TWI633099B - 造影劑前驅物及其製備方法 - Google Patents

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吳文卿
盧桂林
張瑜
徐成芳
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行政院原子能委員會核能研究所
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Abstract

本發明提供一種造影劑前驅物，其具有一1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10- 四氮雜環十二烷之結構，可與放射性同位素錯合外，亦可結合於一胜肽，此外，該造影劑前驅物亦具有2-硝基咪唑之結構，可使該前驅物滯留於缺氧組織中，結合前述之特性，利用該造影劑前驅物所製備而成之造影劑，具有較好之結合特異性、標幟準確性及偵測靈敏度；此外，該造影劑前驅物之製備方法，解決習知合成中間產物過程中的乳化現象，亦可減少三氟醋酸的殘留度，提升最終產物之產率及純度。

Description

造影劑前驅物及其製備方法
本發明係關於一種造影劑前驅物，尤指一種包含1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-(6-(2-硝基咪唑)己基)乙醯胺(1,4,7-Tris(carboxymethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-10-N-(6-(2-nitroimidazole)hexyl)acetamide，下稱為DOTA-NI)之造影劑前趨物及其製備方法。
當細胞或組織之氧分壓(PO2)低於5mm時，其係定義為組織缺氧(Hypoxia)，其為腦中風、心肌梗塞及惡性腫瘤等疾病共有的特徵。
以惡性腫瘤為例，缺氧係癌細胞微環境之重要特徵之一，其使癌細胞對於游離輻射之耐受度提高為正常細胞的三倍，導致放射線治療的效果不佳，此外，細胞處於缺氧狀態時，將誘發自身活化細胞內訊息傳遞(signal tranduction)以啟動自我保護機制，其包含促進血管生長因子(growth factor)之生成等，藉此增加血氧的供給量並且促進血管新生(angiogenesis)，因此，組織缺氧更是促進癌細胞生長及轉移的關鍵；於此，如能儘早診斷並進行治療，將可避免細胞持續惡化。
核子醫學造影技術係一種利用放射性同位素獲得生物體內器官或組織之影像之方法，例如：全身骨骼掃描及腫瘤掃描等。其係將標幟放射性同位素之造影劑，以非侵入性之方法送入生物體中，不同的核種或不同的標幟方式可使造影劑被不同的器官或組織吸收，接著再以核醫攝影儀器 偵測放射性物質之訊號，藉此獲得特定組織之影像，作為臨床診斷及評估之依據。
在1979年，Chapman等人以缺氧組織作為標的，使用放射性同位素標幟的2-硝基咪唑(2-nitroimidazole)進行核醫造影，其係基於當2-硝基咪唑送入生物體內時，其硝基(nitro)被黃嘌呤氧化酶(xanthine oxidase)還原成胺基(amine)，在正常含氧量的細胞中，氧氣可將胺基氧化成硝基，使其可通過細胞膜而離開細胞，而在缺氧的細胞中，2-硝基咪唑則因胺基而提高極性，使其無法通過細胞膜而停留在細胞內，如此，將使細胞具有放射性訊號並可進一步獲得缺氧組織之影像，成為對腦中風、心肌梗塞及惡性腫瘤等疾病的重要診療依據。
然而，僅以缺氧組織作為標的仍有偵測特異性(specificity)之疑慮。提高造影劑之偵測特異性，不僅能提高偵測準確性及靈敏性，亦能減少使用劑量因而減緩受試者之副作用，因此，如何提升造影劑之結合特異性實為一重要議題。
利用放射性同位素標幟胜肽(peptides)係一種提升造影劑偵測特異性之方式，然而，習知技術係將放射性同位素直接鍵結於胺基酸之官能基上，其存在結合效率之問題，進一步而言，每一次的標幟反應均有一定比例的胜肽未能成功標幟，如此將影響造影劑於後續偵測特定組織之靈敏性；再者，因放射性同位素具半衰期，造影劑需於配製後立即送入生物體內，然其標幟反應時間冗長，實不符合臨床快速檢測之需求。
為了解決上述習知技術之問題，本發明提出一種造影劑前驅物及其製備方法，該造影劑同時具備結合於特定組織之特定生物分子以及辨識缺氧組織之特異性，除了有效縮短造影劑織製備時間，更加強腫瘤組織造影之準確性及靈敏度，確實促進核醫造影劑領域之發展。
本發明之主要目的，係提供一種造影劑前驅物，其結構具有一1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷(1,4,7-Tris(carboxymethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecanc)，使其能與放射性同位素錯合，同時該1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷亦具備羧基端(carboxyl)之結構，能與胺基酸、胜肽或蛋白質結合，使得放射性同位素能藉由辨識特定生物分子而被帶到特定組織，達到特異性標幟(specific binding)組織的目的，提升核醫造影之準確性。
本發明之另一目的，係提供一種造影劑前驅物，其在結構上具有2-硝基咪唑(2-nitroimidazole)之官能基，其能滯留於生物體之缺氧細胞，使得與該造影劑前驅物錯合之放射性同位素被帶到該些缺氧細胞，利於後續偵測訊號及擷取影像。
本發明之再一目的，係提供一種造影劑前驅物之製備方法，其可於純化中間產物1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-[6-(2-硝基咪唑)己基]乙醯胺(1,4,7-Tris(tert-butoxycarbonylmethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-10-N-[6-(2-nitroimidazole)hexyl]acetamide)之過程中，有效解決乳化問題，提升產物純度。
本發明之更一目的，係提供一種造影劑前驅物之製備方法，其可於純化最終產物1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-[6-(2-硝基咪唑)己基]乙醯胺(1,4,7-Tris(carboxymethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-10-N-[6-(2-nitroimidazole)hexyl]acetamide，下稱DOTA-NI)時，解決三氟醋酸殘留的問題，除提高純化產率，亦防止後續應用於生物體內時發生潛在的不良反應。
為了達到上述之目的，本發明揭示了一種造影劑前驅物，其在1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷接上2-硝基咪唑或其衍生物，並利用其羧基端鍵結於與特定胺基酸、胜肽或蛋白質，且利用其四氮端與放射性同位素相錯合，發展成為一種具有特異性並能有效滯留於缺氧組織之造影劑；利用此造影劑，不僅可以獲得特定病變組織之影像，以輔助臨床診斷，亦能於治療後進行追蹤檢查，因此其於惡性腫瘤之診斷及預後(prognosis)評估上，具有相當的潛力。
而上述之造影劑前趨物之製備方法，包含步驟：取一1,4,7,10-四氮雜環十二烷(1,4,7,10-tetraazacyclododecane)與一溴乙酸叔丁酯(tert-butyl bromoacetate)反應，經一第一純化反應後獲得一1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷(1,4,7-Tris(tert-butoxycarbonylmethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane)；取該1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷與一6-[(2-硝基咪唑)己基]氯乙醯胺6-[(2-nitroimidazole)hexyl]chloroacetamide)進行一耦合反應，經一第二純化反應後獲得一1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-[6-(2-硝基咪唑)己基)乙醯胺(1,4,7-Tris(tert-butoxycarbonylmethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-10-N-[6-(2-nitroimidazole)hexyl]acetamide)；以及取該1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-(6-(2-硝基咪唑)己基)乙醯胺進行一去保護反應，經一第三純化反應後獲得一1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-[6-(2-硝基咪唑)己基)乙醯胺(1,4,7-Tris(carboxymethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-10-N-[6-(2-nitroimidazole)hexyl]acetamide)。
本發明之一實施例中，其亦揭露於取該1,4,7,10-四氮雜環十二烷與該溴乙酸叔丁酯反應之步驟中，係加入一催化劑，並於一二甲基乙醯胺中進行反應，該催化劑係一醋酸鈉，反應溫度為室溫，反應時間為五天。
本發明之一實施例中，其亦揭露於該第一純化反應中，係於一氯仿溶液中利用一乙醇進行一再結晶反應。
本發明之一實施例中，其亦揭露於該耦合反應中，係加入一催化劑，並於一乙腈溶液中進行反應，該催化劑係一碳酸鉀。
本發明之一實施例中，其亦揭露於該第二純化反應中，係先加入飽和食鹽水，再以一水及一二氯甲烷進行萃取。
本發明之一實施例中，其亦揭露於該去保護反應中，係以一去保護劑進行反應，該去保護劑係包含一三氟醋酸、一苯甲硫醚及一水，反應溫度係室溫，反應時間係24小時。
本發明之一實施例中，其亦揭露於該第三純化反應中，係以一乙醚及一二氯甲烷進行萃取，並以一鹽酸乙醚去除該三氟醋酸，再於一乙腈溶液中利用該二氯甲烷進行一再結晶反應。
第1圖：其係本發明之造影劑前驅物之化學結構圖；第2圖：其係本發明之錯合物之化學結構示意圖；以及。
第3圖：其係本發明之製備方法流程示意圖。
為使本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：本發明提供一種造影劑前驅物及其製備方法，其同時具備特異性結合於特定組織，以及有效滯留於缺氧組織之特性，並帶有放射性同位素，提升核子醫學造影之臨床檢測效率以及造影劑於生物體內標幟組織之特異性、標幟之準確性及偵測之靈敏度。
首先，請參閱第1圖，其係本發明之造影劑前驅物之化學結構圖；如圖所示，其係1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-[6-(2-硝基咪唑)己基]乙醯胺(1,4,7-Tris(carboxymethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-10-N-[6-(2-nitroimidazole)hexyl]acetamide，下稱為DOTA-NI)；其結構上具有一長鍊烷基；一個2-硝基咪唑(2-nitroimidazole)，可增加其脂溶性以促進化合物通透細胞膜而進入細胞；及一螯合物，1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷(1,4,7-Tris(carboxymethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane)，用以錯合一放射性同位素並結合於一胺基酸、一胜肽或一蛋白質。
其中，當該2-硝基咪唑進入細胞後，其硝基(nitro)會被細胞中的黃嘌呤氧化酶(Xanthine oxidase)還原成胺基(amine)，在正常含氧量之細胞中，氧氣可將胺基再氧化回到硝基，而使其得以離開細胞；反之，在缺氧的細胞中，由於胺基之分子極性增大，因而無法通過細胞膜而滯留在細胞中。
換言之，如細胞具有正常的氧含量，該2-硝基咪唑將於氧化還原反應完成後即脫離細胞；反觀如細胞處於缺氧狀態，該2-硝基咪唑將停留於細胞中，因此其具有區分正常氧含量組織及缺氧組織之特性，並因其於缺氧組織中滯留時間較長，在結合放射性同位素後形成效能良好之造影劑。
又其中，該造影劑前驅物具有該1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷之結構；其透過一四氮端與一放射性同位素形成結構穩定之錯合物，進而將其應用為一種造影劑，如第2圖所示，其M2+及M3+即為二價及三價之放射性同位素；該放射性同位素可選自核醫造影領域常使用之放射性同位素，例如鎝-99m(99mTc)、碘-123(123I)或鎵-68(68Ga)，而本發明中較佳之選擇係鎵-68。鎵-68之半衰期為68分鐘，與多數胜肽及小分子的藥物動力相近，具有分布速度快與血液清除率高之特性，此外，鎵-68中有89%之核種進行正子衰變，屬正子造影核種，可提供較好的影像品質。
此外，該1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷亦可透過一羧基端(carboxyl)以共價鍵的形式接上一胺基酸(amino acid)、一胜肽(peptide)或一蛋白質(protein)；由於惡性腫瘤在細胞癌變的過程中常伴隨著基因異常調控的現象，進而合成數量異常之蛋白質，導致特定蛋白質於正常細胞與癌細胞之間具有表現量之差異，且不同的癌變組織亦有不同的代表基因，例如：於乳癌細胞中過度表現(over-expression)之HER2基因，基於上述之特性，可根據欲偵測的組織，搜尋文獻找到特異性結合(specific binding)於該特定蛋白質之胜肽，並將該胜肽接上該1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷，即可將放射性同位素帶到特定的目標組織，使其具有高度特異性(specificity)及準確性。
承上所述，本發明之造影劑前驅物DOTA-NI，具有可快速結合特定胜肽及放射性同位素之1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷結構，並同時具有使其滯留於缺氧組織之2-硝基咪唑，其與放射性同位素結合後所形成之造影劑，可被帶到特定的癌變組織並停留在於癌細胞中，並藉由偵測放射性同位素以獲得其於癌變組織中分佈型態之影像，因而可觀察癌變組織之狀態，使臨床診斷及預後評估更為精準。
而本發明所揭示之造影劑前驅物之製備方法，則請接續參閱第2圖，其係包含步驟：步驟S2：取一1,4,7,10-四氮雜環十二烷與一溴乙酸叔丁酯反應，經一第一純化反應後獲得一1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷；步驟S4：取該1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷與一[6-(2-硝基咪唑)己基]氯乙醯胺進行一耦合反應，經一第二純化反應後獲得一1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-[6-(2-硝基咪唑)己基]乙醯胺；以及步驟S6：取該1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-[6-(2-硝基咪唑)己基]乙醯胺進行一去保護反應，經一第三純化反應後獲得一1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-[6-(2-硝基咪唑)己基]乙醯胺。
如第2圖中步驟S2所示，本發明提供之造影劑前驅物製備方法，係以該1,4,7,10-四氮雜環十二烷(1,4,7,10-tetraazacyclododecane)與該溴乙酸叔丁酯(tert-butyl bromoacetate)反應後，生成該1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷(1,4,7-Tris(tert-butoxycarbonylmethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane)，如下式一所式：(式一)
其中，該反應係以醋酸鈉作為催化劑，並於二甲基乙醯胺溶液中進行反應，於冰浴中緩慢進行混合，其混合溶液須於室溫下攪拌數天，較佳者為五天，但反應條近並不以此為限。
又該第一純化反應，係先將步驟S2中所述之混合溶液倒入水中，並加入碳酸氫鈉析出後過濾取得固體，以氯仿(Chloroform)溶解其固體，再以水清洗後取得有機層，接著以無水流酸鈉除水後將其進行減壓濃縮，於氯仿溶液中進行純化，並以乙醇進行再結晶反應，但純化條近並不以此為限。
接著，如步驟S4所示，本發明提供之造影劑前驅物製備方法，在取步驟S2之生成物後，接著取該1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷與該6-(2-硝基咪唑)己基)氯乙醯胺(6-[(2-nitroimidazole)hexyl]chloroacetamide)進行該耦合反應，生成該1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-6-[(2-硝基咪唑)己基]乙醯胺(1,4,7-Tris(tert-butoxycarbonylmethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-10-N-[6-(2-nitroimidazole)hexyl]acetamide)，如下式二所示：(式二)
其中，該耦合反應係以碳酸鉀作為催化劑，並於乙腈溶液中進行反應，其係先於油浴中攪拌以獲得一起始溶液，接著加入該6-[(2-硝基咪唑)己基]氯乙醯胺進行混合，其混合溶液須持續攪拌，再升溫至高溫攪拌。
前述之該耦合反應，該起始溶液之油浴溫度係介於55℃至80℃之間，較佳者為60℃，並於油浴中攪拌10至20分鐘，較佳者為15分鐘；此外，其混合溶液攪拌之溫度係介於55℃至80℃之間，較佳者為60℃，攪拌時間至少14小時，升溫後所述之高溫係介於90℃至110℃間，較佳者為100℃，並攪拌1至3小時，較佳為者2小時，但反應條件不以此為限。
又該第二純化反應，係先將步驟S4中所述之混合溶液進行過濾，再以一水及一二氯甲烷進行萃取，並經減壓濃縮後獲得中間產物；此外，進行萃取前係先加入飽和食鹽水，解決習知技術於純化過程中產生的乳化現象，但純化條件不以此為限。
接續如步驟S6所示，本發明提供之造影劑前驅物製備方法，係取得步驟S4所生成之生成物1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-[6-(2-硝基咪唑)己基]乙醯胺進行該去保護反應，生成該1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-[6-(2-硝基咪唑)己基]乙醯胺(1,4,7-Tris(carboxymethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-10-N-[6-(2-nitroimidazole)hexyl]acetamide)，如下式三所示：(式三)
其中，該去保護反應係以含有一三氟醋酸、一苯甲硫醚及一水之混合溶液進行反應，反應溫度以室溫為佳，反應時間係介於18至26小時，以24小時為佳，但反應條件不以此為限。
又該第三純化反應，係以一乙醚及一二氯甲烷進行萃取，再加入一鹽酸乙醚乙去除該三氟醋酸，接著於該乙腈溶液中乙該二氯甲烷進行再結晶反應；其中，以該鹽酸乙醚結合該三氟醋酸，並以鹽酸鹽的形式自目標產物中分離，可有效解決習知以離子交換樹脂移除三氟醋酸時產率過低的問題，亦可改善三氟醋酸殘留的現象，但純化條件不以此為限。
以下，以具體實施之範例作為本發明之組織技術內容、特徵及成果之闡述之用，並可據以實施，但本發明之保護範圍並不以此為限。
1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷(1,4,7-Tris(tert-butoxycarbonylmethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane)之合成
取2.0克(g)，11.6毫莫爾(mmol)之起始物1,4,7,10-四氮雜環十二烷(1,4,7,10-tetraazacyclododecane)溶於25毫升(ml)之二甲基乙醯胺(Dimethylacetamide)中，接著加入2.85克，34.7毫莫爾之醋酸鈉(Sodium acetate)，置於0度冰浴中，逐滴加入6.9克，35.6毫莫爾之溴乙酸叔丁酯(tert-butyl bromoacetate)，於室溫下攪拌五天。接著將前述之起始物溶液倒入125毫升之水中，並分批加入碳酸氫鈉，經過濾後取得固體，再以150毫升之氯仿(Chloroform)溶解前述之固體，並加入75毫升之水進行清洗。
接著，取出有機層，加入無水硫酸鈉進行除水，減壓濃縮後將其置於20毫升之氯仿中，再以150毫升之乙醇進行再結晶，獲得3.83克，64.0%之白色固體產物，即為1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷。
1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷之分析數據：IR(KBr)ν 3980(NH),1730 and 1720(C=O),1162 and 1140(CO)cm-1.
1H NMR(CDCl3)δ 10.05(br,1H,NH),3.38(s,4H,CH 2CO2),3.29(s,2H,CH 2CO2),3.09(s,2H,NHCH2 CH2),2.91-2.88(m,8H,CH 2CH 2NHCH2CO2),1.46(s,27H,(CH3)3).
13C NMR(CDCl3)δ 171.13 and 170.24(CO).82.28(C(CH3)3),58.80(NCH2CO2),51.92 and 51.80(NCH2 CH2N),49.77(NCH2CH2NH),48.13(NCH2 CH2NH),28.83 and 28.80(C(CH3)3).
MS m/z 515((M+H)+).
1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-[6-(2-硝基咪唑)己基]乙醯胺(1,4,7-Tris(tert-butoxycarbonylmethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-10-N-[6-(2-nitroimidazolc)hexyl]acetamide)之合成
取0.72克，1.4毫莫爾之1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷溶於33.3毫升之乙腈中，加入0.51克，3.7毫莫爾之碳酸鉀，置於60度油浴中攪拌15分鐘，獲得起始溶液；另配製0.4克，1.4毫莫爾之6-[(2-硝基咪唑)己基]氯乙醯胺(6-[(2-nitroimidazole)hexyl]chloroacetamide)於33.3毫升之乙腈中，並將其緩慢滴入前述之起始溶液中，且滴入之過程需超過20分鐘，接著於60度下攪拌至隔夜，再升溫至100度攪拌2小時，接著以矽藻土過濾取得液體，經減壓濃縮後，再以200毫升之水及200毫升之二氯甲烷 萃取三次，取得有機層後以無水硫酸鈉除水，經減壓濃縮後獲得0.89克，83.2%之褐色油狀產物，即為1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-6-[2-(硝基咪唑)己基]乙醯胺。
1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-6-[(2-硝基咪唑)己基]乙醯胺之分析數據：IR(neat)ν 3230(NH),1737(C=O,ester),1658(C=O,amide),1539 and 1366(NO),1158 and 1119(CO)cm-1.
1H NMR(CDCl3)δ 8.64(t,1H,NH),7.15 and 7.14(s,2H,imi-H),4.41(t,2H,CH 2N),3.27(t,2H,NHCH 2),3.23 and 3.04(s,6H,CH 2CO2),2.88-2.87(m,8H,CH 2CH 2NHCH2CO2),2.72(s,2H,NHCH2 CH2),2.51(s,2H,NHCH 2CH2),1.92-1.81(m,2H,CH 2CH2N),1.44(s,27H,(CH3)3),1.38(m,2H,CH 2CH2CH2CH2N).
13C NMR(CDCl3)δ 172.66 and 171.26(CO),128.93 and 126.57(imi-C),81.61(C(CH3)3),58.85(NCH2CO2),57.36(CH2CONH),55.48 and 54.03(NCH2 CH2N),53.13(NCH2CH2NH),52.66(NCH2 CH2NH),50.83(CH2N),39.61(NHCH2),31.07(CH2CH2N),30.25(NHCH2 CH2),28.83(C(CH3)3),27.00(CH2CH2CH2N),26.66(CH2CH2CH2CH2N).
MS m/z 768((M+H)+).
1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-[6-(2-硝基咪唑)己基]乙醯胺(1,4,7-Tris(carboxymethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-10-N-[6-(2-nitroimidazole)hexyl]acetamide,DOTA-NI)之合成
取1.66克，2.16毫莫爾之1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-(6-(2-硝基咪唑)己基)乙醯胺，加入1.00毫升之去保護混合試劑(cocktail deprotective reagent，包含95%之三氟醋酸(TFA)、2.5%之苯 甲硫醚(thioanisole)及2.5%之水)，於室溫下攪拌1天。經減壓濃縮後以乙醚萃取三次，取得不溶於乙醚的部份，再以二氯甲烷萃取三次，接著再以乙醚萃取三次，取得不溶於乙醚的部份後，以二氯甲烷萃取三次，接著加入鹽酸乙醚溶液攪拌1小時，經減壓濃縮後，置於10毫升之乙腈中，接著以100毫升之二氯甲烷進行再結晶，再置於真空環境下1天進行除水，獲得0.80克，61.4%之淺褐色固體產物，即為1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-(6-(2-硝基咪唑)己基)乙醯胺。
1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-[6-(2-硝基咪唑)己基]乙醯胺之分析數據：IR(KBr)ν 3401(CO2H),1733(C=O,acid),1672(C=O,amide),1537 and 1362(NO)cm-1.
1H NMR((CD3)2SO)δ 8.82(br,1H,NH),7.68 and 7.11(d,2H,imi-H),4.32(t,2H,CH 2N),4.13(t,2H,NHCH 2),4.06-3.81(s,6H,CH 2CO2),3.78-3.40(m,8H,CH 2CH 2NHCH2CO2),3.36-2.61(m,2H,NHCH2 CH2),1.69(t,2H,NHCH 2CH2),1.57-1.32(m,2H,CH 2CH2N),1.31-0.83(m,2H,CH 2CH2CH2CH2N).
13C NMR((CD3)2SO)δ 171.23,167.78,165.23 and 164.46(CO),127.76(imi-C),54.13(NCH2CO2),53.72(CH2CONH),52.09(NCH2 CH2N),50.47(NCH2CH2NH),49.04(NCH2 CH2NH),48.03(CH2N),47.53(NHCH2),29.23(CH2CH2N),28.15(NHCH2 CH2),25.39(CH2CH2CH2N),25.03(CH2CH2CH2CH2N).
MS m/z 637((M+HCl)+).
綜合上述內容可以得知，本發明提供一種造影劑前驅物及其製備方法，透過該製備方法可排除純化中間產物過程中所產生的乳化現象，並能解決三氟醋酸殘留於最終產物DOTA-NI的問題，其提高製備產率及產物的品質，並能避免日後用於生物體時可能產生的不良反應；而透過該製備 方法所製成之DOTA-NI，其可透過1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷之結構同時接上胜肽及放射性同位素以獲得造影劑，其提升放射性同位素標幟胜肽之製備效率，使其更符合臨床快速檢測之需求，此外，可依據檢測需求選擇具組織特異性(tissue specific)之胜肽，使得造影劑具高度特異性，其更可透過2-硝基咪唑於生物體內之生化機制，滯留於缺氧組織中，特別是具缺氧特性之癌變組織，達到核醫造影之目的，實為核醫造影領域一大突破。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

Claims (8)

  1. 一種造影劑前驅物，其係1,4,7-三(羧基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-[6-(2-硝基咪唑)己基]乙醯胺(1,4,7-Tris(carboxymethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-10-N-[6-(2-nitroimidazole)hexyl]acetamide)，其係包含結構：
  2. 一種造影劑前驅物之製備方法，其包含步驟：取一1,4,7,10-四氮雜環十二烷與一溴乙酸叔丁酯反應，經再結晶之一第一純化反應後獲得一1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷；取該1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷與一[6-(2-硝基咪唑)己基]氯乙醯胺進行一耦合反應，經萃取之一第二純化反應後獲得一1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-[6-(2-硝基咪唑)己基]乙醯胺；以及取該1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-(6-(2-硝基咪唑)己基)乙醯胺進行一去保護反應，經再結晶及萃取之一第三純化反應後獲得一1,4,7-三(羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷-10-N-[6-(2-硝基咪唑)己基]乙醯胺。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之造影劑前驅物之製備方法，其中於取該1,4,7,10-四氮雜環十二烷與該溴乙酸叔丁酯反應之步驟中，係加入一催化劑，並於一二甲基乙醯胺中進行反應，該催化劑係一醋酸鈉，反應溫度為室溫，反應時間為五天。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之造影劑前驅物之製備方法，其中於該第一純化反應中，係於一氯仿溶液中利用一乙醇進行一再結晶反應。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之造影劑前驅物之製備方法，其中於該耦合反應中，係加入一催化劑，並於一乙腈溶液中進行反應，該催化劑係一碳酸鉀。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之造影劑前驅物之製備方法，其中於該第二純化反應中，係先加入飽和食鹽水，再以一水及一二氯甲烷進行萃取。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之造影劑前驅物之製備方法，其中於該去保護反應中，係以一去保護劑進行反應，該去保護劑係包含一三氟醋酸、一苯甲硫醚及一水，反應溫度係室溫，反應時間係24小時。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之造影劑前驅物之製備方法，其中於該第三純化反應中，係以一乙醚及一二氯甲烷進行萃取，並以一鹽酸乙醚去除該三氟醋酸，再於一乙腈溶液中利用該二氯甲烷進行一再結晶反應。
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