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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue Festphasen-Verfahren
zur Herstellung von radiomarkierten Tracern, insbesondere zur Herstellung
von 18F-markiertem
6-L-Fluorodopa, das zur Verwendung als ein Positronenemissionstomographie(PET)-Tracer
geeignet sein kann. Die Erfindung umfasst auch radiopharmazeutische
Kits, die diese neuen Prozesse einsetzen.
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Das
favorisierte Isotop für
PET, 18F, besitzt eine relativ kurze Halbwertszeit
von 110 Minuten. 18F-markierte Tracer, wie
6-L-18F-Fluorodopa (6-18F-Fluoro-3,4-dihydroxy-L-phenylalanin) (18F-FDOPA), für PET müssen deshalb so schnell wie
möglich
und kurz vor der klinischen Verwendung synthetisiert und gereinigt
werden. Synthetische Standardverfahren zum Einführen von Fluor-18 sind relativ
langsam und erfordern eine Reinigung nach der Reaktion (z.B. durch
HPLC), was bedeutet, dass es schwierig ist, den 18F-markierten
Tracer zur klinischen Verwendung in guter radiochemischer Ausbeute
zu erhalten. 18F-FDOPA wird weit verbreitet
verwendet zum Überwachen
des zerebralen Dopaminmetabolismus.
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Die
vorliegende Erfindung stellt bereit Festphasen-Verfahren zum schnellen
Herstellen von 18F-markierten Tracern, jedoch
unter Vermeiden von zeitaufwändigen
Reinigungsschritten, derart, dass der resultierende 18F-markierte
Tracer zur Verwendung in PET geeignet ist. Die Festphasen-Verfahren
bieten sich selbst auch zur Automatisierung mit Vorteilen der Einfachheit
der Produktion und eines größeren Durchsatzes
an. Die Erfindung umfasst auch radiopharmazeutische Kits, die derartige
Verfahren nutzen und so dem Radiopharmazeuten oder Kliniker mit
einem günstigen
Mittel der Herstellung eines 18F-markierten
Tracers versorgen.
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So
stellt in einem allgemeinen Aspekt die vorliegende Erfindung ein
Verfahren zur Herstellung von 6-L-
18F-Fluorodopa
(
18F-FDOPA) bereit, welches umfasst die
Behandlung eines an einen festen Träger gebundenen FDOPA-Vorläufers der
Formel (I):
wobei
R
1 und R
2 unabhängig ausgewählt sind
aus C
1-6-Alkyl;
P
1,
P
2, P
3 und P
4 jeweils unabhängig für Wasserstoff oder eine Schutzgruppe
stehen; mit einer Quelle von
18F, geeigneterweise
18F
2,
18F-CH
3COOF oder
18F-OF
2;
um den markierten Tracer der Formel
(II) zu ergeben
wobei P
1,
P
2, P
3 und P
4 jeweils unabhängig für Wasserstoff oder eine Schutzgruppe
stehen;
gegebenenfalls gefolgt von:
- (i)
Entfernung von überschüssigem Fluorierungsmittel
und 18F-Ionen, hergestellt bei der Erzeugung
des Fluorierungsmittels oder in der Reaktion; und/oder
- (ii) Entfernung irgendwelcher Schutzgruppen; und/oder
- (iii) Entfernung eines organischen Lösungsmittels; und/oder
- (iv) Formulierung der resultierenden Verbindung der Formel (II)
als eine wässrige
Lösung.
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In
einem bevorzugten Aspekt stehen R1 und R2 beide für
Methyl.
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In
den Verbindungen der Formel (I) und durch diese ganze Beschreibung
hindurch, außer
anders angegeben, kann der „feste
Träger" jegliches geeignetes
Material sein, in irgendwelchen Lösungsmitteln unlöslich ist,
die in dem Prozess verwendet werden sollen, aber an das der „Linker" und/oder F-DOPA-Vorläufer kovalent
gebunden werden können.
Beispiele eines geeigneten festen Trägers umfassen Polymere, wie
Polystyrol (das Block-gepfropft sein kann, beispielsweise mit Polyethylenglykol),
Polyacrylamid und Polypropylen oder Glas oder Silizium, das geeigneterweise
mit einem derartigen Polymer bedeckt ist. Der feste Träger kann
in der Form von kleinen einzelnen Teilchen oder als Kugeln oder
Stifte oder als eine Beschichtung auf der inneren Oberfläche einer
Kartusche oder auf einem Gefäß, das durch
Mikrofabrikation hergestellt ist, vorliegen.
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In
den Verbindungen der Formel (I) und durch diese ganze Beschreibung
hindurch kann der „Linker" eine beliebige geeignete
organische Gruppe sein, die dazu dient, die reaktive Stelle ausreichend
von der Struktur des festen Trägers
beabstandet zu trennen, um so die Reaktivität zu maximieren. Geeigneterweise
umfasst der Linker eine organische Gruppe von 1 bis 12 Kohlenstoffatomen
und von 0 bis 6 Heteroatomen, ausgewählt aus Sauerstoff, Stickstoff
und Schwefel. Beispiele derartiger Linker sind jenen Fachleuten
der Festphasenchemie gut bekannt, aber umfassen:
wobei
n für 0
bis 10 steht und R für
C
1-6-Alkyl steht.
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In
einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist der Linker eine Methoxy-C1-6-Alkylgruppe,
am meisten geeignet eine Methoxypropylgruppe.
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Wie
dem Fachmann offenbar sein würde,
kann es notwendig sein, funktionelle Gruppen zu schützen, um
unerwünschte
Reaktionen im Tracer zu vermeiden. Ein derartiger Schutz kann erreicht
werden unter Verwenden von Standardverfahren der Schutzgruppenchemie.
Nachdem das Radiomarkieren abgeschlossen ist, können beliebige Schutzgruppen
entfernt werden durch einfache Prozeduren, die in der Technik auch
Standard sind. Geeignete Schutz- und Entschützungsmethodiken können z.B.
gefunden werden in Protecting groups in organic synthesis, Theodora
W. Greene and Peter G.M. Wuts, herausgegeben von John Wiley & Sons Inc., 605
Third Avenue, New York, NY 10158-0012.
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In
jedem Aspekt der Erfindung wird die Säurefunktionalität des FDOPA-Vorläufers günstigerweise
als ein Ester geschützt,
geeigneterweise als C1-6-Alkylester, die
Phenolfunktionalitäten
des FDOPA-Vorläufers
sind günstigerweise
als Carbonatester geschützt,
geeigneterweise C1-6-Alkylcarbonatester,
und die Aminfunktionalität
des FDOPA-Vorläufers
ist günstigerweise
als ein Amid geschützt,
geeigneterweise als ein C1-6-Alkylamid oder
Urethan. In einem bevorzugten Aspekt stehen sowohl P1 als
auch P2 für t-Butoxycarbonyl, P3 steht für Formyl
oder t-Butoxycarbonyl und P4 steht für Ethyl.
Die Schutzgruppen können
günstigerweise
durch Hydrolyse (z.B. Säurehydrolyse)
entfernt werden, z.B. bei einer erhöhten Temperatur, wie 50°C bis 130°C, bei Vorhandensein
von wässriger
Säure,
wie wässriger
Hydrobromsäure.
Einer derartigen Säurehydrolyse
kann ein Neutralisationsschritt folgen, unter Verwenden einer anorganischen
Base, z.B. wässriges
Natriumhydroxid. Eine derartige Entschützung kann auch bewirkt werden
unter Verwenden von festen getragenen Säurekatalysatoren, die die Notwendigkeit
für eine
Neutralisation nach der Entschützung
unnötig
machen. Ein Beispiel eines derartigen, durch einen Festkörper getragenen
Säurekatalysators
würde ein
Dowex-Sulfonatharz sein. Eine wässrige
Lösung
des gegebenenfalls geschützten
F-18 DOPA der Formel II bei einer erhöhten Temperatur, wie 50°C bis 130°C, würde mit
dem Harz behandelt werden, um eine Entschützung zu bewirken.
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Die
Behandlung der Verbindung (I) mit 18F kann
bewirkt werden durch Behandeln mit jeder geeigneten Quelle von 18F, wie 18F2, 18F-CH3COOF oder 18F-OF2 bei Vorhandensein eines geeigneten organischen
Lösungsmittels,
geeigneterweise ein Chlorfluorkohlenstoff oder Fluorkohlenstoff,
wie Trichlorfluormethan oder eine nicht extreme Temperatur, z.B. –10°C bis 60°C, bevorzugt
bei Umgebungstemperatur. Bei Abschluss der Reaktion wird der 18F-markierte Tracer der Formel II, der in
dem Lösungsmittel
aufgelöst
ist, günstigerweise von
der Festphase durch Filtration getrennt. Das 18F2 kann beispielsweise hergestellt werden
durch die 20Ne(d,α)18F-Reaktion
unter Verwenden der 13,5 MeV-Deuteronen des Rossendorf-Cyclotrons
U-120 mit Ne + 0,2%
F2 (100 μmol)
als Zielgas. Alternativ kann das 18F2 hergestellt werden durch die 18O2(p,n)18F-Reaktion, unter
Verwenden von 11 MeV-Protonen von einem Cyclotron (A.J. Bishop et
al., J. Nucl. Med., 32:1010 (1991).
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Jegliches überschüssiges Fluorierungsmittel
oder 18F-Ionen, die bei der Erzeugung des
Fluorierungsmittels oder in der Reaktion hergestellt wurden, können aus
der Lösung
des 18F-Tracers der Formel (II) durch beliebige
geeignete Mittel entfernt werden, z.B. durch Durchlaufenlassen durch
eine Säule
aus Natriumsulfit und Silicagel in einem geeigneten Lösungsmittel,
geeigneterweise Chlorfluorkohlenwasserstoff oder ein Chlorkohlenwasserstoff,
wie Chlorfluormethan oder Methylenchlorid.
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Jegliches
organisches Lösungsmittel
kann entfernt werden durch ein Standardverfahren, wie durch Verdampfen
bei erhöhter
Temperatur in vacuo oder durch Laufenlassen eines Stromes eines
inerten Gases, wie Stickstoff oder Argon, über die Lösung.
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Vor
der Verwendung des 18F-markierten DOPA kann
es geeignet sein, es z.B. als eine wässrige Lösung zu formulieren durch Auflösen des 18F-markierten Tracers in steriler isotonischer
Salzlösung,
die bis zu 10% eines geeigneten organischen Lösungsmittels enthalten kann,
oder einer geeigneten gepufferten Lösung, wie Phosphatpuffer. Andere
Additive können
zugegeben werden, z.B. ein Radiostabilisator, wie Ascorbinsäure oder
ein Bacteriostatikum, wie 4-Hydroxybenzoesäure-C1-4-alkylester.
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In
einem spezielleren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung von 6-L-
18F-Fluorodopa (
18F-FDOPA) bereit, umfassend eine Behandlung
eines an einen festen Träger
gebundenen FDOPA-Vorläufers
der Formel (Ia):
wobei
R
1 und R
2 unabhängig ausgewählt sind
aus C
1-6-Alkyl und bevorzugt beide für Methyl
stehen;
P
1, P
2,
P
3 und P
4 jeweils
unabhängig
für Wasserstoff
oder eine Schutzgruppe stehen; mit einer Quelle von
18F, geeigneterweise
18F
2,
18F-CH
3COOF oder
18F-OF
2;
um den markierten Tracer der Formel
(II) zu ergeben:
wobei P
1,
P
2, P
3 und P
4 jeweils unabhängig für Wasserstoff oder eine Schutzgruppe
stehen;
gegebenenfalls gefolgt von
- (i)
Entfernung von überschüssigem Fluorierungsmittel
und 18F-Ionen, die bei der Erzeugung des
Fluorierungsmittels oder in der Reaktion hergestellt werden; und/oder
- (ii) Entfernung irgendwelcher Schutzgruppen derart, dass P1, P2, P3 und
P4 jeweils für Wasserstoff stehen; und/oder
- (iii) Entfernung eines organischen Lösungsmittels; und/oder
- (iv) Formulierung der resultierenden Verbindung der Formel (II)
als eine wässrige
Lösung.
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Der
feste, an einen Träger
gebundene Vorläufer
der Formel (Ia) kann hergestgellt werden aus kommerziell erhältlichen
Ausgangsmaterialien, wie in Schema 1 oder Schema 2 dargelegt ist.
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Verbindungen
der Formeln (I) und (Ia) sind neu und stellen so weitere Aspekte
der vorliegenden Erfindung dar.
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Gemäß eines
weiteren Aspektes wird ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung
der Formel (I) bereitgestellt, umfassend die Reaktion einer Verbindung
der Formel (III)
wobei entweder:
R
1, R
2, R
3,
R
4 und R
5 jeweils
unabhängig
ausgewählt
sind aus C
1-6-Alkyl und jeweils bevorzugt
für Methyl
stehen; oder
R
1, R
2,
R
3 und R
5 jeweils
unabhängig
ausgewählt
sind aus C
1-6-Alkyl und jeweils stehen bevorzugt
für Methyl und
R
4 steht für
mit einer Verbindung der
Formel (IV)
wobei P
1,
P
2, P
3 und P
4 jeweils unabhängig für Wasserstoff oder eine Schutzgruppe
stehen. Diese Reaktion wird geeigneterweise bei Vorhandensein eines
Katalysators ausgeführt,
geeigneterweise ein Palladiumkatalysator, wie Pd(0)(PR'
3)
4, wobei R' ausgewählt ist aus Phenyl, Phenyl
substituiert mit 1 bis 4 organischen Gruppen, C
1-6-AlKyl oder C
1-6Alkoxymethyl, ein bevorzugter Katalysator
Palladium(0)tetrakistriphenylphosphin ist, und bei Vorhandensein
einer organischen Base, wie Trialkylamin, z.B. Triethylamin in einem
geeigneten Lösungsmittel
wie Dimethoxyethan, bei erhöhter
Temperatur, typischerweise bei Rückfluss.
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In
einem besonderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung
einer Verbindung der Formel (Ia) bereitgestellt, umfassend die Reaktion
einer Verbindung der Formel (IIIa)
wobei entweder:
R
1, R
2, R
3,
R
4 und R
5 jeweils
unabhängig
ausgewählt
sind aus C
1-6-Alkyl und bevorzugt jeweils
für Methyl
stehen; oder
R
1, R
2,
R
3 und R
5 jeweils
unabhängig
ausgewählt
sind aus C
1-6-Alkyl jeweils bevorzugt für Methyl
stehen und R
4 steht für
mit einer Verbindung der
Formel (IV) wie oben definiert. Diese Reaktion wird geeigneterweise
ausgeführt
bei Vorhandensein eines Katalysators, geeigneterweise ein Palladiumkatalysator,
wie Pd(0)(PR'
3)
4, wobei R' ausgewählt ist
aus Phenyl, Phenyl substituiert mit 1 bis 4 organischen Gruppen,
C
1-6-Alkyl oder C
1-6-Alkoxymethyl, ein
bevorzugter Katalysator Palladium(0)tetrakistriphenylphosphin ist
und bei Vorhandensein einer organischen Base, wie Trialkylamin,
z.B. Triethylamin, in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Dimethoxyethan,
bei erhöhter
Temperatur, typischerweise bei Rückfluss.
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Wie
von dem Fachmann anerkannt würde,
kann diese Chemie auf eine Herstellung eines an einen festen Träger gebundenen
Vorläufers
für andere
Tracer als FDOPA angewandt werden. Demgemäss gibt es in einem allgemeineren
Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung
der Formel (V)
wobei R
1 und
R
2 unabhängig
ausgewählt
sind aus C
1-6-Alkyl und bevorzugt beide
für Methyl
stehen und der Phenylring „A" gegebenenfalls mit
1 bis 5 organischen Gruppen substituiert ist; umfassend:
Reaktion
einer Verbindung nach Formel (III):
wobei entweder:
R
1, R
2, R
3,
R
4 und R
5 jeweils
unabhängig
ausgewählt
sind aus C
1-6-Alkyl und bevorzugt jeweils
für Methyl
stehen; oder
R
1, R
2,
R
3 und R
5 jeweils
unabhängig
ausgewählt
sind aus C
1-6-Alkyl und jeweils bevorzugt
für Methyl
stehen und R
4 steht für
mit der entsprechenden Verbindung
der Formel (VI)
wobei der Phenylring „A" substituiert ist
wie beschrieben in der Verbindung der Formel (V). Diese Reaktion
wird geeigneterweise bei Vorhandensein eines Katalysators ausgeführt, geeigneterweise
einen Palladiumkatalysator, wie Pd(0)(PR'
3)
4,
wobei wobei R' ausgewählt ist
aus Phenyl, Phenyl substituiert mit 1 bis 4 organischen Gruppen,
C
1- 6-Alkyl oder
C
1-6-Alkoxymethyl, ein bevorzugter Katalysator
Palladium(0)tetrakistriphenylphosphin ist, und bei Vorhandensein
einer organischen Base wie ein Trialkylamin, z.B. Triethylamin,
in einem geeigneten Lösungsmittel,
wie Dimethoxyethan, bei erhöhter
Temperatur, typischerweise bei Rückfluss.
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In
Formel (V) und in Formel (Va) unten sind die „organischen Gruppen", die gegebenenfalls
Substituenten am Phenylring „A" bilden, geeigneterweise
unabhängig
ausgewählt
aus (a) Halo, Cyano, Hydroxy, C1-6-Alkoxy,
C1-6-Carbonsäure oder Ester, eine Amin-
oder Amid-Gruppe; und (b) gesättigte
oder ungesättigte geradkettige
oder verzweigte Kette, oder zyklische Systeme, umfassend 1 bis 12
Kohlenstoffatome und 0 bis 4 Heteroatome, von denen jedes gegebenenfalls
mit den Gruppen, die in (a) aufgelistet sind, substituiert sein kann.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
dieses Aspektes der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer
Verbindung der Formel (Va) bereitgestellt
wobei R
1 und
R
2 unabhängig
ausgewählt
sind aus C
1-6-Alkyl und bevorzugt beide
für Methyl
stehen und der Phenylring „A" gegebenenfalls substituiert
ist mit 1 bis 5 organischen Gruppen; umfassend:
Reaktion einer
Verbindung der Formel (IIIa):
wobei entweder:
R
1, R
2, R
3,
R
4 und R
5 jeweils
unabhängig
ausgewählt
sind aus C
1-6-Alkyl und bevorzugt jeweils
für Methyl
stehen; oder
R
1, R
2,
R
3 und R
5 jeweils
unabhängig
ausgewählt
sind aus C
1-6-Alkyl und jeweils bevorzugt
für Methyl
stehen und R
4 steht für
mit einer Verbindung der
Formel (VI) wie oben definiert. Diese Reaktion wird geeigneterweise
bei Vorhandensein eines Katalysators, geeigneterweise eines Palladiumkatalysators
ausgeführt,
wie Pd(0)(PR'
3)
4, wobei R' ausgewählt ist
aus Phenyl, Phenyl substituiert mit 1 bis 4 organischen Gruppen,
C
1-6-Alkyl oder C
1-6- Alkoxymethyl, ein
bevorzugter Katalysator Palladium(0)tetrakistriphenylphosphin ist,
und bei Vorhandensein einer organischen Base, wie ein Trialkylamin,
z.B. Triethylamin, in einem geeigneten Lösungsmittel wie Dimethoxyethan,
bei erhöhter
Temperatur, typischerweise bei Rückfluss.
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In
einem besonderen Beispiel der oben angegebenen Aspekte steht die
Verbindung der Formel (VI) für
2-Beta-carboxymethoxy-3-beta-(4-iodophenyl)-8-(3-fluoropropyl)nortropan:
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Wie
oben beschrieben, umfassen die Vorteile derartiger Festphasen-Verfahren
zur Herstellung von 18F-markierten Tracern
die relative Geschwindigkeit des Verfahrens, vereinfachte Reinigungsverfahren
und eine Einfachheit der Automatisierung – von denen alles bedeutet,
dass die Verfahren geeignet sind zur Herstellung von 18F-markierten Tracern
zur Verwendung in PET. Demgemäss
stellt die vorliegende Erfindung die Verwendung eines Verfahrens
zur Herstellung eines 18F-markierten Tracers
der Formel (II) zur Verwendung in PET bereit.
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Günstigerweise
könnte
das an einen festen Träger
gebundene DOPA der Formel (I) als Teil eines Kits für eine Radiopharmazie
bereitgestellt sein. Das Kit kann enthalten eine Kartusche, die
in einen auf geeignete Weise angepassten automatisierten Synthetisieren
eingesteckt werden kann. Die Kartusche kann enthalten, abgesehen
von dem an den festen Träger
gebundenen FDOPA-Vorläufer,
eine Säule,
um unerwünschtes
Fluoridion zu entfernen, und ein geeignetes Gefäß, das verbunden ist, um so
der Reaktionsmischung zu ermöglichen,
verdampft zu werden, und dem Produkt zu ermöglichen, wie erforderlich formuliert
zu werden. Die Reagenzien und Lösungsmittel
und andere verbrauchbare Materialien, die für die Synthese erforderlich
sind, können
auch zusammen mit einer Compactdisc enthalten sein, die die Software
trägt,
die es dem Synthetisierer ermöglicht,
auf eine Weise betrieben zu werden, um so die Erfordernisse des
Kunden für
die radioaktive Konzentration, Volumina, Zeit der Verabreichung
etc. zu erfüllen.
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Günstigerweise
sind alle Komponenten des Kits entsorgbar, um die Möglichkeiten
einer Kontamination zwischen Durchgängen zu minimieren, und werden
steril und qualitätsgesichert
sein.
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Die
Erfindung stellt ferner bereit ein radiopharmazeutisches Kit zur
Herstellung von 18F-FDOPA zur Verwendung
in PET, umfassend
- (i) ein Gefäß, enthaltend
eine Verbindung der Formel (I) oder (Ia); und
- (ii) Mittel zum Eluieren des Gefäßes mit einer Quelle von 18F; und gegebenenfalls
- (iii) eine Kartusche zur Entfernung von überschüssigem Fluorierungsmittel und 18F-Ionen; und gegebenenfalls
- (iv) eine Kartusche für
die Festphasen-Entschützung
des resultierenden Produktes der Formel (II).
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Die
Erfindung stellt ferner eine Kartusche für ein radiopharmazeutisches
Kit zur Herstellung von 18F-FDOPA zur Verwendung
in PET bereit, umfassend:
- (i) ein Gefäß, enthaltend
eine Verbindung der Formel (I) oder (Ia); und
- (ii) Mittel zum Eluieren des Gefäßes mit einer Quelle von 18F.
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Die
Erfindung wird nun veranschaulicht mittels der folgenden Beispiele.
Durch die ganzen Beispiele hindurch sind die verwendeten Abkürzungen
folgende:
AcCN: Acetonitril
AIBN: 2,2,-Azobis(2-methylpropionitril)
Boc:
tert-Butoxycarbonyl
DCM: Dichloromethan
DMF: Dimethyformamid
Et:
Ethyl
EtOH: Ethanol
h: Stunde(n)
HPLC: Hochleistungsflüssigkeitschromatographie
I-DOPA:
N-Formyl-3,4-di-t-butoxycarbonyloxy-6-iodo-L-phenylalaninethylester
MeOH:
Methanol
min: Minute(n)
NaH: Natriumhydrid
N2: Stickstoff
LiAlH4:
Lithiumaluminiumhydrid
Pd(PPh3)4: Palladium-tetrakistriphenylphosphin
THF:
Tetrahydrofuran
UV: Ultraviolett
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Beispiel 1 Herstellung
von an Harz gebundenem Dimethylzinn-geschützten Dopa
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Beispiel 1(i) Herstellung
eines an Polymer gebundenen Allylethers aus Merrifield-Harz
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Ausgangsmaterial:
Merrifield-Harz HL (100–200
Maschenweite) Polystyrol, vernetzt mit 2% Divinylbenzol (Novabiochem)
Substitution: 1,6 mMol/g. Das verwendete Verfahren war jenem analog,
das in Zhu et al. (2000) beschrieben ist. Tetrahedron Lett., 41,
9219.
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Eine
Lösung
einer 60%-igen NaH-Dispersion in Öl (Aldrich) (8 g, 0,2 Mol)
in trockenem DMF (60 ml) wurde auf 0°C unter N2 gekühlt. Zu
dieser Lösung
wurde Allylalkohol (12,2 ml, 0,18 mMol) vorsichtig über 30 min
unter N2 gegeben. Dieser Lösung ermöglichte
man, Raumtemperatur zu erreichen. Nach 2 h Rühren wurde die Alkoholatlösung über eine
Kanüle
zu einer Aufschlämmung übertragen,
die Merrifield-Harz (10 g, 0,016 Mol) in trockenem DMF (40 ml) unter
N2 enthielt. Die Aufschlämmung wurde dann sehr sanft
mit einem kleinen magnetischen Rühren
20 h lang bei 50°C
gerührt.
Die Reaktion wurde gequencht mit EtOH, um den Überschuss von NaH zu entfernen.
Das Harz wird dann mit Wasser, EtOH, MeOH, Aceton, DMF und DCM gewaschen
und in einem Vakuumofen bei 40°C
16 h lang getrocknet.
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Beispiel 1(ii) Hydrostannat-Bildung
des an Polymer gebundenen Allylethers
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Die
zuerst von Neumann et al. (J. Pedain. (1962). Tetrahedron Lett.,
3, 2461) eingeführte
Prozedur, die die Verwendung von Dimethylmonochlorzinnhydrid beinhaltet,
wurde verwendet. Dies wurde erhalten in situ durch Halogenaustausch
zwischen Dimethylzinndihydrid und Dimethylzinndichlorid (A.K. Sawyer,
H.G. Kuivila. (1961). Chem. Ind., 260). Für die Herstellung von Dimethylzinndihydrid
wurde die Prozedur verwendet, die von Kuivila et al. veröffentlicht
wurde und die Verwendung von Tributylzinnhydrid als Reduktionsmittel
beinhaltet ((1971) J. Org. Chem, 36 (15), 2083).
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Schritt 1. Herstellung
von Dimethylzinndihydrid
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Ein
250 ml-Dreihalskolben, ausgerüstet
mit einem Magnetrührer,
einem zusätzlichen
Trichter und einem Argonballon, ausgerüstet mit einer Falle, wurde
mit Dimethylzinndichlorid (14 g, 0,052 Mol) beladen. Eine Glasrohrleitung
wurde verwendet, um den Kolben nacheinander mit 2 Empfangsgefäßen zu verbinden,
die auf –70°C bzw. auf –180°C gekühlt waren.
Tributylzinnhydrid (66 ml, 0,24 Mol) wurde vorsichtig zugegeben.
Der Druck in dem System wurde langsam auf 20 mm Hg mit einer Wasserpumpe
reduziert. Das Reaktionsgefäß wurde
auf ca. 75°C
30 min lang erwärmt,
bis keine Blasenbildung mehr in der Lösung beobachtet wurde. Annähernd 7
ml des Produktes als eine farblose Flüssigkeit wurde in dem ersten
Sammelgefäß bei –70°C erhalten.
Dies wurde sofort für
die folgende Reaktion ohne weitere Charakterisierung verwendet.
Alle Prozesse wurden in einer Argonatmosphäre ausgeführt.
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Schritt 2. Hydrostannat-Bildung
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Dimethylzinndihydrid
(2,1 ml, 3,1 g, 0,02 Mol) wurde mit einer Spritze zu einem 250 ml-Zweihalskolben gegeben,
der mit einer Lösung
von Polymer (hergestellt in Beispiel 1(i)) (5 g, annähernd 0,008
Mol) Dimethylzinndichlorid (4,4 g, 0,02 Mol) und AIBN (100 mg, 0,6
mMol) in trockenem Benzol (60 ml) beladen war. Die Suspension wurde
mit einer UV-Lampe bestrahlt, die bei ungefähr 25 cm vom Kolben positioniert
war. Ein sehr sanftes Rühren
mit einem Magnetrührer
wurde angewandt. Ein anderer Teil einer Lösung von AIBN (100 mg, 0,6
mMol) in Benzol (4 ml) wurde zu der Suspension nach 14 h gegeben.
Die Temperatur wurde konstant gehalten mit einem Wasserbad in einem
Dewar-Gefäß. All die
Prozesse wurden in einer Argonatmosphäre ausgeführt. Die gesamte Reaktionszeit
betrug 48 h. Das Harz wurde dann gründlich mit Toluol, Methanol
und Aceton (auf annähernd
100 ml jeweils, mit Schütteln
der Suspension für
5 min, 3 Zyklen) gewaschen und getrocknet nach einem schließlichen
Waschen mit Ether in einem Vakuumofen bei 40°C für 48 h. Ein graues Harz (6,5 g)
wurde erhalten.
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Beachte:
eine langwellige 100 W-Ultraviolettlampe (UVP: Modell B100AP, Fisher-Katalog: LCF-461-020V)
wurde verwendet.
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Beispiel 1(iii) Reduktion
eines an Polymer gebundenen Zinnchlorids zum entsprechenden Zinnhydrid
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Eine
Suspension des Harzes (wie hergestellt in Beispiel 1(ii) (2 g, annähernd 2,4
mMol) in frisch destilliertem THF (60 ml) in einem 250 ml-Zweihalskolben
mit einem Magnetrührer
wurde auf 0°C
mit einem Eisbad gekühlt.
Eine Lösung
von 1 M Lithiumaluminiumhydrid (Aldrich) (12 ml, 12 mMol) in THF
wurde dann langsam zur Suspension gegeben, während ein sehr sanftes Rühren angewandt
wurde. Eine Blasenbildung, die aus der Harzkugel kam, wurde beobachtet.
Man ließ die
Reaktion auf Raumtemperatur 2 h lang erwärmen. Danach wurde das Harz
gründlich
mit trockenem THF (100 ml, Schütteln
für annähernd 5
min, 5 Zyklen) gewaschen und mit einem Strom aus Argon getrocknet.
Ein graues Polymer (1,8 g Harz) wurde wiedergewonnen.
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Beispiel 1(iv) Festphasen-Palladium-vermittelte
Stannyl-Bildung von I-Dopa
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Das
Harz (wie hergestellt in Beispiel 1(iii) (500 mg, annähernd 0,6
mMol) wurde in frisch destilliertem (CaH2)
suspendiert und desoxidiert (Argon-Blasenbildung) 1–4 Dioxan
(15 ml) für
5 min. Der Katalysator (Pd(PPh3)) (208 mg;
0,18 mMol) wurde dann zugegeben. Die gelbe Mischung wurde sanft
2 h lang gerührt,
bis keine H2-Entwicklung mehr beobachtet wurde. Di-O-t-butoxycarbonyl-6-iodo,
N-Formyl-Dopa-Ethylester
(ABX, Radeberg, Deutschland) (1,2 g, 2 mMol) wurde dann zugegeben.
Die Mischung wurde fast sofort orange und ein feines weißes Präzipitat
wurde gebildet. Das Lösungsmittel
wurde 6 h lang unter Rückfluss
gekocht. Danach ließ man
die Mischung abkühlen,
wonach das Harz gründlich
mit frisch destilliertem Dioxan gewaschen wurde (30 ml mit Schütteln für ungefähr 5 min,
5 Zyklen). Das Harz wurde dann zuerst mit einem Argonstrom für 10 min
getrocknet und später
in einem Vakuumofen bei 40°C
für 16
h. Ein graues Polymer (605 mg) wurde wiedergewonnen.
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Vergleichsbeispiel 2
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Spaltung von I-DOPA von
an Harz gebundenem, Dimethyzyinn-geschützten Dopa über Halodestannylierung mit
Jod
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Aliquote
Mengen von 20 mg Harz (hergestellt wie beschrieben in Beispiel 1(iv))
(annähernd
0,012 mMol) wurden in trockenem Dioxan (in 1 ml) in einem Teströhrchen 5
min lang suspendiert. Zur Suspension wurde Jod (25 mg, 0,1 mMol)
gegeben und aufgelöst
durch sanftes Schütteln
des Röhrchens.
Nach der Reaktion (30 min, 5 h oder 16 h) wurde 1 ml Diethylether
zugegeben. Die Suspension wurde dann mit einer Lösung 0,5 N Natriummetabisulfit
(1 ml) gewaschen. Die organische Schicht (1 ml) wurde extrahiert
mit einer Pasteurpipette und im Vakuum verdampft. Der Extrakt wurde
dann in AcCN (1 ml) aufgelöst
und durch HPLC analysiert. Zwei Aliquote Mengen Harz wurden genauso
gehandhabt ohne Zugabe von Jod als eine Kontrolle.
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Abschätzung der 1-DOPA-Freisetzung
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Die
Menge von freigesetztem I-DOPA wurde bestimmt durch LC-UV-(MS).
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Maximale
theoretische Substitution: 0,4 mMol/g (angenommen eine 100%-ige
Ausbeute in allen Schritten vom Zinnchloridharz), daher maximale
Ausbeute aus 20 mg Harz: (0,008 mMol) beträgt annähernd 5 mg.
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Die
Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Zugabe von Jod eine signifikante
Freisetzung von I-DOPA aus dem Harz fördert.
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Beispiel 3 Spaltung von
[18F]-FDOPA von an Harz gebundenem Dimethylzinngeschützten Dopa über Halodestannylierung
mit [18F]-Fluor
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Radiomarkiertes
[18F]F2 wird über 18O (p,n) 18F-Reaktion
erzeugt und direkt vom Cyclotron geleitet und durch eine Suspension
des Harzes in Blasen durchgeleitet (hergestellt wie beschrieben
in Beispiel 1(iv) in Freon-11 bei Raumtemperatur für eine Zeitdauer
von 2 bis 3 min. Die Suspension wird filtriert und das Freon-11 durch
Verdampfen entfernt. Der Rückstand
wird im Methanol wieder aufgelöst
und zur HPLC für
eine Analyse übertragen.
Ein Teil des zerfallenen Materials wird durch Massenspektrometrie
und NMR analysiert.