CN1686569A

CN1686569A - 早老痴呆Aβ－淀粉斑块显像剂

Info

Publication number: CN1686569A
Application number: CN 200510056788
Authority: CN
Inventors: 张锦明; 刘佰里; 王武尚
Original assignee: Beijing Normal University
Current assignee: Beijing Normal University
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2025-03-25
Also published as: CN100358582C

Abstract

本发明公开了一种新型的早老痴呆Aβ－淀粉斑块显像剂，其结构通式如下：R4－R2－C＝N－R1－R3，其中R1，R2表示芳环；R3处于一侧芳环的对位或邻位或间位上，为N－甲基或N，N－二甲基或甲氧基；R4处于另一侧芳环的对位或邻位或间位上，为携放射性核素的基团；R3和R4位置可互换。该显像剂的主要用途是用于活体的中枢神经Aβ－淀粉斑块的显像，用于早老痴呆的诊断和评价，其化合物与Aβ(1－40)聚集体的亲和常数很高，达nM级。

Description

早老痴呆Aβ-淀粉斑块显像剂

技术领域

本发明涉及一种含有放射性物质的医用显像剂，具体为一种早老痴呆Aβ-淀粉斑块显像剂。

背景技术

阿尔兹海默病(简称AD)患者的主要神经病理学特征之一是老年斑累积，其主要成份是β-淀粉样蛋白(简称Aβ)，Aβ是AD的两大分子标志物之一，也是临床尸检或活检诊断AD的金标准。病理学检测Aβ的染色剂有：刚果红(Congo Red，CR)、硫磺素-T(Thioflavin-T)、硫磺素-S、Chrysamine G(CG)和X-34等，这些试剂在体外与Aβ有很高的亲和能力。如果用放射性核素标记上述试剂，并能有效突破血脑屏障(简称BBB)进入大脑，就可以采用SPECT或PET技术，进行AD患者脑内老年斑分布及定量的在体、可视化检测，可以提高AD的早期诊断率和鉴别准确率，而且可以对AD病人分期、针对Aβ为靶点的治疗方案(如减少Aβ前体蛋白生成、抑制Aβ的生成和集聚、清除生成的Aβ等)和药物的研究等提供有效的评价方法。

核医学显像的优势是用放射性核素标记具有独特病理学染色或生化结合的试剂作显像剂，有利于疾病在体、无创的特异性诊断。直接用放射性核素标记CG类，由于分子类大，不容易穿透BBB。近年来文献报导了几类对以上化合物的改进标记物，在动物实验、体外自显影及初步临床方面取得了一定成果。

第一类是¹⁸F-FDDNP，它是一类同布络芬、甲氧萘普酸化学结构相似、与Aβ斑块结合时竞争结合位点不同于刚果红(CG)和硫磺素(Thioflavine T)的化合物(Agdeppa ED，Neuroscience 117(2003)723-730)。

FDDNP DDNP结构式

该化合物目前已用于临床AD的诊断，AD病人的¹⁸F-FDDNP显像浓集与FDG低代谢位置一致，而正常对照组无浓集。该显像剂不足是注射后从正常脑区的清除较慢。

第二类显像剂为苯并噻吩类及其衍生物，是一类与硫磺素-T(Thioflavin-T)化学结构很类似的化合物，¹²⁵I或¹⁸F、¹¹C标记的BAT类化合物与Aβ有良好的亲和性，其中¹¹C标记的BAT的Ki＝10nM(Mathis CA，Bioorg & Medic Chemlett，2002，12：295-298)，¹¹C-6-OH-BAT在临床得到初步验证。该类化合物的特点是联接两个芳环为一五元杂环，其中有一个为双键(见下结构式)，通过双键将两侧芳环上电子云互相影响。正电子核素标记的该类化合物注射后清除快，Aβ斑块显像清晰，适于临床早期AD的诊断。但碘标记的化合物正常脑清除慢，为了提高从正常脑区的清除，将S换成O，成IBOX，虽然与Aβ1-40的亲和力明显提高到0.8nM，但碘标记的化合物仍从正常脑区清除慢，2min/60min比为1(Zhuang ZP，Nucl Med Biol，2001，887-894)。将O换成N，同时增加一双键，成IMPY，虽然与Aβ的结合下降到15nM，但碘标记后明显增加了正常脑及血液清除，2min/60min比为12，增加了靶本比(Kung MP，2002，Brain Research，2002，202-210)，其临床应用价值需进一步验证。

苯并噻唑类 IBOX类 IMPY类

第三类显像剂为第二类的简化。在两个芳环之间，最简单的是直接联接成联苯，由于失去双键的作用，二个芳香环之间影响变小，与Aβ亲和力下降(在17～100nM之间)。进一步修饰二个苯环之间的键，使芳香环之间相互影响加大，用五元环作连接，成芴(Lee CW，Nucl Med Biol，2003：573-580)。只要碘标记在合适的位置，能达到与Aβ较高的Ki(0.92nM)，但碘标记的芴类从正常脑区清除不快，2min/60min比为1.57。

笨二烯类芴类联苯类

为了提高正常脑区的清除，同时保留与Aβ有较高的亲和力，在两芳环之间用碳碳双键，以增加芳环之间相互影响，新化合物为苯二烯(Kung HF，J AmChem Soc，2001，123：12740-41)。与Aβ的亲和常数保持较高水平，达1.2nM。用¹¹C标记的苯二烯在正常脑区60min/2min比值为3.8，体外自显影表明，¹¹C标记的苯二烯类与模型鼠脑内Aβ有明显结合，靶本比较高(Ono M，Nucl MedBiol，2003，30：565)。苯二烯是一类较有希望的CNS斑块显像剂。

发明内容

本发明提供了一种新型的早老痴呆Aβ-淀粉斑块显像剂，将该显像剂用于活体的中枢神经Aβ-淀粉斑块的显像，可以诊断和评价早老痴呆。

该早老痴呆Aβ-淀粉斑块显像剂的结构通式如下：

R4-R2-C＝N-R1-R3

其中R1，R2表示芳环；R3处于一侧芳环的对位上，为N-甲基或N，N-二甲基或甲氧基；R4处于另一侧芳环的对位或邻位或间位上，为携放射性核素的基团；R3和R4位置可互换。

如上所述的早老痴呆Aβ-淀粉斑块显像剂，其中R1，R2所表示的芳环可为苯环、萘酚或联苯；

如上所述的早老痴呆Aβ-淀粉斑块显像剂，其中R4可为-O¹¹CH₃、-NH¹¹CH₃、-¹⁸F、或-¹²⁵I基团；

如上所述的早老痴呆Aβ-淀粉斑块显像剂，其中当R3为甲氧基时，该基团上碳可为放射性碳-11。

对属于上述显像剂的三种化合物与淀粉蛋白Aβ(1-40)聚集体的亲和常数Ki进行测量，测量所用Aβ(1-40)聚集体和¹²⁵I-TZDM，其测量方法如下：

取50μL的Aβ(1-40)聚集体(最终分析浓度为10-50nM)，加入50μL的¹²⁵I-TZDM(10万计数/min)，加入50μL的竞争剂，并将最终体积稀释到1mL。室温下放置3小时后用细胞收集器分离，分离膜为Whatman GF/B过滤膜，用γ-计数器测量膜上计数，计算竞争剂的Ki结果如下：

化合物 Ki(nM)

2.65

12.7

10.32

由此可见，这三个化合物与Aβ(1-40)聚集体的亲和常数很高，达nM级，均可以成为早老性痴呆的诊断剂和治疗疗效评价剂。

具体实施方式

实施例一 ¹¹C标记的对羟基Schiff碱类显像剂的合成

前体的合成：

称取1.8g的对N，N二甲基苯甲醛，溶于30ml无水乙醇中，再加1.5g的对氨基苯酚，回流3小时。有大量淡黄色的沉淀，过滤、干燥，得到2.77g淡黄色的结晶，产率为89％。H NMR(500MHZ，DMSO，δ)：3.0(6H)，6.77(4H)，7.10(2H)，7.71(2H)，8.39(1H)，9.3(1H)。

放射性标记：

称取1mg的对N，N二甲基、对羟基Schiff碱，溶于0.4mlDMSO中，加2N NaOH 10μL。向该溶液中通入¹¹CH₃I，用半制备HPLC分离，分离柱为C-18柱，流动相为水∶乙腈(710∶290 V/V)，流速1mL/min，波长280nm。产品的Rt为5.5min，收集产品峰。或用Sep-Pak C-18柱分离，向标记物中加入10ml水，过C-18柱，水冲洗，用1ml乙醇将产品冲洗下来。标记效率为73％。

实施例二 ¹¹C标记的间羟基Schiff碱类显像剂的合成

前体的合成：

称取1.8g的对N，N二甲基苯甲醛，溶于30ml无水乙醇中，再加1.5g的3-氨基苯酚，回流3小时。有大量淡黄色的沉淀，过滤、干燥，得到2.5g淡黄色的结晶，产率为81％。H NMR(500MHZ，DMSO，δ)：3.0(6H)，5.06(1H)，6.62(2H)，6.7(2H)，6.8(1H)，7.10(1H)，7.44(2H)，8.9(1H)。

放射性标记：

称取1mg的对N，N二甲基、间羟基Schiff碱，溶于0.4mlDMSO中，加2N NaOH 10μL。向该溶液中通入¹¹CH₃I，用半制备HPLC分离，分离柱为C-18柱，流动相为水∶乙腈(710∶290 V/V)，流速1mL/min，波长280nm。产品的Rt为5.5min，收集产品峰。或用Sep-Pak C-18柱分离，向标记物中加入10ml水，过C-18柱，水冲洗，用1ml乙醇将产品冲洗下来。标记效率为70％。

实施例三 ¹¹C标记的萘酚Schiff碱类显像剂的合成

前体的合成：

称取1.8g的对N，N二甲基苯甲醛，溶于30ml无水乙醇中，再加2.15g的5-氨基-1-萘酚，回流3小时。有大量棕色的沉淀，过滤、干燥，得到的1.7g棕色的结晶，产率为50％。H NMR(500MHZ，DMSO，δ)：3.0(6H)，5.06(1H)，6.6(3H)，7.2(1H)，7.3(2H)，7.4(3H)，8.1(H)，9.1(1H)。

放射性标记：

称取1mg的对N，N二甲基、萘酚Schiff碱，溶于0.4mlDMSO中，加2NNaOH 10μL。向该溶液中通入¹¹CH₃I，用半制备HPLC分离，分离柱为C-18柱，流动相为水∶乙腈(710∶290 V/V)，流速1mL/min，波长280nm。产品的Rt为5.5min，收集产品峰。或用Sep-Pak C-18柱分离，向标记物中加入10ml水，过C-18柱，水冲洗，用1ml乙醇将产品冲洗下来。标记效率为75％。

实施例四 ¹¹C标记的联苯Schiff碱类显像剂的合成

前体的合成：

称取1.8g的对N，N二甲基苯甲醛，溶于30ml无水乙醇中，再加2.47g的2-胺基-4-苯-苯酚，回流3小时。有大量白色的沉淀，过滤、干燥，得到的1.37g白色的结晶，产率为36％。HNMR(500MHZ，DMSO，δ)：3.0(6H)，5.06(1H)，6.62(2H)，6.8(H)，7.22(1H)，7.3(2H)，7.32(2H)，7.44(2H)，7.48(2H)，8.8(1H)。

放射性标记：

称取1mg的对N，N二甲基联苯Schiff碱，溶于0.4mlDMSO中，加2N NaOH10μL。向该溶液中通入¹¹CH₃I，用半制备HPLC分离，分离柱为C-18柱，流动相为水∶乙腈(710∶290 V/V)，流速1mL/min，波长280nm。产品的Rt为5.5min，收集产品峰。或用Sep-Pak C-18柱分离，向标记物中加入10ml水，过C-18柱，水冲洗，用1ml乙醇将产品冲洗下来。标记效率为23％。

实施例五 ¹¹C标记的对羟基Schiff碱类显像剂的合成(N-C位置交换)

前体的合成：

称取1.2g的对N，N二甲基苯胺，溶于30ml无水乙醇中，再加1.2g的对氨基苯酚，回流3小时。有大量淡黄色的沉淀，过滤、干燥，得到2.1g淡黄色的结晶，产率为87％。H NMR(500MHZ，DMSO，δ)：3.0(6H)，5.0(H)，6.60(2H)，6.76(2H)，7.10(2H)，7.52(2H)，9.2(1H)。

放射性标记：

称取1mg的对N，N二甲基、对羟基Schiff碱，溶于0.4mlDMSO中，加2N NaOH 10μL。向该溶液中通入¹¹CH₃I，用半制备HPLC分离，分离柱为C-18柱，流动相为水∶乙腈(710∶290 V/V)，流速1mL/min，波长280nm。产品的Rt为5.5min，收集产品峰。或用Sep-Pak C-18柱分离，向标记物中加入10ml水，过C-18柱，水冲洗，用1ml乙醇将产品冲洗下来。标记效率为75％。

实施例六 ¹¹C标记的对胺基Schiff碱类显像剂的合成

前体的合成：

称取1.0g的对苯二胺，溶于15ml无水乙醇，回流。向溶液中慢慢滴加对1.2g的N，N二甲基苯甲醛(乙醇溶液)，在90min内加完，再回流2小时。有大量黄色的沉淀，过滤、干燥，得到0.6g淡黄色的粗产品。用薄层板分离，乙酸乙酯和正己烷作流动相，得到0.5g产品。H NMR(500MHZ，DMSO，δ)：3.0(6H)，4.2(2H)，6.5(2H)，6.77(2H)，7.2(2H)，7.44(2H)，9.3(1H)。

放射性标记：

称取1mg的对N，N二甲基、对胺基Schiff碱，溶于0.4mlDMSO中，加2N NaOH 10μL。向该溶液中通入¹¹CH₃I，用半制备HPLC分离，分离柱为C-18柱，流动相为水∶乙腈(710∶290 V/V)，流速1mL/min，波长280nm。产品的Rt为5.5min，收集产品峰。或用Sep-Pak C-18柱分离，向标记物中加入10ml水，过C-18柱，水冲洗，用1ml乙醇将产品冲洗下来。标记效率为61％。

实施例七 ¹¹C标记的甲氧基，对胺基Schiff碱类显像剂的合成

前体的合成：

称取1.0g的对苯二胺，溶于15ml无水乙醇，回流。向溶液中慢慢滴加对1.1g的对甲氧基苯甲醛(乙醇溶液)，在90min内加完，再回流2小时。有黄色的沉淀，过滤、干燥，得到0.5g黄色的粗产品。用薄层板分离，乙酸乙酯和正已烷作流动相，得到0.45g产品。H NMR(500MHZ，DMSO，δ)：3.7(3H)，4.0(2H)，6.5(2H)，6.80(2H)，7.0(2H)，7.51(2H)，9.3(1H)。

放射性标记：

称取1mg的甲氧基对胺基Schiff碱，溶于0.4mlDMSO中，加2N NaOH10μL。向该溶液中通入¹¹CH₃I，用半制备HPLC分离，分离柱为C-18柱，流动相为水∶乙腈(710∶290 V/V)，流速1mL/min，波长280nm。产品的Rt为5.5min，收集产品峰。或用Sep-Pak C-18柱分离，向标记物中加入10ml水，过C-18柱，水冲洗，用1ml乙醇将产品冲洗下来。标记效率为58％。

该显像剂甲氧基上的碳可为放射性碳-11，同时用于显像。

实施例八 ¹⁸F标记的对位Schiff碱类显像剂的合成

前体的合成：

称取1.19g的对N，N二甲基苯甲醛，溶于30ml无水乙醇中，再加1.1g的对硝基苯胺，回流3小时。有大量淡黄色的沉淀，过滤、干燥，乙醇重结晶，得到1.35g产品，产率为65％。H NMR(500MHZ，DMSO，δ)：3.05(6H)，6.60(2H)，6.80(2H)，7.69(2H)，7.95(2H)，9.67(1H)。

放射性标记：

加速器生产的¹⁸F^-离子经QMA吸附后被1.5ml的K2.2.2/K₂CO₃乙腈溶液洗脱入反应管，经二次除乙腈后加入含2mg-3mg的硝基前体的DMSO溶液，在130℃下反应10min后，冷却后经加入10ml水与残留物混和，启动负压将反应瓶内液体经C-18柱进入废液瓶。粗产品被吸附在C-18柱上。分三次将15ml水经负压吸入废液瓶，将残留在C-18上的K2.2.2和DMSO洗脱。再将三通切换到产品收集瓶，加入1ml乙醇将C-18柱上的产品淋洗入收集瓶。加入适量生理盐水，再过无菌滤膜，得到¹⁸F-N，N二甲基、对氟Schiff碱。标记率为25％。

实施例九 ¹⁸F标记的邻位Schiff碱类显像剂的合成

前体的合成：

称取1.19g的对N，N二甲基苯甲醛，溶于30ml无水乙醇中，再加1.1g的邻硝基苯胺，回流3小时。有大量淡黄色的沉淀，过滤、干燥，乙醇重结晶，得到1.12g产品，产率为42％。H NMR(500MHZ，DMSO，δ)：3.0(6H)，6.62(2H)，7.44(2H)，7.52(2H)，7.7(2H)，8.21(H)，8.39(1H)。

放射性标记：

加速器生产的¹⁸F^-离子经QMA吸附后被1.5ml的K2.2.2/K₂CO₃乙腈溶液洗脱入反应管，经二次除乙腈后加入含2mg-3mg的间硝基前体的DMSO溶液，在130℃下反应10min后，冷却后经加入10ml水与残留物混和，启动负压将反应瓶内液体经C-18柱进入废液瓶。粗产品被吸附在C-18柱上。分三次将15ml水经负压吸入废液瓶，将残留在C-18上的K2.2.2和DMSO洗脱。再将三通切换到产品收集瓶，加入1ml乙醇将C-18柱上的产品淋洗入收集瓶。加入适量生理盐水，再过无菌滤膜，得到¹⁸F-N，N二甲基、邻氟Schiff碱。标记率为18％。

实施例十 ¹²⁵I标记的Schiff碱类显像剂的合成

前体的合成：

称取298mg的对N，N二甲基苯甲醛，溶于30ml无水乙醇中，再加344mg的对溴苯胺，回流3小时。除乙醇，过滤、干燥，乙醇重结晶，得到0.4g产品，产率65％。熔点：136℃，H NMR(500MHZ，DMSO，δ)：2.92(6H)，6.41(2H)，7.05(2H)，7.6(2H)，9.57(H)。

取52mg的对溴Schiff碱，与20mg的Pd(Ph₃P)₄溶于12ml三乙胺溶液中，在90℃反应12小时。除溶剂，用TLC方法纯化，得到20mg的前体。

放射性标记：

配制50μg/50μL的锡丁基前体乙醇溶液，加入适量的Na¹²⁵I溶液，调节PH，常温下反应10min，加入100μL的NaHSO₄中和。直接用乙酸乙酯萃取，吹干，10％乙醇生理盐水溶液溶解即成。

Claims

1.一种早老痴呆Aβ-淀粉斑块显像剂，其结构通式如下：

R4-R2-C＝N-R1-R3

2.如权利要求1所述的早老痴呆Aβ-淀粉斑块显像剂，其特征在于：R1，R2所表示的芳环为苯环、萘酚或联苯。

3.如权利要求1或2所述的早老痴呆Aβ-淀粉斑块显像剂，其特征在于：R4为-O¹¹CH₃、-NH¹¹CH₃、-¹⁸F或-¹²⁵I基团。

4.如权利要求1或2所述的早老痴呆Aβ-淀粉斑块显像剂，其特征在于：当R3为甲氧基时，该基团上碳可为放射性碳-11。