KR101836461B1 - Gd-complex of DO3A-ferrocene Conjugates as MRI Contrast Agent - Google Patents

Gd-complex of DO3A-ferrocene Conjugates as MRI Contrast Agent Download PDF

Info

Publication number
KR101836461B1
KR101836461B1 KR1020160062022A KR20160062022A KR101836461B1 KR 101836461 B1 KR101836461 B1 KR 101836461B1 KR 1020160062022 A KR1020160062022 A KR 1020160062022A KR 20160062022 A KR20160062022 A KR 20160062022A KR 101836461 B1 KR101836461 B1 KR 101836461B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ferrocene
do3a
contrast agent
compound
complex
Prior art date
Application number
KR1020160062022A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20170130979A (en
Inventor
김태정
장용민
이재준
Original Assignee
경북대학교 산학협력단
재단법인 오송첨단의료산업진흥재단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경북대학교 산학협력단, 재단법인 오송첨단의료산업진흥재단 filed Critical 경북대학교 산학협력단
Priority to KR1020160062022A priority Critical patent/KR101836461B1/en
Publication of KR20170130979A publication Critical patent/KR20170130979A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101836461B1 publication Critical patent/KR101836461B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F17/00Metallocenes
    • C07F17/02Metallocenes of metals of Groups 8, 9 or 10 of the Periodic System
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/08Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by the carrier
    • A61K49/10Organic compounds
    • A61K49/101Organic compounds the carrier being a complex-forming compound able to form MRI-active complexes with paramagnetic metals
    • A61K49/103Organic compounds the carrier being a complex-forming compound able to form MRI-active complexes with paramagnetic metals the complex-forming compound being acyclic, e.g. DTPA
    • A61K49/105Organic compounds the carrier being a complex-forming compound able to form MRI-active complexes with paramagnetic metals the complex-forming compound being acyclic, e.g. DTPA the metal complex being Gd-DTPA

Abstract

본 발명은 페로센을 기반으로 한 새로운 형태의 MR 조영제의 개발에 관한 것으로, 보다 상세하게는 DO3A-페로센 화합물, 이 화합물을 리간드로 포함하는 가돌리늄 착물, 이 가돌리늄 착물을 포함하는 MRI 조영제, 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 화합물은 DO3A의 구조에 페로센이 결합되어 있는 특징을 가지고 있고, 가돌리늄과 착물을 형성하면 종래 조영제의 리간드 또는 백본으로 사용되었던 화합물과 비교하여 향상된 조영효과와 동역학 및 열역학적 안정성을 가질 수 있어 MRI 조영제로서 매우 유용하게 사용될 수 있다.
The present invention relates to the development of a new type of MR contrast agent based on ferrocene, and more particularly, to a novel MR contrast agent based on ferrocene, more specifically a DO3A-ferrocene compound, a gadolinium complex containing the compound as a ligand, an MRI contrast agent including the gadolinium complex, And a manufacturing method thereof.
The compound of the present invention has a characteristic that the structure of DO3A is bonded with ferrocene and when it forms a complex with gadolinium, it can have enhanced contrast effect, dynamics and thermodynamic stability as compared with a compound used as a ligand or a backbone of a conventional contrast agent It can be used very useful as an MRI contrast agent.

Description

페로센을 기반으로 한 새로운 형태의 MR 조영제의 개발{Gd-complex of DO3A-ferrocene Conjugates as MRI Contrast Agent}Development of new type MR contrast agent based on ferrocene {Gd-complex of DO3A-ferrocene Conjugates as MRI Contrast Agent}

본 발명은 페로센을 기반으로 한 새로운 형태의 MR 조영제의 개발에 관한 것으로, 보다 상세하게는 DO3A-페로센 화합물, 이 화합물을 리간드로 포함하는 가돌리늄 착물, 이 가돌리늄 착물을 포함하는 MRI 조영제, 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to the development of a new type of MR contrast agent based on ferrocene, and more particularly, to a novel MR contrast agent based on ferrocene, more specifically a DO3A-ferrocene compound, a gadolinium complex containing the compound as a ligand, an MRI contrast agent including the gadolinium complex, And a manufacturing method thereof.

자기공명영상(Magnetic Resonance Imagine; MRI)은 자기장 안에서 수소 원자의 스핀이 이완되는 현상을 이용하여, 신체의 해부학적, 생리학적, 생화학적 정보 영상을 얻는 방법으로, 인간 또는 동물의 신체기관을 비침습적이며 실시간으로 영상화할 수 있는 뛰어난 영상 진단 장비중의 하나이다.Magnetic Resonance Imaging (MRI) is a method of obtaining anatomical, physiological, and biochemical information images of a body using the phenomenon of spin relaxation of hydrogen atoms in a magnetic field, It is one of the excellent imaging devices that can be invasive and can be imaged in real time.

생명과학, 의학 분야에서 MRI를 다양하고 정밀하게 활용하기 위해, 외부에서 물질을 주입하여 영상대조도를 증가시키는데, 이때 사용되는 물질을 조영제(contrast agent)라고 한다. MRI 이미지 상에서 조직들 사이의 대조도(contrast)는 조직 내의 물분자 핵스핀(nuclear spin)이 평형상태로 돌아가는 이완작용(relaxation)이 조직별로 다르기 때문에 생기는 현상이며, 조영제는 이러한 이완작용에 영향을 끼쳐 조직간 이완도의 차이를 벌리고, MRI 시그널의 변화를 유발하여 조직 간의 대조를 보다 선명하게 하는 역할을 한다. 조영제는 특징과 기능, 주입하는 대상에 따라 활용도와 정밀도의 차이가 생긴다. 조영제들을 이용하여 증강된 대조는 특정 생체기관과 조직들의 주변과 영상신호를 높이거나 낮추어서 보다 선명하게 영상화 해준다. MRI 이미지를 얻기를 원하는 신체부위의 영상신호를 상대적으로 높게 만드는 조영제를 'positive 조영제' 라고 하며, 이와 반대로 주위보다 상대적으로 낮게 만드는 조영제를 'negative 조영제' 라고 한다. 자기공명영상의 대조 조영제로 인체 사용을 위해 승인된 조영제로는 자기이완율이 약 4.7 mM-1s-1(20 MHz, 298 K)을 나타내는 디에틸렌트리아민-N,N,N',N'',N''-펜타아세테이트, (N-Me-글루카민)2[Gd(DTPA)(H2O)] (Magnevist, Schering)와 같은 이온화 Gd(Ⅲ) 착물과 자기이완율이 4.4 mM-1s-1(20 MHz, 298 K)를 나타내는 [Gd(DTPA-bismethylamide)(H2O)] (Omniscan,Nycomed)와 같은 중성 Gd(Ⅲ) 착물이 있다.In life sciences and medical fields, in order to make various and precise use of MRI, materials are injected from outside to increase image contrast, and the substance used at this time is called a contrast agent. The contrast between tissues on the MRI image is due to the different tissues' different relaxations of the water molecule nuclear spin in the tissue to equilibrium, and the contrast agent affects this relaxation And the difference in the degree of relaxation between the tissues is opened to cause a change in the MRI signal, thereby making the contrast between the tissues clearer. Contrast agents have a difference in utilization and precision depending on the features, functions, and targets to be injected. Enhanced contrasts using contrast agents enhance or brighten the image of the surrounding organs and tissues of specific organs and tissues. The contrast agent which makes the image signal of the body part which wants to obtain the MRI image relatively high is referred to as a 'positive contrast agent,' while the contrast agent which makes it relatively lower than the surrounding is called a 'negative contrast agent'. N, N ', N', N ', N'-tetramethylethylenediamine, which exhibits a magnetic relaxation rate of about 4.7 mM -1 s -1 (20 MHz, 298 K) (Ⅲ) complexes such as N, N'-pentaacetate, (N-Me-glucamine) 2 [Gd (DTPA) (H2O)] (Magnevist, Schering) and magnetic relaxation rates of 4.4 mM- (III) complexes such as [Gd (DTPA-bismethylamide) (H2O)] (Omniscan, Nycomed)

이러한 자기공명영상의 대조 조영제로서의 필요한 성질은 열역학적 안정성, 수용성, 및 상자성 Gd(Ⅲ) 이온을 만드는 원인이 되는 다배위(multidentate) 구조, 즉 적어도 한 분자의 물과 결합해 높은 물과의 자기이완을 나타내어야 한다. 또한 자기공명영상 대비 조영제는 화학적 활성이 없어야하며, 생체 내에서 세포 독성이 낮아야하고, 진단이 끝난 후에는 생체 밖으로 완전히 배출되어야 한다. 그러나 상기 조영제들은 수용성과 자기이완율이 낮은 편이며, 생체 내에서 세포 독성이 비교적 높다는 문제점이 있다. 따라서 여전히 최적화된 자기공명영상 조영제의 개발이 필요하다. The necessary properties of this contrast imaging contrast agent are the multidentate structure, which causes thermodynamic stability, water solubility, and paramagnetic Gd (Ⅲ) ion, that is, at least one molecule of water combined with high water magnetic relaxation . In contrast, the contrast agent should be chemically inactive, have low cytotoxicity in vivo, and should be completely excreted out of the body after diagnosis. However, the contrast agents have low water solubility and self-relaxation rate, and have a relatively high cytotoxicity in vivo. Therefore, it is still necessary to develop an optimized MRI contrast agent.

이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 높은 방향성을 갖는 페로센을 포함하는 고리형 구조의 상자성 가돌리늄 킬레이트를 제조하는 경우, 종래 조영제의 리간드로 사용되던 화합물과 비교해 우수한 조영효과를 나타내며, 열역학 및 운동학적 안정성이 우수한 조영제를 제조할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다. The inventors of the present invention have made intensive studies to overcome the problems of the prior arts as a result. As a result, it has been found that when a paramagnetic gadolinium chelate having a ring structure including a ferrocene having a high aromaticity is prepared, A contrast agent exhibiting a contrast effect and having excellent thermodynamic and kinetic stability can be produced, and the present invention has been completed.

따라서, 본 발명의 목적은 하기 화학식 1의 구조를 갖는 페로센을 포함하는 DO3A-페로센 또는 그 유도체 화합물을 제공하는 것이다:Accordingly, an object of the present invention is to provide a DO3A-ferrocene or a derivative thereof containing a ferrocene having a structure represented by the following formula

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112016048538458-pat00001
Figure 112016048538458-pat00001

본 발명의 다른 목적은 하기 단계들을 포함하는 제1항에 따른 DO3A-페로센 또는 그 유도체 화합물의 제조방법을 제공하는 것이다:Another object of the present invention is to provide a process for producing the DO3A-ferrocene or derivatives thereof according to claim 1, which comprises the following steps:

a) 페로센 아세틸 클로라이드(ferrocene acetyl chloride)에 DO3A(tBu)3을 첨가하고 교반하여 혼합물을 얻는 단계;a) adding DO3A (tBu) 3 to ferrocene acetyl chloride and stirring to obtain a mixture;

b) 상기 혼합물을 여과한 후 증발시켜 조화합물(crude compound)을 얻는 단계; b) filtering and evaporating the mixture to obtain a crude compound;

c) 상기 조화합물을 정제하여 용매를 제거한 후 DO3ATBE-페로센 유도체를 얻는 단계; c) purifying the crude compound to remove the solvent to obtain a DO3ATBE-ferrocene derivative;

d) TFA(Trifluoroacetic acid)와 CH2Cl2의 혼합물에 상기 c)단계의 DO3ATBE-페로센 유도체를 첨가하여 교반하여 혼합물을 얻는 단계; 및d) adding the DO3ATBE-ferrocene derivative of step c) to a mixture of TFA (Trifluoroacetic acid) and CH2Cl2 and stirring to obtain a mixture; And

e) 상기 d) 단계의 혼합물을 증발시켜 DO3A-페로센 화합물을 얻는 단계.e) evaporating the mixture of step d) to obtain a DO3A-ferrocene compound.

본 발명의 다른 목적은 상기 DO3A-페로센 또는 그 유도체 화합물을 리간드(L)로 포함하고, 상기 리간드에 배위 결합하는 금속원자를 포함하는 착물을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a complex comprising the DO3A-ferrocene or a derivative thereof as a ligand (L), and a metal atom coordinating to the ligand.

본 발명의 다른 목적은 상기 착물을 유효성분으로 포함하는 자기공명영상(MRI) 조영제를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a magnetic resonance imaging (MRI) contrast agent comprising the complex as an active ingredient.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하기 화학식 1의 구조를 갖는 페로센을 포함하는 DO3A-페로센 또는 그 유도체 화합물을 제공한다:In order to achieve the above object, the present invention provides a ferric oxide-containing DO3A-ferrocene or a derivative thereof having the structure of Formula 1:

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112016048538458-pat00002
Figure 112016048538458-pat00002

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하기 단계들을 포함하는 제1항에 따른 DO3A-페로센 또는 그 유도체 화합물의 제조방법을 제공하는 것이다:In order to achieve the above object, the present invention provides a process for producing the DO3A-ferrocene or a derivative thereof according to claim 1, comprising the steps of:

a) 페로센 아세틸 클로라이드(ferrocene acetyl chloride)에 DO3A(tBu)3을 첨가하고 교반하여 혼합물을 얻는 단계;a) adding DO3A (tBu) 3 to ferrocene acetyl chloride and stirring to obtain a mixture;

b) 상기 혼합물을 여과한 후 증발시켜 조화합물(crude compound)을 얻는 단계; b) filtering and evaporating the mixture to obtain a crude compound;

c) 상기 조화합물을 정제하여 용매를 제거한 후 DO3ATBE-페로센 유도체를 얻는 단계; c) purifying the crude compound to remove the solvent to obtain a DO3ATBE-ferrocene derivative;

d) TFA(Trifluoroacetic acid)와 CH2Cl2의 혼합물에 상기 c)단계의 DO3ATBE-페로센 유도체를 첨가하여 교반하여 혼합물을 얻는 단계; 및d) adding the DO3ATBE-ferrocene derivative of step c) to a mixture of TFA (Trifluoroacetic acid) and CH2Cl2 and stirring to obtain a mixture; And

e) 상기 d) 단계의 혼합물을 증발시켜 DO3A-페로센 화합물을 얻는 단계.e) evaporating the mixture of step d) to obtain a DO3A-ferrocene compound.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 DO3A-페로센 또는 그 유도체 화합물을 리간드(L)로 포함하고, 상기 리간드에 배위 결합하는 금속원자를 포함하는 착물을 제공하는 것이다. In order to achieve the above object, the present invention provides a complex comprising the DO3A-ferrocene or a derivative thereof as a ligand (L), and a metal atom coordinating to the ligand.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 착물을 유효성분으로 포함하는 자기공명영상(MRI) 조영제를 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a magnetic resonance imaging (MRI) contrast agent comprising the complex as an active ingredient.

이하 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 하기 화학식 1의 구조를 갖는 페로센을 포함하는 DO3A-페로센 또는 그 유도체 화합물을 제공한다:The present invention provides a DO3A-ferrocene or a derivative thereof containing a ferrocene having a structure represented by the following Formula 1:

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112016048538458-pat00003
Figure 112016048538458-pat00003

본 발명에서 사용되는 용어 ‘DO3A’는, 금속친화성 킬레이트화합물 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸(tetraazacyclododecan)을 의미하는 것으로, 가돌리늄을 결합시킬 수 있는 리간드로 사용된다. 란타나이드 금속인 가돌리늄은 9개의 결합이 가능한데, 가돌리늄 이온의 경우 그 독성이 매우 높아 인체에 투여가 불가능하기 때문에 DO3A와 같은 리간드를 결합시켜 그 독성을 낮추어 주어야 한다. DO3A는 네 개의 N(질소)과 세 개의 COOH(카르복실)기를 가지고 있어 가돌리늄과 결합하기에 적합한 리간드이다.The term " DO3A " used in the present invention means a metal affinity chelate compound 1,4,7,10-tetraazacyclododecane and is used as a ligand capable of binding gadolinium. Gadolinium, which is a lanthanide metal, is capable of 9 bonds. Gadolinium ions are very toxic and can not be administered to human body. Therefore, ligands such as DO3A should be combined to reduce their toxicity. DO3A has four N (nitrogen) and three COOH (carboxyl) groups and is a ligand suitable for bonding with gadolinium.

본 발명에서 상기 ‘페로센(ferrocene)’은 2가 철 양이온이 사이클로펜타다이엔일 음이온 2개에 갇힌 메탈로센이다. 페로센(ferrocene)은 벤젠(benzene)보다 본질적으로 더 방향족 이므로, 페닐 잔기(phenyl moiety)를 페로센 유도체로 대체 가능하다. 또한 페로센은 다양한 비-산화(non-oxidizing) 매개물(media)에서 화학적으로 안정하며, 원위치(in situ)에서 대사성 ferricinium ion을 형성하기 때문에 인체에 독성이 작은 것으로 알려져 있다.In the present invention, the 'ferrocene' is a metallocene in which the divalent iron cation is bound to two cyclopentadienyl anions. Since the ferrocene is inherently more aromatic than benzene, the phenyl moiety can be replaced by a ferrocene derivative. It is also known that ferrocene is chemically stable in a variety of non-oxidizing media and toxic to the human body because it forms a metabolic ferricinium ion in situ.

본 발명의 상기 DO3A-페로센 또는 이의 유도체 화합물은 그 구조적 특징에 의하여 가돌리늄과 착물을 형성하며, 종래 조영제의 리간드 또는 백본으로 사용되었던 화합물과 비교해 우수한 조영효과와 열역학적으로 우수한 안정성을 가질 수 있다. The DO3A-ferrocene or derivative compound of the present invention forms a complex with gadolinium due to its structural characteristics, and can have excellent contrast effect and thermodynamically excellent stability as compared with a compound used as a ligand or a backbone of a conventional contrast agent.

본 발명의 상기 DO3A-페로센은 하기 단계들을 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다:The DO3A-ferrocene of the present invention can be prepared by a process comprising the following steps:

a) 페로센 아세틸 클로라이드(ferrocene acetyl chloride)에 DO3A(tBu)3을 첨가하고 교반하여 혼합물을 얻는 단계;a) adding DO3A (tBu) 3 to ferrocene acetyl chloride and stirring to obtain a mixture;

b) 상기 혼합물을 여과한 후 증발시켜 조화합물(crude compound)을 얻는 단계; b) filtering and evaporating the mixture to obtain a crude compound;

c) 상기 조화합물을 정제하여 용매를 제거한 후 DO3ATBE-페로센 유도체를 얻는 단계; c) purifying the crude compound to remove the solvent to obtain a DO3ATBE-ferrocene derivative;

d) TFA(Trifluoroacetic acid)와 CH2Cl2의 혼합물에 상기 c)단계의 DO3ATBE-페로센 유도체를 첨가하여 교반하여 혼합물을 얻는 단계; 및d) adding the DO3ATBE-ferrocene derivative of step c) to a mixture of TFA (Trifluoroacetic acid) and CH2Cl2 and stirring to obtain a mixture; And

e) 상기 d) 단계의 혼합물을 증발시켜 DO3A-페로센 화합물을 얻는 단계.e) evaporating the mixture of step d) to obtain a DO3A-ferrocene compound.

본 발명에서 상기 a) 단계의 페로센 아세틸 클로라이드는 공지된 방법, 예를 들면 Organometallics 2009, 28, 5412-5423 에 기재된 방법에 따라 제조할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 페로센 아세틸 클로라이드를 K2CO3와 함께 CH3CN에 첨가하고 교반하다가 DO3A-tert-butyl ether(DO3ATBE)를 첨가하여 반응을 진행한 후 감압 하에서 증발시켜 조화합물을 얻고, 이를 칼럼 크로마토그래피를 통해 정제하면 붉은색 고형물의 DO3ATBE-페로센 화합물을 수득할 수 있었다. In the present invention, the ferrocene acetyl chloride in step a) can be produced according to a known method, for example, the method described in Organometallics 2009, 28, 5412-5423. According to one embodiment of the present invention, ferrocene acetyl chloride is added to CH3CN together with K2CO3, stirred, and the reaction is carried out by adding DO3A-tert-butyl ether (DO3ATBE), followed by evaporation under reduced pressure to obtain a crude compound. Purification by chromatography yielded a red solid DO3ATBE-ferrocene compound.

상기 DO3ATBE-페로센 화합물을 TFA(Trifluoroacetic acid)와 CH2Cl2 혼합물에 첨가, 교반하고 감압 하에서 용매를 증발시킨 후, 상기 혼합물을 메탄올에 녹여 디에틸에테르로 희석함으로써 붉은색 고형물의 DO3A-페로센을 수득할 수 있었다. The DO3ATBE-ferrocene compound was added to a mixture of TFA (trifluoroacetic acid) and CH2Cl2, stirred, and the solvent was evaporated under reduced pressure. The mixture was dissolved in methanol and diluted with diethyl ether to obtain a red solid DO3A-ferrocene there was.

본 발명은 상기 DO3A-페로센 또는 그 유도체 화합물을 리간드(L)로 포함하고, 상기 리간드에 배위 결합하는 금속원자를 포함하는 착물을 제공한다. The present invention provides a complex comprising the DO3A-ferrocene or a derivative thereof as a ligand (L), and a metal atom coordinating to the ligand.

본 발명의 상기 착물에 있어서, 상기 금속원자는 가돌리늄(Gd), 칼슘(Ca), 아연(Zn) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 가돌리늄(Gadolinium, Gd)인 것을 특징으로 한다. In the complex of the present invention, the metal atom may be selected from the group consisting of gadolinium (Gd), calcium (Ca), zinc (Zn) and copper (Cu), preferably gadolinium .

본 발명에서 사용되는 용어 ‘착물(complex)’은 1개 또는 그 이상의 원자나 이온을 중심으로 몇 개의 다른 원자, 이온, 분자 또는 원자단 등이 방향성을 갖고 입체적으로 배위(配位)하여 하나의 원자집단을 이루고 있는 것을 말한다. 여기서 중심이 되는 원자 또는 이온에 배위하고 있는 원자이온분자 또는 원자단을 리간드(ligand)라고 부른다. 다시 말해서, 상기 화학식 1의 DO3A-페로센 화합물이 리간드로 작용하여 가돌리늄과 착물을 형성하고 있음을 의미한다.As used herein, the term " complex " means that several different atoms, ions, molecules or atomic groups centering on one or more atoms or ions are oriented and coordinately coordinated to form a single atom It is a group of people. The atomic ion molecule or atom group coordinated to the central atom or ion here is called a ligand. In other words, it means that the DO3A-ferrocene compound of Formula 1 acts as a ligand to form a complex with gadolinium.

본 발명에서 상기 DO3A-페로센 리간드에 가돌리늄이 배위결합하고 있는 착물은 하기 화학식 2의 구조를 갖는 것을 특징으로 한다:In the present invention, the complex in which gadolinium is coordinated to the DO3A-ferrocene ligand is characterized by having the structure represented by the following formula (2)

[화학식 2](2)

Figure 112016048538458-pat00004
Figure 112016048538458-pat00004

본 발명은 또한 상기 착물을 유효성분으로 포함하는 자기공명영상(MRI) 조영제를 제공한다. The present invention also provides a magnetic resonance imaging (MRI) contrast agent comprising said complex as an active ingredient.

본 발명의 일실시예에 따르면, DO3A-페로센 리간드와 가돌리늄이 배위결합한 착물을 유효성분으로 포함하는 조영제는 고리형 리간드인 DOTA 계열의 조영제와 비교해 동등 또는 더 우수한 안정성을 나타냈으며, 비고리형 리간드 DTPA-bis(amide) 계열의 조영제보다 현저히 향상된 안정성을 나타낸다는 사실을 확인하였다. According to one embodiment of the present invention, the contrast agent containing the complex of DO3A-ferrocene ligand and gadolinium as the active ingredient showed equivalent or better stability as compared with the DOTA-based contrast agent as the cyclic ligand, and the non-ligand type ligand DTPA -bis (amide) -based contrast agent.

본 발명의 조영제에 이용되는 DO3A-페로센 리간드는 고리형 리간드로서, 비고리형 킬레이트에 비해 상대적으로 열역학적 안정성이나 반응속도론적 안정성이 뛰어나며, 동시에 상자성 착물을 형성할 때, 리간드는 페로센에 의해 연결되어 있어 고리의 역동성이 상당한 제한을 받음과 함께 분자량의 증가가 동시에 상승 작용을 일으켜 R1 조영효과가 상당히 증가할 수 있다는 특징이 있다.The DO3A-ferrocene ligand used in the contrast agent of the present invention is a cyclic ligand that is superior in terms of thermodynamic stability and kinetic stability as compared with the non-coordinating chelate, and at the same time, when forming a paramagnetic complex, the ligand is connected by a ferrocene The dynamics of the ring is considerably limited and the increase in the molecular weight causes synergism at the same time, so that the R1 contrast effect can be significantly increased.

상기 본 발명의 자기공명영상(MRI) 조영제는 종래 가돌리늄 조영제가 사용될 수 있었던 암을 포함한 질병의 진단을 위한 MRI 영상을 얻는데 사용되는 MRI 조영제 로서 사용될 수 있으며, 상기와 같은 안정성의 증가로 인해 종래의 가돌리늄 조영제보다 유리하게 사용될 수 있다. The MRI contrast agent of the present invention can be used as an MRI contrast agent used for obtaining an MRI image for diagnosis of a disease including cancer in which a gadolinium contrast agent can be conventionally used. Gadolinium contrast agent.

본 발명에 따른 조영제는 당해 기술분야에 공지되어 있는 조영제 제조를 위한 통상의 제제화 방법에 따라 제제화되어 조성물의 형태로 이용될 수 있으며, 바람직하게는 정맥주사용 조성물로서 제제화될 수 있다. 본 발명의 조영제는 생리학적으로 적용 가능한 버퍼(예컨대, 0.08% NaCl 식염 용액, 또는 트리스(히드록시메틸)아미노메탄) 및 생리학적으로 적용 가능한 첨가제(예: 파라벤과 같은 안정화제)를 함유할 수 있다.The contrast agent according to the present invention may be formulated according to a conventional formulation method for preparing a contrast agent, which is known in the art, and may be used in the form of a composition, preferably as an intravenous composition. Contrast agents of the invention may contain physiologically compatible buffers (e.g., 0.08% NaCl salt solution, or tris (hydroxymethyl) aminomethane) and physiologically applicable additives (such as stabilizers such as parabens) have.

본 발명의 화합물은 DO3A의 구조에 페로센이 결합되어 있는 특징을 가지고 있고, 가돌리늄과 착물을 형성하면 종래 조영제의 리간드 또는 백본으로 사용되었던 화합물과 비교하여 향상된 조영증강 효과와 동역학 및 열역학적 안정성을 가질 수 있어 MRI 조영제로서 매우 유용하게 사용될 수 있다. The compound of the present invention is characterized in that ferrocene is bonded to the structure of DO3A and when it forms a complex with gadolinium, it has enhanced contrast enhancement effect, dynamics and thermodynamic stability as compared with the compound used as a ligand or backbone of the conventional contrast agent Therefore, it can be very useful as an MRI contrast agent.

도 1은 본 발명에 따른 화학식 1의 화합물 합성과정 및 가돌리늄 착물의 합성과정에 대한 개략도이다.
도 2는 시간변화에 따른 조영제들의 운동학적 안정성을 평가한 도면이다.
도 3은 본 발명의 조영제의 이완율을 평가한 도면이다(A: 본 발명의 조영제의 R1 , B: 본 발명의 조영제의 R2).
도 4는 정상쥐의 꼬리정맥에 본 발명의 조영제를 투여한 후 시간에 따른 MRI 조영효과를 관찰한 도면이다.
FIG. 1 is a schematic diagram of a process for synthesizing a compound of Formula 1 and a process for synthesizing a gadolinium complex according to the present invention.
FIG. 2 is a graph for evaluating the kinetic stability of contrast agents with time. FIG.
Fig. 3 is a diagram for evaluating the relaxation rate of the contrast agent of the present invention (A: R 1 and B of the contrast agent of the present invention: R 2 of the contrast agent of the present invention).
FIG. 4 is a graph showing an MRI contrast effect according to time after administering the contrast agent of the present invention to a tail vein of a normal mouse.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

실험물질Experimental material

페로센-DO3A화합물을 제조하기 위한 구체적인 합성과정은 하기에 자세히 나타내었다. 모든 반은은 표준 Schlenk 기술을 이용하여 dinitrogen 분위기 하에서 수행하였다. 용매는 표준 절차를 이용하여 정제하고 건조하였다. DO3A(tBu)3 (= 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-tris-tert-butyl acetate)은 문헌에 따라 제조되었다 (Gu, S. et al., J. Med. Chem. 2011, 54(1), 143-152). 모든 공업용 시약들은 Aldrich로부터 구입하였으며, 달리 명시하지 않는 한 제공된 것을 사용하였다. 탈이온수(deionized water)는 모든 실험에서 사용하였다. 1H NMR 실험은 경북대학교 기기분석 센터에서 브루커 분광기(Bruker Advance 400 Spectrometer)를 이용하여 수행하였다. 화학적 이동(Chemical shift)은 내부 표준으로 테트라메틸실란(TMS)에 관한 δ 값으로서 제공되었다. 결합상수는 Hz로 표시된다. FAB-질량 스펙트럼은 한국기초과학지원연구원(KBSI)에서 JMS-700 모델 (Jeol, Japan) 질량 분석기를 이용하여 얻었다. Specific synthetic procedures for preparing the ferrocene-DO3A compound are described in detail below. All halvers were performed under dinitrogen atmosphere using standard Schlenk technology. The solvent was purified using standard procedures and dried. DO3A (tBu) 3 (= 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-tris-tert-butyl acetate) was prepared according to literature ( Gu, S. et al., J. Med. Chem 2011, 54 (1), 143-152 ). All industrial reagents were purchased from Aldrich and used unless otherwise specified. Deionized water was used in all experiments. 1H NMR experiments were performed using a Bruker Advance 400 Spectrometer at Kyungpook National University Instrumental Analysis Center. Chemical shifts were provided as delta values for tetramethylsilane (TMS) as an internal standard. The coupling constant is expressed in Hz. The FAB-mass spectra were obtained using the JMS-700 model (Jeol, Japan) mass spectrometer at Korea Basic Science Institute (KBSI).

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

페로센 아세틸 클로라이드의 합성Synthesis of ferrocene acetyl chloride

하기 도 1에서 (2) 화합물인 페로센 아세틸 클로라이드는 공지된 방법에 따라 제조하였다(Organometallics 2009, 28, 5412-5423). In FIG. 1 (2), the compound, ferrocene acetyl chloride, was prepared according to a known method (Organometallics 2009, 28, 5412-5423).

간략하게, -15℃ 에서CH2Cl2 50 mL에 페로센 (10 g, 53.75 mmol )와 클로로아세틸 클로라이드 (3.6 g, 32.25 mmol)를 넣고 교반하다가, AlCl3(4.3 g, 32.25 mmol)를 4시간에 걸쳐 천천히 첨가하였다. 이후 상기 반응 혼합물을 상온에서 24시간 동안 교반시켰다. 반응이 완료되면 얼음을 첨가하여 탈활성 시킨 후, CH2Cl2를 첨가하여 추출하였다. 수득한 조생성물(crude product)을 칼럼 크로마토그래피(silical, hexane/ethyl acdetate, )를 통해 더 정제하여 갈색의 고형물을 얻었다. Yield: 3.5 g (25%)Briefly, ferrocene (10 g, 53.75 mmol) and chloroacetyl chloride (3.6 g, 32.25 mmol) were added to 50 mL of CH 2 Cl 2 at -15 ° C and stirred while AlCl 3 (4.3 g, 32.25 mmol) . The reaction mixture was then stirred at ambient temperature for 24 hours. When the reaction was completed, the reaction mixture was deactivated by addition of ice, followed by extraction with CH2Cl2. The crude product obtained was further purified by column chromatography (silica, hexane / ethyl acdetate) to obtain a brown solid. Yield: 3.5 g (25%)

<실시예 3>&Lt; Example 3 >

DO3ATBE-페로센 유도체의 합성Synthesis of DO3ATBE-Ferrocene Derivatives

상온에서 CH3CN 30 mL에 상기 페로센 아세틸 클로라이드(2) (3g, 11.43 mmmol)와 K2CO3 (4.75 g, 34.35 mmol)을 넣고 교반하다가, DO3ATBE (4.27 g, 9.16 mmol)을 CH3CN 50 mL에 녹인 혼합액을 30분에 걸쳐 천천히 첨가 하였다. 이후 상기 반응물을 상온에서 24 시간 동안 교반시켰다. 반응이 완료되면, 상기 혼합물을 필터하여 무기고체(inorganic solid)를 제거하고 유기상은 감압 하에서 증발시켰다. 수득한 조성성물(crode product)을 칼람 크로마토그라피(silica, CH2Cl2/MeOH, 95:5)를 통해 더 정제하여 붉은색 고형물을 얻었다(하기 도 1의 (3) 화합물). Of the CH 3 CN 30 mL at room temperature, the ferrocene chloride (2) (3g, 11.43 mmmol ) and K 2 CO 3 while stirring a (4.75 g, 34.35 mmol), DO3ATBE (4.27 g, 9.16 mmol) CH 3 CN And the mixture was slowly added over 30 minutes. The reaction was then stirred at ambient temperature for 24 hours. When the reaction was complete, the mixture was filtered to remove the inorganic solid and the organic phase was evaporated under reduced pressure. The resulting crode product was further purified via column chromatography (silica, CH 2 Cl 2 / MeOH, 95: 5) to obtain a red solid (compound (3) in FIG.

Yield: 4.9 g (58%). 1H NMR (CDCl3): δ = 4.68 (br, 4H, Fc), 4.47-4.45 (Br, 5H, Fc), 2.82-1.72 (m, 28H, cyclen), 1.40-1.85 (m, 27H, -(CH3)3). Maldi-TOF (m/z): C38H61FeN4O7 Calcd. for :741.389 ([MH+]). Found: 741.7553 ([MH+]). Yield: 4.9 g (58%). 1 H NMR (CDCl3): δ = 4.68 (br, 4H, Fc), 4.47-4.45 (Br, 5H, Fc), 2.82-1.72 (m, 28H, cyclen), 1.40-1.85 (m, 27H, - ( CH3) 3). Maldi-TOF (m / z): C38H61FeN4O7 Calcd. for: 741.389 ([MH &lt; + &gt;]). Found: 741.7553 ([MH &lt; + &gt;]).

<실시예 4><Example 4>

DO3A-페로센 유도체의 합성Synthesis of DO3A-Ferrocene Derivatives

TFA(Trifluoroacetic Acid)/CH2Cl2 (1:1, 30 mL)의 혼합물에 상기 실시예 2에서 제조한 DO3ATBE-페로센 화합물(3 g, 4.05 mmol)을 첨가하고 상온에서 24시간 교반한 후, 그 용액을 감압 하에서 증발시켰다. 상기 혼합물을 소량의 메탄올(MeOH)에 녹여 디에틸에테르(diethyl ether; 100 ml)로 희석하여 붉은색 고형물을 침전시켰다. 이를 여과로 분리하고, 디에틸에테르로 여러 번 세척한 후, 진공 하에서 건조시켜 붉은색의 고형물을 얻었다(하기 도 1의 (4) 화합물). To the mixture of TFA (Trifluoroacetic Acid) / CH 2 Cl 2 (1: 1, 30 mL) was added the DO3ATBE-ferrocene compound (3 g, 4.05 mmol) prepared in Example 2 and stirred at room temperature for 24 hours. The solution was evaporated under reduced pressure. The mixture was dissolved in a small amount of methanol (MeOH) and diluted with diethyl ether (100 ml) to precipitate a red solid. This was separated by filtration, washed several times with diethyl ether, and then dried under vacuum to obtain a red solid (compound (4) in FIG. 1).

Yield: 1.4 g (62%). 1H NMR (CDCl3): δ = 3.15 (br, 4H, Fc), 2.81(br. 5H, Fc), 2.20-1.77 (m, 24H, cyclen). Maldi-TOF (m/z) C26H37FeN4O7 Calcd. for: 573.2012 ([MH+]). Found: 573.3457 ([MH+]). Yield: 1.4 g (62%). 1 H NMR (CDCl 3):? = 3.15 (br, 4H, Fc), 2.81 (br, 5H, Fc), 2.20-1.77 (m, 24H, cyclen). Maldi-TOF (m / z) C26H37FeN4O7 Calcd. for: 573.2012 ([MH &lt; + &gt;]). Found: 573.3457 ([MH &lt; + &gt;]).

<실시예 5>&Lt; Example 5 >

가돌리늄 착물의 제조Preparation of gadolinium complex

탈이온수 (15 ml)에 녹인 상기 실시예 3의 DO3A-페로센 화합물(3 g, 5.24 mmol)에 가돌리늄(III) 클로라이드 헥사하이드레이트 (gadolinium(III) chloride hexahydrate; 2.3 g, 6.29 mmol )를 첨가하였다. 상기 혼합물을 18시간 교반하고 그 시간동안 용액의 pH를 NaOH (1.0 M)를 이용하여 주기적으로 7.0-7.5로 조정하였다. 물은 증발시켜 제거하고, 남은 유기성의 산물은 최소량의 MeOH (~5 ml)로 녹이고 침전을 위해 디에틸에테르를 첨가하였다. 형성된 붉은색 침전물은 여과로 용매를 제거하고, 다시 소량의 MeOH (~ 5 ml)에 녹여 Emberite를 통해 더 정제하여 붉은색의 고형물을 얻었다(하기 도 1의 (5) 화합물). Gadolinium (III) chloride hexahydrate (2.3 g, 6.29 mmol) was added to the DO3A-ferrocene compound (3 g, 5.24 mmol) of Example 3 dissolved in deionized water (15 ml). The mixture was stirred for 18 hours and during this time the pH of the solution was adjusted to 7.0-7.5 with NaOH (1.0 M) periodically. The water was removed by evaporation and the remaining organic product was dissolved in the minimum amount of MeOH (~ 5 ml) and diethyl ether was added for precipitation. The resulting red precipitate was filtered off and the solvent was further dissolved in a small amount of MeOH (~ 5 ml) and further purified through Emberite to obtain a red solid (compound (5) in FIG. 1).

Yield: 2.0 g, (53%). FAB-Mass (m/z) C26H33FeGdN4O7 Calcd. for: 726.6578 ([M]). Found: 726.70 ([M]).Yield: 2.0 g, (53%). FAB-Mass (m / z) C26H33FeGdN4O7 Calcd. for: 726.6578 ([M]). Found: 726.70 ([M]).

<실시예 6>&Lt; Example 6 >

가돌리늄 착물의 안정성Stability of Gadolinium Complex

1) 금속교환 동역학 (Transmetalliation kinetics)1) Transmetallation kinetics

이 시험은 문헌에 따라 수행되었으며, 여기서 같은 몰량의 화합물 (5) (2.5 mM)와 ZnCl2 (2.5 mM)를 포함하는 버퍼 용액(phosphate buffer, pH 7.4)의 수중 양성자 이완율(water proton relaxation rates, R1 P)의 전개(evolution)를 측정하였다. 즉, 화합물 (5)의 버퍼 용액(1 ml)에 ZnCl2의 버퍼 용액(10 μl)을 첨가하였다. 상기 혼합물을 강하게 교반하고 상기 용액 300 μl을 이완측정 시험(relaxometric study)에 사용하였다. 또한 비교 목적으로 상용화 된 조영제인 Gadovist, Dotarem, Multihance, Magnevist 및 Omniscan 를 이용하여 비교 시험을 시행하였다. This test was carried out according to the literature in which the water proton relaxation rates of the same molar amount of compound 5 (2.5 mM) and ZnCl 2 (2.5 mM) in phosphate buffer (pH 7.4) , R 1 P ) was measured. That is, a buffer solution (10 μl) of ZnCl 2 was added to a buffer solution (1 ml) of the compound (5). The mixture was stirred vigorously and 300 μl of the solution was used for a relaxometric study. In addition, comparative studies were performed using Gadovist, Dotarem, Multihance, Magnevist, and Omniscan, which were commercialized for comparison purposes.

상기 R1 P 이완율은 관찰된 이완율 R1 = (1/T1)에서 수중 양성자 이완의 반자성 기여(diamagnetic contribution)를 뺀 후 구했다. 측정은 실온에서 3 테슬라(T) 전신시스템(whole body system; Magnetom Tim Trio, siemens, Germany)으로 수행하였다.The R 1 P relaxation rate was obtained by subtracting the diamagnetic contribution of the underwater proton relaxation at the observed relaxation rate R 1 = (1 / T 1). Measurements were performed at room temperature with a 3-tesla (T) whole body system (Magnetom Tim Trio, Siemens, Germany).

화합물 (5)의 이점은, DTPA 보다 나은 킬레이트 백본으로서 그 형태가 DOTA를 도입한다는 것에 있다. 따라서 DTPA-기반 컴파운드 보다 화합물 (5)의 동역학적 안정성에서의 큰 향상이 예상되었다. 실제로, 이러한 예상은 도 2에서 성명되어, 다양한 MRI CAs에 대하여 시간의 함수로서 R1 p(t)/R1 p(0)의 플롯을 보여준다. An advantage of compound (5) is that its form as a chelate backbone better than DTPA introduces DOTA. Thus, a significant improvement in the kinetic stability of compound (5) was expected over DTPA-based compounds. Indeed, this prediction is given in Fig. 2, which shows a plot of R 1 p (t) / R 1 p (0) as a function of time for various MRI CAs.

따라서, 임의의 시간 t에서 R1 P의 상대적인 값, R1 P(t)/R1 P(0)는 아연(zinc)에 의한 금속교환 정도의 좋은 평가지표(estimator)이다. 내인성 이온들 중에서, Zn2+ 만 상당한 양의 Gd를 대체할 수 있는데 이는 혈액에서 그 형성물(former)의 농도가 상대적으로 높기 때문이다 (Laurent, S. et al., Invest. Radiol. 2001, 36, 115-122). 동역학적 안정성의 극적인 증가는 최근 본 발명자들이 개발한 BPCA의 새로운 형태인, DTPA-기반 CAs에 의해 나타나는 플롯과 비교해 볼 때 화합물 (5)에서 관찰되었다(Kim, H.-K. et al.. Chem. Commum., 2010, 46, 8442-8444). 또한 화합물 (5)의 동역학적 안정성은 Dotarem과 비교해 동등 또는 그 이상인 것으로 확인되었다. Thus, the relative value of R 1 P at any time t, R 1 P (t) / R 1 P (0), is a good estimator of the degree of metal exchange by zinc. Of the endogenous ions, Zn 2+ can replace a significant amount of Gd, because the concentration of the former in the blood is relatively high (Laurent, S. et al., Invest. Radiol. 2001, 36,115-122). A dramatic increase in kinetic stability has been observed in compound (5) compared to the plots exhibited by DTPA-based CAs, a new form of BPCA developed by the present inventors (Kim, H.-K. et al. Chem. Commum., 2010, 46, 8442-8444). The kinetic stability of the compound (5) was also confirmed to be equal to or higher than that of Dotarem.

<실시예 7>&Lt; Example 7 >

가돌리늄 착물의 이완율(relaxivity)The relaxivity of the gadolinium complex

T1 측정은 1.5 T (64 MHz, GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA)에서 가변의 반전시간(variable inversion time, TI)으로 반전회복법(inversion recovery method)을 이용하여 수행하였다. 자기공명(MR) 이미지는 50 내지 1750 msec의 범위를 갖는 35개의 서로 다른 TI 값에서 요구되었다. T1 이완시간은 각 TI 값에서 측정된 신호 강도의 비-선형 최소제곱법(least square fit)으로부터 구하였다. T2 측정을 위해 CPMG (Carr-Purcell-Meiboon-Gill) 펄스 서열을 다중 스핀-에코(multiple spin-echo) 측정에 적용시켰다. 34개의 이미지는 10 내지 1900 msec 범위를 갖는 34개의 서로 다른 에코 시간(TE) 값과 함께 요구되었다. T2 이완시간은 각 에코 시간의 다중 스핀-에코 측정에 대한 평균 픽셀 값(mean pixel values)의 비-선형 최소제곱법으로부터 구하였다. 그런 다음, 이완성(R1 및 R2)은 mM 당 이완시간의 역으로 계산하였다. 계산된 이완시간(T1 및 T2) 및 이완성(R1 및 R2)으로 최종적으로 이미지-작업하여 각각 이완시간 지도 및 이완율 지도를 만들었다.T 1 measurements were performed using the inversion recovery method with variable inversion time (TI) at 1.5 T (64 MHz, GE Healthcare, Milwaukee, Wis., USA). Magnetic resonance (MR) images were required at 35 different TI values ranging from 50 to 1750 milliseconds. T 1 relaxation time was determined from the non-linear least squares fit of the signal intensity measured at each TI value. The Carr-Purcell-Meiboon-Gill (CPMG) pulse sequence was applied to multiple spin-echo measurements for T 2 measurements. Thirty-four images were required with 34 different echo time (TE) values ranging from 10 to 1900 msec. T 2 relaxation time was determined from the non-linear least squares method of mean pixel values for multiple spin-echo measurements of each echo time. The relaxivity (R1 and R2) was then calculated inversely with the relaxation time per mM. The final relaxation time (T 1 and T 2 ) and the relaxation (R 1 and R 2 ) were finally image-worked to create relaxation time maps and relaxation rate maps, respectively.

하기 도 3 은 본 발명의 화합물 (5)의 양성자 이완성 r1과 r2를 나타낸다. 측정은 PBS(pH 7.4)에서 수행하였다. 본 발명의 화합물 5의 r1 값은 (3.3 ± 0.35 mM-1s-1)로 상용화된 조영제인 dotarem (3.7 ± 0.12 mM-1s-1)과 유사한 값을 가진다. Figure 3 below shows the proton relaxation r 1 and r 2 of the compound (5) of the present invention. Measurements were performed in PBS (pH 7.4). The r 1 value of the compound 5 of the present invention has a value similar to that of dotarem (3.7 ± 0.12 mM -1 s -1), which is a contrast agent that is used as (3.3 ± 0.35 mM -1 s -1).

<실시예 8>&Lt; Example 8 >

가돌리늄 착물의 조영효과Contrast effect of gadolinium complex

모든 동물 실험은 경북대학교 동물연구위원회의 규칙에 따라 수행하였다. 체중 29-31 g의 6주령 수컷 ICR 마우스는 MRI에 사용되었다. 기 마우스(n=4)를 산소에 포함된 1.5% 이소플루란으로 마취시켰다. 측정은 꼬리 정맥을 통한 화합물 2의 주사 전후로 수행하였다. 각 주사 당 CA의 양은 MR 이미지에 대해 0.1 mmol [Gd]/kg이었다. 각 측정 후 상기 마우스를 마취에서 회복시키고, 음식과 물을 자유롭게 섭취할 수 있는 케이지에 놓았다. 이러한 측정 동안, 동물들은 따뜻한 워터 블라켓을 이용하여 대략 37℃에서 유지시켰다. 전신 MR 이미지는 홈-메이드 소동물용 RF 코일을 갖춘 1.5 T MR 유닛(GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA)으로 얻었다. 상기 코일은 내경 50 mm의 리시버타입(receiver type)이다. SE(Spin Echo)에 대한 이미징 파라미터는 다음과 같다: 반복시간(repetition time, TR) 300 ms; 에코시간(echo time, TE) = 13 ms; 8 mm 시야각(field of view, FOV); 192×128 매트릭스 크기; 1.0 mm 슬라이스 두께; 구입수량(number of acquisition, NEX) = 8. 이미지는 주사 후 120분간 얻었다.All animal experiments were conducted according to the rules of the Animal Research Council of Kyungpook National University. Six-week-old male ICR mice weighing 29-31 g were used for MRI. (N = 4) were anesthetized with 1.5% isoflurane contained in oxygen. Measurements were performed before and after injection of compound 2 through the tail vein. The amount of CA per injection was 0.1 mmol [Gd] / kg for the MR image. After each measurement, the mice were restored in anesthesia and placed in a cage in which food and water could be taken freely. During this measurement, the animals were maintained at approximately 37 [deg.] C using a warm water bath. Whole body MR images were obtained with a 1.5 T MR unit (GE Healthcare, Milwaukee, Wis., USA) equipped with a home-made small animal RF coil. The coil is a receiver type having an inner diameter of 50 mm. Imaging parameters for SE (Spin Echo) are as follows: repetition time (TR) 300 ms; Echo time (TE) = 13 ms; 8 mm field of view (FOV); 192 x 128 matrix size; 1.0 mm slice thickness; Number of acquisition (NEX) = 8. Images were taken for 120 minutes after injection.

도 4는 화합물 (5) 를 꼬리정맥 주사하여 얻는 마우스의 생체 내 관상면(Coronal) 이미지를 보여준다. Figure 4 shows in vivo coronal images of mice obtained by tail vein injection of compound (5).

본 발명의 화합물은 DO3A의 구조에 페로센이 결합되어 있는 특징을 가지고 있고, 가돌리늄과 착물을 형성하면 종래 조영제의 리간드 또는 백본으로 사용되었던 화합물과 비교하여 향상된 조영증강 효과와 동역학 및 열역학적 안정성을 가질 수 있어 MRI 조영제로서 매우 유용하게 사용될 수 있어 산업상 이용가능성이 매우 높다. The compound of the present invention is characterized in that ferrocene is bonded to the structure of DO3A and when it forms a complex with gadolinium, it has enhanced contrast enhancement effect, dynamics and thermodynamic stability as compared with the compound used as a ligand or backbone of the conventional contrast agent Therefore, it is very useful as an MRI contrast agent, and thus it is very likely to be used in an industrial field.

Claims (7)

하기 화학식 1의 구조를 갖는 페로센을 포함하는 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-페로센(DO3A-페로센) 화합물을 리간드(L)로 포함하고, 상기 리간드에 배위 결합하는 가돌리늄(Gd) 금속원자를 포함하는 착물:
[화학식 1]
Figure 112017123919681-pat00005

(D3A-ferrocene) compound containing a 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-ferrocene (DO3A-ferrocene) compound containing a ferrocene having a structure represented by the following Formula 1 as a ligand (L) ) Complexes containing metal atoms:
[Chemical Formula 1]
Figure 112017123919681-pat00005

하기 단계들을 포함하는 제1항에 따른 착물의 제조방법:
a) 페로센 아세틸 클로라이드(ferrocene acetyl chloride)에 DO3A-1,4,7-트리스-터트-부틸 아세테이트(DO3A(tBu)3)을 첨가하고 교반하여 혼합물을 얻는 단계;
b) 상기 혼합물을 여과한 후 증발시켜 조화합물(crude compound)을 얻는 단계;
c) 상기 조화합물을 정제하여 용매를 제거한 후 DO3A-tert-butyl ether(DO3ATBE)-페로센 유도체를 얻는 단계;
d) TFA(Trifluoroacetic acid)와 CH2Cl2의 혼합물에 상기 c)단계의 DO3ATBE-페로센 유도체를 첨가하고 교반하여 혼합물을 얻는 단계; 및
e) 상기 d) 단계의 혼합물을 증발시켜 DO3A-페로센 화합물을 얻는 단계.
A process for preparing a complex according to claim 1 comprising the steps of:
a) adding DO3A-1,4,7-tris-tert-butyl acetate (DO3A (tBu) 3 ) to ferrocene acetyl chloride and stirring to obtain a mixture;
b) filtering and evaporating the mixture to obtain a crude compound;
c) purifying the crude compound to remove the solvent to obtain DO3A-tert-butyl ether (DO3ATBE) -ferrocene derivative;
d) adding the DO3ATBE-ferrocene derivative of step c) to a mixture of TFA (Trifluoroacetic acid) and CH 2 Cl 2 and stirring to obtain a mixture; And
e) evaporating the mixture of step d) to obtain a DO3A-ferrocene compound.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 착물은 하기 화학식 2의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 착물:
[화학식 2]
Figure 112017123919681-pat00006

The complex of claim 1, wherein the complex has the structure of Formula 2:
(2)
Figure 112017123919681-pat00006

제1항 또는 제5항에 따른 착물을 유효성분으로 포함하는 자기공명영상(MRI) 조영제.
A magnetic resonance imaging (MRI) contrast agent comprising the complex according to claim 1 or 5 as an active ingredient.
제6항에 있어서, 상기 조영제는 향상된 열역학적 및 운동학적 안정성을 가지는 것을 특징으로 하는 조영제. 7. The contrast agent of claim 6, wherein the contrast agent has improved thermodynamic and kinematic stability.
KR1020160062022A 2016-05-20 2016-05-20 Gd-complex of DO3A-ferrocene Conjugates as MRI Contrast Agent KR101836461B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160062022A KR101836461B1 (en) 2016-05-20 2016-05-20 Gd-complex of DO3A-ferrocene Conjugates as MRI Contrast Agent

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160062022A KR101836461B1 (en) 2016-05-20 2016-05-20 Gd-complex of DO3A-ferrocene Conjugates as MRI Contrast Agent

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170130979A KR20170130979A (en) 2017-11-29
KR101836461B1 true KR101836461B1 (en) 2018-03-08

Family

ID=60812210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160062022A KR101836461B1 (en) 2016-05-20 2016-05-20 Gd-complex of DO3A-ferrocene Conjugates as MRI Contrast Agent

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101836461B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111214667B (en) * 2019-12-09 2022-05-31 复旦大学 Electric response micelle magnetic resonance probe with core-shell structure and preparation method and application thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014515750A (en) * 2011-04-20 2014-07-03 アールエフ セラピューティクス インコーポレイテッド Targeted contrast agent and use thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014515750A (en) * 2011-04-20 2014-07-03 アールエフ セラピューティクス インコーポレイテッド Targeted contrast agent and use thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170130979A (en) 2017-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101236142B1 (en) MRI contrast agents comprising Gd-complexes
KR101469900B1 (en) DO3A-diaminobiphenyl compounds and Gadolinium complex comprising the same compounds as a ligand
Hermann et al. Gadolinium (III) complexes as MRI contrast agents: ligand design and properties of the complexes
EP0882055B1 (en) Polyazamacrocyclofluoromonoalkylphosphonic acids, and their complexes, for use as contrast agents
JPH0819005B2 (en) Hepatobiliary NMR contrast agent
EP3101012A1 (en) New gadolinium chelate compounds for use in magnetic resonance imaging
US10759817B2 (en) Gadolinium complex, method for synthesis of the gadolinium complex, and MRI contrast agent including the gadolinium complex
CN109963838B (en) Dimeric contrast agents
Li et al. A gadolinium (III) complex with 8-amidequinoline based ligand as copper (II) ion responsive contrast agent
US20090104124A1 (en) Paramagnetic Complexes with Pendant Crown Compounds Showing Improved Targeting- Specificity as MRI Contrast Agents
KR101836461B1 (en) Gd-complex of DO3A-ferrocene Conjugates as MRI Contrast Agent
EP1163231A1 (en) Perfluoroalkylamide, the production thereof and the use thereof in diagnostics
EP0755385A1 (en) Chelant compounds
JP6246378B2 (en) Gadolinium complex containing DO3A-tranexamic acid conjugate
KR101836463B1 (en) MRI contrast agent comprising manganese complex
Tear et al. An albumin-binding Gd-HPDO3A contrast agent for improved intravascular retention
Sarka et al. Synthesis, equilibrium and NMR studies of lanthanide (III) complexes of the N-mono (methylamide) and N′-mono (methylamide) derivatives of diethylenetriamine-N, N, N′, N′′, N′′-pentaacetic acid
KR101197511B1 (en) Uridine-based gadolinium complex and MRI contrast agent comprising the complex
US10759757B2 (en) Crystalline contrast agent for magnetic resonance imaging, kit and composition comprising it and their use
KR20120057324A (en) Gd-complexs of macrocyclic type comprising ferrocene
AU2016101702A4 (en) Crystalline contrast agent for magnetic resonance imaging, kit and composition comprising it and their use
KR20130015534A (en) Gd-complex of macrocyclic as strong blood-pool magnetic resonance imaging contrast agents
WO2020263761A1 (en) Iron(iii) and gallium(iii) metal organic polyhedra, methods of making same, and uses thereof
WO2023126336A1 (en) Novel bispidine-based metal chelating ligands displaying good relaxivity

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
GRNT Written decision to grant