KR20140054284A

KR20140054284A - 18f-당류-폴레이트들

Info

Publication number: KR20140054284A
Application number: KR1020147007110A
Authority: KR
Inventors: 로제르 쉬블리; 루돌프 모세르; 크리스티나 막달레나 뮐러; 지몬 멘사 아메타메이; 신디 라모나 피셔; 비올라 그로엔
Original assignee: 메르크 앤드 씨에
Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2014-05-08
Also published as: JP6161209B2; EA201400253A1; US10322195B2; AU2017203512A1; TR201819447T4; EP2776382B1; IL230760A0; HK1194355A1; US20140193337A1; EP2776382A1; US20190255200A1; CA2839654A1; CN103732563A; AU2012298546A1; KR101994327B1; DK2776382T3; PT2776382T; ES2703107T3; SG2014001085A; AU2017203512B2

Abstract

본원 발명은 신규한 ¹⁸F-폴레이트 방사성 의약품들[여기서, 상기 ¹⁸F 동위원소가 보결분자단, 더욱 특히 비고리형(acyclic) 단당류들 또는 올리고당류들과 같은 당류 기, 바람직하게는 피라노시드 또는 푸라노시드를 기반으로 하는 당류 기를 포함하는 보결분자단을 통하여 연결되고, 이는 폴레이트 또는 이의 유도체의 글루타메이트 부분에 공유결합으로 연결됨]; 이들의 제조 방법; 또한 암 그리고 염증성 및 자가면역 질환들의 모니터링 및 진단 그리고 치료에 있어서, 상기 ¹⁸F-폴레이트 방사성 의약품들의 용도에 관한 것이다.

Description

18F-당류-폴레이트들{18F-SACCHARIDE-FOLATES}

본원 발명은 신규한 ¹⁸F-폴레이트 방사성 의약품들[여기서, 상기 ¹⁸F 동위원소가 보결분자단(prosthetic group), 더욱 구체적으로는 사이클릭 단당류들 및 올리고당류들과 같은 당류 기(saccharide group)를 포함하는 보결분자단을 통하여 연결되고, 이는 폴레이트 또는 이의 유도체의 글루타메이트 부분에 공유결합으로 연결됨]; 이들의 제조 방법; 또한 암 그리고 염증성 및 자가면역 질환들의 모니터링(monitoring) 및 진단 그리고 치료에 있어서의, 상기 ¹⁸F-폴레이트 방사성 의약품들의 용도에 관한 것이다.

진단제들 또는 치료제들과 같은 효과기의 잔기(effector moiety)들의 전달을 위한 세포-특이적 표적화는 광범위하게 조사된 분야이고, 비-침습적 진단 및/또는 치료상의 의료 적용들의 발달로 이어졌다. 특히, γ-선 또는 광자들 또는 방사선을 방출하는 입자와 같은 전자기 방사선들을 방출하는 방사성 물질들을 이용하는 핵 의학 절차들 및 치료들의 분야에 있어서, 특정 조직들의 시각화, 질병의 평가 및/또는 치료상의 처리들의 효과들을 모니터링(monitoring)하기 위한 높은 신호 세기를 달성하기 위하여, 또는 다른 곳, 예를 들어 건강한 조직들에 대한 방사선 손상의 위험 없이, 특정 질병 부위에 충분한 양(dose)의 이온화 방사선을 전달하기 위한 높은 방사선 양을 달성하기 위하여, 표적화된 세포들 또는 조직들 내에서의 방사성 물질들의 선택적 편재화(localization)가 요구된다. 따라서, 개별적인 생물학적 전달체(vehicle)들에 의해 특이적으로 표적화될 수 있는, 세포-특이적 구조들, 특히 종양들(즉, 암) 또는 염증성 및 자가면역 질환들의 경우에 존재하는 구조들, 이를 테면 수용체들, 항원들, 합텐(hapten)들 및 이와 유사한 것들을 결정하고 평가하는데 중대한 관심을 갖는다.

폴레이트 수용체(folate receptor: FR)는 이러한 구조들 중 하나로서 확인되어 왔다. FR은 고-친화성(K_D ＜ 10^-9 M) 막-관련 단백질이다. 정상적인 조직들 및 장기들에서 FR-발현은 겨우 몇 개의 장기들[예를 들어, 신장, 폐, 맥락막총(choroids plexus) 및 태반]로 매우 제한되고, 여기서 FR-발현은 대체로 상피 세포들의 관강(luminal) 표면에서 발생하므로 순환에 의해 폴레이트를 공급받지 못한다. FR-알파는 [예를 들어, 난소, 자궁, 자궁 내막, 유방, 대장, 신장, 폐, 비인두(nasopharyngeal)의] 상피 종양들과 같은, 매우 다양한 특정 세포 유형들 상에서 흔히 과발현되는 반면, FR-베타는 흔히 백혈병 세포들 상에서 과발현된다[대략 70 %의 급성 골수성 백혈병(AML)은 FR-베타 양성이다]. 그러므로, 둘 모두 선택적 종양-표적화를 위한 유용한 종양 마커(marker)로서 사용될 수 있다(Elnakat and Ratnam, Adv. Drug Deliv. Rev. 2004; 56:1067-84). 게다가, FR-베타 아형(isoform)은 활성화된[그러나 휴면 상태(resting)가 아닌] 대식세포들 상에서 발견되어 왔다. 활성화된 대식세포들은 염증성 병상(pathology)들, 이를 테면 예를 들어, 류마티스 관절염, 건선, 크론병, 궤양성 대장염, 전신성 홍반성 낭창, 죽상동맥경화증, 당뇨병, 골관절염, 사구체신염, 감염 등과 관련된다.

문헌은 이러한 질병들의 폴레이트 수용체 표적 치료뿐만 아니라, 염증 부위의 감지/편재화를 위한 폴레이트-기반 영상화제(imaging agent)들에 대한 몇몇의 임상 전 연구들을 보고하였다. 최근, 폴레이트스캔(FolateScan)을 사용하여 류마티스 관절염을 앓고 있는 환자들에 대한 영상 연구들의 결과들을 보고하는 임상 연구가 발표되어 있다(Turk et al., Arthritis and Rheumatism 2002, 45, 1947-1955; Paulos et al., Adv. Drug Deliv. Rev. 2004, 56, 1205-1217; Chen et al., Arthritis Research & Therapy 2005, 7, 310-317; Hattori et al., Biol. & Pharm. Bull. 2006, 29, 1516-1520; Chandraseka et al., J. Biomed. Mat. Res. Part A 2007, 82, 92-103; Varghese et al., Mol. Pharmaceutics 2007, 4, 679-685; Low et al. Discovery and development of folic-acid-based receptor targeting for imaging and therapy of cancer and inflammatory diseases 2008, 41, 120-129; Matteson et al., Clinical and Experimental Rheumatology 2009, 27, 253-259).

따라서, 벤조일아미노 잔기를 통하여 글루타메이트와 공액 결합(conjugated)된 프테리딘 골격을 기반으로 하는 엽산 및 이의 유도체들이, 정상 세포들에 관하여 이러한 세포들 내에서 치료제들 및/또는 진단제들의 선택적인 농도를 달성하기 위하여, 폴레이트 수용체들을 포함하는 세포 집단들로 치료제들 및/또는 진단제들의 전달을 위한 표적화제(targeting agent)들로서 지난 15년간 집중적으로 연구되어 왔다.

다양한 엽산 유도체들 및 공액체(conjugate)들이 알려져 있고, (사전에) 임상적으로 평가되어 왔으며, 폴레이트 방사성 의약품들(Leamon and Low, Drug Discov. Today 2001; 6:44-51; US 4,276,280), 불소화된 폴레이트 화학치료제들(US 4,628,090), 화학 치료제들을 포함하는 폴레이트-공액체들(Leamon and Reddy, Adv. Drug Deliv. Rev. 2004; 56:1127-41; Leamon et al, Bioconjugate Chem. 2005; 16:803-11), 단백질들 및 단백질 독소(protein toxin)들을 포함하는 폴레이트-공액체들(Ward et al,. J. Drug Target. 2000; 8:119-23; Leamon et al, J. Biol. Chem. 1993; 268:24847-54; Leamon and Low, J. Drug Target. 1994; 2:101-12), 안티센스 올리고뉴클레오타이드들을 포함하는 폴레이트-공액체들(Li et al, Pharm. Res. 1998; 15:1540-45; Zhao and Lee, Adv. Drug Deliv. Rev. 2004; 56:1193-204), 리포솜들을 포함하는 폴레이트-공액체들(Lee and Low, Biochim. Biophys. Acta-Biomembr. 1995; 1233:134-44; Gabizon et al, Adv. Drug Deliv. Rev. 2004; 56:1177-92), 합텐 분자들을 포함하는 폴레이트-공액체들(Paulos et al, Adv. Drug Deliv. Rev. 2004; 56:1205-17), MRI 조영제(contrast agent)들을 포함하는 폴레이트-공액체들(Konda et al, Magn. Reson. Mat. Phys. Biol. Med. 2001; 12:104-13) 등을 포함한다.

특히, 폴레이트 방사성 의약품들은 암 그리고 염증성 및 자가면역 질환 치료의 효과에 대한 평가 및 개선된 진단을 위해 매우 유용할 수 있다. 이는 치료 반응의 예상 및/또는 평가, 그리고 이에 따른 방사선량 측정의 개선을 포함할 수 있다. 방사성영상화(radioimaging)에 적합한 전형적인 시각화 기술들은 본 기술 분야에 알려져 있고, 양전자 방출 단층촬영(positron emission tomography: PET), 평면 또는 단일 광자 방출 단층촬영(single photon emission computerized tomography: SPECT) 영상, 감마 카메라(gamma cameras), 신틸레이션(scintillation) 및 이와 유사한 것들을 포함한다.

PET 및 SPECT 둘 모두는 선택된 표적 부위들의 활성도들을 영상화, 맵핑(map) 및 측정하기 위한 방사성 트레이서(radiotracer)들을 사용한다. 그렇지만, PET는 가까이에 사이클로트론(cyclotron)이 필요한 양전자 방출 핵종들을 사용하는 반면, SPECT는 발전기(generator) 시스템들에 의해 사용가능한 단일 광자 방출 핵종들을 사용하여, 이의 사용을 좀 더 편리하게 할 수 있다. 그러나, SPECT는 PET보다 감도가 덜 하고 게다가 소수의 접근법(approach)들을 제공하며, 수량화 방법들이 결여되어 있다. PET의 경우에, 양전자 소멸(annihilation)이 두 개의 511 keV의 감마선들을 야기시키고, 이는 잘 개발된 수량화 방법들의 기반을 제공한다. 따라서, PET는 뇌 및 여타 장기들 내의 신진대사의 기질들 또는 리간드들의 친화도 및 국소적 흡수(regional uptake)를 평가하기 위한 가장 정교하고 실용적인 영상화 기술들 중 하나이므로, 신진대사 활성을 기반으로 하는 영상의 측정을 제공한다. 예를 들어, 이는 양전자 방출 동위원소를 환자(subject)에게 투여함으로써 달성되고, 상기 동위원소가 방사성 붕괴를 거치면서, 양전자/전자 소멸로부터 기인하는 감마선들이 PET 스캐너에 의해 감지된다.

PET에 유용하고 적합한 동위원소의 선택에 고려될 필요가 있는 요소들은, 환자에게 투여하기 이전에 약제학적으로 허용가능한 운반체에 있어서 선택적으로 진단용 조성물의 제조를 가능하게 하는 양전자-방출 동위원소의 충분한 반감기; 및 PET 스캔에 의해 추가적-체외 측정을 가능하게 하도록 충분한 활성도를 산출하는 충분한 반감기의 유지(remaining)를 포함한다. 더욱이, 적합한 동위원소는 환자가 불필요한 방사선에 노출되는 것을 제한하는 충분하게 짧은 반감기를 가져야 한다. 전형적으로, PET에 적합한 방사성 의약품은 갈륨 또는 구리와 같은, 금속 동위원소를 기반으로 할 수 있다. 그러나, 이러한 두 가지 금속 동위원소는 금속의 포획(entrapment)을 위한 킬레이트제(chelator)를 요구하고, 이는 입체적이고 화학적 성질들에 영향을 미칠 수 있다. 대안적으로, 방사성 의약품은 최소한의 구조적 변화(alteration)를 제공하는 공유결합으로 연결된 동위원소를 기반으로 할 수 있다. PET 스캐닝에 적합할 수 있고 공유 접합(covalent attachment)에 사용되는 방사성핵종(Radionuclide)들은 전형적으로 짧은 반감기를 가지는 동위원소들, 이를 테면 ¹¹C(대략 20분), ¹³N(대략 10분), ¹⁵O(대략 2분), ¹⁸F(대략 110분)이다.

지금까지, 다수의 킬레이트-기반의 폴레이트 방사성 의약품들이 합성되어, 예를 들어 SPECT의 경우에 ¹¹¹In, ⁹⁹ ^mTc 및 ⁶⁷Ga를 가지는 폴레이트 수용체-양성 종양들을 영상화하기 위한 진단제들로서(Leamon et al., Bioconjug Chem 2002, 13 (6):1200; Siegel et al., J. Nucl. Med. 2003, 44:700; Muller et al., J. Organomet. Chem. 2004, 689:4712; Muller et al. Bioconjug Chem 2008, 17(3):797; Muller et al. Nucl Med Biol 2011, 38 (5):715), 또는 PET의 경우에 ⁶⁸Ga를 가지는 폴레이트 수용체-양성 종양들을 영상화하기 위한 진단제들로서(Mathias et al., Nucl. Med. Biol. 2003, 30(7):725; Fani et al., Eur J Nucl Med Mol Imaging 2011, 38 (1):108) 성공적으로 평가되었다.

게다가, 공유결합으로 연결된 동위원소, 특히 ¹⁸F-표지된 폴레이트 방사성 의약품을 가지는 폴레이트 방사성 의약품들에 대한 관심이 증가되고 있는데, 이는 상기 폴레이트 방사성 의약품들의 뛰어난 영상 특성들, ¹⁸F의 긴 반감기(대략 110분) 그리고 가장 낮은 양전자 에너지를 가지는 양전자들을 방출하는 ¹⁸F 붕괴 때문이며, 이는 고-해상도 PET에 의해 가장 뚜렷한 영상들을 얻을 수 있게 한다. 더욱이, (⁶⁸Ga와 같은 여타 동위원소들과 비교하여) 더 긴 반감기를 가지는 ¹⁸F는 또한 방사화학 설비(radiochemistry facilities) 없이 PET 중심들로 부수적인(satellite) 분배 및 좀 더 복잡한 합성을 가능하게 한다.

지금까지, 문헌 내의 보고들은 보결분자단을 통하여 연결되거나, 또는 폴레이트 분자에 직접적으로 연결되는 ¹⁸F 동위원소를 가지는 ¹⁸F-표지된 엽산 유도체들을 포함한다(WO 2006/071754, WO 2008/098112, WO 2008/125613, WO 2008/125615, WO 2008/125617, Bettio et al., J. Nucl. Med., 2006, 47(7), 1153; Ross et al., Bioconjugate Chem., 2008, 19, 2402, Ross et al., J. Nucl. Med., 2010, 51(11), 1756).

그럼에도 불구하고, 많은 방법론들은 여전히 낮은 방사화학적 수율들로 얻어지는 시간-소비가 큰 방사성합성(radiosyntheses), 또는 분자 영상화 목적들에 불리한 약물동력학, 및 이와 유사한 것들을 포함하는 결점들로 고민한다.

따라서, 암 그리고 염증성 및 자가면역 질환들의 치료 및 진단을 개선하기 위하여 종양들에 관한 신진대사의 영상화에 적합한 특정 방사성 의약품들이 여전히 필요하다.

본원 출원인들은 신규한 ¹⁸F-표지된 폴레이트 방사성 의약품들[여기서, 상기 ¹⁸F 동위원소는 보결분자단 통하여, 더욱 구체적으로는 사이클릭 단당류들 및 올리고당류들과 같은 당류 기, 바람직하게는 피라노시드 또는 푸라노시드를 기반으로 하는 당류 기를 포함하는 보결분자단을 통하여 도입됨]의 생산을 위한 효율적이고 다목적인 방법들을 찾아내었다. 이러한 기 중 중요한 요소(member)는, 예를 들어 2-¹⁸F 플루오로-2-데옥시-D-글루코오스(¹⁸F-FDG)이고, 이는 생체 내에서 사람에 대한 국소의 글루코오스 대사율의 측정을 위하여 세계에서 가장 널리 사용되는 PET 트레이서 중 하나이다. PET에 대한 입증된 진단적 용도들은 암, 뇌전증 및 알츠하이머병의 감지 및 심근 생존능력(myocardial viability)의 결정에 관한 이의 용도를 포함한다. 그러나, ¹⁸F-표지된 화합물들의 방사성합성을 위한 보결분자단 또는 구성 요소(building block)로서의 ¹⁸F-FDG를 사용하는 시험예들은 매우 적다.

본원 출원인들은 본 발명의 신규한 화합물들이 알려진 공액체들의 결점들을 극복할 수 있고, (예를 들어, 이들의 화학적 및/또는 물리적 특성들, 특히 이들의 친수성 기질 등으로 인한) 몇몇의 이점들, 이를 테면 낮은 리간드 농도에서의 개선된 표지화 효율성, 더 나은 생체 내 분포(biodistribution), 증가된 표적 조직 흡수 및 비-표적화된 조직들 및 장기들로부터의 더 나은 클리어런스(clearance)를 나타냄으로써 현재의 요구들을 충족할 수 있다는 점을 알아내었다.

게다가, 본원 발명의 신규한 화합물들은 사람에 대한 임상적 적용에 관한 기대들을 충족하는 좋은 수율로 얻어질 수 있다. 게다가, 신규한 방사성합성은 자동화된 합성 모듈(module)에 적용가능하고, 이는 GMP 지침들의 요구를 충족하는 빠르고 편리한 표지화 절차를 가능하게 한다. 사전의 생체 외 및 생체 내 연구들은 FR-양성 종양들에 대한 강력한 진단제들로서 이들의 적합성을 시사하였다.

제 1 측면에 있어서, 본원 발명은 폴레이트 및 ¹⁸F-치환된 당류 기[이는 폴레이트의 α-카르복시산기 및 γ-카르복시산기 둘 모두, 또는 α-카르복시산기나 γ-카르복시산기 중 하나에 연결됨]를 포함하는 신규한 ¹⁸F-폴레이트-공액체들; 좀 더 구체적으로 식 Ι의 화합물들에 관한 것이고,

여기서

Q₁ 및 Q₂ 중 하나 이상이 식 -L-A-L'-¹⁸F의 기라는 조건으로,

Z는 프테로에이트(pteroate) 또는 이의 유도체이며,

Y₁, Y₂는 서로 독립적으로 O, N 또는 S이고,

m은 1, 2 또는 3이며, 그리고

Q₁, Q₂는 서로 독립적으로 H, 보호기(protecting group) 또는 식 -L-A-L'-¹⁸F의 기이며, 여기서

상기 L, L'는 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-8)알킬과 같은 연결기(linking group)이고, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal, OH, NH₂, CO₂H, NO₂로 치환되며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, -S-R'-, -SO₃R'-, 또는 5개의 원자로 구성된(five-membered) 또는 6개의 원자로 구성된(six-membered) 헤테로사이클로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며, 그리고

상기 A는 당류 기이다.

좀 더 구체적으로, 본원 발명은 식 Ⅱ를 가지는 화합물들에 관한 것이고,

여기서

X₁ 내지 X₅는 서로 독립적으로 C, N 또는 O이며, 바람직하게는 N 또는 O이고,

R₁, R₂는 서로 독립적으로 H, 할로겐, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR₅, -COR₅, -COOR₅, -NHR₅, -CONHR₅, -CONHR₅이며, 여기서 R₅는 H, 할로, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR', -COR', -COOR' 또는 -NHR'를 나타내고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬이며,

R₃, R₄는 서로 독립적으로 H, 니트로소(nitroso), C(1-12)알킬, -OR', -COR' 또는 할로겐으로 치환된(halosubstituted) -COR'이고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,

Y₁, Y₂는 서로 독립적으로 O, N 또는 S이고,

m은 1, 2 또는 3이며,

r은 1 내지 7의 값을 가지고,

p는 0 또는 1이며,

Q₁, Q₂는 서로 독립적으로 H, 보호기 또는 식 -L-A-L'-¹⁸F의 기이고, 여기서

상기 L, L'는 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-50)알킬과 같은 연결기이며, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal, OH, NH₂, CO₂H, NO₂로 치환되고, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, -S-R'-, -SO₃R'-, 또는 5개의 원자로 구성된 또는 6개의 원자로 구성된 헤테로사이클로부터 선택되는 기로 치환될 수 있으며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내고, 그리고

상기 A는 당류 기이다.

특정 실시형태들에서, 당류 기는 사이클릭 단당류 또는 사이클릭 올리고당류[이는 (바람직하게 알로오스, 알트로오스, 글루코오스, 만노오스, 굴로스, 이도오스, 갈락토오스 및 탈로스로부터 선택되는) 피라노시드 또는 (바람직하게 리보오스, 아라비노오스, 자일로오스 및 릭소오스로부터 선택되는) 푸라노시드를 기반으로 함]이고; 바람직하게는 글루코오스 및 갈락토오스이다.

따라서, 특정 실시형태들에서, 본원 발명은 식 Ⅲa, 식 Ⅲb, 식 Ⅲc를 가지는 화합물들에 관한 것이고,

여기서

R₃, R₄는 서로 독립적으로 H, 니트로소(nitroso), C(1-12)알킬, -OR', -COR' 또는 할로겐으로 치환된 -COR'이고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,

Y₁, Y₂는 서로 독립적으로 O, N 또는 S이고,

m은 1, 2 또는 3이며,

r은 1 내지 7의 값을 가지고,

p는 0 또는 1이며,

L₁, L₁', L₂, L₂'는 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-8)알킬과 같은 연결기이고, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal, OH, NH₂, CO₂H, NO₂로 치환되며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, -S-R'-, -SO₃R'-, 또는 5개의 원자로 구성된 또는 6개의 원자로 구성된 헤테로사이클로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,

B₁, B₂는 서로 독립적으로 H 또는 보호기이고,

R₆, R₉는 H 또는 C(1-8)알킬이며, 그리고

R₇, R₈, R₁₀, R₁₁은 서로 독립적으로 H, -OH 또는 -OC(1-8)알킬이다.

특정 실시형태들에서, 본 발명의 화합물들은 구조이성질성으로(regioisomerically) 순수한 형태이다. 따라서, 일부 실시형태들에서, 본 발명의 화합물들은 폴레이트의 α-카르복시산기에만 연결되는 ¹⁸F-치환된 당류 기를 포함하고, 여타 실시형태들에서, 본 발명의 화합물들은 폴레이트의 γ-카르복시산기에만 연결되는 ¹⁸F-치환된 당류 기를 포함한다.

추가적인 측면에서, 본원 발명은 (구조이성질성으로 순수한 형태로 또는 구조이성질체들의 혼합물로서의) 본 발명의 화합물의 합성 방법들을 제공한다.

또 다른 추가적인 측면에서, 본 발명은 진단 영상에 충분한 양(diagnostic imaging amount) 및 선택적으로 치료적으로 효과적인 양으로 선택되는 치료제; 그리고 이들의 약제학적으로 허용가능한 운반체를 포함하는 약제학적 조성물들을 제공한다.

추가적인 측면에서, 본원 발명은 방사선치료의 모니터링 또는 진단 영상이 필요한 환자에게 편리하고 효과적인 투여를 위한 본원 발명의 화합물들 및/또는 약제학적 조성물들의 용도를 제공한다. 본원 발명의 방법들의 환자는 바람직하게 동물 또는 사람과 같은 포유류, 바람직하게는 사람이다.

추가적인 측면에서, 본원 발명은 방사성핵종 이온 자체를 제외한, 본 발명의 화합물들을 제조하는데 필요한 모든 구성요소들을 함유하는 단일 또는 다중-바이알(multi-vial) 키트를 제공한다.

본 발명의 여타 특징들 및 이점들은 본 명세서의 하기의 상세한 설명 및 청구항들로부터 명백할 것이다.

도 1: (A) γ-폴레이트 알킨 전구체의 합성 도식; (B) α-폴레이트 알킨 전구체의 합성 도식.
도 2: (A) [¹⁸F]- 또는 [¹⁹F]-글루코오스 폴레이트 화합물의 γ-구조이성질체의 합성 도식; (B) [¹⁸F]- 또는 [¹⁹F]-글루코오스 폴레이트 화합물의 α-구조이성질체의 합성 도식.
도 3: 두 개의 구조이성질체인 α-글루코오스 폴레이트 및 γ-글루코오스 폴레이트 그리고 엽산의 변위(displacement) 곡선들(사각형들은 γ-[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트를 나타내고, 마름모들은 α-[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트를 나타내며, 삼각형들은 엽산을 나타냄).
도 4: (A) 주입 60분 후의 α-[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트와 γ-[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트 간의 생체 내 분포 데이타의 비교; (B) 주입 90분 후의 α-[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트와 γ-[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트 간의 생체 내 분포 데이타의 비교.
도 5: 주입 75 내지 105분 후의 시점에서 (a): 종양, (b): 간, (c): 쓸개, (d): 신장, (e): 창자/대변에 대한 α-[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트 및 γ-[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트의 최대 세기의 PET 영상들.

제 1 측면에 있어서, 본원 발명은 프테로에이트 또는 폴레이트 (또는 이들의 유도체), 및 ¹⁸F-치환된 당류 기를 포함하는 신규한 ¹⁸F-폴레이트-공액체들(이하, 본원 발명의 화합물들이라고도 칭함)[여기서, 상기 ¹⁸F-치환된 당류 기는 폴레이트의 α-카르복시산기 및 γ-카르복시산기 둘 모두, 또는 α-카르복시산기나 γ-카르복시산기 중 하나에 연결됨]; 좀 더 구체적으로 식 Ι의 화합물들에 관한 것이고,

여기서

Z는 프테로에이트 또는 이의 유도체이며,

Y₁, Y₂는 서로 독립적으로 O, N 또는 S이고,

m은 1, 2 또는 3이며, 그리고

Q₁, Q₂는 서로 독립적으로 H, 보호기 또는 식 -L-A-L'-¹⁸F의 기이며, 여기서

상기 L, L'는 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-50)알킬과 같은 연결기이고, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal, OH, NHR', COOR', NO₂로 치환되며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, -S-R'-, -SO₃R'-, 또는 5개의 원자로 구성된 또는 6개의 원자로 구성된 헤테로사이클로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며, 그리고

상기 A는 당류 기이다.

좀 더 구체적으로, 식 Ι의 화합물들은 식 Ιa, 식 Ιb, 식 Ιc를 가지는 화합물들로 나타낼 수 있고,

여기서

Z는 프테로에이트 또는 이의 유도체이며,

Y₁, Y₂는 서로 독립적으로 O, N 또는 S이고,

m은 1, 2 또는 3이며,

L₁, L₁', L₂, L₂'는 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-50)알킬과 같은 연결기이고, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal, OH, NHR', COOR', NO₂로 치환되며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, -S-R'-, -SO₃R'-, 또는 5개의 원자로 구성된 또는 6개의 원자로 구성된 헤테로사이클로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,

A₁, A₂는 서로 독립적으로 당류 기이고, 그리고

B₁, B₂는 서로 독립적으로 H 또는 보호기이다.

달리 명시되지 않는 한, 이후에 주어지는 모든 정의들은 (모든 구조식들을 포함한) 본 명세서 전체에 적용된다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이 "폴레이트"라는 용어는 프테로에이트 기를 기반으로 하는 화합물들을 지칭하고, 이는 펩티드 결합을 통하여 글루탐산 (또는 이의 유도체)에 커플링된다. 따라서, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 "프테로에이트"라는 용어는 축합된 피리미딘 헤테로사이클을 나타내고, 이는 아미노벤조일 잔기에 연결된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 "축합된 피리미딘 헤테로사이클"은 추가적인 5개의 원자로 구성된 또는 6개의 원자로 구성된 헤테로사이클과 융합된 피리미딘을 포함하고, 이는 프테리딘(즉, 융합된 6-6 헤테로사이클) 또는 피롤로피리미딘 바이사이클(즉, 융합된 6-5 헤테로사이클)이 된다. 축합된 피리미딘 헤테로사이클의 유도체들은 인돌들, 이소인돌들, 퀴놀린들 및 이소퀴놀린들과 같은 카르보사이클릭 유도체들 및 이와 유사한 것들을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "아미노벤조일 잔기에 연결된, 축합된 피리미딘 헤테로사이클"은 세 개의 융합된 고리계(ring system)들도 포함한다, 즉 아미노벤조일 잔기의 아미노기가 축합된 피리미딘 헤테로사이클을 가지는 추가적인 융합된 고리를 형성하여, 6-6-6, 6-6-5, 6-5-6 또는 6-5-5 헤테로사이클이 된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 바람직하고 대표적인 폴레이트들은 폴레이트 골격, 즉 프테로일-글루탐산, 각각 N-[4-[[2-아미노-1,4-디하이드로-4-옥소-6-프테리디닐)메틸]아미노]벤조일]-L-(또는 D-)글루탐산, 그리고 이의 유도체들을 기반으로 한다. 따라서, 프테로에이트 구조들로서는 폴레이트 구조들의 전구체들이고, 바람직하고 대표적인 프테로에이트들은 폴레이트 구조들에 대하여 알려진 전형적인 것들과 같은 유사한 유도체들을 포함하며, 이들은 선택적으로 치환된 엽산, 폴린산, 프테로폴리글루탐산, 5,10-메테닐-5,6,7,8-테트라하이드로폴레이트 및 폴레이트 수용체-결합 프테리딘들, 이를 테면 테트라하이드로프테린들, 디하이드로폴레이트들, 테트라하이드로폴레이트들, 그리고 이들의 데아자(deaza) 및 디데아자 유사체들을 포함한다. 엽산, 5-메틸-(6S)-테트라하이드로엽산 및 5-포르밀-(6S)-테트라하이드로엽산은 본 발명의 화합물들에 사용되는 바람직한 염기성 구조들이다. "데아자" 및 "디데아자" 유사체들이라는 용어들은 자연적으로 발생하는 엽산 구조 내에 하나 또는 두 개의 질소 원자들에 대하여 치환된 탄소 원자를 가지는, 본 기술 분야에 알려진 유사체들을 지칭한다. 예를 들어, 데아자 유사체들은 1-데아자, 3-데아자, 5-데아자, 8-데아자 및 10-데아자 유사체들을 포함한다. 예를 들어, 디데아자 유사체들은 1,5-디데아자, 5,10-디데아자, 8,10-디데아자 및 5,8-디데아자 유사체들을 포함한다. 바람직한 데아자 유사체 화합물들은 N-[4-[2-[(6R)-2-아미노-1,4,5,6,7,8-헥사하이드로-4-옥소피리도[2,3-d]피리미딘-6-일]에틸]벤조일]-L-글루탐산[로메트렉솔(Lometrexol)] 및 N-[4-[1-[(2,4-디아미노-6-프테리디닐)메틸]프로필]벤조일]-L-글루탐산[에다트렉세이트(Edatrexate)]을 포함한다.

"당류 기"라는 용어는 사이클릭 단당류들, 및 사이클릭 당류 단위(들)을 기반으로 하는 사이클릭 올리고당류들 둘 모두를 포괄한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 "당류 단위"라는 용어는 사이클릭 당류 단위들을 지칭하고, 상기 사이클릭 당류 단위들은 선형 (단-/올리고-) 당류의 세포 내의 사이클릭 헤미아세탈 형태들 또는 헤미케탈 형태들을 지칭한다. 단당류는 하나의 당류 단위를 포함하는 반면, 올리고당류는 당류 단위들의 사슬을 지칭하며, 바람직하게는 2 내지 20개의 당류 단위들을 포함하고, 더욱 바람직하게는 2 내지 10개의 당류 단위들을 포함하며, 더욱더 바람직하게는 단당류들, 이당류들 및 삼당류들을 포함한다. 올리고당류는 선형 또는 분지형일 수 있고, 올리고당류 내의 당류 단위들은 알파- 또는 베타 (1-2), (1-4) 또는 (1-6) 연결들에 의해 서로 연결된다. 바람직하게, 선택된 올리고당류는 선형이고, 더욱 바람직하게는 이 올리고당류는 올리고당류 내의 당류 단위들이 알파- 또는 베타 (1-4) 결합들에 의해 연결된 선형이다. 가장 바람직한 실시형태에서는, 이 올리고당류는 올리고당류 내의 당류 단위들이 알파 (1-4) 결합들에 의해 연결된 선형이다.

따라서, 특정 실시형태에서, A (또는 A₁ 및 A₂)는 1 내지 10개의 당류 단위들, 바람직하게는 1 내지 6개의 당류 단위들, 더욱 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 당류 단위들을 포함한다.

바람직하게, 당류 단위는 피라노시드 또는 푸라노시드 그리고 이들의 천연 및 합성 유도체들이고; 바람직하게 알로오스, 알트로오스, 글루코오스, 만노오스, 굴로스, 이도오스, 갈락토오스, 탈로스 및 푸코오스로부터 선택되는 피라노시드, 또는 리보오스, 아라비노오스, 자일로오스 및 릭소오스로부터 선택되는 푸라노시드이다. 유도체라는 용어는 화학적으로 또는 효소로 변형되는(modified) 여하한 단당류 단위를 지칭하고; 하이드록시기들 또는 아미노기들의 알킬화, 아실화, 황산화(sulfation) 또는 인산화(phosphorylation)뿐만 아니라, 바람직하게 수소 원자, 할로겐 원자, 아미노기 또는 티올기 등에 의한 하나 이상의 하이드록실기들의 산화, 탈산소화(deoxygenation), 치환에 의해 얻어지는 것들을 포함한다. 예를 들어, 본원 발명의 바람직한 당류 단위들은 글루코오스 및 갈락토오스를 포함한다.

따라서, 일 특정 실시형태에서, 당류 기 A (또는 A₁ 및 A₂)는 리보오스, 아라비노오스, 자일로오스, 릭소오스, 알로오스, 알트로오스, 글루코오스, 만노오스, 굴로스, 이도오스, 갈락토오스, 탈로스, 푸코오스로부터 선택되는 단당류이고, 바람직하게는 글루코오스 및 갈락토오스이다.

또 다른 특정 실시형태에서, 당류 기 A (또는 A₁ 및 A₂)는 2개 이상, 바람직하게는 2 내지 20개의 당류 단위들을 포함하는 올리고당류이고, 상기 당류 단위들은 동일하거나 상이하며, 이들은 각각 리보오스, 아라비노오스, 자일로오스, 릭소오스, 알로오스, 알트로오스, 글루코오스, 만노오스, 굴로스, 이도오스, 갈락토오스, 탈로스, 푸코오스로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 바람직하게는 글루코오스 및 갈락토오스이다.

좀 더 특정한 실시형태들에서, 올리고당류는 (a) 이당류, 예를 들어 락토오스, 말토오스, 이소말토오스, 셀로비오스, 겐티오비오스, 멜리비오스, 프리메베로스, 루티노스; (b) 이당류 동족체(homologue), 예를 들어 말토트리오스, 이소말토트리오스, 말토테트라오스, 이소말토테트라오스, 말토펜타오스, 말토헥사오스, 말토펜타오스, 락토트리오스, 락토테트라오스; (c) 우론산, 예를 들어 글루쿠론산, 갈락투론산; (d) 분지형 올리고당류, 예를 들어 파노오스, 이소파노오스; (e) 아미노 단당류, 예를 들어 갈락토사민, 글루코사민, 만노사민, 푸코사민(fucosamine), 퀴노보사민(quinovosamine), 뉴라민산, 무람산, 락토오스디아민, 아코사민(acosamine), 바실로사민, 다우노사민(daunosamine), 데소사민, 포로사민(forosamine), 가로사민(garosamine), 카노사민(kanosamine), 칸소사민(kansosamine), 마이카미노스(mycaminose), 마이코사민, 페로사민(perosamine), 뉴모사민(pneumosamine), 퍼퍼로사민(purpurosamine), 로도사민(rhodosamine); (f) 변형된 당류, 예를 들어 아비퀴스당(abequose), 아미세토오스, 아르카노오스(arcanose), 아스카릴로오스(ascarylose), 보이비노스(boivinose), 차코트리오스(chacotriose), 칼로오스(chalcose), 클라디노스, 콜리토스, 사이마로스(cymarose), 2-데옥시리보오스, 2-데옥시글루코오스, 디기노오스(diginose), 디기탈로스, 디기톡소스, 에바로스(evalose), 에버니트로스(evernitrose), 하마멜로스, 만니노트리오스, 멜리비오스, 마이카로스(mycarose), 마이시노스(mycinose), 니게로스, 노비오스(noviose), 올레안드로스, 파라토오스, 로우디노제(rhodinose), 루티노스, 사멘토스(sarmentose), 세도헵툴로오스, 소라트리오스(solatriose), 소포로스, 스트렙토오스, 튜라노스, 티베로오스일 수 있다.

더욱 바람직한 실시형태에서, 당류 기 A (또는 A₁ 및 A₂)는 단당류 또는 올리고당류이고, 따라서 하나 이상의 (동일하거나 상이한) 당류 단위(들)을 포함하며, 상기 당류 단위(들)은 글루코오스, 갈락토오스, 글루코사민, 갈락토사민, 글루쿠론산, 글루콘산, 갈락투론산, 락토오스, 락토테트라오스, 말토오스, 말토트리오스, 말토테트라오스, 이소말토오스, 이소말토트리오스, 이소말토테트라오스 및 뉴라민산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

당류 기 A, 또는 A₁과 A₂는 하나 이상의 ¹⁸F 원자로 치환되고, 이는 본 명세서에 정의된 바와 같이 연결기(linker) L' (또는 L₁' 및 L₂')를 통하여 또는 공유 결합을 통하여 하나 이상의 당류 단위에 연결될 수 있다. 올리고당류들의 경우, ¹⁸F-원자는 올리고당류 내의 여하한 당류 단위들에 연결될 수 있으며, 바람직하게는 A, 또는 A₁ 및 A₂ 내의 말단(terminal) 당류 단위에 연결될 수 있다. 말단 당류 단위는 (단당류의 경우에는) 어느 것과도 연결되지 않거나, 또는 (올리고당류의 경우에는) 단 하나의 이웃하는 당류 단위에 연결되는 당류 단위를 지칭한다. 본 발명의 화합물들의 거울상이성질체(enantiomer)들, 부분입체이성질체(diastereoisomer)들, 회전이성질체(rotamer)들, 호변이성질체(tautomer)들, 구조이성질체들 및 라세미체(racemate)들을 포함하는, 모든 이성질체들은 본 발명의 일부분으로서 고려된다라고 이해된다. 본 발명은 라세믹 혼합물들을 포함하는, 광학적으로 순수한 형태 및 혼합물의 형태로의 입체이성질체들을 포함한다. 이성질체들은 광학적으로 순수하거나 광학적으로 풍부한(enriched) 출발 물질들을 반응시킴으로써, 또는 식 Ⅰ의 화합물의 이성질체들을 분리시킴으로써 통상적인 기술들을 사용하여 제조될 수 있다. 특히, 이는 식 Ι (및 후속하는 식들)의 화합물 내에 존재하는 아미노산 기들, 또는 당류 기로 지칭되는 기 A (또는 A₁, A₂)에 적용되며, 이는 천연 L-형 또는 비-천연 D-형으로, 즉 글루탐산 부분 (또는 이의 유도체들)로 존재할 수 있다. 또한, 본 발명은 순수한 형태의 구조이성질체들, 즉 동일한 실험식을 가지나 Q₁ 및 Q₂ 기들의 부착이 상이한 본 발명의 화합물들, 좀 더 구체적으로 ¹⁸F-치환된 당류 기가 폴레이트의 γ-카르복시산기에만 연결되거나(즉, γ-구조이성질체), 또는 폴레이트의 α-카르복시산기에만 연결되는(즉, α-구조이성질체) 본 발명의 화합물들을 포함한다. 때로는 하나의 특정 부착 위치(α 또는 γ)만을 선호하여, 이로 인해 순수한 형태의 두 개의 구조이성질체들이 생산되는 동시에, 본원 발명은 두 위치들 모두가 ¹⁸F-치환된 당류 기로 치환된 본 발명의 화합물들뿐만 아니라 두 개의 구조이성질체들의 혼합물들도 포함한다.

좀 더 구체적으로, 본원 발명은 식 Ⅱ의 화합물들에 관한 것이고,

여기서

Y₁, Y₂는 서로 독립적으로 O, N 또는 S이고,

m은 1, 2 또는 3이며,

r은 1 내지 7의 값을 가지고,

p는 0 또는 1이며,

상기 L, L'는 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-50)알킬과 같은 연결기이며, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal, OH, NHR', COOR', NO₂로 치환되고, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, -S-R'-, -SO₃R'-, 또는 5개의 원자로 구성된 또는 6개의 원자로 구성된 헤테로사이클로부터 선택되는 기로 치환될 수 있으며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내고, 그리고

상기 A는 당류 기이다.

상기에 식 Ι의 화합물들에 대해 약술된 바와 같이, 식 Ⅱ의 화합물들은 식 Ⅱa, 식 Ⅱb, 식 Ⅱc를 가지는 화합물들로 나타낼 수 있고,

여기서

R₁, R₂는 서로 독립적으로 H, 할로겐, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR₅, -COR₅, -COOR₅, -NHR₅, -CONHR₅, -CONHR₅이며, 여기서 R₅는 H, 할로, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR', -COR', -COOR' 또는 -NHR'를 나타내며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬이며,

Y₁, Y₂는 서로 독립적으로 O, N 또는 S이고,

m은 1, 2 또는 3이며,

r은 1 내지 7의 값을 가지고,

p는 0 또는 1이며,

L₁, L₁', L₂, L₂'는 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-50)알킬과 같은 연결기이고, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal, OH, NHR', COOR', NO₂로 치환되고, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, -S-R'-, -SO₃R'-, 또는 5개의 원자로 구성된 또는 6개의 원자로 구성된 헤테로사이클로부터 선택되는 기로 치환될 수 있으며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내고,

A₁, A₂는 서로 독립적으로 당류 기이며, 그리고

B₁, B₂는 서로 독립적으로 H 또는 보호기이다.

약어 "N" 및 "C"는 가능한 모든 포화도를 나타낸다, 즉 N은 -NH- 및 -N= 연결들을 포함하고 C는 -CH₂- 및 -CH= 연결들을 포함한다고 이해된다.

더욱더, (H)_q는 나타낸 고리 상(즉, X₃, C6, C7 및 X₄)의 모든 수소 치환기들을 나타낸다고 이해된다. 예를 들어, q가 7이면 완전히 포화된 5,8-디데아자 유사체(X₃ = X₄ = C)이고, q가 1이면 완전히 불포화된 X₃ = X₄ = N인 유사체이다.

개별적으로 또는 조합되어 사용되는 경우에, "알킬"이라는 용어는 나타낸 개수의 탄소 원자들을 함유하는 직쇄형 또는 분지형 알킬기들을 지칭한다. 따라서, "C(1-12)알킬"이라는 용어는, 탄소 사슬이 직쇄형 또는 분지형이고 1 내지 12개의 탄소 원자들을 포함하는 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 바람직한 알킬기들은, 탄소 사슬이 직쇄형 또는 분지형이고 1 내지 8개의 탄소 원자들을 포함하는 탄화수소 라디칼을 지칭하는 C(1-8)알킬기들(이를 테면, Sp기), 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, sec-부틸, 이소부틸, 삼차 부틸, 펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, 헥실, 2,3-디메틸부탄, 네오헥실, 헵틸, 옥틸을 포함한다. 좀 더 바람직한 알킬기들은 1 내지 6개의 C-원자들, 더욱 바람직하게 1 내지 4개의 탄소 원자들을 함유하는 C(1-6)알킬기들이다.

개별적으로 또는 여타 기들과 조합되어 사용되는 경우에, "알케닐"이라는 용어는 상기에 정의된 바와 같이 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합들을 가지는 직쇄형 또는 분지형 알킬기를 지칭한다. 따라서, "C(2-12)알케닐"이라는 용어는, 탄소 사슬이 직쇄형 또는 분지형이고 1 내지 12개의 탄소 원자들 및 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합들을 포함하는 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 바람직한 알케닐기들은 C(2-8)알케닐기들, 이를 테면 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 이소프로필렌, 부틸렌, t-부틸렌, sec-부틸렌, 이소부틸렌, 아밀렌, 이소아밀렌, 펜틸렌, 이소펜틸렌, 헥실렌 및 이와 유사한 것들을 포함한다. 바람직한 알케닐기들은 2 내지 6개, 더욱 바람직하게 2 내지 4개의 탄소 원자들을 함유한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이 "알키닐"이라는 용어는 상기에 정의된 바와 같이 하나 이상의 탄소-탄소 삼중 결합들을 가지는 선형 또는 분지형 알킬기들을 지칭한다. 바람직한 알키닐기들은 2 내지 6개, 더욱 바람직하게 2 내지 4개의 탄소 원자들을 함유한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이 "할로겐"이라는 용어는 모든 7족 원소를 지칭하고, 불소, 염소, 브롬, 요오드를 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이 "할로겐으로 치환된"이라는 용어는 하나 이상의 수소 위치에 할로겐 잔기들을 가지는 알킬기들을 지칭한다.

바람직한 실시형태들에서, R₁ 및 R₂는 서로 독립적으로 H, C(1-12)알킬, -OR₅, -NHR₅일 수 있고, 더욱 바람직하게 -OR₅, -NHR₅일 수 있으며, 여기서 R₅는 H, 할로, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR', -COR', -COOR' 또는 -NHR'이고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬이며; 및/또는 R₃은 H, C(1-12)알킬 또는 -CO-C(1-8)알킬이고; 및/또는 R₄는 H, 니트로소(nitroso), -O-C(1-8)알킬 또는 -CO-C(1-8)알킬이다.

본 기술 분야에 설명되고 알려진 커플링 화학반응(coupling chemistry)들은, 본 발명의 화합물들의 연결기들인 L (또는 L₁, L₂) 및 L' (또는 L₁', L₂')를 통한 ¹⁸F 동위원소-당류 기-폴레이트 화합물의 공액화(conjugation)를 위하여 사용될 수 있다. 이러한 절차들은 해당 기술 전문가의 평균적인 기량 내에 존재하고, 선행 기술로 사용할 수 있는 표준 합성 전략들의 최적화 및 정례적인 실험만이 요구된다. 전형적인 커플링 전략들은 알데히드, 카르복시산 또는 활성화된 카르복시산 작용기들과의 아민, 알코올 또는 티올 작용기들 간의 반응들; 또는 클릭 반응과 같은 고리첨가(cycloaddition) 반응들을 포함한다. 해당 기술 전문가는 원하는 작용기가 선택된 연결기들 L (또는 L₁, L₂) 및 L' (또는 L₁', L₂')의 말단기들로 존재해야 한다는 것을 알 것이다. 바람직한 커플링 전략들은, 예를 들어 [아미드 결합(linkage)을 형성하기 위하여, 예를 들어 EDC, DCC, pyBOP 또는 여타 카르복실레이트 활성화제(activating agent)들을 사용하여 카르복시산과 아민이 반응하는] 표준 펩티드 커플링 화학반응; 또는 고리첨가 반응들, 예를 들어 [아자헤테로사이클을 형성하기 위하여 알킨과 아지드기가 반응하는] 커플링들을 기반으로 하는 클릭-화학반응을 포함한다.

L₁, L₁', L₂ 및 L₂' 기들은 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-50)알킬이고, 이는 비치환되거나 Hal, OH, NHR', CO₂R'로부터 선택되는 하나 이상의 기로 치환되며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, 또는 5개의 원자로 구성된 또는 6개의 원자로 구성된 헤테로사이클로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타낸다. "직쇄형이나 분지형 C(1-50)알킬[이는 비치환되거나 Hal, OH, NHR', CO₂R'로부터 선택되는 하나 이상의 기로 치환되고, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-로부터 선택되는 기로 치환될 수 있음]"이라는 표현은 올리고/폴리에테르들, 올리고/폴리펩티드들, 올리고/폴리아미드들, 올리고/폴리아민들, 올리고/폴리에스테르들, 올리고/다당류들, 폴리올들과 같은 친수성 올리고/중합성기(polymeric group)들과 같은 연결기들, 다중 대전된 화학종(multiple charged species)들 또는 이들의 다른 여하한 조합물(combination)들도 포함한다.

일 실시형태에서, 친수성 올리고/중합성기는 올리고/폴리알킬렌옥사이드, 좀 더 구체적으로 폴리에틸렌글리콜(polyethyleneglycol: PEG)와 같은 올리고/폴리에테르, 그리고 폴리메틸에틸렌글리콜, 폴리하이드록시프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리메틸프로필렌글리콜 및 폴리하이드록시프로필렌옥사이드와 같은 관련된 동종 중합체(homopolymer)들, 또는 전형적으로 2 내지 25개의 옥시알킬렌기들, 바람직하게 2 내지 10개의 옥시알킬렌기들을 가지는, 폴리에틸렌/폴리프로필렌글리콜과 같은, 작은 알콕시 단량체들의 다종 중합체(heteropolymer)들을 포함한다.

또 다른 실시형태에서, 이러한 친수성 올리고/중합성기는 친수성 펩티드 서열과 같은 올리고/폴리펩티드 또는 폴리아미노산 및 이의 유도체들, 예를 들어 폴리글루탐산들, 폴리리신들, 폴리아스파르트산들, 폴리아스파르트아미드들을 포함하고, 여기서 각각의 펩티드 서열 또는 폴리아미노산은 전형적으로 2 내지 12개, 바람직하게는 2 내지 6개의 아미노산 잔기들을 갖는다.

바람직하게, L₁ 및 L₂는 직쇄형 또는 분지형 C(1-24), 더욱 바람직하게는 C(1-12), 가장 바람직하게는 C(1-6)알킬[이는 비치환되거나 OH, NHR', CO₂R'로부터 선택되는 하나 이상의 기로 치환되고, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 5개의 원자로 구성된 또는 6개의 원자로 구성된 헤테로사이클, 바람직하게 트리아졸 또는 테트라졸과 같은 5개의 원자로 구성된 아자헤테로사이클로 치환될 수 있으며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타냄]; 또는 상기에 정의된 바와 같이 친수성 올리고/중합성기이다.

L₁' 및 L₂' 기들은 바람직하게 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-24)알킬, 더욱 바람직하게는 C(1-12)알킬, 가장 바람직하게는 C(1-6)알킬이고, 이는 비치환되거나 Hal, OH, NHR', CO₂R'로부터 선택되는 하나 이상의 기로 치환되며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타낸다.

더욱 바람직하게, L₁' 및 L₂'는 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-12)알킬, 더욱 바람직하게는 C(1-6)알킬이고, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'로부터 선택되는 기로 치환될 수 있으며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타낸다.

m 기는 1, 2 또는 3이고, 바람직하게는 2이다.

특정 실시형태들에서, Y₁ 및/또는 Y₂는 바람직하게는 N이므로, B₂는 카르복사미드 보호기이다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이 "보호기" (또는 말단기들)이라는 용어는 Y₁ 및/또는 Y₂에 대한 적합한 보호기를 지칭한다. 이러한 보호기들은 작용기(전형적으로 아미노 또는 카르복사미드, 카르복실 또는 티오카르보닐 작용기)의 성질에 따르므로, 다양하다. 아미노 작용기들에 대한 적합한 보호기들은, 예를 들어 t-부톡시카르보닐, 벤질옥시카르보닐, 알릴옥시카르보닐, 메톡시- 또는 에톡시카르보닐, 2,2,2-트리클로로에톡시카르보닐, 아세틸 또는 트리플루오로아세틸, 벤질 또는 2,4,6-트리메톡시벤질, 프탈로일기(phthalolyl group), 및 트리틸 또는 토실 보호기를 포함한다. 아미드 작용기에 대한 적합한 보호기들은, 예를 들어 p-메톡시페닐, 3,4-디메톡시벤질, 벤질, o-니트로벤질, 디-(p-메톡시페닐)메틸, 트리페닐메틸, (p-메톡시페닐)디페닐메틸, 디페닐-4-피리딜메틸, m-2-(피콜릴)-N'-옥사이드, 5-디벤조수베릴(dibenzosuberyl), 트리메틸실릴, t-부틸디메틸실릴 및 이와 유사한 것들을 포함한다. 카르복실 작용기에 대한 적합한 보호기들은, 예를 들어 실릴기들, 그리고 알킬, 아릴 또는 아릴알킬 에스테르들, 좀 더 구체적으로 메틸 및 t-부틸과 같은 알킬 에스테르들; 메톡시메틸과 같은 알콕시알킬; 메틸, 티오메틸과 같은 알킬 티오알킬 에스테르들; 2,2,2-트리클로로에틸과 같은 할로알킬 에스테르들; 및 벤질, p-메톡시벤질, p-니트로벤질, 디페닐메틸과 같은 아랄킬 에스테르를 포함한다. 하이드록시 작용기에 대한 적합한 보호기들은 메틸 에테르들, 치환된 메틸 에테르들[예를 들어, MOM(메톡시메틸 에테르), MTM(메틸티오메틸 에테르), BOM(벤질옥시메틸 에테르), PMBM 또는 MPM(p-메톡시벤질옥시메틸 에테르)], 치환된 에틸 에테르들, 치환된 벤질 에테르들, 실릴 에테르들[예를 들어, TMS(트리메틸실릴 에테르), TES(트리에틸실릴 에테르), TIPS(트리이소프로필실릴 에테르), TBDMS(tert-부틸디메틸실릴 에테르), 트리벤질 실릴 에테르, TBDPS(tert-부틸디페닐실릴 에테르)]를 포함하는, 예를 들어 알킬 에스테르들, t-부틸기들, 벤질기들 또는 트리틸기들을 포함한다. 본원 발명은 이러한 보호기들로 제한되는 것을 의도하지 않으며; 오히려, 다양한 추가적인 동등한 보호기들이 본원 발명에서 쉽게 확인되고 이용될 수 있다. 상기 및 추가적인 보호기들뿐만 아니라 상기 보호기들을 도입하고 제거하기 위한 기술들은 "Protective Groups in Organic Synthesis" Third Ed. Greene, T. W. and Wuts, P. G., Eds., John Wiley & Sons, New York: 1999에 설명되고, 이의 전문이 참고문헌으로 본 명세서에 병합된다.

좀 더 구체적인 실시형태들에서, 본원 발명은 식 Ⅲa, 식 Ⅲb, 식 Ⅲc의 화합물들에 관한 것이고,

여기서

Y₁, Y₂는 서로 독립적으로 O, N 또는 S이고,

m은 1, 2 또는 3이며,

r은 1 내지 7의 값을 가지고,

p는 0 또는 1이며,

L₁, L₁', L₂, L₂'는 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-8)알킬과 같은 연결기이고, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal, OH, NHR', COOR', NO₂로 치환되며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, -S-R'-, -SO₃R'-, 또는 5개의 원자로 구성된 또는 6개의 원자로 구성된 헤테로사이클로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,

B₁, B₂는 서로 독립적으로 H 또는 보호기이고,

R₆, R₉는 H 또는 C(1-8)알킬이며, 그리고

본 명세서에서 사용된 바와 같이, "헤테로사이클" (또는 "헤테로사이클릭 고리")라는 용어는 4 내지 7개의 원자로 구성된 모든 헤테로사이클릭 고리를 의미하고, 상기 헤테로사이클릭 고리는 포화, 불포화 또는 방향족 중 하나이며, 질소, 산소 및 황으로부터 독립적으로 선택되는 1 내지 3개의 헤테로원자들을 함유하고, 상기 질소 및 황 헤테로원자들은 선택적으로 산화될 수 있으며, 상기 질소 헤테로원자는 선택적으로 4차화(quaternized)될 수 있다. 헤테로사이클들은 모르폴리닐, 피롤리디노닐, 피롤리디닐, 피페리디닐, 하이단토이닐(hydantoinyl), 발레로락타밀(valerolactamyl), 옥시라닐, 옥세타닐, 테트라하이드로푸라닐, 테트라하이드로피라닐, 테트라하이드로피리디닐, 테트라하이드로프리미디닐(tetrahydroprimidinyl), 테트라하이드로티오페닐, 테트라하이드로티오피라닐, 테트라하이드로피리미디닐, 테트라하이드로티오페닐, 테트라하이드로티오피라닐 및 이와 유사한 것들을 포함할 수 있으나, 이로 제한되지 않는다.

본원 발명에 관한 용도에 바람직한 헤테로사이클들은 1 내지 3개의 질소 원자들을 함유하는 아자헤테로사이클들, 바람직하게는 5개의 원자로 구성된 아자헤테로사이클들이다. L₁, L₁' 및 L₂, L₂'와 관련되어, 바람직하게는 L₁ 및 L₂와 관련되어 사용되는 바와 같이 "아자헤테로사이클"이라는 용어는 헤테로사이클릭기를 지칭하고, 상기 헤테로사이클릭기는 고리 내에 하나 이상의 질소 원자를 포함하고, 비치환되거나 치환될 수 있다. 또한, 아자헤테로사이클릭기는 본 기술 분야에 알려진 바와 같이, 예를 들어 C(1-6)알킬로 치환될 수 있다. 본원 화합물들에 사용하기 위한, 5개의 원자로 구성된 아자헤테로사이클릭기는 이를 테면 트리아졸릴기 또는 테트라졸릴기가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 하기의 구조들로 이루어진 기이며

,

여기서 점선들은 인접한 기들로의 연결 부위들을 나타내고, R''는 H 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-8)알킬이며, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal 또는 NO₂로 치환된다.

따라서, 바람직한 실시형태들에서, L₁, L₁', L₂ 및 L₂', 그리고 바람직하게는 L₁ 및 L₂가 서로 독립적으로 식 (a), 식 (b), 식 (c) 또는 식 (d)의 기이고

,

여기서

R''는 H 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-8)알킬이며, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal 또는 NO₂로 치환되고,

Sp는 직쇄형 또는 분지형 C(1-8)알킬과 같은 (Y₁ 및/또는 Y₂에 연결된) 스페이서(spacer)이며, 이는 비치환되거나, 또는 여기서 하나 이상의 -CH₂-기들이 -OH, -NHR' 또는 -COOR'로 치환되고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며, 그리고

q는 0, 1, 2, 3 또는 4이다.

바람직한 실시형태들에서, Sp는 직쇄형 또는 분지형 C(1-6)알킬이고, 이는 비치환되거나, 또는 하나 이상의 -CH₂-기들이 -OH, -NHR' 또는 -COOR'로 치환되며, 여기서 R'는 상기에 정의된 바와 같다.

따라서, 일부 실시형태들에서, 본원 발명은 식 Ⅳa, 식 Ⅳb, 식 Ⅳc, 식 Ⅳd를 가지는 식 Ⅰ의 화합물들을 제공하고,

여기서

R₁, R₂는 서로 독립적으로 H, 할로겐, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR₅, -COR₅, -COOR₅, -NHR₅, -CONHR₅이며, 여기서 R₅는 H, 할로, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR', -COR', -COOR' 또는 -NHR'를 나타내고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬이며,

m은 1, 2 또는 3이고,

r은 1 내지 7의 값을 가지며,

p는 0 또는 1이고,

Y₁은 O, N 또는 S이며,

B₁은 H 또는 보호기이고,

Sp는 직쇄형 또는 분지형 C(1-8)알킬과 같은 스페이서이며, 이는 비치환되거나, 또는 여기서 하나 이상의 -CH₂-기들이 -OH, -NHR' 또는 -COOR'로 치환되고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,

L₂'는 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-6)알킬이고, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'로부터 선택되는 기로 치환될 수 있으며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내고,

q는 0, 1, 2, 3 또는 4이며,

R₆은 H 또는 C(1-8)알킬이고, 그리고

R₇, R₈은 서로 독립적으로 H, -OH 또는 -OC(1-8)알킬이다.

여타 실시형태들에서, 본원 발명은 식 Ⅴa, 식 Ⅴb, 식 Ⅴc, 식 Ⅴd를 가지는 식 Ⅰ의 화합물들을 제공하고,

여기서

m은 1, 2 또는 3이고,

r은 1 내지 7의 값을 가지며,

p는 0 또는 1이고,

Y₂는 O, N 또는 S이며,

B₂는 H 또는 보호기이고,

L₁'는 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-6)알킬이고, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'로부터 선택되는 기로 치환될 수 있으며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내고,

q는 0, 1, 2, 3 또는 4이며,

R₉는 H 또는 C(1-8)알킬이고, 그리고

R₁₀, R₁₁은 서로 독립적으로 H, -OH 또는 -OC(1-8)알킬이다.

또 다른 실시형태들에서, 본원 발명은 식 Ⅵa, 식 Ⅵb, 식 Ⅵc, 식 Ⅵd를 가지는 식 Ⅰ의 화합물들을 제공하고,

여기서

m은 1, 2 또는 3이고,

r은 1 내지 7의 값을 가지며,

p는 0 또는 1이고,

L₁', L₂'는 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-6)알킬이고, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'로부터 선택되는 기로 치환될 수 있으며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내고,

q는 0, 1, 2, 3 또는 4이며,

R₆, R₉는 H 또는 C(1-8)알킬이고, 그리고

예를 들어, 일 특정 실시형태의 본 발명의 화합물들은

(a) X₁ 내지 X₅가 N이고, R₁이 NY₃Y₄이며, R₂가 O이고, R₄가 Y₅이며, p가 0 또는 1이고 그리고 q가 1 또는 3인 화합물들; 또는

(b) X₁ 내지 X₅가 N이고, R₁이 NY₃Y₄이며, R₂가 NH₂이고, R₄가 Y₅이며, p가 0이고 그리고 q가 1인 화합물들을 포함한다.

따라서, 특정 실시형태들에서, 본원 발명의 화합물들은 식 Ⅶa, 식 Ⅶb, 식 Ⅶc, 식 Ⅶd의 화합물들을 포함하고,

여기서

Y₃, Y₄는 서로 독립적으로 H, 할로, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR', -COR', -COOR' 및 -NHR'로부터 선택되며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬이고,

Y₅는 H, 니트로소(nitroso), C(1-12)알킬, -OR', -COR' 및 할로겐으로 치환된 -COR'로부터 선택되며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-12)알킬이고,

m은 1, 2 또는 3이며,

Y₁은 O, N 또는 S이고,

B₁은 H 또는 보호기이며,

Sp는 직쇄형 또는 분지형 C(1-8)알킬과 같은 스페이서이고, 이는 비치환되거나, 또는 여기서 하나 이상의 -CH₂-기들이 -OH, -NHR' 또는 -COOR'로 치환되며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내고,

L₂'는 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-6)알킬이며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,

q는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,

R₆은 H 또는 C(1-8)알킬이며, 그리고

R₇, R₈은 서로 독립적으로 H, -OH 또는 -OC(1-8)알킬이다.

여타 특정한 실시형태들에서, 본원 발명의 화합물들은 식 Ⅷa, 식 Ⅷb, 식 Ⅷc, 식 Ⅷd의 화합물들을 포함하고,

여기서

m은 1, 2 또는 3이며,

Y₂는 O, N 또는 S이고,

B₂는 H 또는 보호기이며,

q는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,

R₉는 H 또는 C(1-8)알킬이며, 그리고

R₁₀, R₁₁은 서로 독립적으로 H, -OH 또는 -OC(1-8)알킬이다.

여타 특정한 실시형태들에서, 본원 발명의 화합물들은 식 Ⅸa, 식 Ⅸb, 식 Ⅸc, 식 Ⅸd의 화합물들을 포함하고,

여기서

m은 1, 2 또는 3이며,

Sp는 서로 독립적으로 직쇄형 또는 분지형 C(1-8)알킬과 같은 스페이서이고, 이는 비치환되거나, 또는 여기서 하나 이상의 -CH₂-기들이 -OH, -NHR' 또는 -COOR'로 치환되며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내고,

L₁', L₂'는 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-6)알킬이며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,

q는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,

R₆, R₉는 서로 독립적으로 H 또는 C(1-8)알킬이며, 그리고

또 다른 측면에서, 본원 발명은 본 발명의 화합물의 합성 방법들도 제공한다. 바람직하게, 합성은 [적당하게 유도된 작용기들, 즉 폴레이트기, 당류 기 등을 사용하는] 모듈 접근법(modular approach)을 기반으로 하고, 에스테르화, 아미드화(amdiation) 및 클릭-반응을 포함하는 본 기술 분야에 알려진 표준 커플링 화학적 반응(coupling chemistry)을 기반으로 한다(또한, 상기 참조). 상기 표준 커플링 화학적 반응이 특히 유용하다고 증명되어 왔고, 선택된 최종 화합물을 얻기 위하여 촉매의 존재 하에서 또는 열적 조건들 하에서의 고리첨가반응(cycloaddition)에 있어서 아지드와 알킬렌기의 커플링을 기반으로 한다(Kolb and Sharpless, Drug Discovery Today 2003, 8, 1128; Kolb et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2004; Rostovtsev, V. V. et al. Angew. Chem. Int. Ed.2002, 41, 2596; US 2005/02222427; WO 06/116629). 이러한 반응들은 Huisgen 1,3-양극성 고리첨가반응(열적 조건들) 및 클릭-반응(촉매 조건들)으로 알려져 있고, 본 기술 분야에 설명되어 있다(Kolb and Sharpless, Drug Discovery Today 2003, 8, 1128; Kolb et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2004; Rostovtsev et al. Angew. Chem. Int. Ed.2002, 41, 2596; US 2005/02222427; WO 06/116629).

좀 더 구체적으로, 5개의 원자로 구성된 헤테로사이클이 트리아졸인 본원 발명의 화합물들은 아지드 R_a-N₃와 알킨 R_b-C≡C-R_c과의 고리첨가반응에 의해 얻어질 수 있고, 5개의 원자로 구성된 헤테로사이클이 테트라졸인 식 Ι의 화합물들은 아지드 R_a-N₃와 시안화물 R_b-C≡N과의 고리첨가반응에 의해 얻어진다. 가능한 모든 조합들, 즉 R_b가 폴레이트 유도체이고 R_a가 당류 기 (또는 이의 전구체)인 것뿐만 아니라 R_a가 폴레이트 유도체이고 R_b가 당류 기 (또는 이의 전구체)인 것도 본 명세서에 고려된다. 따라서, 반응의 모듈 및 다양한(versatile) 성질은 엽산에 방사성 동위원소를 커플링시키기 위하여 매우 다양한 연결기들을 이용할 수 있게 한다.

또한, 폴레이트기에 커플링되기 전 또는 폴레이트기에 커플링된 후에 당류 기가 ¹⁸F 동위원소로 치환될 수 있다는 것이 이해된다.

또한, 두 개의 커플링 기들 중 하나(즉, 알킨기 또는 아지드기)가 구체적으로 순수한 형태의 α-구조이성질체를 얻기 위하여 (γ-카르복시산의 적합한 보호 하에) 폴레이트 상의 α-카르복시산에 직접적으로 연결되거나 연결기를 통하여 연결될 수 있다는 것이 이해된다. 대안적으로, 두 개의 커플링 기들 중 하나(즉, 알킨기 또는 아지드기)가 구체적으로 순수한 형태의 γ-구조이성질체를 얻기 위하여 (α-카르복시산의 적합한 보호 하에) 폴레이트 상의 γ-카르복시산에 직접적으로 연결되거나 연결기를 통하여 연결될 수 있다.

해당 분야 전문가에게는 원하는 α-구조이성질체 또는 γ-구조이성질체를 얻기 위하여, 다양한 커플링 단계들에 대한 적절한 조건들을 선택하고 적절한 보호기(PG)들[예를 들어, Greene & Wuts, Eds., Protective Groups in Organic Synthesis, 2nd Ed., 1991, John Wiley & Sons, NY. 참조] 및 이탈기(leaving group: LG)들[예를 들어, 할로겐, 토실레이트, 메실레이트, 트리플레이트, 카르보네이트 기)를 선택하는 것이 자명할 것이다.

추가적인 측면에서, 본 발명은 진단 영상에 충분한 양(diagnostic imaging amount) 또는 치료적으로 효과적인 양의 본원 발명의 하나 이상의 화합물 및 이를 위한 약제학적으로 허용가능한 운반체를 포함하는, 약제학적 조성물들을 제공한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 적절한 투여량(dosage) 내에 존재하는 약제학적으로 허용가능한 운반체는 용매들, 분산매(dispersion media), 항세균제(antibacterial agent)들 및 항균제(antifungal agent)들, 등장제(isotonic agent)들 및 생리학적으로 허용가능한 이와 유사한 것들을 포함한다. 이러한 매질들(media) 및 제제(agent)들의 용도는 본 기술 분야에 잘 알려져 있다.

추가적인 측면에서, 본원 발명은 진단 영상이 필요한 환자에게 편리하고 효과적인 투여를 위한, (본 발명의 화합물들 및 약제학적 조성물들을 포함하는) 본 발명의 폴레이트 방사성 의약품들의 용도들을 제공한다.

따라서, 본원 발명은 폴레이트-수용체를 발현하는 세포 또는 세포들의 집단에 대한 진단용 영상화 방법을 제공하고, 상기 방법은 진단 영상에 충분한 양(diagnostic imaging amount)으로 하나 이상의 본 발명의 폴레이트 방사성 의약품을 투여하는 단계, 및 상기 세포 또는 세포들의 집단에 대한 진단 영상을 얻는 단계로 이루어진 단계들을 포함한다.

이러한 영상화는 생체 외 또는 생체 내에서 폴레이트-수용체를 발현하는 세포 또는 세포들의 집단 상에서 실시될 수 있다.

따라서, 본원 발명은 조직 샘플 내에서 폴레이트 수용체를 발현하는 세포의 생체 외 검출을 위한 방법을 제공하고, 상기 방법은 상기 조직 샘플을 효과적인 양들의 하나 이상의 본 발명의 폴레이트 방사성 의약품과 결합이 일어날 수 있는 조건들 및 충분한 시간 동안 접촉시키는 단계, 및 이러한 결합을 PET 영상에 의해 감지하는 단계를 포함한다.

추가적인 측면에서, 본원 발명은 암 그리고 염증성 및 자가면역 질환들의 치료에 대한 모니터링(monitoring) 및/또는 진단용 영상이 필요한 환자에게 편리하고 효과적인 투여를 위한, 본원 발명의 폴레이트 방사성 의약품들의 용도들을 제공한다.

따라서, 본원 발명은 동시 진단(simultaneous diagnosis) 및 치료가 필요한 환자에게 선택된 치료적으로 유효한(active) 화합물과 조합되어 진단적으로 효과적인 양으로 하나 이상의 본원 발명의 폴레이트 방사성 의약품을 투여하는 단계, 및 치료 과정을 따라서 상기 조직들의 진단 영상을 얻는 단계로 이루어진 단계들을 포함하는 동시 진단 및 치료에 관한 방법을 제공한다.

바람직하게, 본원 발명의 방법들에 대한 환자는 동물 또는 인간과 같은 포유류, 바람직하게는 인간이다.

투여량, 즉 하나 이상의 본 발명의 폴레이트 방사성 의약품에 대한 진단적으로 효과적인 양은 진단 형태와 같은 원하는 효과의 성질, 진단 기구, 약품(preparation)의 적용 형태, 그리고 환자(recipient)의 연령, 몸무게, 영양상태(nutrition) 및 상태, 만약에 있다면 현재 치료의 종류에 달려 있다.

그러나, 가장 바람직한 투여량은 본 기술 분야의 전문가에 의해 결정될 수 있고 이해되는 바와 같이, 과도한 실험 없이, 각각의 환자에게 맞춰질 수 있다. 전형적으로, 이는 표준 투여량의 조절, 예를 들어 만약 환자가 저체중이라면 투여량의 감소를 포함한다.

PET 스캐너에 의한 영상화 절차는 방사성 트레이서의 투여 후 수 분 내지 2 -4시간 동안 실시된다. 일정(schedule)은 원하는 정보뿐만 아니라 방사성 트레이서의 동역학 및 영상화 표적(imaging target)에 달려 있다.

본원 발명의 폴레이트 방사성 의약품들의 바람직한 투여 경로는 정맥 내 주사에 의한 것이다.

주사에 적합한 형태들은 본원 발명의 상기 언급된 폴레이트 방사성 의약품들의 멸균된 수용액들 또는 분산액(dispersion)들을 포함한다. 전형적으로, 방사성 의약품은 생리학적 완충 용액들 내에 제제화(formulated)될 것이다.

폴레이트 방사성 의약품들은 항균성의 항균제들, 예를 들어 파라벤, 클로로부탄올, 페놀, 소르브산, 티메로살 및 이와 유사한 것들의 첨가를 포함하는, 본 기술 분야의 알려진 여하한 기술에 의해 멸균화될 수 있다. 바람직하게, 추가적인 멸균제(sterilisation agent)들의 필요성을 없애기 위해 투여 전에, 상기 폴레이트 방사성 의약품들이 멸균 여과된다.

투여되는 용액에 대하여, 바람직한 단위 투여량(unit dosage)은 약 0.01 mL 내지 약 10 mL이다. 정맥 내 투여 후, 만약 원한다면, 방사성 동위 원소로 표지된(radiolabeled) 시약이 선택된 표적 영역에 축적될 수 있도록 충분한 양으로 투여되는 투여량을 환자에게 투여한 후, 수 분(minutes) 내지 2-4시간 동안, 장기 또는 종양의 영상화가 생체 내에서 진행될 수 있다.

또한, 본 발명의 폴레이트 방사성 의약품들은 환자로부터 얻어진 조직 생검(tissue biopsy) 내에서 폴레이트 수용체를 발현하는 세포의 생체 외 검출에 사용될 수 있다. 따라서, 추가적인 실시형태에서, 본원 발명은 조직 샘플 내에서 폴레이트 수용체를 발현하는 세포, 예를 들어 종양 세포의 생체 외 검출에 대한 방법을 제공하고, 상기 방법은 상기 조직 샘플을 효과적인 양들의 본원 발명의 폴레이트 방사성 의약품과 결합이 일어날 수 있는 조건들 및 충분한 시간 동안 접촉시키는 단계, 및 이러한 결합을 영상 기술들에 의해 감지하는 단계를 포함한다.

샘플들은 전문가에게 알려진 절차들, 예를 들어 기관(tracheal) 또는 폐의 샘플들 및 이와 유사한 것들을 얻기 위하여 흡인(aspirating)하거나, 조직 생검 또는 체액을 수집함으로써 수집될 수 있다.

검사되는 조직 샘플들은 죽상경화성 플라크(atherosclerotic plaque)를 포함하고, 폴레이트 수용체를 발현하는 개별 세포, 세포들의 군(groups), 또는 세포 배양물(cell culture)들, 신체 조직 또는 체액의 군(groups)[예를 들어, 혈구(blood cells)], 이를 테면 종양 세포들, 상피 세포들을 함유하는 것으로 의심되는 여하한 동맥의 조직과 혈관 조직, 신장, 위장계(gastrointestinal system) 또는 간ㆍ담도계(hepatobiliary system), 및 여타의 것들을 포함한다.

조직은 환자 내에 존재하거나, 환자로부터 생체 조직을 떼어내거나(biopsied), 또는 환자로부터 옮겨질(removed) 수 있다. 또한, 조직은 신체 장기의 전체 또는 여하한 일부일 수 있다. 조직은, 본 발명의 방법들과 적출(excision) 사이에 여하한 방부처리 단계(preservation step)들 없이 환자로부터 신속하게(recently) 옮겨지므로 "신선"할 수 있다. 또한, 조직(샘플들)은 본 발명의 방법들의 적용 전에, 동결, 급속 동결, 파라핀 포매(paraffin embedding) 및 조직 고정(tissue fixation)을 포함하나, 이로 제한되지 않는 이러한 표준 조직 표본(tissue preparation) 기술들에 의해 보존될 수 있다. 샘플들은 현미경 검사 및 관찰을 용이하게 하기 위하여, 예를 들어 마이크로톰(microtome)에 의해 절편화(section)될 수 있다. 또한, 샘플들은 샘플 조직들의 조직학적 특색(quality)을 향상시키기 위하여 본원 발명의 폴레이트 방사성 의약품들 중 하나와 함께 배양하기 전이나 후에 적절한 고정액(fixative)으로 고정될 수 있다.

본원 발명의 폴레이트 방사성 의약품이 세포 상의 폴레이트 수용체에 결합하기에 충분한 시간과 조건들은 표준 조직 배양 조건들을 포함한다, 즉 샘플들은 생체 외에서 배양될 수 있고, 생리학적 배지들 내에서 본원 발명의 화합물들 또는 조성물들 중 하나와 함께 배양될 수 있다. 이러한 조건들은 전문가에게 잘 알려져 있다. 대안적으로, 샘플들은 고정된 후에 등장성 완충용액(isotonic buffer) 또는 생리학적 완충용액 내에서 본원 발명의 폴레이트 방사성 의약품과 함께 배양될 수 있다.

모든 적용들에 대하여, 본원 발명의 화합물들이 사용되는 부위에서, 또는 부위 근처에서 이들을 제조하는 것이 편리하다.

본 명세서에 개시되고 청구된 모든 화합물들 및/또는 방법들은 본원 상세한 설명에 비추어 과도한 실험 없이 수행되고 이루어질 수 있다. 본 기술 분야의 전문가들에게는 본원 발명의 범위에 벗어남 없이, 많은 변화들이 본원 발명에 적용될 수 있다는 점이 자명할 것이다. 본 명세서에 제공되는 실시예들은 도시를 위해서 의도된 것이고, 총망라된 것이 아니므로; 도시된 실시예들은 어떻든 본 발명을 제한하려는 것으로 인식되지 않아야 한다.

실시예들

재료들 및 방법들

적외선 스펙트라는 Jasco사의 FT/IR-6200 ATR-IR로 기록되었다. 핵자기 공명 스펙트라는 내부 표준물질(internal standard)로서 대응하는 용매 신호들을 가지는 Bruker사의 400 MHz 또는 500 MHz 분광기(spectrometer)로 기록되었다. 화학적 이동들은 테트라메틸실란(0.00 ppm)에 관하여 ppm(parts per million)으로 기록되었다. 결합 상수 J의 값들은 헤르츠(Hz)로 주어졌고; 하기의 약어들은 ¹H-NMR 스펙트라의 설명을 위하여 실험 부분에서 사용된다: 1중선(s), 2중선(d), 3중선(t), 다중선(m), 2중선들의 2중선(doublet of doublets: dd). 복잡한 다중선들의 화학적 이동들은 이들의 발생의 범위로서 주어진다. 저분해능(Low resolution)의 질량 스펙트라(LR-MS)는 Micromass Quattro micro™ API LC-ESI에 의해 기록되었고, 고분해능의 질량 스펙트라(HR-MS)는 Bruker사의 FTMS 4.7 T BioAPEXII(ESI)에 의해 기록되었다.

반응들은 박막 크로마토그래피[thin-layer chromatography: TLC, EM Science사의 0.25 mm 두께, 사전코팅된(precoated) 실리카 겔 60 F-254 유리 지지판(glass supported plate)] 또는 HPLC에 의해 모니터링되었다. HPLC는 L-7400 가변 흡수 검출기(tunable absorption detector)를 갖춘 Merck-Hitachi사의 L-7000 시스템으로 실시되었다. 분석용(Analytical) HPLC는 Gemini 컬럼(C18, 5 ㎛, 4.6 x 250 mm, Phenomenex사)에 의해 하기와 같은 용매계(1 ml/분)를 사용하여 실시되었고: 50 mM NH₄HCO₃ 용액(용매 A), 아세토니트릴(용매 B); 0 내지 4분, 100 % A; 4 내지 5분 100→93 % A; 5 내지 15분 93 % A; 15 내지 25분 93→30 % A; 25 내지 30분 30 % A; 준 분취형(Semipreparative) HPLC는 Gemini 컬럼(C18, 5 ㎛, 10 x 250 mm, Phenomenex사), 3 mL/분; 하기와 같은 용매계 및 구배(gradient)로 실시되었다: 50 mM NH₄HCO₃ 용액(용매 A), 메탄올(용매 B); 0 내지 3분 100 % A; 3 내지 28분 100→40 % A; 28 내지 30분 40→30 % A; 30 내지 35분 30 % A.

분석용 방사성(radio)-HPLC은 상기에 언급된 분석용 HPLC에 대한 구배와 컬럼을 사용하는 Berthold사의 무선 검파기(radio detector) 및 L-2450 다이오드 어레이 검출기(diode array detector)를 갖춘 Merck-Hitachi사의 L-2130 시스템으로 실시되었다.

생체 외 안정성 연구들에 대하여, Waters사의 Acquity UPLC BEH C18 컬럼(2.1 x 50 mm, 1.7 ㎛) 및 부착된 Berthold사의 동시-입사형(co-incidence) 검출기(FlowStar LB513)를 가지는 Waters사로부터의 초고성능 액체 크로마토그래피(UPLC™)가 하기의 구배 시스템으로 사용되었다: 50 mM NH₄HCO₃ 용액(용매 A), 아세토니트릴(용매 B), 0.5 ml/분; 0 내지 0.5분 100 % A; 0.5 내지 3.5분 100→30 %; 3.5 내지 3.9분 30 % A.

[¹⁸F]글루코오스 엽산의 준 분취형 방사성-HPLC 정제는 Merck-Hitachi사의 L-6200A 지능형(intelligent) 펌프, Knauer사의 가변-파장형 자외선 검출기(variable-wavelength ultraviolet detector) 및 Eberline사의 RM-14 무선 검파기를 갖춘 HPLC 시스템으로 실시되었고, 유속의 3 ml/분으로 5 % 에탄올과 pH 7.0으로 조정된, 50 mM NaH₂PO₄/Na₂HPO₄ 완충 용액의 등용매성(isocratic) 용매계 및 Gemini 컬럼(C18, 5 ㎛, 250 x 10 mm, Phenomenex사)을 사용하였다.

별도로 언급되지 않으면 공급된 모든 화학 물질들은 그대로 사용되었다.

n.c.a.(no-carrier-added) [ ¹⁸ F]플로라이드의 생산: N.c.a. [¹⁸F]플로라이드는 농축된(enriched) [¹⁸O]물의 방사선조사(irradiation)에 의해 사이클론(Cyclone) 18/9 사이클로트론(cyclotron)[IBA]에서 ¹⁸O(p,n)¹⁸F 핵 반응을 통하여 생산되었다. [¹⁸F]플로라이드는 음이온-교환 카트리지[QMA Light; Waters; 0.5 M K₂CO₃-용액 및 H₂O로 전처리됨(preconditioned)] 상에 고정되었고, 아세토니트릴(1.4 mL) 및 물(0.6 mL) 내의 크립토픽스(Kryptofix) K₂₂₂(5 mg) 및 K₂CO₃(1 mg)의 용액에 의해 10 mL 밀봉된 반응 용기 내로 용출되었다(eluted). 플로라이드는 질소의 흐름에 의해 진공 하 110 ℃에서 아세토니트릴의 공비 증류(azeotropic distillation)에 의해 건조되었다. 공비 건조 과정은 매회 1 mL의 아세토니트릴로 3회 반복되었다.

실시예 1: (도 1a에 따른) γ-폴레이트 알킨 전구체의 합성

(a) (S)-메틸 2-((S)-4-((tert-부톡시카르보닐)-아미노)-5-메톡시-5-옥소펜탄아미도)펜-4-티노에이트(pent-4-ynoate)의 합성(단계 a)

상업적으로 입수가능한 BocGluOMe(402 mg, 1.54 mmol)이 무수(dry) DMF(4 mL) 내에 용해되었고, Et₃N(428 ㎕, 2 eq.)이 첨가되었다. HBTU(700 mg, 1.85 mmol)가 0 ℃에서 첨가되었고, 혼합물이 30분 동안 교반되었다. 활성산(activated acid)의 용액이 0 ℃에서 Et₃N(856 ㎕, 4 eq.)을 함유하는 무수 DMF(4 mL) 내의 H-Pra-OMeㆍHCl(205 mg, 1.62 mmol)의 용액으로 옮겨졌다. 혼합물이 1시간 동안 0 ℃에서 교반되었고, 실온(rt)까지 데워졌으며, 하룻밤 교반되었다. 생성물이 시트르산(1 M) 및 에틸 아세테이트로 추출되었다. 유기상(organic phase)이 브라인(brine)으로 세정되었고, Na₂SO₄로 건조되었으며, 감압 하에서 농축되었다. CH₂Cl₂/MeOH(50:1)에 의해 실리카겔 상에서 플래쉬(flash) 크로마토그래피에 의해 정제되어, 흰색 고체로 생성물(467 mg, 82 %)이 얻어졌다.

HR-MS(ES⁺) C₁₇H₂₇N₂O₇에 대한 계산값(calculated): 371.1813; 측정값(found): 371.1816

(b) (S)-메틸 2-((S)-4-아미노-5-메톡시-5-옥소펜탄아미도)펜-4-티노에이트의 합성(단계 b)

(S)-메틸 2-((S)-4-((tert-부톡시카르보닐)-아미노)-5-메톡시-5-옥소펜탄아미도)펜-4-티노에이트(460 mg, 1.24 mmol)이 CH₂Cl₂(4.5 mL) 내에 용해되었고, 트리플루오로아세트산(TFA; 0.5 mL)이 첨가되었다. 혼합물을 실온(rt)에서 5시간 동안 놓아두었고, 이후에 감압 하에서 농축되어, 황색 오일로서 아민의 TFA 염[332 mg, 정량적(quantitative)]이 얻어졌다.

HR-MS(ES+) C₁₂H₁₉N₂O₅에 대한 계산값: 271.1288; 측정값: 271.1298

(c) γ-폴레이트 알킨의 합성(단계 c 및 d)

N ² -N,N-디메틸아미노메틸렌-10-포르밀프테로산(246 mg, 0.62 mmol)이 무수 DMF(2 mL) 내에 현탁되었고, Et₃N(165 ㎕, 2 eq.)가 첨가되었다. HBTU(314 mg, 0.83 mmol)가 0 ℃에서 첨가되었고, 현탁액이 투명한 오렌지색 용액으로 보이게 될 때까지 5분 동안 교반되었다. 얻어진 용액이 0 ℃에서 Et₃N(165 ㎕, 2 eq.)을 함유하는 무수 DMF(3 mL) 내의 (S)-메틸 2-((S)-4-아미노-5-메톡시-5-옥소펜탄아미도)펜-4-티노에이트(TFA 염; 160 mg, 0.59 mmol)의 용액에 첨가되었다. 투명한 황색 용액이 0 ℃에서 4시간 동안 교반되었고, 이후에 실온(rt)까지 데워졌으며, 2시간 동안 교반되었다. 휘발 성분들이 감압 하에서 제거되었고, CH₂Cl₂/MeOH(10:1)에 의해 실리카겔 상에서 플래쉬(flash) 크로마토그래피에 의해 잔여물이 정제되어, 황색 고체로서 보호된 γ-폴레이트 알킨(238 mg, 62 %)이 얻어졌다. LR-MS(ES⁺) C₃₀H₃₃N₉O₈에 대한 계산값: 647.25; 측정값: 647.83

NMR 및 HPLC이 생성물의 부분적인 탈보호화(deprotection)를 나타내므로, 화합물이 직접적으로 탈보호화되어, γ-폴레이트 알킨 전구체가 얻어졌다(하기 참조).

보호된 γ-폴레이트 알킨(203 mg, 0.35 mmol)이 1 M NaOH(6 mL) 내에 용해되었고, 실온(rt)에서 하룻밤 교반되었다. 수용액이 소량의 에틸 아세테이트(3 x 1 ml)에 의해 추출되었고, 그 뒤에 2 M HCl에 의해 pH가 8로 조정되었다. 용액은 두 부분으로 나뉘었고, 두 개의 역상 카트리지들(Sep-Pak C18, 12 cc, 2 g; Waters사; MeOH 및 H₂O로 전처리됨)에 의해 정제되었다. 카트리지들은 처음에 3 ml H₂O로 세정되었고, 이후에 생성물이 12 ml H₂O에 의해 용출되었다. 두 개의 생성물 분획(fraction)들 모두를 조합하고 동결건조한 후에, 황색 분말로 γ-폴레이트 알킨(121 mg, 63 %, HPLC에 의한 순도 ＞95 %)이 얻어졌다.

HR-MS(ES⁺) C₂₄H₂₅N₈O₇에 대한 계산값: 537.1841; 측정값: 537.1834

실시예 2: (도 2a에 따른) γ-[ ¹⁹ F]-글루코오스 폴레이트 기준물질( reference )의 합성

2-데옥시-2-플루오로글루코피라노실 아지드의 합성은 문헌의 절차(예를 들어, Maschauer and Prante, Carbohydr. Res. 2009)에 따른 절차에 따라 제조되었다.

γ-폴레이트 알킨(10 mg, 19 μmol)이 에펜도르프(Eppendorf) 튜브 내에서 tert-BuOH/H₂O(1:1, 1 mL) 내에 용해되었고, 2-데옥시-2-플루오로글루코피라노실 아지드(11.6 mg, 56 μmol), 0.1 M Cu(OAc)₂ 용액(0.1 eq., 19 ㎕) 및 0.1 M 소듐 아스코르베이트 용액(0.2 eq., 38 ㎕)이 첨가되었다. 용액은 전환(conversion)이 완료될 때까지(HPLC를 통한 분석) 1시간 동안 500 rpm으로 실온(rt)에서 진탕되었다.

생성물의 분리를 위하여, 혼합물이 준 분취형 HPLC에 투입(submitted)되었다. 원하는 분획(fraction)이 수집되고 동결건조되어, 황색 분말로 생성물(7.2 mg, 52 %, HPLC에 의한 순도 ＞98 %)이 얻어졌다.

HR-MS(ES⁺) C₃₀H₃₅FN₁₁O₁₁에 대한 계산값: 744.2496; 측정값: 744.2508

실시예 3: (도 2a에 따른) γ-[ ¹⁸ F]-글루코오스 폴레이트의 합성

¹⁸F-치환된 글루코오스를 클릭 반응을 통하여 폴레이트에 커플링시키는데 사용되는 3,4,6-트리-O-아세틸-2-O-트리플루오로메탄술포닐-β-D-만노피라노실 아지드 전구체가, 문헌의 절차들(예를 들어, Maschauer and Prante, Carbohydr. Res. 2009, 753; Takatani et al Carbohydr. Res. 2003, 1073)에 따라서 얻어졌다.

(b) 2-[¹⁸F]플루오로글루코피라노실 아지드의 방사선합성(Radiosynthesis)

무수 ¹⁸F-플루오라이드-크립테이트 착물에, 0.30 mL의 무수 아세토니트릴 내의 전구체인 3,4,6-트리-O-아세틸-2-O-트리플루오로메탄술포닐-β-D-만노피라노실 아지드(3.0 mg, 6.5 μmol)가 첨가되었다. 혼합물이 80 ℃에서 5분 동안 교반되어, 방사성-UPLC 분석에 따라서 최대 75 %의 ¹⁸F-혼입(incorporation)이 얻어졌다. 5분간 냉각하고 8 mL의 물을 첨가한 후, 혼합물이 역상 카트리지(Sep-Pak C18 Plus; Waters사; MeOH 및 H₂O로 전처리됨)를 통하여 통과되었다. 카트리지가 5 mL의 물로 세정되었다. ¹⁸F-표지된, 보호된 중간체인 3,4,6-트리-O-아세틸-2-데옥시-2-[¹⁸F]플루오로글루코피라노실 아지드가, 2.0 mL의 아세토니트릴에 의해 또 다른 10 mL 밀봉된 반응 용기 내로 용출되었고, 80 ℃에서 질소 흐름 및 감압 하에서 건조되었다. 가수분해를 위하여, 0.25 mL의 60 mM 수산화나트륨 용액이 첨가되었고, 혼합물이 5분 동안 65 ℃까지 가열되어, 탈아세틸화(deacetylation)가 완료되었다. 냉각 후, 혼합물이 0.25 mL의 60 mM 염화수소 용액으로 중성화되었고, 추가적인 정제 없이 클릭 반응에 직접 사용되었다.

(c) γ-폴레이트 알킨 전구체로의 커플링

단계 (b)에서 얻어진 탈보호화된 2-데옥시-2-[¹⁸F]플루오로글루코피라노실 아지드가 γ-폴레이트 알킨을 함유하는 또 다른 반응 용기 내로 옮겨졌고, 이후에 0.3 mL 에탄올, 10 ㎕ 0.1 M Cu(OAc)₂ 용액 및 20 ㎕ 0.1 M 소듐 아스코르베이트 용액이 첨가되었다. 반응 혼합물이 50 ℃에서 15분 동안 교반되었다. 3 mL의 0.15 M 인산 완충 용액의 첨가 후, 혼합물이 준 분취형 방사성-HPLC 시스템에 투입되었다. 생성물의 일부분인(product fraction) γ-[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트가 멸균 필터를 통하여 통과되었고, 추가적인 제형화(formulation) 없이 멸균된 발열물질이 없는(pyrogen-free) 바이알 내로 수집되었다. 언제나 95 % 초과의 방사화학적 순도로 3시간의 총 합성 시간 후에, 분리된 생성물의 전반적인 붕괴-보정 수율(decay-corrected yield)은 25 %에 달하였다. γ-[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트의 비방사능(specific activity)은 120 GBq/μmol까지였다.

실시예 4: (식 1b에 따른) α-폴레이트 알킨 전구체의 합성

(a) (S)-메틸 2-((S)-2-((tert-부톡시카르보닐)-아미노)-5-메톡시-5-옥소펜탄아미도)펜-4-티노에이트의 합성

알킨은 실시예 1과 유사하게 출발 물질로서 BocGluOMe-OHㆍDCH를 사용하여 제조되었다. 단계 a의 생성물이 투명한 오일(326 mg, 80 %)로서 나타났다.

HR-MS(ES⁺) C₁₇H₂₆N₂NaO₇에 대한 계산값: 393.1632; 측정값: 393.1641

(b) (S)-메틸 2-((S)-2-아미노-5-메톡시-5-옥소펜탄아미도)펜-4-티노에이트의 합성(단계 b)

(S)-메틸 2-((S)-2-((tert-부톡시카르보닐)-아미노)-5-메톡시-5-옥소펜탄아미도)펜-4-티노에이트(270 mg, 0.73 mmol)가 CH₂Cl₂(4.5 mL) 내에 용해되었고, 트리플루오로아세트산(TFA; 0.5 mL)이 첨가되었다. 혼합물을 실온(rt)에서 5시간 동안 놓아두었고, 이후에 감압 하에서 농축되어, 황색 오일로서 아민의 TFA 염(198 mg, 정량적)이 얻어졌다.

HR-MS(ES⁺) C₁₂H₁₉N₂O₅에 대한 계산값: 271.1288; 측정값: 271.1291

(c) α-폴레이트 알킨의 합성

N ² -N,N-디메틸아미노메틸렌-10-포르밀프테로산(246 mg, 0.62 mmol)이 무수 DMF(2 mL) 내에 현탁되었고, Et₃N(165 ㎕, 2 eq.)가 첨가되었다. HBTU(314 mg, 0.83 mmol)가 0 ℃에서 첨가되었고, 현탁액이 투명한 오렌지색 용액으로 보이게 될 때까지 5분 동안 교반되었다. 얻어진 용액이 0 ℃에서 Et₃N(165 ㎕, 2 eq.)을 함유하는 무수 DMF(3 mL) 내의 (S)-메틸 2-((S)-2-아미노-5-메톡시-5-옥소펜탄아미도)펜-4-티노에이트(TFA 염; 160 mg, 0.59 mmol)의 용액에 첨가되었다.

투명한 황색 용액이 0 ℃에서 4시간 동안 교반되었고, 이후에 실온(rt)까지 데워졌으며, 하룻밤 교반되었다. 휘발 성분들이 감압 하에서 제거되었고, CH₂Cl₂/MeOH(10:1)에 의해 실리카겔 상에서 플래쉬(flash) 크로마토그래피에 의해 잔여물이 정제되어, 황색 고체로서 보호된 α-폴레이트 알킨이 얻어졌다. LR-MS[M+H]⁺: 648.12.

NMR 및 HPLC는 생성물의 부분적인 탈보호화를 나타내므로, 화합물이 직접적으로 탈보호화되어, 하기에 설명되는 절차를 사용하여 α-폴레이트 알킨이 얻어졌다.

보호된 α-폴레이트 알킨이 1 M NaOH(6 mL) 내에 용해되었고, 실온(rt)에서 하룻밤 교반되었다. 수용액이 소량의 에틸 아세테이트(3 x 1 ml)에 의해 추출되었고, 그 뒤에 2 M HCl(30 ㎕)에 의해 pH가 8로 조정되었다. 용액이 50 mM NH₄HCO₃ 용액(5 ml)으로 희석되었고, 분취형 HPLC에 투입되었다. 원하는 분획이 수집되고 동결건조되어, 황색 분말로 생성물인 α-폴레이트 알킨(84 mg, 2 단계들을 통하여 26 %, HPLC에 의한 순도 ＞98 %)이 얻어졌다.

HR-MS(ES⁺) C₂₄H₂₄N₈NaO₇에 대한 계산값: 559.1660; 측정값: 559.1659.

실시예 5: (도 2b에 따른) α-[ ¹⁹ F]-글루코오스 폴레이트 기준물질의 합성

2-데옥시-2-플루오로글루코피라노실 아지드의 합성은 문헌의 절차(예를 들어, Maschauer and Prante, Carbohydr. Res. 2009)에 따른 절차에 따라 제조되었다. α-폴레이트 알킨(10 mg, 19 μmol)이 에펜도르프(Eppendorf) 튜브 내에서 tert-BuOH/H₂O(1:1, 1 mL) 내에 용해되었고, 2-데옥시-2-플루오로글루코피라노실 아지드(11.6 mg, 56 μmol), 0.1 M Cu(OAc)₂ 용액(0.1 eq., 19 ㎕) 및 0.1 M 소듐 아스코르베이트 용액(0.2 eq., 38 ㎕)이 첨가되었다. 용액은 전환(conversion)이 완료될 때까지(HPLC를 통한 분석) 1시간 동안 500 rpm으로 실온(rt)에서 진탕되었다. 생성물의 분리를 위하여, 혼합물이 준 분취형 HPLC에 투입되었다. 원하는 분획이 수집되고 동결건조되어, 황색 분말로 생성물(7.2 mg, 52 %, HPLC에 의한 순도 ＞98 %)이 얻어졌다.

실시예 6: (도 2b에 따른) α-[ ¹⁸ F]-글루코오스 폴레이트의 합성

α-[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트의 방사선합성은 감마-구조이성질체의 방사선합성과 같이 동일한 방식으로 실시되었다.

언제나 95 % 초과의 방사화학적 순도로 3시간의 총 합성 시간 후에, 분리된 생성물의 전반적인 붕괴-보정 수율은 3 내지 10 %에 달하였다. [¹⁸F]-글루코오스 알파-폴레이트의 비방사능은 110±30 GBq/μmol까지였다.

실시예 7: 생체 외에서의 결합 친화도 어세이들

결합 친화도 어세이들은, 폴레이트 수용체가 과발현되는 사람의 자궁경부암(cervical carcinoma)으로부터 유도되는 KB 세포들로 실시되었다. 세포들은 습한 분위기(7.5 % CO₂)로 37 ℃에서 75 ㎠ 플라스크들 내에 일분자층(monolayer)들로 배양되었다. 세포들은 특수한 폴레이트-결핍 RPMI 1640 배지(FFRPMI 1640; Cell Culture Technologies사) 내에서 유지되었고, 상기 배지는 열로-불활성화된(heat-inactivated) 우태혈청(fetal calf serum)[10 %], L-글루타민, 페니실린(100 IU/mL) 및 스트렙토마이신(100 mg/mL)으로 보충되었다. 우태혈청이 배지 내에서 폴레이트의 유일한 공급원(source)이었고, 이는 약 3 nmol/mL의 최종 폴레이트 농도를 제공하는 것으로 보고되었으며, 상기 농도는 사람 내의 최저의 생리학적 혈청 농도이다.

[얼음같이-찬(ice-cold), 첨가물이 없는] 순수한 FFRPMI 1640 배지 내의 세포 현탁액이 1.5 mL 바이알들 내로 첨가되었다(240 ㎕ 내에 7000 세포들). 세포들은 30분 동안 4 ℃에서 증가된 농도들의 비-방사성 기준 화합물인 글루코오스 폴레이트 3(5.0 x 10^-7 내지 5.0 x 10^-12 M) 및 ³H-엽산(0.82 nM)으로 3회 배양되었다. 비-특이적 결합은 과량의 엽산(10^-3 M)의 존재 하에서 결정되었다. 배양 후, 현탁액이 3500 rpm으로 4 ℃에서 5분 동안 원심분리되었고, 상층액이 제거되었다. 0.5 mL의 1 N NaOH의 첨가에 의해, 세포 펠릿(pellet)들이 재현탁되었고, 동시에 용해(lysed)되었다. 용해된 세포들이 볼텍스 혼합기(vortex mixer)로 교반되었고, 4 mL의 신틸레이션 칵테일(scintillation cocktail)[Ultima Gold; Perkin Elmer사]을 함유하는 신틸레이션 튜브들 내로 옮겨졌다. 방사능은 β-계수기(counter)[LS6500; Beckman사]를 사용하여 측정되었고, 50 %의 억제 농도들은 Graph Pad Prism 4.0 software를 사용하여 변위 곡선(displacement curve)들로부터 결정되었다.

글루코오스 폴레이트에 대한 50 %의 평균 억제 농도(IC₅₀ 값)는 세 개의 독립적인 실험들로부터 얻어졌고, 엽산과 비교하여 α-구조이성질체의 경우에는 1.4±0.2 nM(K_i = 0.7±0.2 nM)이고 γ-구조이성질체의 경우에는 1.6±0.1 nM(K_i = 0.8±0.1 nM)인 것으로 밝혀졌다. 일 실험에 대한 변위 곡선들을 도 3에 개략적으로 나타냈다(사각형들은 γ-글루코오스 폴레이트를 나타내고, 마름모들은 α-글루코오스 폴레이트를 나타내며, 삼각형들은 엽산을 나타냄).

실시예 8: 생체 외에서의 안정성 연구들

γ-[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트의 안정성은 37 ℃에서 다양한 배양 시간(0 내지 120분)으로 인간의 혈장 내에서 조사되었다. 배양 후, 혈장 단백질들이 얼음같이-차가운 메탄올에 의해 침전되었고, 10분 동안 13500 rpm으로 20 ℃에서 원심분리되었다. PBS 대조구가 동일한 부피의 메탄올로 희석되었다. 상층액들 및 PBS 대조구가 분석용 방사성-HPLC에 의해 분석되었다. [¹⁸F]-글루코오스 폴레이트의 두 개의 구조이성질체들 모두가 120분 동안까지 인간의 혈장 내에서 여하한 분해 산물(degradation product)들을 나타내지 않았다.

실시예 9: 분배 계수의 결정

분배 계수(logD₇ _.4)는 shake flask 방법에 의해 결정되었다. 간단히 말해서, γ-[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트가 20 ℃에서 n-옥탄올(500 mL) 및 인산 완충용액(500 ㎕, pH 7.4)의 혼합물 내에 용해되었다. 샘플이 15분 동안 오버-헤드형 진탕기(over-head shaker)로 균형잡히게(equilibrated) 하였다. 두 개의 상들이 원심분리(3분, 5000 rpm)에 의해 분리되었고, 50 ㎕의 부분 표본(aliquot)들이 각각의 층으로부터 취해졌고, 방사능에 대하여 γ-계수기로 계수되었다. 분배 계수는 PBS 상에서의 방사능에 대한 옥탄올 상에서의 방사능(cpm)의 비율로 나타내고, 8번의 측정들에 대한 평균±표준 편차로 표시된다.

[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트의 두 개의 구조이성질체들 모두의 logD₇ _.4 값들이, γ-구조이성질체의 경우에는 -4.21±0.14이고 α-구조이성질체의 경우에는 -4.20±0.06인 것으로 밝혀졌다(화합물의 친수성이 증가됨을 나타냄).

실시예 10: 생체 내 분포 연구들

CD-1 털 없는 암컷 쥐들이 Charles River사(Germany)로부터 구입되었고, 이들의 혈청 폴레이트 농도를 사람의 혈청 수치들과 비슷한 수치로 감소시키기 위하여 폴레이트-결핍 설치류 사료(folate-deficient rodent diet)로 유지하였다. 3 내지 4일간의 적응 기간(acclimatization period) 후, 0.1 mL의 KB 종양 세포 현탁액(5 x 10⁶ 세포들)이 각각의 쥐의 양쪽 겨드랑이 내로 피하 접종되었다. 동물 실험들은 접종 12일 후에 실시되었다. 측면의 꼬리 정맥을 통하여 ~5 MBq(주사 당 최대 100 ㎕ 부피)의 γ-[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트가 동물들에게 주입되었다. 방사성 트레이서의 주입 10분 전에 정맥으로 주입되는, PBS 내에 용해된 과량의 엽산(100 ㎍/100 ㎕)에 의해 차단(Blocking) 연구들(n = 2)이 실시되었다. 방사성 트레이서 주입 후에, 상이한 세 시점(30분, 60분, 90분)에서 동물들이 희생되었다. 장기들 및 조직들이 해부되었고, γ-계수기(Wizard, PerkinElmer)로 측정되었다. 혼입된 방사능을 조직의 그램 당 주입된 투여량의 백분율(%ID)로 나타내었다. 다양한 시점들에서 취해진 생체 내 분포 데이타가 [¹⁸F]-글루코오스 폴레이트의 γ-구조이성질체에 대하여 표 1에, 그리고 [¹⁸F]-글루코오스 폴레이트의 α-구조이성질체에 대하여 표 2에 요약되었다. 차단 그룹(blockade group)[표에서 마지막 컬럼]에 있어서, 각각의 동물은 방사성 트레이서 주입 10분 전에 100 ㎍/100 ㎕의 PBS 내의 엽산을 제공받았다. 도 4a는 상이한 조직들에 대한 주입 60분 후의 γ-구조이성질체와 α-구조이성질체 간의 생체 내 분포에 대한 비교를 나타낸다[줄무늬 막대: γ-구조이성질체, 텅 빈 막대: γ-구조이성질체 차단 그룹, 색칠된(filled) 막대: α-구조이성질체, 점 무늬(dotted) 막대: α-구조이성질체 차단 그룹]. 도 4b는 상이한 조직들에 대한 주입 90분 후의 γ-구조이성질체와 α-구조이성질체 간의 생체 내 분포에 대한 비교를 나타낸다(점 무늬 막대: γ-구조이성질체, 검게 색칠된 막대: α-구조이성질체).

표 1: 생체 외에서 다양한 시점들에서의 KB 종양 이종이식편(xenograft)을 가지는 털 없는 쥐들 내의 γ-[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트에 대한 생체 내 분포 연구들

표 2: 생체 외에서 다양한 시점들에서의 KB 종양 이종이식편을 가지는 털 없는 쥐들 내의 α-[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트에 대한 생체 내 분포 연구들

실시예 11: PET 영상 연구들

PET 실험들은 Explore VISTA PET/CT 단층촬영(tomograph)[GE]에 의해 실시되었고, 이는 0.9 mm 미만의 초고도의 해상도를 제공한다.

동물들이 살짝 구속되었고, 측면의 꼬리 정맥을 통하여 10 내지 14 MBq의 γ-[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트(주사 당 100 내지 150 ㎕)가 주입되었다. 차단 연구들에 대하여, 동물은 방사성 트레이서의 주입 10분 전에 정맥 주입을 통하여 PBS 내에 용해된 과량의 엽산(100 ㎍/100 ㎕)을 제공받았다. 동물들이 공기/산소 혼합물 내의 아이소플루레인(isoflurane)에 의해 마취되었다. PET 스캔들이 주입 75 내지 105분 후에 얻어졌다. PET와 CT의 결합된 데이타세트(fused dataset)들이 Amira (Version 4) postprocessing software로 분석되었다.

[¹⁸F]-글루코오스 폴레이트의 γ-구조이성질체 및 α-구조이성질체를 사용하는 PET 연구들은 양쪽 어깨 상의 KB 종양 이종이식편들의 뛰어난 영상들을 제공한다. 더욱이, 흡수가 매우 특이적이고, 천연 엽산에 의해 차단된다. 도 5a, 도 5b는 주입 75 내지 105분 후의 시점에서의 두 개의 이성질체들에 관한 PET 영상들을 나타낸다. 도 5b는 차단 그룹의 PET 영상들이다. 부호들은 하기의 장기들/조직들을 나타낸다: (a): 종양, (b): 간, (c): 쓸개, (d): 신장, (e): 창자/대변.

Claims

식 Ⅰ의 화합물들

[여기서
Q₁ 및 Q₂ 중 하나 이상이 식 -L-A-L'-¹⁸F의 기라는 조건으로,
Z는 프테로에이트(pteroate) 또는 이의 유도체이며,
Y₁, Y₂는 서로 독립적으로 O, N 또는 S이고,
m은 1, 2 또는 3이며, 그리고
Q₁, Q₂는 서로 독립적으로 H, 보호기(protecting group) 또는 식 -L-A-L'-¹⁸F의 기이며, 여기서
상기 L, L'는 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-8)알킬과 같은 연결기(linking group)이고, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal, OH, NH₂, CO₂H, NO₂로 치환되며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, -S-R'-, -SO₃R'-, 또는 5개의 원자로 구성된(five-membered) 또는 6개의 원자로 구성된(six-membered) 헤테로사이클로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며, 그리고
상기 A는 당류 기(saccharide group)임].
제 1 항에 있어서,
식 Ⅰa, 식 Ⅰb, 식 Ⅰc를 가지는 화합물들

[여기서
Z는 프테로에이트 또는 이의 유도체이며,
Y₁, Y₂는 서로 독립적으로 O, N 또는 S이고,
m은 1, 2 또는 3이며,
L₁, L₁', L₂, L₂'는 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-50)알킬과 같은 연결기이고, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal, OH, NH₂, CO₂H, NO₂로 치환되며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, -S-R'-, -SO₃R'-, 또는 5개의 원자로 구성된 또는 6개의 원자로 구성된 헤테로사이클로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,
A₁, A₂는 서로 독립적으로 당류 기이고, 그리고
B₁, B₂는 서로 독립적으로 H 또는 보호기임].
제 1 항에 있어서,
식 Ⅱ를 가지는 화합물

[여기서
Q₁ 및 Q₂ 중 하나 이상이 식 -L-A-L'-¹⁸F의 기라는 조건으로,
X₁ 내지 X₅는 서로 독립적으로 C, N 또는 O이며, 바람직하게는 N 또는 O이고,
R₁, R₂는 서로 독립적으로 H, 할로겐, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR₅, -COR₅, -COOR₅, -NHR₅, -CONHR₅, -CONHR₅이며, 여기서 R₅는 H, 할로, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR', -COR', -COOR' 또는 -NHR'를 나타내고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬이며,
R₃, R₄는 서로 독립적으로 H, 니트로소(nitroso), C(1-12)알킬, -OR', -COR' 또는 할로겐으로 치환된(halosubstituted) -COR'이고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,
Y₁, Y₂는 서로 독립적으로 O, N 또는 S이고,
m은 1, 2 또는 3이며,
r은 1 내지 7의 값을 가지고,
p는 0 또는 1이며,
Q₁, Q₂는 서로 독립적으로 H, 보호기 또는 식 -L-A-L'-¹⁸F의 기이고, 여기서
상기 L, L'는 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-50)알킬과 같은 연결기이며, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal, OH, NH₂, CO₂H, NO₂로 치환되고, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, -S-R'-, -SO₃R'-, 또는 5개의 원자로 구성된 또는 6개의 원자로 구성된 헤테로사이클로부터 선택되는 기로 치환될 수 있으며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내고, 그리고
상기 A는 당류 기임].
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,
식 Ⅱa, 식 Ⅱb, 식 Ⅱc를 가지는 화합물

[여기서
X₁ 내지 X₅는 서로 독립적으로 C, N 또는 O이며, 바람직하게는 N 또는 O이고,
R₁, R₂는 서로 독립적으로 H, 할로겐, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR₅, -COR₅, -COOR₅, -NHR₅, -CONHR₅, -CONHR₅이며, 여기서 R₅는 H, 할로, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR', -COR', -COOR' 또는 -NHR'를 나타내며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬이며,
R₃, R₄는 서로 독립적으로 H, 니트로소(nitroso), C(1-12)알킬, -OR', -COR' 또는 할로겐으로 치환된 -COR'이고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,
Y₁, Y₂는 서로 독립적으로 O, N 또는 S이고,
m은 1, 2 또는 3이며,
r은 1 내지 7의 값을 가지고,
p는 0 또는 1이며,
L₁, L₁', L₂, L₂'는 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-50)알킬과 같은 연결기이고, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal, OH, NH₂, CO₂H, NO₂로 치환되고, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, -S-R'-, -SO₃R'-, 또는 5개의 원자로 구성된 또는 6개의 원자로 구성된 헤테로사이클로부터 선택되는 기로 치환될 수 있으며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내고,
A₁, A₂는 서로 독립적으로 당류 기이며, 그리고
B₁, B₂는 서로 독립적으로 H 또는 보호기임].
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 당류 기가 사이클릭 단당류 또는 사이클릭 올리고당류[이는 바람직하게 알로오스, 알트로오스, 글루코오스, 만노오스, 굴로스, 이도오스, 갈락토오스 및 탈로스로부터 선택되는 피라노시드; 또는 바람직하게 리보오스, 아라비노오스, 자일로오스 및 릭소오스로부터 선택되는 푸라노시드를 기반으로 함]인 화합물.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 당류 기가 글루코오스 및 갈락토오스로부터 선택되는 사이클릭 단당류인 화합물.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,
식 Ⅲa, 식 Ⅲb, 식 Ⅲc를 가지는 화합물

[여기서
X₁ 내지 X₅는 서로 독립적으로 C, N 또는 O이며, 바람직하게는 N 또는 O이고,
R₁, R₂는 서로 독립적으로 H, 할로겐, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR₅, -COR₅, -COOR₅, -NHR₅, -CONHR₅, -CONHR₅이며, 여기서 R₅는 H, 할로, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR', -COR', -COOR' 또는 -NHR'를 나타내고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬이며,
R₃, R₄는 서로 독립적으로 H, 니트로소(nitroso), C(1-12)알킬, -OR', -COR' 또는 할로겐으로 치환된 -COR'이고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,
Y₁, Y₂는 서로 독립적으로 O, N 또는 S이고,
m은 1, 2 또는 3이며,
r은 1 내지 7의 값을 가지고,
p는 0 또는 1이며,
L₁, L₁', L₂, L₂'는 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-8)알킬과 같은 연결기이고, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal, OH, NH₂, CO₂H, NO₂로 치환되며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, -S-R'-, -SO₃R'-, 또는 5개의 원자로 구성된 또는 6개의 원자로 구성된 헤테로사이클로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,
B₁, B₂는 서로 독립적으로 H 또는 보호기이고,
R₆, R₉는 H 또는 C(1-8)알킬이며, 그리고
R₇, R₈, R₁₀, R₁₁은 서로 독립적으로 H, -OH 또는 -OC(1-8)알킬임].
제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 L₁ 및 L₂가 서로 독립적으로 직쇄형 또는 분지형 C(1-24)알킬이고, 이는 비치환되거나 Hal, OH, NHR', CO₂R'로부터 선택되는 하나 이상의 기로 치환되며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, 또는 5개의 원자로 구성된 또는 6개의 원자로 구성된 헤테로사이클로, 바람직하게 5개의 원자로 구성된 아자헤테로사이클로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내는 화합물.
제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 L₁ 및 L₂가 서로 독립적으로 식 (a), 식 (b), 식 (c) 또는 식 (d)의 기인 화합물

[여기서
R''는 H 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-8)알킬이며, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal 또는 NO₂로 치환되고,
Sp는 직쇄형 또는 분지형 C(1-8)알킬과 같은 (Y₁ 및/또는 Y₂에 연결된) 스페이서(spacer)이며, 이는 비치환되거나, 또는 여기서 하나 이상의 -CH₂-기들이 -OH, -NHR' 또는 -COOR'로 치환되고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며, 그리고
q는 0, 1, 2, 3 또는 4임].
제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 L₁' 및 L₂'가 바람직하게 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-24)알킬이고, 더욱 바람직하게는 C(1-12)알킬이며, 가장 바람직하게는 C(1-6)알킬이고, 이는 비치환되거나 Hal, OH, NHR', CO₂R'로부터 선택되는 하나 이상의 기로 치환되며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내는 화합물.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 Y₁ 및/또는 Y₂가 N이고, B₂가 카르복사미드 보호기인 화합물.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,
식 Ⅳa, 식 Ⅳb, 식 Ⅳc, 식 Ⅳd를 가지는 화합물

[여기서
X₁ 내지 X₅는 서로 독립적으로 C, N 또는 O이며, 바람직하게는 N 또는 O이고,
R₁, R₂는 서로 독립적으로 H, 할로겐, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR₅, -COR₅, -COOR₅, -NHR₅, -CONHR₅이며, 여기서 R₅는 H, 할로, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR', -COR', -COOR' 또는 -NHR'를 나타내고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬이며,
R₃, R₄는 서로 독립적으로 H, 니트로소(nitroso), C(1-12)알킬, -OR', -COR' 또는 할로겐으로 치환된 -COR'이고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,
m은 1, 2 또는 3이고,
r은 1 내지 7의 값을 가지며,
p는 0 또는 1이고,
Y₁은 O, N 또는 S이며,
B₁은 H 또는 보호기이고,
R''는 H 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-8)알킬이며, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal 또는 NO₂로 치환되고,
L₂'는 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-6)알킬이며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,
Sp는 직쇄형 또는 분지형 C(1-8)알킬과 같은 스페이서이고, 이는 비치환되거나, 또는 여기서 하나 이상의 -CH₂-기들이 -OH, -NHR' 또는 -COOR'로 치환되며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내고,
q는 0, 1, 2, 3 또는 4이며,
R₆은 H 또는 C(1-8)알킬이고, 그리고
R₇, R₈은 서로 독립적으로 H, -OH 또는 -OC(1-8)알킬임].
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,
식 Ⅴa, 식 Ⅴb, 식 Ⅴc, 식 Ⅴd를 가지는 화합물

[여기서
X₁ 내지 X₅는 서로 독립적으로 C, N 또는 O이며, 바람직하게는 N 또는 O이고,
R₁, R₂는 서로 독립적으로 H, 할로겐, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR₅, -COR₅, -COOR₅, -NHR₅, -CONHR₅이며, 여기서 R₅는 H, 할로, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR', -COR', -COOR' 또는 -NHR'를 나타내고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬이며,
R₃, R₄는 서로 독립적으로 H, 니트로소(nitroso), C(1-12)알킬, -OR', -COR' 또는 할로겐으로 치환된 -COR'이고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,
m은 1, 2 또는 3이고,
r은 1 내지 7의 값을 가지며,
p는 0 또는 1이고,
Y₂는 O, N 또는 S이며,
B₂는 H 또는 보호기이고,
R''는 H 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-8)알킬이며, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal 또는 NO₂로 치환되고,
Sp는 직쇄형 또는 분지형 C(1-8)알킬과 같은 스페이서이며, 이는 비치환되거나, 또는 여기서 하나 이상의 -CH₂-기들이 -OH, -NHR' 또는 -COOR'로 치환되고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,
L₁'는 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-6)알킬이고, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'로부터 선택되는 기로 치환될 수 있으며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내고,
q는 0, 1, 2, 3 또는 4이며,
R₉는 H 또는 C(1-8)알킬이고, 그리고
R₁₀, R₁₁은 서로 독립적으로 H, -OH 또는 -OC(1-8)알킬임].
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,
식 Ⅵa, 식 Ⅵb, 식 Ⅵc, 식 Ⅵd를 가지는 화합물

[여기서
X₁ 내지 X₅는 서로 독립적으로 C, N 또는 O이며, 바람직하게는 N 또는 O이고,
R₁, R₂는 서로 독립적으로 H, 할로겐, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR₅, -COR₅, -COOR₅, -NHR₅, -CONHR₅이며, 여기서 R₅는 H, 할로, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR', -COR', -COOR' 또는 -NHR'를 나타내고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬이며,
R₃, R₄는 서로 독립적으로 H, 니트로소(nitroso), C(1-12)알킬, -OR', -COR' 또는 할로겐으로 치환된 -COR'이고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,
m은 1, 2 또는 3이고,
r은 1 내지 7의 값을 가지며,
p는 0 또는 1이고,
R''는 H 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-8)알킬이며, 이는 비치환되거나 하나 이상의 CN, Hal 또는 NO₂로 치환되고,
Sp는 직쇄형 또는 분지형 C(1-8)알킬과 같은 스페이서이며, 이는 비치환되거나, 또는 여기서 하나 이상의 -CH₂-기들이 -OH, -NHR' 또는 -COOR'로 치환되고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,
L₁', L₂'는 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-6)알킬이고, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'로부터 선택되는 기로 치환될 수 있으며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내고,
q는 0, 1, 2, 3 또는 4이며,
R₆, R₉는 H 또는 C(1-8)알킬이고, 그리고
R₇, R₈, R₁₀, R₁₁은 서로 독립적으로 H, -OH 또는 -OC(1-8)알킬임].
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 m이 2인 화합물.
제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 q가 0인 화합물.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,
식 Ⅶa, 식 Ⅶb, 식 Ⅶc, 식 Ⅶd를 가지는 화합물

[여기서
Y₃, Y₄는 서로 독립적으로 H, 할로, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR', -COR', -COOR' 및 -NHR'로부터 선택되며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬이고,
Y₅는 H, 니트로소(nitroso), C(1-12)알킬, -OR', -COR' 및 할로겐으로 치환된 -COR'로부터 선택되며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-12)알킬이고,
m은 1, 2 또는 3이며,
Y₁은 O, N 또는 S이고,
B₁은 H 또는 보호기이며,
Sp는 직쇄형 또는 분지형 C(1-8)알킬과 같은 스페이서이고, 이는 비치환되거나, 또는 여기서 하나 이상의 -CH₂-기들이 -OH, -NHR' 또는 -COOR'로 치환되며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내고,
L₂'는 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-6)알킬이며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,
q는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
R₆은 H 또는 C(1-8)알킬이며, 그리고
R₇, R₈은 서로 독립적으로 H, -OH 또는 -OC(1-8)알킬임].
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,
식 Ⅷa, 식 Ⅷb, 식 Ⅷc, 식 Ⅷd를 가지는 화합물

[여기서
Y₃, Y₄는 서로 독립적으로 H, 할로, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR', -COR', -COOR' 및 -NHR'로부터 선택되며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬이고,
Y₅는 H, 니트로소(nitroso), C(1-12)알킬, -OR', -COR' 및 할로겐으로 치환된 -COR'로부터 선택되며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-12)알킬이고,
m은 1, 2 또는 3이며,
Y₂는 O, N 또는 S이고,
B₂는 H 또는 보호기이며,
Sp는 직쇄형 또는 분지형 C(1-8)알킬과 같은 스페이서이고, 이는 비치환되거나, 또는 여기서 하나 이상의 -CH₂-기들이 -OH, -NHR' 또는 -COOR'로 치환되며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내고,
L₁'는 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-6)알킬이며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,
q는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
R₉는 H 또는 C(1-8)알킬이며, 그리고
R₁₀, R₁₁은 서로 독립적으로 H, -OH 또는 -OC(1-8)알킬임].
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,
식 Ⅸa, 식 Ⅸb, 식 Ⅸc, 식 Ⅸd를 가지는 화합물

[여기서
Y₃, Y₄는 서로 독립적으로 H, 할로, C(1-12)알킬, C(2-12)알케닐, C(2-12)알키닐, -OR', -COR', -COOR' 및 -NHR'로부터 선택되며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬이고,
Y₅는 H, 니트로소(nitroso), C(1-12)알킬, -OR', -COR' 및 할로겐으로 치환된 -COR'로부터 선택되며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-12)알킬이고,
m은 1, 2 또는 3이며,
Sp는 서로 독립적으로 직쇄형 또는 분지형 C(1-8)알킬과 같은 스페이서이고, 이는 비치환되거나, 또는 여기서 하나 이상의 -CH₂-기들이 -OH, -NHR' 또는 -COOR'로 치환되며, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내고,
L₁', L₂'는 서로 독립적으로 공유 결합 또는 직쇄형이나 분지형 C(1-6)알킬이며, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH₂기들은 독립적으로 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'로부터 선택되는 기로 치환될 수 있고, 여기서 R'는 H 또는 C(1-8)알킬을 나타내며,
q는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
R₆, R₉는 서로 독립적으로 H 또는 C(1-8)알킬이며, 그리고
R₇, R₈, R₁₀, R₁₁은 서로 독립적으로 H, -OH 또는 -OC(1-8)알킬임].
상기 항 중 어느 한 항의 하나 이상의 화합물을 포함하는 약제학적 조성물.
생체 외 또는 생체 내에서 폴레이트-수용체를 발현하는 세포 또는 세포들의 집단(population)에 대한 진단용 영상화를 위한, 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항의 화합물 또는 제 20 항의 약제학적 조성물의 용도.
진단 영상이 필요한 환자(subject)에게 편리하고 효과적인 투여를 위한, 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항의 화합물 또는 제 20 항의 약제학적 조성물의 용도.
폴레이트-수용체를 발현하는 세포 또는 세포들의 집단에 대한 진단용 영상화 방법에 있어서,
상기 방법이 진단 영상에 충분한 양(diagnostic imaging amount)으로 하나 이상의 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항의 화합물을 투여하는 단계; 및
상기 세포 또는 세포들의 집단에 대한 진단 영상을 얻는 단계를 포함하는 방법.
제 23 항에 있어서,
상기 진단용 영상화가 생체 외 또는 생체 내에서 폴레이트-수용체를 발현하는 세포 또는 세포들의 집단에 대하여 실시되는, 방법.
조직 샘플 내에서 폴레이트 수용체를 발현하는 세포의 생체 외 검출을 위한 방법에 있어서,
상기 방법이 상기 조직 샘플을 효과적인 양들의 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항의 화합물과 결합이 일어날 수 있는 조건들 및 충분한 시간 동안 접촉시키는 단계; 및
이러한 결합을 PET 영상에 의해 감지하는 단계를 포함하는 방법.
피검체(subject)의 모니터링(monitoring) 또는 진단용 영상화 방법에 있어서,
(ⅰ) 진단 영상에 충분한 양(diagnostic imaging amount)으로 하나 이상의 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항의 화합물을 투여하는 단계; 및
(ⅱ) PET를 사용하여 상기 하나 이상의 화합물로부터의 신호를 감지함으로써, 진단용 영상화를 실시하는 단계를 포함하는 방법.
피검체 내의 암 치료를 모니터링하는 방법에 있어서,
(ⅰ) 선택된 치료 활성 화합물과 조합되는, 하나 이상의 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항의 화합물을 진단 영상에 충분한 양으로 이를 필요로 하는 피검체에 투여하는 단계; 및
(ⅱ) 암 치료 과정을 따라서 PET를 사용하여 상기 하나 이상의 화합물로부터의 신호를 감지함으로써, 진단용 영상화를 실시하는 단계를 포함하는 방법.
제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,
상기 방법이 암 진단 또는 치료의 여하한 여타 방법들과 조합되어 사용되는 방법.