DE60315709T2

DE60315709T2 - Festphasenherstellung von 18f-markierten aminosäuren

Info

Publication number: DE60315709T2
Application number: DE60315709T
Authority: DE
Inventors: Alexander Mark Amersham GIBSON; Lynda Jane Highfield Southampton BROWN; Richard Charles Highfield Southampton BROWN
Original assignee: GE Healthcare Ltd
Current assignee: GE Healthcare Ltd
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2023-12-20
Also published as: US7264792B2; GB0229695D0; JP2006510706A; US20060039855A1; DE60315709D1; EP1572601B1; ATE370109T1; EP1572601A1; AU2003290295A1; ES2290528T3; WO2004056725A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue Festphasen-Verfahren zur Herstellung radiomarkierter Tracer, insbesondere zur Herstellung von ¹⁸F-markierten Aminosäuren, die geeignet sein können zur Verwendung als Positronen-Emissions-Tomographie(PET)-Radiotracer. Die Erfindung umfasst auch radiopharmazeutische Kits, die diese neuen Verfahren nutzen.
Das bevorzugte Radioisotop für PET, ¹⁸F, besitzt eine relativ kurze Halbwertszeit von 110 Minuten. Die ¹⁸F-markierten Tracer für PET müssen deswegen so schnell wie möglich synthetisiert und gereinigt werden, und idealerweise innerhalb einer Stunde der klinischen Verwendung, Synthetische Standard-Verfahren zum Einführen von Fluor-18 sind relativ langsam und erfordern eine Reinigung nach der Reaktion (zum Beispiel durch HPLC), was bedeutet, dass es schwierig ist, den ¹⁸F-markierten Tracer zur klinischen Verwendung in guter radiochemischer Ausbeute zu erhalten. Es gibt auch eine Notwendigkeit für eine Automatisierung, um den Betreiber vor einer Strahlungsbelastung zu schützen. Viele Radiofluorierungen sind komplizierte Prozeduren und es ist nötig sie zu vereinfachen, um die Automatisierung zu erleichtern.
Die vorliegende Erfindung stellt Festphasen-Verfahren bereit zur schnellen Herstellung von ¹⁸F-markierten Aminosäuren und mit einer hohen spezifischen Aktivität und doch unter Vermeiden von zeitaufwendigen Reinigungsschritten derart, dass die resultierende ¹⁸F-markierte Aminosäure geeignet zur Verwendung in PET ist. Die Festphasen-Verfahren bieten sich selbst zur Automatisierung mit Vorteilen der Einfachheit der Herstellung und einem größeren Durchsatz an. Die Erfindung umfasst auch radiopharmazeutische Kits, die derartige Verfahren verwenden und so den Radiopharmazeuten oder Kliniker mit einem günstigen Mittel des Herstellens einer ¹⁸F-markierten Aminosäure zu versorgen.
¹⁸F-markierte Aminosäuren, nützlich für Tumor-Bildgebung, sind beschrieben in US 5,808,146 , wobei ein speziell bevorzugtes Beispiel einer derartigen Aminosäure (¹⁸F]-1–Amino-3-fluorcyclobutan-1-carbonsäure ([¹⁸F]-FACBC) ist. Nucleophile Festphasen-Fluorierungsverfahren sind beschrieben in der parallel anhängigen internationalen Patentanmeldung PCT/GB02/02505 .
Martarello et al, J. Med. Chem. 2002, 45, 2250, Synthesis and properties of syn- and anti-1-amino-3-[¹⁸F]fluoromethyl-cyclobutane-1-carboxylic acid.
In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit zur Herstellung von [¹⁸F]-1-Amino-3-fluorcyclobutan-1-carbonsäure ([¹⁸F]-FACBC), umfassend eine Behandlung eines an einen festen Träger gebundenen Vorläufers der Formel (Ia):
wobei P^2a und P^3a jeweils unabhängig für Wasserstoff oder eine Schutzgruppe stehen, und P^1a für Hydroxyl oder eine Schutzgruppe steht;
mit ¹⁸F^-, um den markierten Tracer der Formel (IIa) zu erzeugen
wobei P^1a, P^2a und P^3a jeweils sind wie definiert in Formel (Ia);
gegebenenfalls gefolgt von

(i) Entfernung von überschüssigem ¹⁸F zum Beispiel durch Ionenaustauschchromatographie; und/oder
(ii) Entfernung der Schutzgruppen; und/oder
(iii) Entfernung von organischem Lösungsmittel; und/oder
(iv) Formulierung der resultierenden Verbindung der Formel (IIa) als eine wässrige Lösung.

Wenn der ¹⁸F-markierte Tracer der Formel (IIa) entfernt wird von der festen Phase in die Lösung, bleibt der gesamte nicht umgesetzte Vorläufer an das Harz gebunden und kann getrennt werden durch einfache Filtration, wodurch die Notwendigkeit für eine komplizierte Reinigung, z. B. durch HPLC, vermieden wird. Der ¹⁸F-markierte Tracer (IIa) kann aufgereinigt werden durch Entfernung von überschüssigem F, z. B. durch Ionen-Austausch-Chromatographie und/oder durch Entfernung irgendwelchen organischen Lösungsmittels, z. B. durch Verdampfen. Beliebige Schutzgruppen können entfernt werden und andere einfache Verarbeitungsschritte, wie das Durchlaufen-lassen durch eine C₁₈-Reinigungssäule oder Verdampfen können ausgeführt werden. Der resultierende ¹⁸F-markierte Tracer der Formel (IIa) kann dann weiter aufgearbeitet werden zu einer wässrigen Formulierung zur klinischen Verwendung.
Wie in Schema 1 gezeigt ist, kann die Verbindung der Formel (Ia) günstigerweise hergestellt werden aus einem beliebigen geeigneten, kommerziell erhältlichen Harz, wie Merrifield Resin, NovaSyn^® TG Bromo Resin, (Bromomethyl)phenoxymethylpolystyrol oder Wang-Harz, das umgesetzt werden kann mit einer Verbindung (dem LINKER), der mit einem Sulphonylfluorid oder einem Sulphonylchlorid an einem Ende funktionalisiert ist, und mit einer reaktiven Funktionalisierung, z. B. einer Carbonsäure, am anderen Ende. Dies kann ausgeführt werden durch Behandeln eines amin-funktionalisierten Harzes mit einer Linker-Verbindung, die sowohl eine Sulphonylfluorid- als auch eine Säurechloridfunktionalität besitzt, in einem geeigneten inerten Lösungsmittel, wie Dichlormethan, Cloroform oder Acetonitril und Erwärmen bei erhöhter Temperatur für eine Zeitdauer. Das überschüssige Reagenz kann dann entfernt werden vom Harz durch Waschen mit weiteren Portionen des inerten Lösungsmittels. Das Sulphonylchlorid-Harz kann dann umgesetzt werden mit dem Alkohol-Analogon des Tracers, um den Harz-gebundenen Vorläufer der Formel (Ia) zu erzeugen. Dies kann ausgeführt werden durch Behandeln des Harzes mit einer Lösung des Alkohols in einem inerten Lösungsmittel, wie Chloroform, Dichlormethan, Acetonitril, Dioxan oder Tetrahydrofuran, enthaltend eine nicht-nukleophile lösliche Base, wie Natriumhydrid oder ein Trialkylamin, z. B. Triethylamin oder Diisopropylethylamin. Die Reaktion kann ausgeführt werden bei einer Temperatur von 10–80°C, optimalerweise bei Umgebungstemperatur für eine Zeitdauer von ungefähr 1–72 Stunden. Der/die überschüssige Alkohol und Base können dann entfernt werden vom festen Träger durch Waschen mit weiteren Portionen eines inerten Lösungsmittels, wie Chloroform, Dichlormethan oder Tetrahydrofuran. Alternativ kann der LINKER gebunden werden an den TRACER vor dem Binden an den FESTEN TRAGER, um die Verbindung der Formel (Ia) zu bilden, unter Verwenden einer Chemie, die analog zu jener ist, die oben beschrieben ist. Schema 1
In den Verbindungen der Formel (Ia) und in dem folgenden spezifischeren Aspekt der Erfindung kann der „FESTE TRAGER" ein beliebiger geeigneter Festphasen-Träger sein, der unlöslich ist in beliebigen Lösungsmitteln, die in dem Verfahren ver wendet werden sollen, aber an den der LINKER und/oder TRACER kovalent gebunden werden kann. Beispiele eines geeigneten FESTEN TRAGERS umfassen Polymere, wie Polystyrol (das Block-gegraftet sein kann, z. B. mit Polyethylenglykol), Polyacrylamid oder Polypropylen oder Glas oder Silizium beschichtet mit einem derartigen Polymer. Der feste Träger kann in der Form von kleinen diskreten Teilchen vorliegen, wie Kügelchen oder Stiften, oder als eine Beschichtung auf der inneren Oberfläche einer Kartusche oder auf einem mikrofabrizierten Gefäß.
In den Verbindungen der Formeln (Ia) und in dem folgenden spezifischeren Aspekt der Erfindung kann der „LINKER" eine beliebige geeignete organische Gruppe sein, die dazu dient, die reaktive Stelle ausreichend von der Struktur des festen Trägers zu beabstanden, und so die Reaktivität zu maximieren. Geeigneterweise umfasst der LINKER null bis vier Arylgruppen (geeigneterweise Phenyl) und/oder ein C_1-16-Alkyl (geeigneterweise ein C_1- ₆-Alkyl) oder C_1-16-Haloalkyl (geeigneterweise C_1- ₆-Haloalkyl), typischweise C_1- ₁₆-Fluoroalkyl (geigneterweise C₁ _-6-Fluoroalkyl), oder C_1-16-Alkoxy- oder C_1- ₁₆-Haloalkoxy (geeigneterweise C_1- ₆-Alkoxy oder C_1- ₁₆-Haloalkoxy), typischerweise C_1- ₁₆-Fluoroalkoxy (geeigneterweise C_1- ₁₆-Fluoroalkoxy), und gegebenenfalls eine bis vier zusätzliche funktionelle Gruppen, wie Amid- oder Sulphonamidgruppen. Beispiele derartiger Linker sind jenen Fachleuten in der Technik der Festphasen-Chemie gut bekannt, aber umfassen:
Wobei bei jedem Auftreten k für eine ganze Zahl von 0 bis 3 steht, n für eine ganze Zahl von 1 bis 16 steht, und R^L für Wasserstoff oder C_1- ₁₆-Alkyl steht.
Wie für den Fachmann offenbar sein würde, kann es nötig sein, funktionelle Gruppen in dem TRACER zu schützen, um unerwünschte Reaktionen während des Radiomarkierungsprozesses 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 auch Stand in der Technik sind. Geeignete Schutz- und Entschützungs-Methodiken können gefunden werden, z. B. in Protecting Groups in Organic Synthesis, Theodors W. Greene und Peter G. M. Wuts, veröffentlicht von John Wiley & Sons Inc. Bevorzugte Carbonsäureschutzgruppen, P¹, umfassen C_1- ₁₆-Alkylester. Bevorzugte Aminschutzgruppen P² und P³ umfassen Butoxycarbonyl, Formamid, Tosylat, Fluorenylmethoxycarbonyl, Trifluoracetamid, Succinimid und Phthalimid.
Die Behandlung der Verbindung der Formel (Ia) mit ¹⁸F^- kann bewirkt werden mit einer beliebigen geeigneten Quelle von ¹⁸F, wie Na¹⁸F, K¹⁸F, Cs¹⁸F, Tetraalkylammonium-¹⁸F- fluorid oder Tetraalkylphosphonium-¹⁸F-fluorid. Um die Reaktivität des Fluorids zu vergrößern, kann ein Phasentransferkatalysator, wie 4,7,13,16,21,24-Hexaoxa-1,10-diazabicyclo[8,8,8]hexacosan zugegeben werden und die Reaktion in einem nicht-erotischen Lösungsmittel ausgeführt werden. Diese Bedingungen ergeben reaktive Fluoridionen. Die Behandlung mit ¹⁸F^- wird geeigneterweise bewirkt bei Vorhandensein eines geeigneten organischen Lösungsmittels, wie Acetonitril, Dimethylformamid, Dimethylsulphoxid, Tetrahydrofuran, Dioxan, 1,2-Dimethoxyethan, Sulpholan, N-Methylpyrrolidinineon, bei einer nicht-extremen Temperatur, z. B. 15°C–180°C, bevorzugt bei erhöhter Temperatur. Nach Abschluss der Reaktion wird der ¹⁸F-markierte Tracer (IIa), der in dem Lösungsmittel aufgelöst ist, günstigerweise von der festen Phase durch Filtration getrennt. Dieselben Fluorierungstechniken können verwendet werden in den folgenden spezifischeren Aspekten der Erfindung.
Jegliches überschüssiges ¹⁸F^- kann entfernt werden aus der Lösung des ¹⁸F-Tracers durch beliebige geeignete Mittel, z. B. durch Ionenaustauschchromatographie, oder durch Festphasenabsorbenzien. Geeignete Ionenaustauschharze umfassen BIO-RAD AG 1-X8 oder Waters QMA und geeignete Festphasenabsorbenzien umfassen Alumina. Das überschüssige ¹⁸F^- kann entfernt werden unter Verwenden derartiger fester Phasen bei Raumtemperatur in aprotischen Lösungsmitteln.
Ein beliebiges organisches Lösungsmittel kann entfernt werden durch ein beliebiges Standardverfahren wie durch Verdampfung bei erhöhter Temperatur in vacuo oder Durchlaufenlassen eines Stromes eines inerten Gases, wie Stickstoff oder Argon über der Lösung.
Vor der Verwendung des ¹⁸F-markierten Tracers kann es geeignet sein, ihn zu formulieren, z. B. als eine wässrige Lösung, durch Auflösen des ¹⁸F-markierten Tracers in steriler isotonischer Salzlösung, die bis zu 10% eines geeigneten organischen Lösungsmittels enthalten kann, wie Ethanol oder eine geeignete gepufferte Lösung, wie ein Phosphatpuffer. Andere Additive können zugegeben werde, wie Ascorbinsäure, um eine Radiolyse zu verringern.
In der Verbindung der Formel (Ia) ist der LINKER bevorzugt
wobei R¹ für Wassersoff oder C_1- ₁₆-Alkyl steht, n für 1 bis 16 steht und k für 0 bis 3 steht, und der FESTE TRÄGER geeigneterweise ein Polystyrolharz ist.
Die Entfernung beliebiger Schutzgruppen von der Verbindung der Formel (IIa) kann bewirkt werden durch Standardverfahren, auf die oben Bezug genommen wurde. In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Aspektes der Erfindung werden die Carbonsäuregruppen geschützt als Ester, geeigneterweise C_1- ₁₆-Alkylester, bevorzugt als Acetatester, und die Amingruppen können geschützt sein mit einer C_1- ₁₆-Alkoxycarbonyl-, bevorzugt t-Butoxycarbonylgruppe. Derartige Schutzgruppen können günstigerweise entfernt werden durch Hydrolyse, z. B. bei Vorhandensein einer Säure oder Base. Eine derartige Entschützung kann bewirkt werden beim Verwenden von auf einem festen Träger getragenen Säure- oder Basekatalysatoren, die die Notwendigkeit für eine spätere Entschützungsneutralisation unnötig machen.
Die Verbindungen der Formel (Ia) sind neu und bilden daher einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Wie oben beschrieben, umfassen die Vorteile derartiger Festphasen-Prozesse zur Herstellung von ¹⁸F-markierten Tracern die relative Geschwindigkeit des Prozesses, vereinfachte Reinigungsverfahren und die Leichtigkeit der Automatisierung – von denen alles bedeutet, dass die Prozesse geeignet sind zur Herstellung von ¹⁸F-markierten Tracern zu Verwendung in PET. Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zu Herstellung eines ¹⁸F-markierten Tracers der Fromel (IIa) zur Verwendung in PET bereit.
Günstigerweise könnte der an einen festen Träger gebundene Vorläufer der Formel (Ia) als Teil eines Kits für eine Radiopharmazie bereitgestellt werden. Das Kit kann eine Kartusche enthalten, die in einen geeignet adaptierten automatisierten Synthetisierer gestöpselt werden kann. Die Kartusche kann enthalten, außer den an den festen Träger gebundenen Vorläufer, eine Säule, um unerwünschtes Fluoridion zu entfernen, und ein geeignetes Gefäß, das so verbunden ist, dass die Reaktionsmi schung verdampft werden kann und das Produkt formuliert werden kann wie erforderlich. Die Reagenzien und Lösungsmittel und andere Verbrauchsmaterialien, die für die Synthese erforderlich sind, können auch eingeschlossen sein zusammen mit einer CD, die die Software trägt, die es dem Synthetisierer ermöglicht, in einer Weise betrieben zu werden, dass die Erfordernisse des Kunden für die radioaktive Konzentration, die Volumina, die Zeit der Lieferung etc. erfüllt werden.
Günstigerweise sind alle Komponenten des Kit entsorgbar, um die Möglichkeiten der Kontamination zwischen Durchläufen zu minimieren, und können steril und qualitätsgesichert sein.
Die Erfindung stellt weiter bereit ein radiopharmazeutisches Kit zur Herstellung eines ¹⁸F-markierten Tracers zur Verwendung in PET umfassend:

(i) ein Gefäß, enthaltend eine Verbindung der Formel (Ia); und
(ii) Mittel zum Eluieren des Gefäßes mit einer Quelle von ¹⁸F^-;
(iii) eine Ionenaustausch-Kartusche zum Entfernen von überschüssigem ¹⁸F^-; und gegebenenfalls
(iv) eine Kartusche für Festphasen-Entschützung des resultierenden Produkts der Formel (IIa).

Die Erfindung stellt ferner bereit eine Kartusche für ein radiopharmazeutisches Kit zur Herstellung eines ¹⁸F-markierten Tracers zur Verwendung in PET, umfassend:

(i) ein Gefäß, enthaltend eine Verbindung der Formel (Ia); und
(ii) Mittel zum Eluieren des Gefäßes mit einer Quelle von ¹⁸F^-.

Die Erfindung wird nun veranschaulicht mittels der folgenden Beispiele.
Durch die gesamten Beispiele hindurch werden Abkürzungen verwendet wie folgt:

DCM:: Dichloromethan
DMF:: N,N-Dimethylformamid
DIPEA:: Diisopropylethylamid
DPPCI:: Diphenylphosphorochloridat
W/V:: Gewicht/Volumen
h:: Stunde(n)
tic:: Dünnschichtchromatographie
THF:: Tetrahydrofuran
eq:: Äquivalente

Beispiel 1. Synthese von syn- und anti-1-Amino-3-[¹⁸F]-fluorocyclobutan-1-carbonsäure (FACBC)
Zwischenprodukt 1. Herstellung von 1-t-Butyl-carbamat-3-hydroxy-cyclobutan-1-carbonsäuremethylester.
Nach der Literatur Shoup, T.M. & Goodman, M.M. Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals (1999), 42, 215, wird das Hydroxy-Zwischenprodukt synthetisiert. Beispiel 1 (i) Synthese von Perfluoroalkylsulphonyl-Linker (D)
Nach Yijun Pan und Christopher Holmes. A traceless perfluoroalkylsulphonyl linker for the deoxygenation of Phenols, Organic letters, Juli 2001, Seite 83–86 und beigefügte ergänzende Information.
Zur Lösung von Ethylvinylether (600 mg, 8.3 mmol), NaHCO₃ (680 mg, 8.0 mmol), und Tetrafluoro-2-tetrafluoro-2-iodoethoxy)ethansulphonylfluorid (A), geliefert von Apollo (3.5 g, 8.0 mmol) in CH₃CN (8 ml) und H₂O (7 ml) wurde langsam zugegeben Na₂S₂O₄ (1.64 g, 8.0 mmol) bei 0°C unter Rühren. Die Mischung wurde gerührt bei 5°C für 50 Minuten. Der pH der Reaktionsmischung wurde eingestellt auf 6,27,0 durch Zugeben von 3N wässriger HCl und die Mischung wurde gerührt bei 25°C für weitere 20 Minuten. Sie wurde extrahiert mit CH₂Cl₂, gewaschen mit Wasser und konzentriert unter verringertem Druck. Der Ölrückstand wurde aufgelöst in Aceton (38 ml) und die Lösung wurde zugegeben zu einer Rührmischung von 2-Methylbuten-2 (36 ml), NaH₂PO₄ (4,0 g, 30 mmol), NaClO₂ (5,0 g, 55 mmol) und Wasser (40 ml) bei 0–5°C. Die Reaktionsmischung wurde gerührt bei 10–15°C für 2 Stunden. Sie wurde konzentriert unter verringertem Druck, extrahiert mit Ether, gewaschen mit Salzlösung, getrocknet (Na₂SO₄) und konzentriert für die Chromatographie (CHCl₃/MeOH, 100:2) um die Verbindung (D) (866 mg, 30%) zu ergeben. F-19 NMR; C-13 NMR Beispiel 1 (ii) Synthese eines Acylchlorid-Linkers (E)
Das Acylchlorid (E) wurde hergestellt durch Zugeben von 2 Tropfen trockenem DMF (Aldrich) zu einer trockenen DOM-Lösung (4 ml; Aldrich) der entsprechenden Säure (0,79 g, 2,2 mmol) und Oxalylchlorid (0,38 ml, 4,4 mmol, Aldrich). Gas wurde freigesetzt über 10 Minuten und die Mischung wurde gerührt für eine Stunde bei Raumtemperatur. Die resultierende Lösung wurde verdampft unter verringertem Druck und der Rückstand aufgelöst in 2 ml trockenem DCM. Beispiel 1 (iii) Synthese eines PS-Harz-Linkers
In einem in einem Ofen getrockneten Radleys-Reaktionsröhrchen wurden angeordnet 1,0 g Polystyrolharz (1 g, 1,30 mmol.g^-1, Novabiochem 01-64-0143, 100–200 mesh) und 16 ml trocknes DCM (Aldrich). Das Röhrchen wurde mit Stickstoff gespült und gekühlt auf –40° C. Eine DCM-Lösung (trocken, Aldrich) von Acylchlorid (D) (2 ml; 4,4 mmol; 3,4 eqs) wurde zugegeben gefolgt von trockenem DIPEA (2,2 mmol; 5 eqs). Die gelbe Reaktionsmischung wurde orange beim langsamen Erwärmen auf Raumtemperatur. Nach 5 Stunden wurde das Harz abfiltriert und gründlich mit DCM und Methanol gewaschen. Der orangefarbene Feststoff wurde verdampft unter verringertem Druck.
¹⁹F NMR, δ(ppm, CDCl₃, Referenz CFCl₃, 282,65 MHz): 45,1(SO₂F), –82,6 (OCF₂), –87,9(OCF₂), –112,6(CF₂SO₂F), –115,7(CF₂CH₂) ppm.
Beispiel 1 (iv) Synthese von auf einem festen Träger getragenem 1-t-Butyl-carbamat-1-cyclobutan-1-carbonsäuremethylester
Eine Portion des in der Weise des Beispiels 1 (iii) oben hergestellten Harzes lässt man mit Dichlormethan (2 ml) quellen. Zu diesem Harz wird eine Lösung von t-Butylcarbamat-3-hydroxy-1-cyclobutan-1-carbonsäure-methylester (Zwischenprodukt 1) in Dioxan zugegeben, das mit Natriumhydrid behandelt worden war, um das Natriumsalz zu ergeben. Die Suspension wird gerührt für 40 Stunden bei 80°C. Die Suspension wird dann filtriert und gewaschen mit THF.
Beispiel 1 (v) Radiofluorierung, um [¹⁸F]-FACBC herzustellen
Zu einer Portion des Harzes (hergestellt wie beschrieben in Beispiel 1 (vii)) gehalten in einer Kartusche wird eine Lösung von Kryptofix, Kaliumcarbonat und [¹⁸F]-Fluorid in trockenem Acetonitril zugegeben. Die Suspension wird erwärmt auf 85°C für 10 Minuten und dann wird die Lösung abfiltriert. Die Lösung lässt man dann durch eine C₁₈-Festphasenextraktionskartusche laufen und sie wird gewaschen mit Wasser, um Acetonitril, Kryptofix und Kaliumcarbonat zu entfernen. Die Zugabe von mehr Acetonitril wäscht das radiofluorierte Produkt der Kartusche in eine Lösung von 6M HCl. Diese Lösung wird erwärmt für 5 Minuten bei 130°C vor der Neutralisation und Analyse.
Bespiel 2. Synthese von syn- und anti-1-Amino-3-[¹⁸F]-fluorocyclobutan-1-carbonsäure-methylester (FACBC)
2. (i) Herstellung von 1-t-Butyl-carbamat-3-hydroxy-1-cyclobutan-1-carbonsäuremethylester
Dieser Schritt wurde ausgeführt wie oben beschrieben (Zwischenprodukt 1). Beispiel 2 (ii) Synthese von 1 -tert-Butoxycarbonylamino-3-[1,1,2,2-tetrafluoro-2-(1,1,2,2-tetrafluoro-2-iodoethoxy)ethansulfonyloxy]-cyclobutan-carbonsäuremethylester
Zur Lösung des 1-tert-Butyl-carbamat-3-hydroxy-1-cyclobutan-1-carbonsäuremethylesters in THF bei 0°C wurden zugegeben 1,1 Äquivalente von Natrium-bis(trimethylsilyl)amid. Nach 30 Minuten bei 0°C wurden 1,1 Äquivalente Tetrafluoro-2-tetrafluoro-2-iodoethoxy-ethansulfonylfluorid hinzugegeben. Nach 30 Minuten wurde das Eisbad entfernt und man ließ die Reaktion auf Umgebungstemperatur erwär men. Lösungsmittel wurde entfernt bei verringertem Druck bei Raumtemperatur. Die rohe Mischung wurde gereinigt durch Silicagel-Chromatographie, unter Eluieren mit Ethylacetat/Petrolether (3:7), was das erwünschte Produkt als ein Öl ergab.
NMR (CDCl₃), δH: 1,44 (9H, s, Boc), 2,70–3,21 (4H, m, vbr, Cyclobutan), 3,77 (3H, s, OMe), 5,41 (1H, p, J = 7,2 Hz, 3C-H), δF: 118,3, 115,5, 82,6, 65,6 Beispiel 2 (iii) Synthese von 1-tert-Butoxycarbonylamino-3-[2-(12-carboxy-1,1,2,2-tetrafluoro-4-iodododecyloxy)-1,1,1,2-tetrafluoroethansulfonyloxy]-cyclobutancarbonsäure-methylester
Zur Lösung von 1-tert-Butoxycarbonylamino-3-[1,1,2,2-tetrafluoro-2-(1,1,2,2-tetrafluoro-2-iodoethoxy)ethansulfonyloxy]cyclobutan-carbonsäuremethylester in Wasser/Acetonitril (1:2), gekühlt in einem Eis/Wasser-Bad wurden sequentiell 1,2 Äquivalente von Natriumbicarbonat, 1,2 Äquivalente von Natriumdithionit und ein Äquivalent von Undecylsäure zugegeben. Die Mischung wurde eine Stunde lang gerührt und man lässt sie auf Umgebungstemperatur erwärmen. Das Lösungsmittel wurde entfernt unter verringertem Druck bei Umgebungstemperatur. Die wässrige Schicht wurde dreimal mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Schicht wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde bei verringertem Druck entfernt. Die rohe Mischung wurde gereinigt durch Silicagel-Chromatographie unter Elution mit Ethylacetat/Petrolether (abgestufte Form 0% bis 90% Ethylacetat).
NMR (CDCl₃), δH: 1,32 (10H, s, vbr), 1,44 (9H, s, vbr, BOC), 1,55–1,85 (4H, m, vbr), 2,35 (2H, t, 7,2 Hz), 2,41–3,25 (5H, m, vbr), 3,81 (3H, s, OMe), 4,30 (1H, s, br, NH), 5,41 (1H. p, br, 3-CH) Beispiel 2 (iv) Synthese von 1-tert-Butoxycarbonylamino-3-[2-(12-carboxy-1,1,2,2- tetrafluorododecyloxy)-1,1,2,2-tetrafluoroethansulfonyloxy]-cyclobutan-carbonsäuremethylester
Zur Lösung von 1-tert-Butoxycarbonylamino-3-[2-(12-carboxy-1,1,2,2-tetrafluoro-2-tetrafluoro-4-iodododecyloxy)-1,1,2,2-tetrafluoroethansulfonyloxy]-cyclobutancarbonsäuremethylester in Diethylether wurde zugegeben ein Überschuss Zinkmetall, gefolgt von Essigsäure. Die Mischung wird erwärmt bei Rückfluss für eine Stunde. Die Mischung wurde gekühlt und das Lösungsmittel abdekantiert, wobei darauf geachtet wurde, dass kein Zinkmetall aus dem Reaktionsgefäß lief. Das Lösungsmittel wurde entfernt bei verringertem Druck bei Umgebungstemperatur. Beispiel 2 (v) Fest-Träger-Synthese von 1-tert-Butoxycarbonylamino-3-[2-(12-carboxy-1,1,2,2-tetrafluoro-2-tetrafluorododecyloxy)-1,1,2,2-tetrafluoroethansulfonyloxy]-cyclobutan-carbonsäure-methylester
In einem im Ofen getrockneten Radleys-Reaktionröhrchen wird 1 g Polystyrolharz (1 g, 1,30 mmol.g^-1, Novabiochem 01-64-0143, 100–200 mesh) und 16 ml trockenes DCM (Aldrich) angeordnet. Dazu wird sequentiell gegeben 1-tert-Butoxycarbonylamino-3-[2-(12-carboxy-1,1,2,2-tetrafluorododecyloxy)-1,1,2,2-tetrafluoroethansulfonyloxy]-cyclobutan-carbonsäure-methylester (1,1 Äquivalente), Hunig's Base (2,0 Äquivalente) und DPPCI (1,1 Äquivalente) gegeben. Nach 5 Stunden wirrd das Harz abfiltriert und gründlich gewaschen mit DCM und Methanol. Der Feststoff wird getrocknet bei verringertem Druck.
Beispiel 2 (vi) Radiofluorierung, um [¹⁸F]- FACBC herzustellen
Zu einer Portion des Harzes (hergestellt wie beschrieben in Beispiel 2(v)), gehalten in einer Kartusche, wird eine Lösung von Kryptofix, Kaliumcarbonat, [¹⁸F]-Fluorid in trockenem Acetonitril gegeben. Die Suspension wird erwärmt auf 85°C für 10 Minuten und dann wird die Lösung abfiltriert. Die Lösung lässt man dann durch eine C₁₈-Festphasenextraktionskartusche laufen und sie wird mit Wasser gewaschen, um Acetonitril, Kryptofix und Kaliumcarbonat zu entfernen. Die Zugabe von mehr Acetonitril wäscht das radiofluorierte Produkt der Kartusche in eine Lösung vom 6M HCl. Diese Lösung wird erwärmt für 5 Minuten bei 130°C vor der Neutralisation und Analyse.
Beispiel 3 Synthese von syn- und anti-1-Amino-3-[¹⁸F]-fluoromethylcyclobutan-1-carbonsäure (FMACBC)
Zwischenprodukt 1. Herstellung von 1-[N-(t-Butoxycarbonyl)aminol-3-hydroxymethyl-1-cyclobutan-1-carbonsäure-t-butylester
Nach der Literatur von Martarello, L., McConathyl, J., Camp, V.M., Malveaux, E.J., Simpson, N.E., Simpson, C.P., Olson, J.J, Bowers, G.D. and Goodman, M.M Journal of Medicinal Chemistry 2002, 45, 2250, wird das Hydroxymethyl-Zwischenprodukt synthetisiert. Beispiel 3 (i) Synthese von auf einem festen Träger getragenem 1-[N-(t-Butoxycarbonyl)aminoj-3-hydroxymethyl-1-cyclobutan-1-carbonsäure-t-butylester
Das Harz lässt man quellen in Pyridin/DCM (1:1) und dazu wird zugegeben 1-[N-(t-Butoxycarbonyl)amino]-3-hydroxymethyl-1-cyclobutan-1-carbonsäure-t-butylester. Die Reaktion wird überwacht über einen Test für den vollständigen Verbrauch des Sulphonylchlorids: mehrere Kügelchen werden angeordnet in einer Lösung von 5% Ethylendiamin in DMF für 5 Minuten; diese Kügelchen werden dann gründlich gewaschen (DMF x3, DCM x3, THF x3) und dann werden sie behandelt mit einer Lösung von 1% Bromphenolblau in Dimethylacetamin. Die Kügelchen werden dann fünfmal gewaschen mit DMF. Blaue Kügelchen zeigen das Vorhandensein von Sulphonylchloridgruppen auf dem Harz an, aber falls die Kügelchen weiß sind (oder weißlich), ist die Reaktion beendet. Beispiel 3 (ii) Herstellung [¹⁹F]-FMeACBC
Zu dem auf einem festen Träger getragenen 1-[N-(t-Butoxycarbonyl)amino]-3-hydroxymethyl-1-cyclobutan-1-carbonsäure-t-butylester in Acetonitril wird Kaliumfluorid, Kryptofix [2,2,2] und Kaliumcarbonat gegeben. Die Lösung wird erwärmt bei Rückfluss für 45 Minuten. Man lässt die Reaktionsmischung auf Umgebungstempe kühlen und filtriert sie dann, und wäscht sie mit Acitonitril. Die organische Schicht wird gesammelt. Das Lösungsmittel wird entfernt bei verringertem Druck und dies ergibt [¹⁹F] FMeACBC.
NMR (CDcl₃), δH: 1,37 (9H, s, (CH₃)₃C), 1,43 (9H, s, (CH₃)₃C), 2,16–2,34 (2H, s, br, CH₂). 2,45–2,57 (2H, m, br, CH₂), 4,34 (2H, d, J = 7 Hz, Ch₂F), 5,17 (1H, s, NH), δC: 28,0 (CH₃), 28,5 (CH₃), 33,3 (CH₂), 55,1 (C(NH)(C=O)), 79,7 (C(CH₃)₃), 81,7 (C(CH₃)₃), 85,2, 87,4 (CH₂F), 154,7 (C=O), 173,2 (C=O)
[¹⁸F]-FMeACBC kann hergestellt werden aus dem Zwischenprodukt, des Beispiels 3 (i) mit einer analogen Chemie unter Verwenden von [¹⁸F]-Kaliumfluorid.
Literaturstellen, zitiert in der Beschreibung
Die Liste von Literaturstellen, die vom Anmelder zitiert sind, dienen nur zum Nutzen des Lesers. Sie bilden nicht Teil des europäischen Patendokumentes. Sogar obwohl große Sorgfalt aufgebracht wurde, die Literaturstellen zu erarbeiten, können Irrtümer oder Unterlassungen nicht ausgeschlossen werden und das EPA erkennt keinerlei Haftung in dieser Hinsicht an.
Patentdokumente, zitiert in der Beschreibung

• US 5808146 [0004]
• GB 0202505 W [0004]

Nicht-Patent-Literatur, zitiert in der Beschreibung

• MARTARELLO et al., Synthesis and properties of syn- and anti-1-amino-3-[¹⁸F]fluoromethyl-cyclobutane-1-carboxylic acid. J. Med. Chem. 2002, Bd. 45, 2250 [0005]
• THEODORA W. GREENE; PETER G. M: WUTS. Protecting Groups in Organic Synthesis, John Wiley & Sons Inc, [0011]
• SHOUP, T.M.; GOODMAN, M.M. Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals (1999), Band 42, 215 [0027]
• YIJUN PAN; CHRISTOPHER HOLMES. A traceless Perfluoroalkylsulphonyl linker for the deoxygenation of Phenols. Organic letters, Juli 2001, 83–86
• MARTARELLO, L.; MCCONATHYL, J.; CAMP, V.M.; MALVEAUX, E.J.; SIMP-SON, N.E.; SIMPSON, C.P.; OLSON, J.J; BOWERS, G.D.; GOODMAN, M.M. Journal of Medicinal Chemistry, 2002, Bd. 45, 2250 [0047]

Claims

Verfahren zur Herstellung von [¹⁸F]-1-Amino-3-fluorcyclobutan-1-carbonsäure ([¹⁸F]-FACBC), umfassend eine Behandlung eines an einen festen Träger gebundenen Vorläufers der Formel (Ia):
wobei P^2a und P^3a jeweils unabhängig für Wasserstoff oder eine Schutzgruppe stehen, und P^1a für Hydroxyl oder eine Carbonsäure-Schutzgruppe steht; mit ¹⁸F^-, um den markierten Tracer der Formel IIa) zu erzeugen
wobei P^1a, P^2a und P^3a jeweils sind wie definiert in Formel (Ia); gegebenenfalls gefolgt von (v) Entfernung von überschüssigem ¹⁸F^-, zum Beispiel durch Ionenaustauschchromatographie; und/oder (vi) Entfernung der Schutzgruppen; und/oder (vii) Entfernung von organischem Lösungsmittel; und/oder (viii) Formulierung der resultierenden Verbindung der Formel (IIa) als eine wässrige Lösung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Linker in der Verbindung der Formel (Ia) ist
wobei k eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist, n eine ganze Zahl von 1 bis 16 ist und R^L für Wasserstoff oder C_1- ₆-Alkyl steht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, in dem P^1a für C_1-6-Alkoxy steht, P^2a für Wasserstoff oder C_1- ₆-Alkoxycarbonyl steht, und P^3a für C_1-6-Alkoxycarbonyl steht.
Verfahren für die Herstellung eines ¹⁸F-markierten Tracers der Formel (IIa) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, zur Verwendung in PET.
Verbindung der Formel (Ia):
wobei P^2a und P^3a jeweils unabhängig für Wasserstoff oder eine Schutzgruppe stehen, und P^1a für Hydroxyl oder eine Schutzgruppe steht.
Verbindung nach Anspruch 5, in der der Linker steht für
wobei k eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist, n eine ganze Zahl von 1 bis 16 ist und R^L für Wasserstoff oder C_1- ₆-Alkyl steht.
Verbindung nach Anspruch 5 oder 6, in der P^1a für C_1- ₆-Alkoxy steht, P^2a für Wasserstoff oder C_1- ₆-Alkoxycarbonyl steht, und P^3a für C_1-6-Alkoxycarbonyl steht.
Ein radiopharmazeutisches Kit zur Herstellung eines ¹⁸F-markierten Tracers zur Verwendung in PET, umfassend: (i) ein Gefäß, enthaltend eine Verbindung der Formel (Ia) wie definiert in einem der Ansprüche 1–3; und (ii) Mittel zum Eluieren des Gefäßes mit einer Quelle von ¹⁸F^-; (iii) eine Zonenaustausch-Kartusche zum Entfernen von überschüssigem ¹⁸F^-; und gegebenenfalls
(iv) eine Kartusche für Festphasen-Entschützung des resultierenden Produkts der Formel (IIa), wie definiert nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
Kartusche für ein radiopharmazeutisches Kit zur Herstellung eines ¹⁸F markierten Tracers zur Verwendung in PET, umfassend: (i) ein Gefäß, enthaltend eine Verbindung der Formel (Ia) wie definiert in einem der Ansprüche 1–3; und (ii) Mittel zum Eluieren des Gefäßes mit einer Quelle von ¹⁸F^-.