JP2004536082A - ｉｎｖｉｖｏイメージング - Google Patents

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Abstract

最終工程または終わりから２番目の工程が、１つの陽電子放射断層撮影法（ＰＥＴ）対応試薬または複数のＰＥＴ対応試薬を使用する反応である多工程プロセスにより調製される、候補薬剤のＰＥＴ対応ライブラリーが提供される。ライブラリーの調製法と使用法も提供される。

Description

【０００１】
（発明の背景）
治療薬の開発において、目的の動物（典型的にはヒト）中の薬剤の生体分布を測定することが非常に望ましい、さらに詳しくは、薬剤開発は現在、しばしば薬剤のバイオアベイラビリティ、脳血液関門の通過、および様々な組織中の分布の測定を含んでいる。典型的にはこのデータは、血液サンプリングおよび組織解剖のような侵襲的な方法を使用して得られる。後者の方法はヒトに適用しやすくなく、所望のインビボの研究をモデル化するためにインビトロの方法が開発されている。これらのインビトロの方法は、例えば脳血液関門をモデル化するためのＭＤＣＫ透過性とｉｎ ｓｉｌｉｃｏ法を含む。これらの方法の初期の有用性にもかかわらず、各々は、物質のインビボの挙動の近似を表わすのみである。
【０００２】
体内の物質の生体分布を研究するためのより直接的な方法は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）、陽電子放射断層撮影法（ＰＥＴ）、そして単光子放射型コンピューター断層撮影法（ＳＰＥＣＴ）を含む。もし化合物が適切な核性を有する原子を含有するなら、これらの各方法は、体の中で化合物の分布を検出することができる。ＭＲｌは常磁性の核を検出し、ＰＥＴとＳＰＥＣＴは放射性核種の崩壊から粒子の放出を検出する。
【０００３】
ほとんどの治療薬は、これらの技術を改変せずに、検出することはできない。すなわち、ＰＥＴのためには、適切な陽電子を放出する放射性核種を含ませることが必要である。治療薬を標識するのに適した陽電子を放出するアイソトープは比較的少ない。炭素アイソトープである１１ＣがＰＥＴに使用されているが、２０．５分というその短い半減期のために、その有用性が、合成と精製が迅速に行われ得る化合物と、前駆体１１Ｃ出発物質が作成されるサイクロトロンに近い施設に限定されている。他のアイソトープは半減期がより短い。１３Ｎは半減期が１０分であり、１５Ｏの半減期はさらに短い２分である。両者の放出は、１１Ｃの放出より力強く、これらのアイソトープについてＰＥＴ試験が行われている（Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ， Ｍｏｓｂｙ Ｙｅａｒ Ｂｏｏｋ， １９９２， Ｋ．Ｆ． Ｈｕｂｎｅｒら、第２章）。他の有用なアイソトープである１８Ｆの半減期は１１０分である。これは、放射能標識トレーサーへの取り込みのために、精製のために、およびヒトまたは動物への投与のために、充分な時間である。ＰＥＴにおける１８Ｆ標識化合物の使用は、いくつかの類似体化合物に限定されている。注目すべきは、１８Ｆ−フルオロデオキシグルコースが、脳活動に関連するグルコース代謝とグルコース取り込みの局在化の研究で使用されていることである。１８Ｆ−Ｌ−フルオロドーパと他のドパミン受容体類似体もまた、ドパミン受容体分布をマッピングするのに使用されている。
【０００４】
ＳＰＥＣＴイメージングは、高エネルギー光子を放出するアイソトープトレーサー（γ−エミッター）を使用する。有用なアイソトープの範囲は、ＰＥＴのものより広いが、ＳＰＥＣＴは３次元分解能はより低い。しかしＳＰＥＣＴは、類似体の結合、局在化およびクリアランス速度についての臨床的に重要な情報を得るために広く使用されている。ＳＰＥＣＴイメージングに有用なアイソトープは、半減期１３．３時間のγ−エミッターである１２３Ｉである。１２３Ｉで標識した化合物は、製造場所から約１０００マイルまで輸送できるか、またはアイソトープ自身を、オンサイト合成のために輸送することができる。アイソトープ放射の８５％は１５９ｋｅＶ光子であり、これは現在使用中のＳＰＥＣＴ装置により容易に測定できる。
【０００５】
他のハロゲンアイソトープも、ＰＥＴまたはＳＰＥＣＴイメージングに有用であるか、従来のトレーサー標識に有用である。これらには、使用可能な半減期と放射特性を有する７５Ｂｒ、７６Ｂｒ、７７Ｂｒおよび８２Ｂｒがある。一般に、記載のアイソトープの代わりに任意のハロゲンを代用する化学手段がある。従って、当業者は、記載した化合物の任意のハロゲン化同族体（安定なアイソトープハロゲン同族体を含む）の生化学的または生理学的活性を利用することができる。
【０００６】
ＰＥＴまたはＳＰＥＣＴを使用する生体分布研究に対する共通のアプローチは、選択されたイメージング法に適切な原子を取り込むために、既存の治療薬または薬剤候補を修飾することを含む。例えば、好ましいイメージング性を有するフッ素またはヨウ素アイソトープを取り込むように活性物質を修飾してもよい。生成する誘導体は検出することができるが、その化合物の他の性質（例えば、反応性の上昇につながる電子的性質、または標的への化合物の結合を妨害する立体的性質）が変更され、生体分布試験の有用性が限定されるかも知れない。ある場合には、既存の治療薬の修飾により、非常に有害な性質を有する誘導体が得られるかも知れない。例えばカラゾロール（ｃａｒａｚｏｌｏｌ）のフッ素化誘導体は、突然変異誘発性であるが、その親化合物は毒性はない（Ｄｏｚｅら、Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｙ ２７：３１５−３１９ （２０００）を参照）。
【０００７】
別のアプローチは、治療薬または候補薬剤の１つの原子を、同じ原子の異なるアイソトープで置換するものである。この方法では、物質または候補薬剤は、最初の物質または薬剤と化学的には同じである。上述したように、ＰＥＴは最も有用なイメージング法の１つであるが、薬剤中に通常存在する元素（炭素、窒素、酸素、およびあまり一般的ではないがフッ素）の陽電子放出性アイソトープの半減期は、極めて短い（１０分〜２時間）。このため、アイソトープが実質的に崩壊する前に、アイソトープを取り込んだり治療薬を調製することが技術的に非常に困難になるであろう。例えばＰＥＴ標識の取り込みのために適切に修飾できる方法を使用して、候補薬剤または物質を調製できるなら、有用であろう。残念なことに、多くの既存の薬剤またはリード化合物は、開発中にイメージングについて正しく考慮せずに設計されたため、このアプローチを適用しにくい。特に、これらの治療薬を調製するのに使用される化学的経路では、合成の最終段階でのそのようなアイソトープの導入、実質的な放射性崩壊が起きる前の物質の調製と製剤化が、不可能である。コンビナトリアルライブラリー法は、そのようなアイソトープの容易な導入を可能にするように設計される規定の化学的経路を有する多数の化合物を調製する能力を与える。当該分野において必要なことは、合成の最終段階で標識を取り込むことができるように、適切に誘導体化できる治療薬候補のライブラリーである。
【０００８】
本発明は、このニーズおよび他のニーズを満足するものである。
【０００９】
（発明の要約）
ある態様において本発明は、候補薬剤の陽電子放射断層撮影法（ＰＥＴ）対応ライブラリーを提供する。このライブラリーは、最終工程または終わりから２番目の工程が１つのＰＥＴ対応試薬または複数のＰＥＴ対応試薬を使用する、多工程プロセスにより調製される。１つの群の実施形態において未完成のライブラリーの各メンバーは、同じＰＥＴ対応試薬により処理される。別の群の実施形態において、未完成のライブラリーの各メンバーは、複数のＰＥＴ対応試薬により処理される。本発明のライブラリーは、典型的には１０〜１００，０００メンバーを有するが、１００，０００〜１，０００，０００メンバーまたはそれ以上を有しても良い。
【００１０】
別の実施態様において本発明は、候補薬剤の陽電子放射断層撮影法（ＰＥＴ）対応ライブラリーの調製法を提供する。一般にこの方法は、化合物のライブラリーを１つのＰＥＴ対応試薬または複数のＰＥＴ対応試薬で処理して、候補薬剤のＰＥＴ対応ライブラリーを生成し、ここでライブラリーの各メンバーは、ＰＥＴ対応試薬に暴露され、好ましくはこれと反応している。一群の実施形態において、ＰＥＴ対応ライブラリーは溶液中で調製される。別の群の実施形態において、ＰＥＴ対応ライブラリーは固体支持体（例えば、樹脂、ガラススライドまたはビーズ）上で調製される。さらに別の実施形態において、ＰＥＴ対応ライブラリーは、各メンバーが同定のために「標識」されているライブラリーである。
【００１１】
さらに別の実施態様において本発明は、組織中の活性物質の分布の測定方法であって：
（ａ）生物学的標的に対する候補薬剤のＰＥＴ対応ライブラリーをスクリーニングし；
（ｂ）少なくとも１つの候補薬剤を活性物質として同定し；
（ｃ）活性物質のＰＥＴ標識物を調製し（ここでこの調製は、活性物質合成の最終工程または終わりから２番目の工程に、ＰＥＴ標識を取り込むことを含む）；
（ｄ）活性物質のＰＥＴ標識物を被験体に投与し；そして
（ｅ）被験体の少なくとも１つの組織で活性物質の分布を測定する、
ことを含む方法を提供する。
【００１２】
さらに別の態様において、本発明は、ＰＥＴ対応ライブラリーまたは個々のＰＥＴ標識もしくはＰＥＴ対応化合物の調製用試薬と調製方法を提供する。
【００１３】
別の実施態様において本発明は、ＰＥＴ標識化合物の調製方法であって：
（ａ）固体支持体に共有結合した前駆体化合物を提供し；
（ｂ）該前駆体化合物をＰＥＴ標識試薬に接触させて、結合基により該固体支持体に結合したＰＥＴ標識化合物部分を含む組成物を産生し；そして
（ｃ）未反応の前駆体化合物は該固体支持体に共有結合したまま残存する条件下で、該組成物から該ＰＥＴ標識化合物を除去する、
ことを含む方法を提供する。
【００１４】
関連する実施形態において、ＰＥＴ標識化合物が調製され、出発物質の除去より生成物の除去を促進する条件下で、固体支持体から除去される。
【００１５】
（発明の詳細な説明）
本発明は、合成の最終工程または終わりから２番目の工程でＰＥＴ標識の取り込みを可能にするように設計された、薬剤スクリーニングのための候補物質のライブラリーを提供する。ライブラリー以外に、本発明は、ライブラリーの調製法およびライブラリーの使用法を提供する。
【００１６】
上述したように、コンビナトリアルケミストリーとハイスループットスクリーニングの出現は、候補薬剤の開発を促進した。さらに詳しくは上述のプロセスは、「リード」化合物を発見するための時間を大幅に短縮した。にもかかわらず、いったんリード化合物が発見されると、大規模な研究が行われる。この研究は通常、リード構造に基づいて調製された誘導体化合物の構造−活性相関を測定する形を取る。これらの関係の発展により、ｉｎ ｖｉｔｒｏおよびｉｎ ｖｉｖｏアッセイでより強力な化合物を得ることができるが、通常開発プロセスのはるかに後の時期まで、化合物の他の決定的に重要なパラメータが無視されることが多い。これらのパラメータのうちで最も重要なものは、誘導体化合物についての組織分布プロフィールである。
【００１７】
組織分布プロフィールの開発は、薬剤開発プロセスの後期まで、しばしば無視される。この時点で、候補薬剤の合成はしばしば、充分に性状解析されており容易には改良または改変されず、放射性標識の取り込みは困難な課題となる。
【００１８】
本発明は、標識、典型的にはＰＥＴ標識を導入するように容易に改変できる化合物のライブラリーを調製する方法を提供する。ＰＥＴイメージング剤の開発について本発明を以下に説明するが、同様のアプローチによりＳＰＥＣＴおよび／またはＭＲＩイメージング剤が得られることを、当業者は理解するであろう。簡単に説明すると、本明細書に記載の方法とライブラリーは、合成の最終工程または終わりから２番目の工程で標識を導入することができる方法である。
【００１９】
ＰＥＴ 対応 （ＰＥＴ−ｒｅａｄｙ） ライブラリー
ライブラリーメンバーの合成経路は、しばしば新規に（ｄｅ ｎｏｖｏ）設計されるため、一般的スクリーニングのための１次化合物ライブラリーは、ＰＥＴ対応化合物開発のユニークな利点を与える。従ってその経路は、良好なＰＥＴ特性を有するアイソトープを有する原子を取り込むことができる最終工程または終わりから２番目の工程を提供するように確立または設計することができる。特定の試薬、化合物、またはライブラリーについて使用される時、「ＰＥＴ対応」という用語は、ＰＥＴ標識物（ＰＥＴ−ｌａｂｅｌｅｄ ｖｅｒｓｉｏｎ）と化学的同等物である「コールド」な試薬、化合物またはライブラリーを意味する。例えば「ＰＥＴ対応試薬」は、アルドリッチケミカル社（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）や他の供給業者から、「コールド」型で容易に入手することができ、かつ標識物として容易に調製することができる化学試薬である（例えば、ＣＨ３Ｉおよび１１Ｃ−ＣＨ３Ｉ、Ｆ２および１８Ｆ−Ｆ、ＫＦおよびＫ１８Ｆ、ＣＨ３ＣＯＣｌおよび１１Ｃ−ＣＨ３ＣＯＣｌなど）。
【００２０】
同様に、「ＰＥＴ対応化合物」または「ＰＥＴ対応物質」は、その化学構造を変えずに標識型に調製することができる化合物または物質（典型的には、化合物または物質のライブラリーのメンバー）である。例えば、フルオロデオキシグルコースは、「ＰＥＴ対応物質」であり、１８Ｆ−フルオロデオキシグルコースがそのＰＥＴ標識物である。以下に詳述するように「ＰＥＴ対応ライブラリー」は、その設計により、ＰＥＴ標識物に調製することができる化合物または候補薬剤のライブラリーである。典型的には、ＰＥＴ対応ライブラリーのメンバーの少なくとも約５０％が、個々の物質または化合物の化学構造を変化させることなく、ＰＥＴ標識型に調製することができる。好ましくは少なくとも約７０％、さらに好ましくは少なくとも約８０％、および最も好ましくは少なくとも約９０％のＰＥＴ対応ライブラリーメンバーが、化合物の化学構造を変化させることなく標識型に調製することができる。
【００２１】
すなわち、ある実施態様において本発明は、候補薬剤の陽電子放射断層撮影法（ＰＥＴ）対応ライブラリーを提供する。本明細書において化学またはコンビナトリアル「ライブラリー」は、下記のまたは別に示す合成手段により調製でき、種々のフォーマット（例えば、可溶性分子のライブラリー、樹脂ビーズ、シリカチップまたは他の固体支持体に結合した化合物のライブラリー）で生物活性をスクリーニングできる異なる分子の計画的に作成されたコレクションである。さらに「コンビナトリアルケミストリー」または「コンビナトリアルシンセシス」という用語は、分子の多様性を有する大きな化学ライブラリーの作成につながる試薬またはＰＥＴ対応試薬の連続的添加による、多様な化合物の合成を意味する。従ってコンビナトリアルケミストリーは、大量の多様な分子を産生するための、種々の構造の異なる「構成単位（ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｂｌｏｃｋ）」のセットの体系的、反復性、共有結合的連結を含む。
【００２２】
さらにライブラリーは、好ましくは約１２〜約１００，０００メンバーまたはそれ以上を有する。さらに好ましくはライブラリーは、約１２〜約５０，０００メンバーを有する。最も好ましくはライブラリーは、約１２〜約９６メンバーを有する。
【００２３】
本発明のライブラリーは、好ましくは少なくとも１つの活性化合物を有し、ほぼ等モル量でライブラリーメンバーを提供するような方法で調製される。しかし、そのようなライブラリーは、調製のフォーマットと、中心の「コア構造」または「足場」に結合される種々の基とに依存して、いくつかのより小さい「サブライブラリー」または化合物のセットまたは化合物の混合物のセットを含むことができるものと了解されたい。
【００２４】
上述のように、候補薬剤のＰＥＴ対応ライブラリーは、その上にライブラリーが構築される種々のコア構造または足場を有することができる。例えばライブラリーは、炭水化物、アミノ酸、芳香族または複素芳香環（例えば、フェニル、ナフチル、キノリン、キノキサリンなど）、複素環、核酸（典型的には、プリンまたはピリミジンコアの型）、およびこれらの組合せであるコア構造を有しても良い。しかしコア構造または足場の選択に共通なことは、任意の２つまたはそれ以上の反応性中心を反応させ誘導体化させることにより、ライブラリーに多様性を作成できる能力である。例えば、米国特許第５，９４８，６９６号（「コンビナトリアルビアリールアミノ酸アミドライブラリー」）；５，９４２，３８７号（「置換チオフェンライブラリーを調製するためのコンビナトリアル法」）；５，９２５，５２７号（「三環式テトラヒドロキノリン誘導体と三環式テトラヒドロキノリンコンビナトリアルライブラリー」）；５，８５９，１９０号（「ヒダントインとチオヒダントイン誘導体のコンビナトリアルライブラリー、ライブラリーとその中の化合物の製造方法」）；５，８４０，５００号（「キノリン誘導体とキノリンコンビナトリアルライブラリー」）；５，８２１，１３０号（「コンビナトリアルジヒドロベンゾピランライブラリー」）；５．７８３，５７７号（「キナゾリノンライブラリーとその誘導体の合成」）；５，６１８，８２５号（「コンビナトリアルスルホンアミドライブラリー」）；５，５６９，５８８号（イソプレノイドライブラリー）；５，５４９，９７４号（メタチアジノンライブラリー）；５，５２５，７３４号（「ピロリジン化合物の多様なコレクションの合成方法」）；５，５０６，３３７号（モルホリノ化合物ライブラリー）および５，２８８，５１４号（「固相と固体支持体上のベンゾジアゼピン化合物のコンビナトリアル合成」）を参照されたい。またＷＯ９６／００３９１号（「ジケトピペラジンの合成方法」）も参照されたい。
【００２５】
上述特許とＰＣＴ公報に記載の方法（ならびに、当業者が容易に利用できる他の方法）を使用して、本発明のライブラリーの合成を開始できることを、当業者は理解するであろう。しかし成長しているまたは未完成のライブラリーは、１つのＰＥＴ対応試薬または複数のＰＥＴ対応試薬でさらに誘導体化して、ＰＥＴ対応ライブラリーを作成できるであろう。いったん適切に活性のある化合物が同定されたら、ライブラリーメンバーのこの設計と構築は、ＰＥＴ標識の取り込みを促進する。従ってライブラリーは、多工程プロセスの最終工程または終わりから２番目の工程が、１つのＰＥＴ対応試薬または複数のＰＥＴ対応試薬（ＰＥＴ標識試薬の「コールド」型）が使用される反応である多工程プロセスにより調製することができるものである。「最終工程または終わりから２番目の工程」という用語は、合成経路の不連続な化学反応を意味し、単離、精製（例えば、クロマトグラフィー、結晶化、ろ過など）、または支持体からの分離のような工程を含まない。典型的には最終工程または終わりから２番目の工程で使用される反応は、例えば２つの炭素原子、炭素とハロゲン、炭素と窒素、炭素と酸素、または炭素とイオウとの間で新しい結合が形成される反応である。さらに言及される反応工程は典型的には、単離可能な化合物または中間体（中間体が実際に単離されるかどうかに関係なく）を産生するものである。例えば最終工程または終わりから２番目の工程は、アルキル化反応、アシル化反応、カルボニル化反応、ウィッティヒ型反応、ディールス−アルダー反応、還元アミノ化反応、芳香族置換反応、ハロゲン交換反応、求核性置換、求電子性置換、酸化、および還元反応のような反応である。ある実施形態において、化合物は複数の試薬を含む単一の反応（例えば、Ｕｇｉ反応）で形成される。そのような例において、最終工程または終わりから２番目の工程は、試薬の１つがＰＥＴ対応試薬であり得る多工程プロセスを意味する。
【００２６】
上述したように、ＰＥＴ対応ライブラリーは、いったん活性化合物が同定されれば、ＰＥＴ標識による標識を容易にするように設計される。適当な標識には、例えば１１Ｃ、１８Ｆ、１３Ｎ、７６Ｂｒ、１５Ｏ、１２４Ｉなどを含む。一般にＰＥＴ標識は、分子の残りに共有結合した標識であり、半減期が少なくとも約５分、好ましくは約１０〜２０分またはそれ以上である。ＰＥＴ対応ライブラリーの設計において考慮すべき特に好ましいＰＥＴ標識は、１１Ｃ、１８Ｆ、１３Ｎ、７６Ｂｒおよび１２４Ｉである。
【００２７】
炭素−１１（１１Ｃ）は、高エネルギー陽電子（Ｅｍａｘ＝０．９６ＭｅＶ）を放出して、半減期２０．４分で安定な核種ボロン−１１に崩壊する陽電子放出性（９９＋％）放射性核種である。この放射性核種は、窒素−１４ガスのプロトン照射により二酸化炭素の化学型で産生される。１１Ｃ−二酸化炭素は、１１Ｃ−一酸化炭素、１１Ｃ−ホスゲン、１１Ｃ−塩化アセチル、１１Ｃ−ヨウ化メチル、１１Ｃ−メチルトリフラート、１１Ｃ−臭化シアン、および１１Ｃ−メチルリチウムを含む種々の試薬に容易に変換することができ、多くのＰＥＴ標識化合物への合成手段を提供する。利用可能なさらに他の１１Ｃ−標識試薬には以下のものがある：１１ＣＨ２Ｎ２、１１ＣＨ３ＮＣＯ、１１ＣＨ３ＮＯ２、（Ｒ）３Ｐ＋１１ＣＨ３Ｉ、Ｈ１１ＣＮ、Ｒ１１ＣＨ２ＯＨ、Ｒ１１ＣＨ２Ｉ、Ｒ１１ＣＨ２ＮＯ２、Ｒ１１ＣＨ２ＮＣＯ、Ｒ１１ＣＨＯなど（Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ、第２版、１６６−１７８頁（１９９５）を参照）。
【００２８】
同様に、フッ素−１８（１８Ｆ）は、別の有用な陽電子放出性放射性核種である。その１１０分の半減期は、数時間を超え得る合成法とイメージング法の使用を可能にする。１８Ｆの導入に有用な試薬は、１８Ｆ−フッ素ガス、Ｋ１８Ｆ、およびテトラメチルアンモニウム１８Ｆ−フルオリドの形で作成することができる。さらに別の試薬には、［１８Ｆ］ＸｅＦ２、［１８Ｆ］ＡｃＯＦ、［１８Ｆ］ＨＦ、ＲＣＨ２ＣＨ２ １８Ｆ、Ｘ−Ｃ６Ｈ４−１８Ｆ、１８Ｆ−（ＣＨ２）ｎ−Ｘなどがある（Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ、第２版、１７８−１９４頁（１９９５）を参照）。フッ素は、水素の最も小さな代替物であり、従って水素の代わりに生物活性分子に導入されても化合物の構造に対する影響は最小である。しかし、これは水素とは実質的に異なる電子的特性を有し、これがしばしば化合物の生物活性に影響を与える。フッ素の導入はまた、化合物の代謝も変化させる。これらの理由のために、フッ素の導入はしばしば薬剤最適化の方策として使用される。例えば、「生物有機化学におけるフッ素」、Ｊ． Ｔ． ＷｅｌｃｈとＳ． Ｅｓｗａｒａｋｒｉｓｈｎａｎ、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ、ニューヨーク、１９９１を参照されたい。多くの薬剤はフッ素を含有し、これは、親化合物の代謝を低下させるような利点を有することが知られている。さらにサイクロトロンからさらに離れている（半径約２００マイルまで）ような施設は、１８Ｆ−標識化合物を利用することができる。１８Ｆの欠点は、天然に存在する生物材料と機能的同等性を有するフッ素化類似体が比較的少ないことと、サクロトロン中で生成された出発物質を効率的に利用する合成法の設計が困難なことである。そのような出発物質は、フッ化物イオンでもフッ素ガスでもよい。後者の場合、２分子ガスの１つのフッ素原子のみが実際に放射性核種であり、従ってガスは１８Ｆ−Ｆと記載される。従って出発物質として１８Ｆ−Ｆを使用する反応は、出発物質としてＫ１８Ｆを利用する反応のせいぜい半分の比放射能を有する生成物を与えるのみである。一方、１８Ｆは、担体の無い求核性置換反応を使用して、高比活性（理論的には１．７ Ｃｉ／ｎｍｏｌ）で放射性薬剤化合物中に取り込まれるフッ化物イオンとしてキュリー単位で調製することができる。
【００２９】
窒素−１３（１３Ｎ）は、半減期が約１０分で最大ベータエネルギー（Ｅｍａｘ）が１．２ ＭｅＶの、別の有用な陽電子放出性放射性核種である。１３Ｎ−アンモニアは、容易に入手でき、多くの置換アミンを調製するのに使用されている。
【００３０】
本発明のＰＥＴ対応ライブラリーを調製するのに使用される最終工程または終わりから２番目の工程は、公知の１つのＰＥＴ試薬、複数のＰＥＴ対応試薬、またはＰＥＴ対応試薬の混合物（例えば、ヨウ化メチル、メチルトリフラート、フッ化カリウム、フッ素ガス、フッ化テトラメチルアンモニウム、フッ化テトラブチルアンモニウム、ホスゲン、フルオロヨードメタン、一酸化炭素、ブロモフルオロメタン、トシル化フルオロメチル、臭化２−フルオロエチル、ヨウ化２−フルオロエチル、トシル化２−フルオロエチル、２−フルオロエチルトリフラートなど）のコールドなものを使用する。あるいは、ＰＥＴ対応ライブラリーの調製のための最終工程または終わりから２番目の工程は、ＰＥＴ標識代替物が入手できる試薬を使用する工程でもよい（反応工程図４および対応する考察を参照されたい）。
【００３１】
１つの群の実施形態において最終工程または終わりから２番目の工程は、未完成のライブラリーの各メンバーが、同じＰＥＴ対応試薬（例えば、ヨウ化メチル、塩化アセチル、フッ化カリウムなど）で処理されて本発明のＰＥＴ対応ライブラリーを生成する工程である。別の群の実施形態において最終工程または終わりから２番目の工程は、ライブラリーの各メンバーが、ＰＥＴ対応試薬の群から選択されるＰＥＴ対応試薬で処理される工程である。さらに別の実施形態において最終工程または終わりから２番目の工程は、未完成のライブラリーが複数の２つまたはそれ以上のＰＥＴ対応試薬で処理される工程である。
【００３２】
当業者は、本発明を使用して、ＳＰＥＣＴまたは平面シンチグラフィーイメージング試験用に容易に標識される化合物のライブラリー（ＳＰＥＣＴ対応ライブラリー）を提供することができることを、容易に理解されるであろう。特に好適なＳＰＥＣＴ標識には、１２３Ｉと１３１Ｉがある。１３１ヨウ素標識化合物はまた、放射線治療法に使用することができる。
【００３３】
同様に、本発明が、オートラジオグラフィーのために容易に標識できる化合物のライブラリー（オートラジオグラフィー対応ライブラリー）を提供することを、当業者は容易に理解するであろう。特に好適な標識には、３Ｈ、１４Ｃ、３２Ｐおよび１２５Ｉがある。
【００３４】
ＰＥＴ 対応ライブラリーの調製法
１つの実施態様において本発明は、候補薬剤の陽電子放射断層撮影法（ＰＥＴ）対応ライブラリーの調製法を提供する。一般にこの方法は：
（ａ）化合物のライブラリーを提供し；そして
（ｂ）化合物のライブラリーを、１つのＰＥＴ対応試薬または複数のＰＥＴ対応試薬で処理して、候補薬剤のＰＥＴ対応ライブラリーを作成することを含み、ここでライブラリーの各メンバーは、ＰＥＴ対応試薬に暴露されているかまたは好ましくはこれと反応している。
【００３５】
本発明のこの実施態様で使用される化合物のライブラリーは、各メンバーが、ＰＥＴ対応試薬と反応して候補薬剤のＰＥＴ対応物を生成する官能基または反応中心を有する化合物の、基本的に任意のコンビナトリアルライブラリーである。適当な官能基または反応中心は、ヒドロキシル基、アミノ基、芳香環もしくは複素芳香環、エステルもしくはカルボン酸、チオール、アルデヒド、ハロゲン化アルキル（またはアルキル基に結合した他の適当な脱離基）、リン含有基（例えば、リン酸塩、ホスホン酸塩、ホスフィン酸塩、ホスフィン基）、硫酸塩、２重結合、３重結合、張力環（例えば、エポキシド）、またはケトンがある。ＰＥＴ対応ライブラリーに変換される最初のライブラリーを調製するのに有用な方法を考え選択する時に、実験者に指針を与える多くの総説が利用可能である。例えば、Ｇｏｒｄｏｎら、Ｊ． Ｍｅｄ． Ｃｈｅｍ． ３７（１０）：１３８５−１４０１ （１９９４）を参照されたい。
【００３６】
１つの群の実施形態においてＰＥＴ対応ライブラリーは、化合物の溶液ベースのライブラリーである。液相法は、完全に液相中で行うか、あるいは所望の反応生成物から容易にろ過して除去することができる支持試薬を利用することができる。多数の支持試薬が当業者に公知である。例えば、Ｂｒｕｍｍｅｒら、Ｃｕｒｒ． Ｏｐｉｎ． Ｄｒｕｇ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｄｅｖ． ３（４）：４６２−４７３ （２０００）；Ｔｈｏｍｐｓｏｎ， Ｃｕｒｒ． Ｏｐｉｎ． Ｃｈｅｍ． Ｂｉｏｌ． ４（３）：３２４−３３７ （２０００）；およびＢｈａｔｔａｃｈａｒｙｙａ， Ｃｏｍｂ． Ｃｈｅｍ． Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ， ３（２）：６５−９２ （２０００）を参照されたい。有用な試薬には、例えば支持された酸および塩基、支持された触媒、支持された保護基などがある。
【００３７】
別の群の実施形態において化合物のライブラリーは、固相ライブラリーであるものである（例えば、単一のまたは複数の支持体に結合した化合物）。好ましくはＰＥＴ対応ライブラリーはまた、当業者に公知の種々の固相合成法の任意の方法を使用して、固体支持体（例えば、樹脂、ガラススライド、またはビーズ）上で調製される。あるいは化合物のライブラリーは、支持体から分離することができ、溶液中でＰＥＴ対応試薬で処理される。本発明のこの実施形態において固体支持体は、当該分野で公知の任意の支持体であり、生物学的、非生物学的、有機、無機、またはこれらの任意の組合せでもよい。固体支持体は、粒子、鎖、沈殿物、ゲル、シート、チューブ、球、容器、毛細管、パッド、スライス、フィルム、プレート、スライドなどとして存在してもよい。例えば固体支持体は、平らでも、または合成が起きる盛り上がったもしくはへこんだ領域を含有してもよい。ある実施形態において固体支持体は、適切な吸光性を提供するように選択される。例えば支持体は、重合したラングミュアゴロジェットフィルム、官能化ガラス、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ４、改質シリコン、または種々のゲルもしくはポリマーの任意の１つ、例えば（ポリ）テトラフルオロエチレン、（ポリ）ビニリデンジフルオリド、ポリスチレン、ポリカーボネート、またはこれらの組合せがある。好ましくは固体支持体の表面は、反応性基を含有し、これは、カルボキシル、アミノ、ヒドロキシル、チオール、などでもよい。
【００３８】
本発明の方法において、ペプチドまたはオリゴヌクレオチド合成で一般的に使用される固相合成法、またはこれを改変したものを使用することができる。好ましくは固体支持体は、例えばＡｒｇｏｇｅｌ（登録商標）またはＡｒｇｏｐｏｒｅ（登録商標）（アーゴノートテクノロジーズ（Ａｒｇｏｎａｕｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）、フォスターシティ、カリホルニア州、アメリカ合衆国から）またはＴｅｎｔａＧｅｌ（登録商標）（ラップポリマー（Ｒａｐｐ Ｐｏｌｙｍｅｒ）、チュービンゲン（Ｔｕｂｉｎｇｅｎ）、ＦＲＧから）のような樹脂である。さらにＩｒｏｒｉ（ｗｗｗ．ｉｒｏｒｉ．ｃｏｍを参照）のＭｉｃｒｏＫＡＮＳ（登録商標）およびカイロンテクノロジーズ（Ｃｈｉｒｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）（ｗｗｗ．ｃｈｉｒｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．ｃｏｍ．ａｕを参照）からの「ｃｒｏｗｎｓ」または「ｌａｎｔｅｒｎｓ」のような装置は、本発明のライブラリーを調製するのに有用である。
【００３９】
好適な実施形態において、以下の基準を満足する固相合成法が行われる。化合物は、有機合成の標準的方法に適合する並行合成フォーマットで同時に合成される。最終化合物は、個々に（混合物としてではなく）産生される。生成する化合物の量は１ｍｇより多く、化合物は、その直接試験を可能にする充分に純粋な形で生成されなければならない。別の好適な実施形態において、サンプルの取り扱いは、スピード、正確度および精度のために、自動化装置を使用して行われる。さらに別の好適な実施形態において、ライブラリーメンバーは、副産物や試薬から容易に分離される。
【００４０】
さらに別の固相法は、固体支持体としてビーズを使用し、「ビーズベースのライブラリー」を産生するものである。例えば、ＷＯ９６／００３９１号、米国特許第５，６３９，６０３号、および米国特許第５，７０８，１５３号を参照されたい。
【００４１】
さらに別の群の実施形態において、ＰＥＴ対応ライブラリーは、各メンバーが同定のために「標識されている」ライブラリーである。本発明のこの実施形態において、ライブラリーは、例えば米国特許第５，７８９，１６２号および５，７０８，１５３号に記載のように調製し標識することができる。Ｍａｃｌｅａｎら、Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ９４：２８０５−２８１０ （１９９７）を参照されたい。
【００４２】
コンビナトリアルライブラリーの調製のための装置は市販されている（例えば、「Ｂｅｎｃｈｍａｒｋ Ｖａｎｔａｇｅ」シリーズ：アドバンストケムテク（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍ Ｔｅｃｈ）、ルイスビル（Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ）、ケンタッキー州（ｗｗｗ．ｐｅｐｔｉｄｅ．ｃｏｍ）「Ｔｒｉｄｅｎｔ」または「Ｑｕｅｓｔ」または「Ｎａｕｔｉｌｕｓ」合成機、アーゴノートテクノロジーズ（Ａｒｇｏｎａｕｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）、フォスターシティ、カリホルニア州（ｗｗｗ．ａｒｇｏｔｅｃｈ．ｃｏｍ）。
【００４３】
ＰＥＴにより検出できる陽電子放出性核の簡単な添加経路を提供する以外に、本発明の別の実施態様は、ＳＰＥＣＴ、オートラジオグラフィー、または他の手段により検出可能なガンマ線放出性、ベータ線放出性、またはアルファ線放出性の核を加える手段を提供する。
【００４４】
従って本発明の別の実施態様において、ＳＰＥＣＴ対応ライブラリーを使用して、組織中の活性物質の分布を測定する方法が提供される。この方法は、（ａ）生物学的標的に対する候補物質のＳＰＥＣＴ対応ライブラリーをスクリーニングし；（ｂ）少なくとも１つの候補物質を活性物質として同定し；（ｃ）該活性物質のＳＰＥＣＴ標識物を調製し（ここで、活性物質合成の最終工程または終わりから２番目の工程で、ＳＰＥＣＴ標識を取り込む）；（ｄ）ＳＰＥＣＴ標識物を被験体に投与し；そして（ｅ）活性物質の分布を測定する、ことを含む。好適な実施形態においてＳＰＥＣＴ標識は、１２３Ｉまたは１３１Ｉから選択される。
【００４５】
同様に、オートラジオグラフィー対応ライブラリーを使用して、組織中の活性物質の分布を測定する方法が提供される。この方法は、（ａ）生物学的標的に対する候補物質のオートラジオグラフィー対応ライブラリーをスクリーニングし； （ｂ）少なくとも１つの候補物質を活性物質として同定し；（ｃ）該活性物質のオートラジオグラフィー標識物を調製し（ここで、活性物質合成の最終工程または終わりから２番目の工程で、オートラジオグラフィー標識を取り込む）；（ｄ）オートラジオグラフィー標識物を被験体に投与し；そして（ｅ）活性物質の分布を測定する、ことを含む。好適な実施形態においてオートラジオグラフィー標識は、３Ｈ、１４Ｃ、３２Ｐ、または１２５Ｉから選択される。
【００４６】
本発明を以下で実施例により説明するが、ここで（ｉ）既存の支持体結合ライブラリーはＰＥＴ対応ライブラリーに変換され、そして（ｉｉ）ＰＥＴ対応ライブラリーが調製され、次に支持体から分離される。
【００４７】
既存のライブラリーの修飾
ある実施形態において、多様な複数の部位がある支持体結合ライブラリーが調製される。次に、このライブラリーは固体支持体から分離され、単一のＰＥＴ対応試薬で処理されてＰＥＴ対応ライブラリーを生成する。
【００４８】
本発明のこの実施態様を例示するのは、反応工程図１ａ中のオルト−フルオロフェノールのＰＥＴ対応ライブラリーの調製である。この反応工程図において、置換フェノール性ケトピペラジンは、Ｚｈｕら、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ． ３９：７４７９−７４８２ （１９９８）中に記載のように、固体支持体（ｉ）に結合される。ＰＧ基は、ピペラジン窒素原子の保護基である。Ｒ１基は、ライブラリーの作成において最初の多様性部位を提供し、以後の多様性生成反応に適合する任意の基（例えば、アルキル、アルコキシ、複素環残基など）でよい。次につながれたケトピペラジン（ｉ）はハロゲン化アリールアルキル（例えば、臭化ベンジル）によりアルキル化され、これは、多様性の第２の部位を提供して、つながれた置換ケトピペラジン（ｉｉ）のファミリーを産生する。ピペラジン窒素を脱保護し、新たに産生されたアミンを例えば適当なカルボン酸、酸塩化物、無水カルボン酸など（Ｒ３−ＣＯ２Ｈ、Ｒ３−ＣＯＣｌ、および（Ｒ３−ＣＯ）２−Ｏ）でアシル化して、ライブラリー（ｉｉｉ）を生成する。こうして、置換ハロゲン化（ヒドロキシ）ベンジル（同上を参照）、ハロゲン化アリールアルキル、およびカルボン酸（またはその反応性誘導体）の利用可能性にのみ依存する多様性の３つの部位を有する最初のライブラリーが調製される。次にライブラリーは、固体支持体（典型的には樹脂またはビーズ）から除去され、ＰＥＴ対応試薬としてフッ素ガスを使用してフッ素化されて、図示のようにオルト−フルオロフェノールのライブラリー（ｉｖ）が提供される。こうして、ＰＥＴ対応試薬はライブラリーに追加の多様性を作成しないが、標識が可能な官能基（この場合フッ素原子）を提供する。ライブラリー中の活性物質を同定すると、この合成法を使用して、合成の最終工程で１８Ｆ−フッ素ガスを使用して、１８Ｆ−標識を導入することができる。
【００４９】
【化２】
Figure 2004536082
あるいは、Ｚｈｕら、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ． ３９：７４７９−７４８２ （１９９８）に記載のように調製したフェノール（ｖ）のライブラリーを、複数のＰＥＴ対応試薬で処理して、追加の多様性部位を作成することができる。この実施形態においてフェノールは、例えばヨウ化メチル、２−ブロモ−１−フルオロエタンその他のＰＥＴ対応ヨウ化アルキル（反応工程図１ｂを参照）で処理して、ｖｉ、ｖｉｉおよびｖｉｉｉを作成することができる。後の合成で標識することができる原子を（＊）で示す。
【００５０】
【化３】
Figure 2004536082
同様に、反応工程図１ｃに示す置換チアゾリジノンファーマコフォア（ｘ）を、上述のようにヨウ化メチルで処理して（ｘｉ）を得て、次に支持体から分離してＰＥＴ対応である別のライブラリー（ｘｉｉ）を得ることができる（標識化合物が所望の場合は、「コールド」ヨウ化メチルの代わりに１１Ｃ−ＣＨ３Ｉを使用して）。Ｈｏｌｍｅｓら、Ｊ． Ｏｒｇ． Ｃｈｅｍ． ６０（２２）：７３２８−３３ （１９９５）を参照されたい。
【００５１】
【化４】
Figure 2004536082
あるいは、反応工程図１ｂに記載のように、反応性基−ＸＨを複数のＰＥＴ対応試薬で処理してライブラリーに追加の多様性を作成することができる。他の実施形態においてエステル基（図示のアミドではなく）を介して支持体に結合したライブラリーを調製することができる。支持体からの分離は、適当な試薬でメチルエステルまたはフルオロアルキルエステルに変化することのできるカルボン酸のライブラリーを提供する。
【００５２】
新規ライブラリー合成
例えば蒸気相Ｈｏｆｆｍａｎ脱離を使用して三級アミンを作成することができるＰＥＴ対応ライブラリーの新規合成の一例を示す（反応工程図２、Ｂｒｏｗｎ， Ｊ． Ｃｏｍｂ． Ｃｈｅｍ． １：２８３−２８５ （１９９９））。反応工程図２に示すように、適当なＭｉｃｈａｅｌアクセプター（ｘｉｉｉ）を有する樹脂を２級アミンで処理して（ｘｉｖ）を得て、これは、例えばヨウ化メチル、１−ブロモ−２−フルオロエタン（それぞれ「コールド」ＰＥＴ試薬１１Ｃ−ＣＨ３Ｉと１８Ｆ−ＣＨ２ＣＨ２−Ｂｒ）または他のＰＥＴ対応アルキル化剤で処理して、四級アンモニウム基の支持体結合ライブラリー（ｘｖ）を提供することができる。未完成のライブラリーｘｖを適当な塩基（例えば、蒸気相中のアンモニア）で処理すると、生成した三級アミンが放出され、ライブラリーｘｖｉを提供する。この経路は、種々の２級アミンが市販されており、例えばｘｉｉｉのような樹脂に結合することができるので特に有用である。一級アミンもまた使用でき（Ｒ２＝Ｈ）、樹脂へのアミンの結合後の基Ｒ２および／またはＲ１の修飾は、より多くの化合物の作成を可能にする。
【００５３】
【化５】
Figure 2004536082
ＰＥＴ対応ライブラリーの新規合成の別の例は、例えば反応工程図３に記載の２−アミノピリミジンの合成を使用して例示される。この反応工程図に記載のように、結合した１，３−ジカルボニル基（ｘｖｉｉ）を有する樹脂は、アルデヒドと２−メチル−２−チオ偽尿素で処理されて、支持体結合複素環足場（ｘｖｉｉｉ）を形成し、これは次に、ピリミジン環（ｘｉｘ）の２位にメチルスルホニル脱離基を有するピリミジン残基に酸化される。ＰＥＴ対応試薬（ここではＲ３−ＮＨ２として示す）で脱離基を置換すると、ピリジン誘導体（ｘｘ）のＰＥＴ対応ライブラリーを産生する。
【００５４】
【化６】
Figure 2004536082
この反応工程図において、Ｒ３−ＮＨ２は、例えば１３Ｎ−または１１Ｃ−標識型で入手できる１１Ｃ−メチルアミン、または任意のアルキルアミンでよい。あるいは、Ｒ３−ＮＨ２は、ＨＯ−Ｒ３−ＮＨ２、Ｈ２Ｎ−Ｒ３−ＮＨ２、２級ジアミン（例えば、ピペラジン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミン）、または保護または脱保護型の非対称ジアミンで置換することができる。これらの試薬の使用は、例えば上記のようなヨウ化メチル、臭化フルオロエチルなどの試薬を使用するアルキル化により誘導体化することができる追加の部位を提供する。
【００５５】
さらに別の実施形態においてＰＥＴ対応ライブラリーの調製法は、最終工程または終わりから２番目の工程がＰＥＴ対応試薬を使用しないが、プロセスを別の経路でＰＥＴ標識試薬を用いて行って標識化合物を産生する反応を含む。例えば、以下の反応工程図４において、最初の２つのプロセスは、ＰＥＴ対応試薬（ホスゲンと一酸化炭素は両方とも１１Ｃ−標識型で入手可能である）を使用し、第３のプロセスは、置換塩化カルバモイルを使用して、同じ尿素誘導体に到達する。従って第３のプロセスはまた、ＰＥＴ対応プロセスであるが、置換塩化カルバモイルは、標識型で容易に入手できない。
【００５６】
【化７】
Figure 2004536082
ＰＥＴ 対応ライブラリーの使用法
さらに別の実施態様において本発明は、組織中の活性物質の分布を測定する方法であって：
（ａ）生物学的標的に対する候補薬剤のＰＥＴ対応ライブラリーをスクリーニングし；
（ｂ）少なくとも１つの候補薬剤を活性物質として同定し；
（ｃ）活性物質のＰＥＴ標識物を調製し（ここでこの調製は、活性物質合成の最終工程または終わりから２番目の工程に、ＰＥＴ標識を取り込むことを含む）；
（ｄ）活性物質のＰＥＴ標識物を被験体に投与し；そして
（ｅ）被験体の少なくとも１つの組織で活性物質の分布を測定する、
ことを含む方法を提供する。
【００５７】
本発明のこの実施態様において、ＰＥＴ対応ライブラリーは上述の任意のライブラリーであるか、または上述の方法により調製される。典型的にはライブラリーは、約１２〜約１００，０００の候補薬剤を有するが、１００，０００〜１，０００，０００またはそれ以上でもよい。ライブラリーは、候補物質のプールであるか、または別々の化合物として得られてもよい（例えば、９６ウェル、３８４ウェル、８６４ウェル、または１５３６ウェルプレートのウェル当たり１つの化合物または候補物質）。さらに生物学的標的は、基本的に任意の標的分子（例えば、受容体、酵素、遺伝子、プロモーターなど）または作用の調節が好まれる経路でもよい。生物学的標的は、例えば溶液ベースのアッセイまたは細胞ベースのアッセイ中に存在してもよい。あるいは標的は、固体支持体に結合し、本明細書に記載のライブラリーを、支持体結合標的に対してスクリーニングすることができる。
【００５８】
候補薬剤の中から活性物質を同定することは典型的には、閾値レベルの活性を達成する１つ以上の化合物（例えば、アゴニスト、アンタゴニスト、インヒビター、結合剤、遺伝子発現の調節物質、チャネルブロッカー、チャネルオープナーなど）を選択することを含む。好ましくは、スクリーニングや同定は、例えば、Ｇｏｒｄｏｎら、Ｊ． Ｍｅｄ． Ｃｈｅｍ． ３７（１０）：１３８５−１４０１ （１９９４）；または米国特許第５，９０２，７２６号、５，７８３，３９８号、５，７０５，３４４号、および５，６３５，３４９号のいずれかに記載のようなハイスループットスクリーニングを使用して行われる。
【００５９】
活性物質がいったん同定されると、物質はＰＥＴ標識型で調製される。典型的には合成は、最初の調製で使用されるものと同じ方策を使用して行われる（例えば、固相または液相法）。こうして、活性物質のＰＥＴ標識型は、ＰＥＴ対応ライブラリー調製の最終工程または終わりから２番目の工程で使用されたＰＥＴ対応試薬の代わりに、ＰＥＴ標識試薬を代用するだけで、調製することができる。
【００６０】
次に、活性物質のＰＥＴ標識物は、化合物を投与するための基本的に任意の利用可能な手段を使用して、被験体に投与することができる。被験体は、ヒトまたは動物でもよく、投与は実験目的および／または診断目的でもよい。典型的には適当なアイソトープで標識された活性物質の画像形成量が投与される。画像形成量とは、少なくともＰＥＴスキャナー（または、本発明の別の実施形態において、ＳＰＥＣＴスキャナーまたはオートラジオグラフィーカメラ）で画像を提供することが可能な量である。この量はまた、スキャナーの検出感度およびノイズレベル、アイソトープの年齢、被験体の体の大きさ、および投与経路（このようなすべての変数は、公知であり、当業者に公知の計算および測定により得られる）に依存する。
【００６１】
投与後、活性物質のＰＥＴ標識物の分布が、被験体の少なくとも１つの組織で測定される。測定値は、上述のような適切なスキャナーで取られる。１つの群の実施形態においてスキャナーは、ＭｉｃｒｏＰＥＴ高分解陽電子放射断層撮影スキャナーである（Ｃｈｅｒｒｙら、「ＭｉｃｒｏＰＥＴ：小動物のイメージングのための高分解ＰＥＴスキャナー」；ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ， （１９９７） Ｖｏｌ． ４４， Ｎｏ． ３， ｐｐ． １１６１−１１６６；Ｃｈｅｒｒｙら、「ＰＥＴによる定量的機能的脳イメージング」、アカデミックプレス（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ）、（１９９８）を参照されたい）。
【００６２】
ＰＥＴ 対応結合基と他の試薬を用いる方法
上述開示は、ＰＥＴ対応ライブラリーの調製に注目しているが、本発明の他の特徴は、ライブラリーにまたは個別の化合物の合成に適用できる。さらに詳しくは、ＰＥＴ対応ライブラリーの固相合成またはＰＥＴ標識リガンド（陽電子放出性アイソトープで標識された放射性薬剤）の固相合成に適用可能なリンカー法と試薬が記載される。
【００６３】
この実施態様において本発明は、ＰＥＴ標識化合物の調製法であって：
（ａ）固体支持体に共有結合した前駆体化合物を提供し；
（ｂ）該前駆体化合物をＰＥＴ標識試薬に接触させて、結合基により該固体支持体に結合したＰＥＴ標識化合物部分を含む組成物を産生し；そして
（ｃ）該組成物から該ＰＥＴ標識化合物を選択的に除去する、
ことを含む方法を提供する。
【００６４】
１つの群の実施形態において、未反応の前駆体化合物が該固体支持体に共有結合したまま残存する条件下で、ＰＥＴ標識化合物は支持体から選択的に除去される。
【００６５】
関連する実施形態において、ＰＥＴ標識化合物は、未反応の出発物質化合物または他の副産物より速い速度で、固体支持体から除去される。好ましくは、ＰＥＴ標識化合物は、未反応の出発物質より、少なくとも３０％、さらに好ましくは少なくとも４０％、およびさらに好ましくは少なくとも５０％速い速度で除去される。
【００６６】
当業者は、上述方法は、実質的にすべての未反応前駆体化合物を支持体に結合したまま残しながら、支持体から最終生成物（ＰＥＴ標識化合物）の選択的除去を可能にする種々の前駆体化合物、固体支持体および結合基を用いて、実施することができることを理解するであろう。さらに詳しくは当業者は、止め金（ｓａｆｅｔｙ−ｃａｔｃｈ）リンカーが、本発明のこの実施態様に特に有用であることを理解するであろう。
【００６７】
種々の止め金リンカーが当該分野で公知であり、本発明に有用である（例えば、Ｋｅｎｎｅｒら、Ｃｈｅｍ． Ｃｏｍｍｕｎ． １９７１， ６３６−６３７；Ｊａｍｅｓ， Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ １９９９， ５５， ４８５５−４９４６；Ｂａｃｋｅｓら、Ｃｕｒｒ． Ｏｐｉｎｉｏｎ Ｃｈｅｍ． Ｂｉｏｌ． １９９７， １， ８６−９３；Ｂａｃｋｅｓら、Ｊ． Ａｍ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ． １９９４， １１６， １１１７１−１１１７２；Ｂａｃｋｅｓら、Ｊ． Ａｍ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ． １９９６， １１８， ３０５５−３０５６；Ｂａｃｋｅｓら、Ｊ． Ｏｒｇ． Ｃｈｅｍ． １９９９， ６４， ２３２２−２３３０；Ｂａｃｋｅｓら、Ｊ． Ｏｒｇ． Ｃｈｅｍ． １９９９， ６４， ５４７２−５４７８；Ｌｉｎｋら、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｓ． １９９８， ３９， ５１７５−５１７６；Ｒｏｕｇｌｅｄｇｅら、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ． １９９７， ３８， １２２７−１２３０；Ｌｅｅら、 Ｊ． Ｏｒｇ． Ｃｈｅｍ． １９９９， ６４， ３４５４−３４６０；Ｗａｄｅら、Ｊ． Ｃｏｍｂ． Ｃｈｅｍ． ２０００， ２， ２６６−２７５；Ｈｕｌｅｍｅら、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｓ． １９９８， ３９， ７２２７−７２３０；Ｐａｎｋｅら、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｓ．１９９８， ３９， １７−１８；およびＮｉｃｏｌａｏｕら、Ａｎｇｅｗ． Ｃｈｅｍ． Ｉｎｔ． Ｅｄ． ２０００， ３９， １０８４−１０８８を参照）。簡単に説明すると、止め金リンカーは、典型的にはリンカー上で調製される特定の物質の放出のために２工程経路を必要とする基である。未反応出発物質または不要な生成物は、固体支持体に結合して残存する。そのようなリンカーの例は、反応工程図５に記載のＲＥＭリンカーである。
【００６８】
【化８】
Figure 2004536082
この反応工程図では、ヨウ化メチルのようなアルキル化剤との反応後にのみ、樹脂結合アミンｘｘｉ（置換ピペラジン）の分離が行われる。すなわち、ｘｘｉをヨウ化メチルで処理するとｘｘｉｉｉが産生され、これは樹脂から放出されて、標的ｘｘｉｖを提供し、一方未反応の出発化合物ｘｘｉｉは放出されない。こうして、副産物と親化合物の比較的少ない標的が提供される。他の方法が、出発物質と生成物の時間のかかる分離（アイソトープ崩壊のために、放射性化合物の収率を大幅に低下させ得るプロセス）を必要とするのに、この止め金法は、ＰＥＴ標識に特に適している。さらに、（上述反応工程図５を参照して）止め金リンカーまたは樹脂を使用する時、過剰の樹脂結合物質を、微量の１１Ｃ−ヨウ化メチルで処理して、高価な試薬の効率的な使用を促進することができる。樹脂と試薬を適当な時間インキュベーション後、任意の未反応の試薬を、樹脂から洗い流すだけである。塩基による以後の処理は、１１Ｃ−メチル化物質を分離して、所望の生成物を提供し、未反応の物質を樹脂に結合したまま残す。当業者は、樹脂に結合樹脂に結合して残った物質は失われず、ＰＥＴ標識試薬の第２のアリコートを用いる処理による反応条件に付されることは理解するであろう。
【００６９】
このプロセスの他の利点は、溶液が容易に樹脂に供給されるため自動化が容易であり、オペレーターの安全性と便利性が得られることである。
【００７０】
反応工程図５に記載のＲＥＭリンカー以外に本発明は、スルホン−ＲＥＭリンカーのような他の止め金リンカーを用いて行うことができる（Ｋｒｏｌｌら、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｓ． １９９７， ３８， ８５７３−８５７６を参照）。特に好適な実施形態において、リンカーは「逆ケナー（Ｋｅｎｎｅｒ）」リンカーである（置換スルホンアミドの調製について、反応工程図６に記載）。
【００７１】
【化９】
Figure 2004536082
反応工程図６に記載の逆ケナー法は、ＲＥＭリンカーと同様の原理に依存する。特にこの方法は、アルキル化工程（ｘｘｖｉｉを産生するため）を使用し、これは、分離の塩基性条件に対して結合を感受性にする。反応工程図５のＲＥＭプロセスにおけるように、逆ケナー法は、未反応の出発物質ｘｘｖｉを樹脂から除去することができない。再度、ヨウ化メチルは、アルキル化工程の便利な試薬であるが、他の適当な試薬もＰＥＴ標識型で利用可能である。
【００７２】
反応工程図７は、ＰＥＴ標識化合物を調製するためのプロセスに応用しやすい止め金法の別の型を例示する。
【００７３】
【化１０】
Figure 2004536082
この方法では、止め金は、ＰＥＴ試薬の導入後の、以後のプロセスの相対速度を利用する。例えばジペプチドの環化（内部Ｎ−アルキルアミド対非置換アミド）は、Ｎ−Ｈ生成物ｘｘｘよりはるかに速い速度でＮ−アルキル生成物ｘｘｘｉｉの放出の手段を提供する。リンカーから未反応の生成物を放出する点で他の方法とは異なるが、４０％、さらに好ましくは６０％、およびさらに好ましくは８０％またはそれ以上の濃縮率が達成される。反応工程図８は、ＰＥＴ標識ジケトピペラジンの調製の実際的な経路を例示する。
【００７４】
【化１１】
Figure 2004536082
この反応工程図では、フタルイミド保護ジペプチドｘｘｘｉｉｉがＰＥＴ標識（またはＰＥＴ対応）試薬（例えば、ヨウ化メチル）で処理されて、Ｎ−アルキル化ジペプチドｘｘｘｉｖを生成する。Ｎ−末端から保護基を除去すると、ジペプチドｘｘｘｖが得られ、これは、内部環化と固体支持体からの同時放出を受けて、ジケトピペラジンｘｘｘｖｉを与える。
【００７５】
逆ケナー止め金リンカー
別の実施態様において本発明は、式：
【化１２】
Figure 2004536082
（式中、影をつけた球は固体支持体であり；Ｘは、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ２０）アルキレンであり；そしてＲ１は、置換もしくは非置換アリール、置換もしくは非置換ヘテロアリール、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル、置換もしくは非置換アリール（Ｃ１−Ｃ８）アルキル、または置換もしくは非置換ヘテロアリール（Ｃ１−Ｃ８）アルキルである）を有する、支持体結合止め金リンカーを提供する。
【００７６】
好適な実施形態において、Ｘは、例えばエーテル、アミド、エステル、シロキサンもしくはアミン結合、またはこれらの組合せを介して、固体支持体につながれた（Ｃ１−Ｃ８）アルキレン基である。
【００７７】
上述組成物は、置換アリールスルホンアミドの調製に特に適している。従って好適な実施形態においてＲ１は、置換もしくは非置換アリール基である。さらに好ましくは、Ｒ１は、置換もしくは非置換フェニルもしくはナフチル基である。
【００７８】
さらに好適な実施形態において、Ｘは非置換（Ｃ１−Ｃ８）アルキレン基であり、Ｒ１は置換もしくは非置換アリール基である。
【００７９】
当業者は、「逆」Ｋｅｎｎｅｒ止め金リンカーが、ＰＥＴ対応、ＰＥＴ標識、および非標識合成法において有用性を有するものであることを理解するであろう。
【００８０】
以下の例は、例示するためであり、本発明を限定するものではない。
【００８１】
実施例
以下で使用する試薬と溶媒は、アルドリッチケミカル社（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）（ミルウォーキー、ウィスコンシン州、アメリカ合衆国）のような販売業者から得ることができる。１Ｈ−ＮＭＲスペクトルは、Ｖａｒｉａｎ ４００ ＭＨｚ ＮＭＲスペクトル計で記録した。主要なピークは、以下の順に記載した：プロトンの数、多重度（ｓ、シングレット；ｄ、ダブレット；ｔ、トリプレット；ｑ、カルテット；ｍ、マルチプレット；ｂｒ ｓ、ブロードシングレット）、および結合定数（Ｈｅｒｔｚで）。電子イオン化（ＥＩ）質量スペクトルは、Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ質量スペクトル計で記録した。質量スペクトルの結果は、質量対電荷の比、次に各イオンの相対量（かっこ内）として報告する。
【００８２】
以下の実施例で使用される略語は、当業者に公知の受け入れられている意味を有する。例えば：ＮＭＰ、Ｎ−メチルピロリジン；ＴＦＡ、トリフルオロ酢酸；ＤＣＭ、ジクロロメタン；ＤＩＥＡ、ジイソプロピルエチルアミン；ＦＭＯＣ、フルオレニルメトキシカルボニル；ＤＭＡＰ、４−ジメチルアミノピリジン、ｍＬ、ミリリットル；ｍｇ、ミリグラム；μｌ、マイクロリットル；ｈ、時間；ｍｉｎ、分。
【００８３】
実施例 １
本例は、ＰＥＴ対応化合物の調製に対するＲＥＭ止め金リンカーアプローチを説明する。
【００８４】
Ｗａｎｇ アクリレート樹脂の調製
【化１３】
Figure 2004536082
ＡｒｇｏＧｅｌ−Ｗａｎｇ樹脂１（サンカルロス、カリホルニア州；１６０ｇ、０．３９ｍｍｏｌ／ｇ；６２．４ｍｍｏｌ）を、無水ジクロロメタン（ＤＣＭ；１．５リットル）中で静かに攪拌し、次にジイソプロピルエチルアミン（１２０ｍＬ、６７３ｍｍｏｌ、１０．８当量）を加え、次にジメチルアミノピリジン（０．５ｇ；４．１ｍｍｏｌ、０．０６６当量）を加えた。容器に窒素ガスをフラッシュし、塩化アクリロイル（５２ｍＬ、６２４ｍｍｏｌ、１０当量）を滴下して加え、反応温度が３０℃を超えないように３０分攪拌した。窒素下の攪拌を３時間続け、混合物をろ過し、樹脂をＤＣＭ（５×５００ｍＬ）、Ｎ−メチルピロリジン（ＮＭＰ；３×５００ｍＬ）、ＤＣＭ（３×５００ｍＬ）、およびメタノール（５×５００ｍＬ）で洗浄後、４０℃で真空下で一晩乾燥して、樹脂２をクリーム色の固体として得た（１６３．７５ｇ）。反応の完了は、出発樹脂のベンジルプロトンの消失を固相マジックアングルスピニング（ＳＰ−ＭＡＳ）ＮＭＲにより判定して確認した。
【００８５】
２ 級アミンの Ｍｉｃｈａｅｌ 添加
【化１４】
Figure 2004536082
アクリレート樹脂２（８．０ｇ、０．３９ｍｍｏｌ／ｇ、２．４ｍｍｏｌ）を、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ；５０ｍＬ）中のＮ−（４−ニトロフェニル）−ピペラジン（４．９７ｇ、２４ｍｍｏｌ、１０当量）の溶液で処理し、２０℃で１８時間振盪した。混合物をろ過し、樹脂を洗浄し、上述したように（洗浄溶媒の４０ｍＬ部分）乾燥して、樹脂３を淡黄色の固体として得た。反応の完了は、樹脂２のアクリレートプロトンのシグナルの消失をＳＰ−ＭＡＳ ＮＭＲにより判定して確認した。
【００８６】
【化１５】
Figure 2004536082
アクリレート樹脂２（８．０ｇ、０．３９ｍｍｏｌ／ｇ、２．４ｍｍｏｌ）を、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ；５０ｍＬ）中のＮ−（２，４−ジクロロフェニル）−ピペラジン（４．９７ｇ、２４ｍｍｏｌ、１０当量）の溶液で処理し、２０℃で１８時間振盪した。混合物をろ過し、樹脂を洗浄し、樹脂２について上述したように（洗浄溶媒の４０ｍＬ部分）乾燥して、樹脂４を淡黄色の固体として得た。反応の完了は、樹脂２のアクリレートプロトンのシグナルの消失をＳＰ−ＭＡＳ ＮＭＲにより判定して確認した。
【００８７】
２ 級アミンのメチル化
【化１６】
Figure 2004536082
Ｎ−（４−ニトロフェニル）−ピペラジン樹脂３（６．０ｇ、０．３９ｍｍｏｌ／ｇ、２．３４ ｍｍｏｌ）を、ヨウ化メチル（１．４６ｍＬ、２３．４ｍｍｏｌ、１０当量）とＤＭＦ（６４０ｍＬ）で処理し、次に２０℃で１８時間振盪した。樹脂を洗浄し乾燥して、樹脂５を得た。
【００８８】
【化１７】
Figure 2004536082
Ｎ−（２，４−ジクロロフェニル）−ピペラジン樹脂４（１０．０ｇ、０．３９ｍｍｏｌ／ｇ、３．９ｍｍｏｌ）を、ヨウ化メチル（２．６ｍＬ、３９ｍｍｏｌ、１０当量）とＤＭＦ（６０ｍＬ）で処理し、次に２０℃で１８時間振盪した。樹脂を洗浄し乾燥して、樹脂６を得た。
【００８９】
Ｎ− メチル ３ 級アミンの放出
【化１８】
Figure 2004536082
方法 １
メチル化樹脂６（０．５ｇ、０．３ｍｍｏｌ／ｇ、０．１５ｍｍｏｌ）を、メタノール（０．９７５ｍＬ、１．９５ｍｍｏｌ、１３当量）とＤＣＭ（１０ｍＬ）中の２Ｍアンモニアで処理した。混合物を２０℃で１０分振盪し、次にろ過し、樹脂をＤＣＭ（３×１０ｍＬ）で洗浄した。合わせたろ液と洗浄液を減圧下で溶媒を留去して、粗生成物７を黄色の固体（０．０２７ｇ、８２％）として得、構造を質量スペクトルとＮＭＲにより確認した。樹脂のＳＰ−ＭＡＳ ＮＭＲは、構造２に一致した。
【００９０】
方法 ２
メチル化樹脂６（０．５ｇ、０．３ｍｍｏｌ／ｇ、０．１５ｍｍｏｌ）を、ＤＩＥＡ（０．３４ｍＬ、１．９５ｍｍｏｌ、１３当量）とアセトニトリル（６ｍＬ）で処理した。混合物を５０℃で１０分加熱し、次に排液し、樹脂をＤＣＭ（３×１０ｍＬ）で洗浄した。合わせたろ液と洗浄液を減圧下で溶媒を留去して、粗生成物６を黄色の固体として得て、これを酢酸エチル（１ｍＬ）に溶解し、粉末シリカおよび炭酸カリウム（各０．５ｇ）の混合物を含有するカラムに通した。カラムを酢酸エチルで洗浄し、洗浄液を減圧下で溶媒を留去して、生成物７を黄色の固体（０．０２９ｇ、８８％）として得た。構造を質量スペクトルとＮＭＲにより確認した。樹脂のＳＰ−ＭＡＳ ＮＭＲは、構造２に一致した。
【００９１】
メチル化の動力学
【化１９】
Figure 2004536082
４−ニトロフェニルピペラジン樹脂３（０．５ｇ、０．１９５ｍｍｏｌ）をヨウ化メチル（０．０６０ｍＬ、０．９７５ｍｍｏｌ、５当量）と無水ＤＭＦ（６ｍＬ）で処理した。混合物を５０℃に３０分加熱し、樹脂をろ過し、ＤＭＦ（３×１０ｍＬ）とＤＣＭ（５×１０ｍＬ）で洗浄し、次に方法２（上述）を使用して開裂して、所望の生成物５（０．０２７ｇ、８２％）を得て、ＭＳとＮＭＲで決定した。
【００９２】
反復性開裂
【化２０】
Figure 2004536082
４−ニトロフェニルピペラジン樹脂３（１．０ｇ、０．３９ｍｍｏｌ／ｇ、０．３９ｍｍｏｌ）をヨウ化メチル（５μｌ、０．０８ｍｍｏｌ、０．２当量）で処理し、５０℃で３０分加熱し、次に排液し、樹脂をＤＭＦとＤＣＭで洗浄した。次に樹脂を、メタノール（４ｍＬ）中の２Ｍアンモニアで処理し、２０℃で２０分振盪した。混合物をろ過し、樹脂をＤＣＭ（１０ｍＬ×３）で洗浄した。合わせたろ液の溶媒を留去して、Ｎ−（４−ニトロフェニル）−Ｎ’−メチルピペラジン８（４．０ｍｇ、理論値の３０％）を得た。樹脂をさらにＤＭＦ（１０ｍＬ×３）で洗浄し、上述したようにさらにメチル化／開裂に付して、所望の物質８の第２の部分（４ｍｇ、３０％）を得た。３回目の繰り返しにより、生成物８の別の部分（７ｍｇ、５２％）が得られた。
【００９３】
実施例 ２
本実施例は、逆ケナーリンカーアプローチを用いるＰＥＴ対応化合物の調製法を説明する。
【００９４】
樹脂の調製と一般的アプローチ
【化２１】
Figure 2004536082
ＡｒｇｏＧｅｌ−Ｒｉｎｋ−ＮＨ−Ｆｍｏｃ樹脂（１、５００ｍｇ、０．３６ｍｍｏｌ／ｇ、０．１８ｍｍｏｌ）を、２ｍＬの２０％（ｖ／ｖ）ピペリジン／Ｎ−メチルピロリジン（ＮＭＰ）溶液で室温で２０分間処理し、次に排液してＮＭＰ（５×５ｍＬ）で洗浄した。この樹脂に、２ｍＬのＮＭＰ中の無水コハク酸（３６０ｍｇ、３．６ｍｍｏｌ、２０当量）とＤＩＥＡ（６３０μＬ、３．６ｍｍｏｌ、２０当量）の混合物を加えた。室温で３０分間振盪後、樹脂をろ過して、ＮＭＰ（７×５ｍＬ）で洗浄した。これをさらに、トリフルオロ酢酸ペンタフルオロフェニル、ピリジンおよびＮＭＰの１：１：１混合物（２ｍＬ）で室温で２０分間処理し、続いてＮＭＰ（２×５ｍＬ）で短時間洗浄した。生じた樹脂（２）に、２ｍＬのＮＭＰ中の４−ニトロベンゼンスルホンアミド（３６４ｍｇ、１．８ｍｍｏｌ、１０当量）、ピリジン（７３０μＬ、９０ｍｍｏｌ、５０当量）およびジメチルアミノピリジン（２ｍｇ、０．０１８ｍｍｏｌ、０．１当量）の溶液を直ちに加えた。反応は室温で１６時間進行させ、次に排液して、順にＮＭＰ（５×）、ＭｅＯＨ（３×）、ジクロロメタン（ＤＣＭ、３×）および無水ＮＭＰ（３×）で洗浄して、樹脂３を得た。樹脂３を、２ｍＬの無水ＮＭＰ中のＭｅＩ（１１２μＬ、１．８ｍｍｏｌ、１０当量）およびＤＩＥＡ（１５７μＬ、０．９ｍｍｏｌ、５当量）と共に８０℃で１０分間加熱し、次にＮＭＰ、ＤＣＭおよびＭｅＯＨで十分に洗浄した。アンモニア（ＭｅＯＨ中１．０Ｍ）で樹脂を５分間処理後、ろ過してろ液を濃縮することにより、３５．３ｍｇ（９０．７％）のＮ−メチル−４−ニトロベンゼンスルホンアミド（５）をオフホワイト色の結晶として得た。
【００９５】
Ｎ− メチル −４− クロロベンゼンスルホンアミドの調製
【化２２】
Figure 2004536082
Ｎ−メチル−４−クロロベンゼンスルホンアミド（６）は、４−クロロベンゼンスルホンアミドから、上述の標準法により合成して、収率９８．１％でオフホワイト色の結晶として単離した。
【００９６】
Ｎ− メチル − ベンゼンスルホンアミドの調製
【化２３】
Figure 2004536082
Ｎ−メチル−ベンゼンスルホンアミド（７）は、ベンジルスルホンアミドから、上述の標準法により合成して、収率９１．８％でオフホワイト色の結晶として単離した。
【００９７】
Ｎ− メチル −４− メトキシベンゼンスルホンアミドの調製
【化２４】
Figure 2004536082
Ｎ−メチル−４−メトキシベンゼンスルホンアミドは、４−メトキシベンゼンスルホンアミドから、上述の標準法により合成して、収率７４．２％でオフホワイト色の固体として単離した。
【００９８】
Ｎ− メチル −２− メチルベンゼンスルホンアミドの調製
【化２５】
Figure 2004536082
Ｎ−メチル−ｏ−トルエンスルホンアミドは、ｏ−トルエンスルホンアミドから、上述の標準法により合成して、収率８０．９％でオフホワイト色の固体として単離した。
【００９９】
実施例 ３
本実施例は、上述の逆ケナーリンカーを用いるメチル化の動力学を説明する。
【０１００】
５部の樹脂３（各７００ｍｇ、０．２５ｍｍｏｌ）を、２ｍＬのＮＭＰ中のＭｅＩ（１５７μＬ、２．５ｍｍｏｌ、１０当量）およびＤＩＥＡ（２１９μＬ、１．２５ｍｍｏｌ、５当量）の溶液で室温で、それぞれ１０、３０、９０、２７０および８１０分間処理した。樹脂を、ＮＭＰ（６×）、ＭｅＯＨ（３×）およびＤＣＭ（３×）で洗浄した。少量ずつの各樹脂を、分析用に５０％ ＴＦＡ／ＤＣＭによって２０分間で開裂した。ＬＣ／ＭＳ上の出発物質と生成物のＵＶトレースの比較は、メチル化が１０分で４４％完了し；３０分で９１．９％完了し；９０分後には１００％完了したことを示した。
【０１０１】
同様の条件下で５０℃でのメチル化は、１０分後には反応が１００％完了したことを示した。
【０１０２】
実施例 ４
本実施例は、逆ケナーリンカーを利用するときの試薬の化学量論および再利用性を説明する。
【０１０３】
樹脂３（１．０ｇ、０．３６ｍｍｏｌ）を、４ｍＬのＮＭＰ中のＭｅＩ（４．５μＬ、０．０７２ｍｍｏｌ、０．２当量）およびＤＩＥＡ（１３μＬ、０．０７２ｍｍｏｌ、０．２当量）の溶液で１００℃で２５分間処理し、続いてＮＭＰ（６×）、ＭｅＯＨ（３×）およびＤＣＭ（３×）で洗浄した。上述工程を３回繰り返し、最後に４ｍＬのＮＭＰ中の１．０当量のＭｅＩ（２２．５μＬ、０．３６ｍｍｏｌ）およびＤＩＥＡ（６５μＬ、０．０３６ｍｍｏｌ）で周囲条件下で処理した。各工程からの少量ずつの樹脂を、分析用に５０％ ＴＦＡ／ＤＣＭによって２０分間で開裂した。ＬＣ／ＭＳ上の出発物質と生成物のＵＶトレースの比較は、全ての場合に理論収量と比べて、メチル化が２５〜３５％完了したことを示した。
【０１０４】
実施例 ５
本実施例は、ウギ（Ｕｇｉ）反応を用いるＰＥＴ対応化合物／ライブラリーの調製法を説明する。本反応は、Ｎ−アシルアミノ酸アミドを与えるための、アルデヒド、カルボン酸、イソニトリルおよびアミンの４成分のワンポット縮合を伴う。いくつかのこのような試薬（ホルムアルデヒドまたは４−フルオロベンズアルデヒド、ギ酸、酢酸、または４−フルオロ安息香酸、メチルイソニトリルまたは４−フルオロベンジルイソニトリル、メチルアミンまたは４−フルオロベンジルアミンなど）は、陽電子放出性試薬であるか、または同試薬として利用可能であろう。さらに、いずれの反応物もポリマー支持体に結合させることができる。後述のように、本反応は、ＰＥＴ対応試薬としてアルデヒドを使用し（例えば、ホルムアルデヒドが１１Ｃ標識型で利用可能である）、アミン成分を支持体につないで実施することができる。
【０１０５】
【化２６】
Figure 2004536082
８ａ Ｒ１＝Ｈ ９ａ Ｒ１＝Ｈ
８ｂ Ｒ１＝４−フルオロベンジル ９ｂ Ｒ２＝４−フルオロベンジル
８ｃ Ｒ１＝フェニル
２０％（ｖ／ｖ）ピペリジン／ＮＭＰによるＦｍｏｃ脱離後、ＡｒｇｏＧｅｌ−Ｒｉｎｋ−ＮＨ２樹脂（各１００ｍｇ、０．３６ｍｍｏｌ／ｇ、０．０３６ｍｍｏｌ）を、順にアルデヒド（８）、シクロヘキシルイソシアニド（４５μＬ、０．３６ｍｍｏｌ、１０当量）およびＭｅＯＨ中の酸（９）で処理した。反応は、それぞれ５、１５、４５、１３５、３３０分間および一晩進行させ、次にＭｅＯＨ（５×）およびＤＣＭ（３×）で洗浄した。一定量の各樹脂を、分析用に５０％ ＴＦＡ／ＤＣＭによって２０分間で開裂した。各反応の完了のレベルは、ＬＣ／ＭＳ上の各生成物のＵＶトレースのピーク高により決定した。
【０１０６】
ＬＣ／ＭＳ結果は、０．２当量の８ａ（０．５８μＬ、７．２×１０−３ｍｍｏｌ）と１０当量の９ｂ（５０ｍｇ、０．３６ｍｍｏｌ）の室温でのウギ反応が１３５分後に完了まで進行したが、５０℃ではその反応が１５分後に完了したことを示した。
【０１０７】
ＬＣ／ＭＳ結果は、１０当量の８ｂ（３９μＬ、０．３６ｍｍｏｌ）と０．２当量の９ａ（０．２７μＬ、７．２×１０−３ｍｍｏｌ）の室温でのウギ反応が１３５分後に完了まで進行したが、５０℃では反応が１５分後に完了したことを示した。
【０１０８】
ＬＣ／ＭＳ結果は、０．２当量の８ｂ（０．７８μＬ、７．２×１０−３ｍｍｏｌ）と１０当量の９ｂ（５０ｍｇ、０．３６ｍｍｏｌ）の室温でのウギ反応が１３５分後に完了まで進行したが、５０℃では反応が４５分後に完了したことを示した。
【０１０９】
ＬＣ／ＭＳ結果は、１０当量の８ｂ（３９μＬ、０．３６ｍｍｏｌ）と０．２当量の９ｂ（１．０ｍｇ、７．２×１０−３ｍｍｏｌ）の室温でのウギ反応が４５分後に完了まで進行し、そして５０℃でも反応が４５分後に完了したことを示した。
【０１１０】
ウギ反応の化学量論検討
脱Ｆｍｏｃ後、ＡｒｇｏＧｅｌ−Ｒｉｎｋ−ＮＨ樹脂（１．００ｇ、０．３６ｍｍｏｌ／ｇ、０．３６ｍｍｏｌ）を、順にアルデヒド（８）、シクロヘキシルイソシアニド（４４８μＬ、３．６ｍｍｏｌ、１０当量）およびＭｅＯＨ中の酸（９）で処理した。反応は５０℃で１時間進行させ、次にＭｅＯＨ（５×）およびＤＣＭ（３×）で洗浄した。樹脂上の生成物を、５０％ ＴＦＡ／ＤＣＭによって１時間で開裂した。樹脂をろ過して、ＤＣＭ（５×）およびＭｅＯＨ（５×）で洗浄した。ろ液と洗浄液を合わせて濃縮した。最終生成物は、１Ｈ ＮＭＲおよびＬＣ／ＭＳにより性状解析した。反応の収率は、最終生成物の重量により決定した。下記の数例において、生成物は純粋でなかったが、簡単なクロマトグラフィーにより精製することができた。生成物は、ＬＣ−ＭＳにより同定したが、粗生成物中の所望の生成物の比率は求めなかった。
【０１１１】
ウギ反応を用いて調製される生成物
【化２７】
Figure 2004536082
１０当量の８ｃ（３６６μＬ、３．６ｍｍｏｌ）と１０当量の９ｂ（５０４ｍｇ、３．６ｍｍｏｌ）のウギ反応により、オフホワイト色の結晶として１０（１００ｍｇ、７８．７％）を得た。
【０１１２】
【化２８】
Figure 2004536082
０．２当量の８ａ（５．９μＬ、０．０７２ｍｍｏｌ）と１０当量の９ｂ（５０４ｍｇ、３．６ｍｍｏｌ）のウギ反応により、オフホワイト色の結晶として１１（４２．６ｍｇ、理論収量に対して２１１％）を得た。
【０１１３】
【化２９】
Figure 2004536082
１０当量の８ｂ（３８６μＬ、３．６ｍｍｏｌ）と１０当量の９ａ（２．７μＬ、０．０７２ｍｍｏｌ）のウギ反応により、オフホワイト色の結晶として１２（２５．７ｍｇ、理論収量に対して１２７％）を得た。
【０１１４】
【化３０】
Figure 2004536082
０．２当量の８ｂ（７．７μＬ、０．０７２ｍｍｏｌ）と１０当量の９ｂ（５０４ｍｇ、３．６ｍｍｏｌ）のウギ反応により、オフホワイト色の結晶として１３（４３．４ｍｇ、理論収量に対して１６４％）を得た。
【０１１５】
【化３１】
Figure 2004536082
１０当量の８ｃ（３６６μＬ、０．０７２ｍｍｏｌ）と０．２当量の９ｂ（１０．１ｍｇ、０．０７２ｍｍｏｌ）のウギ反応により、オフホワイト色の結晶として１０（６６．７ｍｇ、理論収量に対して２６３％）を得た。可能な副産物は、１４として示される。
【０１１６】
実施例 ６
本実施例は、ジケトピペラジン鋳型およびＲＥＭリンカーを用いるＰＥＴ対応化合物／ライブラリーの調製法を説明する。
【０１１７】
Ｂｏｃ− 保護ジペプチドの調製
【化３２】
Figure 2004536082
Ｎ−Ｂｏｃ−保護アミノ酸（下記の表を参照のこと；２．８８ｍｍｏｌ、１２当量）をＮＭＰ（５ｍＬ）に溶解した。生じた溶液に、ジイソプロピルカルボジイミド（ＤＩＣ；０．１８７ｍＬ、１．４４ｍｍｏｌ、６当量）およびＤＭＡＰ（１０ｍｇ）を加えた。５分間静置後、この溶液をＡｒｇｏＧｅｌ−ＯＨ樹脂１０（アーゴノートテクノロジーズ（Ａｒｇｏｎａｕｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）、サンカルロス、カリホルニア州；０．５ｇ、０．４６ｍｍｏｌ／ｇ、０．２３ｍｍｏｌ、１．０当量）に加えた。この混合物を２０℃で３時間振盪し、次に排液してＮＭＰ（３×１０ｍＬ）およびＤＣＭ（３×１０ｍＬ）で洗浄した。樹脂は、トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）およびＤＣＭ（１：１、５ｍＬ）の溶液で処理して２０分間振盪し、次に排液して、ＤＣＭ（４×１０ｍＬ）およびＮＭＰ（１０ｍＬ）で洗浄することにより、アミノ酸樹脂を得た。
【０１１８】
４−ニトロフェニルアラニン（０．２５ｇ、０．８ｍｍｏｌ、８当量）を、ＮＭＰ（２ｍＬ）に溶解した。生じた溶液に、ＨＢＴＵ（０．３０ｇ、０．８ｍｍｏｌ、８当量）およびＤＩＥＡ（０．２７２ｍＬ、１．６ｍｍｏｌ、１６当量）を加えた。５分間静置後、これをアミノ酸樹脂（０．１８６ｇ、０．４７ｍｍｏｌ／ｇ、０．１ｍｍｏｌ）に加えた。生じた混合物を３０分間振盪し、次に排液して、樹脂１１をＮＭＰ（３×１０ｍＬ）およびＤＣＭ（３×１０ｍＬ）で洗浄した。カップリングの完了は、ニンヒドリン試験により確認した。この樹脂を、トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）およびＤＣＭ（１：１、５ｍＬ）の溶液で処理して２０分間振盪し、次に排液して、ＤＣＭ（４×１０ｍＬ）およびＮＭＰ（１０ｍＬ）で洗浄することにより、Ｂｏｃ−保護ジペプチド樹脂１２を得た。
【０１１９】
ジケトピペラジンへのジペプチドの環化
【化３３】
Figure 2004536082
ジペプチド樹脂１２（０．１２ｇ、０．４７ｍｍｏｌ／ｇ、０．０５６ｍｍｏｌ）を、ＤＣＭ（２．０ｍＬ）およびメタノール中の２Ｍアンモニア（２．０ｍＬ）で処理し、生じた混合物を２０℃で振盪した。少量ずつの反応上清（０．４５ｍＬ）を以下の時間後にとりだした：５、１５、４５分、１８時間。各サンプルを減圧下で蒸発乾固して、残渣を５０％アセトニトリル水溶液（０．２ｍＬ）に溶解して、ＬＣ−ＭＳにより分析した。各時点で放出されるジケトピペラジン１３の相対量を、ＬＣ−ＭＳクロマトグラムで正確な質量を有するピークの高さにより決定した。各樹脂のｔ１／２は、１８時間のサンプルで放出される量の半分が放出される時間として決定した。
【０１２０】
この環化実験は、−６℃で繰り返した。
【０１２１】
下表は、２０℃と−６℃での種々の開裂反応に対するＴ１／２を示す。
【０１２２】
【表１】
Figure 2004536082
本明細書に記載される実施例および実施態様は、専ら説明目的で存在するのであり、これらに照らした種々の改変または変更は、当業者であれば考えつくものであり、かつ本出願の意図と範囲および添付される請求の範囲の中に含まれるものであると解釈されたい。当業者であればまた、ＰＥＴ対応ライブラリーに関する本発明の全ての方法および応用が、ＳＰＥＣＴ対応およびオートラジオグラフィー対応ライブラリーを作成するためにも適用できることも理解するであろう。本明細書に引用される全ての刊行物、特許、および特許出願は、参照することにより、全ての目的のためにその全体が本明細書の一部とされる。

Claims (37)

  1. 候補薬剤の陽電子放射断層撮影法（ＰＥＴ）対応ライブラリーの調製方法であって：
    （ａ）化合物のライブラリーを提供し；そして
    （ｂ）化合物の該ライブラリーを１つのＰＥＴ対応試薬または複数のＰＥＴ対応試薬で処理して、候補薬剤のＰＥＴ対応ライブラリーを生成する、ことを含む方法。
  2. 化合物の該ライブラリーは液相ライブラリーである、請求項１に記載の方法。
  3. 化合物の該ライブラリーは固相ライブラリーである、請求項１に記載の方法。
  4. 該固相ライブラリーは樹脂に結合している、請求項３に記載の方法。
  5. 該固相ライブラリーは、止め金リンカーを介して樹脂に結合している、請求項３に記載の方法。
  6. 止め金リンカーは、逆ケナー（Ｋｅｎｎｅｒ）リンカーとＲＥＭリンカーよりなる群から選択される、請求項５に記載の方法。
  7. 該固相ライブラリーはビーズベースのライブラリーである、請求項３に記載の方法。
  8. 該固相ライブラリーは標識ライブラリーである、請求項３に記載の方法。
  9. ＰＥＴ対応試薬は、ＣＨ３Ｉ、Ｆ２、ヨウ化（Ｃ２−Ｃ４）アルキル、（Ｃ２−Ｃ４）アルキルトリフラート、臭化フルオロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル、ヨウ化フルオロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル、トシル化フルオロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル、フルオロ（Ｃ１−Ｃ４）アルキルトリフラート、メチルトリフラート、およびＫＦよりなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
  10. 最終工程または終わりから２番目の工程が、１つの陽電子放射断層撮影法（ＰＥＴ）対応試薬または複数のＰＥＴ対応試薬を使用する反応である多工程プロセスにより調製される、候補薬剤のＰＥＴ対応ライブラリー。
  11. 該反応は、アルキル化反応、アシル化反応、およびフルオロ化反応よりなる群から選択される、請求項１０に記載のライブラリー。
  12. 該ライブラリーは溶液中で調製され、該多工程プロセスの該最終工程は、アルキル化反応、アシル化反応、およびフルオロ化反応よりなる群から選択される、請求項１０に記載のライブラリー。
  13. 該ライブラリーは固相支持体上で調製され、該多工程プロセスの該終わりから２番目の工程は、アルキル化反応、アシル化反応、およびフルオロ化反応よりなる群から選択される、請求項１０に記載のライブラリー。
  14. 該ライブラリーは、１２〜５０，０００のメンバーを有する、請求項１０に記載のライブラリー。
  15. 該ライブラリーは、１２〜９６のメンバーを有する、請求項１０に記載のライブラリー。
  16. 組織中の活性物質の分布を測定する方法であって：
    （ａ）生物学的標的に対する候補薬剤のＰＥＴ対応ライブラリーをスクリーニングし；
    （ｂ）少なくとも１つの候補薬剤を活性物質として同定し；
    （ｃ）該活性物質のＰＥＴ標識物を調製し（ここでこの調製は、活性物質合成の最終工程または終わりから２番目の工程に、ＰＥＴ標識を取り込むことを含む）；
    （ｄ）該活性物質のＰＥＴ標識物を被験体に投与し；そして
    （ｅ）該被験体の少なくとも１つの組織で該活性物質の分布を測定する、
    ことを含む上述方法。
  17. 該ＰＥＴ標識は、１１Ｃ、１８Ｆ、７６Ｂｒ、１２４Ｉ、および１３Ｎよりなる群から選択される、請求項１６に記載の方法。
  18. 候補物質の該ＰＥＴ対応ライブラリーは、固相法を使用して調製される、請求項１６に記載の方法。
  19. 活性物質合成の最終工程または終わりから２番目の工程は、アルキル化工程である、請求項１６に記載の方法。
  20. 活性物質合成の最終工程または終わりから２番目の工程は、メチル化工程である、請求項１６に記載の方法。
  21. 活性物質合成の最終工程または終わりから２番目の工程は、アセチル化工程である、請求項１６に記載の方法。
  22. ＰＥＴ対応ライブラリーは約１２〜約１４４の候補物質を含む、請求項１６に記載の方法。
  23. ＰＥＴ対応ライブラリーは樹脂上で調製される、請求項１６に記載の方法。
  24. 被験体は、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ヒツジ、サル、およびヒトよりなる群から選択される、請求項１６に記載の方法。
  25. ＰＥＴ標識化合物の調製方法であって
    （ａ）固体支持体に共有結合した前駆体化合物を提供し；
    （ｂ）該前駆体化合物をＰＥＴ標識試薬に接触させて、結合基により該固体支持体に結合したＰＥＴ標識化合物部分を含む組成物を産生し；そして
    （ｃ）該組成物から該ＰＥＴ標識化合物を選択的に除去する、
    ことを含む上述方法。
  26. ＰＥＴ標識化合物は、未反応の前駆体化合物が該固体支持体に共有結合したまま残存する条件下で、該固体支持体から除去される、請求項２５に記載の方法。
  27. 該結合基は止め金結合基である、請求項２５に記載の方法。
  28. 該ＰＥＴ対応試薬は、１１Ｃと１８Ｆよりなる群から選択されるメンバーで標識される、請求項２５に記載の方法。
  29. 該結合基は逆ケナー（Ｋｅｎｎｅｒ）結合基である、請求項２５に記載の方法。
  30. 式：
    Figure 2004536082
    （式中、
    影をつけた球は固体支持体であり；
    Ｘは、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ２０）アルキレンよりなる群から選択されるメンバーであり；そして
    Ｒ１は、置換もしくは非置換アリール、置換もしくは非置換ヘテロアリール、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル、置換もしくは非置換アリール（Ｃ１−Ｃ８）アルキル、および置換もしくは非置換ヘテロアリール（Ｃ１−Ｃ８）アルキルよりなる群から選択されるメンバーである）
    を有する、支持体結合止め金リンカー。
  31. Ｘは、非置換（Ｃ１−Ｃ８）アルキレンよりなる群から選択される、請求項３０に記載の支持体結合止め金リンカー。
  32. Ｒ１は、置換もしくは非置換アリール基である、請求項３０に記載の支持体結合止め金リンカー。
  33. Ｒ１は、置換もしくは非置換アリール基であり、Ｘは、非置換（Ｃ１−Ｃ８）アルキレンよりなる群から選択される、請求項３０に記載の支持体結合止め金リンカー。
  34. 組織中の活性物質の分布の測定方法であって：
    （ａ）生物学的標的に対する候補物質のＳＰＥＣＴ対応ライブラリーをスクリーニングし；
    （ｂ）少なくとも１つの候補物質を活性物質として同定し；
    （ｃ）該活性物質のＳＰＥＣＴ標識物を調製し（ここでこの調製は、活性物質合成の最終工程または終わりから２番目の工程に、ＳＰＥＣＴ標識を取り込むことを含む）；
    （ｄ）該活性物質のＳＰＥＣＴ標識物を被験体に投与し；そして
    （ｅ）該被験体の少なくとも１つの組織で活性物質の分布を測定する、
    ことを含む上述方法。
  35. 該ＳＰＥＣＴ標識は、１２３Ｉと１３１Ｉよりなる群から選択される、請求項３４に記載の方法。
  36. 組織中の活性物質の分布の測定方法であって：
    （ａ）生物学的標的に対する候補物質のオートラジオグラフィー対応ライブラリーをスクリーニングし；
    （ｂ）少なくとも１つの候補物質を活性物質として同定し；
    （ｃ）該活性物質のオートラジオグラフィー標識物を調製し（ここでこの調製は、活性物質合成の最終工程または終わりから２番目の工程に、オートラジオグラフィー標識を取り込むことを含む）；
    （ｄ）該活性物質のオートラジオグラフィー標識物を被験体に投与し；そして
    （ｅ）該被験体の少なくとも１つの組織で活性物質の分布を測定する、
    ことを含む上述方法。
  37. 該オートラジオグラフィー標識は、３Ｈ、１４Ｃ、３２Ｐ、および１２５Ｉよりなる群から選択される、請求項３６に記載の方法。
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