ITMI20011518A1

ITMI20011518A1 - Leganti azotati multidentati capaci di complessare ioni metallici e loro uso in diagnostica e in terapia

Info

Publication number: ITMI20011518A1
Application number: IT2001MI001518A
Authority: IT
Inventors: Silvio Aime; Luisella Calabi; Giovanni Battista Giovenzana; Giovanni Palmisano; Massimo Sisti; Camilla Cavallotti
Original assignee: Bracco Imaging Spa
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2003-01-17
Also published as: NO328840B1; US20040156786A1; MXPA04000408A; PL367007A1; JP4249610B2; KR100890471B1; PL202690B1; ATE529414T1; PT1417183E; IL159874A; EP1803711B1; HUP0400997A3; IL159874A0; CN100443476C; ES2286278T3; SI1417183T1; EP1803711A1; DK1417183T3; DE60220282T2; HUP0400997A2

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

"LEGANTI AZOTATI MULTIDENTATI CAPACI DI COMPLESSARE IONI METALLICI E LORO USO IN DIAGNOSTICA E IN TERAPIA"

La presente invenzione riguarda nuovi leganti azotati capaci di complessare ioni metallici, in particolare ioni paramagnetici, e l’uso dei complessi corrispondenti come agenti di contrasto per imaging di risonanza magnetica (MRI).

Sono noti diversi complessi di ioni metallici paramagnetici con leganti azotati ciclici e aciclici come agenti di contrasto in tecniche di diagnostica MRI (a titolo di esempio si veda: The Chemistry of Contrast Agents in Medicai Magnetic Resonance Imaging, Merbach A. E. and Toth E. Eds., John Wiley and sons, Chichester, 2001; Caravan P. et al. Chem. Rev. 1999, 99, 2293-2352 e i brevetti US4885363; US4916246; US5132409; US6149890). Alcuni di questi complessi (Gd-DTPA, Gd-DOTA, Gd-HPD03A, ecc.) sono stati tra l’altro recentemente introdotti in commercio.

Ai fini dell’uso in diagnostica MRI, un legante e il suo complesso corrispondente con lo ione paramagnetico, oltre a una bassa tossicità e ad adatte proprietà farmacocinetiche (escrezione, legame alle proteine piasmatiche, inerzia al metabolismo, ecc.), devono possedere ottimali caratteristiche di relassività, con valori elevati di questo parametro che rimangano sostanzialmente insensibili all’ambiente circostante, in particolare alla presenza di anioni fisiologici e alle variazioni di pH.

Si è ora trovato una nuova classe di leganti che formano complessi dotati di caratteristiche particolarmente favorevoli, soprattutto in termini di relassività.

I leganti dell’ invenzione hanno la seguente formula generale I:

in cui:

RI è idrogeno, alchile C1C20 eventualmente sostituito da uno o più gruppi carbossi, cicloalchile C3-C10, cicloalchilalchile C4-C20, arile, arilalchile oppure, considerati assieme, formano un gruppo alchilene C2-C10 lineare o ciclico o un arilene orto disostituito;

R2 è idrogeno, alchile C1C20, cicloalchile C3-C10, cicloalchilalchile C4-C20, arile o arilalchile eventualmente sostituiti da gruppi funzionali che consentano la coniugazione con una opportuna molecola in grado di interagire con sistemi fisiologici;

R3, R4 e R5, uguali o diversi, sono idrogeno, alchile C1C20, cicloalchile C3-C10> cicloalchilalchile C4-C20, arile, arilalchile;

FG, uguali o diversi, rappresentano gruppi carbossi, -P03H2 o -RP(0)0H dove R è idrogeno, alchile C1C20, cicloalchile C3-C10, cicloalchilalchile C4-C20, arile, arilalchile.

L’invenzione riguarda inoltre i chelati dei composti di formula I con ioni metallici paramagnetici o radioattivi, in particolare con gli ioni bi-trivalenti degli elementi metallici aventi numero atomico variabile fra 20 e 31, 39, 42, 43, 44, 49, o fra 57 e 83, come pure i loro sali con basi o acidi fisiologicamente compatibili.

Particolarmente preferiti, ai fini di impieghi diagnostici come mezzi di contrasto per MRI, sono i complessi con ioni paramagnetici quali Fe(2+)5 Fe(<3>+), Cu(<2>+), Cr(<3>+), Gd(<3>+), Eu(<3>+), Dy(<3>+), La(<3>+), Yb(<3+>) o Mn(2+), e in particolare i complessi di gadolinio.

Per impieghi invece in radioterapia o radiodiagnostica sono preferiti i complessi con <203>Pb, <67>Ga, <68>Ga, <72>As, <11>In, <113>In, <90>Y, <97>Ru, <62>Cu, <64>Cu, <52>Fe, <52m>Mn, <140>La, <175>Yb, <153>Sm, <166>Ho, <149>Pm, <177>Lu, <142>Pr, <159>Gd, <212>Bi, <47>Sc, <149>Pm, <67>Cu, <1>Ag, <199>Au, <161>Tb e <51>Cr.

I chelati dell’ invenzione possono essere inoltre in forma di sali qualora il legante rechi funzioni salificabili.

Cationi preferiti di basi inorganiche adatte a salificare i complessi dell’invenzione comprendono gli ioni di metalli alcalini o alcalino-terrosi quali potassio, sodio, calcio, magnesio.

Cationi preferiti di basi organiche comprendono, fra gli altri, quelli di ammine primarie, secondarie e terziarie quali, ad esempio, etanolammina, dietanolammina, morfolina, glucammina, N-metilglucammina, N,N-dimetilglucammina.

Anioni preferiti di acidi inorganici adatti a salificare i complessi dell’invenzione comprendono gli ioni degli acidi alogenidrici quali cloruri, bromuri, ioduri o altri ioni quali ad es. solfato.

Anioni preferiti di acidi organici comprendono quelli di acidi normalmente impiegati in tecnica farmaceutica per la salificazione di sostanze basiche, quali ad esempio acetato, succinato, citrato, fumarato, maleato, ossalato.

Cationi ed anioni preferiti di amminoacidi comprendono, ad esempio, quelli di taurina, glieina, lisina, arginina o orn itina o dell'acido aspartico e glutammico.

Il gruppo alchile C1-C20 e un gruppo lineare o ramificato ed è preferibilmente un gruppo C1-C6, più preferibilmente metile, etile, propile, isopropile.

Il gruppo cicloalchile C3-C10 è preferibilmente un gruppo ciclopropile, ciclopentile o cicloesile, eventualmente a sua volta sostituito in una delle posizione di anello, da un gruppo alchile come sopra definito

Il gruppo cicloalchilalchile C4-C20 è preferibilmente ciclopropilmetile, cicloesiletile, cicloesilmetile, ciclopentilmetile, ciclopentiletile.

Arile è preferibilmente fenile o fenile sostituito da uno a cinque sostituenti, uguali o diversi, scelti fra idrossi, alcossi C1-C2, alogeno, ciano, nitro, metile, etile, carbossi, ammino, C1-C2 alchil- o dialchilammino, o alchili variamente sostituiti con da uno a tre sostituenti quali idrossi, alcossi C1-C2, alogeno, ciano, nitro, metile, etile, carbossi, ammino, C1-C2 alchil- o dialchilammino.

Arilene orto -di sostituito è preferibilmente 1,2-fenilene eventualmente sostituito come sopra indicato.

Alchile C1C20 sostituito da gruppi carbossi è preferibilmente carbossimetile.

FG è preferibilmente un gruppo carbossi.

R2 è preferibilmente metile, alchile come sopra definito o arile, entrambi eventualmente sostituiti da gruppi funzionali di tipo carbossi, ammino, formile, idrossi o mercapto eventualmente protetti, che possono essere utilizzati come sito di coniugazione con altri composti senza interferire con l’integrità strutturale della molecola.

R3 è preferibilmente idrogeno.

R4 è preferibilmente idrogeno o metile.

R5 è preferibilmente idrogeno.

Composti preferiti di formula I sono quelli in cui i due gruppi R1 formano assieme un alchilene, in particolare etilene o propilene, più preferibilmente etilene mentre gli altri gruppi sono come definiti per la formula generale I oppure hanno i significati preferiti sopra indicati.

I composti I in cui R, sono idrogeno, alchile, cicloalchile, cicloalchilalchile o arile possono essere preparati con un processo che comprende:

a) reazione di un composto II

dove R2 è come sopra definito, con formaldeide e una ammina III

R, - NH2 III

dove R1 è come sopra definito, a dare un composto di formula IV

b) riduzione del nitro gruppo del composto IV a gruppo amminico, a dare un composto di formula V

c) reazione dei composti di formula V con esteri di acidi alogenoacetici, a dare i composti VI

dove R6 è un alchile CrC6, e successiva idrolisi a dare i composti I, oppure reazione dei composti V con formaldeide e acido fosforoso o un composto di formula RP(OH)2, dove R è come sopra definito, a dare i corrispondenti composti I in cui FG è -PO3H2 o RP(O)OH.

I composti di formula I in cui i due gruppi R1 considerati assieme formano un gruppo alchilenico sono ottenuti con un processo che comprende: a) reazione di un composto II con formaldeide e una diammina di formula VII

dove R! è come sopra definito e Bz è benzile o un gruppo protettivo del gruppo ammino, a dare il composto di formula Vili

VIII

b) riduzione del nitrogruppo e rimozione dei gruppi benzilici, ad es. per idrogenazione catalitica, del composto Vili a dare un composto di formula IX

IX

c) reazione di IX con esteri di acidi alogenoacetici a dare un composto X

X

dove R6 è come sopra definito, oppure con formaldeide e acido fosforoso o un composto di formula RP(OH)2, dove R è come sopra definito, a dare i corrispondenti composti I in cui FG è -P03H2 o RP(O)OH ;

d) idrolisi dei gruppi carbossiesteri a dare i composti I di cui i gruppi R1 formano assieme un alchilene.

I composti di formula I in cui sono presenti sia gruppi carbossilici sia gruppi fosfonici possono essere ottenuti modificando opportunamente le sequenze di reazioni sopra riportate introducendo i gruppi carbossimetilici o fosfonometilici sul composto di formula Vili preventivamente deprotetto, ad esempio per reazione prima con esteri alogenoacetici, successiva riduzione del nitro gruppo e ulteriore reazione con formaldeide e H3PO3 o RP(OH)2, come descritto in precedenza, o viceversa. In questo modo, è possibile la sintesi di composti I in cui i gruppi FG sugli azoti dell’anello siano diversi dai gruppi FG presenti sul gruppo amminico esociclico.

Le ammine di formula IX, sia in forma protetta che non protetta, sono nuove e costituiscono un ulteriore oggetto dell’invenzione, in qualità di intermedi.

Esempi di opportune molecole capaci di interagire con sistemi fisiologici, coniugabili con i composti dell’invenzione, sono acidi biliari, peptidi, proteine, ormoni, oligonucleotidi e simili.

I complessi dei composti di formula (I) possono essere somministrati come agenti di contrasto MRI per via parenterale, preferibilmente formulati come una soluzione o sospensione acquosa sterile, il cui pH può variare per esempio tra 6.0 e 8.5.

Tali soluzioni o sospensioni acquose possono essere somministrate in concentrazioni variabili tra 0.002 e 1.0 molare.

Tali formulazioni possono essere liofilizzate e fomite come tali in modo da essere ricostituite al momento dell'uso. Per uso gastrointestinale o per iniezione nelle cavità corporee, tali agenti possono essere formulati come una soluzione o sospensione contenente opportuni additivi adatti per esempio a controllarne la viscosità.

Per somministrazione orale possono venire formulati secondo metodi di preparazione comunemente impiegati in tecnica farmaceutica eventualmente anche come formulazione ricoperta in modo da avere una protezione addizionale contro il pH acido dello stomaco, essendo in tal modo impedito il rilascio dello ione metallico chelato, che si verifica particolarmente ai valori di pH tipici dei succhi gastrici.

Altri eccipienti, come ad esempio edulcoranti e/o aromatizzanti possono essere ugualmente aggiunti secondo tecniche note di formulazione farmaceutica.

I seguenti esempi illustrano l' invenzione in maggior dettaglio.

Esempio 1

a) l,4-Dibenzil-6-metil-6-nitroperidro-l,4-diazepina

In un pallone da 250 mi si sciolgono il diacetato della N,N’-dibenziletilendiammina (18.4 g, 51.0 mmol) ed il nitroetano (3.66 mi, 50.9 mmol) in etanolo (80 ml). Alla soluzione si aggiunge a porzioni la paraformaldeide (5.00 g, 166.5 mmol) e la sospensione viene portata a riflusso. A circa 60°C la miscela diviene omogenea (dissoluzione della paraformaldeide) ed ha luogo una reazione leggermente esotermica. Dopo 3 h a riflusso, la miscela viene evaporata, ripresa con una soluzione acquosa satura di Na2C03 ed il prodotto organico estratto più volte con cloruro di metilene. Gli estratti organici riuniti sono lavati con acqua ed essiccati su Na2S04. Dopo filtrazione ed evaporazione del cloruro di metilene, il residuo di aspetto ceroso viene purificato per cromatografia su gel di silice.

Eluendo con cloruro di metilene si ottiene il composto del titolo puro (15.65 g, 90.6). Aumentando la polarità dell’eluente (CH2C12/MeOH 9:1) si ottiene il derivato aciclico N,N’-Dibenzil-N-(2-nitropropil)etandiammina (0.350 g, 2.1 %).

Solido bianco ceroso, p.f. 49.5-50°C (n-esano)

1H-NMR (CDC13)

7.32 (m, 10H), 3.78 (d, 2H, J = 13.2 Hz), 3.65 (d, 2H, J = 13.2 Hz), 3.60 (d, 2H, J = 14.1 Hz), 2.96 (d, 2H, J = 14.1 Hz), 2.60 (m, 4H), 1.35 (s, 3H).

<13>C-NMR (CDCI3)

139.0 (s), 128.8 (d), 128.1 (d), 127.1 (d), 91.5 (s), 63.7 (t), 63.4 (t), 58.1 (t), 24.2 (q).

MS (CI) 340 (MH<+>).

Anal. Cale, per C20H25N3O2 (339.43): C, 70.77; H, 7.42; N, 12.38. Trovati: C, 70.57; H, 7.60; N, 12.27.

b) 6-Ammino-6-metilperidro-l,4-diazepina

Ad una soluzione del composto ottenuto in a) (6.00 g, 17.7 mmol) in una miscela di etanolo (45 mi) e acqua (5ml) si aggiunge il catalizzatore costituito da palladio su carbone al 10% (1.0 g). La miscela viene introdotta in una bomba di Parr, idrogenata a 28 Atm (2.84 MPa) a temperatura ambiente. Dopo 2h, non si nota ulteriore consumo di idrogeno. La miscela di reazione viene filtrata su Celite<®>. Per evaporazione del filtrato si ottiene il composto del titolo (2.25 g, 98.3%) sufficientemente puro per il passaggio successivo.

Olio incolore

1H-NMR (CDC13)

2.82 (m, 4H), 2.63 (d, 2H, J = 13.6 Hz), 2.57 (d, 2H, J = 13.6 Hz), 1.86 (bs, 4H, scambia con D20), 0.96 (s, 3H).

<13>C-NMR (CDCI3)

62.2 (t), 53.8 (s), 51.7 (t), 26.5 (q).

MS (CI) 130 (MH<+>).

Anal. Cale, per C6H15N3 (129.21): C, 55.78; H, 11.70; N, 32.52. Trovati: C, 55.56; H, 11.91; N, 32.29.

c) 1,4-Bis(t-butossicarboniImetil)-6-[bis(t-butossicarbonilmetil)-ammino]-6-metilperidro-l,4-diazepina

Ad una soluzione del composto ottenuto in b) (0.909 g, 7.04 mmol) in acetonitrile anidro (25 ml) si aggiungono potassio carbonato in polvere (6.53 g, 47.24 mmol) e sodio solfato (ca. 3 g). Dopo aver raffreddato la miscela a 05°C (bagno di ghiaccio) si aggiunge bromoacetato di t-butile (4.50 ml, 30.45 mmol) durante un periodo di 10 minuti e si lascia alla stessa temperatura per 15 minuti. Successivamente, la miscela di reazione viene portata a riflusso per 4 ore. Si raffredda a temperatura ambiente, si filtrano i sali inorganici ed il filtrato viene evaporato sotto vuoto. Si purifica il residuo ottenuto per cromatografia “flash” su gel di silice. Mediante eluizione con n-esano/etil acetato 8:2 si ottiene il composto del titolo puro (3.15 g, 76.4 %).

Olio incolore

1H-NMR (CDC13)

3.68 (s, 4H), 3.27 (s, 4H), 3.03 (d, 2H, J = 14.1 Hz), 2.72 (m, 4H), 2.61 (d, 2H, J = 14.1 Hz), 1.44 (s, 36H), 1.09 (s, 3H).

<13>C-NMR (CDCI3)

172.6 (s), 170.8 (s), 80.6 (s), 80.1 (s), 66.1 (t), 62.3 (t), 60.6 (s), 59.1 (t), 51.5 (t), 28.1 (q), 28.0 (q), 24.1 (q).

MS (CI) 586 (MH<+>).

Anal. Cale, per C3oH55N308 (585.78): C, 61.51; H, 9.46; N, 7.17. Trovati: C, 61.42; H, 9.62; N, 6.98.

d) 1,4-Bis(carbossimetil)-6-[bis(carbossimetil)ammino]-6-metilperidro-l,4-diazepina

In un pallone da 50 mi si scioglie l’estere ottenuto in c) (3.03 g, 5.17 mmol) in acido trifluoroacetico (10 mi). La soluzione così ottenuta viene lasciata a temperatura ambiente per una notte. La miscela di reazione viene evaporata sotto vuoto, indi si aggiunge HC1 concentrato e si riporta a secco. Il residuo solido viene caricato su una colonna di resina Amberlite<® >XAD1600 (3cm ID x 30 cm). Per eluizione con acqua/acetone (100/0-»70/30), si ottiene il composto del titolo puro (1.33 g, 71.1 %).

Cristalli bianchi, p.f. 178-1 81°C (dee.) (H20)

1H-NMR (D20)

3.65 (s, 8H), 3.51 (m, 4H), 3.38 (m, 4H), 1.06 (s, 3H)

<13>C-NMR (D20)

175.9 (s), 173.3 (s), 65.7 (s), 61.2 (t), 61.1 (t), 56.1 (t), 54.3 (t), 19.5 (q). MS (FAB<+>) 362 (MH<+>).

Anal. Cale, per C14H23N308 (361.35): C, 46.53; H, 6.42; N, 11.63. Trovati: C, 46.56; H, 6.70; N, 11.39.

Analogamente al metodo sopra descritto, sono stati ottenuti i seguenti composti:

e) Complesso di Gd(III) di 1,4-Bis(carbossimetilmetil)-6-[bis(idrossicarbonilmetil)ammino]-6-metilperidro-l,4-diazepina

In un pallone da 100 mi si sospende il legante ottenuto in d) (3.61 g, 10 mmol) in 30 mi di H20, si aggiunge NaOH IN (10 mi) ottenendo una soluzione limpida, si aggiunge Gd203 (1.81 g, 5 mmol) e si scalda a 50°C per 15 ore. Dopo raffreddamento a temperatura ambiente si filtra la torbidità e si evapora a secco ottenendo un solido bianco.

Anal. Cale, per C14H19GdN3Na08 (537.56): C, 31.28; H, 3.56; N, 7.82; Na 4.28; Gd 29.25. Trovati: C, 30.98; H, 3.71; N, 7.99; Na 4.01; Gd 29.59.

Esempio 2

a) N,N’-Diisopropil-2-metil-2-nitro-l,3-propandiammina

In un pallone da 250 mi contenente isopropilammina (20.6 g, 349 mmol) portata a 3-5°C con bagno di ghiaccio si aggiunge una soluzione acquosa al 37% di formaldeide (26.3 mi, 350 mmol); l’aggiunta viene effettuata in circa 30 min in modo tale che la temperatura della reazione non superi i 10°C. Al termine dell’aggiunta si lascia sotto agitazione per 15 minuti, e si aggiunge in un’unica porzione nitroetano (13.1 g, 174.5 mmol). Si porta a temperatura ambiente, si aggiunge Na2SO4 (20 g), agitando fino a dissoluzione completa. Si formano due fasi che vengono separate, scartando lo strato inferiore acquoso. La fase organica viene addizionata di altri 20 g di Na2SO4, e lasciata a riposo per 60 ore. Si filtra ed il solido viene lavato ripetutamente con etere etilico. Il filtrato e i lavaggi vengono riuniti ed evaporati sotto vuoto. Il residuo viene distillato sotto vuoto, raccogliendo la frazione che distilla a 88-90°C a 3 mmHg, corrispondente al prodotto del titolo (25.9 g, 68.2 %).

Olio incolore, p.eb. 88-90 °C (3 mmHg)

1H-NMR (CDC13)

1.01 (d, 12H, J = 6.2 Hz), 1.50 (bs, 2H, scambia con D20), 1.55 (s, 3H), 2.73 (sept, 2H, J = 6.2 Hz), 2.99 (AB, 4H, J = 12.8 Hz).

<13>C-NMR (CDCI3)

20.7 (q), 22.8 (q), 48.9 (t), 52.5 (d), 91.9 (s).

MS (CI) 218 (MH<+>).

Anal. Cale, per C10H23N3O2 (217.31): C, 55.27; H, 10.67; N 19.34. Trovato: C, 55.11; H, 10.81; N, 19.39.

b) N,N”-DiisopropiI-2-metil-l,2,3-propantriammina

Ad una soluzione del composto ottenuto in a) (18.50 g, 85.1 mmol) in CH3OH (100 mi) si aggiunge il catalizzatore Nickel Raney al 50 % in H20 (3.5 g). La miscela viene introdotta in una bomba di Parr e, e idrogenata a temperatura ambiente a 60 Atm. Dopo circa 3h non si nota ulteriore consumo di idrogeno. La miscela viene filtrata su Celite<® >e il residuo lavato con CH3OH (2x15 mi). Il filtrato e i lavaggi sono riuniti ed evaporati. Il residuo viene distillato sotto vuoto, raccogliendo la frazione che passa a 98-100°C a 3 mmHg, corrispondente al prodotto del titolo (15.15 g, 95.0 %).

Olio limpido leggermente giallino, p.eb. 88-90 °C (3 mmHg).

1H-NMR (CDCI3)

1.02 (s, 3H), 1.03 (d, 12H, J = 6.2 Hz), 1.40 (bs, 4H, scambia con D20), 2.46 (AB, 4H, J = 11.6 Hz), 2.71 (sept, 2H, J = 6.2 Hz).

<13>C-NMR (CDCI3)

22.9 (q), 25.4 (q), 49.2 (t), 51.6 (s), 56.9 (d).

MS (CI) 188 (MH<+>).

Anal. Cale, per C10H25N3 (187.33): C, 64.12; H, 13.45; N, 22.43.

Trovato: C, 63.89; H, 13.61; N, 22.49.

c) N,N”-Diisopropil-N,N’,N’,N”-tetrakis(i-butossicarbonilmetil)-2-metil-l,2,3-propantriammina

Ad una soluzione della triammina ottenuta in b) (1.25 g, 6.67 mmol) in acetonitrile (10 mi) si aggiunge N,N-diisopropiletilammina (11.6 mi, 66.6 mmol). Sotto agitazione, raffreddando in bagno di ghiaccio, si gocciola in 30 minuti ί-butil bromoacetato (5.90 mi, 36.5 mmol); terminata l’aggiunta si toglie il bagno di ghiaccio e si lascia a t.a. per altri 30 minuti. Si porta quindi a riflusso per 15 ore. Si raffredda e si evapora sotto vuoto. Il residuo viene ripartito tra CH2C12 e una soluzione acquosa al 10% di Na2CO3, estraendo ulteriormente la fase acquosa con CH2C12 (2x20 mi). Le fasi organiche vengono anidrificate su Na2S04, filtrate ed evaporate sotto vuoto. Il residuo è purificato attraverso cromatografia su colonna (Si02, gradiente esano/Et20 100/0 — » 50/50, frazioni da 30 mi) ottenendo il tetraestere del titolo puro (3.57 g, 83.0 %).

Olio limpido leggermente giallino.

Rf (SiO2, CHC13) 0.70.

1H-NMR (CDCI3)

0.91 (d, 6H, J = 6.6 Hz), 0.96 (d, 6H, J = 6.8 Hz), 1.16 (s, 3H), 1.41 (s, 36H), 2.57 (AB, 4H, J = 14.3 Hz), 2.87 (sept, 2H, J - 6.6 Hz), 3.38 (s, 4H), 3.52 (s, 4H).

<13>C-NMR (CDCI3)

17.7 (q), 19.8 (q), 19.9 (q), 27.9 (q), 51.2 (s), 53.9 (t), 54.0 (t), 55.0 (t), 63.1 (d), 79.7 (d), 80.0 (s), 172.0 (s), 172.9 (s).

MS (EI) 645, 644 (MH<+>), 530, 457, 343, 287, 231, 186, 160, 130, 112, 88, 70.

Anal. Cale, per C34H65N308 (643.91): C, 63.42; H, 10.18; N, 6.53. Trovato: C, 63.29; H, 10.33; N, 6.39.

d) Acido N,N”-Diisopropil-2-metil-l,2,3-propantriammino-N,N’,N’,N”-tetraacetico

In un pallone da 100 mi si pone l’estere ottenuto in c) (5.96 g, 9.10 mmol) e vi si aggiunge acido cloridrico concentrato (20 mi). La miscela viene portata a riflusso per 7 ore, viene quindi raffreddata, diluita con H2O (20 mi) ed estratta con CH2C12 (3x15 mi). La fase acquosa viene evaporata a secchezza; il residuo viene ricristallizzato da HC1 conc./etanolo, dando il legante del titolo sotto forma di dicloridrato (4.08 g, 91.0%).

1H-NMR (CDC13)

1.14 (d, 6H, J = 6.3 Hz), 1.17 (d, 6H, J - 6.3 Hz), 1.33 (s, 3H), 3.21 (AB, 4H, J = 15.1 Hz), 3.57 (sept, 2H, J - 6.3 Hz), 3.68 (s, 8H).

MS (FAB<+>) 420 (MH<+>), 442 (MNa<+>), 458 (MK<+>) [Cale, per C18H33N308: 419.47].

Anal. Cale, per C18H33N308-2HC1 (492.39): C, 43.91; H, 7.16; N, 8.57. Trovato: C, 43.66; H, 7.30; N, 8.41.

Esempio 3

Caratteristiche rilassometriche del complesso di Gd(III) dell’Esempio 1.

La relassività determinata a 25°C, pH 7 e 20 MHz per tale complesso è di 7.1 mM<'1 >s<'1>. Tale valore è sufficientemente alto da giustificare la presenza di due molecole di acqua di sfera interna al complesso, garantendo una buona relassività di partenza.

E’ noto che un altro parametro di fondamentale importanza ai fini del raggiungimento di elevati valori di relassività, è il valore del tempo di scambio (τΜ) delle molecole di acqua coordinate con quelle del solvente: il processo di scambio deve essere sufficientemente veloce da non limitare l’effetto di rilassamento che il complesso paramagnetico è in grado di operare sul solvente.

Il valore di τΜ è stato determinato misurando la velocità di rilassamento trasversale dell’<17>0 dell’acqua in funzione della temperatura (Fig. 1) ed è risultato essere di 90 ns. Seppure non si sia raggiunto il valore ottimale (ca. 30 ns), il processo di scambio può essere considerato discretamente veloce, soprattutto se paragonato a quello relativo al complesso di Gd(III) con due molecole di acqua di sfera interna di riferimento (Gd-D03A) il cui valore di τΜ è di 160 ns.

In Fig. 2 è riportato il profilo NMRD del complesso, il cui fitting ha permesso di calcolare un valore di xR di 80 ps e valori del tempo di rilassamento elettronico simili a quelli di altri complessi di Gd(III) studiati.

Lo studio dell’andamento della relassività in funzione del pH (Fig. 3) è risultato essere molto interessante. Infatti si nota una sostanziale costanza della velocità di rilassamento in tutto il range di pH investigato. Per altri complessi di Gd(III) con q = 2 si era invece osservata una diminuzione della relassività all’ aumentare del pH della soluzione, ad indicare una competizione degli ioni carbonato e ossidrile presenti con le molecole di acqua per i siti di coordinazione sul Gd(III).

Questa prima indicazione ha fatto supporre che questo legante fosse dotato di una minore affinità verso gli anioni e i metaboliti anionici eventualmente presenti in soluzione, che, attraverso la formazione di complessi ternari con i chelati di Gd(III), ne riducono notevolmente la relassività.

Si è determinata in modo diretto l' affinità del complesso in esame con gli ioni lattato e fosfato, aggiungendo quantità crescenti di anione ad una soluzione 1 mM del complesso di Gd(III) dell’Esempio 1 (Fig. 4), e rilevando una totale assenza di interazione.

Nella tabella sono riassunte le costanti di associazione di alcuni complessi di Gd(III) con q = 2 con lo ione lattato. Il complesso di Gd dell’Esempio 1 è sicuramente il complesso che presenta affinità minore per questo anione. La sostanziale variazione della struttura del legante rispetto a quella del (D03A) e del corrispondente trimetil-derivatoD03MA ha portato il complesso ad avere un comportamento completamente diverso nei confronti di anioni bidentati.

Tabella

Questo risultato è molto importante per:

garantire che la relassività del complesso non sia “abbattuta” anche in presenza di elevate concentrazioni di anioni endogeni bidentati.

progettare nuovi complessi con q = 2 in grado di interagire con la sieroalbumina umana o altre macromolecole-target senza che i gruppi carichi (aspartato, glutammato) presenti sulla superficie della proteina stessa possano intervenire nella coordinazione del Gd(III) portando così ad una riduzione del valore di relassività ottenibile.

Inoltre l’alta velocità di scambio dell’acqua coordinata rende questa tipologia di complessi paramagnetici particolarmente interessanti ai fini dell’ottenimento di alte relassività (r1 e/o r2) una volta che il loro moto molecolare sia rallentato ad esempio attraverso il binding con macromolecole. Come è noto agli esperti del settore sono disponibili molte metodologie per realizzare il binding (sia covalente che non-co valente) di un legante e/o di un suo complesso metallico (sia covalente che non-covalente) con le molecole di interesse.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Composti di formula generale I:

m cui: RI è idrogeno, alchile C1-C20 eventualmente sostituito da uno o più gruppi carbossi, cicloalchile C3-C10, cicloalchilalchile C4-C20, arile, arilalchile oppure, considerati assieme, formano un gruppo alchilene C2-C10 lineare o ciclico o un arilene orto disostituito; R2 è idrogeno, alchile C1-C20, cicloalchile C3-C10> cicloalchilalchile C4-C20, arile o arilalchile eventualmente sostituiti da gruppi funzionali che consentano la coniugazione con una opportuna molecola in grado di interagire con sistemi fisiologici; R3, R4 e R5, uguali o diversi, sono idrogeno, alchile C1-C20, cicloalchile C3-C10> cicloalchilalchile C4-C20, arile, arilalchile; FG, uguali o diversi, rappresentano gruppi carbossi, -P03H2 o -RP(O)OH dove R è idrogeno, alchile C1-C20, cicloalchile C3-C10, cicloalchilalchile C4-C20, arile, ariralchile e loro chelati con ioni bi-trivalenti degli elementi metallici aventi numero atomico variabile fra 20 e 31, 39, 42, 43, 44, 49, o fra 57 e 83, o radioisotopi scelti fra <203>Pb, <67>Ga, <68>Ga, <72>As, <111 >In, <11 3>In, <90>Y, <97>Ru, <62>Cu, <64>Cu, <52>Fe, <52m>Mn, <140>La, <175>Yb, <153>Sm, <166>Ho, <149>Pm, <177>Lu, <142>Pr, <159>Gd, <212>Bi, <47>SC, <149>Pm, <67>Cu, <111 >Ag, <199 >Au, <161>Tb e <51>Cr come pure i loro sali con basi o acidi fisiologicamente compatibili.
2. Composti secondo la rivendicazione 1, in cui FG è un gruppo carbossi.
3. Composti secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui R2 è metile, alchile come sopra definito o arile, entrambi eventualmente sostituiti da gruppi funzionali di tipo carbossi o ammino eventualmente protetti.
4. Composti secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 3 in cui R3 è idrogeno, R4 è idrogeno o metile, R5 è idrogeno.
5. Composti secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 4 in cui i due gruppi RI formano assieme un alchilene.
6. Composti secondo la rivendicazione 5 in cui i due gruppi RI formano un gruppo etilene.
7. Chelati dei composti delle rivendicazioni 1-6 come agenti di contrasto per MRI.
8. Chelati secondo la rivendicazione 7 di Gd(<3>+), Eu(<3+>), Dy(<3+>), La(<3+>), Yb(<3+>) o Mn(<2>+).
9. Chelati secondo la rivendicazione 8 di gadolinio.
10. Chelati dei composti delle rivendicazioni 1-6 con radioisotopi come agenti radioterapici o radiodiagnostici.
11. Composizioni farmaceutiche o diagnostiche contenenti i chelati dei composti delle rivendicazioni 1-10 in miscela con un veicolo adatto.
12. Composti di formula IX: IX in cui i due residui formano un gruppo alchilene C2-C10 lineare o ciclico o un arilene orto disostituito.
13. Composti di formula IX secondo la rivendicazione 12 in cui.i due gruppi R1 rappresentano etilene o propilene.