KR20070054690A - 효소 억제제 영상화 시약 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 영상화 잔기로 표지화된 히드록사메이트 부류의 특정한 유형의 기질 메탈로프로테인아제 억제제(MMPi)를 포함하는 영상화 시약이, 포유동물 신체의 생체내 영상화 및 진단을 위한 진단 영상화 시약으로서 유용함을 개시하고 있다.

영상화 잔기, 메탈로프로테인아제 억제제, 진단 영상화 시약.

Description

효소 억제제 영상화 시약 {ENZYME INHIBITOR IMAGING AGENTS}

본 발명은 생체내 영상화를 위한 진단용 영상화 시약에 관한 것이다. 영상화 시약은, 생체내에서 진단 영상화를 위하여 적절한 영상화 잔기로 표지화된 메탈로프로테인아제 억제제를 포함한다.

기질 메탈로프로테인아제(MMP)는, 세포외 기질(ECM)의 분해 또는 개조에 매개작용하는 적어도 20개의 아연-의존성 엔도펩티다제 효소의 과이다 [Messova 등 FASEB J 12 1075 (1998)]. 이와 함께, MMP 과의 요소들은 혈관 벽의 모든 성분들을 분해시킬 수 있고, 따라서 ECM의 성분의 분해에 관련된 생리학적 및 병리학적 사건 양쪽 모두에 중요한 역할을 한다. MMP는 세포 거동을 조절하는 세포-기질 상호작용을 방해할 수 있기 때문에, 이들의 활성은 세포 분화, 이동, 증식 및 세포사 만큼 다양한 과정에 영향을 미친다. 생리학적 상황에서 MMP 활성을 정교하게 조절하는 네가티브 조절 대조군은, 항상 그러하게 기능하는 것은 아니다. MMP 활성의 부적절한 발현이 몇몇 질병 상태에서 병리학적 메카니즘의 일부를 구성하는 것으로 생각되고 있다. 따라서, MMP는 많은 염증, 악성 및 퇴화성 질병에서 치료적 메탈로프로테인아제 억제제(MMPi)를 표적으로 한다 [Whittaker 등, Chem.Rev. 99. 2735 (1999)].

그 결과, MMP의 합성 억제제는 많은 염증, 악성 및 퇴화성 질병의 치료에서 유용할 수도 있는 것으로 생각된다. 또한, MMP의 억제제는 이러한 질병의 진단에서 유용할 수도 있는 것으로 제안된다. US 5183900에서는 MMP와 연관된 질병의 치료를 위한 하기 화학식의 화합물을 개시하고 있다:

상기 식에서, R¹은 H이고, R²는 C_{3 - 8}알킬이거나, R¹ 및 R²는 함께 -(CH₂)_n- (여기서, n은 3 내지 5임)를 이루고; R³는 H 또는 C_{1 - 4}알킬이고; R⁴는 융합 또는 접합된 비치환 또는 치환 비시클로아릴 메틸렌이고; X는 OR⁵ 또는 NHR⁵이고, 여기서 R⁵는 H, 치환 또는 비치환 C_{1 - 12}알킬, C_{6 - 12}아릴 또는 C_{6 - 16}아릴알킬이거나; X는 아미노산 잔기 또는 그의 아미드이거나; X는 시클릭 아민 또는 헤테로시클릭 아민의 잔기이다. US 5183900은 상기 화합물들을 ⁹⁹Tc 또는 ¹³¹I와 같은 섬광조영 표지로 표지하여 생체내에서 과량의 MMP의 위치를 결정할 수 있다고 기재하고 있지만, 그러한 표지화를 어떻게 수행하는지는 교시하거나 암시하지 않았다.

WO 01/60416호는 다양한 서로 다른 부류의 기질 메탈로프로테인아제 (MMP) 억제제의 킬레이터 접합체, 및 진단용 금속과의 금속 착물의 제조에서 그의 용도를 개시하고 있다. 기재된 MMP 억제제는 몇몇 숙시닐 히드록사메이트를 포함하는 히드록사메이트를 포함한다(86쪽 30행 내지 89쪽 9행에 기재되어 있음). 화합물들은 아테롬성경화증, 심부전 및 협착증과 같은 세포외 기질 분해와 연관된 심장혈관 병변의 진단에서 유용한 것으로 제안된다. 바람직한 MMP 억제제, 킬레이터 및 링커들이 여기에 기재되어 있다. 젱(Zheng) 등에 의한 보고 [Nucl.Med.Biol. 29 761-770 (2002)]는, 포지트론 방출 단층촬영술(PET) 트레이서 ¹¹C 및 ¹⁸F로 표지화된 MMP 억제제의 합성을 기록하고 있다. 여기에 기재된 화합물은 유방암의 비-침습성 영상화에서 유용한 것으로 간주된다.

본 발명

이제, 영상화 잔기로 표지화된 숙시닐 히드록사메이트 기질 메탈로프로테인아제 억제제 (MMPi)의 특정한 부류가, 포유동물 신체에서 생체내 영상화 및 진단을 위한 진단용 영상화 시약으로서 유용하다는 것을 알아내었다. 이러한 화합물들은 젤라티나제 (MMP-2 및 MMP-9) 및 콜라게나제 (MMP-1, MMP-8 및 MMP-13)에 대하여 서브나노몰 범위에서 Ki와 함께 뛰어난 MMP 억제 활성을 나타낸다. 본 발명의 MMPi의 뇨 배출 프로파일은, 적절한 링커 기, 특히 폴리에틸렌글리콜(PEG), 아미노산 또는 당-함유 링커 기의 사용에 의해 조절될 수 있다.

본 발명의 영상화 시약은, 특정한 기질 메탈로프로테인아제가 연관된 것으로 공지되어 있는 질병 상태의 범위(염증, 악성 및 퇴화성 질병)에서 생체내 진단 영상화를 위해 유용하다. 이들은 다음을 포함한다:

(a) 다양한 MMP가 과다발현되는 아테롬성경화증. MMP-1, 3, 7, 9, 11, 12, 13 및 MT1-MMP의 높은 수준이 인간 아테롬성경화증 플라크에서 검출되었다 [S.J.George, Exp.Opin.Invest.Drugs, 9(5) 993-1007, (2000) 및 그의 참고문헌]. 인간 아테롬에서 MMP-2 [Z.Li 등, Am.J.Pathol., 148, 121-128 (1996)] 및 MMP-8 [M.P.Herman 등, Circulation, 104, 1899-1904 (2001)]의 발현이 또한 보고되어 있다; 콜라게나제는 특히 VP에 중요한 것으로 여겨지고 있다[Circulation, 1999, 99, 2503, Sukhova 등; ibid, 2001, 104, 1899, Herman 등. 상기 문헌; Stroke, 2002, 33, 2858, Axisa 등; DDT, 2002, 7, 86, Fricker; C];

(b) 만성 심부전증 (문헌[Peterson, J.T. 등, 심부전의 치료를 위한 기질 메탈로프로테인아제 억제제 개발, Drug Dev.Res. (200), 55(1), 29-44]은, MMP-1, MMP-2, MMP-3, MMP-8, MMP-9, MMP-13 및 MMP-14가 심부전에서 상향조절됨을 보고하고 있다);

(c) 암 (문헌 [Vihinen 등, Int.J.Cancer 99, p157-166 (2002)]은 암에서의 MMP 연관성을 조사하고 있고 특히 MMP-2, MMP-3, MMP-7 및 MMP-9를 강조하고 있다);

(d) 관절염 (문헌 [Jacson 등, Inflamm.Res. 50(4) p183-186 (2001), "류마티스양 관절염에서 선택적 기질 메탈로프로테인아제 억제 - 표적화 젤라티나제 A 활성화"], MMP-2가 특히 언급된다);

(e) 근위축성 측삭 경화증 [Lim 등, J.Neurochem, 67, 251-259 (1996); MMP-2 및 MMP-9가 연관된다];

(f) MMP-2, MMP-9 및 MMP-13이 관련된 것으로 기록되어 있는 뇌수 전이 [Spinale, Circul.Res., 90, 520-530 (2002)];

(g) MMP-2 및 MMP-9가 관련된 것으로 기록되어 있는 뇌혈관 질병[Lukes 등, Mol.Neurobiol., 19, 267-284 (1999)];

(h) MMP-2 및 MMP-9가 질병 조직에서 확인되어진 알쯔하이머 병 [Backstrom 등, J.Neurochem., 58, 983-992 (1992)];

(i) MMP-2, MMP-3 및 MMP-9가 관련되어 있는 신경염증 질병[Mun-Bryce 등, Brain.Res., 933, 42-49 (2002)];

(j) 다른 것들 중에서 MMP-1, MMP-2, MMP-8 및 MMP-9가 상향조절되는 것으로 기록되어 있는 COPD (즉, 만성 폐색성 폐 질환) [Segura-Valdez 등, Chest, 117, 684-694 (2000)];

(k) 눈 병리 [Kurpakus-Wheater 등, Prog.Histo.Cytochem., 36(3), 179-259 (2001)];

(l) 피부 질병 [Heroury,Y., Int.J.Mol.Med., 7(1) 3-12 (2001)].

본 발명의 숙시닐 히드록사메이트 MMPi는 대등한 효능을 가지는 다른 MMPi보다 더욱 친수성이다. 이들은 생체내에서 주변 배경조직으로부터 우수하게 소거됨을 나타내고, 유연한 합성 경로를 통해 얻을 수 있으므로, 다양한 영상화 잔기가 쉽게 혼입되는 것을 허용한다.

첫번째 측면에서, 본 발명은, 표지된 기질 메탈로프로테인아제 억제제를 생체 내에서 포유동물 신체에 투여한 후에 영상화 잔기를 검출할 수 있는, X¹, X², X³, X⁴ 또는 Y¹ 위치에 영상화 잔기로 표지화된 화학식 I의 메탈로프로테인아제 억제제를 포함하는 영상화 시약을 제공한다.

상기 식에서,

X¹은 H, C_{1 -3} 알킬 또는 C_{1 -3} 플루오로알킬이고;

X²는 H, C_{1 -6} 알킬, C_{3 -6} 시클로알킬 또는 C_{1 -6} 플루오로알킬이고;

X³은 X²기, NH₂, C_{1 -10} 아미노 또는 -NH(CO)X^a (여기서, X^a는 C_{1 -6} 알킬, C_{3 -12} 아릴 또는 C_{5 -15} 아르알킬임)이고;

X⁴는 C_{1 -6} 알킬, Ar¹ 또는 -(C_{1 -3} 알킬)Ar¹ (여기서, Ar¹은 C_{3 -12} 아릴 또는 헤테로아릴기 또는 -(CH₂)_WCONHY²이고, 여기서 w는 1 또는 2 값의 정수임)이며;

Y¹ 및 Y²는 독립적으로 Y기이고, 여기서, Y는 C_{1 -10} 알킬, C_{3 -10} 시클로알킬, C_1-10 플루오로알킬, Ar¹기 또는 -(C_{1 -3} 알킬)Ar¹이고;

단, (i) X² 및 X³가 둘 다 H는 아니고;

(ii) X¹이 H이고, X²는 H 또는 C_{1 -3} 알킬이고, X³는 C_{1 -6} 알킬, C_{3 -6} 시클로알킬 또는 C_{1 -6} 플루오로알킬이고, X⁴는 C_{1 -6} 알킬, 페닐 또는 벤질일 경우, 영상화 잔기는 킬레이트화제를 포함하지 않는다.

화학식 (I)에서, X¹은 가장 바람직하게는 H이다.

X²는 바람직하게는 H, C_{1 -4} 알킬 또는 C_{1 -4} 플루오로알킬이고, 가장 바람직하게는 H, C_{2 -4} 알킬 또는 C_{2 -4} 플루오로알킬이며, 가장 특히 바람직하게는 X²는 -CH₂CH(CH₃)₂이다.

X³이 X²기일 경우, 바람직하게는 H, C_{1 -4} 알킬 또는 C_{1 -4} 플루오로알킬이고, 가장 바람직하게는 H, C_{2 -4} 알킬 또는 C_{2 -4} 플루오로알킬이다. X³이 아민기를 포함하는 경우, 바람직하게는 -NH₂ 또는 -(CH2)_qNH₂ (여기서, q는 1 내지 4의 값의 정수임)와 같은 1차 아민을 포함하여, 그 위치에서 영상화 잔기가 쉽게 접합되도록 한다 (예를 들어, 환원적 아민화 또는 N-알킬화에 의하여). 더욱 바람직한 아민-함유 X³기 는 -NH(C_{1 -4} 알킬), 특히 -CH₂CH(CH₃)₂ 기의 N-함유 유사체인 -NHCH(CH₃)₂이다. 가장 바람직한 화학식 (I)의 화합물은 X³이 X²기인 것이다.

화학식 (I)에서, X² 및 X³이 둘 다 H는 아니며, 즉, X² 및 X³ 위치 양자 모두에 치환된 화합물은 본 발명의 범위에 속한다. 바람직한 조합은 X² 및 X³ 중 하나는 H이고, 다른 하나는 H가 아닌 화합물이다. 이러한 조합을 위하여, X² 및 X³ 중 하나가 H이고, 다른 하나는 -CH₂CH(CH₃)₂인 화합물이 특히 바람직하다. 본 발명자들은 놀랍게도 X² 위치에 치환되면 잠재적 MMP 억제제가 된다는 것을 발견하였다. 따라서, 가장 바람직한 조합은 X¹이 H이면서 X²가 상기 정의된 바와 같은 바람직한 X² 기일 때, X³가 H인 것이다. 가장 특히 바람직하게는, X¹ 및 X³는 둘 다 H이고, X²는 -CH₂CH(CH₃)₂이다.

X⁴는 바람직하게는 -CH₂Ar¹ 또는 -(CH₂)CONHY²이다. X⁴가 -CH₂Ar¹인 경우, Ar¹은 가장 바람직하게는 인돌릴 기, 특히 -CH₂(3-인돌릴), 즉 하기 기를 포함한다.

Y¹은 바람직하게는 C_{1 -10} 알킬, C_{1 -10} 플루오로알킬 또는 -(CH₂)_wCONHY²이고, 가장 바람직하게는 C_{1 -4} 알킬, C_{1 -4} 플루오로알킬 또는 -(CH₂)CONHY²이고, 특히 바람직하게는 Y¹은 -CH₃ 또는 -(CH₂)CONHAr¹이다.

본 발명의 히드록사메이트 기질 메탈로프로테인아제 억제제는 적절하게는 분자량 100 내지 3000 달톤, 바람직하게는 분자량 150 내지 600 달톤, 가장 바람직하게는 분자량 200 내지 500 달톤이다. 억제제는 바람직하게는 합성 유래이다.

용어 "-로 표지화된"은, MMPi 자체가 영상화 잔기를 포함하거나 영상화 잔기가 하기 화학식 II에 대해 기재된 바와 같이 임의로 링커 기를 통해 추가의 종으로서 부착됨을 의미한다. MMPi 자체가 영상화 잔기를 포함할 때, 이것은 "영상화 잔기"가 MMPi의 화학 구조의 일부를 형성하고 상기 동위원소의 자연적 양 수준보다 상당히 많은 수준으로 존재하는 방사성 또는 비-방사성 동위원소임을 의미한다. 이러한 높거나 풍부한 수준의 동위원소는 적절하게는 당해 동위원소의 자연적 양 수준의 적어도 5배, 바람직하게는 적어도 10배, 가장 바람직하게는 적어도 20배; 이상적으로 적어도 50배이거나, 또는 당해 동위원소의 농축 수준이 90 내지 100%가 되는 수준으로 존재한다. '영상화 잔기'를 포함한 MMPi의 예는 하기 기재되어 있지만, 높은 수준의 ¹³C 또는 ¹¹C를 가진 CH₃ 기 및 높은 수준의 ¹⁸F를 가진 플루오로알킬 기를 포함하고, 그 결과 영상화 잔기는 MMPi의 화학적 구조 내에서 동위원소 ³C, ¹¹C 또는 ¹⁸F로 표지화된다.

"영상화 잔기"는 포유동물 신체에 대해 외부에서 검출될 수 있거나 또는 생체내에서 사용하기 위해 고안된 검출기, 예를 들어 혈관내 복사선 또는 광학 검출기, 예컨대 내시경 또는 수술내 사용을 위해 고안된 복사선 검출기의 사용을 통해 검출될 수 있다. 바람직한 영상화 잔기는 생체내 투여 후에 비-침습성 방식으로 외부에서 검출될 수 있는 것이다. 가장 바람직한 영상화 잔기는 방사성, 특히 방사성 금속 이온, 감마-방출 방사성 할로겐 및 포지트론-방출 방사성 비-금속, 특히 SPECT 또는 PET를 사용하는 영상화에 적합한 것이다.

"영상화 잔기"는 바람직하게는

(i) 방사성 금속 이온;

(ii) 상자성 금속 이온;

(iii) 감마-방출 방사성 할로겐;

(iv) 포지트론-방출 방사성 비-금속;

(v) 과편광화 NMR-활성 핵;

(vi) 생체내 광학 영상화에 적합한 리포터;

(vii) 혈관내 검출에 적합한 β-발광체로부터 선택된다.

영상화 잔기가 방사성 금속 이온, 즉 방사선금속일 때, 적절한 방사선금속은 ⁶⁴Cu, ⁴⁸V, ⁵²Fe, ⁵⁵Co, ^{94 m}Tc 또는 ⁶⁸Ga과 같은 포지트론 방출체; ^{99 m}Tc, ¹¹¹In, ^{113 m}In 또는 ⁶⁷Ga와 같은 γ-방출체일 수 있다. 바람직한 방사선금속은 ^{99 m}Tc,⁶⁴Cu,⁶⁸Ga 및 ¹¹¹In이다. 가장 바람직한 방사선금속은 γ-방출체, 특히 ^{99 m}Tc이다.

영상화 잔기가 상자성 금속 이온일 때, 적절한 금속 이온은 Gd(III), Mn(II), Cu(II), Cr(III), Fe(III), Co(II), Er(II), Ni(II), Eu(III) 또는 Dy(III)을 포함한다. 바람직한 상자성 금속 이온은 Gd(III), Mn(II) 및 Fe(III)이고, Gd(III)가 특히 바람직하다.

영상화 잔기가 감마-방출 방사성 할로겐일 때, 방사선할로겐은 적절하게는 ¹²³I, ¹³¹I 또는 ⁷⁷Br로부터 선택된다. 바람직한 감마-방출 방사성 할로겐은 ¹²³I이다.

영상화 잔기가 포지트론-방출 방사성 비-금속일 때, 적절한 포지트론 방출체는 ¹¹C, ¹³N, ¹⁵O, ¹⁷F, ¹⁸F, ⁷⁵Br, ⁷⁶Br 또는 ¹²⁴I을 포함한다. 바람직한 포지트론 방출 방사성 비-금속은 ¹¹C, ¹³N, ¹²⁴I 및 ¹⁸F을 포함하고, 특히 ¹¹C 및 ¹⁸F, 가장 특별하게는 ¹⁸F이다.

영상화 잔기가 과편광화 NMR-활성 핵일 때, 이러한 NMR-활성 핵은 비-제로 핵 스핀을 갖고 ¹³C, ¹⁵N, ¹⁹F, ²⁹Si 및 ³¹P를 포함한다. 이들 중에서, ¹³C이 바람직하다. 용어 "과편광화"는 그의 평형상태 편광에 비해 NMR-활성 핵의 편광화 정도가 향상된 것을 의미한다. (¹²C에 비해) ¹³C의 자연적 양은 약 1%이고, 적절한 ¹³C-표지화 화합물은 편광화되기 전에 적어도 5%, 바람직하게는 적어도 50%, 가장 바람직하 게는 적어도 90%의 양까지 적절히 농축된다. 본 발명의 메탈로프로테인아제 억제제의 적어도 하나의 탄소 원자는 ¹³C으로 적절히 농축되고, 이어서 이것이 과편광화된다.

영상화 잔기가 생체내 광학 영상화에 적합한 리포터일 때, 리포터는 광학 영상화 절차에서 직접적으로 또는 간접적으로 검출할 수 있는 잔기이다. 리포터는 광 산란체 (예, 착색 또는 비착색 입자), 광 흡수체 또는 광 방출체일 수도 있다. 더욱 바람직하게는, 리포터가 발색단 또는 형광 화합물과 같은 염료이다. 염료는 자외선 내지 근적외선의 파장을 가진 전자기 스펙트럼에서 빛과 상호작용하는 염료일 수 있다. 가장 바람직하게는, 리포터는 형광 성질을 갖는다.

바람직한 유기 발색단 및 형광 리포터는 광범위한 비편재화 전자 체계, 예를 들어 시아닌, 메로시아닌, 인도시아닌, 프탈로시아닌, 나프탈로시아닌, 트리페닐메틴, 포르피린, 피릴리늄 염료, 티아피릴륨 염료, 스쿠아릴륨 염료, 크로코늄 염료, 아줄레늄 염료, 인도아닐린, 벤조페녹사지늄 염료, 벤조티아페노티아지늄 염료, 안트라퀴논, 나프토퀴논, 인다트렌, 프탈로일아크리돈, 트리스페노퀴논, 아조염료, 분자내 및 분자간 전하-전달 염료 및 염료 착물, 트로폰, 테트라진, 비스(디티올렌) 착물, 비스(벤젠-디티올레이트) 착물, 요오도아닐린 염료, 비스(S,O-디티올렌)착물을 포함한다. 형광 단백질, 예컨대 녹색 형광 단백질(GFP) 및 상이한 흡수/방출 성질을 가진 GFP의 변형이 또한 유용하다. 형광 나노결정(양자 도트)에서와 같이, 희토류 금속(예, 유로퓸, 사마륨, 테르븀 또는 디스프로슘)의 착물이 특정한 상황에서 사용된다.

사용될 수도 있는 발색단의 특정한 예는 플루오레세인, 술포로다민 101(텍사스 레드), 로다민 B, 로다민 6G, 로다민 19, 인도시아닌 그린, Cy2, Cy3, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, 마리나 블루, 퍼시픽 블루, 오레곤 그린 88, 오레곤 그린 514, 테트라메틸로다민 및 알렉사 플루오르 350, 알렉사 플루오르 430, 알렉사 플루오르 532, 알렉사 플루오르 546, 알렉사 플루오르 555, 알렉사 플루오르 568, 알렉사 플루오르 594, 알렉사 플루오르 633, 알렉사 플루오르 647, 알렉사 플루오르 660, 알렉사 플루오르 680, 알렉사 플루오르 700 및 알렉사 플루오르 750을 포함한다.

400 nm 내지 3 ㎛, 특히 600 내지 1300 nm의 가시광선 또는 근적외선 영역에서 최대 흡광도를 가진 염료가 특히 바람직하다. 광학 영상화 양상 및 측정 기술은, 이에 한정되지 않지만 발광 영상화; 내시경술; 형광 내시경; 광학 간섭 단층촬영술; 투과 영상화; 시간 해상 투과 영상화; 공초점 영상화; 비선형 현미경법; 광음향 영상화; 음향-광학 영상화; 분광법; 반사 분광법; 간섭측정법; 응집 간섭측정법; 확산 광학 단층촬영술 및 형광 매개 확산 광학 단층촬영술 (연속 파장, 시간 도메인 및 주파 도메인 시스템), 및 광 산란, 흡수, 편광, 발광, 형광 수명, 양자 수율 및 소광의 측정을 포함한다.

영상화 잔기가 혈관내 검출에 적합한 β-방출체일 때, 적절한 β-방출체는 방사선금속 ⁶⁷Cu, ⁸⁹Sr, ⁹⁰Y, ¹⁵³Sm, ¹⁸⁶Re, ¹⁸⁸Re 또는 ¹⁹²Ir 및 비-금속 ³²P, ³³P, ³⁸S, ³⁸Cl, ³⁹Cl, ⁸²Br 및 ⁸³Br을 포함한다.

본 발명의 MMPi는 X⁴, 및 X² 및(또는) X³ 치환기를 포함하는 탄소 원자, 및 가능하게는 다른 위치에 키랄 중심을 가질 것이다. 본 발명은 실질적으로 순수한 광학 이성질체 (즉, 거울상 이성질체) 또는 부분입체이성질체, 및 라세미 혼합물을 포함하는 모든 수준의 순도의 그러한 모든 입체이성질체를 포괄한다. 화학식 I의 화합물의 바람직한 입체 이성질체는 하기 화학식 Ia 및 Ib에 나타내는 것이다.

본 발명의 영상화 시약은 바람직하게는 하기 화학식 II이다:

상기 식에서,

{억제제}는 화학식 I의 메탈로프로테인아제 억제제이고;

-(A)_n-는 각각의 A가 독립적으로 -CR₂-, -CR=CR-, -C≡C-, -CR₂CO₂-, -CO₂CR₂-, -NRCO-, -CONR-, -NR(C=0)NR-, -NR(C=S)NR-, -SO₂NR-, -NRSO₂-, -CR₂OCR₂-, -CR₂SCR₂-, -CR₂NRCR₂-, C_{4 -8} 시클로헤테로알킬렌 기, C_{4 -8} 시클로알킬렌 기, C_{5 -12} 아릴렌 기, C_{3 -12} 헤테로아릴렌 기, 아미노산, 당 또는 단순분산 폴리에틸렌글리콜(PEG) 형성 블록인 링커 기이고;

R은 H, C_{1 -4} 알킬, C_{2 -4} 알케닐, C_{2 -4} 알키닐, C_{1 -4} 알콕시알킬 또는 C_{1 -4} 히드록시알킬로부터 독립적으로 선택되고;

n은 0 내지 10의 값의 정수이고;

X⁵는 H, OH, C_{1 -4} 알킬, C_{1 -4} 알콕시, C_{1 -4} 알콕시알킬, C_{1 -4} 히드록시알킬 또는 화학식 I에서 정의된 Ar¹기이며; "영상화 잔기"는 상기 화학식 I에서 정의된 바와 같고, X¹, X², X³, X⁴ 또는 Y¹ 위치에 결합된다.

용어 "아미노산"은 천연 발생 또는 순수한 합성 유래일 수도 있는 L- 또는 D-아미노산, 아미노산 유사체(예, 나프틸아닐린) 또는 아미노산 모방체를 의미하고, 이것은 광학적으로 순수하고, 즉 단일 거울상이성질체이고 따라서 키랄성이거나 또는 거울상이성질체들의 혼합물일 수도 있다. 바람직하게는, 본 발명의 아미노산은 광학적으로 순수하다.

용어 "당"은 일-, 이- 또는 삼- 사카라이드를 의미한다. 적절한 당은 글루코스, 갈락토스, 말토스, 만노스 및 락토스를 포함한다. 임의로, 당은 아미노산에 대한 결합을 용이하게 하도록 작용기화될 수도 있다. 따라서, 예를 들어 아미노산의 글루코사민 유도체를 펩티드 결합을 통해 다른 아미노산에 접합시킬 수 있다. 아스파라긴의 글루코사민 유도체 (통상적으로 입수가능함)는 이것의 한가지 예이다:

영상화 잔기는 바람직하게는 화학식 I의 MMPi의 X³, X⁴ 또는 Y¹ 위치에 부착되며, 가장 바람직하게는 X⁴ 또는 Y¹ 위치에 부착되므로, X¹은 H이다. 영상화 잔기가 -(CH₂)_w(CO)NHY² 잔기인 Y²기 중 하나에 부착되거나, 이를 포함하는 것이 특히 바람직하다.

화학식 II의 링커 기 -(A)_n-의 역할은 메탈로프로테인아제 억제제의 활성 부위로부터 영상화 잔기가 거리를 두게 하는 것이라는 것을 알 수 있다. 이는 영상화 잔기가 비교적 부피가 큰 경우 (예를 들어, 금속 착물) MMP 효소에 대한 억제제의 결합이 저해되지 않도록 하는데 특히 중요하다. 이는 부피가 큰 기가 활성 부위로부터 떨어져 스스로를 위치시킬 자유를 주는 유연성 (예를 들어, 단순 알킬 사 슬), 및(또는) 활성 부위로부터 떨어지도록 금속 착물을 배향하는 시클로알킬 또는 아릴 스페이서와 같은 강성의 조합에 의하여 달성될 수 있다.

영상화 시약의 생체분포를 개선시키기 위하여 링커 기의 성질이 사용될 수도 있다. 즉, 예를 들어 링커에 에테르 기의 도입은 혈장 단백질 결합을 최소화하는데 도움이 될 것이다. -(A)_n-이 폴리에틸렌글리콜(PEG) 형성 블록 또는 1 내지 10개 아미노산 잔기의 펩티드 사슬을 포함할 때, 링커 기는 생체내에서 약물동력학 및 영상화 시약의 혈액 정화 비율을 개선시키는 작용을 할 수 있다. 이러한 "생체개질제" 링커 기는 배경 조직, 예컨대 근육 또는 간으로부터 및(또는) 혈액으로부터 영상화 시약의 소거를 촉진시킬 수도 있고, 따라서 더욱 적은 배경 간섭에 기인하여 더욱 양호한 진단 영상을 제공한다. 또한, 간을 거치는 것과는 달리 예를 들어 신장을 거쳐 특정한 분비 경로를 촉진하도록 생체개질제 링커 기가 사용될 수도 있다.

-(A)_n-이 1 내지 10개 아미노산 잔기의 펩티드 사슬을 포함할 때, 아미노산 잔기는 바람직하게는 글리신, 리신, 아스파르트산, 글루탐산 또는 세린으로부터 선택된다. -(A)_n-이 PEG 잔기를 포함할 때, 이것은 바람직하게는 화학식 IIIA 또는 IIIB의 단일분산 PEG-유사 구조의 올리고머화로부터 유래된 단위를 포함한다.

화학식 IIIA의 17-아미노-5-옥소-6-아자-3,9,12,15-테트라옥사헵타데카논산

상기 식에서, p는 1 내지 10의 정수이고, 여기에서 C-말단 단위(*)가 영상화 잔기에 연결된다. 대안적으로, 화학식 IIIB의 프로피온산 유도체를 기초로 한 PEG-유사 구조가 사용될 수 있다:

상기 식에서, p는 화학식 IIIA에 대해 정의된 것과 같고 q는 3 내지 15의 정수이다.

화학식 IIIB에서, p는 바람직하게는 1 또는 2이고, q는 바람직하게는 5 내지 12이다.

링커 기가 PEG 또는 펩티드 사슬을 포함하지 않을 때, 바람직한 -(A)_n-기는 2 내지 10개 원자, 가장 바람직하게는 2 내지 5개 원자, 특히 바람직하게는 2 또는 3개 원자의 -(A)_n-기를 이루는 결합된 원자의 주쇄를 갖는다. 2개 원자의 최소 링커 기 주쇄는, 영상화 잔기가 메탈로프로테인아제 억제제로부터 잘 분리되고 그 결과 상호작용이 최소화된다는 장점을 부여한다.

알킬렌 기 또는 아릴렌 기와 같은 비-펩티드 링커 기는, 접합된 MMP 억제제와의 상당한 수소 결합 상호작용이 존재하지 않고, 따라서 링커가 MMP 억제제 위를 둘러싸지 않는다는 장점을 갖는다. 바람직한 알킬렌 스페이서 기는 -(CH₂)_d- (식 중, d는 2 내지 5이다)이다. 바람직한 아릴렌 스페이서는 하기 화학식을 갖는다.

상기 식에서, a 및 b는 독립적으로 0, 1 또는 2이다.

링커 기 -(A)_n-는 바람직하게는 디글리콜산 잔기, 말레이미드 잔기, 글루타르산, 숙신산, 폴리에틸렌글리콜 기재 단위 또는 화학식 IIIA 또는 IIIB의 PEG-유사 단위를 포함한다.

영상화 잔기가 금속 이온을 포함할 때, 금속 이온은 금속 착물로서 존재한다. 따라서, 금속 이온과의 이러한 메탈로프로테인아제 억제제 접합체는 적절하게는 화학식 IIa이다

상기 식에서, A 및 n은 상기 화학식 II에 대해 정의된 것과 같다.

용어 "금속 착물"은 하나 이상의 리간드를 가진 금속 이온의 배위 착물을 의미한다. 금속 착물이 "트랜스킬레이트화에 대해 내성"이며, 다시 말해서 금속 배위 부위에 대해 다른 잠재적인 경쟁 리간드와 리간드 교환을 쉽게 겪지 않는다는 점이 매우 바람직하다. 잠재적인 경쟁 리간드는 히드록삼산 MMPi 잔기 자체 + 시험관내 제조에서의 다른 부형제 (예, 제조에서 사용되는 방사선보호제 또는 항균 보존제) 또는 생체내 내인성 화합물 (예, 글루타티온, 트랜스페린 또는 혈장 단백질)을 포함한다.

화학식 IIa의 금속 착물은 화학식 IIb의 리간드의 접합체 (즉, 접합된 금속 배위 리간드)로부터 유래된다.

상기 식에서, A 및 n은 상기 화학식 II에서 정의된 바와 같다.

트랜스킬레이트화에 대해 내성인 금속 착물을 형성하는 본 발명에서 사용하기 위해 적절한 리간드는, 킬레이트화제 {여기에서 (탄소 원자 또는 금속 공여체 원자에 결합하는 비-배위 헤테로원자의 비-배위 주쇄를 가짐으로써) 5- 또는 6-원 킬레이트 고리가 얻어지도록 2-6, 바람직하게는 2-4 금속 공여체 원자가 배열된다}; 또는 이소니트릴, 포스핀 또는 디아제니드와 같은 금속 이온에 강하게 결합하는 공여체 원자를 포함하는 한자리 리간드를 포함한다. 킬레이트화제의 일부로서 금속에 결합하는 공여체 원자 유형의 예는 아민, 티올, 아미드, 옥심 및 포스핀이다. 포스핀은 강한 금속 착물을 형성하여, 한자리 또는 두자리 포스핀이 적절한 금속 착물을 형성한다. 이소니트릴 및 디아제니드의 선형 기하구조는, 이들이 킬레이트화제 내에 쉽게 혼입되지 않도록 하고 따라서 한자리 리간드로서 전형적으로 사용되도록 하는 구조이다. 적절한 이소니트릴의 예는 단순한 알킬 이소니트릴, 예컨대 tert-부틸이소니트릴, 및 에테르-치환된 이소니트릴, 예컨대 mibi (즉, 1-이소시아노-2-메톡시-2-메틸프로판)을 포함한다. 적절한 포스핀의 예는 테트로포스민, 및 한자리 포스핀, 예컨대 트리스(3-메톡시프로필)포스핀을 포함한다. 적절한 디아제니드의 예는 리간드의 HYNIC 시리즈, 즉 히드라진-치환된 피리딘 또는 니코틴아미드를 포함한다,

트랜스킬레이트화에 대해 내성인 금속 착물을 형성하는 테크네튬에 적합한 킬레이트화제의 예는 다음을 포함하지만 이에 한정되지 않는다:

(i) 하기 화학식의 디아민디옥심:

상기 식에서, E¹-E⁶는 각각 독립적으로 R' 기이고;

각각의 R'는 H 또는 C_{1 -10} 알킬, C_{3 -10} 알킬아릴, C_{2 -10} 알콕시알킬, C_{1 -10} 히드록시알킬, C_{1 -10} 플루오로알킬, C_{2 -10} 카르복시알킬 또는 C_{1 -10} 아미노알킬이거나, 2개 이상의 R'기가 이들이 부착된 원자와 함께 카르보시클릭, 헤테로시클릭, 포화 또는 불포화 고리를 형성하고, 하나 이상의 R'기가 MMP 억제제에 접합되고;

Q는 화학식 -(J)_f-의 다리걸침 기이고;

f는 3, 4 또는 5이고, 각각의 J는 독립적으로 -O-, -NR'- 또는 -C(R^')₂-이고, 단 -(J)_f-는 -O- 또는 -NR'-인 최대 하나의 J기를 함유한다.

바람직한 Q기는 다음과 같다:

Q= -(CH₂)(CHR')(CH₂)-, 즉 프로필렌아민 옥심 또는 PnAO 유도체;

Q= -(CH₂)₂(CHR')(CH₂)₂-, 즉 펜틸렌아민 옥심 또는 PentAO 유도체;

Q= -(CH₂)₂NR'(CH₂)₂-

E¹ 내지 E⁶는 바람직하게는 C_{1 -3} 알킬, 알킬아릴, 알콕시알킬, 히드록시알킬, 플루오로알킬, 카르복시알킬 또는 아미노알킬로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, 각각의 E¹ 내지 E⁶기는 CH₃이다.

MMP 억제제는 바람직하게는 E¹ 또는 E⁶ R' 기, 또는 Q 잔기의 R' 기에 접합된다. 가장 바람직하게는, MMP 억제제가 Q 잔기의 R' 기에 접합된다. MMP 억제제가 Q 잔기의 R'기에 접합될 때, R'기는 바람직하게는 다리끝부분에 존재한다. 그러한 경우에, Q 는 바람직하게는 -(CH₂)(CHR')(CH₂)-, (CH₂)₂(CHR')(CH₂)₂- 또는 -(CH₂)₂NR'(CH₂)₂-, 가장 바람직하게는 -(CH₂)₂(CHR')(CH₂)₂-이다. 특히 바람직한 이 작용성 디아민디옥심 킬레이터는 하기 화학식을 가지며 따라서, MMP 억제제는 다리끝부분 -CH₂CH₂NH₂ 기를 통해 접합된다.

(킬레이터 1)

(ii) MAG₃ (메르캅토아세틸트리글리신) 및 관련된 리간드와 같은 티올트리아미드 공여체 세트를 갖거나; 또는 피카(Pica)와 같은 디아미드피리딘티올 공여체 세트를 가진 N₃S 리간드;

(iii) BAT 또는 ECD(즉, 에틸시스테이네이트 이량체)와 같은 디아민디티올 공여체 세트 또는 MAMA와 같은 아미드아민디티올 공여체 세트를 가진 N₂S₂ 리간드;

(iv) 테트라민, 아미드트리아민 또는 디아미드디아민 공여체 세트, 예컨대 시클람, 모노옥소시클람 또는 디옥소시클람을 가진 개방 사슬 또는 거대고리 리간드인 N₄ 리간드;

(v) 디아민디페놀 공여체 세트를 가진 N₂O₂ 리간드.

상기 기재된 리간드는 착물화 테크네튬, 예를 들어 ^{94 m}Tc 또는 ^{99 m}Tc를 위해 특히 적절하고, 문헌 [Jurisson 등, Chem.Rev., 99, 2205-2218 (1999)]에 의해 더욱 충분히 기재되어 있다. 리간드는 다른 금속, 예컨대 구리 (⁶⁴Cu 또는 ⁶⁷Cu), 바나듐(예, ⁴⁸V), 철 (예, ⁵²Fe) 또는 코발트(예, ⁵⁵Co)를 위해 유용하다. 다른 적절한 리간드가 산도즈(Sandoz)의 WO 91/01144에 기재되어 있고, 이것은 인듐, 이트륨 및 가돌리늄, 특히 거대고리형 아미노카르복실레이트 및 아미노포스폰산 리간드를 위해 특히 적절하다. 가돌리늄의 비-이온성(즉, 중성) 금속 착물을 형성하는 리간드가 공지되어 있고, US 4885363에 기재되어 있다. 방사선금속 이온이 테크네튬일 때, 리간드는 바람직하게는 네자리인 킬레이트화제이다. 테크네튬을 위해 바람직한 킬레이트화제는 디아민디옥심이거나 또는 상기 기재된 것과 같은 N₂S₂ 또는 N₃S 공여체 세트를 가진 것이다.

^{99 m}Tc를 포함한 방사선금속과의 금속 착물을 형성하기 위하여, 킬레이트화제인 여러자리 히드록삼 산이 공지되어 있다 [Safavy 등, Bioconj.Chem., 4, 194-198 (1993)]. 그러나, 본 발명자들은 히드록삼산 MMPi (예를 들어, 화학식 I에서 X³가 H일 때)와 같은 한자리 히드록삼산이 방사선금속을 위한 접합 리간드와 효율적으로 경쟁할 수도 있다는 것을 알아내었다. 따라서, X¹이 H일 때, 리간드의 선택에서 특별한 주의가 필요하고, 다시말해서 바람직하지 못한 [히드록삼산]-[방사선금속] 금속 착물의 형성을 피하기 위하여 방사선금속을 위한 히드록삼산 MMPi와 효율적으로 경쟁하는 리간드를 선택하는 것이 필요하다. 적절한 이러한 리간드는 포스핀; 이 소니트릴; 테트라민, 아미드트리아민 또는 디아미드디아민 공여체 세트를 가진 N₄ 킬레이트화 제; 티올트리아미드 공여체 또는 디아미드피리딘티올 공여체 세트를 가진 N₃S 킬레이트화제; 또는 BAT와 같은 디아민디티올 공여체 세트 또는 MAMA와 같은 아미드아민디티올 공여체 세트를 가진 N₂S₂ 킬레이트화제를 포함한다. 바람직한 리간드는 상기 기재된 것과 같은 N₄, N₃S 및 N₂S₂ 킬레이트화제, 가장 바람직하게는 N₄ 테트라민 및 N₂S₂ 디아민디티올 또는 디아미드디티올 킬레이트화제, 특히 BAT로서 공지된 N₂S₂ 디아민디티올 킬레이터를 포함한다.

표지화 메탈로프로테인아제 억제제가 바람직한 생체내 표적 부위에 이르르기 전에 금속 착물에서 절단이 일어나기 때문에, 혈액 중에서 결합이 쉽게 대사를 겪지 않게 하는 방식으로 기질 메탈로프로테인아제 억제제를 금속 착물에 결합시키는 것이 매우 바람직하다. 따라서, 기질 메탈로프로테인아제 억제제가 쉽게 대사되지 않는 결합을 통하여 본 발명의 금속 착물에 공유 결합되는 것이 바람직하다. 영상화 잔기가 방사성 할로겐, 예컨대 요오드일 때, 아릴 요오다이드 또는 브로마이드와 같은 비-방사성 할로겐 원자 (방사선요오드 교환을 위해); 활성화 아릴 고리( 예, 페놀 기); 유기금속 전구체 화합물 (예, 트리알킬주석 또는 트리알킬실릴); 유기 전구체, 예컨대 트리아젠 또는 요오도늄 염과 같은 친핵 치환을 위한 이탈기를 포함하도록, MMP 억제제가 적절히 선택된다. 방사성 할로겐을 도입하는 방법(¹²³I 및 ¹⁸F 포함)은 문헌 [Bolton, J.Lab.Comp.Radiopharm., 45, 485-528 (2002)]에 기재되어 있다. 방사성 할로겐, 특히 요오드가 부착될 수 있는 적절한 아릴 기의 예는 다음과 같다:

양쪽 모두 방향족 고리 위에 방사선요오드를 용이하게 치환할 수 있는 치환기를 함유한다. 방사성 요오드를 함유하는 대안적인 치환기는 예를 들어 다음과 같은 방사선할로겐 교환을 통해 직접적인 요오드화에 의해 합성될 수 있다.

포화 지방족 체계에 결합된 요오드 원자가 생체내 대사되는 경향이 있고 따라서 방사선요오드를 소실하는 것으로 알려져 있기 때문에, 영상화 잔기가 요오드의 방사성 동위원소일 때, 방사선요오드 원자가 직접적인 공유 결합을 통해 방향족 고리, 예컨대 벤젠 고리 또는 비닐 기에 바람직하게 부착된다.

영상화 잔기가 불소의 방사성 동위원소(예, ¹⁸F)를 포함할 때, 양호한 이탈기를 가진 적절한 전구체, 예컨대 알킬 브로마이드, 알킬 메실레이트 또는 알킬 토실레이트와 ¹⁸F-플루오르화물의 반응을 사용한 직접적인 표지화를 통하여, 방사선할로겐화를 수행할 수 있다. ¹⁸F은, N-(CH₂)₃ ¹⁸F를 수득하기 위하여 ¹⁸F(CH₂)₃OMs (여기에서 Ms는 메실레이트이다)와 같은 알킬화제에 의한 아민 전구체의 N-알킬화, 또는 ¹⁸F(CH₂)₃OMs 또는 ¹⁸F(CH₂)₃Br에 의한 히드록실 기의 O-알킬화에 의해 도입될 수 있다. ¹⁸F는 ¹⁸F(CH₂)₃OH 반응물에 의한 N-할로아세틸 기의 알킬화에 의해 도입될 수 있고, -NH(CO)CH₂O(CH₂)₃ ¹⁸F 유도체를 수득한다. 아릴 체계를 위하여, 아릴 디아조늄 염, 아릴 니트로 화합물 또는 아릴 4급 암모늄 염으로부터 ¹⁸F-플루오라이드 친핵 변위가 아릴-¹⁸F 유도체로의 가능한 경로이다.

화학식 I의 1차 아민-함유 MMPi는 문헌 [Kahn 등, J.Lab.Comp.Radiopharm. 45, 1045-1053 (2002)] 및 [Borch 등, J.Am.Chem.Soc. 93, 2897 (1971)]에 교시된 바와 같이 하기와 같은 ¹⁸F-C₆H₄-CHO를 사용한 환원 아미드화에 의해 ¹⁸F로 표지화될 수 있다. 이러한 접근은 아릴 1차 아민, 예컨대 페닐-NH₂ 또는 페닐-CH₂NH₂ 기를 포함하는 화합물에 유용하게 적용될 수 있다.

화학식 I의 아민-함유 MMP 억제제는 아미드 결합된 생성물을 수득하기 위하여 다음과 같은 ¹⁸F-표지화 활성 에스테르와의 반응에 의해 ¹⁸F로 표지화될 수 있다. 표시된 N-히드록시숙신이미드 에스테르 및 펩티드를 표지화하기 위한 그의 용도는 문헌 [Vaidyanathan 등, Nucl.Med.Biol. 19(3), 275-281 (1992)] 및 [Johnstrom 등, Clin.Sci., 103 (Suppl. 48), 45-85 (2002)]에 의해 교시된다. ¹⁸F-표지화 유도체로의 합성 경로의 상세한 사항은 문헌 [Bolton, J.Lab.Comp.Radiopharm., 45, 485-528 (2002)]에 기재되어 있다.

X¹ 위치에의 PET 방사성 동위원소 표지의 도입은, 문헌[Fei 등, J.Lab.Comp.Radiopharm., 46. 343-351 (2003)] 또는 Zheng 등 [Nucl.Med.Biol., 30, 753-760 (2003)]에 교시된 바와 같이, 예컨대 상응하는 히드록삼산 유도체(X¹=H)와 ¹¹CH₃OSO₂CF₃와 같은 트리플레이트 유도체 또는 상기 기재된 ¹⁸F O-알킬화 시약과의 O-알킬화에 의해 달성될 수 있다. ¹¹C PET 방사성표지는, 문헌 [Zheng 등, Nucl.Med.Biol. 31., 77-85 (2004)]에 교시된 바와 같이 알킬레이트 페놀 히드록실 기에 상기 트리플레이트 유도체를 사용함으로써 도입될 수 있다. ¹¹C와의 추가의 표지화 방법은 문헌 [Antoni 등, Chapter 5, 141-194 면, "Handbook of Radiopharmaceuticals" M.J.Welch 및 C.S.Redvanly (Eds.) Wiley (2003)]에 기재되어 있다.

본 발명의 바람직한 부류의 기질 메탈로프로테인아제 억제제는 하기 화학식 IV의 것이다:

상기 식에서,

X¹, X² 및 X³은 상기 화학식 I에서 정의한 것과 같고, Y³은 상기 화학식 I에 정의된 Y기이다.

화학식 IV에서, Y³은 바람직하게는 C_{1 -10} 알킬, C_{1 -10} 플루오로알킬 또는 -(CH₂)_wCONHY²이고, 가장 바람직하게는 C_{1 -4} 알킬, C_{1 -4} 플루오로알킬 또는 -(CH₂)CONHY²이고, 특히 바람직하게는 Y³은 -CH₃ 또는 -(CH₂)CONHAr¹이다.

화학식 IV의 화합물은 바람직하게는 상기 화학식 Ia 및 Ib에 해당하는 입체화학구조를 가진다. 바람직한 화학식 IV의 X¹, X² 및 X³ 치환기는 화학식 I에서 바람직한 것으로 기재한 치환기이다. 화학식 IV의 X¹은 가장 바람직하게는 H이다.

영상화 시약이 화학식 IV의 MMP 억제제를 포함하고, 영상화 잔기가 감마-방출 방사성 할로겐일 때, 영상화 잔기는 바람직하게는 Y³ 또는 X³ 치환기에 부착되고, 가장 바람직하게는 Y³ 치환기에 부착된다. 영상화 잔기가 포지트론-방출 방사성 비-금속일 때, 이것은 바람직하게는 X¹, X³ 또는 Y³ 위치, 가장 바람직하게는 Y³ 또는 X³ 위치, 특히 Y³ 위치에 부착된다. X¹이 H일 때, 포지트론-방출 방사성 비-금속은 가장 바람직하게는 Y³ 또는 X³ 위치, 가장 바람직하게는 Y³ 위치에 부착된다.

영상화 잔기가 방사성 또는 상자성 금속 이온일 때, Y³ 또는 X³ 치환기의 하나가 바람직하게는 영상화 잔기에 부착되거나 이를 포함한다. 가장 바람직하게는, 화학식 IV의 Y³ 치환기가 바람직하게는 방사성 또는 상자성 금속 이온 영상화 잔기에 부착되거나 이를 포함한다.

본 발명의 바람직한 기질 메탈로프로테인아제 억제제 다른 부류는 하기 화학식 V의 것이다:

상기 식에서,

X¹, X² 및 X³은 상기 화학식 I에서 정의한 것과 같고, Y⁴는 상기 화학식 I에 정의된 Y 기이다.

화학식 V에서, Y⁴는 바람직하게는 C_{1 -10} 알킬 또는 C_{1 -10} 플루오로알킬이고, 가장 바람직하게는 C_{1 -4} 알킬 또는 C_{1 -4} 플루오로알킬이고, 특히 바람직하게는 Y⁴는 -CH₃이다.

화학식 V의 화합물은 바람직하게는 상기 화학식 Ia 및 Ib에 해당하는 입체화학구조를 가진다. 바람직한 화학식 V의 X¹, X² 및 X³ 치환기는 화학식 I에서 바람직한 것으로 기재한 치환기이다. 화학식 V의 X¹은 가장 바람직하게는 H이다.

영상화 시약이 화학식 V의 MMP 억제제를 포함하고, 영상화 잔기가 감마-방출 방사성 할로겐일 때, 영상화 잔기는 바람직하게는 Y², Y⁴ 또는 X³ 치환기에 부착되고, 가장 바람직하게는 Y² 또는 Y⁴ 치환기, 특히 Y² 치환기에 부착된다. 영상화 잔기가 포지트론-방출 방사성 비-금속일 때, 바람직하게는 X¹, X³, Y² 또는 Y⁴ 위치, 가장 바람직하게는 Y² 또는 Y⁴ 치환기, 특히 Y² 치환기에 부착된다. X¹이 H일 때, 포지트론-방출 방사성 비-금속은 가장 바람직하게는 Y² 또는 X³ 위치, 가장 바람직하게는 Y² 위치에 부착된다.

영상화 잔기가 방사성 또는 상자성 금속 이온일 때, Y² 또는 Y⁴ 치환기의 하나가 바람직하게는 영상화 잔기에 부착되거나 이를 포함한다. 가장 바람직하게는, 화학식 V의 Y² 치환기가 바람직하게는 방사성 또는 상자성 금속 이온 영상화 잔기에 부착되거나 이를 포함한다.

본 발명의 영상화 시약이 방사성 또는 상자성 금속 이온을 포함할 때, 금속 이온은 적절하게는 금속 착물로서 존재한다. 이러한 금속 착물은 화학식 IIb의 접 합체와 적절한 금속 이온과의 반응에 의해 적절히 제조된다. 화학식 IIb의 MMP 억제제의 리간드-접합체 또는 킬레이터-접합체가 이작용성 킬레이트 접근을 통해 제조될 수 있다. 따라서, 작용기를 그것에 부착시키는 리간드 또는 킬레이트화제를 제조하는 것이 알려져 있다 (각각 "이작용성 링커" 또는 "이작용성 킬레이트"). 부착되어진 작용기는 다음을 포함한다: 아민, 티오시아네이트, 말레이미드 및 활성 에스테르, 예컨대 N-히드록시숙신이미드 또는 펜타플루오로페놀. 본 발명의 킬레이터 1은 아민-작용기화 이작용성 킬레이트의 예이다. 이작용성 킬레이트는 티오락톤을 기재로 하고, 문헌 [Baidoo 등, Bioconj.Chem., 5, 114-118 (1994)]에 기재된 바와 같이 BAT 킬레이터-접합체를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 테크네튬 또는 레늄 트리카르보닐 코어로의 착물화에 적합한 이작용성 킬레이트는 문헌 [Stichelberger 등, Nucl.Med.Biol., 30, 465-470 (2003)]에 기재되어 있다. 이작용성 HYNIC 리간드는 문헌 [Edwards 등, Bioconj.Chem., 8, 146, (1997)]에 기재되어 있다. 이러한 이작용성 킬레이트는 기질 메탈로프로테인아제 억제제 위에서 적절한 작용기와 반응되어 원하는 접합체를 형성할 수 있다. 억제제 위에서 이러한 적절한 작용기는 다음을 포함한다:

카르복실 (아민-작용기화 이작용성 킬레이터와의 아미드 결합 형성을 위해); 아민 (카르복실- 또는 활성 에스테르-작용기화 이작용성 킬레이터와의 아미드 결합 형성을 위해); 할로겐, 메실레이트 및 토실레이트 (아민-작용기화 이작용성 킬레이터의 N-알킬화를 위해); 및 티올 (말레이미드-작용기화 이작용성 킬레이터와의 반응을 위해).

본 발명의 MMP 억제제의 방사성표지는 "전구체"를 사용하여 편리하게 수행될 수 있다. 영상화 잔기가 금속 이온을 포함할 때, 이러한 전구체는 이하 네번째 구현양태에 기재된 바와 같이 적절하게는 MMP 억제제와 리간드의 "접합체"를 포함한다. 영상화 잔기가 비-금속 방사성 동위원소, 즉 감마-방출 방사성 할로겐 또는 포지트론-방출 방사성 비-금속을 포함할 때, 이러한 "전구체"는 상당한 정제를 필요로 하지 않으면서(이상적으로, 추가의 정제 없이) 원하는 방사성 생성물을 수득하기 위하여, 바람직한 비-금속 방사성 동위원소의 편리한 화학적 형태와의 화학 반응을 최소 수의 단계(이상적으로 1단계)로 수행할 수 있도록 고안된 비-방사성 물질을 포함한다. 이러한 전구체는 양호한 화학적 순도로 편리하게 수득될 수 있고 임의로 살균 형태로 공급된다.

본 발명의 MMP 억제제의 방사성표지화를 위한 "전구체" (리간드 접합체 포함)는 다음과 같이 제조될 수 있는 것으로 생각된다:

-N(CH₂)₂OH 또는 -N(CH₂)₃OH 유도체의 말단 -OH기는 토실 또는 메실기 또는 브로모 유도체로 전환될 수도 있고, 이것은 다시 아미노-작용기화 킬레이터를 접합시키기 위해 사용될 수 있다. ¹⁸F-표지화 PET 영상화 시약을 수득하기 위하여, 기재된 전구체의 이러한 토실레이트, 메실레이트 또는 브로모 기를 대안적으로 [¹⁸F] 플루오라이드로 치환할 수도 있다.

상응하는 페놀 전구체로부터 방사선요오드 유도체가 제조될 수 있다. 아민작용기화 킬레이터의 N-알킬화를 위하여 알킬 브로마이드 유도체가 사용될 수도 있 다. 페닐 요오다이드 유도체는 방사선요오드화 화합물을 위한 유기금속 전구체, 예컨대 트리알킬주석 또는 아릴 트리메틸실릴(TMS) 전구체로 전환될 수 있다. 페닐 요오다이드 유도체는 ¹⁸F-플루오라이드와의 방사선플루오르화를 위한 아릴 요오도늄 전구체로 전환될 수 있다.

유형 -N(CO)(CH₂)₃CO₂H의 N-작용기화 전구체를 수득하기 위하여 1차 아민-작용기화 MMP 억제제를 산 안히드라이드와 반응시킬 수 있고, 이어서 이것이 이작용성 아민-함유 리간드로 접합될 수 있다. 이러한 일차 아민 치환된 MMPi는 벤질아민과의 브로모 유도체의 알킬화에 이어서, 목탄상 팔라듐 촉매를 사용한 수소화반응과 같은 표준 조건 하에서 벤질 보호기를 제거함으로써 제조될 수 있다.

아민-작용기화 MMPi는 카르복실- 또는 활성 에스테르-작용기화 이작용성 킬레이터와 함께 직접적으로 또는 링커를 통해 접합될 수 있다. 이러한 화합물은 ¹⁸F(CH₂)₂OTs (식중, Ts는 토실레이트 기이다) 또는 ¹⁸F(CH₂)₂OMs (식중, Ms는 메실레이트 기이다)와 같은 ¹⁸F 표지화에 적합한 알킬화제와 반응되어, N(CH₂)₂ ¹⁸F 치환기를 가진 상응하는 N-작용기화 아민 유도체를 수득할 수 있다. 대안적으로, 아민을 먼저 클로로아세틸 클로라이드와 반응시켜 -N(CO)CH₂Cl N-유도체화 아미드를 수득한 다음, HS(CH₂)₃ ¹⁸F 또는 HO(CH₂)₃ ¹⁸F와 반응시켜 각각 -N(CO)CH₂S(CH₂)₃ ¹⁸F 및 -N(CO)CH₂O(CH₂)₃ ¹⁸F 생성물을 수득할 수 있다.

본 발명의 방사선금속 착물은 적절한 pH에서 적절한 산화 상태에 있는 방사선금속의 용액을 화학식 IIb의 리간드 접합체와 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 용액은 바람직하게는 금속에 대해 약하게 착물형성하는 리간드 (예컨대 글루코네이트 또는 시트레이트)를 함유할 수도 있고, 다시말해서 리간드 교환 또는 트랜스킬레이트화에 의해 방사선금속 착물이 제조된다. 이러한 상태는 금속 이온의 가수분해와 같은 바람직하지 못한 부반응을 억제하기 위해 유용하다. 방사선금속 이온이 ^99mTc일 때, 일반적인 출발 물질은 ⁹⁹Mo 발생기로부터의 소듐 퍼테크네테이트이다. 테크네튬은 Tc(VII) 산화 상태에 있는 ^{99 m}Tc-퍼테크네테이트로 존재하고, 이것은 비교적 비반응성이다. 따라서, 낮은 산화 상태 Tc(I) 내지 Tc(V)의 테크네튬 착물의 제조는 보통, 착물화를 촉진하기 위하여, 소듐 디티오나이트, 소듐 비술파이트, 아스코르브산, 포름아미딘 술핀산, 주석 이온, Fe(II) 또는 Cu(I)와 같은 적절한 제약학적으로 허용가능한 환원제의 첨가를 필요로 한다. 제약학적으로 허용가능한 환원제는 바람직하게는 주석 염, 가장 바람직하게는 염화주석, 플루오르화주석 또는 타르타르산주석이다.

영상화 잔기가 과편광화 NMR-활성 핵, 예컨대 과편광화 ¹³C 원자일 때, 과편광화 기체 (예컨대 ¹²⁹Xe 또는 ³He)로부터 적절한 ¹³C-농축 히드록삼산 유도체로의 편광 교환에 의하여 바람직한 과편광화 화합물이 제조될 수 있다.

본 발명의 몇몇 메탈로프로테인아제 (예를 들어, 화합물 17, 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)의 갈라르딘(Galardin)^TM; M5939)은 상업적으로 입수가능하다. 다른 것들은 문헌[Levy 등, J.Med.Chem., 41, 199-223 (1998)] 및 [Galardy, Drugs Future, 18, 1109-1111 (1993)]의 방법에 따라 합성할 수 있다. 합성에 대한 추가적인 세부사항은 하기 반응식 1 내지 4 및 실시예에 나타내었다. X³이 아미노기를 포함하는 경우, -NHCH(X³)-CO- 잔기는 아미노산에 해당하며, 이는 문헌[P. Lloyd-Williams, F. Albericio and E. Girald; Chemical Approaches to the Synthesis of Peptides and Proteins, CRC Press, 1997]에 기재된 것과 같은 통상의 고체 상 펩티드 합성법에 의해 NH₂CH(X⁴)-CO- 아미노산 잔기에 커플링될 수 있다.

고체 상 펩티드 합성법은 또한 하기 반응식 5에 나타낸 유용한 합성적 분리를 제공할 것으로 예상된다. 단계들은 다음과 같다:

(i) 링크(Rink) 아미드-수지 (노바바이오켐(Novabiochem)으로부터 상업적으로 입수가능), 아미녹시 관능성은 상업적으로 입수가능한 유도체인 Fmoc-Ams(Boc)-OH (노바바이오켐, Ams는 아미노세린)을 사용하여 바로 도입할 수 있음, 즉, Fmoc(NH)-CH(CO₂H)CH₂O-NH(Boc);

(ii) 다양한 치환기를 R¹ 위치에 허용하는 Fmoc-AA-OH로 나타내는 보호된 아미노산 (AA)을 커플링 (반응식 5 참조);

(iii) 표준 L-트립토판을 커플링;

(iv) t-부틸 보호된 히드록사메이트 성분을 커플링;

(v) 4-[¹⁸F]플루오로벤즈알데히드를 커플링하여 최종 생성물 형성.

단계 (i)에서, 대안적으로 적절하게는 보호된 리신 유도체를 사용할 수 있고, 여기서, 입실론 아미노기가 변형되어 아미노산 측쇄 -(CH₂)₄NH(CO)CH₂O-NH(Boc)를 형성한다.

다음 약어를 사용하였다:

Boc = tert-부틸옥시카르보닐

DIC = 2-(디메틸아미노)이소프로필 클로라이드 히드로클로라이드

DIEA = 디이소프로필에틸아민

DMF = N,N'-디메틸포름아미드

HBTU = O-벤조트리아졸-1-일-N,N,N',N'-테트라메틸우로늄 헥사플루오로포스페이트

RCP = 방사화학적 순도.

TES = N-트리스(히드록시메틸)메틸-2-아미노에탄 술폰산

TFA = 트리플루오로아세트산

두번째 측면에서, 본 발명은 상기 기재된 것과 같은 영상화 시약을 생체적합성 담체와 함께 포유동물 투여에 적합한 형태로 포함하는 제약학적 조성물을 제공한다. "생체적합성 담체"는 유체, 특히 액체이고, 이 안에 영상화 시약이 현탁되거나 용해될 수 있으며, 따라서 조성물이 생리학적으로 내성이며, 즉 독성이나 과도한 불쾌감 없이 포유동물 신체에 투여될 수 있다. 생체적합성 담체는 무균, 병원체-비함유 주사용 수와 같은 주사가능한 담체 액체; 염수와 같은 수용액 (주사를 위한 최종 생성물이 등장성이거나 또는 저장성이 아니게 되도록 유리하게 균형을 이룰 수 있다); 하나 이상의 긴장상태-조절 물질(예, 생체적합성 반대이온과의 혈장 양이온의 염), 당류 (예, 글루코스 또는 슈크로스), 당 알콜(예, 소르비톨 또는 만니톨), 글리콜(예, 글리세롤) 또는 기타 비-이온성 폴리올 물질 (예, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜 등)의 수용액이다.

세번째 측면에서, 본 발명은 영상화 잔기가 방사성인 상기 기재된 영상화 시약을 생체적합성 담체(상기 정의됨)와 함께 포유동물 투여를 위해 적합한 형태로 포함하는 방사성의약 조성물을 제공한다. 이러한 방사성의약은, 무균 무결성을 유지하면서, 피하용 바늘로 한번 또는 여러번 구멍을 뚫기에 적합한 밀봉부(예, 주름잡힌 격막 밀봉 마개)가 장착된 용기에 적절히 제공된다. 이러한 용기는 일회분 또는 다회분 환자 용량을 함유할 수도 있다. 바람직한 덕용 용기는 다회분 환자 용량을 함유하는 단일 벌크 바이알(예, 10 내지 30cm³ 부피)을 포함할 수도 있고, 이에 의해 일회분 환자 용량을 임상 상황에 적합하도록 제제의 활성 수명 동안에 다양한 시간 간격으로 임상 등급 주사기 내에 회수할 수 있다. 사람의 일회분 용량을 함유하도록 예비-충진 주사기를 고안하고, 따라서 이것은 바람직하게는 임상 용도를 위해 적합한 일회용 또는 기타 주사기이다. 예비-충진된 주사기에 임의로 주사기 차폐물을 제공하여, 방사성 조사량으로부터 작업자를 보호한다. 적절한 방사성의약 주사기 차폐물은 당 기술분야에 공지되어 있고 바람직하게는 납 또는 텅스텐을 포함한다.

영상화 잔기가 ^{99 m}Tc를 포함할 때, 진단 영상화 방사성의약에 적합한 방사성 함량은 생체 내에서 영상화되어지는 부위, 흡수 및 표적 대 배경 비율에 의존하여 ^{99 m}Tc의 180 내지 1500Mbq의 범위이다.

네번째 측면에서, 본 발명은 화학식 I의 기질 메탈로프로테인아제 억제제와 리간드의 접합체를 제공한다. 상기 리간드 접합체는 방사성 금속 이온 또는 상자성 금속 이온으로 표지화된 기질 메탈로프로테인아제 억제제의 제조를 위해 유용하다. 바람직하게는, 리간드 접합체는 상기 정의된 바와 같이 화학식 IIa이다. 가장 바람직하게는, 리간드 접합체의 MMP 억제제는 상기 정의된 바와 같이 화학식 IV이다. 본 발명의 네번째 측면의 접합체의 리간드는 바람직하게는 킬레이트화제이다. 바람직하게는, 킬레이트화제는 디아민디옥심, N₂S₂ 또는 N₃S 공여체 세트를 갖는다.

다섯번째 측면에서, 본 발명은 영상화 잔기가 비-금속 방사성동위원소, 즉 감마-방출 방사성 할로겐 또는 포지트론-방출 방사성 비-금속을 포함하는, 방사성의약 제제의 제조에 유용한 전구체를 제공한다. 이러한 "전구체"는 적절하게는 설계된 기질 메탈로프로테인아제 억제제 물질의 비-방사성 유도체를 포함하여, 원하는 비-금속 방사성동위원소의 편리한 화학적 형태와의 화학 반응을 최소한의 수의 단계 (이상적으로는 단일 단계)로, 정제에 대한 현저한 요구 없이 (이상적으로는, 전혀 정제하지 않고) 실시하여 원하는 방사성 생성물을 수득할 수 있다. 이러한 전구체는 편리하게는 양호한 화학적 순도로 수득될 수 있다. 적절한 전구체는 문헌[Bolton, J.Lab.Comp.Radiopharm., 45, 485-528 (2002)]에 기재된 실시예로부터 수득된다.

본 실시태양의 바람직한 전구체는 친전자성 또는 친핵성 할로겐화가 일어나거나; 알킬 또는 플루오로알킬 할라이드, 토실레이트, 트리플레이트 (즉, 트리플루오로메탄술포네이트) 또는 메실레이트로부터 선택된 알킬화제에 의하여 쉽게 알킬화가 일어나거나; 티올 잔기를 알킬화하여 티오에테르 결합을 형성하는 유도체를 포함한다. 첫번째 분류의 예는 다음과 같다:

(a) 트리알킬스타난 (예를 들어, 트리메틸스타닐 또는 트리부틸스타닐), 또는 트리알킬실란 (예를 들어, 트리메틸실릴)과 같은 유기금속 유도체;

(b) 할로겐 교환을 위한 비-방사성 알킬 요오다이드 또는 알킬 브로마이드, 및 친핵성 할로겐화를 위한 알킬 토실레이트, 메실레이트 또는 트리플레이트;

(c) 친전자성 할로겐화를 위해 활성화된 방향족 고리 (예를 들어, 페닐) 및 친핵성 할로겐화를 위해 활성화된 방향족 고리 (예를 들어, 아릴 요오도늄, 아릴 디아조늄, 니트로아릴).

알킬화가 쉽게 일어나는 바람직한 유도체는 알콜, 페닐 또는 아민 기이고, 특히 페놀 및 입체적으로 가려지지 않은 1차 또는 2차 아민이다.

티올-함유 방사성동위원소 반응물을 알킬화하는 바람직한 유도체는 N-할로아세틸 기, 특히, N-클로로아세틸 및 N-브로모아세틸 유도체이다.

화학식 I에서 X¹이 H인 경우, 화학식 I의 MMPi를 위한 적합한 전구체는 X¹이 히드록삼산 잔기를 위한 보호기 (P^G)인 유도체를 포함할 수 있다. 용어 "보호기"는 원하지 않는 화학 반응을 방지 또는 억제하지만, 분자의 다른 부분을 변형하지 않을 정도의 온건한 조건 하에서 대상 관능기로부터 절단될 수 있을 정도로 충분히 반응성을 가지도록 설계된 기를 의미한다. 탈보호 후, 원하는 생성물이 얻어진다. 보호기는 당업자에게 잘 알려져 있고, 아민기를 위해서는 Boc (tert-부틸옥시카르보닐), Fmoc (플루오레닐메톡시카르보닐), 트리플루오로아세틸, 알릴옥시카르보닐, Dde (즉, 1-(4,4-디메틸-2,6-디옥소시클로헥실리덴)에틸) 또는 Npys (즉, 3-니트로-2-피리딘 술페닐)로부터 적절하게 선택되고; 카르복실기를 위해서는 메틸 에스테르, tert-부틸 에스테르 또는 벤질 에스테르로부터 적절하게 선택된다. 히드록실 기를 위해서, 적합한 보호기는 벤질, 아세틸, 벤조일, 트리틸 (Trt) 또는 트리알킬실릴, 예컨대, 테트라부틸디메틸실릴이다. 티올기를 위해서, 적합한 보호기는 트리틸 및 4-메톡시벤질이다. 히드록삼산 잔기의 히드록실기를 위한 바람직한 보호기는 벤질 또는 트리알킬실릴이다. 다른 보호기의 이용은 문헌[Protective Groups in Organic Synthesis, Theorodora W. Greene and Peter G. M. Wuts, (Third Edition, John Wiley & Sons, 1999)]에 기재되어 있다.

원하는 비-금속 방사성동위원소의 바람직한 편리한 화학적 형태는 다음을 포함한다:

(a) 치환 반응을 위한, 특히 수성 매질 중의, 할라이드 이온 (예를 들어, ¹²³I-요오드 또는 ¹⁸F-플루오라이드);

(b) ¹¹C-메틸 요오다이드, 또는 좋은 이탈기, 예컨대, 브로마이드, 메실레이 트 또는 토실레이트를 가진 ¹⁸F-플루오로알킬렌 화합물

(c) 알킬화 전구체, 예컨대, N-클로로아세틸 또는 N-브로모아세틸 유도체와의 S-알킬화 반응을 위한 HS(CH₂)₃ ¹⁸F.

이러한 적합한 "전구체"의 예 및 이들의 제조 방법은 상기 첫번째 실시태양에 기재되어 있다.

여섯번째 측면에서, 본 발명은 영상화 잔기가 방사선금속을 포함하고, 화학식 I의 기질 메탈로프로테인아제 억제제와 리간드의 접합체를 포함하는, 상기 기재된 방사성의약 조성물의 제조를 위한 비-방사성 키트를 제공한다. 방사선금속이 ^99mTc일 때, 키트는 적절하게는 생체적합성 환원제를 더욱 포함한다. 리간드 접합체 및 그의 바람직한 측면은 상기 네번째 구현양태에 기재되어 있다.

이러한 키트는 예를 들어 혈류 내로 직접적인 주사를 통하여 인간 투여를 위해 적합한 무균 방사성의약 제품을 제공하기 위해 고안된다. ^{99 m}Tc를 위하여, 키트는 바람직하게는 동결건조되고, 추가의 조작 없이 인간 투여를 위해 적합한 용액을 수득하기 위하여 ^{99 m}Tc 방사성 동위원소 발생장치로부터의 무균 ^{99 m}Tc-퍼테크네테이트(TcO₄ ^-)로 재구성되도록 고안된다. 적절한 키트는, 리간드 또는 킬레이터 접합체를 소듐 디티오나이트, 소듐 비술파이트, 아스코르브산, 포름아미딘 술핀산, 주석 이온, Fe(II) 또는 Cu(I)와 같은 생체적합성 환원제와 함께 유리 염기 또는 산 염 형 태로 함유하는 용기 (예를 들어, 격막-밀봉된 바이알)이다. 생체적합성 환원제는 바람직하게는 염화주석 또는 타르타르산 주석과 같은 주석 염이다. 대안적으로, 키트는 금속 착물을 임의로 함유할 수도 있고, 방사선금속의 첨가 시에 금속교환반응(즉, 금속 교환)을 거쳐서 원하는 생성물을 제공한다.

비-방사성 키트는 임의로 트랜스킬레이터, 방사선보호제, 항균 보존제, pH-조절제 또는 충진제와 같은 추가의 성분들을 더욱 포함할 수도 있다. "트랜스킬레이터"는 테크네튬과 약한 착물을 형성하기 위해 빨리 반응한 다음 리간드에 의해 치환되는 화합물이다. 이것은 테크네튬 착물화와 경쟁하는 퍼테크네테이트의 빠른 환원에 기인하여 환원된 수소화 테크네튬 (RHT)이 형성될 위험을 최소화한다. 적절한 트랜스킬레이터는 생체적합성 양이온과 약한 유기 산의 염, 즉 3 내지 7 범위의 pKa를 가진 유기 산의 염이다. 적절한 약한 유기 산은 아세트산, 시트르산, 타르타르산, 글루콘산, 글루코헵톤산, 벤조산, 페놀 또는 포스폰산이다. 따라서, 적절한 염은 아세테이트, 시트레이트, 타르트레이트, 글루코네이트, 글루코헵토네이트, 벤조에이트, 페놀레이트 또는 포스포네이트이다. 바람직한 염은 타르트레이트, 글루코네이트, 글루코헵토네이트, 벤조에이트 또는 포스포네이트, 가장 바람직하게는 포스포네이트, 가장 특별하게는 디포스포네이트이다. 바람직한 트랜스킬레이터는 생체적합성 양이온과 MDP, 즉 메틸렌디포스폰산의 염이다.

용어 "방사선보호제"는 물의 방사선분해로부터 생긴 산소-함유 유리 라디칼과 같은 고-반응성 유리 라디칼을 포획함으로써 분해 반응, 예컨대 산화환원 공정을 억제하는 화합물을 의미한다. 본 발명의 방사선보호제는 아스코르브산, 파라- 아미노벤조산 (즉, 4-아미노벤조산), 겐티신산 (즉, 2,5-디히드록시벤조산) 및 상기 기재된 생체적합성 양이온과의 염으로부터 선택된다.

용어 "항균 보존제"는 세균, 효모 또는 곰팡이와 같은 잠재적으로 유해한 미생물의 생육을 억제하는 약제를 의미한다. 항균 보존제는 그의 용량에 의존하여 일부 살균 성질을 나타낼 수도 있다. 본 발명의 항균 보존제(들)의 주된 역할은, 재구성 후에 방사선의약 조성물 중에서, 즉 방사성 진단 제품 중에서 미생물의 생육을 억제하는 것이다. 그러나, 재구성에 앞서서 본 발명의 비-방사성 키트의 하나 이상의 성분 중에서 잠재적으로 유해한 미생물의 생육을 억제하기 위하여 항균 보존제가 임의로 사용될 수도 있다. 적절한 항균 보존제(들)은 파라벤, 즉 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸 파라벤 또는 이들의 혼합물; 벤질 알콜; 페놀; 크레졸; 세트리미드 및 티오머살을 포함한다. 바람직한 항균 보존제(들)는 파라벤이다.

용어 "pH-조절제"는, 재구성된 키트의 pH가 인간 또는 포유동물 투여를 위해 허용가능한 한계(대략 pH 4.0 내지 10.5) 내에 있도록 하는데 유용한 화합물 또는 화합물들의 혼합물을 의미한다. 적절한 pH-조절제는 제약학적으로 허용가능한 완충제, 예컨대 트리신, 포스페이트 또는 TRIS [즉, 트리스(히드록시메틸)아미노메탄] 및 제약학적으로 허용가능한 염기, 예컨대 탄산나트륨, 중탄산나트륨 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 접합체가 산 염 형태로 사용될 때, pH 조절제는 임의로 별개의 바이알 또는 용기에 제공될 수도 있고, 따라서 키트의 사용자가 다-단계 절차의 일부로서 pH를 조절할 수 있다.

용어 "충진제"는 제조 및 동결건조 동안에 물질의 취급을 수월하게 할 수 있 는 제약학적으로 허용가능한 벌크화 제를 의미한다. 적절한 충진제는 염화나트륨과 같은 무기 염, 및 슈크로스, 말토스, 만니톨 또는 트레할로스와 같은 수용성 당 또는 당 알콜을 포함한다.

일곱번째 측면에서, 본 발명은 영상화 잔기가 비-금속 방사성 동위원소, 즉 감마-방출 방사성 할로겐 또는 포지트론-방출 방사성 비-금속을 포함하는 방사선의약 제제의 제조를 위한 키트를 제공한다. 이러한 키트는 하기 기재된 바와 같은 "전구체"를 바람직하게는 무균 비-병원성 형태로 포함하고, 따라서 방사성 동위원소의 무균 공급원와의 반응은 바람직한 방사선의약에 최소의 조작을 제공한다. 이러한 고려사항은 방사성 동위원소가 비교적 짧은 반감기를 가진 방사선의약을 위해 특히 중요하고, 취급 용이성 및 방사선조제사를 위해 방사선 선량의 감소를 위해 특히 중요하다. 따라서, 이러한 키트의 재구성을 위한 반응 매질은 바람직하게는 수성이고, 포유동물 투여에 적합한 형태이다.

키트의 "전구체"는 바람직하게는 고형 지지체 기질에 공유 부착된 채로 공급된다. 이러한 방식으로, 원하는 방사선의약 제품이 용액 중에서 형성되는 반면, 출발 물질 및 불순물은 고체 상에 결합된 채로 유지된다. ¹⁸F-플루오라이드와의 고체 상 친전자 플루오르화를 위한 전구체는 WO 03/002489호에 기재되어 있다. ¹⁸F-플루오라이드와의 고체 상 친핵 플루오르화를 위한 전구체가 WO 03/002157에 기재되어 있다. 따라서, 키트는 적절하게 적응된 자동화 합성장치 내에 막힐 수 있는 카트리지를 함유할 수도 있다. 카트리지는, 고체 지지체-결합된 전구체와는 별개 로, 원하지 않는 플루오르화물 이온을 제거하기 위한 컬럼 및 반응 혼합물이 증발되도록 하고 필요한 경우 생성물을 제형할 수 있도록 연결된 적절한 용기를 함유할 수도 있다. 방사성 농도, 부피, 전달 시간 등을 위한 소비자 요건을 충족시키는 방식으로 합성장치가 작동될 수 있도록 하는 소프트웨어를 보유한 컴팩트 디스크와 함께, 시약 및 용매 및 합성을 위해 필요한 다른 소모품이 포함될 수도 있다. 편리하게는, 키트의 모든 부품들은 시행 사이의 오염 가능성을 최소화하기 위해 일회용일 수 있고 무균 및 품질 보장될 것이다.

여덟번째 측면에서, 본 발명은 아테롬성경화증, 특히 불안정하고 취약한 플라크의 진단 영상화를 위해 상기 기재된 기질 메탈로프로테인아제 억제제 영상화 시약의 용도를 개시하고 있다.

추가의 측면에서, 본 발명은 다른 염증성 질병, 암 또는 퇴화성 질병의 진단 영상화를 위해 상기 기재된 기질 메탈로프로테인아제 억제제 영상화 시약의 용도를 개시하고 있다.

추가의 측면에서, 본 발명은 근접 검출을 사용하여 아테롬성경화증, 특히 불안정하고 취약한 플라크의 혈관내 검출을 위해 상기 기재된 기질 메탈로프로테인아제 억제제 영상화 시약의 용도를 개시하고 있다. 이러한 근접 검출은 혈관내 장치, 예컨대 카테터를 사용하거나, 수술 시에 손에 들고 사용하는 검출기(예, 감마 검출기)를 사용하여 달성될 수 있다. 이러한 혈관내 검출은, 영상화 잔기가 생체내 광학 영상화에 적합한 리포터 기 또는 β-방출체일 때 특히 유용한데, 그 이유는 이러한 잔기가 포유동물 신체 밖에서 쉽게 검출되지 않지만 근접 검출을 위해 적절할 수 있기 때문이다.

본 발명은 하기 상술된 비-제한적 실시예에 의해 예증된다. 실시예 1은 2종의 요오드-함유 MMPi 유도체 (화합물 2 및 3)의 합성을 제공한다. 실시예 2, 4, 5 및 7은 방사성할로겐화, 특히 방사성요오드화에 유용한 다양한 트리부틸주석 전구체의 합성을 제공한다. 실시예 3은 2종의 화학식 IV의 인돌릴 화합물 (화합물 6 및 7)의 합성을 제공한다. 실시예 6은 X⁴ 위치에 부착된 링커 기를 가지는 유도체의 합성을 제공한다. 실시예 8은 Y¹ 위치에 부착된 링커 기를 가지는 유도체의 합성을 제공한다. 실시예 9는 화합물 1,1,1-트리스(2-아미노에틸)메탄 화합물의 합성을 기재한다. 실시예 10은 잠재적으로 해로운 아지드 중간체의 사용을 피하는 1,1,1-트리스(2-아미노에틸)메탄의 다른 합성법을 제공한다. 실시예 11은 클로로니트로소알칸 전구체의 합성을 기재한다. 실시예 12는 본 발명의 바람직한 아민-치환된 이관능성 디아민디옥심 (킬레이터 1)의 합성을 기재한다. 실시예 13은 N-알킬화에 적합한 ¹⁸F 유도체의 합성을 제공한다. 실시예 14는 S-알킬화에 적합한 ¹⁸F 티올 유도체의 합성을 제공한다. 실시예 15는 방사성동위원소 ¹²³I를 이용한 트리알킬주석 전구체의 방사성요오드화 방법을 제공한다. 실시예 16은 방사성동위원소 ^99mTc를 이용한 MMPi-킬레이터 접합체의 일반적인 방사성표지 방법을 제공한다.

실시예 17은 시험관내 MMPi 억제 검정, 및 본 발명의 몇몇 화합물에 대한 MMP-1, MMP-2, MMP-9 및 MMP-12 효과 결과를 제공한다. 결과에서 다양한 MMP 억제 제에 대한 높은 효과 (나노몰 내지 서브나노몰 범위)를 확인하였다. 이러한 "광범위" 효과는 특히 아테롬성경화증의 취약판과 같은 몇몇 질병을 표적화하는데 유리한데, 이는 몇몇 MMP가 이들 질병의 과정에서 상향조절되기 때문이다. 본 명세서에 기재된 MMPi의 이들 MMP (특히, 콜라게나제 및 젤라티나제)를 표적화하는 능력때문에 병소에 MMPi가 최대한 축적된다.

실시예 18은 활성 MMP를 발현한다고 알려진 생체내 병변 (루이스 폐암종 또는 LLC)에서의 본 발명의 대표적 ¹²³I-표지된 화합물 (화합물 2A)에 대한 동물 생체 분포 데이터를 제공한다. 화합물 2A는 주사 후 5 내지 120분 사이에 종양 흡수 및 체류를 나타냈으며, 이는 MMP-발현 종양 조직에서의 특이적 체류와 일치한다. 반면에, 정상 조직 (예를 들어, 혈액 및 다른 배경 조직)으로부터의 소거는 주사 후 5 내지 120분 사이에 나타났고, 이는 MMP-발현 종양에 특이적인 표적화 기작을 뒷받침한다.

실시예 19는 MMP 발현 ApoE 라이게이션 동물 모델에서 화합물 2A, 6A 및 18A에 대한 동물 생체 분포 데이터를 제공한다. 화합물 2A는 주사 후 5 내지 120분 사이에 경동맥 흡수 및 체류를 나타냈으며, 이는 MMP-풍부 병변 조직에서의 특이적 체류와 일치한다. 반면에, 정상 조직 (예를 들어, 혈액 및 다른 배경 조직)으로부터의 소거는 양호한 경동맥 대 혈액 비율로 현저했고, 이는 MMP-발현 병변 조직에 특이적인 표적화 기작을 뒷받침한다. 실시예 20 내지 24는 화합물 9, 10, 13, 14 및 18-21의 합성법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 몇몇 화합물의 화학 구조를 나타낸다.

실시예 1: 화합물 2 및 3의 합성

화합물 3은 반응식 1에 따라 제조하였다. DIEA 존재하에서, HBTU를 커플링제로 사용한 Boc-pI-Phe-OH와 MeNH₂.HCl의 커플링에 의하여 완전히 보호된 페닐알라닌을 수득하였다. 산분해 (디옥산 중 HCl)에 의한 Boc 기의 제거 후, (R)-2-이소부틸숙신산-4-t-부틸 에스테르 (실시예 3 참조)로 커플링하여 제시한 중간체를 수득하였다. 산성 조건 (TFA/TES/CH₂Cl₂) 하에서 t-부틸기를 절단한 뒤, 요오도메탄을 사용하여 카르복실산을 메틸 에스테르로 전환하였다. 메틸 에스테르를 염기성 조건 하에서 히드록실아민으로 처리하여 (부분적인 라세미화가 관찰되었음) 고체를 얻었다 (조 수율 54.1%). 조질 생성물을 용매로서 TFA/물/아세토니트릴을 사용한 RP-HPLC로 정제하였다. 순수한 분획을 수집하고 동결건조하여 백색 고체를 수득하였다 (총 수율 27.7%). HPLC 분석 93%.

화합물 2는 동일한 방법으로 제조하였다. 조 수율 38.3%, 총 수율 16.4%, HPLC 분석 95%.

실시예 2: 트리부틸주석 전구체 화합물 1 및 4의 합성

화합물 3 (정제됨)를 출발 물질로 사용하고, 반응을 질소 대기하에서 실시하 였다. 화합물 3을 Pd(PPh₃)₄를 촉매로 사용하여 비스(트리부틸주석)으로 처리하였다. 반응 혼합물을 톨루엔/아세토니트릴 (3/25) 혼합물 중에서 가열환류하였다. 조질 생성물을 고체로서 단리하였다 (조 수율 57.5%). 용매로서 AcO^-NH₄ ⁺/H₂O/아세토니트릴을 사용한 RP-HPLC로 조질 화합물 4 생성물을 정제하였다 (총 수율 4.2%). HPLC 분석 90.2%.

화합물 1은 화합물 2와 동일한 방법으로 제조하였다. 조 수율 65.5%, 총 수율 11.2%, HPLC 분석 98.8%.

실시예 3: 화합물 6 및 7의 합성

화합물 7을 반응식 1에 따라 제조하였다. DIEA 존재하에서, HBTU를 커플링제로 사용한 Boc-Trp-OH와 4-요오도벤질아민의 커플링에 의하여 완전히 보호된 트립토판을 수득하였다. 산분해 (디옥산 중 HCl)에 의한 Boc 기의 제거 후, (R)-2-이소부틸숙신산-4-t-부틸 에스테르 (문헌[Levy, D.F. 등. (1998) J. Med. Chem., 41, 199-223]의 방법에 따라 제조함)로 커플링하여 제시한 중간체를 수득하였다. 산성 조건 (TFA/TES/CH₂Cl₂) 하에서 t-부틸기를 절단한 뒤, 요오도메탄을 사용하여 카르복실산을 메틸 에스테르로 전환하였다. 메틸 에스테르를 염기성 조건 하에서 히드록실아민으로 처리하여 고체를 얻었다 (조 수율 62.8%). 조질 생성물을 용매로서 TFA/H₂O/아세토니트릴을 사용한 RP-HPLC로 정제하였다. 순수한 분획을 수집하 고 동결건조하여 백색 고체를 수득하였다 (총 수율 21.6%). HPLC 분석 93.3%.

화합물 6은 동일한 방법으로 제조하였다. 조 수율 70.4%, 총 수율 44.9%, HPLC 분석 95%.

실시예 4: 트리알킬주석 전구체인 화합물 5 및 8의 합성

화합물 7 (조질)을 실시예 21과 유사한 방법으로 질소 대기하에서 Pd(PPh₃)₄를 촉매로 사용하여 비스(트리부틸주석)으로 처리하였다. 반응 혼합물을 톨루엔/아세토니트릴 (3/25) 혼합물 중에서 가열환류하였다. 조질 생성물을 고체로서 단리하였다 (조 수율 59.1%). 용매로서 AcO^-NH₄ ⁺/H₂O/아세토니트릴을 사용한 RP-HPLC로 조질 화합물 8 생성물을 정제하였다 (총 수율 2%). HPLC 분석 84.7%.

화합물 5는 화합물 6과 동일한 방법으로 제조하였다. 반응 중 생성물의 분해가 약간 관찰되었다. RP-HPLC 정제를 시도하였으나, 용해도 때문에 효과가 없었다 (DMSO에 가용성이고, 아세토니트릴 및 메탄올에 불용성). 조 수율 68%, 총 수율 12.5%, HPLC 분석 57.4%.

실시예 5: 화합물 11의 합성

정제된 화합물 12를 질소 대기하에서 Pd(PPh₃)₄를 촉매로 사용하여 비스(트리부틸주석)으로 처리하였다. 반응 혼합물을 톨루엔/아세토니트릴 (3/25) 혼합물 중에서 가열환류하였다. 조질 생성물을 오일로서 단리하였다 (조 수율 100%). 용 매로서 AcO^-NH₄ ⁺/H₂O/아세토니트릴을 사용한 RP-HPLC로 조질 생성물을 정제하였다 (총 수율 16.6%). HPLC 분석 45.6%^*.

* 상기 화합물은 오일로 수득하였으며, 동결 건조 중 약간 분해되었다.

실시예 6: 화합물 12의 합성

화합물 12는 고체 상 합성을 이용하여 제조한 보호된 단편을 이용하여 용액 중에서 커플링함으로써 합성하였다.

단계 (a): 보호된 펩티드 단편의 고체 상 합성

아미노산 커플링을 클로로트리틸 PS 수지 (0.8 meq/g) 상에서 한단계씩 실시하였다. Fmoc-PEG-OH를 DIEA의 존재하에서 DMF 중에서 클로로트리틸 PS 수지에 커플링시켰다. 탈보호/커플링 주기를 아래에 설명한다:

Fmoc-아미노산 2 당량 및 HOBt 2 당량을 DMF 중에 용해하였다 (아미노산 mmol 당 2-3ml). 수지를 함유하는 반응 용기에 용액을 부었다. DIC 2 당량을 가하였다.

* 커플링 완료는 카이저(Kaiser) 시험으로 결정하였다 [E. Kaiser 등. Anal. Biochem. 34, 595 (1970)].

CH₂Cl₂ 중 1% TFA를 사용하여 수지로부터 펩티드를 절단하였다. 조질 생성물을 오일로 수득하였다. 조 수율 60.7%.

단계 (b): 용액 중 합성

단계 (a)의 생성물을 DIEA 존재하에서 HBTU를 커플링 시약으로 사용하여 4-요오도벤질아민과 커플링시켰다. 산성 조건 (TFA/TES/CH₂Cl₂) 하에서 t-부틸기를 절단한 뒤, 요오도메탄을 사용하여 카르복실산을 메틸 에스테르로 전환하였다. 메틸 에스테르를 염기성 조건 하에서 히드록실아민으로 처리하였다 (조 수율 72.5%). 조질 생성물을 용매로서 TFA/H₂O/아세토니트릴을 사용한 RP-HPLC로 정제하였다. 순수한 분획을 수집하고 동결건조하여 오일을 수득하였다 (총 수율 18.5%). HPLC 분석 98.3%.

실시예 7: 화합물 15의 합성

정제된 화합물 16을 질소 대기하에서 Pd(PPh₃)₄를 촉매로 사용하여 비스(트리부틸주석)으로 처리하였다. 반응 혼합물을 톨루엔/아세토니트릴 (3/25) 혼합물 중에서 가열환류하였다. 조질 생성물을 오일로서 단리하였다 (조 수율 100%). 용매로서 AcO^-NH₄ ⁺/H₂O/아세토니트릴을 사용한 RP-HPLC로 조질 생성물을 정제하여 오일을 수득하였다 (총 수율 14.4%). HPLC 분석 91.3%.

화합물 18A에 대한 트리부틸주석 전구체를 동일한 방법으로 화합물 18로부터 제조하였다. HPLC에 의한 순도 = 93.3%, ESI-MS: m/z = 714.5 [M-H]^-

실시예 8: 화합물 16의 합성

화합물 16을 반응식 4에 따라 제조하였다. 화합물 16은 고체 상 합성을 통해 제조한 보호된 펩티드 단편을 이용하여 용액 중 커플링에 의해 합성하였다.

단계 (a): 보호된 펩티드 단편의 고체 상 합성

아미노산 커플링을 클로로트리틸 PS 수지 (0.8 meq/g) 상에서 한단계씩 실시하였다. Fmoc-PEG-OH를 DIEA의 존재하에서 DMF 중에서 클로로트리틸 PS 수지에 커플링시켰다. 탈보호/커플링 주기를 아래에 설명한다:

Fmoc-아미노산 2 당량 및 HOBt 2 당량을 DMF 중에 용해하였다 (아미노산 mmol 당 2-3ml). 수지를 함유하는 반응 용기에 용액을 부었다. DIC 2 당량을 가하였다.

* 커플링 완료는 카이저(Kaiser) 시험으로 결정하였다 (실시예 6 참조).

CH₂Cl₂ 중 1% TFA를 사용하여 수지로부터 펩티드를 절단하였다. 조질 생성물을 오일로 수득하였다. 조 수율 100%.

단계 (b): 용액 중 합성

단계 (a)의 보호된 펩티드를 DIEA 존재하에서 HBTU를 커플링 시약으로 사용하여 4-요오도벤질아민과 커플링시켜 화합물 12를 수득하였다. 산성 조건 (TFA/TES/CH₂Cl₂) 하에서 t-부틸기를 절단한 뒤, 요오도메탄을 사용하여 카르복실산을 메틸 에스테르로 전환하였다. 메틸 에스테르를 염기성 조건 하에서 히드록실아민으로 처리하였다. 조질 생성물을 오일로 수득하였다 (조 수율 43.1%). 조질 생성물을 용매로서 TFA/H₂O/아세토니트릴을 사용한 RP-HPLC로 정제하였다. 순수한 분획을 수집하고 동결건조하여 화합물 16을 오일로 수득하였다 (총 수율 6%). HPLC 분석 87.7%.

실시예 9: 1,1,1- 트리스(2-아미노에틸)메탄의 합성

(단계 a): 3-( 메톡시카르보닐메틸렌 ) 글루타르산 디메틸에스테르

톨루엔(600ml)중의 카르보메톡시메틸렌트리페닐포스포란(167g, 0.5몰)을 디메틸 3-옥소글루타레이트(87g, 0.5몰)로 처리하고, 반응을 120℃의 오일 욕에서 질소 대기하에 36시간 동안 100℃로 가열하였다. 반응을 진공하에 농축하고, 오일 잔류물을 40/60 페트롤 에테르/디에틸에테르 1:1, 600ml로 분쇄하였다. 트리페닐포스핀 옥사이드가 침전되었고, 상층액을 경사분리하고/여과해 내었다. 진공 하에서 증발 시의 잔류물을 고 진공 Bpt 하에서 쿠겔로흐(Kugelrohr) 증류하여 (오븐 온도 180 내지 200℃, 0.2토르), 3-(메톡시카르보닐메틸렌)글루타르산 디메틸에스테르 (89.08g, 53%)를 수득하였다.

(단계 b): 3-( 메톡시카르보닐메틸렌 ) 글루타르산 디메틸에스테르의 수소화

메탄올(200ml) 중의 3-(메톡시카르보닐메틸렌)글루타르산 디메틸에스테르 (89g, 267밀리몰)를 (목탄상 10% 팔라듐; 50% 물) (9g)과 함께 수소 기체(3.5바아)의 대기하에서 (30시간)동안 진탕하였다. 용액을 키에젤구흐를 통해 여과하고 진공하에 농축하여 3-(메톡시카르보닐메틸)글루타르산 디메틸에스테르를 오일로서 수득하였다. 수율 (84.9g, 94%).

(단계 c): 트리메틸 에스테르의 트리아세테이트로의 환원 및 에스테르화

질소 대기하에 3목 2L 둥근 바닥 플라스크에서 테트라히드로푸란(400ml)중의 리튬 알루미늄 수소화물(20g, 588밀리몰)을 조심스럽게 테트라히드로푸란(200ml)중의 트리스(메틸옥시카르보닐메틸)메탄 (40g, 212밀리몰)으로 1시간동안 처리하였다. 강한 발열 반응이 일어나고, 용매가 강하게 환류되었다. 반응을 오일 욕에서 90℃에서 3일 동안 환류 가열하였다. 수소 발생이 멈출 때까지 아세트산(100ml)을 조심스럽게 적가함으로써 반응을 멈추었다. 교반된 반응 혼합물을 느린 환류가 일어나는 속도로 조심스럽게 아세트 안히드라이드 용액(500ml)으로 처리하였다. 증 류를 위해 플라스크를 장착하고 교반한 다음 90℃(오일 욕 온도)로 가열하여 테트라히드로푸란을 증류시켰다. 아세트 안히드라이드의 추가 분량(300ml)을 첨가하고, 반응을 환류 형태로 되돌리고 교반하고 오일욕에서 140℃에서 5시간동안 가열하였다. 반응을 냉각시키고 여과하였다. 산화알루미늄 침전물을 에틸 아세테이트로 세척하고 합한 여과물을 50℃의 수욕에서 진공(5mmHg)하에 회전 증발기 위에서 농축하여 오일을 수득하였다. 오일을 에틸 아세테이트(500ml)중에 취하고, 포화 탄산칼륨 수용액으로 세척하였다. 에틸 아세테이트 용액을 분리하고, 황산나트륨 상에서 건조시키고 진공하에 농축하여 오일을 수득하였다. 오일을 고 진공하에 쿠겔로흐 증류시켜 트리스(2-아세톡시에틸)메탄(45.3g, 96%)을 오일로서 수득하였다. 0.1mmHg에서 Bp 220℃.

(단계 d): 트리아세테이트로부터 아세테이트 기의 제거

메탄올(200ml) 및 880 암모니아(100ml) 중의 트리스(2-아세톡시에틸)메탄 (45.3g, 165mM)를 오일 욕에서 80℃에서 2일 동안 가열하였다. 반응을 추가 분량의 880 암모니아 (50ml)로 처리하고 오일 욕에서 24시간동안 80℃에서 가열하였다. 추가 분량의 880 암모니아 (50ml)를 첨가하고, 반응을 80℃에서 24시간동안 가열하였다. 반응을 진공하에 농축하여 모든 용매를 제거하여 오일을 수득하였다. 이것을 880 암모니아(150ml)에 취하고 80℃에서 24시간동안 가열하였다. 반응을 진공 하에 농축하여 모든 용매를 제거하여 오일을 수득하였다. 쿠겔로흐 증류는 bp 170-180 0.2mm 아세트아미드를 제공하였다. 아세트아미드를 함유하는 구관을 깨끗이 세척하고, 증류를 계속하였다. 트리스(2-히드록시에틸)메탄 (22.53g, 92%)이 bp 220℃ 0.2mm에서 증류되었다.

(단계 e): 트리올의 트리스(메탄술포네이트)로의 전환

디클로로메탄(50ml) 중의 트리스(2-히드록시에틸)메탄(10g, 0.0676몰)의 교반된 빙냉 용액에, 디클로로메탄(50ml) 중의 메탄술포닐 클로라이드 (40g, 0.349몰)의 용액을, 온도가 15℃ 이상으로 올라가지 않도록 하는 속도로 질소 하에 천천히 적하하였다. 디클로로메탄(50ml) 중에 용해된 피리딘(21.4g, 0.27몰, 4eq)을 온도가 15℃ 이상, 발열 반응으로 올라가지 않도록 하는 속도로 적가하였다. 반응을 실온에서 24시간 동안 교반한 다음, 5N 염산 용액(80ml)으로 처리하고 층을 분리하였다. 수성 층을 추가의 디클로로메탄(50ml)으로 추출하고, 유기 추출물을 합하고 황산나트륨 위에서 건조시키고 여과하고 진공하에 농축하여, 과량의 메탄술포닐 클로라이드로 오염된 트리스[2-(메틸술포닐옥시)에틸]메탄을 수득하였다. 이론적 수율은 25.8g이었다.

(단계 f): 1,1,1- 트리스(2-아지도에틸)메탄의 제조

무수 DMF(250ml) 중의 트리스[2-(메틸술포닐옥시)에틸]메탄 [단계1(e)로부터, 과량의 메틸술포닐 클로라이드로 오염됨] (25.8g, 67밀리몰, 이론적)의 교반된 용액을 조금씩의 소듐 아지드(30.7g, 0.47몰)로 15분에 걸쳐 처리하였다. 발열이 관찰되고, 반응을 빙욕에서 냉각하였다. 30분 후에, 반응 혼합물을 오일 욕에서 50℃에서 24시간동안 가열하였다. 반응이 갈색으로 되었다. 반응을 냉각시키고 묽은 탄산칼륨 용액(200ml)으로 처리하고, 40/60 페트롤 에테르/디에틸에테르 10:1로 3회 추출하였다(3×150ml). 유기 추출물을 물(2×150ml)로 세척하고, 황산나트륨 위에서 건조하고 여과시켰다. 에탄올(200ml)을 페트롤/에테르 용액에 첨가하여 트리아지드를 용액 중에 유지시키고 부피를 진공하에 200ml 이상까지 감소시켰다. 에탄올(200ml)을 첨가하고, 진공하에 재농축하여 200ml 이상의 에탄올 용액이 남도록 마지막 미량의 페트롤을 제거하였다. 트리아지드의 에탄올 용액을 단계 1(g)에서 직접 사용하였다.

주의 : 아지드가 잠재적으로 폭발성이므로 용매를 전부 제거하지 말고, 항상 희석 용액으로 유지해야 한다.

0.2ml 미만의 용액을 진공하에 농축하여 에탄올을 제거하고 작은 샘플에서 NMR을 시행한다:

(단계 g): 1,1,1- 트리스(2-아미노에틸)메탄의 제조

에탄올(200ml) 중의 트리스(2-아지도에틸)메탄 (15.06g, 0.0676몰) (이전 반응으로부터의 100% 수율)을 목탄상 10% 팔라듐 (2g, 50% 물)으로 처리하고 12 시간동안 수소화하였다. 반응 용기를 매 2시간 마다 기체를 빼내어 반응으로부터 발생된 질소를 제거하고 수소로 다시 채웠다. NMR 분석을 위해 샘플을 취하여, 트리아지드가 트리아민으로 완벽히 전환되었는지를 확인하였다.

주의 : 환원되지 않은 아지드가 증류 시에 폭발될 수 있다. 반응을 셀라이트 패드를 통해 여과하여 촉매를 제거하고 진공하에 농축하여 트리스(2-아미노에틸)메탄을 오일로서 수득하였다. 이것을 쿠겔로흐 증류에 의해 더욱 정제하여 무색 오일(8.1g, 트리올로부터 82.7% 전체 수율)을 수득하였다. 0.4mm/Hg에서 bp 180-200℃.

실시예 10: 1,1,1- 트리스(2-아미노에틸)메탄의 대안적 제조

(단계 a): p- 메톡시 -벤질아민과 트리스메틸에스테르의 아미드화

트리스(메틸옥시카르보닐메틸)메탄 [2g, 8.4밀리몰, 단계1(b)에서와 같이 제조됨]을 p-메톡시-벤질아민 (25g, 178.6밀리몰)에 용해시켰다. 증류를 위해 장치를 설치하고 120℃에서 24시간동안 질소 흐름 하에 가열하였다. 반응의 진행을 수집된 메탄올의 양에 의해 조사하였다. 반응 혼합물을 주변 온도로 냉각하고, 30ml 의 에틸 아세테이트를 첨가한 다음, 침전된 트리아미드 생성물을 30분동안 교반하였다. 트리아미드를 여과에 의해 단리하고, 필터 케이크를 충분한 양의 에틸 아세테이트로 여러 번 세척하여 과량의 p-메톡시-벤질아민을 제거하였다. 4.6g을 건조시킨 후에 백색 분말의 100%를 수득하였다. 추가의 정제 또는 특징화없이, 고 불용성 생성물을 이후의 단계에서 직접 사용하였다.

(단계 b): 1,1,1-트리스[2-(p- 메톡시벤질아미노 )에틸]메탄의 제조

빙-수 욕에서 냉각된 1000ml 3-목 둥근 바닥 플라스크에 단계 2(a) (10g, 17.89밀리몰)로부터의 트리아미드를 조심스럽게 250ml의 1M 보란 용액(3.5g, 244.3밀리몰) 보란에 첨가하였다. 첨가 완료 후에, 빙-수 욕을 제거하고 반응 혼합물을 서서히 60℃로 가열하였다. 반응 혼합물을 60℃에서 20시간동안 교반하였다. 반응 혼합물(1ml)의 샘플을 회수하고, 0.5ml 5N HCl과 혼합하고 30분동안 정치시켰다. 샘플에 0.5ml의 50NaOH를 첨가한 다음 2ml의 물을 첨가하고 모든 백색 침전물이 용해될 때까지 용액을 교반하였다. 용액을 에테르(5ml)로 추출하고 증발하였다. 잔류물을 1mg/ml의 농도로 아세토니트릴에 용해시키고 MS에 의해 분석하였다. 모노- 및 디아미드 (M+H/z = 520 및 534)가 MS 스펙트럼에서 나타난다면, 반응이 완벽하지 않다. 반응을 완결하기 위하여, 1M 보란 THF 용액의 추가의 100ml를 첨가하고 반응 혼합물을 6시간동안 60℃에서 교반하고, 이전의 샘플화 절차 후에 새로운 샘플을 회수하였다. 트리아민으로 완벽히 전환될 때까지, 필요하다면 THF 용액 중에 1M 보란의 첨가를 계속한다.

반응 혼합물을 주변 온도로 냉각하고 5N HCl을 서서히 첨가한다 [주의: 격렬 한 기포 형성이 발생한다]. 더 이상의 기체 발생이 관찰되지 않을 때까지 HCl을 첨가하였다. 혼합물을 30분동안 교반한 다음 증발시켰다. 케이크를 수성 NaOH 용액(20-40%; 1:2 w/v)에 현탁시키고 30분동안 교반하였다. 혼합물을 물(3 부피)로 희석하였다. 혼합물을 디에틸에테르 (2×150ml)로 추출하였다 [주의: 할로겐화 용매를 사용하지 않는다]. 합한 유기 상을 물(1×200ml), 염수(150ml)로 세척하고, 황산마그네슘 위에서 건조시켰다. 증발 후 수율: 7.6g, 84% 오일.

(단계 c): 1,1,1- 트리스(2-아미노에틸)메탄의 제조

1,1,1-트리스[2-(p-메톡시벤질아미노)에틸]메탄 (20.0그램. 0.036몰)을 메탄올(100ml)에 용해시키고, Pd(OH)₂(5.0그램)을 첨가하였다. 혼합물을 수소화하고 (3바아, 100℃, 오토클레이브 내), 5시간동안 교반하였다. Pd(OH)₂를 각각 10시간 및 15시간 후에 추가의 2회 분량 (2× 5그램)에 첨가하였다. 반응 혼합물을 여과하고 여액을 메탄올로 세척하였다. 합한 유기 층을 증발시키고 잔류물을 진공하에 증류시켜 (1×10^-2, 110℃), 실시예 1에 기재된 것과 동일한 2.60그램(50%)의 1,1,1-트리스(2-아미노에틸)메탄을 수득하였다.

실시예 11: 3- 클로로 -3- 메틸 -2- 니트로소부탄의 제조

2-메틸부트-2-엔(147ml, 1.4몰) 및 이소아밀 니트라이트(156ml, 1.16몰)의 혼합물을 카다이스 및 메탄올의 욕에서 -30℃로 냉각하고, 오버헤드 공기 교반기로 격렬히 교반하고 온도가 -20℃ 미만으로 유지되는 속도로 진한 염산(140ml, 1.68몰)으로 적가 처리하였다. 상당한 발열이 일어나고 과가열을 막기 위해 주의를 기울여야 하기 때문에 이것은 약 1시간이 필요하다. 에탄올(100ml)을 첨가하여 첨가 마지막에 형성된 슬러리의 점도를 감소시키고, 반응을 추가로 2시간동안 -20℃ 내지 -10℃에서 교반하여 반응을 완결하였다. 침전물을 진공하에 여과에 의해 수집하고 4×30ml의 냉(-20℃) 에탄올 및 100ml의 빙냉수로 세척하고, 진공하에 건조시켜 3-클로로-3-메틸-2-니트로부탄을 백색 고체로서 수득하였다. 에탄올 여액 및 세척물을 합하고 물(200ml)로 희석하고 냉각하고 3-클로로-3-메틸-2-니트로소부탄의 추가의 생산물이 결정화될 때까지 -10℃에서 1시간동안 정치시켰다. 침전물을 여과에 의해 수집하고 최소량의 물로 세척하고 진공하에 건조시켜, NMR에 의해 98% 이상 순도의 3-클로로-3-메틸-2-니트로소부탄(115g 0.85몰, 73%)의 전체 수율을 수득하였다.

실시예 12: 비스 [N-(1,1-디메틸-2-N-히드록시이민 프로필)2- 아미노에틸 ]-(2- 아미노에틸 )메탄 ( 킬레이터 1)의 합성

무수 에탄올(30ml) 중의 트리스(2-아미노에틸)메탄(4.047g, 27.9밀리몰)의 용액에 무수 탄산칼륨 (7.7g, 55.8밀리몰, 2eq)를 질소 대기하에서 실온에서 격렬한 교반하에 첨가하였다. 3-클로로-3-메틸-2-니트로소부탄(7.56g, 55.8몰, 2eq)의 용액을 무수 에탄올(100ml)에 용해시키고, 75ml의 용액을 반응 혼합물에 서서히 적하하였다. 반응 후에 실리카 상에서 TLC를 행하였다 [디클로로메탄, 메탄올, 진한 (0.88sg) 암모니아 100/30/5 중에서 플레이트를 주행시키고, 닌히드린으로의 분무 및 가열에 의해 TLC 플레이트를 전개시켰다]. 모노-, 디- 및 트리-알킬화 생성물이 이 순서로 RF의 증가와 함께 관찰되었다. 3% 수성 암모니아 중의 7.5 내지 75% 아세토니트릴의 구배로 RPR 역상 컬럼을 사용하여 분석 HPLC를 시행하였다. 에탄올을 제거하기 위해 반응을 진공하에 농축시키고 물(110ml)에 재현탁시켰다. 수성 슬러리를 에테르(100ml)로 추출하여 트리알킬화 화합물의 일부 및 친유성 불순물을 제거하여 물 층에 모노 및 디알킬화 생성물을 남겼다. 수용액을 암모늄 아세테이트 (2eq, 4.3g, 55.8밀리몰)로 완충시켜 양호한 크로마토그래피를 보장하였다. 자동화 조제용 HPLC에 의해 정제하기 전에 수용액을 4℃에서 밤새 저장하였다.

수율 (2.2g, 6.4밀리몰, 23%)

질량 스펙트럼: 양이온 10V 콘 전압. 실측치: 344; 계산치 M+H=344.

HPLC 조건: 유량 8ml/분, 25mm PRP 컬럼 사용

A=3% 암모니아 용액(sp.gr=0.88)/물, B=아세토니트릴.

시간 %B

0 7.5

15 75.0

20 75.0

22 7.5

30 7.5

시행 당 수용액 3ml를 부하하고 12.5 내지 13.5분의 시간 윈도우에서 수집하였다.

실시예 13: N-알킬화를 위한 ¹⁸ F-표지화 유도체의 합성:

3-[ ¹⁸ F] 플루오로프로필 토실레이트의 합성

양방향 마개를 거쳐서, 유리 바이알에서 제조된 아세토니트릴(300㎕) 중의 크립토픽스 222 (10mg) 및 물(300㎕) 중의 탄산칼륨(4mg)을, 플라스틱 주사기(1ml)를 사용하여 황동 가열기에 위치한 카본 유리 반응 용기 내로 옮겼다. 목표 물(0.5 내지 2ml) 중의 ¹⁸F-플루오라이드(185-370MBq)를 양방향 마개를 통해 첨가하였다. 가열기를 125℃에서 설정하고 타이머를 시작시켰다. 15분 후에, 아세토니트 릴의 3회 분취량 (0.5ml)을 1분 간격으로 첨가하였다. ¹⁸F-플루오라이드를 총 40분 이하동안 건조시켰다. 40분 후에, 가열기를 압축 공기로 냉각시키고, 포트 뚜껑을 제거하고 1,3-프로판디올-디-p-토실레이트(5 내지 12mg) 및 아세토니트릴(1ml)을 첨가하였다. 포트 뚜껑을 대체하고, 스토퍼로 라인에서 마개를 없앴다. 가열기를 100℃로 설정하고 100℃/10분에서 표지화하였다. 표지화 후에, 3-[¹⁸F] 플루오로프로필 토실레이트를 하기 조건을 사용하여 길슨(Gilson) RP HPLC에 의해 단리하였다:

컬럼 μ-본드어팩 C18 7.8×300mm

용출액 물(펌프 A): 아세토니트릴(펌프 B)

루프 크기 1ml

펌프 속도 4ml/분

파장 254 nm

구배 20분에 걸쳐 5 내지 90% 용출액 B

생성물 Rt 12분

일단 단리되면, 커트 샘플(약 10ml)을 물(10ml)로 희석하고 상태조절된 C18 세프 팩 위에 부하하였다. 세프 팩을 15분동안 질소로 건조시키고, 유기 용매, 피리딘(2ml), 아세토니트릴(2ml) 또는 DMF(2ml)로 씻어내렸다. 활성의 약 99%가 분출되었다.

피리딘 중에서 환류시킴으로써 아민을 N-알킬화하기 위하여 3-[¹⁸F] 플루오 로프로필 토실레이트를 사용하였다.

실시예 14: S-알킬화를 위한 [ ¹⁸ F]- 티올 유도체화

단계 (a): 3-[ ¹⁸ F] 플루오로 - 트리틸술파닐 -프로판의 제조

양방향 마개를 거쳐서, 유리 바이알에서 제조된 아세토니트릴(800㎕) 중의 크립토픽스 222 (10mg) 및 물(50㎕) 중의 탄산칼륨(1mg)을, 플라스틱 주사기(1ml)를 사용하여 황동 가열기에 위치한 카본 유리 반응 용기 내로 옮겼다. 목표 물(0.5 내지 2ml) 중의 ¹⁸F-플루오라이드(185-370MBq)를 양방향 마개를 통해 첨가하였다. 가열기를 125℃에서 설정하고 타이머를 시작시켰다. 15분 후에, 아세토니트릴의 3회 분취량 (0.5ml)을 1분 간격으로 첨가하였다. ¹⁸F-플루오라이드를 총 40분 이하동안 건조시켰다. 40분 후에, 가열기를 압축 공기로 냉각시키고, 포트 뚜껑을 제거하고 트리메틸-(3-트리틸술파닐프로폭시)실란 (1 내지 2mg) 및 DMSO (0.2ml)를 첨가하였다. 포트 뚜껑을 대체하고, 스토퍼로 라인에서 마개를 없앴다. 가열기를 80℃로 설정하고 80℃/5분에서 표지화하였다. 표지화 후에, 하기 HPLC 조건을 사용하여 RP HPLC에 의해 반응 혼합물을 분석하였다.

컬럼 μ-본드어팩 C18 7.8×300mm

용출액 0.1% TFA/물(펌프 A): 0.1% TFA/아세토니트릴(펌프 B)

루프 크기 100㎕

펌프 속도 4ml/분

파장 254 nm

구배 1분 40% B

15분 40-80%B

5분 80%B

반응 혼합물을 DMSO/물(1:1 v/v 0.15ml)로 희석하고 상태조절된 t-C18 세프-팩 위에 부하하였다. 카트리지를 물(10ml)로 세척하고, 질소로 건조시키고, 3-[¹⁸F]플루오로-1-트리틸술파닐-프로판을 4회 분취량의 아세토니트릴(분취량 당 0.5ml)로 용출시켰다.

단계(b): 3-[ ¹⁸ F] 플루오로 -프로판-1- 티올의 제조

아세토니트릴 (1 내지 2ml)중의 3-[¹⁸F]플루오로-1-트리틸술파닐-프로판의 용액을 100℃/10분으로 질소 기류를 사용하여 증발 건조시켰다. TFA(0.05ml), 트리이소프로필실란(0.01ml) 및 물(0.01ml)의 혼합물을 첨가한 다음 80℃/10분으로 가열하여 3-[¹⁸F]플루오로-프로판-1-티올을 생성하였다.

단계(c): -N( CO )CH ₂ Cl 전구체와의 반응

클로로아세틸 전구체를 표지화하기 위한 일반적 절차는, 단계(b)로부터 3-[¹⁸F] 플루오로-1-메르캅토-프로판을 함유하는 반응 용기를 압축된 공기로 냉각시킨 다음, 암모니아(물 중의 27%, 0.1ml) 및 물(0.05ml)중의 전구체(1mg)를 첨가하는 것이다. 혼합물을 80℃/10분으로 가열하였다.

실시예 15: 트리부틸주석 전구체의 ¹²³ I 방사성표지화

다음의 일반적으로 적용가능한 방법을 사용하였다:

0.01M NaOH 중 1mM Na¹²⁷I 10㎕을 0.2M NH₄OAc (pH 4) 200㎕에 가하였다. 그런 다음, Na¹²⁷I/NH₄OAc 용액을 NaOH 중 0.05M Na¹²³I 25.0㎕ (약 500 MBq; Amersham Cygne)에 가하였다. 합한 용액을 작은 원뿔형 유리 삽입물을 포함하는 실란처리된 플라스틱 바이알에 옮겼다. 플라스틱 바이알은 시그마코트(SIGMACOTE)^TM (헵탄 중 염소화된 오르가노폴리실록산; 시그마 케미컬즈(Sigma Chemicals))로 실란처리하였다. 5ml H₂0에 아세트산 중 36-40 중량% 페라아스트산 용액 10㎕을 가하여 페라아스트산 용액을 제조하였다. 그런 다음, 희석한 페라아스트산 용액 100㎕을 900㎕ H₂O에 가하고, 이 용액 10㎕을 Na¹²³/¹²⁷I를 포함하는 바이알에 가하였다. 마지막으로, 실란처리된 플라스틱 바이알 중 트리부틸주석 전구체 (화합물 1)의 1.5mM 용액 64㎕를 반응 혼합물에 가하고, 용액을 3분간 정치하였다.

¹²³I-화합물 2를 γ- 및 UV-탐지기, 및 역상 페노메넥스(Phenomenex) C₁₈(2)가 루나 5μ, 150 x 4.6 mm 컬럼을 사용하는 구배 HPLC 크로마토그래피를 이용하여 정제하였다.

HPLC-조건 용출액 A: H₂O 중 0.1% TFA

용출액 B: CH₃CN 중 0.1% TFA

용출액 B는 12분에 걸쳐 30% 내지 70%

13분 100% B

25분 100% B

25.5분 30% B

유속: 1ml/분

λ: 254 nm.

이에 따라, 반응 혼합물 260㎕을 HPLC에 주입하고, ¹²³I-화합물 2에 해당하는 피크 (체류 시간 7.3분)을 200㎕ MeOH 중 4-아미노벤조산 200㎍으로 정제하였다. RCP는 HPLC에 의하여 47%였다. 유기 용매를 진공에서 제거한 뒤, 50mM 인산염 완 충액 (pH 7.4)으로 부피를 1.6ml로 하였다. 73.75 MBq/ml을 함유하는 최종 용액의 pH는 7-7.5였다 (특이적 활성 = 48 MBq/nmole). 실온에서 198분간 정치한 뒤, 정제된 ¹²³I-화합물 2의 RCP는 HPLC에 의하여 94%로 나타났다.

반응에서 형성된 ¹²³I 생성물 (R_T = 7.3분)은 HPLC에 의하여 ¹²⁷I-화합물 2의 저온 표준과 함께 용출된다. 또한, 반응을 상기 기재한 바와 같이 반복하였으나, 이번에는 0.05 M NaOH 중 Na¹²³I의 부재하에서 실시하였다. 반응 혼합물을 전자분무 질량 분광기를 이용하여 양이온 모드에서 LCMS로 분석하였다. HPLC 조건은 상기 기재한 것과 동일하지만, 이번에는 H₂O 중 0.01% TFA를 용출액 A로, CH₃CN 중 0.01% TFA를 용출액 B로 사용하였다. 생성물은 원래의 비-방사성 화합물 2와 동일한 체류 시간을 나타냈다. 반응 혼합물로부터의 5.85분에서의 피크를 질량 분광한 결과, 질량 480.75 (100%)의 메인 피크를 얻었다.

실시예 16: ^{99 m} Tc -방사선표지화 (일반적 방법)

질소-정화된 P46 바이알에 다음 물질을 첨가함으로써 ^{99 m}Tc 착물을 제조할 수도 있다:

1ml N₂ 정화된 MeOH,

100㎍ 100㎕ MeOH 중의 리간드-MMPi 접합체

0.5ml Na₂CO₃/NaHCO₃ 완충액 (pH 9.2)

0.5ml TcO₄ ^- (Tc 발생장치로부터)

0.1ml SnCl₂/MDP 용액

(100ml N₂ 정화된 염수 중에 10.2mg SnCl₂ 및 101mg 메틸렌디포스폰산을 함유하는 용액)

RCP를 결정하기 위하여 ITLC (순간 얇은 층 크로마토그래피)를 사용하였다. SG 플레이트 및 MeOH/(NHOAc 0.1M) 1:1의 이동 상은, 출발점에서 RHT(감소된 가수분해 Tc), 용매 선에서 퍼테크네테이트 및 중간 Rf에서 테크네튬 착물을 나타낸다. 또한, 용출액 A로 0.07%의 암모니아를, 용출액 B로 아세토니트릴을 사용하는 역상 HPLC (Xterra 컬럼 RP18 3.5 ㎛, 100 mm x 4.6 xx)로 반응 혼합물을 분석할 수도 있다.

실시예 17: 시험관내 메탈로프로테인아제 억제 분석

하기의 통상적으로 입수가능한 바이오몰(Biomol) 분석 키트를 사용하여 화합물을 선별하였다.

MMP-2 비색 분석 키트 - 목록 번호 AK-408,

MMP-9 비색 분석 키트 - 목록 번호 AK-410,

MMP-12 비색 분석 키트 - 목록 번호 AK-402,

어피니티 리서치 프러덕츠 리미티드(Affiniti Research Products Ltd.)(영국 EX2 8NL 엑스터 매트포드 코트 팔라틴 하우스)로부터 입수가능함.

(a) 시험 화합물 제조

억제제를 분말화 형태로 제공하고 4℃에서 저장하였다. 각각의 억제제를 위하여 DMSO 중의 1mM 원액을 제조하고, 20㎕ 분취량으로 분배하고, 분취량을 -20℃에서 저장하였다. 원액을 희석하여 8개 억제제 농도를 수득하였다 (추천: 50μM, 5μM, 500nM, 50nM, 5nM, 500pM, 50pM 및 5pM). 키트 분석 완충액에서 희석을 수행하였다. 분석 웰에 첨가 시에 억제제 물질의 5-배 희석을 수행하였으며, 따라서 최종 농도 범위는 10μM 내지 1pM이었다.

(b) 실험 절차

세부사항은 통상적인 키트를 사용하여 제공되지만 다음과 같이 요약될 수 있다:

- 상기와 같이 시험 화합물 희석액을 제조한다,

- 분석 완충액을 플레이트에 첨가한다

- 시험 화합물을 플레이트에 첨가한다

- 표준 키트 억제제 NNGH를 제조한다 (희석 인자를 위한 키트 참조)

- 대조 억제제 웰에 NNGH를 첨가한다

- MMP 효소를 제조한다 (희석 인자를 위한 키트 참조)

- MMP를 플레이트에 첨가한다

- 플레이트를 37℃에서 ~15분동안 배양한다

- 티오펩톨리드 기질을 제조한다 (희석 인자를 위한 키트 참조)

- 기질을 플레이트에 첨가한다

- 랩시스템스 iEMS 플레이트 판독기 위에서 414 nm, 37℃에서 1시간동안 매2분마다 계수한다 (MMP-1에 대해, 20분동안 매30초마다 계수)

(c) 결과

결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 18: MMP 발현 동물 종양 모델에서 방사성요오드화된 유도체 화합물 2의 생체 분포

종양에서 몇몇 MMP의 재생산가능한 상향조절 때문에, 생체내 루이스 폐암종 (LLC) 종양 모델을 MMPi 스크리닝을 위하여 사용하였다. 이로써, 상기 모델은 MMPi가 MMP를 발현하는 병변을 생체내 표적화하는 효능을 양호하게 측정할 수 있도록 한다. 문헌에 의하면 LLC 세포는 전구 및 활성 MMP-2, 전구 MMP-9, 및 LLC 종양 MMP-2 및 MMP-9 (전구 및 활성으로 분류되지 않음)를 발현한다는 것이 보고된바 있다[Bae 등, Drugs Exp Clin Res. 29(1): 15-23 (2003)].

결과

결과 요약을 표 2에 제시하였다.

실시예 19: MMP 발현 ApoE 라이게이션 동물 모델에서의 방사성요오드화된 유도체 화합물 2A, 6A 및 18A의 생체 분포

ApoE 라이게이션 모델을 연구하였다. ApoE 마우스는 트랜스제닉 넉-아웃 마우스로서, ApoE 유전자가 없고, 따라서, 그들의 혈장 콜레스테롤 수준을 조절할 수 없다. 결과적으로, ApoE 마우스에서는 아테롬성경화증 병변이 발생하고, 그 과정은 고지방 먹이를 공급함으로써 가속화된다. 경동맥을 라이게이션시켜 병변 발생을 추가로 가속화할 수 있으며, 수술 및 고지방 먹이 공급 4주 내에 진행성 병변이 형성되었다. 이 모델은 대식 세포 및 MMP 발현 수준이 높으면서, 조직 재형성 수준이 높은 것으로 나타났으며, 문헌[Ivan 등, Circulation. 105, 2686-2691 (2002)]에 기재되었다. 결과 요약을 표 3에 제시하였다.

실시예 20: 화합물 14 및 21의 합성

본 화합물은 보호된 단편 화합물 A를 이용하여 용액 중 커플링에 의하여 합성하였다. 화합물 A는 고체 상 합성을 이용하여 제조하였다. 아미노산 커플링은 클로로트리틸 PS 수지 (0.8 meq/g) 상에서 한단계씩 실시하였다.

단계 (a): 화합물 A의 합성

Fmoc-PEG-OH를 DIEA의 존재하에서 DMF 중에서 클로로트리틸 PS 수지에 커플링시켰다. 탈보호/커플링 주기를 아래에 설명한다:

Fmoc-아미노산 2 당량 및 HOBt 2 당량을 DMF 중에 용해하였다 (아미노산 mmol 당 2-3ml). 수지를 함유하는 반응 용기에 용액을 부었다. DIC 2 당량을 가하였다.

* 커플링 완료는 카이저 시험으로 결정하였다.

CH₂Cl₂ 중 1% TFA를 사용하여 수지로부터 펩티드를 절단하였다. 조질 생성물을 오일로 수득하였다. 조 수율 38.1%.

단계 (b): 용액 중 합성

화합물 A를 DIEA 존재하에서 HBTU를 커플링 시약으로 사용하여 4-요오도벤질아민과 커플링시켜 화합물 B를 수득하였다. 화합물 B를 염기성 조건 하에서 히드록실아민으로 처리하였다. 조질 생성물을 오일로 수득하였다 (조 수율 91.6%). 조질 생성물을 용매로서 TFA/H₂O/아세토니트릴을 사용한 RP-HPLC로 정제하였다. 순수한 분획을 수집하고 동결건조하여 오일을 수득하였다 (총 수율 28.3%). HPLC 분석 90%.

화합물 21은 동일한 방법으로 제조하였다:

HPLC에 의한 순도 = 90%

ESI-MS: m/z = 1789.6 [MH]⁺

실시예 21: 화합물 13의 합성

정제된 화합물 14를 출발 물질로 사용하였다. 반응을 질소 대기하에서 실시하였다. 화합물 14를 Pd(PPh₃)₄ (0.05당량)를 촉매로 사용하여 비스(트리부틸주석) (1.5 당량)으로 처리하였다. 반응 혼합물을 톨루엔/아세토니트릴 (3/25) 혼합물 중에서 가열환류하였다. 조질 생성물을 오일로서 단리하였다 (조 수율 100%). 용매로서 AcO^-NH₄ ⁺/H₂O/아세토니트릴을 사용한 RP-HPLC로 조질 생성물을 정제하여 오일을 수득하였다 (총 수율 6.85%). HPLC 분석 44%. 본 화합물은 오일로 수득하였는데, 동결건조를 시도하는 중에 분해되었다. 동결건조 전 HPLC 분석은 90.2%였다.

실시예 22: 화합물 10의 합성

본 화합물은 보호된 단편 화합물 C를 이용하여 용액 중 커플링에 의하여 합성하였다. 화합물 C는 고체 상 합성을 이용하여 제조하였다. 아미노산 커플링은 클로로트리틸 PS 수지 (0.8 meq/g) 상에서 한단계씩 실시하였다.

단계 (a): 화합물 C의 합성

Fmoc-PEG-OH를 DIEA의 존재하에서 DMF 중에서 클로로트리틸 PS 수지에 커플링시켰다. 탈보호/커플링 주기를 아래에 설명한다:

Fmoc-아미노산 2 당량 및 HOBt 2 당량을 DMF 중에 용해하였다 (아미노산 mmol 당 2-3ml). 수지를 함유하는 반응 용기에 용액을 부었다. DIC 2 당량을 가하였다.

* 커플링 완료는 카이저 시험으로 결정하였다 (실시예 6 참조).

DCM 중 1% TFA를 사용하여 수지로부터 펩티드를 절단하였다. 조질 생성물을 오일로 수득하였다. 조 수율 40.7%.

단계 (b): 용액 중 합성

화합물 C를 DIEA 존재하에서 HBTU를 커플링 시약으로 사용하여 4-요오도벤질아민과 커플링시켜 화합물 D를 수득하였다. 화합물 D를 염기성 조건 하에서 히드록실아민으로 처리하였다. 조질 생성물을 오일로 수득하였다 (조 수율 93.1%). 조질 화합물 10을 용매로서 TFA/H₂O/아세토니트릴을 사용한 RP-HPLC로 정제하였다. 순수한 분획을 수집하고 동결건조하여 오일을 수득하였다 (총 수율 25%). HPLC 분석 87.2%.

실시예 23: 화합물 9의 합성

정제된 화합물 10을 출발 물질로 사용하였다. 반응을 질소 대기하에서 실시하였다. 화합물 10을 Pd(PPh₃)₄ (3 x 0.05당량)를 촉매로 사용하여 비스(트리부틸주석) (2 x 1.5 당량)으로 처리하였다. 반응 혼합물을 톨루엔/아세토니트릴 (3/25) 혼합물 중에서 가열환류하였다. 조질 생성물을 오일로서 단리하였다 (조 수율 100%). 용매로서 AcO^-NH₄ ⁺/H₂O/아세토니트릴을 사용한 RP-HPLC로 조질 생성물을 정제하였다 (총 수율 15%). HPLC 분석 78.8%.

실시예 24: 화합물 18 내지 20의 합성

DIEA 존재하에서, HBTU를 커플링제로 사용한 Boc-pI-Phe-OH와 p-I-벤질아민.HCl의 커플링에 의하여 완전히 보호된 페닐알라닌을 수득함으로써 화합물 19를 제조하였다. 산분해 (디옥산 중 HCl)에 의한 Boc 기의 제거 후, (R)-2-이소부틸숙신산-1-t-부틸 에스테르로 커플링하여 숙시네이트-Phe-p-I-벤질아미드 단편을 수득하였다. 산성 조건 (TFA/TES/CH₂Cl₂) 하에서 t-부틸기를 절단한 뒤, 요오도메탄을 사용하여 카르복실산을 메틸 에스테르로 전환하였다. 메틸 에스테르를 염기성 조건 하에서 히드록실아민으로 처리하여 고체를 얻었다. 조질 생성물을 용출액으로서 TFA/물/아세토니트릴을 사용한 RP-HPLC로 정제하였다. 순수한 분획을 수집하고 동결건조하여 백색 고체를 수득하였다.

HPLC에 의한 순도 90.1%, ESI-MS: m/z = 551.9 [MH]⁺

화합물 18 및 20은 동일한 방법으로 제조하였다.

화합물 18: HPLC에 의한 순도 91% ESI-MS: m/z = 475.9 [MH]⁺

화합물 20: HPLC에 의한 순도 96.1% ESI-MS: m/z = 516.3 [MH]⁺

Claims (35)

1. 표지화된 기질 메탈로프로테인아제 억제제를 생체내에서 포유동물 신체에 투여한 후에 검출될 수 있는 영상화 잔기로 X¹, X², X³, X⁴ 또는 Y¹ 위치에 표지화된 화학식 I의 메탈로프로테인아제 억제제를 포함하는 영상화 시약.

   <화학식 I>

   

   상기 식에서,

   X¹은 H, C_{1 -3} 알킬 또는 C_{1 -3} 플루오로알킬이고;

   X²는 H, C_{1 -6} 알킬, C_{3 -6} 시클로알킬 또는 C_{1 -6} 플루오로알킬이고;

   X³은 X²기, NH₂, C_{1 -10} 아미노 또는 -NH(CO)X^a (여기서, X^a는 C_{1 -6} 알킬, C_{3 -12} 아릴 또는 C_{5 -15} 아르알킬임)이고;

   X⁴는 C_{1 -6} 알킬, Ar¹ 또는 -(C_{1 -3} 알킬)Ar¹ (여기서, Ar¹은 C_{3 -12} 아릴 또는 헤테 로아릴기, 또는 -(CH₂)_WCONHY²이고, 여기서 w는 1 또는 2 값의 정수임)이며;

   Y¹ 및 Y²는 독립적으로 Y기이고, 여기서, Y는 C_{1 -10} 알킬, C_{3 -10} 시클로알킬, C_1-10 플루오로알킬, Ar¹기 또는 -(C_{1 -3} 알킬)Ar¹이고;

   단, (iii) X² 및 X³가 둘 다 H는 아니고;

   (iv) X¹이 H이고, X²는 H 또는 C_{1 -3} 알킬이고, X³는 C_{1 -6} 알킬, C_{3 -6} 시클로알킬 또는 C_{1 -6} 플루오로알킬이고, X⁴는 C_{1 -6} 알킬, 페닐 또는 벤질일 경우, 영상화 잔기는 킬레이트화제를 포함하지 않는다.
2. 제1항에 있어서, X¹이 H인 영상화 시약.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, X² 또는 X³이 C_{1 - 4}알킬인 영상화 시약.
4. 제3항에 있어서, X³이 X²기인 영상화 시약.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, X⁴가 -CH₂Ar¹인 영상화 시약.
6. 제5항에 있어서, X⁴가 인돌기를 포함하는 영상화 시약.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 영상화 시약이 하기 화학식 II의 것인 영상화 시약.

   <화학식 II>

   

   상기 식에서,

   {억제제}는 제1항의 화학식 I의 메탈로프로테인아제 억제제이고;

   -(A)_n-는 각각의 A가 독립적으로 -CR₂-, -CR=CR-, -C≡C-, -CR₂CO₂-, -CO₂CR₂-, -NRCO-, -CONR-, -NR(C=0)NR-, -NR(C=S)NR-, -SO₂NR-, -NRSO₂-, -CR₂OCR₂-, -CR₂SCR₂-, -CR₂NRCR₂-, C_{4 -8} 시클로헤테로알킬렌 기, C_{4 -8} 시클로알킬렌 기, C_{5 -12} 아릴렌 기, C_{3 -12} 헤테로아릴렌 기, 아미노산, 당 또는 단분산 폴리에틸렌글리콜(PEG) 형성 블록인 링커 기이고;

   R은 H, C_{1 -4} 알킬, C_{2 -4} 알케닐, C_{2 -4} 알키닐, C_{1 -4} 알콕시알킬 또는 C_{1 -4} 히드록시알킬로부터 독립적으로 선택되고;

   n은 0 내지 10의 값의 정수이고;

   X⁵는 H, OH, C_{1 -4} 알킬, C_{1 -4} 알콕시, C_{1 -4} 알콕시알킬, C_{1 -4} 히드록시알킬 또는 제1항에 정의된 Ar¹기이다.
8. 제7항에 있어서, 영상화 잔기가 메탈로프로테인아제 억제제의 X⁴ 또는 Y¹ 위치에 부착되어 있는 영상화 시약.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 영상화 잔기가

   (i) 방사성 금속 이온;

   (ii) 상자성 금속 이온;

   (iii) 감마-방출 방사성 할로겐;

   (iv) 포지트론-방출 방사성 비-금속;

   (v) 과편광화 NMR-활성 핵;

   (vi) 생체내 광학 영상화에 적합한 리포터; 및

   (vii) 혈관내 검출에 적합한 β-발광체

   로부터 선택되는 영상화 시약.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 기질 메탈로프로테인아제 억제제가 리간드에 접합되고, 상기 리간드가 방사성 금속 이온 또는 상자성 금속 이온과의 금속 착물을 형성하는 것인 영상화 시약.
11. 제10항에 있어서, 리간드가 킬레이트화제인 영상화 시약.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 방사성 금속 이온이 감마 방출체 또는 포지트론 방출체인 영상화 시약.
13. 제12항에 있어서, 방사성 금속 이온이 ^{99 m}Tc, ¹¹¹In, ⁶⁴Cu, ⁶⁷Cu, ⁶⁷Ga 또는 ⁶⁸Ga인 영상화 시약.
14. 제9항에 있어서, 감마-방출 방사성 할로겐 영상화 잔기가 ¹²³I인 영상화 시약.
15. 제9항에 있어서, 포지트론-방출 방사성 비-금속이 ¹⁸F, ¹¹C, ¹³N 또는 ¹²⁴I로부터 선택되는 것인 영상화 시약.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 기질 메탈로프로테인아제 억제제가 화학식 IV의 화합물인 영상화 시약.

    <화학식 IV>

    

    상기 식에서, X¹, X² 및 X³는 제1항에 정의된 것과 같고; Y³은 제1항에 정의된 Y기이다.
17. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 기질 메탈로프로테인아제 억제제가 하기 화학식 V의 화합물인 영상화 시약.

    <화학식 V>

    

    상기 식에서, X¹, X², X³, Y² 및 w는 제1항에 정의된 것과 같고; Y⁴는 제1항에 정의된 Y기이다.
18. 생체적합성 담체와 함께 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 영상화 시약을 포함하는 포유동물 투여에 적합한 형태인 제약학적 조성물.
19. 생체적합성 담체와 함께, 영상화 잔기가 방사성인 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 영상화 시약을 포함하는 포유동물 투여에 적합한 형태인 방사성의약 조성물.
20. 제19항에 있어서, 영상화 잔기가 방사성 금속 이온을 포함하는 방사성의약 조성물.
21. 제19항에 있어서, 영상화 잔기가 포지트론-방출 방사성 비-금속 또는 감마-방출 방사성 할로겐을 포함하는 것인 방사성의약 조성물.
22. 방사성 또는 상자성 금속 이온과 금속 착물을 형성할 수 있는 리간드와, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 정의된 화학식 I의 기질 메탈로프로테인아제 억제제의 접합체.
23. 제22항에 있어서, 화학식 IIb의 접합체.

    <화학식 IIb>

    

    상기 식에서, {억제제}, A, n 및 m은 제7항에 정의된 것과 같다.
24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 기질 메탈로프로테인아제 억제제가 제16항 또는 제17항의 화학식 Ia 또는 Ib인 접합체.
25. 제22항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 리간드가 킬레이트화제인 접합체.
26. 포지트론-방출 방사성 비-금속 또는 감마-방출 방사성 할로겐 공급원과 반응하여 원하는 방사성의약을 생성할 수 있는 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 기질 메탈로프로테인아제 억제제의 비-방사성 유도체를 포함하는, 제21항의 방사성의약의 제조를 위한 전구체.
27. 제26항에 있어서, 포지트론-방출 방사성 비-금속 또는 감마-방출 방사성 할로겐의 공급원이,

    (i) 할라이드 이온, 또는 F⁺ 또는 I⁺; 또는

    (ii) 알킬 또는 플루오로알킬 할라이드, 토실레이트, 트리플레이트 또는 메실레이트로부터 선택되는 알킬화제

    로부터 선택되는 것인 전구체.
28. 제26항 또는 제27항에 있어서, 비-방사성 유도체가,

    (i) 트리알킬스타난 또는 트리알킬실란과 같은 유기금속 유도체;

    (ii) 친핵성 치환을 위한 알킬 할라이드, 알킬 토실레이트 또는 알킬 메실레이트를 함유하는 유도체;

    (iii) 친핵성 또는 친전자성 치환을 위해 활성화된 방향족 고리를 함유하는 유도체;

    (iv) 알킬화가 용이하게 일어나는 관능기를 함유하는 유도체; 및

    (v) 티올-함유 화합물을 알킬화하여 티오에테르-함유 생성물을 형성하는 유도체

    로부터 선택되는 것인 전구체.
29. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항의 접합체를 포함하는, 제20항의 방사성의약 조성물의 제조를 위한 키트.
30. 제29항에 있어서, 방사성 금속 이온이 ^{99 m}Tc이고, 생체적합성 환원제를 추가로 포함하는 것인 키트.
31. 제26항 내지 제28항 중 어느 한 항의 전구체를 포함하는, 제21항의 방사성의약 조성물의 제조를 위한 키트.
32. 제31항에 있어서, 전구체가 고체 상에 결합되는 것인 키트.
33. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 영상화 시약의, 아테롬성경화증의 진단 영상화를 위한 용도.
34. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 영상화 시약의, 불안정한 플라크의 진단 영상화를 위한 용도.
35. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 영상화 시약의, 아테롬성경화증의 혈관내 검출을 위한 용도.

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