

¹H-NMR，¹³C-NMR，IR和MS谱与结构一致。

B)N-[2-(2-羟乙氧基)乙基]-α-[(苯甲氧)-甲基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1-乙酰胺三盐酸化物。

将化合物(A)70克(0.232mol)和48克(0.278mol)的1，4，7，10-四氮杂环十二烷溶于200mlDMF(二甲基甲酰胺)中的溶液在50℃下加热72小时。反应混合物在真空下蒸发得油状残留物，向此残留物加入AcOEt∶CH₂Cl₂＝3/7(v/v)混合物(1000ml)，得到一沉淀，将沉淀滤除，滤液在真空条件下浓缩得油状残留物，用水稀释后再用AcOEt提取。分离出有机相后，水相用1N HCl调至pH为8.5再用AcOEt提取。分出有机相后水相用37％HCl(w/w)中和，用AcOEt再次提取。分出水相，稀释至1升和通过Duolite^C 20MB阳离子交换树脂渗滤。用水洗以后，此溶液用2M NH₄OH洗脱。二个洗脱液均在真空下浓缩得油状残留物。酸洗脱液残留物溶于Abs.EtOH(无水乙醇)并在真空下浓缩至干得油状残留物。碱洗脱残液溶于abs.EtOH，在真空下浓缩，溶于4N HCl的EtOH溶液后在真空下浓缩至干得一固体残留物。两残留物干燥至恒重，然后收集得到产物，该产物溶于abs。EtOH并在50℃下搅拌2小时。不溶的残留物被滤除和干燥以得到46.71克所要产物(0.084mol)。

产率：37％

HPLC：99.3％(面积％)

固定相：Licrospher RP-8柱；5mm；250×4.6mm；

移动相：等溶比洗脱：A∶B＝90∶10；

A＝0.017M H₃PO₄+0.01M KH₂PO₄水溶液

B＝CH₃CN

流速：1ml·min^-1；温度：40℃；UV检测：210nm。

元素分析 C H Cl N

％计算 48.31 7.74 19.44 12.80

％实测 45.58 7.96 18.91 12.37 H₂O2.27

TLC：硅胶板60F 254Merck

洗脱液CHCl₃∶MeOH∶25％NH₄OH(w/w)＝6∶3∶1v/v/v。

检测器：UV(254nm)；1％KMnO₄(w/v)于1MNaOH中

Rf＝0.45

¹H-NMR，¹³C-NMR，IR和MS波谱与结构一致。

C)10-[2-[[2-(2-羟乙氧基)乙基]氨基]-2-氧代-1-[(苯甲氧基)甲基]乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸。

在0℃搅拌下一小时内将31.5ml的10N NaOH(0.315mol)加入溴乙酸45.5克(0.327mol)溶于140mlH₂O中的溶液中，使pH为6。向此制得溶液中再滴加入46克的N-[2-(2-羟乙氧)乙基)]-α-[(苯甲氧基)甲基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1-乙酰胺三盐酸化物(0.084mol)的H₂O(100ml)溶液，恒定反应温度在0℃，再缓慢加入10N NaOH使pH达10。反应混合物热至50℃48小时，和加入50ml10N NaOH(0.5mol)以保持恒定的pH10。室温下冷却，混合物经Millipore^滤器过滤，用37％HCl(w/w)中和，用水稀释至1.5升和电渗析。电渗析完成后溶液在真空下浓缩得油状残留物，置于干燥器中得玻璃状固体。此固体经研制和溶于AcOEt(200ml)，过滤并再干燥，此粗产物溶在H₂O(150ml)中，并在Amberlite^XAD16树脂(1000ml)上渗析，用H₂O-MeOH进行梯度洗脱。含有纯产物的各级份被收集，在真空下浓缩得3883克所要产物(0.063mol)。

产率：76％m.p.：115-121℃(分解)HPLC：99％(面积％)；

固定相：Licrospher RP-8柱；5mm；250×4.6mm；

移动相：等溶比洗脱：A∶B＝90∶10；

A＝0.017M H₃PO₄水溶液和0.01M KH₂PO₄ B＝CH₃CN

流速：1ml·min^-1；温度：40℃；UV检测：210nm。

酸度滴定(0.1N NaOH)：96％(w/w)元素分析 C H N Br Cl Na％计算： 54.98 7.41 11.44％实测： 53.35 7.87 11.04 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 H₂O：2.85

TLC：E.Merck RP-8 plates item 15684

洗脱液：H₂O∶CH₃CN＝85∶15(v/v)

检测器：UV(254nm)；1％KMnO₄(w/v)于1M NaOH中Rf＝0.35

¹H-NMR，¹³C-NMR，IR和MS波谱与结构一致。

D)10-[2-[[2-(2-羟乙氧基)乙基]氨基]-2-氧代-1-[(苯甲氧基)-甲基]乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸的钆络合物。

将化合物(C)33.1克(0.054mol)溶于200mlH₂O，用26ml2N NaOH(0.052mol)将pH调至6.5。在2小时内向制成的溶液中滴加入19克的GdCl₃·6H₂O(0.051mol)溶于75ml水中的溶液，再加入50.5ml 2N NaOH(0.101mol)以保持pH在6.5。当pH恒定时反应混合物通过Millipore^过滤，稀释至1.4升并电渗析，当电渗析完成时溶液在真空下浓缩得油状残留物，此物经干燥得38.6克所要产物(0.05mol)。

产率：93％ m.p.：＞200℃ HPLC98％(面积％)

固定相：E.Merck Lichrospher 100 RP-8柱；5mm；250×4mm；

移动相：梯度洗脱

A＝0.01M KH₂PO₄水溶液和0.017M H₃PO₄ B＝A∶CH₃CN＝1∶1

分钟％A ％B

0 95 5

25 20 80

30 10 90

40 10 90流速：2ml·min^-1；温度：40℃；UV检测：210nm元素分析 C H Gd N％计算： 43.91 5.53 20.53 9.14％实测： 41.29 6.13 19.34 8.63 H₂O5.77

TLC：E.Merck RP-8 plates item 15684

洗脱液H₂O∶CH₃CN＝80∶20(v/v)

检测器：UV(254nm)；1％KMnO₄(w/v)于1M NaOH中Rf＝0.25

IR和MS波谱与结构一致。

E)标题化合物。

向化合物(D)766mg(1mmol)溶于20ml H₂O中的溶液中加入2.5ml 0.01M的1-脱氧-1-(甲基胺基)-D-山梨糖醇使pH调节到9后在高压釜中，在外部温度130℃下加热70分钟。反应混合物减压浓缩(约2ml)和在Lobar^RP-18柱上层析纯化，洗脱剂为H₂O/CH₃CN＝9/1(v/v)的混合物。收集同一纯度的级份，真空浓缩得油状残留物，将其置于干燥器中缓慢固化得到579mg所要产物(0.88mmol)。

产率：88％ m.p.：＞200℃ HPLC：99.9％(面积％)

固定相：E Merck Superspher 100 RP-18柱；5mm；250×4mm；

移动相：梯度洗脱；

A＝缓冲液pH3.5(E Merck item 19760/2) B＝CH₃CN

分钟％A ％B

0 100 0

15 90 10

20 90 10

37 75 25

流速：1ml·min^-1；温度：40℃；UV检测：210nm。元素分析 C H Gd N％计算 38.34 5.21 23.90 10.64％实测 37.26 5.74 23.12 10.28 H₂O3.15

TLC：E.Merck RP-18 plates item 15389

洗脱液：H₂O∶CH₃CN＝90∶10(v/v)

检测器：UV(254nm)；1％KMnO₄(w/v)于1M NaOH中Rf＝0.65

IR和MS 波谱与结构一致。

实施例3

依据例1和例2描述的操作，从相应的前体开始制备如下的钆络合物，这些相应前体制备方法公开于专利EP460606和Aime S.etal，Inorg.Chem，31，2422，1992中。

10-[2-[[2-羟基-1-(羟甲基)乙基]氨基]-1-亚甲基-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸的钆络合物。

10-[2-[[2-羟乙基]氨基]-1-亚甲基-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸的钆络合物；

10-[2-[[2，3-二羟丙基]氨基]-1-亚甲基-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸的钆络合物

1-脱氧-1-[甲基[1-氧代-2-[[4，7，10-三(羧甲基)-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1-基]-2-丙烯基]氨基]-D-山梨糖醇的钆络合物。

实施例4

表1，作为非限定性的实施例显示本发明化合物的LD50值，将10-[2-[[1，1-双(3-羟丙基)-4-羟丁基]氨基]-1-亚甲基-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸的络合物与Gd DTPA-BMA，OMNISCAN^，DOTAREM^和PROHANCE^相比较。

在进行的药理学实验中表1清楚地表明，钆与本发明的大环螯合剂的络合与DOTAREM^，GdDTPA-BMA，和PROHANCE^比较明显降低了毒性。

表1

LD50(小鼠) 渗透压摩尔浓度电荷

静脉注射(mmol/kg) (mOsm/kgH₂O)例1 23.4例2 37.6 855 非-离子型Gd DTPA-BMA^* 14.8 非-离子型OMNISCAN^* 34 780 非-离子型PROHANCE^* 7-10 630 非-离子型DOTAREM^* 11.4 1350 离子型

^*从产品手册中得到的资料

同时也记载了有关Gd-DTPA-二甲酰胺，Gd-DTPA-BMA，组成的OMNISCAN^的数据，即使LD50值存在明显的差别。已知此差别是由于有Gd-DTPA-BMA的500mM浓度存在于OMNISCAN^中，和存在同一配体与钠和钙的络合物，Na[Ca DTPA-BMA]浓度为25mM，因此只要注意测定的一致性，将最近的数据与本发明化合物的现有数据比较将更为明显。

Claims

1.通式(1)的化合物

式中A是如下化学式的基团：

其中X是一个-O-R基，此处R是氢或直链或支链(C₁-C₅)烷基，它可被或不被1-6个羟基和/或烷氧基取代，或X是-NR₂R₃基，此处R₂和R₃可相同或不同，是氢原子或是一直链或支链(C₁-C₁₀)烷基，它可被或不被1-6个羟基和/或烷氧基取代，或是一个含1-10个氧原子和3-30个碳原子的多氧烷基，或-NR₂R₃基是一个杂环残基，在此R₂和R₃共同形成一个(C₄～C₅)链，它可被或不被O，N，S，＞N-CH₃间隔，和可被或不被一个或多个羟基或羟烷基取代。

B₁，B₂，B₃可相同或不同，与A具有相同的意义，或是-CHYCOX基，其中Y是-CH₂OR₁，此处R₁是氢，或是一个直链或支链(C₁-C₅)烷基，它可被或不被1-6个羟基和/或烷氧基取代，或者R₁是一个苯基或苯甲基残基，它可被卤素、羟基、烷氧基、羧基、氨基甲酰基、烷氧羰基、(C₁-C₅)烷基、(C₁-C₅)羟烷基、氨基、酰胺基在芳香环上单取代或多取代，或者Y也可以是如上述定义的R₁残基，以及所述通式(I)的化合物与具有原子序数选定在20-31、39、42、43、44、49，或在57-83之间的金属离子的螯合物，以及它们与生理上可接受的有机碱、或与无机碱，或与生理上可接受的有机酸的阴离子、或与无机酸的阴离子所成盐，该生理上可接受的有机碱选自伯胺、仲胺、叔胺或碱性氨基酸，无机碱的阳离子是钠、钾、镁、钙或它们的混合物，生理上可接受的有机酸的阴离子选自乙酸根、琥珀酸根、柠檬酸根、富马酸根、马来酸根、草酸根，无机酸的阴离子诸如氢卤酸离子，如氯、溴、碘阴离子。

2.根据权利要求1通式(II)的化合物式中X和Y定义如上，

以及其与具有原子序数在20-31之间、39、42、43、44、49或在57-83之间的金属离子的螯合物，

以及它们与生理上可相容的有机碱所成盐，该有机碱选自伯胺、仲胺、叔胺或碱性氨基酸，

或与无机碱所成盐，该无机碱的阳离子是钠、钾、镁、钙或它们的混合物，

或与生理上可接受的有机酸阴离子成盐，该有机酸阴离子选自乙酸根、琥珀酸根、柠檬酸根、富马酸根、马来酸根、草酸根，或与无机酸的阴离子所成盐，如氢卤酸的离子，如氯、溴、碘离子。

3.根据权利要求1通式(III)的化合物式中X定义如上，和与具有原子序数选定在20和31之间、39、42、43、44、49或57和83之间的金属离子的螯合物，

以及它们与生理上可接受的有机碱所成盐，该有机碱选自伯胺、仲胺、叔胺或碱性氨基酸，

或与无机碱所成盐，该无机碱其阳离子是钠、钾、镁、钙或它们的混合物。

4.根据权利要求1通式(IV)的化合物，式中X₁是OH，-NH₂，-NHCH₂CH₂OH，-NHCH(CH₂OH)₂，-NHCH₂CH(OH)CH₂OH，-NHC[(CH₂)₃OH]₃，-NH(CH₂)₂O(CH₂)₂OH，-NHCH₂-[CH(OH)]₄CH₂OH，-N(CH₃)-CH₂-[CH(OH)]₄-CH₂OH，

5.根据权利要求1的化合物，其中被螯合残基B络合的二价或三价金属离子选自Fe⁽²⁺⁾，Fe⁽³⁺⁾，Gd⁽³⁺⁾，Eu⁽³⁺⁾，Dy⁽³⁺⁾，La⁽³⁺⁾，Yb⁽³⁺⁾，和Mn⁽²⁺⁾，或是放射性同位素选自⁵¹铬，⁶⁷镓，⁶⁸镓，¹¹¹铟，^99m锝，¹⁴⁰镧，¹⁷⁵镱，¹⁵³钐，¹⁶⁶钬，⁹⁰钇，¹⁴⁹钷，¹⁷⁷镥，⁴⁷钪，¹⁴²镨，¹⁵⁹钆，²¹²铋。

6.根据权利要求1的化合物，其中生理上可接受的成盐的有机碱选自乙醇胺，二乙醇胺，吗啉，葡糖胺，N，N-二甲基葡糖胺，N-甲基葡糖胺，赖氨酸，精氨酸，鸟氨酸。

7.根据权利要求1的化合物，其中生理上可接受的成盐无机酸阴离子选自氢卤酸的离子如氯，溴，碘的离子。

8.根据权利要求1-4的化合物，其中式(1)的衍生物选自如下：

-10-[2-[[1，1-双(3-羟丙基)-4-羟基丁基]氨基]-1-亚甲基-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸。

-10-[2-[[2-(2-羟乙氧基)乙基]氨基]-1-亚甲基-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸。

-10-[2-[[2-羟基-1-(羟甲基)乙基]氨基]-1-亚甲基-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸。

-10-[2-[[2-羟乙基]氨基]-1-亚甲基-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸。

-10-[2-[[2，3-二羟丙基]氨基]-1-亚甲基-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸。

-1-脱氧-1-[甲基[1-氧代-2-[[4，7，10-三(羧甲基)-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1-基]-2-丙烯基]氨基]-(S)-D-山梨糖醇。

9.根据权利要求1制备化合物的方法，使用从通式(V)的前体开始消除水或醇，依据如下所示反应过程：式中X，B₁，B₂，B₃，如上述定义，R可以是氢，或是有1～5碳原子的直链或支链烷基，或是苯甲基，它可在或不在苯甲基环上被取代，其制法公开于专利EP440606(BRACCO)，在含水介质或在偶极质子惰性溶剂中或是它们的混合物中进行该反应过程，通过加入适宜的有机或无机碱将pH范围控制在8到12的范围内，优选温度从80℃至160℃。

10.根据权利要求9的方法，其中反应溶剂是水。

11.根据权利要求9的方法，其中所用有机碱选自乙醇胺，二乙醇胺，葡糖胺，N，N-二甲基葡糖胺，N-甲基葡糖胺。

12.根据权利要求9的方法，其中所用有机碱是N-甲基葡糖胺。

13.根据权利要求9的方法，其中pH保持在9和11之间。

14.根据权利要求9的方法，其中温度范围从100到130℃。

15.根据权利要求9的方法，其中反应在高压釜内进行。

16.药物诊断对比组合物，包括至少一种根据权利要求1的螯合物或其盐。

17.根据权利要求16的药物组合物，用核磁共振方法得到人或动物体器官和/或组织的影像。

18.将化学式(1)的化合物的螯合物或其盐用于诊断制剂的制备，通过核磁共振得到人和动物体器官和/或组织的影像的应用。