JPH11332589A - Synthesis of (11-c)-l-methionine - Google Patents
Synthesis of (11-c)-l-methionineInfo
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- JPH11332589A JPH11332589A JP10141310A JP14131098A JPH11332589A JP H11332589 A JPH11332589 A JP H11332589A JP 10141310 A JP10141310 A JP 10141310A JP 14131098 A JP14131098 A JP 14131098A JP H11332589 A JPH11332589 A JP H11332589A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この出願は、ポジトロン・エ
ミッション・トモグラフィー(PET)等による脳機能
診断用または腫瘍組織診断用の標識薬剤等として用いら
れる[11C]−L−メチオニン、並びに[11C]−
L−エチオニンおよび[11C]−L−プロピオニンの
合成方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present application relates to [11C] -L-methionine and [11C]-which are used as a labeling agent for diagnosing brain function or tumor tissue by positron emission tomography (PET) or the like.
The present invention relates to a method for synthesizing L-ethionine and [11C] -L-propionin.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、腫瘍組織の診断あるいは各種
の精神神経疾患の原因となる脳の構造的・機能的障害の
PET診断のための標識薬剤として、[11C]−L−
メチオニンが使用されている。この[11C]−L−メ
チオニンの合成方法としては、例えば次式2. Description of the Related Art Conventionally, [11C] -L- has been used as a labeling agent for diagnosing tumor tissues or PET for structural and functional disorders of the brain that cause various neuropsychiatric disorders.
Methionine is used. As a method for synthesizing [11C] -L-methionine, for example,
【0003】[0003]
【化15】 Embedded image
【0004】に反応式を示したような液相による化学合
成法(European Journal of NuclearMedicine 1:11-14,
1976)が知られている。この方法のプロセスは、上記
文献の記載に従えば以下のとおりである。 a)100μLのアセトンにトラップされた[11C]
ヨウ化メチルを、300μLのDLホモシステインまた
はL−ホモシステインチオラクトン塩酸塩(2mg)水
溶液および70μLの10M水酸化ナトリウム水溶液を
含む反応容器に加える。 b)容器を密封し、100℃で8分間加熱する。冷却
後、反応液中のアセトンおよび未反応の[11C]ヨウ
化メチルを、40℃加熱下、窒素気流中にて留去する。 c)2、3分後、20μLの10N塩酸、1mLの蒸留
水および2mLの生理食塩水を反応容器に加える。0.
1Nの塩酸または水酸化ナトリウム水溶液で、反応液の
pHを4に調整した後、反応液をメンブレンフィルター
で濾過する。[0004] A chemical synthesis method using a liquid phase as shown in the reaction formula (European Journal of Nuclear Medicine 1: 11-14,
1976) is known. The process of this method is as follows according to the description of the above-mentioned literature. a) [11C] trapped in 100 μL of acetone
Methyl iodide is added to a reaction vessel containing 300 μL of an aqueous solution of DL homocysteine or L-homocysteine thiolactone hydrochloride (2 mg) and 70 μL of an aqueous solution of 10 M sodium hydroxide. b) Seal the container and heat at 100 ° C. for 8 minutes. After cooling, acetone and unreacted [11C] methyl iodide in the reaction solution are distilled off under heating at 40 ° C. in a nitrogen stream. c) After a few minutes, add 20 μL of 10N hydrochloric acid, 1 mL of distilled water and 2 mL of physiological saline to the reaction vessel. 0.
After adjusting the pH of the reaction solution to 4 with 1N hydrochloric acid or sodium hydroxide aqueous solution, the reaction solution is filtered with a membrane filter.
【0005】この方法における合成時間は照射終了より
25分以内である。また、得られた[11C]−L−メ
チオニンの放射化学的収率は[11C]ヨウ化メチルに
対して50±11%、比放射活性は約50mCi/μm
olである。この方法は、放射化学的収率が高く、薬剤
として高比放射能を要求されず、原料(ホモシステイン
チオラクトン)の除去が必ずしも必要ででない等の利点
を有している。[0005] The synthesis time in this method is within 25 minutes from the end of irradiation. The radiochemical yield of the obtained [11C] -L-methionine was 50 ± 11% based on [11C] methyl iodide, and the specific radioactivity was about 50 mCi / μm.
ol. This method has the advantages that the radiochemical yield is high, high specific radioactivity is not required as a drug, and removal of the raw material (homocysteine thiolactone) is not necessarily required.
【0006】さらに、上記方法の改良法して、次式Further, by improving the above method, the following equation is obtained.
【0007】[0007]
【化16】 Embedded image
【0008】に反応式を示したようなオンカラム化学合
成法(Applied Radiation and Isotopes 44:788-790, 1
993 )も知られている。この方法のプロセスは、例えば
以下のとおりである。 a)L−ホモシステインチオラクトンを保持している担
体を充填し、約−40℃に冷却したカラムに、任意流速
のHeガス気流下の[11C]CH3 Iを通し、捕集す
る。 b)70%EtOHをカラムに満たし、両端を閉じたの
ち、約60℃で3分間程度加熱する。 c)HCl、次いで局方エタノールでカラムから反応生
成物を洗い出し、エバポレータのフラスコに集める。 d)溶媒を除去したのち、生理食塩水を加えて残さを溶
かし、メンブレンフィルターを通して注射用薬剤とす
る。[0008] On-column chemical synthesis method (Applied Radiation and Isotopes 44: 788-790, 1
993) is also known. The process of this method is as follows, for example. a) A column filled with a carrier holding L-homocysteine thiolactone and cooled to about −40 ° C. is collected by passing [11C] CH 3 I under an arbitrary flow rate of He gas flow. b) Fill the column with 70% EtOH, close both ends, and heat at about 60 ° C. for about 3 minutes. c) Wash the reaction product from the column with HCl, then with local ethanol and collect in an evaporator flask. d) After removing the solvent, physiological saline is added to dissolve the residue, and the solution is passed through a membrane filter to obtain a drug for injection.
【0009】この方法では、照射終了より20以内に合
成が完了する。また、得られた[11C]−L−メチオ
ニンの放射化学的収率は[11C]CH3 Iに対して9
8%以上となる(比放射活性は不明)。この方法は、オ
ンカラム合成であるために操作が簡便化し、しかも放射
化学的収率が向上するという点において、前記の液相に
よる合成方法に比して優れた方法である。In this method, the synthesis is completed within 20 after the end of the irradiation. The radiochemical yield of the obtained [11C] -L-methionine was 9 relative to [11C] CH 3 I.
8% or more (specific radioactivity is unknown). This method is superior to the above-mentioned synthesis method using a liquid phase, in that the operation is simplified because of on-column synthesis and the radiochemical yield is improved.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
とおりの化学合成方法は、いずれも目的化合物の光学異
性体が副成するという問題が存在した。この出願は、以
上のとおりの事情に鑑みてなされたものであって、従来
の合成方法の問題点を解消し、光学異性体を生成するこ
となく、簡便な操作で放射化学的収率の高い[11C]
−L−メチオニンを得ることのできる新しい合成方法を
提供することを目的としている。However, any of the above chemical synthesis methods has a problem that an optical isomer of the target compound is formed as a by-product. This application has been made in view of the circumstances as described above, and solves the problems of the conventional synthesis method, without generating optical isomers, with a high radiochemical yield by a simple operation. [11C]
It is an object of the present invention to provide a new synthetic method capable of obtaining -L-methionine.
【0011】またこの出願は、同じく光学異性体を生成
することなく、簡便な操作で放射化学的収率の高い[1
1C]−L−エチオニンおよび[11C]−L−プロピ
オニンを得ることのできる新しい合成方法を提供するこ
とを目的としてもいる。上記方法における新規な合成中
間体である[11C]エタンチオールおよび[11C]
プロパンチオールと、その合成方法を提供することを目
的としてもいる。[0011] This application also discloses that the radiochemical yield is high with simple operation without producing optical isomers.
Another object of the present invention is to provide a new synthetic method capable of obtaining [1C] -L-ethionine and [11C] -L-propionin. [11C] ethanethiol and [11C] which are novel synthetic intermediates in the above method
It also aims to provide propanethiol and a method for synthesizing it.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】この出願は、上記の課題
を解決するための第1の発明として、次式(1)According to the present invention, a first invention for solving the above-mentioned problems is represented by the following formula (1).
【0013】[0013]
【化17】 Embedded image
【0014】で表される[11C]メタンチオールを、
γ−シアノ−α−アミノ酪酸合成酵素による酵素反応に
よって、次式(2)[11C] methanethiol represented by the formula:
By the enzymatic reaction by γ-cyano-α-aminobutyric acid synthase, the following formula (2)
【0015】[0015]
【化18】 Embedded image
【0016】で表される[11C]−L−メチオニンに
変換することを特徴とする[11C]−L−メチオニン
の合成方法(請求項1)を提供する。この第1発明の方
法においては、次式(3)The present invention also provides a method for synthesizing [11C] -L-methionine (claim 1), which is converted to [11C] -L-methionine represented by the formula: In the method of the first invention, the following equation (3)
【0017】[0017]
【化19】 Embedded image
【0018】で表される[11C]ヨウ化メチルから
[11C]メタンチオールを合成すること(請求項2)
を好ましい態様としている。また、この請求項2の方法
においては、次式(4)Synthesizing [11C] methanethiol from [11C] methyl iodide represented by the following formula:
Is a preferred embodiment. In the method of the second aspect, the following equation (4) is used.
【0019】[0019]
【化20】 Embedded image
【0020】で表される[11C]二酸化炭素から[1
1C]ヨウ化メチルを合成すること(請求項3)を好ま
しい態様としてもいる。この出願はまた、第2の発明と
して、次式(5)[11C] carbon dioxide represented by the formula [1]
In a preferred embodiment, 1C] methyl iodide is synthesized (claim 3). This application also provides, as a second invention, the following formula (5):
【0021】[0021]
【化21】 Embedded image
【0022】で表される[11C]エタンチオールを、
γ−シアノ−α−アミノ酪酸合成酵素による酵素反応に
よって、次式(6)[11C] ethanethiol represented by the following formula:
By the enzymatic reaction by γ-cyano-α-aminobutyric acid synthase, the following formula (6)
【0023】[0023]
【化22】 Embedded image
【0024】で表される[11C]−L−エチオニンに
変換することを特徴とする[11C]−L−エチオニン
の合成方法(請求項4)を提供する。この第2発明の方
法においては、次式(7)The present invention provides a method for synthesizing [11C] -L-ethionine, which is characterized by converting into [11C] -L-ethionine. In the method of the second invention, the following equation (7)
【0025】[0025]
【化23】 Embedded image
【0026】で表される[11C]ヨウ化エチルから
[11C]エタンチオールを合成すること(請求項5)
を好ましい態様としている。また、この請求項5の方法
においては、次式(8)Synthesizing [11C] ethanethiol from [11C] ethyl iodide represented by the following formula (5):
Is a preferred embodiment. In the method of claim 5, the following equation (8)
【0027】[0027]
【化24】 Embedded image
【0028】で表されるメチルマグネシウムブロミドと
[11C]二酸化炭素から[11C]ヨウ化エチルを合
成すること(請求項6)を好ましい態様としてもいる。
さらにこの出願は、第3の方法として、次式(9)In a preferred embodiment, [11C] ethyl iodide is synthesized from methylmagnesium bromide represented by the following formula and [11C] carbon dioxide.
Further, this application provides a third method using the following equation (9).
【0029】[0029]
【化25】 Embedded image
【0030】で表される[11C]プロパンチオール
を、γ−シアノ−α−アミノ酪酸合成酵素による酵素反
応によって、次式(10)[11C] propanethiol represented by the following formula (10) is obtained by an enzymatic reaction using γ-cyano-α-aminobutyric acid synthase.
【0031】[0031]
【化26】 Embedded image
【0032】で表される[11C]−L−プロピオニン
に変換することを特徴とする[11C]−L−プロピオ
ニンの合成方法(請求項7)を提供する。この第3発明
の方法においては、次式(11)The present invention provides a method for synthesizing [11C] -L-propionin, which is characterized in that it is converted to [11C] -L-propionin represented by the following formula (7). In the method of the third invention, the following equation (11)
【0033】[0033]
【化27】 Embedded image
【0034】で表される[11C]ヨウ化プロピルから
[11C]プロパンチオールを合成すること(請求項
8)を好ましい態様としている。また、この請求項8の
方法においては、次式(12)In a preferred embodiment, [11C] propanethiol is synthesized from [11C] propyl iodide represented by the following formula (claim 8). In the method of claim 8, the following equation (12)
【0035】[0035]
【化28】 Embedded image
【0036】で表されるエチルマグネシウムブロミドと
[11C]二酸化炭素から[11C]ヨウ化プロピルを
合成すること(請求項9)を好ましい態様としてもい
る。さらにまた、この出願は次式(5)In a preferred embodiment, [11C] propyl iodide is synthesized from ethylmagnesium bromide represented by the formula and [11C] carbon dioxide. Furthermore, this application has the following formula (5)
【0037】[0037]
【化29】 Embedded image
【0038】で表される[11C]エタンチオールと、
次式(9)[11C] ethanethiol represented by the following formula:
The following equation (9)
【0039】[0039]
【化30】 Embedded image
【0040】で表される[11C]プロパンチオールを
も提供する。[11C] propanethiol represented by the formula:
【0041】[0041]
【発明の実施の形態】以下、この出願の各発明につい
て、実施の形態を詳しく説明する。この出願の第1発明
の最も好まし実施形態は、次式DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of each invention of this application will be described in detail. The most preferred embodiment of the first invention of this application is the following formula:
【0042】[0042]
【化31】 Embedded image
【0043】に反応式を例示することができる。この反
応式において、[11C]二酸化炭素から[11C]ヨ
ウ化メチルの合成は、公知の方法(Appl. Radiat. Iso
t. 44(8):1119-1124, 1993 )に基づいて行うことがで
きる。また、[11C]ヨウ化メチルから[11C]メ
タンチオールの合成は、同じく公知の方法(J. Label.
Compds. Radiopharm. 37:109, 1995)に従って行うこと
ができる。The reaction formula can be exemplified as follows. In this reaction formula, [11C] methyl iodide is synthesized from [11C] carbon dioxide by a known method (Appl. Radiat. Iso).
t. 44 (8): 1119-1124, 1993). The synthesis of [11C] methanethiol from [11C] methyl iodide is also performed by a known method (J. Label.
Compds. Radiopharm. 37: 109, 1995).
【0044】そして、このようにして合成した[11
C]メタンチオールを、γ−シアノ−α−アミノ酪酸合
成酵素による酵素反応によって[11C]−L−メチオ
ニンに変換する。すなわち、この酵素は、ピリドキサー
ルリン酸を補酵素として、O−アセチル−L−ホモセリ
ンおよび[11C]メタンチオールから[11C]−L
−メチオニンを生成する。そして、このγ−シアノ−α
−アミノ酪酸合成酵素をカラムに固定化することによっ
て、オンカラム合成法により、例えば以下のとおりに
[11C]−L−メチオニンを合成することができる。The thus synthesized [11]
C] Methanethiol is converted to [11C] -L-methionine by an enzymatic reaction with γ-cyano-α-aminobutyric acid synthase. That is, this enzyme uses pyridoxal phosphate as a coenzyme to convert [11C] -L from O-acetyl-L-homoserine and [11C] methanethiol.
-Produces methionine. And this γ-cyano-α
By immobilizing -aminobutyric acid synthase on a column, [11C] -L-methionine can be synthesized by an on-column synthesis method, for example, as follows.
【0045】[11C]メタンチオールに、リン酸ナト
リウム緩衝液、O−アセチル−L−ホモセリン、ピリド
キサールリン酸からなる酵素反応容基質溶液を加え、こ
の混合溶液を固定化酵素カラムに送液し、目的化合物で
ある[11C]−L−メチオニンを含む溶出液をナスフ
ラスコ等に回収する。続いてカラムを洗浄するために、
上記の酵素反応容基質溶液を再度固定化酵素カラムに送
液し、溶出液をナスフラスコ等に回収する。溶出液を回
収後、エバポレーター等により溶出液を減圧乾固し、ナ
スフラスコ等の残留物を注射用生理食塩水に溶解する。[11C] To methanethiol, an enzyme reaction volume substrate solution consisting of sodium phosphate buffer, O-acetyl-L-homoserine and pyridoxal phosphate was added, and this mixed solution was sent to an immobilized enzyme column. The eluate containing the target compound [11C] -L-methionine is collected in an eggplant flask or the like. Then, to wash the column,
The substrate solution of the enzyme reaction volume is again sent to the immobilized enzyme column, and the eluate is collected in an eggplant flask or the like. After collecting the eluate, the eluate is dried under reduced pressure using an evaporator or the like, and the residue in an eggplant flask or the like is dissolved in physiological saline for injection.
【0046】γ−シアノ−α−アミノ酪酸合成酵素とし
ては、例えば、クロモバクテリウム(Chromobacterium
u)属に属する細菌(C.violaceum )より単離して得ら
れるγ−シアノ−α−アミノ酪酸合成酵素(Biochemist
ry, 12:5369-5377, 1973)、この出願の発明者等が見出
したバチルス・ステアロサーモフィルス(B. stearothe
rmophilus )CN3株(FERM BP−4773)か
ら単離して得られる耐熱性γ−シアノ−α−アミノ酪酸
合成酵素(特願平7−171171号)を用いることが
できる。あるいはまた、この出願の発明者等が見出した
γ−シアノ−α−アミノ酪酸合成酵素コード遺伝子(特
願平9−34612号)を大腸菌等の微生物で発現させ
て得られるγ−シアノ−α−アミノ酪酸合成酵素を使用
することもできる。As γ-cyano-α-aminobutyric acid synthase, for example, Chromobacterium
u) γ-cyano-α-aminobutyric acid synthase (Biochemist) obtained by isolation from a bacterium belonging to the genus (C. violaceum)
ry, 12: 5369-5377, 1973) and B. stearothes found by the inventors of the present application.
rmophilus) CN3 strain (FERM BP-4773) and a heat-stable γ-cyano-α-aminobutyric acid synthase (Japanese Patent Application No. 7-171171) can be used. Alternatively, γ-cyano-α-amino acid obtained by expressing the gene encoding γ-cyano-α-aminobutyric acid synthetase (Japanese Patent Application No. 9-34612) found by the present inventors in a microorganism such as Escherichia coli. Aminobutyric acid synthase can also be used.
【0047】この出願の第2発明および第3発明の最も
好まし実施形態は、次式The most preferred embodiments of the second invention and the third invention of this application are as follows:
【0048】[0048]
【化32】 Embedded image
【0049】[0049]
【化33】 Embedded image
【0050】にそれぞれ反応式を例示することができ
る。これらの反応においては、メチルマグネシウムブロ
ミドと[11C]二酸化炭素から[11C]ヨウ化エチ
ルを、またエチルマグネシウムブロミドと[11C]二
酸化炭素から[11C]ヨウ化プロピルを合成すること
を除き、上記第1発明の方法と同様の手順によって、
[11C]−L−エチオニンおよび[11C]−L−プ
ロピオニンを合成することができる。The reaction formulas can be exemplified as follows. In these reactions, except that [11C] ethyl iodide was synthesized from methylmagnesium bromide and [11C] carbon dioxide, and [11C] propyl iodide was synthesized from ethylmagnesium bromide and [11C] carbon dioxide. 1 By the same procedure as the method of the invention,
[11C] -L-ethionine and [11C] -L-propionin can be synthesized.
【0051】[0051]
【実施例】以下、実施例を示してこの出願の発明につい
てさらに詳細かつ具体的に説明するが、この発明は以下
の例に限定されるものではない。なお、以下の実施例に
おいて使用した材料は次のとおりである。[11C]
は、小型サイクロトロンCYPRIS370を用いて1
4N(p,α)11Cにより製造した。EXAMPLES Hereinafter, the present invention of this application will be described in more detail and concretely with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. The materials used in the following examples are as follows. [11C]
Is 1 using a small cyclotron CYPRIS370.
Manufactured with 4N (p, α) 11C.
【0052】γ−シアノ−α−アミノ酪酸合成酵素(E
C4.4.1.9)は、特願平9−34612号に記載
のBacillus stearothermophilus γ−シアノ−α−アミ
ノ酪酸合成酵素遺伝子を導入した組み換え大腸菌より単
離し、精製した。γ−シアノ−α−アミノ酪酸合成酵素
の比活性は、O−アセチル−L−ホモセリン、メタンチ
オールを基質として、生成されるL−メチオニンを測定
したところ、その比活性が26.7mol/分/mgタ
ンパク質であった。タンパク質濃度は14.4mg/m
lであった。酵素の活性を保持するため、γ−シアノ−
α−アミノ酪酸合成酵素の調製した酵素溶液は少量ずつ
冷凍室に保存した。Γ-cyano-α-aminobutyric acid synthase (E
C4.4.1.9) was isolated and purified from recombinant Escherichia coli into which the Bacillus stearothermophilus γ-cyano-α-aminobutyric acid synthase gene described in Japanese Patent Application No. 9-34612 was introduced. The specific activity of γ-cyano-α-aminobutyric acid synthase was determined by measuring L-methionine produced using O-acetyl-L-homoserine and methanethiol as substrates, and the specific activity was 26.7 mol / min / min. mg protein. Protein concentration is 14.4 mg / m
l. To maintain the activity of the enzyme, γ-cyano-
The enzyme solution prepared for α-aminobutyric acid synthase was stored in a freezer little by little.
【0053】固定化酵素カラムは、次に示すような手順
で調製した。アミノプロピル−CPG(0.2g、ポア
サイズ1400オングストローム:フナコシ(株)販
売)にグルタルアルデヒド水溶液(2.5%、10m
l)を加え、1時間室温で反応させた後、充分に水洗い
する。これにγ−シアノ−α−アミノ酪酸合成酵素(1
0mg)を含むリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.5、
0.1M、10ml)を加え、4℃で一晩攪拌しながら
反応させる。この後、未反応のγ−シアノ−α−アミノ
酪酸合成酵素を除去し、固定化γ−シアノ−α−アミノ
酪酸合成酵素を作成する。The immobilized enzyme column was prepared according to the following procedure. Glutaraldehyde aqueous solution (2.5%, 10 m) was added to aminopropyl-CPG (0.2 g, pore size 1400 angstroms: sold by Funakoshi Co., Ltd.).
l) was added, and the mixture was reacted at room temperature for 1 hour, and then thoroughly washed with water. In addition, γ-cyano-α-aminobutyric acid synthase (1
0 mg) of sodium phosphate buffer (pH 7.5,
0.1 M, 10 ml) and react at 4 ° C. with stirring overnight. Thereafter, unreacted γ-cyano-α-aminobutyric acid synthase is removed to prepare immobilized γ-cyano-α-aminobutyric acid synthase.
【0054】内径4.2mm、長さ7.0mm(内容
積:0.1ml)のカラム(中空部を有する円柱体)に
上記の固定化γ−シアノ−α−アミノ酪酸合成酵素を充
填し、[11C]−L−メチオニン合成用反応カラムと
する。液体クロマトグラフィーは、NaI放射能検出器
と直列した、UV検出器を備えた液体クロマトグラフを
用いて行い、以下のカラムを使用した。A column (a cylinder having a hollow portion) having an inner diameter of 4.2 mm and a length of 7.0 mm (internal volume: 0.1 ml) was filled with the above-mentioned immobilized γ-cyano-α-aminobutyric acid synthase, [11C] -L-methionine synthesis reaction column. Liquid chromatography was performed using a liquid chromatograph equipped with a UV detector, in series with a NaI radioactivity detector, using the following columns.
【0055】 カラム(A):4.6×150mm C−18(Crest-
Pak C18S) カラム。 カラム(B):4.0×150mm C−18(Crownp
ak CR(+)) カラム。 移動相(C):0.01Mギ酸アンモニウム。 移動相(D):メタノール/0.01Mギ酸アンモニウ
ム(10:90、v/v)。Column (A): 4.6 × 150 mm C-18 (Crest-
Pak C18S) column. Column (B): 4.0 × 150 mm C-18 (Crownp
ak CR (+)) column. Mobile phase (C): 0.01 M ammonium formate. Mobile phase (D): methanol / 0.01 M ammonium formate (10:90, v / v).
【0056】移動相(E):0.01N過塩素酸(pH
2.0)。その他すべての化学試薬は精製することなく
使用した。 実施例1 [11C]−L−メチオニンを以下のステップにより合
成した。 (1)[11C]ヨウ化メチルの合成 [11C]ヨウ化メチルの合成は、公知の方法(Appl.
Radiat. Isot. 44(8):1119-1124, 1993 )を参考にし
て、次の手順によって行った。Mobile phase (E): 0.01 N perchloric acid (pH
2.0). All other chemical reagents were used without purification. Example 1 [11C] -L-methionine was synthesized by the following steps. (1) Synthesis of [11C] methyl iodide [11C] Methyl iodide was synthesized by a known method (Appl.
Radiat. Isot. 44 (8): 1119-1124, 1993).
【0057】サイクロトロンより得られた[11C]二
酸化炭素を、窒素ガス気流により、−18〜−20℃に
冷却した反応フラスコに入れた水素化リチウムアルミニ
ウムのTHF溶液(0.1M、0.15ml)に導い
た。THFを蒸発させた後、ヨウ化水素酸(57%、
0.5ml)を加えて120℃に加熱し、生成した[1
1C]ヨウ化メチルを留去して[11C]メタンチオー
ル合成用反応容器に移送した。 (2)[11C]メタンチオールの合成 (1)で得られた[11C]ヨウ化メチルを、窒素気流
により、水硫化ナトリウム(2−5mg)およびDMF
(0.2−0.5ml)を加えた[11C]メタンチオ
ール合成用反応容器に移送した。移送中この反応容器を
80〜120℃で4分間加熱し、生成した[11C]メ
タンチオールを、窒素気流により、エタノールと液体窒
素の混合液で−40℃以下に冷却した、アセトン(0.
8ml)を含む10mlの[11C]メタンチオールト
ラップ用バイアル中に移送した。アセトンにトラップさ
れた[11C]メタンチオールの放射化学的純度は、カ
ラム(A)を使用する分析用液体クロマトグラフィーに
より測定した。クロマトグラフィーの条件は以下の通り
であった。[11C] carbon dioxide obtained from the cyclotron was placed in a reaction flask cooled to −18 to −20 ° C. by a nitrogen gas stream in a THF solution of lithium aluminum hydride (0.1 M, 0.15 ml). Led to. After evaporating the THF, hydroiodic acid (57%,
0.5 ml) and heated to 120 ° C. to produce [1
[1C] Methyl iodide was distilled off and transferred to a [11C] methanethiol synthesis reaction vessel. (2) Synthesis of [11C] methanethiol [11C] methyl iodide obtained in (1) was converted into sodium hydrosulfide (2-5 mg) and DMF by a nitrogen stream.
(0.2-0.5 ml) and transferred to a [11C] methanethiol synthesis reaction vessel. During the transfer, the reaction vessel was heated at 80 to 120 ° C. for 4 minutes, and the produced [11C] methanethiol was cooled to −40 ° C. or lower with a mixture of ethanol and liquid nitrogen by a nitrogen stream, and acetone (0.degree.
8 ml) into a 10 ml [11C] methanethiol trap vial. The radiochemical purity of [11C] methanethiol trapped in acetone was measured by analytical liquid chromatography using column (A). The chromatography conditions were as follows.
【0058】流速:2ml/分、溶媒:(C)、カラム
温度:室温、波長:210nm、[11C]メタンチオ
ールの保持時間:4〜4.5分。 (3)[11C]−L−メチオニンの製造 [11C]メタンチオールのトラップ終了後、この[1
1C]メタンチオールトラップ用バイアル中に、リン酸
ナトリウム緩衝液(pH7.5、125mM)、O−ア
セチル−L−ホモセリン(16.7mM)、ピリドキサ
ールリン酸(0.1mM)からなる固定化酵素反応容基
質溶液(1.2ml)を加えた。この混合溶液を、固定
化酵素カラムに送液し、目的化合物である[11C]−
L−メチオニンを含む溶出液をナスフラスコに回収し
た。次に同量の基質溶液を固定化酵素カラムに送液する
ことにより、固定化酵素カラムに残留した[11C]−
L−メチオニンを洗浄し、溶出液を上記のナスフラスコ
に回収した。溶出液を回収後、エバポレーターにより減
圧乾固し、ナスフラスコの残留物を注射用生理食塩水に
溶解した。この溶解液を0.22μm細孔フィルターを
通して滅菌し、滅菌バイアルに充填した。このバイアル
を、ヒトまたは動物投与用として使用した。Flow rate: 2 ml / min, solvent: (C), column temperature: room temperature, wavelength: 210 nm, retention time of [11C] methanethiol: 4 to 4.5 minutes. (3) Production of [11C] -L-methionine [11C] After completion of the methanethiol trap,
1C] Immobilized enzyme reaction consisting of sodium phosphate buffer (pH 7.5, 125 mM), O-acetyl-L-homoserine (16.7 mM), and pyridoxal phosphate (0.1 mM) in a vial for methanethiol trap Volume substrate solution (1.2 ml) was added. This mixed solution is sent to an immobilized enzyme column, and the target compound [11C]-
The eluate containing L-methionine was collected in an eggplant flask. Next, by sending the same amount of the substrate solution to the immobilized enzyme column, [11C]-
The L-methionine was washed, and the eluate was collected in the eggplant flask described above. After collecting the eluate, the residue was dried under reduced pressure using an evaporator, and the residue in the eggplant flask was dissolved in physiological saline for injection. The lysate was sterilized through a 0.22 μm pore filter and filled into sterile vials. This vial was used for human or animal administration.
【0059】最終生成物として得られた[11C]−L
−メチオニンの放射化学的純度は、カラム(A)を使用
する分析用液体クロマトグラフィーにより測定した結
果、99%以上、収率は60〜70%であった。なお、
クロマトグラフィーの条件は以下の通りであった。 流速:2ml/分、溶媒:(C)、カラム温度:室温、
波長:210nm、[11C]−L−メチオニンの保持
時間:1.5〜2.0分。[11C] -L obtained as the final product
-The radiochemical purity of methionine was measured by analytical liquid chromatography using the column (A), and as a result, was 99% or more, and the yield was 60 to 70%. In addition,
The chromatography conditions were as follows. Flow rate: 2 ml / min, solvent: (C), column temperature: room temperature,
Wavelength: 210 nm, retention time of [11C] -L-methionine: 1.5 to 2.0 minutes.
【0060】さらに、非放射性メチオニン標品で[11
C]メチオニンに添加して測定した結果を図1に示す。
UV検出シグナルと放射線検出シグナルの位置が一致し
ており、これにより得られた化合物が[11C]−L−
メチオニンであることを確認した。以上の方法により最
終生成物として得られた[11C]メチオニンの光学純
度は、カラム(B)を使用する分析用液体クロマトグラ
フィーにより測定した結果、99%以上であった。な
お、クロマトグラフィーの条件は以下の通りであった。Further, the non-radioactive methionine sample [11
FIG. 1 shows the results obtained by adding C] to methionine.
The position of the UV detection signal and the position of the radiation detection signal were consistent, and the compound obtained thereby was [11C] -L-
It was confirmed to be methionine. The optical purity of [11C] methionine obtained as a final product by the above method was 99% or more as a result of measurement by analytical liquid chromatography using column (B). In addition, the conditions of the chromatography were as follows.
【0061】流速:0.8ml/分、溶媒:(E)、カ
ラム温度:室温、波長:210nm、[11C]−L−
メチオニンの保持時間:4.5〜5.5分。 実施例2 [11C]−L−エチオニンを以下のステップにより合
成した。 (1)[11C]ヨウ化エチルの合成 [11C]ヨウ化エチルの合成は、公知の方法(Procee
ding of 12th International Symposium on Radiopha
rmacuetical Chemistry, 252-253, 1997)を参考して、
次の手順にて行った。Flow rate: 0.8 ml / min, solvent: (E), column temperature: room temperature, wavelength: 210 nm, [11C] -L-
Retention time for methionine: 4.5-5.5 minutes. Example 2 [11C] -L-ethionine was synthesized by the following steps. (1) Synthesis of [11C] ethyl iodide [11C] Ethyl iodide was synthesized by a known method (Procee
ding of 12th International Symposium on Radiopha
rmacuetical Chemistry, 252-253, 1997)
The following procedure was used.
【0062】サイクロトロンより得られた[11C]二
酸化炭素を、窒素ガス気流により、反応フラスコに入れ
たメチルマグネシウムブロミドのTHF溶液(1.0
M、0.15ml)に導いた。反応後、反応液に水素化
リチウムアルミニウム(0.5M、0.25ml)を加
え、加熱した。THFを蒸発させた後、ヨウ化水素酸
(0.5ml)を加えて120℃に加熱し、[11C]
ヨウ化エチルおよび[11C]ヨウ化メチルの混合物を
得た。この混合物を蒸留し、液体アルゴンで冷却したス
テンレスチューブにトラップした後、液相が10%のO
V101であるクロモソルブW−HPガスクロカラムに
導き、室温、ヘリウム気流中(100mL/min)で
これらの混合物を分離精製した。分離精製した[11
C]ヨウ化エチルを[11C]エタンチオール合成用反
応器に移送した。 (2)[11C]エタンチオールの合成 上記(1)で得られた[11C]ヨウ化エチルから、実
施例1(2)と同様の方法により[11C]エタンチオ
ールを合成した。The [11C] carbon dioxide obtained from the cyclotron was fed into a reaction flask with a THF solution of methylmagnesium bromide (1.0 mL) by a nitrogen gas stream.
M, 0.15 ml). After the reaction, lithium aluminum hydride (0.5 M, 0.25 ml) was added to the reaction solution, and the mixture was heated. After evaporating the THF, add hydroiodic acid (0.5 ml) and heat to 120 ° C., [11C]
A mixture of ethyl iodide and [11C] methyl iodide was obtained. After the mixture was distilled and trapped in a stainless steel tube cooled with liquid argon, the liquid phase was
The mixture was led to a Chromosolve W-HP gas chromatography column of V101, and these mixtures were separated and purified at room temperature in a helium stream (100 mL / min). [11]
[C] Ethyl iodide was transferred to a reactor for [11C] ethanethiol synthesis. (2) Synthesis of [11C] ethanethiol [11C] ethanethiol was synthesized from [11C] ethyl iodide obtained in (1) in the same manner as in Example 1 (2).
【0063】また、得られた[11C]エタンチオール
の分析は、溶媒に(C)を用いる以外、上記実施例1
(2)と同条件で分析した(保持時間:8.5〜9.0
分)。 (3)[11C]−L−エチオニンの合成 上記(2)で得られた[11C]エタンチオールから、
実施例1(3)と同様の方法により[11C]−L−エ
チオニンを合成した。The obtained [11C] ethanethiol was analyzed in the same manner as in Example 1 except that (C) was used as the solvent.
The analysis was performed under the same conditions as in (2) (retention time: 8.5 to 9.0).
Minutes). (3) Synthesis of [11C] -L-ethionine From [11C] ethanethiol obtained in (2) above,
[11C] -L-ethionine was synthesized in the same manner as in Example 1 (3).
【0064】また、得られた[11C]−L−エチオニ
ンの分析は、上記実施例1(3)と同条件で分析した
(保持時間:2.5〜3.0分)。その結果、[11
C]−L−エチオニンの放射化学的純度は、99%以
上、その収率は50〜60%であった。また、非放射性
L−エチオニン標品を[11C]−L−エチオニンに添
加して測定した結果を図2に示す。UV検出シグナルと
放射線検出シグナルの位置が一致しており、これにより
得られた化合物が[11C]−L−エチオニンであるこ
とを確認した。The obtained [11C] -L-ethionine was analyzed under the same conditions as in Example 1 (3) (retention time: 2.5 to 3.0 minutes). As a result, [11
The radiochemical purity of [C] -L-ethionine was 99% or more, and the yield was 50 to 60%. FIG. 2 shows the results obtained by adding a non-radioactive L-ethionine sample to [11C] -L-ethionine. The position of the UV detection signal coincided with the position of the radiation detection signal, confirming that the resulting compound was [11C] -L-ethionine.
【0065】以上の方法により最終生成物として得られ
た[11C]−L−エチオニンの光学純度は、カラム
(B)を使用する分析用液体クロマトグラフィーにより
測定した。クロマトグラフィーの条件は以下の通りであ
った。 流速:0.8ml/分、溶媒:(E)、カラム温度:室
温、波長:210nm、保持時間:9.0〜9.5分。 実施例3 [11C]−L−プロピオニンを以下のステップにより
合成した。 (1)[11C]ヨウ化プロピルの合成 [11C]ヨウ化プロピルの合成は、公知の方法(Proc
eeding of 12th International Symposium on Radiop
harmacuetical Chemistry, 252-253, 1997)を改良し
て、次の手順にて行った。The optical purity of [11C] -L-ethionine obtained as a final product by the above method was measured by analytical liquid chromatography using column (B). The chromatography conditions were as follows. Flow rate: 0.8 ml / min, solvent: (E), column temperature: room temperature, wavelength: 210 nm, retention time: 9.0-9.5 minutes. Example 3 [11C] -L-propionin was synthesized by the following steps. (1) Synthesis of [11C] propyl iodide [11C] Synthesis of propyl iodide was performed by a known method (Proc
eeding of 12th International Symposium on Radiop
harmacuetical Chemistry, 252-253, 1997).
【0066】サイクロトロンより得られた[11C]二
酸化炭素を、窒素ガス気流により、反応フラスコに入れ
たエチルマグネシウムブロミドのTHF溶液(1.0
M、0.15ml)に導いた。反応後、反応液に水素化
リチウムアルミニウム(0.5M、0.25ml)を加
え、加熱した。THFを蒸発させた後、ヨウ化水素酸
(0.5ml)を加えて120℃に加熱し、[11C]
ヨウ化プロピルおよび[11C]ヨウ化メチルの混合物
を得た。この混合物を蒸留し、液体アルゴンで冷却した
ステンレスチューブにトラップした後、液相が10%の
OV101であるクロモソルブW−HPガスクロカラム
に導き、室温、ヘリウム気流中(100mL/min)
でこれらの混合物を分離精製した。分離精製した[11
C]ヨウ化プロピルを[11C]プロパンチオール合成
用反応器に移送した。 (2)[11C]プロパンチオールの合成 上記(1)で得られた[11C]ヨウ化プロピルから、
実施例1(2)と同様の方法により[11C]プロパン
チオールを合成した。[11C] carbon dioxide obtained from the cyclotron was mixed with a THF solution of ethylmagnesium bromide (1.0 mL) in a reaction flask by a nitrogen gas stream.
M, 0.15 ml). After the reaction, lithium aluminum hydride (0.5 M, 0.25 ml) was added to the reaction solution, and the mixture was heated. After evaporating the THF, add hydroiodic acid (0.5 ml) and heat to 120 ° C., [11C]
A mixture of propyl iodide and [11C] methyl iodide was obtained. After distilling this mixture and trapping it in a stainless steel tube cooled with liquid argon, the liquid phase was led to a Chromosolve W-HP gas chromatography column having OV101 of 10%, and was placed in a helium gas stream at room temperature (100 mL / min).
These mixtures were separated and purified. [11]
[C] Propyl iodide was transferred to a [11C] propanethiol synthesis reactor. (2) Synthesis of [11C] propanethiol From [11C] propyl iodide obtained in (1) above,
[11C] propanethiol was synthesized in the same manner as in Example 1 (2).
【0067】また、得られた[11C]プロパンチオー
ルの分析は、溶媒に(D)を用いる以外、上記実施例1
(2)と同条件で分析した(保持時間:9.0〜10.
0分)。 (3)[11C]−L−プロピオニンの合成 上記(2)で得られた[11C]プロパンチオールか
ら、実施例1(3)と同様の方法により[11C]−L
−プロピオニンを合成した。The analysis of the obtained [11C] propanethiol was conducted in the same manner as in Example 1 except that (D) was used as the solvent.
Analysis was performed under the same conditions as in (2) (retention time: 9.0 to 10.
0 minutes). (3) Synthesis of [11C] -L-propionin [11C] -L from [11C] propanethiol obtained in (2) above in the same manner as in Example 1 (3).
-Propionin was synthesized.
【0068】また、得られた[11C]−L−プロピオ
ニンの分析は、上記実施例1(3)と同条件で分析した
(保持時間:3.5〜4.0分)。その結果、[11
C]−L−プロピオニンの放射化学的純度は、99%以
上、その収率は40〜50%であった。また、非放射性
L−プロピオニン標品を[11C]−L−プロピオニン
に添加して測定した結果を図3に示す。UV検出シグナ
ルと放射線検出シグナルの位置が一致しており、これに
より得られた化合物が[11C]−L−プロピオニンで
あることを確認した。The obtained [11C] -L-propionin was analyzed under the same conditions as in Example 1 (3) (retention time: 3.5 to 4.0 minutes). As a result, [11
The radiochemical purity of [C] -L-propionin was 99% or more, and the yield was 40 to 50%. FIG. 3 shows the results obtained by adding a non-radioactive L-propionin sample to [11C] -L-propionin. The position of the UV detection signal coincided with the position of the radiation detection signal, confirming that the obtained compound was [11C] -L-propionin.
【0069】以上の方法により最終生成物として得られ
た[11C]−L−プロピオニンの光学純度は、カラム
(B)を使用する分析用液体クロマトグラフィーにより
測定した。クロマトグラフィーの条件は以下の通りであ
った。 流速:0.8ml/分、溶媒:(E)、カラム温度:室
温、波長:210nm、保持時間:20.0〜21.0
分。The optical purity of [11C] -L-propionin obtained as a final product by the above method was measured by analytical liquid chromatography using column (B). The chromatography conditions were as follows. Flow rate: 0.8 ml / min, solvent: (E), column temperature: room temperature, wavelength: 210 nm, retention time: 20.0 to 21.0
Minutes.
【0070】[0070]
【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、この発明に
よって、光学異性体を生成することなく、簡便な操作で
放射化学的収率の高い[11C]−L−メチオニン、
[11C]−L−エチオニンおよび[11C]−L−プ
ロピオニンを得ることのできる新しい合成方法が提供さ
れる。これによって、例えば、腫瘍組織や脳のPET診
断の精度を向上させることが可能となる。As described in detail above, according to the present invention, [11C] -L-methionine having a high radiochemical yield can be obtained by a simple operation without producing optical isomers.
There is provided a new synthetic method capable of obtaining [11C] -L-ethionine and [11C] -L-propionin. Thereby, for example, it becomes possible to improve the accuracy of PET diagnosis of tumor tissue and brain.
【図1】実施例1で得た[11C]−L−メチオニンに
非放射性L−メチオニン標品を添加して測定した結果で
あり、(A)非放射性L−メチオニン標品のUV検出シ
グナル、(B)[11C]−L−メチオニンの放射線検
出シグナルである。FIG. 1 shows the results obtained by adding a non-radioactive L-methionine sample to [11C] -L-methionine obtained in Example 1, and (A) a UV detection signal of the non-radioactive L-methionine sample; (B) Radiation detection signal of [11C] -L-methionine.
【図2】実施例2で得た[11C]−L−エチオニンに
非放射性L−エチオニン標品を添加して測定した結果で
あり、(A)非放射性L−エチオニン標品のUV検出シ
グナル、(B)[11C]−L−エチオニンの放射線検
出シグナルである。FIG. 2 shows the results obtained by adding a non-radioactive L-ethionine sample to [11C] -L-ethionine obtained in Example 2, and (A) a UV detection signal of the non-radioactive L-ethionine sample; (B) Radiation detection signal of [11C] -L-ethionine.
【図3】実施例3で得た[11C]−L−プロピオニン
に非放射性L−プロピオニン標品を添加して測定した結
果であり、(A)非放射性L−プロピオニン標品のUV
検出シグナル、(B)[11C]−L−プロピオニンの
放射線検出シグナルである。FIG. 3 shows the results obtained by adding a non-radioactive L-propionin sample to [11C] -L-propionin obtained in Example 3; (A) UV of a non-radioactive L-propionin sample;
Detection signal, (B) Radiation detection signal of [11C] -L-propionin.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古谷 祐治 広島県深安郡神辺町十三軒屋20−9 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yuji Furuya 20-9 Jusankenya, Kanbe-cho, Shenzhen-gun, Hiroshima Prefecture
Claims (11)
α−アミノ酪酸合成酵素による酵素反応によって、次式
(2) 【化2】 で表される[11C]−L−メチオニンに変換すること
を特徴とする[11C]−L−メチオニンの合成方法。1. The following formula (1) [11C] methanethiol represented by the formula:
By the enzymatic reaction by α-aminobutyric acid synthase, the following formula (2) A method for synthesizing [11C] -L-methionine, which comprises converting into [11C] -L-methionine represented by the following formula:
ンチオールを合成する請求項1の[11C]−L−メチ
オニンの合成方法。2. The following formula (3): The method for synthesizing [11C] -L-methionine according to claim 1, wherein [11C] methanethiol is synthesized from [11C] methyl iodide represented by the formula:
メチルを合成する請求項2の[11C]−L−メチオニ
ンの合成方法。3. The following formula (4): The method for synthesizing [11C] -L-methionine according to claim 2, wherein [11C] methyl iodide is synthesized from [11C] carbon dioxide represented by the formula:
α−アミノ酪酸合成酵素による酵素反応によって、次式
(6) 【化6】 で表される[11C]−L−エチオニンに変換すること
を特徴とする[11C]−L−エチオニンの合成方法。4. The following formula (5): [11C] ethanethiol represented by the formula:
By the enzymatic reaction of α-aminobutyric acid synthase, the following formula (6) is obtained. A method for synthesizing [11C] -L-ethionine, which comprises converting into [11C] -L-ethionine represented by the formula:
ンチオールを合成する請求項4の[11C]−L−エチ
オニンの合成方法。5. The following formula (7): The method for synthesizing [11C] -L-ethionine according to claim 4, wherein [11C] ethanethiol is synthesized from [11C] ethyl iodide represented by the formula:
酸化炭素から[11C]ヨウ化エチルを合成する請求項
5の[11C]−L−エチオニンの合成方法。6. The following formula (8): The method for synthesizing [11C] -L-ethionine according to claim 5, wherein [11C] ethyl iodide is synthesized from methyl magnesium bromide represented by the formula and [11C] carbon dioxide.
−α−アミノ酪酸合成酵素による酵素反応によって、次
式(10) 【化10】 で表される[11C]−L−プロピオニンに変換するこ
とを特徴とする[11C]−L−プロピオニンの合成方
法。7. The following formula (9): [11C] propanethiol represented by the following formula (10) is obtained by an enzymatic reaction using γ-cyano-α-aminobutyric acid synthase. [11C] -L-propionin; [11C] -L-propionin.
ロパンチオールを合成する請求項7の[11C]−L−
プロピオニンの合成方法。8. The following formula (11): [11C] -L- according to claim 7, wherein [11C] propanethiol is synthesized from [11C] propyl iodide represented by the formula:
A method for synthesizing propionin.
酸化炭素から[11C]ヨウ化プロピルを合成する請求
項8の[11C]−L−プロピオニンの合成方法。9. The following formula (12) The method for synthesizing [11C] -L-propionin according to claim 8, wherein [11C] propyl iodide is synthesized from ethylmagnesium bromide represented by the formula and [11C] carbon dioxide.
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JP14131098A JP4159653B2 (en) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | [11C] -L-methionine synthesis method |
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1998
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