DE60018390T2

DE60018390T2 - Chelatierende verbindungen, ihre komplexe mit paramagnetischen metallen

Info

Publication number: DE60018390T2
Application number: DE60018390T
Authority: DE
Inventors: Maurizio Franzini; Andrea Beltrami; Luisella Calabi; Alessandro Maiocchi; Mario Virtuani; Lucio Pier ANELLI; Kondareddiar Ramalingam; S. Ramachandran RANGANATHAN
Original assignee: Bracco SpA
Current assignee: Bracco SpA
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2020-12-21
Also published as: EP1155023B1; ITMI992656A1; EP1155023A1; US20030013859A1; IT1315263B1; ITMI992656A0; JP2003518131A; US6509324B1; AU3014801A; DE60018390D1; WO2001046207A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf neue Verbindungen, die mit paramagnetischen bi- und trivalenten Metallionen Chelate bilden können, ihre Chelate mit den Metallionen und ihre Verwendung als Kontrastmittel bei der Magnetresonanztomographie (MRT).
Aus der Perspektive des Radiologen wird eine Verbesserung des Röntgenbilds, welche eine bessere Kontrastverstärkung zwischen gesunden und kranken Geweben bedeutet, als eine Hilfe für die Diagnose angesehen, die durch vorherige Verabreichung geeigneter exogener Substanzen erreicht werden kann.
Diese Substanzen bewirken eine signifikante Veränderung eines spezifischen Charakteristikums, bekannt als Relaxationsvermögen ("relaxivity"), der zu dem unter Untersuchung stehenden Gewebe gehörenden Wasserprotonen, wenn solche Protonen in ein externes Magnetfeld gebracht werden.
Diese Substanzen sind als Kontrastmittel für die MRT bekannt. Eine Anzahl von Chelatkomplexen linearer und cyclischer Polyaminopolycarbonsäure-Liganden mit paramagnetischen Metallen sind bekannt und als MRT-Kontrastmittel verwendbar.
Die Verbindungen leiten sich im Allgemeinen von den zwei Haupt-Polyaminopolycarbonsäurestrukturen, und zwar Diethylentriaminopentaessigsäure (DTPA) und 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-Tetraessigsäure (DOTA) ab.
GB 2 137 612 A und US 5 039 512 offenbaren Polyaminopolycarbonsäure-Liganden, die außerdem Methylenphosphonsäure reste und Metallkomplexsalze davon, verwendbar für die Magnetresonanztomographie, enthalten können.
Nucleonica, Bd. 26, Nr. 4-5-6/81, offenbart Diethylentriamin-N,N'-dimethylencarboxy-N,N',N''-trimethylenphosphonsäure, verwendbar zum Entfernen von intern abgelagertem ²³⁹Pu in Mäusen.
GB 1 392 242 offenbart Chelatbildner, die sowohl Aminomethylencarbonsäure als auch Aminomethylenphosphonsäure beinhalten, insbesondere N,N',N''-Tris(carboxymethyl)diethylentriamin-N,N''-di(methylenphosphonsäure), als Chelatbildner, verwendbar zum Verbessern des Leistungsverhaltens von Goldplattierbädern bei der Verteilung von Goldüberzügen.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind neue Polyamino-Derivate, die wenigstens einen Phosphonsäurerest als eine der Bindungsstellen in der Struktur des Chelatbildners umfassen.
Relaxationsvermögen (r_lp) ist eine intrinsische Eigenschaft paramagnetischer Komplexe, die ihr Vermögen, die kernmagnetische Relaxationsgeschwindigkeit benachbarter Protonen zu erhöhen, beschreibt. Im Fall von Gd(III)-Chelaten mit q ≥ 1, wobei q die Anzahl koordinierter Wassermoleküle ist, stammt ein bemerkenswerter Beitrag zur Zunahme der Relaxation, beobachtet für Wasserprotonen des Lösungsmittels, aus dem Austausch zwischen dem Molekül/den Molekülen gebundenen Wassers und den Molekülen des verbleibenden Lösungsmittels (S. Aime et al., Chem. Soc. Rev., 1998, 27, 19).
Dieser Beitrag (r^is _lp) ist auf die Relaxationszeit (T_lM) und auf die Verweilzeit (τ_M) der Protonen des Wassermoleküls/der Wassermoleküle, das/die in der inneren Koordina tionsserie koordiniert ist/sind, gemäß der folgenden Gleichung in Bezug gesetzt:
T_lM empfängt Beiträge von der Umorientierung der paramagnetischen Arten, τ_R, durch die Verweilzeit der koordinierten Wasserprotonen, τ_M, und der elektronischen Ralaxationszeit des Metallions, τ_S. Außerdem ist r^ls _lp am höchsten, wenn T_lM > τ_M (Bedingungen mit schnellem Austausch) und T_lM so kurz wie möglich ist.
Bis jetzt ist eine bemerkenswerte Zunahme in r_lp bei den gewöhnlich in der klinischen Praxis verwendeten Magnetfeldgrößen, auf verschiedenen Wegen, hauptsächlich durch Verkleinern des molekularen Taumelns, mit einer folgenden Zunahme in τ_R erhalten worden. Die erwartete Zunahme in r_lp ist jedoch nicht aufgrund des limitierenden Effekts, verursacht durch die Verweilzeit von Wassermolekülen, τ_M, beobachtet worden. Ein Feineinstellen dieses Parameters ist die primäre Aufgabe aktueller Forschung im MRT-Feld geworden, da nur τ_M-Werte von etwa 30 ns es möglich machten, die Abnahme in T_lM, induziert durch die Zunahme in τ_R, vollständig auszunutzen. Aus diesem Grund sind die Austauschratewerte von Wassermolekülen in Lanthanoid(III)-Komplexen von höchster Wichtigkeit bei der Entwicklung neuer MRT-Kontrastmittel. Tatsächlich spielt die Verweilzeit des Wassermoleküls/der Wassermoleküle, koordiniert mit einem Gd(III)-Komplex, dadurch eine besonders wichtige Rolle, dass sie direkt zur dipolaren Kern-Elektronen-Wechselwirkung beiträgt und die Transfereffiziens des paramagnetischen Effekts auf die Wassermoleküle des Lösungsmittels kontrolliert.
Die oben zitierten Kontrastmittel im Stand der Technik, die im Allgemeinen Polyaminopolycarbonsäure-Derivate um fassen, haben τ_M-Werte, im Allgemeinen umfasst zwischen 200 und 2500 ns, gezeigt, wo solche Werte signifikant höher als der des 30 ns-Optimums sind.
Optimierung und Harmonisierung der obigen Parameter sind nach wie vor bemerkenswert wichtige Aufgabe für jeden, der sich mit der Entwicklung neuer MRT-Kontrastmittel beschäftigt.
Die vorliegende Erfindung betrifft Polyamino-Derivate, die als die Bindungsstelle in der Struktur des Chelatbildners wenigstens einen Phosphonsäurerest, fähig zum Verursachen einer Erhöhung der Protonenaustauschrate und deshalb vorteilhaft niedriger τ_M-Werte, umfassen.
Genauer sind die Aufgabe der vorliegenden Erfindung acyclische Polyamino-Derivat-Chelatbildner der Formel (I), sowohl in den racemischen als auch den optisch aktiven Formen,
worin
Y eine COOH-Gruppe oder eine PO(OH)₂-Gruppe ist, unter der Maßgabe, dass wenigstens eine Y-Gruppe = PO(OH)₂ ist;
R ein Wasserstoffatom ist, oder -(CH₂)_m-O-R₂, (C₁-C₅)-Alkyl-(C₆-C₁₀)-aryl oder (C₁-C₅)-Alkylheteroaryl, dessen Aryl- oder Heteroarylanteil 1 oder 2 kondensierte Ringe, wahlweise substituiert mit einem/einer oder mehreren Halogenatom(en), OH-Gruppe(n), Alkyl-(C₁-C₅)-Gruppe(n) und/oder einer OR₃-Gruppe, umfasst, wobei
R₂ (C₁-C₅)-Alkyl-(C₆-C₁₀)-aryl, wahlweise substituiert mit einem/einer oder mehreren Halogenatom(en), OH- und (C₁-C₅)-Alkylgruppe(n) ist;
R₃ (C₆-C₁₀)-Aryl, wahlweise substituiert mit einem/einer oder mehreren Halogenatom(en), OH- und/oder (C₁-C₅)-Alkylgruppe(n), ist;
m von 1 bis 5 reicht;
R₁ dieselben Bedeutungen wie R haben kann, unter der Maßgabe, dass, wenn die Y-Gruppe, gebunden an dasselbe Kohlenstoffatom wie R₁, PO(OH)₂ ist, R₁ ausgewählt aus H, (CH₂)_mNH₂, (CH₂)_mCOOH oder ein Amido-Derivat davon ist, und unter der Maßgabe, dass die zwei R-Gruppen und R₁ nicht gleichzeitig H sein können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung sind die Chelate von Verbindungen der Formel (I)
worin
Y eine COOH-Gruppe oder eine PO(OH)₂-Gruppe ist, unter der Maßgabe, dass wenigstens eine Y-Gruppe = PO(OH)₂ ist;
R ein Wasserstoffatom ist, oder -(CH₂)_m-O-R₂, (C₁-C₅)-Alkyl-(C₆-C₁₀)-aryl oder (C₁-C₅)-Alkylheteroaryl, dessen Aryl- oder Heteroarylanteil 1 oder 2 kondensierte Ringe, wahlweise substituiert mit einem/einer oder mehreren Halogenatom(en), OH-Gruppe(n), Alkyl-(C₁-C₅)-Gruppe(n) und/oder einer OR₃-Gruppe, umfasst, wobei
R₂ (C₁-C₅)-Alkyl-(C₆-C₁₀)-aryl, wahlweise substituiert mit einem/einer oder mehreren Halogenatom(en), OH- und (C₁-C₅)-Alkylgruppe (n) ist;
R₃ (C₆-C₁₀)-Aryl, wahlweise substituiert mit einem/einer oder mehreren Halogenatom(en), OH- und/oder (C₁-C₅)-Alkylgruppe(n), ist;
m von 1 bis 5 reicht;
R₁ dieselben Bedeutungen wie R haben kann, unter der Maßgabe, dass, wenn die Y-Gruppe, gebunden an dasselbe Kohlenstoffatom wie R₁, PO(OH)₂ ist, R₁ ausgewählt aus H, (CH₂)_mNH₂, (CH₂)_mCOOH oder ein Amido-Derivat davon ist,
wobei die bi- und trivalenten Ionen der Metallelemente Ordnungszahlen, die sich zwischen 20 und 31, 39, 42, 43, 44, 49, oder zwischen 57 und 83 bewegen, aufweisen, sowie die Salze davon mit physiologisch verträglichen organischen Basen, ausgewählt aus primären, sekundären, tertiären Aminen oder basischen Aminosäuren, oder mit anorganischen Basen, deren Kationen ausgewählt sind aus Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium oder Mischungen davon.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der Verbindungen der Formel (I), ihrer Komplexe mit paramagnetischen Metallen und der physiologisch verträglichen Salze davon zur Herstellung pharmazeutischer Formulierungen zur Abbildung von Organen und/oder Geweben des meschlichen Körpers oder Tierkörpers unter Verwendung von MRT.
Beispiele von (C₁-C₅)-Alkyl-(C₆-C₁₀)-arylgruppen umfassen Benzyl, Phenethyl, Naphthylmethyl, wobei der Arylanteil wahlweise mit einem/einer oder mehreren Halogenatom(en) oder OR₃-Gruppe(n) substituiert ist, wobei R₃ wie oben definiert ist.
Beispiele von (C₁-C₅)-Alkylheteroarylgruppen umfassen Pyridylmethyl oder Indolylmethyl.
Beispiele von (C₆-C₁₀)-Arylgruppen umfassen Phenyl oder Naphthyl, wahlweise substituiert mit einem oder mehreren Halogenatom(en), OH- und/oder (C₁-C₅)-Alkylgruppe(n).
Beispiele von (C₁-C₅)-Alkylgruppen umfassen vorzugsweise Methyl, Ethyl und Isopropyl.
Bevorzugt sind Verbindungen der Formel (II),
wobei 4 Carbonsäure-Seitengruppen und eine zentrale Phosphonsäuregruppe anwesend sind und wobei
R und R₁ die oben definierten Bedeutungen haben.
Unter den Verbindungen der Formel (II) sind jene besonders bevorzugt, bei denen R₁ ein Wasserstoffatom und R wie oben definiert ist.
Außerdem sind Verbindungen der Formel (III) bevorzugt
wobei zwei Phosphonsäure-Seitengruppen und drei Carbonsäuregruppen anwesend sind, und wobei R₁ wie oben definiert ist,
sowie die Verbindungen der allgemeinen Formel (IV)
wobei drei Phosphonsäuregruppen und zwei Carbonsäuregruppen anwesend sind und wobei R die oben definierten Werte aufweist.
Besonders bevorzugt sind die folgenden Verbindungen:

– N,N'-[(Phosphonomethylimino)di-2,1-ethandiyl]bis-[N-carboxymethyl-L-phenylalanin];
– [[4S-(4R*,12R*)]-4-Carboxy-5,11-bis(carboxymethyl)-1-phenyl-12-[(phenylmethoxy)methyl]-8-(phosphonomethyl)-2-oxa-5,8,11-triazatridecan-13]-säure
– N,N'-[(Phosphonomethylimino)di-2,1-ethandiyl]bis-[N-carboxymethyl-L-tryptophan];
– N,N-Bis[2-[(carboxymethyl)(phosphonomethyl)amino]-ethyl]-O-(4-hydroxyphenyl)-3,5-diiod-L-tyrosin;
– N,N'-[(Phosphonomethylimino)di-2,1-ethandiyl]bis-[N-(carboxymethyl)glycin]-Gadolinium-Komplex;
– N,N'-[(Phosphonomethylimino)di-2,1-ethandiyl]bis-[N-(phosphonomethyl)glycin]-Gadolinium-Komplex;
– N,N'-[[[3-Carboxy-1-phosphonopropyl]imino]di-2,1-ethandiyl]bis-[N-(carboxymethyl)glycin];
– 4-Phenyl-N-[trans-4-[[[4-[bis[2-[bis(carboxymethyl)-amino]ethyl]amino]-1-oxo-4-phosphonobutyl]amino]methyl]-cyclohexylcarbonyl]-L-phenylalanin;
– (3β, 5β, 7α, 12α)-3-[[4-[bis[2-[bis(carboxymethyl)-amino]ethyl]amino]-1-oxo-4-phosphonobutyl]amino]-7,12-dihydroxycholan-24-säure;
– N,N'-[[[3-Amino-1-phosphonopropyl]imino]di-2,1-ethandiyl]bis-[N-(carboxymethyl)glycin];

Bevorzugte Chelate sind jene, bei denen das bi- oder trivalente Metallion aus Gd⁽³⁺⁾, Dy⁽³⁺⁾, Fe⁽³⁺⁾, Fe⁽²⁺⁾ und Mn⁽²⁺⁾ ausgewählt ist. Besonders bevorzugt sind Gd⁽³⁺⁾-Chelate.
Bevorzugte Kationen erfindungsgemäßer, gegebenenfalls zum Salzbilden mit den Chelatkomplexen geeigneter, anorganischer Basen, umfassen die Ionen von Alkali- oder Erdalkalimetallen, wie z.B. Kalium, Natrium, Calcium, Magnesium und Mischungen davon.
Bevorzugte Kationen organischer, für diesen Zweck geeigneter Basen umfassen inter alia jene, erhalten durch Protonierung primärer, sekundärer und tertiärer Amine, wie z.B. Ethanolamin, Diethanolamin, Morpholin, Glucamin, N-Methylglucamin und N,N-Dimethylglucamin.
Bevorzugte Kationen von Aminosäuren umfassen beispielsweise jene von Lysin, Arginin oder Ornithin.
Die Einführung wenigstens einer Phosphonsäuregruppe als der Bindungsstelle in der Struktur des Chelatbildners sorgte unerwarteterweise für Kontrastmittel, die eine vorteilhafte Erhöhung der Protonenaustauschrate und deshalb besonders niedrige τ_M-Werte aufweisen.
Insbesondere sind die erfindungsgemäßen Chelatkomplexe durch τ_M-Werte < 100 ns, vorzugsweise Werte zwischen 10 und 100 ns, und am stärksten bevorzugt zwischen 20 und 50 ns, gekennzeichnet.
Unter den verschiedenen synthetischen Zugängen zu den erfindungsgemäßen Verbindungen ist derjenige bevorzugt zur Herstellung der Verbindungen der Formel (II), und insbesondere für die der Verbindungen, bei denen R₁ H ist und R die oben definierten Bedeutungen hat, in dem folgenden Schema 1 wiedergegeben: SCHEMA 1
worin R die oben für Verbindungen (I) definierten Werte aufweist.
In Kürze umfasst das synthetische Verfahren von Schema 1 die folgenden Stufen:

a) Verestern einer geeigneten Aminosäure. Die Veresterung kann vorteilhaft durch Umsetzen der Aminosäure mit einem Alkylacetat und einer Säure, wie z.B. HClO₄, durchgeführt werden. In einer Variation des Verfahrens kann die zuvor durch Reaktion mit CBZCl N-geschützte Aminosäure durch Umsetzen mit einem Alkylhalogenid in der Anwesenheit einer Base, wie z.B. K₂CO₃, verestert werden.
b) N-Alkylierung des resultierenden Esters (Intermediat 1), indem er mit einem geeigneten Bromacetat, wie z.B. tert.-Butylbromacetat, umgesetzt wird. Die Reaktion wird in einem organischen Lösungsmittel, vorzugsweise ausgewählt unter Acetonitril, THF, EtOAc, und in der Anwesenheit einer pH 8-Pufferlösung durchgeführt;
c) Bromalkylierung des Intermediats 2, indem es mit Trifluormethansulfonsäure-2-bromethylester (Intermediat 3), das zuvor aus Bromethanol, Trifluormethansulfonsäureanhydrid und 2,6-Lutidin hergestellt wurde, umgesetzt wird. Die Bromalkylierung wird in einem organischen Lösungsmittel, geeignet ausgewählt unter beispielsweise Toluol, Acetonitril, Dichlorethan, und in der Anwesenheit eines Amins, ausgewählt unter Ethylendiamin, Diisopropylethylamin, Triethylamin, um das Intermediat 4 zu ergeben, durchgeführt. In einer Variation des erfindungsgemäßen Verfahrens kann Verbindung 4 alternativ, ausgehend von dem entsprechenden N-(2-Hydroxyethyl)-Derivat, erhalten wie in WO 98/05625 beschrieben, indem es mit einem Bromierungsmittel, wie z.B. MBS, in der Anwesenheit von Triphenylphosphin umgesetzt wird, hergestellt werden;
d) Herstellung von Aminomethylphosphonsäurediethylester (Intermediat 5) durch direkte Kondensation von Tribenzylhexahydrotriazin mit einem geeigneten Dialkylphosphit und nachfolgende Debenzylierung durch katalytische Hydrierung des Kondensationsprodukts;
e) Bisalkylierung des Intermediats 5, indem es mit Intermediat 4 umgesetzt wird, und Isolierung des Hexaesters 6. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Bisalkylierung vorzugsweise in einem organischen Lösungsmittel, wie z.B. Acetonitril, Ethylacetat, und in der Anwesenheit einer pH 8-Pufferlösung durchgeführt;
f) Schutzgruppenentfernung bei den sauren funktionellen Gruppen des Intermediats 6 und Isolierung des Säurechelatbildners 7. Die Schutzgruppenentfernung kann durch Umsetzen des Hexaesters mit Iodtrimethylsilan in einem organischen Lösungsmittel, wie z.B. CH₃CN, erreicht werden.

Eine unterschiedliche synthetische Vorgehensweise zur Herstellung der Verbindungen von Formel (II), bei der im Gegenteil R = H ist und R₁ die oben definierten Bedeutungen hat, im folgenden Schema 1 bis wiedergegeben: SCHEMA 1 bis

in dem, als ein Beispiel, die Herstellung einer von mehreren bevorzugten erfindungsgemäßen Komplexverbindungen genau beschrieben ist.
Das synthetische Verfahren von SCHEMA 1 bis umfasst im Wesentlichen die folgenden Stufen:

a) Herstellung von 2,2'-(Iminodi-2,1-ethandiyl)bis-1H-isoindol-1,3(2H)-dion) (Intermediat 1) durch Umsetzung von Phthalsäureanhydrid mit Diethylentriamin in Essigsäure;
b) N-Alkylierung des Bis-phthalimido-Derivats 1, indem es mit 3-Benzyloxycarbonylpropionaldehyd (Intermediat 2) in einem geeigneten organischen Medium und dann mit Tris(tert.-butyl)phosphit umgesetzt wird um Intermediat 3 zu ergeben;
c) Entfernen der Phthalgruppen um das entsprechende Diamin (Intermediat 4) zu ergeben, durch Umsetzung beispielsweise mit Hydrazin;
d) N-Alkylierung des Diamins 4, indem es mit einem geeigneten Halogenacetat, wie beispielsweise tert.-Butylbromacetat, umgesetzt wird um Intermediat 5 zu ergeben. Diese Umsetzung wird in einem organischen Lösungsmittel, vorzugsweise ausgewählt aus Acetonitril, Ethylacetat, und in der Anwesenheit eines geeigneten tertiären Amins, wie beispielsweise Diisopropylethylamin, durchgeführt;
e) Debenzylierung durch katalytische Hydrierung des Intermediats 5 und Isolierung der Hexaestermonocarbonsäure 6. In einem bevorzugten Verfahren wird diese Hydrierung in einem organischen Lösungsmittel, wie beispielsweise THF, durchgeführt und durch 10% Pd-C katalysiert;
f) Umsetzung der Hexaestermonocarbonsäure 6 mit einer geeigneten Aminoverbindung (Verbindung 7) und Isolierung des entsprechenden Amins (Derivat 8). In einem bevorzugten Verfahren wird die Umsetzung in Anwesenheit von HATU (O-(7-Azabenzotriazol-1-yl)-N,N,N',N'-tetramethyluroniumhexafluorphosphat) durchgeführt;
g) Schutzgruppenentfernung bei den sauren funktionellen Gruppen des Hexaesters und Rückgewinnung des Säurechelatbildners (Verbindung 10). In einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren wird die Schutzgruppenentfernung bei den sauren funktionellen Gruppen beim Hexaester-Derivat, hergestellt bei Stufe e) (Intermediat 6), durchgeführt um beispielsweise den Säurechelatbildner aus BEISPIEL 7 zu ergeben, der später im experimentellen Abschnitt der Er findung offenbart ist. In dem Verfahren aus Schema 1 bis schließt die Schutzgruppenentfernung andernfalls einen ersten Debenzylierungsschritt durch katalytische Hydrierung des Benzylesters, enthalten in dem Amido-Derivat 8, und einen zweiten Schritt, einschließlich der Schutzgruppenentfernung bei den restlichen sauren funktionellen Gruppen des Hexaesters 9 um den Chelatbildner 10 zu ergeben, ein. Die Hydrierung wird vorzugsweise in einem organischen Lösungsmittel, wie z.B. THF, durchgeführt und durch 10% Pd-C katalysiert. Die nachfolgende Schutzgruppenentfernung kann beispielsweise durch Umsetzen des Hexaesters 9 mit Trifluoressigsäure durchgeführt werden.

Demgegenüber werden Verbindungen der allgemeinen Formel (III) vorzugsweise gemäß dem folgenden Schema 2 hergestellt. SCHEMA 2
wobei R₁ die oben für die Verbindungen (I) definierten Werte hat.
Das synthetische Verfahren aus Schema 2 umfasst die folgenden Stufen:

a) Herstellung von Aminomethylphosphonsäurebis-tert.-butylester-(bis-N-alkyl)-Derivat (Intermediat 3) durch Umsetzen von Bis-tert.-butylphosphit, geeignet aktiviert (Intermediat 1), mit Aminal (Intermediat 2). Insbesondere wird im erfindungsgemäßen Verfahren der Phosphonsäure-tert.-butylester vorteilhaft beispielsweise mit Me₃SiCl in einem organischen Lösungsmittel durchgeführten Umsetzung und in Anwesenheit eines Amins, wie beispielsweise Triethylamin, aktiviert. Das resultierende Trimethylsilyl-Derivat wird mit Intermediat 2, erhalten aus 2-Benzylaminoethanol und wässrigem Formaldehyd, umgesetzt. Diese Umsetzung wird durch die Anwesenheit einer katalytischen Menge eines Lanthanoidtriflats aktiviert. Besonders bevorzugt ist Ytterbiumtriflat. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird das resultierende Trimethylsilyl-Derivat nicht isoliert, sondern direkt in das entsprechende Hydroxy-Derivat durch Behandlung mit einer geeigneten wässrigen Säure, wie z.B. wässriger Essigsäure, überführt.
b) Katalytische Hydrierung des Intermediats 3. In dem bevorzugten Verfahren wird diese Umsetzung in Alkoholmedium durchgeführt und durch Pd(OH)₂/C katalysiert.
c) N-Alkylierung der aus Stufe b) resultierenden Verbindung, (Intermediat 4), indem es mit einem geeigneten Halogenacetat, wie z.B. tert.-Butylbromacetat, umgesetzt wird. Diese Umsetzung wird in einem organischen Lösungsmittel, vorzugsweise ausgewählt aus Acetonitril, Ethylacetat, und in Gegenwart einer pH 8-Pufferlösung durchgeführt.
d) Überführung des isolierten Aminoalkohols (Intermediat 5) in das entsprechende Brom-Derivat, indem er mit Methansulfonylchlorid und einem geeigneten Bromierungsmittel, wie z.B. Lithiumbromid, umgesetzt wird. Diese Umsetzung wird in einem organischen Lösungsmittel, ausgewählt aus THF, Acetonitril, Ethylacetat, unter Stickstoffatmosphäre und in Gegenwart eines Amins, ausgewählt aus Triethylamin, Diisopropylethylamin, bei Temperaturen, die von 20 bis –5°C reichen, durchgeführt.
e) Kondensation des Brom-Derivats (Intermediat 6) mit einer günstigen, geeignet veresterten Aminosäure (Intermediat 7) und Isolierung des Polyesters (Intermediat 8). Die Umsetzung wird vorteilhaft in einem organischen Lösungsmittel, vorzugsweise ausgewählt aus Acetonitril, THF, Ethylacetat, und in Gegenwart einer pH 8-Pufferlösung durchgeführt.
f) Schutzgruppenentfernung bei den sauren funktionellen Gruppen des Polyesters und Isolierung des Chelatbildners (Verbindung 9). Die Schutzgruppenentfernung wird beispielsweise durch Umsetzen des Polyesters mit einer Säure, ausgewählt aus HCl, H₂SO₄, in einem wässrigen Gemisch eines organischen Lösungsmittels, wie z.B. Dioxan, erreicht.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen haben einen weiten Anwendungsbereich, da sie für intravasale (z.B. intravenöse, intraarterielle, intracoronäre, intraventrikuläre Verabreichung, usw.), intrathekale, intraperitoneale, intralymphatische und intrakavitäre Verabreichungen verwendet werden können. Außerdem sind die Verbindungen für die orale oder enterale Verabreichung, und deshalb spezifisch für das Abbilden des Gastrointestinaltrakts, geeignet.
Dementsprechend betrifft die Erfindung ferner kontrastographische diagnostische pharmazeutische Zusammensetzungen, die einen erfindungsgemäßen Chelatkomplex in Mischung mit einem geeigneten Carrier umfassen.
Für die parenterale Verabreichung können sie vorzugsweise als sterile wässrige Lösungen oder Suspensionen, deren pH von 6,0 bis 8,5 reichen kann, formuliert werden.
Diese wässrigen Lösungen oder Suspensionen können in Konzentrationen, die sich zwischen 0,002 und 1,0 M bewegen, verabreicht werden. Diese Formulierungen können lyophilisiert, und, wie sie sind, bereitgestellt werden um vor dem Gebrauch rekonstituiert zu werden.
Für die gastrointestinale Verwendung oder zur Injektion in Körperhohlräume können diese Mittel als eine Lösung oder Suspension, die wahlweise geeignete Exzipientien enthält, um beispielsweise die Viskosität zu kontrollieren, formuliert werden.
Für die orale Verabreichung können sie gemäß den routinemäßig in der pharmazeutischen Technik verwendeten Herstellungsverfahren formuliert werden, oder als beschichtete Formulierungen um zusätzlichen Schutz gegen den sauren Magen-pH zu erhalten, wodurch die Freisetzung des chelatisierten Metallions, die insbesondere bei den für Magensäfte typischen pH-Werten stattfindet, unterdrückt wird.
Andere Exzipientien, wie z.B. Süßungsmittel und/oder Aromatisierungsmittel, können außerdem gemäß den bekannten Techniken pharmazeutischer Formulierungen zugesetzt werden.
Die Lösungen oder Suspensionen der erfindungsgemäßen Verbindungen können außerdem als Aerosole formuliert werden um bei der Aerosol-Bronchographie und Instillation verwendet zu werden.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können gegebenenfalls chemisch an geeignete Makromoleküle, "Targeting"-Vektoren konjugiert oder in geeignete Carrier eingearbeitet bzw. "inglobiert" ("inglobated") werden.
Beispielsweise können sie außerdem in Liposomen eingekapselt werden, oder sie können Bestandteile ihrer chemischen Struktur sein, und als uni- oder multilamellare Vesikel verwendet werden.
Im Folgenden ist eine nicht-begrenzende Liste bevorzugter erfindungsgemäßer Verbindungen wiedergegeben um das breite Anwendungspotential der Erfindung besser zu veranschaulichen.
VERBINDUNG 1
VERBINDUNG 2
VERBINDUNG 3
VERBINDUNG 4
VERBINDUNG 5
VERBINDUNG 6
VERBINDUNG 7
VERBINDUNG 8
VERBINDUNG 9
VERBINDUNG 10
EXPERIMENTELLER ABSCHNITT BEISPIEL 1 Gadolinium-Komplex von [N,N'-[(Phosphonomethylimino)di-2,1-ethandiyl]bis[N-carboxymethyl-L-phenylalanin] mit Na in das Salz überführt (1 : 3)
A) L-Phenylalanin-1,1-dimethylethylester
Eine Lösung von L-Phenylalanin (62,6 g, 379 mol) in tert.-Butylacetat (320 ml), gekühlt auf einem Eisbad und kräftig gerührt, wird langsam mit 70%iger wässriger HClO₄ (35 ml, 407 mol) versetzt. Nach 11-tägigem Rühren bei Raumtemperatur wird das Gemisch mit 100 ml Wasser verdünnt und auf einem Eisbad gekühlt. Das Gemisch wird mit 5 N NaOH basisch gemacht um einen weißen Feststoff zu präzipitieren (nicht-umgesetztes Phenylalanin), der abfiltriert wird. Das Gemisch wird dann mit EtOAc (4 × 200 ml) extrahiert, die organischen Phasen werden vereinigt und mit Wasser (2 × 200 ml) und 5%iger Na₂CO₃ (300 ml) gewaschen. Nach Trocknen über Na₂SO₄ und vorsichtigem Entfernen des Lösungsmittels unter Vakuum wird die gewünschte Verbindung als ein farbloses Öl (53,53 g, 242 mol) erhalten, das keiner weiteren Reinigungsschritte bedarf, und bei –18°C gelagert.
Ausbeute: 64%
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: CHCl₃/CH₃OH/25% NH₄OH 90 : 9 : 1
Detektion: 0,2% (Gew./Vol.) Ninhydrin in Ethanol Rf=0,6
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
B) N-[2-(1,1-Dimethylethoxy)-2-oxoethyl]-L-phenylalanin-1,1-dimethylethylester
Eine Emulsion von L-Phenylalanin-1,1-dimethylethylester (Verbindung hergestellt bei Punkt A) (53,53 g, 242 mol), tert.-Butylbromacetat (37,3 ml, 254 mol) in Acetonitril (400 ml) und 2M Phosphatpuffer pH 8 (200 ml) wird bei Raumtemperatur 16 Stunden lang kräftig gerührt. Nach Trennung wird die organische Phase verdampft und der Rückstand in EtOAc aufgenommen; die wässrige Phase wird mit EtOAc (3 × 200 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden mit Wasser (2 × 300 ml) und Salzlösung (200 ml) gewaschen und schließlich über Na₂SO₄ getrocknet. Das Rohprodukt wird durch Flashchromatographie (n-Hexan/EtOAc 9 : 1 bis 75 : 25) gereinigt. Nach Entfernen des Lösungsmittels unter Vakuum wird die gewünschte Verbindung als farbloses Öl (66,04 g, 196,90 mol) erhalten.
Ausbeute: 81%
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: CHCl₃/CH₃OH 95 : 5
Detektion: 0,2% (Gew./Vol.) Ninhydrin in Ethanol
Rf=0,5
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
C) Trifluormethansulfonsäure-2-bromethylester
240 g Trifluormethansulfonsäureanhydrid (0,85 mol) werden in einem Zeitraum von 1,5 h unter inerter Atmosphäre einer Lösung aus Bromethanol (57 ml, 0,80 mol) und 2,6-Lutidin (104 ml, 0,89 mol) in CH₂Cl₂, gekühlt bei –5°C, zugesetzt. Nach 10 min wird das Gemisch auf ein Viertel des Volumens konzentriert, dann durch eine schmale Schicht Silicagel eluiert (Eluent n-Hexan/EtOAc = 9 : 1). Durch Verdampfen und Trocknen wird das gewünschte Produkt erhalten (147,2 g, 0,57 mol).
Ausbeute: 72%
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: n-Hexan/iPr₂O = 8 : 2
Detektion: 0,5% KMnO₄in 1M NaOH Rf=0,6
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
D) N-(2-Bromethyl)-N-[2-(1,1-dimethylethoxy)-2-oxo-ethyl]-L-phenylalanin-1,1-dimethylester
Das an Punkt C) hergestellte Intermediat (147,2 g, 573 mol) wird unter Stickstoff einer Lösung aus N-[2-(1,1-Dimethylethoxy)-2-oxoethyl]-L-phenylalanin-1,1-dimethylethylester (65, 93 g, 197 mol) und 2,6-Lutidin (72 ml, 0, 62 mol) in 600 ml trockenem Toluols bei –15°C zugegeben. Nach 16 h bei Raumtemperatur werden dem Gemisch 200 ml EtOAc, 200 ml H₂O und 50 ml Ethylendiamin zugegeben. Die organische Phase wird mit 300 ml H₂O, 100 ml Acetatpuffer pH=5,8, 100 ml gesättigtes wässriges CuSO₄ (nachfolgend aqCuSO₄) und 200 ml gesättigtes aqNH₄Cl gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird in iPr₂O aufgenommen und schnell durch eine schmale Schicht Silicagel filtriert. Durch Eindampfen des Filtrats wird das gewünschte Produkt erhalten (83,08 g, 188 mol).
Ausbeute: 95,4
GC-Assay: 97% (in % Fläche)
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: n-Hexan/EtOAc = 9 : 1
Detektion: 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH Rf=0,5
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
E) [(Phenylmethyl)amino]methylphosphonsäurediethylester
1,3,5-Tribenzylhexahydro-1,3,5-triazin (98%, 12,48 g, 34,12 mol) wird mit Diethylphosphit (94%, 15,5 ml, 113 mol) 6 Stunden lang unter Stickstoffatmosphäre bei 100°C umgesetzt. Das Gemisch wird dann auf Raumtemperatur abgekühlt, in Ethylether (150 ml) aufgenommen und mit 6N HCl (20 ml) angesäuert. Die organische Phase wird mit 1N HCl (10 ml) extrahiert, die wässrigen Phasen werden mit 5N KOH basisch gemacht, dann mit Et₂O (300 + 150 ml) extrahiert, mit Salzlösung (100 ml) gewaschen und schließlich über Na₂SO₄ getrocknet. Nach Verdampfen des Lösungsmittels unter Vakuum wird das Produkt als farbloses Öl (25,05 g, 97,37 mol) wiedergewonnen, das bei einer Temperatur von –18°C gelagert wird.
Ausbeute: 95%
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: Toluol/EtOAc/iPr₂O = 7 : 2 : 1
Detektion: 254 nm; 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH Rf=0,38
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
F) Aminomethylphosphonsäurediethylester
Eine Lösung der Verbindung, hergestellt bei Punkt E (28,3 g, 110 mol) in Methanol (600 ml) wird in Gegenwart von Pd(OH)₂/C (32 g) und HCOONH₄ (120 g) 6 Stunden lang kräftig gerührt. Die Mischung wird dann durch eine Schicht Celite^® filtriert und das Filtrat eingedampft um einen Rückstand zu ergeben, der in Ethanol (200 ml) aufgenommen wird, und 3 Stunden lang mit Amberlite^® IRA 400-Harz in der "OH-"-Form (150 ml, zuvor mit absolutem Ethanol konditioniert) behandelt. Die Suspension wird dann filtriert und die Lösung zur Trockene eingedampft um ein Öl (20,47 g) zu erhalten, das durch Flashchromatographie (CH₂Cl₂/CH₃OH/25% NH₄OH 954 : 40 : 6 bis 89 : 10 : 1) gereinigt wird um 15,09 g (90,3 mol) des Produkts als farbloses Öl zu erhalten.
Ausbeute: 82%
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent : CH₂Cl₂/CH₃OH/NH₄OH 25 % 89 : 10 : 1
Detektion: 254 nm; 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH; 0,2% (Gew./Vol.) Ninhydrin in Ethanol Rf=0,5
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
G) N,N'-[[[(Diethoxyphosphinyl)methyl]imino]di-2,1-ethandiyl]bis-[N-[2-(1,1-dimethylethoxy)-2-oxoethyl]-L-phenylalanin]-1,1-dimethylethylester
Eine Emulsion aus dem Aminophosphonat (hergestellt bei Punkt F) (8, 29 g, 49, 6 mol) , Bromid (hergestellt bei Punkt D) (62, 92 g, 103, 8 mol) in CH₃CN (300 ml) und 2M Phosphatpuffer pH=8 (200 ml) wird bei Raumtemperatur 16 h lang kräftig gerührt. Nach Ersetzen der wässrigen Phase mit frischem Puffer (200 ml) wird die Mischung weitere 32 h lang gerührt. Die organische Phase wird unter reduziertem Druck eingedampft, in EtOAc aufgenommen, und die wässrige Phase wird wiederholt mit EtOAc extrahiert (3 × 150 ml). Die vereinigten organischen Phasen werden mit H₂O und Salzlösung gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet und unter reduziertem Druck eingedampft. Das Rohprodukt wird durch Flashchromatographie (Eluens n-Hexan/EtOAc/iPrOH = 7 : 3 : 0,1 bis 6 : 4 : 0,2) um das gewünschte Produkt zu ergeben (31,38 g, 35,25 mol).
Ausbeute: 71%
HPLC-Assay: 97% (in % Fläche)
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254 Eluent: n-Hexan/iPr₂O = 65 : 35
Detektion: 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH Rf=0,6
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
H) N,N'-[(Phosphonomethylimino)di-2,1-ethandiyl]bis-[N-carboxymethyl-L-phenylalanin]
Zu einer Lösung des Hexaesters, hergestellt bei Punkt G) (31,21 g, 35,06 mol), in 500 ml CH₃CN wird langsam bei –15°C unter inerter Atmosphäre Iodtrimethylsilan (80 ml, 588 mol) zugegeben. Das Gemisch wird dann 3 Tage lang bei Raumtemperatur gerührt. Nach Kühlen auf Eis und Zugeben von H₂O (300 ml) werden flüchtige Bestandteile unter reduziertem Druck entfernt und der pH des verbleibenden Gemisches mit 6N NaOH auf 8 eingestellt. Der Rohextrakt wird dann über Chromatographie durch Amberlite^® XAD 1600-Harz gereinigt, wobei mit Wasser, 7%igem wässrigem Na₂SO₃ und schließlich mit einem H₂O/CH₃CN-Gradienten (95 : 5, 30 : 70) eluiert wird um das gewünschte Produkt (19,66 g, 32,25 mol) hervorzubringen.
Ausbeute: 92%
HPLC-Assay: 100% (in % Fläche) Elementaranalyse
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: n-Hexan/EtOAc = 9:1
Detektion: 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH Rf=0,5
Spezifische Drehung: [α]²⁰ ₅₈₉ = +8,4; [α]²⁰ ₅₇₈ = +8,7; [α]²⁰ ₅₄₆ = +10,6; [α]²⁰ ₄₃₆ = +24,9; [α]²⁰ ₄₀₅ = +34,1; [α]²⁰ ₃₆₅ = +55,1; (c 1,17; 0,5 N NaOH)
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, ³¹P-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
I) Gadolinium-Komplex von N,N'-[(Phosphonomethylimino)-di-2,1-ethandiyl]bis-[N-carboxymethyl-L-phenylalanin]trinatriumsalz
Eine wässrige Lösung der beim Punkt H hergestellten Verbindung (19,66 g, 32,25 mol) wird mit GdCl₃·6H₂O (32,25 mol) und 2N NaOH, wodurch der pH innerhalb des Bereichs von 6–7 gehalten wird, versetzt. Der Fortschritt der Umsetzung wird durch HPLC überprüft. Nach 18 Stunden wird die Lösung durch einen Millipore-Filter filtriert, nanofiltriert und konzentriert (250 ml). Die entsalzte Lösung wird langsam durch eine Dowex^® CCR3LB-Säule (Na⁺-Form, 35 ml) perkoliert um das gewünschte Produkt zu erhalten (25,48 g, 30,71 mol).
Ausbeute: 95%
Schmelzpunkt: >210°C (Zers.)
HPLC-Assay: 100 (in % Fläche) Elementaranalyse
Spezifische Drehung: [α]²⁰ ₅₈₉ = –35,4; [α]²⁰ ₅₇₈ = –36,8; [α]²⁰ ₅₄₆ = –42,5; [α]²⁰ ₄₃₆ = –70,6; [α]²⁰ ₄₀₅ = –84,6; [α]²⁰ ₃₆₅ = –110,0; (c 1,40; H₂O)
IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
BEISPIEL 2 Gadolinium-Komplex von [4S-(4R*,12R*)]-4-Carboxy-5,11-bis(carboxymethyl)-1-phenyl-12-[(phenylmethoxy)methyl]-8-(phosphonomethyl)-2-oxa-5,8,11-triazatridecan-13-säure, mit Na in das Salz überführt (1 : 3)
A) N-(2-Bromethyl)-N-[2-(1,1-dimethylethoxy)-2-oxoethyl]-O-(phenylmethyl)-L-serin-1,1-dimethylethylester
Dieses Intermediat wird analog zu dem aus Beispiel 1 durch Folgen der Schema 1 zusammengefassten Synthesestufen hergestellt.
Alternativ wird in einer Variation des vorliegenden Verfahrens, und insbesondere in diesem Fall, Intermediat 4 wie folgt hergestellt:
zu einer Lösung von N-[2-(1,1-Dimethylethoxy)-2-oxoethyl]-N-(2-hydroxyethyl)-O-(phenylmethyl)-L-serin-1,1-dimethylethylester (hergestellt, wie in WO 98/05625 beschrieben) (61,7 g, 150,7 mol) und Triethylamin (31 ml, 0,22 mol) in trockenem THF (600 ml) werden langsam unter Stickstoffatmosphäre Methansulfonylchlorid (12,5 ml, 160 mol) und Lithiumbromid (111 g, 1,25 mol) bei –15/–10°C zugegeben.
Nach Verdampfen des Lösungsmittels und Auflösen des Rückstands in Toluol und Diethylether wird die Lösung mit Wasser und Salzlösung gewaschen, dann über Na₂SO₄ getrocknet und zur Trockene eingedampft um das Titelprodukt als farbloses Öl (69,79 g, 147,7 mol) zu erhalten.
Ausbeute: 98%
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: n-Hexan/EtOAc = 8 : 2
Detektion: 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH; I₂; 254 nm; Rf=0,75
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
B) [4S-(4R*,12R*)]-8-[(Diethoxyphosphinyl)methyl]-4-[(1,1-dimethylethoxy)carbonyl]-5,11-bis[2-(1,1-dimethylethoxy)-2-oxoethyl]-1-phenyl-l2-[(phenylmethoxy)methyl]-2-oxa-5,8,11-triazatridecan-13-säure-1,1-dimethylethylester
Eine Emulsion aus dem Aminophosphonat, hergestellt, wie in 1F beschrieben (11,23 g, 67,20 mol), und dem Bromid, hergestellt, wie in 2A beschrieben (68,72 g, 145,5 mol), in CH₃CN (250 ml) und 2M Phosphatpuffer pH=8 (200 ml) wird bei Raumtemperatur 24 h lang kräftig gerührt. Die Phasen werden getrennt, die wässrige Phase wird wiederholt mit EtOAc (250 + 100 ml) extrahiert und die organische Phase unter reduziertem Druck verdampft, dann in EtOAc aufgenommen. Die vereinigten organischen Phasen werden mit H₂O und Salzlösung gewaschen und über Na₂SO₄ getrocknet. Der Rohextrakt wird durch Flashchromatographie (erste Säule: Eluent Toluol/EtOAc/iPrOH = 80 : 18 : 2 bis 66 : 31 : 3; zweite und dritte Säule: Eluent n-Hexan/EtOAc/iPrOH 66 : 32 : 2) gereinigt. Das Lösungsmittel wird unter Vakuum verdampft um das Produkt als farbloses Öl (44,84 g, 47,19 mol) zu erhalten.
Ausbeute: 70%
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: n-Hexan/EtOAc/iPrOH = 50 : 45 : 5
Detektion: 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH; I₂; 254 nm; Rf=0,5
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
C) [4S-(4R*,12R*)]-4-Carboxy-5,11-bis(carboxymethyl)-1-phenyl-l2-[(phenylmethoxy)methyl]-8-(phosphonomethyl)-2-oxa-5,8,11-triazatridecan-13-säure
Einer Lösung des Hexaesters, hergestellt beim Punkt B (42,03 g, 44,23 mol), in 600 ml CH₃CN wird bei –15°C unter inerter Atmosphäre Indotrimethylsilan (80 ml, 588 mol) zugesetzt. Das Gemisch wird 24 h lang bei Raumtemperatur gerührt. Nach Abkühlen auf Eis und Zugeben von Wasser (150 ml) werden flüchtige Bestandteile unter reduziertem Druck entfernt und der pH mit 6N KOH auf 8 eingestellt. Die resultierende Lösung wird konzentriert, mit Et₂O/EtOAc 1 : 1 (2 × 250 ml), CH₂Cl₂ (2 × 250 ml) gewaschen, auf 50°C erwärmt und mit 6N HCl auf pH 2,6 angesäuert. Nach Zusetzen von CH₃CN (100 ml) wird das immer noch warme, resultierende Gemisch langsam auf eine Säule aus Amberlite^® XAD 1600-Harz geladen, die dann mit Wasser und nachfolgend mit einem H₂O/CH₃CN-Gradienten (95 : 5 bis 50 : 50) bis zur vollständigen Elution des Produkts eluiert wird. Das Eluentgemisch sollte periodisch erwärmt werden um die Präzipitation des Produkts auf der Säule zu vermeiden. Nach Eindampfen wird das gewünschte Produkt als weißer Feststoff (23,52 g, 35,12 mol) erhalten.
Ausbeute: 79%
HPLC-Assay: 100 (in % Fläche) Elementaranalyse
Spezifische Drehung: [α]²⁰ ₅₈₉ = +14,5; [α]²⁰ ₅₇₈ = +14,9; [α]²⁰ ₅₄₆ = +17,0; [α]²⁰ ₄₃₆ = +29,0; [α]²⁰ ₄₀₅ = +35,4; [α]²⁰ ₃₆₅ = +46,5; (c 1,06; CH₃OH)
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, ³¹P-NMR, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
D) Gadolinium-Komplex von [4S-(4R*,12R*)]-4-Carboxy-5,11-bis(carboxymethyl)-1-phenyl-12-[(phenylmethoxy)methyl]-8-(phosphonomethyl)-2-oxa-5,8,11-triazatridecan-13-säure, mit Na in das Salz überführt (1 : 3)
Eine Lösung des beim Punkt C hergestellten Liganden (22,14 g, 33,06 mol) in einem H₂O/CH₃CN 8:1-Gemisch (0,5 1) wird mit Gd₂O₃ (5,936 g, 16,37 mol) und 1N NaOH (80 ml) versetzt. Das Reaktionsgemisch wird 20 h lang bei 60°C gehalten, wobei der Fortschritt der Reaktion durch HPLC überprüft wird. Die Suspension wird dann durch einen Millipore^®-Filter filtriert, konzentriert (120 ml) und auf eine Dowex^® CCR3LB-Säule (Na⁺-Form, 50 ml) perkoliert. Das Eluat wird zunächst mit Carbopuron^® 2S behandelt, dann durch Papier und durch einen Millipore^® VC 0,1 μm-Filter filtriert. Nach Eindampfen wird das Produkt als weißer Feststoff (30,51 g, 34,29 mol) erhalten.
Ausbeute: etwa 100
Schmelzpunkt: >250°C (Zers.)
HPLC-Assay: 100 (in % Fläche) Elementaranalyse
Spezifische Drehung: [α]²⁰ ₅₈₉ = –26,0; [α]²⁰ ₅₇₈ = –27,4; [α]²⁰ ₅₄₆ = –31,2; [α]²⁰ ₄₃₆ = –50,0; [α]²⁰ ₄₀₅ = –58,3; [α]²⁰ ₃₆₅ = –72,1; (c 1,115; H₂O)
IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
BEISPIEL 3 Gadolinium-Komplex von N,N'-[(Phosphonomethylimino)di-2,1-ethandiyl]bis[N-carboxymethyl-L-tryptophan], mit Na in das Salz überführt (1 : 3)
A) N-[(Phenylmethoxy)carbonyl]-L-tryptophan-1,1-dimethylethylester
Zu einer Suspension aus N-[(Phenylmethoxy)carbonyl]-L-tryptophan (33,27 g, 98,32 mol) (zuvor hergestellt durch Umsetzen von L-Tryptophan mit CBZCl in H₂O und 1N NaOH), Benzyltriethylammoniumchlorid (BTEAC) (22,4 g, 98,32 mol) und K₂CO₃ (176,91 g, 1,28 mol) in Dimethylacetamid (750 ml) wird tert.-Butylbromid (265 ml, 2,36 mol) zugegeben. Die Lösung wird auf 55°C erwärmt und 19 h lang kräftig gerührt. Das Gemisch wird dann auf Raumtemperatur abgekühlt, mit H₂O (3 l) verdünnt und dann mit EtOAc (2 × 1 l) ext rahiert. Die organischen Phasen werden zur Trockene verdampft um das Titelprodukt als blassgelbes Öl (36 g, 98 mol) zu erhalten.
Ausbeute: 99%
HPLC-Assay: 99% (in % Fläche)
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: n-Hexan/EtOAc = 7 : 3
Detektion: 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH; 254 nm; Rf=0,44
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
B) N-[2-(1,1-Dimethylethoxy)-2-oxoethyl]-L-tryptophan-1,1-dimethylethylester
Zu einer Lösung aus L-Tryptophan-1,1-dimethylethylester (17,10 g, 65,68 mol), erhalten durch katalytische Hydrierung des bei Punkt A hergestellten Produkts, in CH₃CN (150 ml) und 2M Phosphatpuffer (pH 8, 150 ml) wird tert.-Butylbromacetat (10,7 ml, 72,25 mol) zugegeben und das resultierende Gemisch 23 h lang unter starkem Rühren stehen gelassen. Die organische Phase wird abgetrennt und auf einen Rückstand konzentriert, der durch Flashchromatographie (Eluent n-Hexan/EtOAc 8 : 2) gereinigt wird um das gewünschte Produkt als blassrotes Öl (20,07 g, 53,59 mol) hervorzubringen.
Gesamtausbeute: 54,5 (aus L-Tryptophan)
HPLC-Assay: 100 (in % Fläche)
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: n-Hexan/EtOAc = 7 : 3
Detektion: 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH; 254 nm; Rf=0,28
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
C) N-[2-(1,1-Dimethylethoxy)-2-oxoethyl]-N-(2-hydroxyethyl)-L-tryptophan-1,1-dimethylethylester
Ein ummanteltes Reaktionsgefäß wird mit einer Lösung aus N-[2-(1,1-Dimethylethoxy)-2-oxoethyl]-L-tryptophan-1,1-dimethylethylester (5 g, 13,35 mol), hergestellt bei Punkt B, in CH₃CN (25 ml) gefüllt. Bei der auf –80°C abgekühlten Lösung werden dann Ethylenoxid (13 ml, 0,26 mol) und Ytterbiumtriflat (0,83 g, 1,34 mol) zugegeben. Das Gemisch wird dann langsam auf Raumtemperatur erwärmt, dann, nach 15 h, mit Wasser (50 ml) verdünnt und mit Et₂O (3 × 50 ml) extrahiert. Die organischen Phasen werden zur Trockene eingedampft um ein Rohprodukt zu erhalten, das durch Flashchromatographie (Eluent n-Hexan/EtOAc 7 : 3) gereinigt wird um das gewünschte Produkt als blassgelbes Öl (4,32 g, 10,32 mol) zu ergeben.
Ausbeute: 77%
HPLC-Assay: 99% (in % Fläche)
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: n-Hexan/EtOAc = 7 : 3
Detektion: 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH; 254 nm; Rf=0,23
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
D) N-(2-Bromethyl)-N-[2-(1,1-dimethylethoxy)-2-oxo-ethyl]-L-tryptophan-1,1-dimethylethylester
Zu einer Lösung des Intermediats C (4,64 g, 11,09 mol) in CH₂Cl₂ (44 ml) wird unter Stickstoff Ph₃P (2,9 g, 11,09 mol) zugegeben. Zu der resultierenden Mischung, abgekühlt auf 0°C, wird NBS (1,97 g, 11,09 mol) portionsweise zugegeben. Nach 3 Stunden bei 0°C und 1 Stunde bei Raumtemperatur wird die Lösung konzentriert, bis Ph₃PO als weißer Feststoff präzipitiert. Das Gemisch wird dann 72 Stunden lang bei 4°C gehalten um die Präzipitation zu vervollständigen. Das Präzipitat wird filtriert, und das Filtrat wird konzentriert um einen Rohextrakt zu ergeben, der durch Flashchromatographie (Eluent n-Hexan/EtOAc 8 : 2) gereinigt wird um das gewünschte Produkt als blassgelbes Öl (4,46 g, 9,26 mol) hervorzubringen.
Ausbeute: 83%
HPLC-Assay: 94% (in % Fläche)
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: n-Hexan/EtOAc = 8 : 2
Detektion: 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH; 254 nm; Rf=0,42
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
E) N,N'-[[[(Diethoxyphosphinyl)methyl]imino]di-2,1-ethandiyl]bis-[N-[2-(1,1-dimethylethoxy)-2-oxoethyl]-L-tryptophan-1,1-dimethylethylester]
Zu einer Lösung aus Aminomethylphosphonsäurediethylester (hergestellt wie in Beispiel 1F) (5,25 g, 31,41 mol) und dem Intermediat, hergestellt bei Punkt 3D (30,25 g, 62,82 mol) in CH₃CN (100 ml) wird 2M Phosphatpuffer pH 8 (200 ml) zugegeben. Das resultierende zweiphasige Gemisch wird 18 Stunden lang unter starkem Rühren gehalten; die organische Schicht wird dann abgetrennt und konzentriert um ein rohes Öl zu erhalten, das durch Flashchromatographie (Eluent n-Hexan/EtOAc/CH₃OH 9 : 1 : 0,5) gereinigt wird um den Hexaester als einen wachsartigen Feststoff (21,6 g, 22,3 mol) zu ergeben.
Ausbeute: 71%
HPLC-Assay: 100 (in % Fläche)
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: n-Hexan/EtOAc/CH₃OH = 9 : 1 : 0,5
Detektion: 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH; 254 nm; Rf=0,40
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
F) N,N'-[(Phosphonomethylimino)di-2,1-ethandiyl]bis-[N-carboxymethyl-L-tryptophan]
Zu einer Lösung des Hexaesters (15,17 g, 15,67 mol), hergestellt wie in Punkt E, in CH₃CN (200 ml) wird unter Stickstoffatmosphäre und bei 0°C, (CH₃)₃SiI (32 ml, 0,235 mol) zugegeben. Die Lösung wird dann bei Raumtemperatur 22 Stunden lang gerührt. Nach Abkühlen auf –5°C wird das Gemisch mit H₂O (30 ml) verdünnt und mit Et₂O (2 × 400 ml) gewaschen. Die wässrige Schicht wird abgetrennt, auf pH 7 mit 2N NaOH neutralisiert und auf 80 ml konzentriert. Nach Abkühlen auf 0 bis 5°C wird das Gemisch durch versetzen mit 2N HCl (32 ml) angesäuert um ein Präzipitat zu erhalten, das filtriert, mit H₂O gewaschen und getrocknet wird um das gewünschte Produkt als kristallinen weißen Feststoff (8,37 g, 12,17 mol) zu erhalten.
Ausbeute: etwa 78%
Schmelzpunkt: 157–160°C
HPLC-Rssay: 98% (in % Fläche) Elementaranalyse
Spezifische Drehung: [α]²⁰ ₅₈₉ = –10,69; [α]²⁰ ₅₇₈ = –11,19; [α]²⁰ ₅₄₆ = –12,38; [α]²⁰ ₄₃₆ = –16,54; (c 2,02; NaOH 0,1N)
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, ³¹P-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
G) Gadolinium-Komplex von N,N'-[(Phosphonomethylimino)-di-2,1-ethandiyl]bis-[N-carboxymethyl-L-tryptophan]trinatriumsalz
Zu einer Suspension von Chelatbildner (6,0 g, 8,72 mol) in H₂O (80 ml), die wie in Punkt F hergestellt ist und auf 5°C abgekühlt ist, wird zunächst 1N NaOH (28 ml) zugegeben um eine klare Lösung zu erhalten, und dann GdCl₃ (0,17M-Lösung) (51 ml, 8,72 mol) zugegeben, wobei der pH durch gleichzeitige Zugabe von 1N NaOH bei 7 gehalten wird. Die Lösung wird 1 Stunde lang bei Raumtemperatur stehen gelassen, durch einen Millipore^® HAWP 0,45 μm-Filter filtriert und anschließend durch eine Amberlite^® XAD 1600-Säule perkoliert, wobei mit H₂O eluiert wird. Das Eluat wird zur Trockene eingedampft um das Produkt als weißen Feststoff (7,12 g, 7,58 mol) zu erhalten.
Ausbeute: 90%
Schmelzpunkt: >250°C (Zers.)
HPLC-Assay: 99,6 (in % Fläche) Elementaranalyse
Spezifische Drehung: [α]²⁰ ₅₈₉ = –20,96; [α]²⁰ ₅₇₈ = –21,60; [α]²⁰ ₅₄₆ = –24,55; [α]²⁰ ₄₃₆ = –40,61; [α]²⁰ ₄₀₅ = –47,83; [α]²⁰ ₃₆₅ = –60,85; (c 2,505; H₂O)
IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
BEISPIEL 4 Gadolinium-Komplex von N,N-Bis[2-[(carboxymethyl)(phosphonomethyl)amino]ethyl]-O-(4-hydroxyphenyl)-3,5-diiod-L-tyrosin, mit Na in das Salz überführt (1 : 5)
A) [[(2-Hydroxyethyl)(phenylmethyl)amino]methyl]phosphonsäure-1,1-dimethylethylester
Zu einer Lösung von 2-Benzylaminoethanol (30,59 g, 196 mol) in Wasser (30 ml), gekühlt auf einem Eisbad, wird Formaldehyd (35%ige wässrige Lösung, 16,3 ml, 205 mol) zugegeben. Nach 5 Minuten wird das Gemisch auf Raumtemperatur erwärmt und dann mit CHCl₃ (3 × 40 ml) extrahiert. Die organischen Phasen werden über MgSO₄ getrocknet, zur Trockene eingedampft, wodurch das Aminal (Intermediat 2 aus Schema 2) als farbloses Öl zurückgewonnen wird, das über P₂O₅ unter Vakuum weiter getrocknet wird.
Zu einer Lösung von Di-tert.-butylphosphit (38,12 g, 196 mol) und Triethylamin (28, 0 ml, 200 mol) in CH₂Cl₂ (300 ml) wird langsam (in einem Zeitraum von 30 min) Chlortrimethylsilan (26,5 ml, 197 mol) zugegeben und 10 Minuten lang gerührt. Zu dem resultierenden Gemisch, das das Intermediat enthält, wird dann eine Lösung des oben hergestellten Aminals in CH₂Cl₂ (100 ml), dann Ytterbiumtriflat (12,36 g, 19,9 mol) zugegeben, und die Reaktion wird 1,5 Stunden bei Raumtemperatur belassen. Nach Versetzen mit Wasser und weiterem CH₂Cl₂, werden unlösliche Salze durch Celite^® filtriert und die Lösung unter Vakuum konzentriert. Das resultierende Intermediat wird nicht isoliert, sondern mit einem AcOH/THF/H₂ 3:1:1-Gemisch (250 ml) verdünnt, und die resultierende homogene Lösung wird unter Vakuum konzentriert; das meiste AcOH wird durch azeotrope Destillation mit Toluol und H₂O entfernt, und der pH der Lösung wird durch Zugabe von Na₂CO₃ zur Neutralität eingestellt. Das Gemisch wird mit EtOAc (3 × 80 ml) extrahiert, die organische Phase wird über MgSO₄ getrocknet und dann zur Trockene eingedampft um das Produkt als farbloses Öl (43,46 g, 122 mol) zu erhalten.
Ausbeute: 62%
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: iPr₂O/CH₂Cl₂/iPrOH = 70 : 25 : 5
Detektion: 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH; 254 nm; Rf=0,38
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
B) [[(2-Hydroxyethyl)amino]methyl]phosphonsäure-1,1-dimethylethylester
Zu einer Lösung des Intermediats A (43,46 g, 122 mol) in trockenem MeOH (1 l) wird unter Stickstoff vorsichtig Pd(OH)₂/C (40 g) als Katalysator zugegeben. Das Gemisch wird dann 2 h lang in einer H₂-Atmosphäre kräftig gerührt. Nach Filtration durch MgSO₄ und Celite^® wird die resultierende Lösung eingedampft. Verbleibendes Methanol wird durch azeotrope Destillation mit Cyclohexan verdampft um das gewünschte Intermediat als farbloses Öl (39,45 g) zu erhalten, das, obwohl es Spuren von Lösungsmitteln enthält, (wie es ist) in der folgenden Umsetzung ohne weitere Reinigung verwendet werden kann.
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: CH₂Cl₂/CH₃OH/25% (G/G) NH₄OH = 89 : 10 : 1
Detektion: 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH; 2% Ninhydrin in Ethanol; Rf=0,5
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
C) N-[[Bis(1,1-dimethylethoxy)]phosphonomethyl]-N-(2-hydroxyethyl)glycin-1,1-dimethylethylester
Eine Emulsion von Intermediat B, wie isoliert (39,45 g), tert.-Butylbromacetat (17,8 ml, 121 mol) in Acetonitril (250 ml) und 2M Phosphatpuffer pH 8 (200 ml) wird bei Raumtemperatur 4 Tage lang kräftig gerührt.
Die Phasen werden getrennt; die organische Phase wird verdampft und der Rückstand wird mit EtOAc (3 × 150 ml) be handelt. Die vereinigten organischen Phasen werden mit H₂O (2 × 200 ml) und Salzlösung (100 ml) gewaschen und über Na₂SO₄ getrocknet. Das Rohprodukt wird durch Flashchromatographie gereinigt, wobei zuerst mit iPr₂O/CH₂Cl₂/iPrOH = 70 : 30 : 2, dann mit Et₂O/CH₂Cl₂/iPrOH 70 : 30 : 2 bis 60 : 40 : 3 eluiert wird um das gewünschte Intermediat als farbloses Öl (28,71 g, 75,27 mol) hervorzubringen.
Ausbeute: 62%
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: iPr₂O/CH₂Cl₂/iPrOH = 60 : 35 : 5
Detektion: 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH; I₂; Rf=0,4
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
D) N-[[Bis(1,1-dimethylethoxy)]phosphonomethyl]-N-(2-bromethyl)glycin-1,1-dimethylethylester
Zu einer Lösung von Intermediat C und Triethylamin in trockenem THF (500 ml), gekühlt auf –15°C, wird langsam unter Stickstoff Methansulfonylchlorid (2,8 ml, 36,1 mol) zugegeben. Nach 1,5 Stunden bei –10°C wird Lithiumbromid (25,0 g, 288 mol) zugegeben und die Mischung 16 Stunden lang unter starkem Rühren stehen gelassen, während schrittweise auf Raumtemperatur erwärmt wird. Die meisten flüchtigen Bestandteile werden dann unter reduziertem Druck verdampft; der Rückstand wird mit EtoAc (300 ml) und Et₂O (300 ml) verdünnt und mit H₂O (2 × 200 ml) gewaschen. Die organische Phase wird mit H₂O/Salzlösung 1 : 1 (200 ml) und Salzlösung (100 ml) gewaschen und schließlich über Na₂SO₄ getrocknet. Nach Verdampfen der Lösungsmittel wird der rohe Rückstand durch Flashchromatographie (Eluent n-Hexan/Et₂O/iPrOH 1 : 1 : 0,01) gereinigt um das gewünschte Intermediat (12,35 g, 27,79 mol) hervorzubringen, welches beim Lagern bei –18°C kristallisiert.
Ausbeute: 83%
F.p.: 50–51°C
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: iPr₂O/EtOAc = 8 : 2
Detektion: 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH; I₂; Rf=0,35
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
E) N,N-Bis[2-[[2-(1,1-dimethylethoxy)-2-oxoethyl][[(1,1-dimethylethoxy)phosphinyl]methyl]amino]ethyl]-O-(4-hydroxyphenyl)-3,5-diiod-L-tyrosin-1,1-dimethylethylester
Eine Emulsion aus Intermediat D (12,05 g, 27,12 mol) und 3,5-Diiodtyrosinmethylester (5,85 g, 10,85 mol) in Acetonitril und 2M Phosphatpuffer pH 8 wird bei Raumtemperatur 72 Stunden lang kräftig gerührt. Die wässrige Phase wird mit frischem Puffer ersetzt, und die Lösung wird unter Rühren weitere 3 Tage lang stehen gelassen. Die Phasen werden dann getrennt; die wässrige Schicht wird mit EtOAc (250 + 100 ml) extrahiert, die organische Schicht wird eingedampft und der Rückstand wird in EtOAc aufgenommen. Die vereinigten EtOAc-Lösungen werden mit H₂O (100 ml), H₂O/Salzlösung 1 : 1 (100 ml) und Salzlösung (100 ml) gewaschen. Nach Trocknen über Na₂SO₄ und Verdampfen des Lösungsmittels wird der Rückstand durch Flashchromatographie (Eluent n-Hexan/Et₂O/iPrOH 72 : 20 : 8) gereinigt. Das gewünschte Intermediat (Intermediat 8, gemäß Schema 2) wird als farbloses Öl (11,32 g, 8,94 mol) erhalten.
Ausbeute: 82%
HPLC-Assay: 98,2 (in % Fläche)
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: Toluol/EtOAc/iPrOH = 1 : 1 : 0,02
Detektion: 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH; 254 nm; I₂; Rf=0,40
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
F) N,N-Bis[2-[(carboxymethyl)(phosphonomethyl)amino]ethyl]-O-(4-hydroxyphenyl)-3,5-diiod-L-tyrosin
Zu einer Lösung von Polyester E) (24,9 g, 19,6 mol) in 1,4-Dioxan (100 ml) wird 4N HCl (180 ml) zugegeben. Die Lösung wird auf 70°C für 3 Stunden erhitzt, dann bei 90°C für 1 Stunde, wobei der Fortschritt der Reaktion durch HPLC verfolgt wird. Das Gemisch wird auf Raumtemperatur abgekühlt, auf 200 ml konzentriert und langsam auf eine Amberlite^® XAD 1600-Säule geladen. Nach einer ersten Elution mit H₂O wird ein Elutionsgradient, basierend auf H₂O/CH₃CN verwendet um das gewünschte Produkt als weißen Feststoff (15,5 g, 16,86 mol) hervorzubringen.
Ausbeute: 86%
HPLC-Assay: 100% (in % Fläche) Elementaranalyse
Spezifische Drehung: [α]²⁰ ₅₈₉ = +7,5; [α]²⁰ ₅₇₈ = +7,8; [α]²⁰ ₅₄₆ = +9,2; [α]²⁰ ₄₃₆ = +18,1; [α]²⁰ ₄₀₅ = +23,1; [α]²⁰ ₃₆₅ = +33,3; (c 1,03; CH₃COOH/HCl 6N 4 : 1)
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
G) Gadolinium-Komplex von N,N-Bis[2-[(carboxymethyl)-(phosphonomethyl)amino]ethyl]-O-(4-hydroxyphenyl)-3,5-diiod-L-tyrosin, mit Natrium in das Salz überführt (1 : 5)
Zu einer wässrigen Lösung von Ligand F) (15,33 mol) wird bei pH 7 Gd₂O₃ (2,8 g, 15,39 mol) gegeben. Die Lösung wird auf 2 l mit H₂O verdünnt und bei 70°C für 6 Stunden er wärmt, wobei der Fortschritt der Komplexbildung durch HPLC verfolgt wird. Da die Umwandlung nur etwa 14,5 beträgt, wird die Lösung unter Rühren mit einer Lösung von 0,164M aqGdCl₃ (78,0 ml, 12,8 mol) versetzt, wobei der pH mit 2N NaOH bei etwa 7 gehalten wird. Nach Vervollständigung der Komplexbildung wird das Gemisch durch einen Millipore^® HAWP 0,45 μm-Filter filtriert, auf 1 l konzentriert und durch eine Dowex^® CCR3LB-Säule, Na⁺-Form, perkoliert. Das Eluat wird auf 250 ml konzentriert und nanofiltriert. Nach Auf konzentrieren unter Vakuum wird die erhaltene dunkle Lösung bei 60°C mit Carbopuron^® 2S behandelt, filtriert und schließlich gefriergetrocknet um einen Feststoff, der noch Chloridionen enthält, zu erhalten, der dann in H₂O aufgelöst und durch Elution über Amberlite^® XAD 1600 gereinigt wird, wobei zuerst mit H₂O, dann mit einem H₂O/CH₃CN-Gradienten eluiert wird um den gewünschten Gd-Komplex (12,67 g, 10,74 mol) hervorzubringen.
Die Reinigung des Komplexes auf schwachem Kationenaustauschharz ergab das Produkt, bei dem die Phenolgruppen deprotoniert waren, wie durch die Elementaranalyse bestätigt wurde.
Ausbeute: 70%
Schmelzpunkt: >280°C
HPLC-Assay: 99,5 (in % Fläche) Elementaranalyse
IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
BEISPIEL 5 Gadolinium-Komplex von N,N'-[(Phosphonomethylimino)di-2,1-ethandiyl]bis-[N-(carboxymethyl)glycin], mit Na in das Salz überführt (1 : 3)
A) N,N'-[[[(Diethoxyphosphinyl)methyl]imino]di-2,1-ethandiyl]bis[N-[2-(1,1-dimethylethoxy)-2-oxoethyl]glycin]-1,1-dimethylethylester
Das Produkt wird durch Umsetzen des Aminophosphonats (15,09 g, 90,28 mol), hergestellt wie in 1F beschrieben, und des Bromids (70,09 g, 199,0 mol), hergestellt, wie in J. Org. Chem. 1993, 58, 1151, beschrieben, hergestellt. Die Umsetzung wird, wie in 1G berichtet, durchgeführt, und das Produkt wird als farbloses Öl (35,59 g, 50,14 mol) wiedergewonnen.
Ausbeute: 56%
HPLC-Assay: 95% (in % Fläche)
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: Toluol/EtOAc/iPrOH = 50 : 45 : 5
Detektion: 0,5% KMnO₄ in 1M NaOH; 254 nm; Rf=0,40
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
B) N,N'-[(Phosphonomethylimino)-di-2,1-ethandiyl]bis-[N-(carboxymethyl)glycin]
Der bei Punkt A hergestellte Hexaester (29,23 g, 41,18 mol) wird mit Iodmethylsilan unter den gleichen Bedingungen, wie in 1H berichtet, entschützt. Das resultierende Rohprodukt wird auf eine Relite^® 3 AS/fb-Säule geladen, die mit Wasser bis zur Entfernung des restlichen Iodids eluiert wird, und dann auf eine Säule aus Dowex^® CCR3LB-Harz, gehalten bei 60°C, geladen. Die Lösung, die die gereinigte Verbindung umfasst, wird gefriergetrocknet um den Chelatbildner als weißen Feststoff (9,69 g, 22,6 mol) zu erhalten.
Ausbeute: 55%
Schmelzpunkt: 110–114°C
HPLC-Assay: 96% (in % Fläche) Elementaranalyse
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
C) Gadolinium-Komplex von N,N'-[(Phosphonomethylimino)-di-2,1-ethandiyl]bis-[N-(carboxymethyl)glycin]trinatriumsalz
Zu einer Lösung des Chelatbildners, erhalten wie in Stufe B (6,0 g, 13,97 mol) in H₂O (60 ml), wird 2N NaOH (15 ml) und Gd₂O₃ (2,53 g, 6,99 mol) zugegeben. Die Suspension wird bei 70°C eine Stunde lang erwärmt und dann durch einen Millipore^® HAWP 0,45 μm-Filter filtriert. Die Lösung wird mit 2N NaOH neutralisiert und zur Trockne konzentriert um den Titelkomplex als weißen Feststoff (9,1 g, 14 mol) in quantitativer Ausbeute zu erhalten.
Schmelzpunkt: >250°C
HPLC-Assay: 100 (in % Fläche) Elementaranalyse
IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
BEISPIEL 6 Gadolinium-Komplex von N,N'-[(Phosphonomethylimino)di-2,1-ethandiyl]bis[N-(phosphonomethyl)glycin], mit Na in das Salz überführt (1 : 5)
Der Aminomethylphosphonsäurediethylester, hergestellt, wie in Beispiel 1F beschrieben, wird mit dem Brom-Derivat, hergestellt gemäß Beispiel 4D, umgesetzt.
Der resultierende Hexaester wird unter denselben Bedingungen, wie in 4F berichtet, entschützt. Der isolierte saure Chelatbildner wird gemäß dem in 3G berichteten Verfahren komplexiert.
BEISPIEL 7 Gadolinium-Komplex von N,N'-[[[3-Carboxy-1-phosphonopropyl]imino]di-2,1-ethandiyl]bis-[N-(carboxymethyl)glycin], mit Triethylamin in das Salz überführt (1 : 4)
A) 2,2'-(Iminodi-2,1-ethandiyl)bis-1H-isoindol-1,3(2H)-dion
Ein Gemisch von Phthalsäureanhydrid (32,0 g, 0,216 mol) und Diethylentriamin (10,32 g, 0,1 mol) in Essigsäure (106 g) wird 1 h lang refluxiert. Die Essigsäure wird auf einem Rotationsverdampfer entfernt, und dem erhaltenen blassgelben Öl wird erlaubt, über Nacht unter Vakuum zu stehen. Beim Stehenlassen verfestigte sich das Öl, und dieses wird dann mit einer gesättigten Lösung Natriumbicarbonat zerrieben um Essigsäure und etwa nicht-umgesetztes Phthalsäureanhydrid zu entfernen. Der gelbe Feststoff wird dann filtriert, mit Wasser gewaschen, mit Chloroform (500 ml) gelöst, und die Chloroformlösung wird mit Na₂SO₄ getrocknet. Verdampfen des Chloroforms ergab einen Feststoff (28,0 g).
Ausbeute: 77,1
Eine analytische Probe wird aus Ethanol kristallisiert.
Schmelzpunkt: 180–81°C
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
HPLC-Assay: 96,7 (in % Fläche)
B) 4-[Bis[2-(1,3-dihydro-1,3-dioxo-2H-isoindol-2-yl)ethyl]amino]-4-[bis(1,1-dimethylethoxy)phosphinyl]butansäurephenylmethylester
Eine Lösung des 3-Benzyloxycarbonylpropionaldehyds (4,0 g, 0,0208 mol) in Acetonitril (25 ml) wird zu einem Schlamm des Bis(phthalimido)-Derivats, hergestellt bei Punkt A) (6,8 g, 0,0187 mol) in Acetonitril (75 ml) über einen Zeitraum von 30 Minuten zugegeben. Die Temperatur des Reaktionsgemisches wird während der Zugabe bei 80–90°C gehalten. Das Reaktionsgemisch wird zusätzliche 30 Minuten lang bei 80°C gerührt. Die Farbe des Reaktionsgemisches wird während der Zugabe des Aldehyds gelb. Tris(tert.-butyl)phosphit (5,2 g, 0,0208 mol) in Acetonitril (15 ml) wird tropfenweise zugegeben, und das Reaktionsgemisch wird bei Raumtemperatur 48 h lang gerührt. Das Reaktionsgemisch wird nach der Zugabe von Tris(tert.-butyl)phosphit (~ 3 h) eine klare, gelbe Lösung. Acetonitril wird dann entfernt und der Rückstand mit EtOAc (50 ml) behandelt. Der gebildete Feststoff wird filtriert, und die EtOAc-Lösung wird direkt auf eine Säule mit Silicagel (gepackt in 50 : 50 Hexan-EtOAc) aufgetragen. Die Säule wird zunächst mit Hexan-EtOAc (600 ml) eluiert und dann mit 70 : 30 (EtOAc:Hexan) eluiert. Fraktionen, die das Produkt enthalten, werden gesammelt und eingedampft um ein Öl zu ergeben. Dieses wird unter Vakuum getrocknet um einen weißen Feststoff zu ergeben (9,9 g).
Ausbeute: 72%
Eine analytische Probe wird aus Hexan-EtOAc kristallisiert.
Schmelzpunkt: 120–121°C
HPLC-Assay: 99,2% (in % Fläche) Elementaranalyse
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
C) 4-[Bis(2-aminoethyl)amino]-4-[bis(1,1-dimethylethoxy)phosphinyl]butansäurephenylmethylester
Zu einer Lösung des tert.-Butoxyphosphinyl-Derivats, hergestellt bei Punkt B) (5,65 g, 0,0078 mol) in CH₂Cl₂ (50,0 ml) wird Hydrazin (1,5 g, 0,0468 mol), gefolgt von Wasser (0,2 ml) zugegeben, und das Reaktionsgemisch wird bei Raumtemperatur gerührt. Die Umsetzung wird durch ¹H-NMR verfolgt (die Umsetzung ist in 36 h vollständig). Das präzipitierte Phthalylhydrazid wird durch Celite^® filtriert, und der Filterrückstand wird mit CH₂Cl₂ gewaschen. Die vereinigte Methylenchloridlösung wird eingedampft um ein dickes Öl zu ergeben, das unter Vakuum getrocknet wird. Das erhaltene Diamin (3,61 g) wird für die Alkylierungsstufe ohne weitere Reinigung verwendet.
Ausbeute: 97
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
D) N,N'-[[[1-[Bis(1,1-dimethylethoxy)phosphinyl]-3-[(phenylmethoxy)carbonyl]propyl]imino]di-2,1-ethandiyl]bis-[N-[2-(1,1-dimethylethoxy)-2-oxoethyl]glycin-1,1-dimethylethylester]
Zu einer Lösung des Diamino-Intermediats, hergestellt bei C) (7,5 g, 0,0159 mol) in Acetonitril (60 ml) werden Diisopropylethylamin (18,55 g, 25 ml, 0,142 mol) und tert.-Butylbromacetat (13,2 g, 10,0 ml, 0,0695 mol) zugegeben, und das Gemisch wird über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Acetonitril und überschüssiges Diisopropylethylamin werden auf einem Rotationsverdampfer entfernt, und der Rückstand wird mit K₂CO₃-Lösung (5%, 100 ml) basisch gemacht. Das Reaktionsgemisch wird mit Diethylether (2 × 150 ml) extrahiert, und die Diethyletherlösung wird mit Wasser gewaschen und getrocknet (Na₂SO₄). Verdampfen des Diethylethers ergibt ein Öl, das durch Silicagelchromatographie gereinigt wird. Die Säule wird mit Hexan-EtOAc (7 : 3) gepackt und mit Hexan-EtOAc (7 : 3) (500 ml) und dann mit Hexan-EtOAc (5 : 5) eluiert. Fraktionen (Rf 0,5), die die gewünschte Verbindung umfassen, werden gesammelt und eingedampft um ein dickes, viskoses Öl (7,5 g) zu ergeben.
Ausbeute: 51%
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
E) N,N'-[[[1-[Bis(1,1-dimethylethoxy)phosphinyl]-3-carboxypropyl]imino]di-2,1-ethandiyl]bis-[N-[2-(1,1-dimethylethoxy)-2-oxoethyl]glycin-1,1-dimethylethylester]
Zu einer Lösung des Benzylesters, hergestellt bei Punkt D) (4,63 g, 0,005 mol) in THF (30 ml), wird 10% Pd-C (2,0 g, Degussa-Typ, ~ 50% Wasser) zugegeben, und das Gemisch wird 12 h lang bei 0,31 × 10⁶ Pa (45 psi) hydriert. Der Katalysator wird durch Celite^® filtriert, und der Filterrückstand wird mit THF (2 × 30 ml) gewaschen. Die vereinigte THF-Lösung wird auf einem Rotationsverdampfer konzentriert um die Säure als dickes, viskoses Öl zu ergeben. Dieses wird 24 h lang unter Vakuum getrocknet, wodurch die gewünschte Verbindung (3,98 g) isoliert wird, die, wie sie ist, ohne weitere Reinigung verwendet wird.
Ausbeute: 95,2%
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
F) N,N'-[[[3-Carboxy-1-phosphonopropyl]imino]di-2,1-ethandiyl]bis-[N-(carboxymethyl)glycin]
Der bei Stufe E) hergestellte Hexaester (0,84 g, 0,001 mol) wird in TFA gelöst, und das Gemisch wird 24 h lang bei Raumtemperatur gerührt. TFA wird auf einem Rotationsverdampfer entfernt, und der Rückstand wird mit wasserfreiem Diethylether (10 ml) behandelt. Der präzipitierte Feststoff wird filtriert und unter Vakuum getrocknet um den Säurechelatisierungs-Liganden als TFA-Salz (0,45 g) zu ergeben.
Ausbeute: 90%
HPLC-Assay: 86% (in % Fläche)
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
G) Gadolinium-Komplex von N,N'-[[[3-Carboxy-1-phosphonopropyl]imino]di-2,1-ethandiyl]bis[N-(carboxymethyl)glycin], mit Triethylamin in das Salz überführt
Das Säurechelatisierungs-Ligand-TFA-Salz, erhalten bei Stufe F) (0,25 g) wird in einem Gemisch von Acetonitril und Wasser (1 : 1) (5 ml) gelöst, und dann wird dem Reaktionsgemisch Gd(OAc)₃ (0,25 g, 0,006 mol) zugegeben. Man findet, dass der Anfangs-pH des Reaktionsgemisches 1,29 beträgt. Der pH der Lösung wird dann durch die Zugabe von 1N NaOH auf 5,0 eingestellt, und das Gemisch wird 24 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Der Gd-Komplex wird dann durch DEAE-Sephadexchromatographie unter Verwendung eines Triethylaminbicarbonatpuffers gereinigt. Die bei 800 mM-Puffer eluierten Fraktionen werden gesammelt und gefriergetrocknet um den Gd-Komplex als Triethylaminsalz (0,2 g) zu ergeben.
HPLC-Assay: 100 (in % Fläche) Elementaranalyse : Berechnet für C₁₆H₂₅N₃O₁₃PGd·2,6 C₆H₁₅N·3.H₂O
IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
BEISPIEL 8 Gadolinium-Komplex von 4-Phenyl-N-[trans-4-[[[4-[bis[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl]amino]-1-oxo-4-phosphonobutyl]amino]methyl]cyclohexylcarbonyl]-L-phenylalanin, mit Meglumin in das Salz überführt (1 : 4)
A) 4-Phenyl-N-[[[trans-4-[[4-[bis[2-[bis[2-(1,1-dimethylethoxy)-2-oxoethyl]amino]ethyl]amino]-4-[bis(1,1-dimethylethoxy)phosphinyl]-1-oxobutyl]amino]methyl]cyclohexyl]carbonyl]-L-phenylalaninphenylmethylester
Zu einer Lösung der Monosäure, erhalten, wie bei Punkt E) von BEISPIEL 7 offenbart (0,9 g, 1,075 mol), in CH₂Cl₂ (15 ml) wird HATU (O-(7-Azabenzotriazol-1-yl)-N,N,N',N'-tetramethyluroniumhexafluorphosphat) (0,475 g, 1,25 mol) zugegeben, und das Gemisch wird 10 min lang bei 0°C gerührt. Diisopropylethylamin (0,39 g, 3,0 mol) wird dann zugegeben und das Gemisch bei 0°C für weitere 10 min gerührt. aB.-TFA-Salz [4-Phenyl-N-[[trans-4-(aminomethyl)cyclohexyl]carbonyl]-L-phenylalaninphenylmethylester] (0,584 g, 1,0 mol) (die Aminoverbindung 7) wird dann zu dem Reaktionsgemisch gegeben und 2 h lang bei 0°C und 24 h lang bei Raumtemperatur gerührt. CH₂Cl₂ wird entfernt, und der Rückstand wird mit EtOAc (75,0 ml) extrahiert. Die EtOAc-Lösung wird mit K₂CO₃-Lösung (10%, 2 × 50 ml) und Wasser gewaschen und getrocknet (Na₂SO₄). Verdampfen des EtOAc ergibt ein Öl, das unter Vakuum getrocknet wird um einen schaumigen Feststoff zu ergeben, der durch Silicagelsäulenchromatographie unter Verwendung von EtOAc gereinigt wird. Produkt-enthaltende Fraktionen werden gesammelt und eingedampft um ein Öl zu ergeben, das unter Vakuum getrocknet wird um schaumigen Feststoff zu ergeben (1,1 g). Man findet, dass dieser analytisch rein ist und verwendet ihn in der nächsten Stufe.
Ausbeute: 85% Elementaranalyse
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
B) 4-Phenyl-N-[[trans-4-[[[4-[bis[2-[bis[2-(1,1-dimethylethoxy)-2-oxoethyl]amino]ethyl]amino]-4-[bis(1,1-dimethylethoxy)phosphinyl]-1-oxobutyl]amino]methyl]cyclohexyl]carbonyl]-L-phenylalanin
Zu einer Lösung des Benzylesters, erhalten, wie bei Punkt A) offenbart (1 g, 0,0078 mol), wird 10% Pd-C (0,5 g, Degussa-Typ, fast 50% Wasser) zugegeben, und das Gemisch wird 8 h lang bei 0,31 × 10⁶ Pa (45 psi) hydriert. Der Katalysator wird durch Celite^® filtriert, und der Filterrückstand wird mit THF (2 × 30 ml) gewaschen. Die vereinigte THF-Lösung wird auf einem Rotationsverdampfer konzentriert um die Säure als dickes, viskoses Öl zu ergeben. Dieses wird unter Vakuum 24 h lang getrocknet um einen schaumigen Feststoff (0,9 g) zu ergeben, der im Folgenden als solcher ohne weitere Reinigung verwendet wurde.
Ausbeute: 97%
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
C) 4-Phenyl-N-[[trans-4-[[[4-[bis[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl]amino]-1-oxo-4-phosphonobutyl]amino]methyl]cyclohexyl]carbonyl]-L-phenylalanin
Trifluoressigsäure (4 ml) wird zu dem Hexa-(tert-butyl)-ester (0,9 g, 0,75 mol, hergestellt bei Punkt B), gegeben, und das Gemisch wird bei Raumtemperatur 12 h lang gerührt. Das Reaktionsgemisch wird dann mit Diethylether (30,0 ml) versetzt, und das Präzipitat wird filtriert und unter Vakuum getrocknet um einen weißen Feststoff (0,8 g) (Ausbeute: 97%) zu ergeben. HPLC-Analyse des TFA-Salzes zeigt an, dass dieses ziemlich rein ist und ohne weitere Reinigung für die Gd-Chelation verwendbar ist. Von dem TFA-Salz (100 mg) wird durch präparative HPLC eine analytische Probe erhalten. Fraktionen, die das reine Produkt enthalten, werden gesammelt und gefriergetrocknet um einen weißen, flockigen Feststoff (50 mg) zu ergeben.
Reinigungsausbeute: 50% Elementaranalyse: (Berechnet für C₄₁H₅₅F₃N₅O₁₇P·2H₂O)
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, ³¹P-NMR, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
D) Gadolinium-Komplex von 4-Phenyl-N-[trans-4-[[[4-[bis[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl]amino]-1-oxo-4-phosphonobutyl]amino]methyl]cyclohexylcarbonyl]-L-phenylalanin
TFA-Salz, erhalten, wie bei Punkt C) offenbart (0,3 g, 0,275 mol), wird zu einem Gemisch aus Acetonitril (7,0 ml) und Wasser (2 ml) gegeben. Dies wird tropfenweise mit einer Lösung von Gd(OAc)₃ (0,132 g, 0,325 mol) in Wasser (2,0 ml) versetzt. Man findet, dass der Anfangs-pH der Lösung 1,29 beträgt. Die Lösung wird trüb und der pH der Lösung wird durch Zugabe einer Lösung von Meglumin in Wasser auf 5,0 eingestellt. Das trübe Reaktionsgemisch wird bei Raumtemperatur 48 h lang gerührt. Der pH des Reaktionsgemisches wird dann durch die Zugabe von Megluminlösung auf 9,0 erhöht, und dann wird durch präparative HPLC unter Verwendung von Acetonitril und Wasser gereinigt. Fraktionen, die das reine Produkt enthalten, wurden gesammelt und gefriergetrocknet um einen flockigen Feststoff (220 mg) zu ergeben.
Ausbeute: 78,5
HPLC-Assay: 97,7 (in % Fläche) Elementaranalyse für C₆₇H₁₁₉N₉O₃₅PGd·5H₂O
IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
BEISPIEL 9 Gadolinium-Komplex von (3β,5β,7α,12α)-3-[[4-[Bis[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl]amino]-1-oxo-4-phosphonobutyl]amino]-7,12-dihydroxycholan-24-säure, mit Natrium in das Salz überführt (1 : 4)
A) (3α,5β,7α,12α)-3-[[4-[Bis[2-[bis[2-(1,1-dimethylethoxy)-2-oxoethyl]amino]ethyl]amino]-4-[bis(1,1-dimethylethoxy)phosphinyl]-1-oxobutyl]amino]-7,12-dihydroxycholan-24-säuremethylester
Zu einer Lösung der Monosäure, erhalten, wie bei Punkt E) von BEISPIEL 7 offenbart (1,2 g, 1,4 mol) in CH₂Cl₂, wird HATU (0,6 g, 1,5 mol) zugegeben und das Gemisch 10 min lang bei 0°C gerührt. Diisopropylethylamin (1 ml) wird dann zugegeben und das Gemisch weitere 10 min lang bei 0°C gerührt. Das Gemisch wird dann mit 3β-Aminocholsäuremethylester (Verbindung in WO 9532741 offenbart) (0,526 g, 1,25 mol) versetzt und bei 0°C 2 h lang gerührt und bei Raumtemperatur 48 h lang gerührt. CH₂Cl₂ wird auf einem Rotationsverdampfer entfernt, und der Rückstand wird mit EtOAc extrahiert. Die EtOAc-Schicht wird mit K₂CO₃ (10%, 2 × 30 ml) und Wasser gewaschen und getrocknet (Na₂SO₄). Verdampfen des EtOAc ergibt ein Öl, das durch Silicagelsäulenchromatographie (CH₂Cl₂:CH₃OH, 95 : 5) gereinigt wird. Produkt enthaltende Fraktionen (Rf = 0,5,) werden gesammelt und eingedampft um ein Öl zu ergeben, das unter Vakuum getrocknet wird um die gewünschte Verbindung (1,1 g) als schaumigen Feststoff zu ergeben.
Ausbeute: 71%
DC: Stationäre Phase: Silicagelplatte Merck 60F 254
Eluent: CH₂Cl₂: CH₃OH 95 : 5
Detektion: I₂, 254 nm Rf=0,5
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
B) (3α,5β,7α,12α)-3-[[4-[Bis[2-[bis[2-(1,1-dimethylethoxy)-2-oxoethyl]amino]ethyl]amino]-4-[bis(1,1-dimethylethoxy)phosphinyl]-1-oxobutyl]amino]-7,12-bis(acetyloxy)cholan-24-säuremethylester
Zu einem Gemisch aus Pyridin und Essigsäureanhydrid (1 : 1, 2 ml) wird das Dihydroxycholsäure-Derivat, hergestellt bei Stufe A) (1,24 g, 1 mol), gegeben, und das Gemisch wird 48 h lang bei Raumtemperatur gerührt. Überschüssiges Essigsäureanhydrid und Pyridin werden entfernt, und der Rückstand wird mit einer gesättigten Lösung Natriumbicarbonat (5,0 ml) behandelt und mit Diethylether extrahiert. Die Diethyleterlösung wird mit Wasser gewaschen und getrocknet (Na₂SO₄). Verdampfen des Ethylethers ergibt ein viskoses Öl, das durch Silicagelsäulenchromatographie un ter Verwendung von EtOAc-Hexan (8 : 2) gereinigt wird. Fraktionen, die das Produkt enthalten, werden gesammelt und eingedampft um ein Öl zu ergeben, das unter Vakuum getrocknet wird um das gewünschte Diacetat (0,44 g) als schaumigen Feststoff zu ergeben.
Ausbeute: 75%
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
C) (3α,5β,7α,12α)-3-[[4-[Bis[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl]amino]-1-oxo-4-phosphonobutyl]amino]-7,12-dihydroxycholan-24-säure
Trifluoressigsäure (3 ml) wird zu dem bei Stufe B) hergestellten Hexa-(tert.-butyl)ester (0,662 g, 0,5 mol) gegeben und das Gemisch bei Raumtemperatur 30 min lang gerührt und 18 h lang bei 4°C gehalten. Trifluoressigsäure wird dann entfernt um das gewünschte entschützte Intermediat (0,52 g) als Öl zu ergeben, das unter Vakuum getrocknet wird. Zu einer Lösung der genannten Verbindung in Ethanol und Wasser (1 : 1, 5 ml) wird Natriumhydroxid (20%, 5 ml) gegeben, und das Gemisch wird 24 h lang bei Raumtemperatur gerührt. Die Vervollständigung der Umsetzung wird durch HPLC verfolgt. Die Lösungsmittel werden entfernt, und der Rückstand wird mit 1N HCl neutralisiert um die vollständig entschützte Polysäure als Hydrochlorid zu ergeben, das filtriert wird und unter Vakuum getrocknet wird um die gewünschte chelatisierende Verbindung (0,35 g) zu ergeben.
Ausbeute: 79%
HPLC-Assay: 98% (in % Fläche)
¹H-NMR-, ¹³C-NMR-, IR- und MS-Spektren sind im Einklang mit der angezeigten Struktur.
D) Gadolinium-Komplex von (3α,5β,7α,12α)-3-[[4-[Bis[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl]amino]-1-oxo-4-phosphonobu tyl]amino]-7,12-dihydroxycholan-24-säure, mit Natrium in das Salz überführt (1 : 4)
Zu einer Lösung von GdCl₃·6 H₂O (50 mg, 0,135 mol) in Wasser (2 ml) wird das bei Stufe C) hergestellte Hydrochlorid (0,104 g, 0,1 mol), gelöst in einem Gemisch aus Acetonitril-Wasser (1 : 1, 7 ml), zugegeben. Man findet, dass der Anfangs-pH des Reaktionsgemisches 1,27 beträgt. Der pH des Reaktionsgemisches wird durch die Zugabe von 1N NaOH auf 5,5 erhöht. Das trübe Reaktionsgemisch wird 48 h lang gerührt und der pH der Lösung durch die Zugabe von 1N NaOH auf 10 erhöht. Die erhaltene trübe Lösung wird zentrifugiert, die klare Überstand-Lösung wird gesammelt und durch präparative HPLC gereinigt. Fraktionen, die das reine Produkt enthalten, werden gesammelt und gefriergetrocknet um die gewünschte Verbindung zu ergeben.
Ausbeute: 62%
HPLC-Assay: 98% (in % Fläche) Elementaranalyse (für C₄₀H₆₀N₄O₁₆PGd.4Na.8.H₂O)
MS: (M+H)⁺ = 1046,4
Das IR-Spektrum ist im Einklang mit der angezeigten Struktur.

Claims

Verbindungen der Formel (I), sowohl in der racemischen Form als auch optisch aktiv,
worin Y eine COOH-Gruppe oder eine PO(OH)₂-Gruppe ist unter der Maßgabe, dass wenigstens eine Y-Gruppe =PO(OH)₂ ist, R ein Wasserstoffatom ist, oder -(CH₂)_m-O-R₂, (C₁-C₅)-Alkyl-(C₆-C₁₀)-aryl oder (C₁-C₅)-Alkyl-heteroaryl, dessen Aryl- oder Heteroarylanteil 1 oder 2 kondensierte Ringe, wahlweise substituiert mit einem/einer oder mehreren Halogenatom(en), OH-Gruppe(n), Alkyl(C₁-C₅)-Gruppe(n) und/oder einer OR₃-Gruppe, umfasst, wobei R₂ (C₁-C₅)-Alkyl-(C₆-C₁₀)-aryl, wahlweise substituiert mit einem/einer oder mehreren Halogenatom(en), OH- und (C₁-C₅)-Alkylgruppe(n), ist; R₃ (C₆-C₁₀)-Aryl, wahlweise substituiert mit einem/einer oder mehreren Halogenatom(en), OH- und/oder (C₁-C₅)-Alkylgruppe(n), ist; m von 1 bis 5 reicht; R₁ dieselben Bedeutungen wie R haben kann unter der Maßgabe, dass, wenn die Y-Gruppe gebunden an dasselbe Rohlenstoffatom wie R₁, PO(OH)₂ ist, R₁ ausgewählt aus H, (CH₂)_mNH₂ oder (CH₂)_mCOOH oder ein Amidoderivat davon ist, und unter der Maßgabe, dass die zwei R-Gruppen und R₁ nicht gleichzeitig H sein können.
Chelatkomplexe von Verbindungen der Formel (I)
worin Y eine COOH-Gruppe oder eine PO(OH)₂-Gruppe ist unter der Maßgabe, dass wenigstens eine Y-Gruppe =PO(OH)₂ ist, R ein Wasserstoffatom ist, oder -(CH₂)_m-O-R₂, (C₁-C₅)-Alkyl-(C₆-C₁₀)-aryl oder (C₁-C₅)-Alkyl-heteroaryl, dessen Aryl oder Heteroarylanteil 1 oder 2 kondensierte Ringe, wahlweise substituiert mit einem/einer oder mehreren Halogenatom(en), OH-Gruppen, Alkyl(C₁-C₅)-Gruppe(n) und/oder einer OR₃-Gruppe, umfasst, wobei R₂ (C₁-C₅)-Alkyl-(C₆-C₁₀)-aryl, wahlweise substituiert mit einem/einer oder mehreren Halogenatom(en), OH- und (C₁-C₅)-Alkylgruppe(n) ist; R₃ (C₆-C₁₀)-Aryl, wahlweise substituiert mit einem oder mehreren Wasserstoffatomen, OH und/oder (C₁-C₅)-Alkylgruppen ist; m von 1 bis 5 reicht; R₁ dieselben Bedeutungen wie R haben kann unter der Maßgabe, dass, wenn die Y Gruppe gebunden an dasselbe Kohlenstoff wie R₁, PO(OH)₂ ist, R₁ ausgewählt aus H, (CH₂)_mNH₂ oder (CH₂)_mCOOH oder ein Amidoderivat davon ist, wobei die Ionen der Metallelemente Ordnungszahlen, die sich zwischen 20 und 31, 39, 42, 43, 44, 49, und zwischen 57 und 83 bewegen, aufweisen, und die Salze davon mit physiologisch annehmbaren organischen Basen ausgewählt aus primären, sekundären, tertiären Aminen oder basischen Aminosäuren, oder mit anorganischen Basen, deren Kationen ausgewählt sind aus Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium oder Mischungen davon.
Verbindungen nach Anspruch 1 oder 2 der Formel (II)
worin R und R₁ die oberhalb definierten Bedeutungen haben.
Verbindungen nach Anspruch 1 oder 2 der Formel (III)
worin R₁ die oberhalb definierten Bedeutungen hat.
Verbindungen nach Anspruch 1 oder 2 der Formel (IV)
worin R die oberhalb definierten Bedeutungen hat.
Verbindungen nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, worin R oder R₂ ein (C₁-C₅)-Alkyl-(C₆-C₁₀)-aryl, ausgewählt aus Benzyl, Phenethyl oder Naphthylmethyl ist, worin der Arylan- Arylanteil wahlweise mit einem/einer oder mehreren Halogenatom(en) oder OR₃-Gruppen, worin R₃ wie oberhalb definiert ist, substituiert ist.
Verbindungen nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, worin R ein (C₁-C₅)-Alkyl-heteroaryl, ausgewählt aus Pyridylmethyl oder Indolylmethyl ist.
Verbindung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, ausgewählt aus: – N,N'-[(Phosphonomethylimino)di-2,1-ethandiyl]bis[N-carboxymethyl-L-phenylalanin]; – [4S-(4R*,12R*))-4-Carboxy-5,11-bis(carboxymethyl)-1-phenyl-12-[(phenylmethoxy)methyl]-8-(phosphonomethyl)-2-oxa-5,8,11-triazatridecan-13-säure; – N,N'-[(Phosphonomethylimino)di-2,1-ethandiyl]bis[N-carboxymethyl-L-tryptophan]; – N,N-Bis[2-[(carboxymethyl)(phosphonomethyl)amino]ethyl]-O-(4-hydroxy-phenyl)-3,5-diiod-L-tyrosin; – N,N'-[(Phosphonomethylimino)di-2,1-ethandiyl]bis[N-(carboxymethyl)glycin]-Gadoliniumkomplex; – N,N'-[(Phosphonomethylimino)di-2,1-ethandiyl]bis[N-(phosphonomethyl)glycin]-Gadoliniumkomplex – N,N'-[[[3-Carboxy-1-phosphonopropyl]imino]di-2,1-ethandiyl]bis[N-(carboxymethyl)glycin]; – 4-Phenyl-N-[trans-4-[[[4-[bis[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl]amino)-1-oxo-4-phosphonobutyl]amino]methyl]cyclohexylcarbonyl]-L-phenylalanin; – (3β, 5β, 7α, 12α)-3-[[4-[bis[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl]amino]-1-oxo-4-phosphonobutyl]amino]-7,12-dihydroxycholan-24-säure; – N,N'-[[[3-Amino-1-phosphonopropyl]imino]di-2,1-ethandiyl]bis[N-(carboxymethyl)glycin].
Verbindungen nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 8 in Form von Chelatkomplexen mit Metallionen ausgewählt aus Gd⁽³⁺⁾, Dy⁽³⁺⁾, Fe⁽³⁺⁾, Fe⁽²⁺⁾ und Mn⁽²⁺⁾.
Verbindungen nach den Ansprüchen 2 bis 9, worin die physiologisch annehmbare salzbildende organische Base ausgewählt ist aus: Ethanolamin, Diethanolamin, Morpholin, Glucamin, N,N-Dimethylglucamin, N-Methylglucamin, Lysin, Arginin, Ornithin.
Verbindungen nach Anspruch 9 mit τ_M-Werten < 100 ns.
Verbindungen nach Anspruch 11 mit τ_M-Werten, die im Bereich von 10 bis 100 ns liegen.
Verbindungen nach Anspruch 12 mit τ_M-Werten, die im Bereich von 20 bis 50 ns liegen.
Verfahren für die Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 3, die die Formel (II) aufweisen, worin R₁ H ist und R die oberhalb in Anspruch 1 definierten Bedeutungen hat, welches umfasst: a) Veresterung der geeigneten Aminosäure; b) N-Alkylierung des Esters aus Stufe a), indem er mit einem geeigneten Bromacetat umgesetzt wird; c) Bromalkylierung des Intermediats aus Stufe b), indem es mit Trifluormethansulfonsäure-2-bromethylester, hergestellt aus Bromethanol, Trifluormethansulfonsäureanhydrid und 2,6-Lutidin, umgesetzt wird; d) Herstellung von Aminomethylphosphonsäurediethylester durch direkte Kondensation von Tribenzylhexahydrotriazin mit einem geeigneten Dialkylphosphit und nachfolgende Debenzylierung durch katalytische Hydrierung des Kondensationsprodukts; e) Bisalkylierung von Aminomethylphosphonsäurediethylester, indem er umgesetzt wird mit dem Intermediat aus Stufe c) und Isolierung des Hexaesters; f) Schutzgruppenentfernung bei den sauren funktionellen Gruppen des Hexaesters und Isolierung des Säurechelatbildners.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Bromalkylderivat aus Stufe c) alternativ ausgehend von dem entsprechenden Hydroxyderivat, indem es mit einem geeigneten Bromierungsmittel umgesetzt wird, hergestellt wird.
Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 3, die die Formel (II) aufweisen, worin R Wasserstoff ist und R₁ die oberhalb in Anspruch 1 definierten Bedeutungen hat, welches umfasst: a) Herstellen von 2,2'-(Iminodi-2,1-ethandiyl)bis-1H-isoindol-1,3(2H)-dion) durch Umsetzen von Phtalsäureanhydrid mit Diethylentriamin in Essigsäure; b) N-Alkylierung des Bisphtalimidoderivats aus Stufe a), indem es mit 3-Benzyloxycarbonylpropionaldehyd in einem geeigneten organischen Medium umgesetzt wird, und dann mit Tris(tert-butyl)phosphit; c) Entfernen der Phthalgruppen; d) N-Alkylierung des Diamins aus Stufe c), indem es mit einem geeigneten Halogenacetat umgesetzt wird; e) Debenzylierung durch katalytische Hydrierung des Intermediats aus d) und Isolierung des Hexaestermonocarbonsäurederivats; f) Umsetzung des Hexaestermonocarbonsäureintermediats aus e) mit einer geeigneten Aminoverbindung und Isolierung des entsprechenden Amids; g) Schutzgruppenentfernung bei den sauren funktionellen Gruppen des Hexaesters und Rückgewinnung des Säurechelatbildners.
Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 4, die die Formel (III) aufweisen, welches umfasst: a) Herstellung von Aminomethylphosphonsäurebis-tert-butylester(bis-N-alkyl)derivat durch Umsetzen eines geeignet aktivierten Bis-tert-butylphosphits mit Aminal und direktes Umwandeln des resultierenden Trimethylsilylderivats in das entsprechende Hydroxyderivat durch Behandlung mit einer geeigneten wässrigen Säure; b) katalytische Hydrierung des Intermediats aus Stufe a); c) N-Alkylierung der resultierenden Verbindung aus Stufe b), indem sie mit einem geeigneten Halogenacetat umgesetzt wird; d) Überführung des Aminoalkohols aus Stufe c) in das entsprechende Bromderivat, indem er mit Methansulfonylchlorid und einem geeigneten Bromierungsmittel umgesetzt wird; e) Kondensation des Bromderivats aus Stufe d) mit einer günstigen geeignet veresterten Aminosäure und Rückgewinnung des Polyesters; f) Schutzgruppenentfernung bei den sauren funktionellen Gruppen des Polyesters und Rückgewinnung des Chelatbildners.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei in der Synthesestufe a) der Phosphonsäure-tert-butylester mit Me₃SiCl aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Synthese des Aminomethylphosphonsäurebis-tert-butylester-bis-N-alkylderivats in Stufe a) durch eine katalytische Menge eines Lanthanoidtriflats katalysiert wird.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das verwendete Lanthanoidtriflat Ytterbiumtriflat ist.
Komplexverbindung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 13 zur diagnostischen Verwendung.
Kontrastographische diagnostische pharmazeutische Zusammensetzung, umfassend eine Chelatkomplexverbindung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 13 in Mischung mit einem geeigneten Carrier.
Verwendung der Chelatkomplexverbindungen nach den Ansprüchen 2 bis 13 zur Herstellung diagnostischer Formulierungen zur Abbildung von Organen und/oder Geweben des menschlichen Körpers oder Tierkörpers, mittels Magnetresonanztomographie.