ITMI20090942A1 - Processo per la preparazione di molecole iperpolarizzate - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce al campo tecnico della visualizzazione diagnostica mediante risonanza magnetica, altresì nota come “Magnetic Resonance Imaging†o anche MRI. Più in particolare, la presente invenzione riguarda un procedimento per la preparazione di molecole iperpolarizzate mediante paraidrogenazione catalitica, e successivo loro isolamento in fase acquosa mediante tecniche di trasferimento di fase.

Ciò consente di ottenere, vantaggiosamente, una soluzione acquosa della molecola iperpolarizzata da utilizzarsi nelle tecniche diagnostiche di cui sopra, essendo detta molecola depurata dal catalizzatore, dal solvente organico e dall’eventuale composto di partenza non reagito, in un unico passaggio.

Stato dell’arte

Lìmaging di Risonanza Magnetica (MRI) à ̈ noto per essere uno strumento potente per investigazioni di tipo medico e biologico, sia in vitro che in vivo. Il principale limite di tale tecnica é dovuto alla bassa sensibilità della spettroscopia NMR su cui l’MRI si basa. Infatti, l’intensità dei segnali NMR dipende dalla differenza di popolazione fra gli stati di spin nucleare, a sua volta funzione della temperatura e del campo magnetico applicato, secondo la ben nota equazione di Boltzmann (ΔΠ= yhBo/(2nkT). All’equilibrio termico, detta differenza di popolazione à ̈ dell’ordine di grandezza di IO<'5>, vale a dire molto piccola.

L’uso di molecole iperpolarizzate in risonanza magnetica (MRI) à ̈ stato recentemente proposto quale possibile soluzione a questo problema e, negli ultimi anni, sono stati sviluppati diversi metodi di iperpolarizzazione .

Il metodo più diretto à ̈ il cosiddetto metodo “brute force†che consiste, essenzialmente, nel mantenere la molecola di interesse all’interno di un campo magnetico elevato (fino a 20 T) e a bassissima temperatura (prossima a 0 K) per un determinato periodo di tempo. Tale metodo à ̈ di applicabilità generale, ma richiede l’applicazione di un opportuno “relaxation switch†che consenta di promuovere velocemente le transizioni nucleari necessarie per creare la polarizzazione, e che possa essere rimosso o comunque “disattivato†subito dopo il processo. Un “relaxation switch†adatto allo scopo non risulta, tuttavia, essere ancora disponibile e, conseguentemente, questo approccio non à ̈ ancora utilizzabile.

Un secondo metodo à ̈ rappresentato dal cosiddetto "optical pumping/spin exchange†, che può essere applicato a gas nobili quali lo<129>Xe e Γ<3>He. In questo caso un fascio di luce laser polarizzata viene inviato su una miscela gassosa costituita dal gas prescelto e da vapori di un metallo alcalino. In questo modo à ̈ possibile iperpolarizzare Xe ed He con elevati gradi di polarizzazione, e la polarizzazione così ottenuta può poi essere mantenuta a lungo, grazie ai lunghi tempi di rilassamento di questi nuclei.

Sono noti, in proposito, studi MRI delle vie aeree condotti con l’impiego di gas iperpolarizzati così ottenuti (J. Thoracic Imag. 2004, voi.

19, pp. 250-258; Phys. Med. Biol. 2004, voi. 49 pp. 105-R153).

Tuttavia, come precedentemente indicato, questa tecnica non à ̈ di applicabilità generale, ma à ̈ limitata alla polarizzazione dei soli gas nobili.

La differenza di popolazione fra i livelli di spin nucleare può essere aumentata anche sfruttando l’effetto “Overhauser†fra il nucleo di interesse e gli elettroni spaiati di specie paramagnetiche a contatto, secondo una tecnica nota come Polarizzazione Dinamica Nucleare o DNP.

Questa tecnica viene utilizzata per iperpolarizzare molecole di interesse biologico quali, ad esempio, urea, piruvato e suoi derivati metabolici, attualmente utilizzate per studi di imaging metabolico mediante MRI (si vedano, per esempio: Europ. Radiol. 2006, voi. 16, pp.

57-67, Magn. Res. in Med., voi 58, 2007, pp. 65-69; Appi. Magn. Res.

2008, voi. 34, pp. 533-544). Sebbene questa tecnica possa essere applicata, almeno teoricamente, a qualunque tipo di molecola, la necessità di disporre di un criostato potente e di un "hardware†opportuno che consenta l’irradiazione degli elettroni a bassa temperatura costituiscono, di fatto, un limite al suo uso più generale.

Ulteriori difficoltà possono derivare anche dalla necessità di disporre di una procedura efficiente che consenta la rapida dissoluzione del substrato dopo l’iperpolarizzazione, e la separazione del radicale paramagnetico prima della somministrazione in vivo del substrato stesso.

Più recentemente, à ̈ stato proposto l’uso, nell’imaging diagnostico mediante MRI, di molecole iperpolarizzate ottenute per para-idrogenazione di substrati insaturi, con para-idrogeno (US 6,574,495). Questa procedura, nota come PHIP (Para Hydrogen Induced Polarization), ovvero Polarizzazione Indotta mediante Para-Idrogeno, consente di ottenere popolazioni dei livelli di spin nucleare profondamente alterate rispetto a quelle determinate dalla termodinamica di Boltzmann senza dover ricorrere all’uso di temperature estremamente basse e di complesse procedure di dissoluzione quali quelle usate in DNP e si propone, pertanto, come una tecnica di iperpolarizzazione alternativa, più semplice e più economica della DNP.

Più in particolare, nella PHIP, le molecole iperpolarizzate sono ottenute per idrogenazione catalitica di un substrato insaturo utilizzando idrogeno arricchito nell’isomero di spin para.

E’ noto che la molecola dell’idrogeno esiste nelle due forme isomeriche chiamate, rispettivamente, orto e para. Mentre l’isomero orto, simmetrico rispetto allo scambio dei due protoni, à ̈ triplamente degenere, l’isomero para, antisimmetrico rispetto allo scambio, à ̈ in uno stato di singoletto. L’isomero orto ha spin 1 ed à ̈ NMR attivo mentre l’isomero para, avendo spin zero, à ̈ NMR silente.

A temperatura ambiente la miscela di equilibrio, altresì chiamata no r mal- idrogeno, contiene il 75% di isomero orto ed il 25% di isomero para ma, grazie alla maggiore stabilità termodinamica dello stato para ed alla temperatura rotazionale relativamente alta della molecola di idrogeno, à ̈ possibile arricchire la miscela nella forma para, mantenendola a bassa temperatura.

Ad esempio, se a 77 K, temperatura dell’azoto liquido, la miscela di equilibrio à ̈ costituita per il 52% da isomero para e per il 48% da isomero orto, la stessa miscela a 20 K à ̈ costituita per il 99.8% dairisomero para.

L’interconversione fra i due isomeri, in condizioni normali, à ̈ molto lenta in quanto coinvolge una transizione tripletto- singole tto che à ̈ proibita dalle regole di selezione. Tuttavia, la conversione orto-para può essere ottenuta in poche ore in presenza di un opportuno catalizzatore, ad esempio carbone attivo o ossido di ferro.

L’arricchimento nell’isomero para così ottenuto a bassa temperatura può essere poi mantenuto a temperatura ambiente, purché il catalizzatore che ha promosso la conversione, e ogni altra impurezza paramagnetica, vengano totalmente eliminati dalla miscela stessa. In tal modo à ̈ possibile ottenere miscele di idrogeno in condizioni di nonequilibrio, vale a dire arricchite nella forma para, a temperatura ambiente, e la miscela così arricchita à ̈ chiamata para-idrogeno.

Pur essendo NMR silente, quando il para-idrogeno viene addizionato ad una molecola insatura la sua simmetria può essere rotta con la formazione di un sistema di spin di tipo AX, così da generare, come risultato, la possibilità di osservare l’iperpolarìzzazione, vale a dire la possibilità di osservare nello spettro NMR del prodotto paraidrogenato segnali molto intensificati - ovvero iperpolarizzati - per i protoni che si sono addizionati, ed eventualmente per i nuclei in comunicazione con essi.

Vantaggiosamente, le popolazioni dei livelli di spin dei prodotti paraidrogenati così ottenuti si discostano da quelle di equilibrio, tanto da rendere possibile un aumento di sensibilità, espressa in termini di enhancement del segnale MR registrato, di un fattore che può arrivare fino a IO<5>(“Sensitiviy enhancement utilizing para-hydrogen†, C.R. Bower, Encyclopedia of NMR, Voi. 9, 2002, pp. 750-770).

Tuttavia, nella visualizzazione diagnostica in vivo mediante risonanza magnetica, l’iperpolarizzazione eteronucleare risulta essere più utile di quella col paraidrogeno. Ciò à ̈ dovuto al fatto che, in vivo, i segnali protonici di un agente di contrasto paraidrogenato andrebbero a sovrapporsi ai segnali Ή dell’acqua tissutale. Al contrario, la pressoché totale assenza di segnale endogeno per gli eteronuclei risulta nell’assenza di rumore di fondo che consente di ottenere immagini con un rapporto segnale-rumore estremamente favorevole, dove il contrasto à ̈ dato dalla differenza in intensità di segnale tra le regioni in cui la molecola comprendente l’eteronucleo iperpolarizzato à ̈ presente e le zone in cui la stessa à ̈ assente.

L’attenzione si à ̈ dunque focalizzata sugli eteronuclei quali, ad esempio il<13>C e 1’<15>N. Oltre alla già citata assenza di rumore di fondo (background) ed ai maggiori tempi di rilassamento, un vantaggio legato all’uso di questi nuclei deriva dall’ampiezza del range di Chemical shift associato agli eteronuclei stessi quand’essi siano presenti in molecole diverse, e cioà ̈, in altri termini, dal fatto che il valore del Chemical shift associato ad un dato eteronucleo à ̈ diverso in molecole diverse, che offre al radiologo la possibilità di visualizzare molecole diverse nella stessa immagine.

L’uso del metodo di iperpolarizzazione PHIP consente di ottenere molecole<13>C e<15>N iperpolarizzate in modo semplice ed economico, in particolare rispetto alla tecnica DNP.

Per poter ottenere una molecola<13>C iperpolarizzata che possa essere vantaggiosamente utilizzata in vivo nell’imaging diagnostico mediante MRI à ̈ tuttavia necessario che siano soddisfatti i seguenti requisiti:

1) Il substrato deve essere facilmente idrogenabile, 2) Il substrato deve contenere un nucleo<13>C entro una distanza di tre legami dal protone addizionato con la molecola di para-H2,

3) Il peso molecolare della molecola iperpolarizzata deve essere relativamente basso, vale a dire preferibilmente inferiore a 500 Da, così da limitare i processi di rilassamento,

4) Il prodotto iper polarizzato di interesse diagnostico deve essere solubile in acqua e fisiologicamente ben tollerato,

5) Il catalizzatore usato per la para-idrogenazione deve promuovere il trasferimento di entrambi i protoni da una molecola di H2ad una stessa molecola di substrato, così che la correlazione di spin possa essere mantenuta. I catalizzatori in grado di produrre questo tipo di trasferimento sono i catalizzatori omogenei quali, ad esempio, i complessi organometallici di Rh e Ir. Tuttavia, trattandosi di specie caratterizzate da alta tossicità, questi catalizzatori devono poter essere completamente rimossi dalla miscela di reazione prima della somministrazione in vivo,

6) Per l’applicazione in vivo si deve disporre di una soluzione acquosa del prodotto iperpolarizzato. Ciò richiede, pertanto, che la reazione di idrogenazione sia condotta in acqua o, alternativamente, che il solvente organico usato per l’idrogenazione possa essere poi totalmente rimosso,

7) Per poter essere efficacemente utilizzato neH’acquisizione di un’immagine MRI, l’ordine di spin del para-idrogeno deve essere trasformato in magnetizzazione netta<13>C. Ciò può essere ottenuto mediante l’applicazione di un opportuno ciclo di campo al prodotto para-idrogenato, oppure utilizzando una sequenza di impulsi adatta.

Analoghe considerazioni valgono per la preparazione di molecole iper polarizzate contenenti eteronuclei diversi dal<13>C che possano essere iperpolarizzati con questa procedura.

Dunque, un problema connesso all’uso in vivo di composti iperpolarizzati à ̈ legato alla necessità che gli stessi siano disponibili in soluzione acquosa mentre, generalmente, la reazione di idrogenazione con para-idrogeno di un opportuno substrato insaturo viene condotta in un solvente organico in cui sia il catalizzatore di idrogenazione che l’idrogeno sono maggiormente solubili.

Diverse tipologie di catalizzatori a base di metalli di transizione sono stati presi in considerazione. Tra questi i sistemi, che si sono dimostrati particolarmente efficienti negli esperimenti di trasferimento della polarizzazione al<13>C, dopo l’addizione di una molecola di para-idrogeno a substrati insaturi, sono quelli costituiti dai complessi cationici di Rh(I). Preferiti sono i catalizzatori che contengono una fosfina chelante, ad esempio il dppb (difenilfosfinobutano) o il dppe (difenilfosfinoetano), ed una molecola di diene quale, ad esempio, cicloottadiene o norbornadiene.

Questi catalizzatori presentano la miglior efficienza in solvente organico, dove sono solubili, laddove l’acetone à ̈ da considerarsi preferito.

Questi catalizzatori possono essere resi più solubili, e quindi più efficienti, in solvente acquoso, ad esempio mediante l’introduzione di gruppi ionici/polari sui leganti fosfinici del chelante stesso. Per contro, un importante inconveniente che deve essere affrontato quando si vuole condurre la reazione di idrogenazione in solvente acquoso à ̈ legato alla bassa solubilità dell’idrogeno in acqua, ed alla conseguente necessità di operare ad alte pressioni (50-100 bar).

E ancora, trattandosi di composti caratterizzati da alta tossicità, questi catalizzatori devono poter essere rimossi dalla miscela di reazione ad idrogenazione ultimata. Un metodo che consente di rimuovere il complesso cationico di Rh dalla miscela di reazione consiste, ad esempio, nel passaggio della stessa su un’opportuna resina a scambio cationico, anche se questa procedura comporta una marcata perdita di polarizzazione.

In alternativa, à ̈ stato proposto l’impiego di catalizzatori a base di Rh(I) supportati su una superficie solida a base di silice o su polimeri. Tuttavia, la polarizzazione ottenibile con questo tipo di catalizzatori supportati à ̈ sensibilmente inferiore rispetto a quella osservata con catalizzatori omogenei, probabilmente a causa della minore mobilità dell’addotto substrato / catalizzatore che genera un incremento della velocità di rilassamento.

Naturalmente, anche il solvente organico deve essere rimosso dalla soluzione comprendente la molecola iperpolarizzata, prima di una sua formulazione in solvente acquoso, intesa per la somministrazione in vivo. Ciò può essere effettuato, ad esempio, attraverso l’impiego di uno “spray-drier†posto immediatamente a valle del reattore: il processo à ̈ simile a quello conosciuto come “spray-diying†, che viene comunemente impiegato nella tecnica farmaceutica per trasformare una soluzione in particelle solide. In particolare, il materiale fluido à ̈ introdotto nel “drier†, dove viene nebulizzato e disperso da un gas di trasporto: il solvente più volatile viene quindi distillato mediante applicazione del vuoto mentre l’acqua, precedentemente aggiunta alla miscela, rimane nel “drier†. Un inconveniente associato all’uso di questa procedura nella tecnica di interesse deriva dal fatto che buona parte del prodotto paraidrogenato (molecola a basso peso molecolare) può andare perso insieme al solvente organico.

Resta quindi particolarmente sentita la necessità di poter disporre di un procedimento in grado di superare gli inconvenienti ed i problemi di purificazione sopra esposti e di consentire la preparazione di molecole iperpolarizzate in soluzione acquosa adatta all’uso nella visualizzazione diagnostica di organi e tessuti del corpo umano mediante tecniche MRI.

Oggetto deH’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento per la preparazione di molecole iperpolarizzate pronte all’uso che, vantaggiosamente, non richiede la filtrazione del catalizzatore, la purificazione del prodotto e la successiva formulazione dello stesso in soluzione acquosa.

In particolare, la presente invenzione ha come oggetto un procedimento per la preparazione, in un unico step, di molecole iperpolarizzate in soluzione acquosa pronta all’uso per la visualizzazione diagnostica di organi o tessuti del corpo umano o animale, mediante Risonanza Magnetica Nucleare (MRI).

Ancor più in particolare, la presente invenzione riguarda un processo per la preparazione di molecole iperpolarizzate che consente di isolare in un unico passaggio, mediante un procedimento di trasferimento di fase, la molecola iperpolarizzata e di ottenerla direttamente in soluzione acquosa, priva di impurezze e pronta per l’uso, per la visualizzazione diagnostica in vivo mediante risonanza magnetica.

Preferibilmente, secondo il processo oggetto della presente invenzione, le molecole iperpolarizzate sono ottenute per idrogenazione con para- idrogeno di un opportuno substrato insaturo che à ̈ solubile in un solvente organico.

Solventi organici adatti allo scopo comprendono i solventi organo-clorurati quali, ad esempio, cloforormio, diclorometano, tetracloruro di carbonio ecc., i solventi aromatici quali, ad esempio, benzene e toluene, gli eteri quali, ad esempio, dietiletere, diisopropiletere, butiletere ecc., gli idrocarburi alifatici quali ad esempio, pentano, esano, eptano, ottano, cicloesano, ecc, l’acetato di etile e gli alcoli a catena lunga quali, ad esempio, butanolo, pentanolo, esanolo, e così via.

Fra questi, preferiti sono i solventi clorurati e gli idrocarburi sopra elencati.

Ancor più preferiti sono il cloroformio ed il dicloromentano. Detta reazione di idrogenazione viene preferibilmente condotta in presenza di un opportuno catalizzatore, che deve essere solubile in solvente organico ma insolubile in acqua.

Esempi di catalizzatori di idrogenazione adatti allo scopo comprendono i complessi di rodio di formula [Rh(difosfina)(diene)]<+>[anionej-, dove la difosfina à ̈ preferibilmente scelta tra DPPB (1,4-difenilfosfìnobutano), DPPE {1,2-difenilfosfìnoetano) e loro derivati, incluse, ad esempio, le fosfine chirali quali BINAP (2,2'-Bis(difenilfosfmo)- 1 , 1 ’-binaftile), CHIRAPHOS (2,3-difenilfosfmobutano), DIOP ( 1 ,4-Bis(difenilfosfino)- 1 ,4-dideossi-2,3-0-isopropiliden-L-treitolo) e DIPAMP (l,2-Bis[(2-metossifenil)(fenilfosfmo)]etano); il diene à ̈ preferibilmente scelto tra 1,5-cicloottadiene e norbornadiene, e l'anione può essere un qualsiasi anione, ma, preferibilmente il tetrafluoborato o il trifluorometilsolfonato.

Fra questi, preferiti sono i catalizzatori in cui la fosfina à ̈ difenilfosfmobutano e particolarmente preferito à ̈ il [Bis(difenilfosfmobutano)(l,5-cicìoottadiene)]Rh(I).

Secondo un suo aspetto preferito, la presente invenzione riguarda un processo in cui un opportuno substrato insaturo viene solubilizzato in un solvente organico immiscibile con acqua e idrogenato, con para-idrogeno, in presenza di un catalizzatore solubile nel solvente organico ma insolubile in acqua, e la molecola iperpolarizzata così ottenuta viene direttamente isolata dal sistema (grezzo) di reazione mediante trasferimento di fase, per semplice diluizione dello stesso con acqua o con una soluzione acquosa opportuna, e per successiva separazione della fase acquosa contenente il prodotto iper polarizzato.

In un suo aspetto alternativo, la presente invenzione riguarda un processo in cui un opportuno substrato insaturo viene solubilizzato in un solvente organico immiscibile con acqua e idrogenato, con paraidrogeno, in presenza di un catalizzatore solubile nel solvente organico ma insolubile in acqua, e la molecola iperpolarizzata così ottenutala viene rapidamente e selettivamente convertita, mediante un’opportuna reazione chimica, in un suo derivato idrosolubile, che viene facilmente isolato dalla miscela di reazione mediante trasferimento di fase, per semplice diluizione dalla miscela di reazione con acqua o una soluzione acquosa opportuna e successiva separazione della fase acquosa contenente il prodotto idrosolubile ottenuto.

Più in particolare, la presente invenzione riguarda un processo per la preparazione di molecole iperpolarizzate in cui:

a) un opportuno substrato insaturo viene solubilizzato in un solvente organico immiscibile con acqua e idrogenato, con paraidrogeno, in presenza di un catalizzatore solubile nel solvente organico ma insolubile in acqua, e

b) la molecola paraidrogenata così ottenuta viene isolata, come tale, per semplice diluizione della miscela di reazione con acqua, o con una soluzione acquosa opportuna, e per successiva separazione della fase acquosa in cui essa à ̈ contenuta; ovvero, alternativamente, c) la molecola paraidrogenata ottenuta secondo lo step a) viene rapidamente e selettivamente convertita in un suo derivato idrosolubile che viene isolato mediante trasferimento di fase, per diluizione della miscela di reazione con acqua o un solvente acquoso opportuno e successiva separazione della fase acquosa in cui il derivato solubile paraidrogenato à ̈ contenuto.

Secondo un aspetto preferito, la presente invenzione riguarda un processo in cui:

a) un opportuno substrato insaturo viene solubilizzato in un solvente organico immiscibile con acqua e idrogenato, con paraidrogeno, in presenza di un catalizzatore solubile nel solvente organico ma insolubile in acqua, e

b) la molecola iperpolarizzata così ottenuta viene isolata dalla miscela di reazione per semplice diluizione della stessa con acqua o con una soluzione acquosa opportuna, e per successiva separazione della fase acquosa contenente il prodotto iperpolarizzato.

In un diverso aspetto preferito la presente invenzione riguarda un processo in cui:

a) un opportuno substrato insaturo viene solubilizzato in un solvente organico immiscibile con acqua e idrogenato, con paraidrogeno, in presenza di un catalizzatore solubile nel solvente organico ma insolubile in acqua, e

c) la molecola paraidrogenata così ottenuta viene rapidamente e selettivamente convertita in un suo derivato idrosolubile che viene isolato per diluizione della miscela di reazione con acqua o un solvente acquoso opportuno, e successiva separazione della fase acquosa in cui il derivato solubile paraidrogenato di interesse à ̈ contenuto.

Secondo un aspetto ancor più preferito dell’invenzione, la molecola iperpolarizzata ottenuta secondo lo step a) del processo sopra riportato à ̈ rapidamente e selettivamente convertita in un suo derivato iperpolarizzato idrosolubile per semplice diluizione della miscela organica della reazione di paraidroge nazione con acqua, o con una soluzione acquosa opportuna, ed il prodotto iperpolarizzato idrosolubile così ottenuto à ̈ isolato per successiva separazione della fase acquosa in cui lo stesso à ̈ contenuto.

Più in particolare, dunque, in un suo aspetto ancor più preferito la presente invenzione riguarda un processo in cui:

a) un opportuno substrato insaturo viene solubilizzato in un solvente organico immiscibile con acqua e idrogenato, con paraidrogeno, in presenza di un catalizzatore solubile nel solvente organico ma insolubile in acqua, e

c’) la molecola paraidrogenata così ottenuta viene rapidamente e selettivamente convertita in un suo derivato idrosolubile per semplice diluizione della miscela stessa di reazione con acqua o con una soluzione acquosa opportuna, ed il derivato idrosolubile così ottenuto à ̈ isolato per successiva separazione della fase acquosa in cui esso à ̈ contenuto.

Secondo la presente invenzione, laddove non diversamente indicato, per “soluzione acquosa†ovvero per “soluzione acquosa opportuna†, usati indifferentemente, si intende una soluzione acquosa salina, eventualmente opportunamente tamponata, comunque fisiologicamente accettabile, ed utilizzabile in vivo neirimaging diagnostico senza ulteriore purificazione; oppure una soluzione acquosa secondo la precedente definizione comprendente, inoltre, una quantità opportuna di una base o di un acido o, più in generale, di un reagente convenientemente scelti in grado di promuovere la rapida e selettiva conversione della molecola iperpolarizzata in un suo derivato idrosolubile e di generare, come risultato, una soluzione acquosa fisiologicamente accettabile dello stesso, utilizzabile in vivo nell’imaging diagnostico senza ulteriore purificazione .

E’ chiaro da quanto precede che, qualora il reagente utilizzato per promuovere detta conversione non sia di per sé fisiologicamente accettabile, la quantità dello stesso contenuto nella soluzione acquosa deve essere precisamente determinata, in base alla stechiometria della reazione di conversione, così da essere completamente utilizzato nella reazione di conversione della molecola paraidrogenata a dare un suo derivato idrosolubile e fisiologicamente compatibile al pH fisiologico, e da generare, dopo l’estrazione del derivato, una soluzione acquosa fisiologicamente accettabile dello stesso, pronta all’uso per la visualizzazione diagnostica in vivo mediante MRI.

Esempi di soluzioni acquose opportune secondo l’invenzione comprendono l’acqua, una soluzione acquosa salina fisiologica, una soluzione acquosa comprendente la quantità minima di una base, ad esempio NaOH, o di un acido, ad esempio acido citrico o acetico, in grado di promuovere l’idrolisi di substrato paraidrogenato opportuno, ovvero una soluzione acquosa comprendente un reattivo fisiologicamente accettabile come, ad esempio, un’ammina o un amminoacido (ad esempio glieina, leucina, alanina, serina), in grado di promuovere l’amminolisi del substrato para- idrogenato, a dare un suo derivato idrosolubile e fisiologicamente compatibile, ad esempio nella forma di sale fisiologicamente accettabile di un acido, o di un’ammide fisiologicamente accettabile.

Particolarmente preferite sono l’acqua, le soluzioni saline fisiologiche, le soluzioni acquose di NaOH e le soluzioni acquose di acido citrico o acetico.

In generale, preferiti, allo scopo della presente invenzione, sono da considerarsi i substrati insaturi che siano ben solubili in un solvente organico e meno solubili o totalmente insolubili in acqua, le cui corrispondenti molecole paraidrogenate presentino, invece, un’aumentata solubilità in acqua, ovvero, alternativamente, possano essere convertite rapidamente e selettivamente in molecole idrosolubili, preferibilmente per la sola azione dell’acqua o di un solvente acquoso opportuno. Ciò consente, vantaggiosamente, di eseguire la reazione di idrogenazione in un solvente organico non miscibile con l’acqua, e di isolare la molecola iperpolarizzata ottenuta, o un suo derivato idrosolubile, in fase acquosa, per semplice diluizione della miscela di reazione con acqua, o con una soluzione acquosa opportuna, essenzialmente come riportato nella Figura 1 e nella figura 4, rispettivamente .

Esempi di substrati che, dopo paraidrogenazione in solvente organico, possono essere rapidamente convertiti in molecole idrosolubili per effetto dell’acqua o di un solvente acquoso opportuno ed essere estratti per trasferimento di fase secondo il metodo della presente invenzione comprendono, ad esempio, le anidridi, gli esteri attivati ed i chetoni.

Un’anidride insatura sufficientemente stabile può essere, infatti, para-idrogenata in solvente organico, e quindi idrolizzata con una soluzione acquosa basica a formare il corrispondente acido carbossilico, che passa nella soluzione acquosa, eventualmente nella forma di sale fisiologicamente accettabile, e può essere, quindi, isolato per semplice separazione della fase acquosa stessa. La quantità di base contenuta nella soluzione acquosa utilizzata à ̈ preferibilmente calcolata in modo tale da generare, dopo l’estrazione del derivato, una soluzione acquosa dello stesso a pH fisiologico, pronta all’uso per la visualizzazione diagnostica in vivo mediante MRI.

Anidridi preferite secondo l’invenzione ad esempio includono le anidridi maleica, crotonica, cis-butenoica (anche detta isocrotonica), e le corrispondenti anidridi miste, ad esempio l’anidride cis-butenoicaacetica e cis-butenoica-etilcarbonica.

Le anidridi iperpolarizzate per idrogenazione con paraidrogeno, secondo la tecnica PHIP, sono nuove e costituiscono un ulteriore oggetto della presente invenzione.

Esempi illustrativi di esteri attivati utili allo scopo della presente invenzione comprendono i silili, gli stannili, gli acilossialchile steri, gli isoprenilesteri, e gli esteri alchilici terziari.

E’ altresì inteso che i substrati insaturi utilizzabili secondo l'invenzione contengono tutti, necessariamente, almeno un doppio o triplo legame C-C, che viene ridotto durante l’addizione del paraidrogeno a dare il corrispondente substrato paraidrogenato.

Tuttavia, per le ragioni precedentemente esposte, nell’imaging in vivo mediante risonanza magnetica, l’uso di molecole iperpolarizzate ad eteronuclei à ̈ senz’altro da considerarsi preferito rispetto all’uso dell’iper polarizzazione con para-idrogeno.

Secondo un suo aspetto ancor più preferito, il processo della presente invenzione à ̈ diretto alla preparazione di molecole iperpolarizzate ad eteronuclei laddove particolarmente preferiti sono<13>C e<15>N.

In generale, la preparazione di molecole iperpolarizzate ad eteronuclei mediante la tecnica PHIP, secondo l’invenzione, richiede il trasferimento della polarizzazione dai protoni del para-idrogeno all’eteroatomo di interesse.

Più in particolare, affinché un derivato iperpolarizzato mediante para-idrogenazione sia utilizzabile come agente di contrasto in<13>C-MRI imaging, à ̈ necessario che il segnale in antifase del carbonio iperpolarizzato, ottenuto in seguito al trasferimento di polarizzazione dai protoni dei para-idrogeno al carbonio in questione, sia convertito in un segnale in fase, utile per l’acquisizione dell’immagine. Ciò può essere ottenuto, ad esempio, utilizzando un’opportuna sequenza di impulsi (vedi Goldman M., Johannesson H., C.R.Phisique 2005, 6, 575) oppure applicando un ciclo di campo al prodotto idrogenato prima della somministrazione. Il ciclo di campo consiste nell’introdurre velocemente (non-adiabaticamente) il campione idrogenato all’interno di uno schermo di campo magnetico {intensità del campo = 0.1 Î1⁄4Τ), e successivamente nel rimuovere lentamente (adiabaticamente) lo schermo per riportare il campione a valori di campo magnetico corrispondenti al campo magnetico terrestre (50 Î1⁄4Τ).

In linea con ciò, in un aspetto particolarmente preferito la presente invenzione si riferisce ad un procedimento in cui un opportuno ciclo di campo viene applicato alla molecola paraidrogenata ottenuta secondo lo step a) di ognuno dei processi preferiti secondo l’invenzione e sopra riportati in dettaglio così da promuovere il trasferimento della polarizzazione dai protoni del para-idrogeno all’eteroatomo di interesse e dare la corrispondente molecola iperpolarizzata ad un opportuno eteronucleo, molecola che à ̈ poi isolata per trasferimento di fase, come indicato agli steps b), c) o c<7>) dei suddetti procedimenti.

Ancor più in particolare, e secondo un aspetto particolarmente preferito, la presente invenzione si riferisce ad un procedimento in cui:

a) un opportuno substrato insaturo viene solubilizzato in un solvente organico immiscibile con acqua e idrogenato, con paraidrogeno, in presenza di un catalizzatore solubile nel solvente organico ma insolubile in acqua,

a<5>) un opportuno ciclo di campo viene applicato al prodotto para- idrogenato ,

b) la molecola iperpolarizzata così ottenuta viene isolata dal sistema (grezzo) di reazione, per semplice diluizione dello stesso con acqua o con una soluzione acquosa opportuna, e per successiva separazione della fase acquosa contenente il prodotto iperpolarizzato, oppure, alternativamente

c) la molecola paraidrogenata viene rapidamente e selettivamente convertita in un suo derivato idrosolubile che viene isolato mediante trasferimento di fase, per semplice diluizione della miscela grezza di reazione con acqua o con una soluzione acquosa opportuna, e per successiva separazione della fase acquosa contenente il derivato iperpolarizzato.

Substrati utili per la preparazione di molecole iperpolarizzate ad eteronuclei, in particolare al<13>C, secondo il procedimento della presente invenzione comprendono, necessariamente, un atomo di carbonio ad una distanza massima di due o tre legami dai protoni derivati dal para-idrogeno, e caratterizzato, preferibilmente, da un tempo di rilassamento lungo.

Atomi di carbonio aventi questi requisiti e preferiti secondo l’invenzione sono, ad esempio, gli atomi di carbonio appartenenti a gruppi carbonilici o gli atomi di carbonio quaternari.

Vantaggiosamente, operando secondo il processo oggetto della presente invenzione, Tacco ppìamento scalare tra i protoni addizionati con la para-idrogenazione ed il<13>C consente il trasferimento di polarizzazione all’eteronucleo, mentre il lungo tempo di rilassamento permette di mantenere la polarizzazione per alcune decine di secondi, e ancor più preferibilmente per più di 60 secondi, in condizioni fisiologiche.

In un aspetto preferito dell’invenzione, l’atomo di carbonio cui viene trasferita la polarizzazione à ̈ arricchito in<13>C, . Per applicazioni neirimaging in vivo à ̈ preferibile che il grado di arricchimento in<13>C sia del 99% o anche maggiore.

Laddove il processo dell’invenzione sia diretto alla preparazione di molecole iperpolarizzate ad eteronuclei, in accordo con uno degli aspetti particolarmente preferiti dell’invenzione, substrati preferiti comprendono gli alchini sostituiti, preferibilmente marcati in<13>C,<i5>N o altro eteronucleo avente spin nucleare 1⁄2, che, per parziale saturazione, generano i corrispondenti alcheni sostituiti. Preferibilmente, la differenza di solubilità in acqua tra alchino di partenza e l’alchene prodotto con la para-idrogenazione à ̈ almeno pari al 60%, naturalmente a favore dell’alchene che deve essere caratterizzato da una maggiore solubilità nella fase acquosa.

Ugualmente preferiti sono da considerarsi gli alcheni sostituiti che generano i corrispondenti alcani sostituiti, con una differenza di solubilità in acqua preferibilmente pari al 60% a favore del prodotto di reazione (alcano) caratterizzato dunque da una maggiore solubilità nella fase acquosa.

Come già ampiamente discusso, tra i substrati preferiti secondo l’invenzione, sono compresi i substrati insaturi che, dopo paraidrogenazione in fase organica, possono essere rapidamente convertiti in derivati solubili in fase acquosa mediante una opportuna reazione chimica e, preferibilmente, per semplice diluizione della fase organica di reazione con una soluzione acquosa opportuna.

Un esempio di substrato di questo tipo à ̈ costituito dalle anidridi degli acidi carbossilici che comprendono nella loro struttura molecolare un’insaturazione opportuna.

Le anidridi utilizzabili secondo il processo della presente invenzione devono contenere almeno una insaturazione e possono essere anidridi interne e non, miste, ovvero di formula R1-COOOC-R2 , dove Ri à ̈ diverso da R2 , oppure simmetriche, ovvero di formula R-COOOC-R. A loro volta le anidridi miste possono essere costituite da due acidi insaturi o da un acido insaturo e uno saturo. Nel primo caso dalla reazione di paraidrogenazione si otterranno direttamente i due acidi Ri-COOH e R2-COOH, entrambi polarizzati. Nel secondo caso si otterrà un solo acido polarizzato, ad esempio Ri-COOH, e un “sottoprodotto†ad esempio R2-COOH non polarizzato.

In questo secondo caso, tuttavia, à ̈ possibile trasferire la polarizzazione dal carbonile adiacente all’insaturazione, in Ri,all'altro carbonile dell'anidride, utilizzando un’opportuna sequenza di impulsi, e quindi procedere all’idrolisi.

Seguendo questa procedura à ̈ possibile polarizzare, mediante una para-idrogenazione “indiretta†, anche un acido privo di insaturazioni e, quindi, non direttamente idrogenabile (R2-COOH) (figura 5).

Una seconda classe di composti solubili in solvente organico, che dopo l’idrogenazione possano essere rapidamente convertiti in composti idrosolubili, à ̈ costituita dagli esteri attivati. Esempi illustrativi comprendono:

1) I Silili: ad esempio, i trialchilsililesteri (R-COO-S1R3), gli arildialchilsililesteri (R-COO-SiArR2), i diarilalchilsiliìe steri (R-COO-SiAraR), e i triarilsililesteri (R-COO-SiAr3) possono essere idrogenati in solvente organico e quindi idrolizzati ad acidi carbossilici (RCOOH) con una soluzione acquosa debolmente acida. Come nel caso delle anidridi, se Tidroge nazione viene condotta in un solvente immiscibile con l’acqua, l’acido ottenuto per idrolisi del sostrato idrogenato passa direttamente nella fase acquosa e viene facilmente isolato per separazione di quest’ultima.

2) Stannili: ad esempio l’idrolisi dei trialchilstannilesteri ÌR-COO-SnRs) dopo idrogenazione può essere condotta mediante reazione con fluoruri;

3) Acilossialchilesteri: esteri di formula generale R-COO-CHR’OCOR†, dove R’ = H,Me ed R†= Me, t-Bu possono essere facilmente idrolizzati per trattamento con una soluzione acquosa acida, basica o in presenza di un opportuno catalizzatore enzimatico;

4) I sopro penilesteri e similari: questi esteri si decompongono per termolisi:

L’idrogenazione del gruppo isopropenilico à ̈ sfavorita rispetto a quella dell’insaturazione da para- idrogenare e quindi il gruppo labile dovrebbe essere mantenuto nel corso della para-idrogenazione.

5) Esteri alchilici terziari (R-COO-CR3, con R’ = Ph (tritilesteri) o R’ = Me (terbutilesteri)): nel caso dei terbutilesteri, leggermente più stabili, l’idrolisi può essere velocizzata (ad esempio mediante l’impiego di resine superacide).

Un’altra classe di substrati insaturi stabilizzati vantaggiosamente utilizzabili nel processo dell’invenzione à ̈ costituita dai cheteni.

Infatti, data la tensione di anello, ì loro dimeri possono essere facilmente idrogenati con para idrogeno e, successivamente, sempre a causa della tensione, essere rapidamente idrolizzati ad acidi secondo lo schema riportato di seguito:

La polarizzazione può essere quindi trasferita ad un eteronucleo, ad esempio all’atomo di carbonio del gruppo carbossilico che si forma in seguito all’idrolisi, nel caso in cui la costante di accoppiamento fra questo e I protoni derivanti dal para-idrogeno sia sufficientemente grande, oppure un atomo di carbonio o di azoto presente in R.

In un ulteriore aspetto della presente invenzione à ̈ altresì contemplata la possibilità di modificare opportunamente la solubilità del substrato, ad esempio per reazione dello stesso con un opportuno gruppo funzionale atto ad aumentarne o a diminuirne opportunamente la solubilità in solvente acquoso.

Ad esempio, à ̈ possibile pensare di utilizzare vantaggiosamente gruppi funzionali quali il gruppo benzilossi che consente, da una parte, di aumentare la solubilità del substrato da idrogenare nel solvente organico di reazione e che viene poi allontanato, ad esempio per idrogenolisi, durante la reazione di idrogenazione a dare un derivato para- idrogenato più solubile in acqua.

I prodotti di partenza secondo il processo oggetto della presente invenzione, ovvero i substrati insaturi suscettibili di paraidrogenazione, preferibilmente marcati in<13>C,<15>N o altro eteronucleo avente spin nucleare 1⁄2, sono composti noti o facilmente preparabili secondo metodi noti.

Analogamente, i catalizzatori impiegati nel processo in oggetto sono noti o, se non commercialmente disponibili come tali, sono preparabili con metodi noti.

Allo stesso modo, l’opportuno solvente organico immiscibile con acqua può essere scelto tra quelli precedentemente elencati, facilmente reperibili in commercio. Eventualmente, il sistema solvente può anche essere costituito da un’opportuna miscela di solventi.

Descrizione delle Figure

Figura 1: schema di isolamento del prodotto paraidrogenato mediante trasferimento di fase;

Figura 2: spettri<13>C~NMR (14 T, 298 K, acetone-d<6>), di B (arricchito in<13>C) ottenuto dalla para- idrogenazione di A. a) spettro registrato immediatamente dopo la para-idrogenazione e il ciclo di campo; b) spettro registrato dopo rilassamento (5 minuti). S indica il solvente, i un’impurezza.

Figura 3: spettri<13>C-NMR (14 T, 298 K, D2O), di B (arricchito in<13>C) ottenuto dalla para-idrogenazione di A. a) spettro registrato immediatamente dopo la para-idrogenazione, il ciclo di campo e l’estrazione in D2O; b) spettro registrato dopo rilassamento (5 minuti).

Figura 4: schema di isolamento del prodotto paraidrogenato mediante conversione in composto idrosolubile e successivo trasferimento di fase

Figura 5: iperpolarizzazione di un acido non insaturo mediante trasferimento di polarizzazione da un carbonile all’altro in un’anidride mista

Figura 6: spettri<13>C-NMR (14 T, 298K) a) dell’anidride succinica ottenuta mediante para-idrogenazione dell’anidride maleica in CDCI3(spettro registrato immediatamente dopo la para-idrogenazione e il ciclo di campo); b) della fase acquosa contenente l’acido succinico ottenuto dopo para-idrogenazione dell’anidride maleica in CDCI3, il ciclo di campo, e l’idrolisi dell’anidride succinica ottenuta con soluzione di NaOD in D2O.

Figura 7: spettri<13>C-NMR (14 T, 298K, acetone-d6a) dell’alchene D (vedi es. 4) ottenuto mediante para-idrogenazione del i trimetilsililestere deiracido acetilendicarbossilico C in acetone-dg (spettro registrato immediatamente dopo la para-idrogenazione e il ciclo di campo); b) dell’acido maleico ottenuto mediante para-idrogenazione di C in acetone-dg e successiva idrolisi con soluzione di acido acetico in D2O (spettro registrato sulla miscela acetone-dg/ D2O ottenuta)

Allo scopo di esemplificare il processo oggetto della presente invenzione e fornire possibili indicazioni inerenti le condizioni operative adottabili, senza che queste possano essere intese quali limitazioni al processo, vengono ora forniti i seguenti esempi.

Esempio 1

L’alchino A di cui alla formula sotto riportata à ̈ stato sintetizzato mediante transesterificazione del corrispondente dimetilacetilendicarbossilato con dietilenglicole monometiletere, in presenza di H2SO4come catalizzatore.

Le catene oligossietileniche ne aumentano la solubilità in acqua: à ̈ stato quindi verificato che la solubilità in acqua à ̈ maggiore per il derivato idrogenato B (alchene) rispetto al substrato di partenza A (alchino).

Il substrato insaturo A (0.02 mmol) Ã ̈ stato para-idrogenato in un tubo NMR del diametro di 5 mm dotato di valvola di Young, in acetone-de (0.4 mi), in presenza di 5 mg di [Bis(difenilfosfinobutano) ( 1 ,5-ciclooctadiene)]Rh(I) tetrafluoborato (precedentemente attivato mediante reazione con 3⁄4) e 4 atm di para-Hh (52%).

La reazione à ̈ stata fatta avvenire agitando il tubo per 10 secondi (resa 85%), e l’aumento del segnale del gruppo carbossilico dell’alchene ottenuto nello spettro<13>C registrato immediatamente dopo à ̈ stato pari a 1500 volte.

Per ottenere un segnale<13>C in fase, utile alla registrazione di immagini MR, un ciclo di campo (come ad esempio riportato nel brevetto US 6,574,495, 2003, Golman et al.) à ̈ stato applicato al campione. Il ciclo di campo à ̈ stato eseguito inserendo rapidamente il tubo in uno schermo di Î1⁄4-metal (campo magnetico airinterno dello schermo: 0.1 Î1⁄4Τ), e rimuovendo lentamente lo schermo in modo da riportare il campione al campo magnetico terrestre. L’intera procedura richiede 3-5 secondi. Il tubo à ̈ stato quindi inserito nello spettrometro (14 T) per l’acquisizione dello spettro<13>C, che à ̈ riportato nella Figura 2 (aumento di intensità del segnale pari a 250).

Esempio 2

I campioni per la separazione del catalizzatore e del solvente organico mediante trasferimento di fase sono stati preparati paraidrogenando il composto A in una miscela di CDCI3 e acetone-de 6: 1 (nelle stesse condizioni sopra riportate).

li cloroformio à ̈ immiscibile con l'acqua, e una piccola quantità di acetone à ̈ comunque necessaria per mantenere una buona efficienza del catalizzatore. Dopo l’esecuzione del ciclo di campo, sono stati introdotti nel tubo NMR 0,4 mi di D2O, precedentemente degasata. Il tubo à ̈ stato agitato vigorosamente per 3 secondi, e quindi lo si à ̈ lasciato fermo per 5 secondi, in modo da lasciar separare la fase organica e quella acquosa. La fase acquosa à ̈ stata quindi prelevata con una siringa e trasferita in un altro tubo per l’osservazione. Lo spettro risultante à ̈ mostrato in Figura 3.

L’aumento di intensità (100) del segnale<13>C à ̈ inferiore a quanto osservato in acetone puro a causa di una parziale perdita di polarizzazione che ha luogo durante la separazione di fase. Tuttavia la polarizzazione residua à ̈ sufficiente per l’osservazione di un segnale intensificato corrispondente a B disciolto in D2O (165.99 ppm). Nella soluzione acquosa à ̈ presente una traccia di CDCI3 residuo (7%), che dà origine al segnale a 164.82 ppm, relativo a B disciolto in cloroformio. La quantità di B trasferito in fase acquosa à ̈ stimata essere circa il 10% del totale.

Esempio 3

Preparazione di una soluzione acquosa di acido succinico paraidrogenato a partire da anidride maleica.

La reazione à ̈ condotta secondo lo schema sopra riportato. In particolare l’anidride maleica (0.05 mmol) à ̈ stata paraidrogenata nella miscela CDCls/acetone-de 6: 1 (0.4 mi), in presenza di 5 mg di [Bis(difenilfosfinobutano)(l,5-cicloottadiene)]Rh(I) te trailuo borato (precedentemente attivato mediante reazione con 3⁄4) e 5.5 atm di para-H2(52%).

La reazione à ̈ stata fatta avvenire agitando il tubo per 10 secondi (resa 98%), quindi à ̈ stato applicato il ciclo di campo. Dopo l’esecuzione del ciclo di campo, sono stati introdotti nel tubo NMR 0,4 mi di una soluzione 0.25 M di NaOH in D2O, precedentemente degasata. Il tubo à ̈ stato agitato vigorosamente per 3 secondi, e quindi mantenuto fermo per 5 secondi, in modo da lasciar separare la fase organica e quella acquosa. La fase acquosa à ̈ stata quindi prelevata con una siringa e trasferita in un altro tubo per l’osservazione. Lo spettro risultante à ̈ mostrato in Figura 6b. La polarizzazione residua à ̈ sufficiente per l’osservazione di un segnale intensificato (intensificazione pari a circa 30) corrispondente all’acido maleico disciolto in D2O (174.65 ppm). Tutto l’acido maleico prodotto à ̈ trasferito in fase acquosa, e il pH della soluzione à ̈ neutro. La bassa intensità del segnale osservato nonostante l’elevata concentrazione della soluzione finale (ca 0.12 M) à ̈ dovuta al fatto che in questo esempio si à ̈ utilizzata anidride maleica non arricchita in<13>C.

Esempio 4

Para-idrogenazione di un estere attivato, successiva idrolisi e separazione di fase.

La reazione viene condotta utilizzando, come substrato insaturo il trimetilsililestere dell’acido acetilendicarbossilico (C), che per idrogenazione viene trasformato nel corrispondente alchene (D), che a sua volta viene convertito mediante idrolisi con soluzione debolmente acida in acido maleico:

La figura 7 mostra gli spettri<13>C-NMR del prodotto di idrogenazione in acetone-d<6>prima (a) e dopo l’idrolisi (b). Gli spettri dimostrano come l’enhancement sia elevatissimo (circa 700 volte) e come la polarizzazione si mantenga anche dopo l'idrolisi.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1) Un processo per la preparazione di molecole iperpolarizzate in soluzione acquosa, pronta all’uso per la visualizzazione diagnostica di organi o tessuti del corpo umano o animale, comprendente l’isolamento della molecola iperpolarizzata mediante trasferimento di fase.
2. 2) Un processo secondo la rivendicazione 1 comprendente la para-idrogenazione di un opportuno substrato insaturo in un solvente organico non miscibile con l’acqua e in presenza di un opportuno catalizzatore, l’aggiunta di acqua o di una soluzione acquosa opportuna e l’isolamento della molecola iperpolarizzata per successiva separazione della fase acquosa comprendente il prodotto iperpolarizzato.
3. 3) Un processo secondo la rivendicazione 2 dove il substrato insaturo à ̈ insolubile o scarsamente solubile in acqua ed il corrispondente substrato para-idrogenato à ̈ solubile in acqua, ovvero à ̈ facilmente e rapidamente convertibile in un suo derivato solubile in acqua.
4. 4) Un processo secondo la rivendicazione 3 dove il substrato insaturo comprende un opportuno gruppo alchìnico o alchenico eventualmente sostituito ed il substrato para-idrogenato à ̈ costituito dal corrispondente derivato alchenico o alcanico, rispettivamente.
5. 5) Un processo secondo le rivendicazione 4 dove il substrato insaturo comprende anche un gruppo funzionale facilmente e rapidamente idrolizzabile scelto tra anidride, estere attivato, e chetene 6) Un processo secondo ognuna delle rivendicazioni precedenti dove il substrato insaturo à ̈ opportunamente marcato con<13>C,<15>N o altro eteronucleo avente spin nucleare 1⁄2. 7) Un processo secondo ognuna delle rivendicazioni precedenti dove il catalizzatore à ̈ [Bis(difenilfosfìnobutano)(l,5-cicloottadiene)]Rh(I). 8) Un processo secondo ognuna delle precedenti rivendicazioni dove il solvente organico immiscibile con acqua à ̈ scelto tra un solvente organoclorurato, un solvente aromatico, un etere, un idrocarburo alifatico, acetato di etile, un alcol a lunga catena o una loro miscela. 9) Un processo secondo ognuna delle rivendicazioni precedenti in cui: a) un opportuno substrato insaturo viene solubilizzato in un solvente organico immiscibile con acqua e idrogenato, con paraidrogeno, in presenza di un catalizzatore solubile nel solvente organico ma insolubile in acqua, e b) la molecola par aidrogenata così ottenuta viene isolata, come tale, per diluizione della miscela di reazione con acqua, o con una soluzione acquosa opportuna, e per successiva separazione della fase acquosa in cui essa à ̈ contenuta; ovvero, alternativamente, c) la molecola paraidrogenata ottenuta viene rapidamente e selettivamente convertita in un suo derivato idrosolubile che viene isolato mediante trasferimento di fase, per diluizione della miscela di reazione con acqua o un solvente acquoso opportuno e successiva separazione della fase acquosa in cui il derivato solubile paraidrogenato à ̈ contenuto. 10) Un processo secondo la rivendicazione 9 in cui: a) un opportuno substrato insaturo viene solubilizzato in un solvente organico immiscibile con acqua e idrogenato, con paraidrogeno, in presenza di un catalizzatore solubile nel solvente organico ma insolubile in acqua, b) la molecola paraidrogenata così ottenuta viene isolata, come tale, per diluizione di reazione per diluizione dello stessa con acqua o con una soluzione acquosa opportuna, e per successiva separazione della fase acquosa in cui essa à ̈ contenuta. 11) Un processo secondo la rivendicazione 9 in cui: a) un opportuno substrato insaturo viene solubilizzato in un solvente organico immiscibile con acqua e idrogenato, con paraidrogeno, in presenza di un catalizzatore solubile nel solvente organico ma insolubile in acqua, e c*) la molecola paraidrogenata così ottenuta viene rapidamente e selettivamente convertita in un suo derivato idrosolubile per semplice diluizione della miscela di reazione con acqua o con una soluzione acquosa opportuna, ed il derivato idrosolubile così ottenuto à ̈ isolato per successiva separazione della fase acquosa in cui esso à ̈ contenuto. 12) Un processo secondo ognuna delle rivendicazioni da 9 a 1 1 in cui, in aggiunta, un opportuno ciclo di campo viene applicato alla molecola paraidrogenata ottenuta allo step a) del procedimento così da dare la corrispondente molecola iperpolarizzata ad un opportuno eteronucleo . 13) Un processo secondo una delle rivendicazioni precedenti dove la molecola iperpolarizzata à ̈ fisiologicamente tollerabile. 14) Un processo secondo la rivendicazione 13 per la preparazione di molecole iper polarizzate in soluzione acquosa, pronta all’uso, per la visualizzazione diagnostica di organi o tessuti del corpo umano o animale mediante Risonanza Magnetica Nucleare.