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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft neue polycarboxylische Ligandenmoleküle und als
Chelate vorliegende Komplexe der Liganden mit Metallen; die Metalle
sind beispielsweise Übergangsmetalle,
z.B. paramagnetische Metalle zur Erzeugung von Response-Reaktionen
auf dem Gebiet der Kernspinresonanztomographie (MRI).
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Die
polycarboxylischen Liganden zeigen herausragende grenzflächenaktive
Eigenschaften, die diese in Form von paramagnetischen Chelaten besonders
nützlich
machen für
die Herstellung von Formulierungen und Zusammensetzungen, die als
MRI-Kontrastmedien von steuerbarer und lang andauernder Aktivität im Blutpool
nützlich
sind.
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Den Hintergrund darstellender
Stand der Technik
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US-A-5,466,438
(WO 92/231017) offenbart Verbindungen der Formeln
in welchen
Formeln I-III:
R
1 unabhängig eine
substituierte oder unsubstituierte geradkettige oder cyclische C
7-30-Verbindung ist;
R
2 unabhängig eine
substituierte oder unsubstituierte geradkettige oder cyclische C
1-C
30-Verbindung
ist, die intern durch O, NH, NR
3 oder S
unterbrochen sein kann, wobei R
3 ein C
1-C
3-Alkyl ist;
n
0-1 in Formel I und 1-20 in Formel III ist;
m 1-2 ist;
B
eine substituierte oder unsubstituierte geradkettige oder cyclische
C
1-C
30-Verbindung
ist, die intern durch O, NH, NR
3 oder S
unterbrochen sein kann.
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In
Formel IV:
sind R1, R2 unabhängig H oder
eine substituierte oder unsubstituierte geradkettige oder cyclische
C7-C30-Verbindung;
sind
R3, R4 unabhängig H oder
eine substituierte oder unsubstituierte geradkettige oder cyclische
C1-C30-Verbindung,
die intern durch O, NH, NR5 oder S unterbrochen
sein kann, wobei R5 ein C1-C3-Alkyl ist;
und in Formel V:
ist
R1 unabhängig
eine substituierte oder unsubstituierte geradkettige oder cyclische
C7-C30-Verbindung;
ist
R2 unabhängig
eine substituierte oder unsubstituierte geradkettige oder cyclische
C1-C30-Verbindung,
die intern durch O, NH, NR4 oder S unterbrochen
sein kann, wobei R4 ein C1-C3-Alkyl ist;
ist R3 unabhängig eine
substituierte oder unsubstituierte geradkettige oder cyclische C1-C30-Verbindung,
die intern durch O, NH, NR4 oder S unterbrochen
sein kann, wobei R4 ein C1-C3-Alkyl ist; und
ist m 0-12.
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Die
Referenz offenbart auch Kontrastmittel, die mit den Verbindungen
der obigen Formeln (I-V) erhalten werden, wobei die Letztgenannten
ferner Lipide umfassen; die Lipide liegen in Form von Emulsionen,
Liposomen oder Micellen vor.
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US-A-5,312,617
offenbart ein Verfahren zur Bildgebung, welches umfasst, Patienten
ein Kontrastmittel zu verabreichen, welches einen Komplex eines
paramagnetischen Metalls und eines Liganden, ausgewählt aus
den in der vorangegangenen US-A-5,466,438 offenbarten Formeln IV
und V, umfasst.
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Liposome,
welche die obigen Chelate beinhalten, werden ebenfalls offenbart
wie auch die Möglichkeit, dass
die Verbindungen in Form von Emulsionen oder Micellen vorliegen.
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Die
Micellen können
durch verschiedene herkömmliche
Techniken zur Herstellung von Liposomen hergestellt werden; geeignete
Lipide umfassen beispielsweise Monomyristoylphosphatidylcholin,
Monopalmitoylphosphatidylcholin, Dibutyroylphosphatidylcholin und
dergleichen, Linolsäure, Ölsäure, Palmitinsäure und dergleichen.
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Lipidemulsionen
können
durch herkömmliche
Techniken hergestellt werden; ein typisches Verfahren ist beispielsweise,
wie folgt:
- 1. In einem geeigneten Kolben werden
die Lipide in Ethanol oder Chloroform oder einem jeglichen anderen geeigneten
organischen Lösemittel
gelöst.
- 2. Das Lösemittel
wird verdampft, wodurch eine dünne
Schicht von Lipid auf dem Boden des Kolbens zurückbleibt.
- 3. Die Lipide werden in einem wässrigen Medium, wie mit Phosphat
gepufferter Kochsalzlösung,
resuspendiert, wobei dies eine Emulsion erzeugt.
- 4. Dann kann eine Beschallung oder Mikrofluidifizierung angewendet
werden, um die Homogenität
zu verbessern.
- 5. Die Kontrastmittel können
zu den Lipiden während
der Herstellung der Emulsion zugesetzt werden oder sie können danach
zu der Emulsion zugesetzt werden.
- 6. Nützliche
Zusatzstoffe umfassen beispielsweise Sojabohnen- Lecithin, Glucose, Pluronic F-68 und D,L-α-Tocopherol;
diese Zusatzstoffe sind besonders nützlich, wenn injizierbare intravenöse Formulierungen
gewünscht
werden.
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Die
vorangegangenen Kontrastmittel können
des Weiteren Suspensionsstabilisatoren, wie Polyethylenglycol, Lactose,
Mannitol, Sorbitol, Ethylalkohol, Glycerin, Lecithin, Polyoxyethylensorbitanmonooleat,
Sorbitanmonooleat und Albumin, umfassen. Es können auch verschiedene Zucker
und andere Polymere zugesetzt werden, wie Polyethylenglycol, Polyvinylpyrrolidon,
Polypropylenglycol und Polyoxyethylen.
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Die
Kontrastmittel dieser Referenz weisen eine hohe T1-
und T2-„Relaxivity" (Relaxivität) auf,
insbesondere wenn auch Lipide vorhanden sind. Aufgrund der hohen
Relaxivity sind diese Kontrastmedien besonders nützlich für die Bildgebung betreffend
den Blutpool.
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WO
96 11023 offenbart liposomale Mittel, welche Liposomen umfassen,
welche gebunden an eine Membran davon makrocyclische Chelate von
diagnostisch oder therapeutisch aktiven Ionen, die mit lipophilen Verankerungsgruppen
funktionalisiert sind, aufweisen.
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Zusätzlich offenbart
WO 00 09170 eine Kombination von positivem MRI-Kontrastmittel, umfassend
micellare Partikel von paramagnetischen Metallionen komplexiert
mit Chelatbildnern, welche wenigstens einen lipophilen Substituenten
tragen, mit negativem MRI-Kontrastmittel.
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WO
97 00087 offenbart NMR-Bildgebungszusammensetzungen, welche ein
paramagnetisches Metallion und einen Chelatbildner, welcher einen
lipophilen Substituenten trägt,
umfassen.
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WO
95 28967 betrifft Blutpool-Kontrastmittel mit einer liposomalen
Makrostruktur, die des Weiteren in Form von Chelatkomplexen gebundene
paramagnetische Metallionen, komplexiert mit lipophilen Chelatbildnern,
trägt.
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WO
96 11023 offenbart liposomale Mittel, umfassend Liposome, welche
an eine Membran davon gebunden makrocyclische Chelate von diagnostisch
oder therapeutisch aktiven Ionen, die mit lipophilen Verankerungsgruppen
funktionalisiert sind, aufweisen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Trotz
der Verdienste der paramagnetischen polycarboxylischen Chelate des
Standes der Technik als Kontrastmittel für die MRI bestand ein Bedarf
an einem neuen Spektrum von chelatbildenden Verbindungen mit weiter
verbesserten Eigenschaften, die so gestaltet sind, dass Blutpool-Kontrastmittel
von herausragender langer Lebensdauer im Blutkreislauf bereitgestellt
werden. Angesichts ihrer Struktur, welche stark hydrophobe und hydrophile
Gruppierungen umfasst, erzielen die Verbindungen der Erfindung einen
signifikanten Schritt in die richtige Richtung.
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Die
neuen Verbindungen der Erfindung, entweder racemisch oder enantiomer,
weisen die folgende Formel (✝) auf
in welcher n, m, R* und R' wie in Anspruch
1 definiert sind.
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Die
Verbindung der Formel (✝) kann als Chelatbildner für paramagnetische
Metalle, vorzugsweise Gd(III), Mn(II), Cr(III), Cu(II), Fe(III),
Pr(III), Nd(III), Sm(III), Tb(III), Yb(III), Dy(III), Ho(III) und
Er(III), bei der Herstellung einer MRI-Kontrastformulierung und
von Zusammensetzungen von herausragender langer Lebensdauer im Blut,
was sie zu idealen Mitteln zum Untersuchen des Kreislaufs in zugehörigen Organen
macht, verwendet werden.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Die
Verbindungen der Formel (✝) werden vorzugsweise ausgewählt unter
Verbindungen der folgenden Formel (II)
in welcher R und R
1 wie in Anspruch 2 definiert sind.
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Die
Verbindungen der Formel (II) können
beispielsweise die Formel (IIa) aufweisen
in welcher R
3 ein
linearer oder verzweigter, gesättigter
oder ungesättigter
C
12-25-Kohlenwasserstoffrest ist.
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Besonders
bevorzugt sind Verbindungen der Formel (IIa), in welcher R3 ein linearer oder verzweigter, gesättigter
oder ungesättigter
C12-20-Kohlenwasserstoffrest ist.
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Oder
sie können
die Formel (IIb) aufweisen
in welcher R
4 und
R
5 unabhängig
lineare oder verzweigte, gesättigte
oder ungesättigte
C
12-25-Kohlenwasserstoffreste, die gegebenenfalls
durch -CO- und/oder -O- unterbrochen sind, sind.
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Besonders
bevorzugt sind die Verbindungen der Formel (IIb), in welcher R4 und R5 unabhängig lineare oder
verzweigte, gesättigte
oder ungesättigte
C12-25-Kohlenwasserstoffreste, die gegebenenfalls
durch -CO- und/oder -O- unterbrochen sind, sind.
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Die
Verbindungen dieser Erfindung mit der Formel (✝) können sein,
wie in den Formeln gezeigt, oder sie können in Form von Komplexchelaten
mit paramagnetischen Metallionen (wie zuvor angegeben) und der Salze
davon mit physiologisch verträglichen
Basen, ausgewählt
aus primären,
sekundären,
tertiären
Aminen und basischen Aminosäuren
oder anorganischen Hydroxiden von Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium
oder Mischungen davon;
oder mit physiologisch verträglichen
Anionen von organischen Säuren,
ausgewählt
aus Acetat, Succinat, Citrat, Fumarat, Maleat, Oxalat, oder anorganischen
Säuren,
ausgewählt
aus Wasserstoffhalogeniden, Sulfaten, Phosphaten, Phosphonaten und
dergleichen;
oder mit Kationen oder Anionen von Aminosäuren, ausgewählt aus
Lysin, Arginin, Ornithin, Asparaginsäure und Glutaminsäure und
dergleichen, vorliegen.
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Zur
Herstellung der Verbindungen der Formel (I) in der Form von Komplexen
mit Metallen (ME) kann man vorgehen wie in dem folgenden Schema
1: Schema
1
worin Pg eine Schutzgruppe ist;
R* wie für Formel
(I) definiert ist;
ME
n+ ein Metallion
ist;
n = 2 oder 3.
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In
Schritt al wird die Verbindung 1A, d.h. 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7-triessigsäure, deren Carboxylgruppen
in geeigneter Weise durch Gruppen, wie Benzyl oder tert.-Butyl,
geschützt
sind, mit R*-X, worin R* ein Substituentenrest ist und X eine austretende
Gruppe, wie Cl, Br, I, ist, umgesetzt. Das Reaktionsprodukt wird
dann durch bekannte Verfahren (z.B. mit CF3COOH)
von den Schutzgruppen befreit, wodurch der freie Ligand 1B erhalten
wird. Der Ligand wird dann mit einem geeigneten Metallionenoxid
oder -salz (vorzugsweise paramagnetisch), wie Gd-oxid, -chlorid
oder -acetat, komplexiert, um das gewünschte Metallkomplexchelat
1C zu erhalten. Abhängig
von dem Wert von n kann 1C mit einem geeigneten Gegenion ein Salz
bilden.
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Für die Komplexe
der Verbindungen der Formel (IIa) kann man gemäß dem nachfolgenden Schema 2
vorgehen: Schema
2
worin Pg eine Schutzgruppe wie in Schema 1 ist;
R
und R
3 oben definiert worden sind; und ME
und n wie in Schema 1 sind.
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Gemäß dem Verfahren
von Schema 2 stellt man eine Verbindung 2C durch die Umsetzung eines
halogenierten Halogenids (oder einer äquivalenten Verbindung) mit
einem primären
Amin R3NH2 in einem
geeigneten Lösemittel,
wie CH2Cl2, CHCl3 oder H2O/CH2Cl2-Mischungen,
in Gegenwart einer Base (z.B. K2CO3) her. Dann wird Verbindung 2C mit Verbindung
2D umgesetzt und das Produkt von den Schutzgruppen befreit (b2), wodurch
der gewünschte
freie Ligand 2E bereitgestellt wird. Der Letztgenannte wird schließlich gemäß der in Schema
1 offenbarten allgemeinen Vorgehensweise komplexiert. Sofern erforderlich,
d.h. abhängig
davon, ob n einen geeigneten Wert hat, kann Verbindung 2F mit einem
geeigneten Gegenion ein Salz bilden.
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Für die Herstellung
der Metallkomplexe der Verbindungen der Formel (IIb) kann man gemäß dem nachfolgenden
Schema 3 vorgehen: Schema
3
worin n = 1-6; p = 0-5; m = 2 oder 3; Y = Halogen;
Pg eine Schutzgruppe ist und Alk eine lipophile Alkylkette ist.
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In
Schritt a3 wird Verbindung 3A mit einem Säurehalogenid einer geeigneten
langkettigen Carbonsäure
3B in einem geeigneten aprotischen dipolaren Lösemittel umgesetzt, um Verbindung
3C zu erhalten. Die Letztgenannte wird umgesetzt (Schritt b3) mit
Verbindung 3D, d.h. 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraessigsäure, von
welcher drei Essigsäuregruppen
mit beispielsweise Benzyl- oder tert.-Butylgruppen geschützt sind, in Gegenwart von
cyclischem 1-Propanphosphonsäureanhydrid
(PPAA) und einer Base (z.B. Et3N) in einem
geeigneten Lösemittel,
wie CH2Cl2.
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Verbindung
3E, die in Schritt c3 erhalten wird, wird durch bekannte Verfahren
(z.B. durch katalytische Hydrierung) von den Schutzgruppen befreit,
was den freien Liganden 3F ergibt, der dann gemäß der früher beschriebenen Vorgehensweise
mit einem Metall komplexiert wird (Schritt d3). Dies ergibt das
gewünschte Komplexchelat
3G. Dann kann die Verbindung 3G mit einem geeigneten Gegenion ein
Salz bilden, wenn der Wert von m dies zulässt.
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Die
erfindungsgemäßen injizierbaren
Zusammensetzungen und Formulierungen, die als Kontrastmittel für MRI-Untersuchungen
verwendet werden können,
werden vorzugsweise weitere Zusatzstoffe zusätzlich zu einem oder mehreren
der zuvor diskutierten neuen paramagnetischen Chelate und einer
Trägerflüssigkeit enthalten.
Die Zusatzstoffe umfassen nicht ionische und/oder ionische oberflächenaktive
Stoffe und Mischungen davon wie auch andere amphipathische Verbindungen.
Aufgrund ihrer physiologischen Eignung sind die nicht ionischen
oberflächenaktiven
Stoffe bevorzugt. Die nicht ionischen oberflächenaktiven Stoffe sind vorzugsweise
Blockcopolymere mit Polyoxyethylen- und Polyoxypropylensequenzen,
Polyethylenglycolalkylether, wie beispielsweise Polyethylenglycoloctadecylether,
oder Polyoxyethylenfettsäureester
oder Polyoxyethylensorbitanfettsäureester
oder n-Alkylglycopyranosid und n-Alkylmaltotriosid.
Der nicht ionische oberflächenaktive
Stoff in den Zusammensetzungen der Erfindung wird in geeigneter
Weise ausgewählt
aus den kommerziell erhältlichen
Erzeugnissen, wie Pluronic®, Poloxamer®, Poloxamin®,
Synperonic®,
BRIJ®,
Myrj®, Tween® s
(Polysorbate) und deren Mischungen. Das Gewichtsverhältnis des
oberflächenaktiven
Stoffs zu der Menge des paramagnetischen Bildgebungsmittels beträgt 1:50
bis 50:1, vorzugsweise 1:10 bis 10:1 und sogar noch mehr bevorzugt
1:1. Die ionischen oberflächenaktiven
Stoffe umfassen vorzugsweise Gallensäuresalze, wie Natriumdesoxycholat.
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Die
amphipathischen Verbindungen, die in den Zusammensetzungen geeignet
sind, sind Phospholipide, die ausgewählt werden können aus
Phosphatidsäure
(PA), Phosphatidylcholin (PC), Phosphatidylethanolamin (PE), Phosphatidylserin
(PS), Phosphatidylglycerol (PG), Phosphatidylinositol (PI), Cardiolipin
(CL) und Sphingomyelin (SM). Die amphipathische Verbindung kann
auch aus einem Monophosphatester eines substituierten oder teilweise
substituierten Glycerols, wobei wenigstens eine funktionelle Gruppe
des Glycerols durch eine gesättigte
oder ungesättigte
aliphatische Fettsäure
verestert oder durch einen gesättigten
oder ungesättigten
Alkohol vererhert ist, wobei die anderen beiden sauren Funktionen
der Phosphorsäure
entweder frei sind oder mit Alkali- oder Erdalkalimetallen ein Salz
bilden, bestehen. Die Phosphatester werden vorzugsweise Monophosphate
von Fettsäureglyceriden,
ausgewählt
aus Dimyristoylphosphatidsäure,
Dipalmitoylphosphatidsäure
oder Distearoylphosphatidsäure,
umfassen.
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Die
Phospholipide können
auch Diacyl- und Dialkylglycerophospholipide, in denen die aliphatischen Ketten
wenigstens zwölf
Kohlenstoffatome aufweisen, wie auch eine oder mehrere Verbindungen,
welche aus ionischen und neutralen Phospholipiden, Monoalkyl- oder
Alkenylestern von Phosphorsäure
und/oder Cholesterol, Ergosterol, Phytosterol, Sitosterol, Lanosterol,
Tocopherol ausgewählt
werden, umfassen. In den Phospholipide enthaltenden Zusammensetzungen
scheint das Gewichtsverhältnis
der Phospholipide zu dem amphiphilen Chelat nicht kritisch zu sein
und es kann beispielsweise von 1:50 bis 50:1 variieren. Der praktikable Bereich
wird zwischen 10:1 und 1:10, vorzugsweise zwischen 1:5 und 5:1 und
sogar noch mehr bevorzugt zwischen 1:3 und 3:1 liegen. In den Zusammensetzungen,
in denen Phospholipide verwendet werden, kann das Gewichtsverhältnis des
Phospholipids zu dem oberflächenaktiven
Stoff wie oben variieren, jedoch werden die Bereiche von 1:10 bis
10:1 und vorzugsweise zwischen 1:2 und 2:1 als optimal angesehen.
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Die
Zusammensetzungen der Erfindung können in micellarer Form vorliegen,
in welchem Falle sie hergestellt werden können unter Verwendung von bekannten
Techniken, nämlich
wie in WO 97/00087; Polym. Prepr. 1997, 38(1), 545-546; Acad. Radiol.
1996, 3, 232-238, beschrieben. Diese Dokumente beschreiben Micellen
von amphiphilen Gd-Chelaten, die bei einer perkutanen Lymphographie
nützlich
sind. Die Micellen haben eine Partikelgröße zwischen 10 und 500 nm,
vorzugsweise zwischen 50 und 200 nm.
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Die
Micellen können
in einem jeglichen physiologisch verträglichen wässrigen flüssigen Träger, wie Wasser oder Kochsalzlösung, rein
oder gepuffert, gemäß der üblichen
Praxis hergestellt werden. Abhängig von
der Wahl der Komponenten kann die Dispergierung durch sanftes Mischen
oder durch energischere Maßnahmen,
wie Homogenisierung, Mikrofluidifizierung oder Beschallung, erzielt
werden.
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Bei
einer vorteilhaften Weise der Herstellung der Micellen der Erfindung
wird ein Gewichtsteil der paramagnetischen Chelat-Kontrastkomponente
mit jeweils einem bis zwei Teilen von oberflächenaktiven Stoffen und von
Lipiden und mit 100 bis 200 Teilen von flüssigem Träger, beispielsweise Tris/Glycerol-Puffer,
gemischt.
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Die
Zusammensetzungen können
so, wie sie sind, aufbewahrt und verwendet werden oder können gemäß bekannten
Methoden, z.B. durch Gefriertrocknung, trocken lyophilisiert werden.
Diese trockene Form (poröse
Klumpen oder rieselfähiges
Pulver) ist für
eine Langzeitaufbewahrung besonders geeignet. Die Formulierungen
können
vor einer Verwendung durch Dispergieren des Lyophilisats in einem
physiologisch ver träglichen
flüssigen
Träger
rekonstituiert werden, wodurch eine Suspension erhalten wird, welche
der früheren
Formulierung entspricht und direkt als NMR-Bildgebungskontrastmittel
verwendet werden kann.
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Um
die Zusammensetzungen der Erfindung auf dem Gebiet der Medizin in
der Praxis anzuwenden, können
die lyophilisierten Komponenten und die Trägerflüssigkeit getrennt in Form eines
Kits vertrieben werden. Die lyophilisierten Komponenten können unter
einer trockenen, inerten Atmosphäre
aufbewahrt werden und die Trägerflüssigkeit
kann des Weiteren isotonische Zusatzstoffe und andere physiologisch
verträgliche Bestandteile,
wie verschiedene anorganische Salze, Vitamine u.s.w., enthalten.
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Die
Zusammensetzungen der Erfindung sind besonders nützlich als Kernspinresonanzkontrastmittel für die Bildgebung
des Blutpools. Es ist gezeigt worden, dass sie in der Ratte einen
ausreichend hohen Relaxivity-Effekt auf das Blut nach Injektion
und ein außergewöhnlich günstiges
kinetisches Eliminierungsprofil aus dem Blutkreislauf, wie durch
pharmakokinetische und Bioverteilungsdaten gezeigt wird, aufweisen.
Diese beiden kombinierten Merkmale machen sie allgemein sehr geeignet
für die
angiographische Kernspinresonanztomographie (MRI). Die Zusammensetzungen
der Erfindung können
dementsprechend eine MR-Angiographie vereinfachen
und dazu beitragen, Herzmuskelischämie und zerebrale Ischämie, Lungenembolien,
Vaskularisierung von Tumoren und Tumorperfusion zu untersuchen.
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Die
folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung weiter detaillierter.
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BEISPIEL
1 [10-[2-(Octadecylamino)-2-oxoethyl]-1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7-triacetato(3-)]gadolinium
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A) 2-Brom-N-octadecylacetamid
(C.A.S.-Registrierungsnummer 15491-43-7)
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Eine
Lösung
von Bromacetylbromid (44,4 g; 0,22 mol) in CH2Cl2 (50 ml) wurde tropfenweise im Verlauf von
2,5 h bei 20°C
zu einer Mischung von Octadecylamid (59,3 g; 0,22 mol) und K2CO3 (30,4 g; 0,22
mol) in CH2Cl2 (600
ml) und H2O (600 ml) zugesetzt. Nach 16
h bei Raumtemperatur wurde die organische Phase abgetrennt, mit
H2O gewaschen, über Na2SO4 getrocknet und eingedampft. Das Rohprodukt
wurde durch Flash-Chromatographie
(CH2Cl2/MeOH = 100/1
(Vol./Vol.)) gereinigt, wodurch das gewünschte Produkt erhalten wurde
(60 g; 0,154 mol). Ausbeute 70%. GC : 96% (Fläche %), K.F.: <0,1%; 1H-NMR-, 13C-NMR- und MS-Spektren stimmten mit der
postulierten Struktur überein.
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B) [10-[2-(Octadecylamino)-2-oxoethyl]-1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7-triessigsäure
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Eine
Mischung von 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7-triessigsäure-tris(1,1-dimethylethyl)ester (24
g; 46,6 mmol) und 2-Brom-N-octadecylacetamid
(18,2 g; 46,6 mmol) in EtOH (500 ml) wurde bis zum Rückfluss
erwärmt.
Nach 2,5 h wurde die Reaktionsmischung eingedampft, der Rückstand
wurde in CH2Cl2 gelöst und es
wurde CF3COOH zugegeben. Nach 15 min wurde
das Lösemittel
verdampft und der ölartige
Rückstand in
CF3COOH gelöst. Nach 16 h bei Raumtemperatur
wurde die Lösung
eingedampft und der ölartige
Rückstand
wurde durch Flash-Chromatographie
(CH2Cl2/MeOH = 3/1
(Vol./Vol.); dann CH2Cl2/MeOH/NH4OH 25% (Gew./Gew.) = 12/4/1 (Vol./Vol./Vol.))
gereinigt.
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Das
Produkt wurde in H2O und 6 N HCl gelöst, die
Lösung
wurde auf eine Säule
mit Amberlite® XAD-8-Harz
aufgetragen und mit einem CH3CN/H2O-Gradient eluiert. Das Produkt eluiert
bei 50% CH3CN.
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Die
das Produkt enthaltenden Fraktionen wurden eingedampft und unter
verringertem Druck getrocknet, wodurch das gewünschte Produkt erhalten wurde
(12 g; 18 mmol). Ausbeute 39%. Säuretiter
(0,1 N NaOH) : 91%; HPLC: 95% (Fläche %); K.F.: 8,82%. Die
13C-NMR-, MS- und IR-Spektren stimmten mit der Struktur überein. Elementaranalyse
(%):
wasserfrei.
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C) [10-[2-(Octadecylamino)-2-oxoethyl]-1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7-triacetato(3-)]gadolinium
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Gd
2O
3 (1,97 g; 5,4
mmol) wurde zu einer Lösung
des freien Liganden aus der vorangegangenen Präparation (7,12 g; 9,7 mmol)
in H
2O (310 ml) zugegeben und die resultierende
Suspension wurde 9,5 h auf 50°C erwärmt. Die
Reaktionsmischung wurde durch eine Millipore
®-Membran
(HA 0,45 μm-Filter)
filtriert und die Lösung
wurde eingedampft, wodurch die in der Überschrift angegebene Verbindung
erhalten wurde (8,6 g; 9,5 mmol). Ausbeute 98%. HPLC: 98% (Fläche %);
K.F.: 9,98%; MS- und IR-Spektren stimmten mit der Struktur überein. Elementaranalyse
(%):
wasserfrei.
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BEISPIEL
2 [10-[[2-[2-[2-(Dioctadecylamino)-2-oxoethoxy]-2-oxoethyl]amino]-2-oxoethyl]-1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7-triacetato(3-)]gadolinium
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A) N-Octadecyl-1-octadecanamin
(Dioctadecylamin) (C.A.S.-Registrierungsnummer
112-99-2).
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A1) Dioctadecylcyanamid
(C.A.S-Registrierungsnummer 113576-09-3)
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Cyanamid
(5 g; 119 mmol) wurde zu einer gerührten 50%-igen wässrigen
NaOH-Losung (100 g) zugegeben. Die Mischung wurde auf 25°C abgekühlt, dann
wurde eine Lösung
von Aliquat® 336
(Trioctylmethylammoniumchlorid) (2,42 g; 6 mmol) (kommerzielles
Produkt) und 1-Bromoctadecan (40,37 g; 121 mmol) in Toluol (50 ml)
zugesetzt. Die Mischung wurde bei 55°C 6 h kräftig gerührt. Die organische Phase wurde
abgetrennt und eingedampft, wodurch die gewünschte Verbindung erhalten
wurde (38 g). Das Rohprodukt wurde in dem Hydrolyseschritt ohne
jegliche weitere Reinigung verwendet. K.F.: < 0,1%. Die 1H-NMR-, 13C-NMR-, MS- und IR-Spektren stimmten mit der Struktur überein.
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A2) N-Octadecyl-1-octadecanamin
(Dioctadecylamin)
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Das
rohe Dioctadecylcyanamid (38 g) wurde in 2,75 M H
2SO
4 (150 ml) suspendiert und die Mischung wurde
2,5 h unter Rückfluss
gekocht. Nach Abkühlen
auf Raumtemperatur wurden H
2O (100 ml),
30% NaOH (100 ml) und CHCl
3 (300 ml) zugegeben.
Die organische Phase wurde abgetrennt, getrocknet und eingedampft.
Der feste Rückstand
wurde in Et
2O suspendiert und 1 h gerührt. Der
Feststoff wurde filtriert und mit gewaschen, wodurch die gewünschte Verbindung
erhalten wurde (15,3 g; 29,3 mmol). Ausbeute 48%. K.F.: 0,20%. Die
1H-NMR-,
13C-NMR-,
MS- und IR-Spektren stimmten mit der Struktur überein. Elementaranalyse
(%):
wasserfrei.
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B) 2-Hydroxy-N,N-dioctadecylacetamid
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(Acetyloxy)acetylchlorid
(3,8 g; 28,1 mmol) (kommerzielles Produkt), gelöst in CHCl3 (150
ml), wurde tropfenweise zu einer Lösung von Dioctadecylamin (13,3
g; 25,5 mmol) und Et3N (3,9 ml; 28,1 mmol)
in CHCl3 (350 ml) zugegeben und die Lösung wurde
bei Raumtemperatur über
Nacht gerührt.
MeOH (250 ml) und 2 N NaOH (50 ml) wurden zu der Lösung zugegeben.
H2O wurde zu der Reaktionsmischung zugesetzt
und es wurde ein zwei Phasen umfassendes System erhalten. Die untere
organische Phase wurde abgetrennt und eingedampft. Der feste Rückstand
wurde in n-Hexan suspendiert und filtriert, wodurch die gewünschte Verbindung
erhalten wurde (12,1 g; 20,9 mmol). Ausbeute 82%. HPLC: 96% (Fläche %).
K.F.: <0,1%. Die 13C-NMR-, MS- und IR-Spektren stimmten mit
der Struktur überein.
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C) N-[(Phenylmethoxy)carbonyl]glycin-[2-(dioctadecylamino)-2-oxoethyl]ester
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Eine
Lösung
von DCC (2,1 g; 10,3 mmol) in CHCl3 (50
ml) wurde tropfenweise zu einer Lösung von 2-Hydroxy-N,N-dioctadecylacetamid
(5 g; 8,6 mmol) und Z-Glycin (2 g; 9,5 mmol) in CHCl3 (250
ml) zugegeben. DMAP (0,1 g; 0,9 mmol) wurde zu der resultierenden
Lösung
zugegeben. Nach 1 h wurde die Reaktionsmischung filtriert und das
Lösemittel
wurde verdampft. Das Rohprodukt wurde durch Flash-Chromatographie (n-Hexan/EtOAc = 7/3
(Vol./Vol.)) gereinigt, wodurch die gewünschte Verbindung erhalten
wurde (5,6 g; 7,3 mmol). Ausbeute 84%. HPLC : 99% (Fläche %).
K.F.: <0,1%. Die 13C-NMR-, MS- und IR-Spektren stimmten mit
der Struktur überein.
-
-
D) Glycin-[2-(dioctadecylamino)-2-oxoethyl]ester-hydrochlorid
-
10%
Pd/C (150 mg) wurde zu einer Lösung
von N-[(Phenylmethoxy)carbonyl]glycin-[2-(dioctadecylamino)-2-oxoethyl]ester
(1,2 g; 1,4 mmmol) in EtOAc (100 ml) zugegeben und die Suspension
wurde 3 h unter Wasserstoffatmosphäre bei Raumtemperatur gerührt. Nach
Filtration (durch einen Millipore
® Filter
FT 0,45 μm) wurde
1,2 M HCl in MeOH (1,3 ml; 1,6 mmol) tropfenweise zu der resultierenden
Lösung
zugesetzt, wodurch die Ausfällung
eines weißen
Feststoffs erzielt wurde, welcher abfiltriert wurde, wodurch die
gewünschte
Verbindung erhalten wurde (830 mg; 1,2 mmol). Ausbeute 86%. HPLC:
100% (Fläche
%). K.F.: 0,22%. Die MS- und IR-Spektren stimmten mit der Struktur überein. Elementaranalyse
(%):
wasserfrei.
-
E) 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraessigsäuretris(phenylmethyl)ester
-
E1) 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1-essigsäure-(1,1-dimethylethyl)ester
-
Eine
Lösung
von tert.-Butylbromacetat (25,3 g; 130 mmol) in CHCl
3 (500
ml) (kommerzielles Produkt) wurde tropfenweise im Verlauf von 7
h zu einer unter Stickstoff gehaltenen Lösung von 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan
(112,3 g; 650 mmol) (kommerzielles Produkt) in CHCl
3 (2
l) bei Raumtemperatur zugegeben. Nach 14 h wurde die Lösung auf
800 ml aufkonzentriert, mit H
2O gewaschen,
getrocknet und eingedampft, wodurch die gewünschte Verbindung erhalten
wurde (39 g; 129 mmol). Ausbeute 99%. GC: 92% (Fläche %).
K.F.: 0,42%. Die
13C-NMR-, MS- und IR-Spektren
stimmten mit der Struktur überein. Elementaranalyse
(%):
wasserfrei.
-
E2) 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7-tetraessigsäure-(1,1-dimethylethyl)tris(phenylmethyl)ester
-
Eine
Lösung
von 1,4,7,10-Tetrazacyclododecan-1-essigsäure-(1,1-dimethylethyl)ester (36 g; 126 mmol)
in DMF (200 ml) wurde tropfenweise im Verlauf von 7 h zu einer unter
Stickstoff gehaltenen Suspension von Benzylbromacetat (94,96 g;
414 mmol) und K
2CO
3 (86,8
g; 628 mmol) in DMF (250 ml) bei Raumtemperatur zugegeben. Nach
14 h wurde die Suspension filtriert und die Lösung bis zur Trockene eingedampft.
Der Rückstand
wurde in EtOAc gelöst,
mit H
2O, dann mit Kochsalzlösung gewaschen.
Die organische Phase wurde abgetrennt, über Na
2SO
4 getrocknet und eingedampft. Der Rückstand
wurde durch Flash-Chromatographie (CH
2Cl
2/MeOH = 15/1 (Vol./Vol.)) gereinigt, wodurch
die gewünschte
Verbindung erhalten wurde (51 g; 65 mmol). Ausbeute 51%. HPLC :
90% (Fläche
%). K.F.: 0,48%. Die
13C-NMR-, MS- und IR-Spektren
stimmten mit der Struktur überein. Elementaranalyse
(%):
wasserfrei.
-
E3) 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7-tetraessigsäuretris(phenylmethyl)ester
-
1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraessigsäure-(1,1-dimethylethyl)-tris(phenylmethyl)ester-Addukt
mit NaCl (47,11 g; 60 mmol) wurde in Dioxan (500 ml) gelöst. Die
Lösung
wurde mit 12 N HCl (500 ml) unter Stickstoff bei Raumtemperatur
behandelt, wodurch ein Niederschlag erhalten wurde. Nach 16 h wurde
die Suspension eingedampft und der Rückstand in H2O
durch Ultraschall-Beschallung gelöst. Die Lösung (pH 2) wurde auf eine
Säule mit
Amberlite® XAD-1600-Harz
(900 ml) aufgetragen und mit einem CH3CN/H2O-Gradient eluiert. Die das Produkt enthaltenden
Fraktionen wurden aufkonzentriert, um CH3CN
zu entfernen, dann mit EtOAc extrahiert. Die organische Phase wurde über Na2SO4 getrocknet und
eingedampft. Der Rückstand
wurde mit EtOAc verrieben, wodurch die gewünschte Verbindung erhalten
wurde (21 g; 31 mmol). Ausbeute 52%. HPLC: 99% (Fläche %).
K.F.: < 0,1%. Die 13C-NMR-, MS- und IR-Spektren stimmten mit
der Struktur überein.
-
-
F) [10-[[2-[2-[2-(Dioctadecylamino)-2-oxoethoxy]-2-oxoethyl]amino]-2-oxoethyl]-1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7-triessigsäure-tris(phenylmethyl)ester
-
Zu
einer Suspension von 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraessigsäure-tris(phenylmethyl)ester
(2,7 g; 4 mmol) und Glycin-[2-(dioctadecylamino)-2-oxoethyl]ester-hydrochlorid
(3 g; 4,4 mmol) in CHCl3 (250 ml) wurde
DIEA (Diisopropylethylamin) (1,5 ml; 8,8 mmol) zugegeben. BOP ((Benzotriazol-1-yloxy)tris(dimethylamino)phosphoniumhexafluorphosphat,
kommerzielles Produkt) (2,2 g; 4,8 mmol) wurde zu der resultierenden
Lösung
zugegeben, die bei Raumtemperatur 2 h gerührt wurde. Das Lösemittel
wurde verdampft und der feste Rückstand
wurde in 9:1 i-PrOH/H2O suspendiert und
filtriert, um die gewünschte
Verbindung zu erhalten (4,9 g; 3,8 mmol). Ausbeute 95%. Die 13C-NMR-, MS- und IR-Spektren stimmten mit
der angegebenen Struktur überein.
-
-
G) [10-[[2-[2-[2-(Dioctadecylamino)-2-oxoethoxy]-2-oxoethyl]amino]-2-oxoethyl]-1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7-triessigsäure
-
10%
Pd/C (150 mg) wurde zu einer Lösung
von [10-[[2-[2-[2-(Dioctadecylamino)-2-oxoethoxy]-2-oxoethyl]amino]-2-oxoethyl]-1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7-triessigsäure-tris(phenylmethyl)ester
(1,5 g; 1,2 mmmol) in CH3COOH (150 ml) zugegeben
und die Suspension wurde 8 h unter Wasserstoffatmosphäre bei Raumtemperatur
gerührt.
Nach Filtration (durch einen Millipore® Filter
FT 0,45 μm)
wurde das Lösemittel
verdampft und der Rückstand
unter verringertem Druck getrocknet, wodurch die gewünschte Verbindung
erhalten wurde (3 g; 1 mmol). Ausbeute 83%. HPLC: 97% (Fläche %).
Die 13C-NMR-, MS- und IR-Spektren stimmten
mit der Struktur überein.
-
-
H) [10-[[2-[2-[2-(Dioctadecylamino)-2-oxoethoxy]-2-oxoethyl]amino]-2-oxoethyl]-1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7-triacetato(3-)]gadolinium
-
Der
freie Ligand aus der vorangegangenen Präparation (2,2 g; 2,2 mmol)
wurde in 3:1 EtOH/H2O (120 ml) gelöst; es wurde
eine 0,5 M wässrige
Lösung
von (CH3COO)3Gd
(4,4 ml) tropfenweise zugegeben. Die resultierende Lösung wurde
4 h bei 50°C
erwärmt.
Das Lösemittel
wurde verdampft, wodurch die in der Überschrift angegebene Verbindung
erhalten wurde (2,2 g; 1,9 mmol). Ausbeute 86%. HPLC: 95% (Fläche %).
Die MS- und IR-Spektren
stimmten mit der Struktur überein.
-
-
BEISPIEL
3 [10-[2-[Bis[2-[(1-oxohexadecyl)oxy]ethyl]amino]-2-oxoethyl]-1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7-triacetato(3-)]gadolinium
-
A) Hexadecansäure-iminodi-2,1-ethandiylester-hydrochlorid
(C.A.S.-Registrierungsnummer 84454-85-3).
-
Palmitoylchlorid
(29,8 g; 108,4 mmol) (kommerzielles Produkt) wurde tropfenweise
im Verlauf von 30 min zu einer Lösung
von Diethanolamin-hydrochlorid (7 g; 49,4 mmol) (kommerzielles Produkt)
in DMF (100 ml) zugegeben. Nach Stehenlassen für 1,5 h kristallisierte ein
weißer
Feststoff. MeOH (350 ml) wurde zugegeben und die Reaktionsmischung
bis zum Rückfluss
erwärmt.
Nach Abkühlen
auf Raumtemperatur wurde das umkristallisierte Produkt abfiltriert,
wodurch als ein weißer
Feststoff Hexadecansäure-iminodi-2,1-ethandiylester-hydrochlorid
erhalten wurde (15 g; 24,2 mmol). Ausbeute 49%. K.F.: 0,4%. Die
13C-NMR-,
MS- und IR-Spektren stimmten mit der Struktur überein. Elementaranalyse
(%):
wasserfrei.
-
B) [10-[2-[Bis[2-[(1-oxohexadecyl)oxy]ethyl]amino]-2-oxoethyl]-1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7-triessigsäure-tris(phenylmethyl)ester
-
Eine
50%-ige Lösung
von cyclischem 1-Propanphosphonsäureanhydrid
(14,4 g; 22,6 mmol) in EtOAc (kommerzielles Produkt) wurde zu einer Lösung von
1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraessigsäuretris(phenylmethyl)ester
(15 g; 22,2 mmol) (hergestellt gemäß Schritt E3 von Beispiel 17),
Hexadecansäure-iminodi-2,1-ethandiylesterhydrochlorid
(14 g; 22,6 mmol) und Et
3N (6,5 ml; 46,6
mmol) in CH
2Cl
2 (200
ml) zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde bei Raumtemperatur 24
h gerührt,
dann wurde mehr cyclisches 1-Propanphosphonsäureanhydrid (14,4 g; 22,6 mmol)
zugegeben. Nach weiteren 24 h wurde die Mischung mit Kochsalzlösung gewaschen,
getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wurde durch Flash-Chromatographie
(CH
2Cl
2/MeOH = 9/1
(Vol./Vol.)) gereinigt, wodurch die gewünschte Verbindung erhalten
wurde (17 g; 13,7 mmol). Ausbeute 62%. HPLC: 96% (Fläche %).
Die
13C-NMR-, MS- und IR-Spektren stimmten
mit der vorgeschlagenen Struktur überein. Elementaranalyse
(%):
wasserfrei.
-
C) [10-[2-[Bis[2-[(1-oxohexadecyl)oxy]ethyl]amino]-2-oxoethyl]-1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7-triessigsäure
-
10%
Pd/C (1,6 g) wurde zu einer Lösung
von [10-[2-[Bis[2-[(1-oxohexadecyl)oxy]ethyl]amino]-2-oxoethyl]-1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7-triessigsäure-tris(phenylmethyl)ester
(16 g; 12,9 mmmol) in EtOH (500 ml) zugegeben und die Suspension
wurde 12 h unter Wasserstoffatmosphäre bei Raumtemperatur gerührt. Nach
Filtration durch einen Millipore
® Filter
FT 0,45 μm
wurde die Lösung
unter verringertem Druck eingedampft, wodurch die gewünschte Verbindung
erhalten wurde. Ausbeute 93%. HPLC: 98% (Fläche %). Die
13C-NMR-,
MS- und IR-Spektren stimmten mit der Struktur überein. Elementaranalyse
(%):
wasserfrei.
-
D) [10-[2-[Bis[2-[(1-oxohexadecyl)oxy]ethyl]amino]-2-oxoethyl]-1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7-triacetato(3)]gadolinium
-
(CH3COO)3Gd·4H2O (4,63 g; 11,4 mmol) wurde zu einer Lösung des
freien Liganden aus der vorangegangenen Präparation (11 g; 11,4 mmol)
in EtOH (500 ml) bei 50°C
zugegeben. Nach 6 h wurde die Lösung eingedampft
und unter verringertem Druck getrocknet, wodurch die in der Überschrift
angegebene Verbindung erhalten wurde (12,3 g; 11 mmol). Ausbeute
96%. HPLC: 99% (Fläche
%). Die MS- und IR-Spektren stimmten mit der Struktur überein.
-