CN1901894A - 抑制剂成像剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了成像剂，它含有用成像部分标记的、特异类型的磺酰胺类基质金属蛋白酶抑制剂(MMPi)，用作哺乳动物体体内成像和诊断的诊断成像剂。

Description

抑制剂成像剂
技术领域
本发明涉及用于体内成像的诊断成像剂。所述成像剂包括用适于体内诊断成像的成像部分标记的金属蛋白酶抑制剂。
背景技术
基质金属蛋白酶(MMP)是至少20个介导细胞外基质(ECM)的降解或者重建的锌依赖性内肽酶的家族[Massova等，FASEB J  121075(1998)]。而且，MMP家族的成员可以降解血管壁的所有组分，所以在涉及ECM组分降解的生理学和病理学事件中都有着重要作用。由于MMP能够干扰控制细胞行为的细胞-基质相互作用，所以其活性影响到多种过程比如细胞分化、迁移、增殖和凋亡。在生理学状况下精细调节MMP活性的负调节控制通常并不如所预期的那样起作用。人们认为MMP活性表达不当构成了多个疾病状态机理的一部分。所以，在许多炎症、恶性病和退化性疾病中，MMP是治疗性金属蛋白酶抑制剂(MMPi)的靶向物[Whittaker等，Chem.Rev. 99，2735(1999)]。
由此，人们相信MMP的合成抑制剂可用于治疗许多炎症、恶性病和退化性疾病。而且，已经提出MMP抑制剂可用于诊断这些疾病。WO01/60416公开了基质金属蛋白酶(MMP)抑制剂的螯合剂缀合物，及其在和诊断金属形成的金属络合物的制备中的应用。描述的具体MMP抑制剂类是异羟肟酸盐，尤其是琥珀酰基异羟肟酸盐。这些化合物被提议用于诊断和细胞外基质降解相关的心脏血管病理学，比如动脉粥样硬化、心力衰竭和再狭窄。其中描述了优选的MMP抑制剂、螯合剂和连接剂。Zheng等[Nucl.Med.Biol. 29 761-770(2002)]报导了标记有正电子发射断层显影术(PET)示踪剂11C和18F的MMP抑制剂的合成。该文描述的化合物假定可用于乳腺癌的非侵入性成像。
发明内容
现在发现用成像部分标记的磺酰胺异羟肟酸盐基质金属蛋白酶抑制剂(MMPi)类的特殊类可用作哺乳动物体内成像和诊断的诊断成像剂。这些化合物显示出优异的MMP抑制活性，其Ki位于亚纳摩尔(sub-nanomolar)范围。本发明MMPi的排尿分布型可以通过采用合适的连接基团，尤其是聚乙二醇(PEG)连接基团进行调整。
本发明的成像剂可用于很多已知涉及特异性基质金属蛋白酶的病状(炎症、恶性病和退化性疾病)的体内诊断成像。这些病状包括：
(a)动脉粥样硬化，其中各种MMP过分表达。在人体动脉粥样硬化斑块中检测到了水平升高的MMP-1、3、7、9、11、12、13和MT1-MMP[S.J.George，Exp.Opin.Invest.Drugs， 9(5)，993-1007(2000)和其参考文献]。也有人报导了MMP-2[Z.Li等，Am.J.Pathol.， 148，121-128(1996)]和MMP-8[M.P.Herman等，Circulation，104，1899-1904(2001)]在人体动脉粥样化中的表达；
(b)慢性心力衰竭(Peterson，J.T.等，Matrix metalloproteinaseinhibitor development for the treatment of heart failure，Drug Dev.Res.(2002)， 55(1)，29-44报导了MMP-1、MMP-2、MMP-3、MMP-8、MMP-9、MMP-13和MMP-14在心力衰竭中被正调节)；
(c)癌症[Vihinen等，Int.J.Cancer  99，p157-166(2002)对MMP，尤其是MMP-2、MMP-3、MMP-7和MMP-9在癌症中的表现进行了综述]；
(d)关节炎[Jacson等，Inflamm.Res. 50(4)，p183-186(2001)“Selective matrix metalloproteinase inhibition in rheumatoidarthritis-targeting gelatinase A activation”，特别讨论了MMP-2]；
(e)肌萎缩性侧索硬化[Lim等，J.Neurochem，67，251-259(1996)；其中涉及到了MMP-2和MMP-9]；
(f)脑转移酶，据报导MMP-2、MMP-9和MMP-13参与其中[Spinale，Circul.Res.， 90，520-530(2002)]；
(g)脑血管疾病，据报导MMP-2和MMP-9参与其中[Lukes等，Mol.Neurobiol.， 19，267-284(1999)]；
(h)阿耳茨海默氏病，在疾病组织中确定有MMP-2和MMP-9[Backstrom等，J.Neurochem.， 58，983-992(1992)]；
(i)神经炎症(neuroinflammatroy disease)，MMP-2、MMP-3和MMP-9参与其中[Mun-Bryce等，Brain.Res.， 933，42-49(2002)]；
(j)COPD(即，慢性肺堵塞疾病)，据报导其中MMP-1、MMP-2、MMP-8和MMP-9被正调节[Segura-Valdez等，Chest， 117，684-694(2000)]；
(k)眼病理学[Kurpakus-Wheater等，Prog.Histo.Cytochem.，36(3)，179-259(2001)]；
(l)皮肤病[Herouy，Y.，Int.J.Mol.Med.， 7(1)，3-12(2001)]。
发明详述
在第一方面，本发明提供了成像剂，它包括用成像部分标记的式(I)的金属蛋白酶抑制剂，其中所述成像部分可以在所述成像剂被体内给药到哺乳动物身体后进行检测：
Figure A20048004036200101
其中：
Y1是H或-(CH2)w-(C＝O)-Z；其中w是1-6的整数；和Z是OH、C1-6烷氧基、C4-10芳氧基或者NR1R2，其中R1和R2每个独立选自H、C1-6烷基、C3-6环烷基、C1-6氟烷基或C4-10芳基。
X1和X2与它们连接的碳原子一起形成C3-10饱和环，该环可以是脂环或二环，而且可以任选地引入选自O、N和S的1或2个杂原子；
X3是H、C1-3烷基或C1-3氟烷基；
Y2是式-[A1]p[O]qA2的基团，其中p和q是0或1，A1是C1-10亚烷基，C3-8环亚烷基、C1-10全氟亚烷基、C6-10亚芳基或者C2-10杂亚芳基，和A2是H、C1-10烷基、C3-8环烷基、C1-10全氟烷基、C6-10芳基或C2-10杂芳基，前提是当p＝0时q也是0而且A2不是H。
在式(I)中，Y1优选是-(CH2)w-(C＝O)-Z。w优选是1、2或3，最优选是2或3，理想情况是2。X3优选是H、CH3或CH2F，最优选是H或CH3，理想情况是H。Y2优选是A2，其中A2是C6-10芳基或者C2-10杂芳基或者-A1[O]qA2，其中A1是C6-10亚芳基和A2是C6-10芳基或C2-10杂芳基。
Z优选是NR1R2，最优选选择R1和R2之一是H而另一个不是H。
由X1和X2以及它们所连接的碳原子形成的合适单环包括：环烷烃(比如环戊烷或环己烷)、哌啶、四氢呋喃、四氢吡喃、四氢噻吩和四氢噻喃。合适的二环包括：二环[2.2.2]辛烷、二环[2.2.3]壬烷和具有另外的亚乙基桥的二环四氢吡喃。X1和X2的环可以进一步任选地包括一个或多个羟基、C1-3烷氧基或C1-3氟烷基取代基。X1和X2与它们连接的碳原子一起形成的环优选是C4-6环亚烷基、或者引入单醚键的4元或6元环，最优选是环戊烷、环己烷或四氢吡喃环。
本发明的磺酰胺异羟肟酸盐基质金属蛋白酶抑制剂的合适分子量是100-2000道尔顿，优选是150-600道尔顿，最优选是200-500道尔顿。该抑制剂优选是合成的。
术语“用…标记的”是指MMPi自身或者包括成像部分，或者成像部分以附加物种形式被连接，任选通过连接基团，如下面的式II所述。当MMPi自身包括成像部分时，这意味着“成像部分”形成了MMPi化学结构的一部分，是放射性或者非放射性同位素，其含量水平明显高于所述同位素的天然丰度水平。同位素的这种升高或者富集的水平合适地是至少5倍，优选是至少10倍，最优选是至少20倍；理想情况下，或者是所述同位素天然丰度水平的至少50倍，或者以所述同位素的富集水平为90-100％的水平存在。包含“成像部分”的MMPi的例子在下面进行描述，但是包括了高水平13C或11C的CH3基团以及高水平18F的氟烷基基团，从而使得所述成像部分在MMPi化学结构内用13C、11C或18F进行了同位素标记。放射性同位素3H和14C并非合适的成像部分。
“成像部分”可以或者在哺乳动物体外检测，或者采用针对体内使用设计的检测器，比如血管内放射或者光学检测器比如内窥镜、或者针对术中使用设计的放射检测器进行检测。优选的成像部分是可以在体内给药后以非侵入方式从外部检测的成像部分。最优选的成像部分是放射性的，尤其是放射性金属离子、γ发射型放射性卤素和发射正电子的放射性非金属，尤其是那些适于采用SPECT或PET成像的部分。
“成像部分”优选选自：
(i)放射性金属离子；
(ii)顺磁性金属离子；
(iii)γ发射型放射性卤素；
(iv)发射正电子的放射性非金属；
(v)超极化的NMR-活性核；
(vi)适于体内光学成像的报道分子(reporter)；
(vii)适于血管内检测的β-发射体。
当成像部分是放射性金属离子，即，放射金属时，术语“放射金属”包括放射性过渡元素加上镧系元素和锕系元素、和金属主族元素。半金属砷、硒和碲排除在外。合适的放射金属可以或者是正电子发射体，比如64Cu、48V、52Fe、55Co、94mTc或68Ga；γ-发射体，比如99mTc、111In、113mIn或者67Ga。优选的放射金属是99mTc、64Cu、68Ga和111In。最优选的放射金属是γ发射体，尤其是99mTc。
当成像部分是顺磁性金属离子时，合适的这类金属离子包括：Gd(III)、Mn(II)、Cu(II)、Cr(III)、Fe(III)、Co(II)、Er(II)、Ni(II)、Eu(III)或者Dy(III)。优选的顺磁性金属离子是Gd(III)、Mn(II)和Fe(III)，特别优选的是Gd(III)。
当成像部分是γ-发射型放射性卤素时，放射性卤素适当地选自123I、131I或77Br。优选地γ-发射型放射性卤素是123I。
当成像部分是正电子发射型放射性非金属时，这种正电子发射体合适地包括11C、13N、15O、17F、18F、75Br、76Br或124I。优选的正电子发射型放射性非金属是11C、13N、124I和18F，尤其是11C和18F，最尤其是18F。
当成像部分是超极化的NMR-活性核时，这种NMR活性核的核自旋非0，包括13C、15N、19F、29Si和31P。其中优选13C。术语“超极化的”是指NMR-活性核的极化度提高到高于其平衡极化。13C(相对于12C而言)的天然丰度是约1％，合适的13C标记的化合物在被超极化之前经适当富集至丰度为至少5％，优选至少50％，最优选至少90％。本发明金属蛋白酶抑制剂的至少一个碳原子用13C适当富集，13C随后被超极化。
当成像部分是适于体内光学成像的报道分子时，该报道分子是任何能够在光学成像程序中直接或间接检测的部分。报道分子可以是光散射体(例如，有色或无色颗粒)、光吸收体或光散射体。更优选，报道分子是染料比如发色团或荧光化合物。染料可以是任何和电磁谱线中波长从紫外到近红外的光相互作用的染料。最优选地，该报道分子具有荧光性质。
优选的有机发色和荧光报道分子包括具有广延离域电子系统的基团，例如，花青、部花青、吲哚花青、酞花青、萘花青、三苯基甲川、卟啉、吡喃染料、噻喃染料、方酸染料(squarylium dye)、croconium染料、甘菊环(azulenium)染料、靛苯胺、苯并吩嗪染料、苯并噻吩并噻嗪染料、蒽醌、萘醌、阴丹士林(indathrene)、邻苯二甲酰基吖啶酮、三苯酚合苯醌、偶氮染料、在分子间和分子内传递电荷的染料和染料络合物、环庚三烯酮、四嗪、二(二硫戊烯)络合物、二(苯-二硫酯)络合物、碘代苯胺染料、二(S，O-二硫戊烯)络合物。也可以采用荧光蛋白质，比如绿荧光蛋白质(GFP)和具有不同吸收/发射性质的GFP改性体。在有些情况下采用了某些稀土金属(例如，铕、钐、铽或镝)的络合物，荧光纳米晶体(量子点)也在某些情况下采用。
可以采用的发色团的特殊例子包括：荧光素、硫罗丹明101(TexasRed)、罗丹明B、罗丹明6G、罗丹明19、吲哚花青绿、Cy2、Cy3、Cy3.5、Cy5、Cy7、Marina Blue、Pacific Blue、Oregon Green 88、Oregon Green 514、四甲基罗丹明、和Alexa Fluor 350、Alexa Fluor430、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 546、Alexa Fluor 555、Alexa Fluor568、Alexa Fluor 594、Alexa Fluor 633、Alexa Fluor 647、Alexa Fluor660、Alexa Fluor 680、Alexa Fluor 700和Alexa Fluor 750。
特别优选的染料是吸收峰值位于可见区域或近红外区域，400nm-3μm之间，特别是600-1300nm之间的染料。
光学成像模态和测量技术包括但不限于：发光成像、内窥镜检查、荧光内窥镜检查、光学相干性断层分析、透射成像、时间分辨透射成像、共焦成像、非线性显微术、光声成像、声光成像、分光术、反射分光术、干涉测量法、相干性干涉测量法、扩散光学断层分析和荧光介导的扩散光学断层分析(连续波、时域和频域系统)、以及测量光散射、吸收、极化、发光、荧光寿命、量子输出、和猝灭。
当成像部分是适于血管内检测的β-发射体时，合适的这种β-发射体包括放射金属67Cu、89Sr、90Y、153Sm、186Re、188Re或192Ir，和非金属32P、33P、38S、38Cl、39Cl、82Br和83Br。
成像部分优选连接在式(I)的MMPi的Y1、Y2、X3或X1/X2位置上，最优选连接在Y1或Y2位置上，其中当Y1是-(CH2)w-(C＝O)-Z时特别优选Y1位置。特别优选成像部分连接到或者包括Y1＝-(CH2)w-(C＝O)-NR1R2部分的R1或R2基团之一。
本发明的成像剂优选具有式II：
Figure A20048004036200141
其中：
{抑制剂}是式(I)的金属蛋白酶抑制剂；
-(A)n-是连接基团，其中每个A独立是-CR2-、-CR＝CR-、-C≡C-、-CR2CO2-、-CO2CR2-、-NRCO-、-CONR-、-NR(C＝O)NR-、-NR(C＝S)NR-、-SO2NR-、-NRSO2-、-CR2OCR2-、-CR2SCR2-、-CR2NRCR2-、C4-8环杂亚烷基、C4-8环亚烷基、C5-12亚芳基、或者C3-12杂亚芳基、氨基酸、糖或者单分散的聚乙二醇(PEG)结构单元；
R独立选自H、C1-4烷基、C2-4烯基、C2-4炔基、C1-4烷氧基烷基或C1-4羟烷基；
n是0-10的整数，
和Xa是H、OH、Hal、NH2、C1-4烷基、C1-4烷氧基、C1-4烷氧基烷基、C1-4羟烷基或者Xa是成像部分。
术语“氨基酸”是指L-或D-氨基酸、氨基酸类似物(例如，萘基丙氨酸)或者氨基酸模拟物，可以是天然或者纯粹合成的，而且可以是光学纯的，即，单一对映体以及由此的手性对映体，或者对映体的混合物。本发明的氨基酸优选是光学纯的。
术语“糖”是指单糖、二糖或三糖。合适的糖包括：葡萄糖、半乳糖、麦芽糖、甘露糖和乳糖。任选地，糖可以进行官能化处理以便可以很容易和氨基酸连接。因此，例如，氨基酸的葡糖胺衍生物可以经由肽键缀合到其它氨基酸上。天门冬酰胺的葡糖胺衍生物(购自Novabiochem)就是这样的一个例子：
在式II中，Xa优选是成像部分。优点在于式II的连接基团-(A)n-将成像部分和金属蛋白酶抑制剂的活性部位间隔开。当成像部分体积相对较大时(例如，金属络合物或放射碘原子)这尤其重要，这样不会消弱抑制剂和MMP酶的结合。这可以通过柔性(如简单的烷基链)的组合来实现，从而使所述大体积基团能够自由地远离该活性部位和/或具有刚性，比如使金属络合物的取向背离该活性部位的环烷基或芳基间隔基。
连接基团的本性也可用来改变成像剂的生物分布。因此，例如，在连接基团中引入醚基团有助于使血浆蛋白质结合最小化。当-(A)n-包括聚乙二醇(PEG)结构单元或者1-10个氨基酸残基的肽链时，该连接基团可用于改变成像剂在体内的药物动力学和血液清除率。所述“生物改性剂”连接基团可以加速或减慢从背景组织，比如肌肉或肝脏、和/或血液中清除成像剂，由此由于背景干扰减弱而得到更好的诊断图像；当用来增加血液停留时间时，这有利于使成像剂和病变部位处的靶向生物标记相互作用的概率最大化。生物改性剂连接基团也可用来支持特殊的排泄途径，例如，经由肾脏而不是肝脏。
当-(A)n-包括1-10个氨基酸残基的肽链时，氨基酸残基优选选自甘氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸或丝氨酸。当-(A)n-包括PEG部分时，优选包括由式IIIA或IIIB的单分散PEG类结构的低聚所得到的单元：
式IIIA的17-氨基-5-氧-6-氮-3，9，12，15-四氧代十七烷酸
其中p是1-10的整数，C-末端单元(*)连接到成像部分上。或者，可以采用基于式IIIB的丙酸衍生物的PEG类结构：
其中p的定义如式IIIA所示，q是3-15的整数。
在式IIIB中，p优选是1或2，q优选是5-12。
当连接基团不包括PEG或肽链时，优选的-(A)n-基团具有骨架链，所述骨架链是由构成-(A)n-部分的2-10个、最优选2-5个，特别优选2个或3个被连接原子形成的。最小的连接基团骨架链(即2个原子)的优点在于成像部分和金属蛋白酶抑制剂被明显分开，从而使相互作用降到最低。
非肽连接基团比如亚烷基或亚芳基的优点在于它们和缀合MMP抑制剂没有明显的氢键相互作用，因而该连接基团并不缠绕到MMP抑制剂上。优选的亚烷基间隔基团是-(CH2)q-，其中q是2-5。优选的亚芳基间隔基具有下式：
Figure A20048004036200163
其中：a和b独立是0、1或2。
连接基团-(A)n-优选包括二甘醇酸部分、马来酰亚胺部分、戊二酸、琥珀酸、基于聚乙二醇的单元或式IIIA的PEG类单元。
当成像部分包括金属离于时，金属离子以金属络合物形式存在。所以，这种具有金属离子的金属蛋白酶抑制剂缀合物适于用式IIa表示：
Figure A20048004036200171
其中：A，n和Xa的定义如上式II所述。
术语“金属络合物”是指金属离子和一个或多个配体的配位络合物。强烈优选金属络合物在动力学上稳定并因而具有“抗跨螯合性(transchelation)”，即，不容易和其它对金属配位位置具有潜在竞争力的配体发生配体交换。具有潜在竞争力的配体包括异羟肟酸MMPi部分自身加上体内制备中的其它赋型剂(例如，制备中采用的放射防护剂或者抗菌防腐剂)，或者体内的内源性化合物(例如，谷胱甘肽、转铁蛋白或血浆蛋白)。
式IIa的金属络合物源自式IIb的配体的缀合物：
其中：A、n和Xa的定义如上述式II所述。
本发明适用的、形成抗跨螯合性金属络合物的配体包括：螯合剂，其中2-6，优选2-4个金属供体原子进行排列形成5元或6元螯合环(通过具有碳原子的非配位骨架或者连接到金属供体原子的非配位杂原子的非配位骨架)；或者单齿配体，它包括和金属离子结合很强的供体原子，比如异腈、膦或diazenide。和金属结合良好并作为螯合剂一部分的供体原子类型的例子是：胺、硫醇、酰胺、肟和膦。膦形成如此强的金属络合物以至于单齿配体或双齿配体膦形成了合适的金属络合物。异腈和diazenide的线性几何形状导致其自身不容易引入到螯合剂中，因此通常被用作单齿配体。合适异腈的例子包括简单的烷基异腈，比如叔丁基异腈，和醚取代的异腈，比如mibi(即，1-异氰基-2-甲氧基-2-甲基丙烷)。合适膦的例子包括Tetrofosmin，和单齿配体膦，比如三(3-甲氧基丙基)膦。合适diazenide的例子包括HYNIC系列配体，即，联氨取代的吡啶或烟酰胺。
优选的配体是螯合剂以及形成动力学稳定金属络合物的单齿配体，比如膦、异腈和diazenide。最优选的配体是螯合剂，如上所述。
对于锝而言，形成抗跨螯合性金属络合物的合适螯合剂的例子包括但不限于：
(i)下式的二胺二肟：
其中E1-E6每个独立是R’基团；
每个R’是H或C1-10烷基、C3-10烷基芳基、C2-10烷氧基烷基、C1-10羟基烷基、C1-10氟烷基、C2-10羧基烷基或者C1-10氨基烷基，或者两个或多个R’基团和它们所连接的原子一起形成碳环、杂环、饱和环或不饱和环，而且其中一个或多个R’基团和MMP抑制剂缀合；
Q是式-(J)f-的桥基；
其中f是3、4或5，每个J独立是-O-、-NR’-或-C(R’)2-，前提是-(J)f-含有最多一个是-O-或-NR’-的J基团。
优选的Q基团如下：
Q＝-(CH2)(CHR’)(CH2)-，即，亚丙基胺肟或者PnAO衍生物；
Q＝-(CH2)2(CHR’)(CH2)2-，即，亚戊基胺肟或者PentAO衍生物；
Q＝-(CH2)2NR’(CH2)2-。
E1-E6优选选自：C1-3烷基、烷基芳基烷氧基烷基、羟基烷基、氟烷基、羧基烷基或氨基烷基。最优选的，每个E1-E6基团是CH3。
MMP抑制剂优选在E1或者E6R’基团处缀合，或者在Q部分的R’基团处缀合。最优选的，MMP抑制剂缀合到Q部分的R’基团处。当MMP抑制剂和Q部分的R’基团缀合时，R’基团优选处于桥头位置。在此情况下，Q优选是-(CH2)(CHR’)(CH2)-、-(CH2)2(CHR’)(CH2)2-或者-(CH2)2NR’(CH2)2-，最优选是-(CH2)2(CHR’)(CH2)2-。
特别优选的双官能二胺二肟螯合剂具有下式：
                   (螯合剂1)
，由此MMP抑制剂经由桥头-CH2CH2NH2基团缀合。
(ii)N3S配体，具有硫醇三酰胺供体组，比如MAG3(巯基乙酰基三甘氨酸)和相关配体；或者具有二酰胺吡啶硫醇供体组，比如Pica；
(iii)N2S2配体，具有二胺二硫醇供体组，比如BAT或ECD(即，乙基半胱氨酸酯二聚物)，或者具有酰胺胺二硫醇供体组，比如MAMA；
(iv)N4配体，其是具有四胺、酰胺三胺或者二酰胺二胺供体组的开链或者大环配体，比如四氮杂环十四烷(cyclam)、单氧代四氮杂环十四烷或者二氧代四氮杂环十四烷。
(v)具有二胺二苯酚供体组的N2O2配体。
上述配体特别适用于络合锝，例如94mTc或99mTc，Jurisson等对其进行了更详细地描述[Chem.Rev.， 99，2205-2218(1999)]。该配体也可用于其它金属，比如铜(64Cu或67Cu)、钒(例如，48V)、铁(例如，52Fe)、或钴(例如55Co)。在Sandoz的WO91/01144中描述了其它合适的配体，包括特别适于铟、钇和钆的配体，尤其是大环氨基羧酸酯和氨基膦酸配体。形成钆的非离子性(即，中性)金属络合物的配体是公知的，描述在US4885363中。当放射金属离子是锝时，配体优选是四齿配体的螯合剂。锝的优选螯合剂是二胺二肟、或者如上所述具有N2S2或N3S供体组的那些。
已知作为螯合剂的多齿配体异羟肟酸可以和放射金属，包括99mTc形成金属络合物[Safavy等，Bioconj.Chem.， 4，194-198(1993)]。但是，本发明人发现比如当式(I)中的X3是H时的单齿异羟肟酸，异羟肟酸MMPi可以和缀合配体有效竞争放射金属。因此，当X3是H时，在选择配体时需要特别小心，需要选择和异羟肟酸MMPi有效竞争放射金属的配体，从而避免形成不需要的[异羟肟酸]-[放射金属]金属络合物。合适的这种配体包括：膦；异腈；具有四胺、酰胺三胺或者二酰胺二胺供体组的N4螯合剂；具有硫醇三酰胺供体或者二酰胺吡啶硫醇供体组的N3S螯合剂；或者具有二胺二硫醇供体组的比如BAT或者酰胺胺二硫醇供体组的比如MAMA的N2S2螯合剂。优选的这种配体包括：上述的N4、N3S和N2S2螯合剂，最优选N4四胺和N2S2二胺二硫醇或者二酰胺二硫醇螯合剂，尤其是公知为BAT的N2S2二胺二硫醇螯合剂：
强烈优选基质金属蛋白酶抑制剂和金属络合物的连接方式使得所述连接在血液中不容易发生新陈代谢，因为这会导致金属络合物在标记的金属蛋白酶抑制剂到达所需体内靶向位置之前分裂。所以，优选基质金属蛋白酶抑制剂经由不容易新陈代谢的连接共价结合到本发明的金属络合物上。
当成像部分是放射性卤素比如碘时，MMP抑制剂经过适当选择以包括：非放射性卤素原子，比如芳基碘化物或溴化物(从而可以进行放射碘交换)；活化的芳环(例如，苯酚基)；有机金属前体化合物(例如，三烷基锡或三烷基甲硅烷基)；有机前体比如三氮烯或者用于亲核取代的好的离去基团，比如碘盐。Bolton描述了引入放射性卤素(包括123I和18F)的方法[J.Lab.Comp.Radiopharm.，45，485-528(2002)]。放射性卤素尤其是碘可以连接的合适芳基的例子如下：
Figure A20048004036200211
两者都含有使得芳环上可以很容易发生放射碘取代的取代基。包括放射碘的可替换取代基可以通过直接碘化经由放射性卤素交换而合成，例如
当成像部分是碘的放射性同位素时，放射碘原子优选经由直接共价键连接到芳环比如苯环上，或者乙烯基上，因为已知结合到饱和脂肪系统的碘原子容易在体内发生新陈代谢，从而造成放射碘的损失。
当成像部分包括氟的放射性同位素(例如，18F)时，可以通过18F-氟化物和具有好的离去基团的合适前体，比如烷基溴化物、甲磺酸烷基酯或者甲苯磺酸烷基酯，发生反应而经由直接标记进行放射性卤化。18F也可以通过胺前体和烷基化剂比如18F(CH2)3OMS(其中MS是甲磺酸根)的N-烷基化而引入以便得到N-(CH2)3 18F，或者通过和18F(CH2)3OMS或者18F(CH2)3Br的O-烷基化而引入。18F也可以通过N-卤乙酰基和18F(CH2)3OH反应物的烷基化而引入以便得到-NH(CO)CH2O(CH2)3 18F衍生物。对于芳基系统而言，从芳基重氮盐、芳基硝基化合物或者芳基季铵盐中发生18F-氟化物亲核置换是得到芳基-18F衍生物的合适途径。
式(I)的含有伯胺的MMPi也可以用18F标记，方法是如Kahn等[J.Lab.Comp.Radiopharm. 45，1045-1053(2002)]和Borch等[J.Am.Chem.Soc. 93，2897(1971)]教导的用18F-C6H4-CHO进行还原胺化。这种方法也可用于芳基伯胺，比如含有苯基-NH2或苯基-CH2NH2基团的化合物。
式(I)的含胺的MMP抑制剂也可以通过和18F标记的活性酯发生反应而标记上18F以便得到酰胺键连接的产物，所述活性酯比如：
Figure A20048004036200221
Vaidyanathan等[Nucl.Med.Biol.， 19(3)，275-281(1992)]和Johnstrom等[Clin.Sci.， 103(Suppl.48)，45-85(2002)]教导了所示的N-羟基琥珀酰亚胺酯及其用来标记肽的用途。Bolton，J.Lab.Comp.Radiopharm.，45，485-528(2002)进一步描述了18F标记的衍生物的合成路线。
通过例如相应异羟肟酸衍生物(X3＝H)和三氟甲基磺酸盐衍生物，比如Fei等[J.Lab.Comp.Radiopharm.， 46 343-351(2003)]或Zheng等[Nucl.Med.Biol.， 30，753-760(2003)]教导的11CH3OSO2CF3，或者上述18F O-烷基化试剂发生O-烷基化，可以在X3位置引入PET放射性同位素标记。11C PET放射性标记也可以通过采用上述三氟甲磺酸酯衍生物引入到烷基化的酚羟基，如Zheng等[Nucl.Med.Biol.，31，77-85(2004)]所教导的那样。Antoni等教导了用11C标记的其它方法[“Handbook of Radiopharmaceuticals″，M.J.Welch和C.S.Redvanly(编辑)，Wiley(2003)，第5章第141-194页]。
本发明的优选基质金属蛋白酶抑制剂具有式IV：
其中：
Y2、w和Z定义如上所述；
X3是H、CH3或CH2F；
X4是-(CH2)m-，其中m是1、2或3、-CH2OCH2-或X5，其中X5是
Figure A20048004036200232
其中t是2或3。
在式(IV)中，X3优选是H或CH3，最优选是H。X4优选是-(CH2)2-、-CH2OCH2-或者t等于2的X6基团。X4最优选是-(CH2)2-或者-CH2OCH2-。式(IV)的优选Y2、w和Z基团如同上述式(I)定义。
当成像剂含有式IV的MMP抑制剂并且成像部分是γ发射型放射性卤素时，成像部分优选在Y2、Z或X4取代基处连接，最优选在Y2或Z取代基处连接。当成像部分是发射正电子的放射性非金属时，优选在X3、X4、Y2或Z取代基，最优选在X4或Z位置处连接。当X3是H时，发射正电子的放射性非金属最优选在Z或X4位置处连接，最优选在Z位置处连接。
当成像部分是放射性或顺磁性金属离子时，X4或Z取代基之一优选连接到或者包括所述成像部分。最优选地，式IV的Z取代基优选连接到或者包括所述放射性或顺磁性金属离子成像部分。
本发明的优选基质金属蛋白酶抑制剂具有式V：
Figure A20048004036200241
其中X6是Hal、R1或OR1，其中R1是C1-3烷基或C1-3氟烷基。
式(V)的优选X4、w和Z基团如上述式(IV)所述。w最优选是2。X6优选是F，最优选是4-氟代。
本发明的MMP抑制剂化合物可以按照方案1(见下页)制备。
在EP0895988A1和实施例5中描述了类似MMPi化合物27的合成。在Skiles等的综述[Curr.Med.Chem.，8，425-474(2001)]中给出了合成的其它参考文献。
当本发明的成像剂包括放射性或者顺磁性金属离子时，合适情况是金属离子以金属络合物形式存在。所述金属络合物合适情况下通过式IIb的缀合物和适当金属离子的反应制备。式IIb的MMP抑制剂的配体-缀合物或螯合剂-缀合物可以通过双官能螯合剂方法制备。因此，连接官能基团的配体或螯合剂(分别是“双官能连接体”或者“双官能螯合剂’’)的制备是已知的。连接的官能基团包括：胺、硫代氰酸盐、马来酰亚胺和活性酯，比如N-羟基琥珀酰亚胺或五氟苯酚。本发明的螯合剂1是胺官能化的双官能螯合剂的例子。Baidoo等[Bioconj.Chem. 5，114-118(1994)]描述了基于硫代内酯的双官能螯合剂，可用来制备BAT螯合剂-缀合物。Stichelberger等[Versatilesynthetic approach to new bifunctional chelating agents tailor madefor labeling with the fac-[M(CO)3]+core(M＝Tc，99mTc，Re)：synthesis，in vitro，and in vivo behavior of the model complex[M(APPA)(CO)3](appa＝[(5-amino-pentyl)-pyridin-2-yl-methyl-amino]-acetic acid)；Nucl.Med.Biol.， 30，465-470(2003)]描述了适于络合到锝或者铼三羰基化物芯上的双官能螯合剂。Edwards等[Bioconj.Chem.，8，146(1997)]描述了双官能HYNIC配体。这些双官能螯合剂可以和基质金属蛋白酶抑制剂上的合适官能基团反应形成所需的缀合物。抑制剂上的合适官能基团包括：羧基(用于和胺官能化双官能螯合剂形成酰胺键)；胺(用于和羧基-或者活性酯官能化的双官能螯合剂形成酰胺键)；卤素、甲磺酸酯和甲苯磺酸酯(用于胺官能化的双官能螯合剂的N-烷基化)和硫醇(用于和马来酰亚胺官能化的双官能螯合剂反应)。
方案1：化合物1的合成。
Figure A20048004036200261
本发明的MMP抑制剂可以很方便地采用“前体”进行放射性标记。当成像部分包括金属离子时，所述前体适当包括MMP抑制剂和配体的“缀合物”，如下面第四个实施方案所述。当成像部分包括非金属放射性同位素时，即，γ发射型放射性卤素或发射正电子的放射性非金属时，所述“前体”适当包括这样的非放射性材料：它经设计使得和适宜化学形式的所需非金属放射性同位素的化学反应可以在最少的步骤下进行(理想情况是一个步骤)，并且无需大量纯化(理想情况下无需进一步纯化)就得到所需的放射性产物。所述前体可以很方便的是优质化学纯，任选可以是无菌形式。
预计可以如下制备用于对本发明的MMP抑制剂进行放射性标记的“前体”(包括配体缀合物)：
-N(CH2)2OH或者-N(CH2)3OH衍生物的端-OH基可以被转换为甲苯磺酰基或甲磺酰基或者溴衍生物，其随后被用来和氨基官能化的螯合剂进行缀合。所述前体的甲苯磺酰酯、甲磺酰酯或溴基团可以可替换地用[18F]溴化物替换，以得到用18F标记的PET成像剂。
放射性碘衍生物可以通过相应的苯酚前体制备。烷基溴化物衍生物可用于胺官能化的螯合剂的N-烷基化。苯基碘衍生物可以转变成放射性碘化化合物的有机金属前体，比如三烷基锡或芳基三甲代甲硅烷基(TMS)前体。苯基碘衍生物也可以被转变成芳基碘前体用于和18F-氟化物进行放射性氟化。
伯胺官能化的MMP抑制剂可以和酸酐反应得到-N(CO)(CH2)3CO2H类型的N-官能化的前体，其可以随后缀合到双官能的含胺配体上。所述伯胺取代的MMPi可以通过溴衍生物和苯甲基胺发生烷化，随后在标准条件比如采用钯炭催化剂氢化下去除苯甲基保护基团来制备。
胺官能化的MMPi可以直接，或者经由连接剂和羧基-或者活性酯-官能化的双官能螯合剂缀合。所述化合物也可以和适于18F标记的烷基化剂，比如18F(CH2)2OTs(其中Ts是甲苯磺酸酯基团)或18F(CH2)2OMs(其中Ms是甲磺酸酯基团)反应，得到相应的具有N(CH2)2 18F取代基的N官能化的胺衍生物。可替换地，胺可以首先和氯乙酰氯反应得到-N(CO)CH2Cl(N衍生的酰胺)，随后分别和HS(CH2)3 18F或者HO(CH2)3 18F反应得到-N(CO)CH2S(CH2)18F和-N(CO)CH2O(CH2)3 18F产物。
本发明的放射性金属络合物可以通过处于适当氧化态的放射性金属溶液和式IIa的配体缀合物在适当pH反应制备。该溶液可以优选含有和所述金属弱络合的配体(比如葡糖酸盐或柠檬酸盐)，即，放射性金属络合物通过配体交换或者跨螯合进行制备。这些条件可用于抑制不需要的副反应，比如金属离子的水解。当放射性金属离子是99mTc，常见的起始材料是来自99Mo发生器的高锝酸钠。锝在99mTc-高锝酸盐中以Tc(VII)氧化态存在，该状态相对没有反应性。所以，制备更低氧化态Tc(I)-Tc(V)的锝络合物通常要求加入合适的药用可接受还原剂，比如连二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、抗坏血酸、甲脒亚磺酸、亚锡铁、Fe(II)或Cu(I)，以便于络合。药用可接受的还原剂优选是亚锡盐，最优选是氯化亚锡、氟化亚锡或者酒石酸亚锡。
当成像部分是超极化的NMR-活性核，比如超极化的13C原子时，所需的超极化化合物可以通过从超极化的气体(比如129Xe或3He)极化交换到合适的富含13C的异羟肟酸衍生物。
在第二方面，本发明提供了适于哺乳动物给药形式的药用组合物，它包括上述成像剂以及生物相容载体。“生物相容载体”是流体，尤其是液体，其中可以悬浮或溶解成像剂，以使该组合物在生理上可以忍受，即，可以向哺乳动物体给药而不会出现毒性或过度的不舒适感。生物相容性载体适当的是可注射载体液体，比如注射用无菌无热原水；水溶液，比如盐水(有利的做法是使其被平衡，从而使最终注射产物或者是等渗的，或者是非低渗的)；一种或多种调节张度的物质(例如，具有生物相容性平衡离子的血浆阳离子盐)、糖(例如，葡萄糖或蔗糖)、糖醇(例如，山梨糖或甘露醇)、二元醇(例如，甘油)、或者其它非离子多醇材料(例如，聚乙二醇和丙二醇等)的水溶液。
在第三方面，本发明提供了处于适于哺乳动物给药形式的放射性药用组合物，包括上述其中成像部分具有放射性的成像剂和生物相容性载体。所述放射性药物合适地在具有密封的容器中提供，所述密封(例如，压接的隔膜密封罩)适于在皮下注射针单次或多次刺穿时保持无菌完整性。所述容器可以包含单个或多个病人剂量。优选的多剂量容器包括容纳有多个病人剂量的单体小瓶(例如，10-30cm3体积)，因此，在制剂的可用寿命期间，可以在各个时间间隔处抽取单病人剂量到临床级注射器中以迎合临床状况。预填充的注射器被设计成容纳单人剂量，所以优选是一次性注射器或者其它适于临床使用的注射器。任选地，预填充的注射器可以提供有注射器罩，以保护操作人员免受放射性剂量的影响。合适的所述放射性药用注射器罩是本领域公知的，优选包含铅或钨。
当成像部分含有99mTc时，适用于诊断成像放射性药物的放射性含量为180-1500MBq的99mTc，具体取决于将在体内成像的部位、摄入量以及靶/背景比。
本发明的放射性药物可以通过试剂盒制备，如在下面的第五和第六实施方案所述。可替换地，放射性药物可以在无菌生产条件下制备以获得所需的无菌产物。放射性药物也可以在非无菌条件下制备，随后采用例如γ-辐照、高压釜处理、干燥加热或化学处理(例如，采用环氧乙烷)进行最终灭菌。优选地，本发明的放射性药物由试剂盒制备。
在第四方面，本发明提供了式(I)的基质金属蛋白质抑制剂和配体的缀合物。所述配体缀合物用于制备用放射性金属离子或顺磁性金属离子标记的基质金属蛋白酶抑制剂。优选地，配体缀合物具有上述式IIa。最优选地，配体缀合物的MMP抑制剂具有如上定义的式IV。本发明第四方面的缀合物的配体优选是螯合剂。优选地，所述螯合剂具有二胺二肟、N2S2、或N3S供体组。
在第五方面，本发明提供了用于制备上述成像部分包含放射性金属的放射性药用组合物的非放射性试剂盒，其包括配体和式(I)的基质金属蛋白酶抑制剂的缀合物。当放射性金属是99mTc时，试剂盒合适地进一步含有生物相容性还原剂。配体缀合物及其优选方面在上面的第四实施方案中进行了描述。
所述试剂盒经设计得到适于人体给药例如，经由直接注射到血流里的无菌放射性药用产品。对于99mTc而言，试剂盒优选是冻干的，被设计成用来自99mTc放射性同位素发生器的无菌99mTc-高锝酸盐(TcO4 -)进行重构以得到无需进一步处理就适于人体给药的溶液。合适的试剂盒包括密封容器以及任选的顶部空间惰性气体(例如，氮气或氩气)，允许用注射器添加和抽取溶液，其中该容器可以保持无菌完整性和/或放射安全性。所述容器优选是隔膜密封的小瓶，其中所述气密性罩用外密封件(通常由铝制备)压接。所述容器的其它优点在于需要时罩子可以承受真空，例如，为了改变顶部空间的气体或者使溶液除气。试剂盒包括游离碱或者酸盐形式的配体或者螯合剂缀合物，以及生物相容性的还原剂，比如连二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、抗坏血酸、甲脒亚磺酸、亚锡铁、Fe(II)或Cu(I)。生物相容性还原剂优选是亚锡盐，比如氯化亚锡或酒石酸亚锡。可替换地，试剂盒可以任选地含有金属络合物，该络合物在加入放射性金属时发生金属转移作用(例如，金属交换)，得到所需的产品。
非放射性试剂盒可以任选地进一步包含其它组分，比如跨螯合剂、放射保护剂、抗菌防腐剂、pH调节剂或填料。“跨螯合剂”是和锝快速反应形成弱络合物并随后被配体置换的化合物。这样使形成还原的水解锝(RHT)的风险降到最低，RHT的形成是由于和锝络合形成竞争关系的高锝酸盐的快速还原。合适的所述跨螯合剂是弱有机酸，即pKa为3-7的有机酸，和生物相容性阳离子形成的盐。合适的所述弱有机酸是乙酸、柠檬酸、酒石酸、葡糖酸、葡庚糖酸、苯甲酸、酚或膦酸。因此，合适的盐是乙酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐、葡糖酸盐、葡庚糖酸盐、苯甲酸盐、酚盐或膦酸盐。优选的所述盐是酒石酸盐、葡糖酸盐、葡庚糖酸盐、苯甲酸盐或者膦酸盐，最优选的是膦酸盐，最尤其是二膦酸盐。优选的所述跨螯合剂是MDP(即，亚甲基二膦酸)和生物相容性阳离子形成的盐。术语“生物相容性阳离子”是指和离子化的带负电荷的阴离子基团形成盐的正电荷平衡离子，其中所述正电荷平衡离子也是无毒的，因此适于给药到哺乳动物体，尤其是人体。合适生物相容性阳离子的例子包括：碱金属钠或钾、碱土金属钙和镁、和铵离子。优选的生物相容性阳离子是钠和钾，最优选是钠。
术语“放射保护剂”是指通过捕获反应性强的自由基，比如水辐射分解形成的含氧自由基，抑制降解反应比如氧化还原过程的化合物。本发明的放射保护剂合适的选自：抗坏血酸、对氨基苯甲酸(即，4-氨基苯甲酸)、龙胆酸(即，2，5-二羟基苯甲酸)以及其和上述生物相容性阳离子的盐。
术语“抗菌防腐剂”是指抑制潜在有害的微生物，比如细菌、酵母或霉菌，生长的试剂。抗菌防腐剂也可以显示出某些杀菌性能，具体取决于剂量。本发明的抗菌防腐剂的主要任务是抑制任何所述微生物在放射性药用组合物后重构体中，即在放射性诊断产品本身中的生长。但是，抗菌防腐剂也可以任选地用来抑制潜在有害的微生物在本发明非放射性试剂盒的一种或多种组分中在重构之前的生长。合适的抗菌防腐剂包括：对羟基苯甲酸酯类，即，对羟基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯或丁酯或其混合物；苯甲基醇；苯酚；甲酚；溴化十六烷基三甲铵和乙基汞硫代水杨酸钠。优选的抗菌防腐剂是对羟基苯甲酸酯类。
术语“pH调节剂”是指用于确保重构的试剂盒的pH位于人体给药或哺乳动物给药可接受范围(pH是大约4.0-10.5)内的化合物或化合物混合物。合适的所述pH调节剂包括药用可接受的缓冲液，比如麦黄酮、磷酸酯或TRIS[即，三(羟基甲基)氨基甲烷]，和药用可接受的碱比如碳酸钠、碳酸氢钠或其混合物。当缀合物以酸盐形式采用时，pH调节剂可以任选地提供在单独的小瓶或容器中，使得试剂盒的用户可以调节pH，作为多步骤程序的一部分。
术语“填料”是指可以在制备和冻干过程中便于材料处理的药用可接受的填充剂。合适的填料包括无机盐，比如氯化钠，和水溶性的糖或糖醇，比如蔗糖、麦芽糖、甘露醇或海藻糖。
在第六方面，本发明提供了用于制备其中成像部分包含非金属放射性同位素的放射性药用制剂的试剂盒，所述非金属放射性同位素即γ发射型放射性卤素或发射正电子的放射性非金属。所述试剂盒包括下述“前体”，优选处于无菌无热原形式，使得和放射性同位素的无菌源的反应形成需要最少处理的所需放射性药物。对于放射性同位素半衰期相对较短的药物而言，以及为了便于处理并因此减少放射药剂师的辐射剂量而言，这些考虑尤其重要。因此，用于重建所述试剂盒的反应介质优选是含水的，而且处于适于哺乳动物给药的形式。前体优选提供在密封容器内，如同上述第四个实施方案所述。
“前体”合适地包括处于无菌无热原形式的基质金属蛋白酶抑制剂材料的非放射性衍生物，其被设计成使得和适宜化学形式的所需非金属放射性同位素的化学反应可以在最少步骤(理想情况是单一步骤)下进行，而且无需大量纯化(理想情况下不需要进一步的纯化)就得到所需的放射性产物。这种前体可以很方便地以优质化学纯获得。从Bolton，J.Lab.Comp.Radiopharm.， 45，485-528(2002)中描述的实施例中，可以得到合适的前体。
本实施方案的优选前体包括这样的衍生物，所述衍生物或者进行亲电卤化或亲核卤化；进行和选自烷基卤或氟烷基卤、甲苯磺酸酯、triflate(即，三氟甲烷磺酸酯)或甲磺酸酯的烷基化剂发生的温和烷基化；或者对硫醇部分进行烷基化作用以形成硫醚连接。第一类的例子是：
(a)有机金属衍生物，比如三烷基锡烷(例如，三甲锡烷基或三丁锡烷基)、或者三烷基硅烷(例如，三甲基甲硅烷基)；
(b)用于卤素交换的非放射性烷基碘或烷基溴，和用于亲核卤化的甲苯磺酸烷基酯、甲磺酸酯或triflate；
(c)朝着亲电卤化方向活化的芳环(例如，酚)，核朝着亲核卤化方向活化的芳环(例如，芳基碘、芳基重氮、硝基芳基)。
易进行烷基化的优选衍生物是醇、酚或胺基团，尤其是酚和空间未受阻的伯胺或仲胺。
对含硫醇的放射性同位素反应物烷基化的优选衍生物是N-卤乙酰基，尤其是N-氯乙酰基和N-溴乙酰基衍生物。
前体可以在无菌生产条件下使用来得到所需的无菌无热原材料。前体也可以在非无菌条件下采用，随后采用例如γ-辐照、高压釜处理、干燥加热或化学处理(例如，采用环氧乙烷)进行最终灭菌。优选地，前体以无菌无热原形式采用。
当式I中的X3是H时，式I的MMPi的合适前体因而可以包括其中X3是异羟肟酸部分的保护基团(PG)的衍生物。术语“保护基团”是指抑制或压制不需要的化学反应的基团，但是该基团被设计成具有足以在不改变分子其余部分的充分温和条件下使其从目标官能基团上分裂的反应性。在脱保护后，得到所需的产物。保护基团是本领域技术人员公知的，对于胺基而言，其适当地选自：Boc(其中Boc是叔丁氧基羰基)、Fmoc(其中Fmoc是芴基甲氧基羰基)、三氟乙酰基、烯丙基氧基羰基、Dde[即，1-(4，4-二甲基-2，6-二氧环亚己基)乙基]或Npys(即，3-硝基-2-吡啶亚磺酰基)；对于羧基而言，是：甲基酯、叔丁基酯或苯甲基酯。对于羟基而言，合适的保护基团是：苯甲基、乙酰基、苯甲氧基、三苯甲基(Trt)或者三烷基甲硅烷基，比如四丁基二甲基甲硅烷基。对于硫醇基而言，合适的保护基团是三苯甲基和4-甲氧基苯甲基。异羟肟酸部分的羟基的优选保护基团是苯甲基或三烷基甲硅烷基。Theorodora W.Greene和Peter G.M.Wuts的“Protective Groups in Organic Synthesis”(John Wiley & Sons，1991)中描述了其它保护基团的使用。
所需非金属放射性同位素的优选适宜化学形式包括：
(a)卤化物离子(例如，123I-碘化物或18F-氟化物)，尤其是在含水介质中，用于取代反应；
(b)11C-甲基碘或具有易离去基团的18F-氟亚烷基化合物，比如溴化物、甲磺酸酯或甲苯磺酸酯；
(c)用于和烷基化前体比如N-氯乙酰基或N-溴乙酰基衍生物发生S-烷基化反应的HS(CH2)3 18F。
在第一实施方案(上述)中描述了所述“前体”的合适例子以及其制备方法。
试剂盒的“前体”优选以共价连接到固体支撑基质上的形式提供。以此方式，所需的放射性药用产品采取溶液形式，但是起始材料和杂质保持连接在固体相上。在WO 03/002489中描述了用于和18F-氟化物发生固相亲电氟化作用的前体。在WO03/002157中描述了用于和18F-氟化物发生固相亲核氟化作用的前体。所以，试剂盒可以包括药筒，该药筒可以插入到适当采用的自动合成器内。除了连接到固体支撑上的前体以外，药筒可以包含用于去除不需要的氟化物离子的柱、以及适当的容器，所述容器被连接用以使反应混合物可以被蒸发并使产物可以按需配制。也可以包括反应剂、溶剂和合成所需的其它消耗物，以及携带有软件的压缩盘，所述软件使得合成人员的操作方式可以满足客户对放射浓度、体积、递送时间等的要求。方便的情况下，试剂盒的所有部件都是一次性的，从而使每次执行之间的污染可能性降到最小、无菌并保证质量。
在第八方面，本发明公开了上述基质金属蛋白酶抑制剂成像剂在动脉粥样硬化，尤其是不稳定易碎斑块的诊断成像中的用途。
在另一方面，本发明公开了上述基质金属蛋白酶抑制剂成像剂在其它炎症、癌症或退化性疾病的诊断成像中的用途。
在另一方面，本发明公开了上述基质金属蛋白酶抑制剂成像剂在采用邻近检测(proximity detection)对动脉粥样硬化，尤其是不稳定的易碎斑块进行血管内检测中的用途。所述邻近检测可以采用血管内器械，比如导管或内操作手持探测器(例如，γ探测器)进行。当成像部分是适于体内光学成像的报道分子或者β发射体时，由于所述部分在哺乳动物体外不容易检测但适于邻近检测，所以所述血管内检测特别有用。
本发明由下列非限制性实施例进行举例说明。实施例1描述了化合物1，1，1-三(2-氨基乙基)甲烷的合成。实施例2提供了1，1，1-三(2-氨基乙基)甲烷的可替换合成方案，它避免了使用潜在有害的叠氮化物中间体。实施例3描述了氯亚硝基烷烃前体的合成。实施例4描述了本发明优选的胺取代双官能二胺二肟(螯合剂1)的合成。
实施例5提供了本发明MMPi，化合物27的合成。实施例6提供了适于放射性卤化的酚取代MMPi前体(化合物23)的合成。实施例7描述了适于放射性卤化的碘苯胺前体(化合物26)的合成。实施例9提供了本发明MMPi的螯合剂缀合物的合成。实施例10提供了用PEG连接基团官能化的MMPi的合成。实施例11描述了具有PEG连接基团的螯合剂缀合物的合成。实施例12提供了适于进行PET放射性标记的氯乙酰基前体的合成。实施例13提供了硫醚连接的氟烷基MMPi衍生物的合成。实施例14提供了许多氨基酸和/或PEG连接的MMPi，从而可以改变生物学性质。
实施例15和16提供了适用于18F MMPi放射性标记的18F标记的化合物的合成。实施例17提供了化合物45-48的合成。实施例18描述了体内测定试验，表明本发明MMPi的衍生物作为MMP抑制剂保持了生物活性。实施例19提供了对螯合剂缀合物进行99mTc放射性标记的一般方法。实施例20提供了针对本发明合适前体的放射性碘化程序。实施例21提供了本发明的特异性18F衍生物的制备。实施例22提供的证据表明本发明的放射性碘化衍生物具有作为体内成像剂的充分血浆稳定性。实施例23描述了在体内肿瘤模型中摄入本发明的放射性碘化成像剂。这表明采用本发明的连接基团可以改变生物分布。和化合物24A相比，化合物20A(即，具有PEG3间隔基的化合物24A)显示出相似的血液停留时间，但是尿液分泌增加10％，HBS相应下降10％。所以，加入生物改性剂导致药物动力学发生变化。和化合物24A相比，摄入到肿瘤中的量略微下降，但是保留量略微增加。化合物32A显示出高的初始血液保留量，但是随着时间推移而被清除。一直到注射后1小时，还观察到良好的肿瘤摄入量和保留量。观察到了高的尿液分泌量和低的GI分泌量。这些药物动力学更加理想，而且和没有生物改性剂的化合物(即，化合物24A)的明显不同，表明这些化合物具有有利的生物改性效果同时没有损失抑制能力。
实施例24描述了在体内肿瘤模型中摄入本发明的18F标记的成像剂。实施例25描述了在动脉粥样硬化体内模型中摄入本发明的成像剂。实施例26提供了自动照相摄影术证据，表明本发明的试剂摄入到体内的动脉粥样硬化部位。实施例27描述了肿瘤模型中的肿瘤成像。
图1示出了本发明的多种化合物的化学结构，包括衍生这些化合物的MMPi(化合物1)。图2示出了本发明的MMPi的化学结构。
图3示出了由实施例27获得的图像。
实施例1：合成1，1，1-三(2-氨基乙基)甲烷。
(步骤a)：3-(甲氧基羰基亚甲基)戊二酸二甲基酯。
用二甲基3-氧代戊二酸酯(87g，0.5mol)处理甲酯基亚甲基三苯基正膦(167g，0.5mol)的甲苯(600ml)溶液，将反应在120℃的油浴中于氮气氛下加热到100℃保持36h。然后，反应物在真空中浓缩，用40/60汽油醚/二乙醚按照1∶1的比例，600ml，对油状残余物进行研制。沉淀出三苯基氧化膦，并滗析/滤掉上清液。真空挥发得到的残余物在高真空Bpt(烘箱温度180-200℃，压力为0.2torr)下进行库格尔若蒸馏，得到3-(甲氧基羰基亚甲基)戊二酸二甲基酯(89.08g，53％)。
NMR 1H(CDCl3)：δ3.31(2H，s，CH2)，3.7(9H，s，3xOCH3)，3.87(2H，s，CH2)，5.79(1H，s，＝CH，)ppm。
NMR 13C(CDCl3)，δ36.56，CH3，48.7，2xCH3，52.09和52.5(2xCH2)；122.3和146.16C＝CH；165.9，170.0和170.53xCOO ppm。
(步骤b)：3-(甲氧基羰基亚甲基)戊二酸二甲基酯的氢化。
将3-(甲氧基羰基亚甲基)戊二酸二甲基酯(89g，267mmol)的甲醇(200ml)溶液用(10％的钯炭∶50％水)(9g)在氢气氛(3.5巴)下摇晃(30h)。溶液通过硅藻土过滤并在真空下浓缩，得到油状的3-(甲氧基羰基甲基)戊二酸二甲基酯，产量(84.9g，94％)。
NMR 1H(CDCl3)，δ2.48(6H，d，J＝8Hz，3xCH2)，2.78(1H，六重峰，J＝8Hz CH，)3.7(9H，s，3xCH3)。
NMR 13C(CDCl3)，δ28.6，CH；37.50，3xCH3；51.6，3xCH2；172.28，3xCOO。
(步骤c)三甲基酯还原和酯化成三乙酸酯。
在氮气氛下，在3颈式2L圆底烧瓶中，1小时内用三(甲氧基羰基甲基)甲烷(40g，212mmol)的四氢呋喃(200ml)溶液小心地处理在四氢呋喃(400ml)中的氢化铝锂(20g，588mmol)。发生强烈的放热反应，导致溶剂猛烈回流。反应在90℃的油浴中以回流状态加热3天。通过小心地逐滴加入乙酸(100ml)使反应猝灭，直到停止放出氢为止。处于搅拌状态的反应混合物用乙酸酸酐溶液(500ml)小心处理，处理速率使得引起温和的回流。烧瓶进行蒸馏、搅拌、然后在90℃(油浴温度)加热以蒸馏出四氢呋喃。加入另一份的乙酸酸酐(300ml)，反应返回到回流构造、搅拌并在140℃油浴中加热5h。使反应冷却并过滤。用乙酸乙酯清洗氧化铝沉淀，合并的滤液在50℃水浴中于真空(5mm Hg)下在旋转蒸发器上浓缩，以得到油。所述油被导入乙酸乙酯(500ml)，并用饱和碳酸钾水溶液清洗。乙酸乙酯溶液经过分离、硫酸钠干燥、并在真空下浓缩以得到油。该油在高真空下经库格尔若蒸馏，得到油状的三(2-乙酰氧基乙基)甲烷(45.3g，96％)。0.1mmHg时的Bp为220℃。
NMR 1H(CDCl3)，δ1.66(7H，m，3xCH2，CH)，2.08(1H，s，3xCH3)；4.1(6H，t，3xCH20)。
NMR 13C(CDCl3)，δ20.9，CH3；29.34，CH；32.17，CH2；62.15，CH2O；171，CO。
(步骤d)：从三乙酸酯去除乙酸酯基团。
将三(2-乙酰氧基乙基)甲烷(45.3g，165mM)在甲醇(200ml)和880氨(100ml)中的溶液于80℃的油浴中加热2天。用另一份880氨(50ml)处理反应物并将其在油浴中于80℃加热24h。加入又一份880氨(50ml)，将反应物在80℃加热24h。然后，反应物在真空中浓缩以去除所有溶剂得到油。将油导出到880氨(150ml)里并于80℃加热24h。反应物在真空中浓缩以去除所有溶剂得到油。经过库格尔若蒸馏得到乙酰胺bp 170-180 0.2mm。包含乙酰胺的球泡被清洗干净并继续蒸馏。蒸馏得到三(2-羟乙基)甲烷(22.53g，92％)bp 220℃0.2mm。
NMR 1H(CDCl3)，δ1.45(6H，q，3xCH2)，2.2(1H，五重峰，CH)；3.7(6H，t 3xCH2OH)；5.5(3H，brs，3xOH)。
NMR 13C(CDCl3)，δ22.13，CH；33.95，3xCH2；57.8，3xCH2OH。
(步骤e)：三醇转化成三(甲烷磺酸酯)。
在搅拌着的冰冷的三(2-羟乙基)甲烷(10g，0.0676mol)的二氯甲烷(50ml)溶液中，在氮气下缓慢滴下甲烷磺酰氯(40g，0.349mol)的二氯甲烷(50ml)溶液，滴入速率使得温度不会升到15℃以上。然后逐滴加入吡啶(21.4g，0.27mol，4eq)的二氯甲烷(50ml)溶液，加入速率使得温度不会升到15℃以上，是放热反应。反应物在室温搅拌24小时，然后用5N的盐酸溶液(80ml)处理，形成分层。用另外的二氯甲烷(50ml)萃取含水层，合并有机萃取物、在硫酸钠上干燥、过滤和真空浓缩，得到有过量甲烷磺酰氯杂质的三[2-(甲基磺酰氧基)乙基]甲烷。理论产量是25.8g。
NMR 1H(CDCl3)，δ4.3(6H，t，2xCH2)，3.0(9H，s，3xCH3)，2(1H，六重峰，CH)，1.85(6H，q，3xCH2)。
(步骤f)：制备1，1，1-三(2-叠氮基乙基)甲烷。
处于搅拌状态的三[2-(甲基磺酰氧基)乙基]甲烷[来自步骤1(e)，含有过量甲基磺酰氯杂质](25.8g，67mmol，理论值)的干DMF(250ml)溶液，15分钟内在氮气氛下用叠氮化钠(30.7g，0.47mol)分批处理。观察到了放热，反应物在冰浴中冷却。30分钟后，反应混合物在50℃的油浴中加热24h。反应物变成棕色。使反应冷却，用碳酸钾稀溶液(200m l)处理，并用40/60汽油醚/二乙醚按照10∶1萃取3次(3×150ml)。有机萃取物用水(2×150ml)清洗，硫酸钠干燥，并过滤。在汽油/醚溶液中加入乙醇(200ml)以保持三叠氮化物处于溶解状态，在真空中将体积减到不小于200ml。加入乙醇(200ml)，重新在真空中浓缩以去除最后的痕量汽油，得到不低于200ml的乙醇溶液。三叠氮化物的乙醇溶液被直接用于步骤1(g)。
小心：由于叠氮化物具有潜在爆炸性，所以不要去除所有溶剂，任何时候都应该保持为稀溶液状态。
取小于0.2ml的溶液在真空下蒸发去除乙醇，并对该小试样进行NMR分析。
NMR 1H(CDCl3)，δ3.35(6H，t，3xCH2)，1.8(1H，七重峰，CH，)，1.6(6H，q，3xCH2)。
步骤(g)：制备1，1，1-三(2-氨基乙基)甲烷。
三(2-叠氮基乙基)甲烷(15.06g，0.0676mol)(假定前述反应达到100％产率)的乙醇(200ml)溶液用10％的炭钯(2g，50％水)处理，并氢化12h。反应容器每2小时排空一次以去除反应生成的氮，并重新填充氢。取样进行NMR分析，确认三叠氮化物完全转变成了三胺。
小心：未还原的叠氮化物在蒸馏时可能爆炸。反应物通过Celite垫过滤以去除催化剂，并在真空下浓缩得到油状的三(2-氨基乙基)甲烷。该油在0.4mm/Hg下通过库格尔若蒸馏进一步纯化，bp.180-200℃，得到无色油(8.1g，三醇的总产量为82.7％)。
NMR 1H(CDCl3)，2.72(6H，t，3xCH2N)，1.41(H，七重峰，CH)，1.39(6H，q，3xCH2)。
NMR 13C(CDCl3)，δ39.8(CH2NH2)，38.2(CH2.)，31.0(CH)。
实施例2：制备1，1，1-三(2-氨基乙基)甲烷的替换方案。
(步骤a)：用对甲氧基-苄基胺使三甲基醚酰胺化。
将三(甲氧基羰基甲基)甲烷[2g，8.4mmol，如上述步骤1(b)制备]溶解在对甲氧基-苄基胺(25g，178.6mmol)中。仪器设置后进行蒸馏并在氮气流下加热到120℃并保温24h。反应进程通过收集的甲醇量进行监控。反应混合物冷却到室温，加入30ml的乙酸乙酯，然后将沉淀的三酰胺产物搅拌30分钟。三酰胺通过过滤被隔离，滤饼用足量乙酸乙酯清洗数次以去除过量的对甲氧基-苄基胺。干燥后，得到4.6g，100％的白色粉末。该高度不溶性的产物无需进一步纯化或表征，直接用于下一步骤中。
(步骤b)：制备1，1，1-三[2-(对甲氧基苄基氨基)乙基]甲烷。
在于冰水浴中冷却的1000ml 3颈圆底烧瓶中，将步骤2(a)的三酰胺(10g，17.89mmol)小心加到250ml的1M硼烷溶液(3.5g，244.3mmol)中。完全加入后，去除冰水浴，反应混合物缓慢加热到60℃。反应混合物在60℃搅拌20小时。提取反应混合物试样(1ml)，和0.5ml 5N HCl混合，静置30min。在该试样中加入0.5ml的50NaOH，随后加入2ml水，搅拌溶液直到所有的白色沉淀物都溶解。溶液用乙醚(5ml)萃取和蒸发。残余物以1mg/ml的浓度溶解在乙腈中，用MS分析。如果在MS谱中观察到单酰胺和二酰胺(M+H/Z＝520和534)，则反应没有完成。为了使反应完成，又加入100ml的1M硼烷THF溶液，在60℃继续搅拌反应混合物6小时，按照前述采样步骤提取新试样。需要时继续加入1M硼烷的THF溶液，直到完全转变成三胺为止。
反应混合物冷却到室温，缓慢加入5N HCl，[小心：有强烈成泡现象]。加入HCl直到观察不到气体形成为止。搅拌混合物30min，然后蒸发。所得的饼悬浮在NaOH水溶液(20-40％；1∶2w/v)中，搅拌30分钟。随后，混合物用水(3倍体积)稀释。然后，用二乙醚(2×150ml)萃取混合物[小心：不要使用卤化溶剂]。合并有机相随后用水(1×200ml)、盐水(150ml)清洗，并用硫酸镁干燥。蒸发后产量：7.6g，84％，油状。
NMR 1H(CDCl3)，δ：1.45，(6H，m，3xCH2；1.54，(1H，七重峰，CH)；2.60(6H，t，3xCH2N)；3.68(6H，s，ArCH2)；3.78(9H，s，3xCH3O)；6.94(6H，d，6xAr).7.20(6H，d，6xAr)。
NMR 13C(CDCl3)，δ：32.17，CH；34.44，CH2；47.00，CH2；53.56，ArCH2；55.25，CH3O；113.78，Ar；129.29，Ar；132.61；Ar；158.60，Ar；
(步骤c)：制备1，1，1-三(2-氨基乙基)甲烷。
将1，1，1-三[2-(对甲氧基苄基氨基)乙基]甲烷(20.0g，0.036mol)溶解到甲醇(100ml)中，加入Pd(OH)2(5.0g)。混合物进行氢化处理(3巴，100℃，高压反应釜中)并搅拌5小时。在10小时和15小时后再分别加入两份(2×5g)Pd(OH)2。过滤反应混合物，滤液用甲醇清洗。合并的有机相经过蒸发，残余物在真空(1×10-2，110℃)下蒸馏，得到2.60g(50％)的1，1，1-三(2-氨基乙基)甲烷，和前述实施例1相同。
实施例3：制备3-氯-3-甲基-2-亚硝基丁烷。
将2-甲基丁-2-烯(147ml，1.4mol)和亚硝酸异戊基酯(156ml，1.16mol)的混合物在cardice和甲醇浴中冷却到-30℃，用顶置空气搅拌器强烈搅拌，并用浓盐酸(140ml，1.68mol)逐滴处理，处理速度使得温度保持低于-20℃。由于具有明显放热效应所以这需要大约1h，必须小心以免过热。加入乙醇(100ml)以降低在添加结束时形成的浆料的粘度，反应混合物继续在-20至-10℃搅拌2h，使反应完成。沉淀物在真空下通过过滤收集，并用4×30ml的冷(-20℃)乙醇和100ml冰冷水清洗，在真空下干燥得到白色固体形式的3-氯-3-甲基-2-亚硝基丁烷。将乙醇滤液和清洗液组合在一起，用水(200ml)稀释，冷却并于-10℃静置1h，此时进一步有3-氯-3-甲基-2-亚硝基丁烷结晶析出。沉淀物通过过滤收集，并用最小量的水清洗，在真空下干燥得到总产率的3-氯-3-甲基-2-亚硝基丁烷(115g，0.85mol，73％)，经NMR检测其纯度大于98％。
NMR 1H(CDCl3)，异构体的混合物形式(异构体1，90％)1.5d，(2H，CH3)，1.65d，(4H，2xCH3)，5.85，q，和5.95，q，以及1H。(异构体2，10％)，1.76S，(6H，2xCH3)，2.07(3H，CH3)。
实施例4：二[N-(1，1-二甲基-2-N-羟基亚胺丙基)2-氨基乙基]-(2-氨基乙基)甲烷(螯合剂1)的合成。
在三(2-氨基乙基)甲烷(4.047g，27.9mol)的干乙醇(30ml)溶液中，于室温加入无水碳酸钾(7.7g，55.8mmol，2eq)，同时在氮气氛下强烈搅拌。将3-氯-3-甲基-2-亚硝基丁烷(7.56g，55.8mol，2eq)的溶液溶解在干乙醇(100ml)中，取75ml该溶液缓慢滴入反应混合物中。反应随后在二氧化硅上进行TLC[板在二氯甲烷、甲醇、浓(0.88sg)氨为100/30/5中测试，所述TLC板通过喷涂水合茚三酮并加热而制备]。观察到了单烷基化产物、二烷基化产物和三烷基化产物，其RF按此顺序增加。采用梯度为7.5-75％乙腈/3％氨水的RPR逆相柱进行HPLC分析。反应混合物在真空中浓缩以去除乙醇，并重新悬浮到水(110ml)中。用醚(100ml)萃取所述含水浆料，以去除部分三烷基化的化合物和亲脂性杂质，使单烷基化产物和所需的二烷基化产物留在水层中。水溶液用乙酸铵(2eq，4.3g，55.8mmol)缓冲，以确保色谱分析正确进行。水溶液在用自动的制备HPLC纯化之前在4℃储存过夜。
产率(2.2g，6.4mmol，23％)。
质谱：正离子10V锥形电压。结果：344；计算值M+H＝344。
NMR 1H(CDCl3)，δ1.24(6H，s，2xCH3)，1.3(6H，s，2xCH3)，1.25-1.75(7H，m，3xCH2，CH)，(3H，s，2xCH2)，2.58(4H，m，CH2N)，2.88(2H，t CH2N2)，5.0(6H，s，NH2，2xNH，2xOH)。
NMR 1H((CD3)2SO)δ1.14xCH；1.29，3xCH2；2.1(4H，t，2xCH2)；
NMR 13C((CD3)2SO)，δ9.0(4xCH3)，25.8(2xCH3)，31.02xCH2，34.6CH2，56.82xCH2N；160.3，C＝N。
HPLC条件：采用25mmPRP柱，流速为8ml/min
A＝3％氨溶液(sp.gr＝0.88)/水；B＝乙腈
              时间           ％B
              0              7.5
              15             75.0
              20             75.0
              22             7.5
              30             7.5
每次测试装入3ml的水溶液，在12.5-13.5min的时间范围内收集。
实施例5：3-[(4’-氟联苯基-4-磺酰基)-(1-羟基氨基甲酰基环戊基)氨基]丙酸的合成(化合物27：现有技术)。
(步骤A)在1-氨基环戊烷羧酸苄基酯对甲苯磺酸盐(12.1g，30.9mmol)和三乙基胺(10.0ml，72mmol)的水(150ml)和1，4-二烷(150ml)溶液中，加入4’-氟联苯基-4-磺酰氯(8.8g，32.5mmol)。混合物在室温下搅拌16小时，然后通过在真空下蒸发去除大多数溶剂。混合物用乙酸乙酯稀释，相继用稀盐酸溶液、水和盐水清洗。溶液用硫酸镁干燥，浓缩得到固体形式的1-(4’-氟联苯基-4-磺酰基氨基)环戊烷羧酸苄基酯，12.33g(76％)。
(步骤B)在处于室温的1-(4’-氟联苯基-4-磺酰基氨基)环戊烷羧酸苄基酯(23.0g，50.7mmol)的干DMF(500ml)溶液中，加入六甲基二硅烷基叠氮化钾(12.2g，61.1mmol)，在45分钟后加入叔丁基-(3-碘丙氧基)二甲基硅烷(18.3g，60.9mmol)。所得混合物在室温下搅拌16小时。然后另外加入六甲基二硅烷基叠氮化钾(3.0g，15mmol)和叔丁基-(3-碘丙氧基)二甲基硅烷(4.5g，15mmol)。在室温下持续搅拌5小时。通过加入饱和氯化铵溶液使混合物猝灭。在真空下蒸发去除DMF。残余物导出到二乙醚中，随后相继用水、稀盐酸水溶液和盐水清洗。在用硫酸镁干燥后，二乙醚被蒸发得到黄色油。在黄色油中加入己烷和二氯甲烷，诱发起始材料结晶，所述结晶物通过过滤回收。蒸发掉滤液中的溶剂后得到琥珀色油状的粗1-[[3-(叔丁基二甲基硅烷基氧基)丙基]-(4’-氟联苯基-4-磺酰基)氨基]环戊烷羧酸苄基酯(27.35g)。
(步骤C)在处于室温的粗1-[[3-(叔丁基二甲基硅烷基氧基)丙基]-(4’-氟联苯基-4-磺酰基)氨基]环戊烷羧酸苄基酯(27.35g)的二氯甲烷(450mL)溶液中，加入三氟化硼醚合物(11mL，89.4mmol)。在45分钟后，通过顺序加入饱和氯化铵溶液和水，使反应猝灭。有机相被分离，用水和盐水清洗，并用硫酸镁干燥。溶剂在真空下干燥后，得到琥珀色油状的粗1-[(4’-氟联苯基-4-磺酰基)-(3-羟基丙基)氨基]-环戊烷羧酸苄基酯(22.1g)。
(步骤D)将粗1-[(4’-氟联苯基-4-磺酰基)-(3-羟基丙基)氨基]-环戊烷羧酸苄基酯(22.1g)的丙酮(400mL)溶液于冰浴中冷却，用Jones反应剂(约20mL)处理直到稳定为桔黄色。混合物在0℃-室温搅拌2小时。在用异丙醇(1mL)猝灭过量氧化剂之后，加入Celite，过滤混合物。滤液在真空下浓缩。残余物导出到乙酸乙酯中，用水和盐水清洗，用硫酸镁干燥，并浓缩得到油状的粗1-[(2-羧乙基)-(4’-氟联苯基-4-磺酰基)氨基]-环戊烷羧酸苄基酯(21.4g)。
(步骤E)在处于室温的粗1-[(2-羧乙基)-(4’-氟联苯基-4-磺酰基)氨基]-环戊烷羧酸苄基酯(21.4g)的DMF(500mL)溶液中，加入碳酸钾(22.5g，163mmol)和甲基碘(3.7ml，59.4mmol)。混合物在室温下搅拌16小时，然后在真空下浓缩。残余物导出到水中，采用6N的盐酸水溶液进行酸化处理。所得混合物用二乙醚和乙酸乙酯的混合物萃取。有机萃取物用水和盐水清洗，并用硫酸镁干燥。在浓缩成琥珀色油之后，通过在硅胶上用己烷中15％的乙酸乙酯洗脱进行快速色谱分析，分离出白色固体状的1-[(4’-氟联苯基-4-磺酰基)-(2-甲氧基羰基乙基)氨基]-环戊烷-1-羧酸苄基酯(12.6g)。
(步骤F)将1-[(4’-氟联苯基-4-磺酰基)-(2-甲氧基羰基乙基)氨基]-环戊烷-1-羧酸苄基酯(12.1g，22.4mmol)的甲醇(270mL)溶液用10％的活性炭钯处理，并在3个大气压下在Parr振动器中氢化3.5小时。在通过尼龙(孔隙尺寸为0.45μm)过滤去除催化剂以后，溶剂蒸发得到白色泡沫形式的1-{(4’-氟联苯基-4-磺酰基)-(2-甲氧基羰基乙基)氨基}环戊烷-1-羧酸(10.1g，100％)。
(步骤G)在1-[(4’-氟联苯基-4-磺酰基)-(2-甲氧基羰基乙基)-氨基]环戊烷-1-羧酸(10.1g，22.4mmol)的N，N-二甲基甲酰胺(170mL)溶液中，依次加入二异丙基乙基胺(4.3mL，24.6mmol)和六氟磷酸(苯并三唑-1-基氧基)三-(二甲基氨基)(11.0g，24.9mmol)。混合物搅拌4小时。然后加入其它的二异丙基乙基胺(7.8mL，44.6mmol)和O-苄基羟基胺盐酸盐(4.64g，29.1mmol)，所得混合物在60℃搅拌16小时。在真空下浓缩后，残余物导出到水中，用1N盐酸水溶液进行酸化处理。混合物用乙酸乙酯萃取，萃取物依次用水、饱和碳酸氢钠水溶液和盐水清洗。溶液用硫酸镁干燥并浓缩得到固体，所述固体在用7∶3∶1己烷/乙酸乙酯/二氯甲烷研制时得到白色结晶固体形式的3-[(1-苄基氧基氨基甲酰基环戊基)-(4’-氟联苯基-4-磺酰基)氨基]丙酸甲基酯(10.65g，86％)。
(步骤H)将3-[(1-苄基氧基氨基甲酰基环戊基)-(4’-氟联苯基-4-磺酰基)氨基]丙酸甲基酯(10.65g，19.2mmol)的甲醇(250mL)溶液用5％的硫酸钡钯处理，并在3个大气压下在Parr振动器中氢化处理3小时。在通过尼龙(孔隙尺寸为0.45μm)过滤去除催化剂后，溶剂蒸发得到白色泡沫形式的3-[(4’-氟联苯基-4-磺酰基)-(1-羟基氨基甲酰基环戊基)氨基]丙酸甲基酯(8.9g，100％)。
1H NMR(DMSO-d6)δ8.80(br s，1H)，7.85-7.75(m，6H)，7.32-7.25(m，2H)，3.54(s，3H)，3.52-3.48(m，2H)，2.73-2.69(m，2H)，2.24-2.21(m，2H)，1.86-1.83(m，2H)，1.60-1.40(m，4H)。
(步骤I)将3-[(4’-氟联苯基-4-磺酰基)-(1-羟基氨基甲酰基环戊基)氨基]丙酸甲基酯(8.9g，19.2mmol)的甲醇(500mL)溶液用1N的氢氧化钠水溶液(95mL，95mmol)处理，并在室温下搅拌5.5小时。混合物进行浓缩以去除甲醇，用水稀释，用6N盐酸水溶液进行酸化处理，用乙酸乙酯萃取。在用水和盐水清洗后，有机萃取物用硫酸镁干燥，浓缩得到白色泡沫形式的3-[(4’-氟联苯基-4-磺酰基)-(1-羟基氨基甲酰基环戊基)氨基]丙酸(6.74g，78％)，其从乙酸乙酯结晶而成。Mp：163-164℃。
1H NMR(DMSO-d6)δ12.30(br s，1H)，10.40(br s，1H)，8.77(br s，1H)，7.89-7.74(m，6H)，7.31-7.27(m，2H)，3.51-3.44(m，2H)，2.64-2.60(m，2H)，2.24-2.22(m，2H)，1.86-1.83(m，2H)，1.60-1.40(m，4H)。MS 449(M-1)。
实施例6：化合物23的合成。
在处于搅拌状态的化合物1，四氟硼酸O-(1H-苯并三唑-1-基)-N，N，N’-N’-四甲基脲或TBTU和N-甲基吗啉的DMF溶液中，加入酪胺。反应混合物在惰性气氛下在室温反应24小时。反应通过HPLC监控。在完成后，将黄色透明的溶液进行浓缩并在高真空下干燥4小时。该粗产物由制备HPLC纯化，得到乳白色的固体，产率为88％。
1H NMR(DMSO)：δ10.5(1H，s，NH)；9.3(1H，s，NH)；8.8(1H，s，OH)；8(1H，s，OH)；7.8(2H，J＝8.8Hz，d，Har)；7.3(2H，J＝8Hz，t，Har)；7.2(2H，d，J＝8Hz，Har)；7.1(2H，J＝8.8Hz，d，Har)；7(2H，J＝8.8Hz，d，Har)；6.7(2H，J＝8.8Hz，d，2H)；3.4(2H，m，CH2)；3.1(2H，m，CH2)；2.7(2H，m，CH2)，2.6(2H，m，CH2)；2.2-1.9(4H，m，CH2)；1.5(4H.m，CH2)
MS：(ESI)586.2(MH+)和608.2(MNa+)
HPLC：98％纯。
实施例7：化合物26的合成。
在处于搅拌状态的化合物1，六氟磷酸(7-氮杂苯并三唑-1-基氧基)三吡咯烷(PyAOP)和N-甲基吗啉的DMF溶液中，加入碘代苯胺。反应混合物在惰性气氛下在室温反应3天。反应通过HPLC监控。在完成后，将溶液浓缩并在高度真空下干燥4小时。该粗产物由制备HPLC纯化，得到固体，产率为21％。
MS：(ESI)668(MH+)和690(MNa+)
HPLC：100％纯。
实施例8：化合物24的合成。
步骤A：制备3-碘代酪胺。
在室温下将碘溶液(1M，2ml)缓慢加到20ml的酪胺溶液(30mM，在30％的氨水中)中。在5小时后，溶液浓缩至5ml，于0℃静置过夜。形成的乳白色沉淀被过滤并用冷水清洗。固体在高度真空下干燥过夜。
1H NMR(CD3OD)：δ2.7(2H，t，J＝7Hz)；2.9(2H，t，J＝7Hz)；6.7(1H，d，J＝8.1Hz)；7.1(1H，dd，J＝2.2Hz，8Hz)；7.5(1H，d，J＝2.2Hz)。
步骤B。
在处于搅拌状态的化合物1，四氟硼酸O-(1H-苯并三唑-1-基)-N，N，N’-N’-四甲基脲(TBTU)和N-甲基吗啉的DMF溶液中，加入3-碘代酪胺(来自步骤A)。反应混合物在惰性气氛下在室温反应24小时。反应通过HPLC监控。在完成后，将黄色透明的溶液进行浓缩并在高度真空下干燥4小时。该粗产物由制备HPLC纯化，得到乳白色固体(化合物24)，产率为10％。
MS(ESI)：712(MH+)734(MNa+)
实施例9：合成螯合剂-MMPi缀合物(化合物2)。
化合物2。
将化合物1(5.1mg)、PyAOP(6.0mg)和N-甲基吗啉(2μl)溶解在二甲基甲酰胺(0.5mL)中，混合物搅拌2分钟。加入螯合剂1(3.4mg)，反应混合物搅拌过夜。加入20％乙腈/水(8ml)，采用制备HPLC(柱：Phenomenex Luna 10μC18(2)250×10mm，检测：230nm，溶剂A：H2O/0.1％TFA，溶剂B：CH3CN/0.1％TFA，流速：5mL/min，梯度：20-60％B，30分钟，tR：17min)对产物进行纯化。在冻干后，得到1mg的纯材料，用LC-MS(柱：Phenomenex Luna 5μC18(2)250×4.6mm，检测：214nm，溶剂A：H2O/0.1％TFA，溶剂B：CH3CN/0.1％TFA，流速：1mL/min，梯度：20-60％B，20分钟，tR：14.32min，结果m/z：792.5，预期值MH+：792.4)对该材料进行表征。
实施例10：合成氨基-PEG连接剂衍生的MMPi(化合物4)。
步骤(a)1，11-二叠氮基-3，6，9-三氧杂十一烷。
将干四乙二醇(19.4g，0.100mol)和甲烷磺酰氯(25.2g，0.220mol)在干THF(100ml)中的溶液在氩气下保藏，并在冰/水浴中冷却到0℃。向烧瓶中于45分钟内逐滴加入三乙基胺(22.6g，0.220mol)在干THF(25ml)中的溶液。1小时后，去除冷却浴，继续搅拌4小时。加入水(60ml)。向混合物中顺序加入碳酸氢钠(6g，使pH达到8)和叠氮化钠(14.3g，0.220mmol)。通过蒸馏去除THF，水溶液回流24h(形成2层)。混合物冷却，加入乙醚(100ml)。含水相用氯化钠饱和。相发生分离，用乙醚(4×50ml)萃取含水相。合并的有机相用盐水清洗(2×50ml)并干燥(MgSO4)。经过滤和浓缩后得到22.1g(91％)的黄色油。产物在下一步骤使用，无需进一步纯化。
步骤(b)11-叠氮基-3，6，9-三氧杂十一烷胺。
向处于机械强烈搅拌的悬浮液，即1，11-二叠氮基-3，6，9-三氧杂十一烷(20.8g，0.085mol)在5％盐酸(200ml)中的悬浮液中，于室温在3小时内加入三苯基膦(19.9g，0.073mol)的乙醚(150ml)溶液。反应混合物继续搅拌24小时。相发生分离，含水相用二氯甲烷(3×40ml)萃取。含水相在冰/水浴中冷却，加入KOH调节pH到大约12。产物萃取到二氯甲烷(5×50ml)中。合并的有机相进行干燥(MgSO4)。过滤和蒸发后，得到14.0g(88％)黄色油。MALDI-TOF质谱分析(基质：□-氰基-4-羟基肉桂酸)表明在219处出现M+H峰，和预期的一样。用1H(500MHz)13C(125MHz)NMR谱进一步表征的结果证实了这种结构。
步骤(c)合成(化合物1)-PEG(3)-N3。
在化合物1(41mg，87μmol)的DMF(5ml)溶液中，加入11-叠氮基-3，6，9-三氧杂十一烷胺(19mg，87μmol)，HATU(AppliedBiosystems，33mg，87μmol)和DIEA(Fluka，30μl，174μmol)。1小时反应时间后，混合物浓缩，残余物用制备HPLC(柱：PhenomenexLuna C18(2)5μm 21.2×250mm，溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝乙腈/0.1％TFA；梯度：30-60％B，60分钟；流速：10mL/min；UV检测：214nm)进行纯化，得到的产物在冻干后为33.9mg(59％)。LC-MS分析(柱：Phenomenex Luna C18(2)3μm 50×4.60mm，溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝乙腈/0.1％TFA；梯度：20-100％B，10分钟；流速：1mL/min；UV检测：214nm，ESI-MS)在4.88min处出现了峰值，m/z 667.4(MH+)，和预期的一样。
步骤(d)合成化合物4。
Figure A20048004036200481
                   化合物4
在(化合物1)-PEG(3)-N3(4.7mg，7μmol)的甲醇(4ml)溶液中，加入Pd/C(Koch-Light，约10mg)。混合物在氢气氛(1atm)下室温搅拌10min。混合物被过滤和浓缩。LC-MS分析(柱：Phenomenex Luna C18(2)3μm 50×4.60mm，溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝乙腈/0.1％TFA；梯度：20-100％B，10分钟；流速：1mL/min；UV检测：214nm，ESI-MS)在4.17min处出现了峰值，m/z 667.4(MH+)，和预期的一样。产物直接用于后续步骤，无需进一步纯化。
实施例11：合成螯合剂与PEG(3)-二甘醇基间隔基(化合物3)的缀合物。
(步骤a)合成(化合物1)-PEG(3)-二甘醇酸。
在(化合物1)-PEG(3)-NH2(实施例6，25mg，39μmol)的DMF(4ml)溶液中，加入二甘醇酸酐(Acros，9mg，78μmol)。在搅拌1.5小时后，反应混合物进行浓缩，残余物用制备HPLC(柱：Phenomenex Luna C18(2)5μm 21.2×250mm，溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝乙腈/0.1％TFA；梯度：20-80％B，60分钟；流速：10.0mL/min；UV检测：214nm)纯化，得到14.9mg(51％)冻干的材料。产物用LC-MS(柱：Phenomenex Luna C18(2)3μm 50×4.60mm，溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝乙腈/0.1％TFA；梯度：20-100％B，10分钟；流速：1mL/min；UV检测：214nm，ESI-MS)分析，结果表明在4.15min处出现m/z 757.3(MH+)峰值，和产物相对应。采用NMR谱进行了进一步表征。
步骤(b)：合成化合物3。
                  化合物3
在(化合物1)-PEG(3)-二甘醇酸(6.6mg，9μmol)的DMF(3ml)溶液中，加入螯合剂1(3.1mg，9μmol)、HATU(AppliedBiosystems，3.4mg，9μmol)和DIEA(Fluka，3.1μl，18μmol)。在20分钟反应时间后，混合物进行浓缩，残余物用制备HPLC(柱：Phenomenex Luna C18(2)5μm 21.2×250mm，溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝乙腈/0.1％TFA；梯度：10-80％B，60分钟；流速：10.0mL/min；UV检测：214nm)纯化，得到4.2mg(43％)冻干的产物。LC-MS(柱：Phenomenex Luna C18(2)3μm 50×4.60mm，溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝乙腈/0.1％TFA；梯度：20-100％B，10分钟；流速：1mL/min；UV检测：214nm，ESI-MS；tR＝4.17min，m/z 1082.5(MH+))和NMR谱分析结果证实了该结构。
实施例12：合成用于PET成像的氯乙酰基衍生物(化合物5)。
                      化合物5
将新制备的氯乙酸酸酐(52mg，0.30mmol)和DIEA(51μl，0.30mmol)加入到化合物4(实施例10的步骤d，大约0.15mmol)的DMF(10ml)溶液中。1小时后，反应混合物进行浓缩，残余物用制备HPLC(柱：Phenomenex Luna C18(2)10μm 50×250mm，溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝乙腈/0.1％TFA；梯度：30-40％B，60分钟；流速：50.0mL/min；UV检测：214nm)纯化，得到25.8mg(24％)冻干的产物。LC-MS(柱：Phenomenex Luna C18(2)3μm 50×4.60mm，溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝乙腈/0.1％TFA；梯度：20-100％B，10分钟；流速：1mL/min；UV检测：214nm，ESI-MS)分析结果表明在6.01min处出现了峰值m/z 717.5(MH+)，和预期的一样。
实施例13：将3-氟丙基硫醇和氯乙酰化的化合物(化合物6)缀合。
步骤(a)合成3-三苯甲基硫烷基-丙-1-醇[Ph3C-S(CH2)3OH]。
在处于搅拌状态的3-巯基丙基醇(129.6μl，1.5mmol)的TFA(10ml)溶液中，逐滴加入三苯基甲醇(390.6mg，1.5mmol)的TFA(10ml)溶液。加入后，在减压下蒸发TFA，立刻采用反相制备色谱(柱：Phenomenex Luna C18，00G-4253-V0；溶剂A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝CH3CN/0.1％TFA；梯度：70-80％B，60分钟；流速：50mL/min；检测：254nm)对粗产物进行纯化，得到372mg(74％)的纯化合物。(分析HPLC：Vydac C18柱，218TP54：溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝CH3CN/0.1％TFA；梯度：70-80％B，20分钟；流速：1.0mL/min；停留时间5.4min；在214nm和254nm检测)。该结构用NMR谱进行了验证。
步骤(b)合成甲烷磺酸3-三苯甲基硫烷基-丙基酯[Ph3C-S(CH2)3OMs]。
在3-苯甲基硫烷基-丙-1-醇(372.0mg，1.11mmol)的THF(10ml)溶液中，加入三乙基胺(151.7mg，209μl，1.5mmol)和甲磺酰氯(171.9mg，116.6μl，1.5mmol)。1小时反应时间后，沉淀物通过过滤去除。溶液进行浓缩，残余物通过反相HPLC(柱：Phenomenex LunaC18柱，00G-4253-V0；溶剂A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝CH3CN/0.1％TFA；梯度：80-100％B，60分钟；流速：50mL/min；检测：254nm)纯化，得到318mg(69％)的纯化合物。(分析HPLC：Vydac C18柱，218TP54：溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝CH3CN/0.1％TFA；梯度：60-70％B，20分钟；流速：1.0mL/min；停留时间18.7min；在214nm和254nm检测)。该结构用NMR谱进行了验证。
步骤(c)合成(3-氟-丙基硫烷基)三苯基甲烷[Ph3C-S(CH2)3F]。
将氟化钾(1.4mg，0.024mmol)和Kryptofix 222(9.0mg，0.024mmol)溶解在乙腈(0.2ml)中(加热)。加入甲烷磺酸3-三苯甲基硫烷基-丙基酯(5mg，0.012mmol)的乙腈(0.2ml)溶液。将反应混合物在80℃加热90min。粗产物通过反相制备色谱(柱：Vydac C18柱，218TP1022；溶剂A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝CH3CN/0.1％TFA；梯度：40-90％B，40分钟；流速：10mL/min；检测：254nm)纯化。得到2mg(50％)的纯化材料(分析HPLC：Phenomenex Luna C18柱，00B-4251-E0；溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝CH3CN/0.1％TFA；梯度：40-80％B，10分钟；流速：2.0mL/min；停留时间8.2min；在214nm和254nm检测)。该结构用NMR分析进行了验证。
步骤(d)合成化合物6。
                       化合物6
化合物6
将3-氟-三苯甲基硫烷基-丙烷(1.4mg，4μmol)在TFA(50μl)、三异丙基硅烷(5μl)和水(5μl)的混合物中搅拌。将混合物加到化合物5(1.5mg，2μmol)在水和乙腈的1∶1混合物(800μl)的溶液中。通过加入K2CO3水溶液(200μl，0.5g/ml)将pH调到10，混合物在60℃加热25分钟。产物通过制备HPLC(柱：Phenomenex LunaC18(2)柱5μm 10.0×250mm，溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝乙腈/0.1％TFA；梯度：30-50％B，60分钟；流速：5.0mL/min；UV检测：214nm)纯化，得到0.9mg(58％)产物。LC-MS分析(柱：Phenomenex Luna C18(2)3μm 50×4.60mm，溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝乙腈/0.1％TFA；梯度：10-80％B，10分钟；流速：1mL/min；UV检测：214nm，ESI-MS；tR＝6.25min，m/z 775.4(MH+))验证了所述结构。
实施例14用于PET成像的氯乙酰化的氨基酸和PEG衍生物(化合物7-22)。
[化合物1]-Lys-Peg(4)-二甘醇基-Lys(氯乙酰基)-NH2(化合物7)。
Figure A20048004036200521
                     化合物7
化合物7
采用量程为0.05mmol的手动氮起泡器仪器分析化合物7，分析中采用了Fmoc-protected Rink Amide MBHA树脂(Novabiochem)、Fmoc-Lys(Dde)-OH(Novabiochem)、Fmoc-Lys(Boc)-OH(Novabiochem)、Fmoc-氨基-PEG-二甘醇酸(Polypure AS)和CP-471358(Pfizer)。所有氨基酸和CP-471358采用HATU/DIEA作为偶合反应剂进行偶合。反应步骤通过Kaiser测试分析。在CP-化合物偶合后，C-末端赖氨酸的侧链Dde基团通过标准联氨处理分裂。氯乙酰酸(Fluka)通过新制备的对称酸酐偶合。在含有2.5％H2O和2.5％三异丙基硅烷的TFA中，同时实施从树脂中去除产物以及分裂侧链Boe保护基团，进行2小时。粗材料从醚中沉淀，通过制备HPLC(柱：Phenomenex Luna C18(2)10μm 250×10mm，溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝乙腈/0.1％TFA；梯度：20-40％B，60分钟；流速：5.0mL/min；UV检测：214nm)纯化得到5.0mg白色固体。
LC-MS分析(柱：Phenomenex Luna C18(2)3μm 2.0×50mm，溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝乙腈/0.1％TFA；梯度：10-80％B，10分钟；流速：0.3mL/min；UV检测：214nm和254nm，ESI-MS正模式)结果表明在5.9min处具有m/z 1088.4峰值，和有关MH+的预期一样。
采用固相肽分析方法，按照相同方式制备了化合物8-22，并用MS进行表征。
实施例15：合成用于N-烷基化的18F标记的衍生物：合成甲苯磺酸3-[18F]氟丙基酯。
Figure A20048004036200531
经由双向龙头，将在玻璃小瓶中制备的Kryptofix 222(10mg)的乙腈(300μl)溶液和碳酸钾(4mg)的水(300μl)溶液，用塑料注射器(1ml)转移到置于黄铜加热器中的碳玻璃反应容器中。然后，通过该双向龙头加入18F-氟化物(185-370MBq)在目标水(0.5-2ml)中的溶液。加热器设置在125℃，启动定时器。在15分钟后，以1min的间隔加入三等份乙腈(0.5ml)，干燥18F-氟化物共计40分钟。40分钟后，加热器用压缩空气冷却，去除罐子盖，加入1，3-丙二醇-二-对甲苯磺酸酯(5-12mg)和乙腈(1ml)。罐子盖复位，用封堵物封住管线。加热器设在100℃，标记为100℃/10分钟。在标记以后，通过Gilson RP HPLC在如下条件下隔离甲苯磺酸3-[18F]氟丙基酯：
柱                     u-bondapak C18 7.8×300mm
洗脱液                 水(泵A)：乙腈(泵B)
管路体积(loop size)    1ml
泵速度  4ml/min
波长    254nm
梯度    5-90％洗脱液B，20分钟
产物Rt  12min
一旦隔离后，粗试样(大约10ml)用水稀释(10ml)，并装入到调整好的C18分离填料柱中。分离填料柱用氮气干燥15分钟，并用有机溶剂、哌啶(2ml)、乙腈(2ml)或DMF(2ml)冲洗。冲洗掉了大约99％的活性。
通过在哌啶中回流，将甲苯磺酸3-[18F]氟丙基酯用来对胺进行N-烷基化处理。
实施例16：用于S-烷基化的[18F]-硫醇衍生物。
步骤(a)：制备3-[18F]氟-三苯甲基硫烷基-丙烷。
Figure A20048004036200541
经由双向龙头，将在玻璃小瓶中制备的Kryptofix 222(10mg)的乙腈(800μl)溶液和碳酸钾(1mg)的水(50μl)溶液，用塑料注射器(1ml)转移到置于黄铜加热器中的碳玻璃反应容器中。然后，通过该双向龙头加入18F-氟化物(185-370MBq)在目标水(0.5-2ml)中的溶液。加热器设置在125℃，启动定时器。在15分钟后，以1min的间隔加入三等份乙腈(0.5ml)，干燥18F-氟化物共计40分钟。40分钟后，加热器用压缩空气冷却，去除罐子盖，加入三甲基-(3-三苯甲基硫烷基-丙氧基)硅烷(1-2mg)和DMSO(0.2ml)。罐子盖复位，用封堵物封住管线。加热器设在80℃，标记为80℃/5分钟。在标记以后，通过RP HPLC在如下条件下分析反应混合物：
柱        u-bondapak C18 7.8×300mm
洗脱液    0.1％TFA/水(泵A)：0.1％TFA/乙腈(泵B)
管路体积  100μl
泵速度    4ml/min
波长      254nm
梯度  1min  40％B
      15min 40-80％B
      5min  80％B
反应混合物用DMSO/水稀释(1∶1v/v，0.15ml)，并装入到调整好的t-C18分离填料柱中。药筒用水(10ml)清洗，并用氮气干燥，3-[18F]氟-1-三苯甲基硫烷基-丙烷用4等份的乙腈(0.5ml/1等份)洗脱。
步骤(b)：制备3-[18F]氟-丙烷-1-硫醇
采用氮气流以100℃/10min将3-[18F]氟-1-三苯甲基硫烷基-丙烷的乙腈(1-2ml)溶液蒸发至干燥。加入TFA(0.05ml)、三异丙基硅烷(0.01ml)和水(0.01ml)的混合物，随后以80℃/10min加热，得到3-[18F]氟-丙烷-1-硫醇。
步骤(c)：和-N(CO)CH2Cl前体反应。
用来标记氯乙酰基前体的一般程序是用压缩空气冷却装有来自步骤(b)的3-[18F]氟-巯基-丙烷的反应容器，然后加入氨水(水中27％，0.1ml)和前体(1mg)的水溶液(0.05ml)。将混合物以80℃/10min加热。
实施例17：合成化合物45-48。
步骤(a)：合成氨基氧基前体。
采用量程为0.2mmol的手动氮起泡器仪器分析化合物45和47，分析中由Fmoc-protected Rink Amide MBHA树脂(Novabiochem)开始。Fmoc氨基酸购自Novabiochem，单分散的Fmoc-PEG氨基酸购自Polypure AS。Boc-(氨基氧基)乙酸购自Fluka。在将Dde-Lys(Fmoc)-OH连接到树脂上后，分裂侧链Fmoc基团，随后用Boc(氨基氧基)乙酸偶合。Dde基团通过标准联氨处理分裂。采用HATU/DIEA偶合赖氨酸，然而将PyAOP/DIEA用于所有其它偶合。葡萄糖O-乙酰基在被从固体载体上分裂之前，通过和甲醇钠的甲醇溶液反应去除。在含有2.5％H2O和2.5％三异丙基硅烷的TFA中，同时实施从树脂中去除产物以及分裂侧链Boc保护基团，进行1-2小时。粗材料通过制备HPLC(柱：Phenomenex Luna C18(2)5μ21.2×250mm，溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝乙腈/0.1％TFA；合适梯度，60分钟；流速：10.0mL/min；UV检测：214nm)纯化得到冻干后是白色的固体或者粘性的无色油。通过LC-MS分析(柱：Phenomenex LunaC18(2)3μ2.0×50mm，溶剂：A＝水/0.1％TFA和溶剂B＝乙腈/0.1％TFA；合适梯度，10分钟；流速：0.3mL/min；UV检测：214nm和254nm，ESI-MS正模式)对产物进行鉴定。
步骤(b)：缀合得到非放射性的氟化合物46和48。
4-氟苯甲醛和4-(3-氟丙氧基)苯甲醛分别购自Fluka和Fluorochem。在来自a)的氨基氧基前体(大约5μmol)的20％乙腈(3ml)溶液中，加入甲醛(5倍过量)。混合物在室温搅拌15分钟并浓缩。产物如同上述步骤(a)进行纯化和分析。
实施例18：体外金属蛋白酶抑制测定。
采用下列市售Biomol测定试剂盒对化合物进行筛选：
MMP-1比色测定试剂盒-目录号AK-404，
MMP-2比色测定试剂盒-目录号AK-408，
MMP-8比色测定试剂盒-目录号AK-414，
MMP-9比色测定试剂盒-目录号AK-410，
MMP-12比色测定试剂盒-目录号AK-402，
购自Affiniti Research Products Ltd.(Palatine House，MatfordCourt，Exeter，EX2 8NL，UK)。
(a)测试化合物制备。
抑制剂以粉末形式提供，在4℃存储。对于每种抑制剂而言，制备在DMSO中的1mM储液，分成20μl的等份，将这些等份储存在-20℃。储液稀释得到8种抑制剂浓度(推荐：50μM、5μM、500nM、50nM、5nM、500pM、50pM和5pM)。稀释采用的是试剂盒测定缓冲液。在加到测定孔中时，对抑制剂储液进行5倍稀释，因而最终浓度范围是10μM-1pM。
(b)试验程序。
市售试剂盒提供了详细内容，但可以总结如下：
-如上制备测试化合物稀释液，
-在板中加入测定缓冲液，
-在板中加入测试化合物
-制备标准试剂盒抑制剂NNGH(有关稀释参数参见试剂盒)
-加入NNGH来控制抑制剂孔
-制备MMP酶(有关稀释参数参见试剂盒)
-加入MMP到板中
-将板在37℃培养约15分钟
-制备thiopeptolide底物(有关稀释参数参见试剂盒)
-将底物加到板上
-在Labsystems iEMS板读数器上，于37℃，414nm每2分钟进行计数，共1小时(对于MMP-1而言，每30秒计数一次，共20分钟)。
(c)结果。
结果见表1：
表1
  化合物   MMP-1(Ki)   MMP-2(Ki)   MMP-8(Ki)   MMP-9(Ki)   MMP-12(Ki)
  20   -   0.15±0.06nM(n＝2)   -   0.043±0.02nM(n＝2)   0.11nM
  21   194.9nM   1.15±0.15nM(n＝3)   0.87nM   0.820±0.049(n＝3)   -
  24   4948.5±2684.9nM(n＝2)   0.14±0.06nM(n＝3)   3.93nM   0.58±0.3nM(n＝3)   0.67±0.14nM(n＝2)
  32   330nM   0.62±0.15nM(n＝4)   2.17nM   0.37±0.092nM(n＝4)   0.89±0.21nM(n＝2)
  38   -   1.25±0.28nM(n＝3)   -   0.99±0.40nM(n＝3)   0.05nM
  42   -   2.190±1.510nM(n＝2)   -   0.585±0.175nM(n＝2)   -
  44   -   0.25±0.12nM(n＝3)   -   0.076±0.074nM(n＝2)   -
  46   171.7±25.0nM(n＝2)   1.96±1.0nM(n＝3)   0.52nM   0.44±0.177nM(n＝3)   0.17nM
  48   33.3nM   -   0.50nM   0.2nM   -
实施例19：99mTc放射性标记(一般性方法)。
可以通过将下列物质加到氮气吹扫的P46小瓶中制备99mTc络合物：
1ml N2吹扫的MeOH，
在100μl MeOH中的100μg配体-MMPi缀合物，
0.5ml Na2CO3/NaHCO3缓冲液(pH 9.2)，
来自Te发生器的0.5ml TcO4 -，
0.1ml SnCl2/MDP溶液，
(溶液，在100ml N2吹扫过的盐水中含有10.2mg SnCl2和101mg亚甲基二膦酸)。
ITLC(瞬时薄层色谱分析)用来确定RCP。SG板和流动相(1∶1的MeOH/(NH4OAc 0.1M))表明，在起点处是RHT(还原的、水解Tc)、在溶剂前端是高锝酸盐、在中间Rf处是锝络合物。
实施例20：前体亲电放射性碘化的一般程序。
所有前体根据下列程序进行标记：
在容纳有200μl 0.2M NH4OAc缓冲液(pH 4)的小瓶中，加入10μl0.1mM Na127I(在0.01M NaOH中，1×10-9mol)。将混合物加入容纳有Na123I(25.0μl，在0.05M NaOH中，大约500MBq)的小瓶中。随后，将组合溶液转移到硅烷化的塑料小瓶中。在反应小瓶中加入5μl(2.5×10-8mol)的新制备的过乙酸水溶液(大约5mM)。最后，将前体(34μl的前体在MeOH中的3mM溶液)加到反应小瓶中，将溶液静置3min。
化合物通过HPLC纯化。
HPLC方法：
溶剂A：在水中的0.1％TFA
溶剂B：在MeCN中的0.1％TFA
柱：Phenomenex Luna 5μm C18(2)150×4.6mm。
梯度：
时间    ％B
0.0     30
20.0    70
20.20   100
23.20   100
23.70   30
30.0    30
表2：放射性碘化的化合物的HPLC停留时间
  前体   产物名  停留时间(min)
  化合物23   化合物24A   15.6
  化合物19   化合物21A   7.6
  化合物20   化合物20A   9.4
  化合物31   化合物30A   9.1
实施例21：合成18F标记的衍生物：化合物46B和48B。
步骤(a)：4-18F-苯甲醛。
在圆底碳玻璃反应容器(4ml)中，加入Kryptofix 222(5mg)的乙腈(800μl)溶液和碳酸钾[13.5mg/ml(H2O，大约0.1m)](50μl)。容器置于黄铜加热器中，将配有3条PTFE管线的反应容器盖子向下压紧。管线1配有双向龙头，管线2连接到废料小瓶上，管线3预留。将试样装置放置在铅墙后面。通过所述双向龙头加入在回旋加速器靶水(370-740MBq；0.5-2ml)中含有的18F-氟化物。N2管线和所述双向龙头连接，将加热器设置在110℃。在开始加热后10分钟，去除N2管线，加入等份乙腈(0.5ml)。在开始加热后约10.5和11分钟，重复这个过程。在每次加入乙腈后，将N2管线重新和双向龙头连接。将第二条氮气管线连接到截端的(capped off)管线3上，冲掉这条管线中存在的任何液体。总共干燥18F-氟化物30分钟。在30分钟后，用压缩空气冷却加热器，去除反应容器盖，加入4-(三甲基铵)苯甲醛三氟甲烷磺酸盐[由Poethko等的方法制备，J.Nucl Med  45(5)p892-902(2004)；0.5-0.8mg，0.0016-0.0026mmol]的DMSO(1000μl)溶液。这3条PTFE管线用封端物截端。以90℃/15min加热所述反应容器，得到4-18F-苯甲醛(通常结合产率大约是50％)。粗产物无需进一步纯化就可以使用。
步骤(b)：缀合程序。
将溶解在柠檬酸/Na2HPO4缓冲液[500μl；通过将809μl的0.1M柠檬酸水溶液和110μl的无水Na2HPO4的0.2M水溶液混合制备]中的化合物45(2mg，0.003mmol)或化合物47(4mg，0.002mmol)直接加到得自步骤(a)的4-18F-苯甲醛(粗)中。反应容器以70℃/15min加热，得到粗化合物46B或48B。
步骤(c)：工作程序和配制。
将得自步骤(b)的整个反应混合物用水稀释到约20ml的体积，加载到调制好的t-C18分离填料柱[用DMSO(5ml)调制，随后用水(10ml)调制]中。加载的t-C18分离柱随后用水(2×5ml)冲洗，再用DMSO(3×5ml)冲洗。合并的DMSO冲洗物含有所需的产品，采用RP HPLC制备系统纯化：
柱        LunaC18(2)10×100mm(5u)
洗脱液    水(泵A)；乙腈(泵B)
管路体积  2ml
流速      3ml/min
波长      254nm。
化合物46B或48B在该制备柱上的通常停留时间分别是23和21分钟。分离的HPLC峰用水稀释到约20ml的体积，并加载到调制好的t-C18分离填料柱[用乙醇(5ml)调制，随后用水(10ml)调制]中。加载的t-C18分离填料柱随后用水(1×5ml)冲洗，再用乙醇(3×0.2ml，1×0.4ml)冲洗。合并的乙醇冲洗物含有所需的产品，蒸发成约0.1ml的体积，并用磷酸盐缓冲的盐水(PBS，1ml)配制成大约10％乙醇。配制的化合物的pH是大约7。
实施例22：化合物24的123I放射性碘化衍生物(化合物24A)的血浆和体内稳定性。
用化合物24A进行了血浆和体内稳定性研究，以确定化合物的稳定性和新陈代谢。体外大鼠血浆稳定性试验表明稳定性良好，通过在37℃培养2小时，母化合物的RCP从93％变成80％。
大鼠的体内研究表明，化合物24A在体内随着时间流逝具有轻微的不稳定性和新陈代谢。由于尿液中的放射性不足，所以仅仅能够分析血浆和胆汁试样。在血浆试样中随着时间流逝可以观察到游离碘化物的量增加，但是仅仅占所注入的总活性的一小部分。在血浆试样中检测出一种新陈代谢物，在胆汁试样中检测出四种，表明新陈代谢也发生了。
实施例23：放射性碘化衍生物(化合物24A)在体内LLC肿瘤模型中的生物分布。
在C57BL/6小鼠的右大腿内侧，皮下注入1×106路易斯肺癌(LLC)细胞。在进行生物分布之前，让肿瘤生长15天。这个模型已经被用以显示活性明胶酶(MMP-2)和胶原酶(MMP-1和8)的表达水平[Bae等Drugs Exp Clin Res.，29(1)：15-23(2003)]。
结果：
在LLC肿瘤模型上进行了生物分布研究。化合物24A首先被极快地从血液中清除，主要通过肝胆系统(HBS)分泌。在肿瘤组织中观察到一些停留，背景组织摄入量低。下表3给出了结果总结：
表3：123I标记的化合物在LLC肿瘤模型中的生物分布。
                                            注射后时间(分钟)
          5           30             60          120
  平均   STD   平均   STD   平均   STD   平均   STD
                                               化合物24A
  ％ID尿液％ID/g肿瘤肿瘤/血液肿瘤/肌肉肿瘤/肺肿瘤/心脏   7.17   0.36   6.89   1.44   5.5   2.19   7.22   0.86
  0.6   0.18   0.56   0.12   0.48   0.06   0.6   0.07
  0.32   0.07   0.59   0.19   0.46   0.05   0.66   0.19
  1.19   0.12   1.6   0.14   1.41   0.43   1.87   0.94
  0.22   0.06   0.39   0.06   0.37   0.26   0.85   0.28
  0.27   0.04   0.57   0.12   0.68   0.07   1.23   0.26
                                               化合物44A
  ％ID尿液％ID/g肿瘤肿瘤/血液肿瘤/肌肉肿瘤/肺肿瘤/心脏   3.941.140.411.910.490.86   0.040.210.151.240.160.46   5.850.50.381.570.540.870   2.220.020.130.140.110.320   6.360.660.422.30.690.940   1.160.120.120.160.160.240   9.420.530.432.80.721.060   2.370.10.060.710.160.140
                                               化合物32A
  ％ID尿液％ID/g肿瘤肿瘤/血液肿瘤/肌肉肿瘤/肺肿瘤/心脏   9.822.580.161.660.300.48   4.990.270.050.430.050.15   35.202.670.262.800.430.75   4.080.430.030.680.090.15   54.062.030.434.880.691.31   7.630.370.052.100.180.15   64.101.340.533.920.551.54   7.290.250.110.600.180.37
                                                化合物38A
  ％ID尿液％ID/g肿瘤肿瘤/血液肿瘤/肌肉肿瘤/肺肿瘤/心脏   6.372.080.131.220.330.29   0.260.380.030.180.090.02   40.172.140.302.190.730.90   8.530.370.010.270.090.12   68.531.060.452.270.831.25   5.540.350.080.580.120.52   78.750.420.521.820.641.14   1.690.100.150.520.180.15
                                                化合物42A
  ％ID尿液％ID/g肿瘤肿瘤/血液肿瘤/肌肉肿瘤/肺肿瘤/心脏   6.892.260.261.460.260.47   0.430.460.040.220.050.13   16.982.670.543.220.571.24   2.470.370.070.090.030.10   31.692.350.663.520.741.49   3.610.400.020.540.080.71   48.071.290.562.510.601.49   3.270.240.050.S70.040.42
                                               化合物21A
  ％ID尿液％ID/g肿瘤肿瘤/血液肿瘤/肌肉肿瘤/肺肿瘤/心脏   5.621.640.130.920.280.30   1.750.290.020.110.010.03   26.732.200.331.720.650.83   3.140.320.040.350.100.09   39.991.970.402.300.661.14   3.280.160.020.200.060.03   52.081.600.372.440.610.91   3.700.140.020.070.040.05
其中STD＝标准偏差，ID＝注入剂量，尿液＝尿液分泌。
实施例24：18F标记的衍生物(化合物46B和48B)在体内肿瘤模型中的生物分布。
研究了化合物46B和48B在实施例23的LLC肿瘤模型上的生物分布。结果总结如下表：
表4：18F标记的化合物在体内LLC模型中的生物分布。
                                     注射后时间(分钟)
          5         30         60         120
  平均   STD   平均   STD   平均   STD   平均   STD
                                           化合物46B
  ％ID尿液％ID/g肿瘤肿瘤/血液肿瘤/肌肉肿瘤/肺肿瘤/心脏   6.60   4.24   12.00   4.17   15.02   3.11   19.68   4.54
  0.42   0.17   0.53   0.21   0.32   0.26   0.31   0.21
  0.18   0.05   0.47   0.24   0.73   0.54   0.73   0.51
  1.16   0.12   2.06   0.63   2.02   1.10   1.81   1.00
  0.21   0.09   0.55   0.21   0.60   0.53   0.80   0.79
  0.37   0.11   1.15   0.33   1.54   1.12   1.33   1.02
                                           化合物48B
  ％ID尿液％ID/g肿瘤肿瘤/血液肿瘤/肌肉肿瘤/肺肿瘤/心脏   0.242.530.111.550.260.40   0.080.521.451.450.180.40   15.292.330.242.920.470.84   6.900.080.020.790.100.09   56.891.810.514.400.951.69   14.890.630.335.590.931.20   59.331.620.413.550.771.52   10.100.180.491.250.440.83
其中STD＝标准偏差，ID＝注入剂量，尿液＝尿液分泌。
实施例25：123I-和18F-标记的化合物在体内动脉粥样硬化模型中的生物分布。
ApoE结扎模型。
ApoE-/-小鼠是基因敲除的转基因小鼠，它缺少ApoE基因，所以不能调节自己的血浆胆固醇水平。因此，ApoE小鼠出现动脉粥样硬化病变，这种病变通过喂养高脂肪饮食加速形成。通过颈动脉结扎可以进一步加速这种病变，导致在外科手术以及高脂肪饮食喂养4周内明显形成这种病变。已经表明这个模型具有各种程度的组织重建，以及高的巨噬细胞和MMP表达水平，如同Ivan等所述[Circulation. 1052686-2691(2002)]。
在进行这些试验时采用了两个对照样：(1)ApoE模拟动物，其中小鼠经受同样的外科介入，但是缝线仅仅在颈动脉下面穿过然后去除，和(2)C57BL/6结扎动物，它经受和ApoE结扎小鼠相同的外科结扎和高脂肪喂养。文献报导表明这些动物确实具有一定程度的组织重建，但是活性MMP水平较低[Ivan等，Circulation  105 2686～2691(2002)]。
结果如表4所示：
表4：123I-和18F-标记的化合物在ApoE模型中的生物分布。
                     ApoE结扎        ApoE模拟
                                  注射后时间
  5   60   60
  平均   STD   平均   STD   平均   STD
                                     化合物24A
  ％ID/G颈动脉 2.67 1.11 2.00 0.83 0.25 0.28
  颈动脉/血液   0.94   0.22   1.97   0.99   0.19   0.21
  颈动脉/肺   0.62   0.16   1.71   0.77   0.17   0.18
  颈动脉/心脏   0.48   0.12   1.03   0.72   0.21   0.2
                                     化合物32A
  ％ID/G颈动脉 10.32 2.51 10.85 2.21 2.91 1.08
  颈动脉/血液   0.46   0.18   1.21   0.28   0.69   0.59
  颈动脉/肺   1.01   0.47   1.45   0.70   0.70   0.04
  颈动脉/心脏   1.39   0.67   3.94   0.92   1.28   0.49
                                     化合物46B
  ％ID/G颈动脉 0.88 0.31 0.44 0.13 - -
  颈动脉/血液   0.42   0.16   0.61   0.40   -   -
  颈动脉/肺   0.35   0.00   0.53   0.44   -   -
  颈动脉/心脏   0.49   0.04   1.11   0.83   -   -
                                     化合物48B
  ％ID/G颈动脉 12.01 4.33 10.34 1.19 2.37 0.51
  颈动脉/血液   0.40   0.08   0.96   0.11   0.2   0.09
  颈动脉/肺   0.75   0.07   1.42   0.49   0.25   0.05
  颈动脉/心脏   1.27   0.29   2.71   0.24   0.81   0.19
其中STD＝标准偏差，ID＝注入剂量。
实施例26：化合物24A和32A在体内动脉粥样硬化模型中的自动射线摄影分析。
兔胆固醇模型。
新西兰大白兔喂养1％的胆固醇食物8周，以诱导在主动脉中形成动脉粥样硬化病变。这个模型已经证实从主动脉弓到主动脉降部形成了巨噬细胞富集的晚期动脉粥样硬化病变。简而言之，在用胆固醇喂养的兔中静脉内注入化合物24A和32A，在注射后2小时实施安乐死。主动脉全部取出，在10％中性缓冲福尔马林液中固定。沿着主动脉腹侧中线将其纵向剖开，用苏丹IV正面(en face)染色，苏丹IV通过脂肪染色检测动脉粥样硬化病变是否存在。随后将主动脉放置在荧光粉屏上过夜。然后，该屏在第二天进行扫描，以确定主动脉组织内部的放射性区域。
结果表明，两种化合物都被摄入到主动脉的动脉粥样硬化病变区域，但在主动脉正常区域的摄入量极少。
实施例27：在体内肿瘤模型中成像。
采用化合物24A在MDA-MB-231肿瘤模型(人体乳腺癌异种移植模型)中成像。文献证实MDA-MB-231细胞表达多种MMP，包括MMP-1(前体和活性的)(Benbow等，Bacheimer等)、MMP-2(Bacheimer等；Lee等)、MMP-3(Bacheimer等)、MMP-7-前体(Bacheimer等)、MMP-9前体(非活性的)(Benbow等；Bacheimer等；Lee等；Weber等)、MMP-10、11和14(都是前体)(Benbow等；Bacheimer等)。
Bacluneier等Anticancer Res.2001 Nov-Dec；21(6A)：38211-8；
Bae等Drugs Exp ClinRes.2003；29(1)：15-23；
Benbow等Clin Exp Metastasis.1999 May；17(3)：231-8；
Lee等，Eur.jCancer，2001；37：106-113.
Weber等Int J Oncol..2002 Feb；20(2)：299-303.
在注射后5-120分钟发现了肿瘤“热点”，在所有时间点上，目标区域和肌肉的比例大于2∶1。结果如图3所示。

Claims (36)

1.成像剂，包括用成像部分标记的式(I)的金属蛋白酶抑制剂，其中所述成像部分可以在所述标记的基质金属蛋白酶抑制剂被体内给药到哺乳动物身体后进行检测：
其中：
Y1是H或-(CH2)w-(C＝O)-Z；其中w是1-6的整数；和Z是OH、C1-6烷氧基、C4-10芳氧基或者NR1R2，其中R1和R2每个独立选自H、C1-6烷基、C3-6环烷基、C1-6氟烷基或C4-10芳基。
X1和X2与它们连接的碳原子一起形成C3-10饱和环，该环可以是脂环或二环，而且可以任选地引入选自O、N和S的1或2个杂原子；
X3是H、C1-3烷基或C1-3氟烷基；
Y2是式-[A1]p[O]qA2的基团，其中p和q是0或1，A1是C1-10亚烷基，C3-8环亚烷基、C1-10全氟亚烷基、C6-10亚芳基或者C2-10杂亚芳基，和A2是H、C1-10烷基、C3-8环烷基、C1-10全氟烷基、C6-10芳基或C2-10杂芳基，前提是当p＝0时q也是0而且A2不是H。
2.权利要求1的成像剂，其中Y1是-(CH2)w-(C＝O)-Z而且w是1、2或3。
3.权利要求1或2的成像剂，其中X3是H、CH3或CH2F。
4.权利要求1-3的成像剂，其中Y2是-C6H4-O-A2，和A2是C6-10芳基。
5.权利要求1-4的成像剂，其中所述成像部分选自：
(i)放射性金属离子；
(ii)顺磁性金属离子；
(iii)γ发射型放射性卤素；
(iv)发射正电子的放射性非金属；
(v)超极化的NMR-活性核；
(vi)适于体内光学成像的报道分子；
(vii)适于血管内检测的β-发射体。
6.权利要求1-5的成像剂，其中所述成像剂具有式II：
Figure A2004800403620003C1
其中：
{抑制剂}是式(I)的金属蛋白酶抑制剂；
-(A)n-是连接基团，其中每个A独立是-CR2-、-CR＝CR-、-C≡C-、-CR2CO2-、-CO2CR2-、-NRCO-、-CONR-、-NR(C＝O)NR-、-NR(C＝S)NR-、-SO2NR-、-NRSO2-、-CR2OCR2-、-CR2SCR2-、-CR2NRCR2-、C4-8环杂亚烷基、C4-8环亚烷基、C5-12亚芳基、或者C3-12杂亚芳基、氨基酸、糖或者单分散的聚乙二醇(PEG)结构单元；
R独立选自H、C1-4烷基、C2-4烯基、C2-4炔基、C1-4烷氧基烷基或C1-4羟烷基；
n是0-10的整数，
和Xa是H、OH、Hal、NH2、C1-4烷基、C1-4烷氧基、C1-4烷氧基烷基、C1-4羟烷基或者Xa是成像部分。
7.权利要求6的成像剂，其中所述成像部分连接在所述金属蛋白酶抑制剂的Y1或Y2位置。
8.权利要求1-7的成像剂，其中所述基质金属蛋白酶抑制剂和配体缀合，所述配体和放射性金属离子或顺磁性金属离子形成金属络合物。
9.权利要求8的成像剂，其中所述配体是螯合剂。
10.权利要求8或9的成像剂，其中所述放射性金属离子是γ发射体或正电子发射体。
11.权利要求10的成像剂，其中所述放射性金属离子是99mTc、111In、64Cu、67Cu、67Ga和68Ga。
12.权利要求10的成像剂，其中所述γ发射型放射性卤素成像部分是123I。
13.权利要求10的成像剂，其中所述发射正电子的放射性非金属选自18F、11C或13N。
14.权利要求1-13的成像剂，其中所述基质金属蛋白酶抑制剂具有式IV：
其中：
Y2、w和Z如权利要求1的定义；
X3是H、CH3或CH2F；
X4是-(CH2)m-，其中m是1、2或3、-CH2OCH2-或X5，其中X5是
Figure A2004800403620004C2
其中t是2或3。
15.权利要求14的成像剂，其中Z是NR1R2。
16.权利要求14或15的成像剂，其中所述基质金属蛋白酶抑制剂具有式V：
Figure A2004800403620005C1
其中X6是Hal、R1或OR1，其中R1是C1-3烷基或C1-3氟烷基。
17.权利要求16的成像剂，其中Z是NR1R2，X6是F；和X4是-(CH2)2-、-CH2OCH2-或其中t等于2的X5。
18.药用组合物，其包括权利要求1-17的成像剂以及生物相容性载体，并且处于适于哺乳动物给药的形式。
19.放射性药用组合物，包括权利要求1-17的成像剂以及生物相容性载体，并且处于适于哺乳动物给药的形式，其中所述成像部分具有放射性。
20.权利要求19的放射性药用组合物，其中所述成像部分包含放射性金属离子。
21.权利要求19的放射性药用组合物，其中所述成像部分包括发射正电子的放射性非金属或γ发射型放射性卤素。
22.权利要求1定义的式(I)的基质金属蛋白酶抑制剂和配体的缀合物，其中所述配体能够和放射性或顺磁性金属离子形成金属络合物。
23.权利要求20的缀合物，具有式IIb：
其中{抑制剂}、A、n和Xa的定义如权利要求6所示。
24.权利要求22-23的缀合物，其中所述基质金属蛋白酶抑制剂具有权利要求14-17的式IV或V。
25.权利要求22-24的缀合物，其中所述配体是螯合剂。
26.权利要求25的缀合物，其中所述螯合剂具有二胺二肟、N2S2或N3S供体组。
27.用于制备权利要求20的放射性药用组合物的试剂盒，其包含权利要求22-26的缀合物。
28.权利要求30的试剂盒，其中所述放射性金属离子是99mTc，和试剂盒进一步包含生物相容性还原剂。
29.用于制备权利要求21的放射性药用组合物的试剂盒，其包含前体，所述前体是权利要求1-7的基质金属蛋白酶抑制剂的非放射性衍生物，其中所述非放射性衍生物能够和发射正电子的放射性非金属或γ发射型放射性卤素的源发生反应以得到所需的放射性药物。
30.权利要求29的试剂盒，其中所述前体处于无菌、无热原形式。
31.权利要求29或30的试剂盒，其中所述发射正电子的放射性非金属或γ发射型放射性卤素的源选自：
(i)卤化物离子或F+或I+；或者
(ii)烷基化试剂，选自烷基卤或氟烷基卤、甲苯磺酸酯、三氟甲烷磺酸酯或甲磺酸酯。
32.权利要求29-31的试剂盒，其中所述非放射性衍生物选自：
(i)有机金属衍生物，比如三烷基锡烷或者三烷基硅烷；
(ii)含有用于亲核取代的烷基卤、甲苯磺酸烷基酯或甲磺酸烷基酯的衍生物；
(iii)含有朝着亲电取代或亲核取代方向活化的芳环的衍生物；
(iv)含有易进行烷基化的官能团的衍生物；
(v)使含硫醇的化合物发生烷基化以得到含硫醚产物的衍生物。
33.权利要求29-32的试剂盒，其中所述前体连接到固相上。
34.权利要求1-17的成像剂在用于动脉粥样硬化的诊断成像中的用途。
35.权利要求1-17的成像剂在用于不稳定性斑块的诊断成像中的用途。
36.权利要求1-17的成像剂在用于动脉粥样硬化的血管内检测中的用途。
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