DE4405140A1 - Komplexbildner für in der Nuklearmedizin einsetzbare Nuklide, Verfahren zur Herstellung der Komplexe, sowie Diagnostikum enthaltend diese Komplexe - Google Patents

Komplexbildner für in der Nuklearmedizin einsetzbare Nuklide, Verfahren zur Herstellung der Komplexe, sowie Diagnostikum enthaltend diese Komplexe

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DE4405140A1 DE19944405140 DE4405140A DE4405140A1 DE 4405140 A1 DE4405140 A1 DE 4405140A1 DE 19944405140 DE19944405140 DE 19944405140 DE 4405140 A DE4405140 A DE 4405140A DE 4405140 A1 DE4405140 A1 DE 4405140A1
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Description

Die Erfindung betrifft neue Verbindungen für die nichtinvasive funktionelle in vivo- Diagnostik verschiedener humaner Rezeptorsysteme mit nuklearmedizinischen Methoden.
Die erfolgreiche Behandlung von Erkrankungen des Menschen setzt die genaue Diagnose des jeweils vorliegenden Krankheitsprozesses voraus. Dabei spielen häufig bildgebende Verfahren eine herausragende Rolle, da damit ohne operativen Eingriff die sonst nicht sichtbaren Organe dargestellt werden können.
Die zur Zeit üblichen Methoden werden in zwei Gruppen eingeteilt. Auf der einen Seite stehen die Verfahren, mit denen raumfordende Prozesse abgebildet werden. Dazu gehören insbesondere Röntgen, Ultraschall und die Computertomographie (CT). Die auf der Resonanz von Atomkernen im Magnetfeld beruhende NMR- Diagnostik kann hier ebenfalls eingeordnet werden.
Auf der anderen Seite stehen die nuklearmedizinischen Verfahren, bei denen nach Injektion eines mit einem radioaktiven Nuklid markierten Präparates die vom Nuklid ausgehende Strahlung mit einer speziellen Kamera (γ-Kamera) registriert und über eine mathematische Auswertung in ein Bild umgesetzt wird. Da in diesem Fall Präparate appliziert werden, die am Metabolismus des betreffenden Organismus teilnehmen, spiegelt das erhaltene Bild den physiologischen Zustand wieder. Bei vielen Krankheiten kann dadurch sehr viel früher ein abnormales Verhalten erkannt werden, als dies durch eine Veränderung der morphologischen Struktur sichtbar wäre. Die Verfahren zeichnen sich daher durch die Möglichkeit einer frühzeitigen Diagnosestellung und einer bildlichen Beschreibung des Funktionszustandes der betreffenden Organe aus.
Da in der NMR-Diagnostik mit Kontrastmitteln auf Basis bestimmter Nuklide (bevorzugt Gadolinium) gearbeitet wird, ist man unter gewissen Umständen auch mit dieser Methode in der Lage, physiologische Aussagen machen zu können.
Die in der Nuklearmedizin oder NMR-Diagnostik einsetzbaren Nuklide müssen eng eingrenzbare Kriterien u. a. bezüglich der Art der Strahlung und der physikalischen Halbwertszeit erfüllen. In Abhängigkeit von der jeweiligen Fragestellung werden u. a. die folgenden Nuklide verwendet: ¹¹C, ¹³N, ¹⁵O, ¹⁸F, ¹²³I, ¹²⁴I, ¹²⁵I, ¹³¹I, ⁷⁵Br, ⁷⁷Br, 99mTc, ⁶⁸Ga, ⁶⁷Ga, ¹¹¹In, 113mIn, ¹⁸⁶Re, ¹⁸⁸Re, ⁶²Cu, ⁶⁴Cu, ⁶⁷Cu, ¹⁵³Gd oder andere stabile Gadoliniumisotope.
Herausragende Bedeutung in der Nuklearmedizin besitzen dabei die Isotope Iod-123 und Technetium-99m. Aufgrund ihrer günstigen physikalischen Halbwertszeiten (99mTc: 6.02 h, ¹²³I: 13.3 h) und ihrer optimalen γ-Energien (99mTc: 140 keV, ¹²³I: 159 keV) haben sie in der Einzelphotonen-Emissions-Tomographie (Single Photon Emission Tomography, SPECT) die größte Verbreitung gefunden.
Die Applikation des aus dem ⁹⁹Mo/99mTc-Generator zur Verfügung stehenden Technetium-99m, das chemisch als Pertechnetat vorliegt, genügt jedoch nicht allen Anforderungen der nuklearmedizinischen Diagnostik, da nur wenige Organe des Menschen untersucht werden können. Durch Komplexbildung mit einem geeigneten Liganden werden jedoch in der Wirkung vollkommen unterschiedliche Verbindungen erhalten. Auf der Suche nach Radiopharmaka, die organspezifischer wirken, sind in den letzten Jahren eine Reihe von Komplexbildner für radioaktive Nuklide, insbesondere für Technetium-99m, entwickelt worden, die es ermöglichen, Komplexe mit einer genügend hohen in vivo-Stabilität zu synthetisieren. Nachwievor gibt es aber noch eine Reihe von Fragestellungen, für die noch keine optimalen Präparate verfügbar sind. Hierzu gehört insbesondere die bildliche Darstellung von Stoffwechselvorgängen und Rezeptorsystemen des menschlichen Organismus mittels Technetium-haltiger Radiopharmaka. Die auf dem Gebiet der Technetiumradiopharmaka erzielten Fortschritte wurden von A. M. Verbruggen zusammengefaßt (Eur. J. Nucl. Med. 17, 346-364 (1990).
Darüber hinaus sind Komplexe mit Ethylencystein aus WO 90/05733, mit Mercaptoacetyltriglycin aus EP-A-0,1250,013, EP-A-0,427,360, EP-A-0,173,424 und US-A-4,883,862, mit Diamidodithiolaten aus EP-A-0,200,492 und EP-A-0,135,160 und mit Bisaminodithiolen aus WO 89/10759, EP-A-0,200,211, WO 89/10758, EP-A-0,279,41 7, EP-A-0,322,876, EP-A-0,344,724, EP-A-0,163,119 und EP-A-0 381 713 (WO 89/10759) und Diaminomercapto-(thio)ethern aus EP-A-0 542 216 bekannt.
Durch die Verwendung Positronen emittierender Nuklide körpereigener Elemente, vorzugsweise ¹¹C, ¹³N, und ¹⁵O, bietet sich die Möglichkeit, Stoffwechsel­ vorgänge ohne störenden Einfluß eines Fremdnuklides in vivo darzustellen. Hinzugezählt werden kann auch das Isotop ¹⁸F, das zwar kein Strukturelement in organischen Verbindungen darstellt, dort aber häufig als Wasserstoffsubstituent eingesetzt wird, ohne deren chemische und physiologisch-chemische Eigenschaften wesentlich zu beeinflussen. Die weite Verbreitung der Positronen Emissionstomographie (PET) wird durch eine kurze physikalische Halbwertszeit der Positronenemitter (2 min-1,8 h) limitiert. Aufgrund dieser kurzen Halbwertszeit werden für die Synthese von PET-Radiopharmaka schnelle Synthesesequenzen, die vorzugsweise ausgehend von einem geeigneten Vorläufermolekül, als einstufige Markierungsreaktionen durchgeführt werden.
In den zurückliegenden zehn Jahren wurden verschiedene PET-Radiopharmaka, insbesondere zur Diagnostik neurologischer und myokardialer Erkrankungen entwickelt. Die Fortschritte auf dem Gebiet der PET-Radiopharmaka wurden von M. Diksic und R.C. Reba. "Radiopharmceuticals and brain pathology studied with PET and SPECT", CRC Press, Boca Raton, Florida, 1991 zusammengefaßt. Allerdings existieren nach wie vor Probleme, geeignete Komplexbildner für eine schnelle Markierung zur Verfügung zu stellen.
Aufgabe der Erfindung war es deshalb, geeignete chelatisierende Substanzen für die Herstellung radioaktiver Metallkomplexe bereitzustellen. Insbesondere soll das radioaktive Isotop oder der Komplexbildner isostere Gruppen in Molekülen mit bekannter biologischer Aktivität ersetzen, und nicht zusätzlich in diese Moleküle eingeführt werden.
Die Lösung der Aufgabe besteht in der Bereitstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I, die als Komplexbildner geeignet sind
wobei
R H, -(CHR₇)a-CH₂R₇, -(CH₂)a-C₆H₄-R₇, -(CH₂)a-C(C₆H₄-R₇)₃, -(CH₂)b-(CO)- C₆H₄R₇, -(CHR₇)a-(CO)-R₇, -(CH₂)b-CH(OH)-C₆H₄R₇, -(CH₂)b-C(OH)(C₆H4- R₇)₂, -(CH₂)b-C(OCH₂)₂-C₆H₄R₇, -(CH₂)a-CH(C₆H₄-R₇)₂, -(CH₂)b-C(OCH₂)₃- C₆H₄R₇
W, X, Y und Z unabhängig voneinander N oder S bedeuten,
R₁ und R₂ zusammen jeweils doppelt gebundenes O oder S bedeuten und/oder R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ gleich oder verschieden sind und H, -(CH₂)a-CH₃, -COOR′, -CONR′R′′, OR′, SO₃R′, -OCOR′, -SO₂NR′R′′, -CONHCH₂COOH, -SR′, -NR′R′′, -COR′, F, Cl, Br, oder I, wobei
R′ und R′′ gleich oder verschieden sind und
H, (CH₂)bCH₃, Phenyl, p-Hydroxyphenyl, N-Piperidinyl, N-Piperazinyl oder N-Morpholinyl bedeuten,
R₇ auch einen 5- oder 6-gliedrigen Heterocyclus mit 1 bis 3 Heteroatomen aus der Reihe N, S oder O bedeutet,
V H, -COCH₃, -COC₆H₅, -CH₂NHCOCH₃, -CH₂C₆H₅, -COCH₂OH -COCH₂COOH oder eine andere geeignete Schwefel-Schutzgruppe bedeutet und
m, n und o jeweils unabhängig voneinander 0, 1 oder 2 und
a und b jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 0 bis 20, vorzugsweise von 0 bis 10 bedeuten.
Bevorzugte Verbindungen der Formel I sind diejenigen, in denen
R H, -(CH₂)a-C₆H₄R₇, -(CH₂)b-(CO)-C₆H₄R₇ oder -(CH₂)b-CH(OH)- C₆H₄R₇,
Y und Z S, bevorzugt zusammen eine Disulfidbrücke bilden,
X und W N ist,
R₁ und R₂ zusammen einen doppelt gebundenen Sauerstoff bedeutet und/oder
R₁, R₂,R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ gleich oder verschieden sind und -H, -(CH₂)aCH₃, -COOR′, -CONR′R′′, -NR′R′′ oder -OR′ bedeuten,
wobei R′ und R′′ gleich oder verschieden sind und H, -(CH₂)bCH₃, Phenyl oder p-Hydroxyphenyl bedeuten,
V -H, -COCH₃, -COC₆H₅ oder -CH₂-C₆H₅ bedeutet,
R₇ auch einen 5- oder 6-gliedrigen Heterocyclus und 1 bis 3 Heteroatomen aus der Reihe N, S oder O bedeutet,
m, n, o und p identisch sind und 0, 1 oder 2 und
a und b identisch sind und eine ganze Zahl von 0 bis 5 bedeuten.
Ganz besonders bevorzugte Verbindungen der Formel I sind diejenigen, bei der m, n und o identisch sind und 0 oder 1, vorzugsweise 0 sind. In diesem Fall sind R₁ und R₂ jeweils Wasserstoff oder R₁ und R₂ bilden zusammen ein doppelt gebundenes O, sofern mit dem benachbarten X oder W eine Carbonylamidostruktur
ausgebildet wird,
R₃ und R₄ -(CH₂)a-CH₃ bedeuten, wobei a eine ganze Zahl von 0 bis 5 ist und
R₅ und R₆ unabhängig voneinander Wasserstoff oder -(CH₂)a-CH₃ bedeuten, wobei a eine ganze Zahl von 0 bis 5 ist.
Die Komplexbildner dieser Erfindung sind besonders geeignet stabile Komplexe mit folgenden Zentralatomen 99mTc, ⁶⁸Ga, ¹¹¹In, ¹²³In, ¹⁸⁶Re, ¹⁸⁸Re, ⁶⁷Cu, ¹⁵³Gd oder stabilen Gadolinium Isotopen zu bilden. Insbesondere bevorzugt sind Komplexe mit 99mTc. Die Komplexe sind ebenfalls Gegenstand dieser Erfindung.
Durch Variation des Zentralatoms und des Substitutionsmusters des Komplexbildners nach der allgemeinen Formel I sind Komplexe zugänglich, die sich besonders gut zur Darstellung verschiedener Rezeptorsysteme des Menschen eignen.
Die erfindungsgemäßen Komplexe entsprechen der folgenden, allgemeinen Formel II:
wobei
R, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, V, W, X, Y, Z, m, n und o die für die Verbindungen der allgemeinen Formel I angegebenen Bedeutungen haben und
M 99mTc, ⁶⁸Ga,¹¹¹In, ¹¹³In, ¹⁸⁶Re, ¹⁸⁸Re, ⁶⁷Cu, ⁶⁴Cu, ⁶²Cu, ¹⁵³Gd oder ein stabiles Gadolinium-Isotop
U und T gemeinsam oder unabhängig voneinander doppelt gebundenes O oder S, dreifach gebundenes N, -PKL oder H₂O, CH₃CH₂OH, CH₃OH, Cl, Br oder I bedeutet, wobei
K und L -OR′, -H, -(CH₂)bCH₃, (CH₂)a-O-(CH₂)b-CH₃ sind, wobei R′ die für Verbindungen der allgemeinen Formel I genannten Bedeutungen hat und
a und b unabhängig voneinander 0 bis 10 sind,
p und q unabhängig voneinander 0 oder 1 bedeuten.
Vorzugsweise sind U und T entweder O, N oder S, wobei p und q jeweils 1, p 1 und q 0, oder p und q 0 bedeuten.
Die erfindungsgemäßen Komplexbildner können für die Komplexbildung in freier Form oder mit einer dem Fachmann bekannten Schutzgruppe an Y und/oder Z zur Verfügung gestellt werden. Vor oder während der Komplexierungsreaktion werden diese Schutzgruppen nach Methoden, die dem Fachmann bekannt sind, entfernt.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der Komplexe der allgemeinen Formel II durch Umsetzung eines Komplexbildners der allgemeinen Formel I mit Metallverbindungen der Metalle M.
Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer Verbindung der allgemeinen Formel II als nichtinvasives funktionelles in vivo-Diagnostikum in der Nuklearmedizin.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Diagnostikum enthaltend eine Verbindung der allgemeinen Formel II zu Anwendung in der Nuklearmedizin.
Die Synthese der Komplexbildner geht von allgemein zugänglichen Edukten aus, die durch geeignete Reaktionsfolgen zu den gewünschten Endprodukten umgesetzt werden.
Als Edukte werden beispielsweise 1-Benzyl-piperidine-4-on oder 1-[2′-Propyl-2′-(4′′- fluorophenyl)-1′,3′-dioxolan]-4-piperidon (Verbindung E) eingesetzt. Schema 1 zeigt die Synthese eines Komplexbildners ausgehend von einem dieser Edukte.
Die genaue Reaktionsfolge ist in Beispiel 1 beschrieben.
Schema 1
Beispiel 1 Synthese von 1-Benzyl-4-(2-mercapto-2-methyl-4-aza-pentyl)-4-(2-mercapto-2- methyl-propylamino)-piperidin (D) Darstellung von 1-Benzyl-4-cyano-4-amino-piperidin (A)
Zu einer Lösung aus 8.25 g (0.125 mol) KCN, 6.95 g (0.125 mol) NH₄Cl und 35 ml H₂O wurden 21.79 g (0.115 mol) 1-benzyl-4-piperidon in 15 ml wasserfreiem Ethanol gelöst, zugegeben und 48 h bei 23°C gerührt. Das Rohprodukt wurde mit Dichlormethan (3×150 ml) extrahiert, die vereinten orga­ nischen Extrakte mit Wasser gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde anschließend chromatographisch an Kieselgel (CH₂Cl₂/MeOH 9 : 1) gereinigt. 25.60 g (95%) des Aminonitrils (A) konnten isoliert werden.
IR [cm-1]: 3300 (NH₂), 3090, 3050, 1590 (Ph), 2260 (CN).
¹H-NMR(CD₂Cl₂, ppm): 7.30(m, 5H, ArH), 3.50(s, 2H, CH₂-Ph), 2.8-1.73(m, 8H, CH₂), 1.80(s, 2H, NH₂).
Darstellung von 1-Benzyl-4-aminomethyl-4-amino-piperidin (B)
5 g (23.22 mmol) von Verbindung (A) wurden in 100 ml Methanol gelöst und mit 10 ml 5 N ethanolischer HCl versetzt. Nach Zugabe von 5 g PdO/C (10%) als Katalysator wurde bei RT (p = 1.1 bar) hydriert. Nach Verbrauch der berechneten H₂-Menge wurde der Katalysator abfiltriert, das Lösungsmittel im Vakuum eingedampft, der feste Rückstand mit MeOH behandelt und abfiltriert. Man erhielt 5.2 g (77.2%) von Verbindung (B) als Hydrochlorid.
IR [cm-1]: 3150, 1950 (⁺NH₃), 3080, 1580 (Ph), 2900-2810 (CH₃, CH₂).
¹H-NMR(freies Diamin, CDCl₃, ppm):7.28 (m,5H, Ar.H), 3.50 (s, 2H, CH₂-Ph), 2.65 (s, 2H, NH₂), 2.40 (m, 4H, CH₂), 1.60 (m, 6H, CH₂), 1.30 (s, 2H, NH₂).
Darstellung von 13-Benzyl-3,3,6,6-tetramethyl-4,5-dithia-1,8,13-triazaspiro [9,10]pentadecan (C)
Zu einer Lösung aus 1.12 g (5.38 mmol) 2,2′-dithio-bis(2-methylpropanal) in 20 ml absolutem Ethanol wurden 1.18 g (5.38 mmol) von Verbindung B (freies Amin) zugegeben und 60 min bei 40°C gerührt. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgezogen, das orange Öl in 30 ml EtOH gelöst und zu einer Suspension aus 2 g (5.3 mmol) NaBH₄ in 30 ml EtOH langsam zugetropft. Nach 24 h bei 40°C wurden mit 15 ml Wasser verdünnt und mit Dichlormethan extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden mit Wasser gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde einschließend chromatographisch an Kieselgel (CH₂Cl₂/MeOH 9 : 1) gereinigt und lieferte 1.58 g (63%) von Verbindung (C).
IR [cm-1]: 3330 (NH), 3100, 1590 (Ph), 2900-2830 (CH₃, CH₂).
¹H-NMR (CDCl₃): δ = 7.30 (m, 5H, arom.H), 3.95-3.10 (m, 4H, CH₂), 3.55 (s, 2H, CH₂-Ph), 2.90-2.30 (m, 6H, NH, CH₂), 2.20 (m, 2H, CH₂), 1.85 (m, 2H, CH₂), 1.60 (m, 2H, CH₂), 1.30 (m, 12H, CH₃).
Darstellung von 1-Benzyl-4-(2-mercapto-2-methyl-4-aza-pentyl)-4-(2-mercapto-2- methyl-propylamino)-piperidin (D)
2.50 g (6.30 mmol) von Verbindung C wurden in 5 ml THF gelöst und langsam unter N₂ zu 10 ml einer Lösung aus LiAlH₄ in THF (0.5 N) bei 0°C addiert. Nach 60 min unter Rückfluß wurde überschüssiges Hydrid durch langsame Zugabe von 0.1 N HCl unter Kühlung zerstört und der pH-Wert der Mischung durch Zugabe von 0.1 N NaOH auf 10 eingestellt. Das Produkt wurde mit (Et)₂O extrahiert, die vereinigten organischen Phasen mit Wasser gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet und im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wurde in 5 ml absolutem Methanol aufgenommen und HCl Gas bei 0°C eingeleitet. 1.83 g (73%) des Hydrochlorids von Verbindung D konnten isoliert werden.
IR [cm-1]: 3300 (NH), 3080, 1590 (Ph), 2900-2830 (CH₃, CH₂), 2550 (SH).
¹H-NMR (CDCl₃, ppm) (free base): 7.30 (m, 5H, ArH), 3.60 (s, 2H, H₂C-Ph), 3,10- 2.90 (m, 4H, CH₂), 2.80 (m, 4H, CH₂), 2.60 (m, 6H, NCH2), 2.00 (s, 4H, NH, SH), 1.37 (m, 12H, CH₃).
Schema 2
Schema 2 stellt einen anderen Komplexbildner dar. Einzelheiten über die Synthese von 1-[3-(4-Fluorobenzoyl)-propyl]-4-(2-mercapto-2-methyl-4-aza -pentyl)-4-(2- mercapto-2-methyl-propylamino)-piperidin (I) sind am Beispiel 2 beschrieben.
Beispiel 2 Synthese von 1-[3-(4-Fluorobenzoyl)-propyl]-4-(2-mercapto-2-methyl-4-aza-pentyl)-- 4-(2-mercapto-2-methyl-propylamino)-piperidin (I) 1-[2′-Propyl-2′-(4′′-fluorophenyl)-1′,3′-dioxolan]-4-piperidon (E)
Zu einer Mischung aus 15.93 g (65.10 mmol) 2-(3-Chlorpropyl)-2-(4-fluorophenyl)- 1,3-dioxolan, 17.99 g (130.2 mmol) K₂CO₃, KI (2 g) und 2.30 g (21.70 mmol) Triethylamin in 100 ml Acetonitril wurden 10.0 g (65.10 mmol) Piperidon­ hydrathydrochlorid portionsweise zugegeben und 30 h unter Rückfluß gerührt. Nach Abkühlen auf RT wurden 50 ml Wasser zugegeben, das Produkt mit CH₂Cl₂ extrahiert, die organische Phase über Na₂SO₄ getrocknet und im Vakuum einge­ dampft. Die chromatographische Reinigung des Rückstandes an Kieselgel (EtOAc/Aceton, 8 : 2) lieferte 16.2 g (90%) einer Flüssigkeit, die beim Stehenlassen im Kühlschrank fest wurde.
IR (KBr): [cm-1]: 3090-3010, 1610-1460 (Ph), 2950-2880 (Aliph. CH₂), 1190- 1040 (C-O des Ketals), 1689 (C=O ges.).
¹H-NMR (CDCl₃): δ = 7.4-6.9 (m, 4H, arom.H), 4.1-3.7 (m, 4H. OCH₂), 2.75- 2.3 (m, 8H, CH₂), 1.95-1.5 (m, 4H, CH₂).
1-[2′-Propyl-2′-(4′′-fluorophenyl)-1′,3′-dioxalan]-4-cyano- 4-amino-piperidin (F)
Zu einer Lösung aus 6.54 g (0.1 mol) KCN, 5.40 g (0.1 mol) NH₄Cl und 4 ml konzentriertem NH₄OH in 20 ml Wasser wurden 28.40 g (0.092 mol) von Verbindung E in 10 ml EtOH gelöst, zugegeben und 48 h bei RT gerührt. Das Rohprodukt wurde mit Methylenchlorid extrahiert. Die organischen Extrakten mit Wasser gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und zur Trockne im Vakuum eingedampft. Nach chromatographischer Reinigung des Rückstandes an Kieselgel (CH₂Cl₂/MeOH 9 : 1) wurden 24.0 g (71%) von Verbindung F isoliert.
IR [cm-1]: 3300 (NH₂), 3090-3030, 1600 (Ph), 2950-2800 (CH₂), 2256 (CN), 1190-1030 (C-O).
¹H-NMR (CDCl₃, ppm): 7.83 (m, 2H, ArH), 7.0 (m, 2H, ArH), 4.0 (m, 2H, OCH₂), 3.79 (m, 2H, OCH₂), 2.75-2.50 (m, 4H, CH₂), 2.35 (m, 4H, CH₂), 2.05-1.60 (m, 6H, CH₂), 1.95 (s, 2H, NH₂).
1-[2′-Propyl-2′-(4′′-fluorophenyl)-1′,3′-dioxolan]-4-aminomethyl-4-a-mino-piperidin (G)
Zu einer gut gekühlten Suspension aus 0.57 g (15 mmol) LiAlH₄ in 5 ml wasserfreiem THF wurden 5.0 g (15 mmol) Verbindung F in 5 ml THF gelöst, langsam unter N₂ zugegeben. Nach 12 h auf RT wurde die Mischung 3 h bei 70°C gerührt, das überschüssige Hydrid mit 20 ml wasserhaltigem THF-Ether zerstört, Al(OH)₃ abfiltriert, die organische Phase getrennt, über Na₂SO₄ getrocknet und im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wurde in MeOH aufgenommen und HCl-Gas in der Kälte eingeleitet. Das Hydrochlorid von G wurde abfiltriert und im Vakuum getrocknet.
IR [cm-1]: 3180 (⁺NH₃), 3100, 1590 (Ph), 2940-2800 (CH₂), 1190-1030 (C-O).
¹H-NMR (freies Amin, CDCl₃, ppm)): 8.00 (m, 2H, ArH), 7.10 (m, 2H, ArH), 4.20 (m, 2H, OCH₂), 3.79 (m, 2H, OCH₂), 3.70 (m, 2H, CH₂), 3.10 (br, 2H, NH₂), 2.75-2.50 (m, 4H, CH₂), 2.35 (m, 4H, CH₂), 2.05-1.60 (m, 6H, CH₂), 1.95 (s, 2H, NH₂).
3-[2′-Propyl-2′-(4′′-fluorophenyl)-1′,3′-dioxolan]-3,3,6,6-tetrameth-yl-4,5-dithia- 1,8,13-triazaspiro[9,10]pentadecan (H)
Zu einer Lösung aus 1.10 g (5.0 mmol) von 2,2′-dithio-bis(2-methylpropanal) in 20 ml absolutem Ethanol wurden 1.68 g (5.0 mmol) von Verbindung G addiert und 60 min bei 50°C gerührt. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgezogen der Rückstand in 30 ml absolutiertem MeOH gelöst und NaBH₃CN (5.5 mmol) portionsweise bei 0°C zugegeben, 60 min bei RT und 1 d bei 40°C gerührt. 15 ml Wasser wurden zugegeben und das Rohprodukt mit Dichlormethan extrahiert. Die vereinten organischen Phasen wurden über Na₂SO₄ getrocknet, in Vakuum eingedampft und der Rückstand chromatographisch an Kieselgel (CH₂Cl₂/MeOH 9 : 1) gereinigt. 1.80 g (70%) von Verbindung H wurden isoliert.
IR [cm-1]: 3230 (NH), 3050,1590 (Ph), 2900-2830 (CH₃, CH₂), 1020 (C-O).
¹H-NMR (CDCl₃, ppm]: = 7.80 (m, 2H, ArH), 7.10 (m, 2H, ArH), 4.30-3.80 (m, 4H, OCH₂), 3.60-3.20.(m, 4H, CH₂), 3.0 (m, 4H, CH₂), 2.65 (m, 2H, CH₂), 2.48 (m, 6H, CH₂), 2.0-1.70 (m, 8H, NH, CH₂), 1.40-1.10 (m, 12H, CH₃).
1-[3-(4-Fluorobenzoyl)-propyl]-4-(2-mercapto-2-methyl-4-aza-pentyl)--4-(2- mercapto-2-methyl-propylamino)-piperidin (I)
1.0 g (1.95 mmol) von Verbindung H wurde in 5 ml THF gelöst und zu einer 0.1 N Lösung aus LiAlH₄ in THF unter N₂ bei 0°C zugegeben. Nach 1 h Rühren unter Rückfluß wurde das überschüssige Hydrid durch vorsichtige Zugabe von 5 ml 0.2 N HCl bei 0°C zerstört und der pH-Wert der Mischung mittels 0.1 N wäßrige NaOH- Lösung auf 10 ajustiert. Die wäßrige Suspension wurde mit (Et)₂O ausgeschüttelt, die vereinten organischen Phasen mit Wasser gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wurde in 5 ml 0.1 N methanolischer HCl aufgenommen und 1 h bei 60°C gekocht. 0.74 g (70%) Hydrochlorid der Verbindung I wurde nach Einleiten von HCl bei 0°C isoliert.
IR [Hydrochlorid, cm-1]: 3150 (⁺NH), 3080-3010, 1590 (Aryl), 2900-2830 (CH₃, CH₂), 2550 (SH).
¹H-NMR (CDCl₃, ppm) (free base): 8.0 (m, 2H, ArH), 7.10 (m, 2H, ArH), 3,90- 3.10 (m, 4H, CH₂), 2.90-2.65 (m, 6H, CH₂), 2.60 (m, 6H, NCH₂), 2.45-2.10 (m, 4H, CH₂), 1.90 (s, 4H, NH, SH), 1.30-1.1 (m, 12H, CH₃).
Die Synthese der Metallkomplexe nach der allgemeinen Formel II wird durch die Eigenschaften des Nuklids bestimmt. Während Technetium-99m und Rhenium-186 die Reduktion des allgemein zur Verfügung stehenden Pertechnetats-99mTc bzw. Perrhenats-¹⁸⁶Re erfordern, die mit Zinn(II) ausgeführt wird, können Metalle wie Indium, Gallium, Kupfer und Gadolinium direkt mit dem Komplexbildner umgesetzt werden, da sie bereits in Oxidationsstufen vorliegen, die eine Komplexierung ermöglichen.
Die Synthese vom 99mTc-Komplex der Verbindung D nach Schema 3 wird im Beispiel 3 beschrieben.
Schema 3
Beispiel 3 Darstellung eines 99mTc-Komplexes aus Verbindung D nach Zugabe von Pertechnetat-99mTc
1-2 mg der nach Beispiel 1 hergestellten Verbindung D wurden in 100 µl Methanol gelöst und der pH-Wert der Lösung durch Zugabe von 100 µl 1 N wäßriger NaOH-Lösung auf 13-14 erhöht. Nach Zugabe von 250 µl-500 µl (500-1000 MBq) 99mTc-Pertechnetat und 30 µl SnCl₂-Lösung (10 mg SnCl₂× 2 H₂O in 1 ml 0.1 N HCl), ließ man 10 min bei RT reagieren. Der Technetium-99m- Komplex wurde mit einer radiochemischen Reinheit von < 90% erhalten. Die Überprüfung mit TLC belegte die Stabilität des Komplexes über 6 Stunden. Die Bestimmung des Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizienten bestätigte die Entstehung einer lipophilen Verbindung.
Elektrophoretische Untersuchungen (Papier, 0.1 N Phosphatbuffer pH = 7,8°C, 400 V, 60 min) ergaben, daß es sich um einen neutralen Komplex handelt.
TLC (ITLC-SG/MEK)
Rf-Komplex = 0.71, ⁹⁹Tc-Pertechnetat = 0.90-1,
Rf-Kolloidals ⁹⁹Tc = 0.
TLC (ITLC-SG/0.9% Natriumchloridlösung)
Rf-Komplex = 0-0.3, ⁹⁹Tc-Pertechnetat = 0.9,
Rf-Kolloidals ⁹⁹Tc = 0.
Verteilung des Komplexes zwischen 1 ml Wasser und 1 ml n-Octanol: IogP = 1.28.

Claims (9)

1. Verbindungen der allgemeinen Formel I, wobei
R H, -(CHR₇)a-CH₂R₇, -(CH₂)a-C₆H₄-R₇, -(CH₂)a-C(C₆H₄-R₇)₃, -(CH₂)b- (CO)-C₆H₄R₇, -(CHR₇)a-(CO)-R₇, -(CH₂)b-CH(OH)-C₆H₄R₇, -(CH₂)b- C(OH)(C₆H₄-R₇)₂, -(CH₂)b-C(OCH₂)₂-C₆H₄R₇, -(CH₂)a-CH(C₆H₄-R₇)₂, (CH₂)b-C(OCH₂)₃-C₆H₄R₇ bedeutet,
W, X, Y und Z unabhängig voneinander N oder S bedeuten,
R₁ und R₂ zusammen jeweils doppelt gebundenes O oder S bedeuten oder
R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ gleich oder verschieden sind und H, (CH₂)a-CH₃, -COOR′, -CONR′R′′, OR′, SO₃R′, -OCOR′, -SO₂NR′R′′, -CONHCH₂COOH, -SR′, -NR′R′′, -COR′, F, Cl, Br, oder I, wobei
R′ und R′′ gleich oder verschieden sind und H, -(CH₂)bCH₃, Phenyl, p-Hydroxyphenyl, N-Piperidinyl, N-Piperazinyl oder N-Morpholinyl bedeuten,
V H, -COCH₃, -COC₆H₅, -CH₂NHCOCH₃, -CH₂C₆H₅, -COCH₂OH -COCH₂COOH oder eine andere geeignete Schwefel-Schutzgruppe bedeutet
R₇ auch einen 5- oder 6-gliedrigen Heterocyclus mit 1 bis 3 Heteroatomen aus der Reihe N, S oder O bedeutet,
m, n und o jeweils unabhängig voneinander 0, 1 oder 2 und
a und b jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 0 bis 20, vorzugsweise von 0 bis 10 bedeuten.
2. Verbindungen der Formel I gemäß Anspruch 1, in denen
R H, -(CH₂)a-C₆H₄R₇, (CH₂)b-(CO)-C₆H₄R₇ oder -(CH₂)b-CH(OH)- C₆H₄R₇,
Y und Z S, bevorzugt zusammen eine Disulfidbrücke bilden,
X und W N ist,
R₁ und R₂ zusammen einen doppelt gebundenen Sauerstoff bedeutet und/oder
R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ gleich oder verschieden sind und -H, -(CH₂)aCH₃, -COOR′, -CONR′R′′, -NR′R′′ oder -OR′ bedeuten,
wobei R′ und R′′ gleich oder verschieden sind und H, -(CH₂)bCH₃, Phenyl oder p-Hydroxyphenyl bedeuten,
V -H, -COCH₃, -COC₆H₅ oder -CH₂-C₆H₅ bedeutet,
m, n, o und p identisch sind und 0, 1 oder 2 und
a und b identisch sind und eine ganze Zahl von 0 bis 5 bedeuten.
3. Verbindungen der Formel I gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, in denen m, n und o identisch sind und 0 oder 1, vorzugsweise 0 sind, R₁ und R₂ jeweils Wasserstoff bedeuten oder R₁ und R₂ zusammen ein doppelt gebundenes O bilden, sofern mit dem benachbarten X oder W eine Carbonylamidostruktur ausgebildet wird,
R₃ und R₄ -(CH₂)a-CH₃ bedeuten, wobei a eine ganze Zahl von 0 bis 5 ist und
R₅ und R₆ unabhängig voneinander Wasserstoff oder -(CH₂)a-CH₃ bedeuten, wobei a eine ganze Zahl von 0 bis 5 ist.
4. Komplexe entsprechen der folgenden, allgemeinen Formel II: wobei
R, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, V, W, X, Y, Z, m, n und o die für die Verbindungen der allgemeinen Formel I gemäß den Ansprüchen 1 bis 3 angegebenen Bedeutungen haben und
M 99mTc, ⁶⁸Ga,¹¹¹In, ¹¹³In, ¹⁸⁶Re, ¹⁸⁸Re, ⁶⁷Cu, ⁶⁴Cu, ⁶²Cu, ¹⁵³Gd oder ein stabiles Gadolinium-Isotop
U und T gemeinsam oder unabhängig voneinander doppelt gebundenes O oder S, dreifach gebundenes N, -PKL oder H₂O, CH₃CH₂OH, CH₃OH, Cl, Br oder I bedeutet, wobei
K und L -OR′, -H, -(CH₂)bCH₃, -(CH₂)a-O-(CH₂)b-CH₃ sind, wobei R′ die für Verbindungen der allgemeinen Formel I genannten Bedeutungen hat und
a und b unabhängig voneinander 0 bis 10 sind,
p und q unabhängig voneinander 0 oder 1 bedeuten.
5. Verbindungen nach Anspruch 4, in denen U und T entweder O, N oder S sind, wobei p und q jeweils 1, p 1 und q 0, oder p und q 0 bedeuten.
6. Verbindungen nach den Ansprüche 4 oder 5, wobei M 99m-Tc bedeutet.
7. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel II nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel I mit einer Metallverbindung eines Metalles M umsetzt.
8. Verwendung einer Verbindung der allgemeinen Formel II nach den Ansprüchen 1 bis 3 als nichtinvasives funktionelles Diagnostikum in der Nuklearmedizin.
9. Diagnostikum enthaltend eine Verbindung der allgemeinen Formel II.
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