JP2021075483A - 化合物又はその塩 - Google Patents
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Abstract
【課題】生体内の活性酸素種を感度よく検出することができる化合物を提供する。【解決手段】下記一般式(1)で表される化合物又はその塩。[一般式(1)中、R1、R2、R3及びR4は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基等を、R1及びR2とR3及びR4は、互いに結合して環を形成していてもよい。R1及び/又はR2は、−NR1R2が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。R3及び/又はR4は、−NR3R4が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。R5は、−11CH3、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基等を示す。R6は、−F、−18F等を示す。X、Y及びZは、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子等を示す。nは、0又は1である。〕【選択図】なし
Description
本発明は、活性酸素種のイメージング用途に適した化合物又はその塩に関する。
生体内に取り込まれた酸素は、代謝系によりエネルギー産生のために消費されるが、数%はスーパーオキシドアニオン、ヒドロキシラジカル、過酸化水素等の活性酸素種(ROS)に変化している。ROSの主な産生源としてミトコンドリアの電子伝達系が挙げられる。生体内で発生したROSは、通常スーパーオキシドディスムターゼ、カタラーゼといった酵素により水に変換され無毒化される。一方、ROSの発生が増加すると、タンパク質の変性、脂質の酸化、DNA損傷を誘導し得る。
生体内のROSを検出するプローブとして、例えば、特許文献1には、哺乳動物組織におけるROS分布をポジトロン断層法(PET)でイメージングするのに適した化合物が開示されている。
パーキンソン病、アルツハイマー病等の多くの神経変性疾患による神経細胞障害は、ミトコンドリア機能障害によって発生するROSが原因と考えられており、ROSの発生はこれらの疾患の発症よりも早い段階で引き起こっていると考えられる。アミロイドβタンパク質、リン酸化タウタンパク質等の異常タンパク質の集積を計測できるPETプローブがアルツハイマー病診断に使われているが、これらの異常タンパク質の脳内蓄積は必ずしも症状を反映しておらず、またこれらの異常タンパク質を抗体で除去しても症状は改善しないため、治療を考慮した場合は異常タンパク質の集積を計測する方法では、遅すぎることが明らかになっている。そこで、神経細胞障害の初期に発生するROSを計測できる活性酸素種イメージング剤(例えば、PETプローブ等)が開発できれば、より早期に正確に診断及び治療に貢献できることが期待される。
本発明は、生体内の活性酸素種(ROS)を感度よく検出することができる化合物又はその塩を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様は、下記一般式(1)で表される化合物又はその塩に関する。
[一般式(1)中、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。R1及びR2は、互いに結合して環を形成していてもよい。R3及びR4は、互いに結合して環を形成していてもよい。R1及び/又はR2は、−NR1R2が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。R3及び/又はR4は、−NR3R4が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。R5は、−11CH3、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。R6は、−F、−CH3、−18F又は−11CH3を示す。X、Y及びZは、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を示す。nは、0又は1である。〕
[一般式(1)中、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。R1及びR2は、互いに結合して環を形成していてもよい。R3及びR4は、互いに結合して環を形成していてもよい。R1及び/又はR2は、−NR1R2が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。R3及び/又はR4は、−NR3R4が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。R5は、−11CH3、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。R6は、−F、−CH3、−18F又は−11CH3を示す。X、Y及びZは、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を示す。nは、0又は1である。〕
第1の態様に係る化合物又はその塩は、生体内の活性酸素種(ROS)を感度よく検出することができる。
本発明の第2の態様は、一般式(1)において、R1、R2、R3及びR4が同時に水素原子ではない化合物又はその塩に関する。第2の態様の化合物又はその塩は、R1及びR3が水素原子ではないものがより好ましい。
生体内に投与した化合物は、DNAへインターカレーションする場合がある。化合物がDNAへインターカレーションした場合、変異原性(遺伝情報に不可逆的な変化を引き起こす性質)を示すおそれがある。本発明の第2の態様に係る化合物又はその塩は、生体内のROSを感度よく検出するという課題と共に、このDNAへのインターカレーションに関する課題を解決できるものである。すなわち、本発明の第2の態様に係る化合物又はその塩は、DNAへのインターカレーションが生じにくいものであり、生体内のROSを感度よく検出することができると共に、生体への安全性により優れる。
本発明はまた、上述した本発明に係る化合物又はその塩を有効成分として含有する、活性酸素種イメージング剤にも関する。
本発明は更に、下記一般式(2)で表される化合物又はその塩にも関する。
[一般式(2)中、Q1、Q2、Q3及びQ4は、それぞれ独立に、水素原子、tert−ブトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。Q1及びQ2は、互いに結合して環を形成していてもよい。Q3及びQ4は、互いに結合して環を形成していてもよい。Q1及び/又はQ2は、−NQ1Q2が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。Q3及び/又はQ4は、−NQ3Q4が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。Q5は、−11CH3、tert−ブトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。Q6は、ボロン酸基、ボロン酸エステル基、トリフルオロボレート塩基又はトリオールボレート塩基を示す。X、Y及びZは、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を示す。nは、0又は1である。〕
[一般式(2)中、Q1、Q2、Q3及びQ4は、それぞれ独立に、水素原子、tert−ブトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。Q1及びQ2は、互いに結合して環を形成していてもよい。Q3及びQ4は、互いに結合して環を形成していてもよい。Q1及び/又はQ2は、−NQ1Q2が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。Q3及び/又はQ4は、−NQ3Q4が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。Q5は、−11CH3、tert−ブトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。Q6は、ボロン酸基、ボロン酸エステル基、トリフルオロボレート塩基又はトリオールボレート塩基を示す。X、Y及びZは、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を示す。nは、0又は1である。〕
一般式(2)で表される化合物又はその塩は、一般式(1)で表される化合物又はその塩を製造する際の前駆体化合物として有用である。
本発明によれば、生体内の活性酸素種(ROS)を感度よく検出することができる化合物又はその塩の提供が可能となる。
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
一般式(1)中、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。
一般式(1)中、R5は、−11CH3、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。
一般式(1)中、R6は、−F、−CH3、−18F又は−11CH3を示す。R6は、生体内の活性酸素種の検出感度がより高くなることから、−F又は−18Fであることが好ましい。
一般式(1)中、X、Y及びZは、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を示す。
一般式(1)中、nは、0又は1である。
R1、R2、R3、R4及びR5における直鎖状又は分岐状のアルキル基としては、例えば、炭素原子数1〜20の直鎖状又は分岐状のアルキル基であってよく、炭素原子数1〜12の直鎖状又は分岐状のアルキル基であってよく、炭素原子数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキル基であってよい。
R1、R2、R3、R4及びR5における直鎖状又は分岐状のアルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、2−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、2−メチルプロピル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、1−メチルブチル基、1−エチルプロピル基、1,1−ジメチルプロピル基、1,2−ジメチルプロピル基、n−ヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、1,4−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、1−エチル−2−メチル−プロピル基、1,1,2−トリメチルプロピル基、n−ヘプチル基、2−メチルヘキシル基、n−オクチル基、イソオクチル基、tert−オクチル基、2−エチルヘキシル基、3−メチルヘプチル基、n−ノニル基、イソノニル基、1−メチルオクチル基、2−エチルヘプチル基、n−デシル基、1−メチルノニル基、n−ウンデシル基、1,1−ジメチルノニル基、n−ドデシル基、n−テトラデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基が挙げられる。
R1、R2、R3、R4及びR5における直鎖状又は分岐状のアルケニル基としては、例えば、炭素原子数2〜20の直鎖状又は分岐状のアルケニル基であってよく、炭素原子数2〜12の直鎖状又は分岐状のアルケニル基であってよく、炭素原子数2〜6の直鎖状又は分岐状のアルケニル基であってよい。
R1、R2、R3、R4及びR5における直鎖状又は分岐状のアルケニル基の具体例としては、例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、7−オクテニル基が挙げられる。
R1、R2、R3、R4及びR5における直鎖状又は分岐状のアルキニル基としては、例えば、炭素原子数2〜20の直鎖状又は分岐状のアルキニル基であってよく、炭素原子数2〜12の直鎖状又は分岐状のアルキニル基であってよく、炭素原子数2〜6の直鎖状又は分岐状のアルキニル基であってよい。
R1、R2、R3、R4及びR5における直鎖状又は分岐状のアルキニル基の具体例としては、例えば、エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、3−ペンチニル基、4−ペンチニル基、1−ヘキシニル基、5−ヘキシニル基が挙げられる。
R1、R2、R3、R4及びR5におけるシクロアルキル基としては、例えば、炭素原子数3〜20のシクロアルキル基であってよく、炭素原子数4〜10のシクロアルキル基であってよい。
R1、R2、R3、R4及びR5におけるシクロアルキル基の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基が挙げられる。
R1、R2、R3、R4及びR5における芳香族炭化水素基は、単環式又は多環式の芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に結合する水素原子を1個除いた基を意味する。R1、R2、R3、R4及びR5における芳香族炭化水素基としては、例えば、炭素原子数6〜60の芳香族炭化水素基であってよく、炭素原子数6〜30の芳香族炭化水素基であってよく、炭素原子数6〜18の芳香族炭化水素基であってよい。
R1、R2、R3、R4及びR5における芳香族炭化水素基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基、トリフェニレニル基、インデニル基、フルオレニル基が挙げられる。
R1、R2、R3、R4及びR5における複素環基は、複素環式化合物から環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に結合する水素原子を1個除いた基を意味する。R1、R2、R3、R4及びR5における複素環基としては、例えば、環構成原子(環を構成する炭素原子及びヘテロ原子)数3〜30の複素環基であってよく、環構成原子数4〜20の複素環基であってよく、環構成原子数5〜10の複素環基であってよい。
R1、R2、R3、R4及びR5における複素環基の具体例としては、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、トリアゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、ナフチリジニル基、インドリル基、ベンゾイミダゾリル基、カルバゾニル基、カルボリニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、ヒダントイン基、フラニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基が挙げられる。
上述した直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基及び複素環基は、置換基を有していてもよい。
置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等のハロゲン原子、アジ基、スルホ基、ニトロ基、ニトロソ基、シアノ基、水酸基、カルボキシ基、チオール基、無置換アミノ基、炭素原子数1〜20の直鎖状又は分岐状のアルキル基、炭素原子数2〜20の直鎖状又は分岐状のアルケニル基、炭素原子数2〜20の直鎖状又は分岐状のアルキニル基、炭素原子数3〜20のシクロアルキル基、炭素原子数6〜60の芳香族炭化水素基、環構成原子数3〜30の複素環基が挙げられる。
置換基における炭素原子数1〜20の直鎖状又は分岐状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、2−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、2−メチルプロピル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、1−メチルブチル基、1−エチルプロピル基、1,1−ジメチルプロピル基、1,2−ジメチルプロピル基、n−ヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、1,4−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、1−エチル−2−メチル−プロピル基、1,1,2−トリメチルプロピル基、n−ヘプチル基、2−メチルヘキシル基、n−オクチル基、イソオクチル基、tert−オクチル基、2−エチルヘキシル基、3−メチルヘプチル基、n−ノニル基、イソノニル基、1−メチルオクチル基、2−エチルヘプチル基、n−デシル基、1−メチルノニル基、n−ウンデシル基、1,1−ジメチルノニル基、n−ドデシル基、n−テトラデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基等が挙げられる。
置換基における炭素原子数2〜20の直鎖状又は分岐状のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、7−オクテニル基が挙げられる。
置換基における炭素原子数2〜20の直鎖状又は分岐状のアルキニル基としては、例えば、エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、3−ペンチニル基、4−ペンチニル基、1−ヘキシニル基、5−ヘキシニル基が挙げられる。
置換基における炭素原子数3〜20のシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基が挙げられる。
置換基における炭素原子数6〜60の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基、トリフェニレニル基、インデニル基、フルオレニル基が挙げられる。
置換基における環構成原子数3〜30の複素環基としては、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、トリアゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、ナフチリジニル基、インドリル基、ベンゾイミダゾリル基、カルバゾニル基、カルボリニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、ヒダントイン基、フラニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基が挙げられる。
これらの置換基は、1つのみ含まれてもよく、複数含まれてもよく、複数含まれる場合は互いに同一でも異なっていてもよい。また、これら置換基は上で例示した置換基を有していてもよく、さらに、これらの置換基同士が単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、酸素原子又は硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
一般式(1)中、R1及びR2は、互いに結合して環を形成していてもよい。同様に、一般式(1)中、R3及びR4は、互いに結合して環を形成していてもよい。また、一般式(1)中、R1及び/又はR2は、−NR1R2が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。同様に、一般式(1)中、R3及び/又はR4は、−NR3R4が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。
一般式(1)で表される化合物は、R1、R2、R3及びR4が同時に水素原子ではないことが好ましく、R1及びR3が水素原子ではないことがより好ましい。すなわち、一般式(1)で表される化合物は、R1、R2、R3及びR4の少なくとも一つが、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基であることが好ましく、R1及びR3が、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基であることがより好ましい。この構成を採用した化合物は、DNAへのインターカレーションが生じにくくなる。化合物のDNAへのインターカレーションが生じると、当該化合物が変異原性を示すおそれがある。したがって、上記構成を採用した化合物は、生体に対してより安全性が高いものと考えられる。
一般式(1)で表される化合物は、例えば、下記一般式(1−1)又は一般式(1−2)で表される化合物であってよい。
一般式(1−1)及び一般式(1−2)中、R1、R2、R3、R4、R5、X、Y、Z及びnは、一般式(1)のものと同義である。
一般式(1−1)及び一般式(1−2)中、R1、R2、R3、R4、R5、X、Y、Z及びnは、一般式(1)のものと同義である。
一般式(1)で表される化合物の具体例として、これらに限られるものではないが、式(A1)〜式(A22)で表される化合物が挙げられる。
一般式(1)で表される化合物の塩としては、薬理学的に許容されるものであれば、特に制限されない。一般式(1)で表される化合物の塩としては、例えば、有機酸との塩、無機酸との塩、有機塩基との塩、無機塩基との塩が挙げられる。
有機酸との塩としては、例えば、酢酸塩、トリフルオロ酢酸塩、フマル酸塩、マレイン酸塩、乳酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩、メタンスルホン酸塩等が挙げられる。無機酸との塩としては、例えば、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、臭化水素酸塩、リン酸塩等が挙げられる。有機塩基との塩としては、例えば、トリエタノールアミンとの塩等が挙げられる。無機塩基との塩としては、例えば、アンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩等が挙げられる。
〔前駆体化合物〕
一般式(1)で表される化合物又はその塩は、例えば、下記一般式(2)で表される化合物又はその塩(前駆体化合物)と、KF又はK18Fとを、Cu(OTf)2(Py)4触媒下で反応させることで得ることができる。また、一般式(1)で表される化合物又はその塩は、例えば、下記一般式(2)で表される化合物又はその塩(前駆体化合物)と、CH3I又は11CH3IとをPd2(dba)3触媒下で反応させることで得ることができる。
一般式(1)で表される化合物又はその塩は、例えば、下記一般式(2)で表される化合物又はその塩(前駆体化合物)と、KF又はK18Fとを、Cu(OTf)2(Py)4触媒下で反応させることで得ることができる。また、一般式(1)で表される化合物又はその塩は、例えば、下記一般式(2)で表される化合物又はその塩(前駆体化合物)と、CH3I又は11CH3IとをPd2(dba)3触媒下で反応させることで得ることができる。
一般式(2)中、Q1、Q2、Q3及びQ4は、それぞれ独立に、水素原子、tert−ブトキシカルボニル基(Boc基)、ベンジルオキシカルボニル基(Cbz基)、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。
一般式(2)中、Q5は、−11CH3、tert−ブトキシカルボニル基(Boc基)、ベンジルオキシカルボニル基(Cbz基)、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。
Q1、Q2、Q3、Q4及びQ5における置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、及び置換基を有していてもよい複素環基の具体的な態様は、R1、R2、R3、R4及びR5で説明した態様と同じである。
一般式(2)中、Q6は、ボロン酸基、ボロン酸エステル基、トリフルオロボレート塩基又はトリオールボレート塩基を示す。ボロン酸基、ボロン酸エステル基、トリフルオロボレート塩基又はトリオールボレート塩基としては、特に限定はないが、例えば、下記構造式で表されるものが例示される。
一般式(2)中、X、Y及びZは、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を示す。
一般式(2)中、nは、0又は1である。
一般式(2)中、Q1及びQ2は、互いに結合して環を形成していてもよい。同様に、一般式(2)中、Q3及びQ4は、互いに結合して環を形成していてもよい。また、一般式(2)中、Q1及び/又はQ2は、−NQ1Q2が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。同様に、一般式(2)中、Q3及び/又はQ4は、−NQ3Q4が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。
一般式(2)で表される化合物の具体例として、これらに限られるものではないが、式(B1)又は式(B22)で表される化合物が挙げられる。
前駆体化合物の塩としては、薬理学的に許容されるものであれば、特に制限されない。前駆体化合物の塩としては、例えば、有機酸との塩、無機酸との塩、有機塩基との塩、無機塩基との塩が挙げられる。
有機酸との塩としては、例えば、酢酸塩、トリフルオロ酢酸塩、フマル酸塩、マレイン酸塩、乳酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩、メタンスルホン酸塩等が挙げられる。無機酸との塩としては、例えば、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、臭化水素酸塩、リン酸塩等が挙げられる。有機塩基との塩としては、例えば、トリエタノールアミンとの塩等が挙げられる。無機塩基との塩としては、例えば、アンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩等が挙げられる。
前駆体化合物又はその塩は、例えば、後述の実施例に記載した合成スキームに準じて、製造することができる。
一般式(1)で表される化合物又はその塩は、細胞膜を比較的自由に通過できる一方、一般式(1R)で表される化合物又はその塩は、細胞膜をほとんど通過できない。故に、一般式(1)で表される化合物又はその塩が細胞内で活性酸素種と反応すると、一般式(1R)で表される化合物又はその塩として細胞内に留まることになる。したがって、一般式(1)で表される化合物又はその塩(正確には、一般式(1R)で表される化合物又はその塩)を検出することにより、活性酸素種が発生している部位(細胞)をイメージングすることができる。また、一般式(1)で表される化合物又はその塩(正確には、一般式(1R)で表される化合物又はその塩)の集積量は、活性酸素種の量と相関することから、集積量を定量することで、発生している活性酸素種の量を定量することもできる。
したがって、一般式(1)で表される化合物又はその塩は、活性酸素種のイメージング用途に好適に使用することができる。すなわち、本発明の一実施形態として、一般式(1)で表される化合物又はその塩を有効成分として含有する活性酸素種イメージング剤が提供される。本実施形態に係る活性酸素種イメージング剤の具体的態様としては、PETプローブ、蛍光プローブであってよい。
本実施形態に係る活性酸素種イメージング剤は、例えば、一般式(1)で表される化合物又はその塩を任意の緩衝液に溶解することによって製造することができる。この場合、本実施形態に係る活性酸素種イメージング剤は、溶液として提供され、緩衝成分の他、界面活性剤、防腐剤、安定化剤等のその他の成分を含有してもよい。
イメージングできる活性酸素種に特に制限はなく、例えば、スーパーオキシドアニオン、ヒドロキシラジカル、過酸化水素が挙げられる。
本実施形態に係る活性酸素種イメージング剤を使用した活性酸素種のイメージング方法は、例えば、本発明に係る活性酸素種イメージング剤をそれを必要とする対象に投与する工程と、生体内で活性酸素種と反応した一般式(1)で表される化合物又はその塩を検出する工程と、を含む。当該イメージング方法は、更に、生体内の関心部位における、生体内で活性酸素種と反応した一般式(1)で表される化合物又はその塩の集積量を定量解析する工程を含んでいてもよい。
対象としては、例えば、ヒト、サル、マウス及びラットが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
活性酸素種イメージング剤を対象に投与する方法は、一般式(1)で表される化合物又はその塩が生体内の関心部位に到達する限りにおいて特に制限されないが、通常、静脈内投与である。
生体内の関心部位は、活性酸素種をイメージングしたい部位を任意に設定することができる。生体内の関心部位の具体例として、例えば、脳、心臓、膵臓、筋肉等のミトコンドリア含有量の多い臓器が挙げられる。
活性酸素種イメージング剤の投与量としては、生体内の関心部位において、活性酸素種と反応した一般式(1)で表される化合物又はその塩を検出するのに充分な投与量であれば特に制限されず、投与する対象、及び生体内で活性酸素種と反応した一般式(1)で表される化合物又はその塩を検出する方法に応じて適宜設定すればよい。
例えば、ポジトロン断層法(PET)に用いられる装置で検出する場合、活性酸素種イメージング剤の投与量(以下、「投与放射能量」ともいう。)は、1MBq/kg体重〜1000MBq/kg体重であってもよい。一般式(1)で表される化合物又はその塩の比放射能は、10〜10,000GBq/μmolであってもよい。また、活性酸素種イメージング剤の投与放射能量は、使用するPETカメラの感度と対象個体の体積に依存するが、げっ歯類(マウス、ラット)ではおおよそ200〜500MBq/kg体重を0.1〜0.5mLの生理食塩水溶液として投与する。ヒト以外の霊長類(サル類)の場合、40〜200MBq/kg体重を0.5〜2mLの生理食塩水で投与し、ヒトの場合、2〜10MBq/kg体重を1〜5mLの生理食塩水溶液として投与する。
また例えば、蛍光検出に用いられる装置で検出する場合、活性酸素種イメージング剤の投与量は、1mg/kg体重〜10mg/kg体重であってもよい。
生体内で活性酸素種と反応した一般式(1)で表される化合物又はその塩の集積量を測定する方法は、一般式(1)で表される化合物又はその塩の具体的構造に応じて、適宜選択することができる。例えば、一般式(1)で表される化合物又はその塩が、18F又は11Cを含む場合、PET法によって、生体内で活性酸素種と反応した一般式(1)で表される化合物又はその塩を検出することが可能である。PET法における測定方法は特に制限されず、公知の方法に準じて実施することができる。また例えば、PET法で計測する方法としては、活性酸素種イメージング剤の投与直後から60分間のダイナミック計測をしてもよいし、エミッション計測をしてもよいし、活性酸素種イメージング剤を投与して30〜40分間待って、活性酸素種が発生している部位(細胞)に生体内で活性酸素種と反応した一般式(1)で表される化合物又はその塩を充分集積させてから、10〜20分間のPET計測をしてもよい。
また、一般式(1)で表される化合物又はその塩、及び一般式(1R)で表される化合物又はその塩は、蛍光(励起波長355〜536nm、蛍光波長420〜605nm)を発するため、蛍光検出により、生体内で活性酸素種と反応した一般式(1)で表される化合物又はその塩を検出することもできる。蛍光検出における測定方法は特に制限されず、公知の方法に準じて実施することができる。
生体内の関心部位における、生体内で活性酸素種と反応した一般式(1)で表される化合物又はその塩の集積量を定量解析する方法としては、特に制限されず、公知の方法に準じて実施することができる。例えば、以下の方法が挙げられる。まず、PET法によって得られた活性酸素種と反応した一般式(1)で表される化合物又はその塩の集積画像と、CT計測等によって得られた生体内の関心部位の形態画像を重ねあわせ、生体内の関心部位のPET画像を同定する。次に生体内の関心部位のPET画像上に関心領域を設定して、対象となる個体の体重と投与放射能量とで正規化した値を、生体内の関心部位への活性酸素種と反応した一般式(1)で表される化合物又はその塩の集積量とする。
測定された集積量を、例えば、基準値と比較することにより、生体内の関心部位において活性酸素種の発生が増加しているか否かを判定することもできる。基準値は、方法を実施する目的等に応じて適宜設定してよい。例えば、脳神経変性疾患の発症前診断及び早期診断を目的とする場合、対象個体に対して定期的に脳(線条体等)における活性酸素種と反応した一般式(1)で表される化合物又はその塩の集積量を測定しておき、所定期間(例えば、1か月〜1年前)の平均値を基準値として設定してもよい。また、例えば、定期健康診断等において不特定多数の被験者から得た活性酸素種と反応した一般式(1)で表される化合物又はその塩の集積量データに基づき、年齢等でグループ化した被験者の平均値を基準値とすることもできる。さらに、例えば、健常者及び脳神経変性疾患の患者から得た活性酸素種と反応した一般式(1)で表される化合物又はその塩の集積量データから、両者を識別可能な集積量を基準値としてもよい。
例えば、上述した基準値と比べて、活性酸素種と反応した一般式(1)で表される化合物又はその塩の集積量の値が大きい場合、対象においてROSの発生が亢進しており、脳神経変性疾患を発症するリスクが高い、又は発症していると判定することができる。
例えば、パーキンソン病、アルツハイマー病等の多くの神経変性疾患による神経細胞障害は、ミトコンドリア機能障害によって発生するROSが原因と考えられており、ROSの発生はこれらの疾患の発症よりも早い段階で引き起こっていると考えられる。本発明に係る活性酸素種イメージング剤によれば、神経細胞障害の初期に発生するROSを計測することができるため、より早期にこれらの疾患を診断することができる。
上述した本発明に係る活性酸素種イメージング剤/活性酸素種イメージング方法は、活性酸素種のイメージングに使用するための一般式(1)で表される化合物又はその塩と捉えることもでき、また活性酸素種イメージング剤の製造における一般式(1)で表される化合物又はその塩の使用と捉えることもできる。
以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
〔試験例1:前駆体化合物の合成〕
式(A1)で表される化合物(以下、「[18F]FPHM」ともいう。)の前駆体(式(B1)で表される化合物)、及び式(A22)で表される化合物(以下、「[18F]FHM」ともいう。)の前駆体(式(B22)で表される化合物)を合成した。
式(A1)で表される化合物(以下、「[18F]FPHM」ともいう。)の前駆体(式(B1)で表される化合物)、及び式(A22)で表される化合物(以下、「[18F]FHM」ともいう。)の前駆体(式(B22)で表される化合物)を合成した。
[[18F]FHMの前駆体の合成]
(工程1:化合物1の合成)
アルゴン雰囲気下、4,4’−ジニトロビフェニルアミン(10.37g)をトルエン(100mL)に溶解させ、4−メトキシベンゾイルクロリド(8.5g)を加えた。125℃にて24時間還流撹拌した。得られた固体を濾取し、エーテル、温メタノール(50℃)で洗浄した。得られた固体を真空で十分に乾燥させ、黄土色固体の化合物1(13.8g)を得た。化合物1のNMRの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,DMSO−d6):δ=10.26(s,1H),8.49(d,J=2.3Hz,1H),8.32(d,J=8.9Hz,2H),2.26(dd,J=2.3,8.3Hz,1H),7.83−7.77(m,5H),7.05(d,J=8.9Hz,2H),3.85(s,3H)
13C−NMR(125MHz,DMSO−d6):δ=166.1,163.1,148.3,148.0,145.6,142.4,137.6,132.7,130.8,130.6,126.7,124.6,122.9,121.8,114.7,56.4
(工程1:化合物1の合成)
アルゴン雰囲気下、4,4’−ジニトロビフェニルアミン(10.37g)をトルエン(100mL)に溶解させ、4−メトキシベンゾイルクロリド(8.5g)を加えた。125℃にて24時間還流撹拌した。得られた固体を濾取し、エーテル、温メタノール(50℃)で洗浄した。得られた固体を真空で十分に乾燥させ、黄土色固体の化合物1(13.8g)を得た。化合物1のNMRの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,DMSO−d6):δ=10.26(s,1H),8.49(d,J=2.3Hz,1H),8.32(d,J=8.9Hz,2H),2.26(dd,J=2.3,8.3Hz,1H),7.83−7.77(m,5H),7.05(d,J=8.9Hz,2H),3.85(s,3H)
13C−NMR(125MHz,DMSO−d6):δ=166.1,163.1,148.3,148.0,145.6,142.4,137.6,132.7,130.8,130.6,126.7,124.6,122.9,121.8,114.7,56.4
(工程2:化合物2の合成)
化合物1(3.9g)をエタノール(50mL)に溶解させ、10%パラジウム炭素(190mg)を加えた。この溶液を0℃に冷却し、ヒドラジン一水和物(500mg)を滴下した。その後、90℃で3時間加熱還流した。反応液をセライトろ過し、減圧濃縮した。得られた固体を酢酸エチルに溶解させ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で分液ロートを用いて洗浄した。得られた有機層に硫酸ナトリウムを加え乾燥後、濾過により乾燥剤を取り除いた。濾液の溶媒を減圧除去し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)にて精製し、黄色固体の化合物2(2.9g)を得た。化合物2のNMRの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,DMSO−d6):δ=9.20(s,1H),7.79(d,J=8.6Hz,2H),7.06−6.98(m,5H),6.87(brs,1H),6.55(d,J=8.6Hz,2H),6.53(dd,J=2.3,8.6Hz,1H),5.10(brs,4H),3.84(s,3H)
13C−NMR(125MHz,DMSO−d6):δ=165.6,162.6,148.4,147.9,136.0,131.0,130.1,130.0,128.0,127.8,126.4,114.7,114.5,113.3,113.0,56.3
化合物1(3.9g)をエタノール(50mL)に溶解させ、10%パラジウム炭素(190mg)を加えた。この溶液を0℃に冷却し、ヒドラジン一水和物(500mg)を滴下した。その後、90℃で3時間加熱還流した。反応液をセライトろ過し、減圧濃縮した。得られた固体を酢酸エチルに溶解させ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で分液ロートを用いて洗浄した。得られた有機層に硫酸ナトリウムを加え乾燥後、濾過により乾燥剤を取り除いた。濾液の溶媒を減圧除去し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)にて精製し、黄色固体の化合物2(2.9g)を得た。化合物2のNMRの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,DMSO−d6):δ=9.20(s,1H),7.79(d,J=8.6Hz,2H),7.06−6.98(m,5H),6.87(brs,1H),6.55(d,J=8.6Hz,2H),6.53(dd,J=2.3,8.6Hz,1H),5.10(brs,4H),3.84(s,3H)
13C−NMR(125MHz,DMSO−d6):δ=165.6,162.6,148.4,147.9,136.0,131.0,130.1,130.0,128.0,127.8,126.4,114.7,114.5,113.3,113.0,56.3
(工程3:化合物3の合成)
化合物2(2.60g)に炭酸ナトリウム(3.4g)、ジクロロメタン(80mL)と水(80mL)、ギ酸メチルクロリド(3.0g)を加え、室温にて24時間撹拌した。有機層を水、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムを加え乾燥した。乾燥剤をろ過により除去したのち、溶媒を減圧留去し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)にて精製し、白色固体の化合物3(3.34g)を得た。化合物3のNMRの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,DMSO−d6):δ=9.83(brs,1H),9.70(brs,1H),9.69(brs,1H),7.83(d,J=8.9Hz,2H),7.61(s,1H),7.50−7.44(m,3H),7.34(d,J8.6Hz,2H),7.32(d,J=8.6Hz,1H),7.03(d,J=8.9Hz,2H),3.85(s,3H),3.72(s,3H),3.68(s,3H)
13C−NMR(125MHz,DMSO−d6):δ=166.1,162.8,155.0,139.5,138.9,136.2,134.0,133.0,131.3,130.4,129.9,127.5,118.9,117.4,114.6,56.4,52.7,52.6
化合物2(2.60g)に炭酸ナトリウム(3.4g)、ジクロロメタン(80mL)と水(80mL)、ギ酸メチルクロリド(3.0g)を加え、室温にて24時間撹拌した。有機層を水、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムを加え乾燥した。乾燥剤をろ過により除去したのち、溶媒を減圧留去し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)にて精製し、白色固体の化合物3(3.34g)を得た。化合物3のNMRの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,DMSO−d6):δ=9.83(brs,1H),9.70(brs,1H),9.69(brs,1H),7.83(d,J=8.9Hz,2H),7.61(s,1H),7.50−7.44(m,3H),7.34(d,J8.6Hz,2H),7.32(d,J=8.6Hz,1H),7.03(d,J=8.9Hz,2H),3.85(s,3H),3.72(s,3H),3.68(s,3H)
13C−NMR(125MHz,DMSO−d6):δ=166.1,162.8,155.0,139.5,138.9,136.2,134.0,133.0,131.3,130.4,129.9,127.5,118.9,117.4,114.6,56.4,52.7,52.6
(工程4:化合物4の合成)
化合物3(970mg)と塩化ホスホリル(9mL)を混合し、120℃で6時間加熱還流撹拌を行った。その後、反応溶液を冷却しながら水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムを用いてpH8.0となるように中和し、有機物を酢酸エチルで抽出した。抽出液を水、飽和食塩水で洗浄後、得られた有機層に硫酸ナトリウムを加え乾燥した。乾燥剤をろ過により除去したのち、溶媒を減圧除去し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)にて精製し、黄色固体の化合物4(860mg)を得た。化合物4のNMRの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,DMSO−d6):δ=10.10(brs,1H),10.08(brs,1H),8.76(d,J=9.2Hz,1H),8.65(d,J=9.2Hz,1H),8.40(s,1H),8.24(d,J=2.0Hz,1H),7.99(dd,J=2.0,9.2Hz,1H),7.81(dd,J=2.0.9.2Hz,1H),7.71(d,J=8.6Hz,2H),7.18(d,J=8.6Hz,2H),3.92(s,3H),3.77(s,3H),3.71(s,3H)
13C−NMR(125MHz,DMSO−d6):δ=161.1,160.7,155.1,144.4,140.2,138.8,132.9,132.1,129.3,125.5,124.2,123.8,123.7,119.7,119.4,117.4,116.2,114.7,56.3,52.9,52.9
化合物3(970mg)と塩化ホスホリル(9mL)を混合し、120℃で6時間加熱還流撹拌を行った。その後、反応溶液を冷却しながら水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムを用いてpH8.0となるように中和し、有機物を酢酸エチルで抽出した。抽出液を水、飽和食塩水で洗浄後、得られた有機層に硫酸ナトリウムを加え乾燥した。乾燥剤をろ過により除去したのち、溶媒を減圧除去し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)にて精製し、黄色固体の化合物4(860mg)を得た。化合物4のNMRの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,DMSO−d6):δ=10.10(brs,1H),10.08(brs,1H),8.76(d,J=9.2Hz,1H),8.65(d,J=9.2Hz,1H),8.40(s,1H),8.24(d,J=2.0Hz,1H),7.99(dd,J=2.0,9.2Hz,1H),7.81(dd,J=2.0.9.2Hz,1H),7.71(d,J=8.6Hz,2H),7.18(d,J=8.6Hz,2H),3.92(s,3H),3.77(s,3H),3.71(s,3H)
13C−NMR(125MHz,DMSO−d6):δ=161.1,160.7,155.1,144.4,140.2,138.8,132.9,132.1,129.3,125.5,124.2,123.8,123.7,119.7,119.4,117.4,116.2,114.7,56.3,52.9,52.9
(工程5:化合物5の合成)
化合物4(860mg)と48%臭化水素酸を混合し、140℃で24時間加熱還流した。その後、反応溶液を冷却しながら水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムを用いてpH8.0となるように中和し、有機物を酢酸エチルで抽出した。抽出液を水、飽和食塩水で洗浄後、得られた有機層に硫酸ナトリウムを加え乾燥した。乾燥剤をろ過により除去したのち、溶媒を減圧除去し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル)にて精製し、茶色固体の化合物5(540mg)を得た。化合物5のNMRの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,DMSO−d6):δ=9.77(s,1H),8.34(d,J=9.0Hz,1H),8.24(d,J=8.6Hz,1H),7.48(d,J=8.6Hz,2H),7.18(dd,J=2.3,8.6Hz,1H),7.09(d,J=2.3Hz,1H),7.06(d,J=2.3Hz,1H),6.99(dd,J=2.3,9.0Hz,1H),6.96(d,J=8.6Hz,2H),5.42(brs,2H),5.38(brs,2H)
13C−NMR(125MHz,DMSO−d6):δ=160.1,158.5,148.7,147.3,144.5,132.3,131.8,125.8,125.7,123.3,122.8,121.7,117.9,115.9,115.8,111.1,109.4
化合物4(860mg)と48%臭化水素酸を混合し、140℃で24時間加熱還流した。その後、反応溶液を冷却しながら水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムを用いてpH8.0となるように中和し、有機物を酢酸エチルで抽出した。抽出液を水、飽和食塩水で洗浄後、得られた有機層に硫酸ナトリウムを加え乾燥した。乾燥剤をろ過により除去したのち、溶媒を減圧除去し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル)にて精製し、茶色固体の化合物5(540mg)を得た。化合物5のNMRの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,DMSO−d6):δ=9.77(s,1H),8.34(d,J=9.0Hz,1H),8.24(d,J=8.6Hz,1H),7.48(d,J=8.6Hz,2H),7.18(dd,J=2.3,8.6Hz,1H),7.09(d,J=2.3Hz,1H),7.06(d,J=2.3Hz,1H),6.99(dd,J=2.3,9.0Hz,1H),6.96(d,J=8.6Hz,2H),5.42(brs,2H),5.38(brs,2H)
13C−NMR(125MHz,DMSO−d6):δ=160.1,158.5,148.7,147.3,144.5,132.3,131.8,125.8,125.7,123.3,122.8,121.7,117.9,115.9,115.8,111.1,109.4
(工程6:化合物6の合成)
化合物5(409mg)と二炭酸ジ−tert−ブチル(Boc2O,916mg)をtert−ブチルアルコール(25mL)に溶解させ、40℃で24時間撹拌させた。室温に戻した後、減圧濃縮し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:1)にて精製し、白色固体の化合物6(574mg)を得た。化合物6のNMRの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,DMSO−d6):δ=9.87(brs,1H),9.76(brs,1H),9.74(brs,1H),8.71(d,J=9.2Hz,1H),8.60(d,J=9.2Hz,1H),8.34(s,1H),8.19(s,1H),8.02(d,J=9.2Hz,1H),7.80(d,J=9.2Hz,1H),7.59(d,J=8.0Hz,2H),6.99(d,J=8.0Hz,2H),1.56(s,9H),1.50(s,9H)
13C−NMR(125MHz,DMSO−d6):δ=161.1,158.9,153.8,144.3,140.4,139.0,132.1,131.3,129.1,125.4,123.9.123.6,123.5,119.5,119.1,117.2,115.9,80.4,29.1,29.1
化合物5(409mg)と二炭酸ジ−tert−ブチル(Boc2O,916mg)をtert−ブチルアルコール(25mL)に溶解させ、40℃で24時間撹拌させた。室温に戻した後、減圧濃縮し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:1)にて精製し、白色固体の化合物6(574mg)を得た。化合物6のNMRの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,DMSO−d6):δ=9.87(brs,1H),9.76(brs,1H),9.74(brs,1H),8.71(d,J=9.2Hz,1H),8.60(d,J=9.2Hz,1H),8.34(s,1H),8.19(s,1H),8.02(d,J=9.2Hz,1H),7.80(d,J=9.2Hz,1H),7.59(d,J=8.0Hz,2H),6.99(d,J=8.0Hz,2H),1.56(s,9H),1.50(s,9H)
13C−NMR(125MHz,DMSO−d6):δ=161.1,158.9,153.8,144.3,140.4,139.0,132.1,131.3,129.1,125.4,123.9.123.6,123.5,119.5,119.1,117.2,115.9,80.4,29.1,29.1
(工程7:化合物7の合成)
アルゴン雰囲気下、化合物6(574mg)をジクロロメタン(11.4mL)に溶解させ、0℃にてN,N−ジイソプロピルエチルアミン(588mg)を滴下した。室温で30分撹拌したのち、再び0℃に冷却し、トリフルオロメタンスルホン酸無水物(Tf2O,643mg)を滴下した。室温にて18時間撹拌したのち、飽和塩化アンモニウム水溶液で反応を停止した。ジクロロメタンを用いて抽出後、飽和食塩水で洗浄し、集めた有機層に硫酸ナトリウムを加えて乾燥させた。乾燥剤をろ過により除去し、ろ液を減圧濃縮し、残った残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:1)で精製し、黄色固体の化合物7(580mg)を得た。化合物7のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=8.52−8.49(m,1H),8.43−8.40(m,1H),8.03(brs,1H),7.94−7.92(m,2H),7.82−7.80(m,2H),7.76(s,1H),7.46−7.44(m,2H),6.81(brm,2H),1.56(s,9H),1.51(s,9H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=158.8,152.7,149.7,143.4,139.9,138.6,137.1,131.6,129.0,124.5,123.2,122.9,122.4,121.3,119.6,119.3,118.7(q,J=321.1Hz),117.6,115.7,81.0,80.9,28.3,28.2
19F−NMR(470MHz,CDCl3):δ=−72.6(s,3F)
IR(neat);1699,1622,1499,1423,1211,1138,883cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C30H30F3N3O7S+H]+:m/z=634.1829,Found:634.1837
アルゴン雰囲気下、化合物6(574mg)をジクロロメタン(11.4mL)に溶解させ、0℃にてN,N−ジイソプロピルエチルアミン(588mg)を滴下した。室温で30分撹拌したのち、再び0℃に冷却し、トリフルオロメタンスルホン酸無水物(Tf2O,643mg)を滴下した。室温にて18時間撹拌したのち、飽和塩化アンモニウム水溶液で反応を停止した。ジクロロメタンを用いて抽出後、飽和食塩水で洗浄し、集めた有機層に硫酸ナトリウムを加えて乾燥させた。乾燥剤をろ過により除去し、ろ液を減圧濃縮し、残った残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:1)で精製し、黄色固体の化合物7(580mg)を得た。化合物7のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=8.52−8.49(m,1H),8.43−8.40(m,1H),8.03(brs,1H),7.94−7.92(m,2H),7.82−7.80(m,2H),7.76(s,1H),7.46−7.44(m,2H),6.81(brm,2H),1.56(s,9H),1.51(s,9H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=158.8,152.7,149.7,143.4,139.9,138.6,137.1,131.6,129.0,124.5,123.2,122.9,122.4,121.3,119.6,119.3,118.7(q,J=321.1Hz),117.6,115.7,81.0,80.9,28.3,28.2
19F−NMR(470MHz,CDCl3):δ=−72.6(s,3F)
IR(neat);1699,1622,1499,1423,1211,1138,883cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C30H30F3N3O7S+H]+:m/z=634.1829,Found:634.1837
(工程8:化合物8の合成)
化合物7(213mg)をテトラヒドロフラン(3.5mL)に溶解させ、ヨードメタン(3.5mL)を滴下した。120℃で3日間攪拌したのち、室温まで冷却し、減圧濃縮した。残った残渣を酢酸エチルで洗浄し、黄土色固体の化合物8を得た。化合物8は、更なる精製は行わずに、次の工程に使用した。
化合物7(213mg)をテトラヒドロフラン(3.5mL)に溶解させ、ヨードメタン(3.5mL)を滴下した。120℃で3日間攪拌したのち、室温まで冷却し、減圧濃縮した。残った残渣を酢酸エチルで洗浄し、黄土色固体の化合物8を得た。化合物8は、更なる精製は行わずに、次の工程に使用した。
(工程9:化合物9の合成)
化合物8をメタノール(7.5mL)に溶解させ、水素化ホウ素ナトリウム(27mg)を滴下した。室温で30分間攪拌したのち、エバポレーターで溶媒を減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ジクロロメタン:エーテル=20:1)にて精製し、黄土色固体の化合物9(143mg)を得た。化合物9のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=7.65−7.61(m,3H),7.57(d,J=9.2Hz,1H),7.19−7.12(m,4H),6.72(m,2H),6.48(brs,1H),6.45(brs,1H),5.30(s,1H),2.84(s,3H),1.48(s,9H),1.28(s,9H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=152.6,148.8,144.4,141.5,139.4,137.2,134.6,131.7,128.5,125.4,123.2,122.9,121.3,118.6(q,J=321.1Hz),118.2,116.7,116.2,107.9,102.4,80.7,80.5,67.0,37.3,28.3,28.3
19F−NMR(470MHz,CDCl3):δ=−72.8(s,3F)
IR(neat):2158,2027,1977,1697,1610,1510,1138cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C31H34F3N3O7S+H]+:m/z=650.2142,Found:650.2156
化合物8をメタノール(7.5mL)に溶解させ、水素化ホウ素ナトリウム(27mg)を滴下した。室温で30分間攪拌したのち、エバポレーターで溶媒を減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ジクロロメタン:エーテル=20:1)にて精製し、黄土色固体の化合物9(143mg)を得た。化合物9のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=7.65−7.61(m,3H),7.57(d,J=9.2Hz,1H),7.19−7.12(m,4H),6.72(m,2H),6.48(brs,1H),6.45(brs,1H),5.30(s,1H),2.84(s,3H),1.48(s,9H),1.28(s,9H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=152.6,148.8,144.4,141.5,139.4,137.2,134.6,131.7,128.5,125.4,123.2,122.9,121.3,118.6(q,J=321.1Hz),118.2,116.7,116.2,107.9,102.4,80.7,80.5,67.0,37.3,28.3,28.3
19F−NMR(470MHz,CDCl3):δ=−72.8(s,3F)
IR(neat):2158,2027,1977,1697,1610,1510,1138cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C31H34F3N3O7S+H]+:m/z=650.2142,Found:650.2156
(工程10:化合物10の合成)
フラスコに化合物9(420mg)、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド ジクロロメタン付加物(PdCl2(dppf)・CH2Cl2,108mg)、酢酸カリウム(195mg)、ビスピナコールボラン(PinB−BPin,185mg)を量り入れ、そこにジメチルスルホキシド(DMSO,7mL)を加えた。凍結脱気(3回)を行ったあと、85℃で12時間撹拌した。室温に冷却した後、酢酸エチルを加えた。得られた懸濁液を短く積んだシリカゲルに通し、シリカゲルを酢酸エチルで洗浄した。集めた有機溶媒を水と飽和食塩水で洗浄し、有機層に硫酸ナトリウムを加えた。乾燥剤をろ過により除去し、ろ液を減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:1)にて精製し、黄土色固体の化合物10(式(B22)で表される化合物,381mg)を得た。化合物10のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=7.65−7.61(m,3H),7.57(d,J=8.6Hz,1H),7.19−7.12(m,4H),6.72−6.71(m,2H),6.47(brs,1H),6.44(brs,1H),5.30(s,1H),2.84(s,3H),1.50(s,9H),1.48(s,9H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=152.5,152.5,144.9,144.1,139.1,137.0,135.3,135.0,126.2,125.6,123.1,122.7,117.9,116.9,116.5,107.5,102.2,83.6,80.4,80.3,67.9,37.2,28.3,28.3,24.8
IR(CHCl3):1724,1611,1506,1360,1155cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C36H46BN3O6+H]+:m/z=628.3551,Found:628.3579
フラスコに化合物9(420mg)、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド ジクロロメタン付加物(PdCl2(dppf)・CH2Cl2,108mg)、酢酸カリウム(195mg)、ビスピナコールボラン(PinB−BPin,185mg)を量り入れ、そこにジメチルスルホキシド(DMSO,7mL)を加えた。凍結脱気(3回)を行ったあと、85℃で12時間撹拌した。室温に冷却した後、酢酸エチルを加えた。得られた懸濁液を短く積んだシリカゲルに通し、シリカゲルを酢酸エチルで洗浄した。集めた有機溶媒を水と飽和食塩水で洗浄し、有機層に硫酸ナトリウムを加えた。乾燥剤をろ過により除去し、ろ液を減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:1)にて精製し、黄土色固体の化合物10(式(B22)で表される化合物,381mg)を得た。化合物10のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=7.65−7.61(m,3H),7.57(d,J=8.6Hz,1H),7.19−7.12(m,4H),6.72−6.71(m,2H),6.47(brs,1H),6.44(brs,1H),5.30(s,1H),2.84(s,3H),1.50(s,9H),1.48(s,9H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=152.5,152.5,144.9,144.1,139.1,137.0,135.3,135.0,126.2,125.6,123.1,122.7,117.9,116.9,116.5,107.5,102.2,83.6,80.4,80.3,67.9,37.2,28.3,28.3,24.8
IR(CHCl3):1724,1611,1506,1360,1155cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C36H46BN3O6+H]+:m/z=628.3551,Found:628.3579
[[18F]FHMの前駆体の合成]
(工程11:化合物11の合成)
化合物6(500mg)と炭酸カリウム(160mg)をフラスコに量りとり、アルゴン置換した後、脱水アセトン(10mL)を加えた。室温にてベンジルブロミド(205mg)を滴下し、80℃で6時間撹拌した。その後、エバポレーターで溶媒を減圧濃縮し、得られた固体を酢酸エチルに溶解させた。その溶液を水、飽和食塩水で洗浄し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた。乾燥剤をろ過により除去した後、溶媒を減圧濃縮し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:1)にて精製し、黄土色固体の化合物11(660mg)を得た。化合物11のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=8.50(d,J=8.6Hz,1H),8.41(d,J=8.6Hz,1H),8.10(brs,1H),7.95(brs,1H),7.90(d,J=2.3Hz,1H),7.80(d,J=2.3Hz,1H),7.65(d,J=8.6Hz,2H),7.48(d,J=7.5Hz,2H),7.41(dd,J=7.5,7.5Hz,2H),7.35(t,J=7.5Hz,1H),7.12(d,J=8.6Hz,2H),6.79(brs,2H),5.15(s,2H),1.56(s,9H),1.51(s,9H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=160.7,159.3,152.7,143.8,138.5,136.9,136.8,132.4,131.0,129.3,128.6,128.0,127.4,127.0,125.2,122.9,122.8,122.4,119.3,118.8,117.5,116.5,114.8,80.9,80.8,70.0,28.3,28.3
IR(neat):2158,2029,1977,1687,1604,1323,1166,1083cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C36H37N3O5+H]+:m/z=592.2806,Found:592.2803
(工程11:化合物11の合成)
化合物6(500mg)と炭酸カリウム(160mg)をフラスコに量りとり、アルゴン置換した後、脱水アセトン(10mL)を加えた。室温にてベンジルブロミド(205mg)を滴下し、80℃で6時間撹拌した。その後、エバポレーターで溶媒を減圧濃縮し、得られた固体を酢酸エチルに溶解させた。その溶液を水、飽和食塩水で洗浄し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた。乾燥剤をろ過により除去した後、溶媒を減圧濃縮し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:1)にて精製し、黄土色固体の化合物11(660mg)を得た。化合物11のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=8.50(d,J=8.6Hz,1H),8.41(d,J=8.6Hz,1H),8.10(brs,1H),7.95(brs,1H),7.90(d,J=2.3Hz,1H),7.80(d,J=2.3Hz,1H),7.65(d,J=8.6Hz,2H),7.48(d,J=7.5Hz,2H),7.41(dd,J=7.5,7.5Hz,2H),7.35(t,J=7.5Hz,1H),7.12(d,J=8.6Hz,2H),6.79(brs,2H),5.15(s,2H),1.56(s,9H),1.51(s,9H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=160.7,159.3,152.7,143.8,138.5,136.9,136.8,132.4,131.0,129.3,128.6,128.0,127.4,127.0,125.2,122.9,122.8,122.4,119.3,118.8,117.5,116.5,114.8,80.9,80.8,70.0,28.3,28.3
IR(neat):2158,2029,1977,1687,1604,1323,1166,1083cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C36H37N3O5+H]+:m/z=592.2806,Found:592.2803
(工程12:化合物12の合成)
アルゴン雰囲気下、化合物11(660mg)をテトラヒドロフラン(THF,6.0mL)に溶解させ、ヨードメタン(11mL)を加え、120℃にて24時間加熱還流した。反応後、減圧濃縮し、得られた個体をメタノール(10mL)に溶解させ、水素化ホウ素ナトリウム(85mg)を加えた。室温にて30分撹拌した。反応溶液を減圧濃縮し、残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ジクロロメタン:エーテル=20:1)にて精製し、黄土色固体の化合物12(541mg)を得た。化合物12のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=7.66(d,J=9.2Hz,1H),7.58(d,J=8.6Hz,1H),7.38−7.28(m,5H),7.18−7.02(m,2H),7.03(d,J=8.6Hz,2H),6.77−6.70(m,4H),6.43(brs,1H),6.40(brs,1H),5.25(s,1H),4.95(s,2H),2.87(s,3H),1.50(s,9H),1.49(s,9H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=158.2,152.6,152.5,144.9,139.1,137.0,136.9,135.8,133.8,128.5,128.0,127.9,127.4,125.5,123.0,122.6,117.8,117.0,116.3,114.6,107.4,102.3,80.4,80.3,69.8,67.2,37.0,28.3,28.3
IR(neat):1259,2031,1977,1699,1607,1506,1229,1148cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C37H41N3O5+H]+:m/z=608.3119,Found:608.3117
アルゴン雰囲気下、化合物11(660mg)をテトラヒドロフラン(THF,6.0mL)に溶解させ、ヨードメタン(11mL)を加え、120℃にて24時間加熱還流した。反応後、減圧濃縮し、得られた個体をメタノール(10mL)に溶解させ、水素化ホウ素ナトリウム(85mg)を加えた。室温にて30分撹拌した。反応溶液を減圧濃縮し、残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ジクロロメタン:エーテル=20:1)にて精製し、黄土色固体の化合物12(541mg)を得た。化合物12のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=7.66(d,J=9.2Hz,1H),7.58(d,J=8.6Hz,1H),7.38−7.28(m,5H),7.18−7.02(m,2H),7.03(d,J=8.6Hz,2H),6.77−6.70(m,4H),6.43(brs,1H),6.40(brs,1H),5.25(s,1H),4.95(s,2H),2.87(s,3H),1.50(s,9H),1.49(s,9H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=158.2,152.6,152.5,144.9,139.1,137.0,136.9,135.8,133.8,128.5,128.0,127.9,127.4,125.5,123.0,122.6,117.8,117.0,116.3,114.6,107.4,102.3,80.4,80.3,69.8,67.2,37.0,28.3,28.3
IR(neat):1259,2031,1977,1699,1607,1506,1229,1148cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C37H41N3O5+H]+:m/z=608.3119,Found:608.3117
(工程13:化合物13の合成)
アルゴン雰囲気下、化合物12(280mg)及びカリウムtert−ブトキシド(520mg)をTHF(5.0mL)に溶解させ、2−ヨードプロパン(780mg)を加え、90℃にて24時間加熱還流した。カリウムtert−ブトキシド(260mg)と2−ヨードプロパン(390mg)を追加し、さらに24時間加熱還流させた。室温まで冷却した後、減圧濃縮し、得られた固体を酢酸エチルに溶解させた。その溶液を水で洗浄し、得られた有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた。乾燥剤をろ過により除去した後、溶媒を減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:1)にて精製し、赤色固体の化合物13(150mg)を得た。化合物13のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=7.75(d,J=8.6Hz,1H),7.69(d,J=8.0Hz,1H),7.38−7.28(m,5H),7.04−6.99(m,3H),7.76−6.74(m,3H),6.56(dd,J=1.7,8.0Hz,1H),6.31(d,J=1.7Hz,1H),5.30(s,1H),4.95(s,2H),4.53−4.45(m,2H),2.87(s,3H),1.35(s,9H),1.24(s,9H),1.15−1.12(m,6H),1.07−1.04(m,6H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=158.2,154.8,154.7,144.9,140.5,138.2,136.9,136.0,133.9,128.8,128.7,128.5,128.2,127.9,127.8,127.3,123.1,122.5,120.2,119.2,114.6,114.3,79.6,79.4,69.9,67.0,48.3,37.1,28.3,28.2,21.6,21.6,21.4,21.3
IR(neat):2159,2031,1977,1697,1506,1483,1233,1150cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C43H53N3O5+H]+:m/z=692.4058,Found:692.4055
アルゴン雰囲気下、化合物12(280mg)及びカリウムtert−ブトキシド(520mg)をTHF(5.0mL)に溶解させ、2−ヨードプロパン(780mg)を加え、90℃にて24時間加熱還流した。カリウムtert−ブトキシド(260mg)と2−ヨードプロパン(390mg)を追加し、さらに24時間加熱還流させた。室温まで冷却した後、減圧濃縮し、得られた固体を酢酸エチルに溶解させた。その溶液を水で洗浄し、得られた有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた。乾燥剤をろ過により除去した後、溶媒を減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:1)にて精製し、赤色固体の化合物13(150mg)を得た。化合物13のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=7.75(d,J=8.6Hz,1H),7.69(d,J=8.0Hz,1H),7.38−7.28(m,5H),7.04−6.99(m,3H),7.76−6.74(m,3H),6.56(dd,J=1.7,8.0Hz,1H),6.31(d,J=1.7Hz,1H),5.30(s,1H),4.95(s,2H),4.53−4.45(m,2H),2.87(s,3H),1.35(s,9H),1.24(s,9H),1.15−1.12(m,6H),1.07−1.04(m,6H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=158.2,154.8,154.7,144.9,140.5,138.2,136.9,136.0,133.9,128.8,128.7,128.5,128.2,127.9,127.8,127.3,123.1,122.5,120.2,119.2,114.6,114.3,79.6,79.4,69.9,67.0,48.3,37.1,28.3,28.2,21.6,21.6,21.4,21.3
IR(neat):2159,2031,1977,1697,1506,1483,1233,1150cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C43H53N3O5+H]+:m/z=692.4058,Found:692.4055
(工程14:化合物14の合成)
アルゴン雰囲気下、化合物13(150mg)をメタノール(5.0mL)に溶解させ、10%パラジウム炭素(15mg)を加えた。フラスコ内を水素で置換し、室温にて24時間撹拌した。反応液をセライトろ過し、ろ液を減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)にて精製し、赤色固体の化合物14(140mg)を得た。化合物14のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=7.75(d,J=8.0Hz,1H),7.69(d,J=8.0Hz,1H),7.01−6.97(m,3H),6.75(d,J=1.7Hz,1H),6.60(d,J=8.6Hz,2H),6.56(dd,J=1.7,8.0Hz,1H),6.30(d,J=1.7Hz,1H),5.29(s,1H),4.52−4.45(m,1H),2.86(s,3H),1.36(s,9H),1.26(s,9H),1.14−1.12(m,6H),1.06−1.03(m,6H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=155.6,155.0,154.8,144.9,140.4,138.2,136.1,133.2,128.8,128.7,128.3,127.9,123.1,122.5,120.2,119.1,115.2,114.3,79.7,79.6,67.0,48.4,37.0,28.4,28.2,21.6,21.6,21.4,21.3
IR(neat):2158,2031,1977,1667,105,1489,1321,1163cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C36H47N3O5+H]+:m/z=602.3588,Found:602.3565
アルゴン雰囲気下、化合物13(150mg)をメタノール(5.0mL)に溶解させ、10%パラジウム炭素(15mg)を加えた。フラスコ内を水素で置換し、室温にて24時間撹拌した。反応液をセライトろ過し、ろ液を減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)にて精製し、赤色固体の化合物14(140mg)を得た。化合物14のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=7.75(d,J=8.0Hz,1H),7.69(d,J=8.0Hz,1H),7.01−6.97(m,3H),6.75(d,J=1.7Hz,1H),6.60(d,J=8.6Hz,2H),6.56(dd,J=1.7,8.0Hz,1H),6.30(d,J=1.7Hz,1H),5.29(s,1H),4.52−4.45(m,1H),2.86(s,3H),1.36(s,9H),1.26(s,9H),1.14−1.12(m,6H),1.06−1.03(m,6H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=155.6,155.0,154.8,144.9,140.4,138.2,136.1,133.2,128.8,128.7,128.3,127.9,123.1,122.5,120.2,119.1,115.2,114.3,79.7,79.6,67.0,48.4,37.0,28.4,28.2,21.6,21.6,21.4,21.3
IR(neat):2158,2031,1977,1667,105,1489,1321,1163cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C36H47N3O5+H]+:m/z=602.3588,Found:602.3565
(工程15:化合物15の合成)
アルゴン雰囲気下、化合物14(150mg)をジクロロメタン(5mL)に溶解させ、0℃にてN,N−ジイソプロピルエチルアミン(130mg)を滴下した。室温で30分撹拌したのち、再び0℃に冷却し、トリフルオロメタンスルホン酸無水物(Tf2O,141mg)を滴下した。室温にて24時間撹拌したのち、飽和塩化アンモニウム水溶液で反応を停止した。ジクロロメタンを用いて抽出後、飽和食塩水で洗浄し、集めた有機層に硫酸ナトリウムを加えて乾燥させた。乾燥剤をろ過により除去し、ろ液を減圧濃縮し、残った残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:1)で精製し、黄色固体の化合物15(135mg)を得た。化合物15のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=7.78(d,J=8.6Hz,1H),7.71(d,J=8.0Hz,1H),7.21(d,J=8.6Hz,2H),7.07−7.04(m,3H),6.77(d,J=1.7Hz,1H),6.60(dd,J=1.7,8.0Hz,1H),6.33(d,J=1.7Hz,1H),5.39(s,1H),4.53−5.46(m,2H),2.90(s,3H),1.36(s,9H),1.24(s,9H),1.15−1.12(m,6H),1.07−1.04(m,6H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=154.7,154.6,148.9,144.2,141.6,140.8,138.5,134.7,1294,128.7,128.3,128.2,123.3,122.9,121.3,120.0,119.7,118.6(q,J=319.9Hz),114.5,79.7,79.5,66.7,48.4,37.3,28.3,28.2,21.6,21.6,21.4,21.3
19F−NMR(470MHz,CDCl3):δ=−72.8(s,3F)
IR(neat):2980,1690,1607,1493,1425,1342,1171,1140,1017cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C37H46F3N3O7S+H]+:m/z=734.3081,Found:734.3080
アルゴン雰囲気下、化合物14(150mg)をジクロロメタン(5mL)に溶解させ、0℃にてN,N−ジイソプロピルエチルアミン(130mg)を滴下した。室温で30分撹拌したのち、再び0℃に冷却し、トリフルオロメタンスルホン酸無水物(Tf2O,141mg)を滴下した。室温にて24時間撹拌したのち、飽和塩化アンモニウム水溶液で反応を停止した。ジクロロメタンを用いて抽出後、飽和食塩水で洗浄し、集めた有機層に硫酸ナトリウムを加えて乾燥させた。乾燥剤をろ過により除去し、ろ液を減圧濃縮し、残った残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:1)で精製し、黄色固体の化合物15(135mg)を得た。化合物15のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=7.78(d,J=8.6Hz,1H),7.71(d,J=8.0Hz,1H),7.21(d,J=8.6Hz,2H),7.07−7.04(m,3H),6.77(d,J=1.7Hz,1H),6.60(dd,J=1.7,8.0Hz,1H),6.33(d,J=1.7Hz,1H),5.39(s,1H),4.53−5.46(m,2H),2.90(s,3H),1.36(s,9H),1.24(s,9H),1.15−1.12(m,6H),1.07−1.04(m,6H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=154.7,154.6,148.9,144.2,141.6,140.8,138.5,134.7,1294,128.7,128.3,128.2,123.3,122.9,121.3,120.0,119.7,118.6(q,J=319.9Hz),114.5,79.7,79.5,66.7,48.4,37.3,28.3,28.2,21.6,21.6,21.4,21.3
19F−NMR(470MHz,CDCl3):δ=−72.8(s,3F)
IR(neat):2980,1690,1607,1493,1425,1342,1171,1140,1017cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C37H46F3N3O7S+H]+:m/z=734.3081,Found:734.3080
(工程16:化合物16の合成)
フラスコに化合物15(135mg)、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド ジクロロメタン付加物(PdCl2(dppf)・CH2Cl2,30mg)、酢酸カリウム(55mg)、ビスピナコールボラン(PinB−BPin,52mg)を量り入れ、そこにジメチルスルホキシド(DMSO,7mL)を加えた。凍結脱気(3回)を行ったあと、85℃で12時間撹拌した。室温に冷却した後、酢酸エチルを加えた。得られた懸濁液を短く積んだシリカゲルに通し、シリカゲルを酢酸エチルで洗浄した。集めた有機溶媒を水と飽和食塩水で洗浄し、有機層に硫酸ナトリウムを加えた。乾燥剤をろ過により除去し、ろ液を減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:1)にて精製し、黄土色固体の化合物16(式(B1)で表される化合物,43mg)を得た。化合物16のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=7.73(d,J=8.6Hz,1H),7.67(d,J=8.6Hz,1H),7.60(d,J=8.0Hz,2H),7.13(d,J=8.0Hz,2H),7.00(dd,J=1.7,8.6Hz,1H),6.79(d,J=1.7Hz,1H),6.56(dd,J=1.7,8.6Hz,1H),6.32(d,J=1.7Hz,1H),5.37(s,1H),4.54−4.44(m,2H),2.88(s,3H),1.36(s,9H),1.29(s,12H),1.26(s,9H),1.15−1.13(m,6H),1.05−1.02(m,6H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=154.8,154.7,144.9,144.4,140.5,138.2,135.4,135.0,129.0,128.8,128.2,125.8,123.2,122.6,120.0,119.2,114.1,83.7,79.6,79.4,67.6,48.3,37.3,28.4,28.2,24.8,21.6,21.5,21.3
IR(neat):1684,1607,1491,1392,1362,1344,1168,1090cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C42H59BN3O6+H]+:m/z=712.4491,Found:712.4488
フラスコに化合物15(135mg)、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド ジクロロメタン付加物(PdCl2(dppf)・CH2Cl2,30mg)、酢酸カリウム(55mg)、ビスピナコールボラン(PinB−BPin,52mg)を量り入れ、そこにジメチルスルホキシド(DMSO,7mL)を加えた。凍結脱気(3回)を行ったあと、85℃で12時間撹拌した。室温に冷却した後、酢酸エチルを加えた。得られた懸濁液を短く積んだシリカゲルに通し、シリカゲルを酢酸エチルで洗浄した。集めた有機溶媒を水と飽和食塩水で洗浄し、有機層に硫酸ナトリウムを加えた。乾燥剤をろ過により除去し、ろ液を減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:1)にて精製し、黄土色固体の化合物16(式(B1)で表される化合物,43mg)を得た。化合物16のNMR、IR、MSの測定結果は以下に示すとおりである。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=7.73(d,J=8.6Hz,1H),7.67(d,J=8.6Hz,1H),7.60(d,J=8.0Hz,2H),7.13(d,J=8.0Hz,2H),7.00(dd,J=1.7,8.6Hz,1H),6.79(d,J=1.7Hz,1H),6.56(dd,J=1.7,8.6Hz,1H),6.32(d,J=1.7Hz,1H),5.37(s,1H),4.54−4.44(m,2H),2.88(s,3H),1.36(s,9H),1.29(s,12H),1.26(s,9H),1.15−1.13(m,6H),1.05−1.02(m,6H)
13C−NMR(125MHz,CDCl3):δ=154.8,154.7,144.9,144.4,140.5,138.2,135.4,135.0,129.0,128.8,128.2,125.8,123.2,122.6,120.0,119.2,114.1,83.7,79.6,79.4,67.6,48.3,37.3,28.4,28.2,24.8,21.6,21.5,21.3
IR(neat):1684,1607,1491,1392,1362,1344,1168,1090cm−1
HRMS(ESI+):Calcd.for[C42H59BN3O6+H]+:m/z=712.4491,Found:712.4488
サイクロトロン(HM−18,住友重機械工業製)にて18MeVに加速した陽子を20μAの電流値で、18O−H2Oおよそ2mLを封入したターゲットに照射して、18O(p,n)18F核反応により[18F]を製造した。ターゲット内では[18F]は[18F]F−の化学形で存在する。照射後、製造された[18F]F−を含むターゲット水を自動合成装置に導入した。
[18F]F−を含むターゲット水をイオン交換樹脂(AG1−X8,バイオラッドラボラトリーズ製)にトラップし、その後40mM TfOK(0.5mL)で反応器に溶出した。アセトニトリル(2.0mL)を加え、ヘリウム気流下110℃で溶媒を留去した。残渣にアセトニトリル(1.0mL)を加え共沸脱水を2回行い、さらに減圧乾燥し、フッ素化に用いる[18F]KFを得た。
減圧乾燥後、前駆体化合物(式(B22)で表される化合物)(2.0mg)、Cu(OTf)2(Py)4(15.0mg)、ピリジン(40.0μL)、DMA−EtOH(9/1,0.5mL)を[18F]KFに加え、135℃で20分間、フッ素化反応を行った。その後、室温まで冷却し、6M HCl−EtOH(1/1,1.0mL)を加え、135℃で5分間、脱保護反応を行った。室温まで冷却した後、NaBH4(20.0mg)を含む3M NaOH(1.0mL)溶液を加え60℃で5分間、中和と還元反応を行った。反応液をMeCN−H2O(3/7,1.0mL)で希釈し、高速液体クロマトグラフィーで精製した。移動相にCH3CN/H2O=450/550を用い、カラムにInertsil ODS−3(10×250mm)を用い、流速6mL/分、検出波長254nmで分取を行った。標識化合物([18F]FHM)の画分を分取し、加熱減圧下で溶媒を留去した。さらに残渣を注射用生理食塩水に再溶解した後、無菌バイアルに標識化合物を回収した。回収した溶液にNaBH4を5mg/mLとなるように加え、最終製剤とした。
最終製剤を高速液体クロマトグラフィー(カラム;L−Column2(3μm,4.6×100mm)、移動相;A:B=55:45(A=0.1%AcOH,30mM AcONH4,B=CH3CN)、流速;2mL/分、検出波長;254nm)にて分析した(n=4)。結果は以下のとおりであった。
生産量:0.88±0.52GBq(EOS)
平均比放射能:24.3±8.9GBq/μmol(EOS)
平均合成時間:85.4±4.6分
生産量:0.88±0.52GBq(EOS)
平均比放射能:24.3±8.9GBq/μmol(EOS)
平均合成時間:85.4±4.6分
サイクロトロン(HM−18,住友重機械工業製)にて18MeVに加速した陽子を20μAの電流値で、18O−H2Oおよそ2mLを封入したターゲットに照射して、18O(p,n)18F核反応により[18F]を製造した。ターゲット内では[18F]は[18F]F−の化学形で存在する。照射後、製造された[18F]F−を含むターゲット水を自動合成装置に導入した。
[18F]F−を含むターゲット水をイオン交換樹脂(AG1−X8,バイオラッドラボラトリーズ製)にトラップし、その後40mM TfOK(0.5mL)で反応器に溶出した。アセトニトリル(2.0mL)を加え、ヘリウム気流下110℃で溶媒を留去した。残渣にアセトニトリル(1.0mL)を加え共沸脱水を2回行い、さらに減圧乾燥し、フッ素化に用いる[18F]KFを得た。
減圧乾燥後、前駆体化合物(式(B1)で表される化合物)(2.0mg)、Cu(OTf)2(Py)4(15.0mg)、ピリジン(40.0μL)、DMA−EtOH(9/1,0.5mL)を[18F]KFに加え、135℃で20分間、フッ素化反応を行った。その後、室温まで冷却し、6M HCl−EtOH(1/1,1.0mL)を加え、135℃で5分間、脱保護反応を行った。室温まで冷却した後、NaBH4(20.0mg)を含む3M NaOH(1.0mL)溶液を加え60℃で5分間、中和と還元反応を行った。反応液をMeCN−H2O(3/7,1.0mL)で希釈し、高速液体クロマトグラフィーで精製した。移動相にCH3OH/H2O/HCOOH=450/550/1を用い、カラムにYMC−Pac Pro C18(5μm,10×250mm)を用い、流速4.5mL/分、検出波長254nmで分取を行った。標識化合物([18F]FPHM)の画分を分取し、加熱減圧下で溶媒を留去した。さらに残渣を注射用生理食塩水に再溶解した後、無菌バイアルに標識化合物を回収した。回収した溶液にNaBH4を5mg/mLとなるように加え、最終製剤とした。
最終製剤を高速液体クロマトグラフィー(カラム;L−Column2(3μm,4.6×100mm)、移動相;A:B=55:45(A=0.1%AcOH,30mM AcONH4,B=CH3CN)、流速;2mL/分、検出波長;254nm)にて分析した(n=4)。結果は以下のとおりであった。
生産量:0.19GBq(EOS)
平均合成時間:83.4±3.8分
生産量:0.19GBq(EOS)
平均合成時間:83.4±3.8分
サイクロトロン(HM−18、住友重機械工業製)にて18MeVに加速した陽子を、純窒素ガス(Gグレード、ジャパンファインプロダクツ製)を封入したターゲットにおよそ20μAの電流値で照射した。14N(p,α)11C核反応により製造した[11C]CO2を、自動合成装置(住友重機械工業製)に回収し、冷却した0.1M LiAlH4/テトラヒドロフラン(THF)溶液(ABX advanced biochemical compounds製)500μLに導入した。THFを留去後、ヨウ化水素酸(ナカライテスク製)0.5mLを加え、生成した[11C]ヨウ化メチルを蒸留し、200℃に加熱した銀トリフレートカラムを通過させることにより[11C]メチルトリフレートに変換した。
前駆体(化合物C1−1)1.5mgをメチルエチルケトン0.2mLに溶解し、上記の[11C]メチルトリフレートを導入して、50℃で3分メチル化し、化合物C1−2を合成した。次いで、6N塩酸/エタノール=133μL/320μLを添加し、80℃で4分間脱保護反応を行い、化合物C1−3を合成した。次いで、水素化ホウ素ナトリウム/1N 水酸化ナトリウム=8mg/820μLを添加し、化合物C1を合成した。
反応液を高速液体クロマトグラフィー(カラム;YMC Pack Pro C18、10*250mm、5μm(YMC、USA)、移動相;20mMリン酸緩衝液 pH2.8(0.5%アスコルビン酸+0.05%NaHSO3)/アセトニトリル=500/500、流速;6mL/分、検出波長;254nm)にて分取した。溶媒を留去し、残渣に0.1% Tween80/生理食塩を加えて最終製剤とした。
最終製剤の放射能をキュリーメータ(IGC−7、日立アロカ株式会社製)で測定し、その一部を分析用高速液体クロマトグラフィー(カラム;Finepak C18−S、4.6*150mm(日本分光株式会社製)、移動相;アセトニトリル(和光純薬工業株式会社製)/30mM 酢酸アンモニウム(ナカライテスク株式会社製)/酢酸(和光純薬工業株式会社製)=500/500/2、流速;2mL/分、検出波長;254nm)にて分析した(n=4)。結果は以下のとおりであった。
生産量:2.54±1.18GBq(EOS)
平均比放射能:50.4±16.9GBq/μmol(EOS)
平均合成時間:30.1±3.8分
生産量:2.54±1.18GBq(EOS)
平均比放射能:50.4±16.9GBq/μmol(EOS)
平均合成時間:30.1±3.8分
〔試験例3:PET計測〕
ニトロプルシドナトリウム(SNP)の投与により脳(右線条体)で活性酸素種を発生させたラットを使用して、[18F]FHM、[18F]FPHM及び[11C]HMの集積を解析した。
ニトロプルシドナトリウム(SNP)の投与により脳(右線条体)で活性酸素種を発生させたラットを使用して、[18F]FHM、[18F]FPHM及び[11C]HMの集積を解析した。
ラットを1.5−2.0%のイソフルラン(希釈ガス:酸素)で麻酔しながら、20nmol/μLのSNP溶液(生理食塩水)4μLをハミルトンシリンジ(26ゲージ)を使用して0.8μL/分の速度でラットの右線条体に注入した。左線条体には、同様の方法で生理食塩水4μLを注入した。SNPを投与したラット(SNPモデルラット)に対し、SNP投与から60分後にPET計測を実施した。
吸収補正のために15分間のトランスミッション計測を実施した後、ラットの尾静脈から20MBqの[18F]FHM、[18F]FPHM又は[11C]HMをボーラス投与して、90分間のエミッション計測を実施した。PET計測終了後、[18F]FHM、[18F]FPHM又は[11C]HM投与0−15分後、15−30分後、30−45分後、45−60分後、60−75分後及び75−90分後の脳のPET集積画像を、脳のCT画像に重ね合わせた。X−CT画像から同定した右線条体及び左線条体のPET画像上に関心領域を設定して、各個体の体重と投与放射能量で正規化した値を、各部位への[18F]FHM、[18F]FPHM又は[11C]HMの集積量(放射能集積量(SUV))とした(各群、ラット5匹)。
また、コントロールとして、右線条体及び左線条体共に生理食塩水のみを投与したラット(コントロールラット)に対して、上記と同様の方法でPET計測を実施した。
PET計測の結果を図1〜図3に示す。図1は、[18F]FHM又は[11C]HMを投与したSNPモデルラットの脳のCT画像にPET集積画像を重ね合わせた画像である。図1(A)は、[18F]FHMを投与したSNPモデルラットにおける画像である。左から順に[18F]FHM投与0−15分後、15−30分後、30−45分後、45−60分後、60−75分後及び75−90分後の画像となっている。図1(B)は、[11C]HMを投与したSNPモデルラットにおける画像である。左から順に[11C]HM投与0−15分後、15−30分後、30−45分後、45−60分後、60−75分後及び75−90分後の画像となっている。図1に示すように、いずれのプローブとも、SNPを投与した右線条体に高い集積を示した。
図2は、[18F]FHM又は[11C]HMを投与したラットの右線条体及び左線条体への[18F]FHM又は[11C]HMの集積量(放射能集積量(SUV))を測定した結果を示すグラフである。図2(A)及び(B)は、SNPモデルラットにおける結果を示すグラフである。図2(C)及び(D)は、コントロールラットにおける結果を示すグラフである。また、図2(A)及び(C)は、[11C]HMを投与したときの結果を示すグラフであり、図2(B)及び(D)は、[18F]FHMを投与したときの結果を示すグラフである。図2(E)は、図2(A)及び(C)中の投与30−45分後の集積量を示すグラフである。図2(F)は、図2(B)及び(D)中の投与30−45分後の集積量を示すグラフである。
コントロールラットにおける結果(図2(C)及び(D))から、いずれのプローブも放射能が線条体より速やかに消失したことが分かる。SNPモデルラットにおける結果(図2(A)及び(B))から、SNPを投与した右線条体で放射能集積量が増加したことが分かる。また、右線条体での放射能集積量は、[18F]FHMの方が[11C]HMよりも高かった。図2(E)及び(F)から、対照となる左線条体の放射能集積量に対して、SNPを投与した右線条体の放射能集積量は、[11C]HMは約3倍であり、[18F]FHMは、約5倍であった。すなわち、[18F]FHMをPETプローブとすることで、従来の[11C]HMをPETプローブとした場合と比較して、活性酸素種(ROS)の発生をより感度よく捉えることができる。
図3は、[18F]FHM又は[18F]FPHMを投与したSNPモデルラットにおける結果を示す。図3(A)及び(B)は、18F]FHM又は[18F]FPHMを投与したSNPモデルラットの脳のCT画像にPET集積画像を重ね合わせた画像(投与75−90分後)である。図3(C)及び(D)は、[18F]FHM又は[18F]FPHMを投与したSNPモデルラットの右線条体及び左線条体への[18F]FHM又は[11C]HMの集積量(放射能集積量(SUV))を測定した結果を示すグラフである。図3(E)は、図3(C)及び(D)中の投与30−45分後の集積量を示すグラフである。
図3から、[18F]FPHMをPETプローブとした場合でも充分な集積比を示すことが分かる。
DNAの塩基対間に化合物がインターカレートすることで蛍光強度が増強するため、DNAと化合物を混合して蛍光強度を測定した。まず、表1に示す化合物を10μg/mLとなるように0.1M Tris−HCl緩衝液(pH7.5)に溶解し、これにウシ胸腺DNAを0μg/mL、5μg/mL、10μg/mL又は20μg/mLとなるように添加して測定サンプルを調製した。次いで、各測定サンプルの蛍光強度を測定した(励起波長355〜536nm、蛍光波長420〜605nm)。結果を図4及び表1に示す。表1中、蛍光強度比は、DNA濃度20μg/mLのときの蛍光強度(DNA20)と、DNA濃度0μg/mLのときの蛍光強度(DNA0)との比(DNA20/DNA0)である。
また、DNAの塩基対間に化合物がインターカレートすることで吸光スペクトルが長波長側へとシフトする(深色効果)ため、DNAと化合物を混合して吸光波長のシフトを測定した。具体的には、表2に示す化合物を10μg/mLとなるように0.1M Tris−HCl緩衝液に溶解し、これにウシ胸腺DNAを0μg/mL又は30μg/mLとなるように添加して測定サンプルを調製した。次いで、各測定サンプルの吸光スペクトルを測定し、吸光波長(ピークトップの波長)を求めた。結果を表2に示す。
図4及び表1に示すとおり、R11、R12、R13及びR14が全て水素原子であるMethidiumは、DNA濃度に比例して蛍光強度が増強しており、DNAにインターカレーションしていることが分かる。一方、他の誘導体(Isopropyl体、Cyclobutyl体、Isobutyl体、Di−isopropyl体)は、蛍光強度の増強は見られず、DNAへのインターカレーションがほとんど生じていないことが分かる。同様に、表2に示すとおり、Methidiumは、吸光波長が大きくシフトしており、DNAにインターカレーションしていることが分かる。一方、他の誘導体(Isopropyl体、Cyclobutyl体、Isobutyl体、Di−isopropyl体)は、吸光波長の変化が小さく、DNAへのインターカレーションがほとんど生じていないことが分かる。これらの結果から、R11、R12、R13又はR14が嵩高い置換基を有することで、DNAの2重らせん内に侵入しにくくなり、DNAへのインターカレーションが生じにくくなると考えられる。
(工程17:化合物17の合成)
アルゴン雰囲気下、4,4’−ジニトロビフェニルアミン(3.11g)をトルエン(60mL)に溶解させ、4−フルオロベンゾイルクロリド(2.4g)を加えた。125℃にて24時間還流撹拌した。得られた固体を濾取し、エーテル、温メタノール(50℃)で洗浄した。得られた固体を真空で十分に乾燥させ、黄土色固体の化合物17(4.3g)を得た。
アルゴン雰囲気下、4,4’−ジニトロビフェニルアミン(3.11g)をトルエン(60mL)に溶解させ、4−フルオロベンゾイルクロリド(2.4g)を加えた。125℃にて24時間還流撹拌した。得られた固体を濾取し、エーテル、温メタノール(50℃)で洗浄した。得られた固体を真空で十分に乾燥させ、黄土色固体の化合物17(4.3g)を得た。
(工程18:化合物18の合成)
化合物17(4.29g)をエタノール(50mL)に溶解させ、10%パラジウム炭素(191mg)を加えた。この溶液を0℃に冷却し、ヒドラジン水溶液(5.6g)を滴下した。その後、90℃で3時間加熱還流した。反応液を室温まで冷却し、セライトろ過し、減圧濃縮した。得られた固体を酢酸エチルに溶解させ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で分液ロートを用いて洗浄した。得られた有機層に硫酸ナトリウムを加え乾燥後、濾過により乾燥剤を取り除いた。濾液の溶媒を減圧除去し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)にて精製し、黄色固体の化合物18(3.55g)を得た。
化合物17(4.29g)をエタノール(50mL)に溶解させ、10%パラジウム炭素(191mg)を加えた。この溶液を0℃に冷却し、ヒドラジン水溶液(5.6g)を滴下した。その後、90℃で3時間加熱還流した。反応液を室温まで冷却し、セライトろ過し、減圧濃縮した。得られた固体を酢酸エチルに溶解させ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で分液ロートを用いて洗浄した。得られた有機層に硫酸ナトリウムを加え乾燥後、濾過により乾燥剤を取り除いた。濾液の溶媒を減圧除去し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)にて精製し、黄色固体の化合物18(3.55g)を得た。
(工程19:化合物19の合成)
化合物18(3.55g)に炭酸カリウム(4.7g)、ジクロロメタン(80mL)と水(80mL)、ギ酸メチルクロリド(4.16g)を加え、室温にて24時間撹拌した。有機層を水、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムを加え乾燥した。乾燥剤をろ過により除去したのち、溶媒を減圧留去し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)にて精製し、白色固体の化合物19(2.3g)を得た。
化合物18(3.55g)に炭酸カリウム(4.7g)、ジクロロメタン(80mL)と水(80mL)、ギ酸メチルクロリド(4.16g)を加え、室温にて24時間撹拌した。有機層を水、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムを加え乾燥した。乾燥剤をろ過により除去したのち、溶媒を減圧留去し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)にて精製し、白色固体の化合物19(2.3g)を得た。
(工程20:化合物20の合成)
化合物19(1.3g)と塩化ホスホリル(15mL)を混合し、120℃で6時間加熱還流撹拌を行った。その後、反応溶液を冷却しながら水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムを用いてpH8.0となるように中和し、有機物を酢酸エチルで抽出した。抽出液を水、飽和食塩水で洗浄後、得られた有機層に硫酸ナトリウムを加え乾燥した。乾燥剤をろ過により除去したのち、溶媒を減圧除去し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=2:1)にて精製し、黄色固体の化合物20(940mg)を得た。
化合物19(1.3g)と塩化ホスホリル(15mL)を混合し、120℃で6時間加熱還流撹拌を行った。その後、反応溶液を冷却しながら水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムを用いてpH8.0となるように中和し、有機物を酢酸エチルで抽出した。抽出液を水、飽和食塩水で洗浄後、得られた有機層に硫酸ナトリウムを加え乾燥した。乾燥剤をろ過により除去したのち、溶媒を減圧除去し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=2:1)にて精製し、黄色固体の化合物20(940mg)を得た。
(工程21:化合物21の合成)
化合物20(890mg)と48%臭化水素酸(20mL)を混合し、140℃で24時間加熱還流した。その後、反応溶液を冷却しながら水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムを用いてpH8.0となるように中和し、有機物を酢酸エチルで抽出した。抽出液を水、飽和食塩水で洗浄後、得られた有機層に硫酸ナトリウムを加え乾燥した。乾燥剤をろ過により除去したのち、溶媒を減圧除去し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル)にて精製し、茶色固体の化合物21(540mg)を得た。
化合物20(890mg)と48%臭化水素酸(20mL)を混合し、140℃で24時間加熱還流した。その後、反応溶液を冷却しながら水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムを用いてpH8.0となるように中和し、有機物を酢酸エチルで抽出した。抽出液を水、飽和食塩水で洗浄後、得られた有機層に硫酸ナトリウムを加え乾燥した。乾燥剤をろ過により除去したのち、溶媒を減圧除去し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル)にて精製し、茶色固体の化合物21(540mg)を得た。
(工程22:化合物22の合成)
化合物21(310mg)と二炭酸ジ−tert−ブチル(Boc2O,540mg)をtert−ブチルアルコール(25mL)に溶解させ、40℃で24時間撹拌させた。室温に戻した後、減圧濃縮し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)にて精製し、白色固体の化合物22(566mg)を得た。
化合物21(310mg)と二炭酸ジ−tert−ブチル(Boc2O,540mg)をtert−ブチルアルコール(25mL)に溶解させ、40℃で24時間撹拌させた。室温に戻した後、減圧濃縮し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)にて精製し、白色固体の化合物22(566mg)を得た。
(工程23:化合物23の合成)
化合物22(443mg)をテトラヒドロフラン(6mL)に溶解させ、ヨードメタン(6mL)を滴下した。120℃で3日間攪拌したのち、室温まで冷却し、減圧濃縮した。残った残渣を酢酸エチルで洗浄し、黄土色固体の化合物23を得た。化合物23は、更なる精製は行わずに、次の工程に使用した。
化合物22(443mg)をテトラヒドロフラン(6mL)に溶解させ、ヨードメタン(6mL)を滴下した。120℃で3日間攪拌したのち、室温まで冷却し、減圧濃縮した。残った残渣を酢酸エチルで洗浄し、黄土色固体の化合物23を得た。化合物23は、更なる精製は行わずに、次の工程に使用した。
(工程24:化合物24の合成)
化合物23をメタノール(2.0mL)に溶解させ、水素化ホウ素ナトリウム(46mg)を滴下した。室温で30分間攪拌したのち、エバポレーターで溶媒を減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ジクロロメタン:エーテル=20:1)にて精製し、黄土色固体の化合物24(165mg)を得た。
化合物23をメタノール(2.0mL)に溶解させ、水素化ホウ素ナトリウム(46mg)を滴下した。室温で30分間攪拌したのち、エバポレーターで溶媒を減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ジクロロメタン:エーテル=20:1)にて精製し、黄土色固体の化合物24(165mg)を得た。
(工程25:化合物25の合成)
アルゴン雰囲気下、化合物24(150mg)及びカリウムtert−ブトキシド(325mg)をTHF(5.0mL)に溶解させ、2−ヨードプロパン(490mg)を加え、90℃にて24時間加熱還流した。カリウムtert−ブトキシド(160mg)と2−ヨードプロパン(250mg)を追加し、さらに24時間加熱還流させた。室温まで冷却した後、減圧濃縮し、得られた固体を酢酸エチルに溶解させた。その溶液を水、飽和食塩水で洗浄し、得られた有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた。乾燥剤をろ過により除去した後、溶媒を減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:1)にて精製し、赤色固体の化合物25(80mg)を得た。化合物25を脱保護して、イソプロピル還元体を得た。
アルゴン雰囲気下、化合物24(150mg)及びカリウムtert−ブトキシド(325mg)をTHF(5.0mL)に溶解させ、2−ヨードプロパン(490mg)を加え、90℃にて24時間加熱還流した。カリウムtert−ブトキシド(160mg)と2−ヨードプロパン(250mg)を追加し、さらに24時間加熱還流させた。室温まで冷却した後、減圧濃縮し、得られた固体を酢酸エチルに溶解させた。その溶液を水、飽和食塩水で洗浄し、得られた有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた。乾燥剤をろ過により除去した後、溶媒を減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:1)にて精製し、赤色固体の化合物25(80mg)を得た。化合物25を脱保護して、イソプロピル還元体を得た。
20nmol/μLのSNP溶液(リン酸緩衝生理食塩水(PBS)溶液)4μLをハミルトンシリンジ(26ゲージ)を使用して0.8μL/分の速度でラットの右線条体に注入した。左線条体には、同様の方法でPBS4μLを注入した。SNPを投与したラット(SNPモデルラット)に対し、SNP投与から60分後にラットの尾静脈から5mg/kgのDHE又はイソプロピル還元体をボーラス投与した。投与1時間後に脳を摘出し、20μm厚の凍結切片を作成した。脳の蛍光画像をスキャナータイプ画像解析装置(FLA700:励起波長532nm、フィルター580nm)で得た。
図5は、脳の蛍光画像である。図5(A)及び(B)は、DHEを投与したときの結果を示す蛍光画像である。図5(C)及び(D)は、イソプロピル還元体を投与したときの結果を示す蛍光画像である。図5(A)及び(C)は、SNPモデルラットにおける結果を示す蛍光画像である。図5(B)及び(D)は、コントロールラットにおける結果を示す蛍光画像である。
図5に示すとおり、従来技術であるDHEを使用した場合と比較し、本発明に係るイソプロピル還元体を使用した場合は、SNPを投与した右線条体に高い集積を示した。また、この結果から、活性酸素種の発生を蛍光で画像化できることも分かる。
Claims (5)
- 下記一般式(1)で表される化合物又はその塩。
[一般式(1)中、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。R1及びR2は、互いに結合して環を形成していてもよい。R3及びR4は、互いに結合して環を形成していてもよい。R1及び/又はR2は、−NR1R2が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。R3及び/又はR4は、−NR3R4が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。R5は、−11CH3、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。R6は、−F、−CH3、−18F又は−11CH3を示す。X、Y及びZは、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を示す。nは、0又は1である。〕 - 前記一般式(1)において、R1、R2、R3及びR4が同時に水素原子ではない、請求項1に記載の化合物又はその塩。
- 前記一般式(1)において、R1及びR3が水素原子ではない、請求項1に記載の化合物又はその塩。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の化合物又はその塩を有効成分として含有する、活性酸素種イメージング剤。
- 下記一般式(2)で表される化合物又はその塩。
[一般式(2)中、Q1、Q2、Q3及びQ4は、それぞれ独立に、水素原子、tert−ブトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。Q1及びQ2は、互いに結合して環を形成していてもよい。Q3及びQ4は、互いに結合して環を形成していてもよい。Q1及び/又はQ2は、−NQ1Q2が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。Q3及び/又はQ4は、−NQ3Q4が結合する6員環と結合して環を形成していてもよい。Q5は、−11CH3、tert−ブトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖状若しくは分岐状のアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。Q6は、ボロン酸基、ボロン酸エステル基、トリフルオロボレート塩基又はトリオールボレート塩基を示す。X、Y及びZは、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を示す。nは、0又は1である。〕
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