KR101440761B1 - 의학 영상용 짧은 아미노알코올 사슬과 금속착물을 포함하는 화합물 - Google Patents

의학 영상용 짧은 아미노알코올 사슬과 금속착물을 포함하는 화합물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하기 화학식(IIa) 및 (IIb)로부터 선택된 식(II) 화합물 또는 다음 화학식(VIa) 및 (VIb)로부터 선택된 식(VI)의 화합물 또는 이들의 이성체, 거울상이성질체 또는 부분입체이성질체 또는 식(VIa) 및 (VIb)의 화합물의 혼합물 또는 제약학적으로 수용할 수 있는 염 또는 이들의 이성체, 거울상이성질체 또는 부분입체이성질체 또는 식(VIa) 및 (VIb)의 화합물의 혼합물 또는 제약학적으로 수용할 수 있는 염에 관한 것이다:
화학식 ( IIa )
Figure 112014032617121-pat00081

화학식 ( IIb )
Figure 112014032617121-pat00082

화학식 ( VIa )
Figure 112014032617121-pat00083

화학식 ( VIb )
Figure 112014032617121-pat00084

상기식에서,
X1, X2, X3, X4 및 X5는 서로 독립적으로 L-Y를 나타내고, 여기서
L은 C1-C3 알킬 기, 바람직하게는 n = 1 내지 3을 갖는 (CH2)n 을 나타내고,
Y는 -CONH2, -CO-NR7R8 또는 -NR7-CO-R8 을 나타낸다.
또한 본 발명은 상자성 금속 또는 방사성 핵종과 이들 화합물들의 착물 및 진단 방법에 이들의 사용에 관한 것이다.

Description

의학 영상용 짧은 아미노알코올 사슬과 금속착물을 포함하는 화합물{COMPOUNDS COMPRISING SHORT AMINOALCOHOL CHAINS AND METAL COMPLEXES FOR MEDICAL IMAGING}
본 발명은 진단 의학 영상에 사용하기 위한 신규한 화합물 및 이들 화합물을 포함하는 의학 조성물들에 관한 것이다. 이들 화합물은 특히 MRI 용 조영제로서 이용된다.
조영제는 환자에게 투여하여, 얻어지는 영상의 해상력 및 영상의 정밀도를 향상시키는데 기여한다. 그래서 당업자는, MRI(magnetic resonance imaging)용도로서, 선형 또는 마크로사이클 가돌리늄 킬레이트(macrocyclic gadolinum chelates), 예들 들어, DTPA, DTPA, BMA, DTPA, BOPTA, DO3A, DOTA 화합물들에 근거한, 불-특정 조영 생성물로 불리어지는, 다수의 조영 생성물들을 알고 있다. 조영 생성물들은, 상자성 또는 초상자성 금속들을 포함하는 조영 생성물들은, 양성자들의 이완시간을 개선하고 얻어진 이완성의 증가는 더 강한 신호 및 더 높은 공간 해상력을 얻는 것을 가능케 한다. 인체 임상 시험에 사용된 Magnevist®, Dotarema® 또는 Omniscan®(DTPA BMA) 등의 가돌리늄 킬레이트는 저분자량이고, 통상 자기장 0.5 내지 1.5 tesla에서 3 내지 4 mM-1s-1의 정도의 몰 이완성(molar relaxivities) rl/Gd를 갖는다. 이들 화합물은, 아주 특정한 지시물의 표적으로 구체적으로 설계된 화합물들과 대비하여, 일부 진단 지시물에 다소 적절할 수 있다 할지라도, 비특이성 화합물, 즉 광범위한 스펙트럼의 진단지시물을 갖는 비특이성 화합물로서 통상 일컬어진다. 예를 들면, 공지기술은 신호부분( DOTA 또는 DTPA 등)과, 일부 질병들, 암, 염증계 질병 또는 심장혈관계 질병 등의 일부 질병들에 일반적으로 과도하게 발현된 하나 이상의 생체 분자를 구체적으로 인식하도록 의도된 약물표적화 부분(예를 들면 펩티드)으로 이루어진 상당히 많은 화합물을 제시하고 있다.
신규 화합물, 특히 비특이성 화합물을 발견할 필요성이 남는데, 이 화합물의 합성은 아주 복잡하지는 않으며 그 화합물은 진단영상에 효율을 향상시키기 위하여, 이미 공지된 비특이성 킬레이트의 이완성보다 현저하게 더 좋은 이완성을 가진다.
공지된 킬레이트 중에서, 다음 화학식 (Ⅰ)의 비시클로폴리아자마크로시클로카르복실산 킬레이트는 문헌 EP 438 206에 제시되어 있다:
[화학식 I]
Figure 112014032617121-pat00001
상기 식에서, X는 카르복실염 또는 인산염 기를 나타내며, Ro는 알킬 또는 페닐 기, 또는 Ro 기호들 중의 하나는 생체 분자와 결합을 형성하는 기를 나타낸다. 이들 화합물 중에서, 상세한 설명의 나머지 부분에서 PCTA 로 표시되는 하기 화합물은 당업자에게 공지되어 있다(Inorganic Chemistry, 36(14), 2992-300 (1997), 및 Magn. Reson. Chem., 36, S200-208(1998).
Figure 112014032617121-pat00002
PCTA 타입의 화학식 (Ⅰ)의 골격을 갖는 공지 화합물들은 4 내지 6 mM-1s-1Gd-1의 정도의 이완성을 갖는다. 화학식(Ⅰ)의 화합물들은, 이들이 킬레이트에 존재하는 가돌리늄의 배위구(9 가능 상호작용)를 완성하기 위하여, 킬레이트 당 2개의 물 분자의 상호 교환을 가능케 하기 때문에, 유리하다는 것을 명심하여야 한다. 이는 PCTA 골격은 7개의 잠재성 상호작용(4 질소원자+3 산 작용기)에 기여하며, 이 7개의 잠재성 상호작용은 q=2(즉, 9-7)로 표시된, 가돌리늄과 2개의 물 분자사이의 상호작용의 여지를 남긴다.
보다 구체적으로는, 문헌 WO 93/11800는 화학식(Ⅰ)의 화합물들을 제시하며 Ro는 H, OH 또는 C1-C3 알킬로부터 선택된다. 문헌 US 5 403 572는 Ro는 알코올일 수 있는 화합물들을 제시하고 있고; 여기서 이들 화합물의 합성은 알코올 사슬의 합성과, 그 다음 알킬화반응에 의해, 이 사슬과, 마크로사이클의 질소 원자들과의 결합(coupling)을 포함한다.
Ro 기들이 알킬 또는 알코올인 이러한 화합물들은 나중에 기재되는 바와 같이, 상당히 가변적이고 좀 낮은 이완성을 나타내게 쉽다. 게다가, 문헌 US 6 450 956는 Ro=-CH2-CH2-CO-NH-Y인 화합물들을 제시하는 데, 여기서 Y는 반드시 무거운 아미노알코올 사슬을 나타내고, 예를 들면 약 500 내지 1500의 분자량을 갖는 사슬들이다. 3000의 정도의 분자량의 이들 화합물은 20 내지 30 mM-1s-1Gd-1의 정도의 아주 높은 이완성을 가지지만, 산업적으로 아주 고가의 합성 및 지나치게 높은 점도의 문제점을 나타나는 바, 이는 화합물의 투여 동안에 화합물의 농도가 아주 높은 것이 가능하지 않기 때문이다. 게다가, 이들 화합물은 느린 확산제 거동(LDA) 등의 혈관 칸막이에서의 아주 특유한 물성들을 나타낼 수 있으며, 이러한 물성들은 비특이성 화합물 또는 낮은 특이성의 화합물에 대하여는 반드시 바람직한 것은 아니다. 특히, 이들 화합물은 중추신경계로 확산할 수 있다.
그래서, 해결하여야 할 중요한 문제점은 이미 제시되었거나 또는 상업적으로 이용 가능한 비-특이성 화합물들과 대비하여, 단순화된 화학적 합성 및 현저하게 개선된 이완성을 나타내는 신규한 화합물들을 얻는 데 성공하는 데에 있다. 또 하나의 문제점은 높은 자기장, 특히 3 tesla 이상의 자기장에서 사용될 때 나쁜 영향을 받지 않는 영상의 효율(이완성)을 갖는 화합물들을 얻는 것이다. 이는 의학 영상장치들은 자기장의 증가의 방향에 관련성이 있기 때문이다. DOTA, DTPA 또는 DO3A 골격으로 이루어진 다수의 공지 화합물들의 이완성은 높은 자기장에서 크기 감소한다는 점을 명심하여야 한다.
놀랍게도, 출원인은 더 이상 무겁거나 복잡하지 않고 반대로 짧은 가지들을, 킬레이팅 카르복실 작용기들에 대해 α 위치에 있는 사슬들에 결합시킴으로써, 매우 효능이 우수한 생성물을 얻는데 성공하였다. 결과들은 아미노알코올 사슬들을 사용할 때 특히 유리한 데, 이것은 특히 q=2(특히, PCTA 및 DO3A 타입)의 값을 나타내는 화합물들의 경우의 상황이며, 이 결과들은 상세한 설명의 나머지 부분에서 화합물(Ⅱ)로서 일컬어지는 화합물들을 형성한다.
그러므로, 출원인은 금속과 착물을 만들 때, 9 내지 15 mM-1s-1Gd- 1 의 정도의 r1 값을 갖는, 즉 선행 유도체들, 특히 PCTA, DO3A, DOTA 또는 DTPA에 대하여 2 내지 3의 인자가 곱하여진, 아주 현저하게 향상된 이완성(영상에서의 효율) 및 질량 효율(산업적 비용)을 갖는 화합물을 얻었다.
생물학적 표적화부분을 포함하지 않을 때, 이들 화합물(Ⅱ)은 일단 결합되면 특히 우수한 몇 개의 작용기적 특성(functional characteristics)을 보인다:
- 비-이온성: 이것은 주사될 생성물의 조영생성물의 오스몰농도(오스몰농도는 플라스마 오스몰농도에 더 가깝다) 및 그래서 주사된 조영생성물의 량(그것은 환자의 평안감을 증가시키기 위하여 조영생성물들에 대한 유리한 척도이다)을 크게 제한할 수 있게 하며, 또한 주사비용을 감소시킬 수 있게 한다.
- 높은 친수성: 이것은 조영생성물의 적절한 용해도 및 비 독성을 가능케 한다.
- 높은 이완성(신호의 높은 세기): 이완성은 높으며 조직의 히드록시 기에 의해 불리하게 영향을 받지 않는다(비 급냉되지 않는다).
- 낮은 산업비용(특히 높은 질량효율): 화합물들 특히 화합물(Ⅱ)는 단지 약 800 내지 1000의 분자량을 가지고 약 12 mM-1s-1Gd- 1 의 높은 이완성을 얻을 수 있게 한다.
- 비-특이성 화합물 생체분포를 얻을 수 있게 만드는 낮은 분자량: 예를 들어, 특히 혈관칸막이로의 선택적 확산에 해당하는, 혈액 폴 제형(blood pool agent type)의 원하지 않는 거동을 없앤다.
본 복합 발명에서 가돌리늄에 대한 카르복사미드 작용기의 아주 만족스러운 물리화학적 거동을 예측한다는 것은 전혀 자명하지 않으며, 짧은 사슬을 포함하는 공지기술의 다른 킬레이트와 대비하여, 아미노알코올 사슬을 짧게 하는 것에 의해 아주 양호한 이완성이 유지될 수 있게 된다는 점은 또한 자명하지 않다.
게다가, 출원인은 뜻밖에, 금속과 착물을 형성한 화합물(Ⅱ)에 있어서 이완성이 자기장에 대하여 안정하다는 것을 발견하였는 바, 이것은 특히 문헌 US 6 440 956의 공지 화합물들과 비교하여, 아주 유리한 것이다.
그래서, 본 발명은 첫 번째 유형에서, 화학식 (Ⅱa) 및 (Ⅱb)의 화합물(Ⅱ)에 관한 것이다:
[화학식 IIa]
Figure 112014032617121-pat00003
및
[화학식 IIb]
Figure 112014032617121-pat00004
상기식에서,
R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 -COOH, -P(O)(OH)2 또는 -R6-P(O)-OH를 나타내고, 여기서 R6는 H원자 또는 C1-C3 알킬기, 바람직하게는 COOH를 나타내고;
X1, X2 및 X3는 서로 독립적으로 L-Y를 나타내고, 여기서
L은 C1-C3 알킬 기를 나타내고, 바람직하게는 n = 1 내지 3을 갖는 (CH2)n 을 나타내고,
Y는 -CONH2, -CO-NR7R8 또는 -NR7-CO-R8 을 나타내고, 식중 R7은 H 또는 C1-C6 알킬 기 또는 C1-C6 히드록시알킬 기, 특히 C2-C4 기, 유리하게는 -CH2-CH2OH, -CHOH-CH2OH, -CH-(CH2OH)2, m= 1 내지 3이고, p 가 1 내지 4이고 그리고 m+p = 2 내지 5인 -(CH2)m-(CHOH)p-CH2OH, 또는 -C-(CH2OH)3 을 나타내고, 그리고 R8은 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 히드록시알킬 기, 특히 C2-C4 기, 유리하게는 -CH2-CH2OH, -CHOH-CH2OH, -CH-(CH2OH)2, m= 1 내지 3이고, p 가 1 내지 4이고 그리고 m+p = 2 내지 5인 -(CH2)m-(CHOH)p-CH2OH, 또는 -C-(CH2OH)3 을 나타내고, 단 적어도 R7 또는 R8은 C1-C6 히드록시알킬 기를 나타내고;
D는 CH 또는 N을 나타내고;
E는 CH 또는 N을 나타내고;
F1는 CH 또는 N을 나타내고;
Z는 H, 또는 아릴-알킬 기, C1-C3 알킬 기 또는 C1-C6 히드록시알킬 기, 특히 CH3, CH2-아릴을 나타내고;
K1 내지 K20은 각각 독립적으로 H, -(CH2)j-CH3 또는 -(CH2)i-OH 를 나타내고, 식중 j = 0 내지 3이고, i = 1 내지 3이고, 유리하게는 H 이고, 또한 K3 또는 K4와 K5 또는 K6, 및/또는 K7 또는 K8과 K9 또는 K10, 또는 K13과 K14 및/또는 K15와 K16 및/또는 K17과 K18 및/또는 K19와 K20 및/또는 K18 또는 K19는 3 내지 6개의 탄소원자를 갖는 고리를 형성한다.
또는 이들의 이성체, 거울상이성질체 또는 부분 입체 이성질체 또는 이들의 혼합물을 형성한다.
그래서, 본 발명은 화합물(Ⅱ)의 이성질체들, 특히 RRS, RSR, RSS 이성질체들을 포함한다.
"C1-Cn"는 C1, C2, C3, … Cn 으로부터 선택된 어떤 기를 의미하는 것으로 이해되어야 한다는 점을 주의하여야 한다.
본 발명에서는, 용어 "알킬"(또는 알킬렌)은 탄소원자(바람직하게는 1 내지 5)의 어떤 직선형, 또는 가지형 또는 비치환형 사슬을 의미하는 것으로 해석된다.
본 발명에서는, 용어 "히드록시알킬기"는 위에서 정의된 하나이상의 히드록실기를 포함하는 어떤 알킬 사슬을 의미하는 것으로 해석된다.
본 발명에서 사용된 용어 "아릴"은 5 내지 8 탄소원자를 함유하며, 페닐, 나프틸, 테트라히드로나프틸, 인단일 등, 바람직하게는 페닐을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아닌 하나 이상의 방향족 링을 갖는 단일 고리형 또는 쌍 고리형 탄소고리 링 시스템을 의미한다.
3개의 Y 사슬이 각각 200 미만의 분자량, 바람직하게는 50 내지 100의 분자량을 갖는 화합물(Ⅱ)을 특히 언급하며, 또한 Y 사슬이 각각 1 내지 5 OH 기를 포함하는 화합물을 언급한다. 본 발명은 또한 m+p＞5, 즉 m=1,2,3 과 p=1,2,3,4 사이의 가능한 조합들의 각각으로부터 생기는 화합물(Ⅱ)을 포함한다.
바람직한 실시예에 의하면, 본 발명은 E가 N 원자이고 D 및 F1이 CH인 화학 식 (Ⅱa)의 화합물에 관한 것이다.
특히, 이완성 및 용해도에 대한 데이터는 또한 DOTA 또는 DTPA 골격 또는 값 q=1을 나타내는 기타 킬레이트를 갖는 화합물들에 유리하다. 그래서 본 발명은 또 하나의 유형에 의하여, 짧은 아미노알코올 사슬을 그라프트시키는 발명개념을 적용함으로써, 다음 화학식 (Ⅵa) 또는 화학식 (Ⅵb)의 화합물(VI)에 관한 것이다:
[화학식 VIa]
Figure 112014032617121-pat00005
[화학식 VIb]
Figure 112014032617121-pat00006
상기식에서,
R1, R2, R3, R4 및 R5는 서로 독립적으로 -COOH, -P(O)(OH)2 또는 R6-P(O)-OH를 나타내고, 여기서 R6는 H원자 또는 C1-C3 알킬기, 바람직하게는 COOH를 나타내고;
X1, X2, X3, X4 및 X5는 서로 독립적으로 L-Y를 나타내고, 여기서
L은 C1-C3 알킬 기를 나타내고, 바람직하게는 n = 1 내지 3을 갖는 (CH2)n 을 나타내고,
Y는 -CONH2, -CO-NR7R8 또는 -NR7-CO-R8 을 나타내고, 식중 R7은 H 또는 C1-C6 알킬 기 또는 C1-C6 히드록시알킬 기, 특히 C2-C4 기, 유리하게는 -CH2-CH2OH, -CHOH-CH2OH, -CH-(CH2OH)2, m= 1 내지 3이고, p 가 1 내지 4이고 그리고 m+p = 2 내지 5인 -(CH2)m-(CHOH)p-CH2OH, 또는 -C-(CH2OH)3 을 나타내고, 그리고 R8은 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 히드록시알킬 기, 특히 C2-C4 기, 유리하게는 -CH2-CH2OH, -CHOH-CH2OH, -CH-(CH2OH)2, m= 1 내지 3이고, p 가 1 내지 4이고 그리고 m+p = 2 내지 5인 -(CH2)m-(CHOH)p-CH2OH, 또는 -C-(CH2OH)3 을 나타내고, 단 적어도 R7 또는 R8은 C1-C6 히드록시알킬 기를 나타내고;
K13 내지 K20은 각각 독립적으로 H, -(CH2)j-CH3 또는 -(CH2)i-OH 를 나타내고, 식중 j = 0 내지 3이고, i = 1 내지 3이고, 유리하게는 H 이고, 또한 K13과 K14 및/또는 K15와 K16 및/또는 K17과 K18 및/또는 K19와 K20 은 3 내지 6개의 탄소원자를 갖는 고리를 형성한다.
또는 이들의 이성체, 거울상이성질체 또는 부분 입체 이성질체 또는 이들의 혼합물, 또는 이들의 제약학적으로 수용할 수 있는 염을 형성한다.
즉, 본 발명은 무기 또는 유기 산 또는 염기를 갖는 화학식 (VIa) 및 (VIb)의 화합물의 제약학적으로 수용할 수 있는 염에 관한 것이며, 특히 아미노기의 히드로클로라이드 및 킬레이트에 존재하는 카르복실산기의 나트륨, 칼륨 및 N-메틸글루카민 염에 관한 것이다. 용어 "염"은 예를 들어, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 65th Edition, CRC Press, Boca, Fla., 1984. 용어 "제약적으로 수용할 수 있는 염"은 산 또는 염기 염을 형성하여 개량된 본 발명에 따른 화합물의 유도체를 의미하며, 예를 들어, 무기 또는 유기 염, 아민 등의 염기성 잔기의 산염, 카르복실산 등의 산성 잔기의 알칼리 염(염의 예: 히드록클로릭, 히드로브로믹, 술푸릭, 술파믹, 아세틱, 프로피오닉, 숙시닉, 스테아릭, 락틱, 말릭, 타르타릭, 시트릭, 글루타믹), 특히 메글루민, 또는 리신염을 의미한다.
각 Y 사슬이 120 미만의 분자량을 가지며, 바람직하게는 20 과 100 사이의 분자량을 가지며 또한 적어도 7 mM-1s-1Gd-1의 수중에서의 이완성을 가지는 화합물(VI)에 관하여 언급될 것이다.
화합물(VIa) 및 (VIb)은 특허 US 5 712 389에 대한 바람직한 개량물을 구성하며, 200 보다 큰 분자량을 갖는 무거운 아미노알코올 사슬을 가지는 DOTA 및 DTPA 유도체를 포함한다.
전체적으로, 본 발명은 특히 다음으로부터 선택된 화합물에 관한 것이다:
화학식 ( IIa )
Figure 112014032617121-pat00007
화학식 ( IIb )
Figure 112014032617121-pat00008
화학식 ( VIa )
Figure 112014032617121-pat00009
화학식 ( VIb )
Figure 112014032617121-pat00010
상기 식에서,
R1, R2, R3, R4 및 R5는 서로 독립적으로 -COOH, -P(O)(OH)2 또는 R6-P(O)-OH를 나타내고, 여기서 R6는 H원자 또는 C1-C3 알킬기, 바람직하게는 COOH를 나타내고;
X1, X2, X3, X4 및 X5는 서로 독립적으로 L-Y를 나타내고, 여기서
L은 C1-C3 알킬 기를 나타내고, 바람직하게는 n = 1 내지 3을 갖는 (CH2)n 을 나타내고,
Y는 -CONH2, -CO-NR7R8 또는 -NR7-CO-R8 을 나타내고, 식중 R7은 H 또는 C1-C6 알킬 기 또는 C1-C6 히드록시알킬 기, 특히 C2-C4 기, 유리하게는 -CH2-CH2OH, -CHOH-CH2OH, -CH-(CH2OH)2, m= 1 내지 3이고, p 가 1 내지 4이고 그리고 m+p = 2 내지 5인 -(CH2)m-(CHOH)p-CH2OH, 또는 -C-(CH2OH)3 을 나타내고, 그리고 R8은 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 히드록시알킬 기, 특히 C2-C4 기, 유리하게는 -CH2-CH2OH, -CHOH-CH2OH, -CH-(CH2OH)2, m= 1 내지 3이고, p 가 1 내지 4이고 그리고 m+p = 2 내지 5인 -(CH2)m-(CHOH)p-CH2OH, 또는 -C-(CH2OH)3 을 나타내고, 단 적어도 R7 또는 R8은 C1-C6 히드록시알킬 기를 나타내고;
D는 CH 또는 N을 나타내고;
E는 CH 또는 N을 나타내고;
F1는 CH 또는 N을 나타내고;
Z는 H, 또는 아릴-알킬 기, C1-C3 알킬 기 또는 C1-C6 히드록시알킬 기, 특히 CH3, CH2-아릴을 나타내고;
K1 내지 K20은 각각 독립적으로 H, -(CH2)j-CH3 또는 -(CH2)i-OH 를 나타내고, 식중 j = 0 내지 3이고, i = 1 내지 3이고, 유리하게는 H 이고, 또한 K3 또는 K4와 K5 또는 K6, 및/또는 K7 또는 K8과 K9 또는 K10, 또는 K13과 K14 및/또는 K15와 K16 및/또는 K17과 K18 및/또는 K19와 K20 및/또는 K18 또는 K19는 3 내지 6개의 탄소원자를 갖는 고리를 형성한다.
또는 이들의 이성체, 거울상이성질체 또는 부분 입체 이성질체 또는 이들의 혼합물, 또는 화학식 (VIa) 및 (VIb)의 화합물의 이들의 제약학적으로 수용할 수 있는 염을 형성한다.
바람직한 구현예에 의하면, 본 발명은 화학식 (Ⅱ) 또는 (Ⅵ)의 화합물에 관한 것으로서, 여기서 X1 내지 X5는 독립적으로 -(CH2)n-CO-NR7R8 또는 -(CH2)n-NR7-CO-R8, 여기서 n은 1과 3 사이에 있고 R7은 H 또는 메틸기 및 R8은 C1-C6, 바람직하게는 C2-C3, 히드록시알킬기, 바람직하게는 -CH2-CH2OH, -CHOH-CH2OH, -CH-(CH2OH)2, -CH2-(CHOH)p-CH2OH(여기서 p는 1내지 4이다), 또는 -C-(CH2OH)3이다.
바람직하게는, X1 내지 X5는 독립적으로 -(CH2)n-CONR7R8, 여기서 n은 1과 3 사이에 있고 R7은 H 또는 메틸기 및 R8은 C1-C4 히드록시알킬기, 바람직하게는 -CH2-CH2OH, -CHOH-CH2OH, -CH-(CH2OH)2, -CH2-(CHOH)p-CH2OH(여기서 p는 1내지 2이다), 또는 -C-(CH2OH)3이다.
바람직하게는, X1 내지 X5는 독립적으로 -(CH2)n-CONR7R8, 여기서 n은 1과 3 사이에 있고 R7은 H 및 R8은 -CH2-CH2OH, -CHOH-CH2OH, -CH-(CH2OH)2, -CH2-(CHOH)p-CH2OH(여기서 p는 1내지 4이다), 또는 -C-(CH2OH)3이다.
보다 가능성 있게는, 본 출원인은 위에 기재된 화합물 (Ⅱ) 및 (Ⅵ)과 대비하여, 기능적 등가성(이완성, 물리화학성, 생체 분포)에 대하여, 아래에서 연구할 특성 d) 내지 f)를 나타내는 화합물 (Ⅱ) 및 (Ⅵ)에 관심을 가져왔다:
d) 하기 화학식 (IIc)의 화합물:
[화학식 IIc]
Figure 112014032617121-pat00011
상기식에서, E는 N, S, O, =C로부터 선택되며; F1은 (-CHR9-)n 또는 (=CR9-)n(여기서 R9은 문헌 US 5 403 572, 칼럼 63에 표시된 의미를 갖는다);D는 N, O, C=O, -ND1(여기서 D1은 H, C1-C3 알킬로부터 선택됨), -CH-D2, =C-D2-(여기서 D2는 H, C1-C3 알킬(선택적으로 하나 이상의 히드록시기로 대체됨), -O-D3(여기서 D3는 선택적으로 히드록시기로 대체되는 C1-C3 알킬이거나, D3는 -(CH2)m-CO-N-D4이고 D4는 문헌 US 5 403 572과 유사하게 선택된다)
e) L은 알킬 사슬( 최대 6 탄소로 이루어진 선형 또는 가지형 탄화수소 사슬이며 이 사슬은 선택적으로 히드록시 또는 페닐기로 대체된다) 또는 L은 1 내지 6 탄소원자의 알킬렌 사슬이며 이 사슬은 선택적으로 하나 이상의 산소원자, 하나 이상의 히드록시메틸렌 (CHOH)기, 이미노 기, 하나 이상의 더블 또는 트리플 본드에 의해 임의로 개입된다.
f) Y는 A-B-R2 사슬이며, 여기서 A-B는 카르복자미드 작용기 CONH 또는 카르복닐아미노 작용기 NHCO 이외의 작용기이며; 특히 A는 -NCS, -NH-NH2, -CHO, 알킬피로카르보닐 (-CO-O-CO-알킬), 아실아지딜 (-CO-N3), 이미노카르보네이트 (-O-C(NH)-NH2), 비닐술포릴 (-S-CH=CH2), 피리딜술포릴 (-S-S-Py), 할로아세틸, 말레이미딜, 디클로로트리아지닐 또는 할로겐으로부터 선택된 작용기이며; 예를 들어, A-B 기는 -COO-, -OCO-, -NH-CS-NH-, -CH2-S-, -NH-NH-CO-, -CO-NH-NH-, -CH2-NH-, -NH-CH2-, -NH-CS-N-, -CO-CH2-S-, -NH-CO-CH2-S-, -N-CO-CH2-CH2-S-, -CH=NH-NH-, -NH-NH=CH-, -CH=N-O-또는 -O-N=CH-형의 공유결합을 형성한다.
출원인은 또한 Y가 카르바모일 기 CONR'2R'3를 나타내는 화합물을 연구하였으며, R'2 및 R'3는 각각 서로 독립적으로 히드록시알킬 이외의 사슬이며 특히, 알킬(선형 또는 치환된), 알콕시(즉, 알킬-O-), 알콕시카르보닐 (즉, 알콕시-C=O), 시클로알킬, 알콕시알킬, 아릴(특히, 페닐, 피리딜, 푸릴) 또는 아랄킬(즉, 알킬기에 결합된 아릴 기) 기로부터 선택된 기를 나타낸다.
또 하나의 유형에 따라, 본 발명은 위에서 정의된 화학식 (II) 및 (VI)의 화합물의 다합체(바람직하게는 이합체 또는 삼합체)에 관한 것이다. 이러한 다합체를 제조하기 위하여, 식 (II) 및 (VI)의 화합물은 바람직하게는 결합그룹을 통하여 함께 결합된다. 특히, 이들 결합그룹은 D에서 화학식(IIa)의 화합물과 결합될 수 있다. 다양한 결합기가 사용될 수 있다. 특히, 출원인은 D가 -CH-G 기를 나타내고, 여기서 G가 문헌 US 5 403 572호에 제시된 의미를 갖는 식(IIa)의 화합물을 연구하였다. 특히 G는 첫번째 마크로사이클에 결합 기를 통해 결합된 식(II)의 적어도 하나의 두번째 마크로사이클을 나타낸다. 사용될 수 있는 결합 기들은 미국 특허 5 403 572호의 컬럼 12 내지 14에 제시되어 있다. 또한 출원인은 특히 2개 이상의 마크로사이클, 특히 다음 기를 포함하는 결합 기와 같은 3개의 마크로사이클(II)에 결합되는 능력을 가진 결합 기를 포함하는 화합물들을 연구하였다:
Figure 112014032617121-pat00012
다른 측면에 따라, 본 발명은 결합 기의 임의의 중간물을 통해 적어도 하나의 바이오 벡터와 결합된 상기 정의한 바와 같은 식(II) 또는 (VI)의 화합물을 포함하는 벡터화된 화합물에 관한 것으로, 이러한 벡터는 치료부위를 위해 바이오벡터를 표적화시키는 것이 가능하다. 이런 이유 때문에, 식(II) 또는 (VI)의 화합물이 불-특정 화합물로서 특히 유리한 것으로 설명되었지만, 예를 들면 이들을 표적화 바이오 벡터에 결합시켜, 특정 화합물을 위해 이들을 단일 본체(entity)로서 사용하는 것이 가능할 것이다. 즉 단량체의 이완성, 안정성, 용해도의 장점은 특정 화합물로서 사용시에 결합된다.
결합 기는 D 또는 F1에서 화학식 (IIa)의 화합물 및 임의의 결합 기 또는 바이오 분자에 결합될 수 있고, 결합 기의 부재 시에 X1 내지 X3에서 식(II)의 화합물에 결합될 수 있다. 이 경우에, X1 내지 X3중의 적어도 하나는 바이오 분자이거나 또는 바이오 분자에 결합되는 능력을 가진 작용 기거나; 또는 D 또는 F1은 바이오분자에 결합될 수 있는 능력을 가진 작용 기다.
결합 기 부재의 경우에, 임의의 결합 기 또는 바이오분자는 X1 내지 X5에서 화학식(VI)의 화합물에 결합될 수 있다. 이 경우에, X1 내지 X5중의 적어도 하나는 바이오분자이거나 또는 바이오분자에 결합되는 능력을 가진 작용 기다.
사용될 수 있는 다수의 바이오벡터는 예를 들면 문헌 WO 2004/112839에, 특히 페이지 60 내지 82에서 그리고 특정 번호 1 내지 27에 발표되어 있고, 예를 들면, 본 발명의 참고문헌으로 소개된 상기 문헌, 특히 페이지 135-137에 바이오벡터와 킬레이트의 결합이 예시되어 있다.
즉 출원인은 (II)r-(결합 기)s-(바이오벡터)t 로 표기된 화학식 (VIIIa)의 화합물, 및 (VI)r-(결합 기)s-(바이오벡터)t 로 표기된 화학식 (VIIIb)의 화합물(일반적으로 r, s 및 t 는 1 내지 5이다)을 연구하였다.
사용될 수 있는 다양한 다른 바이오벡터들은 예를 들면 WO2005/049005, WO 2005/049095, WO 2005/042033 및 WO 2001/9188 에 발표되어 있다:
VEGF 및 안지오포이에틴 수용체를 표적화하는 바이오벡터, 피브린을 표적화하는 폴리펩티드, 인테그린을 표적화하기위한 펩티드, 메탈로프로테아제(MMP)를 표적화하기 위한 펩티드, 예를 들면 KDR/Flk-1 수용체 또는 Tie-1 e 수용체를 표적화하는 펩티드, G-단백질 수용체 GPCRs, 특히 콜레시스토키닌을 표적화하는 리간드, RGD 펩티드, 아미로이드 침전물을 표적화하기 위한 제제, 카테프신-분열된 펩티드, 안지오제네시스 억제제, P-선택 또는 E-선택을 위한 표적화 바이오벡터, 티로신 키나제 억제제, 소마토스타틴 유사체, GRP 또는 봄베신 수용체를 표적화하기 위한 펩티드, 참고문헌(Topics in Current Chemistry , vol . 222, 260-274, Fundamentals of Receptor - based Diagnostic Metallopharmaceuticals)에 제시된 바이오벡터, 특히:
- 종양에 과도하게 표현된 펩티드 수용체를 위한 표적화 바이오벡터(예를 들면, LHRH 수용체, 봄베신/GRP, VIP 수용체, CCK 수용체, 타치키닌 수용체), 특히 소마토스타틴 유사체 또는 봄베신 유사체, 임의로 글리코실화된 옥트레오티드-유도된 펩티드, VIP 펩티드, α-MSHs, CCK-B 펩티드;
- 다음으로부터 선택된 펩티드: 시클릭 RGD 펩티드, 피브린 알파-사슬, CSVTCR, 튜프트신, fMLF, YIGSR(수용체:라미닌).
특히 그 사용은 예를 들면 참고문헌(J. Med . Chem ., 2003, 46, 4790-4798, bioorg. Med. Chem. Letter, 2004, 14, 4515-4518, Bioorg. Med. Chem. Letters, 2005, 15, 1647-1650)에 언급한 바와 같이 MRI 또는 신티그램 촬영에 사용가능한 1000 이상, 바람직하게는 10 000이상, 100 000 또는 그 이상의 특이성을 갖는 인테그린을 표적화하기 위해 벡터를 제조할 수 있다.
펩티드에 관한 것으로서, 제법, 임의의 고리화 및 킬레이트와 결합은 예를 들면, US 2004/0210041, 특히 페이지 15 내지 20에 2개의 다른 펩티드와 킬레이트의 결합을 발표하였다.
많은 결합제들은 이들이 바이오벡터의 적어도 하나의 작용기 및 식(II) 또는 (VI)의 화합물의 적어도 하나의 작용기와 상호 작용할 수 있는 한 사용할 수 있다. 특히 다음 기들이 예시될 수 있다:
A) -(CH2)2-페닐-NH, -(CH2)3-NH, -NH-(CH2)2-NH, -NH-(CH2)3-NH, 없거나 또는 단일 결합
B) 동일하거나 또는 다른 P1-1-P2로서, 상기 P1 및 P2는 O, S, NH, 없거나, -CO2, -NCS, NCO, -SO3H, -NHCO, -CONH, -NHCONH, -NHCSNH, -SO2NH-, -NHSO2 또는 스퀘어레이트
C) 바이오벡터 와 식(II) 또는 (VI)의 아미노, 히드록실, 티올, 카르복실, 카르보닐, 카르보히드레이트, 티오에테르, 2-아미노알코올, 2-아미노티올, 구아니디닐, 이미다졸일 또는 페놀 작용 기와 반응할 수 있는 미국 특허 6 264 914호에 발표된 결합 기.
-Z-CH2CO- 타입(식중 Z= Br, Cl 또는 I)의 α-할로아세틸 화합물을 포함하는 티올 기와 반응할 수 있고, 또한 이미다졸일, 티오에테르, 페놀 또는 아미노 기와 작용하도록 사용할 수 있는 기.
특히 다음을 포함하는 아미노 기와 반응할 수 있는 기:
- 알킬화 화합물: α-할로아세틸 화합물, N-말레이미드 유도체, 아릴 화합물(예를 들면 니트로할로방향족 화합물), 시프 염기를 형성할 수 있는 알데히드 및 케톤, 에피클로로히드린과 같은 에폭시드 유도체, 친핵제, 아지리딘, 스쿠아르산 에스테르 또는 α-할로알킬 에테르와 관련하여 반응성이 높은 염소-함유 트리아진 유도체.
- 아실화 화합물: 이소시아네이트 및 이소티오시아네이트, 술포닐 클로라이드, 니트로페닐 에스테르 또는 N-히드록시숙신이미딜 에스테르와 같은 에스테르, 산 무수물, 아실아자이드, 아조락톤 또는 이미도에스테르.
디아조 화합물을 포함하는 카르복실 기(디아조아세테이트 에스테르, 디아조아세트아미드), 카르복실산을 변형시킨 화합물(예를 들면, 카르보디이미드), 이소옥사졸리움 유도체(니트로페닐 클로로포르메이트; 카르보닐디이미다졸 등) 또는 퀴놀린 유도체와 반응할 수 있는 기, 페닐렌디글리옥살과 같은 디온 화합물을 포함하는 구아니디닐 기, 또는 디아조늄 염과 반응할 수 있는 기.
D) 하기 식의 미국 특허 6 537 520호에 발표된 의미와 더불어 발표된 결합 기:
(Cr6r7)g-(W)h-(Cr6ar7a)g'-(Z)k-(W)h'-(Cr8r9)g''-(W)h"-(Cr8ar9a)g'''
E) WO 2005/009393, 페이지 17 내지 20에 발표된 결합 기.
또한 본 출원인은 화합물의 이완성을 변형시켜 생체내에서 구조에 변형을 일으키도록 생물학적 표적화 바이오벡터 부분을 포함하는 상기 제시한 화학식 (VIIIa) 또는 (VIIIb)의 화합물을 연구하였다. SMART 개념으로서 인용문헌에 설명된 이러한 변형은 예를 들면 효소학적 분열(프로테아제(메탈로프로테아제, 카스파제, 카테프신 등),리파제, 뉴클리아제 등) 또는 치료부위에 지역적인 생리화학적 변형에 의해 발생한다.
또한 본 발명은 생물학적 표적과 접촉하는 표적 부분을 포함하는 화합물을 제조하고 그리고 표적과 결합(특히 해리 상수)을 측정하는 것을 포함하는 높은 친화력을 갖는 화학식(II) 또는 (VI)의 특정 화합물을 스크리닝 하기 위한 방법에 관한 것이다. 특히 유리한 다른 장점으로, 본 발명은 M과 본 발명에 따른 화학식(II) 또는 (VI)의 화합물의 착물, M과 본 발명에 따른 다합체의 착물 또는 M과 본 발명에 따른 벡터화된 화합물, 바람직하게는 화학식 (VIIIa) 또는 (VIIIb)의 착물에 관한 것으로, 상기 M은 원자번호 21-29, 42-44 또는 58-70의 상자성 금속(예를 들면, 스칸듐, 티타늄, 바나듐, 크로뮴, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 몰리브덴, 루테늄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 프로메튬, 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 및 이터븀; 특히 원소 Gd(III), Mn(II), 유로퓸, 및 디스프로슘이 바람직하다)의 이온, 또는 99Tc, 117Sn, 111In, 97Ru, 67Ga, 68Ga, 89Zr, 177Lu, 47Sc, 105Rh, 188Re, 60Cu, 62Cu, 64Cu, 67Cu, 90Y, 159Gd, 149Pr 및 166Ho로부터 선택된 방사성 핵종, 또는 원자 번호 21-31, 39-49, 50, 56-80, 82, 83 또는 90의 중금속의 이온을 나타낸다.
유리하게는, 본 발명에 따른 착물은 M이 Gd3 +, Mn2 + 및 Fe3 +로부터 선택된 상자성 금속의 이온, 바람직하게는 Gd3 + 이온인 착물이다.
유리하게는, 본 발명에 따른 착물은 다음 식의 착물로부터 선택된다:
[화학식 1]
Figure 112014032617121-pat00013
,
[화학식 2]
Figure 112014032617121-pat00014
,
[화학식 3]
Figure 112014032617121-pat00015
,
[화학식 4]
Figure 112014032617121-pat00016
,
[화학식 5]
Figure 112014032617121-pat00017
,
[화학식 6]
Figure 112014032617121-pat00018
,
[화학식 7]
Figure 112014032617121-pat00019
,
[화학식 10a]
Figure 112014032617121-pat00020
,
[화학식 10b]
Figure 112014032617121-pat00021
,
[화학식 10c]
Figure 112014032617121-pat00022
,
[화학식 11]
Figure 112014032617121-pat00023
,
[화학식 13]
Figure 112014032617121-pat00024
,
[화학식 18]
Figure 112014032617121-pat00025
,
[화학식 19]
Figure 112014032617121-pat00026
,
[화학식 15]
Figure 112014032617121-pat00027
및
[화학식 17]
Figure 112014032617121-pat00028
.
특히 본 발명은 비이온성이고, 그리고 다음 특성을 갖는 본 발명에 따른 화합물(II)의 착물에 관한 것이다:
- 적어도 9 mM-1s-1Gd-1, 바람직하게는 적어도 10, 12, 14 mM-1s-1Gd- 1 의 수중에서의 이완성
- 400 내지 600 mM, 유리하게는 약 500 mM의 Gd 농도용 800 내지 1200 mOsm/kg, 유리하게는 900 내지 1100 정도, 유리하게는 약 1000 mOsm/kg (wescor 5200 혈랑계, Bioblock)의 오스몰 농도
- 800 내지 1300, 특히 950 내지 1100의 분자량
- 10 mPaㆍs(Anton Parr AMVn 점도계), 유리하게는 2 내지 5 mPaㆍs의 점도.
본 발명에 따른 Gd+3을 갖는 착물과 인용문헌의 생성물 사이의 비교는 다음 표 1에 제시하였다.
생성물 남성에 생성물의 투여량 수중에서 60MHZ에서 이완성 rl 오스몰농도(mOsm/kg)
Dotarem® 500mM 3.5 mM.s-1.Gd-1 1350
Magnevist® 500mM 3.5 mM.s-1.Gd-1 1950
Gadovist® 1000mM 3.5 내지 4.5 mM.s-1.Gd-1 1400
Gd+3을 갖는 화합물의 착물 500mM 10 내지 15 mM.s-1.Gd-1 1000
이완성은 대략적으로 500mM의 투여량(일반적으로 Dotarem®에 대한 15ml의 주사 투여량)으로 발생한 것과 생성물의 동일 투여량에 따라 투여된 통상의 제품과 비교하여 대략적으로 인자에 의해 3배수이다.
가돌리늄의 동일한 투여량에 대해, 화합물은 1M로 투여할 수 있는 Gadovist®보다 2배 효율적이고(즉, Dotarem 보다 2배 농축됨), 이러한 결과는 Gadovist®을 위한 제품 (4×1000)과 화합물(II)의 착물을 위한 제품(11×500)과 비교하여 얻었다.
화합물(II)의 착물의 만족할만한 점도는 긴사슬을 운반하고, 그리고 높은 점도를 갖는 PCTA 타입의 화합물과 대비하여 500mM의 농도에서 이들을 임상적으로 사용가능하게하고, 이들의 농도가 대략적으로 150mM을 넘는 것을 불가능하게 한다.
화합물(II)의 착물중에서, 이완성 rl 이 40MHz(1T) 및 300 MHz(7T)사이에서 실질적으로 안정한 화합물(II)의 착물이 특히 유리하다. 용어 "40 MHz 내지 300MHz 사이에서 실질적으로 매우 안정한 이완성"은 이완성의 평균을 유지하거나 또는 상당히 작은 감소, 20%를 초과하지 않는 감소, 바람직하게는 10 내지 20%를 초과하지 않는 것으로 이해된다.
그러나, 높은 장에서 안전성의 이러한 파라메터가 상기 착물의 임상사용을 위해 상당히 유리한 다른 생리화학적 특성에 의해 보상될때, 상기 파라메터의 바람직한 범위의 이러한 결합은 이완성 rl 에 큰 감소를 겪는, 예를 들면 3 내지 7 테슬라 정도의 높은 장에서 30%의 감소를 겪는 우수한 착물을 배제하지 않는다. 이것은 특히 20 MHz에서 14.7 mMs-1Gd- 1 이고, 40MHz 에서 12.8, 그리고 300 MHz 에서 10.4인 본 발명에 따른 착물 7의 경우이다.
즉 이러한 착물은 장치의 풀의 중요한 부분을 나타내는 1 내지 3 T 사이의 MRI 장치를 위해 매우 효율적일것이다.
추가로, 출원인은 놀랍게도 임상을 위해 매우 효율적이게 하는 12 내지 15 mMs-1Gd-1 정도의 rl 값을 갖는 60 MHz(1.5 T) 주변에서 화합물 (II)의 착물의 이완성이 증가함을 발견하였다. 20 MHz 내지 60 MHz 사이에서 이러한 이완성의 증가는 대략적으로 20%이다.
특히 유익한 화합물(II)(특히 상기 상세히 설명한 화합물 2)는 내생적인 이온으로 인한 원치 않는 담금질 효과(quench effect) 없이 심지어 이온의 존재하에 생리학적인 조건에서 안정한 이완성을 나타내는 화합물이다.
놀랍게도, 본 발명자들은 본 발명에 따른 착물(짧은 아미노 알코올 사슬을 운반하는)의 이완성은 짧은 알코올 사슬과 그라프트 결합된 PCTA 골격을 포함하는 화합물의 이완성 보다 현저하게 좋음을 발견하였다.
즉 출원인은 짧은 알코올 사슬을 제시하고, 짧은 아미노알코올 사슬을 제시하지 않은 미국 특허 5 403 572호의 화합물과 비교하여 얻은 결과를 비교하였다.
즉, 본 선행기술에 따른 비교예 8의 화합물(-CH(CO2H)-CH2_CH2OH 측쇄)은 킬레이트중의 물의 교환을 방해하는(2개의 물 분자중의 하나의 고리와 교환의 장애) 아마도 측쇄의 바람직하지 않은 과도한 접혀짐으로 인해 단지 4.7의 이완성을 갖는다. 선행기술에 따른 비교예 9의 화합물((-CH(CO2H)-CH2_CH2OH 측쇄)은 단지의 6의 이완성을 갖는다.
선행기술과의 비교결과는 다음 표2에 대조하였다
생성물 수중에서 이완성 r1
(mM-1s-1) 0.5T에서
화합물　II 의 착물 (실시예 2 내지 7 및 11)

화합물 2
Figure 112014032617121-pat00029

2		 r1= 10 내지 15




r1= 11
(MW = 970
MW/r1 =88
오스몰농도 = 1000)
짧은 아미노알코올 사슬로 결합되지 않은 비교예
(선행기술)
Figure 112014032617121-pat00030

Figure 112014032617121-pat00031



7.2




6.2
비교예 8 (선행기술)
Figure 112014032617121-pat00032

9

비교예 9 (선행기술)
5




6
200 이상의 분자량을 갖는 아미노알코올 기를 운반하는 DOTA 핵을 가진 화합물
Figure 112014032617121-pat00033
 r1=14

(MW=2000)
MW/r1 = 140)
또한 상기 표는 화합물 II의 매우 유익한 질량 효율(MW/rl 비= 분자량/이완성)을 반영하고 있고, 그 중에서도 PCTA 코어를 가진 화합물 II.a 는 매우 우수한 이완성, 최적화된 질량 효율비(90 정도의) 와 낮은 오스몰농도를 동시에 갖는다.
본 발명의 화합물은 매우 안정하지 않거나 또는 과도하게 높은 오스몰농도를 갖는 착물인 공지된 제품과 비교하여 상당히 유익하다, 특히 본 발명의 화합물은:
- 점도의 문제점 및 제조 단가의 문제점이 현존하는 긴 사슬을 운반하는 킬레이트이고;
- 환자의 체내에서 알부민과 같은 생리학적인 거대분자와 주입된 생성물의 결합; 생체내에서 킬레이트의 고정 효과에 의해 이완성을 증가시켜 초래된 결합시키고자 하는 표적화 부분을 포함하는 킬레이트이다.
약 1400 내지 2000의 오스몰 농도를 갖는 이온성 화합물(각각 1 및 2개의 유리 COOH 기를 갖는) 과 비교하여 1000정도의 오스몰 농도를 갖는 화합물(II)는 비이온성이다. 실질적으로 매우 적은 부피(각각 비율 1400/1000 및 2000/1000)로 환자에게 주사하도록 주사용액을 농축할 수 있어 환자를 편안하게 하는데 매우 유익하다.
실질적으로, 예를 들면 화합물 II의 15ml는 Dotarem 또는 공지문헌의 다른 화합물 20ml 대신에 주입되고, 이완성은 적어도 2배 우수하다. 그러므로 얻어진 화합물(II)의 착물은 불-특정 조영제(생물학적 표적화 바이오벡터 존재에 의해 벡터화되지 않았으나; 그럼에도 불구하고 혈관촬영, CNS 중심 신경계 및 변형체와 같은 많은 진단 지시약으로 유용하다)로서 완전히 적합하다.
더욱더 이들은 살균처리할 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 화합물 또는 본 발명에 따른 다량체 또는 본 발명에 따른 벡터화된 화합물 또는 본 발명에 따른 착물, 약학적으로 허용되는 부형제 및 경우에 따라 제제 첨가제를 포함하는 약학적 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 특히 본 발명에 따른 화합물 또는 본 발명에 따른 다량체 또는 본 발명에 따른 벡터화된 화합물 또는 지질 나노입자에 결합된 본 발명에 따른 착물을 포함하는 지질 약학적 조성물에 관한 것이다. 유리하게는, 이들 지질 조성물은 리포좀 유형, 미셀 또는 유사한 지질 입자의 유제이다. 이들 조성물에서, 바람직하게는, 본 발명에 따른 화합물, 다량체 또는 착물은 지질 입자에 결합하기 위한 1 이상의 친유성 기를 나타내기 위하여 변형된다. 이러한 화합물, 다량체 또는 착물은 적합한 친유성 트랜스포터(transporter)에 의해 리포좀, 플루오로탄소 나노입자, 오일 유제 및 미셀로부터 선택된 지질 입자 또는 지질 캡슐화 계에 화학적 결합에 의해 결합된다.
화학식 (II) 또는 (VI)의 화합물은 -(CH2)a-CONR11R12 또는
Figure 112014032617121-pat00034
기와 같은 친유성 기로부터 1 이상의 X1 내지 X5 기를 선택함으로써 기 X1 내지 X5에서 친유성으로 될 수 있다:
상기 식에서,
a = 1, 2 또는 3이고,
R11 및 R12는 독립적으로 H 원자 또는 포화 또는 불포화, 선형 또는 분지된, 치환 또는 비치환되고, 경우에 따라, 이중결합, O, NH, NR13 또는 S에 의해 분단될 수 있는 C7-C30 알킬이며, R13은 C1-C3 알킬이고, 또는 R11 및 R12는 서로 독립적으로
Figure 112014032617121-pat00035
기이며, 이때 b는 0, 1 또는 2이고 또 R10은 경우에 따라 치환된 6 이상의 탄소원자의 포화 또는 불포화 기이고, 스페이서는 -CH2CH2 또는 폴리알킬렌 글리콜 기, 포스파티딜에탄올아민 또는 세린과 같은 펩티드 유도체임.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 화합물 또는 본 발명에 따른 다량체 또는 본 발명에 따른 벡터화된 화합물 또는 본 발명에 따른 착물을 포함하는 진단용 조성물, 특히 조영제, 더욱 특히 자기 공명 영상화를 위한 진단용 조성물에도 관한 것이다.
화학식(IIa)의 화합물(식중, X1 내지 X3는 독립적으로 -(CH2)n-CO-NR7R8 이고, 이때 n은 1 내지 3이고, 또 R7 및 R8은 상기 정의한 바와 같음)의 본 발명에 따른 금속 착물을 제조하는 방법은,
a) 하기 화학식 (IV)
[화학식 IV]
Figure 112014032617121-pat00036
(식 중에서, D, E 및 F1 은 상기 정의한 바와 같음)
의 마크로사이클(macrocycle)을 화학식 R'OOC-CHQ-(CH2)n-COOR'의 화합물(식중에서, n = 1 내지 3이고, Q는 이탈기, 유리하게는 할로겐 원자, 바람직하게는 브롬, 또는 (C1-C3)알킬설포네이트, 토실레이트 또는 트리플레이트 기이고, 또 R'는 H 또는 (C1-C3)알킬 또는 벤질 기임)과 반응시켜 하기 화학식(V)
[화학식 V]
Figure 112014032617121-pat00037
의 헥사산(hexaacid) 또는 에스테르를 얻는 단계;
b) 상기 화학식 (V)의 헥사산(R'는 H 이외의 의미를 가짐)의 에스테르 작용기를 경우에 따라 가수분해 또는 수소화시켜 하기 화학식 (Va)
[화학식 Va]
Figure 112014032617121-pat00038
(식 중에서, D, E 및 F1 은 상기 정의한 바와 같고 또 n은 1 내지 3임)
의 헥사산을 얻는 단계;
c) 상기 화학식 (Va)의 헥사산을 착화될 금속의 염 또는 옥사이드와 반응시켜 상응하는 착물 또는 염기에 의한 그의 염의 하나를 얻는 단계;
d) 상기 착물을, 카르복시산 작용기를 활성화시키는 물질 존재하에서, 아미노알코올 기 또는 NHR7R8 기 (이때, R7 및 R8은 상기 정의한 바와 같음)와 반응시켜 화학식(IIa)의 트리아미드(식중, X1 내지 X3은 독립적으로 -(CH2)n-CO-NR7R8 를 나타내고, 이때 n은 1 내지 3이고 또 R7 및 R8은 상기 정의한 바와 같음)를 얻는 단계를 포함한다.
화학식(IV)의 마크로사이클은 Inorg . Chem ., 32, 5257-5265 (1993)에 기재된 리히만 및 아트킨스의 방법에 의해 제조할 수 있다.
질소 원자의 치환(단계 (a))은 알코올과 같은 극성 용매 또는 바람직하게는 아세토니트릴 또는 테트라히드로푸란과 같은 비양성자성 용매 중의 용액에서, NaOH, Na2CO3 또는 N(C2H5)3 와 같은 무기 또는 유기 염기 존재하에서 α-브로모글루타르 에스테르의 작용에 의해 실시한다. 에스테르 작용기의 가수분해(단계(b))는 수성 또는 수성/알코올성 매질 중의 염기 또는 산의 작용에 의해 얻어진다. 착화(단계(c))는 예컨대 미국특허 5　554　748호 또는 Helv . Chim . Acta , 69, 2067-2074 (1986)에 기재된 바와 같이 유리하게 실시한다.
특히, 가돌리늄 착물을 얻기 위하여, GdCl3 또는 Gd2O3는 pH 5 내지6.5의 수용액 중의 화학식(V)의 화합물과 반응할 수 있다. 2개 착물의 상대적 안정성이 허용될 때 화학식 (Va) 또는 (II)의 착물의 양이온을 특히 이온 교환 수지로 교환할 수 있다.
아미드화 반응(단계(d))은 경우에 따라 디옥산 또는 테트라히드로푸란과 같은 제3 용매 존재하의 수성 매질에서 용해성 카르보디이미드와 같은 활성화제, 예컨대 J. Org . Chem ., 21, 439-441 (1956) 및 26, 2525-2528 (1961) 또는 미국특허 3　135　748호에 기재된 바와 같은 아민 기를 갖는 활성화제, 또는 1-에틸-3-(3-디메틸아미노)카르보디이미드 (EDCI) 및 1-시클로헥실-3-(2-모르폴리노에틸)카르보디이미드 메토-p-톨루엔설포네이트에 관련된 Org . Synth ., V, 555-558에 기재된 4급 암모늄 기를 갖는 활성화제를 사용하여 얻을 수 있다. Bioconjugate Chem ., 5, 565-576 (1994)에 기재된 바와 같은 N-히드록시설포숙신이미드, 또는 Tetrahedron Letters, 30, 1927-1930 (1989)에 기재된 바와 같은 2-숙신이미도-1,1,3,3-테트라메틸-우로늄 테트라플루오로보레이트 및 유사체를 사용하여도 실시할 수 있다.
단계(d)에 따른 다른 방법은 예컨대 EDCI와 같은 카르보디이미드 존재하에서 N-히드록시설포숙신이미드(NHS) 또는 히드록시벤조트리아졸(HOBT)을 무기 양이온, 예컨대 암모늄 또는 나트륨과 염화(salification)에 의해 용해될 수 있는 착물(Va)과 반응시켜 중간체 활성화된 에스테르를 형성하는 것으로 구성된다.
2-에톡시-1-에톡시카르보닐-1,2-디히드로퀴놀린(EEDQ)를 사용할 때, 상기 반응은 수성/알코올성 매질 중에서 실시될 수 있다. 아민 NHR7R8은 시중에서 얻을 수 있는 공지 화합물이거나 또는 당업자에게 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.
다른 요지에 따르면, 본 발명은 상기 기재한 바와 같은 착물을 사용하는 진단 방법 및 방사능약학적 치료 방법에 관한 것이다.
다른 요지에 따르면, 본 발명은 진단 또는 방사능약학적 조성물의 제조에 있어서 상기 화합물 또는 착물의 용도에 관한 것이다.
MRI 진단의 경우, 용액 주사에 의한 정맥 투여는 전형적으로 1 내지 500 μ몰 Gd/kg의 투여량으로 실시한다. 이 단위 투여량은 조영제 생성물의 성질, 투여 경로 및 환자 및 특히 연구하고자 하는 질병의 성질에 따라 달라질 것이다. 정맥 주사의 경우 자기 공명으로 관찰할 때, 용액의 농도는 전형적으로 0.001 내지 1 몰/리터이고, 0.001 내지 0.3 밀리몰/킬로를 환자에게 투여할 수 있다. 본 발명에 따른 착물을 포함하는 조영제 생성물은 뇌, 심장, 간 또는 신장과 같은 장기, 혈관계의 전부 또는 일부(코로나로그래피(coronarography), 조영술 등)및 이들 영역의 관류를 연구하기 위해 및 종양, 염증 또는 허혈성 투과성을 연구하기 위해 영상화하는 것이다.
방사능약학적 진단의 경우, 염수 용액 주사에 의한 정맥 투여는 전형적으로 70 kg 체중당 1 내지 100 mCi, 바람직하게는 5 내지 50 mCi의 투여량으로 실시할 수 있다.
방사성핵종(radionuclide)의 선택은 반감기(일반적으로 0.5 내지 8일), 방사성핵종의 방출 에너지(특히 β-방출성 방사성핵종)에 따라서 달라진다. 방사성동위원소는 적절한 공지 방법에 의해 혼입된다. 99 mTc의 경우, 일반적 방법은, 펩티드의 경우, WO 2005/009393호, 25-26 페이지에 기재되어 있다: 펩티드 내에 SH기가 존재할 때, 펩티드-결합 기-킬레이트 비-금속성 콘쥬게이트를 용해시키고, 티올 기를 산화로부터 보호하는 기를 사용하며, 사용된 라벨링은 나트륨 퍼테크네테이트 및 테크네튬을 환원시키기 위한 환원제이며, 얻어진 라벨링된 콘쥬게이트는 분리한다. 트랜스킬레이트화와 관련한 수순은 26페이지에 기재되어 있다.
바이오벡터(biovector)를 사용하여 결합하기 전에 킬레이트를 라벨링하는 것이 중요하다. 예컨대, 111In 및 177Lu의 경우, 30 - 150 ㎍의 바이오벡터(펩티드)-결합 기-킬레이트 비-금속성 콘쥬게이트 및 20 mCi의 177LuCl3 를 포함하는 용액을 제조하였다. pH를 예컨대 6으로 조정하였다. 이 용액을 주위 온도에서 60분간 배양하였다. 착화되지 않은 177Lu는 177LuCl3 용액을 부가하여 킬레이트화시켰다. 라벨링된 착물의 형성은 이온 교환 크로마토그래피 칼럼 상에서, 예컨대 Sephadex C25 상에서 평가하였다. 제조한 용액은 생리학적 pH로 조정하였다. X-선 조영제로 사용하기 위하여, 중금속 원자 농도는 전형적으로 0.1M 내지 5M이며, 정맥 투여에 의한 농도는 0.5 내지 1.5 밀리몰/kg 이다.
다른 요지에 따르면, 본 발명은 광학 영상화를 위한 조성물 제조에서 상술한 착물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 상자성 금속을 포함하는 착물의 합성, 환자에게 이들의 투여 및 MRI 영상화를 포함하는 영상화 방법에도 관한 것이다. 본 발명은 또한 병리학적 영역을 표적으로 할 수 있는 본 발명에 따른 방사능약학적 착물의 합성, 환자에게 이들의 투여 및 SPECT 또는 플래너 γ 신티그래피(scintigraphy) 또는 포지트론 방출 토모그래피(PET 방법)에 의한 영상화를 포함하는 영상화 방법에도 관한 것이다.
본 발명은 M이 상자성 양이온일 때 자기 공명 영상화를 위하여, 또는 M이 X-선을 흡수하는 중금속 원자의 양이온일 때 방사선진단을 위한 본 발명에 따른 착물을 포함하는 조성물에 관한 것이며, 상기 조성물은 경구 투여 또는 비경구 경로에 의한 투여를 위하여 통상적인 첨가제 및 부형제를 포함할 수 있다.
보다 일반적으로, 본 발명에 따른 착물이 사용될 수 있는 진단용도 또는 경우에 따라 치료 용도를 위한 일반적인 조건은 WO 2005/062828호 "Diagnostic and Therapeutic Uses" 및 "Radiotherapy" 부분에 기재되어 있다.
PET, PET-SCAN 또는 유사 방법에 의해 영상화하기 위한 방사성핵종의 경우, 생성물을 환자에게 주사하기 위한 부위와 가까운 곳 이외에 사용할 때 그의 합성이 가능하며, 바이오벡터에 대하여 "투명" 거동을 나타내는 PET(예컨대 NOTA)에 사용되는 화합물(II) 또는 (VI) 또는 기타 화합물에 결합된 바이오벡터(예컨대 소마토스타틴)를 사용하는 것이 유리할 것이다. 보다 특히, 투명성은 생물학적 표적에 대한 바이오베터의 인식(친화성)을 현저하게 방해하지 않는 화합물로 구성된다. 이 투명성은 착물 형태로 있더라도 화합물을 마스킹할 수 있는 아미노알코올 사슬의 친수성 기에 의해 증진된다. 친수성 사슬의 다양한 구조 및 길이를 갖는 바이오벡터의 친화성에 대한 스크리닝 시험은 만족스런 화학식(VIII)의 생성물을 선택할 수 있게 한다. 또한, 소망하는 마스킹 효과는 아미노알코올 보다는 다른 화학기에 대해 연구될 수 있다. 바이오벡터 상의 이러한 보호 효과는 갈륨 68Ga 의 경우에 특히 유리하며, 이는 일시적인 제조 수순(게르마늄 68Ge 으로부터 Maecke et al.의 수순은 방사능핵종의 사용을 현저하게 개선시킨다)이 당업자에게 공지되어 있기 때문이다. 상기 화합물을 갈륨(예컨대 미국특허 6 071 490호에 기재된 바와 같이 DTPA-펩티드 콘쥬게이트)과 결합하는 것은 예컨대 10-100 mCi의 68Ga를 사용하여 실시한다. 화합물과 바이오벡터 사이의 적절한 결합 기는 친화성을 보호하는 소망하는 마스킹 효과를 용이하게 하기 위하여 선택할 수 있다. 특히 일 실시예에 따르면, 친수성 결합기(PEG 유도체, 예컨대)를 사용할 수 있다. 결합 기의 크기는 생물학적 표적과 상호작용하는 바이오벡터의 영역(들)로부터 화합물을 멀리 움직이도록 충분히 긴 것이 유리하다.
본 발명은 본 발명에 따른 화학식(II) 또는 (VI)의 화합물의 착물을 포함하는 조성물을 환자에게 투여하고 또 자기 공명에 의해, 신티그래피 또는 X-선 하에서 연구할 부분을 관찰하는 것으로 구성되는 의료적 영상화 방법에도 관한 것이다.
본 발명의 진단용 조성물은 본 발명의 착물, 첨가제, 예컨대 산화방지제, 완충제, 삼투압 조절제, 안정화제, 칼슘, 마그네슘 또는 아연의 염, 또는 이들 양이온 또는 착화 화합물의 다른 킬레이트를 소량 포함할 수 있다. 제제 실시예는 일반적 작업 및 Remington's Pharmaceutical Science , 18 th Edition (1990), Mack . Pub 에 기재되어 있다. 예컨대 제제 보조제(락토오스, 메틸셀룰로오스, 만니톨) 및/또는 계면활성제(레시틴, Tween®등)를 포함하는 멸균 염수 또는 수용액을 제조할 수 있다.
비이온 착물(예컨대 본 발명에 따른 화학식(II)의 화합물의 착물)의 경우, 예컨대 만니톨과 같은 부형제를 사용할 수 있다.
약학적으로 허용되는 투여량은 치료 또는 진단 용에 적절한 투여량을 지칭한다.
본 발명은 다르게 언급하지 않는 한, 상술한 화합물의 모든 키럴, 부분입체이성질체, 라세미체, 특히 시스-트랜스, R-S, L-D 형태를 포함한다.
상술한 바와 같은 화학식(II)의 화합물 이외에, 출원인은 다음 화학식의 킬레이트를 연구하였다:
[화학식 A1]
Figure 112014032617121-pat00039
,
[화학식 A2]
Figure 112014032617121-pat00040
및
[화학식 A3]
Figure 112014032617121-pat00041
(식 중에서, D, E 및 F1 은 상기 정의한 바와 같다).
거울상이성질체 과량을 나타내는, 즉 킬레이트의 50% 이상의 (R) 이성질체 또는 (S) 이성질체를 갖는 유기 킬레이트(또는 상기 유기 킬레이트를 포함하는 조성물). 특히, n은 1 내지 4, 특히 n= 2이고 2개 이성질체 중의 하나가 80%, 85% 90% 또는 9% 이상의 과량으로 존재할 것이다. 이러한 과량은 향상된 이완성을 갖는 농축된 또는 광학적으로 순수한 조영제를 수득하는데 유리하다.
(A1)의 경우,
Figure 112014032617121-pat00042
기는 3개의 질소 원자 중의 어느 것에 접속될 수 있다.
(A2)의 경우,
Figure 112014032617121-pat00043
기는 3개의 질소 원자 중의 어느 것에 접속될 수 있다.
(A3)의 경우,
Figure 112014032617121-pat00044
기는 3개 질소 원자 중의 어느 것에 접속될 수 있다.
이러한 화합물은 WO 2005/001415호의 실시예 4 및 5에서 DOTAs에 대해 기재된 바와 같이 바이오벡터에 결합된 화합물의 합성을 위해 사용될 수 있다.
보다 일반적으로, 출원인은 짧은 아미노알코올 사슬이 그라프트된 킬레이트에 대해 연구하였다. 이들 킬레이트는 예컨대 DOTMA, NOTA, TETA, TTHA, CYDTA, HPDO3A, PA-DOTA, MeO-DOTA, MXDTPA, DTPA, PDTA, MECAM, CMDOTA, CDTA, CDTPA 또는 OTTA 유형, AAZTA (Inorganic Chemistry, vol 43, n°4, 2004, 7588-7590)이며, 그의 유도체는 아미노알코올 사슬에 직접적으로 또는 링커에 의해 결합되며, 이것의 명명은 킬레이트의 이성질화에 관계없이 공지되어 있다.
또한, 본 출원인은 하기 화학식(VII)의 PCTA 주쇄(backbone)를 갖는 화합물에 대해 연구하였다:
[화학식 VII]
Figure 112014032617121-pat00045
식 중에서,
u, v 및 w는 독립적으로 1 또는 2이고;
각 R13 은 독립적으로 H, 알킬, 알콕시, 시클로알킬, 아릴, 아르알킬, 알킬아미노, 알카노일 또는 알카노일옥시로 구성된 군으로부터 선택되고, 각각은 치환될 수 있거나, 또는 생체분자(biomolecule)와 콘쥬게이트를 형성할 수 있거나 또는 화학식(VII)의 화합물의 다량체를 형성할 수 있는 작용기, 또는 생체분자와의 콘쥬게이트를 형성하는 작용기일 수 있고;
G1, G2 및 G3는 독립적으로 -COOR14, -P(O)(OR14)2, -P(O)(OR14)(R14), -C(O)N(R14)2 또는 -R15-P(O)-OR14 (포스피네이트, 이때 각 R14는 H이고 또 각 R15는 (C1-C4)알킬 또는 아릴알킬임) 이고;
각 K1 내지 K12는 독립적으로 H, 알킬, 히드록시알킬, 알콕시알킬 또는 생체분자와 콘쥬게이트를 형성할 수 있는 작용기 또는 화학식 (VII)의 화합물의 다량체를 형성할 수 있는 작용기임.
화학식(VII)에서, 이하의 정의가 적용된다:
- "시클로알킬"은 3 내지 8개 탄소원자를 갖는 시클릭 탄화수소 기를 지칭한다. 이들 기는 비치환 또는 예컨대 알킬, 할로겐, 히드록실, 히드록시알킬, 알콕시, 알카노일, 알카노일옥시, 아미노, 알킬아미노, 디알킬아미노, 알카노일아미노, 티올, 알킬티오, 니트로, 시아노, 카르복실, 카르바모일, 알콕시카르보닐, 알킬설포닐, 설폰아미도 등에 의해 치환될 수 있고;
- "알콕시"는 -알킬(O)를 지칭한다;
- "아릴"은 페닐, 피리딜, 푸릴, 티오페닐, 피롤릴, 이미다졸릴 등을 지칭한다. 바람직한 치환된 아릴 기는 1, 2 또는 3개의 할로겐, 니트로아미노, 말레이미도, 이소티오시아나토, 히드록실, 히드록시알킬, 알킬, 알콕시, 카르바모일, 카르복시아미도, 아실아미노 또는 카르복실에 의해 치환된다;
- "아르알킬"은 알킬 기에 결합된 아릴 기를 지칭한다;
- "할로겐"은 브로모, 클로로, 플루오로 또는 요오도를 지칭한다;
- "알카노일"은 알킬-(C=O)-을 지칭한다;
- "알카노일옥시"는 알킬-(C=O)-O-를 지칭한다;
- "알킬아미노"는 -NHR를 지칭하며, 이때 Rdms 알킬이다.
본 명세서를 통하여, 히드록시알킬 기는 1 이상의 히드록실 기를 포함하는 직선 또는 분지상 알킬 사슬을 지칭한다.
실시예
본 발명은 다음의 비제한적인 실시예에 의해 상세하게 설명한다.
이완성 측정:
이완 시간 T1 및 T2는 20 MHz (0.47T) 및 37℃에서 Minispec 120 장치(Bruker) 상에서 표준 과정에 의해 측정하였다. 종방향 이완 시간 T1은 역전 회복 수순을 이용하여 측정하였고 또 횡방향 이완 시간 T2는 CPMG 수법에 의해 측정하였다.
이완 속도 R1 (= 1/T1) 및 R2 (= 1/T2)는 37℃의 수용액에서 상이한 전체 금속 농도(0.1 x 10-3 내지 1 x 10-3 몰/리터로 다양)에 대해 산출하였다. 농도의 함수로서 R1 또는 R2 사이의 상관관계는 선형이며 기울기는 (1/초) x (1/밀리몰/리터), 즉 mM-1.s- 1 로 표시되는 이완성 r1 (R1/C) 또는 r2 (R2/C)를 나타낸다.
상기 화합물은 상이한 매질: 물, NaCl, 시트레이트, 포스페이트, 카보네이트, 이온 칵테일에서 제조하였다.
본 출원인은 얻어진 생성물들이 안정하고, 특히 적절한 프로토콜에 의해 트랜스메탈화 되지 않는 것을 확인하였다. 특히, ZnCl2 의 존재하에 선형 킬레이트와는 대조적으로, 생성물은 완전히 안정하다(표준 프로토콜: 생성물의 농도= ZnCl2 의 농도 = 1.25 mM 조사한 용액에서; 온도 37℃).
실시예 1:
Figure 112014032617121-pat00046
200 ml의 물에 1.05몰의 암모니아를 포함하는 용액을 준비하였다. pH는 HCl로 6으로 조절하고, 17.5g의 3,6,9,15-테트라아자비스클로[9.3.1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리(α-글루타르산)의 가돌리늄 착물, 1.96g의 HOBT, 24.92g의 EDCI 및 150ml의 디옥산을 상기 용액에 가하였다. pH를 다시 6으로 조절하고, 24시간후 반응 매질을 대략 70ml 로 농축하였다. 반응 매질은 700ml의 에탄올+ 200ml의 에테르로 침전시켰다. 고체는 여과한 다음 용리제로서 물을 사용하여 실란화된 실리카 RP2 상에서 크로마토그래피하여 정제하였다. 5.4g의 생성물 1을 얻었다. m/z(ES+)= 749.
실시예 2:
Figure 112014032617121-pat00047
40 ml의 물에 0.763g 의 3-아미노프로판-1,2-디올을 포함하는 용액을 준비하였다. pH는 HCl로 6으로 조절하고, 2g의 3,6,9,15-테트라아자비스클로[9.3.1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리(α-글루타르산)의 가돌리늄 착물, 0.162g의 HOBT, 1,99g의 EDCl 및 30ml의 디옥산을 상기용액에 가하였다. pH를 다시 6으로 조절하고, 24시간후 반응 매질을 대략 20ml 로 농축하였다. 반응 매질은 100ml의 에탄올+ 100ml의 에테르로 침전시켰다. 고체는 여과한 다음 용리제로서 물/CH3CN : 100%부터 90%(v/v)를 사용하여 RP18 실리카상에서 크로마토그래피하여 정제하였다. 980mg의 생성물 2를 얻었다. m/z(ES+)= 971.
실시예 3
Figure 112014032617121-pat00048
40 ml의 물에 0.512몰의 에탄올아민을 포함하는 용액을 준비하였다. pH는 HCl로 6으로 조절하고, 2g의 3,6,9,15-테트라아자비스클로[9.3.1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리(α-글루타르산)의 가돌리늄 착물, 0.162g의 HOBT, 1.99g의 EDCI 및 30ml의 디옥산을 상기 용액에 가하였다. pH를 다시 6으로 조절하고, 24시간후 반응 매질을 대략 20ml 로 농축하였다. 반응 매질은 100ml의 에탄올+ 100ml의 에테르로 침전시켰다. 고체는 여과한 다음 용리제로서 물/CH3CN : 100%부터 90%(v/v)를 사용하여 RP18 실리카상에서 크로마토그래피하여 정제하였다. 560mg의 생성물 3을 얻었다. m/z(ES+)= 881.
HPLC: Lichrospher RP18 컬럼, 250×4.6mm, 유속: 1ml/분, 201 nm에서 UV 검출.
유동상 : A; 물/B: CH3CN
Figure 112014032617121-pat00049
Rt = 10 내지 11분(몇 개의 피크)
실시예 4
Figure 112014032617121-pat00050
110 ml의 물에 6.1몰의 세리놀을 포함하는 용액을 준비하였다. pH는 HCl로 6으로 조절하고, 11.25g의 3,6,9,15-테트라아자비스클로[9.3.1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리(α-글루타르산)의 가돌리늄 착물, 1.3g의 HOBT, 16g의 EDCI 및 50ml의 디옥산을 상기 용액에 가하였다. pH를 HCl로 6으로 조절하고, 24시간후 반응 매질을 농축 건조시켰다. 페이스트는 에탄올중에서 경화되었다. 고체는 여과한 다음 용리제로서 물을 사용하여 실란화된 실리카RP2 상에서 크로마토그래피하여 정제하였다. 5.2g의 생성물 4를 얻었다. m/z(ES+)= 971.
HPLC: Lichrospher RP18 컬럼, 250×4.6mm, 유속: 1ml/분, 201 nm에서 UV 검출.
유동상 : A; 물/B: CH3CN
Figure 112014032617121-pat00051
Rt = 10 내지 11분(여러 개의 피크)
실시예 5
Figure 112014032617121-pat00052
70 ml의 물에 3.66g의 글루카민을 용해 시켰다. pH는 HCl로 6으로 조절하고, 5g의 3,6,9,15-테트라아자비스클로[9.3.1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리(α-글루타르산)의 가돌리늄 착물, 0.372g의 HOBT, 4.576g의 EDCI 및 50ml의 디옥산을 상기 용액에 가하였다. pH를 HCl로 6으로 조절하고, AT에서 9시간 동안 반응시킨 후 반응 매질에 6g의 글루카민을 가하고, pH를 6으로 조절한다. 반응매질에 0.372g의 HOBT및 4.576g의 EDCI 를 가하였다. pH를 다시 6으로 조절하고, 하룻밤 반응시킨 후 반응 매질을 농축하였다. 26g의 조 생성물은 Lichrospher RP18 컬럼 상에서 예비 HPLC에 의해 정제하였다. 4.7g의 생성물 5를 얻었다. m/z(ES+)= 1241.
실시예 6
Figure 112014032617121-pat00053
100 ml의 물에 2.896g의 3-메틸아미노-1,2-프로판디올을 용해시켰다. pH는 HCl로 6으로 조절하고, 5g의 3,6,9,15-테트라아자비스클로[9.3.1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리(α-글루타르산)의 가돌리늄 착물, 0.372g의 HOBT, 4.576g의 EDCI 및 75ml의 디옥산을 상기 용액에 가하였다. pH를 HCl로 6으로 조절하고, AT에서 8시간 동안 반응시킨 후 반응 매질에 2.896g의 3-메틸아미노-1,2-프로판디올을 가하고, pH를 HCl로 6으로 조절한다. 반응매질에 0.372g의 HOBT 및 4.576g의 EDCI를 가하였다. pH를 다시 6으로 조절하고, 하룻밤 반응시킨 후 반응 매질을 농축하였다. 29g의 조 생성물은 Lichrospher RP18 컬럼 상에서 예비 HPLC에 의해 정제하였다. 3.8g의 생성물 6를 얻었다. m/z(ES+)= 1213.
실시예 7
Figure 112014032617121-pat00054
중간체 3:
400ml의 아세토니트릴에 5g의 중간체 화합물 1, 41g의 2-브로모헥산디오산 디에틸에스테르(75%의 순도) 및 16g의 K2CO3 를 용해시켰다. 용액을 하룻밤 환류시켰다. 여과하고, 여과액을 농축하고, 그다음 pH =2에서 물/HCl 혼합물로 처리하였다. 여과액을 에테르로 씻고, 수용액층을 중화시킨다음 CH2Cl2 로 추출하였다. 유기층을 농축하였다. 오일형태의 12g의 중간체 3을 얻었다. m/z = 806
HPLC: 컬럼: 대칭, C18, 250 × 4.6 mm;
유동상: A: 물 + TFA(pH=2.8)/B: CH3CN
Figure 112014032617121-pat00055
rt = 34.5 분
중간체 4:
60ml의 5N 수산화 나트륨 용액 및 60ml의 메탄올에 12g의 중간체 3 을 용해시켰다. 용액을 하룻밤 환류시킨다음 농축하였다. 계속하여 Amberlite IRC50 수지를 통과시켜 중화시킨 다음 다시 농축하였다. 얻어진 오일은 에탄올에서 경화시켰다. 결정형태의 9.5g의 중간체 4를 100% 수율로 얻었다.
m/z = 638
HPLC: 컬럼: 대칭, C18, 250 × 4.6 mm;
유동상: A: 물 + TFA(pH=2.8)/B: CH3CN
Figure 112014032617121-pat00056
rt = 18분(2 피이크)
중간체 5:
150ml의 물에 9.5g의 중간체 4를 용해시켰다. pH를 6으로 조절하고, 용액에 2.73g의 GD2O3 를 가하고, 60℃에서 8시간동안 반응시켰다. 용액을 농축시킨 다음 잔류물을 에탄올로 처리하였다. 백색 결정형태의 9g의 중간체 5를 얻었다. m/z = 792.25
HPLC: 컬럼: 대칭, C18, 250 × 4.6 mm;
유동상: A: 물 + TFA(pH=2.8)/B: CH3CN
Figure 112014032617121-pat00057
rt = 18.3 내지 21분(4 피이크)
생성물 7:
120ml의 물에 5g의 3-아미노프로판-1,2-디올을 용해시켰다. pH를 6으로 조절하고, 상기용액에 9g의 중간체 5, 1.04g의 HOBT 및 12.8g의 EDCI를 가하였다. 용액을 pH 6에서 18 시간동안 교반하였다. 용액을 증발시키고, 얻어진 오일을 에탄올로 처리하고, 형성된 결정을 여과 하였다. 얻어진 결정은 실란화된 실리카 RP2 상에서 크로마토그래피로 정제하였다. 2.9g의 생성물 7을 얻었다. m/z = 1012.19
HPLC: 컬럼: 대칭, C18, 250 × 4.6 mm;
유동상: A: 물 + TFA(pH=2.8)/B: CH3CN
Figure 112014032617121-pat00058
rt = 13분 (3 피이크)
비교예 8 및 9: 선행기술의 생성물( US 5 403 572)
출원인은 적절한 프로토콜을 제조하였다.
비교예 8:
Figure 112014032617121-pat00059
중간체 3:
50ml의 아세토니트릴에 3.83g의 중간체 화합물 1 및 12.82g의 무수 하소 처리된 K2CO3 를 가하였다. 30분간 환류 교반한 후 15g의 에틸 3-벤질옥시-2-브로모프로파노에이트를 가하였다. 반응물을 2시간 15분동안 교반하면서 환류 반응시킨 후 뜨거운 현탁액을 소셜처리된 유리 펀넬을 통해 여과하였다. 얻어진 고체는 아세토니트릴로 씻었다. 여과액은 농축하고, 그 다음 150ml의 5N HCl로 처리하였다. 수용액은 Et2O로 3번 추출하고, 그 다음 에틸 아세테이트로 3번 그 다음 디클로로메탄으로 3번 추출하였다. 디클로로메탄으로 추출한 추출액으로 부터 얻어진 유기 상과 합치고, MgSO4 상위에서 건조시킨다음 농축하였다. 6.4g의 중간체 생성물 3을 67%의 수율로 얻었다. m/z = 826.
중간체 4:
200ml의 37% HCl에 중간체 3을 용해시킨 다음 40℃에서 9시간 동안 교반 하면서 반응시켰다. 반응 매질을 농축시킨 다음 실란화된 실리카 RP2(물로 용출)에 의해 정제하였다.2.9g의 생성물 중간체 4를 80%의 수율로 얻었다.
m/z (ES+)= 468.
생성물 8:
120ml의 물에 중간체 4를 용해시켰다. pH를 5로 조절한 다음 1.134g의 Gd2O3를 가하였다.
1N HCl로 pH를 5.2 내지 5.7사이로 유지하면서 40℃에서 6시간 동안 교반 하면서 반응시킨 후 반응 매질을 0.22㎛ 필터를 통해 여과하고, 농축한 다음 실란화된 실리카 RP2(물로 용출)에 의해 정제하였다. 1.4g의 생성물 8을 36%의 수율로 얻었다. m/z (ES+)= 625.
비교예 9:
Figure 112014032617121-pat00060
중간체 3:
아르곤 분위기에서 환류시키면서 100ml의 아세토니트릴에 10g의 PCTA 및 39.4g의 무수 하소처리된 K2CO3를 용해시켰다. 여기에 26.07g의 α-브로모-γ-브티로락톤을 가하였다. 아르곤 분위기하에서 24시간동안, 매우 격렬하게 교반 하면서 반응시킨 후, 반응 매질을 여과하였다. 고체를 아세토니트릴로 세척하였다. 여액을 농축하여 5.8g의 생성물을 얻은 다음 200g의 실리카상에서 정제하였고, 용출은 CH2Cl2/MeOH(9/1)로 수행하였다. 1.93%의 중간체 생성물 3을 13%의 수율로 얻었다.
m/z(ES+) = 668.
생성물 9:
50ml의 물에 중간체 3을 용해시켰다. pH를 5로, 반응온도를 60℃로 조절하였다. 반응매질에 0.762g의 Gd2O3를 가하였다. 80℃에서 5시간 반응시키는 동안 pH를 5 내지 5.5로 유지하였다. 반응 매질은 0.22㎛ 필터를 통해 여과한 다음 농축하였다. 2.71g의 생성물을 얻었고, 그 다음 실란화된 실리카상에서 크로마토그래피로 정제하였다. 1.38g의 생성물 9를 50%의 수율로 얻었다.
실시예 10:
실시예 2에 따른 다음 착물은
Figure 112014032617121-pat00061
카르복실산 작용기를 포함하거나 또는 간접적으로 결합기를 사용하는 바이오벡터로 결합되었다.
예를들면, 다음 표 3에 대조된 특성을 가진 펩티드 바이어벡터는 스퀘어레이트(squarate) 결합기를 사용하여 결합되었다.
번호. 서열 MW w in mg
1 Asp(tBu)-Ala-His(Trt)-Ser(tBu)-Phe-Ser(tBu)OH 1073.31 172
2 Leu-Ile-Lys(Boc)-Lys(Boc)-Pro-Phe-OH 945.22 151
3 Pro-Gly-Asp-(tBu)-Leu-Ser(tBu)-Arg(Pbf)-OH 1008.25 161
단계 1: 화합물의 형성
Figure 112014032617121-pat00062

실시예 2에 따른 1g의 화합물은
Figure 112014032617121-pat00063
톨루엔으로 건조시킨 다음 아르곤 분위기하에서 20ml의 무수 DMSO에 현탁시켰다. 그 다음 시브(분자체 1.7 당량)상에서 건조된 0.4ml의 Et3N 및 20 mg 의 디에틸 스퀘어레이트(Aldrich, 2.5g)을 가하였다. 이 혼합물은 아르곤 분위기 하에서 1시간동안 주변온도에서 교반하였다. 반응 매질은 120ml 의 에테르로 침전시켜다. 노란색을 띤 오일은 에틸 에테르로 씻어주고, 얻어진 고체를 여과한 다음 디클로로메탄으로 씻어주었다.
여과 후, 700 mg 의 백색 고체를 얻었다.
단계 2: 스퀘어레이트 유도체로 펩티드 번호. 1, 2 또는 3의 결합
pH 9.4인, 15 ml의 Na2CO3 수용액에 단계 1에서 얻어진 화합물(155.5 mg, 1.35 X 10-4 mol)을 용해시켰다. Na2CO3 를 추가하여 pH 9.4를 유지할 동안 보호된 펩티드 1, 2 또는 3(1.6 X 10-4 mol)을 가하였다. 펩티드가 물에 용해되지 않으면, 완전히 용해 될 때 까지 DMF 몇 방울을 가하였다.
주변온도에서 48시간동안 반응시킨후, 매질을 에탄올/에틸 에테르 혼합물로 침전시켰다. 침전물은 여과한 다음 건조시켰다.
단계 3: 탈보호
단계 2에서 얻어진 화합물을 비율 90/5/5로 TFA/TIS/H2O의 10cm3에 용해시켰다. 매질을 주변온도에서 5시간 동안 교반한 다음 용매를 감압 하에 증발시켰다. 잔류물을 에틸 에테르로 처리하고 여과한 다음 건조시켰다. 계속하여, 생성물은 물/TFA pH 3/CH3CN 으로 구성되는 용리제를 사용하여 Symmetry® 컬럼상에서 예비 HPLC로 정제하였다.
특정한 결합된 화합물, 예를 들면 C-위치에서 기능화된 다음 화합물 10a, 10b 및 10c를 얻었다.
Figure 112014032617121-pat00064
10a,
Figure 112014032617121-pat00065
10b,
및
Figure 112014032617121-pat00066
10c.
고리의 질소원자와 선택적인 결합에 의해 PCTA 고리의 N-기능화된 PCTA 위치에서 아미노알코올 측쇄로 바이오벡터를 합체시키는 것이 가능하다.
실시예 11: DO3A 골격을 처리하는 화합물
Figure 112014032617121-pat00067
화학식 (11)
60 ml의 물에 2.6g의 3-아미노프로판-1,2-디올을 포함하는 용액을 준비하였다. pH는 HCl로 6으로 조절하였다. 상기 용액에 6g의 2-[4,7-비스(1,4-디카르복시부틸)-1,4,7,10-테트라아자시클로도데크-1-일]헥사노산의 가돌리늄 착물을 가하였다. 0.71g의 술포-NHS 및 0.62g의 EDCI를 가하기 전에 pH를 다시 조절하였다. pH는 조정하고, 그리고 2N NaOH로 6으로 조절하였다. AT에서 하룻밤 방치한 후, 반응매질을 대략 20 ml로 농축한 다음 100ml의 에탄올로 침전시켰다. 고체는 여과하고, 에탄올 및 디에틸 에테르로 씻은 다음 용리제로서 물만을 사용하여 실란화된 실리카 RP2상에서 정제하였다. 2.2g의 생성물 11을 얻었다. m/z (ES+) = 979.
HPLC: 컬럼: Lichrospher RP18, 5㎛, 100 Å, 250 X 4.6 mm, 유속: 1ml/분, 201 nm에서 UV 검출, 유동상: A: 물(TFA pH 2.8)/CH3CN
Figure 112014032617121-pat00068
rt = 7.8분(2 피이크)
실시예 12 내지 19:
상기와 유사한 합성방법에 따라 출원인은 특히 다음 화합물들을 제조하였다.
Figure 112014032617121-pat00069
실시예 20: 생체 내에서 영상 연구
매우 바람직한 결과가 신경교종의 검출을 위해 명백하게 얻어졌다.
화합물 II(실시예 2)는 쥐의 C6 신경교종의 검출을 위해 Dotarem®및 MultiHance®와 비교하였다. 각각의 동물은 임의의 순서로 동일한 투여량(0.1 mmol/kg)으로 모두 3가지 생성물을 투여하였다. 최소 4시간의 지연은 이전의 주입으로 잔존하는 명암을 피하기 위해 주입 사이에 고려하였다. 증가는 2.35 T 시스템(BioSpec 24/40, Bruker, 독일)상에서 T1w-Spin 순서로 30분 동안 추적하였다. 손상의 증가는 정량적(ROIs)으로 그리고 장성적(blinded cotation)으로 평가하였다. 모든 손상은 모든 조영제로 묘사되었다. 그러나 3가지 조영제 중에서 화합물 II는 손상된 뇌와 건강한 뇌 사이에 2배 이상의 뚜렷한 명암의 차이를 야기하였다. 잘 보이지 않는 판독자는 화합물 II를 주입한 모든 쥐에 대해 종양 및 건강한 뇌사이의 명암을 훨씬 더 명백하게 판독하였다.

Claims (8)

  1. 하기 화학식(IIa)의 화합물:
    화학식 ( IIa )
    Figure 112014032617121-pat00070

    상기식에서,
    R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 COOH를 나타내고;
    X1, X2 및 X3는 서로 독립적으로 L-Y를 나타내고, 여기서
    L은 C1-C3 알킬 기를 나타내고,
    Y는 -CO-NR7R8을 나타내고, 식중 R7은 H, C1-C6 알킬 기 또는 C1-C6 히드록시알킬 기를 나타내고, 그리고 R8은 C1-C6 히드록시알킬 기를 나타내고;
    D는 CH를 나타내고;
    E는 N을 나타내고;
    F1는 CH를 나타내고;
    K1 내지 K12은 H임.
  2. 제 1항에 있어서,
    R8은 -CH2-CH2OH, -CHOH-CH2OH, -CH-(CH2OH)2, p가 1 또는 2인 -CH2-(CHOH)p-CH2OH, 또는 -C-(CH2OH)3를 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
  3. M과 제 1 항에 따른 화합물의 착물로서,
    상기 M은 원자번호 21-29, 42-44 또는 58-70의 상자성 금속의 이온 또는 99Tc, 117Sn, 111In, 97Ru, 67Ga, 68Ga, 89Zr, 177Lu, 47Sc, 105Rh, 188Re, 60Cu, 62Cu, 64Cu, 67Cu, 90Y, 159Gd, 149Pr 및 166Ho로부터 선택된 방사성핵종을 나타내는 것을 특징으로 하는 착물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 상자성 금속의 이온은 Gd3 +, Mn2 + 및 Fe3 +로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 착물.
  5. 제 3 항에 있어서,
    하기 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 착물:
    - 10 mM-1S-1Gd-1 이상의 수중에서의 이완성,
    - 800 내지 1200 mOsm/kg의 오스몰 농도, 및
    - 20 내지 300 MHz에서 안정한 이완성.
  6. 제 3 항에 있어서,
    하기 착물들로부터 선택되는 것을 특징으로 착물:
    화학식 2
    Figure 112014032617121-pat00071

    화학식 3
    Figure 112014032617121-pat00072

    화학식 4
    Figure 112014032617121-pat00073

    화학식 6
    Figure 112014032617121-pat00074

    화학식 18
    Figure 112014032617121-pat00075

    화학식 7
    Figure 112014032617121-pat00076

    화학식 13
    Figure 112014032617121-pat00077
    .
  7. X1 내지 X3가 독립적으로 -(CH2)n-CO-NR7R8 을 나타내고, 식중 n= 1 내지 3이고, R7 및 R8이 제 1항에서 정의한 바와 같은, 제 1 항에서 정의한 화학식(IIa) 화합물의 제 3 항에 따른 금속 착물을 제조하는 방법으로, 상기 방법은:
    a) 하기 화학식(IV)의 축합된 마크로사이클과
    화학식 ( IV )
    Figure 112014032617121-pat00078

    (식중, D, E 및 F1은 제 1항에 정의한 바와 같음)
    식 R'OOC-CHQ-(CH2)n-COOR' 의 화합물(식중 n = 1 내지 3이고, Q는 할로겐 원자, 토실레이트 기, 트리플레이트 기 또는 (C1-C3)알킬술포네이트로부터 선택되는 이탈기를 나타내고, 그리고 R'는 수소 또는 (C1-C3)알킬 또는 벤질 기를 나타냄)을 반응시켜 하기 화학식 식(V)의 헥사산 또는 에스테르를 얻는 단계;
    화학식 (V)
    Figure 112014032617121-pat00079

    b) R' 가 H 이외의 다른 기일 때, 식(V)의 헥사산의 에스테르 작용 기를 가수분해 또는 수소화시켜 하기 화학식 (Va)의 헥사산을 얻는 단계;
    화학식 ( Va )
    Figure 112014032617121-pat00080

    (식중, D, E 및 F1은 상기 정의한 바와 같고, n 은 1 내지 3이다)
    c) 화학식 (Va)의 헥사산을 착물화되는 금속의 염 또는 옥사이드와 반응시켜 해당하는 착물 또는 염기와 함께 그의 염 중의 하나를 얻는 단계;
    d) 카보디이미드, N-히드록시숙신이미드, 2-숙신이미도-1,1,3,4-테트라메틸우로늄 테트라플루오로보레이트, N-히드록시술포숙신이미드, 히드록시벤조트리아졸, 2-에톡시-1-에톡시카보닐-1,2-디히드록퀴놀린으로부터 선택되는 카르복실산 작용 기를 활성화하는 제제의 존재 하에서, 착물을 NHR7R8 기(식중,R7 및 R8이 제 1항에 정의한 바와 같음)과 반응시켜 X1 내지 X3가 각각 -(CH2)n-CO-NR7R8 을 나타내고, 식중 n= 1 내지 3이고 그리고 R7 및 R8이 제 1항에 정의한 바와 같은 화학식 (IIa)의 트리아미드를 얻는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 착물의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    Q는 브롬 원자를 나타내는 것을 특징으로 하는 금속 착물의 제조 방법.
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