JP4172393B2

JP4172393B2 - 保護されたチロシン誘導体、その製造方法、及びｏ−（２−〔１８ｆ〕−フルオロエチル）−ｌ−チロシン製造のためのその使用

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Publication number: JP4172393B2
Application number: JP2003505308A
Authority: JP
Inventors: ハマハー，クルト
Original assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: US6919475B2; US20040192954A1; WO2002102765A2; WO2002102765A3; DE50202381D1; EP1392650B1; ATE289992T1; EP1392650A2; DE10127126A1; JP2004529989A

Description

本発明は、Ｏ−（２−〔^１８Ｆ〕フルオロエチル）−Ｌ−チロシンの製造方法、Ｏ−（２−〔^１８Ｆ〕フルオロエチル）−Ｌ−チロシン製造用の初期化合物としての新規化合物、及びこの初期化合物の製造方法に関する。

脳腫瘍の診断は近年、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）法を使って行われることが多くなっている。

最初、ＰＥＴ法を使った診断は、化合物^１８Ｆ−フッ素−デオキシグルコース（ＦＤＧ）を診断用薬として用いたブドウ糖代謝の検査に集中していた。しかしこの標識化合物を使った場合、必ずしも常に満足のゆく結果が得られたわけではなく、特に、脳全体にブドウ糖が蓄積され、そのために正常な組織と腫瘍組織との十分なコントラストが観察できず、従って腫瘍組織を健康な脳の組織と十分に区別することができないからである。

標識アミノ酸を使った実験では、より満足のいく結果が得られた。最初、アミノ酸^１１Ｃ−メチオニンを使って大いに期待の持てる結果が得られた。この結果は、脳腫瘍の判定用及び治療の経過用に信頼のおける検査が実施可能であることを裏づけるものであった。最初は腫瘍組織内でタンパク合成が盛んになることが、アミノ酸濃度上昇の原因であると推測されたが、現在ではむしろ、引き金となるのはアミノ酸輸送の変化だと推測されている。しかしアミノ酸輸送のこうした変化は、正常な、生理的アミノ酸を使ってしか実施できないわけではなく、それ自体はタンパク合成に利用されないアミノ酸誘導体を使っても実施できる。

しかし^１１Ｃ−メチオニンを使った研究は、^１１Ｃの半減期が２０分と非常に短く、^１１Ｃ−メチオニン（及び当然^１１Ｃで標識された他の化合物）を使ったＰＥＴ診断は、寿命の短い陽電子放射体^１１Ｃが製造される研究所内あるいは、研究所近隣の場所でしか実施できないという実用上の欠点を明らかにした。

^１１Ｃの短寿命という欠点を克服するため、^１８Ｆ標識されたアミノ酸を使って更に研究が行われた。^１８Ｆの半減期は１１０分と、^１１Ｃと比較してかなり都合がよい。これだけの半減期があれば、中心となる施設で製造し、そのまま他の施設や医師の診察室へ運搬することが可能になる。これまでに、４−〔^１８Ｆ〕−フルオロ−Ｌ−プロリンや、Ｏ−（２−〔^１８Ｆ〕フルオロエチル）−Ｌ−チロシン、１−アミノ−３−〔^１８Ｆ〕フルオロシクロブタンカルボン酸及び３−〔^１８Ｆ〕フルオロ−α−メチル−Ｌ−チロシンを使った実験が重ねられた。化合物Ｏ−（２−〔^１８Ｆ〕フルオロエチル）−Ｌ−チロシンは、非常に適していることが証明され、臨床の実践で既に試用されている（非特許文献１）。

Ｏ−（２−〔^１８Ｆ〕フルオロエチル）−Ｌ−チロシンの製造は、従来比較的手間のかかる方法で実施されてきた（非特許文献２）。

この方法は、第一段階で〔^１８Ｆ〕フルオロエチルトシラートを製造し、第二段階で保護されていないＬ−チロシン（二カリウム塩として）を、これと反応させていた。

この製法の欠点は、^１８Ｆ−フッ素化試薬を次の反応の前にクロマトグラフィーで精製する必要があることである。

ＷｅｂｅｒＷ．Ａ．ら；Ｅｕｒ．Ｊ．Ｎｕｃｌ．Ｍｅｄ．２０００；２７：５４２−５４９ＷｅｓｔｅｒＨ．Ｊ．ら；Ｊ．Ｎｕｃｌ．Ｍｅｄ．１９９９；４０：２０５−２１２

本発明の一つの目的は、Ｏ−（２−〔^１８Ｆ〕フルオロエチル）−Ｌ−チロシンの比較的簡単な製造方法を提供することであった。

本発明のもう一つの目的は、Ｏ−（２−〔^１８Ｆ〕フルオロエチル）−Ｌ−チロシン製造用の初期化合物を提供することであった。

本発明のもう一つ別の目的は、初期化合物の製造方法を提供することであった。

本発明はまず、式（１）

で示されるＯ−（２−〔^１８Ｆ〕フルオロエチル−Ｌ−チロシン（〔^１８Ｆ〕ＦＥＴ）製造用の新たな初期化合物に関する。
ここで、Ｒ^１は、カルボキシル基の適切な保護基であり、Ｒ^２はアミノ基の適切な保護基である。

基Ｒ^３は、式（１）で示される初期化合物をフッ素化して、対応するフッ素化された化合物にするのに適切な脱離基である。

適切な基Ｒ^１は、特定の反応条件下でカルボキシル基を保護するものである。後で本発明の方法の説明の中でより詳細に記述されるように、好ましい実施形態は、この方法を双極性の、非プロトン性溶媒の中で実施することを意図している。基Ｒ^１は、本方法のこの好ましい実施形態で、求核的な^１８Ｆ−フッ素化という条件下では開裂されないという課題を果たすことになる。基Ｒ^１はこの方法の最終段階で基Ｒ^２とともに、あまり手間をかけずに酸性条件下で開裂され得ることが望ましい。

こうした適切な基Ｒ^１は、例えば強い酸性条件下で、有機非水性溶剤中でも開裂され得る基である。

本発明において好ましい基Ｒ^１とは、メチルチオメチル基、テトラヒドロフラニル基、ジフェニルメチル基、ｐ−メトキシベンジル基、ピペロニル基及びｔ−ブチル基である。

最も好ましい基Ｒ^１は、ｔ−ブチル基である。

適切な基Ｒ^２とは、特定の反応条件下でアミノ酸のアミノ基を保護するものである。後で、本発明の方法の詳細な説明の中で詳細に記述されるように、好ましい実施形態は、双極性の非プロトン性溶媒中で本方法を実施することである。基Ｒ^２は本方法のこの好ましい実施形態において、求核的^１８Ｆ−フッ素化条件下で、保護機能を果たし、Ｌ−アミノ酸のラセミ化を防ぐという機能を有するものである。この基は本方法の最終段階で容易に開裂され得ることが望ましい。

こうした基Ｒ^２とは、例えばアルキル基又はアリールアルキル基である。

本発明において好ましい基Ｒ^２は、ｔ−ブチルカルバミン酸塩、ｐ−メトキシベンジルカルバミン酸塩、ジフェニルメチルカルバミン酸塩などのカルバミン酸塩及びトリフェニルメチル基である。最も好ましいのはトリフェニルメチル基である。

基Ｒ^３は、適切な脱離基である。この基は実際のフッ素化法において、フッ素−１８によって置換される。

化合物の範囲内で好ましい基Ｒ^３は、ｐ−トシルオキシ、メタンスルホニルオキシ、トリフルオロメタンスルホニルオキシ及び臭素である。

特に好ましい基Ｒ^３は、ｐ−トシルオキシ基である。

式（１）で示される化合物が結晶形態で存在するはずであることが明らかになり、それによってその取り扱いや計量が実質的により簡単になる。

式（１）で示される化合物は、Ｏ−（２−〔^１８Ｆ〕フルオロエチル）−Ｌ−チロシン製造の初期化合物として特に適している。

本発明のＯ−（２−〔^１８Ｆ〕フルオロエチル）−Ｌ−チロシンの製造方法は、式（１）で示される初期化合物が、第一段階で^１８Ｆ−フッ素化され、第二段階で保護基Ｒ^１とＲ^２が開裂され、それにより所望の最終化合物Ｏ−（２−〔^１８Ｆ〕フルオロエチル）−Ｌ−チロシンが得られる。

フッ素化のために式（１）で示される化合物を、例えば式Ｒ_４Ｎ^＋１８Ｆ（式中、Ｒは炭素数３〜６のアルキル基、特にｎ−ブチルである。）相間移動系の存在下で反応させる。^１８Ｆは、^１８Ｏを添加した水をサイクロトロン内での（ｐ，ｎ）−核反応により〔^１８Ｆ〕フッ化物に変換する、当業界で公知の方法によって製造する。

フッ素化は、相間移動触媒を使って実施される。こうした相間移動触媒としては、基本的に〔Ｋ⊂２．２．２〕_２ＣＯ_３及び〔ＴＢＡ^＋ＨＣＯ_３ ⁻〕のような触媒が考慮に値する。

触媒として〔Ｋ⊂２．２．２〕_２ＣＯ_３を使ったフッ素化段階の実施にあたり、約１０％の収量が達成され得ることが明らかになった。

さらに、触媒として（ＴＢＡ^＋ＨＣＯ_３ ⁻）を使ったフッ素化段階を実施することによって、この結果が改善され得ることも明らかになった。Ｏ−（２−〔^１８Ｆ〕フルオロエチル）−Ｌ−チロシン製造用初期化合物として、特に好ましい初期化合物Ｎ−トリチル−Ｏ−（２−トシルオキシエチル）−Ｌ−チロシンｔ−ブチルエステルを用いると、触媒として（ＴＢＡ^＋ＨＣＯ_３ ⁻）を使って８０％を超える放射化学的収量が達成される。これは驚くほどよい結果である。

求核性の^１８Ｆ−フッ素化用の溶媒として、通常の有機溶剤が考慮に値する。例えば、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスホキシド及びヘキサメチルリン酸トリアミドなどの非プロトン性溶媒を使って実施すると特にうまく反応が進行し、なかでもアセトニトリルは、その物理化学的性質から特に適している。

第一段階は通常約８５℃の温度で実施される。実施時間は通常５分で十分である。

第一段階終了後、既に言及したように、約５分で脱保護される。予め精製を行う必要はなく、脱保護の第二段階は第一段階と同じ容器内で進行し、また従って、単一容器で反応を行う方法であることは、本発明の魅力的な一面である。

脱保護自体は強い酸を加えることで開始されるが、ここでは例えばジクロルメタンなどの非水系でも使用できる酸であるか否かが重要である。トリフルオロ酢酸を使う脱保護は、特にうまく進行する。

脱保護後、化合物Ｏ−２−〔^１８Ｆ〕フルオロエチル）−Ｌ−チロシンは、未精製のまま使用できる。

最終化合物Ｏ−（２−〔^１８Ｆ〕フルオロエチル）−Ｌ−チロシンの最後の精製段階は、通常の手段と方法を用いて行われる。標識アミノ酸の分離は、有機相からの固相抽出を使って非常に都合よく行うことができる。この場合シリカゲル及び酸化アルミニウムの利用が推奨される。この抽出をシリカゲルと酸化アルミニウムを使って行うと、通常固相に吸着された酸は、適切な溶出段階によってかなり取り除かれる。ここでは、溶出にどのような溶剤を使ったかはあまり重要でなく、溶媒選択には、どの酸が使われたかと、どの固相組み合わせが用いられたかが役割を果たす。一般に、ｎ−ペンタンとジエチルエーテルとの混合物が、この溶出段階にとって、特にトリフルオロ酢酸を使った場合、非常に適している。

溶出後、固相に付着している溶媒の残りは、窒素又はアルゴンなどの不活性ガスで蒸発させて除去され、標識アミノ酸は適切な緩衝液を使って抽出できる。通常、直接ＨＰＬ−クロマトグラフィーを可能にする緩衝液を用いる。

本発明の方法の大きな利点は、標識アミノ酸が比較的容易に単一容器を使った反応で製造できることである。この方法によれば、ラセミ化を防ぎながらの製造が可能になる。〔^１８Ｆ〕フッ化物の使用は、担体が添加されていない最終製品を保証するが、このことは患者への投与に必要である。本発明の方法の利点は、標識アミノ酸が１８．５ＧＢｑ／μｍｏｌを超えるモル活性を持った標識アミノ酸の製造が何の問題もなく可能なことである。

式（１）で示される初期化合物の製造は、当業界で公知の方法で行うことができる。アミノ酸Ｌ−チロシンを用いることができ、所望の最終製品に従って、その後の試薬を選択することができる。

基Ｒ^１としてｔ−ブチル基を含む、式（１）で示される初期化合物を製造する必要がある場合、商業的に入手可能なＬ−チロシンｔ−ブチルエステルという化合物を出発原料とするのが便利である。そうでなければ、Ｌ−チロシンは第一段階で、カルボキシル基と反応しうる試薬と結合され、式（２）

で示される化合物を形成する。
ここで、Ｒ^１は、本発明の初期化合物の説明に関して記述されたのと同じ意味を有する。反応実施のための適切な試薬は、特に、例えばｔ−ブタノール又はオレフィンイソブタンなどのアルコールである。

第二段階では、式（２）で示される化合物を、化合物Ｒ^２Ｘと反応させ、式（３）

で示される化合物が形成される。基Ｒ^２は、ここで、本発明の初期化合物の説明に関して記述されたのと同じ意味を有する。Ｘはハロゲン、好ましくは塩素である。

次の段階では、式（３）で示される化合物を、式（１）で示される化合物に変換し、この最後の段階で、芳香環の水酸基にＲ^３−Ｃ_２Ｈ_４−基が導入される。この最終段階に適切な試薬は、例えばエチレングリコールジ（ｐ−トルエンスルフォネート）及び２−ブロムエタノールなどの１，２−二官能性エチレン誘導体、である。

基Ｒ^３がトシルオキシ基であることが、式（１）で示される化合物の好ましい実施形態であり、この好ましい実施のために、最終段階はエチレングリコールジ（ｐ−トルエンスルフォネート）を使って実施される。

以下の例を使って本発明をさらに詳細に説明する：
実施例１
Ｏ−（２−トシルオキシエチル）−Ｎ−（トリフェニルメチル）−Ｌ−チロシンｔ−ブチルエステルの製造：

第一段階Ｎ−トリフェニルメチル−Ｌ−チロシンｔ−ブチルエステル
Ｌ−チロシンｔ−ブチルエステル^＊を、室温、ＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）中、トリエチルアミンの存在下で、等モル量のトリフェニルメチルクロライドと反応させた。ＤＭＦ相を４倍量の氷と混合することにより、粗生成物が沈殿し、エタノールから再結晶する。
収率：７０％Ｆｐ．１７１℃
（＊商業的に入手可能である）

第二段階Ｏ−（２−トシルオキシエチル）−Ｎ−（トリフェニルメチル）−Ｌ−チロシンｔ−ブチルエステル：
等モル量のＮ−トリフェニルメチル−Ｌ−チロシンｔ−ブチルエステル及び、エチレングリコールジ−（ｐ−トルエンスルフォネート）を、アセトン中に溶解した。塩基の存在下で、抽出物の混合物を２日間室温で激しく攪拌した。濾過及び粗生成物含有溶液を蒸発させた後、生成物の精製を低沸点の石油エーテル及び酢酸エチルからなる移動触媒を含むシリカゲルを使って実施した。
収率：６０％Ｆｐ．５４...６４℃

Ｏ−（２−〔１８Ｆ〕−フルオロエチル−Ｌ−チロシン）の製造
^１８Ｆを含む水を４０μｍｏｌのテトラ−ｎ−ブチルアンモニウム炭酸水素塩の存在下で、蒸発乾固した。引き続き０．５ｍｌのアセトニトリル中の２５ｍｇ（３７μｍｏｌ）Ｎ−トリチル−Ｏ−（２−トシルオキシエチル）−Ｌ−チロシンｔ−ブチルエステル溶液を添加し、この溶液を５分間沸騰するまで加熱した。減圧下、約２０℃の温度で溶媒を蒸発させ、トリフルオロ酢酸／トリエチルシラン／ジクロルメタンの混合物（１／０．４／２）（ｖ／ｖ／ｖ）の１ｍＬを添加し、１０分間攪拌した。９ｍｌのジクロルメタンで希釈した後、溶液をシリカゲル、次いで酸化アルミニウムのカートリッジ（各１ｇ）に導いた。カートリッジを、ｎ−ペンタン／ジエチルエーテル（１／１）溶媒混合物１０ｍｌで洗浄した。不活性ガス流によって残りの溶媒を蒸発させ、〔^１８Ｆ〕ＦＥＴ−粗生成物を、３５ｍモルのリン酸三ナトリウム塩溶液を使って溶出し、逆相高圧液体クロマトグラフィーで精製した。〔^１８Ｆ〕ＦＥＴ−生成物画分を、陽イオン交換体（ＬｉＣｈｒｏｌｕｔＳＣＸ、Ｈ^＋形、１ｇ）に導き、その後滅菌した水で洗浄し、^１８Ｆで標識されたアミノ酸を、生理的濃度のリン酸ナトリウム緩衝液を使って溶出し、溶出液を無菌濾過した。

Claims

式（１）

（式中、Ｒ^１はカルボキシ基の適切な保護基であり、Ｒ^２はアミノ基の適切な保護基であり、Ｒ^３は適切な脱離基であり、
ここで、Ｒ^１はメチルチオメチル基、テトラヒドロフラニル基、ジフェニルメチル基、ｐ−メトキシベンジル基、ピペロニル基あるいはｔ−ブチル基であり、
Ｒ^２はアリルアルキル基であり、
Ｒ^３は、ｐ−トルエンスルホニルオキシ、メタンスルホニルオキシ、トリフルオロメタンスルホニルオキシ又は臭素である）
で示されるＬ−チロシン誘導体。
Ｒ^１がｔ−ブチル基であり、Ｒ^２がトリフェニルメチル基であり、Ｒ^３がトルエンスルホニルオキシ基であることを特徴とする請求項１記載のチロシン誘導体。
Ｒ^２Ｘ（式中、Ｒ^２は請求項１におけると同じ意味を有し、Ｘはハロゲンである）を用いて、

（式中、Ｒ^１は請求項１におけると同じ意味を有する）
を、

（式中、Ｒ^１及びＲ^２は請求項１におけると同じ意味を有する）
に変換し、該式（３）で示される化合物を第二段階で式（１）

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は請求項１におけると同じ意味を有する）
で示される化合物に変換し、該式（１）で示される化合物を、式
Ｒ_４Ｎ^＋１８Ｆ⁻
（式中、Ｒは炭素数３〜６のアルキル基、特にｎ−ブチル基である）で示されるテトラアルキルアンモニウム〔１８Ｆ〕フルオライド又は式
〔Ｋ⊂２．２．２〕^１８Ｆ
で示されるクリプタートと、相関移動触媒の存在下、非プロトン性溶媒中で反応させ、式（５）

（式中、Ｒ^１及びＲ^２は請求項１におけると同じ意味を有する）
で示される化合物とし、個別の工程において酸性系内で、基Ｒ^１及びＲ^２を開裂し、その後、得られた生成物Ｏ−（２−〔１８Ｆ〕−フルオロエチル−Ｌ−チロシンを精製することを特徴とするＯ−（２−〔１８Ｆ〕−フルオロエチル−Ｌ−チロシン（〔１８Ｆ〕ＦＥＴ）の製造方法。
相間移動触媒がテトラブチルアンモニウム炭酸水素塩であることを特徴とする請求項３記載の方法。
非プロトン性溶媒がアセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド及びヘキサメチルリン酸トリアミドからなる基から選択されることを特徴とする請求項３又は４記載の方法。
前記方法の最終段階における酸性系がジクロルメタン中にトリフルオロ酢酸を含むことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の方法。