KR101429302B1

KR101429302B1 - 방사성 표지된 디히드로테트라베나진 유도체 및 조영제로서의 이의 용도

Info

Publication number: KR101429302B1
Application number: KR1020087029358A
Authority: KR
Inventors: 행크 에프. 쿵; 메이-핑 쿵; 마이클 킬본; 다니엘 엠. 스코브론스키
Original assignee: 더 트러스티스 오브 더 유니버시티 오브 펜실바니아; 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 미시간
Priority date: 2006-05-02
Filing date: 2007-05-01
Publication date: 2014-08-11
Also published as: JP5392622B2; NO20085004L; PL2012833T3; CN101484190A; WO2007130365A3; TW200810783A; TWI432214B; JP2009535403A; KR20090007781A; WO2007130365A2; US8562949B2; IL195044A0; AU2007248764B2; EP2012833B1; CN101484190B; CA2650904A1; AU2007248764A1; ZA200810200B; IL195044A; US20080050312A1

Abstract

본 발명은 소포성 모노아민 운반체를 영상화하는 방법, 및 소포성 모노아민 운반체를 영상화하는데 유용한 표지된 화합물 및 그의 제약 조성물, 및 표지된 화합물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 화합물, 및 소포성 모노아민 운반체에 관련된 질병의 진행을 모니터링하는 방법에 관한 것이다.

소포성 모노아민 운반체, 표지된 화합물, 제약 조성물, 조영제, 영상화, 진단

Description

방사성 표지된 디히드로테트라베나진 유도체 및 조영제로서의 이의 용도 {RADIOLABELED DIHYDROTETRABENAZINE DERIVATIVES AND THEIR USE AS IMAGING AGENTS}

연방정부 지원 연구 및 개발에 관한 진술

본 발명의 개발 동안 수행된 연구 중 일부에서 미국 정부 기금을 사용하였다. 미국 정부는 미국 국립 보건원에서 지급된 보조금 (EB-002171 및 NS-015655) 하에 본 발명에 대해 특정 권리를 갖는다.

본 발명은 신규한 생물활성 화합물, 방사성 표지된 화합물을 사용하는 진단적 영상화 방법, 및 방사성 표지된 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.

모노아민 신경원계, 즉, 세로토닌성, 도파민성 및 아드레날린성 신경전달물질은 각종 신경 및 정신 질환에 관련되었다. 치료를 위한 약물학적 기초로서 상기 신경원계를 목적으로 하는 상이한 종류의 치료제는 잘 알려져 있다. 상기 신경원계의 신경분포 (innervation) 평가는 병태생리학의 이해를 위해, 및 환자 치료의 진행을 모니터링하기 위해 필수적이고 중요하다. 생체 내에서 살아있는 뇌를 평가하여, 뇌 화학에 영향을 미치는 약물 및 물질의 유효성을 모니터링할 수 있게 하는 새롭고 강력한 영상화 방법이 최근에 개발되었다. 양전자 방출 단층촬영 (PET) 및 단일 광자 방출 단층촬영 (SPECT)과 같은 방법은 환자 뇌에서 시냅스전 또는 시냅스후 신경수용체에 결합하는 리간드를 포함하는 방사성 추적자 (tracer) 물질을 환자에게 투여하는 것을 포함한다. 방출 (주로, 방사성 추적자로부터 방출된 양전자 또는 광자로부터 방출되는 감마선)을 측정한다. 상기 방출은 신경수용체의 수와 점령 또는 차단 정도의 표시이다. 신경수용체의 수와 점령 또는 차단 정도는 수학 모델을 사용하여 계산하고, 약물 반응의 정도를 결정하기 위해 개인내 또는 개인간 대조군에 비교한다. 약물을 사용한 환자의 추가의 치료는 시행된 비교에 기초할 수 있다.

CNS 신경원계는 세포질 또는 시냅스 틈새로부터 선택적인 신경전달물질, 예를 들어 도파민, 세로토닌, 노르에피네프린 등을 흡수할 수 있다. 상기 재흡수 과정은 특이적인 종류의 시냅스전 신경 말단 상의 특이적인 재흡수 수용체에 기초한 선택적 운반 메카니즘에 의해 달성된다. 그러나, 일단 전달물질이 특이적인 종류의 뉴런 내부에 들어가면, 제2 운반체 (transporter) 또는 재흡수 및 저장 메카니즘이 신경전달물질을 소포 (또는 과립) 내에 저장하고 채우는 것을 담당한다.

시냅스전 재흡수와 반대로 제2 운반 메카니즘은 소포 표면 상에 존재하는 일반적인 ATP-의존 운반체에 기초한다. 제2 운반체는 비-선택적이고, 카테콜아민, 세로토닌 및 히스타민에 대해 효과적이다. 소포에 저장된 신경전달물질은 세포질액 내에서 모노아민 옥시다제 (MAO)에 의한 분해로부터 보호된다. 전기 신호에 의해 신경전달이 유도되면, 시냅스전 뉴런 내의 소포는 막과 융합하고, 저장된 신경 전달물질은 시냅스후 수용체 결합을 위해 시냅스 틈새로 방출되고, 이는 더욱 신호를 전달한다.

레서핀 (reserpine)은 시냅스에서 아민 과립의 모노아민 흡수-저장 메카니즘을 억제하는 천연 산물이다. 테트라베나진 (3-(2-메틸프로필)-9,10-디메톡시-1,3,4,6,7,11b-헥사히드로-2H-벤조[a]퀴놀리진-2-온 (TBZ))은 유사한 생물학 프로필을 나타내는 레서핀의 유사체이다. CNS에서 모노아민을 고갈시키는 그의 능력 때문에, 이들 둘은 1950년대에 항정신병약으로 사용되었다 ([Cooper J. R., Bloom F. E., Ruth R. H., In Biochemical Basis of Neurochemistry, 5th ed., Oxford University Press, New York, 1986, p.290]; [Neumeyer J. L., Neuroleptics and Axiolytic Agents, In Principles of Medicinal Chemistry, Foye, W. O., ed. Lea and Febiger, Philadelphia, Pa., 1981]; [Kaiser C, Setler P. E., Antipsychotic Agents, Burger's Medicinal Chemistry, 4th Ed. Wolf M. E., ed. Wiley-Interscience, New York, 1981, pp 860-964]). 레서핀에 의한 뇌 내의 카테콜아민 및 세로토닌의 고갈은 장기간 지속하고, 저장 메카니즘은 비가역적으로 손상된다. 테트라베나진은 유사한 효과를 나타내지만; TBZ의 약물 효과는 보다 짧게 지속하고, 뉴런에 비가역적인 손상을 일으키지 않는다 ([Cooper J. R., et al. In Biochemical Basis of Neurochemistry]; 및 [Neumeyer J. L. In Principles of Medicinal Chemistry]). 임상 연구에서는 1일 300 mg까지의 TBZ를 사용한 환자의 치료가 몇몇 시험에서 지연성 운동장애의 개선을 제안하는 것을 보여준다 (Neumeyer J. L.).

최근에, [³H]디히드로-TBZ (2-히드록시-3-(2-메틸프로필)-9,10-디메톡시-1,3,4,6,7,11b-헥사히드로-2H-벤조[a]퀴놀리진)가 시험관 내 모노아민 운반 시스템에 대한 선택적 마커로서 사용되었다. 크로마핀 (chromaffin) 과립 및 CNS 시냅스 소포의 모노아민 운반체의 시험관내 조사를 위한 리간드로서 [³H]디히드로-TBZ 및 [³H]레서핀을 사용하는 것에 대한 상세한 개괄 문헌이 최근 출간되었다 (Henry, J. P., Scherman D., Radioligands of the vesicular monoamine transporter and their use as markers of monoamine storage vesicles, (Commentary) Biochem. Pharmacol., 38:2395-2404, 1989). 크로마핀 과립 및 뇌 조직 샘플의 막을 사용한 [³H]디히드로-TBZ의 시험관내 결합 연구는 높은 결합 친화도 (Kd=2-9 nM)를 입증하였다 ([Darchen F., Masuo Y., Vial M., Rostene W., Scherman D., Quantitative autoradiography of the rat brain vesicular monoamine transpoter using the binding of [³H]dihydrotetrabenazine and 7-amino-8-[¹²⁵I]iodoketanserin, Neurosci., 33:341-349, 1989]; [Meshgin-Azarian S., Chang W., Cugier D. L., Vincent M. S., Near J. A., Distribution of [³H]dihydrotetrabenazine binding in bovine striatal subsynaptic fractions: Enrichment of higher affinity binding in a synaptic vesicle fraction. J. Neurochem. 50:824-830, 1988]; [Near J. A., [³H]Dihydrotetrabenazine binding to bovine striatal subsynaptic vesicles, Mol. Pharmacol., 30:252-257, 1986]; [Scherman D., Raisman R., Ploska A., Agid Y., [³H]Dihydrotetrabenazine, a new in vitro monoaminergic probe for human brain, J. Neurochem., 50:1131-1136, 1988]; [Suchi R., Stern-Bach Y., Gabay T., Schuldiner S. Covalent modification of the amine transporter with N,N'-dicyclohexylcarbodiimide, Biochem., 30:6490-6494, 1991]).

뇌 절편 내의 디히드로-TBZ 결합 부위의 구역 분포는 정상 및 손상된 뇌 절편 내의 모노아민 세포체 및 신경 종말에 대응하였다 (Masuo Y., Pelaprat D., Scherman D., Rostene W., [³H]Dihydrotetrabenazine, a new marker for the visualization of dopaminergic denervation in the rat stratum. Neurosci. Lett., 114:45-50, 1990). TBZ의 다양한 유도체가 보고되었다 ([Kaiser C. and Setter P. E. In Burger's Medicinal Chemistry]; [Neumeyer J. L., In Principles of Medicinal Chemistry]; [Clarke F. H., Hill R. T., Koo J., Lopano R. M., Maseda M. A., Smith M., Soled S., VonVeh G., Vlattas I., A series of hexahydro[1,4]oxazino[3,4-a]isoquinolines as potential neuroleptics, J. Med. Chem. 21:785-791, 1978]; Saner A., Pletscher A., A benzo[a]quinoline derivative with a neuroleptic-like action on cerebral monoamine turnover. J. Pharmacol. Exp. Ther. 203:556-563, 1977]; [Lednicer D., Mitscher L. A. The Organic Chemistry of Drug Synthesis, Wiley-Interscience Inc., New York, 1977, pp 349-361]; [Fahrenholtz K. E., Capomaggi A., Lurie M., Goldberg M. W., Kierstead R. W. Octahydrophenanthrene analogs of tetrabenazine, J. Med. Chem. 9:304-310, 1967]; [Hamden M. R., Short J. H. 2-Thiol-1,3,4,6,7,11b-hexahydro-9,10-dimethoxy-2H-benzo[a]quinolizines. J. Med. Chem., 10:1183-1184, 1967]; Tretter J. R., 미국 특허 3,053,845; [Pletscher A., Brossi A., Gey K. F. Benzoquinoline derivatives: A new class of monoamine decreasing drugs with psychotropic action, Rev. Neurobiol., 4:275-302, 1962]; [Brossi A., Lidlar H., Walter M., Schnider O. 16. Synthesenversuche in der Emetin-Reihe. 1. Mitteilung. 2-Oxo-hydrobenz[a]chiolizine, Helv. Chim. Acta., 41:119-139, 1958]). 케톤의 디히드로-TBZ로의 환원은 결합 친화도에 영향을 미치지 않는다. 알킬화된 알콜 유도체는 또한 높은 효력을 나타냈다. 또한, 디히드로-TBZ의 아세틸 유도체도 또한 운반체에 대해 높은 친화도를 보유하는 것으로 나타났다 (Scherman D., Gasnier B., Jaudon P., Henry J. P. Hydrophobicity of the tetrabenazine-binding site of the chromaffin granule monoamine transporter, Mol. Pharmacol., 33:72-77, 1988).

2가지 소포성 모노아민 운반체 (VMAT)가 존재한다: VMAT1 (부신 조직에서 발견됨) 및 VMAT2. 뇌에 위치할 때, 신경원성 VMAT2는 뇌 뉴런에서 모노아민 신경전달물질의 소포 저장을 위한 메카니즘의 필수 부분이다. 시냅스로부터 도파민, 세로토닌 또는 노르에피네프린의 능동적인 재흡수를 위한 특이적 운반체가 존재하는 시냅스 막의 상황과는 반대로, 세포질액으로부터 소포 강으로 모노아민 (도파민, 세로토닌 및 노르에피네프린)의 이동은 일반적인 ATP-의존 운반체를 통한다. 따라 서, 뇌에서 VMAT2를 영상화하면 3가지 모든 모노아민성 뉴런의 완전성 (총수)을 반영하는 측정치를 제공한다 (Albin R, Koeppe R., Rapid loss of striatal VMAT2 binding associated with onset of Lewy body dementia, Mov Disord., 2006:21:287-88). 확인된 뉴런 집단의 마커로서 VMAT2를 사용하는 것은 헌팅턴 (Huntington) 병 선조체에서 투사 (projection) 뉴런의 선택적인 변성을 제안하였다 ([Frey KA, Koeppe RA, Kilbourn MR., Adv. Neurol. 86:237-47]; [Bohnen NI, Albin RL, Koeppe RA, Wernette KA, Kilbourn MR, Minoshima S, Frey KA., J. Cereb Blood Flow Metab. (in press)]).

파킨슨병 (PD)은 떨림과 운동장애를 특징으로 하는 운동 질환이다. 흑질선조체 도파민 뉴런의 변성은 PD에서 중심 역할을 한다. 현재, 상기 질병의 진행을 늦추거나 방지하기 위한 신경보호제의 개발이 활발하게 추구되고 있다. 초기 진단 및 PD 진행의 모니터링하기 위한 PET (양전자 방출 단층촬영) 및 SPECT (단일 광자 방출 컴퓨터 단층촬영) 조영제가 강력하게 요구된다 (Tatsch K., Can SPET imaging of dopamine uptake sites replace PET imaging in Parkinson's disease?, For, Eur J Nucl Med Mol Imaging, 2002:29:711-14). 국재화 (localization) 메카니즘에 기초하여, PD에 대한 현재의 PET 및 SPECT 조영제는 일반적으로 3가지 상이한 카테고리로 나뉘어질 수 있다: 1. 효소 활성 (방향족 아미노산 데카르복실라제, AADC); 2. 도파민 운반체 (DAT); 3. 소포성 모노아민 운반체 (VMAT2).

¹⁸F 표지된 6-플루오로-도파 (FDOPA)는 PD에 대한 제1 PET 조영제이고, 흔히 사용되는 PET제이다. 이는 도파민 합성의 제1 단계인 방향족 아미노산 데카르복실라제 (AADC)에 대한 거짓 기질이다. [¹⁸F]6-FDOPA을 사용한 PET 영상화는 신경 기능 - 도파민의 계내 합성 (또는 그의 결핍)에 대한 간단한 관찰을 제공한다 ([Brooks DJ., Monitoring neuroprotection and restorative therapies in Parkinson's disease with PET, J. Neural. Transm. Suppl., 2000:60:125-37]; [Brooks DJ., The early diagnosis of Parkinson's disease, Ann Neurol., 1998:44:S10-S18]).

AADC는 도파민 뉴런뿐만 아니라 다른 뇌 세포에도 위치한다. PD 환자의 뇌에서, AADC 효소는 종종 상향-조절되고, 말초 대사체인 O-메틸화 유도체는 또한 뇌에 흡수될 것이어서, 배경 노이즈 (noise)에 기여한다. [¹⁸F]6-FDOPA 영상화는 AADC에 관련된 신경원 기능의 손실을 반영하고, 보상 변화로 인해 신경 손실 정도를 과소평가할 수 있다 ([Tatsch K., Eur J Nucl Med Mol Imaging; Frey KA. Can SPET imaging of dopamine uptake sites replace PET imaging in Parkinson's disease? Against, Eur J Nucl Med Mol Imaging, 2002:29:715-17]; [Lee CS, Samii A, Sossi V, Ruth TJ, Schulzer M, Holden JE, Wudel J, Pal PK, de la Fuente-Fernandez R, Calne DB, Stoessl AJ., In vivo positron emission tomographic evidence for compensatory changes in presynaptic dopaminergic nerve terminals in Parkinson's disease, Ann. Neurol., 2000:47:493-503]).

지난 10년 동안 과잉의 DAT 조영제가 존재하였고, 그 중 대부분은 세로토닌 및 노르에피네프린 운반체에 대해 가변하는 친화도를 갖는 트로판 (또는 코카인) 유도체이다 ([Meegalla SK, Ploessl K, Kung M-P, Stevenson DA, Mu M, Kushner S, Liable-Sands LM, Rheingold AL, Kung HF. Specificity of diastereomers of [^99mTc]TRODAT-I as dopamine transporter imagina agents, J. Med. Chem., 1998:41:428-36]; [Mozley PD, Schneider JS, Acton PD, Plossl K, Stern MB, Siderowf A, Leopold NA, Li PY, Alavi A, Kung HF, Binding of [^99mTc]TRODAT-I to dopamine transporters in patients with parkinson's disease and in healthy volunteers, J. Nucl. Med., 2000:41:584-89]). 최근의 보고에서는 DAT 추적자에 기초하여 PD를 영상화하는데 있어서 부족을 지적하였고, 이는 상기 신경병성 질병의 진행을 신뢰가능하게 진단하고 예측할 수 있는 조영제에 대한 긴급한 요구를 강조하였다 (Ravina B, Eidelberg D, Ahlskog JE, Albin RL, Brooks DJ, Carbon M, Dhawan V, Feigin A, Fahn S, Guttman M, Gwinn-Hardy K, McFarland H, Innis R, Katz RG, Kieburtz K, Kish SJ, Lange N, Langston JW, Marek K, Morin L, Moy C, Murphy D, Oertel WH, Oliver G, Palesch Y, Powers W, Seibyl J, Sethi KD, Shults CW, Sheehy P, Stoessl AJ, Holloway R., The role of radiotracer imaging in Parkinson disease, Neurology, 2005:64:208-15).

대안으로서, VMAT2를 표적화하는 ¹¹C 표지된 TBZ (테트라베나진) 유도체가 성공적으로 개발되었고 인간에서 시험되었다 (Albin RL, Koeppe RA, Bohnen NI, Nichols TE, Meyer P, Wernette K, Minoshima S, Kilbourn MR, Frey KA., Increased ventral striatal monoaminergic innervation in Tourette syndrome, Neurology, 2003:61:310-5). 동물 데이타는 [¹¹C](+)-DTBZ(디히드로테트라베나진)은 뇌에서 도파민 수준에 영향을 미치는 약물에 덜 민감하고; 따라서, 생활가능 모노아민 뉴런의 농도를 보다 정확하게 반영한다는 것을 강하게 제안하였다 ([Kilbourn MR, Frey KA, Vander Borght T, Sherman PS., Effects of dopaminergic drug treatments on in vivo radioligand binding to brain vesicular monoamine transporters, Nucl Med Biol, 1996:23:467-71]; [Frey KA, Koeppe RA, Kilbourn MR. Imaging the vesicular monoamine transporter, Adv. Neurol., 2001:86:237-47]; [Bohnen NI, Albin RL, Koeppe RA, Wernette KA, Kilbourn MR, Minoshima S, Frey KA. Positron emission tomography of monoaminergic vesicular binding in aging and Parkinson disease, J. Cereb. Blood Flow Metab., 2006:in press]; [Lee CS, Schulzer M, de la Fuente-Femandez R, Mak E, Kuramoto L, Sossi V, Ruth TJ, Calne DB, Stoessl AJ., Lack of regional selectivity during the progression of Parkinson disease: implications for pathogenesis, Arch. Neurol., 2004:61:1920-5]). 광학 분할된 이성질체인 [¹¹C](+)-DTBZ (9-MeO 위치에서 표지된)는 뇌에서 VMAT2를 측정하기 위한 매우 우수한 PET 추적자이다 ([Kilbourn MR, Lee LC, Heeg MJ, Jewett DM., Absolute configuration of (+)-alpha-dihydrotetrabenazine, an active metabilite of tetrabenazine, Chirality, 1997:9:59-62]; [Frey KA, Koeppe RA, Kilbourn MR, Vander Borght TM, Albin RL, Gilman S, Kuhl DE., Presynaptic monoaminergic vesicles in Parkinson's disease and normal aging; Ann. Neurol. 1996:40:873-84]).

소포성 모노아민 운반체 (VMAT2)는 또한 췌장 내의 베타 세포에서 발현된다. 인간 췌장에서 VMAT2에 대한 결합 부위의 총수는 결정되었다. B_max =0.2 nM (이는 베타 세포 내의 12 fmol/mg의 단백질로 해석된다). 인간 췌장 내에 약 1,000,000개의 베타 세포가 존재한다 (Maffei, A, Z Liu, P Witkowski, et al. "Identification of tissue-restricted transcripts in human islets." Endocrinology 145:4513, 2004). 불충분한 베타 세포 질량 (BCM)은 1형 (T1D) 및 2형 (T2D) 당뇨병 모두의 병태생리학적 상태이다. 수백만 명의 미국인이 당뇨병으로 고통받고 있다. 여기에 추가로, 더 많은 수백만 명에게 T2D, 심장병 및 뇌졸중을 발병할 위험을 유의하게 증가시키는 병태인 당뇨전증이 있다. 당뇨병은 성인에서 후천 실명 및 신부전의 주요한 원인이고, 심장병 및 뇌졸중에 대한 주 위험 인자이다. 따라서, 당뇨병은 주요하고 빠르게 성장하는 공중 보건 부담을 나타낸다.

당뇨병은 모두 상승된 혈당 수준의 공통적인 이상을 공유하는 질환 범위이다. 상기 이상의 초기 원인은 다양하지만 (자가면역, 유전적 위험 인자, 비만, 임신, 약물 등 포함), 공통적인 최종 결과는 상대적인 인슐린 부족이고, 즉, 췌장 베타 세포가 대사 수요를 충족시키는 충분한 인슐린을 생산하지 않는다 (Olefsky, 2001). 2가지 가장 일반적인 종류의 당뇨병은 I형 당뇨병 (T1D) 및 2형 당뇨병 (T2D)이다.

T1D는 보통 아동 또는 청소년에 발생하고, 모든 당뇨병 사례의 10％ 미만을 차지한다. T1D는 인슐린 분비 실패를 일으키는 베타 세포의 자가면역 파괴에 의해 유발된다. 상기 과정은 나타나는데 수년이 소요될 수 있고, 전임상 단계 동안, 병에 걸린 환자에서 베타 세포에 대한 자가면역 항체를 검출할 수 있다. 따라서, 질병의 초기 단계에는 면역 조정이 치료에 중요한 역할을 할 수 있는 반면, 후기 단계에서 치료는 재생 또는 이식 전략을 통한 베타 세포의 교체를 필요로 할 것이다.

T2D는 모든 당뇨병 사례의 약 90％를 차지하는 불균일한 다유전자 질환이다. 유전적 위험 인자 외에, 비만, 신체 활동의 결여 및 노화도 T2D에 대한 중요한 위험 인자이다. T2D는 전임상 (당뇨전증) 상태에서 수년간 존재하는 결함인 인슐린 저항성을 특징으로 한다. 상기 인슐린 저항성은 당뇨전증에서 베타 세포에 의한 인슐린 생산의 보상적인 증가를 일으킨다. 결국, 일부 환자에서, 베타 세포 기능이 따라서 감소하여, 상대적인 인슐린 부족을 야기한다 (Butler et al., 2003). 실제로, 일련의 부검을 통해 BCM이 대조군에 비해 T2D 환자에서 50-60％ 감소한 것으로 밝혀졌다 (문헌 [Porte and Kahn, 2001; Prentki and Nolan, 2006]에서 검토됨). 상기 베타 세포 손실은 T2D 당뇨병의 병인론에서 핵심 단계일 수 있고, 이는 피마 인디언 (Pima Indians)에서의 종단 연구가 인슐린 저항성보다는 베타 세포 기능부전이 당뇨전증에서 당뇨병으로의 진행에 대한 일차적인 결정인자임을 제안하였기 때문이다 (Weyer et al, 1999). 따라서, T2D에서, 인슐린 저항성은 베타 세포 기능부전에 겹쳐지고, 손상된 인슐린 분비는 비대상성 (decompensated) 고혈당증 및 당뇨병을 일으킨다. T2D에 대한 질병 변형 치료는 가장 효과적이기 위해 베타 세포 기능부전 및 인슐린 저항성 모두를 표적으로 해야 한다 (Olefsky, 2001).

<발명의 개요>

본 발명은 소포성 모노아민 운반체 영상화에 유용한 화학식 I 및 II (화학식 I' 및 II'의 화합물 포함)의 신규한 화합물을 제공한다.

한 측면에서, 화합물은 유용한 PET 조영제이다.

다른 측면에서, 화합물은 유용한 SPECT 조영제이다.

본 발명은 또한 화학식 I 및 II (화학식 I' 및 II'의 화합물 포함)의 방사성 표지된 화합물 및 제약학상 허용되는 담체 또는 희석제를 포함하는 진단 조성물을 제공한다.

본 발명은 환자에게 검출가능한 양의 화학식 I 및 II (화학식 I' 및 II'의 화합물 포함)의 표지된 화합물 또는 그의 제약학상 허용되는 염, 에스테르, 아미드, 또는 전구약물을 도입하는 것을 포함하는, 소포성 모노아민 운반체를 영상화하는 방법을 추가로 제공한다.

본 발명의 추가의 측면은 본원에 기재된 화학식 I 및 II (화학식 I' 및 II'의 화합물 포함)의 소포성 모노아민 운반체 영상화 화합물을 합성하기 위해 유용한 방법 및 중간체에 관한 것이다.

본 발명은 또한 소포성 모노아민 운반체에 관련된 질환 또는 질병의 상태, 양, 변화, 또는 진행을 모니터링하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 용출 용매 (유속 1 ml/min)로서 헥산/이소프로판올 (9/1)을 사용하여 키랄 (chiral) AD 칼럼 상에서 FP-(±)-DTBZ (본원에서 "6b" 또는 "(±)-6b"로도 칭함)의 입체이성질체의 분리를 도시한 것이다. 2가지 주요 입체이성질체 (피크 3 ＆ 4) 대 소수 (minor) 피크 (피크 1 ＆ 2)의 비는 5:1이다. FP-(+)-DTBZ (2R, 3R, 11bR) (본원에서 "(+)-6b"로도 칭함)의 광학 분할은 98％에 도달하고 (피크 3으로 나타냄), 이성질체 FP-(-)-DTBZ는 주요 피크 (피크 4, 90％)를 보이고, 오염 피크 (피크 1, 10％)를 가졌다.

도 2는 [¹⁸F]FP-(+)-DTBZ에 의해 표지된 VMAT 부위의 해부학적 국재화를 보여주는 정상 마우스 뇌의 생체외 자가방사선술을 도시한 것이다. 500 μCi [¹⁸F]FP-(+)-DTBZ를 정상 ICR 마우스에 주사하고, 주사 30분 후에 마우스를 희생시켰다. 고밀도 표지된 부위는 뇌에서 모노아민성 뉴런의 구역 분포를 반영한다: CPu, 꼬리-조가비핵 (caudate putamen); OT, 후결절 (olfactory tubercle); Ac, 중격의지핵 (nucleus accumbens); Hy, 시상하부핵; SN, 흑색질; DR, 등쪽 솔기 (dorsal raphe); MR, 정중 솔기 (median raphe); LC, 청반 (locus coeruleus).

도 3은 6-OH-DA 편측 손상된 마우스의 뇌에서 손상된 (L, 화살표로 나타냄) 측면을 손상되지 않은 측면 (N)으로부터 구별하는 [¹⁸F]FP-(+)-DTBZ의 생체외 자가방사선술 (주사 30분 후)을 도시한 것이다. 300 μCi [¹⁸F]FP-(+)-DTBZ를 주사하고, 주사 30분 후에 동물을 희생시켰다.

도 4는 본 발명의 대표적인 화합물 6b의 마우스 뇌에서 시험관내 국재화의 자가방사선술 스캔을 도시한 것이다. 절편을 1.2 nM [¹⁸F]6b 또는 4.6 nM [³H](±)DTBZ와 함께 RT에서 90분 동안 인큐베이팅하였다. CPu: 꼬리-조가비핵; Acb: 중격의지핵; Of. Tu.: 후결절.

도 5는 라세미 (racemic) 혼합물로부터 (+)-6b의 키랄 HPLC 분리를 도시한 것이다.

도 6은 당뇨 상태에서 보다 낮은 BCM에 상호관련되는, (+)-6b의 흡수가 당뇨 마우스에서 감소되는 것을 보여주는 데이타를 도시한 것이다.

도 7은 [¹⁸F]FP-(+)-6b의 iv 주사 (7 mCi 주사) 후 개코원숭이 (baboon) microPET 영상화를 도시한 것이고; 70-90분 사이에 수집한 데이타는 선조체 흡수를 보이고, 두개골 (뼈) 흡수는 나타내지 않는다.

도 8은 소도 (islet) 세포 균질액 (homogenate)에 대한 [¹⁸F]-(+)-6b의 시험관내 결합을 도시한 것이고, 이는 결합이 특이적이고 포화가능한 것을 나타낸다.

도 9는 본 발명의 특정 화합물의 구조 및 결합 데이타를 도시한 것이다.

도 10은 본 발명의 특정 플루오로프로필 케토 및 에폭시드 유도체의 구조 및 결합 데이타 (VMAT2 (래트 선조체 균질액)에 대한 ³H-TBZ 결합 상의 K_i)를 도시한 것이다.

본 발명의 제1 측면은 하기 화학식 I의 화합물 또는 그의 제약학상 허용되는 염에 관한 것이다:

상기 식에서, n은 0 내지 10의 정수이고; m은 1 또는 0이고; y는 1 또는 0이고; X는 할로겐이고; R¹ 및 R²는 독립적으로 수소, C_1-5 알킬, 아미노(C_1-5)알킬, 할로(C_1-4)알킬, 모노- 또는 디-(C₁ _-5)알킬아미노, 할로아릴알킬, C₁ _-5 알콕시이고; R³은 케토 (

), 에폭시드 고리 (

), 히드록시, 수소, 아미노(C_1-5)알킬, 모노- 또는 디-(C_1-5)알킬아미노, C_1-5 알콕시 또는 C_1-4 알킬이고; R⁴는 수소, C_1-10 알킬, 아미노(C_1-5)알킬, 모노- 또는 디-(C_1-5)알킬아미노이고; 존재하는 경우에 R', R", R⁵ 및 R⁶은 독립적으로 수소, 히드록시, 히드록시(C_1-5)알킬 또는 C_1-5 알킬이다.

X의 유용한 기는 임의의 할로겐을 포함한다. 상기 실시태양에서, 할로겐은 방사성 할로겐인 것이 바람직하다. 방사성 할로겐은 ¹²⁵I, ¹²³I, ¹³¹I, ¹⁸F, ¹⁹F, ⁷⁶Br 및 ⁷⁷Br을 포함한다. 보다 바람직하게는, X는 ¹⁸F 또는 ¹²³I이다. 한 실시태양에서, 화학식 I의 가장 바람직한 화합물은 X가 ¹⁸F인 화합물이다. 상기 화합물은 특히 PET 영상화에 유용하다. 다른 실시태양에서, 화학식 I의 가장 바람직한 화합물은 X가 ¹²⁵I, ¹²³I, ¹³¹I, 특히 ¹²³I인 화합물이다. 상기 화합물은 SPECT 영상화에 특히 유용하다.

R³의 유용한 기는 상기 나열된 것을 포함한다. 바람직하게는, R³은 케토 (

), 에폭시드 고리 (

), 또는 히드록시이다. 가장 바람직하게는, R³은 히드록시이다. R³이 케토 (

)일 때, O는 이용가능한 고리 탄소의 임의의 하나에 이중결합된다. 따라서, 예를 들어, 상기 화합물은 본원에서 설명되는 치환체를 포함하는 하기 고리 골격 (ring scaffold)을 가질 수 있다:

.

R³이 에폭시드 고리 (

)일 때, O는 이용가능한 고리 탄소의 임의의 하나 및 동일한 고리 탄소에 역시 결합하여 3원 고리계를 형성하는 메틸렌기에 결합된다. 따라서, 예를 들어, 상기 화합물은 본원에서 설명되는 치환체를 포함하는 하 기 고리 골격 (바람직한 입체화학을 보여줌)을 가질 수 있다:

.

R⁴의 유용한 기는 상기 나열된 모든 기를 포함한다. 바람직한 기는 C_1-10 알킬, 아미노(C_1-5)알킬 및 모노- 또는 디-(C_1-5)알킬아미노를 포함한다. 가장 바람직하게는, R⁴는 C_1-5 알킬, 보다 구체적으로 이소부틸이다.

R¹의 유용한 기는 상기 나열된 모든 기를 포함한다. 바람직한 기는 아미노(C_1-5)알킬, 모노- 또는 디-(C_1-5)알킬아미노 및 C_1-5 알콕시를 포함한다. 보다 바람직하게는, R¹은 C_1-5 알콕시이다. 가장 바람직하게는, R¹은 메톡시이다.

R²의 유용한 기는 상기 나열된 모든 기를 포함한다. 바람직한 실시태양에서, R²는 수소이다.

R⁵ 및 R⁶의 유용한 기는 히드록시, 수소 및 C_1-5 알킬을 포함한다. R⁵ 및 R⁶이 발생하는 횟수는 n의 값에 의해 결정된다. R⁵ 및 R⁶이 2회 이상 발생할 경우, 이들은 각각 서로에 대해 독립적이다. 바람직한 실시태양에서, R⁵ 및 R⁶ 중 적어도 하나는 수소이다. 가장 바람직하게는, 발생하는 모든 경우에 R⁵ 및 R⁶은 둘다 수소이다.

m 및 n의 유용한 값은 상기 나열된 모든 값을 포함한다. 각각의 경우에 m의 값은 n의 값에 대해 독립적이다. 화학식 I의 화합물에서, n의 바람직한 값은 1 내지 6의 정수이다. 보다 바람직하게는, n은 1 내지 4의 정수이다. 가장 바람직하게는, n은 2, 3 또는 4이다. m의 유용한 값은 1 또는 0을 포함한다. 그러나, 하나의 바람직한 실시태양에서, m이 0일 때, n도 0이다.

y의 유용한 값은 1 및 0을 포함한다. 바람직하게는, y는 0이다.

특정 실시태양에서, 본 발명은 하기 화학식 I'의 입체화학적 구조를 갖는 화학식 I의 화합물 또는 그의 제약학상 허용되는 염에 관한 것이다:

<화학식 I'>

상기 식에서, n은 0 내지 10의 정수이고; m은 1 또는 0이고; y는 1 또는 0이고; X는 할로겐이고; R¹ 및 R²는 독립적으로 수소, C_1-5 알킬, 아미노(C_1-5)알킬, 할로(C_1-4)알킬, 모노- 또는 디-(C_1-5)알킬아미노, 할로아릴알킬, C_1-5 알콕시이고; R³은 히드록시, 케토, 에폭시드 고리 (

), 수소, 아미노(C_1-5)알킬, 모노- 또는 디-(C_1-5)알킬아미노, C_1-5 알콕시 또는 C_1-4 알킬이고; R⁴는 수소, C_1-10 알킬, 아미노(C_1-5)알킬, 모노- 또는 디-(C_1-5)알킬아미노이고; 존재하는 경우에 R', R", R⁵ 및 R⁶은 독립적으로 수소, 히드록시, 히드록시(C_1-5)알킬 또는 C_1-5 알킬이다.

X의 유용한 기는 임의의 할로겐을 포함한다. 상기 실시태양에서, 할로겐은 방사성 할로겐인 것이 바람직하다. 방사성 할로겐은 ¹²⁵I, ¹²³I, ¹³¹I, ¹⁸F, ¹⁹F, ⁷⁶Br 및 ⁷⁷Br을 포함한다. 보다 바람직하게는, X는 ¹⁸F 또는 ¹²³I이다. 한 실시태양에서, 화학식 I'의 가장 바람직한 화합물은 X가 ¹⁸F인 화합물이다. 상기 화합물은 특히 PET 영상화에 유용하다. 다른 실시태양에서, 화학식 I'의 가장 바람직한 화합물은 X가 ¹²⁵I, ¹²³I, ¹³¹I, 특히 ¹²³I인 화합물이다. 상기 화합물은 SPECT 영상화에 특히 유용하다.

R³의 유용한 기는 상기 나열된 것을 포함한다. 가장 바람직하게는, R³은 케토, 히드록시 또는 에폭시드 고리 (

)이다.

R⁴의 유용한 기는 상기 나열된 모든 기를 포함한다. 바람직한 기는 C_1-10 알 킬, 아미노(C_1-5)알킬 및 모노- 또는 디-(C_1-5)알킬아미노를 포함한다. 가장 바람직하게는, R⁴는 C_1-5 알킬, 보다 구체적으로 이소부틸이다.

m 및 n의 유용한 값은 상기 나열된 모든 값을 포함한다. 각각의 경우에 m의 값은 n의 값에 대해 독립적이다. 화학식 I'의 화합물에서, n의 바람직한 값은 1 내지 6의 정수이다. 보다 바람직하게는, n은 1 내지 5, 특히 1 내지 4의 정수이 다. 그러나, 가장 바람직하게는, n은 2, 3 또는 4이다. m의 유용한 값은 1 또는 0을 포함한다. 그러나, 하나의 바람직한 실시태양에서, m이 0일 때, n도 0이다.

화학식 I 또는 I'의 바람직한 화합물은 하기 구조를 갖는 화합물을 포함한다:

(상기 화합물 Ia, Ib, Ic 및 Id에서, n은 1 내지 6의 정수이고, R⁴는 C₁ _-1O 알 킬, 바람직하게는 C₁ _-4 알킬, 가장 바람직하게는 이소부틸임)

.

y가 0이고, m이 0이고, n이 0인 화학식 I 또는 I'의 바람직한 화합물은 하기 구조를 갖는 화합물이다:

(화합물 Ig, Ih, Ii 및 Ij에서, X는 ¹⁸F 또는 ¹²³I이고, R⁴는 C₁ _-10 알킬, 바람직하게는 C₁ _-4 알킬, 가장 바람직하게는 이소부틸임)

(여기서, n은 1 내지 6의 정수이고; X는 ¹⁸F 또는 ¹²³I이고; R¹은 C₁ _-5 알콕시임)

(여기서, n은 2, 3 또는 4임)

(여기서, n은 1 내지 5의 정수이고; X는 ¹⁸F 또는 ¹²³I이고; R¹은 C₁ _-5 알콕시임)

(여기서, n은 1 내지 4의 정수이고; X는 ¹⁸F 또는 ¹²³I이고; R¹은 C₁ _-5 알콕시임)

(여기서, n은 2, 3 또는 4임).

다른 바람직한 입체특이적 구조는 하기 화합물 또는 그의 제약학상 허용되는 염을 포함한다:

(여기서, n은 1 내지 5의 정수이고; X는 ¹⁸F 또는 ¹²³I이고; R⁴는 C₁ _-4 알킬이고, R¹은 C₁ _-5 알콕시임)

(여기서, n은 1 내지 4의 정수이고; X는 ¹⁸F 또는 ¹²³I이고; R⁴는 C₁ _-4 알킬이고, R¹은 C₁ _-5 알콕시임)

(여기서, n은 2 또는 3임)

별법으로, R³이 에폭시드 고리 (

)인 경우, 화학식 I 또는 I'의 바람직한 화합물은 하기 구조를 갖는 화합물을 포함한다:

(상기 화합물 Ia', Ib', Ic' 및 Id'에서, n은 1 내지 6의 정수이고, R⁴는 C₁ _-1O 알킬, 바람직하게는 C₁ _-4 알킬, 가장 바람직하게는 이소부틸임)

.

y가 0이고, m이 0이고, n이 0인 화학식 I 또는 I'의 바람직한 화합물은 하기 구조를 갖는 화합물이다.

(화합물 Ig', Ih', Ii' 및 Ij'에서, X는 ¹⁸F 또는 ¹²³I이고, R⁴는 C₁ _-10 알킬, 바람직하게는 C₁ _-4 알킬, 가장 바람직하게는 이소부틸임)

(여기서, n은 1 내지 6, 바람직하게는 1 내지 5, 보다 바람직하게는 1 내지 4의 정수이고; X는 ¹⁸F 또는 ¹²³I이고; R¹은 C₁ _-5 알콕시임)

(여기서, n은 2, 3 또는 4임).

다른 바람직한 입체특이적 구조는 하기 화학식 In' 내지 Is'의 구조 및 또는 그의 제약학상 허용되는 염을 포함한다:

(여기서, n은 2 또는 3임)

R³이 케토 (

) 인 화합물에서, O는 예를 들어 하기 화학식 Is"에서와 같이 이용가능한 고리 탄소의 임의의 하나에 이중결합된다:

다른 측면에서, 본 발명은 하기 화학식 II의 화합물 또는 그의 제약학상 허용되는 염에 관한 것이다:

상기 식에서, n은 0 내지 10의 정수이고; m은 1 또는 0이고; y는 1 또는 0이고; X는 할로겐이고; R¹, R² 및 R⁴는 독립적으로 수소, C₁ _-5 알킬, 아미노(C_1-5)알킬, 할로(C_1-4)알킬, 모노- 또는 디-(C₁ _-5)알킬아미노, 할로아릴알킬, C₁ _-5 알콕시이고; R³은 케토 (

), 에폭시드 고리 (

), 히드록시, 수소, 아미노(C_1-5)알킬, 모노- 또는 디-(C_1-5)알킬아미노, C_1-5 알콕시 또는 C_1-4 알킬이고; 존재하는 경우에 R', R", R⁵ 및 R⁶은 독립적으로 수소, 히드록시, 히드록시(C_1-5)알킬 또는 C_1-5 알킬이다.

X의 유용한 기는 임의의 할로겐을 포함한다. 상기 실시태양에서, 할로겐은 방사성 할로겐인 것이 바람직하다. 방사성 할로겐은 ¹²⁵I, ¹²³I, ¹³¹I, ¹⁸F, ¹⁹F, ⁷⁶Br 및 ⁷⁷Br을 포함한다. 보다 바람직하게는, X는 ¹⁸F 또는 ¹²³I이다. 한 실시태양에서, 화학식 II의 가장 바람직한 화합물은 X가 ¹⁸F이고 y가 0인 화합물이다. 상기 화합물은 특히 PET 영상화에 유용하다. 다른 실시태양에서, 화학식 II의 가장 바람직한 화합물은 X가 ¹²⁵I, ¹²³I, ¹³¹I, 특히 ¹²³I이고 y가 1인 화합물이다. 상기 화합물은 SPECT 영상화에 특히 유용하다.

), 히드록실 또는 에폭시드 고리 (

)이다. 가장 바람직하게는, R³은 히드록시이다. R³이 케토 (

)일 때, O는 이용가능한 고리 탄소의 임의의 하 나에 이중결합된다. 따라서, 예를 들어, 상기 화합물은 본원에서 설명되는 치환체를 포함하는 하기 고리 골격을 가질 수 있다:

.

R³이 에폭시드 고리 (

)일 때, O는 이용가능한 고리 탄소의 임의의 하나 및 동일한 고리 탄소에 역시 결합하여 3원 고리계를 형성하는 메틸렌기에 결합된다. 따라서, 예를 들어, 상기 화합물은 본원에서 설명되는 치환체를 포함하는 하기 고리 골격을 가질 수 있다:

.

R⁴의 유용한 기는 상기 나열된 모든 기를 포함한다. 바람직한 기는 아미노(C_1-5)알킬, 모노- 또는 디-(C_1-5)알킬아미노 및 C_1-5 알콕시를 포함한다. 보다 바람직하게는, R⁴는 C_1-5 알콕시이다. 가장 바람직하게는, R⁴는 메톡시이다.

R¹의 유용한 기는 상기 나열된 모든 기를 포함한다. 바람직한 기는 아미노(C_1-5)알킬, 모노- 또는 디-(C_1-5)알킬아미노 및 C_1-5 알콕시를 포함한다. 보다 바 람직하게는, R¹은 C_1-5 알콕시이다. 가장 바람직하게는, R¹은 메톡시이다.

R', R", R⁵ 및 R⁶의 유용한 기는 히드록시, 수소 및 C_1-5 알킬을 포함한다. R⁵ 및 R⁶이 발생하는 횟수는 n의 값에 의해 결정된다. R⁵ 및 R⁶이 2회 이상 발생할 경우, 이들은 각각 서로에 대해 독립적이다. 바람직한 실시태양에서, R⁵ 및 R⁶ 중 적어도 하나는 수소이다. 가장 바람직하게는, 발생하는 모든 경우에 R⁵ 및 R⁶은 둘다 수소이다.

m 및 n의 유용한 값은 상기 나열된 모든 값을 포함한다. 각각의 경우에 m의 값은 n의 값에 대해 독립적이다. 화학식 II의 화합물에서, n의 바람직한 값은 1 내지 10의 정수이다. 보다 바람직하게는, n은 2 내지 7의 정수이다. 가장 바람직하게는, n은 3 내지 6이다. m의 유용한 값은 1 또는 0을 포함한다. 바람직한 실시태양에서, m은 0이다.

y의 유용한 값은 1 및 0을 포함한다.

특정 실시태양에서, 본 발명은 하기 화학식 II'의 입체화학적 구조를 갖는 화학식 II의 화합물 또는 그의 제약학상 허용되는 염에 관한 것이다:

<화학식 II'>

상기 식에서, n은 1 내지 10의 정수이고; m은 1 또는 0이고; y는 1 또는 0이고; X는 할로겐이고; R¹, R² 및 R⁴는 독립적으로 수소, C_1-5 알킬, 아미노(C_1-5)알킬, 할로(C_1-4)알킬, 모노- 또는 디-(C_1-5)알킬아미노, 할로아릴알킬, C_1-5 알콕시이고; R³은 히드록시, 수소, 아미노(C_1-5)알킬, 모노- 또는 디-(C_1-5)알킬아미노, C_1-5 알콕시 또는 C_1-4 알킬이고; 존재하는 경우에 R', R", R⁵ 및 R⁶은 독립적으로 수소, 히드록시, 히드록시(C_1-5)알킬 또는 C_1-5 알킬이다.

X의 유용한 기는 임의의 할로겐을 포함한다. 상기 실시태양에서, 할로겐은 방사성 할로겐인 것이 바람직하다. 방사성 할로겐은 ¹²⁵I, ¹²³I, ¹³¹I, ¹⁸F, ¹⁹F, ⁷⁶Br 및 ⁷⁷Br을 포함한다. 보다 바람직하게는, X는 ¹⁸F 또는 ¹²³I이다. 한 실시태양에서, 화학식 II'의 가장 바람직한 화합물은 X가 ¹⁸F이고 y가 0인 화합물이다. 상기 화합물은 특히 PET 영상화에 유용하다. 다른 실시태양에서, 화학식 II'의 가장 바람직 한 화합물은 X가 ¹²⁵I, ¹²³I, ¹³¹I, 특히 ¹²³I이고 y가 1인 화합물이다. 상기 화합물은 SPECT 영상화에 특히 유용하다.

R³의 유용한 기는 상기 나열된 것을 포함한다. 바람직하게는, R³은 케토, 히드록시 또는 에폭시드 고리 (

)이다.

m 및 n의 유용한 값은 상기 나열된 모든 값을 포함한다. 각각의 경우에 m의 값은 n의 값에 대해 독립적이다. 화학식 II'의 화합물에서, n의 바람직한 값은 1 내지 10의 정수이다. 보다 바람직하게는, n은 2 내지 7의 정수이다. 가장 바람직하게는, n은 3 내지 6이다. m의 유용한 값은 1 또는 0을 포함한다. 바람직한 실시태양에서, m은 0이다.

y의 유용한 값은 1 및 0을 포함한다.

화학식 II의 바람직한 화합물은 m이 0이고 y가 1인 하기 화학식 IIa의 구조를 갖는 화합물을 포함한다:

상기 식에서, R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R', R"는 화학식 II에서 정의된 바와 같고, X는 Br 또는 I (이들의 방사성 동위원소 포함)이다. 바람직하게는, R¹ 및 R⁴는 C_1-5 알콕시, 가장 바람직하게는 메톡시이고; 바람직하게는 R²는 수소이고; 바람 직하게는 R³은 히드록시이고; 바람직하게는 n은 1 내지 10, 보다 바람직하게는 2 내지 7, 가장 바람직하게는 3 내지 6의 정수이고; 바람직하게는 R' 및 R"는 수소이고; X는 방사성 표지된 할로겐이다.

화학식 II의 바람직한 화합물은 하기 화학식 IIb의 구조를 갖는 화합물을 포함한다:

상기 식에서, R¹ 및 R⁴는 C_1-5 알콕시, 바람직하게는 메톡시이고; n은 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 7, 가장 바람직하게는 3 내지 6의 정수이고; X는 ¹⁸F이다. 화학식 II 또는 II'의 다른 바람직한 화합물은 하기 화학식 IIc 내지 IIe의 구조를 갖는 화합물을 포함한다:

(상기 화합물 IIc, IId, 및 IIe에서, n은 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 7, 가장 바람직하게는 3 내지 6의 정수이고, X는 ¹⁸F 또는 ¹²³I임).

바람직한 다른 입체화학적 구조는 하기 화합물 또는 그의 제약학상 허용되는 염을 포함한다:

(여기서, R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R¹ 및 R"는 상기 정의된 바와 같고, n은 2 내지 7이고, X는 ¹²³I임)

(여기서, n은 2 내지 7의 정수이고, R¹ 및 R⁴는 독립적으로 C₁ _-5 알콕시이고, X는 ¹⁸F임)

(여기서, n은 1 내지 10의 정수이고, X는 ¹²³I임)

(여기서, n은 1 내지 10의 정수이고, X는 ¹⁸F임).

다른 실시태양에서, 본 발명은 그의 입체이성질체로부터 실질적으로 정제된 화학식 I' 또는 II'의 화합물에 관한 것이다. "실질적으로 정제된"은 화학식 I' 또는 II'의 화합물이 약 75％ 이상의 순도로 존재함을 의미한다. 바람직한 실시태양에서, 화학식 I' 또는 II'의 화합물은 약 85％ 이상의 순도로 존재한다. 가장 바람직하게는, 화학식 I' 또는 II'의 화합물은 약 95％ 이상의 순도로 존재한다.

또한, 본 발명은 본 발명의 선택된 화합물의 구조적 비대칭성에 의해 발생하는 입체이성질체 및 광학 이성질체, 예를 들어 에난티오머의 혼합물 및 개별적인 에난티오머 및 부분입체이성질체를 포함하는 것으로 이해된다.

또한, 화학식 I 및 II의 화합물 (화학식 I' 및 II'의 화합물 포함)은 용매화, 특히 수화될 수 있다. 수화는 화합물 또는 화합물을 포함하는 조성물의 제조 동안 발생할 수 있거나, 또는 수화는 화합물의 흡수성 때문에 시간이 경과함에 따라 발생할 수 있다. 또한, 본 발명의 화합물은 비용매화된 형태 및 제약학상 허용되는 용매, 예를 들어 물, 에탄올 등을 사용한 용매화된 형태로 존재할 수 있다. 일반적으로, 용매화된 형태는 본 발명의 목적을 위해 비용매화된 형태와 동등한 것으로 간주된다.

임의의 기가 임의의 구성분에서 또는 화학식 I 또는 II (화학식 I' 및 II'의 화합물 포함)에서 2회 이상 발생할 경우, 발생하는 각각의 기의 정의는 발생하는 해당 기와 무관하게 독립적이다. 또한, 치환체 및/또는 기의 조합은 그 조합이 안정한 화합물을 생성시킬 경우에만 허용될 수 있다.

본 발명의 다른 측면은 화학식 I 및 II의 화합물 (화학식 I' 및 II'의 화합물 포함)의 제조 방법에 관한 것이다.

다른 측면에서, 본 발명은 소포성 모노아민 운반체의 영상화 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본원에 기재된 화합물은 VMAT-2 영상화에 유용하다. 또한, 소포성 모노아민 운반체의 영상화는 소포성 모노아민 운반체의 양, 또는 양의 변화를 결정할 수 있도록 정량적으로 수행될 수도 있다. 상기 정량적 영상화 방법을 사용하여 질병을 진단하거나 질병의 진행을 추적할 수 있다. 이 방법은 운반체의 위치를 영상화하는 능력, 및 상기 방법에 의해 생성되는 영상의 변화에 의해 반영되는, 운반체의 임의의 변화를 결정하는 능력을 추가로 제공한다.

예를 들어, 환자에서, 소포성 모노아민 운반체 관련 질병, 예를 들어 헌팅턴 병 및 파킨슨 병 (이로 제한되지 않음)을 진단하거나 질병의 진행을 추적하기 위해서 소포성 모노아민 운반체를 뇌에 위치시키는 것이 바람직하다. 다른 비제한적인 예에서, 환자에서 소포성 모노아민 질병을 진단하거나 질병의 진행을 추적하기 위해서 소포성 모노아민 운반체를 췌장에 위치시키는 것이 바람직하다. 상기 질병은 당뇨병을 포함하고, 이로 제한되지 않는다. 본 발명은 시간 경로에 걸쳐 소포성 모노아민 운반체의 양, 밀도 및/또는 위치를 비교함으로써 병태, 질환 또는 질병의 진행을 추적하는 방법을 제공한다.

한 측면에서, 영상화 방법은 신경 소포성 모노아민 운반체의 영상화 방법에 관한 것이다. 뇌의 생체내 조영제를 위한 중요한 필요조건 중의 하나는 정맥내 볼러스 주사 후에 완전한 혈액-뇌 장벽을 통과하는 능력이다. 본 발명의 화합물은 본원에 제시된 데이타에 의해 상기 특성을 갖는 것으로 밝혀졌다.

다른 측면에서, 영상화 방법은 췌장 소포성 모노아민 운반체의 영상화에 관한 것이다. 본 발명의 화합물은 본원에 제시된 데이타에 의해 췌장 VMAT-2 운반체에 대한 친화도를 갖는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 상기 방법은 췌장의 베타 세포의 영상화에 유용하고, 또한 베타 세포의 위치, 상태 또는 임의의 변화를 정량적으로 결정할 때 유용하다. 췌장의 영역 내의 베타 세포 밀도는 "베타 세포 질량" ("BCM")을 반영한다. 따라서, 이 방법은 베타 세포 밀도 영상화에 유용하고, BCM 결정에 유용하다. BCM의 감소는 T1D 및 T2D의 발병에 중요한 역할을 하는 것으로 보이고, 치료를 위한 매력적인 표적이다. 또한, 살아있는 환자에서 BCM의 정량이 가능함으로써, 소도 세포 이식, 소도 세포 보호 요법 및 소도 세포 재생 요법을 포함하여 현재 개발중인 치료 전략에 대한 임상 평가를 보다 효율적으로 수행할 수 있을 것이다. BCM 영상화는 요법의 특정 과정에 대해 환자를 선택할 때 유용할 수 있다. 예를 들어, 술포닐우레아는 섬 베타 세포에 직접 작용하여 인슐린 분비를 자극하고, 이 기능은 효과가 있도록 하기 위해 적절하게 잔류하는 BCM을 필요로 한다.

그 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 본원에서 사용되는 용어 "알킬"은 8개 이하의 탄소, 바람직하게는 6개의 탄소, 보다 바람직하게는 4개의 탄소의 직쇄 및 분지쇄 라디칼, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, 부틸, t-부틸, 및 이소부틸을 의미한다.

용어 "알콕시"는 산소 원자에 결합된, 사슬 길이가 그로 제한되지 않은 상기 정의된 바와 같은 직쇄 또는 분지쇄 알킬 라디칼, 예를 들어 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시 등 (이로 제한되지 않음)을 의미하기 위해 본원에서 사용된다. 바람직하게는, 알콕시 사슬은 1 내지 6개의 탄소 원자 길이, 보다 바람직하게는 1-4개의 탄소 원자 길이이다.

그 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 본원에서 사용되는 용어 "모노알킬아민"은 상기 정의된 바와 같은 하나의 알킬기로 치환된 아미노기를 의미한다.

그 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 본원에서 사용 용어 "디알킬아민"은 상기 정의된 바와 같은 두개의 알킬기로 치환된 아미노기를 의미한다.

그 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 본원에서 사용되는 용어 "할로" 또는 "할로겐"은 염소, 브롬, 불소 또는 요오드를 의미한다. 본원에 개시된 내용으로부터 분명히 알 수 있는 바와 같이, 용어 할로 또는 할로겐은 상기 나열된 할로겐의 방사성 동위원소, 즉 방사성 할로겐을 포함한다.

그 단독으로 또는 다른 기의 일부로서 본원에서 사용 용어 "아릴"은 고리 부분에 6 내지 12개의 탄소, 바람직하게는 6-10개의 탄소를 포함하는 모노시클릭 또는 비시클릭 방향족 기, 예를 들어 페닐, 나프틸 또는 테트라히드로나프틸을 포함한다.

라세미 9-플루오로에틸 (FE) 및 9-플루오로프로필 (FP)-9-데스메틸-DTBZ 및 대응하는 히드록실 유도체를 성공적으로 제조하였다. 담체가 부가되지 않은 ¹⁸F-DTBZ 유도체를 우수한 수율 (30-40％) 및 높은 특이적 활성 (S.A.= 1,500-2,000 Ci/mmole)으로 대응하는 메실레이트의 [¹⁸F] 플루오라이드 치환에 의해 합성하였다. FE-DTBZ (6a), 및 FP-DTBZ (6b)는 래트 선조체 균질액에서 VMAT2 결합 부위에 대한 매우 우수한 결합 친화도 (각각 K_i = 0.76 및 0.56 nM)를 보였다. 이와 일관되게, [¹⁸F]6a 및 6b는 마우스 선조체 균질액에서 VMAT2 결합 부위에 대해 각각 0.52 및 0.48 nM의 K_d 값 (S.A.= 2,000 Ci/mmole을 기초로 함)을 보였다. 두 물질은 모두 [³H](±)테트라베나진 (TBZ)을 사용하여 얻은 결합 밀도와 대등한 결합 밀도를 보였다. [¹⁸F]6b를 사용한 시험관내 자가방사선술 결과는 비-방사성 TBZ에 의해 효율적 으로 차단된 마우스 뇌에서의 VMAT2의 국재화와 일치하게, 꼬리-조가비핵 부위에서의 특유한 결합을 보여주었다. 추적자의 정맥내 주사 후에 마우스에서의 생체분포 연구는 매우 우수한 뇌 흡수를 보여주었다 ([¹⁸F]6a 및 [¹⁸F]6b에 대해 2분에서 각각 4.66 및 7.08％ ID/g). [¹⁸F]6b가 [¹⁸F]6a보다 더 빠른 뇌 세척 (washout)을 보임이 결정되었다. 그 결과, [¹⁸F]6b는 보다 우수한 표적 (선조체, ST) 대 배경 (소뇌, CB) 비율 (6b 및 6a에 대해 각각 ST/CB = 3.0 및 1.9)을 생성시켰다. 비-방사성 DTBZ를 사용한 차단 연구를 통해 VMAT2 부위에 대한 [¹⁸F]6b 결합의 생체내 경쟁 및 특이성을 확인하였다.

본 발명의 화합물은 반응식 1-4에 기재된 반응에 의해 제조할 수 있다. 라세미 (±)DTBZ (2)의 차가운 방사성 표지된 플루오로에틸 및 플루오로프로필 유도체의 합성을 반응식 1, 2 및 3에 나타낸다. 라세미 FP-(±)-DTBZ는 4개의 별개의 피크가 존재하는 HPLC 프로필을 생성시켰다. 체류 시간은 12.5 (피크 1), 18.3 (피크 2), 21.6 (피크 3) 및 30.4 (피크 4)이었다 (도 1). 키랄 칼럼 - AD 키라셀(Chiracel)이 구비된 HPLC 시스템을 사용하여 광학 분할을 수행하였다.

라세미 테트라베나진 (±)TBZ (1)을 에탄올 중의 붕수소화나트륨을 사용하여 디히드로테트라베나진 (±)DTBZ (2)로 환원시켰다. DTBZ를 65℃에서 HMPA 및 크실렌 중의 나트륨 N-메틸 아닐리드와 함께 가열함으로써 테트라베나진 고리 코어의 C-9 위치의 메톡시기를 선택적으로 탈메틸화시켜 9-O-데스메틸-DTBZ (3)을 생성시 켰다 (반응식 1) (Kilbourn MR, Lee LC, Heeg MJ, Jewett DM., Chirality, 1997:9:59-62). 화합물 (3)이 플루오로알킬 유도체의 합성을 위한 출발물질로 사용되었다. 먼저, (±)DTBZ의 "차가운" 플루오로에틸 및 플루오로프로필 유도체를 제조하였다. DMF 중의 110℃의 탄산세슘과 함께 1-브로모-1-플루오로 에탄 또는 3-플루오로프로필-p-톨루엔술포네이트에 의해 9-O-데스메틸-DTBZ (3)을 알킬화시켜 각각 플루오로에틸-DTBZ (6a), 및 플루오로프로필-DTBZ (6b)를 생성시켰다 (반응식 2). ¹⁸F 방사성 표지된 플루오로에틸 및 플루오로프로필 DTBZ 유도체의 합성을 위한 완전히 상이한 방법을 채택하였다. 화합물 (3) 중의 페놀을 2-브로모 에탄올 또는 3-브로모-프로판올로 알킬화시켜 2-히드록시 에틸 (4a) 또는 3-히드록시 프로필 (4b), 9-데스메틸-DTBZ 유도체를 생성시켰다. 상기 히드록시 화합물을 0℃에서 메틸렌 클로라이드 중의 MsCl로 메실화시켜 (5a 및 5b)를 수득하였다. 메실화 반응에서, 단지 1 당량의 MsCl만을 사용하여 C-2 위치의 속박된 (hindered) 2차 히드록시기의 메실화를 방지하였다. 이어서, 상기 메실레이트를 ¹⁸F 표지된 DTBZ 유도체의 방사합성을 위한 전구체로서 사용하였다.

목적하는 ¹⁸F 표지된 DTBZ 유도체인 [¹⁸F]6a 및 6b를 제조하기 위해, 메실레이트 (5a 및 5b)를 전구체로서 사용하였다 (반응식 3). 각각의 메실레이트 (5a 또는 5b)를 DMSO 중의 [¹⁸F] 플루오라이드/탄산칼륨 및 크립토픽스 (Kryptofix)(등록상표) 222와 혼합하고, 5-7분 동안 110℃에서 가열하였다. 조 생성물을 HPLC (방 사화학적 순도 > 99％, 방사화학적 수율 30-40％, 붕괴 보정됨)에 의해 정제하였다. 각각의 ¹⁸F 표지된 화합물 [¹⁸F]6a 및 6b의 제조는 약 50-55분이 소요되었고, 특이적 활성은 합성 종료시에 1,500-2,000 Ci/mmol인 것으로 추정되었다.

다음 반응식에 나타낸 바와 같이, 플루오로프로필 (±)DTBZ는 히드록실 화합물을 대응하는 토실레이트 또는 메실레이트로 전환함으로써 합성될 수 있다. 상기 두 중간체는 방사합성을 위한 추가의 용도에 적절하다. 키라셀 AD 칼럼을 통한 분리에 의해 에난티오머 정제된 (+,+)4b를 생성시켰다. (+,+)4b의 토실화는 약 35％ 수율로 진행되었다. [¹⁸F](+,+)6b의 방사합성을 위해, [¹⁸F]플루오라이드를 QMA 음이온-교환 카트리지를 통해 용출시키고, 아세토니트릴:물 중의 크립토픽스 및 탄산칼륨과 혼합하였다. 공비 건조 후에, 디메틸포름아미드와 아세토니트릴의 3:2 혼합물에 용해시킨 1 mg의 (+,+)5b를 건조된 활성 물질에 첨가하였다. 반응물을 110℃로 7분 동안 가열한 후, 실온으로 냉각시키고, 고체상 카트리지 (워터스 오아시스 (Waters Oasis))를 사용하여 정제하였다. HPLC를 사용하여 [¹⁸F](+,+)6b를 약 40％의 방사화학적 수율로, 약 99％의 방사화학적 순도로 생성시켰다. [¹⁸F](+,+)6b의 특이적 활성은 약 1500 내지 약 2000 Ci/mmol이었다.

본 발명의 화합물은 반응식 6-9에 도시된 합성 경로를 이용하여 합성한다.

본 발명의 화합물이 조영제로서 사용될 경우, 화합물은 적합한 방사성 동위원소로 표지되어야 한다. 바람직하게는, 동위원소는 방사성 할로겐, 예를 들어 ¹²³I, ¹²⁵I, ¹³¹I, ¹⁸F, ⁷⁶Br 또는 ⁷⁷Br이다. 가장 바람직하게는, 할로겐은 방사성 플루오라이드, 예를 들어 ¹⁸F이다. ¹²⁵I-동위원소가 실험실에서의 시험에 유용하지만, 일반적으로 ¹²⁵I의 비교적 긴 반감기 (60일) 및 낮은 감마-방출 (30-65 Kev) 때문에 실제 진단 목적으로는 유용하지 않을 것이다. 동위원소 ¹²³I는 13시간의 반감기 및 159 KeV의 감마 에너지를 갖고, 따라서 진단 목적으로 사용되는 리간드의 표지는 상기 동위원소를 포함할 것으로 예상된다. 사용될 수 있는 다른 동위원소는 ¹³¹I를 포함한다. 적합한 브롬 동위원소는 ⁷⁷Br 및 ⁷⁶Br을 포함한다. 방사성 진단제는 신뢰할 수 있는 진단을 보장할 수 있는 충분한 방사성 및 방사성 농도를 가져야 한 다. 본원에 개시된 동위원소에 대한 충분한 방사성을 결정하는 것은 당업자가 잘 수행할 수 있다.

본 발명의 방사성 표지된 화합물은 키트에서 사용자에게 제공될 수 있는 물질로부터 쉽게 형성될 수 있다. 조영제를 형성하기 위한 키트는 예를 들어 화학식 I 또는 II의 중간체 (화학식 I' 및 II'의 중간체 포함)의 생리학상 적합한 용액이 적합한 농도 및 적합한 pH로 존재하는 바이알을 포함할 수 있다. 사용자는 바이알에 적절한 양의 방사성 동위원소, 예를 들어, Na¹²³I, 및 산화제, 예를 들어 과산화수소를 첨가할 것이다. 이어서, 생성되는 표지된 리간드는 환자에게 정맥내로 투여될 수 있고, 뇌 내의 수용체는 그로부터 감마선 또는 광 방출을 측정하는 수단에 의해 영상화될 수 있다.

필요한 경우, 방사성 진단제는 임의의 첨가제, 예를 들어 pH 조절제 (예를 들어, 산, 염기, 버퍼), 안정화제 (예를 들어, 아스코르브산) 또는 등장화제 (isotonizing agent) (예를 들어, 염화나트륨)을 포함할 수 있다.

본원에서 사용되는 "제약학상 허용되는 염"은 적절한 의료적 판단 내에서 과도한 독성, 자극, 알레르기 반응 등을 야기하지 않으면서 환자의 조직과 접촉하는 상태로 사용하기 적합하고, 합리적인 이익/위험 비가 적절하고, 의도하는 용도를 위해 효과적인 본 발명의 화합물의 카르복실레이트 염 또는 산 부가염 및 가능한 경우 본 발명의 화합물의 쌍성 이온 형태를 의미한다. 용어 "염"은 본 발명의 화합물의 비교적 무독성의 무기 및 유기 산 부가염을 의미한다. 또한, 무-독성 유기 산, 예를 들어 지방족 모노 및 디카르복실산, 예를 들어 아세트산, 페닐-치환 알칸산, 히드록시 알칸산 및 알칸디오산, 방향족산, 및 지방족 및 방향족 술폰산으로부터 유도된 염도 포함된다. 상기 염은 화합물의 최종 단리 및 정제 동안 계내에서 제조하거나 또는 정제된 화합물을 그의 유리 염기 형태로 적합한 유기 또는 무기 산과 별개로 반응시킨 후 형성된 염을 단리함으로써 제조할 수 있다. 추가의 대표적인 염은 히드로브로마이드, 히드로클로라이드, 술페이트, 비술페이트, 니트레이트, 아세테이트, 옥살레이트, 발레레이트, 올레에이트, 팔미테이트, 스테아레이트, 라우레이트, 보레이트, 벤조에이트, 락테이트, 포스페이트, 토실레이트, 시트레이트, 말레에이트, 푸마레이트, 숙시네이트, 타르트레이트, 나프틸레이트, 메실레이트, 글루코헵토네이트, 락티오비오네이트 및 라우릴술포네이트 염, 프로피오네이트, 피발레이트, 시클라메이트, 이세티오네이트 등을 포함한다. 이들은 알칼리 금속 및 알칼리 토금속, 예를 들어 나트륨, 리튬, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등을 기재로 한 양이온, 및 무독성 암모늄, 4급 암모늄 및 아민 양이온, 예를 들어 암모늄, 테트라메틸암모늄, 테트라에틸암모늄, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 에틸아민 등 (이로 제한되지 않음)을 포함할 수 있다 (예를 들어, 본원에 참고로 포함된 문헌 [Berge S. M., et al., Pharmaceutical Salts, J. Pharm. Sci. 66:1-19 (1977)] 참조).

본 발명의 영상화 방법의 제1 단계에서, 화학식 I 또는 II의 표지된 화합물 (화학식 I' 및 II'의 화합물 포함)이 조직 또는 환자에게 검출가능한 양으로 도입된다. 화합물은 일반적으로 제약 조성물의 일부이고, 당업자에게 공지된 방법에 의해 조직 또는 환자에게 투여된다. 예를 들어, 화합물은 경구, 직장내, 비경구 (정맥내, 근내 또는 피하), 수조내 (intracisternally), 질내, 복강내, 방광내, 국소 (분말, 연고 또는 점적제) 투여되거나, 또는 구강내 또는 비내 스프레이로서 투여될 수 있다. 표지된 화합물의 환자에 대한 투여는 전신 또는 국소 투여 경로에 의해 실시될 수 있다. 예를 들어, 표지된 화합물은 신체 전반에 걸쳐 전달되도록 환자에게 투여될 수 있다. 별법으로, 표지된 화합물은 목적하는 특이적인 장기 또는 조직에 투여될 수 있다.

화합물이 소포성 모노아민 운반체와 회합할 수 있는 충분한 시간이 경과한 후에, 표지된 화합물은 환자 내에서 비침습적으로 검출된다. 본 발명의 다른 실시태양에서, 화학식 I 또는 II의 표지된 화합물 (화학식 I' 및 II'의 화합물 포함)이 환자 내에 도입되고, 상기 화합물이 상기 소포성 모노아민 운반체와 회합되기에 충분한 시간을 제공한 후, 환자로부터 조직의 샘플을 제거하고, 조직 내의 표지된 화합물을 환자로부터 분리된 상태로 검출한다. 본 발명의 제3 실시태양에서, 조직 샘플을 환자로부터 제거하고, 화학식 I 또는 II의 표지된 화합물 (화학식 I' 및 II'의 화합물 포함)을 조직 샘플 내로 도입한다. 화합물이 소포성 모노아민 운반체에 결합할 수 있는 충분한 시간이 경과한 후에 화합물을 검출한다. 바람직하게는, 소포성 모노아민 운반체는 신경 또는 췌장성이다. 표지된 화합물에 존재하는 방사성 할로겐이 양전자 방출자, 예를 들어 ¹⁸F일 경우, 상기 방법은 양전자 방출 단층촬영에 의해 포유동물 중 조성물의 분포를 측정하는 방법을 추가로 제공한다. 표지된 화합물에 존재하는 방사성 할로겐이 단일 광자 방출자, 예를 들어 ¹²³I일 경우, 상기 방법은 단일 광자 방출 단층촬영에 의해 포유동물 중 조성물의 분포를 측정하는 방법을 추가로 제공한다.

당업자는 표지된 화합물을 검출하기 위한 다양한 방식을 잘 알고 있다. 예를 들어, 자기 공명 영상 (MRI), 양전자 방출 단층촬영 (PET), 또는 단일 광자 방출 컴퓨터 단층촬영 (SPECT)을 사용하여 방사성 표지된 화합물을 검출할 수 있다. 화합물 내로 도입되는 표지는 목적하는 검출 방법에 따라 결정될 것이다. 예를 들어, PET가 검출 방법으로서 선택되면, 화합물은 양전자-방출 원자, 예를 들어 ¹¹C 또는 ¹⁸F를 보유하여야 한다.

또한, 당업자는 화합물이 소포성 모노아민 운반체와 회합하기 위해 필요한 충분한 시간을 결정하는 방법을 잘 알고 있다. 필요한 시간은 검출가능한 양의 화학식 I 또는 II의 표지된 화합물 (화학식 I' 및 II'의 화합물 포함)을 환자에게 도입한 후, 표지된 화합물을 투여 후의 다양한 시간에서 검출함으로써 쉽게 결정할 수 있다.

용어 "환자"는 인간 및 다른 동물을 의미한다. 용어 "조직"은 환자 신체의 일부를 의미한다. 조직의 예는 뇌, 심장, 간, 혈관 및 동맥을 포함한다. 검출가능한 양은 선택된 검출 방법에 의해 검출되기에 필요한 표지된 화합물의 양이다. 검출을 제공하도록 환자에게 도입되는 표지된 화합물의 양은 당업자가 쉽게 결정할 수 있다. 예를 들어, 화합물이 선택된 검출 방법에 의해 검출될 때까지 증가하는 양의 표지된 화합물을 환자에게 투여할 수 있다. 화합물을 검출할 수 있도록 표지가 화합물 내에 도입된다.

용어 "회합된"은 표지된 화합물과 하나 이상의 소포성 모노아민 운반체 사이의 화학적 상호작용을 의미한다. 회합의 예는 공유 결합, 이온 결합, 친수성-친수성 상호작용, 소수성-소수성 상호작용, 및 복합체를 포함한다.

비방사성 (6a 및 6b)의 VMAT2에 대한 결합 친화도는 래트 선조체 조직 균질액에서 방사성 리간드로서 [³H](±)TBZ를 사용하여 결정하였다 (표 1). (6a 및 6b) 둘 모두는 VMAT2에 대해 각각 0.76 및 0.56 nM의 K_i 값으로서 매우 우수한 결합 친화도를 보였다. 상응하는 히드록시에틸- 및 히드록시프로필-유도체 (4a 및 4b)는 훨씬 더 낮은 결합 친화도 (각각 K_i = 48.5 및 75.8 nM)를 보였다. 또한, 본 발명자들은 마우스 선조체 균질액을 사용하여 방사성 플루오르화 프로브 [¹⁸F]6a 및 [¹⁸F]6b에 대한 해리 상수를 추정하였다. 이와 일관되게, S.A = 2,000 Ci/mmole을 기초로 하여 추정된 K_d 값은 [¹⁸F]6a 및 [¹⁸F]6b에 대해 각각 0.52 ± 0.04 및 0.48 ± 0.01 nM인 것으로 밝혀졌다 (데이타 비제시). K_d 값은 경쟁 실험에 의해 측정된 K_i 값과 일치하였다.

상기 시리즈의 TBZ 유도체의 지질 친화도는 다음과 같이 결정하였다: (각각 [¹⁸F]6a 및 [¹⁸F]6b에 대해 1-옥탄올과 포스페이트 버퍼 사이에서 측정된 분배 계수 = 131 및 411). ¹⁸F 표지된 두 프로브는 완전한 혈액-뇌 장벽을 쉽게 통과하였고, 이것은 정상 마우스에서 매우 우수한 뇌 흡수를 보여주는 것이다 (정맥내 주사 2분 후에 [¹⁸F]6a 및 [¹⁸F]6b에 대해 각각 4.66％ 및 7.08％ 용량/g) (표 2). [¹⁸F]6b는 [¹⁸F]6a (p.i. 30분에서 >50％ 잔류)에 비해 보다 빠른 뇌 세척 (p.i. 30분에서 13％ 잔류)을 보였다. 간 및 신장은 ¹⁸F 표지된 두 유도체의 분비를 위한 2가지의 주요 장기이다. [¹⁸F]6a에 비해 [¹⁸F]6b에 대해서 관찰된 보다 높은 뼈 흡수 (각각 9.62％ 대 3.88％ 용량/g)는 [¹⁸F]6b에서 보다 빠른 생체내 탈불소화가 존재할 가능성을 나타내었다. 두 플루오르화 리간드는 모노아민 풍부 구조에서 유의한 국재화를 보였고, 선조체 (ST)에서 가장 높았다 (표 2). 소뇌 (CB)를 배경 부위 (최소 양의 VMAT2를 포함하는 비-표적 부위)로 사용할 때, ST/CB 비율은 [¹⁸F]6b에서 p.i. 30분에서 3.0의 피크에 도달하였다. 상기 값은 [¹¹C]DTBZ에 대해 보고된 값과 대등한 것이다 (Kilborn M, Sherman P. In vivo binding of (+)-[alpha]-[³H]dihydrotetrabenazine to the vesicular monoamine transporter of rat brain: bolus vs. equilibrium studies, Eur. J. Pharmacol, 1997:331:161-68). 일정한 비율 (ST/CB)은 [¹⁸F]6b에 대해 15분 내지 60분에서 관찰되었다. 예상치 못하게, [¹⁸F]6a에 대한 ST/CB 비율이 더 낮은 것으로 밝혀졌다 (p.i. 15, 30 및 60분 동안 각각 1.91, 1.71 및 1.71). 플루오로프로필 유도체인 [¹⁸F]6b와 연관된 유리한 생체내 동역학 특성 (보다 높은 뇌 흡수 및 빠른 배경 세척)은 우수한 표적 (ST) 대 비-표적 (CB) 비율에 기여하는 것으로 보였다. 상기와 같이 얻은 비율은 라세미 혼합물 (이론상 50％의 활성 이성질체 포함)에 대한 것이었다 (Kilborn M, Lee L, Borght TV, Jewett D, Frey K. Binding of [alpha]-dihydrotetrabenazine to the vesicular monoamine transporter is stereospecific, Eur. J. Pharmacol, 1995:278:249-52).

플루오르화 DTBZ 리간드 (6a 및 6b)의 VMAT2에 대한 결합 특이성을 추가로 차단 실험에 의해 확인하였다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 특성이 잘 밝혀진 특이적 VMAT2 리간드인 (±)DTBZ (3 mg/kg)와 [¹⁸F]6b의 동시 주사는 선택적인 국재화를 완전히 상실시켰고, 이것은 1에 근접한 ST/CB의 비율 (3.40 대 0.98, 표 3 참조)을 생성시켰다. 이와 대조적으로, [¹⁸F]6b와 비-VMAT2 리간드, 즉 도파민 D2/D3 수용체 길항제인 라클로프리드 (1.2 mg/kg)의 동시 주사는 표적 (ST) 대 비-표적 (CB) 비율 (각각 3.40 대 3.93)에 영향을 주지 않았다. 또한, 시험관내 자가방사선술은 [³H]TBZ와 [¹⁸F]6b 사이의 부위 국재화의 유사성을 분명하게 나타내었다. 마우스 뇌의 VMAT2 결합 부위가 풍부한 구역, 즉 기저핵은 [¹⁸F]6b의 가장 높은 결합을 보 였다 (도 2). 꼬리-조가비핵, 후결절 및 중격의지핵에 대응하는 구역은 분명하게 가시화될 수 있다. 상기 별개의 구역 표지는 1 μM (±)TBZ의 존재 하에 완전히 제거되었고 (데이타 비제시), 이것은 TBZ 및 방사성 플루오르화 리간드 [¹⁸F]6b가 뇌 내의 동일한 VMAT2 부위에 대해 경쟁함을 나타낸다.

다음 실시예는 예시적인 것으로서, 본 발명의 방법 및 조성물을 제한하지 않는다. 통상적으로 접할 수 있고 당업자에게 자명한 다양한 조건 및 파라미터의 다른 적합한 변형 및 변용이 본 발명의 취지 및 범위 내에 있다.

합성에 사용되는 모든 시약은 시판 제품이고, 달리 지시하지 않으면 추가로 정제하지 않고 사용하였다. ¹H NMR 스펙트럼은 CDCl₃ 내에서 Bruker DPX 스펙트로미터 (200 MHz) 상에서 얻었다. 화학 이동은 내부 TMS에 상대적인 δ 값 (ppm)으로서 기록한다. 결합 상수는 헤르츠로 기록한다. 다중도 (multiplicity)는 s (단일항), d (이중항), t (삼중항), br (넓은), m (다중항)로서 정의한다.

실시예 1

합성

(±)-2-히드록시-3-이소부틸-9-(2-히드록시에톡시)-10-메톡시-1,2,3,4,6,7-헥사히드로-11bH-벤조[a]퀴놀리진 (4a)

건조 DMF (1.5 ml) 중의 앞서 보고된 바와 같이 [15] 제조된 (±)-9-O-데스 메틸디히드로테트라베나진 (3) (35 mg, 0.11 mmol)에, Cs₂CO₃ (49 mg, 10.15 mmol)을 첨가하고, 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반하였다. 2-브로모-에탄올 (17.8 mg, 0.14 mmol)의 DMF (0.5 ml) 용액을 생성되는 주황색 용액에 첨가하였다. 혼합물을 110℃에서 18시간 동안 교반하였고, 이 등안 용액은 암적색으로 변했다. 이어서, 혼합물을 H₂O (10 ml)로 켄칭시키고, 수성상을 EtOAc (3x25 ml)로 추출하였다. 합한 유기 추출물을 MgSO₄ 상에서 건조시키고, 증발시키고, 플래시 칼럼 크로마토그래피 [R_f = 0.18, (MeOH/디클로로메탄 5:95, v/v)]에 의해 정제하여 24 mg의 생성되는 알콜 (4a)을 황색 오일으로서 60％ 수율로 얻었다; 1H-NMR (CDCl₃) δ 0.90 (d, J = 4.3 Hz, 3H), 0.93 (d, J = 4.2 Hz, 3H), 1.06 (m, 1H), 1.55-1.83 (m, 5H), 2.0 (t, J = 11.2 Hz, 1H), 2.24-2.67 (m, 4H), 2.97-3.19 (m, 4H), 3.35-3.43 (m, 1H), 3.80 (s, 3H, 주요 부분입체이성질체), 3.82 (s, 3H, 소수 부분입체이성질체), 3.89 (t, J = 4.5 Hz, 2H), 4.08 (t, J = 4.6 Hz, 2H), 6.59 (s, 1H, 소수 부분입체이성질체), 6.63 (1H, 주요 부분입체이성질체), 6.67 (s, 1H, 주요 부분입체이성질체), 6.73 (s, 1H, 소수 부분입체이성질체); C₂₀H₃₁NO₄ [M+]에 대한 HRMS 계산치 349.2253, 측정치 349.2243.

(±)-2-히드록시-3-이소부틸-9-(2-메탄술포닐옥시에톡시)-10-메톡시-1,2,3,4,6,7-헥사히드로-11bH-벤조[a]퀴놀리진 (5a)

건조 디클로로메탄 (1.7 ml) 중의 히드록시 퀴놀리진 (4a) (38 mg, 0.11 mmol) 및 Et₃N (22.3 mg, 0.22 mmol)을 함유하는 용액에, 디클로로메탄 (0.5 ml) 중 MsCl (12.5 mg, 0.11 mmol)을 0℃에서 적가하고, 혼합물을 4시간 동안 교반하였다. 이어서, 반응 혼합물을 H₂O (10 ml)로 켄칭시키고, 수성상을 디클로로메탄 (3x25 ml)으로 추출하였다. 합한 유기 추출물을 MgSO₄ 상에서 건조시키고, 증발시키고, 플래시 칼럼 크로마토그래피 [R_f = 0.45, (MeOH/디클로로메탄 5:95, v/v)]에 의해 정제하여 11.4 mg의 출발 물질과 함께 26 mg의 생성되는 메실레이트 (5a)를 백색 보풀성 고체로서 56％ 수율로 얻었다; 1H-NMR (CDCl₃) 5 0.92 (d, J = 5.7 Hz, 3H), 0.94 (d, J = 4.6 Hz, 3H), 1.0 (m, 1H), 1.49-1.80 (m, 5H), 2.01 (t, J = 11.2 Hz, 1H), 2.48-2.68 (m, 3H), 3.02-3.1 (m, 4H), 3.13 (s, 3H), 3.32-3.47 (m, 1H), 3.8 (s, 3H), 4.23 (t, J = 4.6 Hz, 2H), 4.57 (t, J = 4.3 Hz, 2H), 6.57 (s, 1H, 주요 및 소수 부분입체이성질체), 6.67 (s, 1H, 주요 부분입체이성질체), 6.72 (s, 1H, 소수 부분입체이성질체); C₂₁H₃₃NO₆S [M+]에 대한 HRMS 계산치 427.2029, 측정치 427.2004.

(±)-2-히드록시-3-이소부틸-9-(2-플루오로에톡시)-10-메톡시-1,2,3,4,6,7-헥사히드로-11bH-벤조[a]퀴놀리진 (6a)

(±)-9-O-데스메틸디히드로테트라베나진 (3) (30 mg, 0.1 mmol)을 건조 DMF (1.0 ml)에 2 ml 극초단파 튜브 내에서 아르곤 하에 용해시키고, Cs₂CO₃ (64 mg, 0.19 mmol)을 첨가하고, 혼합물을 실온에서 20분 동안 교반하였고, 그 동안 황색 용액이 주황색으로 변했다. 이어서, NaI (30 mg, 0.19 mmol), 및 1-브로모-2-플루오로에탄 (25.4 mg, 0.19 mmol)의 DMF (0.5 ml) 용액을 첨가하고, 혼합물을 200℃에서 극초단파 내에서 10분 동안 가열하였다. 이어서, 갈색 용액을 H₂O (10 ml)로 켄칭시키고, 수성상을 EtOAc (3x25 ml)로 추출하였다. 합한 유기 추출물을 MgSO₄ 상에서 건조시키고, 증발시키고, 플래시 칼럼 크로마토그래피 [R_f = 0.25, MeOH/디클로로메탄 5:95, v/v)]에 의해 정제하여 17.3 mg의 플루오라이드 (6a)를 황색 고체로서 50％ 수율로 얻었다; 1H-NMR (CDCl₃) δ 0.90 (d, J = 5.5 Hz, 3H), 0.93 (d, J = 4.9 Hz, 3H), 1.04 (m, 1H), 1.48-1.82 (m, 5H), 1.99 (t, J = 11.4 Hz, 1H), 2.4-2.7 (m, 3H), 3.0-3.15 (m, 4H), 3.3-3.48 (m, 1H), 3.82 (s, 3H), 4.22 (dt, J = 27.5, 4.3 Hz, 2H), 4.74 (dt, J = 47.3, 4.1 Hz, 2H), 6.53 (s, 1H, 소수 부분입체이성질체), 6.56 (s, 1H, 주요 부분입체이성질체), 6.62 (s, 1H, 주요 부분입체이성질체), 6.68 (s, 1H, 소수 부분입체이성질체); C₂₀H₃₀FNO₃ [M+]에 대한 HRMS 계산치 351.2210, 측정치 351.2226.

(±)-2-히드록시-3-이소부틸-9-(3-히드록시프로폭시)-10-메톡시-1,2,3,4,6,7-헥사히드로-11bH-벤조[a]퀴놀리진 (4b)

건조 DMF (2.5 ml) 중의 (±)-9-O-데스메틸디히드로테트라베나진 (3) (70 mg, 0.22 mmol)의 황색 용액에, Cs₂CO₃ (97mg, 0.3 mmol)을 첨가하고, 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반하였다. 이어서, 3-브로모-프로판올 (41.4 mg, 0.3 mmol)의 DMF (0.5 ml) 용액을 생성되는 주황색 용액에 첨가하였다. 혼합물을 110℃에서 18시간 동안 교반하였고, 그 동안 용액이 암적색으로 변하였다. 혼합물을 H₂O (10 ml)로 켄칭시키고, 수성상을 EtOAc (3x25 ml)로 추출하였다. 합한 유기 추출물을 MgSO₄ 상에서 건조시키고, 증발시키고, 플래시 칼럼 크로마토그래피 [R_f = 0.18, MeOH/디클로로메탄 5:95, v/v)]에 의해 정제하여 59 mg의 생성되는 알콜 (4b)를 황색 오일로서 71％ 수율로 얻었다; 1H-NMR (CDCl₃) δ 0.90 (d, J = 4.4 Hz, 3H), 0.93 (d, J = 4.4 Hz, 3H), 1.04 (m, 1H), 1.49-1.90 (m, 5H), 1.98-2.07 (m, 3), 2.46-2.66 (m, 4H), 3.0-3.19 (m, 4H), 3.30-3.48 (m, 1H), 3.80 (s, 3H), 3.85 (t, J = 5.4 Hz, 2H), 4.14 (t, J = 5.8 Hz, 2H), 6.57 (s, 1H, 소수 부분입체이성질체), 6.60 (s, 1H, 주요 부분입체이성질체), 6.66 (s, 1H, 주요 부분입체이성질체), 6.72 (s, 1H, 소수 부분입체이성질체); C₂₁H₃₃NO₄ [M+]에 대한 HRMS 계산치 363.2410, 측정치 363.2404.

(±)-2-히드록시-3-이소부틸-9-(3-메탄술포닐옥시프로폭시)-10-메톡시-1,2,3,4,6,7-헥사히드로-11bH-벤조[a]퀴놀리진 (5b)

건조 디클로로메탄 (2.5 ml) 중의 히드록시 퀴놀리진 (4b) (50 mg, 0.14 mmol) 및 Et₃N (27.7 mg, 0.27 mmol)에, MsCl (15.7 mg, 0.14 mmol)의 디클로로메탄 (0.5 ml) 용액을 0℃에서 적가하였다. 4시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물을 H₂O (10 ml)로 켄칭시키고, 수성상을 디클로로메탄 (3x25 ml)으로 추출하였다. 합한 유기 추출물을 MgSO₄ 상에서 건조시키고, 증발시키고, 플래시 칼럼 크로마토그래피 [R_f = 0.45, MeOH/디클로로메탄 5:95, v/v)]에 의해 정제하여 15 mg의 회수된 출발 물질과 함께 24 mg의 메실레이트 (5b)를 백색 보풀성 고체로서 40％ 수율로 얻었다; 1H-NMR (CDCl₃) δ 0.91 (d, J = 4.1 Hz, 3H), 0.93 (d, J = 4.6 Hz, 3H), 1.06 (m, 1H), 1.54-1.72 (m, 5H), 2.0 (t, J = 11.4 Hz, 1H), 2.2-2.26 (m, 2H), 2.54-2.70 (m, 3H), 2.98 (s, 3H), 2.99-3.09 (m, 4H), 3.30-3.45 (m, 1H), 3.79 (s, 3H, 소수 부분입체이성질체), 3.80 (s, 3H, 주요 부분입체이성질체), 4.09 (t, J = 5.8 Hz, 2H), 4.45 (t, J = 6.0 Hz, 2H), 6.60 (s, 1H, 주요 및 소수 부분입체이성질체), 6.67 (s, 1H, 주요 부분입체이성질체), 6.67 (s, 1H, 소수 부분입체이성질체); C₂₂H₃₅NO₆S [M+]에 대한 HRMS 계산치 441.2185, 측정치 441.2172.

3-플루오로프로필-p-톨루엔술포네이트

디클로로메탄 (7 ml) 중의 3-플루오로-프로판-1-올 (0.2 gm, 2.56 mmol)에, DMAP (63 mg, 0.5 mmol) 및 피리딘 (0.4 mg, 5.12 mmol)을 첨가하였다. 혼합물을 0℃로 냉각시킨 후, TsCl (0.73 gm, 3.84 mmol)을 첨가하고, 혼합물을 밤새 교반하였다. 1M HCl (10 ml)을 첨가하고, 층들을 분리하였다. 수성상을 디클로로메탄 (3x40 ml)으로 추출하였다. 합한 유기 추출물을 MgSO₄ 상에서 건조시키고, 증발시키고, 플래시 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 0.447 gm의 토실레이트를 70％ 수율로 얻었다; 1H-NMR (CDCl₃) δ 2.02 (dquint, J = 25.8, 5.9 Hz, 2H), 2.45 (s, 3H), 4.16 7(t, J = 6.14 Hz, 2H), 4.47 (dt, J = 46.8, 5.6 Hz, 2H), 7.35 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 7.80 (d, J = 8.2 Hz, 2H).

(±)-2-히드록시-3-이소부틸-9-(3-플루오로프로폭시)-10-메톡시-1,2,3,4,6,7-헥사히드로-11bH-벤조[a]퀴놀리진 (6b)

(±)-9-O-데스메틸디히드로테트라베나진 (3) (43 mg, 0.14 mmol)을 건조 DMF (1.0 ml) 내에 아르곤 하에 용해시키고, Cs₂CO₃ (60 mg, 0.18 mmol)을 첨가하고, 혼합물을 실온에서 20분 동안 교반하였고, 그 동안 황색 용액이 주황색으로 변했다. 3-플루오로프로필-p-톨루엔술포네이트 (8) (43 mg, 0.18 mmol)의 DMF (0.5 ml) 용액을 첨가하고, 혼합물을 110℃에서 18 시간 동안 가열하였다. 이어서, 암적색 용액을 H₂O (10 ml)로 켄칭시키고, 수성상을 EtOAc (3x25 ml)로 추출하였다. 합한 유기 추출물을 MgSO₄ 상에서 건조시키고, 증발시키고, 플래시 칼럼 크로마토그래피 [R_f = 0.25, MeOH/디클로로메탄 5:95, v/v)]에 의해 정제하여 29.8 mg의 플루오라이드 (6b)를 고체로서 45％ 수율로 얻었다; 1H-NMR (CDCl₃) δ 0.91 (d, J = 4.7 Hz, 3H), 0.94 (d, J = 4.5 Hz, 3H), 1.04 (m, 1H), 1.48-1.85 (m, 5H), 2.0 (t, J = 11.4 Hz, 1H), 2.19 (dquint, J = 26.2, 5.9 Hz, 2H), 2.37-2.74 (m, 3H), 2.90-3.22 (m, 4H), 3.25-3.40 (m, 1H), 3.74 (s, 3H), 4.11 (t, J = 6.2 Hz, 2H), 4.64 (dt, J = 47, 5.7 Hz, 2H), 6.58 (s, 1H, 소수 부분입체이성질체), 6.61 (s, 1H, 주요 부분입체이성질체), 6.68 (s, 1H, 주요 부분입체이성질체), 6.73 (s, 1H, 소 수 부분입체이성질체); C₂₁H₃₂FNO₃ [M+]에 대한 HRMS 계산치 365.2366, 측정치 365.2350.

실시예 2

방사 합성

[¹⁸F]플루오라이드를 [¹⁸O]물의 사이클로트론 조사에 의해 생산하고, 표적 물을 Sep-Pak Light QMA 카트리지를 통해 통과시킴으로써 단리하였다. [¹⁸F]플루오라이드 이온은 QMA 카트리지로부터 크립토픽스 (13 mg) 및 탄산칼륨 (0.2 mg)을 함유하는 아세토니트릴 (0.8 mL) 및 물 (0.2 mL)의 1 mL 용액으로 용출하였다. HPLC 등급 아세토니트릴 (3 X 0.5 mL)을 사용하여 오일조에서 110℃에서 질소 스트림 하에 상기 혼합물로부터 물을 공비 증발시켰다. 최종 건조 순수 후에, 0.5 mL의 DMF:ACN (3:2)에 용해시킨 1 mg의 5a 또는 5b를 ¹⁸F 잔류물에 첨가하였다. 내용물을 질소를 사용하여 잠깐 동안 혼합하고, 110℃에서 5분 동안 가열하였다. 이어서, 반응 혼합물을 물 (6 mL)로 희석하였다. 고체상 정제는 물 중 5％ 에탄올의 용액 (10 mL)으로 미리 세정한 워터스 (HLB-6cc, part no 186000115, 200 mg) 오아시스(R) 카트리지를 사용하여 수행하였다. 방사성 샘플이 적용된 후, 카트리지를 추가의 3 X 6 mL 물로 세정하여 반응하지 않은 플루오라이드를 제거하고, 방사성 표지된 생성물을 아세토니트릴 (4 mL)로 용출시켰다. 2 mL의 아세토니트릴의 증발이 완료된 후, 3 mL의 물을 첨가한 후, 반-예비 HPLC에 의해 정제하였다. [¹⁸F]6a 및 [¹⁸F]6b의 품질 대조는 각각 4.9 및 6.5분에서 용출하고, 분석적 HPLC에서 비-방사성 표준품 6a 및 6b와 동시-용출하는 생성물을 보여주었다. 생성물에 대응하는 UV 피크의 영역을 표준 검정 곡선과 비교하였고, [¹⁸F]6a 또는 [¹⁸F]6b의 특이적 활성을 결정하기 위해 사용하였다. [¹⁸F]6a 및 [¹⁸F]6b의 특이적 활성은 약 2000 Ci/mmol으로 추정되었다. 합성 완료에는 약 50-55분이 소요되고; 방사화학적 순도는 >98％이고, 방사화학적 수율은 40 ± 5 (붕괴 보정됨)이었다.

실시예 3

HPLC 정제

화합물 4a, 4b, 6a 및 6b의 순도를 확인하기 위해 2가지 HPLC 시스템을 사용하였다. 플루오로에틸 및 플루오로프로필 유도체 (6a 및 6b) 뿐만 아니라 히드록시 유도체 (4a 및 4b) 모두에 대해서도 95％ 초과의 순도를 얻었다.

시스템 A: Agilent 1100 시리즈 HPLC, 칼럼: Phenomenex, Luna 5 u, C-18, 250 x 4.6 mm 및 용매계는 280 nm에서 UV를 사용하여 1 mL/min의 유속에서 1:2 (아세토니트릴: 50 mM 암모늄 아세테이트 용액, 인산으로 pH 4.5로 조정됨)이었다; 체류 시간: 6a, 4.9분; 6b, 6.1분; 4a, 2.6 ＆ 3.0min; 4b, 2.6 ＆ 3.2분

시스템 B: Ranin HPLC, 칼럼: Hamilton PRP-I, 5 u, 250 x 4.6 mm 및 용매계는 280 nm에서 UV를 사용하여 0.5 ml/min의 유속에서 7:3 (아세토니트릴: 5 mM 디메틸글루타르산, pH 7.0)이었다. 체류 시간: 6a, 8.7분; 6b, 10.2분; 4a, 6.0분; 4b, 6.4분.

반-예비 HPLC 조건: Agilent 1100 시리즈 HPLC, 칼럼: Phenomenex, Luna 5 u, C-18, 250 x 10 mm 및 용매계는 3 mL/min의 유속에서 1:2 (아세토니트릴: 50 mM 암모늄 아세테이트 용액, 인산으로 pH 4.5로 조정됨)이었다. 분석적 HPLC 조건: Agilent 1100 시리즈 HPLC, 칼럼: Phenomenex, Luna 5 u, C-18, 250 x 4.6 mm 및 용매계는 240 nm에서 UV를 사용하여 1 mL/min의 유속에서 1:2 (아세토니트릴: 50 mM 암모늄 아세테이트 용액, 인산으로 pH 4.5로 조정됨)이었다. [¹⁸F]6a 및 [¹⁸F]6b의 HPLC 체류 시간은 각각 4.9분 및 6.5분이었다.

실시예 4

균질액 결합

이어서, 래트 및 마우스 뇌의 기저 전뇌 부위를 절개하였다. 조직 균질액은 50 mM Hepes, pH 7.5 및 0.3 M 수크로스 내에 제조하였다. ³H 또는 ¹⁸F 리간드의 특이적 결합을 설명된 절차에 따라 결정하였다 (Scherman D, Raisman R, Ploska A, Agid Y., [³H]Dihydrotetrabenazine, a new in vitro monoaminergic probe for human brain, J. Neurochem., 1988:50:1131-36). 분석을 위한 반응의 총 부피는 0.2 ml이었다. 경쟁 실험에서, 10^-5M 이하의 농도에서 화합물을 [³H](±)TBZ (1.0-1.5 nM)의 결합에 대해 경쟁하는 그의 능력에 대해 검사하였다. 포화 실험에서, 50 ㎕ 버퍼 중의 증가하는 농도의 표지된 리간드 (0.01-0.5 nM)를 100 ㎕의 균질액 (100-250 ㎍)과 함께 인큐베이팅하였다. 인큐베이션은 실온에서 90분 동안 일상적 으로 수행하였다. 이어서, 샘플을 유리 섬유 필터 No. 25 (스클레이쳐 앤 슈엘 (Schleicher and Schuell, 미국 뉴햄프셔주 키인))를 통해 여과하고, 결합된 방사성을 ¹⁸F에 대해 70％ 효율의 감마 계수기 (팩카드 (Packard) 5000)에서 결정하였다. 결합된 ³H 리간드를 함유하는 필터를 7 ml Ecolite(+) 내에 밤새 용해시키고, 방사성을 다음 날 65％ 계수 효율의 섬광 계수기 (베크만 (Beckman))에서 계수하였다. 단백질 결정은 표준품으로서 소 혈청 알부민을 사용하여 로우리 (Lowry) 등의 방법 (Lowry OH, Rosebrough NJ, Farr AL, Randall RJ., Protein measurement with Folin phenol reagent, J. Biol. Chem., 1951:193:265-75)으로 수행하였다. 비특이적 결합은 10 μM 테트라베나진의 존재 하에 결정하였다. 포화 및 경쟁 실험은 모두 비선형 최소-제곱 곡선 피팅 프로그램 LIGAND를 사용하여 분석하였다 (Munson PJ, Rodbard D., LIGAND: a versatile computerized approach for characterization of ligand-binding systems, Anal. Biochem., 1980:107:220-39). 그 결과를 표 1에 나타낸다.

화합물	Ki (nM±SEM)
1, TBZ	1.3±0.1
3,9-데스메틸-(±)DTBZ	11.8±1.7
6a	0.76±0.1
6b	0.58±0.03
4a	75.8±3.5
4b	48.5±8.8

[³H](±)TBZ에 대한 8.1 nM의 K_d를 앞서 보고된 K_i 값에 기초한 계산에 사용하였다 (Kilbourn M, Sherman P., In vivo binding of (+)-[alpha]-[³H]dihydrotetrabenazine to the vesicular monoamine transporter of rat brain: bolus vs. equilibrium studies, Eur. J. Pharmacol., 1997:331:161-68.)

실시예 5

자가방사선술 연구

시험관 내 자가방사선술 연구를 위해, 마우스를 이소플루란으로 마취하고, 경추 탈골에 의해 희생시키고; 뇌를 즉시 제거하고, 드라이아이스 분말로 동결시켰다. 20 ㎛ 두께의 관상면 (Coronal section)을 동결 절편기 (cryostat microtome) 상에서 절개하고, 피셔 수퍼프로스트 플러스 (Fisher superfrost plus) 슬라이드 상에 해동-탑재하고, -20℃에서 사용시까지 저장하였다. 각각의 결합 분석에 앞서, 절편을 해동하고, 실온에서 건조시키고, 빙냉 인큐베이션 버퍼 (10 mM Hepes, pH 7.5) 내에서 20분 동안 예비-인큐베이팅하였다. 이어서, 인큐베이션을 코플린 자아 (coplin jar) 내에서 4.6 nM [³H](±)TBZ 또는 1.28 nM [¹⁸F]6b를 함유하는 버퍼 (10 mM Hepes, pH 7.5, 0.3 M 수크로스 및 0.1％ 소 혈청 알부민) 내에서 90분 동안 수행하였다. 인큐베이션 후, 절편을 각각 30분 동안 빙냉 Hepes 버퍼 내에 2회 세정하였다. 이어서, 조직 절편을 빙냉 증류수 내에 30초 동안 담그어 버퍼 염을 제거한 후, 냉 공기 스트림 내에서 건조시켰다. 인접한 절편을 유사하게, 그러나 비특이적 결합을 규정하기 위해 10 μM 테트라베나진의 존재 하에 표지하였다. 이어서, 건조된 조직 절편을 20 ㎛ 두께의 ¹²⁵I 표준품 (아머샴 (Amersham, 미국 일리노이주 알링턴 하이츠))과 함께 자가방사선술 카세트 내에서 ¹⁸F 추적자 (밤새)에 대해 Kodak Biomax MR 필름에 노출시켰다. ³H 리간드에 대한 노출은 Amersham Hyperfilm을 사용하여 6주 동안 수행하였다.

실시예 6

정상 마우스에서 장기 분포

이소플루란으로 마취하면서, [¹⁸F]추적자 (10-20 μCi)를 함유하는 0.15 mL의 0.1％ 소 혈청 알부민 용액을 ICR 마우스 (22-25 g, 수컷)의 꼬리 정맥에 직접 주사하였다. 주사 후 지시된 시점에 마우스 (각각의 시점에 대해 n = 3)를 경추 탈골에 의해 희생시켰다. 관심있는 장기를 제거하여 칭량하고, 방사성을 자동 감마 계수기를 사용하여 계수하였다. 백분율 용량/장기는 조직 계수를 주사된 물질의 적합하게 희석된 분취액에 비교하여 계산하였다. 혈액의 총 활성은 혈액이 총 체중의 7％이라는 가정 하에 계산하였다. 샘플의 ％ 용량/g은 샘플 계수를 희석된 초기 용량의 계수와 비교하여 계산하였다. 선조체 (ST), 해마 (HP), 소뇌 (CB), 및 피질 (CX)에 상응하는 상이한 부위를 뇌로부터 절개하였다.

차단 연구는 18F 추적자를 동물에 (±)DTBZ (3 mg/kg) 또는 라클로프리드 (1.2 mg/kg)와 동시 주사 (iv)에 의해 수행하였다. 주사 30분 후에, 동물을 희생시키고, ST, HP, CB 및 CX를 포함하는 뇌 부위를 절개하고, ％ 용량/g을 계산하였다. 표적 (ST) 대 비-표적 (CB)의 비율을 대조군과 차단군 사이에 비교하였다.

실시예 7

정상 마우스에서 [ ¹⁸ F] FP -(±)-6b의 장기 분포

ICR 마우스 (22-25 g, 수컷)를 이소플루란으로 마취한 후, [¹⁸F]FP-(+)-6b (10-20 μCi)을 함유하는 0.15 mL의 0.1％ 소 혈청 알부민 용액을 꼬리 정맥에 직접 주사하였다. 주사 후 지시된 시점에 마우스 (각각의 시점에 대해 n = 3)를 경추 탈골 (이소플루란 마취 하에)에 의해 희생시켰다. 관심있는 장기를 제거하여 칭량하고, 방사성을 자동 감마 계수기를 사용하여 계수하였다. 백분율 용량/장기는 조직 계수를 주사된 물질의 적합하게 희석된 분취액에 비교하여 계산하였다. 혈액의 총 활성은 혈액이 총 체중의 7％이라는 가정 하에 계산하였다. 샘플의 ％ 용량/g은 샘플 계수를 희석된 초기 용량의 계수와 비교하여 계산하였다. 선조체 (ST), 해마 (HP), 소뇌 (CB), 및 피질 (CX)에 상응하는 상이한 부위를 뇌로부터 절개하고, 계수하여 추적자의 구역 분포를 얻었다.

각각 20 μCi의 [¹⁸F]FP-(+)-DTBZ 및 [¹²⁵I]IPT (N-(3'-요오도프로펜-2'-일)-2-베타-카르보메톡시-3-베타-(4-클로로페닐)트로판, 도파민 운반체 리간드)의 혼합물을 4마리의 손상된 마우스에게 주사하였다. 주사 후 30분에, 마우스를 희생시키고 뇌를 제거하였다. 선조체 (ST), 해마 (HP), 소뇌 (CB), 및 피질 (CX)에 상응하는 상이한 부위를 절개하였다. 특히, 손상된 구역을 선조체 조직의 손상되지 않은 영역으로부터 분리하였다. 샘플을 F-18 및 I-125에 대해 각각 2가지 상이한 창 세팅으로 감마 계수기에서 계수하여, 각각의 추적자의 구역 분포를 얻었다.

실시예 8

정상 래트에서 [ ¹⁸ F](+)-6b의 장기 분포

췌장을 표적화하는 (+)-6b의 능력을 정상 래트에서 보여주었다. 상기 실시예 6 하에 설명된 방법을 이용하여, 12마리의 정상 래트에서 IV 주사 후 (+)-6b의 생체분포를 측정하였다. 결과를 표 5에 나타낸다. 연구된 장기에 대해, 췌장에서는 주사 후 30분 내에 최고 ％ 용량/g이 있었다. VMAT-2 수용체가 풍부한 다른 영역인 선조체에서 분포를 나타내는 데이타를 또한 나타낸다.

실시예 9

특이적 췌장 표적화에 대한 차단 연구

췌장에서 보이는 영상화의 특이성을 입증하기 위해 경쟁 연구를 수행하였다. 래트를 (+)-6b를 주사하기 5분 전에 비-방사성 표지된 DBTZ (3.8 mg/kg)로 예비처리하였다. 생체분포 실험을 상기 실시예 6에 설명된 바와 같이 수행하였다. (+)-6b의 수준은 비-방사성 표지된 DBTZ에 의해 차단되는 결과로서 표적 장기에서 유의하게 더 낮았다.

실시예 10

손상된 마우스에서 이중 동위원소 실험

표적 (ST) 대 비-표적 (CB) 비율을 대조군과 차단군 사이에서 비교하였다.

병변의 정도를 측정하기 위해, [¹⁸F]FP-DTBZ를 사용하여 손상된 대 손상되지 않은 부위에서 선조체 흡수를 비교하는 이중-동위원소 실험을 수행하였다. 마커 [¹²⁵I]IPT (도파민 운반체에 대해 선택적인)을 동시에 주사하였다. 마우스는 손상된 측면에서 두 방사성 추적자의 감소된 결합에 의해 증명되는 바와 같이 근소한 병변 내지 심각한 병변의 일정 범위의 신경 손상을 보였다. [¹⁸F]FP-DTBZ (VMAT2 부위)에 의해 측정된 손상된 부위에서 보다 낮은 흡수는 [¹²⁵I]IPT (DAT 부위)를 사용하여 얻은 데이타와 매우 잘 상호관련되었다 (r = 0.95). 결과를 아래 표 7에 나타낸다.

실시예 11

분배 계수

분배 계수는 [¹⁸F]추적자를 시험관 내에서 각각 3 g의 1-옥탄올 및 버퍼 (0.1 M 포스페이트, pH 7.4)와 혼합함으로써 측정하였다. 시험관을 실온에서 3분 동안 볼텍싱한 후, 5분 동안 원심분리하였다. 1-옥탄올층 및 버퍼층으로부터 2개의 칭량한 샘플 (각각 0.5 g)을 웰 계수기에서 계수하였다. 분배 계수는 버퍼에 대한 1-옥탄올의 cpm/g의 비율을 계산하여 결정하였다. 1-옥탄올층으로부터 샘플을 일정한 분배 계수값을 얻을 때까지 재분배하였다. 값은 각각 중복 실험한 3회의 독립 실험의 평균±SEM이다.

실시예 12

(+)-6b의 균질액 결합

선조체 부위를 포함하는 기저 전뇌 조직을 절개하고, 동결된 래트 뇌로부터 제거하였다. 뇌 조직 균질액은 50 mM Hepes, pH 7.5 및 0.32 M 수크로스 내에 제조하였다. [³H]±TBZ의 특이적 결합을 보고된 절차에 따라 결정하였다 (Scherman D, et al., [³H]Dihydrotetrabenazine, a new in vitro monoaminergic probe for human brain, J. Neurochem. 1988;50:1131-36). 분석을 위한 반응의 총 부피는 0.2 mL이었다. 경쟁 실험에서, 10^-5M 이하의 농도에서 화합물을 [³H](±)TBZ (1.0-1.5 nM)의 결합에 대해 경쟁하는 그의 능력에 대해 검사하였다. 인큐베이션은 실온에서 90분 동안 일상적으로 수행하였다. 샘플을 유리 섬유 필터 No. 25를 통해 여과하였다. 결합된 ³H 리간드를 함유하는 필터를 7 ml Ecolite(+) 내에 밤새 용해시키고, 방사성을 다음 날 65％ 계수 효율의 섬광 계수기에서 계수하였다. 비특이적 결합은 10 μM (±)-TBZ의 존재 하에 결정하였다. 억제 실험의 결과를 K_i 값을 계산한 평형 결합 데이타 분석을 이용하여 비선형 회귀 분석하였다.

[³H](±)TBZ에 대한 8.2 nM의 K_d 값을 앞서 보고된 K_i 값에 기초한 계산에 사용하였다 (Kilbourn M, Sherman P., In vivo binding of (+)-[alpha]-[³H]dihydrotetrabenazine to the vesicular monoamine transporter of rat brain: bolus vs. equilibrium studies, Eur. J. Pharmacol., 1997:331:161-68). 결과는 중복 실험한 3회 독립 측정치의 평균±SEM이다.

실시예 13

생체외 자가방사선술 연구

정상 및 ICR 마우스 및 손상된 마우스에게 200-400 μCi [¹⁸F]FP-(±)-DTBZ를 주사하고, 주사 30분 후에 희생시켰다. 이어서, 뇌를 즉시 제거하고, 드라이아이스 분말로 동결시켰다. 20 ㎛ 두께의 관상면을 동결 절편기 상에서 절개하고, 피셔 수퍼프로스트 플러스 슬라이드 상에 해동-탑재하고, 실온에서 건조시켰다. 이어서, 건조된 조직 절편을 20 ㎛ 두께의 ¹²⁵I 표준품과 함께 자가방사선술 카세트 내에서 ¹⁸F 추적자 (밤새)에 대해 Kodak Biomax MR 필름에 노출시켰다. 상기 연구를 도 2 및 3에 도시한다.

실시예 14

마우스 뇌에서 대사 안정성

2마리의 마우스에게 200 μCi [¹⁸F]FP-(+)-DTBZ를 주사하고, 주사 30분 후에 희생시켰다. 뇌를 제거하고, 선조체 부위를 절개하였다. 선조체 균질액 (PBS 중에 제조함, 10％ w/v)를 소량의 담체 (10 ㎍의 [¹⁸F]FP-(±)-DTBZ)의 존재 하에 0.5 mL의 에틸 아세테이트로 추출하였다. 추출을 3회 반복하고, 에틸 아세테이트층 및 버퍼층을 따로 계수하여, 추출 ％를 결정하였다. 에틸 아세테이트층을 농축한 후, 대사체 확인을 위해 샘플을 TLC (Silica 254F 플레이트, 클로로포름/에탄올/진한 암모늄 = 8/2/방울의 현상 용매 사용) 상에서 분석하였다. 대조군 샘플 (정상 마우스 선조체 균질액과 계내에서 혼합된 [¹⁸F]FP-(±)-DTBZ)을 비교를 위해 평행으로 시험하였다. 데이타는 5％ 미만의 분해를 나타냈다.

실시예 15

VMAT-2에 대한 비-표지된 (+)-6b 결합 친화도

래트 선조체 조직 균질액을 사용하여, 10^-5 M 이하의 농도에서 비-표지된 (+)-6b를 VMAT-2에 대한 공지의 리간드인 [³H](±)-TBZ (1.0-1.5 nM)에 대해 경쟁시켰다. 인큐베이션은 실온에서 90분 동안 수행하였다. 이어서, 샘플을 유리 섬유 필터 (No. 25)를 통해 여과하고, 결합된 ³H 리간드를 함유하는 필터를 7 ml Ecolite(+) 내에 밤새 용해시켰다. 방사성을 65％ 계수 효율의 섬광 계수기 (베크만)에서 계수하였다. 비특이적 결합은 10 μM (±)-TBZ의 존재 하에 결정하였다. 억제 실험의 결과를 K_i 값을 계산한 평형 결합 데이타 분석을 이용하여 비선형 회귀 분석하였다. [³H](±)TBZ에 대한 8.1 nM (Goswami, 2006)의 공개된 K_d값에 기초하여, (+)-6b의 결합 친화도는 0.10 nM인 것으로 밝혀졌다.

실시예 16

방사선량 측정 추정치

실시예 7의 표 4의 장기 생체분포 데이타로부터, 인간 방사선량 측정 추정치를 계산하였다. 질량 기반 외삽법에서, 동물 장기 내 농도는 동물 농도에 동물 및 인간의 총 체중이 비를 곱하여 인간 장기 내 농도로 전환된다 (Kirschner, et al., 1975). 이어서, 인간 장기 내 ％는 성인 남성에 대한 인체의 표준 모델로부터 취한 장기 질량을 사용하여 유도된다 (Cristy and Eckerman, 1987). 데이타를 SAAM II 소프트웨어를 사용하여 피팅하였다 (Foster and Barrett, 1999). 활성의 시간 적분을 계산하고, 체류 시간으로 전환시키고 (Loevinger, et al., 1988); 장기 체류 시간을 성인 남성 모델을 사용하여 OLIND/EXM 소프트웨어로 도입하였다 (STabin, et al., 2005). 활성의 분비가 없음을 가정하였고; 설명되지 않은 임의의 활성은 신체의 나머지 전체에 균일하게 분포되거나 물리적 붕괴에 의해서만 제거되는 것으로 간주된다. 상기 방법론에 기초하여, [¹⁸F]-(+)-6b에 대한 인간 방사선량 추정치는 대부분의 장기가 약 0.04-0.06 rem/mCi를 수용하고, 간 및 뼈 표면은 약간 더 높은 선량인 약 0.11 rem/mCi를 수용하는 것을 나타낸다. 추정된 유효 선량 (0.047 rem/mCi)은 또한 다른 승인된 방사성 의약품을 사용하여 수용된 방사선량에 알맞게 비견된다. 방사선량 추정치를 아래 표 9에 나타낸다.

이제 본 발명을 충분히 설명하였지만, 당업자는 본 발명의 범위 또는 그의 임의의 실시태양을 손상시키지 않으면서 해당 실시태야을 조건, 제제, 및 다른 파라미터의 넓은 및 동등한 범위 내에서 동일하게 수행될 수 있음을 이해할 것이다. 본원에 인용된 모든 특허, 특허 출원, 및 공개는 그 전문이 완전히 참고로 포함된다.

Claims

하기 구조를 갖는 화합물:

상기 식에서,

n은 1 내지 5의 정수이고,

X는 ¹⁸F 또는 ¹²³I이고,

R¹은 C_1-5 알콕시이다.
하기 구조를 갖는 화합물:

상기 식에서,

n은 1 내지 4의 정수이고,

X는 ¹⁸F 또는 ¹²³I이고,

R¹은 C_1-5 알콕시이다.
하기 구조를 갖는 화합물:

상기 식에서, n은 2, 3 또는 4이다.
하기 구조를 갖는 화합물:

상기 식에서,

n은 1 내지 6의 정수이고,

X는 ¹⁸F 또는 ¹²³I이고,

R⁴는 C_1-10 알킬이고,

R¹은 C_1-5 알콕시이다.
하기 구조를 갖는 화합물:

상기 식에서,

n은 1 내지 6의 정수이고,

X는 ¹⁸F 또는 ¹²³I이고,

R⁴는 C_1-10 알킬이고,

R¹은 C_1-5 알콕시이다.
하기 구조를 갖는 화합물:

상기 식에서, n은 2, 3 또는 4이다.
하기 구조를 갖는 화합물:

.
하기 구조를 갖는 화합물:

상기 식에서,

n은 1 내지 6의 정수이고,

R⁴는 C_1-10 알킬이다.
하기 구조를 갖는 화합물:

상기 식에서,

n은 1 내지 6의 정수이고,

R⁴는 C_1-10 알킬이다.
하기 구조 중 하나를 갖는 화합물:

(여기서, n은 각각의 경우에 독립적으로 1 내지 6의 정수이고, R⁴는 각각의 경우에 독립적으로 C_1-10 알킬임)

(화합물 Ig, Ih, Ii 및 Ij에서, X는 각각의 경우에 ¹⁸F 또는 ¹²³I이고, R⁴는 각각의 경우에 C_1-10 알킬임)

.
제7항에 있어서, 입체이성질체로부터 정제된 화합물.
하기 화학식의 화합물:

상기 식에서,

Ms는 메탄술포닐이고,

n은 2, 3 또는 4이다.
제12항에 있어서,
인 화합물.
하기 화학식의 화합물:

상기 식에서,

Ts는 p-톨루엔술포닐이고,

n은 2, 3 또는 4이다.
제14항에 있어서,
인 화합물.
하기 구조를 갖는 화합물:
하기 구조를 갖는 화합물:
하기 구조를 갖는 화합물 또는 그의 제약학상 허용되는 염.
하기 구조를 갖는 화합물 또는 그의 제약학상 허용되는 염.
하기 구조를 갖는 화합물 또는 그의 제약학상 허용되는 염.
제19항에 있어서, 95％ 이상의 광학 순도를 갖는 화합물.
하기 화합물 또는 그의 제약학상 허용되는 염, 및 제약학상 허용되는 담체 또는 희석제를 포함하는, 진단 조성물.
하기 화학식의 화합물과 ¹⁸F 음이온을 반응시키는 것을 포함하는,

하기 화학식의 화합물을 제조하는 방법.

(상기 식에서, Ms는 메탄술포닐이고, Ts는 p-톨루엔술포닐이다.)
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제