DE69003277T2

DE69003277T2 - Kationische Komplexe von Technetium-99m und Liganden dafür.

Info

Publication number: DE69003277T2
Application number: DE90300630T
Authority: DE
Inventors: Kwok Wai Chiu; Jonathan Robin Dilworth; David Vaughan Griffiths; James Duncan Kelly
Original assignee: Amersham International PLC
Current assignee: GE Healthcare Ltd
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1990-01-22
Publication date: 1994-01-13
Anticipated expiration: 2010-01-23
Also published as: US5312904A; GB8902362D0; JP2894767B2; EP0386873B1; JPH03197487A; CA2008893A1; EP0386873A1; ATE94411T1; DE69003277D1

Description

Diese Erfindung betrifft kationische Komplexe von Technetium-99m (Tc-99m), die als körperabbildende Mittel brauchbar sind und Liganden für die Bildung derartiger Komplexe.
Radiopharmazeutika können als diagnostische oder therapeutische Mittel vermöge der physikalischen Eigenschaften ihrer als Bestandteile vorhandenen Radionuklide verwendet werden. Demzufolge basiert ihre Brauchbarkeit nicht auf irgendeiner pharmakologischen Wirkung. Die meisten in dieser Klasse klinisch verwendeten Pharmaka sind diagnostische Mittel, enthaltend ein Gamma-emittierendes Nuklid, welches sich wegen der physikalischen oder metabolischen Eigenschaften seines koordinierten Liganden nach intravenöser Injektion in einem spezifischen Organ lokalisiert. Die resultierenden Bilder können Organstruktur oder -funktion widerspiegeln. Diese Bilder werden mittels einer Gammakamera erhalten, welche die Verteilung von ionisierender Strahlung, emittiert durch die radioaktiven Spezies, ermittelt. Das in der klinischen diagnostischen Nuklearmedizin allgemein verwendete Hauptisotop ist das metastabile Technetium-99m (t 1/2 6 Stunden).
Es ist wohlbegründet, daß neutrale zweizähnige Liganden des allgemeinen Typs R&sub2;Q(CH&sub2;)nQR&sub2; (worin Q Phosphor oder Arsen sein kann, n den Wert 2 oder 3 besitzt und R Alkyl oder Aryl bedeutet) stabile gut charakterisierte kationische Komplexe mit Tc-99 und Tc-99m bilden.
Die Europäische Patentanmeldung 201005 beschreibt dreizähnige Liganden, in welchen die koordinierenden Atome "harte" elektronegative Atome, wie N oder O, sind. Tc(V)-Komplexe mit einem solchen dreizähnigen Liganden sind beschrieben.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit dreizähnigen mono-anionischen Liganden. Diese sollten fähig sein, den kationischen Komplex [Tc(III)K&sub2;]&spplus; herzustellen, worin K der Ligand ist, der wertvolle körperabbildende, und insbesondere herzabbildende, Eigenschaften haben sollte.
Die Erfindung liefert einen dreizähnigen mono-anionischen Liganden der Struktur
R&sub2;X - A - YR - Q - Z
worin X einen neutralen Donor bedeutet, der P, As oder N ist,
Y einen neutralen Donor bedeutet, der P, As oder N ist, worin zumindest einer der Reste X und Y P oder As ist,
Z eine mono-anionische Funktion darstellt, die phenolisches OH, Thiophenol oder Thiol ist,
jeder der Reste
A und Q eine C&sub1;-C&sub4;-Kohlenwasserstoffbrücke ist, wobei zwei benachbarte C-Atome derselben einen Teil eines Benzolrings bilden können und welche zumindest einen C&sub1;-C&sub4;-Alkyl-, Alkoxyalkyl-, Alkoxy- oder Tetrahydropyran-Substituenten tragen kann,
R gleich oder verschieden an verschiedenen Stellen in dem Molekül sein kann, und in jedem Falle aus C&sub1;-C&sub4;- Alkyl, Alkoxy, Alkoxyalkyl und Alkoxyalkoxyalkyl ausgewählt ist.
Zumindest einer der Reste X und Y ist P oder As; beispielsweise kann X P und Y N bedeuten. Bevorzugterweise ist A -C&sub2;H&sub4;-. Bevorzugterweise ist Q eine C&sub2;- oder C&sub3;-Brücke, die substituiert sein kann. Nachfolgend sind Beispiele von Liganden gemäß der Erfindung angegeben, von welchen das letzte den Gegenstand des nachfolgenden Beispiels 1 bildet. Beispiel 1
worin X P oder N ist,
Y unabhängig P oder N bedeutet,
Z O oder S ist,
R, R' und R" gleich oder verschieden an verschiedenen Stellen in dem Molekül sein können und jeder H oder Kohlenwasserstoff ist, der eine oder mehrere Etherbindungen enthalten kann, wie CnH2n+1 (n = 1, 2, 3), CH&sub2;OMe, OMe, CH&sub2;OC&sub2;H&sub4;OMe, C&sub2;H&sub4;OMe, CH&sub2;OC&sub2;H&sub5;, verzweigtes Alkyl. Zwei Gruppen R" können zusammen einen Tetrahydropyranring bilden. Bevorzugterweise enthält zumindest einer der Reste R, R' oder R" zumindest eine Etherbindung.
Die Synthese des dreizähnigen Thiolliganden kann durch Umsetzen des entsprechenden sekundären Amins oder Phosphins mit Ethylensulfid in Toluol-Lösung bei 100ºC während angenähert zwei Stunden bewirkt werden:
worin R, R', R" und A die gleiche Bedeutung wie oben besitzen und
X P ist und Y P ist, oder
X N ist und Y P ist, oder möglicherweise
X P ist und Y N ist.
Für dreizähnige Thiolliganden mit Propylenbrücke A ist eine verschiedenartige synthetische Route geeignet Schutzgruppe
worin R, R' und A die gleiche Bedeutung wie oben besitzen,
Q eine Propylenbrücke ist und
X P ist und Y P ist, oder
Wo X P ist und Y N ist, kann die Synthese der Phosphinliganden durch Reduktion der entsprechenden Phosphinsulfide durchgeführt werden. Diese Phosphinsulfide sind durch die nukleophile Addition von geeignet geschützten Aminothiolen über die Vinylgruppen in Dialkylvinylphosphinsulfid, wie unten gezeigt, zugänglich. Die Addition von weniger basischen aromatischen Aminen über die Vinylgruppe in dem Dialkylvinylphosphinsulfid kann nur nach Aktivierung des Amins mit starker Base erzielt werden. Schutzgruppe Reduktion
Als geschützte Aminothiole können Aminodisulfide verwendet werden, die auf bekannten Wegen hergestellt werden können. Beispielsweise ist die Herstellung von 1-Methylamino-2-methyl-propan-2-thioldisulfid von Corbin (J. Org. Chem., 1976, 41, 489) beschrieben.
Tc-99-Komplexe der Liganden können mittels Verfahren hergestellt werden, die dem Fachmann wohlbekannt sind. Beispielsweise kann eine Mischung des Liganden mit einer Lösung von Pertechnetat (TcO&sub4;&supmin;) für eine kurze Zeit in Gegenwart eines reduzierenden Mittels gehalten werden. Geeignete reduzierende Mittel schließen Zinnmetall und Zinn(II)-salze ein. Die Mischung kann, falls notwendig, erhitzt werden, jedoch ist es in vielen Fällen ausreichend, die Mischung bei Umgebungstemperatur für eine kurze Zeit, z.B. 5 bis 60 Minuten lang, stehenzulassen. Andererseits kann der Komplex durch ein Verfahren des Ligandenaustausches hergestellt werden, das auf diesem Gebiet wohlbekannt ist.
In einer anderen Ausführungsform kann die Erfindung auch Komplexe des oben definierten Liganden mit Technetium-99m enthalten. Es wird erwartet, daß der Komplex die Formel [99mTcIIIK&sub2;]&spplus; haben kann, worin K der Ligand ist. Die Vorteile dieser Ausführungsform der Erfindung umfassen:
(a) Die Leichtigkeit der Markierung des Liganden zur Ermöglichung einer einstufigen Synthese bei Raumtemperatur eines kationischen Tc-99m-Komplexes.
(b) Sobald gebildet, ist der Komplex im allgemeinen in wässerigen und/oder wässerig/ethanolischen Medien stabil in einer Form, die für eine Verabreichung geeignet ist.
(c) Der Komplex kann brauchbare körperabbildende, insbesondere herzabbildende, Eigenschaften aufweisen.
In dem experimentellen Abschnitt betrifft das Beispiel 1 die Herstellung eines Liganden gemäß der Erfindung; das Beispiel 2 betrifft die Herstellung und die Eigenschaften, einschließend die Bioverteilung in Ratten, eines Tc-99m-Komplexes dieses Liganden; die Beispiele 3, 4 und 5 betreffen die Herstellung von drei weiteren Liganden; und das Beispiel 6 betrifft die Herstellung und die Bioverteilungseigenschaften eines Tc-99m-Komplexes des Liganden von Beispiel 3.

Beispiel 1

Herstellung von 1-(N-2'-Dimethylphosphinoethyl-N-methylamino)-2-methylpropan-2-thiol. (CH&sub3;)&sub2;P(CH&sub2;)&sub2;N(CH&sub3;)CH&sub2;C(CH&sub3;)&sub2;SH (deren Struktur oben erläutert ist).

I. Bis-[2-(N-2'-dimethylphosphinothionylethyl-N-methyl-amino)- 1,1-dimethylethyl]-disulfid

1-Methylamino-2-methylpropan-2-thioldisulfid (3,4 g) wurde in absolutem Ethanol (100 ml) unter Rückfluß mit Dimethylvinylphosphinsulfid (3,6 g) während eines Zeitraums von etwa 2 Wochen erhitzt. Das Ethanol wurde dann unter vermindertem Druck entfernt und der Rückstand an einer Florisil-Säule unter Verwendung von Ethylacetat/Petrolether-Mischungen als Eluiermittel chromatographiert. Obwohl das auf diese Weise isolierte Diphosphordisulfid mit dem Ausgangsdisulfid verunreinigt war, wurde dieses letztere Material durch Umkristallisation aus Diethylether entfernt. Das reine Diphosphordisulfid wurde als weißer Feststoff isoliert. Fp.: 74º-75ºC (4,1 g, 61 %).
Analyse für C&sub1;&sub8;H&sub4;&sub2;N&sub2;P&sub2;S&sub4;:
Berechnet: C 45,35 %, H 8,88 %, N 5,88 %;
Gefunden : C 45,56 %, H 9,10 %, N 5,84 %.
³¹P (CDCl&sub3;)/ppm 35,9
¹³C (CDCl&sub3;)/ppm 21,2(d, J=54), 26,5, 32,3(d, J=52), 44,4, 50,9, 53,6, 67,8.

II. 1-(N-2'-Dimethylphosphinoethyl-N-methylamino)-2-methylpropan-2-thiol

Zu einer Suspension des Diphosphordisulfids (1 g) in trokkenem Dioxan (100 ml) wurde Lithiumaluminiumhydrid (0,5 g) zugegeben. Die erhaltene Mischung wurde vorsichtig erwärmt, bis eine exotherme Reaktion erfolgte, worauf die Heizquelle entfernt wurde. Sobald diese exotherme Reaktion nachgelassen hatte, wurde die Reaktionsmischung unter Rückfluß erhitzt und der Fortschritt der Reaktion durch ³¹P NMR-Spektroskopie überwacht. Sobald die Reduktion beendet war, ließ man das Reaktionsgemisch abkühlen und fügte feuchtes Dioxan (2,5 ml; 75 % Dioxan, 25 % Wasser) vorsichtig hinzu. Wässeriges Natriumhydroxid (1 ml, 2M) und anschließend Wasser (1,5 ml) wurden zugegeben und die erhaltene Mischung unter Vakuum filtriert. Das Filtrat wurde unter vermindertem Druck (60ºC bei 13,33 kPa (100 mm Hg)) unter Bildung des Phosphinliganden (0,42 g, 48 %) eingedampft. Obwohl durch NMR-Spektroskopie gezeigt wurde, daß dieses Material etwas Dioxan enthielt, konnte es ohne weitere Reinigung verwendet werden.
³¹P (CDCl&sub3;)/ppm -54,3
¹³C (CDCl&sub3;)/ppm 14,0(d, J=12), 30,1(d, J=10), 30,3, 44,3, 46,2, 56,9(d, J=19), 71,4

Beispiel 2

Tc-99m-Komplex des Liganden von Beispiel 1

Materialien

Ethanol ..... 2 ml
SnF&sub2; ..... 8 ug in 1 ml Wasser
Ligand ..... 20 ul
99mTcO&sub4;&supmin; ..... Generator-Eluat 1 ml bei 2,29 GBq/ml

Methoden

Die Komponenten wurden in einer versiegelten N&sub2;-gespülten Phiole gemischt und bei Raumtemperatur 15 Minuten lang stehengelassen. Die erhaltene Lösung wurde dann der chromatographischen Analyse und Tier-Bioverteilungsstudien unterworfen.

Chromatographische Daten

Die resultierende Herstellung enthält kein freies TcO&sub4;&supmin; oder Technetium-Kolloid und zeigt, daß die gewünschte Spezies in Lösung in annähernd 90 %iger Ausbeute vorhanden ist. ITLC- Chromatographie zeigt nur eine vorhandene Hauptkomponente an.
Salzlösung ..... Rf = 0,07
Methylethylketon ..... Rf = 0,07, 0,61
Acetonitril:Wasser 50:50 ..... Rf = 0,96

HPLC-Daten

Der Komplex eluiert als scharfer Peak bei angenähert 20,5 Minuten mit einem kleinen Peak bei 17 Minuten (5-10 %).

Gel-Elektrophorese-Daten

Der Komplex bewegt sich als einzelne Bande gegen die Kathode Rf = -0,67 (- bedeutet die Bewegung gegen die Kathode).

Bioverteilungsergebnisse

Siehe Tabelle.

Versuche

Die zur Charakterisierung und Bewertung dieser neuen radiopharmazeutischen Verbindung verwendeten experimentellen Arbeitsweisen sind weiter unten beschrieben.

Chromatographie

Die Proben wurden mittels einer Nadel annähernd 2,5 cm vom Boden von zwei Gelman ITLC/SG-Streifen und einem Whatman No. 1- Streifen (2,5 cm x 20 cm) zugeführt und dann sofort in vorbereitete Entwicklungsbehälter für auf steigende Chromatographie placiert, die frisches Lösungsmittel enthielten (1 ml) = a) Salzlösung, b) Methylethylketon und c) 50:50 Acetonitril: Wasser der Reihe nach. Nach 15 cm Elution wurden die Streifen entfernt, die Lösungsmittelfronten markiert, getrocknet und die Verteilung der Aktivität unter Verwendung einer geeigneten Vorrichtung bestimmt.

Elektrophorese

Ein 0,1 g Agarose/10 ml 50 mM Phosphatpuffer vom pH 7,4 lief bei einem angewandten Potential von 300 V für angenähert 35 Minuten, unter Verwendung von Bromphenolblau-Indikator (dieser Indikator bewegt sich gegen die Anode). Die erhaltene Aktivitätsverteilung wurde unter Verwendung einer geeigneten Vorrichtung bestimmt.

HPLC

Es wurde ein Lösungsmittelgradient-HPLC-System verwendet in Verbindung mit:
A) 0,1M Natriumacetat + 0,001 % Kresol pH 5,5
B) Aceton
Die Proben wurden anfänglich bei 100 % A während 5 Minuten aufgebracht und bei 100 % A 5 Minuten lang gehalten, anschließend wurde der Gradient auf 100 % B in 15 Minuten geändert und bei 100 % B während 10 Minuten gehalten. Der Gradient wurde erneut auf 100 % A in 5 Minuten geändert und 5 Minuten lang für den nächsten Lauf bereitgehalten. Die Fließrate wurde gleichbleibend bei 1 ml pro Minute gehalten. Es wurde eine Hamilton PRP-1-Säule (gefüllt mit Poly(styrol-divinylbenzol)-Copolymeren, 15 cm x 4,0 mm) bei Raumtemperatur verwendet. Die Tc-99m- Verbindung wurde durch Gammazähler erfaßt.

Tier-Bioverteilung - In vivo-Untersuchungen

In vivo-Bioverteilung: 0,1 ml wurde i.v. in eine laterale Schwanzvene von 6 anästhetisierten Ratten injiziert.
Nach 2 Minuten und nach 60 Minuten nach der Injektion wurden drei Ratten durch Enthauptung getötet, Blut vom Hals abgezapft und seziert. Die folgenden Organe wurden bei der Sektion entfernt: Niere, Blase (+ Urin), Lunge, Leber, Milz, Magen, Dünndarm, Dickdarm, Gehirn (gewogen), Schilddrüse und Proben von Blut (gewogen) und Muskel (gewogen), der restliche Rumpf und der Schwanz (Injektionsstelle). Anschließend wurden Proben in einem automatischen Zwillingskristall-Gammazähler gezählt.
Der Prozentsatz der Bioverteilung des injizierten Materials wurde berechnet (nach Korrektur für den Hintergrund) für alle Organe unter Verwendung der nachstehenden Formel:
% Injizierte Dosis = Zählimpulse/Organ/Gesamtzählimpuls im Tier - Zählimpuls im Schwanz × 100
Da nur Proben von Muskel und Blut entnommen worden sind, wurde der Prozentsatz in diesen Geweben unter der Annahme, daß Blut und Muskel 5,8 beziehungsweise 43 % des Gesamtgewichts des Tieres ausmachen, unter Verwendung der nachfolgenden Formel berechnet:
% Injizierte Dosis in Gewebe = Zählimpulse/Gramm Gewebe × CF × Körpergewicht/Gesamtzählimpulse im Tier - Gesamtimpulse im Schwanz × 100
worin CF = 0,058 für Blut
0,43 für Muskel bedeutet. Tier-Bioverteilungsdaten bei der Ratte Zeit p.i. in vivo % injizierte Dosis/Organ Mittel Herz Blut Muskel Lunge Leber Niere + Urin Zählimpulse/Gramm-Verhältnis
Der Komplex zeigt gute Herzaufnahme und Retention und gute Target- zu Nicht-Target-Verhältnisse bei der Ratte.

Beispiel 3

Herstellung von 2-[N-(2-Dimethylphosphinoethyl)-2-methoxyethylamino]-1,1-dimethylethanthiol (PL60)

2-Benzylthio-1-nitro-2-methylpropan

Aceton (25 g), Benzylmercaptan (53 g), Nitromethan (26,2 g) und Piperidin (8 ml) wurden in Benzol (150 ml) gelöst und die Mischung unter Rückfluß und mit azeotroper Entfernung von Wasser erhitzt. Nach 48 h ließ rnan die Reaktionsmischung sich abkühlen, worauf zuerst mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure, anschließend mit Wasser gewaschen wurde. Die zurückbleibende Lösung wurde getrocknet (MgSO&sub4;) und das Lösungsmittel anschliessend unter vermindertem Druck entfernt, wodurch man das Nitro- System (76,5 g, 85 %) erhielt. Dieses Material war ausreichend rein, um ohne weitere Reinigung verwendet zu werden.
δH(CDCl&sub3;; 270 MHz) 1,46(6H, s), 3,77(2H, s), 4,38(2H, s), 7,2-7,35(5H, m).
δC(CDCl&sub3;) 26,4(x2), 33,4, 44,3, 84,8, 127,3 128,7(x2), 129,0(x2), 137,0.

2-Benzylthio-2-methylpropylamin

Eine Lösung von 2-Benzylthio-1-nitro-2-methylpropan (19 g) in trockenem Ether (75 ml) wurde tropfenweise während eines Zeitraums von etwa 1 h zu einer gerührten Suspension von Lithiumaluminiumhydrid (9,6 g) in trockenem Ether (500 ml), gekühlt in einem Eisbad, zugegeben. Nach Beendigung der Zugabe wurde die Mischung unter Rückfluß eine weitere Stunde lang erhitzt. Überschüssiges Lithiumaluminiumhydrid wurde durch sorgfältigen Zusatz von Wasser zersetzt und anschließend eine wässerige Lösung von Natriumkaliumtartrat (500 ml, 20 % Gew./Gew.) zugegeben. Die Mischung wurde gerührt, bis sich die Feststoffe aufgelöst hatten und die Etherschicht wurde dann abgetrennt. Die wässerige Lösung wurde dann mit Ether (3 x 50 ml) extrahiert und die vereinigten Extrakte dann getrocknet (MgSO&sub4;). Die Entfernung des Ethers unter vermindertem Druck lieferte das Rohprodukt, das über Umkristallisation seines Hydrochloridsalzes aus Isopropanol gereinigt wurde. Das gereinigte Amin (7,5 g, 46 %) wurde als gelbes Öl erhalten.
δH(CDCl&sub3;; 270 MHz) 1,27(6H, s), 1,71(2H, br s), 2,61 (2H, s), 3,67(2H, s), 7,2-7,4(5H, m).
δC(CDCl&sub3;) 26,0(x2), 32,2, 48,2, 51,2, 126,5, 128,1(x2), 128,4(x2), 138,0.

N-(2-Dimethylphosphinothioylethyl)-2-benzylthio-2-methylpropylamin

Eine Mischung von 2-Benzylthio-2-methylpropylamin (5 g) und Dimethylvinylphosphinsulfid (6 g) in Ethanol (120 ml) wurde 4 Tage lang unter Rückfluß erhitzt. Das Lösungsmittel wurde entfernt und das Rohprodukt durch Chromatographie an Florisil unter Verwendung von Mischungen von Ethylacetat-Petrolether (Kp.: 60º bis 80ºC) als Eluiermittel gereinigt. Das reine Phosphinsulfid (5 g, 62 %) wurde als blaßgelbes Öl erhalten.
δP(CDCl&sub3;) 36,1,
δH(CDCl&sub3;; 270 MHz), 1,32(6H, s), 1,74(6H, d, JPH 13 Hz), 1,97(2H, dt, JHH 7 Hz, JPH 12 Hz), 2,48(2H, s), 2,83(2H, dt, JHH 7 Hz, JPH 15 Hz), 3,69(2H, s), 7,2-7,4(5H, m).
δC(CDCl&sub3;) 21,5(x2)(d, JPC 54 Hz), 27,4(x2), 32,7, 34,8 (d, JPC 53 Hz), 43,9(d, JPC 3 Hz), 47,0, 58,9, 126,7, 128,3(x2), 128,6(x2), 138,6.

N-(2-Benzylthio-2-methylpropyl)-N-(2-dimethylphosphinothioylethyl)-methoxyacetamid

Methoxyacetylchlorid (1,03 g) in trockenem Toluol (10 ml) wurde tropfenweise zu einer gerührten Lösung von N-(2-Dimethylphosphinothioylethyl)-2-benzylthio-2-methylpropylamin (3 g) und Pyridin (1,2 ml) in trockenem Toluol (70 ml) bei 0ºC zugegeben. Die Mischung wurde 1 h lang gerührt, filtriert, und die flüchtigen Komponenten unter vermindertem Druck (40ºC bei 0,05 mm Hg) entfernt, wodurch man das Amid (2,4 g, 65 %) als gelbes Öl erhielt, das sich beim Stehen verfestigte. Eine analytisch reine Probe des Amids (Fp.: 91º bis 92ºC) wurde durch Umkristallisation aus Ethylacetat erhalten.
Analyse für C&sub1;&sub8;H&sub3;&sub0;NO&sub2;PS&sub2;:
Berechnet: C 55,79 %, H 7,8 %, N 3,61 %;
Gefunden: C 55,89 %, H 8,03 %, N 3,9 %.
δP(CDCl&sub3;) 33,7, 35,0( 1:1-Mischung von Rotameren),
δH(CDCl&sub3;; 270 MHz) 1,36(6H, s), 1,40(6H, s), 1,72(6H, d, JPH 13 Hz), 1,74(6H, d, JPH 13 Hz), 2,13(2H, m), 2,27 (2H, m), 3,42(3H, s), 3,45(3H, s), 3,50(2H, s), 3,53 (2H, s), 3,82(2H, s), 3,83(2H, s), 3,83(2H, m), 3,95 (2H, m), 4,16(2H, s), 4,21(2H, s), 7,2-7,4(10H, m).
δC(CDCl&sub3;) 21,17(x2)(d, JPC 54 Hz), 21,23(x2)(d, JPC 54 Hz), 27,4(x2), 27,7(x2), 31,8(d, JPC 51 Hz), 33,3, 33,4, 33,4 (d, JPC 49 Hz), 42,8, 43,6, 47,4, 47,9, 53,3, 57,0, 59,2, 59,3, 71,3, 71,9, 126,9, 127,1, 128,5(x2), 128,6(x2), 129,0(x4), 137,5, 138,0, 170,0, 170,6.

N-(2-Dimethylphosphinothioylethyl)-N-(2-methoxyethyl)-2-benzylthio-2-methylpropylamin

Zu einer gerührten Lösung von N-(2-Benzylthio-2-methylpropyl)-N-(2-dimethylphosphinothioylethyl)-methoxyacetamid (750 mg) in trockenem Toluol (10 ml) bei 0ºC unter einer Atmosphäre von trockenem Stickstoff wurde eine Lösung von Borantetrahydrofuran-Komplex in Tetrahydrofuran (5,25 ml, 1 M) zugegeben. Die Mischung wurde 30 Minuten lang bei 0ºC und anschliessend 4 h lang bei Raumtemperatur gerührt. Konzentrierte Chlorwasserstoffsäure (1 ml) wurde sorgfältig zugesetzt und das Tetrahydrofuran dann unter vermindertem Druck entfernt. Die zurückbleibende wässerige Lösung wurde durch Zugabe von wässerigem Natriumhydroxid (6 M) stark basisch gemacht und anschliessend mit Chloroform (3 x 10 ml) extrahiert. Die Extrakte wurden getrocknet (Na&sub2;SO&sub4;) und das Lösungsmittel entfernt. Man erhielt das Produkt (500 mg, 71 %) als gelbes Öl.
δP(CDCl&sub3;) 35,6,
δH(CDCl&sub3;; 270 MHz), 1,31(6H, s), 170(6H, d, JPH 13 Hz), 2,08(2H, m), 2,59(2H, s), 2,77(2H, t, JHH 6 Hz), 3,04 (2H, m), 3,31(3H, s), 3,47(2H, t, JHH 6 Hz), 3,77(2H, s), 7,2-7,4(5H, M).
δC(CDCl&sub3;) 20,8(x2)(d, JPC 54 Hz), 26,7(x2), 31,1(d, JPC 51 Hz), 32,7, 47,7, 49,8, 54,5, 58,5, 65,7, 71,3, 126,6, 128,2(x2), 128,7(x2), 138,2.

2-[N-(2-Dimethylphosphinoethyl)-2-methoxyethylamino]-1,1-dimethylethanthiol

Eine Lösung von N-(2-Dimethylphosphinothioylethyl)-N- (2-methoxyethyl)-2-benzylthio-2-methylpropylamin (500 mg) in trockenem Tetrahydrofuran (10 ml) wurde in einen Kolben eingebracht, der mit einem Tieftemperatur-Kühler (-50ºC), einem Trockenrohr und einer Gaseinleitung versehen war. Der Kolben wurde mit Stickstoff gespült, die Lösung auf -50ºC gekühlt und anschließend trockenes Ammoniak (40 ml) in den Kolben kondensiert. Dann wurden kleine Stücke Natrium zu dieser Mischung zugesetzt, bis die blaue Färbung für zumindest 1 Stunde bestehen blieb. Die blaue Färbung wurde dann durch Zusatz von Aminoniumchlorid beseitigt und man ließ die Mischung sich auf Raumtemperatur erwärmen. Beim Verdampfen des Ammoniaks wurde sichergestellt, daß keine Luft in den Apparat eindrang. [Der Kolben und sein Inhalt wurde dann in eine Glove-Box überführt, welche eine Stickstoffatmosphäre für die nachfolgenden Operationen enthielt.] Die Reaktionsmischung wurde dann filtriert und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt, wodurch man ein gelbes Öl erhielt, das etwas festes Material enthielt. Das Öl wurde in Chloroform gelöst, die Feststoffe durch Filtration entfernt und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abgedampft. Man erhielt 2-[N-(2-Dimethylphosphinoethyl)-2-methoxyethylamino]-1,1-dimethylethanthiol als Öl.
δP(CDCl&sub3;) -54,3,
δH(CDCl&sub3;; 270 MHz), 1,03(6H, d, JPH 2 Hz), 1,32(6H, s), 1,57(2H, m), 2,55(2H, s), 2,77(2H, m), 2,81(2H, t, JHH 6 Hz), 3,34(3H, s), 3,48(2H, t, JHH 6 Hz).
δC(CDCl&sub3;) 14,0(x2)(d, JPC 13 Hz), 29,3(d, JPC 11 Hz), 30,5(x2), 46,4, 53,4(d, JPC 20 Hz), 54,6, 58,8, 69,3, 71,3. flüssig

Beispiel 4

Herstellung von 2-[N-(2-Dimethylphosphinoethyl)-N-methylamino]-1,1-bis(methoxymethyl)-ethanthiol (PL61)

3-Methoxy-2-methoxymethyl-1-propen

Zu einer Lösung von Natriummethoxid, hergestellt durch Zugabe von Natrium (11 g) zu trockenem Methanol (250 ml) wurde 3-Chlor-2-chlormethyl-1-propen (30 g) zugegeben. Die erhaltene Mischung wurde unter Rückfluß 18 h erhitzt, abgekühlt und anschließend filtriert. Das Filtrat wurde durch Zusatz von Essigsäure neutralisiert und dann durch Zusatz eines gleichen Volumen Wassers verdünnt. Diese wässerige Lösung wurde mit Petrolether (Kp.: 30º bis 40ºC) extrahiert, die Extrakte getrocknet und das Lösungsmittel entfernt. Man erhielt ein Rohprodukt, welches durch Destillation gereinigt wurde. 3-Methoxy-2-methoxymethyl-1-propen (18 g, 65 %) wurde als farblose Flüssigkeit (Kp.: 122ºC bei 742 mm Hg) erhalten.
δC(CDCl&sub3;) 57,3(x2), 72,7(x2), 112,9, 142,3

1-Brom-2-hydroxy-3-methoxy-2-(methoxymethyl)-propan

3-Methoxy-2-methoxymethyl-1-propen (18 g) wurde zu einer heftig gerührten Suspension von N-Bromsuccinimid (27,6 g) in Wasser (150 ml) zugegeben. Nach 30 Minuten langem Rühren hatte sich der suspendierte Feststoff aufgelöst. Die Reaktionsmischung wurde dann mit Diethylether extrahiert, die Extrakte getrocknet und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt, wodurch man das Bromhydrin als ein Öl (30 g, 94 %) erhielt, das ohne weitere Reinigung verwendet wurde.
δC(CDCl&sub3;) 35,8, 59,1(x2), 72,6, 73,5(x2).

2,2-Bis(methoxymethyl)-oxiran

Zu 1-Brom-2-hydroxy-3-methoxy-2-(methoxymethyl)-propan (30 g) wurde Natriumhydroxid (5,6 g) in Wasser (50 ml) zugesetzt. Die Mischung wurde 1 h bei Raumtemperatur gerührt und anschließend mit Diethylether extrahiert. Die Extrakte wurden getrocknet (Na&sub2;SO&sub4;) und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck (40ºC bei 15 mm Hg) entfernt, wodurch man das Oxiran (13 g, 70 %) als farblose Flüssigkeit erhielt. Es war keine weitere Reinigung dieses Materials notwendig.
δC(CDCl&sub3;) 48,3, 57,2, 59,2(x2), 72,2(x2).

2,2-Bis(methoxymethyl)-thiiran

2,2-Bis(methoxymethyl)-oxiran (13 g) wurde mit einer Lösung von Kaliumthiocyanat (9,7 g) in Wasser (40 ml) 18 h lang bei Raumtemperatur gerührt. Die wässerige Schicht wurde dann durch eine frische Lösung von Kaliumthiocyanat (9,7 g) in Wasser (40 ml) ersetzt und die Mischung weitere 6 h lang gerührt. Die Hauptmenge des Thiirans wurde dann aus der wässerigen Schicht abgetrennt, welche dann mit Diethylether extrahiert wurde. Diese Extrakte wurden mit der Hauptmenge des Thiirans vereinigt, die Lösung getrocknet und das Lösungsmittel entfernt (40ºC bei 15 mm Hg). Man erhielt das Thiiran (13 g, 90 %) als eine farblose Flüssigkeit.
δC(CDCl&sub3;) 28,0, 44,2, 58,8(x2), 75,6(x2).

1,1-Bis(methoxymethyl)-2-(methylamino)-ethanthiol

2,2-Bis(methoxymethyl)-thiiran (6 g) wurde zu einer Lösung von Methylamin (12 g) in Benzol (80 ml) zugesetzt und die Mischung in einem mit Teflon ausgekleideten Autoklav bei 70ºC 48 h lang erhitzt. Flüchtige Komponenten wurden unter vermindertem Druck (40ºC bei 100 mm Hg) sorgfältig entfernt und man erhielt das Aminothiol, das ohne weitere Reinigung eingesetzt wurde.
δH(CDCl&sub3;:C&sub6;H&sub6;; 270 MHz) 1,9(1H, br s), 2,42(3H, s), 2,71 (2H, s), 3,34(6H, s), 3,42-3,50(4H, AB-System, JAB 9 Hz),
δC(CDCl&sub3;) 36,6, 51,3, 56,1 58,5, 75,4.

2-Benzylthio-3-methoxy-2-methoxymethyl-N-methylpropylamin

1,1-Bis(methoxymethyl)-2-(methylamino)-ethanthiol (6 g) wurde mit wässerigem Natriumhydroxid (60 ml, 2 M) eine kurze Zeit lang gerührt und anschließend Benzylchlorid (4,3 g) zugesetzt. Diese Mischung wurde 3 h lang bei Raumtemperatur gerührt und anschließend durch Zusatz von verdünnter Chlorwasserstoffsäure leicht angesäuert ( pH 4). Die Mischung wurde mit Chloroform extrahiert und ds Chloroform dann unter vermindertem Druck entfernt. Man erhielt ein viskoses Öl, das bei Triturierung mit Ether einen Feststoff lieferte. Das freie Amin wurde aus dem Hydrochloridsalz durch Zusatz von gesättigtem wässerigen Natriumbicarbonat freigesetzt und anschließend in Chloroform extrahiert. Die Chloroformextrakte wurden getrocknet (Na&sub2;SO&sub4;) und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt, wodurch man das Amin (3,5 g) als braunes Öl erhielt.
Analyse für C&sub1;&sub4;H&sub2;&sub3;NO&sub2;S:
Berechnet: C 62,41 %, H 8,60 %, N 5,20 % und M&spplus; 269;
Gefunden : C 62,16 %, H 8,68 %, N 4,95 %.
δH(CDCL&sub3;; 270 MHz) 2,30(3H, s), 2,68(2H, s), 3,32(6H, s), 3,53(4H, s), 3,82(2H, s), 7,2-7,35(5H, m).
δC(CDCL&sub3;) 32,2, 36,9, 53,6, 54,6 59,0(x2), 74,9(x2), 126,7, 128,2(x2), 128,7(x2), 138,4.

2-Benzylthio-N-(2-dimethylphosphinothioylethyl)-3-methoxy-2- methoxymethyl-N-methylpropylamin

Eine Lösung von 2-Benzylthio-3-methoxy-2-methoxymethyl-N- methylpropylamin (2 g) in Ethanol (70 ml) wurde unter Rückfluß mit Dimethylvinylphosphinsulfid (0,9 g) unter trockenem Stickstoff 12 Tage lang erhitzt. ³¹P NMR-Spektroskopie zeigte an, daß zu diesem Zeitpunkt die Reaktion etwa zu 70 % vollendet war. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck entfernt und der Rückstand durch wiederholte Säulenchromatographie an Florisil unter Verwendung von Mischungen aus Ethylacetat-Petrolether (Kp.: 60º bis 80ºC) als Eluiermittel gereinigt. Das reine Produkt (0,9 g, 34 %) wurde als weißer Feststoff erhalten; Fp.: 74ºC.
Anlyse für C&sub1;&sub8;H&sub3;&sub2;NO&sub2;PS&sub2;:
Berechnet: C 55,50 %, H 8,28 %, N 3,60 %;
Gefunden : C 55,54 %, H 8,29 %, N 3,46 %.
δP(CDCL&sub3;) 35,3,
δH(CDCL&sub3;; 270 MHz) 1,72(6H, d, JPH 13 Hz), 2,08(2H, m), 2,35(3H, s), 2,69(2H, s), 2,86(2H, m), 3,34(6H, s), 3,52(4H, s), 3,91(2H, s), 7,2-7,35(5H, m).
δC(CDCl&sub3;) 21,0(x2)(d, JPC 54 Hz), 31,8(d, JPC 51 Hz), 32,7, 44,0, 53,1, 54,6, 59,0(x2), 59,7, 74,4(x2), 126,7, 128,3(x2), 129,0(x2), 138,4.

2-[N-(2-Dimethylphosphinoethyl)-N-methylamino]-1,1-bis(methoxymethyl)-ethanthiol

Eine Lösung von 2-Benzylthio-N-(2-dimethylphosphinothioylethyl)-3-methoxy-2-methoxymethyl-N-methylpropylamin (450 mg) in trockenem Tetrahydrofuran (10 ml) wurde in einen Kolben, versehen mit einem Tieftemperatur-Kühler (-50ºC), einem Trokkenrohr und einem Gaseinleitungsrohr, eingefüllt. Der Kolben wurde mit Stickstoff gespült, die Lösung auf -50ºC gekühlt und anschließend trockenes Ammoniak (40 ml) in dem Kolben kondensiert. Dann wurden kleine Stücke Natrium zu dieser Mischung zugesetzt, bis die blaue Färbung für zumindest 1 h lang bestehen blieb. Die blaue Färbung wurde dann durch Zusatz von Ammoniumchlorid beseitigt, und man ließ die Mischung sich auf Raumtemperatur erwärmen. Während das Ammoniak verdampfte, wurde sichergestellt, daß keine Luft in den Apparat eindrang. [Der Kolben und sein Inhalt wurde dann in eine Glove-Box überführt, die eine Stickstoffatmosphäre für nachfolgende Operationen enthielt.] Die Reaktionsmischung wurde dann filtriert und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt, wodurch man ein gelbes Öl erhielt, das etwas festes Material enthielt. Das Öl wurde in Chloroform gelöst, der Feststoff durch Filtration entfernt und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abgedampft. Man erhielt 2-[N-(2-Dimethylphosphinoethyl)-N-methylamino]-1,1-bis(methoxymethyl)-ethanthiol als weißen Feststoff.
δP(CDCL&sub3;) -54,4,
δC(CDCL&sub3;) 14,0(x2)(d, JPC 12 Hz), 29,7(d, JPC 10 Hz), 44,2, 51,9(br s)*, 56,5(d, JPC 18 Hz), 58,9, 63,2(br, s)*, 67,0(x2) [* Die Peaks beginnen bei 50ºC schärfer zu werden.] flüssig

Beispiel 5

Herstellung von 4-Mercapto-4-[N-(2-dimethylphosphinoethyl)-N- methylaminomethyl]-2,3,5,6-tetrahydro-4H-pyran (PL 62)

4-Benzylthio-2,3,5,6-tetrahydro-4-nitromethyl-4H-pyran

2,3,5,6-Tetrahydropyran-4-on (5 g), Benzylmercaptan (6,2 g), Nitromethan (2,7 ml) und Piperidin (1 ml) wurden in Benzol (50 ml) gelöst und die Mischung unter Rückfluß mit azeotropischer Entfernung von Wasser erhitzt. Nach 8 Tagen ließ man die Reaktionsmischung abkühlen und wusch zuerst mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure, anschließend mit Wasser. Die zurückbleibende Lösung wurde getrocknet und das Lösungsmittel anschließend unter vermindertem Druck unter Erhalt des Nitrosystems (8 g, 60 %) entfernt. Dieses Material war ausreichend rein, um ohne weitere Reinigung eingesetzt zu werden.
δC(CDCL&sub3;) 32,2, 33,2(x2), 47,0, 62,8(x2), 84,2, 127,3, 128,6(x2), 129,0(x2), 136,3.

4-Aminomethyl-4-benzylthio-2,3,5,6-tetrahydro-4H-pyran

Eine Lösung von 4-Benzylthio-2,3,5,6-tetrahydro-4-nitromethyl-4H-pyran (8 g) in trockenem Ether (25 ml) wurde tropfenweise im Verlaufe eines Zeitraums von etwa 45 min zu einer gerührten Suspension von Lithiumaluminiumhydrid (3,8 g) in trockenem Ether (200 ml), gekühlt in einem Eisbad, zugegeben. Nachdem die Zugabe beendet war, wurde die Mischung unter Rückfluß für eine weitere Stunde am Rückfluß erhitzt. Überschüssiges Lithiumaluminium wurde durch vorsichtige Zugabe von Wasser zersetzt und anschließend eine wässerige Lösung von Natriumkaliumtartrat (200 ml, 20 % Gew./Gew.) zugegeben. Die Mischung wurde gerührt, bis sich die Feststoffe aufgelöst hatten und die Etherschicht wurde dann abgetrennt. Die wässerige Lösung wurde dann mit Ether extrahiert und die vereinigten Extrakte anschließend getrocknet (MgSO&sub4;). Die Entfernung des Ethers unter vermindertem Druck lieferte das Rohprodukt, welches durch Umkristallisation seines Hydrochlorid-Salzes unter Verwendung von Isopropanol gereinigt wurde. Das gereinigte Amin (3,95 g, 59 %) wurde als farblose Flüssigkeit erhalten.
δC(CDCL&sub3;) 31,1, 33,5(x2), 50,3, 50,6, 63,2(x2), 126,7, 128,2(x2), 128,5(x2), 137,7.

4-Benzylthio-4-[N-(2-dimethylphosphinothioylethyl)-aminomethyl]-2,3,5,6-tetrahydro-4H-pyran

Eine Mischung von 4-Aminomethyl-4-benzylthio-2,3,5,6-tetrahydro-4H-pyran (3,95 g) und Dimethylvinylphosphinsulfid (3,2 g) in Ethanol (60 ml) wurde unter Rückfluß 8 Tage lang erhitzt. ³¹P NMR-Spektroskopie zeigte, daß die Reaktionsmischung angenähert gleiche Mengen an Ausgangsmaterial und Produkt enthielt. Das Lösungsmittel wurde entfernt und das Rohprodukt durch Chromatographie an Florisil unter Verwendung von Mischungen aus Ethylacetat-Petrolether (Kp.: 60º bis 80ºC) als Eluiermittel gereinigt. Das reine Produkt (2,5 g, 40 %) wurde als Öl erhalten.
δP(CDCL&sub3;) 35,9,
δC(CDCL&sub3;) 21,6(x2)(d,JPC 54 Hz), 31,5, 34,8(d, JPC 53 Hz), 34,8(x2), 43,9(d, JPC 3 Hz), 49,1, 58,1, 63,4(x2), 127,0, 128,5(x2), 128,8(x2), 138,5.

4-Benzylthio-4-[N-(2-dimethylphosphinothioylethyl)-N-(methyl)- aminomethyl]-2,3,5,6-tetrahydro-4H-pyran

Eine Mischung von 4-Benzylthio-4-[N-(2-dimethylphosphinothioylethyl)-aminomethyl]-2,3,5,6-tetrahydro-4H-pyran (1,1 g), Formaldehyd (0,5 ml, 40 %) und Natriumcyanoborhydrid (0,1 g) wurden in Acetonitril (10 ml), angesäuert durch Zusatz von Essigsäure (3-4 Tropfen), gerührt. Die exotherme Reaktion wurde unter Rühren 3 h lang fortgesetzt und dann durch Zugabe von wässerigem Natriumhydroxid (2 M) basisch gemacht. Die resultierende Mischung wurde mit Chloroforin extrahiert, die Extrakte getrocknet und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt, wodurch das methylierte Amin (1 g, 87 %) als gelbes Öl erhalten wurde.
δP(CDCL&sub3;) 35,3,
δC(CDCL&sub3;) 20,9(x2)(d, JPC 54 Hz), 31,6(d, JPC 52 Hz), 31,6, 33,0(x2), 44,2, 49,5, 53,3, 63,1(x2), 67,6, 126,6, 128,2(x2), 128,7(x2), 137,6.

4-Mercapto-4-[N-(2-dimethylphosphinoethyl)-N-(methyl)-aminomethyl]-2,3,5,6-tetrahydro-4H-pyran

Eine Lösung von 4-Benzylthio-4-[N-(2-dimethylphosphinothioylethyl)-N-(methyl)-aminomethyl]-2,3,5,6-tetrahydro-4H-pyran (500 mg) in trockenem Tetrahydrofuran (10 ml) wurde in einen Kolben mit einem Tieftemperatur-Kühler (-50ºC), einem Trockenrohr und einem Gaseinleitungsrohr, eingebracht. Der Kolben wurde mit Stickstoff gespült, die Lösung auf -50ºC gekühlt und anschließend trockenes Ammoniak (40 ml) in dem Kolben kondensiert. Kleine Natriumstücke wurden dann zu dieser Mischung zugesetzt, bis die blaue Färbung für zumindest 1 Stunde bestehen blieb. Die blaue Färbung wurde dann durch Zusatz von Ammoniumchlorid beseitigt und man ließ die Mischung sich auf Raumtemperatur erwärmen. Sowie das Ammoniak verdampfte, wurde sichergestellt, daß keine Luft in den Apparat eindrang. [Der Kolben und sein Inhalt wurden dann in eine Glove-Box überführt, die eine Stickstoffatmosphäre für nachfolgende Operationen enthielt.] Die Reaktionsmischung wurde filtriert und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt, wodurch man ein gelbes Öl erhielt, das etwas festes Material enthielt. Das Öl wurde in Chloroform aufgelöst, der Feststoff durch Filtration entfernt und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt, wodurch man das Phosphin als farbloses Öl erhielt.
δP(CDCl&sub3;) -53,8,
δC(CDCL&sub3;) 14,1(x2)(d, JPC 12 Hz), 30,1(d, JPC 11 Hz), 37,8(x2), 44,4, 49,3, 57,1(d, JPC 19 Hz), 64,1(x2), 71,9. flüssig

Beispiel 6

Es wurde durch das Verfahren von Beispiel 2 ein Tc-99m- Komplex des Liganden von Beispiel 3 (PL 60) gebildet. Die Tier-Bioverteilungsdaten bei Ratten wurden nach dem Verfahren von Beispiel 2 erhalten und sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben. Tier-Bioverteilungsdaten bei der Ratte (PL60) % injizierte Dosis/Organ Mittel Herz Blut Muskel Lunge Leber Zählimpulse/Gramm-Verhältnis

Claims

1. Dreizähniger mono-anionischer Ligand der Struktur

R&sub2;X - A - YR - Q - Z

worin X P, As oder N ist,

Y P, As oder N ist, worin zumindest einer der Reste X und Y P oder As ist,

Z phenolisches OH, Thiophenol oder Thiol ist,

jeder der Reste

A und Q eine C&sub1;-C&sub4;-Kohlenwasserstoffbrücke ist, wobei zwei benachbarte C-Atome derselben einen Teil eines Benzolrings bilden können und welche zumindest einen C&sub1;-C&sub4;-Alkyl-, Alkoxyalkyl-, Alkoxy- oder Tetrahydropyran-Substituenten tragen kann,

R gleich oder verschieden an verschiedenen Stellen in dem Molekül sein kann, und in jedem Falle aus C&sub1;-C&sub4;- Alkyl, Alkoxy, Alkoxyalkyl und Alkoxyalkoxyalkyl ausgewählt ist.

2. Ligand gemäß Anspruch 1, worin X P und Y N ist.

3. Ligand gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin A -C&sub2;H&sub4;- ist.

4. 1-(N-2'-Dimethylphosphinoethyl-N-methylamino)-2-methylpropan-2-thiol.

5. 2-[N-(2-Dimethylphosphinoethyl)-2-methoxyethylamino]-1,1- dimethylethanthiol.

6. 2-[N-(2-Dimethylphosphinoethyl)-N-methylamino]-1,1-bis(methoxymethyl)-ethanthiol.

7. 4-Mercapto-4-[N-(2-dimethylphosphinoethyl)-N-methyl-aminomethyl]-2,3,5,6-tetrahydro-4H-pyran.

8. Komplex des Liganden von irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7 mit Technetium-99m.

9. Komplex gemäß Anspruch 8 mit der Formel [99mTcIIIK&sub2;]&spplus;, worin K der Ligand ist.