KR20220146218A - Tracer for PET Specific to beta-adrenergic receptor - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a tracer for positron emission tomography (PET) specific to a beta-adrenergic receptor and a preparation method thereof. More specifically, the present invention relates to a tracer for PET specific to a beta-adrenergic receptor, in particular, to a β_1-adrenergic receptor, which includes a compound represented by chemical formula 1, to a preparation method thereof, wherein the tracer selectively targets a β_1-adrenergic receptor and to a composition including a PET tracer for detecting the β_1-adrenergic receptor to diagnose heart disease. When the bisoprolol represented by the chemical formula 1 and radiolabeled by ^18F isotope according to the present invention is used as a PET tracer for detecting a beta-adrenergic receptor, in particular, a β_1-adrenergic receptor (β1-AR) in vivo cells or tissues, the β_1-AR can be selectively targeted in a heart tissue of a patient with heart disease and the β_1-AR can be detected with very high selectivity and sensitivity, so that the PET tracer can be useful for early detection of the heart disease.

Description

베타-아드레날린성 수용체에 특이적인 PET용 추적자{Tracer for PET Specific to beta-adrenergic receptor}Beta-adrenergic receptor-specific tracer for PET {Tracer for PET Specific to beta-adrenergic receptor}

본 발명은 베타-아드레날린성 수용체에 특이적인 양전자 방출 단층촬영(PET: Positron emission tomography)용 추적자(tracer) 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하며, 베타-아드레날린성 수용체, 특히 베타 1-아드레날린성 수용체(β1-adrenergic receptor)를 선택적으로 표적화하는 베타 1-아드레날린성 수용체 검출용 PET 추적자 및 이의 제조방법, 및 상기 베타 1-아드레날린성 수용체 검출용 PET 추적자를 포함하는 심장 질환의 진단용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a tracer for positron emission tomography (PET) specific to beta-adrenergic receptors and a method for preparing the same. More specifically, including the compound represented by Formula 1, beta-adrenergic receptor, in particular, beta 1-adrenergic receptor (β 1 -adrenergic receptor) that selectively targets beta 1-adrenergic receptor PET tracer for detecting and a method for manufacturing the same, and a composition for diagnosis of heart disease comprising the PET tracer for detecting the beta 1-adrenergic receptor.

단백질 패밀리의 동형체(isoform)는 아미노산 서열 상동성과 구조적 상동성을 공유한다. 약물 발굴에 있어서, 표적 단백질의 상동성 동형체에 대한 선도 화합물의 뚜렷한 선택성은 독성이 적은 후보물질을 발굴할 수 있는 중요한 요소이다. 또한, 신약 발굴 중에 후보물질의 선택성을 향상시키는 것은 충분한 안전성을 제시하는 후보물질의 성공적인 임상 개발을 위한 필수 프로세스이다. β-아드레날린성 수용체(β-adrenoceptor; β-AR)를 포함한 여러 단백질은 조직에서 다른 동형체 집단을 보여, 동형체를 구별하는 선택적 약물을 조작할 수 있는 기회를 제공한다. 그러나, 여러 동형체 중 하나에 대한 약물 선택성 평가는 현재까지 시험관내(in vitro) 접근 방식으로 제한되었으며, 약물 후보물질의 동형체 선택성을 생체내(in vivo)에서 평가할 수 있는 기술적 방법이 필요하다. 양전자 방출 단층촬영(PET; Positron Emission Tomography)은 방사성 동위원소 표지 약물의 생체내 검출을 위한 비-침습적 기술이다. PET는 다양한 질병의 진단 이미징에 널리 사용되며, 표지된 약물의 생체내 분포에 대한 정보도 제공한다.Isoforms of protein families share amino acid sequence homology and structural homology. In drug discovery, the clear selectivity of the lead compound for the homologous isoform of the target protein is an important factor for discovering low-toxic candidates. In addition, improving the selectivity of a candidate substance during drug discovery is an essential process for successful clinical development of a candidate substance that presents sufficient safety. Several proteins, including the β-adrenoceptor (β-AR), show different populations of isoforms in tissues, providing the opportunity to engineer selective drugs that discriminate isoforms. However, the evaluation of drug selectivity for one of several isoforms has so far been limited to in vitro approaches, and a technical method to evaluate the isoform selectivity of drug candidates in vivo is required. . Positron Emission Tomography (PET) is a non-invasive technique for in vivo detection of radiolabeled drugs. PET is widely used for diagnostic imaging of various diseases and also provides information on the biodistribution of labeled drugs.

β-아드레날린성 수용체는 심장, 폐 및 뇌와 같은 기관에 뚜렷하게 존재하는 G-단백질 결합 수용체이다. β-AR의 두 가지 주요 하위 유형 중 β1-AR은 주로 심장, 신장 및 대뇌 피질에서 발견되는 반면, β2-AR은 주로 폐, 위장관, 간, 자궁, 혈관 평활근, 골격근, 및 소뇌 피질에서 발견된다(Mineman KP et.al., Mol Pharmacol., 16(1):21-33, 1979). β1-AR은 주로 고혈압, 심부전, 허혈, 비대성 심근병증, 및 확장성 심근병증과 같은 다양한 심장 질환의 병태 생리와 관련이 있다(Michel MC et.al., Hypertension, 16(2):107-120, 1990). 비-선택적 β-차단제, 예컨대 프로프라놀롤이 여전히 심혈관 질환 치료에 사용되고 있지만, 심장에서 β1-AR이 우세하기 때문에 선택적 β1-차단제, 예컨대 비소프롤롤이 주로 임상 환경에서 사용되고 있다. 특이적 β-AR 동형체에 대한 β-차단제의 선택성은 시험관내 조사를 통해 잘 확립되었다(Baker JG. et.al., Br J Pharmacol., 160(5):1048-1061, 2010). 그러나, 특이적 β-AR 동형체에 대한 β-차단제 선택성의 생체내 프로파일링 기술은 아직 포괄적으로 보고되지 않았다. PET는 심장과, 폐를 포함하는 다른 말초 평활근에 있는 β-AR 동형체의 상이한 집단으로 인해 β-AR 동형체와 그 차단제 사이의 상호작용을 생체내에서 평가하는 데 유용한 도구가 될 수 있다.β-adrenergic receptors are G-protein coupled receptors that are prominently present in organs such as the heart, lungs and brain. Of the two main subtypes of β-AR, β 1 -AR is mainly found in the heart, kidney, and cerebral cortex, whereas β 2 -AR is mainly found in the lung, gastrointestinal tract, liver, uterus, vascular smooth muscle, skeletal muscle, and cerebellar cortex. (Mineman KP et . al., Mol Pharmacol. , 16(1):21-33, 1979). β 1 -AR is primarily associated with the pathophysiology of various heart diseases, such as hypertension, heart failure, ischemia, hypertrophic cardiomyopathy, and dilated cardiomyopathy (Michel MC et . al., Hypertension , 16(2):107- 120, 1990). Although non-selective β-blockers such as propranolol are still used to treat cardiovascular disease, selective β 1 -blockers such as bisoprolol are mainly used in clinical settings because of the predominance of β 1 -AR in the heart. The selectivity of β-blockers for specific β-AR isoforms has been well established through in vitro investigations (Baker JG. et.al. , Br J Pharmacol. , 160(5):1048-1061, 2010). However, in vivo profiling techniques of β-blocker selectivity for specific β-AR isoforms have not yet been comprehensively reported. PET could be a useful tool to evaluate the interaction between β-AR isoforms and their blockers in vivo due to the different populations of β-AR isoforms in the heart and other peripheral smooth muscle, including the lungs.

한편, 비소프롤롤은 합성 β1-AR 차단제로, 이의 선택성은 β2-AR보다 β1-AR에 대해 약 100배 더 높다(Hieble JP. et.al., J Med Chem., 38(18):3415-3444, 1995). 이상적인 약동학적 특성으로 인해, (±)-비소프롤롤은 높은 β1-AR 선택성을 보유하여, β1-AR 밀도 측정을 위한 PET 이미징제 개발을 위한 리간드로서의 잠재력을 나타낸다. 그러나, 심장 내부 β1-AR 밀도의 선택적 정량화를 위한 이미징 방사성 추적자(radiotracer) 개발에 대한 연구는 제한적이다. 현재까지, 비소프롤롤을 방사성 리간드로 사용하는 PET 이미징제의 개발에 대한 연구는 (S)-[11C]비소프롤롤 (11C, t1/2 = 20.4분) 단 하나만 보고되었으며, 이는 중추 β1-AR을 표적으로 한다(Soloviev DV. et.al., Neurochem Int., 38(2):169-180, 2001).On the other hand, bisoprolol is a synthetic β 1 -AR blocker whose selectivity is about 100 times higher for β 1 -AR than for β 2 -AR (Hieble JP et.al. , J Med Chem. , 38 (18). ):3415-3444, 1995). Due to its ideal pharmacokinetic properties, (±)-bisoprolol possesses high β 1 -AR selectivity, indicating its potential as a ligand for the development of PET imaging agents for β 1 -AR density measurement. However, studies on the development of imaging radiotracers for selective quantification of intra-cardiac β 1 -AR density are limited. To date, only one study on the development of a PET imaging agent using bisoprolol as a radioligand has been reported (S)-[ 11 C]bisoprolol ( 11 C, t 1/2 = 20.4 min), which It targets the central β 1 -AR (Soloviev DV. et . al., Neurochem Int. , 38(2):169-180, 2001).

이러한 배경하에서, 본 발명자들은 β-AR 동형체, 특히 β1-AR에 대한 β-차단제의 생체내 선택성 및 효능을 결정하기 위한 검증 도구로 새로운 PET 추적자를 개발하고자 하였다. 본 발명자들은 선택적 β1-AR 차단제로, 11C보다 우수한 붕괴 특성을 가진 18F 동위원소(t1/2 = 109.7분, 더 짧은 평균 양전자 범위)에 의해 방사성 표지된 비소프롤롤-기반 PET 추적자인 (±)-[18F]비소프롤롤 (화합물 1)을 개발하였다. (±)-[18F]비소프롤롤 추적자에 대한 생체외(ex vivo) 생체분포 및 흡수 연구를 Balb/c 정상 마우스에서 수행하여 심장 내부 β1-AR에 대한 β1-차단제의 선택성 및 효능을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.Against this background, the present inventors sought to develop a novel PET tracer as a validation tool to determine the in vivo selectivity and efficacy of β-blockers against β-AR isoforms, particularly β 1 -AR. We present a bisoprolol-based PET tracer radiolabeled with an 18 F isotope (t 1/2 = 109.7 min, shorter mean positron range) with decay properties better than 11 C as a selective β 1 -AR blocker. Phosphorus (±)-[ 18 F]bisoprolol (Compound 1) was developed. Selectivity and efficacy of β 1 -blockers against intracardiac β 1 -AR by performing ex vivo biodistribution and uptake studies of (±)-[ 18 F]bisoprolol tracer in Balb/c normal mice. By confirming, the present invention was completed.

Mineman KP et.al., Mol Pharmacol., 16(1):21-33, 1979 Mineman KP et. al., Mol Pharmacol., 16(1):21-33, 1979 Michel MC et.al., Hypertension, 16(2):107-120, 1990 Michel M C et. al., Hypertension, 16(2):107-120, 1990 Baker JG. et.al., Br J Pharmacol., 160(5):1048-1061, 2010 Baker JG. et.al., Br J Pharmacol., 160(5):1048-1061, 2010 Hieble JP. et.al., J Med Chem., 38(18):3415-3444, 1995 Hieble J.P. et. al., J Med Chem., 38(18):3415-3444, 1995 Soloviev DV. et.al., Neurochem Int., 38(2):169-180, 2001 Soloviev DV. et.al., Neurochem Int., 38(2):169-180, 2001

본 발명의 하나의 목적은 [18F]비소프롤롤 화합물을 포함하는 β-아드레날린성 수용체(β-adrenoceptor) 검출을 위한 PET용 추적자 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.One object of the present invention is to provide a tracer for PET for detecting β-adrenoceptor containing [ 18 F]bisoprolol compound and a method for preparing the same.

본 발명의 다른 목적은 상기 PET용 추적자를 포함하는 심장 질환의 진단용 조성물을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a composition for diagnosis of heart disease comprising the PET tracer.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 PET용 추적자를 이용한 심장 질환의 진단을 위한 정보 제공 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for providing information for the diagnosis of heart disease using the PET tracer.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 [18F]비소프롤롤 화합물을 포함하는 β-아드레날린성 수용체 검출을 위한 PET용 추적자 및 이의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a tracer for PET for detecting β-adrenergic receptor containing [ 18 F]bisoprolol compound and a method for preparing the same.

또한, 본 발명은 상기 PET용 추적자를 포함하는 심장 질환의 진단용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for diagnosis of heart disease comprising the PET tracer.

또한, 본 발명은 상기 PET용 추적자를 이용한 심장 질환의 진단을 위한 정보 제공 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for providing information for the diagnosis of heart disease using the PET tracer.

본 발명에 따른 18F 동위원소에 의해 방사성 표지된 화학식 1의 비소프롤롤 화합물을 생체세포 또는 조직의 β-아드레날린성 수용체, 특히 β1-아드레날린성 수용체(β1-AR) 검출용 PET 추적자로 이용하면, 심장 질환 환자의 심장 조직에서 β1-AR를 선택적으로 표적화할 수 있어, 보다 효과적으로 심장 질환의 진단에 이용할 수 있다.The bisoprolol compound of Formula 1 radiolabeled with 18 F isotope according to the present invention was used as a PET tracer for detecting β-adrenergic receptors, particularly β 1 -adrenergic receptors (β 1 -AR) in living cells or tissues. If used, it is possible to selectively target β 1 -AR in the heart tissue of patients with heart disease, which can be used for more effectively diagnosing heart disease.

본 발명에 따른 화학식 1의 화합물을 포함하는 PET용 추적자는 β-아드레날린성 수용체, 특히 β1-AR를 매우 선택적이고 높은 민감도로 검출할 수 있어, 심장 질환의 조기 진단을 위해 유용하게 사용할 수 있다.The tracer for PET containing the compound of Formula 1 according to the present invention can detect β-adrenergic receptors, particularly β 1 -AR, with very selective and high sensitivity, and can be usefully used for early diagnosis of heart disease. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 (A) 비방사성 [F]비소프롤롤 및 (B) 방사성 표지된 [18F]비소프롤롤의 합성 과정을 개략적으로 나타낸 도이다. 여기에서, 반응 조건 및 시약은 다음과 같다: A. 비방사성 [F]비소프롤롤의 합성; (a) Dowex  50WX8 수지, IPA, rt, 69%; (b) K2CO3, 에피클로히드린, CH3CN, 환류, 69%; (c) DL-알라니놀, CH3OH, 환류, 97%; (d) Boc2O, CH2Cl2, rt, 93%; (e) TBSCl, 이미다졸, CH2Cl2, rt, 77%; (f) NaH, 톨루엔, rt, 28%; (g) TBAF, THF, rt 89%; (h) TsCl, TEA, DMAP, CH2Cl2, rt, 92%; (i) 2.2.2-크립탄드, KF, CH3CN, 100℃, 61%; (j) LiAlH4, THF, rt, 73%; B. 방사성 표지된 [18F]비소프롤롤의 합성; (k) 2.2.2-크립탄드, 18F, CH3CN, 100℃, 61%; (l) LiAlH4, THF, rt, 73%.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 LiAlH4에 의한 탈보호 후 (±)-[18F]비소프롤롤의 정제 결과를 나타낸 도이다. 구체적으로, (A) (±)-[18F]비소프롤롤의 정제를 위한 방사성-HPLC(high pressure liquid chromatography) 크로마토그램 결과 및 (B) (±)-[18F]비소프롤롤의 정제를 위한 HPLC 크로마토그램 결과를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 (±)-[18F]비소프롤롤 (화합물 1) 주사 후 5분, 30분, 90분 및 120분째에 Balb/c 마우스에서 (±)-[18F]비소프롤롤 (화합물 1)의 생체분포 결과를 나타낸 도이다. 구체적으로, (A) 다양한 기관에서 (±)-[18F]비소프롤롤의 생체외 분포 결과를 나타낸 막대 그래프 및 (B) 혈액, 심장, 폐 및 뇌에서 (±)-[18F]비소프롤롤 분포를 나타낸 꺾은선형 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 (±)-[18F]비소프롤롤 (화합물 1) 주사 후 30분째 및 120분째에 정상 Balb/c 마우스에서 (±)-[18F]비소프롤롤 (화합물 1)과 비표지된 (±)-비소프롤롤의 경쟁 분석 결과를 나타낸 도이다. 구체적으로, (A) (±)-비소프롤롤로 전처리된 Balb/c 마우스에서 다양한 기관에서 (±)-[18F]비소프롤롤의 생체외 분포 결과를 나타낸 막대 그래프, (B) (±)-비소프롤롤을 전처리하지 않은 Balb/c 마우스에서 (±)-[18F]비소프롤롤의 기관-대비-혈액(organ-to-blood) 비율을 나타낸 그래프, 및 (C) (±)-비소프롤롤을 전처리한 Balb/c 마우스에서 (±)-[18F]비소프롤롤의 기관-대비-혈액 비율을 나타낸 그래프이다.
1 is a diagram schematically showing the synthesis process of (A) non-radioactive [F] bisoprolol and (B) radiolabeled [ 18 F] bisoprolol according to an embodiment of the present invention. Here, the reaction conditions and reagents are as follows: A. Synthesis of non-radioactive [F]bisoprolol; (a) Dowex 50WX8 resin, IPA, rt, 69%; (b) K 2 CO 3 , epichlorohydrin, CH 3 CN, reflux, 69%; (c) DL-alaninol, CH 3 OH, reflux, 97%; (d) Boc 2 O, CH 2 Cl 2 , rt, 93%; (e) TBSCl, imidazole, CH 2 Cl 2 , rt, 77%; (f) NaH, toluene, rt, 28%; (g) TBAF, THF, rt 89%; (h) TsCl, TEA, DMAP, CH 2 Cl 2 , rt, 92%; (i) 2.2.2-cryptand, KF, CH 3 CN, 100° C., 61%; (j) LiAlH 4 , THF, rt, 73%; B. Synthesis of radiolabeled [ 18 F]bisoprolol; (k) 2.2.2-cryptand, 18 F, CH 3 CN, 100° C., 61%; (l) LiAlH 4 , THF, rt, 73%.
2 is a diagram showing the purification results of (±)-[ 18 F]bisoprolol after deprotection by LiAlH 4 in an embodiment of the present invention. Specifically, (A) radioactive-HPLC (high pressure liquid chromatography) chromatogram results for purification of (±)-[ 18 F]bisoprolol and (B) purification of (±)-[ 18 F]bisoprolol It is a diagram showing the HPLC chromatogram results for
3 shows (±)-[ 18 F]bisoprolol (Compound 1) in Balb/c mice at 5, 30, 90, and 120 minutes after injection (±)-[ 18 F] It is a diagram showing the biodistribution results of bisoprolol (Compound 1). Specifically, (A) bar graphs showing the in vitro distribution results of (±)-[ 18 F]bisoprolol in various organs and (B) (±)-[ 18 F] ratios in blood, heart, lung and brain It is a line graph showing the soprorolol distribution.
4 shows (±)-[ 18 F]bisoprolol (Compound 1) in normal Balb/c mice at 30 and 120 minutes after (±)-[ 18 F]bisoprolol (Compound 1) injection according to an embodiment of the present invention. It is a diagram showing the results of competition analysis between rollol (Compound 1) and unlabeled (±)-bisoprolol. Specifically, (A) a bar graph showing the in vitro distribution results of (±)-[ 18 F]bisoprolol in various organs in Balb/c mice pretreated with (±)-bisoprolol, (B) (± )-A graph showing the organ-to-blood ratio of (±)-[ 18 F]bisoprolol in Balb/c mice not pretreated with )-bisoprolol, and (C) (±) -A graph showing the organ-to-blood ratio of (±)-[ 18 F]bisoprolol in Balb/c mice pretreated with bisoprolol.

본 발명은 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하며, 베타-아드레날린성 수용체, 특히 베타 1-아드레날린성 수용체(β1-adrenergic receptor, β1-AR)를 선택적으로 표적화한 β1-AR 검출용 PET 추적자 및 이의 제조방법, 및 상기 β1-AR 검출용 PET 추적자를 포함하는 심장 질환의 진단용 조성물에 관한 것이다.The present invention includes a compound represented by Formula 1, and beta-adrenergic receptor, in particular, beta 1-adrenergic receptor (β 1 -adrenergic receptor, β 1 -AR) selectively targeting β 1 -AR detection PET A tracer, a method for preparing the same, and a composition for diagnosis of heart disease comprising the PET tracer for detecting the β 1 -AR.

하나의 양태로서, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 [18F]비소프롤롤 화합물을 포함하는 β-아드레날린성 수용체(β-adrenoceptor) 검출을 위한 PET용 추적자를 제공한다:In one aspect, the present invention provides a tracer for PET for detecting β-adrenoceptor containing [ 18 F]bisoprolol compound represented by the following formula (1):

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

본 명세서에서 사용된 용어, "β-아드레날린성 수용체(β-adrenoceptor, β-AR)"는 심장, 폐 및 뇌와 같은 기관에 뚜렷하게 존재하는 G-단백질 결합 수용체로, β-AR는 β1-AR 및 β2-AR 두 가지 주요 하위 유형이 있다. β1-AR은 주로 심장, 신장 및 대뇌 피질에서 발견되는 반면, β2-AR은 주로 폐, 위장관, 간, 자궁, 혈관 평활근, 골격근, 및 소뇌 피질에서 발견되는 것으로 알려져 있다. 또한, β1-AR은 주로 고혈압, 심부전, 허혈, 비대성 심근병증, 및 확장성 심근병증과 같은 다양한 심장 질환의 병태 생리와 관련이 있는 것으로 알려져 있다.As used herein, the term "β-adrenoceptor (β-AR)" is a G-protein coupled receptor that is distinctly present in organs such as the heart, lungs and brain, β-AR is β 1 - There are two main subtypes: AR and β 2 -AR. It is known that β 1 -AR is mainly found in the heart, kidney and cerebral cortex, whereas β 2 -AR is mainly found in the lungs, gastrointestinal tract, liver, uterus, vascular smooth muscle, skeletal muscle, and cerebellar cortex. In addition, β 1 -AR is known to be mainly associated with the pathophysiology of various heart diseases such as hypertension, heart failure, ischemia, hypertrophic cardiomyopathy, and dilated cardiomyopathy.

본 명세서에서 사용된 용어, "비소프롤롤(bisoprolol)"은 교감신경의 베타-1 아드레날린성 수용체(β1-adrenoceptor; β1-AR)를 선택적으로 억제하여 심근 수축력과 심장 박동수를 감소시키는 약물로, 혈압을 낮추고 심장의 부담을 줄여주므로 고혈압, 협심증 치료에 사용되며, 만성 심부전의 치료에도 사용된다.As used herein, the term "bisoprolol" is a drug that selectively inhibits sympathetic beta-1 adrenergic receptors (β 1 -adrenoceptor; β 1 -AR) to reduce myocardial contractility and heart rate. Because it lowers blood pressure and reduces the burden on the heart, it is used in the treatment of hypertension and angina, and is also used in the treatment of chronic heart failure.

본 발명에 있어서, 상기 비소프롤롤은 18F 동위원소에 의해 방사성 표지된 하기 화학식 1의 화학 구조를 갖는 화합물로서, β-아드레날린성 수용체(β-adrenoceptor; β-AR), 특히 β1-아드레날린성 수용체(β1-AR)를 선택적으로 표적화하는 β1-AR 검출용 PET 추적자(tracer)로 이용 가능하다:In the present invention, the bisoprolol is a compound having the chemical structure of the following formula (1) radiolabeled by 18 F isotope, β-adrenoceptor (β-AR), particularly β 1 -adrenergic A PET tracer for the detection of β 1 -AR that selectively targets the sex receptor (β 1 -AR) is available:

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

본 명세서에서 사용된 용어, "양전자 방출 단층촬영(Positron Emission Tomography, PET)은 핵의학 검사 방법 중 하나로, 방사성 동위원소 표지 약물의 생체내 검출을 위한 비-침습적 기술이다. 구체적으로, PET는 양전자를 방출하는 방사성 동위원소를 결합한 의약품을 혈액 속에 주입하고 촬영하는 방법으로 체내에서의 동위원소의 분포를 알아보는 것이다. PET는 다양한 질병의 진단 이미징에 널리 사용되며, 표지된 약물의 생체내 분포에 대한 정보도 제공한다.As used herein, the term "Positron Emission Tomography (PET) is one of nuclear medicine examination methods, and is a non-invasive technique for in vivo detection of radioactive isotope-labeled drugs. Specifically, PET is a positron It is to examine the distribution of isotopes in the body by injecting and imaging a drug containing radioactive isotopes that emit It also provides information about

표적 단백질 패밀리의 다양한 동형체에 대한 약물의 선택성은 종종 독성 측면에서 중요하다. 통상적으로, 약물 또는 후보물질 선택성은 시험관내 분석에 의해 평가되지만, 생체내 조사는 현재 부족하다. 양전자 방출 단층촬영(PET)을 사용하면 방사성 표지된 약물의 생체내 분포를 비-침습적으로 결정할 수 있으며, 이는 약물 선택성에 관한 생체내 데이터를 제공할 수 있다. β1- 및 β2-아드레날린성 수용체(β-AR)를 모두 억제하는 비-선택적 β-차단제인 프로프라놀롤의 발견 이후, β2-AR 억제와 관련된 단점을 극복하기 위해 비소프롤롤을 포함한 다양한 선택적 β1- 차단제가 개발되었다. 개념 증명으로, 심장 및 말초 평활근이 β1-AR 및 β2-AR의 뚜렷한 집단을 보여주기 때문에, β1-AR에 대한 선택적 β-차단제로서 비소프롤롤의 선택성과 효능을 이해하기 위해 생체내 PET 연구를 수행하였다. 18F 표지된 비소프롤롤 (1, [18F]비소프롤롤)의 생체분포는 주사 후 늦은 시점에서 다른 β-AR이 풍부한 기관과 비교하여 심장에서 흡수가 유지되는 것을 보여주었다. 비표지된 비소프롤롤을 사용한 경쟁적 차단 분석은 어떤 기관에서도 [18F]비소프롤롤 흡수를 억제하지는 않았지만, 심장 및 뇌와 같은 β1-AR이 풍부한 기관에서 두 가지 다른 시점 사이에 방사능의 현저하게 빠른 손실을 나타내었다. 더욱이, 기관-대비-혈액 비율은 배설이 느리고, 심장 내부에 [18F]비소프롤롤의 더 우수한 축적을 나타내었다. 종합적으로, 생체외 생체분포 및 차단 연구는 심장에서 β1-AR을 표적으로 하는 선택적 억제제로서 비소프롤롤의 생체내 분포 패턴을 더 잘 이해할 수 있는 통찰력 있는 증거를 제시하고, 약물 선택성을 평가하기 위한 생체내 기술로서 PET의 가능성을 제공하였다.The selectivity of a drug for the various isoforms of the target protein family is often important in terms of toxicity. Typically, drug or candidate selectivity is assessed by in vitro assays, but in vivo investigations are currently lacking. Positron emission tomography (PET) can be used to non-invasively determine the biodistribution of radiolabeled drugs, which can provide in vivo data regarding drug selectivity. After the discovery of propranolol, a non-selective β-blocker that inhibits both β 1 - and β 2 -adrenergic receptors (β-AR), to overcome the shortcomings associated with β 2 -AR inhibition, various selective agents including bisoprolol β 1 -blockers have been developed. As a proof-of-concept, since cardiac and peripheral smooth muscle show distinct populations of β 1 -AR and β 2 -AR in vivo to understand the selectivity and efficacy of bisoprolol as a selective β-blocker for β 1 -AR A PET study was performed. The biodistribution of 18 F-labeled bisoprolol (1, [ 18 F]bisoprolol) showed that absorption was maintained in the heart compared to other β-AR-rich organs at later time points after injection. Competitive blocking assays using unlabeled bisoprolol did not inhibit [ 18 F]bisoprolol uptake in any organs, but marked significant radioactivity between two different time points in β 1 -AR-rich organs such as the heart and brain. showed a very rapid loss. Moreover, the organ-to-blood ratio showed a slower excretion and better accumulation of [ 18 F]bisoprolol inside the heart. Collectively, ex vivo biodistribution and blockade studies provide insightful evidence to better understand the biodistribution pattern of bisoprolol as a selective inhibitor targeting β 1 -AR in the heart, and to evaluate drug selectivity. The potential of PET as an in vivo technique for

본 발명의 일 실시예에 있어서, β-아드레날린성 수용체 검출을 위한 PET용 추적자인 화학식 1로 표시되는 [18F]비소프롤롤 화합물의 생체분포는 주사 후 늦은 시점에서 다른 β-AR이 풍부한 기관과 비교하여 심장에서 흡수가 유지됨을 확인하였다. 또한, 심장 내부에 [18F]비소프롤롤의 더 우수한 축적을 나타냄을 확인하였다.In one embodiment of the present invention, the biodistribution of the [ 18 F]bisoprolol compound represented by Formula 1, which is a tracer for PET for detecting β-adrenergic receptors, is different from other β-AR-rich organs at a late time point after injection. It was confirmed that absorption was maintained in the heart compared to . In addition, it was confirmed that a better accumulation of [ 18 F]bisoprolol inside the heart was observed.

다른 하나의 양태로서, 본 발명은 a) 18F-불소와 아세토니트릴 중의 [2.2.2]-크립탄드를 혼합한 혼합물을 85℃ 내지 95℃ 온도에서 질소 가스로 건조하는 단계; b) 상기 a) 단계의 혼합물에 아세토니트릴 중의 화학식 9

Figure pat00003
의 화합물 용액을 첨가한 반응 혼합물을 90℃ 내지 110℃에서 10분 내지 30분 동안 가열한 다음 실온으로 냉각시는 단계; 및 c) 상기 b) 단계의 반응 혼합물을 질소 가스로 건조하여 용매를 제거한 후, 테트라히드로푸란(THF)에 용해된 리튬 알루미늄 하이드라이드(LiAlH4)를 첨가하여 실온에서 10분 내지 20분 동안 반응시키는 단계;를 포함하는, 하기 화학식 1로 표시되는 β-아드레날린성 수용체 검출을 위한 PET용 추적자의 제조방법을 제공한다:In another embodiment, the present invention provides a method comprising the steps of: a) drying a mixture of 18 F-fluorine and [2.2.2]-cryptand in acetonitrile with nitrogen gas at a temperature of 85°C to 95°C; b) Formula 9 in acetonitrile in the mixture of step a)
Figure pat00003
heating the reaction mixture to which a solution of the compound of and c) drying the reaction mixture in step b) with nitrogen gas to remove the solvent, and then adding lithium aluminum hydride (LiAlH 4 ) dissolved in tetrahydrofuran (THF) to react at room temperature for 10 to 20 minutes. It provides a method for preparing a tracer for PET for detecting β-adrenergic receptors represented by the following formula (1), including:

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00004
Figure pat00004

본 발명에 있어서, 상기 PET용 추적자는 β1-아드레날린성 수용체(β1-AR)를 표적으로 하는 화학식 1로 표시되는 [18F]비소프롤롤 기반 화합물로, (±)-비소프롤롤의 18F-표지를 위한 전구체 (화학식 9)를 사용하여 18F 음이온과의 친핵성 치환 반응을 통해 방사성 표지된 (±)-[18F]비소프롤롤 (화합물 1)을 합성할 수 있다. 18F 음이온에 의한 친핵성 치환 및 LiAlH4를 사용한 개환에 의한 후속 탈보호는 최종 [18F]-PET 추적자 (화합물 1)를 최종 생성할 수 있다.In the present invention, the PET tracer is a [ 18 F]bisoprolol-based compound represented by Formula 1 that targets β 1 -adrenergic receptor (β 1 -AR), (±)-bisoprolol Using the precursor for 18 F-labeling (Formula 9), radiolabeled (±)-[ 18 F]bisoprolol (Compound 1) can be synthesized through a nucleophilic substitution reaction with an 18 F anion. Subsequent deprotection by nucleophilic substitution with an 18 F anion and ring opening with LiAlH 4 can finally yield the final [ 18 F]-PET tracer (Compound 1).

상기 최종 생성물인 [18F]비소프롤롤 (화합물 1)을 역상 반-분취(semi-preparative) HPLC로 정제한 결과, 15%의 방사성 화학적 수율, > 98%의 방사성 화학적 순도 및 > 3.4 GBq/μmol의 특이적 활성을 나타내었다 (표 1 참조).The final product, [ 18 F]bisoprolol (Compound 1), was purified by reverse-phase semi-preparative HPLC in a radiochemical yield of 15%, radiochemical purity of >98% and >3.4 GBq/ It showed a specific activity of μmol (see Table 1).

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 PET용 추적자를 포함하는 심장 질환의 진단용 조성물을 제공한다.As another aspect, the present invention provides a composition for diagnosis of heart disease comprising the PET tracer.

전술한 바와 같이, PET용 추적자는 β1-아드레날린성 수용체(β1-AR)를 표적으로 하는 화학식 1로 표시되는 [18F]비소프롤롤 기반 화합물로, 생체분포는 주사 후 늦은 시점에서 다른 β-AR이 풍부한 기관과 비교하여 심장에서 흡수가 유지되고, 심장 내부에 [18F]비소프롤롤의 더 우수한 축적을 나타냄을 확인한 바, 심장 질환에 유용하게 활용할 수 있다.As described above, the tracer for PET is a [ 18 F]bisoprolol-based compound represented by Formula 1 that targets the β 1 -adrenergic receptor (β 1 -AR), and the biodistribution is different at a late time point after injection. Compared with organs rich in β-AR, it was confirmed that absorption was maintained in the heart and a better accumulation of [ 18 F]bisoprolol inside the heart was confirmed, which can be useful for heart disease.

본 발명에 있어서, 상기 심장 질환은 이에 제한되지는 않으나, 고혈압, 심부전, 허혈, 비대성 심근병증, 및 확장성 심근병증으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.In the present invention, the heart disease is not limited thereto, but may be one or more selected from the group consisting of hypertension, heart failure, ischemia, hypertrophic cardiomyopathy, and dilated cardiomyopathy.

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 PET용 추적자를 이용한 심장 질환의 진단을 위한 정보 제공 방법을 제공한다.As another aspect, the present invention provides a method for providing information for diagnosing heart disease using the PET tracer.

전술한 바와 같이, 상기 PET용 추적자는 심장의 β1-아드레날린성 수용체(β1-AR)를 표적으로 하는 화학식 1로 표시되는 [18F]비소프롤롤 기반 화합물로, 이에 제한되지는 않으나, 심장 내부의 β1-AR 양을 측정함으로써 수행될 수 있다.As described above, the PET tracer is a [ 18 F]bisoprolol-based compound represented by Formula 1 that targets the β 1 -adrenergic receptor (β 1 -AR) of the heart, but is not limited thereto, This can be done by measuring the amount of β 1 -AR inside the heart.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

참조예 1. 시약 및 실험기구Reference Example 1. Reagents and laboratory equipment

합성 과정에서 사용된 모든 시약은 Sigma-Aldrich, Combi-Block, Acros, TCI, Alfa Aesar 및 대정으로부터 구입하였으며, 추가 정제없이 사용하였다. 반응에 사용된 무수 용매는 Inert technology (Amesbury, MA, USA)의 PureSolv Micro Multi Unit 용매 정제 시스템을 사용하여 정제하고, 모든 반응은 질소 분위기하에서 수행하였다. 반응 완료는 실리카겔 플레이트 (Kiesegel 60 F254, Merck)를 사용한 박층 크로마토그래피로 확인하였다. 합성된 모든 화합물은 실리카겔 (ZEOprep 60 40~63 ㎛)이 충진된 플래쉬 컬럼 크로마토그래피로 정제하였다. 1H NMR 및 13C 스펙트럼은 JEOL JNM-ECZ400s/L1 (400 MHz) 분광기로 측정하였으며, NMR 용매로는 CDCl3 또는 DMSO-d 6를 사용하였다. 화학적 이동(chemical shift)은 ppm(parts per million)으로 표시하였으며, 결합 상수(coupling constant)는 Hz 단위로 표시하였다. 화학적 이동은 CDCl3 중 테트라메틸실란(δ= 0 ppm)을 내부 표준으로서 참조하였다. 13C NMR 스펙트럼은 동일한 NMR 분광기를 사용하여 얻었으며, 화학적 이동은 CDCl3 중 77.0 ppm 또는 DMSO-d 6 중 39.5 ppm에서의 삼중선(triplet)에 대한 중심선을 기준으로 ppm 단위로 나타내었다.All reagents used in the synthesis were purchased from Sigma-Aldrich, Combi-Block, Acros, TCI, Alfa Aesar and Daejeong, and were used without further purification. The anhydrous solvent used in the reaction was purified using the PureSolv Micro Multi Unit solvent purification system of Inert Technology (Amesbury, MA, USA), and all reactions were performed under a nitrogen atmosphere. The completion of the reaction was confirmed by thin layer chromatography using a silica gel plate (Kiesegel 60 F 254 , Merck). All synthesized compounds were purified by flash column chromatography filled with silica gel (ZEOprep 60 40-63 μm). 1 H NMR and 13 C spectra were measured with a JEOL JNM-ECZ400s/L1 (400 MHz) spectrometer, and CDCl 3 or DMSO- d 6 was used as the NMR solvent. Chemical shift was expressed in parts per million (ppm), and coupling constant was expressed in Hz. Chemical shifts were referenced to tetramethylsilane (δ=0 ppm) in CDCl 3 as internal standard. 13 C NMR spectra were obtained using the same NMR spectrometer, and chemical shifts are expressed in ppm relative to the center line for the triplet at 77.0 ppm in CDCl 3 or 39.5 ppm in DMSO- d 6 .

실시예 1. (±)-[F]비소프롤롤의 합성Example 1. Synthesis of (±)-[F]bisoprolol

(±)-비소프롤롤의 18F-표지를 위한 전구체 (9)는 하기 [반응식 1]에 나타낸 바와 같이 합성하였다. 상업적으로 입수가능한 4-(히드록시메틸)페놀과 2-이소프로폭시에탄올로부터의 벤질 알코올 및 페놀 알코올의 결과로 일어나는 알킬화에 뒤이어, 에피클로로히드린을 첨가하여, 중간체 4를 얻었다. 에폭사이드 4의 개환 반응은 DL-알라니놀을 첨가하여 아미노 알코올 중간체 5를 생성하도록 수행되었으며, 이후 유리-NH의 Boc-보호에 이어 tert-부틸디메틸실릴 클로라이드 (TBSCl)를 사용한 1차 알코올의 선택적 보호로 2차 알코올 6을 생성하였다. 18F-표지 후 2차 아민 및 알코올의 원-팟(one-pot) 탈보호를 위해, 2차 알코올은 수소화 나트륨을 사용하여 옥사졸리디논 7을 형성하도록 환화되었다. 18F-표지를 위한 전구체 9는 테트라-n-부틸암모늄 플루오라이드 (TBAF)를 사용하여 TBS기를 탈보호한 다음, 토실 클로라이드를 사용하여 유리 하이드록실기의 토실화(tosylation)에 의해 생성되었다. 18F-표지, 옥사졸리디논기의 탈보호 및 HPLC 정제는 비방사성 화합물을 사용하여 확립되었다. 이후, 전구체 9는 18F 음이온과의 친핵성 치환 반응을 통해 방사성 표지된 (±)-[18F]비소프롤롤 (화합물 1)을 합성하는 데 사용되었다. 18F 음이온에 의한 친핵성 치환 및 LiAlH4를 사용한 개환에 의한 후속 탈보호는 최종 [18F]-PET 추적자 (화합물 1)를 제공하였다(하기 [반응식 2] 참조). 최종 생성물인 [18F]비소프롤롤 (화합물 1)을 역상 반-분취(semi-preparative) HPLC로 정제하였으며 (도 2), 15%의 방사성 화학적 수율, > 98%의 방사성 화학적 순도 및 > 3.4 GBq/μmol의 특이적 활성을 나타내었다 (표 1 참조).A precursor (9) for 18 F-labeling of (±)-bisoprolol was synthesized as shown in [Scheme 1] below. The resulting alkylation of benzyl alcohol and phenol alcohol from commercially available 4-(hydroxymethyl)phenol and 2-isopropoxyethanol followed by addition of epichlorohydrin gave Intermediate 4. The ring opening reaction of epoxide 4 was carried out to give amino alcohol intermediate 5 by addition of DL-alaninol, followed by Boc-protection of free-NH followed by tert -butyldimethylsilyl chloride (TBSCl) of the primary alcohol. Selective protection resulted in secondary alcohol 6 . For one-pot deprotection of secondary amines and alcohols after 18 F-labelling, secondary alcohols were cyclized to form oxazolidinone 7 using sodium hydride. Precursor 9 for the 18 F-label was generated by deprotection of the TBS group using tetra-n-butylammonium fluoride (TBAF) followed by tosylation of the free hydroxyl group using tosyl chloride. 18 F-labelling, deprotection of the oxazolidinone group and HPLC purification were established using non-radioactive compounds. Then, precursor 9 was used to synthesize radiolabeled (±)-[ 18 F]bisoprolol (Compound 1) through a nucleophilic substitution reaction with an 18 F anion. Subsequent deprotection by nucleophilic substitution with 18 F anion and ring opening with LiAlH 4 gave the final [ 18 F]-PET tracer (Compound 1) (see [Scheme 2] below). The final product, [ 18 F]bisoprolol (Compound 1), was purified by reverse-phase semi-preparative HPLC ( FIG. 2 ), with a radiochemical yield of 15%, a radiochemical purity of >98% and >3.4 It showed a specific activity of GBq/μmol (see Table 1).

[반응식 1] 비방사성 [F]비소프롤롤의 합성[Scheme 1] Synthesis of non-radioactive [F] bisoprolol

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 [반응식 1]에 나타난 화합물들의 합성과정을 하기에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.The synthesis process of the compounds shown in [Scheme 1] will be described in more detail below.

실시예 1-1. 화합물 3의 합성 Example 1-1. Synthesis of compound 3

4-((2-이소프로폭시에톡시)메틸)페놀 (3)4-((2-isopropoxyethoxy)methyl)phenol (3)

Figure pat00006
Figure pat00006

Dowex 50WX8 수지 (4.02 g, 20.14 mmol)를 28 mL의 이소프로폭시에탄올에 녹인 4-(히드록시메틸)페놀 (2.11 g, 16.11 mmol)의 혼합물에 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 완료 후, 반응 혼합물을 여과하여 수지를 제거하고, 생성물은 CH2Cl2로 세척하여 분리하였다. 유기 여과액을 물 (5×45 mL)로 세척하고, Na2SO4 상에서 건조시켰다. 건조된 유기층을 회전 증발기로 농축시켰다. 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (EA:헥산 = 1:4)로 잔류물을 정제하여 화합물 3 (2.346 g, 69%)을 얻었다.Dowex 50WX8 resin (4.02 g, 20.14 mmol) was added to a mixture of 4-(hydroxymethyl)phenol (2.11 g, 16.11 mmol) in 28 mL of isopropoxyethanol, and the reaction mixture was stirred at room temperature for 12 hours. did. After completion of the reaction, the reaction mixture was filtered to remove the resin, and the product was isolated by washing with CH 2 Cl 2 . The organic filtrate was washed with water (5×45 mL) and dried over Na 2 SO 4 . The dried organic layer was concentrated with a rotary evaporator. The residue was purified by silica gel column chromatography (EA:hexane = 1:4) to give compound 3 (2.346 g, 69%).

1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6) δ 9.37 (s, 1H), 7.10 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 6.71 (dd, J = 11.4, 2.7 Hz, 2H), 4.32 (s, 2H), 3.49-3.55 (m, 1H), 3.45 (s, 4H), 1.05 (d, J = 5.9 Hz, 6H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d 6) δ 156.78, 129.36, 128.60, 114.91, 71.96, 70.83, 69.01, 66.76, 22.04. ESI-MS: m/z = 209.20 (M - H)-. 1 H NMR (400 MHz, DMSO- d 6 ) δ 9.37 (s, 1H), 7.10 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 6.71 (dd, J = 11.4, 2.7 Hz, 2H), 4.32 (s, 2H), 3.49-3.55 (m, 1H), 3.45 (s, 4H), 1.05 (d, J = 5.9 Hz, 6H); 13 C NMR (100 MHz, DMSO- d 6 ) δ 156.78, 129.36, 128.60, 114.91, 71.96, 70.83, 69.01, 66.76, 22.04. ESI-MS: m/z = 209.20 (M - H) - .

실시예 1-2. 화합물 4의 합성 Example 1-2. Synthesis of compound 4

2-((4-((2-이소프로폭시에톡시)메틸)페녹시)메틸)옥시란 (4)2-((4-((2-isopropoxyethoxy)methyl)phenoxy)methyl)oxirane (4)

Figure pat00007
Figure pat00007

CH3CN (36 mL) 중 화합물 3 (2.5 g, 11.89 mmol) 및 K2CO3 (3.3 g, 23.78 mmol)의 용액에 에피클로로히드린 (2.2 g, 23.777 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 85℃에서 12시간 동안 환류시켰다. 반응 완료 후, 용매를 증발로 제거하였으며, 조 물질(crude)을 EtOAc (2×50 mL)에 넣고 물 (2×45 mL)로 세척하였다. 조합한 유기층을 Na2SO4 상에서 건조하고 농축시켰다. 실리카겔 플래쉬 컬럼 크로마토그래피 (CH2Cl2:MeOH = 50:1)를 이용하여 조 잔류물로부터 화합물 4 (2.17 g, 69%)를 분리하였다.To a solution of compound 3 (2.5 g, 11.89 mmol) and K 2 CO 3 (3.3 g, 23.78 mmol) in CH 3 CN (36 mL) was added epichlorohydrin (2.2 g, 23.777 mmol). The reaction mixture was refluxed at 85° C. for 12 hours. After completion of the reaction, the solvent was removed by evaporation, and the crude material was placed in EtOAc (2×50 mL) and washed with water (2×45 mL). Combined organic layers over Na 2 SO 4 dried and concentrated. Compound 4 (2.17 g, 69%) was isolated from the crude residue using silica gel flash column chromatography (CH 2 Cl 2 :MeOH = 50:1).

1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6) δ 7.22-7.28 (m, 2H), 6.91-6.96 (m, 2H), 4.39 (s, 2H), 4.30 (dd, J = 11.9, 3.2 Hz, 1H), 3.77-3.84 (m, 1H), 3.52 (q, J = 6.1 Hz, 1H), 3.47 (s, 4H), 3.30 (q, J = 3.1 Hz, 1H), 2.83 (t, J = 4.8 Hz, 1H), 2.69 (q, J = 2.6 Hz, 1H), 1.06 (d, J = 5.9 Hz, 7H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d 6) δ 157.42, 130.59, 129.15, 128.99, 114.70, 113.99, 71.43, 70.62, 68.94, 68.72, 66.54, 49.50, 43.54, 21.84. ESI-MS: m/z = 265.23 (M - H)-. 1 H NMR (400 MHz, DMSO- d 6 ) δ 7.22-7.28 (m, 2H), 6.91-6.96 (m, 2H), 4.39 (s, 2H), 4.30 (dd, J = 11.9, 3.2 Hz, 1H) ), 3.77-3.84 (m, 1H), 3.52 (q, J = 6.1 Hz, 1H), 3.47 (s, 4H), 3.30 (q, J = 3.1 Hz, 1H), 2.83 (t, J = 4.8 Hz) , 1H), 2.69 (q, J = 2.6 Hz, 1H), 1.06 (d, J = 5.9 Hz, 7H); 13 C NMR (100 MHz, DMSO- d 6 ) δ 157.42, 130.59, 129.15, 128.99, 114.70, 113.99, 71.43, 70.62, 68.94, 68.72, 66.54, 49.50, 43.54, 21.84. ESI-MS: m/z = 265.23 (M - H) - .

실시예 1-3. 화합물 5의 합성 Examples 1-3. Synthesis of compound 5

2-((2-히드록시-3-(4-((2-이소프로폭시에톡시)메틸)페녹시) 프로필) 아미노)프로판-1-올 (5)2-((2-hydroxy-3-(4-((2-isopropoxyethoxy)methyl)phenoxy)propyl)amino)propan-1-ol (5)

Figure pat00008
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MeOH (9 mL) 중 화합물 4 (1.5 g, 5.64 mmol)의 교반된 용액에 DL-알라니놀 (2.89 g, 37.76 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 72℃에서 2시간 30분 동안 환류시켰다. 용매를 감압 하에서 제거하였다. 실리카겔 플래쉬 컬럼 크로마토그래피 (CH2Cl2:MeOH = 5:1)를 수행하여 화합물 5 (1.85 g, 97%)를 얻었다.To a stirred solution of compound 4 (1.5 g, 5.64 mmol) in MeOH (9 mL) was added DL-alaninol (2.89 g, 37.76 mmol). The reaction mixture was refluxed at 72° C. for 2 hours 30 minutes. The solvent was removed under reduced pressure. Silica gel flash column chromatography (CH 2 Cl 2 :MeOH = 5:1) was performed to obtain compound 5 (1.85 g, 97%).

1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6) δ 7.21 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 6.89 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 4.99 (s, 1H), 4.51 (s, J = 12.8 Hz, 1H), 4.38 (s, 2H), 3.89-3.94 (m, 1H), 3.82-3.87 (m, 2H), 3.50-3.56 (m, 1H), 3.48 (s, J = 5.9 Hz, 4H), 3.16-3.30 (m, 3H), 2.54-2.65 (m, 2H), 1.06 (d, J = 5.9 Hz, 6H), 0.89 (dd, J = 6.4, 4.6 Hz, 3H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d 6) δ 157.46, 129.77, 129.29, 114.05, 71.65, 70.94, 68.95, 68.15, 66.71, 28.09, 22.35. ESI-MS: m/z = 364.20 (M + Na)+. 1 H NMR (400 MHz, DMSO- d 6 ) δ 7.21 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 6.89 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 4.99 (s, 1H), 4.51 (s, J = 12.8 Hz, 1H), 4.38 (s, 2H), 3.89-3.94 (m, 1H), 3.82-3.87 (m, 2H), 3.50-3.56 (m, 1H), 3.48 (s, J = 5.9 Hz, 4H) ), 3.16-3.30 (m, 3H), 2.54-2.65 (m, 2H), 1.06 (d, J = 5.9 Hz, 6H), 0.89 (dd, J = 6.4, 4.6 Hz, 3H); 13 C NMR (100 MHz, DMSO- d 6 ) δ 157.46, 129.77, 129.29, 114.05, 71.65, 70.94, 68.95, 68.15, 66.71, 28.09, 22.35. ESI-MS: m/z = 364.20 (M + Na) + .

실시예 1-4. 화합물 6의 합성 Examples 1-4. Synthesis of compound 6

TertTert -부틸(1-((tert-부틸디메틸실릴)옥시)프로판-2-일)(2-히드록시-3-(4-((2-이소프로폭시에톡시)메틸)페녹시)프로필)카르바메이트 (6)-Butyl(1-((tert-butyldimethylsilyl)oxy)propan-2-yl)(2-hydroxy-3-(4-((2-isopropoxyethoxy)methyl)phenoxy)propyl)car Barmate (6)

Figure pat00009
Figure pat00009

무수 CH2Cl2 (3 mL) 중 BOC2O (4.09 g, 18.74 mmol) 용액을 무수 CH2Cl2 (12 mL) 중 화합물 5 (1.6 g, 4.69 mmol) 용액에 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 4시간 동안 교반하였다. TLC에서 반응 완료 후, 반응 혼합물을 CH2Cl2 (30 mL)로 희석하고, H2O (2×50 mL)로 세척하였다. 유기층을 Na2SO4 상에서 건조시키고 진공 하에서 농축시켰다. 실리카겔 플래시 컬럼 크로마토그래피 (CH2Cl2:MeOH = 15:1)로 조 잔류물을 정제하여 tert-부틸(2-히드록시-3-(4-((2-이소프로폭시에톡시)메틸)페녹시)프로필)(1-히드록시프로판-2-일)카르바메이트(1.92 mg, 93%)를 수득하였다.A solution of BOC 2 O (4.09 g, 18.74 mmol) in anhydrous CH 2 Cl 2 (3 mL) was added to a solution of compound 5 (1.6 g, 4.69 mmol) in anhydrous CH 2 Cl 2 (12 mL). The reaction mixture was stirred at room temperature for 4 hours. After completion of the reaction on TLC, the reaction mixture was diluted with CH 2 Cl 2 (30 mL) and washed with H 2 O (2×50 mL). The organic layer was dried over Na 2 SO 4 and concentrated under vacuum. Purify the crude residue by silica gel flash column chromatography (CH 2 Cl 2 :MeOH = 15:1) to tert -butyl(2-hydroxy-3-(4-((2-isopropoxyethoxy)methyl) Phenoxy)propyl)(1-hydroxypropan-2-yl)carbamate (1.92 mg, 93%) was obtained.

1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6) δ δ 7.22 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 6.87 (dd, J = 8.7, 2.7 Hz, 2H), 5.33-5.14 (m, 1H), 4.77-4.84 (m, 1H), 4.38 (s, 2H), 3.65-4.04 (m, 4H), 3.44-3.58 (m, 6H), 3.33-3.42 (m, 2H), 2.99-3.17 (m, 1H), 1.37 (d, J = 2.7 Hz, 9H), 1.09 (d, J = 6.9 Hz, 2H), 1.06 (d, J = 6.4 Hz, 6H), 0.96-1.02 (m, 2H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d 6) δ 157.46, 129.77, 129.29, 114.05, 71.65, 70.94, 68.95, 68.15, 66.71, 28.09, 22.35. ESI-MS: m/z = 440.05 (M - H)-. 1 H NMR (400 MHz, DMSO- d 6 ) δ δ 7.22 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 6.87 (dd, J = 8.7, 2.7 Hz, 2H), 5.33-5.14 (m, 1H), 4.77 -4.84 (m, 1H), 4.38 (s, 2H), 3.65-4.04 (m, 4H), 3.44-3.58 (m, 6H), 3.33-3.42 (m, 2H), 2.99-3.17 (m, 1H) , 1.37 (d, J = 2.7 Hz, 9H), 1.09 (d, J = 6.9 Hz, 2H), 1.06 (d, J = 6.4 Hz, 6H), 0.96-1.02 (m, 2H); 13 C NMR (100 MHz, DMSO- d 6 ) δ 157.46, 129.77, 129.29, 114.05, 71.65, 70.94, 68.95, 68.15, 66.71, 28.09, 22.35. ESI-MS: m/z = 440.05 (M - H) - .

CH2Cl2 (5 mL) 중 TBSCl (0.7 g, 4.49 mmol) 용액을 무수 CH2Cl2 (10 mL) 중 tert-부틸(2-히드록시-3-(4-((2-이소프로폭시에톡시)메틸)페녹시)프로필)(1-히드록시프로판-2-일)카르바메이트 (1.8 g, 4.08 mmol) 및 이미다졸 (0.84 g, 12.24 mmol)의 혼합물에 질소 환경 하에서 적가하였다. 반응 혼합물을 질소 분위기 하에서 12시간 동안 실온에서 교반한 다음, 반응을 H2O (20 mL)로 급랭(quench)시키고, 생성물은 CH2Cl2 (2×20 mL)로 추출하였다. 유기층을 Na2SO4 상에서 건조시켰으며, 여과하고 감압 하에서 농축시켰다. 생성물 분리를 위해 실리카겔 플래쉬 컬럼 크로마토그래피 (EtOAc:헥산 = 1:1)로 잔류물을 정제하여 화합물 6 (1.74 g, 77%)을 얻었다.A solution of TBSCl (0.7 g, 4.49 mmol) in CH 2 Cl 2 (5 mL) was mixed with tert -butyl(2-hydroxy-3-(4-((2-isopropoxy) in anhydrous CH 2 Cl 2 (10 mL)) To a mixture of ethoxy)methyl)phenoxy)propyl)(1-hydroxypropan-2-yl)carbamate (1.8 g, 4.08 mmol) and imidazole (0.84 g, 12.24 mmol) was added dropwise under a nitrogen environment. The reaction mixture was stirred at room temperature under nitrogen atmosphere for 12 h, then the reaction was quenched with H 2 O (20 mL), and the product was extracted with CH 2 Cl 2 (2×20 mL). The organic layer was dried over Na 2 SO 4 , filtered and concentrated under reduced pressure. For product separation, the residue was purified by silica gel flash column chromatography (EtOAc:hexane = 1:1) to give compound 6 (1.74 g, 77%).

1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6) δ 7.22 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 6.85 (dd, J = 8.7, 2.3 Hz, 2H), 5.02 (t, J = 4.6 Hz, 1H), 4.38 (s, 2H), 3.96 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.86-3.91 (m, 1H), 3.69-3.82 (m, 3H), 3.48-3.56 (m, 2H), 3.47 (s, 4H), 3.31 (s, 2H), 1.36 (s, 9H), 1.10 (q, J = 3.2 Hz, 3H), 1.06 (d, J = 5.9 Hz, 6H), 0.83 (s, 9H), -0.00 (d, J = 3.7 Hz, 6H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d 6) δ 158.14, 130.16, 128.88, 113.99, 71.80, 70.78, 69.18, 68.13, 67.98, 66.71, 49.38, 28.07, 25.70, 21.99, 17.83, -5.40. ESI-MS: m/z = 556.11 (M + H)+. 1 H NMR (400 MHz, DMSO- d 6 ) δ 7.22 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 6.85 (dd, J = 8.7, 2.3 Hz, 2H), 5.02 (t, J = 4.6 Hz, 1H) , 4.38 (s, 2H), 3.96 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.86-3.91 (m, 1H), 3.69-3.82 (m, 3H), 3.48-3.56 (m, 2H), 3.47 (s) , 4H), 3.31 (s, 2H), 1.36 (s, 9H), 1.10 (q, J = 3.2 Hz, 3H), 1.06 (d, J = 5.9 Hz, 6H), 0.83 (s, 9H), - 0.00 (d, J = 3.7 Hz, 6H); 13 C NMR (100 MHz, DMSO- d 6 ) δ 158.14, 130.16, 128.88, 113.99, 71.80, 70.78, 69.18, 68.13, 67.98, 66.71, 49.38, 28.07, 25.70, 21.99, 17.83, -5.40. ESI-MS: m/z = 556.11 (M + H) + .

실시예 1-5. 화합물 7의 합성 Examples 1-5. Synthesis of compound 7

3-(1-((3-(1-(( TertTert -부틸디메틸실릴)옥시)프로판-2-일)-5-((4-((2-이소프로폭시에톡시)메틸)페녹시)메틸)옥사졸리딘-2-온 (7)-Butyldimethylsilyl)oxy)propan-2-yl)-5-((4-((2-isopropoxyethoxy)methyl)phenoxy)methyl)oxazolidin-2-one (7)

Figure pat00010
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화합물 6 (1.5 g, 2.7 mmol)을 23 mL의 톨루엔에 용해시키고, NaH (0.23 g, 5.81 mmol)를 질소 환경 하에서 첨가하였다. 혼합물을 실온에서 10분 동안 교반하고 2시간 동안 110℃로 가열하였다. 조 물질을 EtOAc (2×30 mL)로 추출하고, 물 (1×30 mL)로 세척하였다. 유기층을 Na2SO4 상에서 건조시키고 여과하였으며, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (EtOAc:헥산 = 1:2)로 생성물을 분리하여 화합물 7 (0.36 g, 28%)을 얻었다.Compound 6 (1.5 g, 2.7 mmol) was dissolved in 23 mL of toluene, and NaH (0.23 g, 5.81 mmol) was added under a nitrogen environment. The mixture was stirred at room temperature for 10 minutes and heated to 110° C. for 2 hours. The crude was extracted with EtOAc (2×30 mL) and washed with water (1×30 mL). The organic layer was dried over Na 2 SO 4 , filtered, and the product was isolated by silica gel column chromatography (EtOAc:hexane = 1:2) to obtain compound 7 (0.36 g, 28%).

1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6) δ 7.24 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 6.89-6.93 (m, 2H), 4.79-4.86 (m, 1H), 4.39 (s, 2H), 4.02-4.18 (m, 2H), 3.80 (m, 1H), 3.56-3.69 (m, 3H), 3.52 (q, J = 6.1 Hz, 1H), 3.47 (s, 4H), 3.34-3.41 (m, 1H), 1.08 (d, J = 6.9 Hz, 3H), 1.06 (d, J = 6.4 Hz, 6H), 0.83-0.86 (m, 9H), 0.02-0.04 (m, 6H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d 6) δ 157.54, 157.46, 156.61, 156.53, 131.05, 130.99, 129.19, 129.15, 114.20, 114.17, 71.58, 71.55, 71.07, 71.04, 70.82, 69.12, 68.62, 68.45, 66.72, 63.82, 49.98, 49.92, 42.19, 42.01, 40.12, 39.91, 39.70, 39.50, 39.29, 39.08, 38.87, 25.70, 22.03, 17.80, 17.76, 13.78, 13.66, -5.44, -5.51, -5.58. ESI-MS: m/z = 504.32 (M + Na)+. 1 H NMR (400 MHz, DMSO- d 6 ) δ 7.24 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 6.89-6.93 (m, 2H), 4.79-4.86 (m, 1H), 4.39 (s, 2H), 4.02-4.18 (m, 2H), 3.80 (m, 1H), 3.56-3.69 (m, 3H), 3.52 (q, J = 6.1 Hz, 1H), 3.47 (s, 4H), 3.34-3.41 (m, 1H), 1.08 (d, J = 6.9 Hz, 3H), 1.06 (d, J = 6.4 Hz, 6H), 0.83-0.86 (m, 9H), 0.02-0.04 (m, 6H); 13 C NMR (100 MHz, DMSO- d 6 ) δ 157.54, 157.46, 156.61, 156.53, 131.05, 130.99, 129.19, 129.15, 114.20, 114.17, 71.58, 71.55, 71.07, 71.04, 66.82, 69.12, 68.62, 68.45, , 63.82, 49.98, 49.92, 42.19, 42.01, 40.12, 39.91, 39.70, 39.50, 39.29, 39.08, 38.87, 25.70, 22.03, 17.80, 17.76, 13.78, 13.66, -5.44, -5.51, -5.58. ESI-MS: m/z = 504.32 (M + Na) + .

실시예 1-6. 화합물 8의 합성 Example 1-6. Synthesis of compound 8

3-(1-히드록시프로판-2-일)-5-((4-((2-이소프로폭시에톡시)메틸)페녹시)메틸)옥사졸리딘-2-온 (8)3-(1-hydroxypropan-2-yl)-5-((4-((2-isopropoxyethoxy)methyl)phenoxy)methyl)oxazolidin-2-one (8)

Figure pat00011
Figure pat00011

무수 THF (2.5 mL) 중 화합물 7 (0.11 g, 0.23 mmol)의 용액에 TBAF (0.46 mL, THF 중 1.0 M, 0.46 mmol)를 0℃ 질소 하에서 적가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 1시간 동안 교반한 다음 H2O로 급랭(quench)시켰다. 반응 용매를 진공 하에서 증발시켰으며, 잔류물을 EtOAc (2×5 mL)에 넣고, 물 (2×10 mL)로 세척하였으며 Na2SO4 상에서 건조시켰다. 유기층을 여과하여 Na2SO4 상에서 제거하고 농축하였으며, 실리카겔 플래쉬 컬럼 크로마토그래피 (EtOAc:헥산 = 2:1)로 조 물질을 정제하여 화합물 8 (75 mg, 89%)을 얻었다.To a solution of compound 7 (0.11 g, 0.23 mmol) in anhydrous THF (2.5 mL) was added TBAF (0.46 mL, 1.0 M in THF, 0.46 mmol) dropwise at 0° C. under nitrogen. The reaction mixture was stirred at room temperature for 1 h and then quenched with H 2 O. The reaction solvent was evaporated under vacuum and the residue was taken up in EtOAc (2×5 mL), washed with water (2×10 mL) and dried over Na 2 SO 4 . The organic layer was filtered, removed over Na 2 SO 4 , concentrated, and the crude material was purified by silica gel flash column chromatography (EtOAc:hexane = 2:1) to give compound 8 (75 mg, 89%).

1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6) δ 7.24 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 6.90-6.94 (m, 2H), 4.78-4.86 (m, 2H), 4.41 (d, J = 15.1 Hz, 2H), 4.12-4.18 (m, 1H), 4.07 (q, J = 5.6 Hz, 1H), 3.70-3.80 (m, 1H), 3.65 (td, J = 8.9, 2.9 Hz, 1H), 3.54 (td, J = 12.2, 6.1 Hz, 1H), 3.48 (s, 4H), 3.33-3.42 (m, 2H), 3.31 (s, 2H), 1.05 (t, J = 5.7 Hz, 9H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d 6) δ 157.55, 156.70, 130.99, 129.17, 114.21, 71.58, 71.02, 70.80, 69.13, 68.73, 66.71, 62.30, 62.28, 50.39, 41.98, 41.56, 22.02, 13.97, 13.78. ESI-MS: m/z = 390.27 (M + Na)+. 1 H NMR (400 MHz, DMSO- d 6 ) δ 7.24 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 6.90-6.94 (m, 2H), 4.78-4.86 (m, 2H), 4.41 (d, J = 15.1) Hz, 2H), 4.12-4.18 (m, 1H), 4.07 (q, J = 5.6 Hz, 1H), 3.70-3.80 (m, 1H), 3.65 (td, J = 8.9, 2.9 Hz, 1H), 3.54 (td, J = 12.2, 6.1 Hz, 1H), 3.48 (s, 4H), 3.33-3.42 (m, 2H), 3.31 (s, 2H), 1.05 (t, J = 5.7 Hz, 9H); 13 C NMR (100 MHz, DMSO- d 6 ) δ 157.55, 156.70, 130.99, 129.17, 114.21, 71.58, 71.02, 70.80, 69.13, 68.73, 66.71, 62.30, 62.28, 50.39, 41.98, 41.56, 13.78, 13.97 . ESI-MS: m/z = 390.27 (M + Na) + .

실시예 1-7. 화합물 9의 합성 Examples 1-7. Synthesis of compound 9

2-(5-((4-((2-이소프로폭시에톡시)메틸)페녹시)메틸)-2-옥소옥사졸리딘-3-일)프로필 4-메틸 벤젠설포네이트 (9)2-(5-((4-((2-isopropoxyethoxy)methyl)phenoxy)methyl)-2-oxooxazolidin-3-yl)propyl 4-methyl benzenesulfonate (9)

Figure pat00012
Figure pat00012

3 mL의 CH2Cl2에 녹인 화합물 8 (70 mg, 0.19 mmol)의 교반된 용액에 TEA (39 mg, 0.38 mmol), DMAP (2 mg) 및 TsCl (56 mg, 0.29 mmol)을 첨가하였다. 혼합물을 실온에서 12시간 동안 교반한 다음 H2O (10 mL)로 반응 중단시키고, CH2Cl2 (2×50 mL)로 추출하였다. 유기층을 Na2SO4 상에서 건조시켰으며, 여과하고 농축하였다. 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (EtOAc:헥산 = 2:1)로 조 생성물을 정제하여 화합물 9 (92 mg, 92%)를 얻었다.To a stirred solution of compound 8 (70 mg, 0.19 mmol) in 3 mL of CH 2 Cl 2 was added TEA (39 mg, 0.38 mmol), DMAP (2 mg) and TsCl (56 mg, 0.29 mmol). The mixture was stirred at room temperature for 12 h, then quenched with H 2 O (10 mL) and extracted with CH 2 Cl 2 (2×50 mL). The organic layer was dried over Na 2 SO 4 , filtered and concentrated. The crude product was purified by silica gel column chromatography (EtOAc:hexane = 2:1) to give compound 9 (92 mg, 92%).

1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6) δ 7.79 (t, J = 8.5 Hz, 2H), 7.46 (dd, J = 23.1, 8.0 Hz, 2H), 7.24 (q, J = 4.6 Hz, 2H), 6.90 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 4.71-4.86 (m, 1H), 4.40 (d, J = 6.4 Hz, 2H), 3.98-4.16 (m, 5H), 3.40-3.65 (m, 6H), 3.34-3.23 (m, 1H), 2.39 (d, J = 16.9 Hz, 3H), 1.05-1.10 (m, 9H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d 6) δ 157.46, 157.44, 156.32, 156.28, 145.11, 145.06, 132.11, 131.05, 131.03, 130.21, 130.18, 129.16, 129.14, 127.59, 127.56, 114.21, 71.57, 71.22, 71.14, 70.80, 70.18, 70.11, 69.13, 68.43, 68.33, 66.71, 47.52, 47.43, 41.84, 41.61, 22.01, 21.08, 21.05, 13.43, 13.27. ESI-MS: m/z = 520.38 (M - H)-. 1 H NMR (400 MHz, DMSO- d 6 ) δ 7.79 (t, J = 8.5 Hz, 2H), 7.46 (dd, J = 23.1, 8.0 Hz, 2H), 7.24 (q, J = 4.6 Hz, 2H) , 6.90 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 4.71-4.86 (m, 1H), 4.40 (d, J = 6.4 Hz, 2H), 3.98-4.16 (m, 5H), 3.40-3.65 (m, 6H) ), 3.34-3.23 (m, 1H), 2.39 (d, J = 16.9 Hz, 3H), 1.05-1.10 (m, 9H); 13 C NMR (100 MHz, DMSO- d 6 ) δ 157.46, 157.44, 156.32, 156.28, 145.11, 145.06, 132.11, 131.05, 131.03, 130.21, 130.18, 129.16, 129.14, 127.59, 127.56, 114.21, 71.14. , 70.80, 70.18, 70.11, 69.13, 68.43, 68.33, 66.71, 47.52, 47.43, 41.84, 41.61, 22.01, 21.08, 21.05, 13.43, 13.27. ESI-MS: m/z = 520.38 (M - H) - .

실시예 1-8. 화합물 2의 합성 Examples 1-8. Synthesis of compound 2

1-((1-플루오로프로판-2-일)아미노)-3-(4-((2-이소프로폭시에톡시)메틸)페녹시)프로판-2-올 (2)1-((1-fluoropropan-2-yl)amino)-3-(4-((2-isopropoxyethoxy)methyl)phenoxy)propan-2-ol (2)

Figure pat00013
Figure pat00013

화합물 9 (100 mg, 0.19 mmol)를 5 mL의 CH3CN에 용해시켰다. 이후, 상기 용액에 [2.2.2]-크립탄드 (81 mg, 0.21 mmol) 및 KF (56 mg, 0.96 mmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 100℃에서 20분 동안 교반하였다. 조 물질을 EtOAc (2×10 mL)로 추출하고, 물 (1×10 mL)로 세척하였다. 유기층을 Na2SO4 상에서 건조시켰으며, 여과하고 농축하였다. 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (EtOAc:헥산 = 1:4)로 생성물을 분리하여 중간체 (43 mg, 61%)를 얻었다. 중간체 (5 mg, 0.014 mmol)를 무수 THF (0.7 mL)에 용해시키고, 상기 용액에 LAH 분말 (5.4 mg, 0.14 mmol)을 질소 하에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 5분 동안 교반하였다. 반응 완료 후, LAH를 0℃에서 10분 동안 황산나트륨 데카하이드레이트 (25 mg)로 급랭(quench)시켰다. 황산나트륨 데카하이드레이트를 여과하여 제거하고 용매를 진공 하에서 증발시켰다. 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (CH2Cl2:MeOH = 20:1)로 잔류물을 정제하여 화합물 2 (3.3 mg, 73%)를 얻었다.Compound 9 (100 mg, 0.19 mmol) was dissolved in 5 mL of CH 3 CN. Then [2.2.2]-cryptand (81 mg, 0.21 mmol) and KF (56 mg, 0.96 mmol) were added to the solution. The reaction mixture was stirred at 100° C. for 20 min. The crude was extracted with EtOAc (2×10 mL) and washed with water (1×10 mL). The organic layer was dried over Na 2 SO 4 , filtered and concentrated. The product was isolated by silica gel column chromatography (EtOAc:hexane = 1:4) to obtain an intermediate (43 mg, 61%). The intermediate (5 mg, 0.014 mmol) was dissolved in anhydrous THF (0.7 mL) and to this solution was added LAH powder (5.4 mg, 0.14 mmol) under nitrogen. The reaction mixture was stirred at room temperature for 5 minutes. After completion of the reaction, LAH was quenched with sodium sulfate decahydrate (25 mg) at 0° C. for 10 minutes. Sodium sulfate decahydrate was removed by filtration and the solvent was evaporated under vacuum. The residue was purified by silica gel column chromatography (CH 2 Cl 2 :MeOH = 20:1) to give compound 2 (3.3 mg, 73%).

1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6) δ 7.21 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 6.89 (dd, J = 8.9, 2.5 Hz, 2H), 4.38 (s, 2H), 4.31 (d, J = 5.5 Hz, 1H), 4.19 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.83-3.94 (m, 2H), 3.50-3.56 (m, 1H), 3.47 (s, 4H), 2.81-2.90 (m, 1H), 2.61-2.70 (m, 2H), 1.06 (d, J = 5.9 Hz, 6H), 0.98 (dd, J = 6.4, 1.4 Hz, 3H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d 6) δ 163.34, 158.35, 130.40, 129.19, 114.15, 71.89, 71.03, 70.83, 69.31, 68.54, 66.94, 52.64, 52.38, 49.95, 22.24. ESI-MS: m/z = 342.73 (M - H)-. 1 H NMR (400 MHz, DMSO- d 6 ) δ 7.21 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 6.89 (dd, J = 8.9, 2.5 Hz, 2H), 4.38 (s, 2H), 4.31 (d, J = 5.5 Hz, 1H), 4.19 (d, J = 5.0 Hz, 1H), 3.83-3.94 (m, 2H), 3.50-3.56 (m, 1H), 3.47 (s, 4H), 2.81-2.90 (m) , 1H), 2.61-2.70 (m, 2H), 1.06 (d, J = 5.9 Hz, 6H), 0.98 (dd, J = 6.4, 1.4 Hz, 3H); 13 C NMR (100 MHz, DMSO- d 6 ) δ 163.34, 158.35, 130.40, 129.19, 114.15, 71.89, 71.03, 70.83, 69.31, 68.54, 66.94, 52.64, 52.38, 49.95, 22.24. ESI-MS: m/z = 342.73 (M - H) - .

실시예 2. (±)-[Example 2. (±)-[ 1818 F]비소프롤롤의 합성F] Synthesis of bisoprolol

[반응식 2] 방사성 불소화(radiofluorination): 방사성 표지된 [18F]비소프롤롤의 합성[Scheme 2] Radiofluorination: Synthesis of radiolabeled [ 18 F]bisoprolol

Figure pat00014
Figure pat00014

상기 [반응식 2]에 나타난 방사성 표지된 [18F]비소프롤롤의 합성과정을 하기에서 보다 상세하게 설명하기로 한다. The synthesis process of the radiolabeled [ 18 F]bisoprolol shown in [Scheme 2] will be described in more detail below.

실시예 2-1. 화합물 9의 방사성 표지Example 2-1. Radiolabeling of compound 9

단계 Ⅰ: 3-(1-플루오로프로판-2-일)-5-((4-((2-이소프로폭시에톡시)메틸)페녹시)메틸)옥사졸리딘-2-온 (중간체)의 합성Step I: 3-(1-fluoropropan-2-yl)-5-((4-((2-isopropoxyethoxy)methyl)phenoxy)methyl)oxazolidin-2-one (intermediate) synthesis of

Figure pat00015
Figure pat00015

[2.2.2]-크립탄드 (0.81 mg, 0.0021 mmol) 및 KF (0.6 mg, 0.0095 mmol)를 CH3CN (0.5 mL) 중 화합물 9 (1 mg, 0.0019 mmol) 용액에 첨가하였다. 반응 혼합물을 스크류 캡으로 덮은 다음 100℃에서 20분 동안 가열하였다. 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 용매를 감압 하에서 제거하였다. 조 물질을 주사기 필터를 통해 여과하고, MeOH로 세척하였다. 용매를 감압 하에서 제거하고, MeOH (5 mL)에 용해시켰다. 조 물질 정제를 위한 RP-HPLC 방법은 용출 이동상으로서 0.1% TFA v/v를 포함하는 CH3CN:H2O (20:80 v/v)를 사용하여 처음 시작 10분 동안 수행한 후, 0.1% TFA v/v를 포함하는 CH3CN:H2O (80:20 v/v)를 사용하여 10분 동안 더 수행하였다. 이때, RP-HPLC는 유속 1 mL/분, UV 파장 225 nm 조건으로 실시하였다.[2.2.2]-Cryptand (0.81 mg, 0.0021 mmol) and KF (0.6 mg, 0.0095 mmol) were added to a solution of compound 9 (1 mg, 0.0019 mmol) in CH 3 CN (0.5 mL). The reaction mixture was covered with a screw cap and heated at 100° C. for 20 minutes. The mixture was cooled to room temperature and the solvent was removed under reduced pressure. The crude material was filtered through a syringe filter and washed with MeOH. The solvent was removed under reduced pressure and dissolved in MeOH (5 mL). The RP-HPLC method for crude material purification was performed for 10 minutes at the beginning using CH 3 CN:H 2 O (20:80 v/v) containing 0.1% TFA v/v as the eluting mobile phase, and then 0.1 A further 10 min was performed using CH 3 CN:H 2 O (80:20 v/v) with % TFA v/v. At this time, RP-HPLC was performed under the conditions of a flow rate of 1 mL/min and a UV wavelength of 225 nm.

단계 Ⅱ: 1-((2-플루오로에틸)아미노)-3-(4-((2-이소프로폭시에톡시)메틸)페녹시)프로판-2-올 ((±)-[F]비소프롤롤)의 합성Step II: 1-((2-fluoroethyl)amino)-3-(4-((2-isopropoxyethoxy)methyl)phenoxy)propan-2-ol ((±)-[F] ratio soprorol) synthesis

하기 최종 생성물인 [18F]비소프롤롤에 대한 탈보호 반응을 나타내었다.The deprotection reaction for the following final product [ 18 F]bisoprolol was shown.

Figure pat00016
Figure pat00016

방사성 표지 반응의 중간체 (2 mg, 0.0054 mmol)를 무수 THF (0.5 mL)에 용해시키고, 질소 하에서 LAH 분말 (2.2 mg, 0.054 mmol)을 첨가하였다. 혼합물은 스크류 캡으로 덮고, 실온에서 5분 동안 교반하였다. 반응 완료 후, LAH를 0℃에서 10분 동안 황산나트륨 데카하이드레이트 (10 mg)로 제거하였다. 반응 혼합물을 여과하고 CH2Cl2로 세척하였으며, 용매를 회전 증발기에서 제거하였다. 혼합물을 주사기 필터를 통해 여과하고, MeOH로 세척하였다. 조 물질 정제를 위한 RP-HPLC 방법은 용출 이동상으로서 0.1% TFA v/v를 포함하는 CH3CN:H2O (20:80 v/v)를 사용하여 처음 시작 20분 동안 수행한 후, 0.1% TFA v/v를 포함하는 CH3CN:H2O (80:20 v/v)를 사용하여 10분 동안 더 수행하였다. 이때, RP-HPLC는 유속 1 mL/분, UV 파장 225 nm 조건으로 실시하였다. The intermediate of the radiolabeling reaction (2 mg, 0.0054 mmol) was dissolved in anhydrous THF (0.5 mL) and LAH powder (2.2 mg, 0.054 mmol) was added under nitrogen. The mixture was covered with a screw cap and stirred at room temperature for 5 minutes. After completion of the reaction, LAH was removed with sodium sulfate decahydrate (10 mg) at 0° C. for 10 minutes. The reaction mixture was filtered and washed with CH 2 Cl 2 , and the solvent was removed on a rotary evaporator. The mixture was filtered through a syringe filter and washed with MeOH. The RP-HPLC method for crude material purification was performed for 20 minutes at the beginning using CH 3 CN:H 2 O (20:80 v/v) containing 0.1% TFA v/v as the eluting mobile phase, and then 0.1 A further 10 min was performed using CH 3 CN:H 2 O (80:20 v/v) with % TFA v/v. At this time, RP-HPLC was performed under the conditions of a flow rate of 1 mL/min and a UV wavelength of 225 nm.

실험예 1. (±)-[Experimental Example 1. (±)-[ 1818 F]비소프롤롤에 대한 방사성 표지F] Radiolabeling for bisoprolol

18F-불소(18F-fluoride)는 전남대학교 화순 병원 (분자 탐침 개발 혁신 센터)의 PET traceTM cyclotron (GE Healthcare) 상에서 18O(p,n)18F 반응을 통해 생성하였다. 18F-불소는 아세토니트릴 중 Kryptofix  2.2.2와 함께 90℃에서 질소 가스로 건조하였다. 잔류물은 아세토니트릴에서 공비증류하여 2번 더 건조시켰다. 상기 혼합물에 아세토니트릴 (1.0 mL) 중 전구체 9 (4 mg) 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물을 100℃에서 20분 동안 가열한 다음 냉각시켰다. N2 건조하여 용매를 제거한 후, 0.6 mL의 테트라히드로푸란에 용해된 5.4 mg의 리튬 알루미늄 하이드라이드를 바이알에 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 15분 동안 교반하였다. 용액을 N2 가스로 증발시키고, 1 mL의 MeOH를 첨가하였다. 용액을 FG 필터를 통해 통과시키고, MeOH로 용리시켰다. 여과액을 반-분취 고성능 액체 크로마토그래피 컬럼 시스템에 주입하여 정제하였다. 방사성 생성물의 식별을 위해, 수집된 HPLC 분획물을 (±)-[F]비소프롤롤과 함께 주입하였다 (도 2). 이동상은 80% 용매 A (물 중 0.1% TFA) 및 20% 용매 B (아세토니트릴)로 시작하여, 10분에 20% 용매 A 및 80% 용매 B를 이용하여 농도 구배를 형성하고, 20분에 80% 용매 A 및 20% 용매 B를 이용하여 이동시키고 이를 40분 동안 유지하였다. 이때, 유속은 3 mL/분, 체류 시간(Rt)은 18.16분이었다. 18 F-fluoride was generated through 18 O(p,n) 18 F reaction on PET trace TM cyclotron (GE Healthcare) at Chonnam National University Hwasun Hospital (Molecular Probe Development Innovation Center). 18 F-Fluoride Kryptofix in Acetonitrile 2.2.2 and dried with nitrogen gas at 90°C. The residue was dried two more times by azeotropic distillation in acetonitrile. To the mixture was added a solution of precursor 9 (4 mg) in acetonitrile (1.0 mL). The reaction mixture was heated at 100° C. for 20 minutes and then cooled. After drying with N 2 to remove the solvent, 5.4 mg of lithium aluminum hydride dissolved in 0.6 mL of tetrahydrofuran was added to the vial. The reaction mixture was stirred at room temperature for 15 minutes. The solution was evaporated with N 2 gas and 1 mL of MeOH was added. The solution was passed through a FG filter and eluted with MeOH. The filtrate was purified by injection into a semi-preparative high performance liquid chromatography column system. For identification of radioactive products, the collected HPLC fractions were injected with (±)-[F]bisoprolol ( FIG. 2 ). Mobile phase starts with 80% solvent A (0.1% TFA in water) and 20% solvent B (acetonitrile), forming a concentration gradient with 20% solvent A and 80% solvent B at 10 minutes, and at 20 minutes Transfer was carried out with 80% solvent A and 20% solvent B and held for 40 minutes. At this time, the flow rate was 3 mL/min, and the residence time (R t ) was 18.16 min.

하기 표 1에 PET 추적자의 방사화학 특성을 나타내었다.Table 1 below shows the radiochemical properties of the PET tracer.

PET 추적자PET tracer 투여량(MBq)Dose (MBq) 특이적 활성(GBq/μmol)Specific activity (GBq/μmol) 방사화학 수율radiochemical yield 방사화학 순도Radiochemical Purity (±)-[18F]비소프롤롤(1)(±)-[ 18 F]bisoprolol (1) 7.47.4 3.73.7 15%15% > 98%> 98%

실험예 2. 생체분포(biodistribution) 평가Experimental Example 2. Evaluation of biodistribution

방사성 추적자(radiotracer)의 농도-시간 과정은 관심있는 조직에서 특정 분포를 평가하는 데 매우 중요하다. β-AR 수용체가 있는 기관에서 본 발명에 따른 PET 추적자의 분포 패턴을 평가하고자, 5-6 주령의 정상 Balb/c 마우스에서 (±)-[18F]비소프롤롤의 생체외 생체분포 연구를 수행하였다. 동물 관리, 동물 실험 및 안락사는 전남대학교 동물 연구위원회와 실험 동물 관리 및 사용 가이드에 승인된 프로토콜에 따라 수행하였다.The concentration-time course of a radiotracer is very important for evaluating a specific distribution in a tissue of interest. In order to evaluate the distribution pattern of the PET tracer according to the present invention in organs with β-AR receptors, an ex vivo biodistribution study of (±)-[ 18 F]bisoprolol in normal Balb/c mice aged 5-6 weeks was conducted. carried out. Animal care, animal experiments, and euthanasia were performed according to protocols approved by the Chonnam National University Animal Research Committee and the Guide for the Care and Use of Laboratory Animals.

구체적으로, 생체분포 연구는 7.4 MBq의 (±)-[18F]비소프롤롤을 Balb/c 정상 마우스 (5-6 주령)에 정맥 주사(i.v. injection) 한 후, 5분, 30분, 90분 및 120분째에 수행하였다. (±)-[18F]비소프롤롤을 Balb/c 마우스에 정맥주사 (7.4 MBq)로 투여한 다음, 심장, 폐, 간, 비장, 위, 장, 신장, 췌장, 근육, 뇌 및 피부를 포함한 다양한 기관에서 흡수 신호를 감지하고, 도 3의 A 및 표 2에 나타낸 바와 같이, 주사 후(post-injection; p.i) 5분, 30분, 90분 및 120분의 시간 간격으로 수확하였다.Specifically, the biodistribution study was conducted after iv injection of 7.4 MBq of (±)-[ 18 F]bisoprolol in Balb/c normal mice (5-6 weeks of age), 5 min, 30 min, 90 min. min and at 120 min. (±)-[ 18 F]bisoprolol was administered to Balb/c mice by intravenous injection (7.4 MBq), followed by heart, lung, liver, spleen, stomach, intestine, kidney, pancreas, muscle, brain and skin. Uptake signals were detected in various organs including, and harvested at time intervals of 5 min, 30 min, 90 min and 120 min post-injection (pi), as shown in Fig. 3A and Table 2, respectively.

(±)-[18F]비소프롤롤 (화합물 1)은 주사 후 5분의 초기 시점에 간, 비장, 위, 장, 신장 및 췌장과 같은 기관, 즉 복부 부위에서 높은 흡수를 나타내었으며, 장을 제외하고 시간이 지남에 따라 감소하였다. 처음에, 심장, 폐 및 뇌와 같은 β-아드레날린성 말단이 풍부한 기관에서도 높은 신호 강도를 나타내었으나, 폐 및 뇌는 시간이 지남에 따라 감소된 방사능을 보였다. 반면, 심장의 방사능은 초기에 감소하였지만 시간-활성 곡선에 나타낸 바와 같이 주사 후 90분 내지 120분의 마지막 시점에서 유지되었다 (도 3의 B 및 표 2 참조). 심장에서, 흡수는 주사 후 90분째에 1.66±0.12% 주사 용량 (ID)/g이었고, 주사 후 120분째에 1.68±0.59% ID/g로 유지되었다. 골(bone)에서, 점차적으로 증가된 방사능은 자유 18F의 흡수에 기인한 것일 수 있다.(±)-[ 18 F]bisoprolol (Compound 1) showed high absorption in organs such as liver, spleen, stomach, intestine, kidney and pancreas, i.e., abdominal region, at an initial time point 5 minutes after injection, and with the exception of , decreased over time. Initially, organs rich in β-adrenergic terminals such as the heart, lungs and brain also showed high signal intensities, but lungs and brains showed decreased radioactivity over time. On the other hand, the radioactivity of the heart decreased initially but was maintained at the last time point from 90 min to 120 min post-injection as shown in the time-activity curve (see Fig. 3B and Table 2). In the heart, absorption was 1.66±0.12% injected dose (ID)/g at 90 min post-injection and remained at 1.68±0.59% ID/g at 120 min post-injection. In bone, the progressively increased radioactivity may be due to absorption of free 18 F.

하기 표 2에 다양한 기관에서 측정한 (±)-[18F]비소프롤롤 (화합물 1)의 방사능 % ID/g를 계산하여 나타내었다.In Table 2 below, the radioactivity % ID/g of (±)-[ 18 F]bisoprolol (Compound 1 ) measured at various organs was calculated and shown.

% ID/g% ID/g 5분5 minutes 30분30 minutes 90분90 minutes 120분120 minutes 혈액blood 8.16±1.868.16±1.86 6.03±0.376.03±0.37 1.69±0.091.69±0.09 1.12±0.251.12±0.25 심장heart 12.36±5.8212.36±5.82 6.37±0.716.37±0.71 1.66±0.121.66±0.12 1.68±0.591.68±0.59 lung 25.62±12.525.62±12.5 10.13±2.1210.13±2.12 2.23±0.542.23±0.54 1.88±0.541.88±0.54 liver 35.56±9.8635.56±9.86 32.25±11.6632.25±11.66 7.98±3.97.98±3.9 4.92±0.584.92±0.58 비장spleen 21.06±5.0221.06±5.02 9.85±3.669.85±3.66 2.34±0.412.34±0.41 1.76±0.431.76±0.43 stomach 16.17±816.17±8 24.94±4.124.94±4.1 6.84±2.596.84±2.59 6.1±5.356.1±5.35 page 16.14±4.5816.14±4.58 31.35±10.3731.35±10.37 35.72±9.3935.72±9.39 28.41±17.4828.41±17.48 신장kidney 36.03±9.2236.03±9.22 28.93±2.6828.93±2.68 7.28±1.827.28±1.82 3.88±0.733.88±0.73 췌장pancreas 27.97±8.2427.97±8.24 12.22±3.112.22±3.1 2.45±0.112.45±0.11 1.69±0.441.69±0.44 정상 근육normal muscle 9.19±3.819.19±3.81 4.91±0.464.91±0.46 1.83±1.111.83±1.11 1.09±0.41.09±0.4 bone 6.82±1.966.82±1.96 10.74±0.6810.74±0.68 19.82±6.0519.82±6.05 17.58±2.6917.58±2.69 brain 11.09±8.8611.09±8.86 3.45±0.73.45±0.7 1.19±0.081.19±0.08 0.84±0.340.84±0.34 피부skin 8.06±3.18.06±3.1 5.87±0.665.87±0.66 2.54±0.92.54±0.9 1.33±0.281.33±0.28

차단 연구의 경우, 비소프롤롤 (0.75 mg/0.1 mL) 주사 후 30분 및 120분째에 생체분포 연구를 수행하였다. 마우스에서 혈액 및 기관(organ)을 추출하여 무게를 측정하고, 감마 카운터를 사용하여 기관 방사능을 계산하였다. % ID/g를 얻기 위해, 방사능 측정은 조직의 무게와 주사된 방사능의 양으로 표준화하였다.For blocking studies, biodistribution studies were performed 30 and 120 minutes after bisoprolol (0.75 mg/0.1 mL) injection. Blood and organs were extracted from mice, weighed, and organ radioactivity was calculated using a gamma counter. To obtain % ID/g, radioactivity measurements were normalized to the weight of the tissue and the amount of radioactivity injected.

구체적으로, PET 추적자의 수용체에 대한 특이적 결합은 비표지된 길항제인 (±)-비소프롤롤을 사용하는 경쟁 분석으로 차단 연구를 수행하여 조사할 수 있다. β-AR가 풍부한 기관에서 (±)-[18F]비소프롤롤의 흡수 능력을 확인하기 위해, Balb/c 마우스에 비표지된 (±)-비소프롤롤 750 μg을 전처리한 다음 (±)-[18F]비소프롤롤을 주사하였다. (±)-[18F]비소프롤롤 흡수의 억제는 주사 후 30분 및 120분째에 경쟁 차단 연구에서 어떠한 기관에서도 관찰되지 않았다 (도 4 및 표 3 참조). 그러나, 놀랍게도 (±)-비소프롤롤로 전처리한 후 2개의 상이한 시점 (30분 및 120분) 간의 방사능 변화는 유망한 결과를 보여주었다. 주사 후 120분째에, 심장 및 뇌를 포함한 β1-AR가 풍부한 기관은 각각 6%와 10%의 방사능 손실 (추적자의 빠른 배설)을 보인 반면, β2-AR가 풍부한 기관은 유지되거나 증가된 방사능 (추적자의 느린 배설)을 나타내었다. 이는 β2-AR의 경우와 비교하여 심장과 뇌에서 비소프롤롤에 의한 β1-AR의 선택적 억제를 시사한다.Specifically, the specific binding of the PET tracer to the receptor can be investigated by performing a blocking study in a competition assay using the unlabeled antagonist (±)-bisoprolol. To determine the absorption capacity of (±)-[ 18 F]bisoprolol in β-AR-rich organs, Balb/c mice were pretreated with 750 μg of unlabeled (±)-bisoprolol and then (±) -[ 18 F]bisoprolol was injected. Inhibition of (±)-[ 18 F]bisoprolol absorption was not observed in any organ in the competitive blockade study at 30 and 120 minutes post injection (see Figure 4 and Table 3). However, surprisingly, radioactivity changes between two different time points (30 min and 120 min) after pretreatment with (±)-bisoprolol showed promising results. At 120 min post-injection, organs rich in β 1 -AR, including the heart and brain, showed radioactive loss (rapid excretion of tracers) of 6% and 10%, respectively, whereas organs rich in β 2 -AR exhibited maintained or increased showed radioactivity (slow excretion of tracers). This suggests selective inhibition of β 1 -AR by bisoprolol in the heart and brain compared to the case of β 2 -AR.

PET 추적자에 의한 방사능의 기관-대비-혈액(organ-to-blood) 비율은 1) 미처리 및 2) 비표지된 (±)-비소프롤롤로 전처리된 두 사례 연구 모두에 대해 계산하였다. 미처리의 경우, (±)-[18F]비소프롤롤의 축적은 간, 신장 및 췌장을 제외한 모든 기관에서 더 우수하였으며, 기관-대비-혈액 비율이 주사 후 30분에서 120분까지 증가하였다 (도 4의 B). β1-AR가 풍부한 기관 중에서 심장의 경우 기관-대비-혈액 비율이 폐 및 뇌와 같은 다른 기관과 비교시 주사 후 30분에서 120분까지 강도가 급증함을 보였으며, 이는 심장에서 혈액으로의 배설이 더 느리다는 것을 시사한다. 그러나, (±)-비소프롤롤로 차단 후 기관-대비-혈액 비율이 위 및 장을 제외한 심장을 포함한 모든 기관에서 감소를 나타내었다. 심장의 경우, 비표지된 (±)-비소프롤롤로 전처리시에 기관-대비-혈액 비율이 감소하고, 미처리시에 증가하였으며, 이는 심장 내부의 β1-AR에서 (±)-[18F]비소프롤롤의 축적을 나타낸다.Organ-to-blood ratios of radioactivity by PET tracers were calculated for both case studies 1) untreated and 2) pretreated with unlabeled (±)-bisoprolol. In the untreated case, the accumulation of (±)-[ 18 F]bisoprolol was superior in all organs except liver, kidney and pancreas, and the organ-to-blood ratio increased from 30 min to 120 min after injection ( Fig. 4B). Among the organs rich in β 1 -AR, the heart showed a sharp increase in the organ-to-blood ratio from 30 min to 120 min post-injection compared to other organs such as the lungs and brain, indicating that the heart to blood suggesting that excretion is slower. However, after blockade with (±)-bisoprolol, the organ-to-blood ratio decreased in all organs, including the heart, except for the stomach and intestines. In the case of the heart, the organ-to-blood ratio decreased with pretreatment with unlabeled (±)-bisoprolol and increased with no treatment, which was (±)-[ 18 F in β 1 -AR inside the heart. ] Shows the accumulation of bisoprolol.

하기 표 3에 (±)-비소프롤롤에 의해 β-AR가 차단된 다양한 기관에서 측정한 (±)-[18F]비소프롤롤 (화합물 1)의 방사능 % ID/g를 계산하여 나타내었다.In Table 3 below, the radioactivity % ID/g of (±)-[ 18 F]bisoprolol (Compound 1 ) measured in various organs in which β-AR was blocked by (±)-bisoprolol was calculated and shown. .

% ID/g% ID/g 30분30 minutes 120분120 minutes 혈액blood 6.88±0.916.88±0.91 1.62±0.091.62±0.09 심장heart 9.7±1.49.7±1.4 1.99±0.141.99±0.14 lung 17.48±2.5417.48±2.54 3.29±0.473.29±0.47 liver 31.43±8.5431.43±8.54 7.07±0.917.07±0.91 비장spleen 15.01±2.6115.01±2.61 3.44±0.373.44±0.37 stomach 23.83±5.3523.83±5.35 6.43±0.636.43±0.63 page 22.71±3.4322.71±3.43 13.31±3.2813.31±3.28 신장kidney 38.88±5.8938.88±5.89 7.48±0.147.48±0.14 췌장pancreas 18.8±5.5118.8±5.51 3.36±0.483.36±0.48 정상 근육normal muscle 7.03±0.847.03±0.84 1.16±0.171.16±0.17 goal 5.12±1.195.12±1.19 8.45±2.228.45±2.22 brain 9.41±1.669.41±1.66 1.31±0.471.31±0.47 피부skin 7.51±0.517.51±0.51 1.58±0.161.58±0.16

수용체를 표적으로 하는 리간드의 조직-특이적 국소화는 PET를 사용한 생체내 연구에 의해 검증될 수 있다. 모델 연구로서, 본 발명자들은 PET를 사용하여 심장 내부의 β1-AR을 표적으로 하는 선택적 β-차단제, (±)-[18F]비소프롤롤을 기반으로 방사성 추적자의 선택적 국소화를 검증하였다. 생체외(ex vivo) 생체분포 및 차단 연구를 포함한, (±)-[18F]-비소프롤롤에 대한 생체내 연구는 방사성 추적자가 주로 심장에서 β1-AR가 있는 기관에서 더 우수한 분포 및 축적을 가짐을 시사하였다.Tissue-specific localization of receptor-targeting ligands can be validated by in vivo studies using PET. As a model study, we used PET to verify the selective localization of a radiotracer based on a selective β-blocker, (±)-[ 18 F]bisoprolol that targets the β 1 -AR inside the heart. In vivo studies of (±)-[ 18 F]-bisoprolol, including ex vivo biodistribution and blocking studies, showed that the radiotracer had better distribution and better distribution in organs with β 1 -AR, mainly in the heart and accumulation was suggested.

결론적으로, 본 발명자들은 새로운 18F 방사성 표지된 β1-차단제, (±)-[18F]비소프롤롤을 성공적으로 고안 및 합성하고, β1-AR을 표적으로 하는 비소프롤롤의 선택성에 대한 생체내 또는 생체외 평가에 대한 잠재력을 평가하였다. 또한, 심장 내부의 β1-AR에 대한 선택적이고 효율적인 PET 추적자로서의 잠재력을 조사하였다. Balb/c 마우스의 생체외 생체분포 (±)-[18F]비소프롤롤은 다른 기관과 비교하여 주사 후 90분에서 120분까지의 시점에서 심장에 유지된 방사능을 나타내었다. 비방사성 (±)-비소프롤롤을 사용한 전처리는 (±)-[18F]비소프롤롤의 흡수를 억제하지는 않았다. 하지만, 심장과 같은 β1-AR 우세 기관에서 (±)-[18F]비소프롤롤의 배설이 더 빨라진 반면, 다른 β2-AR 우세 기관은 추적자의 배설이 더 느림을 보여주었다. 비표지된 (±)-비소프롤롤로 전처리를 하거나 전처리하지 않은 기관-대비-혈액 비율의 차이는 (±)-[18F]비소프롤롤이 다른 β1-AR 기관과 비교시 심장에 양호한 축적을 나타냄을 보여주었다. 이러한 맥락에서 수행된 (±)-[18F]비소프롤롤의 PET 연구는 표적 단백질의 특정 동형체의 생체내 선택성 프로파일링에 대한 유망한 검증 모델이 될 것이다. 또한, 본 연구는 심장의 β1-AR을 표적으로 하는 새로운 매우 선택적이고 효율적인 PET 추적자를 고안하는 데 도움이 될 수 있다.In conclusion, the present inventors successfully designed and synthesized a novel 18 F radiolabeled β 1 -blocker, (±)-[ 18 F]bisoprolol, and evaluated the selectivity of bisoprolol targeting β 1 -AR. The potential for in vivo or ex vivo evaluation was evaluated. In addition, the potential as a selective and efficient PET tracer for β 1 -AR inside the heart was investigated. Ex vivo biodistribution of Balb/c mice (±)-[ 18 F]bisoprolol showed radioactivity maintained in the heart from 90 min to 120 min post-injection compared to other organs. Pretreatment with non-radioactive (±)-bisoprolol did not inhibit the absorption of (±)-[ 18 F]bisoprolol. However, the excretion of (±)-[ 18 F]bisoprolol was faster in β 1 -AR dominant organs such as the heart, whereas other β 2 -AR dominant organs showed slower excretion of the tracer. The difference in organ-to-blood ratios with and without unlabeled (±)-bisoprolol pre-treatment showed that (±)-[ 18 F]bisoprolol was good for the heart compared to other β 1 -AR organs. showed accumulation. PET studies of (±)-[ 18 F]bisoprolol performed in this context will be a promising validation model for in vivo selectivity profiling of specific isoforms of target proteins. In addition, this study may help to design a novel highly selective and efficient PET tracer targeting the β 1 -AR of the heart.

Claims (8)

하기 화학식 1로 표시되는 [18F]비소프롤롤 화합물을 포함하는 β-아드레날린성 수용체(β-adrenoceptor) 검출을 위한 PET용 추적자:
[화학식 1]
Figure pat00017
A tracer for PET for detecting β-adrenoceptor containing [ 18 F]bisoprolol compound represented by the following formula (1):
[Formula 1]
Figure pat00017
제1항에 있어서, 상기 β-아드레날린성 수용체는 β1-아드레날린성 수용체(β1-AR)인, PET용 추적자.The tracer for PET according to claim 1, wherein the β-adrenergic receptor is a β 1 -adrenergic receptor (β 1 -AR). 제1항 또는 제2항에 따른 PET용 추적자를 포함하는 심장 질환의 진단용 조성물.A composition for diagnosis of heart disease comprising the tracer for PET according to claim 1 or 2. 제3항에 있어서, 상기 심장 질환은 고혈압, 심부전, 허혈, 비대성 심근병증, 및 확장성 심근병증으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인, 심장 질환의 진단용 조성물.The composition for diagnosis of heart disease according to claim 3, wherein the heart disease is at least one selected from the group consisting of hypertension, heart failure, ischemia, hypertrophic cardiomyopathy, and dilated cardiomyopathy. 제1항 또는 제2항에 따른 PET용 추적자를 이용한 심장 질환의 진단을 위한 정보 제공 방법.A method for providing information for the diagnosis of heart disease using the PET tracer according to claim 1 or 2. 제5항에 있어서, 심장 내부의 β1-AR 양을 측정하는 단계를 포함하는, 정보 제공 방법.The method of claim 5, comprising measuring the amount of β 1 -AR inside the heart. a) 18F-불소와 아세토니트릴 중의 [2.2.2]-크립탄드를 혼합한 혼합물을 85℃ 내지 95℃ 온도에서 질소 가스로 건조하는 단계;
b) 상기 a) 단계의 혼합물에 아세토니트릴 중의 화학식 9
Figure pat00018
의 화합물 용액을 첨가한 반응 혼합물을 90℃ 내지 110℃에서 10분 내지 30분 동안 가열한 다음 실온으로 냉각시는 단계; 및
c) 상기 b) 단계의 반응 혼합물을 질소 가스로 건조하여 용매를 제거한 후, 테트라히드로푸란(THF)에 용해된 리튬 알루미늄 하이드라이드(LiAlH4)를 첨가하여 실온에서 10분 내지 20분 동안 반응시키는 단계;를 포함하는
하기 화학식 1로 표시되는 β-아드레날린성 수용체 검출을 위한 PET용 추적자의 제조방법:
[화학식 1]
Figure pat00019
a) drying a mixture of 18 F-fluorine and [2.2.2]-cryptand in acetonitrile with nitrogen gas at a temperature of 85°C to 95°C;
b) Formula 9 in acetonitrile in the mixture of step a)
Figure pat00018
heating the reaction mixture to which a solution of the compound of and
c) After drying the reaction mixture of step b) with nitrogen gas to remove the solvent, lithium aluminum hydride (LiAlH 4 ) dissolved in tetrahydrofuran (THF) is added to react at room temperature for 10 to 20 minutes step; including
A method for preparing a tracer for PET for detecting β-adrenergic receptors represented by the following formula (1):
[Formula 1]
Figure pat00019
제7항에 있어서, 상기 PET용 추적자는 β1-아드레날린성 수용체(β1-AR)를 표적으로 하는 화학식 1로 표시되는 [18F]비소프롤롤 기반 화합물인 것인, PET용 추적자의 제조방법.The preparation of the tracer for PET according to claim 7, wherein the tracer for PET is a [ 18 F]bisoprolol-based compound represented by Formula 1 that targets β 1 -adrenergic receptor (β 1 -AR). Way.
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