JP3541951B2 - ジキレート化剤としてのポリアザシクロアルカン - Google Patents

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Description

発明の技術分野
本発明は、ジキレート化剤（dichelants）、すなわち同時に二つの金属イオンを錯体化しうるキレート化剤、そのキレートおよび塩に関し、また、診断および治療用組成物での、特に診断医学イメージングにおけるコントラスト強化剤としての、これらの用途に関する。
発明の技術的背景
キレート化剤の医療用途は、例えば、医薬調製物の安定剤として、毒性の重金属種に対する解毒剤として、診断あるいは治療に有用な金属イオンに対するキャリアとして、例えば磁気共鳴イメージング、Ｘ線イメージング、超音波イメージングまたはシンチグラフィにおけるコントラスト媒体中でのキャリアとして、すでによく確立されている。
これらのような診断剤にとっては、一般的にキレート錯体が速度論的にも熱力学的にも安定であることが重要であり、この理由のため、ガドリニウムおよびジスプロシウムのようなランタニド金属イオンと非常に安定な錯体を形成する巨大環状ポリアミンをベースとするキレート、特にDOTA、その誘導体および類似体に大きな関心が持たれている。これらの金属イオンは、隣接する水プロトンの緩和時間（例えばT1およびT2 ＊）に対して比較的大きな影響を与えるため、磁気共鳴イメージング用の診断金属イオンとして好んで用いられる。
MRイメージングのコントラスト剤として有用な常磁性ランタニド金属イオンは、毒性が比較的高く、臨床に用いるためには、続いて起こる生物的摂取および保持のときに金属がほとんどまたは全く遊離されることのない形で投与される必要がある。このため、MRコントラスト剤の初期時代から、安定なキレート錯体を用いることが提案されてきた。このように、最初に市販されたランタニドをベースとするMRイメージングのコントラスト剤であるMagnevistは、高い安定定数を有する錯体であるGdDTPAを含有していた。この錯体は、非経口的に投与された後、ガドリニウムがキレート錯体のままで腎糸球体のろ過作用により比較的速やかに排出される。
GdDOTAは、いっそう高いpKML値を有しており、従ってMRイメージングのコントラスト剤として重要視された最初の候補でもあった。実際に、DOTA（1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−N,N',N'',N'''−テトラ酢酸）およびHPDO3A（１−（２−ヒドロキシプロピル）−4,7,10−テトラアザシクロドデカン−N,N',N''−トリ酢酸）が、MRイメージングのコントラスト剤のためのキレート化剤として提案されており、また、GdDOTAおよびGdHPDO3Aは、この分野において研究が盛んな会社により商業的に開発されている。
一般的に、ランタニド金属は安定な＋３酸化状態を有しており、四つのカルボン酸基を有するDOTAは、カウンタイオンを必要とする荷電錯体、すなわちGdDOTA-を生成する。類似の非荷電錯体は、DOTAの窒素原子に結合しているカルボキシメチル基の一つを除去することにより、あるいはこれを非イオン性基で置き換えることにより、すなわちDO3A（1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−N,N',N''−トリ酢酸）またはHPDO3Aのようなキレート化剤を用いることにより生成させることができる。
非イオン性錯体あるいは全体荷電の中性錯体に基づくコントラスト媒体は、与えられた金属イオン濃度に対する低いオルモル濃度（osmolalities）を有し、類似の荷電錯体に対して改善された他の性質を示すことができる。さらに、DOTAからDO3Aに移行する際にカルボキシメチル基の除去によって「遊離化された」環窒素は、当然ながら、キレートの親水性、親油性あるいは生体分布に影響を与える他の特性を高めるように作用しうる基で置き換えることができる。
最近、MRまたはＸ線イメージングのコントラスト剤の常磁性金属イオンまたは重金属イオンに対するキャリアとして、キレート化剤１分子当り二つ以上の金属イオンをキレート化できるキレート化剤を用いることへの興味が強まってきている。これらポリキレート化剤は、DTPA、DO3AあるいはDOTA等のモノキレート化剤をしのぐ幾つかの利点を提供する。例えば、与えられた金属濃度におけるオスモル濃度をよりいっそう低下させることができ、同時に複数の金属イオンを標的部位に送るのを促進することができ、また、より効果的なコントラスト剤を生成することができる。
ポリキレート化剤の範囲は、ジキレート化剤からオリゴキレート化剤を過ぎて、１分子当りおそらく数百のキレート化剤部分を有する真のポリキレート化剤にまで及ぶ。このような化合物の多くが記載されているが、それでもなお、例えば緩和性、安定性、生体分布、生体許容可能性、粘度、溶解性、オスモル濃度の点から見て向上した性質を有するポリキレート化剤、特にオリゴキレート化剤、および殊にジキレート化剤に対する要求がある。
文献に記載された個々の巨大環状ジキレート化剤としては、式Ｉ、II、IIIおよびIVで表されるDO3A二量体が挙げられ、これらの製造方法は、Nycomed SalutarによりWO−Ａ−91/05762に、Schering AGによりEP−Ａ−255471、EP−Ａ−485045（US−Ａ−5277895）その他に記載されている。
Figure 0003541951
（Nycomed SalutarによりWO−Ａ−91/05762に、およびUSSN 07/855028に記載）
Figure 0003541951
（Schering AGによりEP−Ａ−255471に、および1990年５月、ストラスブルグで開催された医学および生物学におけるNMRのヨーロッパ大会で提示したポスターに記載）
Figure 0003541951
（Schering AGによりEP−Ａ−255471に記載）
Figure 0003541951
（Schering AGによりEP−Ａ−485045（US−Ａ−5277895）に記載）
これら全ての巨大環状キレート化剤二量体は、一般式DO3A'−Ｌ−DO3A'を有し、ここでDO3A'は環窒素が脱プロトン化されたDO3A残基であり、Ｌはリンカー部分である。
ガドリニウムのようなランタニドと、これら巨大環状二量体は非イオン性ジキレート化剤を生成し、これらの化合物は高い緩和性を有することが見出されている。例えば、式IIの化合物のビスガドリニウムキレートのT1緩和は、GdDO3AのT1緩和の殆ど２倍である。
発明の概要
我々は、リンカー基がエステルまたはアミド官能基を含有しているならば、特にリンカーがカルボニル結合アルキレン基を含み、その二つ以上のメチレン基が窒素原子または酸素原子により置き換えられている場合に、改善された性質を有するジキレート化剤が生成されることを見出した。
従って、一つの観点からみると、本発明は、式Ｖ
Figure 0003541951
（式中、各Ｘは同一でも異なってもよく、NZ、ＯまたはＳであり、少なくとも二つのＸはNZであり；
各Ｚは基R1または基CR1 2Yであり、各巨大環上の少なくとも一つのＺ、好ましくは二つまたは三つのＺは基CR1 2Yであり；
各Ｙは基CO2H、PO3H、SO3H、CONR1 2、CON（OR1）R1、CNSまたはCONR1NR1 2、好ましくはCOOHであり；
ｍは０、１または２、好ましくは１であり；各ｎは２または３、好ましくは２であり;qは、１または２、好ましくは１であり；
各R1は同一でも異なってもよく、水素原子、あるいは一つ以上の水酸基および／またはアルコキシ基により任意に置換されたアルキル基であり；
Ｄは、少なくとも一つのアミド結合またはエステル結合を介して二つの巨大環を繋ぐ、1000未満、好ましくは500未満の分子量を有する架橋基であり、非置換のカルボニルアミノエチルアミノカルボニル基を除く）で示されるポリキレート化剤、その塩および金属キレートを提供する。
もう一つの観点からみると、本発明は、金属キレート（そのキレート化する本質（entity）は本発明に係る化合物の残基である）を、少なくとも一つの医薬または獣医薬用担体または賦形剤と一緒に含むか、あるいはそれらと処方するように適合させて含むか、あるいはヒトまたは動物に用いるための製剤上の処方に含有させるのに適合させて含む診断剤または治療剤を提供する。
もう一つの観点からみると、本発明は、本発明に係るキレート化剤を生理的に許容されるカウンタイオンとの弱い錯体または塩の形で、少なくとも一つの医薬または獣医薬用担体または賦形剤と一緒に含むか、あるいはそれらと処方するように適合させて含むか、あるいはヒトまたは動物に用いるために、製剤上の処方に含有させるのに適合させて含む解毒剤を提供する。
もう一つの観点からみると、本発明は、ヒトまたはヒト以外の動物の身体の増強されたイメージを生成させる方法を提供し、この方法は、上記身体に、式Ｖの化合物の金属キレートまたはその塩（この金属は常磁性、放射性またはＸ線遮蔽性である）を含む診断剤の有効量を投与し、そして上記キレートが分布する上記身体の少なくとも一部のイメージを生成させることを含む。
もう一つの観点からみると、本発明は、ヒトまたはヒト以外の動物の身体に施される放射線治療方法を提供し、この方法は、上記身体に、放射性金属種と式Ｖのキレート剤とのキレートまたはその塩の有効量を投与することを含む。
もう一つの観点からみると、本発明はまた、ヒトまたはヒト以外の動物の身体に施される重金属の解毒方法を提供し、この方法は、上記身体に、式Ｖのキレート剤、あるいは生理的に許容されるその塩または弱い錯体の有効量を投与することを含む。
さらにもう一つの観点からみると、本発明は、本発明の金属キレートの製造方法を提供し、この方法は、式Ｖの化合物、あるいはその塩（例えばナトリウム塩）またはそのキレートを、溶媒中で、少なくとも僅かでも可溶性の上記金属の化合物、例えば塩化物、酸化物、酢酸塩または炭酸塩とともに混合することを含む。
詳細な説明
本発明の化合物において、巨大環状Ｎ（CR1 2）ｎ（Ｘ（CR1 2）ｎ）m+2環は好ましくは９〜14個の環原子を有し、環ヘテロ原子は、特に好ましくは、全てが窒素であるか、あるいは一つが酸素で三つが窒素である。アルキレン環セグメント（CR1 2）ｎは、好ましくは全てが（CR1 2）２基であるか、あるいはN4巨大環の場合、アルキレンセグメントはその代わりに（CR1 2）３基と（CR1 2）２基とが交互に存在していてもよい。従って、好ましい巨大環状骨格は、式VIで示されるものである。
Figure 0003541951
架橋基Ｄは、好都合には以下の式の基
−CO−X2−L1−（X2−CO−）ｐ−
式中、ｐは０または１であり、
X2はＯまたはNR2であり、
R2は、水素原子または水酸基、あるいは酸素原子、硫黄原子または窒素原子により、またはカルボニル基またはアリール基により任意に中断され、かつ、水酸基、アミン基またはアリール基により任意に置換されたOR1基、NR1 2基またはアルキル基であり、あるいはR2は、生体分子または巨大分子と結合するための官能基を含んでおり、あるいは二つのR2基は、一緒になって架橋リンカー基、例えば基L1を形成し、
二つのX2基を結合する少なくとも二つの原子を提供するか、または一つのX2基と（CR1 2）ｑ部分（ここでR1およびｑは前記定義の通りである）とを結合する少なくとも一つの原子を提供するL1は、酸素原子、硫黄原子または窒素原子により、またはアリール基またはカルボニル基により任意に置換され、かつ任意に中断された直鎖状、分岐状または環状のアルキレン基あるいはこれらの基の組合せである。
リンカー基L1は、好ましくは直鎖状、分岐状または環状のアルキレン基またはこれらの組合せ、あるいはアリーレン基とアルキレン基との組合せであり、例えば何れか一つの非分岐状セグメントにおいて全部で１〜50原子長、好ましくは２〜25原子長、特に２〜10原子長の結合バックボーンを提供する。このようなリンカー基中の炭素バックボーンは、窒素、酸素、硫黄等のヘテロ原子によって中断されていてもよく、また、架橋基を有していてもよく、これにより、リンカー基内に同素環またはヘテロ環が形成される。これが起こる場合、形成された環は、好ましくは３〜12員環、特に５〜８員環、殊に６員環であろう。さらに、リンカー基の環および鎖状セグメントは、任意に不飽和であってよく、また、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、アミン基、アリール基および置換アリール基、ならびに非水素R1基から選択された置換基；追加のキレート化剤、例えばＹ基、特にカルボニル基およびSO3H基、および式Ｖの化合物のリポソーム取込みに適する例えば長鎖（例えばC10-20）アルキル基、アリール基またはポリアリール基のような基；あるいは式Ｖの化合物を生体分子、重合体、樹状分子（デンドリマー）または他の巨大分子に結合させて、例えば二機能性キレート化剤を形成するための、例えばイソチオシアネート基のような基の一つ以上を任意に有していてもよい。
本発明の化合物の架橋基Ｄは、上述のように、二つのキレート化剤部分を一緒に結合する働きをすることができ、これにより、全体としてジキレート構造が保持される。キレート化部位のリンカーまたはスペーサとしてのこの役割を果たすほかに、架橋基は、他の望ましい特性を持つ生成物が得られるように選択することができる。例えば、親水性、親油性あるいは組織標的性である基を架橋基に結合させるか、またはその中に導入することにより、最終生成物の親水性、親油性あるいは組織特異性を増大させることが可能である。このようにして、キレート構造の全体の電荷、全体の親油性または組織標的性を制御できる。
式Ｖの化合物において、アルキル部分は、特に指摘しない限り１〜６個、特に１〜４個の炭素原子を有することが好ましく、アリール部分はフェニル基であることが好ましい。
式Ｖの特に好ましい化合物としては、式VIIの化合物が挙げられる。
Ｍ−CH2CO）２−D' （VII）
この式中、Ｍは、少なくとも一つ好ましくは二つの環窒素がCH2COOH基により置換され、かつ、残りの任意の環窒素原子が基R3により置換された式VIの窒素に結合したトリアザ−、テトラアザ−、トリアザオキサ−あるいはトリアザチア−シクロアルカンであり、ＭはCH2COOH基により置換された二つ以上、好ましくは三つの環ヘテロ原子を有する式VIの基であることが好ましく;R3（これはテトラヘテロ原子環の場合は、環を結合する窒素から離れた環ヘテロ原子に存在することが好ましい）は、水素原子、あるいは水酸基またはアルコキシ基により任意にモノ置換あるいはポリ置換されたアルキル基（例えばヒロドキシアルキル基、ポリヒドロキシアルキル基、アルコキシアルキル基、ポリアルコキシアルキル基、ヒドロキシアルコキシアルキル基、ヒドロキシポリアルコキシアルキル基、ポリエチレングリコール基等）であり、かつ、これらのアルキル基はアリーレン基または置換アリーレン基によって任意に中断されており;CO−D'−COは、上述したような架橋基Ｄである。
本発明のジキレート化剤化合物において好ましい架橋基Ｄとしては、下記式のものが挙げられる。
Figure 0003541951
Figure 0003541951
これらの式中、ｒは１〜６、特に１、２または３の値を有する整数であり、ｓは１〜20、特に１〜15の値を有する整数である。
エーテル酸素を含有する架橋基、例えばCOOCH2CH2OCH2CH2NHCH2CH2OCH2CH2OCOは、これらが特に低い毒性を伴いうるため特に好ましい。また、アミド結合を含有する架橋基、例えばCONHCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2NHCOも特に好ましい。
Ｄ基は、上述したように、置換基側鎖を有することができ、Ｄがカルボニルアミノエチルアミノカルボニル基である場合、これは、任意にヒドロキシル化され、任意にカルボキシル化されたアルキル基あるいはオキサアルキル基（これらはカルボニルアミノ基またはアリーレン基により任意に中断されている）で置換されるだろう。
本発明に係る好ましい化合物には、例えばＤ基またはR1基がヒドロキシル化されている場合には、ポリヒドロキシル化されたジキレート化剤も包含される。なぜならば、これらのものはヒドロキシル化されていないそのカウンターパートよりも良好な毒性プロフィールを示しうるからである。親油性類似物もまた、肝摂取の増進に対する可能性のため興味深い。さらに、長鎖の親油性類似物は、ブラッドプール剤（blood pool agents）として用いるために、また特定の器官または組織への標的化分配のために、リポソームに取り込ませることが可能である。実際に、本発明に係るキレート化合物、特に親油性類似物は、これらが延長されたプラズマ半減期を示す場合は、ブラッドプール剤として特に興味深い。
本発明の化合物は、従来の合成技術により、好都合には、対応するＮ−非置換またはＮ−カルボキシメチル化されたポリアザシクロアルカンから出発し、このものを、一般的に環窒素またはＮ−カルボキシメチル基の一つ以上を保護したのち、二機能性リンカー分子に縮合させ、続いて脱保護し、必要ならば環窒素において官能基を導入することにより製造できる。
ジキレート化剤が非対称である場合、当然ながら、このジキレート化剤は、一つの巨大環を単一保護された二機能性リンカー分子に接合させ、脱保護し、第二の巨大環を巨大環−リンカー中間体に接合させることにより構成できる。このような目的のためには、二機能性リンカー分子はそれ自身が、一端を巨大環の環窒素に直接接合させ、他端を巨大環の側鎖、例えばカルボキシメチル基またはその反応性誘導体に接合させるのを許容する非対称であってよいことは勿論である。
従って、もう一つの観点からみると、本発明はまた、本発明の化合物の製造方法を提供し、この方法は、以下の工程：
（ａ）少なくとも一つの基Ｘが基NHである式Ｖの化合物を、式VIII
Lv−R4 （VIII）
（式中、Lvは交換可能な脱離基、例えば塩素原子、臭素原子、沃素原子、メタンスルフォニルオキシ基、フェニルスルフォニルオキシ基またはｐ−トルエンスルフォニルオキシ基等のハロゲン原子あるいは置換スルフォニルオキシ基であり、R4は基CR1 2Yまたは水素原子以外の基R1である）で表される化合物と反応させる；
（ｂ）式Ｘおよび／またはXI
Figure 0003541951
（式中、Ｘ、R1、ｎ、ｑおよびｍは前記で定義したとおりである）で表される化合物またはその活性化された誘導体、例えばハロゲン化物を、式IX
Lv（CO−X2）−L1−（X2−CO）tLv （IX）
または式IX a
Figure 0003541951
（式中、X2、L1、R1およびｑは上記定義のとおりであり、ｔは０または１であり、各Lvは交換可能な脱離基であり、その一方は式ＸまたはXIの第二化合物と接合する前に任意に保護される）で表されるリンカー分子と反応させる；
（ｃ）式Ｘの化合物を対応する酸クロリドに変換し、好適なジアミンと反応させる；
（ｄ）式Ｖの化合物またはそのキレートを金属化するか、あるいは金属交換する；
（ｅ）式Ｖの化合物またはそのキレートを、それらの塩基または酸付加塩に変換するか、あるいは塩を遊離の酸または塩基に変換する；および
（ｆ）保護された官能基を有する反応関与体を用いて、上記工程（ａ）〜（ｄ）の少なくとも一つを行い、続いて保護基を除去する；
の少なくとも一つを含む。
式VIII、IX、ＸおよびXIの出発化合物は、文献から公知であるか、あるいは従来の合成技術により製造できる。工程（ａ）で用いられる式VIIIの出発化合物は、工程（ｂ）の方法により製造できる。
上述のように、反応中に、出発物質に存在しているが特定の工程には関与しない官能基を保護して、例えば望ましくない置換反応または重合反応を回避することができる。従来の保護および脱保護技術を用いることができる（例えば“Protective Groups in Organic Systhesis"by T.W.Greene,Wiley−interscience,NY,1981および“Protective Groups in Organic Chemistry"by JFW McOmie,Plenum,London,1973参照）。好適な保護基としては、カルボキシル基に対してはエステル基、環窒素に対してはアルキル基、ボランまたは有機金属基、水酸基に対してはアシル基が挙げられる。保護基は、反応工程が完了した後に、例えば加水分解、水素化分解等の標準的な技術により除去される。
塩形成およびキレート形成は、例えば上述した特許公報に記載されているような従来の技術により行なうことができる。
巨大環状キレート化剤基、より好ましくはリンカー部分の骨格は、キレート化剤全体の特性を向上させるために、例えば親水性基、親油性基、生物学上の標的基または構造を含有させるために誘導してもよい。ポリマー状キレート化剤をこのようにして接合されうる巨大分子、生体分子および巨大構造の例は、ポリマー（例えばポリリジンまたはポリエチレングリコール）、デンドリマー（例えば第一世代から第六世代のスターバースト（starburst）デンドリマーおよび特にPAMAMデンドリマー）、多糖類、蛋白質、抗体またはそのフラグメント（特にモノクローナル抗体、またはFabフラグメントのようなフラグメント）、糖蛋白質、プロテオグリカン、リポソーム、エーロゲル、ペプチド、ホルモン、ステロイド、微生物、ヒトまたはヒト以外の細胞または細胞フラグメント、細胞接着分子（特にWO−Ａ−92/04916に記載されているような神経接着分子）、他の生体分子等）である。一般的に、このような誘導体化は、最も好都合には、巨大分子、生体分子等が直接的に、あるいはリンカー分子、例えば二機能酸または多機能酸、活性化酸またはオキシラン等を介して結合しうるアルキル基またはアラルキル基を有する官能基を導入することにより行なわれる。
デンドリマーへの接合の場合、デンドリマーのキャリアは、例えばTomaliaおよびNycomed SaluterによりAngew Chem Int Ed Eng 29:138（1990）、WO−Ａ−88/01178、WO−Ａ−90/12050およびWO−Ａ−93/06868およびこれらで引用された文献に記載されているような標準的技術によって製造できる。
式Ｖの化合物のこのような巨大分子誘導体、その金属キレートおよび塩は、本発明のもう一つの観点を構成する。
巨大分子またはバックボーンポリマーへの式Ｖの化合物の結合は、Nycomed Saluterの方法（WO−Ａ−90/12050）により、あるいは任意の従来法、例えばカルボジイミド法、Krejcarek et al.の混合無水物処理法（Biochemical and Biophysical Research Communications 77:581（1977）参照）、Hnatowich et al.の環状無水物法（Science 220:613（1983）および他の文献参照）、Meares et al.のバックボーン接合技術（Anal.Biochem.14 2:68（1984）および他の文献参照）およびScheringの方法（例えばEP−Ａ−331616参照）により、また、例えばNycomed Imagingにより、WO−Ａ−89/06979（US−Ａ−5208324）に記載されているリンカー分子を用いて行なうことができる。
塩およびキレートの形成は従来の方法で行いうる。式Ｖのキレート剤は、解毒に、あるいは金属キレートの形成に、例えばインビボまたはインビトロの磁気共鳴（MR）、Ｘ線または超音波診断（例えばMRイメージングおよびMR分光検査法）、またはシンチグラフィーのためのコントラスト剤中でまたはコントラスト剤として、あるいは放射線治療のための治療剤中でまたは治療剤として使用可能なキレート化剤の形成に用いることができ、これら金属キレートのこのような用途は、本発明のもう一つの観点を構成する。
重金属原子または重金属イオンを含有する本発明の化合物の塩またはキレート錯体は、診断イメージングまたは治療に特に有用である。特に好ましいものは、原子番号が20〜32、42〜44、49および57〜83の金属、殊にGd、DyおよびYbとの塩または錯体である。MR診断コントラスト剤として用いるには、キレート化した金属種は、特に好適には常磁性種であり、この金属は好適には遷移金属またはランタニドであり、好ましくは21〜29、42、44または57〜71の原子番号を有する。金属種がEu、Gd、Dy、Ho、Cr、MnまたはFeである金属キレートは特に好ましく、Gd3+、Mn2+およびDy3+がとりわけ好ましい。上記で個々に列挙したこれらの金属のイオンと式Ｖのキレート化剤とのキレート、または生理的に許容されるカウンタイオンとのそれらの塩は、ここで述べた診断イメージング手順のために特に有用であり、これらのものおよびその用途は本発明の範囲内にあるとみなされ、従って式Ｖの化合物のキレートに関するここでの言及は、このようなキレート化剤を包含すると解釈される。
式Ｖの化合物のビスランタニド錯体が特に好ましい。
診断イメージングの目的にとって、金属キレート錯体は、体内での錯体の解離を防止するために可能な限り安定であることが特に重要である。
磁気共鳴イメージング（MRI）においては、特定の器官または組織をターゲットにしうることがしばしば望まれる。特に、改善された肝胆汁性イメージングMRコントラスト剤が要求されている。常磁性金属と、一つ以上の親油性基を有する式Ｖの化合物とのキレートは、親油性基の存在が肝細胞による取込みを促進するため、肝胆汁性MRコントラスト剤として用いるのに特に適している。親油性基を、易加水分解性結合基、例えばエステルを介して分子と結合することにより、腸に排出された後の再吸収を防止できる。
式Ｉの化合物の常磁性金属のキレート、特にハイスピン金属イオン、例えばGd3+、とりわけDy+3のキレートは、MRイメージングおよび他のMR検査において磁気感受性（MS）コントラスト剤（T2およびT2 ＊コントラスト剤）として用いるのに特に好適である。常磁性金属のモノキレートの用途は、Villringer et al.により、Mag.Reson.Med.６:164−174（1988）において、また、kucharczyk et al.により、US−Ａ−5190744およびWO−Ａ−91/14186において論じられている。本発明の二量体を使用すると、より少ない量のコントラスト媒体を投与し、同じMS効果を達成することができ、従ってより効果的なボールス（bolus）投与が可能である。さらに、MR研究において、モノキレートに対しては高い磁気感受性を示す常磁性中心、例えばDy（III）を用いることが一般的に必要であるが、本発明の二量体キレートを用いると、特にGd（III）を含む、より広範囲の常磁性金属中心が有用になる。
ある特定の肝胆汁性イメージングの目的のためには、親油性のコントラスト剤は肝臓内のクッパー細胞により取り込まれうる粒子として沈降されることが望ましい。このような場合、コントラスト剤の磁気感受性の性質を利用するイメージングシステムとともに、Dy+3と式Ｖの親油性化合物とのキレートを用いることが好ましい。肝臓内のクッパー細胞は不足しており、従来のMRイメージングに通常用いられるガドリニウムとのキレートを（すなわちT1緩和剤として）使用して達成可能なコントラストは、一般的に不充分であるからである。このような磁気感受性剤は、本発明の重要な態様を形成する。
MRIにおけるコントラスト剤として用いるためには、放射能はMR診断コントラスト剤には必要でなく、望ましくもないため、常磁性金属種は非放射性であることが好都合である。Ｘ線あるいは超音波コントラスト剤として用いるためには、キレート化した金属種は、好ましくは重金属種、例えば原子番号が37より大きい、好ましくは50より大きい非放射性金属、例えばDy3+であることが好ましい。
シンチグラフィおよび放射線治療に用いるためには、キレート化した金属種は、当然ながら放射性であることが必要であり、例えば99mTc、67Gaまたは111Inのような従来の錯体形成可能な放射性金属アイソトープの何れも使用できる。放射線治療には、キレート剤は、例えば153Sm、67Cuあるいは90Yとの金属キレートの形であってよい。
重金属の解毒に用いるためには、キレート剤は、生理的に許容しうるカウンタイオン、例えばナトリウム、カルシウム、アンモニウム、亜鉛またはメグルミンとの塩の形、例えば式Ｖの化合物と亜鉛あるいはカルシウムとのキレートのナトリウム塩であるべきである。
従来のGdDTPAの場合のように、金属キレートが全体の電荷を担っている場合、このものは好都合には、生理的に許容されるカウンタイオン、例えばアンモニウム、置換アンモニウム、アルカリ金属またはアルカリ土類金属（例えばカルシウム）のカチオン、あるいは無機酸または有機酸から誘導されたアニオンとの塩の形で用いられる。この点において、メグルミン塩が特に好ましい。
本発明の診断剤および治療剤は、従来の医薬または獣医薬用処方助剤、例えば安定剤、抗酸化剤、オスモル濃度調整剤、緩衝剤、pH調整剤等とともに調製することができ、また、腸管外または腸管内投与、例えば注射または注入に適した形態、あるいは外部排出管を有する体腔、例えば胃腸管、膀胱または子宮内への直接投与に適した形態であってよい。従って、本発明の剤は、従来の製剤投与形態、例えば錠剤、カプセル剤、粉末剤、溶液剤、懸濁剤、散布剤、シロップ剤、坐剤等の形であってよい。しかしながら、生理的に許容される担体媒体、例えば注射用水中の溶液、懸濁液および分散液が一般的に好ましい。
従って、本発明に係る化合物は、完全にこの技術分野の範囲内の方法で、生理的に許容される担体または賦形剤を用いて、投与されるように調製できる。例えば、本化合物は、所望により製薬上許容される賦形剤とともに、水性媒体中に懸濁あるいは溶解することができ、得られた溶液または懸濁液は次いで滅菌される。好適な添加物としては、例えば、生理的に生体適合性緩衝剤（例えばトロメタミン（tromethamine）塩酸塩のようなもの）、キレート化剤（例えばDTPA、DTPA−ビスアミドまたは錯体になっていない式Ｉのキレート化剤等）、あるいはカルシウムキレート錯体（例えばカルシウムDTPA、CaNaDTPA−ビスアミド、式VIIのキレート化剤のカルシウム塩あるいはキレート等）の添加（例えば0.01〜10モル％）、あるいは所望により、カルシウム塩またはナトリウム塩（例えば式Ｉのキレート化剤の金属キレート錯体と組合せた塩化カルシウム、アスコルビン酸カルシウム、グルコン酸カルシウムあるいは乳酸カルシウム）の添加（例えば１〜50モル％）が挙げられる。
化合物を、例えば経口投与するために水あるいは生理食塩水中の懸濁液の形で調製しようとするならば、少量の可溶性キレートを、経口溶液中に伝統的に存在する不活性成分および／または界面活性剤および／または矯味矯臭用芳香剤の一つ以上と混合することができる。
身体の幾つかの部分のMRIおよびＸ線イメージングのためには、コントラスト剤としての金属キレートを投与するのに最も好ましい様式は、腸管外投与、例えば静脈内投与である。腸管外投与可能な形態、例えば静脈内溶液は無菌であり、かつ生理的に許容されない物質を含んでいてはならず、また、投与時の刺激または他の有害な効果を最小限にするために低いオスモル濃度を有するべきであり、従って、コントラスト媒体は、好ましくは等張性であるかまたは僅かに高張性であるべきである。好適なビヒクルとしては、腸管内溶液の投与に慣習的に用いられる水性ビヒクル、例えば塩化ナトリウム注射液（Sodium Chloride Injection）、リンゲル注射液（Ringer's Injection）、デキストロース注射液（Dextrose Injection）、デキストロースおよび塩化ナトリウム注射液（Dextrose and Sodium Chloride Injection）、乳酸塩添加リンゲル注射液（Lactated Ringer's Injection）、および他の溶液、例えばRemington's Pharmaceutical Sciences,15th ed.,Easton:Mack Publishing Co.,pp.1405−1412および1461−1487（1975）、およびThe National Formulary XIV,14th ed.Washington:American Pharmaceutical Association（1975）に記載された溶液が挙げられる。これらの溶液は、腸管外溶液に普通に用いられる保存剤、抗微生物剤、緩衝剤および抗酸化剤、賦形剤およびキレート化剤と適合性であり、かつ製品の製造、貯蔵または使用を妨害しない他の添加物を含有しうる。
診断剤または治療剤が毒性金属種、例えば重金属イオンのキレートまたは塩を含む場合は、調製物中に、僅かに過剰量のキレート化剤、例えばScheringによりDE−Ａ−3640708（US−Ａ−5098692）に記載されたものを含有させるか、より好ましくは僅かに過剰量のこのようなキレート化剤のカルシウム塩を含有させることが望ましい。
MR診断検査のためには、本発明の診断剤は、溶液、懸濁液または分散液の形態であるならば、一般的に金属キレートを１リットル当たり１マイクロモル〜1.5モル、好ましくは0.1〜700mMの範囲の濃度で含有する。しかしながら、診断剤は、投与に先だって希釈するための、より濃厚な形態で供給することができる。本発明の診断剤は、好都合には体重１キログラム当たり10-3〜３ミリモルの金属種、例えば約1mmolのランタニド（例えばDyまたはGd）／体積kgの量で投与できる。
Ｘ線検査のためには、コントラスト剤の用量はMR検査よりも一般的に高く、シンチグラフィのためには、コントラスト剤の投与量はそれよりも一般的に低い。放射線療法および解毒のためには、従来の投与量を使用できる。
本明細書中で述べた全ての文献の開示は、参考のためにここに含まれる。
以下の非限定的実施例により本発明をさらに説明する。特に指示しない限り、実施例中の全ての割合およびパーセントは重量であり、全ての温度は摂氏度である。
実施例１
N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−（1,4,7,10−テトラアザシクロ−ドデカン−１−メチルカルボニル〕−ピペラジンおよびそのガドリニウム錯体の合成
（ａ）1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン（シクレン）
クロロホルム（2L）中のテトラアザ−12−クラウン−４テトラヒドロクロリド（66.6g,0.209mol,Parish,Inc.）の懸濁液に、気体分散管を通して、NH3（ｇ）を１時間吹き込んだ。溶液を一夜攪拌し、白色固体をろ別し、CHCl3（４×100ml）で洗浄した。一緒にしたろ液を真空中で濃縮して白色固体となし、これをジエチルエーテル（４×50ml）で洗浄し、真空下で室温にて乾燥した。遊離塩基の第二収穫物をエーテル洗浄液より単離し、まとめて35.1g（97.5％）の収量を得た。
1H NMR（CDCl3）：δ2.32（s,4H）,2.70（s,16H）．
（ｂ）1,4,7−トリス−（三級ブトキシ−カルボニルメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−ヒドロブロミド
シクレン（35.0g,0.203モル）（実施例１（ａ））を、N,N−ジメチルアセトアミド（DMA,600ml）に窒素雰囲気下で溶解させた。酢酸ナトリウム（50.0g,0.61mol）を一度に加え、この混合物を0.5時間攪拌した。DMF（150mL）中のｔ−ブチルブロモアセテート（118.9g,0.61mol）を滴下ロートより７時間かけて滴加した。反応混合物を室温で窒素雰囲気下に19日間攪拌し、その期間に白色固体が溶液から沈澱した。次いでこの白色固体をろ別し、冷DMF（75mL）および酢酸エチル（100mL）で洗浄し、50℃で真空乾燥した。ろ液を約500mLまで濃縮し、同様の方法にて白色固体の第二収穫物を集めた。まとめた固体（80.2g＋38.4g）をCHCl3（600mL）中に吸収させ、脱イオン水（４×100mL）で洗浄した。有機層を乾燥（Na2SO4）し、ろ過し、淡黄色油状物になるまで濃縮した。この油状物に酢酸エチルを加えることで、白色固体が得られた。この固体をろ過して集め、ジエチルエーテル（２×75mL）で洗浄し、45℃で真空乾燥して、67.4g（55.7％）の表題のモノヒドロブロミド塩を得た。所望により、追加の生成物をろ液から回収できる。
1H NMR（CDCl3）：δ1.42（s,27H）,1.71（s,2H）,2.86（m,12H）,3.06（br s,4H）,3.25（s,2H）,3.34（s,4H）．分析：計算値（実測値）C26H51N4O6Br:C,52.43（52.47）;H,8.63（8.48）;N,9.40（9.50）;Br,13.42（12.92）．
（ｃ）ピペラジンビス（ブロモアセトアミド）
磁気攪拌棒、還流冷却器、滴下ロートを備えた1Lの三つ口フラスコに、CHCl3（170mL）中の、ブロモアセチルブロミド（82.8g,0.41モル）を加えた。滴下ロートに、CHCl3（180mL）中のピペラジン（0.2モル,17.2g）およびトリエチルアミン（70mL）の溶液を装填した。CH3CN/液体窒素浴を用いてフラスコを−15℃まで冷却し、酸ブロミドにアミンをゆっくりと加えた。滴下が完了した後、混合物を放置して室温まで温め、１時間攪拌した。次いでフラスコを０℃まで冷却し、H2O（100mL）をゆっくりと加えた。混合物をCHCl3（500mL）で希釈し、各層を分離した。有機層をH2O（５×50mL）、0.05N NaOH（５×50mL）およびH2O（200mL）で抽出し、乾燥（Na2SO4）した。暗橙色の溶液をろ過し、濃縮してベージュ色の固体を得た。この物質をシリカゲルのベッドを通したろ過により精製した。生成物を２−５％メタノール/CH2Cl2で溶出した。所望のフラクションをまとめて濃縮し、15.0g（49.2％）の白色固体を得た。表題の生成物を、温２−プロパノール（400mL）からの再結晶により9.95g得た。
1H NMR（CDCl3）：δ3.61（dt,6H）,3.85（s,4H）．
（ｄ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（三級ブトキシカルボニルメチル）−（1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−ピペラジン
CHCl3（20mL）およびTHF（80mL）中の実施例１（ｂ）のヒドロブロミド塩（10.0g,16.8mmol）の溶液に、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン（TMG,1.93g,16.8mmol）を加えた。白色固体が生成し、これをろ別し、20％CHCl3/THF（100mL）で洗浄し、TMG・HBrとして同定した。ろ液を濃縮して透明油状物となし、これをN,N−ジメチルホルムアミド（DMF,200mL）に溶解し、実施例１（ｃ）のビスブロモアセトアミド（2.62g,8.0mmol）およびTMG（1.93g）で処理した。淡黄色溶液を60℃まで加温し、窒素雰囲気下で16時間攪拌した。反応混合物を室温まで冷却し、DMFを真空留去した。残留物をCH2Cl2（300mL）中に取り、1M Na2CO3（３×60mL）で洗浄した。まとめた水層をCH2Cl2（50mL）で逆抽出した。まとめたCH2Cl2層を1M HCl（２×80mL）、次いで脱イオンH2O（２×50mL）で抽出した。まとめたHCl層および水層をCH2Cl2（50mL）で洗浄した。水層を三角フラスコ中でCH2Cl2（250mL）と一緒にし、無水Na2CO3を用いてpHを９−10に調節した。中和された混合物を分液ロートに移し、各層を分離した。水層を、CH2Cl2（２×100mL）で抽出し、全ての塩基性CH2Cl2層をまとめ、H2O（２×70mL）で洗浄した。有機層を乾燥（Na2SO4）し、ろ過し、濃縮してオフホワイト色固体12.3gを得た。固体を酢酸エチル（50mL）中で破砕し、ろ過して集め、酢酸エチル（２×20mL）およびジエチルエーテル（30mL）で洗浄し、真空乾燥して、8.40g（76％）の白色固体を得た。この物質は、二つのNax分子（ＸはClまたはBr）を含んだ表題の二量体であると分析された。
1H NMR（CD3OD）：δ1.39（s,54H）,1.9−3.5（br m,56H）.13C NMR（CD3OD）：δ174.5,174.4,172.2,82.8,82.6,79.5,56.7,56.3,54.0（br）,49.0（br）,45.2,44.9,42.9,42.6,28.5,28.4.MS（FAB）:m/e 1218（MNa+）．分析：計算値（実測値）C60H110N10O14Na2Cl2・4H2O:C,52.04（52.14）;H,8.59（8.68）;N,10.12（10.07）;Na,3.32（3.44）;Cl,5.12（5.16）．
（ｅ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−ピペラジン
CH2Cl2（120mL）およびトリフルオロ酢酸（TFA,80mL）中の実施例１（ｄ）の二量体（10.0g,7.2mol）の溶液を室温で１時間攪拌した。揮発物を回転蒸発により除去し、濃厚な褐色油状物を得た。残留物を上述のようにCH2Cl2およびトリフルオロ酢酸に１時間で再溶解させた。ｔ−ブチル基の全てを完全に除去するのに、この操作を７回繰り返す必要があった。最後のTFA処理後、粗生成物を濃縮し、H2O（100mL）に溶解させ、回転蒸発により再濃縮した。H2Oチェース（chase）を数回繰り返した。粗混合物をH2O（20mL）に溶解し、溶液を50℃まで加熱し、２−プロパノール（150mL）をゆっくりと加えることで、生成物を白色固体として沈澱させた。この固体をろ過して集め、２−プロパノール（２×50mL）およびアセトン（２×30mL）で洗浄した。生成物の第二収穫物をろ液より捕集し、同様の方法で単離した。まとめた固体を真空乾燥し、痕跡量のナトリウムおよびTFAを含んだ物質7.48gを得た。固体の一部（5.24g）をH2O（10mL）に溶解し、2N NaOHを用いてpHを10.9に調節した。この溶液を、Bio−Rad AG1−X8（アセテート型）を入れたカラム上に装填し、このカラムをH2O（2L）で洗浄した。次いで生成物を0.1N酢酸で溶出した。所望のフラクションをまとめて濃縮した後、H2O（50−60℃）に溶解し、2:1のアセトン／メタノール（60mL）をゆっくり加えることで生成物を沈澱させた。固体を集め、2:1のアセトン／メタノール（60mL）で洗浄し、真空乾燥して、表題の生成物3.31g（50％）を得た。
1H NMR（NaOD,D2O）：δ2.20（br s,16H）,2.46（br s,16H）,2.88（s,12H）,3.26（d,4H）,3.40（s,8H）.13C NMR（NaOD,D2O）：δ180.7,180.6,172.4,59.3,59.2,54.9,54.6,51.2（br）,44.6,44.5,41.9,41.8.MS（FAB）:m/e 859.5（MH+）．分析：計算値（実測値）C36H62N10O14・4.5H2O:C,46.00（46.00）;H,7.61（7.45）;N,14.90（15.01）．
（ｆ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−ピペラジンのビスガドリニウム錯体
脱イオンH2O（120mL）中の実施例１（ｅ）の二量化キレート化剤（5.65g,6.0mmol）の懸濁液に、酢酸ガドリニウム（4.73g）を加えた。数分間で、微黄色の透明溶液が形成された。この混合物を室温で３時間攪拌した後、回転蒸発（50℃）により濃縮し、酢酸を蒸発させた。残留物をH2O（150mL）に再溶解し、溶液を40℃まで加熱した。２時間後、キシレノールオレンジ試験によれば、ガドリニウムは検出されなかった。遊離したガドリニウムに対して陽性結果が観察されるまで、酢酸ガドリニウムを12.2mg（0.5mol％）ずつ加えた。次いで溶液をリガンドで処理し、過剰リガンドが0.1mol％以下になるように滴定量を調節した。H2O（40℃）に溶解し、2:1のアセトン／メタノール溶液を加えることで、錯体を沈澱させた。固体をろ過により集め、2:1のアセトン／メタノール（２×25mL）で洗浄し、35℃で真空乾燥して、表題の生成物6.4g（80％）を得た。
MS（FAB）:m/e 1168（MH+）．分析：計算値（実測値）for C36H56N10O14Gd2・8.75H2O:C,32.64（32.48）;H,5.58（5.16）;N,10.57（10.42）;Gd,23.73（23.31）．
実施例２
N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−（1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−N,N'−ジメチルエチレンジアミンおよびそのガドリニウム錯体の合成
（ａ）N,N'−ジメチルエチレンジアミンビス（ブロモアセトアミド）
磁気攪拌棒、還流冷却器および滴下ロートを備えた1Lの三つ口フラスコに、ブロモアセチルブロミド（46.95g,232.6ミリモル）およびCHCl3（100mL）を加えた。滴下ロートに、CHCl3（100mL）中のN,N'−ジメチルエチレンジアミン（10.0g,113.4mmol）およびトリエチルアミン（39.5mL）の溶液を装填した。エチレングリコール/CO2浴を用いてフラスコを−15℃まで冷却し、酸ブロミドにアミンをゆっくりと加えた。添加が完了した後、混合物を放置して室温まで温め、１時間攪拌した。次いでフラスコを０℃まで冷却し、H2O（50mL）をゆっくりと加えた。混合物をCHCl3（250mL）で希釈し、各層を分離した。有機層をH2O（３×50mL）、0.05N NaOH（３×50mL）およびH2O（２×50mL）で抽出し、乾燥（Na2SO4）した。この溶液をろ過して濃縮した。この物質を、シリカゲルのベッドを通したろ過によりメタノール精製した。生成物を２−５％メタノール/CH2CH2で溶出した。所望のフラクションをまとめて濃縮し、14.95g（39.9％）のベージュ色固体を得た。表題の生成物を、温２−プロパノールからの再結晶で11.94g得た。
1H NMR（CDCl3）：δ［2.99（ｓ）,3.11（ｓ）,3.13（ｓ）;6H］，［3.53（ｓ）,3.57（ｓ）;4H］,3.81（ｓ）,3.84（ｓ）,3.91（ｓ）;4H］．
（ｂ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（三級−ブトキシカルボニルメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−N,N'−ジメチルエチレンジアミン
CHCl3（20mL）およびTHF（80mL）中の実施例１（ｂ）のヒドロブロミド塩（8.0g,13.4mmol）の溶液に、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン（TMG,1.547g,13.4mmol）を加えた。白色固体が生成し、これをろ別し、20％CHCl3/THF（100mL）で洗浄し、TMG・HBrとして同定した。ろ液を濃縮して透明油状物となし、これをN,N−ジメチルホルムアミド（DMF,200mL）に溶解し、実施例２（ａ）のビス（ブロモアセトアミド）（2.21g,6.7mmol）およびTMG（1.547g）で処理した。淡黄色溶液を60℃まで加温し、窒素雰囲気下で16時間攪拌した。反応混合物を室温まで冷却し、DMFを真空留去した。残留物をCHCl3（200mL）中に移し、1M Na2CO3（３×40mL）で洗浄した。まとめた水層をCHCl3（50mL）で逆抽出した。まとめたCHCl3層を0.8M HCl（２×50mL）および脱イオンH2O（２×50mL）で順次洗浄した。まとめたHCl層および水層をCHCl3（50mL）で洗浄した。水層を三角フラスコ中でCHCl3（200mL）と一緒にし、Na2CO3を用いてpHを9.5の間に調節した。中和された混合物を分液ロートに移し、各層を分離した。水層をCHCl3（２×100mL）で抽出し、塩基性CHCl3層をまとめ、H2O（２×50mL）で洗浄した。有機層をNa2SO4上で乾燥し、ろ過し、濃縮して、表題の生成物7.50g（93％）を黄色油状物として得た。
1H NMR（CDCl3）：δ1.24（s,54H）,1.90−3.39（br m,67H）.13C NMR（CDCl3）：δ27.7,27.8,34.9,45.7,48.3（br）,52.0（br）,55.4,55.6,56.3,81.4,81.6,81.6,81.7,81.8,171.5,172.6,172.7.
（ｃ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−N,N−ジメチルエチレンジアミン
CH2Cl2（100mL）およびトリフルオロ酢酸（TFA,60mL）中の実施例２（ｂ）の二量体（7.50g）の溶液を室温で１時間攪拌した。揮発物を回転蒸発により除去し、濃厚な褐色油状物を得た。残留物を、上述のようにCH2Cl2（20mL）およびトリフルオロ酢酸（15mL）に再溶解させた。この操作を７回繰り返して、ｔ−ブチル基の全てを完全に除去した。最後のTFA処理後、粗生成物を濃縮し、H2O（100mL）に溶解させ、回転蒸発により再濃縮した。このH2Oチェースを数回繰り返した。生成物を、イオン交換カラムクロマトグラフィー（Bio−Rad AG1−X8、アセテート型）により、0.1N酢酸を用いて生成物を溶出して精製した。所望のフラクションをまとめ、濃縮し、凍結乾燥した後、表題の生成物2.36g（37％）を黄白色固体として得た。
1H NMR（NaOD,D2O）：δ2.0−3.7（br,m）.13C NMR（NaOD,D2O）：δ34.5,35.4（br）,43.7,45.6,47.2,47.2,48.9,49.6,50.0,51.6（br）,52.5,55.1,56.0,57.3,59.1,63.3,173.4（br）,179.2,180.5,181.4.MS（FAB）:m/e 861（MH+）,883（MNa+）,917（Ｍ＋NaCl−Ｈ）＋］,973［（Ｍ＋2NaCl−2H）＋］．
（ｄ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−N,N−ジメチルエチレンジアミンのビスガドリニウム錯体
脱イオンH2O（40mL）中の実施例２（ｃ）の二量体キレート化剤（1.88g,2.0mmol）の溶液に、酢酸ガドリニウム（1.53g）を加えた。この淡黄色溶液を40℃で１時間攪拌した後、回転蒸発（50℃）により濃縮し、酢酸を蒸発させた。残留物をH2O（100mL）に再溶解し、溶液を40℃まで加熱した。室温で一夜攪拌して反応させた。遊離したガドリニウムに対して陽性結果が観察されるまで、酢酸ガドリニウムを0.01mmolずつ加えた。次いで溶液をリガンドで処理し、過剰リガンドが0.1mol％になるように滴定量を調節した。この溶液を濃縮乾固し、2:1のジエチルエーテル/CHCl3中で破砕し、表題の生成物（2.57g,98％）をベージュ色の固体として得た。
実施例３
N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕テトラヒドロキノキサリンおよびそのガドリニウム錯体の合成
（ａ）テトラヒドロキノキサリンビス（クロロアセトアミド）
磁気攪拌棒、還流冷却器および滴下ロートを備えた1Lの三つ口丸底フラスコに、クロロアセチルクロリド（9.6mL,0.120mol）およびCHCl3（100mL）を加えた。滴下ロートに、CHCl3（100mL）中のテトラヒドロキノキサリン（8.0g,0.0596mol）およびトリエチルアミン（20.8mL）の溶液を装填した。フラスコを０℃まで冷却し、酸クロリドにアミンをゆっくりと加えた。添加が完了した後、混合物を放置して室温まで温め、１時間攪拌した。次いで攪拌後フラスコを０℃まで冷却し、H2O（50mL）をゆっくりと加えた。混合物をCHCl3（250mL）で希釈し、各層を分離した。有機層をH2O（50mL）、0.05N NaOH（２×50mL）、H2O（50mL）、1N HCl（３×50mL）およびH2O（２×50mL）で抽出し、Na2SO4上で乾燥した。この溶液をろ過し、褐色固体まで濃縮した。この固体をろ別し、２−プロパノール（２×30mL）およびジエチルエーテル（２×40mL）で洗浄し、乾燥して、表題の生成物（4.41g,51.5％）を得た。
1H NMR（DMSO−d6）：δ3.89（s,4H）,4.01（s,4H）,7.25（s,2H）,7.65（br s,2H）．
（ｂ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（三級−ブトキシカルボニルメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕テトラヒドロキノキサリン
CHCl3（20mL）およびTHF（80mL）中の実施例１（ｂ）のヒドロブロミド塩（8.0g,13.4mmol）の溶液に、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン（TMG,1.547g,13.4mmol）を加えた。白色固体が生成し、これをろ過し、20％CHCl3/THF（100mL）で洗浄し、TMG・HBrとして同定した。ろ液を透明油状物になるまで濃縮し、この油状物をN,N−ジメチルホルムアミド（DMF,250mL）に溶解し、実施例３（ａ）のビス（クロロアセトアミド）（1.928g,6.72mmol）およびTMG（1.547g）で処理した。淡黄色溶液を60℃まで加温し、窒素雰囲気下で約16時間攪拌した。反応混合物を室温まで冷却し、DMFを真空留去した。残留物をCHCl3（200mL）中に移し、1M Na2CO3（３×40mL）で洗浄した。まとめた水層をCHCl3（50mL）で逆抽出した。まとめたCHCl3層を1M HCl（２×50mL）および脱イオンH2O（２×50mL）で順次抽出した。まとめたHCl層および水層をCHCl3（２×50mL）で洗浄した。水層を三角フラスコ中でCHCl3（250mL）と一緒にし、pHを9.5に調節した（Na2CO3）。中和された混合物を分液ロートに移し、各層を分離した。水層をCHCl3（２×50mL）で抽出し、全てのCHCl3層をまとめ、塩水（２×40mL）で洗浄した。有機層を乾燥（Na2SO4）し、ろ過し、濃縮して、黄色油状物10.60gを得た。シリカゲルのベッドを通し、生成物を10％メタノール/CHCl3で溶出させてさらに精製し、表題の生成物7.06g（84.6％）を得た。
1H NMR（CDCl3）：δ1.30（ｓ）,1.38（ｓ）,1.41（ｓ）,2.0−3.7（br m）,7.28（ｓ）．
（ｃ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕テトラヒドロキノキサリン
CH2Cl2（70mL）およびトリフルオロ酢酸（TFA,60mL）中の実施例３（ｂ）の二量体（7.06g）の溶液を室温で１時間攪拌した。揮発物を回転蒸発で除去し、濃厚な褐色油状物を得た。残留物を、上述のようにCH2Cl2（70mL）およびトリフルオロ酢酸（60mL）に１時間で再溶解させた。この操作を９回繰り返して、ｔ−ブチル基の全てを完全に除去した。最後のTFA処理後、粗生成物を濃縮し、H2O（100mL）に溶解させ、回転蒸発により再濃縮した。このH2Oチェースを数回繰り返した。この生成物を、イオン交換カラムクロマトグラフィーカラム（Bio−Rad AG1−X8、アセテート型）により、0.1N酢酸を用いて生成物を溶出して精製した。所望のフラクションをまとめ、濃縮し、凍結乾燥した後、黄白色固体3.26gを得た。この固体を、エタノール（50mL）中で破砕し、ろ過により取り出し、ジエチルエーテルで洗浄後、乾燥して、表題の化合物（3.18g,48％）を得た。
1H NMR（NaOD,D2O）：δ［2.88（br s）,3.19（br s）,3.43（ｓ）,3.53−3.68（ｍ）;56H］,7.07（m,3H）,7.59（br s,1H）．
（ｄ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−テトラヒドロキノキサリンのビスガドリニウム錯体
100mLの脱イオンH2O（100mL）中の実施例３（ｃ）の二量体キレート化剤（2.50g,2.53mmol）の溶液に、酢酸ガドリニウム（1.9827g,理論値の96％）を加えた。透明溶液を40℃で１時間攪拌した後、回転蒸発（50℃）により濃縮し、酢酸を蒸発させた。残留物をH2O（100mL）に再溶解し、溶液を40℃まで加熱し、室温で一夜攪拌して反応させた。ガドリニウムに対して陽性結果が観察されるまで、酢酸ガドリニウムを0.5mmolずつ加えた。次いで溶液をリガンドで処理し、過剰リガンドが0.5mol％になるように滴定量を調節した。この溶液を凍結乾燥し、表題の生成物3.28gをベージュ色の固体として得た。
マススペクトル（FAB）:m/e 1217（MH+）．
実施例４
N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕エチレンジアミンおよびそのガドリニウム錯体の合成
（ａ）エチレンジアミンビス（クロロアセトアミド）
CHCl3（50mL）中のエチレンジアミン（3.0g,0.05mol）の−15℃まで冷却した溶液に、CHCl3（40mL）中のクロロアセチルクロリド（7.96mL,0.10mol）を滴加した。白色の沈澱物が生成し、反応混合物を室温で一夜攪拌した。16時間後、反応混合物をろ過し、白色固体CHCl3（30mL）および水（100mL）で順次洗浄した。CHCl3層を水（２×25mL）で洗浄し、乾燥（Na2SO4）し、ろ過した。真空乾燥後、白色固体をエタノールから再結晶させ、熱ろ過し、透明ろ液を得た。このろ液を放置すると生成物が結晶化した。この固体をろ過して集め、イソプロピルアルコール（20mL）で洗浄した。再結晶からの母液およびCHCl3層をまとめ、濃縮し、白色固体を得、これをエタノールから再結晶し、次いでイソプロピルアルコールで洗浄した。表題の生成物（4.9g,46％）を白色固体として得た。
1H NMR（CDCl3）δ7.05（br,2H）,4.04（s,4H）,3.49（s,4H）.13C NMR（DMSO−d6）δ166.2,42.7,38.5.
（ｂ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（三級−ブトキシカルボニルメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−エチレンジアミン
実施例１（ｂ）のヒドロブロミド塩（4.7g,7.9mmol）を、20％CHCl3/THF（50mL）に溶解した。この溶液にTMG（0.99mL,7.9mmol）を加えると、溶液は迅速に曇り、TMG・HBrが沈澱した。15分間攪拌した後、溶液をろ過し、ろ液を黄色油状物まで濃縮した。油状物をTHF（80mL）にて取り、丸底三つ口フラスコに移した。次いでフラスコに、NaI（590mg,3.9mmol）、TMG（0.99mL,7.9mmol）および最後に実施例４（ａ）のビスクロロアセトアミド（837mg,3.93mmol）を加えた。反応混合物をN2雰囲気下に置き、68℃まで加熱した。16時間後、反応混合物をろ過し、ろ液をゴム様固体まで濃縮した。残留物をCH2Cl2に取り、1.0N Na2CO3（３×50mL）で洗浄した。水層をCH2Cl2を用いて逆抽出した。有機部分をまとめ、1M HCl（１×80mL）で抽出した。次いで、水層をCH2Cl2で洗浄し、Na2CO3を用いて水相のpHを９に調節した。次いで水層をCH2Cl2（１×200mL、２×100mL）で抽出し、CH2Cl2層を水（２×75mL）で洗浄し、乾燥（MgSO4）し、ろ過した。濃縮および真空乾燥し、表題の化合物3.6g（79％）を薄黄色固体として得た。
1H NMR（CDCl3）δ3.34−2.00（rb band,57H）,1.44（br s,54H）．
（ｃ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−エチレンジアミン
実施例４（ｂ）のエチレンジアミン二量体（6.7g;5.7mmol）を、CH2Cl2（40mL）に溶解させ、1:1のTFA/CH2Cl2溶液（20mL）を加えた。得られた混合物を１時間攪拌した後、濃縮した。この操作を８回繰り返して脱保護を完了させた。最後の脱保護操作後、この溶液を濃縮し、水（３×25mL）でチェースし、帯褐色固体6.2gを得た。この固体を水（15mL）に溶解し、3N LiOHを用いてpHを10.9に調節し、この溶液をAG1−X8イオン交換樹脂（アセテート型）上に装填した。カラムベッドを水（1L）で洗浄し、0.1N酢酸を用いて二量体をカラムから溶出させ、所望のフラクションをまとめ、濃縮し、表題の生成物2.5g（51％）を薄黄色固体として得た。
1H NMR（D2O）δ3.62−2.89（br band）．
（ｄ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕エチレンジアミンのビスガドリニウム錯体
実施例４（ｃ）の二量体キレート化剤（2.12g,2.32mmol）を水（50mL）に溶解させ、酢酸ガドリニウム（1.81g,2.25mmol）を加えた。この混合物を室温で1.5時間攪拌し、溶液を濃縮し、残留物を水（50mL）に移した。さらに1.5時間後、この溶液は陽性のキシレノールオレンジ試験結果を示したため、溶液を濃縮し、水（１×20mL）でチェースした。残留物を、水（50mL）にて移し、室温で一夜攪拌した。16時間攪拌後、溶液を水でチェースし、形成された酢酸を除去した。キシレノールオレンジ試験が陽性色（紫色）を示すまで、リガンドを21mg（0.07mmol）ずつ追加した。最後の21mg分を加え、溶液を40℃で２時間攪拌した。キシレノールオレンジ試験を行うと、陰性結果を示した。次いで、溶液を濃縮し、薄黄色固体を得た。この固体を温水（15mL）に溶解させ、2:1アセトン／メタノール溶液（85mL）を加え、白色の固体を沈澱させた。この固体をろ過して集め、2:1アセトン／メタノール溶液（200mL）、次いでアセトン（30mL）で洗浄し、真空オーブン中で3.5時間乾燥（35℃）し、表題の生成物2.4gを白色固体として得た。
MS（FAB）:m/e 1143.2（MH+）．
分析:C34H54Gd2N10O14 ・3.4H2O:計算値C,29.53;H,5.89;Gd,22.74;N,10.13.実測値C,29.47;H,5.59;Gd,22.54;N,9.81.
実施例５
N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕ホモピペラジンおよびそのガドリニウム錯体の合成
（ａ）ホモピペラジンビス（クロロアセトアミド）
ホモピペラジン（10g;100mmol）をクロロホルム（150mL）に溶解し、この混合物にトリエチルアミン（28mL;200mmol）を加えた。この溶液を、窒素雰囲気下−30℃まで冷却し、１時間かけてクロロアセチルクロリド（17mL;213mmol）を加えた。この溶液を、−30℃で１時間、０℃で２時間および室温で一夜攪拌した。この溶液を、水（４×50mL）を用いて洗浄し、無水MgSO4上で乾燥し、ろ過し、濃縮した。油状残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（クロロホルム中５％メタノール）により精製し、表題の生成物を油状物として得た。この油状物は、長時間放置すると固化した（10.3g,41％）。
1H NMR（CDCl3）:4.04（m,4H）,3.62（m,8H）,and 1.94（m,2H）．
（ｂ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（三級−ブトキシカルボニルメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕ホモピペラジン
アセトニトリル（30mL）中の実施例５（ａ）のビス（クロロアセトアミド）（1.7g,6.72mmol）、DO3A−トリ−ｔ−ブチルエステル（8g,12.43mmol）およびテトラメチルグアニジン（2.6mL,20.75mmol）の溶液を、窒素雰囲気下に60℃で25時間加熱した。溶媒を減圧下で除去し、残留物をクロロホルム（60mL）に再溶解させた。この溶液を、1M炭酸ナトリウム（２×50mL）および水（２×50mL）で洗浄し、1M HCl（４×50mL）および水（２×50mL）で順次抽出した。水性抽出物をまとめ、固体の炭酸ナトリウムを用いて塩基性にした。油状物として分離した粗生成物を、クロロホルム（３×100mL）を用いて抽出し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥し、ろ過し、濃縮して、粗製の表題の生成物を黄色の固体として得た（9.77g）。
1H NMR（CDCl3）:3.44−2.45（m,56H）,1.84（s,2H）,1.42（s,18H）,1.40（s,36H）．
（ｃ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕ホモピペラジン
CH2Cl2（30mL）中の実施例５（ｂ）の粗製ｔ−ブチルエステル（9.77g）の溶液を、トリフルオロ酢酸（30mL）で処理し、この混合物を室温で１時間攪拌した。溶液を濃縮し、この操作を７回繰り返した。最後の脱保護操作後に得られた油状残留物（10.5g）をアセトン（30mL）に溶解し、クロロホルムを用いて沈澱させた。ろ過し、真空乾燥し、黄色固体（8.33g）を得た。この固体を水（20mL）に溶解し、3.0N LiOHを用いてpHを11.0に調整した。この溶液をAG1−X8イオン交換カラム（アセテート型）上に装填し、このカラムベッドを水（1L）で洗浄した。所望の二量体を、0.1N酢酸を用いて溶出させ、所望のフラクションをまとめ、濃縮した。生成物を凍結乾燥し、表題の生成物3.8g（54％）を黄色固体として得た。
1H NMR（D2O）δ3.63−2.74（br band,56H）,1.6（br s,2H）
（ｄ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕ホモピペラジンのビズガドリニウム錯体
水（60mL）に溶解した実施例５（ｃ）の二量体キレート化剤（3.11g,3.26mmol）に、酢酸ガドリニウム（2.52g,6.30mmol）を加えた。この溶液を40℃に１時間加温した後、濃縮し、形成された酢酸を除去した。再び水（60mL）を加え、溶液を１時間攪拌し、この酢酸を除去するための操作を繰り返した。次いで固体を水（60mL）に取り、室温で一夜攪拌した。この溶液は弱陽性のキシレノールオレンジ試験結果を示したので、リガンド（31mg,0.07mmol）を加えた。40℃で1.5時間後、この反応混合物は陰性のキシレノールオレンジ試験結果を示した。この溶液を濃縮し、次いでエタノールに溶解した。アセトンを加え、沈澱した錯体をろ過して集めた。この固体をアセトン中に取り、１時間攪拌した後、ろ過して集めた。この固体を真空オーブン中で２時間乾燥（35℃）し、表題の生成物3.2g（76％）を白色微粉末として得た。
MS（FAB）:m/e 1183.3（MH+）．
分析:C37H58Gd2N10O14 ・12.3 H2O・0.72アセトン：計算値C,32.55;H,6.06;Gd,21.77;N,9.69.実測値C,32.92;H,5.69;Gd,21.47;N,9.91.
実施例６
N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−2,2'−（エチレンジオキシ）ジエチルアミンおよびそのガドリニウム錯体の合成
（ａ）2,2'−（エチレンジオキシ）ジエチルアミンビス（クロロアセトアミド）
CH2Cl2（190mL）中の2,2'−（エチレンジオキシ）ジエチルアミン（10.0g,0.0675mol）の溶液にNa2CO3（14.2g,0.135mol）を加えた。得られた混合物を、氷浴中で冷却し、N2気流下に置き、これにCH2Cl2中のクロロアセチルクロリド（10.7g,0.135mol）を25分かけて滴加した。添加が完了したとき、氷浴を外し、混合物を室温で２時間攪拌した。次いで反応混合物をろ過し、ろ液を水（150mL）、飽和NaHCO3（150mL）、最後に水（150mL）で洗浄した。有機層を乾燥（MgSO4上）し、ろ過し、濃縮して、黄色油状物を得た。この油状物は、真空下に置くと固化した。この固体を、酢酸エチル／ヘキサンの1:1混合物（150mL）で破砕した。白色固体をろ過して集め、真空オーブン中で６時間乾燥（50℃）し、表題の生成物6.9g（34％）を得た。
1H NMR（CDCl3）δ6.97（br s,2H）,4.03（s,4H）,3.60（s,4H）,3.56（歪んだt,4H）,3.50（t,4H）;13C NMR（CDCl）δ165.9,70.1,69.1 42.4,39.3.
（ｂ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（三級−ブトキシカルボニルメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−2,2'−（エチレンジオキシ）ジエチルアミン
実施例１（ｂ）のヒドロブロミド塩（19.8g,33.2mmol）を、20％CHCl3/THF（250mL）に溶解した。この溶液にTMG（4.16mL,33.2mmol）を加えると、溶液は迅速に曇り、TMG・HBrが沈澱した。20分間攪拌した後、溶液をろ過し、ろ液を濃厚な黄色油状物まで濃縮した。残留物をTHF（100mL）中に取り、丸底三つ口フラスコに移し、次いでこれにNaI（2.48g,16.6mmol）、TMG（4.16mL,33.2mmol）および最後に実施例６（ａ）のビスクロロアセトアミド（5.0g,16.6mmol）を加えた。追加のTHF（150mL）を加え、反応系をN2気流下に置き、反応混合物を65℃まで加熱した。４日後、反応混合物をろ過し、ろ液を帯赤色固体まで濃縮した。この固体をCH2Cl2（110mL）中に取り、水（３×100mL）で洗浄した。有機部分を乾燥（MgSO4）し、ろ過し、濃縮して、表題の生成物22.14g（114％）を粘着性の黄色固体として得た。この固体は塩について分析しなかった。
1H NMR（CDCl3）δ3.39−2.06（br band,62H）,1.25（br s,54H）．
（ｃ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−2,2'−（エチレンジオキシ）ジエチルアミン
実施例６（ｂ）の粗製二量体（22.0g,18.7mmol）をCH2Cl2（25mL）に溶解させた。この溶液にTFA（25mL）およびCH2Cl2（10mL）の混合物を加えた。室温で２時間攪拌後、反応物を濃縮した。この操作を７回繰り返して、脱保護を完了した。最後の脱保護操作後、溶液を濃縮し、水（３×40mL）でチェースした。帯赤色半固体を水（30mL）に溶解し、3.0N NH4OHを用いてpHを2.3に調節した。この溶液をAG50−X8イオン−交換樹脂（H+型）上に装填し、このカラムベッドを水（1.8L）を用いて洗浄した。0.5N NH4OHを用いてカラムより二量体を溶出させ、所望のフラクションをまとめ、濃縮して、表題の生成物9.8g（57％）を黄色固体として得た。
1H NMR（D2O）δ3.61−2.92（br band）.MS（FAB）:m/e 921.4（MH+）．
（ｄ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−2,2'−（エチレンジオキシ）ジエチルアミンのビスガドリニウム錯体
水（50mL）中の実施例６（ｃ）のDO3A二量体（5.90g,5.94mmol）の溶液に、酢酸ガドリニウム（3.61g,8.91mmol）を加え、この反応混合物を40℃まで1.5時間加温した。このとき、キシレノールオレンジ試験は陰性であった。陽性（紫色）のキシレノールオレンジ試験結果になるまで、酢酸ガドリニウム（240mg,0.594mmol）を少量ずつ加えた。次いで、リガンドを加え、陰性のキシレノールオレンジ試験を得た。溶液の容量を減少させ、凍結乾燥し、粗錯体7.58gを得た。この粗錯体を、移動相として２％メタノール／水を用いた逆相C18カラムを採用したHPLCにより精製した。
MS（FAB）:m/e 1231.0（MH+）分析:C38H62Gd2N10O16 ・7.65H2O:計算値C,33.38;H,5.70;Gd,23.00;N,10.24.実測値C,33.48;H,5.79;Gd,22.75;N,10.50.
実施例７
N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−N,N'−ビス（2,3−ジヒドロキシプロピル）−エチレンジアミンおよびそのガドリニウム錯体の合成
（ａ）1,2,5,6−ジ−イソプロピリデン−Ｄ−マンニトール
０℃まで冷却したアセトン1.5L中のZnCl2（411g,3.01mol）の溶液に、Ｄ−マンニトール（250g,1.37mol）を加え、この混合物を室温で５時間攪拌した。固体をろ別し、このろ液をジエチルエーテル（1.8L）および炭酸カルシウム（470g,3.4mol）の溶液に注ぐと、激しく泡立った。この溶液を１時間攪拌した。白色の沈澱物をろ別し、このろ液を乾燥（K2CO3）し、濃縮すると、白色の固体が残った。この固体をｎ−ブチルエーテルから再結晶し、表題の生成物160g（50％）を白色針状物として得た。
1H NMR（CDCl3）δ4.2（m,4H）,4.0（t,2H）,3.7（d,2H）,2.7（s,2H）,1.4（d,12H）．
（ｂ）イソプロピリデン−グリセルアルデヒド
実施例７（ａ）のマンニトール誘導体（81g,0.311mol）をCH2Cl2（1.1L）および飽和NaHCO3（40mL）中に懸濁させ、室温で攪拌した。過沃素酸ナトリウム（100g,0.47mol）を四つに分けて20分かけて加え、この溶液を０℃で３時間激しく攪拌した。溶媒を、傾斜して除去し、残留した固体をCH2Cl2中で攪拌した後、ろ過して過剰の固体を除いた。二つの有機部分をまとめ、真空濃縮した。得られた油状物を減圧蒸留し、表題の生成物を透明な粘稠油状物として得た。収量（59g,75％）。
1H NMR（CDCl3）δ4.3（t,1H）,3.9（m,2H）,1.4（d,6H）．
（ｃ）N,N'−ビス（2,3−ジヒドロキシプロピル）−エチレンジアミンビスアセトニド
エチレンジアミン（13.2g,0.22mol）をメタノール（150mL）に溶解し、この溶液を、1:1 HCl/メタノール混合物を用いてpH7に調整した。この溶液を氷浴で冷却し、実施例７（ｂ）のイソプロピリデン−グリセルアルデヒド（59g,0.45mol）を加えた後、NaCNBH3（28.3g,0.45mol）を少量ずつ加えた。この反応混合物を25℃でN2雰囲気下72時間攪拌した。次いで、HCl/メタノールを用いて溶液のpHを３まで下げ、溶媒を真空下で除去した。この固体をH2O中に取り、ジエチルエーテル（３×200mL）で抽出した。水層のpHを11まで高め、ジエチルエーテル（４×200mL）で再度抽出した。エーテル洗浄液をまとめ、乾燥（MgSO4）し、黄色油状物まで濃縮した。表題の生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィーにより単離（５％メタノール/CHCl3）した。収量（37g,58％）。
1H NMR（CDCl3）δ4.1（m,4H）,3.3（m,2H）,2.6（m,8H）,1.4（d,12H）．
（ｄ）N,N'−ビス（2,3−ジヒドロキシプロピル）−エチレンジアミンビスアセトニドビスクロロアセトアミド
実施例７（ｃ）の化合物（37g,0.13mol）およびトリエチルアミン（25.96g,0.25mol）をCH2Cl2（300mL）中で一緒にした。クロロアセチルクロリド（28.9g,0.25mol）を０℃N2雰囲気下で滴加した。反応混合物を室温に戻すと、白色の沈澱物を伴って色の変化が観察された。24時間後、H2O（150mL）を加え、有機層を分離し、水（３×100mL）で洗浄し、乾燥（MgSO4）し、暗色粘稠油状物まで濃縮した。表題の生成物（23g,41％）を10％メタノール/CHCl3でのフラッシュカラムクロマトグラフィーにより単離した。
MS（FAB）:m/e 442（MH+）．
（ｅ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（三級−ブトキシカルボニルメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−N,N'−ビス（2,3−ジヒドロキシプロピル）−エチレンジアミンビスアセトニド
実施例１（ｂ）のヒドロブロミド塩（12g,0.02mol）および実施例７（ｄ）の化合物（4.5g,0.01mol）をCH3CN（300mL）およびテトラメチルグアニジン（7.6mL,0.61mol）に溶解させた。この反応混合物を60℃まで加熱し、N2雰囲気下で６日間攪拌した。溶媒を除去し、得られた暗色油状物をCHCl3中に取り、水（３×100mL）で抽出し、乾燥（MgSO4）し、濃縮して、表題の生成物（12g,80％）を得た。MS（FAB）:m/e 1398（MH+）．
（ｆ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕N,N'−ビス（2,3−ジヒドロキシプロピル）−エチレンジアミン
実施例７（ｅ）の二量体をCHCl3（175mL）に溶解し、トリフルオロ酢酸（175mL）を滴加した。この反応混合物を、室温でN2雰囲気下に１時間攪拌し、次いで真空下にて暗色油状物まで濃縮した。酸処理を10回繰り返し、全てのｔ−ブチル基およびアセトニドを除去した。溶媒を除去し、表題の生成物を分取HPLC（Supelco活性化C18逆相カラム、３％メタノール移動相）により精製した。収量（9g,85％）。MS（FAB）:m/e 982（MH+）．
（ｇ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−N,N'−ビス（2,3−ジヒドロキシプロピル）−エチレンジアミンのガドリニウム錯体
実施例７（ｆ）の二量体キレート化剤（10g,10.2mmol）をH2O（175mL）に溶解させた。ガドリニウムトリ酢酸（5.45g,0.016mol,化学量論的理論量の80％）を加え、NH4OHを用いてpHを７に調節した。この反応混合物を、50℃で２時間攪拌した。ガドリニウムに対するキシレノールオレンジ試験が陽性になるまで、ガドリニウムトリ酢酸を５％ずつ追加した。この反応物をさらに24時間攪拌し、キシレノールオレンジ試験を繰り返し、陽性の結果を得た。表題の生成物の精製を、分取HPLC（Supelco活性化C18逆相カラム、100％H2O移動相）によって行って得た（500mg,5％）。MS（FAB）:m/e 1290（MH+）5.4;Gd,23.36;N,10.43;実測値C,35.3;H,5.59;Gd,23.17;N,10.9.
実施例８
N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−N,N'−ビス（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミンおよびそのガドリニウム錯体の合成
（ａ）ビス（BOC）−ビス（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン
N,N'−ビス（ヒドロキシエチル）エチレンジアミン（2g;13.5mmol）をメタノールに溶解し、この溶液をジ−ｔ−ブチルジカルボネート（6.0g;27.5mmol）で処理した。この溶液を室温で窒素雰囲気下に９時間攪拌し、濃縮した。残留物を石油エーテルで洗浄し、真空乾燥し、表題の生成物を無色固体（4.48g;95.3％）として得た。
1H NMR（CDCl3）：δ1.42（s,18H）,3.44−3.35（m,8H）,3.44（ｓ）,3.7（m,4H）,4.89（br s,2H）．
（ｂ）ビス（BOC）−ビス（２−ベンジルオキシエチル）エチレンジアミン
水素化ナトリウム（0.75g;25mmol）の80％鉱油懸濁液をテトラヒドロフランで窒素ブランケット下で洗浄し、テトラヒドロフラン（25mL）中に再度懸濁させた。ベンジルブロミド（20mL;169mmol）および実施例８（ａ）のジアミンを、順次加えた。激しい初期反応に続いて、この懸濁液を室温で窒素雰囲気下に一夜攪拌した。この溶液を真空下で濃縮し、過剰のベンジルブロミドを40℃で真空留去し、約10％のベンジルブロミドを含有する残留物を真空乾燥して、表題の生成物を黄色固体（7.18g,108％）として得た。
1H NMR（CDCl3）：δ1.39（s,9H）,1.42（s,9H）,3.38−3.66（m,10H）,4.49（s,4H）,7.29（m,10H）．
（ｃ）ビス（２−ベンジルオキシエチル）エチレンジアミン
実施例８（ｂ）のジアミン（7.18g）をCH2Cl2（40mL）に溶解し、０℃まで冷却した。トリフルオロ酢酸（35mL）を加え、この溶液を室温で２時間攪拌した。濃縮後、表題の生成物を石油エーテルで洗浄し、真空乾燥した。収量:7.2g（93％）。
1H NMR（CDCl3）：δ7.27（m,10H）,4.46（s,4H）,3.65（t,4H）,3.44（s,4H）,3.11（t,4H）．
（ｄ）ビス（クロロアセチル）−ビス（２−ベンジルオキシエチル）エチレンジアミン
CH2Cl2（250mL）中の実施例８（ｃ）の化合物（6.81g;20.75mmol）およびトリエチルアミン（5.0mL,41.5mmol）の溶液を、窒素雰囲気下で０℃まで冷却し、クロロアセチルクロリド（3.3mL,41.5mmol）を攪拌しながら滴加した。この溶液を、室温で24時間攪拌し、水（７×20mL）で洗浄し、乾燥（MgSO4）し、濃縮した。粗製の表題の生成物をシリカゲルのカラムクロマトグラフィー（エーテル溶出剤）により精製し、2.94g（29％）を得た。
1H NMR（CDCl3）：δ7.28（m,10H）,4.44（m,4H）,4.21（d,4H）,3.65−3.35（ｓ）;3.35（m,12H）．
（ｅ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（三級−ブトキシカルボニルメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−19−イル−メチルカルボニル）ビス（２−ベンジルオキシエチル）エチレンジアミン
アセトニトリル（130mL）中の実施例８（ｄ）のジアミン（2.94g,6.1mmol）、実施例１（ｂ）のヒドロブロミド塩（7.27g,12.2mmol）、沃化ナトリウム（0.9g,6.1mmol）およびテトラメチルグアニジン（2.3mL,18.3mmol）の溶液を、60℃で窒素雰囲気下に19時間攪拌した。溶媒を真空下で除去し、残留物をCH2Cl2（150mL）に再溶解し、水（100mL）、1M Na2CO3（２×100mL）および水（100mL）で洗浄した。有機層を1M HCl（４×100mL）および水（100mL）で抽出した。水層をまとめ、固体Na2CO3で塩基性にし、CH2Cl2（４×100mL）で抽出した。有機層を乾燥（Na2SO4）し、濃縮した。粗製の表題の生成物（11g,62％）を褐色固体として得た。
1H NMR（CDCl3）：δ7.28（m,10H）,4.45（m,8H）,3.89−2.58（m,60H）,1.45（s,18H）,1.32（s,32H）．
（ｆ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル）ビス（ベンジルオキシエチル）エチレンジアミン
実施例８（ｅ）の粗製二量体（11g）をCH2Cl2（50mL）に溶解し、トリフルオロ酢酸（40mL）で処理した。この混合物を室温で１時間攪拌し、濃縮した。この操作を７回繰り返した。最後の脱保護操作の後、生成物をCH2Cl2（３×15mL）および水（３×15mL）でチェースし、Bio Rad AG1 X−８樹脂（100−200メッシュ，アセテート型）上のイオン交換クロマトグラフィーにより0.1M酢酸で溶出して精製した。アセトンの添加により生成物をメタノールから沈降させてさらに精製して、表題の生成物を黄色固体（4.08g;47％）として分離した。
1H NMR（D2O）：δ7.15（s,10H）,4.30（m,4H）,3.60（ｓ）,3.60−2.87（m,60H）．
（ｇ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕ビス（２−ヒドロキシエチル）−エチレンジアミン
実施例８（ｆ）の二量体（4.05g;3.68mmol）を水（25mL）および氷酢酸（15mL）の混合物に溶解し、Pearlmanの触媒（2g）で処理し、この混合物をParr装置中で52psiにおいて、水素取込みがなくなるまで水素化した。次いでこの溶液をろ過し、濃縮した。残留物をメタノール（50mL）に溶解し、アセトン（100mL）を添加して沈澱させた。この操作を再度繰り返し、表題の生成物である薄黄色固体を真空乾燥した。収量:3.07g（88.6％）。
1H NMR（D2O）：δ3.59−2.93（ｍ）.13C NMR（D2O）：δ177.05;171.74;171.4;169.87;169.52;58.52;58.35;56.14;55.45;55.28;55.04;52.26;52.36;50.97;50.38;49.81;48.85;48.59;47.84;44.33;43.68;42.97;38.68;37.96;29.85.
（ｈ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕ビス（２−ヒドロキシエチル）−エチレンジアミンのビスガドリニウム錯体
実施例８（ｇ）の二量体キレート化剤（3.0g,3.26mmol）を水（30mL）に溶解し、酢酸ガドリニウム（2.38g,5.86mmol）を加えた。この溶液を室温で２時間および40℃で３時間攪拌した。次いでこの溶液を濃縮し、水でチェースし、水に再溶解した。この溶液は、陽性のキシレノールオレンジ試験結果を与えた。リガンド（１重量％ずつ増加）の添加に続く40℃まで加熱を、溶液が陰性のキシレノールオレンジ試験結果を与えるまで続けた。次いでこの溶液を濃縮し、水（２×20mL）でチェースした。メタノール／アセトン溶剤系からの沈澱（×６）およびBio Rad AG1−X8樹脂（アセテート型）の通過により更に精製し、表題の生成物を黄色固体（3.13g,78％）として得た。MS（FAB）:m/e:1230（MH+）。毒性検査のための最終的な精製を、C18カラム上のセミ分取HPLCにより行った。
元素分析；計算値C38H62Gd2N10O16・13.1H2O:C 31.15％,H 6.07％,Gd 21.46％,N 9.56％；実測値:C 31.27％,H 5.61％,Gd 21.0％ N 9.56％．
実施例９
N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−１−（Ｎ−メチルグルカミンカルボニル）−エチレンジアミンおよびそのビスガドリニウム錯体の合成
（ａ）Ｎ−（BOC）−Ｎ−メチルグルカミン
Ｎ−メチルグルカミン（4.0g;20.49mmol）およびジ−ｔ−ブチルジカルボネート（4.48g;20.51mmol）をメタノール（40mL）に溶解し、窒素雰囲気下で24時間攪拌した。濃縮し、石油エーテルで洗浄し、表題の生成物を無色固体（6.48g;100％）として得た。
1H NMR（D2O）：δ3.59−3.38（m,6H）,3.1（s,2H）,2.67（br,3H）,1.21（s,9H）．
（ｂ）Ｎ−（BOC）−Ｎ−メチル−ペンタキス−（Ｏ−ベンジル）グルカミン
水素化ナトリウム（1.5g,50mmol）の80％懸濁液をテトラヒドロフランで窒素下に洗浄した。ベンジルブロミド（17.8mL;150mmol）およびテトラヒドロフラン（25mL）を加えた後、Ｎ−（BOC）−Ｎ−メチルグルカミン（実施例９（ａ）,2.95g,10mmol）を懸濁液に加えた。この混合物を、室温で窒素雰囲気下に一夜攪拌した。反応を、攪拌しながら徐々に水（30mL）を加えることで止めた。有機層を分離し、水層をCH2Cl2（２×30mL）で抽出した。まとめた有機層を水で洗浄し、乾燥（MgSO4）し、濃縮して、黄色油状物を得た。この油状物から過剰のベンジルブロミドを、100℃の浴温で真空留去した。粗製の表題の生成物を粘稠な黄色固体（7g,94％）として得た。1H NMR（CDCl3）：δ7.38（m,25H）,4.79−4.44（m,10H）,4.04−3.76（m,6H）,3.49（m,2H）,2.96（ｓ）,2.78（d,3H）,1.48−1.44（d,9H）.13C NMR（CDCl3）:155.72;138.53（ｍ）;127.68（ｍ）;79.0−76.49（ｍ）;73.93−69.60（ｍ）;49.96;35.94;28.41.
（ｃ）Ｎ−メチル−ペンタキス−（Ｏ−ベンジル）グルカミン
実施例９（ｂ）の粗製グルカミン（7.02g,9.43mmol）をCH2Cl2（25mL）に溶解し、この溶液を氷浴中で冷却した。トリフルオロ酢酸（40mL）を加え、この混合物を室温で２時間攪拌した。この溶液を濃縮し、脱保護操作を再度繰り返した。溶液をCH2Cl2（２×15mL）でチェースし、飽和NaHCO3（30mL）および水（30mL）で洗浄し、乾燥（Na2SO4）し、濃縮して、表題の生成物を褐色固体として得た。この固体を、クロロホルム中の５％メタノールを溶出剤として用いるシリカゲル上のカラムクロマトグラフィーにより精製した。収量:5.55g（91％）。
1H NMR（CDCl3）：δ7.33（m,25H）,4.8−4.41（m,10H）,4.06−3.61（m,6H）3.03−2.71（m,2H）,2.41（s,3H）.13C NMR（CDCl3）：δ137.97（ｍ）;128.25;78.85−69.55（ｍ）;50.41;39.94.
（ｄ）N,N'−ビス（BOC）−2,3−ジアミノプロピオン酸
エタノール（70mL）およびメタノール（20mL）の混合物中のジアミノプロピオン酸塩酸塩（5.13g,36.5mmol）の懸濁液を、トリエチルアミン（10.2mL,73mmol）、ジイソプロピルエチルアミン（5mL）およびジ−ｔ−ブチルジカルボネート（16.72g;76.6mmol）で処理した。この混合物を室温で一夜攪拌し、７時間窒素雰囲気下で還流した。この溶液をろ過し、濃縮した。残留物を石油エーテル（３×20mL）で洗浄し、クロロホルム（150mL）で処理し、混合物を０℃まで冷却した。1M H2SO4（150mL）を加え、混合物を０℃で15分間攪拌した。水層を除去し、クロロホルム（２×30mL）で抽出した。まとめた有機層を水で洗浄し、乾燥（Na2SO4）し、濃縮して、表題の生成物を無色固体（9.57g;86.3％）として得た。
1H NMR（CDCl3）：δ7.34（br,1H）,6.25−5.19（br,2H）,4.3（br,1H）,3.52（m,2H）,1.42（s,18H）.13C NMR（CDCl3）：δ173.32;54.69;42.22;28.29.
（ｅ）N,N'−ビス（BOC）−（Ｎ−メチル−ペンタキス−Ｏ−ベンジル−グルカミンカルボニル）−エチレンジアミン
CH2Cl2（50mL）中の実施例９（ｄ）のプロピオン酸（2.24g,7.37mmol）、ジシクロヘキシルカルボジイミド（1.52g,7.37mmol）、実施例９（ｃ）のグルカミン（4.76g,7.37mmol）およびジメチルアミノピリジン（0.09mg,0.74mmol）の混合物を、室温で窒素雰囲気下に一夜攪拌した。溶液をろ過し、水で洗浄し、乾燥（MgSO4）し、濃縮して、褐色油状物を得た。シリカゲル上のカラムクロマトグラフィー（クロロホルム溶出剤）により精製し、表題の生成物（6.19g,90％）を得た。1H NMR（CDCl3）：δ7.32（m,25H）,4.81−4.65（m,10H）,4.04−3.75（m,4H）,1.45（d,18H）.13C NMR（CDCl3）：δ170.17,169.92,155.8,155.2,138.21,127.76,79.46−76.49（ｍ）,74.30−69.21（ｍ）,50.78−48.65（ｍ）,42.59,36.31,28.15,28.1,25.46,24.81.
（ｆ）Ｎ−メチル−ペンタキス（Ｏ−ベンジル）グルカミン−カルボニルエチレンジアミン
実施例９（ｅ）のエチレンジアミン（5g）をCH2Cl2（60mL）に溶解し、この溶液を０℃まで冷却した。トリフルオロ酢酸（60mL）を加え、溶液を室温で２時間攪拌した。この溶液を濃縮し、この操作を再度繰り返した。濃縮後、残留物をCH2Cl2（３×15mL）でチェースし、CHCl3に溶解し、飽和NaHCO3（２×30mL）および水で洗浄し、乾燥（MgSO4）した。濃縮後、表題の生成物を褐色油状物（4.72g）として得た。
1H NMR（CDCl3）：δ7.3（m,25H）,4.76−4.25（m,11H）,3.96−3.41（m,10H）,2.94−2.52（m,3H）.13C NMR（CDCl3）：δ138.62,127.7,78.89−76.5（ｍ）,74.63−69.55（ｍ）,53.62−46.0（ｍ）,39.62−24.90.MS（FAB）:m/e:732.6（MH+）．
（ｇ）Ｎ−メチル−ペンタキス（Ｏ−ベンジル）グルカミンカルボニルエチレンジアミン−ビス（クロロアセトアミド）
実施例９（ｆ）のエチレンジアミン（3.9g,5.33mmol）およびトリエチルアミン（1.5mL,10.7mmol）をCH2Cl2（50mL）に溶解し、この溶液を窒素雰囲気下で０℃まで冷却した。クロロアセチルクロリド（1.2g,10.6mmol）をゆっくり添加した。この添加が完了した後、溶液を室温まで加温し、一夜攪拌した。この溶液を、水（３×20mL）で洗浄し、乾燥（MgSO4）し、濃縮した。残留物を、メタノール／クロロホルム溶媒混合物（０−５％）を用いて溶出させるシリカゲル上でのクロマトグラフィー処理により、表題の生成物3.82g（81％）を得た。
1H NMR（CDCl3）：δ7.30（m,25H）,4.78−4.40（m,10H）,4.30（m,1H）,4.01−3.19（m,14H）,2.94−2.51（m,3H）.13C NMR（CDCl3）：δ168.85−165.55（ｍ）,137.98−137.5（ｍ）,127.86−126.74（ｍ）,78.29−75.55（ｍ）,74.09−71.38（ｍ）,68.94−68.72（ｍ）,49.08−48.64（ｍ）,42.14−40.99（ｍ）,36.5;35.8,33.76−33.1,25.07,24.41.MS（FAB）:m/e 884.4（MH+）．
（ｈ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（三級−ブトキシカルボニルメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−Ｎ−メチル−ペンタキス（Ｏ−ベンジル）グルカミン−カルボニルエチレンジアミン
実施例１（ｂ）のヒドロブロミド塩（5.12g,8.6mmol）および実施例９（ｇ）のビス（クロロアセトアミド）（3.8g,4.3mmol）をCH3CN（100mL）に溶解し、テトラメチルグアニジン（1.62mL,12.9mmol）を加えた。この溶液を窒素雰囲気下に60℃で25時間加熱した。濃縮後、残留物をクロロホルム中に取り、水で洗浄し、乾燥（MgSO4）した。濃縮すると、粗製の表題の生成物を粘稠の黄色物質（9.08g）として得た。1H NMR（CDCl3）：δ7.22（m,25H）,4.70−4.32（m,11H）,4.00−3.67（m,6H）,3.38−2.49（m,55H）,1.39−1.35（m,54H）.13C NMR（CDCl3）：δ174.27−169.56（ｍ）,138.5−136.6（ｍ）,132.49−127.11（ｍ）,81.06−80.16（ｍ）,78.62−76.49（ｍ）,73.62−69.37（ｍ）,57.62−47.28（ｍ）,36.9;27.97.MS（FAB）:m/e 1842.1（MH+）．
（ｉ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−Ｎ−メチル−ペンタキス（Ｏ−ベンジル）グルカミン−カルボニルエチレンジアミン
実施例９（ｈ）の二量体（7.9g,4.29mmol）をジクロロメタン（80mL）に溶解し、０℃まで冷却した。トリフルオロ酢酸（80mL）を加え、この溶液を室温で１時間攪拌した。この溶液を濃縮し、この操作を９回繰り返した。最後の脱保護操作の後、溶液を濃縮し、CH2Cl2（４×20mL）および水（４×20mL）でチェースした。真空乾燥して、粗製の表題の生成物（10.9g）を得た。
1H NMR（D2O）：δ6.53（br,25H）,4.08−2.37（m,72H）.13C NMR（D2O）：δ126.33,52.33,51.05,50.13,47.27,45.68,40.27.MS（FAB）:m/e 1504.5（MH+）．
（ｊ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−１−（Ｎ−メチル−グルカミンカルボニル）−エチレンジアミン
水（20mL）中の実施例９（ｉ）の二量体（0.86g;0.57mol）の溶液を、氷酢酸（5mL）およびPearlmanの触媒（0.5g）で処理した。この混合物をParr水素化装置中で水素ガスを用いて53psiの圧力で、更なる水素の取込みが観察されなくなるまで水素化した。この溶液をろ過し、濃縮し、水でチェースした。残留物を、溶出剤として酢酸（0.05−0.2M）を用いるBio Rad AG1−X8樹脂（100−200メッシュ，アセテート型）を用いたイオン交換クロマトグラフィーにより精製して、表題の生成物0.42g（70％）を薄黄色固体として得た。
1H NMR（D2O）：δ3.8−2.66（ｍ）.13C NMR（D2O）：δ175.17,179.46,172.17−170.77,72.22−70.61,63.31,56.87−48.77,40.59−35.18.MS（FAB）:m/e 1054.6（MH+）．
（ｋ）N,N'−ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル−メチルカルボニル〕−１−（Ｎ−メチルグルカミンカルボニル）エチレンジアミンのビスガドリニウム錯体の合成
水（25mL）中の実施例９（ｊ）の二量体キレート化剤（0.94g,0.89mmol）の溶液に、酢酸ガドリニウム（0.47g）を加え、この溶液を40℃で一夜攪拌した。濃縮し、この溶液をpHが5.2になるまで水で繰り返しチェースした。遊離ガドリニウムに対するキシレノールオレンジ試験結果は陰性であった。反応混合物が陽性のガドリニウムに対するキシレノールオレンジ試験結果を示すまで、さらに酢酸ガドリニウムの量を１重量％ずつ加え、溶液を40℃で１時間加熱した。この溶液をろ過し、濃縮し、水でチェースした。粗製の表題の生成物を、水中の２％メタノールを用いるC18カラム上でのセミ分取HPLCにより精製し、続いてメタノール溶液からアセトンで沈澱させ、0.78g（52％）得た。MS（FAB）:m/e 1364.3（MH+）．
実施例10
ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル〕−２−オキソ−３−アザ−ペンタン、およびそのガドリニウム錯体およびジスプロシウム錯体の合成
（ａ）３−アザ−４−オキソ−1,5−ジブロモペンタン
ブロモエチルアミンヒドロブロミド（6.15g,30mmol）をクロロホルム（40mL）中に懸濁させ、ジイソプロピルエチルアミン（5.2mL,60mmol）で処理した。この溶液を、ドライアイスアセトン浴中で冷却し、クロロホルム（10mL）中のブロモアセチルブロミド（2.6mL,30mmol）の溶液を窒素雰囲気下で滴加した。添加が完了した後、溶液を室温まで加温し、一夜攪拌した。溶液を、順に水（２×30mL）、1M酢酸（２×30mL）、水（30mL）、1M NaOH（２×30mL）および水（２×30mL）を用いて洗浄した。無水Na2SO4上で乾燥させた後、濃縮し、粗製の生成物を無色固体（4.94g;66％）として得た。クロロホルムから再結晶し、純粋な表題の生成物（1.33g,18.1％）を得た。
1H NMR（CDCl3）：δ6.84（br,1H）,3.91（s,2H）,3.72（q,2H）,3.5（t,2H）.13C NMR（CDCl3）：δ166.08,41.54,31.11,28.67.
（ｂ）ビス〔1,4,7−トリス−（三級−ブトキシカルボニルメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル〕−２−オキソ−３−アザ−ペンタン
３−アザ−４−オキソ−1,5−ジブロモペンタン（実施例10（ａ）,1.28g,5.22mmol）、実施例１（ｂ）のヒドロブロミド塩（6.22g,10.44mmol）およびテトラメチルグアニジン（2mL,15.66mmol）をアセトニトリル（125mL）に溶解し、この溶液を60℃で窒素雰囲気下に48時間加熱した。この溶液を濃縮し、残留物をクロロホルムに溶解し、水で洗浄した。無水Na2SO4上で乾燥し、褐色油状物まで濃縮した。石油エーテルで抽出した後、抽出液を濃縮し、粗製の表題の生成物（6.26g）を得た。
1H NMR（CDCl3）:8.8（br,1H）,3.46−2.38（m,50H）,1.28（s,54H）.13C NMR（CDCl3）：δ172.2−169.84,80.47,61.83−47.37,27.94,27.9.MS（FAB）:m/e 1112.9（MH+）．
（ｃ）ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル〕−２−オキソ−３−アザ−ペンタン
氷浴中で冷却したCH2Cl2（80mL）中の実施例10（ｂ）の二量体（6.25g）の溶液に、トリフルオロ酢酸（60mL）を加え、この混合物を室温で１時間攪拌する。この溶液を濃縮し、この操作を９回繰り返す。最後の脱保護操作の後、溶液を濃縮し、CH2Cl2（３×20mL）および水（３×20mL）でチェースする。残留物を、Bio Rad AG1−X8イオン交換樹脂（100−200メッシュ，アセテート型）を通過させ、生成物を酢酸水溶液（0.05−0.1M酢酸）で溶出する。
（ｄ）ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル〕−２−オキソ−３−アザ−ペンタンのビスガドリニウム錯体
実施例10（ｃ）の二量体キレート化剤を水に溶解し、酢酸ガドリニウムを加える。この溶液を40℃で２時間攪拌する。この溶液のpHを、0.1M水酸化アンモニウムを添加して３から５に高めた後、水でチェースする。陽性のキシレノールオレンジ試験結果が観察されるまで、酢酸ガドリニウムの１重量％ずつの添加および40℃での加熱を続ける。次いで、この溶液をろ過し、濃縮する。残留物を水でチェースし、真空乾燥して、表題の生成物を得る。
（ｅ）ビス〔1,4,7−トリス−（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−10−イル〕−２−オキソ−３−アザ−ペンタンのビスジスプロシウム錯体
実施例10（ｄ）と同様にして、実施例10（ｃ）の二量体キレート化剤と可溶性ジスプロシウム（III）塩とを用いて、ジスプロシウム錯体を製造する。
実施例11−実験結果
一連の二量体置換テトラアザシクロドデカン巨大環化合物（表１）のガドリニウム錯体を製造した。これらの物理化学的性質を調べ、細胞外液MRIコントラスト剤としての有用性を評価した。ここに、結果を示す。
実 験
表１に示したDO3Aビス（アミド）二量体リガンド１〜11は、DO3A−トリ−ｔ−ブチルエステルとビス（クロロアセトアミド）とをカップリング反応させた後、ｔ−ブチルエステル基を脱保護して製造された。ガドリニウム錯体は、リガンドをGd（OAc）３と反応させて製造された。緩和性は、水中および血清中（選択された場合）、40℃および20MHzで測定された。粘度およびオスモル濃度は、表２に列挙した濃度で測定された。
結 論
ここに提示された二量体ガドリニウムキレートの、緩和性、粘度およびオスモル濃度を含む好ましい物理化学的性質は、新しい細胞外液MRIコントラスト剤としてのこれらの可能性を示唆している。
Figure 0003541951
Figure 0003541951

Claims (16)

  1. 式Ｖ
    Figure 0003541951
    （上式中、各Ｘは同一でも異なってもよく、NZ、ＯまたはＳであり、少なくとも二つのＸはNZであり；
    各Ｚは基R1または基CR1 2Yであり、各巨大環上の少なくとも一つのＺは基CR1 2Yであり；
    各Ｙは基CO2H、PO3H、SO3H、CONR1 2、CON（OR1）R1、CNSまたはCONR1NR1 2であり；
    ｍは０、１または２であり；
    各ｎは２または３であり；
    ｑは、１または２であり；
    各R1は同一でも異なってもよく、水素原子、あるいは一つ以上の水酸基および／またはアルコキシ基により任意に置換されたC1-6アルキル基であり；
    Ｄは、１以上のエーテル酸素を含み、かつ、1000未満の分子量を有し、下式で表される架橋基であって（ただし、非置換のカルボニルアミノエチルアミノカルボニル基を除く）、
    −CO−X2−L1−（X2−CO−）ｐ−
    式中、ｐは０または１であり、
    X2はＯまたはNR2であり、
    R2は水素原子もしくは水酸基、あるいは酸素原子、硫黄原子または窒素原子により、またはカルボニル基またはアリール基により任意に中断され、かつ、水酸基、アミン基またはアリール基により任意に置換されたOR1基、NR1 2基またはC1-6アルキル基であり、あるいはR2は、生体分子または巨大分子と結合するための官能基を含んでおり、あるいは二つのR2基は、一緒になって架橋リンカー基を形成し、さらに二つのX2基を結合する少なくとも二つの原子を提供するか、または一つのX2基と（CR1 2）ｑ部分（ここでR1およびｑは上記で定義した通りである）とを結合する少なくとも一つの原子を提供するL1は、酸素原子により中断され、かつ、硫黄原子または窒素原子により、またはアリール基またはカルボニル基により任意に置換され、かつ任意に中断された直鎖状、分岐状または環状のアルキレン基あるいはこれらの基の組合せである）
    で示される化合物、その塩またはその金属キレート。
  2. 各巨大環状
    Figure 0003541951
    環が９〜14個の環原子を有する請求の範囲第１項に記載の化合物、その塩またはその金属キレート。
  3. 上記各巨大環において各ｎが２である請求の範囲第１項または第２項に記載の化合物、その塩またはその金属キレート。
  4. 架橋基Ｄが500未満の分子量を有する請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の化合物、その塩またはその金属キレート。
  5. 各ｑが１である請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の化合物、その塩またはその金属キレート。
  6. 各ｍが１である請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の化合物、その塩またはその金属キレート。
  7. 各Ｙが基COOHまたはCOO-である請求の範囲第１項〜第６項のいずれかに記載の化合物、その塩またはその金属キレート。
  8. Ｄが、下記式
    Figure 0003541951
    （式中、ｒは１〜６の値を有する整数であり、ｓは１〜20の値を有する整数である）の基からなる群から選択されたものである請求の範囲第１項〜第７項のいずれかに記載の化合物、その塩またはその金属キレート。
  9. Ｄが式COOCH2CH2OCH2CH2NHCH2CH2OCH2CH2OCOである請求の範囲第１項〜第７項のいずれかに記載の化合物、その塩またはその金属キレート。
  10. Ｄが式CONHCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2NHCOである請求の範囲第１項〜第７項のいずれかに記載の化合物、その塩またはその金属キレート。
  11. 式VII
    Ｍ−CH2CO）２−D' （VII）
    （式中、Ｍは、少なくとも一つ好ましくは二つの環窒素がCH2COOH基により置換され、かつ、残りの任意の環窒素原子が基R3により置換された窒素に結合したトリアザ−、テトラアザ−、トリアザオキサ−あるいはトリアザチア−シクロアルカンであり；
    R3は水素原子、あるいは水酸基またはアルコキシ基により任意にモノ置換またはポリ置換され、かつ、アリーレン基または置換アリーレン基により任意に中断されたC1-6アルキル基であり；
    CO−D'−COは請求の範囲第１項でＤについて定義された架橋基である）で表される請求の範囲第１項に記載の化合物、その塩またはその金属キレート。
  12. 以下の工程：
    （ａ）少なくとも一つの基Ｘが基NHである式Ｖの化合物を、式VIII
    Lv−R4 （VIII）
    （式中、Lvは交換可能な脱離基であり、R4は基CR1 2Yまたは水素原子以外の基R1である）で表される化合物と反応させる；
    （ｂ）式Ｘおよび／またはXI
    Figure 0003541951
    （式中、Ｘ、R1、ｎ、ｑおよびｍは請求の範囲第１項で定義したとおりである）
    で表される化合物またはその活性化された誘導体を、式IX
    Lv（CO−X2）−L1−（X2−CO）tLv （IX）
    または式IX a
    Figure 0003541951
    （式中、R1、ｑ、X2およびL1は請求の範囲第１項で定義されたとおりであり、ｔは０または１であり、各Lvは交換可能な脱離基であり、その一方は式ＸまたはXIの第二化合物と接合する前に任意に保護される）で表されるリンカー分子と反応させる；
    （ｃ）式Ｘの化合物を対応する酸クロリドに変換し、好適なジアミンと反応させる；
    （ｄ）式Ｖの化合物またはそのキレートを金属化するか、あるいは金属交換する；
    （ｅ）式Ｖの化合物またはそのキレートを、それらの塩基または酸付加塩に変換するか、あるいは塩を遊離の酸または塩基に変換する；および
    （ｆ）保護された官能基を有する反応関与体を用いて上記工程（ａ）〜（ｄ）の少なくとも一つを行い、続いて保護基を除去する；
    の少なくとも一つを含む請求の範囲第１項に記載の化合物の製造方法。
  13. ヒトまたはヒト以外の動物の身体に、請求の範囲第１項で定義された式Ｖの化合物の金属キレートまたはその塩（この金属は常磁性、放射性またはＸ線遮蔽性である）を含む診断剤の有効量を投与し、そして上記キレートが分布する上記身体の少なくとも一部のイメージを生成させることを含むヒトまたはヒト以外の動物の身体の増強されたイメージを生成させるために使用する該診断剤の製造において、式Ｖの化合物の使用の方法。
  14. ヒトまたはヒト以外の動物の身体に、放射性金属種と請求の範囲第１項で定義された式Ｖの化合物のキレートまたはその塩の有効量を投与することを含むヒトまたはヒト以外の動物の身体に施される放射線治療方法のための該キレートまたはその塩の製造において、式Ｖの化合物の使用の方法。
  15. ヒトまたはヒト以外の動物の身体に、請求の範囲第１項で定義された式Ｖの化合物、あるいは生理的に許容されるその塩または弱い錯体の有効量を投与することを含むヒトまたはヒト以外の動物の身体に施される重金属の解毒方法のための生理的に許容されるその塩または弱い錯体の製造において、式Ｖの化合物の作用の方法。
  16. 請求の範囲第１項で定義された式Ｖの化合物、あるいはその塩またはキレートを、溶媒中で、少なくとも僅かでも可溶性の上記金属の化合物とともに混合することを含む金属キレートの製造方法。
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