JPS60215655A - ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン誘導体とその用途 - Google Patents

ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン誘導体とその用途

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JPS60215655A JP60035404A JP3540485A JPS60215655A JP S60215655 A JPS60215655 A JP S60215655A JP 60035404 A JP60035404 A JP 60035404A JP 3540485 A JP3540485 A JP 3540485A JP S60215655 A JPS60215655 A JP S60215655A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ノルボルナンは軽質炭化水素製造設備ておける蒸留塔の
底部の残留重質炭化水素中に存在しまたはそれから誘導
される環式化合物である。ノルボルナンのいろいろな透
導体、とりわけ、ビス(メチルアミン) :’I’ d
 造されている。本発明の主順はホスホノメチル化した
この化合物である。
エチレンジアミンおよびジエチレントリアミンのような
アミンはホルムアルデヒドおよび亜リン9 (phos
phorus acid)と反(,5して、メチレンホ
スホネート基 H / がアミン水素を置喚したアミンのメチレンホスホネート
誘導本を得ることが可能であることはよく知られている
(米国特許第3,288,846号参照)。
メチレンホスホン酸基で置換したアルキレンポリアミン
を金属イオンのコントロールに化学量論的触未満の量で
用いることが1952年に発行された特許(米国特許第
2i09,390号)に記載されている。その後、アル
キレンホスホネート誘導体を含む水分散性重合体アミン
キレート化剤はスケール抑制(5cale 1nhib
ition )適用において「1泪値」効果(” th
reshold ” effects )を有すること
が示され(米国特許第3,331,773号参照)、こ
の用語は化学量論的量より小ない量における助剤の使用
を記載するために用いられた。
ジアミンおよびポリアミンメチレンホスホネート誘導体
は米国特許第3,336,221号および同第3.43
4,969号においてそれぞれ教示され、かつクレーム
にii’! i?i1!されている。これら2つの特許
に開示された製品のいくつかは商業的に入手可能であり
、閾値量で適用する場合スケール抑制剤として推薦され
ている。
キレート化剤として有用でありかつ1欄値量で用いるこ
とができる複素環式窒素含有化合物を開示しているその
他の特許として米国特許第3.674,804号、同第
3,720,498号、同車3.743.60 :う号
、同第3,859,211号および同第3,954,7
61号がある。
これらに含まれる化合物のいくつがば下記式を有する複
素環化合物である。
〔式中、Rは水素またはアルキル基、■は水素、アルカッ金属、アンモニウム基、またはノエタノールアミン基もしくはトリエタノールアミン基である。〕
および 0 脂肪族の特定のホスホン酸4jv心体は亜リン酸を酸無
水物または酸塩素化物、例えば、酢酸、70ロビオン酸
およびバレリアン酸の無水物まだは塩素化物と反応させ
て製造することが可能である。製造される化合物は下肥
式を有する。
RO II I II (HO)2P−C−p(OH)2 OH 〔式中、Rは炭素原子1〜5個の低級アルキル基である
。〕これらの羨品の製法および用途が米国特許第3,2
14,454号に記載されている。それには閾値量の使
用によりカルシウムの沈澱を防止することが開示されか
つクレームに記載されて゛いる。
金属イオンの沈澱を抑制する新規なキレート化閾値剤を
ノルぎルナンのビス(メチルアミン)誘導体から作成す
ることが可能であることがここに見い出された。この化
合物は下記構造式を有する。
この化合物は2 (3) 、 5 (6)−ビス〔アミ
ノメチル〕ビシクロ(2,2,1)Jブタンというより
一般的な各称でも知られている。その誘導体は$1アミ
ン水素を置換するいろいろな置換基を有するものである
ノルぎルナンビス(メチルアミン)f:%定の化合物と
反応させると新規な部類の化合物が生成する。例えば、
ホルムアルデヒドおよび亜リン酸でメチレンホスホン酸
誘導体が生成する。これらの新規な化合物は下記構造式
を有する。
〔式中、置換基A、B、X、Yはそれぞれ独立に、水素
、ヒドロキシアルキル基(ここにアルキル基は2〜6個
の炭素原子を含む。)、メチレンホスホン酸基、メーy
−レンスルホン酸基、エチレンスルホン酸基およびゾロ
ピレンスルホン酸基、カルボン!駿基(2〜4個の炭素
原子を有する。)、ならびに前記ホスホン酸誘導体、ス
ルホン酸誘導体または・カルボン酸誘導体のいずれかの
アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニア塩お
よびアミン塩からなる群から選ぶ。〕置換基のうち少な
くとも1つは水素以外、例えば、メチレンホスホン酸基
でなければならない。
式Iの化合物のヒドロキシアルキル誘導体、スルホン酸
誘導体またはカルボン酸誘導体を得る方法は業界におい
てよく知られている。
エポキシド、例えば、エチレンまたはプロピレンオキシ
ドと反応させることによってアミンの水素ヲとドロキシ
アルキル基で置換する方法が米国特許第3.398.1
98号に教示されている。
アミンを重亜硫itナトリウムおよびホルムアルデヒド
と反応させることによってスルホン基でアミン水素を置
換して、アミン化合物の窒素原子にメチレンスルホン峡
置換基金得ることが可能である。この反応は「アミノメ
チレンスルホン酸の製造と性質」(ジャーナル・オプ・
ザ・アメリカン・ケミカル噛ソサエティ(J、Am、C
hem、Soc、 ) +77.5512〜5515頁
、1955年)に教示されている。その他のアルキルス
ルホン酸誘導体はアミンをクロロアルキルスルホン酸と
反応させることによって作成し得る。
水溶液中で苛性アルカIJ ’ (NaOH)の存在に
おいてアミン’13−10ロー2−ヒドロキシ1−プロ
ークンスルホン酸と反応させることによって、アミンの
水素を2−ヒドロキシプロピルスルホン酸基でMEAす
ることができる。ヒドロキシプロピルスルホン酸す) 
IJウム基は窒素置換基である。酸が望ましい場合には
、強酸、例えばHctで酸性化すればナトリウム塩を酸
にするのに充分である。この反応は米国特許第3,09
1,522号に教示されている。
水溶液中で週剰の苛性アルカ+) (Na0F()の存
在においてアミンをグリコロニトリルおよびアクリロニ
トリルのような]の当なニトリルと反応させ、次いで公
知の千1!h′で従って塩の形の酸基を遊離のカルボン
酸基に変換することによって、アミンの水素をカルダン
酸基で置換することができる。
酸基のアミン塩の製造に関する反応はよく知られている
。リヒタ〜(Rjehter )tFIr有機化学教科
書(Textbook of Organic Che
miRtry ) j(第3版)の246頁に[すべて
の部類のアミンは、アンモニアのように、塩基性の物質
であり、容易に酸と反応してイオン化可能な塩を生成す
る。」と記載されている。
本発明は、同様に、式■のビス(アミノメチル)ビシク
ロ[2,2,1]へブタンの、動物の骨格の1象形成の
だめの放射性核種用錯化剤としての用途にも係る。
前走査用に広く用いられている第1の放射性核種はSr
 −85である。ストロンチウム−85は静脈投与後置
に急速に集まり、骨格系の像形成が可能である。しかし
ながら、5i−85は長い物理的半減期(65日)と長
い生理学的半減期(約800日)を有するので、投与し
得る牡に制約がある。
また、放出される高エネルギーのがンマフォトン(51
4kev)はコリメートすることが雌しい。
フッ素−18も骨格系の像形成に用いられている。それ
は半減期1.85時間の陽電子放出体である。F−18
は良好な像形成特性を有するけれどもいくつかの重大な
欠点がある。フッ素−18はサイクロトロンで生成され
るので高価である。また、それは半減期が短かいので分
布に限シがある。
骨格系用を含めて多くの器官走査剤がテクネチウム−9
9mの錯体で置き換えられつつある。この核種は像形成
にとって理想的な物理的特性(’r++=6時間、14
1 keVのガンマフォトン)を有している。さらに、
Mo −99/Tc −99mmジェネレータよって容
易に入手可能である。従って、像形成の大部分が現在T
c−99mを用いて行なわれている。
テクネチウム−99mはジェネレータから過テクネチウ
ム酸イオン(Tc04− )として+7の酸化状態で得
られる。錯体を生成するためにはTcはより低い酸化状
態、すなわち、+3、+4またけ+5でなけらばならな
い。他の還元剤も用いることが可能であるがSn2+が
最も多く使用されている。こうして、Tc−99m錯体
は錯化剤の存在において8n f用いてTaO2−を還
元することによって生成することが可能である。通常、
これは静脈投与に適当である塩の水溶液中で行なう。
商業的錯化剤は「放射性医薬キット」として叡Tc−9
9m錯体を調製するために、塩水中の過テクネチウム酸
ナトリウム溶液数ミリリットルをバイアルに注入する。
得られる溶液の適当な量を像形成用に用いる。
サブラマニオン(8ubramanion )等(ラジ
オロジー(Radiology )、Vol、99.1
92〜】96頁、19°71年)がTc−99rnの錯
体と無機ポリホスフェートを用いた骨格像形成について
報告している。その他の数名が無のポリホスフェートが
この目的に有用であると報告している(米国特許第3,
852.414号、同第4,016.249号、同第4
,082,840号参照)。ピロホスフェート(PYP
 )を用いた骨の1象形成も教示されている(米国特許
第3,851,044号、同第3.931..396号
、同第4.075.314号)。Tc−ボスフェートは
かなり成功したが、Tc−ホスホネートで置き換えられ
た。
Te−99mとホスホン酸の錯体はTc−99m/ホス
フェートよりも、より多く骨に取り込まれ、またより速
く血が清浄化される。Te−99mと銘化した場合に最
良の骨走査剤と考えられるホスホン酸にはヒドロキシエ
タンジホスホネー)(Ii;HDP)、メチレンツホス
ホネート(MDP)およびヒドロキシメチレンジホスホ
ネートがある(米国特許第:う、983,227号;同
第3,989,730号;同第4.032125号;ジ
ャーナル・オブ1ヌクレア脅メゾ4 ン7(J、Nuc
l、 Med、 )% 21 、 767頁;ラジオロ
ゾー136.209頁;ツヤ−ナル・オブ・ヌクレア−
メディシン、21.961ff:ラノオロジ−136,
747頁滲照)。
ビンクロ[2,2,1]へブタンビス(メチルアミン)
の誘導体である新規で安定なTc−99rn用錯化剤は
動物の骨格の像を形成するのに有用であることが見い出
された。これらの新規な錯化剤 ″は前出の式Iで表わ
される。錯体は骨に大量に取り込才れると共に腎臓を容
易かつ効率的に通る。
骨に取り込まれる−)寸の柔軟組織に取り込唸れる量に
対する比率は高い。
新規錯化剤は、錯化剤を含む塩水溶液にSn2+を添加
すると安定なTc−99m錯体を生成することが見い出
された。錯体は骨格に大量に取り込まれると共に腎臓を
容易に通過し、血液中および柔軟組織には殆んど残らな
い。
従って、骨に取り込まれる量と周囲柔軟組織へ取り込才
れる量との比率は高いので、像は餌明である。骨/柔軟
組織および骨/血液・ておける放射能の比率は市政のT
c−骨枚射性医4品に好ましく匹敵する。
本光明の新規化合物の製造および使用について以下の例
で説明する。化合物の特定は前出の式Iを参照して行な
う。
例1 水冷凝縮器、温度計、vH拌棒および(l加漏斗を具備
した50m1丸底フラスコに蒸留水(10F)と)I3
PO3(9,9& )を計量して入れた。次いで、恭H
C1(11,8g)を添加し、攪拌しなから2(3)、
5(6)−ビス〔アミノメチル〕ビンクロ(2,2゜1
〕ヘプタン3.9gをゆっくり添加した。溶液を還流し
て約1時間加熱し、37チのホルムアルデヒド水浴液8
511を25時間かけて添加した。
溶液を還流して更に3時間加熱した。生r戊した化合物
は完全なホスホノメチル化ノルざルナン誘導木(前出式
■中、A、B、X、Yのそれぞれがメチレンホスホン酸
基、−CH2P05H2である)であった。
例2 例】の手順に従って1モル等量の:2t3)、5(6)
−ビス〔アミノメチル〕ビシクロ〔2,2,1〕へブタ
ン(1,5,2J?)に3モル等量のホルムアルデヒド
に37%溶液24.3F)と正リン酸(25111)?
:添加した。得られる溶液をNa(OH)水溶液で中和
し、1モル等肝のグリコロニトリル(38チ溶1114
.7&)とNaOH(33,3%mKIj、 13.8
 g)を添加した。生成した化合物はA、B、X、Y置
換基として平均で3つのメチレンホスホン酸基と1つの
カルボキシメチル基を有するビシクロへブタン誘導体の
ナトリウム塩であった。
災l ある量(15,2g、01モル)の1(2)、4 (5
) −ビス〔アミノメチル〕ビシクロ(2,2,13へ
ブタンをステンレス鋼製ビーカーに入れ、蒸留水50m
1r添加し、それから50%−NaOH37mrを添加
した。この溶液を攪拌しながら約70℃に加熱し、加熱
を続けながら38qrjグリコロニトリル589gを1
時間半にわたって滴下して添加することによってカルブ
キンメチル化を行なった。
この添加9約15分後、γ品度を眞流温度にし、NH6
を放出した。蒸留水を周期的に添加して蒸発した水の代
りにした。グリコロニ) IJルの添加が完了後、攪拌
とN 2 /e−ジを行ないながら更に1時間加熱した
。生成化合物はA、B、X、YがCF(2−COONa
であるテトラカルボキシメチルの誘導体であった。
本発明の化合物の有用性を、ナショナル・アソシエーシ
ョン・オプ・コロージョンーエンノニア(Nation
al As5ociation of Carrosi
onFngineers (NACA ) )の試験法
TM−Q:う−74ニ従ってスケール抑制試験を行なう
こと知よって確認した。
炭酸カルシウムスケール抑制の結果を第1表に示し、市
販のスケール抑制剤アミノトリ(メチレンホスホン酸)
と比較している。硫酸カルシウムスチール抑制も試験し
た。その結果を第2表に示すO 以下余白 本発明の化合物のキレート化剤としての有用性はクロム
アズロール−8指示薬の存在において化合物を漂準銅溶
静で滴定することによって示される。例1の化合物を滴
定したところ、配位子のモル当り約1.5モルの銅を錯
化することが見い出された。この化合物は1間値化合物
としてもキレート化剤としても機能する。
本箔明の化合物は同じ分子のA、B、X、Y置換基とし
ていくつかの異なる基を有することが可能であるが、混
合された誘導体が得られる場合、どのアミンの水素が瞳
換されるか全指定したり予見することは通常不可能であ
ることが認められるべきである。生成物はたぶん異性化
合物の混合物を含む。
すべての化合物は金属イオンをキレート化するが少々く
とも1つのメチレンホスホン酸基またはその塩を含むも
のだけが閾値効果を示すであろう。
例4 例1で作成した浴液百μtをバイアルに々れ、0.9係
塩水(aqNプを添加した。溶液のPHを希Na0T(
および希Hctを用いて35に調整し、新たに溶離した
Tc04−溶液0.1 mlを添加した。次いで喰準酒
石酸第1錫溶液100μtを添加した。
上記のTc−錯体(50At、〜1+1(j)をラット
の尾部静脈に注射した。注射後街回か間隔をおいて麻酔
したラットのシンチレーション走査ヲ行なった。骨走査
は高品質であり、これが人間の患者用の手段として用い
うろことを指示していた。
例5 例4で作成したTc−錯体(50μt、〜1mC1)を
マウスの尾部静脈に注射した。注射後の異なる時間にマ
ウスを犠牲にして、器官と組織を除去し、Nalカウン
タで放射線を測定した。放射能は主に骨および膀胱に見
い出され、その他の器官は錯体に高い親和性を示さなか
った。注射後120分において、骨、筋肉および肝臓は
それぞれ5.1%線量/I、(0,04%線量/Iおよ
び0,24チ線Vgの放射能を有していた。
例6 例4のTc−錯体C30pt、〜1mC1)を1群のラ
ットの尾部静脈(で注射した。2時間後ラットを犠牲1
(シて、いくつかの組織からの放射能をNalシンチレ
ーションカウンタで定量した。第3表に、その結果を、
Tc −MDP (メチレンツホスホネート)〔市販の
Tc−膏剤〕について同じ仕方で評価した結果と比較し
て示す。
第3表 ラットのいくつかのネ目織の%釈量/器官器 官 例4
のa体 市販剤(Tc−MDP)骨格 41゜7 39
.4 血液 0.23 0.27 尿 63.1’ 50.9 比率 骨/血液 181 146 骨/筋肉 384 150 例7 例4の錯体を1群のうさぎの耳静脈に注射した。
注射後3時間でうさぎを犠牲にした。いくつかの組織の
放射能をNalシンチレーションカウンタでカウントし
て定量した。第4表に、市販のTc−膏剤MDPの結果
と比較して結果を示す。
第4表 うさぎのいくつかの組織のチ線量×チ体重/グラム大腿
骨 5.3 5.7 肝臓 0.0? 0.11 筋肉 0.03 0.05 血液 0.10 0.05 比率 大腿骨/血液 53 44 大腿骨/筋肉 177 114 例4の錯体を注射後2時間の上記のうさぎのシ特許出願
人 f’ !ウ ケミカル カンパニー 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士古賀哲次 弁理士 山 口 昭 之 弁理士西山雅也

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 下記構造式を有する化合物 〔式中、置換基A、B、X、Yは、それぞれ独立に、水
    素、ヒドロキシアルキル基(ここにアルキル基は2〜6
    個の炭素原子を含む。)、メチレンホスホン酸基、メチ
    レンスルホン酸基、エチレンスルホン酸基およびプロピ
    レンスルホン酸基;アルキルカルボン酸基(2〜4個の
    炭素原子を有する):ならびに前記のホスホン酸誘導体
    、スルホン酸誘導体およびカルボン酸誘導体のいずれか
    のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム
    塩およびアミン塩からなる群から、寮択され、かつ前記
    置換基のうち少なくとも1つが水素以外である。〕 2、前記着椀基A、B、XおよびYのそれぞれがメチレ
    ンホスホン酸基である肋許請求のΦ11囲第1項記載の
    化合物。 3 前記置換基A、B、XおよびYのうち2つがメチレ
    ンホスホン酸基であり、残りの2つが水素である特許請
    求の範囲第1項記載の化合物。 4、前記置換基A、B、XおよびYのうち少なくとも1
    つがメチレンホスホン・俊基である特許請求の範囲第1
    項記載の化合物。 5、前記置換基A、B、XおよびYのうち1つがカルボ
    キシメチル基であり、りyすの3つがメチレンホスホン
    酸基である特許請求の範囲第1項記載の化合物。 6、A、B、XおよびYのそれぞ九がナトリウムアセテ
    ート基である特許請求の範囲第1項記載の化合物。 7、金属イオンの水溶液から沈澱を抑制する方法であっ
    て、該水溶液に下肥式を有する化合物を、存在する金属
    イオンを基準に化学量論的量より少ない量1でおいて添
    加する方法。 〔式中、置換基A、B 、X、Yは、それぞれ独立に、
    水素、ヒドロキシアルキル基(ここにアルキル基は2〜
    6個の炭素原子を含む。)、メチレンホスホン酸基、メ
    チレンスルホン酸基、エチレンスルホン酸基およびプロ
    ピレンスルホン酸基;アルキルカルぎン酸基(2〜4個
    の炭素原子を有する);ならびにそれらのアルカリ金属
    塩、アルカリ土類金ff塩、アンモニウム塩およびアミ
    ン塩からなる群から選択され、かつ前記置換基のうち少
    なくとも1つがメチレンホスホン酸基またはその塩であ
    る。〕 8、前記置換基のメチレンホスホン酸基の塩がアルカリ
    金属塩である特許請求の範囲第7.「口記載の方法。 9 水溶液中の金属イオンをキレート化する方法であっ
    て、該水溶液中に下記式を有する化合物を、存在する金
    属イオン基準で少なくとも化学量論的量において添加す
    る方法。 〔式中、置換基A、B、X、Yは、それぞれ独立に、水
    素、ヒドロキシアルキル基(ここにアルキル基は2〜6
    個の炭素原子を含む。)、メチレンホスホン酸基、メチ
    レンスルホン酸基1基、エチレンスルホン酸基およびゾ
    ロピレンスルホン酸基;アルキルカルボン酸基(2〜4
    個の炭素原子を有する);ならびにそれらのアルカリ金
    属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩およびアミ
    ン塩からなる群から選択され、かつ前記置換基のうち少
    なくとも1つが水素以外である。〕 10 前記置換基A、B、XおよびYがそれぞれメチレ
    ンホスホン、唆基またはその塩である特許請求の範囲第
    9項記載の方法。 11、前記置換基A、B、XおよびYのそれぞれがカル
    ブキシメチル基またはその塩である特許請求の範囲第9
    項記載の方法。 12 前記塩がナトリウム塩である特許請求の範囲第】
    】項記載の方法。 13 放射性核種と下記構造式を有する化合物との木骨
    (bone 5eekinFC)錯体〇〔式中、置換基
    A、B、X、Yは、それぞれ独立に、水素、ヒドロキシ
    アルキル基(ここにアルキル基(・12〜6個の炭素原
    子を含む。)、メチレンホスホン酸基、メチレンスルホ
    ン酸基、エチレンスルホン酸基およびプロピレンスルホ
    ン酸基;アルキルカルボン酸基(2〜4個の炭素原子ヲ
    有する);ならびて前昔己のホスホン酸透2尊r本、ス
    ルホン酸誘導体およびカルボン酸4導体のいずれかのア
    ルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩お
    よびアミン塩からなるI洋がら選択され、かつ前記置換
    基のうち少なくとも1つが水素以外である。〕 14 前記置換基A、B、XおよびYがそれぞれメチレ
    ンホスホン酸基またはその塩である特許請求の範囲第1
    3項記載の錯体。 15、前記放射性核種がテクネチウム−99mである特
    許請求の範囲第13項記載の錯体。 16、前記放射性核種がテクネチウム−99mである特
    許請求の範囲第14項薯已載の錯体。 17、塩水中に、放射性核種と下記構造式を有する化合
    物との木骨錯体ならびに還元剤を含む用我物。 〔式中、置楡基A、B、X、Yは、それぞれ独立に、水
    素、ヒドロキシアルキル基(ここ【アルキル基は2〜6
    個の炭素原子を含む。)、メチレンホスホン酸基、メチ
    レンスルホン酸基、エチレンスルホン酸基およびプロピ
    レンスルホン酸基;アルキルカルボン酸基(2〜4個の
    炭素原子を有する);ならびに前記のホスホン!3w誘
    導体、スルホン酸誘導体およびカルボン酸誘導体のいず
    れかのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニ
    ウム塩およびアミン塩からなる群から選択され、かつ前
    記置換基のうち少なくとも1つが水素以外である。〕 18 前記放射性核がテクネチウム−99mである特許
    請求の範囲第17項記載の組成物。 19 前記置換基A、R,XおよびYがそれぞれメチレ
    ンホスホン酸基またはその塩である特許請求の範囲第1
    8項記載の組成物。 20、前記還元剤がSn である特許請求の範囲第18
    項記載の組成物。 21 前記還元剤がSn2+である特許請求の範囲第1
    9項記載の組成物。
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