【発明の詳細な説明】
ポリアザシクロアルカン化合物
技術分野
本発明は新規ポリアザシクロアルカン化合物、その製造方法及び大環状キレー
ト試薬の製造におけるその使用に関する。
背景技術
診断医学的撮像法の分野では、造影剤として常磁性金属イオンの錯体が広く使
用されている。ランタニド金属イオン、特にGd(III)とDy(III)は、最も有
効なMRコントラスト増強剤であり、適切な生体分布と造影後の生体除去を保証
するために、極めて高い安定定数を持つキレート錯体として投与される。使用さ
れるキレート試薬のいくつかは直鎖ポリアミン構造を持つが(例えば Schering
のGdDTPA製品 Magnevist の場合の DTPA や、Nycomed ImagingのG
dDTPA-BMA製品 Omniscan の場合のDTPA-BMA)、その他のキレー
ト試薬は大環状ポリアミン構造を持つ(例えばGuerbetのGdDOTA製品 Dot
arem の場合の DOTA や、SquibbのGdHP-D03A 製品 ProHance の場合
のHP-D03A)。
DOTA 及び HP-DO3A の1,4,7,10- テトラアザシクロドデカン(シクレ
ン(cyclcn))ポリアミン骨格は、3又は4個の環窒素がイオン化可能なペンダ
ント金属配位結合基(例えばカルボン酸基やホスホン酸基)を持つとりわけ安定
な一連のランタニド‐キレーティング大環状キラント(chelant)の基礎をなす
。興味あるランタニドイオンは一般にIII状態にあるので、前記の酸基を3つ持
つシクレン系キラントは、電荷中性又は非イオン性キレート錯体が生成する機会
を提供する。造影剤組成物の種々の副作用は高浸透圧に関係し、非イオン造影剤
はその組成物の総合オスモル濃度に低い寄与しか持たないので、これは重要なこ
とである。
最近、ScheringとNycomed Salutarは、2つのシクレン環が環窒素間の架橋
によって結合しているキラントによる種々の「二量体型」大環状キレート化合物
を提案した。一般に、これらのキラント中の残りの環窒素は金属配位性の酸基を
持ち、生成する錯体は2つの金属イオンを保持するが、全体としてはやはり電荷
中性に
なるだろう。
シクレンは、大環状環の形成後に環窒素が適切に置換されるこのような大環状
キレート試薬の製造におけるキー中間体である。
したがって、例えば、シクレンをブロモ酢酸又はその t- ブチルエステルと反
応させ、後者の場合は次いでエステル切断を行なうことによって、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)を
製造することができる。
しかし、環窒素の一つが他の3つとは異なる置換基を持つべき場合、シクレン
の使用は、望ましくない N- 置換生成物の形成による収率の減少をもたらす。
これを解決する方法の一つは、残り3つの窒素を置換する前にシクレンを一置換
することであり、もう1つの方法は、例えばトリアミンをモノアミン、その置換
基を保持する2つのアミン試薬の1つと縮合することによって生成する一置換シ
クレンから出発することである(例えばDischino らInorg Chem.30:1265(19
91)、Pilchowski ら,Tetrahedron 41:1956(1981)及びTweedle ら(EP-
A-232 751及びEP-A-292689)のN- モノ置換シクレン合成の場合)。
本発明は、N,N′,N′′- トリベンジルシクレン(この化合物はそれ自体が
新規化合物である)によって、とりわけ簡単で融通のきく経路が、三酸置換シク
レンを含むキレート試薬の製造に提供されるという発見に基づく。
発明の概要
したがって、本発明の一つの側面は、式Iのトリベンジルシクレン化合物を提
供する。
(式I)
[ここに R は水素、若しくはヒドロキシ、アルコキシ又はアリール基で置換さ
れていてもよいC1-12アルキル基であるか、若しくはRはC2-25アルキレン鎖で
隔てられたN、S、O又はPを含有する両親媒性アラルキル基(例えばポリアル
キレンオキシド鎖)であるか、若しくはRは第2のトリベンジルシクレン基への
の架橋を提供する。ただし、Rはベンジルではないものとする。XはCHR1で
あるか、Rが水素である場合は、2つのX基がそれぞれCO基を表してもよい。
R1は水素、若しくはヒドロキシ、アルコキシ又はカルボキシ基で置換されてい
てもよいC1-6アルキル基、又はアルキル部分に1〜6個の炭素を持つアラルキ
ル基であり、そのアリール部分はアルキル、アルコキシ、ヒドロキシ又はイソチ
オシアナート基で置換されていてもよい。]
発明の詳細な説明
式Iにおいて、アルキル又はアルキレン部分はいずれも、特に特定しない限り
1〜12個、好ましくは1〜6個の炭素を含有するのが適当であり、アリール基は
いずれも、置換されていてもよいフェニル基を持つことが好ましい。
両親媒性鎖R基の一例は、基L-Ar(-AH)n[ここに各LはC2-25−アルキ
レンリンカーであり、そのうち少なくとも1つのCH2部分がX1又は基X1(C
H2CH2X1)u(uは正の整数である)(例えばX1CH2CH2X1、X1CH2C
H2X1CH2CH2X1、X1CH2CH2X1CH2CH2X1CH2CH2X1など)で
置換されており、Lは代謝可能な基 M によって中断されていてもよい。ただし
、シクレン環に隣接するLの末端はCH2であるものとし、Arに隣接するLの末
端はX1又は基X1に隣接するCH2基若しくはX1から1CH2基離れたCH2基で
あるものとする(したがって例えばL-Ar結合はL1-X1-Ar、L1-CH2-Ar、
L1-X1CH2-Ar又はL1-X1CH2CH2-Arでありうる。ここにL1はLの残余
部分である)。
各Arは、さらなるアリール環で置換されているか、若しくはそれに縮合してい
てもよいアリール環である。
各AHはプロトン酸基(好ましくはオキシ酸(例えば炭素、硫黄又はリンオキシ
酸))又はその塩である。
各X1はO、S、NR2又はPR2である。
各R2は水素、アルキル又はアリールである。
nは正の整数(例えば1、2又は3)である。]である。
式Iの化合物にカルボニルX基が存在する場合、例えばその化合物がN-結合
LvCOCH2又はLvCH2CO基(ここにLvはハロゲン原子のような脱離基で
ある)を持つアミンが関与する環化によって製造される場合は、その化合物を、
全てのXがCH2である式Iの類似化合物に容易に還元することができる。
Rが水素である式Iの化合物は、ジアミン:ジアミン又はモノアミン:トリア
ミン環化によって容易に製造できる。カルボニル基が存在する場合は、これらを
還元することができ、次いでそのトリベンジルシクレン生成物を反応させて非水
素 R 基を導入することができる。次に脱ベンジル化とカルボキシルメチル化又
はホスホノメチル化によって、R-DO3A化合物(又はそのホスホン酸等価体)
を得る。この化合物は、所望であればさらに、脱保護又は R 基の除去と、所望
であればそれに続く所望の最終基による遊離環窒素の置換とによって、所望のD
O3A化合物に変換することができる。
本発明の著しい利点は、その脱ベンジル化段階の選択性と、例えばTweedle
ら(前記)の置換 DO3A 合成で必要な脱トシル化と比べて収率が高いこと、
大環状最終生成物の単離がより容易であること及び脱ベンジル化の商業レベルで
の実施がかなり容易であることにある。
もう 1 つの側面から見ると、本発明は、DO3A、N- 置換 -1,4,7,10- テト
ラアザシクロドデカン-N′,N′′,N1′′′- トリ酢酸及びそのホスホン酸類
似体の製造に関する式Iの化合物の使用を提供する。
さらにもう1つの側面から見ると、本発明は、次に挙げる段階の少なくとも1
つからなる式Iの化合物の製造方法を提供する:
(a)式IIのジアミン
PhCH2NHCHR1CHR1NHCH2Ph (II)
を式IIIのジアミン
YN(CH2Ph)CHR1CHR1NHY (III)
(ここにYはCH2COLv又はCOCH2Lvであり、Lvはハロゲン原子又はO
Ts又
はOMs基などの脱離基である)と反応させて、式IV又はVの化合物を得る
(式IV)
(式V)
(b)式VIのトリアミン
Z1NHCHR1CHR1N(Z2)CHR1CHR1NHZ3 (VI)
を式VIIのモノアミン
Z4N(CHR1COLv)2 (VII)
と反応させて、式VIIIの化合物
(式VIII)
(ここにZ1、Z2、Z3及びZ4のうちの1つは水素原子であり、その他はベンジ
ル基である)
を得る
(c)式IV、V又はVIIIの化合物を式IXの化合物
(式IX)
に還元する
(d)式IXの化合物を式Xの化合物
Lv-R1 (X)
(ここに Lv は脱離基(例えばハロゲン原子、OMs 基又はOTs基)であり、
R1は水素以外の基 R であるか、若しくはLv-R1は、アミン窒素によって求核
置換されて水素以外のN- 結合R基を与えうる環状又は不飽和化合物(例えばエ
ポキシド)である)
と反応させる
(e)式XIのモノアミン
LvCHR1CHR1NR2CHR1CHR1Lv (XI)
(ここにR2は基R又は窒素保護基(例えばMs)である)
を式 VI のトリアミンと反応させて、必要であれば、得られるトリベンジルシク
レン中のR2置換窒素を脱保護する。
式II及びVIの試薬は、エチレンジアミン又はジエチレントリアミンをベンジル
化試薬(例えば化合物PhCH2Lv)と反応させるか、若しくはベンズアルデヒド
と反応させた後、そのイミノ生成物を接触還元することによって製造できる。
式IIIの試薬は、エチレンジアミンを例えば式I及びIVの化合物について記述し
たようにベンジル化し、そのベンジルアミン生成物を、例えばクロロアセチルブ
ロミド又はブロモアセチルクロリドその他のハロアセチルハライド若しくは同等
な二重に活性化された酢酸試薬との反応などでアシル化することにより、製造
できる。
式VIIのイミノジ酢酸誘導体は、従来のカルボン酸活性化法によって製造でき
る。
段階(c)と(d)のアミン置換反応とカルボニル還元反応は、必要であるかも
しれない脱保護段階と同様に、従来の手段で行なうことができる。
各XがCHR1である式Iの化合物の以降の反応は、標準的なアミン置換法と
脱ベンジル化法を用いて行なうことができる。
脱ベンジル化は、例えば10 〜 1000psi、好ましくは30 〜 200pi の水素圧、
0〜 200℃、好ましくは25 〜 120℃の温度、パラジウム/チャコール又は白金/
Cのような従来の水素化触媒による接触水素化によって達成することが好ましい
だろう。脱ベンジル化はRylanderの「Catalytic hydrogeneration over plati
num metals」Academic Press,1967,449-468 頁に記述されている。
こに対し、N- 置換 -N′,N′′,N′′′- トリトシルシクレンを N- 置
換シクレンに変換するために従来の従業者らが使用する脱トシル化反応は、一般
に、100℃の濃硫酸で 24 時間の処理を必要とした。商業的規模では、このよう
な高酸濃度条件と長い反応時間は極めて不都合である。
脱ベンジル化したシクレンへの酸基(例えばカルボキシメチル基やホスホノメ
チル基)の付加は、やはり従来の手法(例えばブロモ酢酸、t- ブチル‐ブロモ
アセテートとの反応、若しくはホルムアルデヒド及びホスホン酸との反応と、必
要であればそれに続く保護基の除去及び所望であればアミド化)を用いて達成す
ることができる。
したがって本発明は、酸基で三置換されたシクレン(任意に所望のさらなる基
で一置換されていてもよい;例えばDO3A HA-DO3A又は他のヒドロキシ
アルキル -DO3A 類及び DO3A-DO3A 二量体など)を高収率で製造する
ための改善された経路を提供する。
また、ジアミン:ジアミン又はモノアミン:トリアミン縮合を用いて N- ベ
ンジル‐シクレンを製造し、その3つの空位環窒素を置換し、脱ベンジル化し、
所望であれば空位環窒素を置換することによって、モノ/トリ‐ヘテロ‐置換シ
クレンを製造することができる。したがってこの側面から見ると、本発明は、次
に挙
げる段階からなる DO3A又は DO3A 類似体キレート試薬の製造方法をも提
供する。
(1)(a)式XIIのジアミン
Z1NHCHR2CHR1NH2 (XII)
を式XIIIのジアミン
YNZ2CHR1CHR1NHY (XIII)
(ここにR1とYは上に定義した通りであり、Z1とZ2のうち一方は水素であり
、他方はベンジル基である)
と反応させるか、
(b)式XIVのトリアミン
Z1NHCHR1CHR1NZ2CHR1CHR1NH2 (XIV)
を式XV又はXVIのモノアミン
Z3N(CH2COLv)2 (XV)
Z3N(CHR1CHR1Lv)2 (XVI)
(ここにR1とLvは既に定義した通りであり、Z1、Z2及びZ3のうちの1つは
ベンジル基であり、その他の2つは水素原子である)
と反応させ、
(c)必要ならばこのようにして製造した環状ジオンを還元してN-ベンジル‐シ
クレンを得る;
(2)そのN-ベンジル‐シクレンを反応させて、非置換環窒素に酸基(例えばカ
ルボキシメチル基やホスホノメチル基)を導入する;
(3)そのN-酸置換生成物を脱ベンジル化する;
(4)所望であれば、脱ベンジル化した生成物を N- アルキル化して、例えばヒ
ドロキシ‐アルキル基などを導入する。
本発明方法に従って大環状テトラアザシクロアルカン類を製造し、必要であれ
ば環カルボニル基を還元した後、一般にその生成物は、所望のキレート試薬を製
造するために、N- アルキル化にかけられるだろう。所望のアルキル又は置換ア
ルキル基を大環状骨格に導入するための N- アルキル化段階は、従来のアルキ
ル化技術[例えばアルキルハライドR2-Hal(ここにHalは塩素や臭素のような
ハ
ロゲン原子であり、R2は、ヒドロキシ又はアルコキシ基で置換されていてもよ
いアルキル基、若しくはカルボキシアミド基やカルボキシル基又はホスホン酸基
(任意にエステル基によって保護されていてもよい)のようなキラント部分によ
って置換されていてもよいアルキル基である)との反応を伴う技術]を用いて行
なうことができる。R2中のアルキル部分は1〜12個の炭素原子を持つと都合が
よく、キラント部分はα又はβ炭素上にあることが好ましいだろう。保護された
キラント基をこの方法で導入する場合は、後に、例えばエステル切断などによっ
てこれを脱保護し、金属化に利用できる基を作ることができる。
前記大環状キレート試薬は、金属化型でも非金属化型でも使用できる。後者の
場合は、例えば癌治療などにおける治療薬として使用できる。
前記大環状キレート試薬の金属化は、例えばMR造影剤に関する特許出願に記
述されているような従来法で達成することができる(例えば EP-A-71564、EP
-A-130934、EP-A-165728、EP-A-258616、WO-A-86/06605などを参照のこ
と)。
錯化させる金属イオンの選択は、そのキレート錯体の意図する最終用途に依存
するだろう。原子番号22 〜 32、42 〜 44、49及び57 〜 83の金属(特にGd)
のイオンがとりわけ好ましい。
そのキレート化合物をMR造影剤として使用する場合は、キレートされた金属
種が、原子番号21 〜 29、42、44又は57 〜 71の遷移金属又はランタニドの常磁
性イオンであると都合がよい。Eu、Gd、Dy、Ho、Cr、Mn及びFeの錯体は
とりわけ好ましく、Gd3+、Mn2+及びDy3+は特に好ましいイオンである。MRI
の造影剤として使用するには、その常磁性金属種が非放射活性であると都合がよ
い。放射活性は必要ではないし、望ましくもない特徴だからである。
キレート錯体を X- 線又は超音波造影剤として使用する場合は、金属が37(
好ましくは50)より大きい原子番号を持つ非放射活性金属(例えばDy3+)のよ
うな重金属であることが好ましい。
金属錯体をシンチグラフィー又は放射線療法に使用する場合、そのキレート金
属種は当然放射活性でなければならず、例えば99mTc又は111Inのような従来の
錯化可能な放射活性同位体を使用できる。放射線療法については、例えば153Sm
、67Cu又は90Yなどをキレート金属にすることができる。
本明細書で言及する全ての刊行物は参考文献として本明細書の一部を構成する
。
次に、本発明の実施態様を、以下の非制限的実施例を参照して説明する。
実施例1:N-ベンジルエチレンジアミン 1 及びN,N′- ジベンジルエチレン
ジアミン2
(a)塩化ベンジルとエチレンジアミンを 1:1 又は 2:1 のモル比で水酸化ナ
トリウムの存在下に反応させて、それぞれ 1 と 2 を得る。
(b)ベンズアルデヒドとエチレンジアミンを 1:1 又は 2:1 のモル比で白金
族金属(Ni、Ru又はPdなど)及び還元剤(水素など)の存在下に反応させて
、それぞれ 1 と 2 を得る。
実施例2:N,N′- ビス(クロロアセチル)-N-ベンジルエチレンジアミン 3
(a)250mLフラスコに1(7.53g,50.1mmol)、55mLのCH2Cl2、16.6g(12
0mmol)のK2CO3及び60mLの水を入れた。得られた二相溶液を約5℃に冷却し
た。CH2Cl250mL中のクロロアセチルクロリド(10mL,126mmol)溶液を、冷
却した前記溶液に、温度を5〜10℃に維持しながら滴下した。その溶液を周囲温
度に温めた後、その水溶液を分離し、CH2Cl2(2×25mL)で洗浄した。合わ
せたCH2Cl2溶液を水で洗浄し、濃縮した。得られた油状物 3 を実施例4(a
)に直接使用した。13C NMR(CDCl3):δ 38.09、41.04、42.38、45.21
、51.73、126.30、127.70、128.77、135.30、166.66、168.33。
(b)3.5kgのK2CO3を10リットルの水に周囲温度で溶解した。これに10.6リ
ットルのCH2Cl2と1.6kgの 1 を加えた。その混合物を5℃に冷却した。別個
に、CH2Cl212.8 リットル中のクロロアセチルクロリド3.0kg からなる溶液を
調製した。このクロロアセチルクロリド溶液を、前記の冷却した混合物に、温度
を5〜 10℃に維持しながらゆっくりと加えた。その添加が完了した後、その混
合物を室温に温めた。CH2Cl2相を分離し、水相を新たなCH2Cl2で洗浄した
。合わせたCH2Cl2を水で洗浄した後、実施例4(b)に直接使用した。(この
CH2Cl2溶液の体積は30リットルだった。)
実施例3:N,N′- ビス(ブロモアセチル)-N-ベンジルエチレンジアミン 4
オーバーヘッドスターラー、滴下漏斗及び温度計を装着した 2L 三つ口丸底フ
ラスコに 69.86g(0.444mol)のブロモアセチルクロリド、750mLの CH2Cl2
及び
62g(0.449mol)のK2CO3を入れた。その混合物を5〜10℃に冷却した後、C
H2Cl2250mL中の 1 28.99g(0.193mol)を、温度を約10℃に維持しながらゆっ
くりと加えた。その反応混合物を 10 〜 15℃で 1/2 時間攪拌した。次に水(25
0mL)を前記の冷却混合物(5 〜 10℃)に注意深く加えた。その有機層を分離
した。水層を300mLのCH2Cl2で洗浄し、有機層を合わせ、2×300mLの脱イ
オン水で抽出した。その有機層を濃縮し、その生成物4を実施例4(c)に直接
使用した。13C NMR(CDCl3):δ 25.99、28.74、38.46、45.10、52.26
、126.30、128.13、129.14、135.36、166.30、168.73。
実施例4:1,4,7- トリベンジル-1,4,7,10-テトラアザ-2,9-ジオキソシクロドデ
カン5
(a)窒素導入口と還流冷却器を装着した2リットルフラスコに、アセトニト
リル(ACN)300mLに溶解した実施例2(a)の生成物 3 を入れた。2(10.2g
,42mmol)、Na2CO3(70g,0.66mol)及び625mLの新たなACNをそのフラス
コに加えた。その混合物を3日間還流した。その混合物を周囲温度に冷却し、A
NCの大半を減圧下に除去した。その残渣に300mLのCH2Cl2と水を加えた。
有機層を分離した。水層を新たなCH2Cl2で洗浄した。有機層を合わせ、脱イ
オン水で洗浄した。その有機層を濃縮した。生成物を酢酸エチルで沈殿させ、ろ
過によって集め、新しい酢酸エチルで洗浄した。5(m/e=471)の収率は67%だ
った。
(b)21リットルのCH2Cl2を実施例2(b)の生成物から大気蒸留によって
除去した。21リットルのアセトニトリル(ACN)を加え、ヘッド温度が82℃に
なるまで蒸留を続けた。120リットルのACN、6.7kgの無水K2CO3及び2.3リ
ットルの 2 を加えた。その混合物を加熱して6時間還流させた。120〜130リッ
トルの溶媒を蒸留によって除去した。その残渣に27リットルの水を加えた。その
混合物を40℃未満に冷却し、53リットルのCH2Cl2を加えた。相を分離し、水
を8リットルのCH2Cl2で逆抽出した。有機相を合わせ、50LのCH2Cl2を蒸
留によって除去した。21リットルの酢酸エチルを加え、さらに11リットルのCH2
Cl2を蒸留によって除去した。その溶液を20℃に冷却し、沈殿した生成物をろ
過し、酢酸エチルで洗浄し、乾燥して 5 (m/e=471)を得た。収量は2.5kg
(収率53%)だった。
(c)オーバーヘッドスターラー、還流冷却器及び温度計を装着した 2L 三つ
口丸底フラスコに375mLのジメチルホルムアミド(DMF)と50gのK2CO3を
入れた。その混合物を 50 ℃に加熱した。DMF で 125mLに希釈した 46.3g(0.
193mol)のN,N′- ジベンジルエチレンジアミンと DMF でI25mLに希釈した実
施例3の生成物 4 を、前記 DMF 中の温かい炭酸カリウム懸濁液に 1/2 時間
かけて加えた。得られた懸濁液を6時間加熱した。DMFの約 1/2 を減圧蒸留
によって除去した。300mLの脱イオン水をその溶液加えた後、300mLのCH2Cl2
を加えた。その物質を 2L の分液漏斗に移し、有機層を分離した。水層を100m
LのCH2Cl2で洗浄し、有機層を合わせ、 2 ×150mL の脱イオン水で洗浄し
た。その有機層を減圧下に濃縮した。生成物 5 を酢酸エチルで沈殿させ、ろ過
によって集め、新しい酢酸エチルで洗浄した。5(m/e=471)の収率は47%だっ
た。
実施例5:トリベンジルシクレン 6
(a)還流冷却器、オーバーヘッドスターラー及び窒素導入口を装着した 1L
三つ口丸底フラスコに10.0g(0.021mol)の 5 と72mLの THF を入れた。そ
の混合物を窒素下に撹拌した。5〜10℃に冷却した後、176mLの1.0M BH3.
THFをその懸濁液に加えた[注:BH3の添加中にH2が発生した]。得られた
溶液を窒素下で 12 時間還流した。この反応の進行中に白色固体が生成する。そ
の混合物を約25℃に冷却した後、残ったBH3を64mLのH2O(3.55mol)で注意
深くクエンチした[注:BH3のクエンチ中にかなりのH2が発生した]。236mL
のTHFを減圧下で除去した後、25mLの12M HCl(0.3mol)をその溶液に注
意深く加えた[注:HClの添加中にH2が発生したようだった。その溶液は約 3
0 ℃に温まり、発泡した]。その濁った酸性混合物を3時間還流して、透明無色
の溶液を得た。その溶液を周囲温度に冷却した後、25mLの50%NaOH水溶液で
pH を約 14に調節した。生成物を 120mL の CH2Cl2で抽出した。水相を分
離し、85mLの新たなCH2Cl2で洗浄した。合わせた有機層を2×50mLのH2O
で洗浄した。そのCH2Cl2の大半を減圧下に除去して、9.4gの粗製物 6 を得た
。この固体を約 40mL の沸騰アセトニトリルに溶解した。その溶液をゆっくり
と0℃に冷却した。得られた沈殿をろ過によって集め、乾燥して、6.1g の無色
の結晶性生成物 6
(m/e=443)を得た。6の収率は5に基づいて65%だった。
(b)還流冷却器、オーバーヘッドスターラー及び窒素導入口を装着した 1L
三つ口丸底フラスコに、10.0g(0.021mol)の5、7.45g(0.197mol)のNaBH4
及び300mLの THF を入れた。その懸濁液を窒素下に撹拌した。別のフラスコ
で、22g(0.23mol)のメタンスルホン酸を 100mL の冷却した THF に溶解し
た[注:この酸の THF への溶解は発熱反応である]。その酸溶液を前記ボロ
ヒドリド懸濁液に撹拌しながらゆっくりと加えた[注:BH3の添加中にH2が発
生した。この懸濁液は酸の添加中に濃厚になるが、最後の酸を加えるといくらか
希薄になる]。得られた懸濁液を窒素下に12時間還流した。その混合物を約25℃
に冷却した後、残ったBH3を50mLにH2O(2.87mol)で注意深くクエンチした
[注:BH3のクエンチ中にかなりのH2が発生した]。減圧下に THF の1/2
を除去した後、水100mLを追加した。残りの THF の大半を蒸留によって除去
した後、その溶液に50mLの 12M HCl(0.6mol)を注意深く加えた。その酸性
混合物を3時間還流した。その溶液を周囲温度に冷却した後、50%NaOH 水溶
液で pHを 12 〜 13 に調節した。生成物を2×125mL の CH2Cl2で抽出した
。合わせた有機層を3×125mLの H2O で洗浄した。そのCH2Cl2の大半を減
圧下に除去して、粗製物を得た。その固体を約 35mLの沸騰アセトニトリルに溶
解した。その溶液をゆっくりと−5℃に冷却した。得られた沈殿をろ過によって
集め、乾燥して、無色結晶性のトリベンジルシクレン 6(m/e=443)7.1g を得
た。収率は 5 に基づいて75%だった。1H NMRと13C NMRのよると、その
試料は純粋だった。
実施例6:1,14-ジブロモ-2,13-ジオキソ-3,12-ジアザ-6,9-ジオキサ-テトラデ
カン7
滴下漏斗、温度計及び N2導入管を装着した 500mL丸底フラスコに 24.8g(1
60mmol)のブロモアセチルクロリド、300mLのCH2Cl2及び25gのK2CO3を入
れた。その懸濁液を氷槽中で5〜10℃に冷却した後、CH2Cl2100mL中の2,2′
-(エチレンジオキシ)ジエチルアミン10.1g(68mmol)を冷却しながら滴下した
(発熱反応)。その反応混合物を周囲温度で1時間攪拌した後、250mLの脱イオ
ン水を加えた。有機層を水層から分離した。その水層を2×200mLのCH2Cl2
で洗浄した。全ての有機層を合わせ、3×250mLの脱イオン水で洗浄した。
有機層を濃縮乾固すると、その濃厚な油状物が無色の固体に固化した。その粗製
固体 7 を熱エタノールから再結晶した。得られた結晶性固体を集め、乾燥し、1
H NMR、13C NMR及び質量分析(m/e=391)で特徴づけた。7の収率は80
%だった。
実施例7:1,14- ビス(4,7,10- トリベンジル -1.4.7.10- テトラアザシクロド
デシル)-2,13- ジオキソ-3,12-ジアザ-6,9-ジオキサテトラデカン8
7を2等量のトリベンジルシクレンと次のように反応させた。還流冷却器を装
着した 100mL 丸底フラスコに 1.5g(3.4mmol)のトリベンジルシクレン 6、0.
661g(1.7mmol)の 7 及び CH2Cl250mL中のテトラメチルグアニジン(TM
G)0.39g(3.4mmol)を入れた。その反応混合物を 55 ℃で6時間攪拌した後、
周囲温度で終夜撹拌した。DMFの大半を真空下に除去した。CH2Cl2/H2O
からの後処理によって生成物を濃厚な淡黄色油状物として得た。1H NMR、13
C NMR及び質量分析データ(m/e=1114)は、残存DMFのみが混入した純粋
な生成物8と合致した。
実施例8:1,14- ビス‐(1,4,7,10- テトラアザシクロドデシル)-2,13- ジオキ
ソ-3,12-ジアザ-6,9-ジオキサテトラデカン9
(a)還流冷却器と N2導入口を装着した 100mL丸底フラスコに 1.09g(0.98
mol)の8、30mLのエタノール及び1.133gのギ酸アンモニウムを入れた。そのフ
ラスコを窒素で15分間パージし、216mg の 10%Pd/Cを加えた。その反応溶液を
終夜還流した。その混合物をセライトのベッドを通してろ過し、そのろ液を濃縮
してわずかに黄色い油状物を得た。1H NMR、13C NMR 及び質量分析デー
タ(m/e=573)は9と合致した。9の収率は本質的に定量的だった。
(b)100mLオートクレーブ圧力反応器に 9.2g(83mmol)の8、50mLのエタノ
ール及び 3g の 10%Pd/C を入れた。その反応器を 80 ℃で3時間、水素で220
psig に加圧した。その混合物をろ過し、ろ液を濃縮して、わずかに黄色い油状
物を得た。1H NMR、13C NMR及び質量分析データは9と合致した。9の収
率は本質的に定量的だった。
実施例9:1,14- ビス‐(4,7,10- トリス(カルボキシメチル‐ベンジルエステ
ル)-1,4,7,10-テトラアザシクロドデシル)-2,13-ジオキソ-3,12-ジアザ-6,9-
ジオキサ
テトラデカン10
還流冷却器を装着した250mL丸底フラスコに1.84g(3.2mmol)の9、100mLのD
MF、5.99g(257mmol)のブロモ酢酸ベンジル及び2.95g(25.7mmol)のTMG
を入れた。その反応混合物を 55 ℃に5時間加熱した。その混合物を最初の体積
の約1/2まで減圧下に濃縮した。その反応をCH2Cl2/H2Oから後処理して、生
成物10を残存DMFが混入した黄色油状物として得た。1H NMR、13C NM
R及び質量分析データ(m/e=1461)は10と合致した。
実施例 10:1,14- ビス-(4,7,10- 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シル)-2,13-ジオキソ-3,12-ジアザ-6,9-ジオキサテトラデ
カン11
100mL オートクレーブ圧力反応器に4.7g(3.2mmol)の 10、50mL の50%TH
F水溶液及び 1g の 10%Pd/C を入れた。その反応器を 80 ℃で 3 時間、水
素で220psig に加圧した。その混合物をろ過し、そのろ液を濃縮してわずかに黄
色いガラス状の油状物を得た。1H NMR、13C NMR及び質量分析データ(m
/e=922)は11と合致した。11の収率は本質的に定量的だった。
実施例11:[1,14- ビス -(4,7,10- 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シル)-2,13-ジオキソ-3,12-ジアザ-6,9-ジオキサテトラデ
カン]Gd(III)キレート化合物12
フラスコに 344g(3.7mmol)の 11 と 200mL に脱イオン水を入れた。3.01g
(7.5mmol)の酢酸ガドリニウムを 40 ℃で加えた。溶媒を除去して 4.55g の白
色固体 12 を得た。元素分析:C36H62N10O15Gd2-4.75H2Oに関する計算値
(実測値):C 34.71(34.99);H 5.48(5.38);N 10.65(10.77);Gd 2
3.92(23.88)。
実施例12:1,4,7-テトラアザシクロドデカン13(シクレン)
トリベンジルシクレン(2.0g,4.5mmol)、エタノール(50mL)及び10%Pd/炭
素(1.0g)を 100mL オートクレーブ圧力反応器に充填した。その反応器を 80
℃で3時間、水素で 100psig に加圧した。その混合物をろ過して触媒を除去し
、ろ液を濃縮することにより、本質的に定量的な収率で純粋な13を得た。13C
NMR(D2O):δ46.30。
実施例13:1,4,7- トリス(カルボキシメチル -tert- ブチルエステル)-1,4,7,
10- テ
トラアザシクロドデカン 14
ジメチルアセタミド(DMA)600mL 中のシクレン 35g(0.20mol)と酢酸ナ
トリウム50g(0.61mol)の混合物に、DMA 150mL中のブロモ酢酸 tert- ブチ
ル(118.9g,0.61mol)溶液を加えた。その混合物を周囲温度で 19 日間攪拌した
後、沈殿した生成物をろ過によって集めた。そのろ液を濃縮して、生成物の第2
クロップを得た。合わせたクロップ(118.5g)をクロロホルムに溶解し、水で洗
浄した。そのクロロホルムを減圧下で除去した。その黄色油状物に酢酸エチルを
加えて白色固体を得て、それをろ過によって集め、エーテルで洗浄した。 14 の
収量は67.4g(56%)だった。14.HBrの13C NMR(CDCL3):δ 28.08
、28.11、47.41、49.11、51.25、58.06、80.97、81.57、169.52、170.40。
実施例14:1,4,7- 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 15
約 400mLのトリフルオロ酢酸/CHCl3(1:1)に、0.034mol の 14 を加えた
。周囲温度で1時間攪拌した後、溶媒を減圧下に除去した。この工程を3回繰り
返して黄色油状物を得た。その油状物をメタノール(15mL)と混合し、アセト
ンで1リットルに希釈した。沈殿した白色固体をろ過によって集め、真空乾燥し
て11.75g(99%)の15を得た。13C NMR(D2O):δ 43.00、48.48、49.67
、52.32、53.94、56.92、170.77、175.35。
実施例 15:1,4,7- トリス(カルボキシメチル)-10-(2- ヒドロキシプロピル
)-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン 16
水 450mL中の 15 194.0g(0.56mol)の溶液に、NaOHを加えて pH を 12
.0〜12.5 に調節する(添加中は温度を 30 ℃未満に維持する)。この塩基性溶
液にプロピレンオキシド(65g,1.12mol)を加える。周囲温度で6時間の後、過
剰のプロピレンオキシドと溶媒を減圧下に除去する。生成物を最小量のメタノー
ルから沈殿させて16を96%の収率で得る。
実施例 16:[1,4,7- トリス(カルボキシメチル)-10-(2- ヒドロキシプロピ
ル)-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン]ガドリニウム 17
水 100mL 中の 16 20.22g(0.05mol)の溶液に9.54g(0.0263mol)のGd2O3
を加える。その懸濁液を 95 ℃で20時間攪拌する。溶媒を真空下に除去し、生成
物
をメタノール/アセトンから再結晶し、白色固体の 17 を56%の収率で得る。
実施例 17:[1,4,7- トリス(カルボキシメチル)-10-(10-(3,5- ジカルボキ
シフェニル)-デシル)-1,4,7,10- テトラアザシクロドデカン]18
還流冷却器を装着した丸底フラスコに 0.2mol のトリベンジルシクレン(trib
enzylcylen)、0.2mol の 10-(3,5-ジカルボキシフェニル)-1- ブロモデカン
、1リットルの DMF 及び0.2molのテトラメチルグアニジン(TMG)を入れ
る。その反応混合物を60〜65℃で約 12 〜 16 時間攪拌する。DMFの大半を真
空下に除去する。CH2Cl2/H2Oからの後処理により、アルキル化トリベンジ
ルシクレン中間体を得る。
そのアルキル化トリベンジルシクレン中間体を次のように脱ベンジルする:10
0mL オートクレーブ圧力反応器に約 10mmol の基質、50mLのエタノール及び3g
の 10%Pd/Cを入れる。その反応器を 80 ℃で3時間、水素で 100 〜 200psig
に加圧する。その混合物をろ過して触媒を除去し、ろ液をエバポレートして 1-
[10-(3,5- ジカルボキシフェニル)-デシル]-1,4,7,10- テトラアザシクロド
デカンを得る。
1-[10-(3,5-ジカルボキシフェニル)デシル]-1,4,7,10- テトラアザシクロ
ドデカンの水溶液(水 500mL 中 0.16mol)にクロロ酢酸ナトリウムの水溶液(
水68mL中クロロ酢酸ナトリウム0.71mol)を加える。その溶液を、pHを 9 〜 1
0 に維持しながら 80 ℃で終夜攪拌する。周囲温度に冷却した後、溶液のpHを
HCl水溶液で 2.5 に調節する。得られた沈殿をろ過によって集め、アセトンで
洗浄し、真空乾燥して 18 を得る。
実施例 18:[1,4,7- トリス(カルボキシメチル)-10-(2-(1,3,4- トリヒド
ロキシブチル)]-1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン 19
還流冷却器を装着した丸底フラスコに1リットルのアセトニトリル、0.2molの
トリベンジルシクレン及び0.2molの1,4- ジヒドロキシ-2-ブテンオキシドを入れ
る。その反応混合物を60〜65℃で約 12 〜 16時間攪拌する。アセトニトリルの
大半を真空下に除去する。CH2Cl2/H2Oからの後処理により、トリヒドロキ
シブチルトリベンジルシクレン中間体を得る。
そのトリヒドロキシブチルトリベンジルシクレン中間体を次のように脱ベンジ
ルする:100mL オートクレーブ圧力反応器に約 10mmol の基質、50mLのエタノ
ール及び3g の10%Pd/Cを入れる。その反応器を 80 ℃で3時間、水素で 100〜
200psig に加圧する。その混合物をろ過して触媒を除去し、ろ液をエバポレート
して 1-[2-(1,3,4- トリヒドロキシブチル)]-1,4,7,10-テトラアザシクロド
デカンを得る。
1-[2-(1,3,4- トリヒドロキシブチル)]-1,4,7,10- テトラアザシクロドデ
カンの水溶液(水500mL 中0.16mol)にクロロ酢酸ナトリウムの水溶液(水 68m
L 中クロロ酢酸ナトリウム0.71mol)を加える。その溶液を、pHを 9 〜 10 に
維持しながら80℃で終夜攪拌する。周囲温度に冷却した後、溶液のpHをHCl水
溶液で2.5に調節する。得られた沈殿をろ過によって集め、アセトンで洗浄し、
真空乾燥して 19 を得る。
実施例19:1-ベンジル-1,4,7,10-テトラアザ-2,9-ジオキソシクロドデカン20
オーバーヘッドスターラー、還流冷却器及び温度計を装着した 2L 三つ口丸
底フラスコに 375mL のジメチルホルムアミド(DMF)と50gのK2CO3を入
れる。その混合物を 50 ℃に加熱する。その温かい DMF 中の炭酸カリウム懸
濁液に、DMF で 125mL に希釈したエチレンジアミン(0.2mol)と DMF
で 125mL に希釈した実施例3の生成物4を1/2時間かけて加える。得られた懸
濁液を6時間加熱する。DMF の約 1/2 を減圧蒸留によって除去する。300mL
の脱イオン水をその溶液に加え、次いで300mL のCH2Cl2を加える。その物
質を 2L の分液漏斗に移し、有機層を分離する。水層を 100mL のCH2Cl2で
洗浄し、有機層を合わせ、2×150mL の脱イオン水で洗浄する。有機層を減圧
下に濃縮する。生成物 20 を酢酸エチルで沈殿させ、ろ過によって集め、新しい
酢酸エチルで洗浄する。
実施例20:N-ベンジルシクレン21
還流冷却器、オーバーヘッドスターラー及び窒素導入口を装着した 1L 三つ
口丸底フラスコに10.0g(0.021mol)の20と 72mL の THF を入れる。その混
合物を窒素下に撹拌する。5〜10℃に冷却した後、その懸濁液に176mLの1.0M
BH3.THFを加える。得られた溶液を窒素下に12時間還流する。この反応の
進行中に白色固体が生成する。その混合物を約 25 ℃に冷却した後、残ったBH3
を64mLのH2O(3.55mol)で注意深くクエンチする。236mL の THF を減
圧下に除去し
た後、その溶液に 25mL の 12M HCl(0.3mol)を注意深く加える。その濁っ
た酸性混合物を3時間還流して、無色透明の溶液を得る。その溶液を周囲温度に
冷却した後、25mL の50%NaOH水溶液でpHを約14に調節する。生成物を 120
mL のCH2Cl2で抽出する。水層を分離し、新しいCH2Cl285mL で洗浄する
。合わせた有機層を 2 × 50mL のH2Oで洗浄する。CH2Cl2の大半を減圧下
に除去して21を得る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Polyazacycloalkane compounds
Technical field
The present invention relates to a novel polyazacycloalkane compound, a method for producing the same and a macrocyclic chelate
And its use in the manufacture of reagents.
Background art
In the field of diagnostic medical imaging, complexes of paramagnetic metal ions are widely used as contrast agents.
Have been used. Lanthanide metal ions, especially Gd (III) and Dy (III), are the most
Effective MR contrast enhancer ensures proper biodistribution and bioremoval after imaging
To be administered as a chelate complex with a very high stability constant. Used
Some of the available chelating reagents have a linear polyamine structure (eg, Schering
GdDTPA products DTPA in the case of Magnevist and Nycomed Imaging's G
dDTPA-BMA products DTPA-BMA for Omniscan), other clean
The reagent has a macrocyclic polyamine structure (eg, Gudet's GdDOTA product Dot
DOTA for arem and ProHance for Squibb's GdHP-D03A product
HP-D03A).
1,4,7,10-tetraazacyclododecane of DOTA and HP-DO3A
(Cyclcn) polyamine skeleton is a pendant in which three or four ring nitrogens can be ionized
Especially stable with metal-metal coordination groups (eg carboxylic acid or phosphonic acid groups)
Underlying a Series of Lanthanide-Chelating Macrocyclic Chelans
. The lanthanide ion of interest is generally in state III, so it has three of the above acid groups.
Cyclen-based chelants provide an opportunity for the formation of charge-neutral or nonionic chelate complexes
I will provide a. Various side effects of contrast agent compositions are related to high osmolality,
This is important because it has only a low contribution to the overall osmolality of the composition.
And
Recently, Schering and Nycomed Salutar described two cyclen rings as bridges between ring nitrogens.
"Dimeric" Macrocyclic Chelates with Chelating Agents Linked by Aids
Suggested. In general, the remaining ring nitrogens in these chelants have metal-coordinating acid groups.
And the resulting complex retains two metal ions, but still has an overall charge
Neutral
It will be.
Cyclen is a macrocyclic ring in which the ring nitrogen is appropriately substituted after formation of the macrocyclic ring.
It is a key intermediate in the production of chelating reagents.
Thus, for example, cyclen can be reacted with bromoacetic acid or its t-butyl ester.
In the latter case, followed by ester cleavage to give DOTA (1,
4,7,10-tetraazacyclododecane-N, N ', N ", N" "-tetraacetic acid)
Can be manufactured.
However, if one of the ring nitrogens should have a different substituent than the other three,
The use of detriment leads to reduced yields due to the formation of undesired N-substituted products.
One way to solve this is to mono-substitute cyclen before substituting the remaining three nitrogens.
Another method is to replace, for example, a triamine with a monoamine,
Monosubstituted siloxanes formed by condensation with one of the two amine reagents that retain the group
Starting from Clen (see, for example, Dischino et al. Inorg Chem. 30: 1265 (19
91), Pilchowski et al., Tetrahedron 41: 1956 (1981) and Tweedle et al.
A-232 751 and EP-A-292689) for the synthesis of N-monosubstituted cyclenes).
The present invention relates to N, N ', N "-tribenzylcyclene (this compound is
Is a novel compound), making a particularly simple and flexible route a triacid-substituted cycle.
Based on the discovery that it is provided for the production of chelating reagents including ren.
Summary of the Invention
Accordingly, one aspect of the present invention provides a tribenzylcyclene compound of Formula I.
Offer.
(Formula I)
[Where R is hydrogen or substituted with a hydroxy, alkoxy or aryl group.
C that may be1-12An alkyl group or R is C2-25With an alkylene chain
Amphiphilic aralkyl groups containing separated N, S, O or P (eg, polyalkyl
Or R represents a second tribenzylcyclene group.
To provide crosslinking. Provided that R is not benzyl. X is CHR1so
Or if R is hydrogen, the two X groups may each represent a CO group.
R1Is hydrogen or substituted by hydroxy, alkoxy or carboxy group
May be C1-6Alkyl groups or aralkyl having 1 to 6 carbon atoms in the alkyl moiety
And the aryl moiety is alkyl, alkoxy, hydroxy or isothienyl.
It may be substituted with an ocyanate group. ]
Detailed description of the invention
In Formula I, any alkyl or alkylene moieties are unless otherwise specified.
Suitably it contains 1 to 12, preferably 1 to 6 carbons, and the aryl group is
Each of them preferably has an optionally substituted phenyl group.
An example of an amphiphilic chain R group is the group L-Ar (-AH) n [where each L is C2-25-Archi
Lenlinker, at least one of which CHTwoPart is X1Or group X1(C
HTwoCHTwoX1)u(U is a positive integer) (for example, X1CHTwoCHTwoX1, X1CHTwoC
HTwoX1CHTwoCHTwoX1, X1CHTwoCHTwoX1CHTwoCHTwoX1CHTwoCHTwoX1Etc
Substituted, L may be interrupted by a metabolizable group M. However
, The terminal of L adjacent to the cyclen ring is CHTwoAnd the end of L adjacent to Ar
The end is X1Or group X1CH adjacent toTwoGroup or X1From 1CHTwoDistant CHTwoBased on
(Therefore, for example, the L-Ar bond is L1-X1-Ar, L1-CHTwo-Ar,
L1-X1CHTwo-Ar or L1-X1CHTwoCHTwo-Can be Ar. Here L1Is the residue of L
Part).
Each Ar is substituted with or fused to an additional aryl ring.
Is an optionally substituted aryl ring.
Each AH is a protonic acid group (preferably an oxyacid such as carbon, sulfur or phosphoroxy
Acid)) or a salt thereof.
Each X1Is O, S, NRTwoOr PRTwoIt is.
Each RTwoIs hydrogen, alkyl or aryl.
n is a positive integer (for example, 1, 2, or 3). ].
When a carbonyl X group is present in a compound of formula I, for example, if the compound is N-linked
LvCOCHTwoOr LvCHTwoCO group (where Lv is a leaving group such as a halogen atom)
If the compound is prepared by a cyclization involving an amine having
All X is CHTwoCan be readily reduced to analogous compounds of formula I
Compounds of formula I wherein R is hydrogen are diamine: diamine or monoamine: tria
Can be easily prepared by min cyclization. If carbonyl groups are present, replace them
And then reacting the tribenzylcyclene product with non-aqueous
An elemental R group can be introduced. Next, debenzylation and carboxymethylation or
Is an R-DO3A compound (or its phosphonic acid equivalent) by phosphonomethylation
Get. This compound can be further deprotected or R group removed if desired,
Then the replacement of the free ring nitrogen by the desired final group,
It can be converted to O3A compounds.
A significant advantage of the present invention is the selectivity of the debenzylation step and, for example, Tweedle
Higher yields compared to the detosylation required for the substituted DO3A synthesis of
Easier isolation of macrocyclic end products and commercial level of debenzylation
Is quite easy to implement.
Viewed from another aspect, the present invention relates to DO3A, N-substituted-1,4,7,10-tetra
Laazacyclododecane-N ', N ", N1"'-triacetic acid and its phosphonic acids
There is provided the use of a compound of formula I for the preparation of an analog.
Viewed from yet another aspect, the present invention provides at least one of the following steps.
There is provided a process for preparing a compound of formula I comprising:
(A) Diamine of formula II
PhCHTwoNHCHR1CHR1NHCHTwoPh (II)
A diamine of the formula III
YN (CHTwoPh) CHR1CHR1NHY (III)
(Where Y is CHTwoCOLv or COCHTwoLv, where Lv is a halogen atom or O
Ts also
Is a leaving group such as an OMs group) to give a compound of formula IV or V
(Formula IV)
(Formula V)
(B) Triamine of formula VI
Z1NHCHR1CHR1N (ZTwo) CHR1CHR1NHZThree (VI)
To a monoamine of formula VII
ZFourN (CHR1COLv)Two (VII)
And reacting with a compound of formula VIII
(Formula VIII)
(Here Z1, ZTwo, ZThreeAnd ZFourOne of them is a hydrogen atom and the other is
Is a radical)
Get
(C) replacing a compound of formula IV, V or VIII with a compound of formula IX
(Formula IX)
Reduce to
(D) replacing a compound of formula IX with a compound of formula X
Lv-R1 (X)
(Where Lv is a leaving group (eg, a halogen atom, an OMs group or an OTs group)
R1Is a group R other than hydrogen, or Lv-R1Is nucleophilic by amine nitrogen
Cyclic or unsaturated compounds which can be substituted to give an N-linked R group other than hydrogen (e.g.
Poxide))
React with
(E) monoamine of formula XI
LvCHR1CHR1NRTwoCHR1CHR1Lv (XI)
(Here RTwoIs a group R or a nitrogen protecting group (eg Ms)
Is reacted with a triamine of the formula VI and, if necessary, the resulting tribenzyl cycle
R in LenTwoThe substituted nitrogen is deprotected.
The reagents of formulas II and VI are prepared by converting ethylenediamine or diethylenetriamine to benzyl.
Reagent (eg, compound PhCHTwoLv) or benzaldehyde
And reacting the resulting imino product with a catalyst.
The reagent of formula III describes ethylenediamine, for example, for compounds of formulas I and IV.
And the benzylamine product is converted to, for example, chloroacetylbutane.
Lomid or bromoacetyl chloride or other haloacetyl halide or equivalent
Production by acylation by reaction with a double activated acetic acid reagent
it can.
The iminodiacetic acid derivative of formula VII can be prepared by conventional carboxylic acid activation methods.
You.
The amine substitution and carbonyl reduction of steps (c) and (d) may be necessary
As well as possible deprotection steps, it can be performed by conventional means.
Each X is CHR1The subsequent reaction of a compound of formula I is a standard amine displacement method
It can be performed using a debenzylation method.
The debenzylation is carried out, for example, at a hydrogen pressure of 10 to 1000 psi, preferably 30 to 200 pi,
0-200 ° C., preferably 25-120 ° C., palladium / charcoal or platinum /
Preferably achieved by catalytic hydrogenation with a conventional hydrogenation catalyst such as C
right. Debenzylation is based on Rylander's "Catalytic hydrogeneration over plati
num metals ", Academic Press, 1967, pages 449-468.
In contrast, N-substituted -N ', N ", N"'-tritosylcyclene
The detosylation reaction used by conventional workers to convert to substituted cyclen is generally
Requires a 24 hour treatment with concentrated sulfuric acid at 100 ° C. On a commercial scale,
High acid concentration conditions and long reaction times are extremely disadvantageous.
An acid group (eg, carboxymethyl group or phosphonomer) to the debenzylated cyclen
The addition of a butyl group can also be accomplished by conventional techniques (eg, bromoacetic acid, t-butyl-bromo).
Reaction with acetate or with formaldehyde and phosphonic acid
Subsequent removal of protecting groups if necessary and amidation if desired).
Can be
Accordingly, the present invention relates to cyclens tri-substituted with acid groups (optionally further
May be monosubstituted; for example, DO3A HA-DO3A or other hydroxy
Alkyl-DO3A and DO3A-DO3A dimer) in high yield
To provide an improved route for
Also, diamine: diamine or monoamine: triamine condensation is used
To produce an benzyl-cyclene, substituting its three vacant ring nitrogens, debenzylating,
Substitution of a vacant ring nitrogen, if desired, may result in a mono / tri-hetero-substituted system.
Clen can be manufactured. Therefore, from this aspect, the present invention provides:
In
A method for producing a DO3A or DO3A analog chelating reagent comprising the steps of
Offer.
(1) (a) Diamine of formula XII
Z1NHCHRTwoCHR1NHTwo (XII)
With a diamine of formula XIII
YNZTwoCHR1CHR1NHY (XIII)
(Here R1And Y are as defined above, and Z1And ZTwoOne of which is hydrogen
And the other is a benzyl group)
Or react with
(B) Triamine of formula XIV
Z1NHCHR1CHR1NZTwoCHR1CHR1NHTwo (XIV)
With a monoamine of the formula XV or XVI
ZThreeN (CHTwoCOLv)Two (XV)
ZThreeN (CHR1CHR1Lv)Two (XVI)
(Here R1And Lv are as defined above, and Z1, ZTwoAnd ZThreeOne of them is
A benzyl group and the other two are hydrogen atoms)
And react with
(C) If necessary, the cyclic dione thus prepared is reduced to give N-benzyl-
Get Clen;
(2) reacting the N-benzyl-cyclene with an acid group (eg,
A ruboxoxymethyl group or a phosphonomethyl group);
(3) debenzylating the N-acid substituted product;
(4) If desired, the debenzylated product is N-alkylated to give, for example,
Introduction of a droxy-alkyl group and the like.
According to the method of the present invention, macrocyclic tetraazacycloalkanes are produced, and if necessary,
After the reduction of the ring carbonyl group, the product generally produces the desired chelating reagent.
To make it, it will be subjected to N-alkylation. Desired alkyl or substituted
The N-alkylation step for introducing an alkyl group into the macrocyclic skeleton is a conventional alkylation step.
[For example, alkyl halide RTwo-Hal (where Hal is like chlorine or bromine
C
Rogen atom, RTwoMay be substituted with a hydroxy or alkoxy group
Alkyl group, carboxamide group, carboxyl group or phosphonic acid group
(Optionally protected by an ester group).
Which is an alkyl group which may be substituted by
Can be. RTwoIt is convenient for the alkyl moiety to have 1 to 12 carbon atoms.
Frequently, it will be preferred that the chelant moiety be on the α or β carbon. protected
If a chelant group is introduced in this way, it may be later provided, for example, by ester cleavage.
This can be deprotected to make groups available for metallization.
The macrocyclic chelating reagent can be used in either a metallized or non-metallized form. The latter
In such a case, for example, it can be used as a therapeutic agent in cancer treatment and the like.
Metallization of the macrocyclic chelating reagent is described, for example, in patent applications relating to MR contrast agents.
It can be achieved by conventional methods as described (eg EP-A-71564, EP
-A-130934, EP-A-165728, EP-A-258616, WO-A-86 / 06605, etc.
When).
The choice of metal ion to complex depends on the intended end use of the chelate complex
will do. Metals with atomic numbers 22 to 32, 42 to 44, 49 and 57 to 83 (particularly Gd)
Are particularly preferred.
If the chelate compound is used as an MR contrast agent, the chelated metal
Species are paramagnetic of transition metals or lanthanides with atomic numbers 21-29, 42, 44 or 57-71
Conveniently, it is a zwitterion. Eu, Gd, Dy, Ho, Cr, Mn and FeThe complex of
Particularly preferred, Gd3+, Mn2+And Dy3+Is a particularly preferred ion. MRI
To be used as a contrast agent, it is advantageous if the paramagnetic metal species is non-radioactive.
No. Radioactivity is not required and is an undesirable feature.
If the chelate complex is used as an X-ray or ultrasound contrast agent, the metal should be 37 (
Non-radioactive metals having an atomic number greater than 50) (eg Dy3+)
Such heavy metals are preferred.
If the metal complex is used for scintigraphy or radiotherapy, its chelating gold
The genus must of course be radioactive, for example99mTc or111Conventional like In
Complexable radioactive isotopes can be used. For radiation therapy, for example,153Sm
,67Cu or90Y and the like can be chelated metals.
All publications mentioned herein are incorporated herein by reference.
.
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the following non-limiting examples.
Example 1: N-benzylethylenediamine1 And N, N'-dibenzylethylene
DiamineTwo
(A) Benzyl chloride and ethylenediamine in a molar ratio of 1: 1 or 2: 1
React in the presence of thorium1 When Two Get.
(B) Benzaldehyde and ethylenediamine in a molar ratio of 1: 1 or 2: 1
Reaction in the presence of group metal (such as Ni, Ru or Pd) and reducing agent (such as hydrogen)
,Respectively 1 When Two Get.
Example 2: N, N'-bis (chloroacetyl) -N-benzylethylenediamineThree
(A) 1 (7.53 g, 50.1 mmol) in a 250 mL flask, 55 mL of CHTwoClTwo, 16.6g (12
0 mmol) KTwoCOThreeAnd 60 mL of water. Cool the resulting biphasic solution to about 5 ° C.
Was. CHTwoClTwoA solution of chloroacetyl chloride (10 mL, 126 mmol) in 50 mL was cooled.
The solution was added dropwise while maintaining the temperature at 5 to 10 ° C. Bring the solution to ambient temperature
After warming, the aqueous solution was separated and CH 2TwoClTwo(2 × 25 mL). Match
CHTwoClTwoThe solution was washed with water and concentrated. The resulting oilThree In Example 4 (a
) Used directly.13C NMR (CDClThree): Δ 38.09, 41.04, 42.38, 45.21
, 51.73, 126.30, 127.70, 128.77, 135.30, 166.66, 168.33.
(B) 3.5 kg of KTwoCOThreeWas dissolved in 10 liters of water at ambient temperature. 10.6 liters to this
Turtle CHTwoClTwoAnd 1.6kg1 Was added. The mixture was cooled to 5 ° C. separate
And CHTwoClTwo12.8 liters of a solution consisting of 3.0 kg of chloroacetyl chloride
Prepared. The chloroacetyl chloride solution is added to the cooled mixture
Was slowly added while maintaining at 5-10 ° C. After the addition is complete,
The mixture was warmed to room temperature. CHTwoClTwoSeparate the phases and replace the aqueous phase with fresh CHTwoClTwoWashed with
. CH combinedTwoClTwoWas washed with water and used directly in Example 4 (b). (this
CHTwoClTwoThe solution volume was 30 liters. )
Example 3: N, N'-bis (bromoacetyl) -N-benzylethylenediamineFour
2L 3-neck round bottom with overhead stirrer, dropping funnel and thermometer
Add 69.86 g (0.444 mol) of bromoacetyl chloride to Lasco, 750 mL of CHTwoClTwo
as well as
62 g (0.449 mol) of KTwoCOThreeWas put. After cooling the mixture to 5-10 ° C, C
HTwoClTwoIn 250 mL1 28.99 g (0.193 mol) slowly while maintaining the temperature at about 10 ° C.
I added it. The reaction mixture was stirred at 10-15 ° C for 1/2 hour. Then water (25
0 mL) was carefully added to the above cooled mixture (5-10 ° C). Separate the organic layer
did. 300 mL CHTwoClTwoAnd combine the organic layers to remove 2 x 300 mL
Extracted with water. The organic layer is concentrated and the product4Directly to Example 4 (c)
used.13C NMR (CDClThree): Δ 25.99, 28.74, 38.46, 45.10, 52.26
, 126.30, 128.13, 129.14, 135.36, 166.30, 168.73.
Example 4: 1,4,7-tribenzyl-1,4,7,10-tetraaza-2,9-dioxocyclodode
CanFive
(A) In a 2 liter flask equipped with a nitrogen inlet and a reflux condenser, add acetonitrile
The product of Example 2 (a) dissolved in 300 mL of ril (ACN)Three Was put.Two(10.2g
, 42 mmol), NaTwoCOThree(70 g, 0.66 mol) and 625 mL of fresh ACN
Ko. The mixture was refluxed for 3 days. The mixture is cooled to ambient temperature and A
Most of the NC was removed under reduced pressure. 300mL of CH in the residueTwoClTwoAnd water.
The organic layer was separated. Change the aqueous layer to new CHTwoClTwoAnd washed. Combine organic layers and remove
Washed with water. The organic layer was concentrated. The product is precipitated with ethyl acetate and filtered.
Collected by filtration and washed with fresh ethyl acetate.Five(M / e = 471) yield is 67%
Was.
(B) 21 liters of CHTwoClTwoFrom the product of Example 2 (b) by atmospheric distillation
Removed. Add 21 liters of acetonitrile (ACN) and bring head temperature to 82 ° C
Distillation was continued until complete. 120 liters ACN, 6.7 kg anhydrous KTwoCOThreeAnd 2.3 l
Turtle'sTwo Was added. The mixture was heated to reflux for 6 hours. 120-130 lit
Torr of solvent was removed by distillation. To the residue was added 27 liters of water. That
The mixture was cooled to less than 40 ° C. and 53 liters of CHTwoClTwoWas added. Phase separated and water
To 8 liters of CHTwoClTwoWas back extracted. Combine the organic phases and add 50 L CHTwoClTwoSteam
Removed by distillation. Add 21 liters of ethyl acetate and add another 11 liters of CHTwo
ClTwoWas removed by distillation. The solution is cooled to 20 ° C and the precipitated product is filtered.
Wash with ethyl acetate and dryFive (M / e = 471). 2.5 kg yield
(53% yield).
(C) 3 x 2L equipped with overhead stirrer, reflux condenser and thermometer
375 mL of dimethylformamide (DMF) and 50 g of KTwoCOThreeTo
I put it. The mixture was heated to 50 ° C. 46.3g (0.
(193mol) of N, N'-dibenzylethylenediamine and DMF
Product of Example 3Four To the warm potassium carbonate suspension in DMF for 1/2 hour.
Added over. The resulting suspension was heated for 6 hours. About 1/2 of DMF is distilled under reduced pressure
Removed by After adding 300 mL of deionized water to the solution, 300 mL of CHTwoClTwo
Was added. The material was transferred to a 2 L separatory funnel and the organic layer was separated. 100m water layer
L CHTwoClTwoAnd combine the organic layers and wash with 2 x 150 mL of deionized water.
Was. The organic layer was concentrated under reduced pressure. ProductFive Was precipitated with ethyl acetate and filtered.
And washed with fresh ethyl acetate.FiveThe yield of (m / e = 471) is 47%
Was.
Example 5: Tribenzylcyclene6
(A) 1L equipped with reflux condenser, overhead stirrer and nitrogen inlet
10.0 g (0.021 mol) of 3-neck round bottom flaskFive And 72 mL of THF. So
Was stirred under nitrogen. After cooling to 5-10 ° C, 176 mL of 1.0 M BH3.
THF was added to the suspension [Note: BHThreeDuring the addition of HTwoThere has occurred]. Got
The solution was refluxed under nitrogen for 12 hours. A white solid forms during the course of this reaction. So
After cooling the mixture to about 25 ° C., the remaining BHThreeTo 64 mL of HTwoBe careful with O (3.55mol)
Quenched deeply [Note: BHThreeSignificant H during quenchTwoThere has occurred]. 236mL
Of THF was removed under reduced pressure and 25 mL of 12 M HCl (0.3 mol) was poured into the solution.
[Note: H during the HCl additionTwoSeemed to have occurred. The solution is about 3
Warmed to 0 ° C and foamed]. The cloudy acidic mixture is refluxed for 3 hours and is clear and colorless.
Was obtained. After cooling the solution to ambient temperature, 25 mL of 50% NaOH aqueous solution
The pH was adjusted to about 14. The product is washed with 120 mL of CHTwoClTwoExtracted. Minute aqueous phase
Release, 85 mL of new CHTwoClTwoAnd washed. Combine the organic layers with 2 × 50 mL of HTwoO
And washed. That CHTwoClTwoWas removed under reduced pressure to give 9.4 g of crude product.6 Got
. This solid was dissolved in about 40 mL of boiling acetonitrile. The solution slowly
And cooled to 0 ° C. The resulting precipitate was collected by filtration and dried to give 6.1 g of a colorless product.
Crystalline product of6
(M / e = 443).6The yield ofFive65% based on.
(B) 1L equipped with reflux condenser, overhead stirrer and nitrogen inlet
In a three-necked round bottom flask, add 10.0 g (0.021 mol)Five, 7.45 g (0.197 mol) of NaBHFour
And 300 mL of THF. The suspension was stirred under nitrogen. Another flask
Then, dissolve 22 g (0.23 mol) of methanesulfonic acid in 100 mL of cooled THF.
[Note: dissolution of this acid in THF is an exothermic reaction]. Add the acid solution to the boro
It was added slowly to the hydride suspension with stirring [Note: BHThreeDuring the addition of HTwoDeparts
I was born. This suspension thickens during the addition of the acid, but some
Will be diluted]. The resulting suspension was refluxed under nitrogen for 12 hours. About 25 ℃
After cooling toThreeH to 50mLTwoCarefully quenched with O (2.87mol)
[Note: BHThreeSignificant H during quenchTwoThere has occurred]. 1/2 of THF under reduced pressure
, And then 100 mL of water was added. Most of the remaining THF is removed by distillation
After that, 50 mL of 12 M HCl (0.6 mol) was carefully added to the solution. Its acidic
The mixture was refluxed for 3 hours. After cooling the solution to ambient temperature, 50% NaOH aqueous solution
The pH was adjusted to 12-13 with the liquid. The product was washed with 2 x 125 mL of CHTwoClTwoExtracted in
. Combine the organic layers with 3 x 125 mL of HTwoWashed with O 2. That CHTwoClTwoReduced most of
Removal under pressure gave the crude. Dissolve the solid in about 35 mL of boiling acetonitrile.
I understand. The solution was slowly cooled to -5C. The resulting precipitate is filtered
Collect, dry and colorless crystalline tribenzylcyclene6(M / e = 443) 7.1g was obtained
Was. The yield isFive 75% based on.1H NMR and13According to C NMR,
The sample was pure.
Example 6: 1,14-dibromo-2,13-dioxo-3,12-diaza-6,9-dioxa-tetrade
Can7
Dropping funnel, thermometer and NTwoIn a 500 mL round bottom flask equipped with an inlet tube, 24.8 g (1
60 mmol) bromoacetyl chloride, 300 mL CHTwoClTwoAnd 25g of KTwoCOThreeEnter
Was. The suspension was cooled to 5-10 ° C. in an ice bath,TwoClTwo2,2 'in 100mL
-(Ethylenedioxy) diethylamine 10.1 g (68 mmol) was added dropwise while cooling
(Exothermic reaction). After stirring the reaction mixture at ambient temperature for 1 hour, 250 mL of deionized
Water was added. The organic layer was separated from the aqueous layer. The aqueous layer was washed with 2 x 200 mL CHTwoClTwo
And washed. All organic layers were combined and washed with 3 × 250 mL of deionized water.
The organic layer was concentrated to dryness and the thick oil solidified to a colorless solid. Its crude
Solid7 Was recrystallized from hot ethanol. The resulting crystalline solid is collected, dried,1
H NMR,13Characterized by C NMR and mass spectrometry (m / e = 391).7Yield of 80
%was.
Example 7: 1,14-bis (4,7,10-tribenzyl-1.4.7.10-tetraazacyclodide
Decyl) -2,13-dioxo-3,12-diaza-6,9-dioxatetradecane8
7Was reacted with 2 equivalents of tribenzylcyclene as follows. Equipped with a reflux condenser
1.5 g (3.4 mmol) of tribenzylcyclene in a 100 mL round-bottomed flask6, 0.
661 g (1.7 mmol)7 And CHTwoClTwoTetramethylguanidine in 50 mL (TM
G) 0.39 g (3.4 mmol) was charged. After stirring the reaction mixture at 55 ° C. for 6 hours,
Stirred overnight at ambient temperature. Most of the DMF was removed under vacuum. CHTwoClTwo/ HTwoO
To afford the product as a thick pale yellow oil.1H NMR,13
C NMR and mass spectrometry data (m / e = 1114) are pure
Product8Matched.
Example 8: 1,14-bis- (1,4,7,10-tetraazacyclododecyl) -2,13-dioxo
So-3,12-diaza-6,9-dioxatetradecane9
(A) Reflux cooler and NTwo1.09 g (0.98 g) in a 100 mL round bottom flask equipped with an inlet
mol) of 8, 30 mL of ethanol and 1.133 g of ammonium formate. That
The Lasco was purged with nitrogen for 15 minutes and 216 mg of 10% Pd / C was added. The reaction solution
Refluxed overnight. Filter the mixture through a bed of celite and concentrate the filtrate
This gave a slightly yellow oil.1H NMR,13C NMR and mass spectrometry data
(M / e = 573)9Matched.9Was essentially quantitative.
(B) 9.2 g (83 mmol) of 100 ml autoclave pressure reactor8, 50mL Etano
And 3 g of 10% Pd / C. The reactor is heated at 80 ° C. for 3 hours and hydrogen
Pressurized to psig. The mixture was filtered and the filtrate was concentrated to a slightly yellow oil
I got something.1H NMR,13C NMR and mass spectrometry data9Matched.9Income
The rates were essentially quantitative.
Example 9: 1,14-bis- (4,7,10-tris (carboxymethyl-benzyl ester)
Le) -1,4,7,10-tetraazacyclododecyl) -2,13-dioxo-3,12-diaza-6,9-
Dioxa
TetradecaneTen
1.84 g (3.2 mmol) of 250 mL round bottom flask equipped with a reflux condenser9, 100mL of D
MF, 5.99 g (257 mmol) of benzyl bromoacetate and 2.95 g (25.7 mmol) of TMG
Was put. The reaction mixture was heated to 55 ° C. for 5 hours. Initial volume of the mixture
Was concentrated under reduced pressure to about 1/2 of the above. The reaction is CHTwoClTwo/ HTwoPost-process from O, raw
AdultTenWas obtained as a yellow oil contaminated with residual DMF.1H NMR,13C NM
R and mass spectrometry data (m / e = 1461)TenMatched.
Example 10: 1,14-bis- (4,7,10-tris (carboxymethyl) -1,4,7,10-te
Traazacyclododecyl) -2,13-dioxo-3,12-diaza-6,9-dioxatetrade
Can11
4.7 g (3.2 mmol) of 10 and 50 mL of 50% TH is added to a 100 mL autoclave pressure reactor.
An aqueous F solution and 1 g of 10% Pd / C were charged. The reactor was heated at 80 ° C for 3 hours with water
The pressure was increased to 220 psig with hydrogen. The mixture was filtered and the filtrate was concentrated to a slight yellow
A colored glassy oil was obtained.1H NMR,13C NMR and mass spectrometry data (m
/ e = 922)11Matched.11Was essentially quantitative.
Example 11: [1,14-bis- (4,7,10-tris (carboxymethyl) -1,4,7,10-te
Traazacyclododecyl) -2,13-dioxo-3,12-diaza-6,9-dioxatetrade
Can] Gd (III) chelate compound12
344 g (3.7 mmol) of the flask11 And 200 mL of deionized water. 3.01g
(7.5 mmol) gadolinium acetate was added at 40 ° C. Remove solvent to 4.55g white
Color solid 1Two I got Elemental analysis: C36H62NTenOFifteenGdTwo-4.75HTwoCalculated value for O
(Actual value): C 34.71 (34.99); H 5.48 (5.38); N 10.65 (10.77); Gd 2
3.92 (23.88).
Example 12: 1,4,7-Tetraazacyclododecane13(Cyclen)
Tribenzyl cyclene (2.0 g, 4.5 mmol), ethanol (50 mL) and 10% Pd / charcoal
Element (1.0 g) was charged to a 100 mL autoclave pressure reactor. 80 of that reactor
Pressurized to 100 psig with hydrogen for 3 hours. The mixture is filtered to remove the catalyst
By concentrating the filtrate, pure in essentially quantitative yield13I got13C
NMR (DTwoO): δ 46.30.
Example 13: 1,4,7-tris (carboxymethyl-tert-butyl ester) -1,4,7,
10- Te
Traazacyclododecane14
35 g (0.20 mol) of cyclen in 600 mL of dimethylacetamide (DMA) and sodium acetate
To a mixture of 50 g (0.61 mol) of thorium was added tert-butyl bromoacetate in 150 mL of DMA.
(118.9 g, 0.61 mol) was added. The mixture was stirred at ambient temperature for 19 days
Later, the precipitated product was collected by filtration. The filtrate is concentrated and the second product
I got a crop. Dissolve the combined crop (118.5g) in chloroform and wash with water
Was cleaned. The chloroform was removed under reduced pressure. Ethyl acetate in the yellow oil
In addition, a white solid was obtained, which was collected by filtration and washed with ether.14 of
The yield was 67.4 g (56%).14.HBr13C NMR (CDCLThree): Δ 28.08
, 28.11, 47.41, 49.11, 51.25, 58.06, 80.97, 81.57, 169.52, 170.40.
Example 14: 1,4,7-tris (carboxymethyl) -1,4,7,10-tetraazacyclodide
DecaneFifteen
About 400 mL of trifluoroacetic acid / CHClThree(1: 1), 0.034 mol of14 Added
. After stirring at ambient temperature for 1 hour, the solvent was removed under reduced pressure. Repeat this process three times
Return to give a yellow oil. The oil was mixed with methanol (15 mL) and
And diluted to 1 liter. The precipitated white solid was collected by filtration, dried in vacuo
11.75g (99%)FifteenI got13C NMR (DTwoO): δ 43.00, 48.48, 49.67
, 52.32, 53.94, 56.92, 170.77, 175.35.
Example 15: 1,4,7-tris (carboxymethyl) -10- (2-hydroxypropyl
) -1,4,7,10-Tetraazacyclododecane16
To a solution of 194.0 g (0.56 mol) of 15 in 450 mL of water was added NaOH to bring the pH to 12
Adjust to 0.0-12.5 (keep temperature below 30 ° C during addition). This basic solution
Propylene oxide (65 g, 1.12 mol) is added to the liquid. After 6 hours at ambient temperature,
Excess propylene oxide and solvent are removed under reduced pressure. Minimize the product with minimal methanol
From the16In a yield of 96%.
Example 16: [1,4,7-tris (carboxymethyl) -10- (2-hydroxypropyl
Le) -1,4,7,10-tetraazacyclododecane] gadolinium17
In 100 mL of water16 9.54 g (0.0263 mol) of Gd in a solution of 20.22 g (0.05 mol)TwoOThree
Add. The suspension is stirred at 95 ° C. for 20 hours. Solvent is removed under vacuum to form
Stuff
Was recrystallized from methanol / acetone to give a white solid.17 In a yield of 56%.
Example 17: [1,4,7-tris (carboxymethyl) -10- (10- (3,5-dicarboxy)
Cyphenyl) -decyl) -1,4,7,10-tetraazacyclododecane]18
In a round bottom flask equipped with a reflux condenser, 0.2 mol of tribenzylcyclene (trib
enzylcylen), 0.2 mol of 10- (3,5-dicarboxyphenyl) -1-bromodecane
1 liter of DMF and 0.2 mol of tetramethylguanidine (TMG)
You. The reaction mixture is stirred at 60-65 ° C for about 12-16 hours. Most of DMF is true
Remove under the air. CHTwoClTwo/ HTwoThe post-treatment from O leads to alkylated tribenz
Obtain the lucyclene intermediate.
The alkylated tribenzylcyclene intermediate is debenzylated as follows:
Approximately 10 mmol of substrate, 50 mL of ethanol and 3 g are added to a 0 mL autoclave pressure reactor.
Add 10% Pd / C. The reactor is heated at 80 ° C for 3 hours with hydrogen at 100-200 psig.
Press. The mixture was filtered to remove the catalyst, the filtrate was evaporated and 1-
[10- (3,5-dicarboxyphenyl) -decyl] -1,4,7,10-tetraazacyclodide
Get the decane.
1- [10- (3,5-dicarboxyphenyl) decyl] -1,4,7,10-tetraazacyclo
An aqueous solution of sodium chloroacetate (0.16 mol in 500 mL of water)
0.71 mol of sodium chloroacetate in 68 mL of water) is added. The solution was adjusted to pH 9-1.
Stir at 80 ° C overnight while maintaining at 0. After cooling to ambient temperature, the pH of the solution is
Adjust to 2.5 with aqueous HCl. The resulting precipitate is collected by filtration and
Wash and vacuum dry18 Get.
Example 18: [1,4,7-tris (carboxymethyl) -10- (2- (1,3,4-trihydr
Roxybutyl)]-1,4,7,10-tetraazacyclododecane19
In a round bottom flask equipped with a reflux condenser, 1 liter of acetonitrile, 0.2 mol
Tribenzylcyclene and 0.2 mol of 1,4-dihydroxy-2-butene oxide
You. The reaction mixture is stirred at 60-65 ° C for about 12-16 hours. Acetonitrile
Most are removed under vacuum. CHTwoClTwo/ HTwoPost-treatment from O
A cybutyltribenzylcyclene intermediate is obtained.
The trihydroxybutyltribenzylcyclene intermediate was de-bended as follows:
About 100 mmol of substrate, 50 mL of ethanol in a 100 mL autoclave pressure reactor.
And 3 g of 10% Pd / C. The reactor was heated at 80 ° C for 3 hours and hydrogen
Pressurize to 200 psig. The mixture was filtered to remove the catalyst, and the filtrate was evaporated.
1- [2- (1,3,4-trihydroxybutyl)]-1,4,7,10-tetraazacyclodide
Get the decane.
1- [2- (1,3,4-trihydroxybutyl)]-1,4,7,10-tetraazacyclodode
To an aqueous solution of can (0.16 mol in 500 mL of water) is added an aqueous solution of sodium chloroacetate (68 m
0.71 mol of sodium chloroacetate in L). Bring the solution to pH 9-10
Stir at 80 ° C. overnight while maintaining. After cooling to ambient temperature, the pH of the solution is adjusted to HCl aqueous
Adjust to 2.5 with solution. The resulting precipitate is collected by filtration, washed with acetone,
Vacuum drying19 Get.
Example 19: 1-benzyl-1,4,7,10-tetraaza-2,9-dioxocyclododecane20
2L 3-neck round equipped with overhead stirrer, reflux condenser and thermometer
In a bottom flask, 375 mL of dimethylformamide (DMF) and 50 g of KTwoCOThreeEnter
It is. Heat the mixture to 50 ° C. Potassium carbonate suspension in the warm DMF
Ethylenediamine (0.2mol) diluted to 125mL with DMF and DMF
Of Example 3 diluted to 125 mL with4Over 1/2 hour. Obtained suspension
Heat the suspension for 6 hours. About 1/2 of DMF is removed by vacuum distillation. 300mL
Of deionized water is added to the solution, then 300 mL of CH 2TwoClTwoAdd. That thing
Transfer the mass to a 2 L separatory funnel and separate the organic layer. Transfer the aqueous layer to 100 mL CHTwoClTwoso
Wash, combine organic layers and wash with 2 × 150 mL deionized water. Decompress the organic layer
Concentrate down. Product20 Was precipitated with ethyl acetate, collected by filtration and fresh
Wash with ethyl acetate.
Example 20: N-benzylcyclenetwenty one
1L 3 equipped with reflux condenser, overhead stirrer and nitrogen inlet
10.0g (0.021mol) in a round bottom flask20And 72 mL of THF. That blend
The mixture is stirred under nitrogen. After cooling to 5-10 ° C, 176 mL of 1.0 M
BHThreeAdd .THF. The resulting solution is refluxed under nitrogen for 12 hours. Of this reaction
A white solid forms during the process. After cooling the mixture to about 25 ° C., the remaining BHThree
To 64 mL of HTwoQuench carefully with O (3.55 mol). Reduce 236mL of THF
Remove under pressure
Afterwards, carefully add 25 mL of 12 M HCl (0.3 mol) to the solution. Its cloudy
The acid mixture is refluxed for 3 hours to obtain a clear colorless solution. Bring the solution to ambient temperature
After cooling, the pH is adjusted to about 14 with 25 mL of a 50% aqueous NaOH solution. 120
mL CHTwoClTwoExtract with Separate the aqueous layer and add new CHTwoClTwoWash with 85mL
. Combine the combined organic layers with 2 x 50 mL of HTwoWash with O. CHTwoClTwoMost of under pressure
To removetwenty oneGet.
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】1997年5月19日
【補正内容】
請求の範囲
1.式Iのトリベンジルシクレン。
(式I)
ただし、Phはフェニルである。
Rはベンジルではなく、水素、又はヒドロキシ、アルコキシ若しくはフェニル
基で置換されていてもよいC1-12アルキル基であるか、
又はRは両親媒性基L-Ar(-AH)n(ただし、各LはC2-25−アルキレンリ
ンカーであり、そのうち少なくとも1つのCH2部分がX1又は基X1(CH2CH2
X1)u(uは正の整数である)で置換されている。ただし、シクレン環に隣接す
るLの末端はCH2であるものとし、Arに隣接するLの末端はX1又は基X1に隣
接するCH2基若しくはX1から 1CH2基離れたCH2基であるものとする。
各 Ar は、さらなるフェニル環で置換されているか、又はそれに縮合してい
てもよいフェニル環である。
各AHはオキシ酸又はその塩である。
各X1はO、S、NR2又はPR2である。
各R2は水素、置換されていてもよいアルキル又は置換されていてもよいフェ
ニルである。
nは正の整数である。)であるか、
又はRは第2のトリベンジルシクレン基への架橋を提供する。
XはCHR1であるか、Rが水素である場合は、2つのX基がそれぞれCO基
を表してもよい。R1は水素、又はヒドロキシ、アルコキシ若しくはカルボキシ
基で置換されていてもよいC1-6アルキル基、又はアルキル部分に1〜6個の炭
素を持つアラルキル基であり、そのアリール部分はアルキル、アルコキシ、ヒド
ロ
キシ又はイソチオシアナート基で置換されていてもよいフェニル基である。
2.全てのXがCH2基である請求項1に記載の化合物。
3.次に挙げる段階の少なくとも1つを含む請求項1に定義する式Iの化合物
の製造方法。
(a)式IIのジアミン
PhCH2NHGHR1CHR1NHCH2Ph (II)
(ただし、R1とPhは請求項1で定義した通りである。)
を式IIIのジアミン
YN(CH2Ph)CHR1CHR1MHY (III)
(ただし、YはCH2COLv 又はCOCH2Lv であり、Lvは脱離基である。
)と反応させて、式IV又はVの化合物を得る。
(式IV)と(式V)
(b)式VIのトリアミン
Z1NHCHR1CHR1N(Z2)CHR1CHR3NHZ3 (VI)
を式VIIのモノアミン
Z4N(CHR1COLv)2 (VII)
と反応させて、式VIIIの化合物
(式VIII)
(ただし、R1は請求項1に定義した通りであり、Z1、Z2、Z3及びZ4のうち
の1つは水素原子であり、その他はベンジル基である。)
を得る。
(c)式IV、V又はVIIIの化合物を還元して式IXの化合物を得る。
(式IX)
ただし、R1とPhは請求項1に定義した通りである。
(d)式IXの化合物を式Xの化合物と反応させる。
Lv-R1 (X)
ただし、Lv は脱離基であり、R1(ベンジルではない)は、ヒドロキシ、ア
ルコキシ若しくは置換されていてもよいフェニル基で置換されていてもよいC1- 12
アルキル基であるか、又はR1は両親媒性基L-Ar(-AH)n(ただし、各Lは
C2-25−アルキレンリンカーであり、そのうち少なくとも1つのCH2部分がX1
又は基X1(CH2CH2X1)u(uは正の整数である)で置換されている。ただし
、シクレン環に隣接するLの末端はCH2であるものとし、Arに隣接するLの末
端はX1又は基X1に隣接するCH3基若しくはX1から 1CH2基離れたCH2基で
あるものとする。
各 Ar は、さらなるフェニル環で置換されているか、又はそれに縮合してい
てもよいフェニル環である。
各AHはオキシ酸又はその塩である。
各X1はO、S、NN2又はPR2である。
各R2は水素、置換されていてもよいアルキル又は置換されていてもよいフェ
ニルである。
nは正の整数である。)であるか、
又はR1は第2のトリベンジルシクレン基への架橋を提供するか、
又はLv-R1は、アミン窒素によって求核置換されて N-結合R1基を与えうる
環状又は不飽和化合物である。
(e)式XIのモノアミンを式VIのトリアミンと反応させて、必要であれば、得ら
れるトリベンジルシクレン中のR2置換窒素を脱保護する。
LvCHR1CHR1NR2CHR1CHR1Lv (XI)
ただし、R2は、ヒドロキシ、アルコキシ若しくは置換されていてもよいフェ
ニルで置換されていてもよいC1-12アルキル基であるか、又はR2は両親媒性基
L-Ar(-AH)n(ただし、各LはC2-25−アルキレンリンカーであり、そのう
ち少なくとも1つのCH2部分がX1又は基X1(CH2CH2X1)u(uは正の整数
である)で置換されている。ただし、シクレン環に隣接するLの末端はCH2で
あるものとし、Ar に隣接するLの末端はX1又は基X1に隣接するCH2基若し
くはX1から 1CH2基離れたCH2基であるものとする。
各 Ar は、さらなるフェニル環で置換されているか、又はそれに縮合してい
てもよいフェニル環である。
各AHはオキシ酸又はその塩である。
各X1はO、S、NR2又はPR2である。
各R2は水素、置換されていてもよいアルキル又は置換されていてもよいフェ
ニルである。
nは正の整数である。)であるか、又は窒素保護基である。
4.次に挙げる段階を含むDO3A又はDO3A類似体キレート試薬の製造方法
。
(1)(a)式XIIのジアミン
Z1NHCHR1CHR1NH2 (XII)
を式XIIIのジアミン
YNZ2CHR1CHR1NHY (XIII)
(ただし、R1とYは請求項4に定義した通りであり、Z1とZ2のうち一方は水
素であり、他方はベンジル基である。)
と反応させるか、
(b)式XIVのトリアミン
Z1NHCHR1CHR1NZ2CHR1CHR1NH2 (XIV)
を式XV又はXVIのモノアミン
Z3N(CH2COLv)2 (XV)
Z3N(CHR1CHR1Lv)2 (XVI)
(ただし、R1とLv は既に定義した通りであり、Z1、Z2及びZ3のうちの1つ
はベンジル基であり、その他の2つは水素原子である。)
と反応させ、
(c)必要ならばこのようにして製造した環状ジオンを還元してN-ベンジル-シ
クレンを得る。
(2)そのN- ベンジル‐シクレンを反応させて、非置換環窒素にカルボキシメ
チル基又はホスホノメチル基を導入する。
(3)そのN-酸置換生成物を脱ベンジル化する。
(4)所望であれば、脱ベンジル化した生成物をN-アルキル化する。
5.段階(4)において、脱ベンジル化した生成物をN-アルキル化してヒドロ
キシアルキル基を導入する請求項4に記載の方法。[Procedure for Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act [Date of Submission] May 19, 1997 [Content of Amendment] Claims 1. Tribenzylcyclene of formula I. (Formula I) Here, Ph is phenyl. R is not benzyl, but is hydrogen or a C 1-12 alkyl group optionally substituted with a hydroxy, alkoxy or phenyl group, or R is an amphiphilic group L-Ar (-AH) n (where Each L is a C 2-25 -alkylene linker, of which at least one CH 2 moiety is substituted by X 1 or a group X 1 (CH 2 CH 2 X 1 ) u (where u is a positive integer) . However, the end of the L adjacent to the cyclen ring is assumed to be CH 2, CH the end of the L adjacent Ar away 2 group 1CH from CH 2 group or X 1 adjacent to X 1 or a group X 1 2 Each Ar is a phenyl ring which may be substituted with or condensed with a further phenyl ring Each AH is an oxyacid or a salt thereof Each X 1 is O, S, is NR 2 or PR 2. each R 2 represents hydrogen, substituted Is phenyl which is also alkyl or substituted been. N are either a positive integer.), Or R provides a bridge to a second tribenzylidene Cie Clen group. When X is CHR 1 or R is hydrogen, two X groups may each represent a CO group. R 1 is hydrogen or a C 1-6 alkyl group optionally substituted with a hydroxy, alkoxy or carboxy group, or an aralkyl group having 1 to 6 carbon atoms in the alkyl portion, wherein the aryl portion is an alkyl, alkoxy, A phenyl group which may be substituted with a hydroxy or isothiocyanate group. 2. A compound according to claim 1 every X is CH 2 group. 3. A process for the preparation of a compound of formula I as defined in claim 1 comprising at least one of the following steps: (A) Diamine of formula II PhCH 2 NHGHR 1 CHR 1 NHCH 2 Ph (II) (wherein R 1 and Ph are as defined in claim 1) are converted to diamine of formula III YN (CH 2 Ph) CHR 1 CHR 1 MHY (III) (where Y is CH 2 COLv or COCH 2 Lv and Lv is a leaving group) to give a compound of formula IV or V. (Equation IV) and (Equation V) (B) reacting the triamine Z 1 NHCHR 1 CHR 1 N (Z 2 ) CHR 1 CHR 3 NHZ 3 (VI) of the formula VI with the monoamine Z 4 N (CHR 1 COLv) 2 (VII) of the formula VII, Compound of formula VIII (formula VIII) (Wherein R 1 is as defined in claim 1, one of Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 is a hydrogen atom and the other is a benzyl group). (C) reducing a compound of formula IV, V or VIII to obtain a compound of formula IX. (Formula IX) However, R 1 and Ph are as defined in claim 1. (D) reacting a compound of formula IX with a compound of formula X. Lv-R 1 (X), however, Lv is a leaving group, R 1 (not benzyl) is hydroxy, alkoxy or substituted optionally substituted in a phenyl group optionally C 1-12 alkyl Or R 1 is an amphiphilic group L-Ar (-AH) n, wherein each L is a C 2-25 -alkylene linker, wherein at least one CH 2 moiety is X 1 or a group X 1 (CH 2 CH 2 X 1 ) u (u is a positive integer), provided that the terminal of L adjacent to the cyclen ring is CH 2 and the terminal of L adjacent to Ar assumed is a CH 3 group or a CH 2 group apart 2 group 1CH from X 1 adjacent to X 1 or a group X 1. each Ar is, or is substituted with a further phenyl ring, or a condensed Each AH is an oxyacid or a salt thereof Each X 1 Is O, S, NN 2 or PR 2. Each R 2 is hydrogen, an optionally substituted alkyl or an optionally substituted phenyl, and n is a positive integer. Or R 1 provides a bridge to a second tribenzylcyclene group, or Lv-R 1 is a cyclic or unsaturated compound that can be nucleophilically substituted by an amine nitrogen to give an N-linked R 1 group. is there. (E) reacting the monoamine of the formula XI with the triamine of the formula VI and, if necessary, deprotecting the R 2 -substituted nitrogen in the resulting tribenzylcyclene. LvCHR 1 CHR 1 NR 2 CHR 1 CHR 1 Lv (XI) wherein R 2 is hydroxy, alkoxy or a C 1-12 alkyl group which may be substituted by phenyl which may be substituted, or R 2 is an amphiphilic group L-Ar (-AH) n (where each L is a C 2-25 -alkylene linker, of which at least one CH 2 moiety is X 1 or a group X 1 (CH 2 CH 2 X 1 ) substituted with u (u is a positive integer), provided that the terminal of L adjacent to the cyclen ring is CH 2 and the terminal of L adjacent to Ar is X 1 or a group X 1 assumed to be CH 2 groups separated 2 groups 1CH from CH 2 group or X 1 adjacent. each Ar is, or is substituted with a further phenyl ring or a phenyl ring optionally fused to it. each AH is an oxyacid or a salt thereof. each X 1 is , S, is NR 2 or PR 2. Each R 2 is hydrogen, phenyl which is also alkyl or substituted optionally be substituted. N is a positive integer.) Or where the nitrogen Is a protecting group. 4. A method for producing a DO3A or DO3A analog chelating reagent, comprising the following steps: (1) a diamine of formula (a) XII Z 1 NHCHR 1 CHR 1 NH 2 (XII) a diamine of Formula XIII YNZ 2 CHR 1 CHR 1 NHY (XIII) ( although, R 1 and Y are as defined in claim 4 Or one of Z 1 and Z 2 is hydrogen and the other is a benzyl group) or (b) a triamine of formula XIV Z 1 NHCHR 1 CHR 1 NZ 2 CHR 1 CHR 1 NH 2 (XIV) is a monoamine of formula XV or XVI Z 3 N (CH 2 COLv) 2 (XV) Z 3 N (CHR 1 CHR 1 Lv) 2 (XVI) (where R 1 and Lv are as defined above) And one of Z 1 , Z 2 and Z 3 is a benzyl group and the other two are hydrogen atoms.) (C) if necessary, the cyclic dione thus produced To give N-benzyl-cyclene. (2) The N-benzyl-cyclene is reacted to introduce a carboxymethyl group or a phosphonomethyl group into the unsubstituted ring nitrogen. (3) The N-acid substituted product is debenzylated. (4) If desired, N-alkylate the debenzylated product. 5. The method according to claim 4, wherein in step (4), the debenzylated product is N-alkylated to introduce a hydroxyalkyl group.
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Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD
,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ
,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ,
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アメリカ合衆国、ペンシルヴァニア州
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SN, TD, TG), AP (KE, LS, MW, SD, S
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, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ
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