WO2014126071A1 - 芳香族アミノ酸誘導体およびそれを用いるpetプローブ - Google Patents

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收志 永森
好克 金井
英和 中尾
篤太郎 尾形
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国立大学法人大阪大学
株式会社ナード研究所
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    • C07C2601/14The ring being saturated

Definitions

  • the present invention relates to an aromatic amino acid derivative and a PET probe using the same.
  • Non-patent Document 1 an amino acid transporter LAT1 (L-type amino acid transporter 1) that acts as an amino acid uptake port of cancer cells.
  • LAT1 L-type amino acid transporter 1
  • this LAT1 does not exist in normal cells in most tissues, it appears when it becomes cancerous, and thus becomes a molecular marker for cancer diagnosis.
  • the present inventors have found an amino acid derivative that inhibits LAT1 specifically expressed in cancer cells and suppresses the growth of cancer cells, and has obtained a patent (Patent Document 1).
  • the present inventors have obtained 18 F-labeled fluoro- ⁇ -methyltyrosine, which is an amino acid that is incorporated into LAT1 specific to cancer cells more than the normal cell amino acid transporter LAT2 (L-type amino acid transporter 2).
  • LAT2 normal cell amino acid transporter 2
  • FAMT - ⁇ -methyltyrosine
  • FAMT has room for further improvement in that the accumulation strength is slightly inferior to FDG. Further, FAMT has a problem that it cannot be labeled with an automatic synthesizer widely used in PET facilities, and it is necessary to develop a compound for PET probe that can be labeled with an automatic synthesizer like FDG.
  • the present invention has found a compound having higher cancer accumulation than FAMT, higher affinity for LAT1 and higher cancer selectivity, and a compound that can be labeled with an automatic synthesizer in a medical field, and has a high versatility. It is an issue to provide.
  • n 0 or 1
  • R 2 represents — (CH 2 ) p — [O (CH 2 ) q ] r —X Wherein X is a halogen atom, p is an integer of 1 to 6, q is an integer of 1 to 4, and r is an integer of 0 to 4;
  • R 3 represents a hydrogen atom, a C1-C6 alkyl group, a C7-C16 aralkyl group or a C6-C14 aryl group;
  • R 4 represents a hydrogen atom or a C1-C6 alkyl group.
  • [7] The compound according to any one of the above [1] to [6] or a pharmaceutically acceptable salt thereof, wherein the compound having the structure represented by the general formula (I) is an optically active substance or a mixture of optically active substances. Salt.
  • a pharmaceutical composition comprising the compound according to any one of [1] to [7] above or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
  • the pharmaceutical composition according to the above [8] which is an imaging agent for diagnostic imaging of positron tomography.
  • the pharmaceutical composition according to the above [9] which is for cancer tissue detection.
  • the pharmaceutical composition according to the above [9] which is used for evaluating malignancy of cancer.
  • a precursor of the compound according to [6] above or a pharmaceutically acceptable salt thereof, which has the general formula (II) Wherein n is 0 or 1; R 1 is a hydrogen atom (but only when n 0), a halogen atom, a C1-C6 alkyl group, a C1-C6 haloalkyl group, an optionally substituted amino group, or an optionally substituted group.
  • R 2 represents — (CH 2 ) p — [O (CH 2 ) q ] r —Y Wherein Y is a leaving group, p is an integer of 1 to 6, q is an integer of 1 to 4, and r is an integer of 0 to 4;
  • R 4 represents a hydrogen atom or a C1-C6 alkyl group;
  • R 5 represents a hydrogen atom or a protecting group for a carboxyl group;
  • R 6 represents a hydrogen atom or an amino-protecting group.
  • R 4 represents a hydrogen atom or a C1-C6 alkyl group;
  • R 5 represents a hydrogen atom or a protecting group for a carboxyl group;
  • R 6 represents a hydrogen atom or an amino-protecting group.
  • a precursor comprising a compound which is an optically active substance or a mixture of optically active substances or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
  • the present invention it is possible to provide a compound that has higher cancer accumulation than FAMT, high affinity for LAT1 and high cancer selectivity, and can be labeled with an automatic synthesizer at a medical site.
  • the compound is very useful as a highly versatile imaging agent for PET.
  • R 2 represents — (CH 2 ) p — [O (CH 2 ) q ] r —X Wherein X is a halogen atom, p is an integer of 1 to 6, q is an integer of 1 to 4, and r is an integer of 0 to 4;
  • R 3 represents a hydrogen atom, a C1-C6 alkyl group, a C7-C16 aralkyl group or a C6-C14 aryl group;
  • R 4 represents a hydrogen atom or a C1-C6 alkyl group.
  • a pharmaceutically acceptable salt thereof which is a mixture of optically active compounds such as optically active compounds or racemates.
  • examples of the “halogen atom” include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • X in R 2 is preferably a fluorine atom.
  • X is more preferably a radioactive fluorine atom, and particularly preferably 18 F.
  • the “C1 to C6 alkyl group” may be linear, branched or cyclic.
  • it is a C1-C4 alkyl group.
  • C1 to C6 represents that the number of carbon atoms is 1 to 6.
  • the “C1-C6 haloalkyl group” may be linear, branched or cyclic. Examples include chloromethyl group, bromomethyl group, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, trichloromethyl group, tribromomethyl group, trichloroethyl group, trifluoropropyl group, pentafluoropropyl group and the like.
  • optionally substituted amino group means an unsubstituted amino group, a mono-substituted amino group substituted by one substituent, a di-substituted substituted by two identical or different substituents
  • substituents examples include a C1-C6 alkyl group, a C3-C8 cycloalkyl group, a C6-C10 aryl group, a 5- to 10-membered heteroaryl group, and the like.
  • substituents include a C1-C6 alkyl group, a C3-C8 cycloalkyl group, a C6-C10 aryl group, a 5- to 10-membered heteroaryl group, and the like.
  • the “optionally substituted phenyl group” may be any of an unsubstituted phenyl group and a phenyl group optionally substituted with 1 to 5 substituents.
  • the substituent is not particularly limited.
  • a halogen atom a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc.
  • a cyano group and (3) an optionally substituted C1 ⁇ C6 alkoxy (methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, pentyloxy, hexyloxy, fluoromethoxy, etc.), (4) alkyl-carbonyl (acetyl, propionyl, etc.), (5) alkylsulfonyl (Methylsulfonyl, ethylsulfonyl, etc.), (6) alkylenedioxy (methylenedi
  • the “C1-C6 alkylthio group” may be linear, branched or cyclic. Examples thereof include a methylthio group, an ethylthio group, a propylthio group, an isopropylthio group, a butylthio group, an isobutylthio group, a tert-butylthio group, a pentylthio group, a hexylthio group, and a cyclohexylthio group.
  • the “C1-C6 alkoxy group” may be linear, branched or cyclic. Examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, an isobutoxy group, a tert-butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, and a cyclohexyloxy group.
  • the “C1-C6 haloalkoxy group” may be linear, branched or cyclic.
  • fluoromethoxy group, difluoromethoxy group, trifluoromethoxy group, 2,2,2-trifluoroethoxy group, perfluoroethoxy group, perfluoropropoxy group, perfluorobutoxy group, perfluoropentyloxy group, perfluorohexyl An oxy group etc. are mentioned.
  • examples of the “C7 to C16 aralkyloxy group” include a benzyloxy group, a phenylethoxy group, a phenylpropoxy group, a phenylbutoxy group, a phenylpentyloxy group, and a naphthylmethoxy group.
  • “— (CH 2 ) p — [O (CH 2 ) q ] r —X” group includes a fluoromethyl group, a fluoroethyl group, a fluoropropyl group, a fluorobutyl group, a fluoromethoxymethyl group, a fluoro Examples include ethoxyethyl group, fluoroethoxymethyl group, fluoromethoxymethoxymethyl group, fluoroethoxyethoxyethyl group, fluoroethoxyethoxymethyl group.
  • C7 to C16 aralkyl group includes, for example, benzyl group, phenylethyl group, phenylpropyl group, naphthylmethyl group, naphthylethyl group, naphthylpropyl group and the like.
  • C6-C14 aryl group includes, for example, phenyl group, tolyl group, xylyl group, cumenyl group, mesityl group, naphthyl group, biphenylyl group and the like.
  • Examples of the compound of the present invention represented by the general formula (I) include the following compounds (1) to (70).
  • “Pharmaceutically acceptable salts” include, for example, salts of alkali metals (eg, potassium, sodium, lithium, etc.), salts of alkaline earth metals (eg, calcium, magnesium, etc.), ammonium salts (eg, tetra Methylammonium salt, tetrabutylammonium salt, etc.), organic amines (eg, triethylamine, methylamine, dimethylamine, cyclopentylamine, benzylamine, phenethylamine, piperidine, monoethanolamine, diethanolamine, tris (hydroxymethyl) methylamine, lysine, Salts of arginine, N-methyl-D-glucamine, etc., acid adduct salts (for example, inorganic acid salts such as hydrochloride, hydrobromide, hydroiodide, sulfate, phosphate, nitrate); For example, acetate, trifluoroacetate, lactate, tart
  • a compound having the structure represented by the general formula (I) of the present invention which is an optically active compound, an arbitrary mixture of optically active substances exemplified by a racemate, or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
  • This is referred to as “compound of the invention”.
  • the compound of the present invention preferably has a radioactive fluorine atom.
  • the position of the radioactive fluorine atom is not particularly limited, but is preferably the position of X in R 2 of the general formula (I).
  • the radioactive fluorine atom is preferably 18 F.
  • the compound of the present invention preferably has cancer cell-specific accumulation activity (property to be taken up and accumulated specifically for cancer cells).
  • the method for confirming that the compound of the present invention has cancer cell-specific accumulation activity is not particularly limited, and a known method that can evaluate the cancer cell-specific accumulation activity of the compound can be appropriately selected and used. For example, an amino acid uptake inhibition test using a human LAT1 stable expression cell line and a human LAT2 stable expression cell line (Khunweeraphong et al J Pharmacol Sci. 2012 Aug 18; 119 (4): 368-80. Epub 2012 Jul 31.) (See Examples 1 and 2).
  • Cells in which the inhibition rate of amino acid uptake in a human LAT1 stable expression cell line is higher than the uptake inhibition rate in a human LAT2 stable expression cell line can be selected as a compound having cancer cell-specific accumulation activity.
  • a selection criterion it is preferable to select a compound having higher cancer cell-specific accumulation activity than FAMT using FAMT as a control.
  • it is preferable to select a compound having higher cancer cell selectivity than FAMT which is obtained by the following formula.
  • Cancer cell selectivity amino acid uptake activity of human LAT2 stable expression cell line / amino acid uptake activity of human LAT1 stable expression cell line
  • the present invention also provides a precursor of the compound of the present invention.
  • the precursor preferably has a structure represented by general formula (II) or general formula (III), and is composed of a compound which is an optically active substance or a mixture of optically active substances, or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
  • n 0 or 1;
  • R 2 represents — (CH 2 ) p — [O (CH 2 ) q ] r —Y Wherein Y is a leaving group, p is an integer of 1 to 6, q is an integer of 1 to 4, and r is an integer of 0 to 4;
  • R 4 represents a hydrogen atom or a C1-C6 alkyl group;
  • R 5 represents a hydrogen atom or a protecting group for a carboxyl group;
  • R 6 represents a hydrogen atom or an amino-protecting group.
  • n 0 or 1;
  • R 4 represents a hydrogen atom or a C1-C6 alkyl group;
  • R 5 represents a hydrogen atom or a protecting group for a carboxyl group;
  • R 6 represents a hydrogen atom or an amino-protecting group.
  • R 1 and R 4 are the same as in general formula (I).
  • R 5 is not particularly limited as long as it is generally used as a protecting group for a carboxyl group.
  • R 5 is not particularly limited as long as it is generally used as a protecting group for a carboxyl group.
  • R 6 is not particularly limited as long as it is generally used as a protective group for an amino group.
  • formyl group phenylcarbonyl group, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, tert-butoxycarbonyl group, phenyloxycarbonyl group, 9-fluorenylmethyloxycarbonyl group, adamantyloxycarbonyl group, benzyloxycarbonyl group, benzylcarbonyl Group, benzyl group, benzhydryl group, trityl group, phthaloyl group and the like.
  • a tert-butoxycarbonyl group, a trityl group, and a benzyloxycarbonyl group are preferable.
  • Y is not particularly limited as long as it is generally used as a leaving group.
  • the method for producing the compound of the present invention is not particularly limited. For example, it can be produced according to the synthesis method described in Example 1. Moreover, the method for producing the radiolabeled compound of the present invention from the precursor of the present invention comprises, for example, reacting the precursor represented by the general formula (II) or the general formula (III) with an appropriate fluororadiolabeling agent, If necessary, it can be produced by removing the protecting group and purifying with HPLC or the like.
  • Preferred fluororadiolabeling agents include 4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10-diazabicyclo [8,8,8] -hexacosane K 18 F, ie, the crown ether salt Kryptofix K 18 F, Examples thereof include tetraalkylammonium salts of K 18 F, H 18 F, KH 18 F 2, Cs 18 F, Na 18 F, 18 F, such as tetrabryl ammonium fluoride.
  • radioactive fluorine can be obtained by a known method, for example, a method of irradiating protons with H 2 18 O concentrated water as a target.
  • the H 2 18 O concentrated water containing the radioactive fluorine is passed through, for example, an anion exchange column, and the radioactive fluorine is adsorbed and collected on the column and separated from the H 2 18 O concentrated water.
  • Various methods such as elution, adding a phase transfer catalyst and drying to dryness, or eluting radioactive fluorine with a tetra-N-butylammonium hydrogencarbonate solution and reacting the solution as it is can be mentioned.
  • the precursor represented by the general formula (II) or the general formula (III) can be easily produced by a known method or a method known per se, or according to the synthesis method described in Example 1.
  • a radioactive fluorine-labeled compound of 2-amino-3- (5- (2-fluoroethoxy) -2-iodophenyl) propanoic acid (Compound 16 in Table 1) can be synthesized by the following scheme.
  • Other radioactive fluorine-labeled compounds of the present invention can also be synthesized according to this scheme.
  • 6 in the following scheme represents the compound 6 in the synthesis scheme of Example 1.
  • the pharmaceutical composition of the present invention is preferably a PET imaging agent for diagnostic imaging.
  • the pharmaceutical composition of the present invention can be formulated by appropriately blending the compound of the present invention, a pharmaceutically acceptable carrier, and further additives.
  • the imaging agent for diagnostic imaging of PET is preferably a liquid preparation, and an injection is particularly preferable. Administration to a subject may be local or systemic, but systemic administration is preferred. The route of administration is not particularly limited, but intravenous injection or infusion is preferred. An injection can be prepared by a method known in the art.
  • the compound of the present invention is dissolved in an appropriate liquid carrier (water for injection, physiological saline, Ringer's solution, etc.), sterilized with a filter or the like, and then filled into an appropriate container, for example, a vial or an ampoule. do it.
  • a suitable solubilizing agent such as alcohol, polyalcohol, nonionic surfactant and the like may be used.
  • sugar or sugar alcohol may be added as an additive, preferably sugar alcohol is used, and examples of sugar alcohol include erythritol, xylitol, sorbitol, mannitol and the like.
  • the compound of the present invention may be sterilized with, for example, ethylene oxide and then suspended in a sterilized liquid carrier.
  • the administration target is not particularly limited, and for example, humans and other mammals (eg, rats, mice, rabbits, sheep, pigs, cows, cats, dogs, monkeys, etc.) can be administered.
  • the dose can be appropriately determined according to various conditions such as the body weight, age, sex, and positron tomography apparatus used.
  • an imaging agent for diagnostic imaging containing the compound of the present invention is administered to an object as an injection, and measurement is performed using a known positron tomography apparatus to measure the distribution in the body and the degree of accumulation of the compound of the present invention.
  • the cancer tissue detection can detect a tissue having a relatively large radiation dose as a tissue in which cancer has occurred by comparing the radiation dose for each tissue.
  • SUV Standardized Uptake Value
  • SUV tissue
  • SUV blood
  • a tissue having a relatively large radiation dose may be identified from the image image.
  • the radioactivity concentration is not particularly limited as long as a sufficient radioactivity can be secured at the time of use, but is preferably 5 to 125 MBq at the time of use, and preferably 10 to 100 MBq. Further preferred.
  • the compound of the present invention since the compound of the present invention is considered to accumulate in a large amount in cancer cells having a high growth rate, it can be used for evaluating the malignancy of cancer.
  • the malignancy of cancer can be evaluated by analyzing the radiation dose or image of the cancer tissue. It can be determined that the higher the radiation dose of the cancer tissue, the higher the malignancy (higher growth rate).
  • the evaluation result of cancer malignancy can be used for confirmation of therapeutic effect, determination of treatment policy, and the like.
  • the present invention includes the following inventions.
  • a method for diagnosing cancer comprising administering an effective amount of the compound of the present invention to a mammal.
  • a diagnostic imaging method for positron tomography which comprises administering an effective amount of the compound of the present invention to a mammal.
  • a method for detecting cancer tissue comprising administering an effective amount of the compound of the present invention to a mammal.
  • a method for evaluating the malignancy of cancer comprising administering an effective amount of the compound of the present invention to a mammal.
  • Compounds of the invention for use in positron tomography imaging A compound of the present invention for use in detecting cancer tissue.
  • room temperature usually indicates about 5 ° C. to about 35 ° C.
  • the obtained solid was washed with chloroform / hexane (1/9) to obtain 1.36 g of a white solid.
  • the filtrate was washed again with the same solvent to give 289 mg of compound 7.
  • the total yield of compound 7 was 78% or more.
  • Human LAT1 expression vector or human LAT2 expression vector was introduced into human embryonic kidney cell-derived cultured cell line HEK293 cells using Lipofectamine 2000 (Invitrogen). Resistant strains were selected using G418, and human LAT1 or human LAT2-specific amino acid uptake was selected from those as stable expression strains (Khunweeraphong et al J Pharmacol Sci. 2012 Aug 18; 119 (4): 368-80. Epub 2012 Jul 31.).
  • a human LAT1 stable expression cell line or a human LAT2 stable expression cell line was seeded on a 24-well collagen plate at 1.2 ⁇ 10 5 cells / well, and after 48 hours, the cells were incubated at 37 ° C. (Na 2+ -free Hank) It was washed 3 times with 's balanced salt solution (HBSS), pH 7.4).
  • Compound 10a, Compound 10b, and positive control FAMT fluoro- ⁇ -methyltyrosine
  • the uptake inhibition rate in the human LAT1 stable expression cell line was higher than the uptake inhibition rate in the human LAT2 stable expression cell line.
  • the uptake inhibition rate in the human LAT1 stably expressing cell line is 52.4% for FAMT, One of Compound 10a and Compound 10b was 92.5%, and the other was 30.2%. From this result, it became clear that one of compound 10a and compound 10b showed uptake inhibition performance far exceeding FAMT, and the other also showed performance close to FAMT.
  • the compounds (in Examples 3, 4 and 5, referred to as “compounds of Example 1”) in which the inhibition rate of uptake in the human LAT1 stably expressing cell line was 92.5% were referred to as Examples 3, 4 and 5 below. Used for.
  • Example 3 Inhibition of leucine or alanine uptake in human LAT1 stable expression cell line and human LAT2 stable expression cell line
  • human LAT1 stable expression cell line or human LAT2 stable expression cell line described in Example 2 above in the same manner as in Example 2, for the compound of Example 1, the human LAT1 stable expression cell line and the human LAT2 stable expression
  • the inhibitory effect of leucine or alanine uptake in cell lines was examined.
  • FAMT was used as a positive control.
  • the amounts of the compound of Example 1 and FAMT were both 100 ⁇ M. Cells to which no compound was added served as a negative control.
  • the uptake inhibition rate (%) of FAMT and the compound of Example 1 was determined. Moreover, cancer cell selectivity was shown by the ratio of the amino acid uptake activity of the human LAT2 stable expression cell line / amino acid uptake activity of the human LAT1 stable expression cell line. Further, the compound of Example 1 was added at a concentration of 8 stages of 0.1,1,3,10,30,100,300 and 1000 ⁇ M to cells, the amino acid uptake determine the concentration which inhibits 50%, IC 50 Value.
  • Example 1 has a stronger [ 14 C] L-leucine uptake inhibitory effect in human LAT1 stably expressing cell line than FAMT, and its ability to accumulate in cancer cells is stronger than FAMT. Moreover, it was shown also about the cancer cell selectivity that the compound of Example 1 is higher than FAMT.
  • the results of inhibition of amino acid uptake in the human LAT1 stable expression cell line and human LAT2 stable expression cell line of the compound of Example 1 are shown in FIG.
  • the IC 50 of the compound of Example 1 in the human LAT1 stable expression cell line was calculated to be 9.2 ⁇ M, and the IC 50 in the human LAT2 stable expression cell line was calculated to be 84.0 ⁇ M. Therefore, it was revealed that the compound of Example 1 was 9 times or more highly selective for LAT1 over LAT2. From the above results, it was found that the compound of Example 1 has high cancer selectivity, and when used for PET diagnosis of cancer, it was suggested that the accumulation rate at the tumor site was higher than that at the normal site. .
  • Example 4 Promoting effect on leucine or alanine release in human LAT1 stable expression cell line and human LAT2 stable expression cell line
  • human LAT1 stable expression cell line or human LAT2 stable expression cell line was seeded on a 24-well collagen plate, and after 48 hours, the cells were washed with an uptake buffer kept at 37 ° C.
  • An uptake buffer supplemented with 1 ⁇ M of [ 14 C] L-leucine or [ 14 C] L-alanine was added to each well, and the cells were taken up at 37 ° C. for 10 minutes.
  • the cells were washed with an uptake buffer kept at 37 ° C., and the compound of Example 1 and the positive control FAMT were added at 1, 2, 3, 5, 10, 20, 50, 100 or 200 ⁇ M, respectively, at 37 ° C. for 1 minute. After incubation, the supernatant was collected. The radioactivity in the supernatant was measured and used as the radioactivity of the amino acids released from the cells. Thereafter, 500 ⁇ L of 0.1 M NaOH was added to each well to lyse the cells, the protein concentration was measured using 20 ⁇ L, and the radioactivity remaining in the cells was measured using the rest. By combining with the released radioactivity, it was confirmed that the radioactivity incorporated into the cells was not significantly different in each experiment. Since human LAT1 and human LAT2 are exchange transporters, the number of released radioactive amino acids is equal to the number of test compounds incorporated into cells.
  • FIG. 2 shows the results of the promotion of amino acid release in the human LAT1 stably expressing cell line when 10 ⁇ M of the compound of Example 1 and FAMT were added.
  • the amino acid release promoting effect of the compound of Example 1 on human LAT1 was more than twice as high as that of FAMT.
  • the Km value of amino acid release in the human LAT1 stable expression cell line and the Km value of amino acid release in the human LAT2 stable expression cell line were determined and shown in Table 5.
  • the affinity of the compound of Example 1 for human LAT1 was more than 10 times higher than FAMT. From these results, it was suggested that when the compound of Example 1 was used for PET diagnosis of cancer, accumulation at the tumor site was higher than that of FAMT.
  • Example 5 Accumulation of the compound of Example 1 on nude mouse subcutaneous tumor of human pancreatic cancer-derived cultured cell line MIAPaCa-2 cells
  • a tumor derived from MIAPaCa-2 cells formed subcutaneously in nude mice was excised, and 0.1 g of the tumor was transplanted subcutaneously into 6-week-old female nude mice (BALB / cAJc1-nu).
  • the compound of Example 1 was dissolved in physiological saline at a concentration of 1 mM, and 0.1 mL (100 nmol) or physiological saline 0.1 mL was administered from the tail vein.
  • the tumor was excised, the amino acid in the tumor tissue was labeled with phenylisothiocyanate (PITC), and the label was detected by HPLC to evaluate the accumulation.
  • PITC phenylisothiocyanate
  • Example 9 Determination of absolute structure of compounds 10a and 10b
  • the absolute structures of compounds 10a and 10b were synthesized in the same manner as in Example 6 using Lm-tyrosine as a raw material according to the following scheme to synthesize S form of compound 10 (> 99% ee). It was measured under the HPLC conditions shown in Example 1, and from the retention time, 10b was found to be S form. From this result, 10a was determined to be R-isomer.
  • Example 10 Synthesis of 2-amino-3- (5- (2- (2-fluoroethoxy) ethoxy) -2-iodophenyl) propanoic acid] According to the following scheme, S-form of 2-amino-3- (5- (2- (2-fluoroethoxy) ethoxy) -2-iodophenyl) propanoic acid (Compound 6 in Table 1) was synthesized.
  • Example 11 Synthesis of 2-amino-2- (4- (2-fluoroethoxy) phenyl) acetic acid
  • 2-amino-2- (4- (2-fluoroethoxy) phenyl) acetic acid (Compound 69 in Table 3) was synthesized.
  • Example 1 compound 30 (yield: 99%) was obtained by the same reaction using 4-hydroxyphenylglycine instead of dl-m-tyrosine. Subsequently, in Example 6 (2), Compound 30 was used instead of Compound 11 and tert-butyl esterified in the same manner to obtain Compound 31. Subsequently, fluoroethyl tosylate was reacted in the same manner, and then the protective group was removed to obtain the title compound (Compound 33).
  • Example 13 (2S) -2- (tert-butoxycarbonylamino) -3- (2-iodo-5- (2- (2- (4-methylphenyl) sulfonyloxy) ethoxyethoxy) phenyl) propanoic acid Synthesis of tert-butyl (35 (S))
  • optically active compound 35 (S) Yield: 67%,> 99% ee was obtained in the same manner except that diethylene glycol di-p-tosylate was used instead of ethylene glycol di-p-tosylate. Synthesized.
  • an optically active compound 15 (R) was used as a raw material and reacted in the same manner to synthesize an optically active compound 35 (R) (yield: 62%,> 99% ee).
  • 1H-NMR 400 MHz, CDCl 3 , TMS
  • Example 14 2- (tert-butoxycarbonylamino) -3- (2-bromo-5- (2-((4-methylphenyl) sulfonyloxy) ethoxy) phenyl) propanoic acid tert-butyl (36) Synthesis)
  • the compound 21 obtained in Example 7 was reacted in the same manner as in Example 12 to obtain compound 36 (yield 74%).
  • Example 15 Evaluation of cancer cell-specific accumulation activity
  • compounds 10a and 10b synthesized in Example 1 compounds 23a and 23b synthesized in Example 6, compounds 24a and 24b synthesized in Example 7, compounds 25a and 25b synthesized in Example 8, and Compounds 27 (S) and 27 (R) synthesized in Example 10 were used.
  • the human LAT1 stable expression cell line or human LAT2 stable expression cell line described in Example 2 above was seeded at 1.2 ⁇ 10 5 cells / well, and the cells were incubated at 37 ° C. after 48 hours (Na 2+ ⁇ It was washed three times with free Hank's balanced salt solution (HBSS), pH 7.4).
  • HBSS free Hank's balanced salt solution
  • FIG. 4 shows the results of inhibition of amino acid uptake in a human LAT1 stable expression cell line
  • FIG. 5 shows the results of inhibition of amino acid uptake in a human LAT2 stable expression cell line.
  • all of the test compounds and FAMT had higher uptake inhibition rates in the human LAT1 stably expressing cell line than those in the human LAT2 stably expressing cell line, and all the test compounds were normal. It was shown that it is more easily taken up by cancer cells than cells.
  • Table 6 shows the inhibition rate of uptake and cancer cell selectivity (amino acid uptake activity of human LAT2 stably expressing cell line / amino acid uptake activity of human LAT1 stably expressing cell line) in both cells.
  • test compounds used have cancer cell-specific inhibitory activity equal to or higher than FAMT, and among them, the cancer cell selectivity of compounds 10b, 23b, 24b, 25b and 27 (S). was found to be significantly higher than FAMT. From these results, when these compounds are used for PET imaging, it is considered that they show performances higher than FAMT in specificity and selectivity to cancer, suggesting that they are useful for cancer diagnosis.
  • Example 16 Promoting effect on leucine or alanine release in human LAT1 stable expression cell line and human LAT2 stable expression cell line.
  • Example 15 Based on the amino acid release value at each concentration, the Km value of amino acid release in the human LAT1 stable expression cell line and the Km value of amino acid release in the human LAT2 stable expression cell line were determined and are shown in Table 7. All the test compounds had higher affinity for human LAT1 stably expressing cell line than their affinity for human LAT2 stably expressing cell line, indicating that they have cancer selectivity. Moreover, it became clear that any test compound has higher affinity for human LAT1 stably expressing cell line than FAMT. From these results, when these compounds are used for PET imaging, it is considered that they exhibit performance higher than FAMT in cancer accumulation and selectivity, and are suggested to be particularly useful for cancer diagnosis.
  • a preparative HPLC fraction containing 18 F-labeled compound 10b obtained by labeling synthesis is collected, the solvent is distilled off with a rotary evaporator while heating at 200 ° C., and the resulting 18 F-labeled compound 10b is washed with physiological saline.
  • the physiological saline solution containing 18 F-labeled compound 10b was prepared by dissolving in 10 mg. The radiochemical purity of the drug solution after preparation was 95% or more.
  • Example 18 Investigation of cancer accumulation of 18 F-labeled compound 10b
  • 18 F-labeled compound 10b (12.5 MBq) was administered from the tail vein to nude mice in which tumors derived from MIAPaCa-2 cells were formed subcutaneously.
  • PET imaging was performed using Inveon PET / CT (Siemens) under inhalation anesthesia with isoflurane and oxygen. Imaging was performed for 10 minutes from 60 minutes after tail vein injection.
  • the acquired data was reconstructed by 3D-OSEM (ordered subset expectation maximization) method.
  • FIG. 6 the arrow indicates the tumor site.
  • accumulation of 18 F-labeled compound 10b at the tumor site was confirmed. From this result, it was shown that the compound of the present invention developed by an in vitro test system can be used for diagnosis using PET imaging of cancer.

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Abstract

 一般式(I)(式中、nは0または1であり; Rは、水素原子(ただし、n=0のときに限る)、ハロゲン原子、C1~C6のアルキル基、C1~C6のハロアルキル基、置換されていてもよいアミノ基、置換されていてもよいフェニル基、C1~C6のアルキルチオ基、C1~C6のアルコキシ基、C1~C6のハロアルコキシ基またはC7~C12のアラルキルオキシ基を表し; Rは、-(CHp-[O(CHqr-X (ただし、Xはハロゲン原子、pは1~6の整数、qは1~4の整数、rは0~4の整数である。)を表し; Rは、水素原子、C1~C6のアルキル基、C7~C16のアラルキル基またはC6~C14のアリール基を表し; Rは、水素原子またはC1~C6のアルキル基を表す。) で示される構造を有する化合物またはその薬学的に許容される塩は、FAMTよりがん集積性が高く、LAT1への親和性およびがん選択性が高く、かつ、医療現場で標識可能であるので、汎用性の高いPET用イメージング剤として有用である。

Description

芳香族アミノ酸誘導体およびそれを用いるPETプローブ
 本発明は、芳香族アミノ酸誘導体およびそれを用いるPETプローブに関するものである。
 がんの診断では、患者への苦痛・侵襲を最小にすることがQOL維持の観点から重要である。加えて、健常者にがんの疑いがかかることによる不要な不利益をもたらさないことも、非常に重要な要請である。近年、低侵襲の画像診断技術が進歩し、がん細胞がグルコースを大量に取り込むことから糖を18F標識したFDG(フルオロデオキシグルコース)によるポジトロン断層撮影法(以下「PET」と記す)が広く用いられている。しかし、FDGは炎症などのがん以外の病変にも取り込まれることによる偽陽性の問題がある。特に、脳や炎症部位の正常組織に取り込まれることが明らかにされていることから、適用範囲が限られている。さらに、血糖値コントロールが難しい糖尿病患者への使用も制限される。
 本発明者らは、以前に、がん細胞のアミノ酸取り込み口として働くアミノ酸トランスポーターLAT1(L-type amino acid transporter 1)を発見した(非特許文献1)。このLAT1はほとんどの組織において正常細胞には存在しないが、がん化することにより出現するため、がん診断の分子マーカーとなる。また、本発明者らは、がん細胞に特異的に発現するLAT1を阻害し、がん細胞の増殖を抑制するアミノ酸誘導体を見出し、特許を取得している(特許文献1)。
 さらに、本発明者らは、正常細胞のアミノ酸トランスポーターLAT2(L-type amino acid transporter 2)よりもがん細胞特異的なLAT1に多く取り込まれるアミノ酸であるα-メチルチロシンを18F標識したフルオロ-α-メチルチロシン(以下「FAMT」と記す)を用いて、肺がん患者に対してPETを施行したところ、FDGと同様にがんに集積し、診断が可能であることを明らかにした(非特許文献2)。FAMTは炎症性病変への集積がないため、がんへの選択性が高く、FDGの適用ができない脳腫瘍にも適用できる汎用性の高いPETプローブである。
 しかし、FAMTはFDGと比較して集積強度が若干劣る点で、さらなる改善の余地がある。また、FAMTはPET施設で汎用されている自動合成機で標識できないという問題があり、FDGのように自動合成機で標識可能なPETプローブ用化合物の開発が必要である。
特許第4705756号
Kanai et al., J. Biol. Chem. 273: 23629, 1998 Kaira et al., Clin Cancer Res. 13: 6369-6378, 2007
 本発明は、FAMTよりがん集積性が高く、LAT1への親和性およびがん選択性が高く、かつ、医療現場の自動合成機で標識可能な化合物を見出し、汎用性の高いPET用イメージング剤を提供することを課題とする。
 本発明は、上記課題を解決するために、以下の各発明を包含する。
[1]一般式(I)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(式中、nは0または1であり;
は、水素原子(ただし、n=0のときに限る)、ハロゲン原子、C1~C6のアルキル基、C1~C6のハロアルキル基、置換されていてもよいアミノ基、置換されていてもよいフェニル基、C1~C6のアルキルチオ基、C1~C6のアルコキシ基、C1~C6のハロアルコキシ基またはC7~C12のアラルキルオキシ基を表し;
は、-(CHp-[O(CHqr-X
(ただし、Xはハロゲン原子、pは1~6の整数、qは1~4の整数、rは0~4の整数である。)を表し;
は、水素原子、C1~C6のアルキル基、C7~C16のアラルキル基またはC6~C14のアリール基を表し;
は、水素原子またはC1~C6のアルキル基を表す。)
で示される構造を有する化合物またはその薬学的に許容される塩。
[2]がん細胞特異的集積活性を有する前記[1]に記載の化合物またはその薬学的に許容される塩。
[3]Xがフッ素原子である前記[1]または[2]に記載の化合物またはその薬学的に許容される塩。
[4]2-アミノ-3-(5-(2-フルオロエトキシ)-2-ヨードフェニル)プロパン酸、または、2-アミノ-3-(2-シクロプロピル-5-(2-フルオロエトキシ)フェニル)プロパン酸である前記[3]に記載の化合物またはその薬学的に許容される塩。
[5]2-アミノ-3-(2-ブロモ-5-(2-フルオロエトキシ)フェニル)プロパン酸、2-アミノ-3-(5-(4-フルオロブトキシ)-2-ヨードフェニル)プロパン酸、または2-アミノ-3-(5-(2-(2-フルオロエトキシ)エトキシ)-2-ヨードフェニル)プロパン酸である前記[3]に記載の化合物またはその薬学的に許容される塩。
[6]放射性フッ素原子を有する前記[1]~[5]のいずれかに記載の化合物またはその薬学的に許容される塩。
[7]一般式(I)で示される構造を有する化合物が、光学活性体または光学活性体の混合物である前記[1]~[6]のいずれかに記載の化合物またはその薬学的に許容される塩。
[8]前記[1]~[7]のいずれかに記載の化合物またはその薬学的に許容される塩を含有する医薬組成物。
[9]ポジトロン断層撮影法の画像診断用イメージング剤である前記[8]に記載の医薬組成物。
[10]がん組織検出用である前記[9]に記載の医薬組成物。
[11]がんの悪性度評価用である前記[9]に記載の医薬組成物。
[12]前記[6]に記載の化合物またはその薬学的に許容される塩の前駆体であって、一般式(II)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式中、nは0または1であり;
は、水素原子(ただし、n=0のときに限る)、ハロゲン原子、C1~C6のアルキル基、C1~C6のハロアルキル基、置換されていてもよいアミノ基、置換されていてもよいフェニル基、C1~C6のアルキルチオ基、C1~C6のアルコキシ基、C1~C6のハロアルコキシ基またはC7~C12のアラルキルオキシ基を表し;
は、-(CHp-[O(CHqr-Y
(ただし、Yは離脱基、pは1~6の整数、qは1~4の整数、rは0~4の整数である。)を表し;
は、水素原子またはC1~C6のアルキル基を表し;
は、水素原子またはカルボキシル基の保護基を表し;
は、水素原子またはアミノ基の保護基を表す。)
で示される構造を有し、光学活性体または光学活性体の混合物である化合物またはその薬学的に許容される塩からなる前駆体。
[13]前記[6]に記載の化合物またはその薬学的に許容される塩の前駆体であって、一般式(III)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式中、nは0または1であり;
は、水素原子(ただし、n=0のときに限る)、ハロゲン原子、C1~C6のアルキル基、C1~C6のハロアルキル基、置換されていてもよいアミノ基、置換されていてもよいフェニル基、C1~C6のアルキルチオ基、C1~C6のアルコキシ基、C1~C6のハロアルコキシ基またはC7~C12のアラルキルオキシ基を表し;
は、水素原子またはC1~C6のアルキル基を表し;
は、水素原子またはカルボキシル基の保護基を表し;
は、水素原子またはアミノ基の保護基を表す。)
で示される構造を有し、光学活性体または光学活性体の混合物である化合物またはその薬学的に許容される塩からなる前駆体。
 本発明により、FAMTよりがん集積性が高く、LAT1への親和性およびがん選択性が高く、かつ、医療現場の自動合成機で標識可能な化合物を提供することができる。当該化合物は、汎用性の高いPET用イメージング剤として非常に有用である。
実施例1の化合物のヒトLAT1安定発現細胞株およびヒトLAT2安定発現細胞株におけるアミノ酸取り込み阻害の結果を示す図である。 実施例1の化合物のヒトLAT1安定発現細胞株におけるアミノ酸放出促進の結果を示す図である。 皮下に腫瘍を形成させたヌードマウスに実施例1の化合物を投与した後腫瘍を摘出し、腫瘍中の実施例1の化合物をHPLCで検出した結果を示す図である。 10種類の試験化合物のヒトLAT1安定発現細胞株におけるアミノ酸取り込み阻害の結果を示す図である。 10種類の試験化合物のヒトLAT2安定発現細胞株におけるアミノ酸取り込み阻害の結果を示す図である。 皮下に腫瘍を形成させたヌードマウスを用いて、18F標識化合物10bのがん集積性を検討した結果を示す図である。
 本発明は、一般式(I)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式中、nは0または1であり;
は、水素原子(ただし、n=0のときに限る)、ハロゲン原子、C1~C6のアルキル基、C1~C6のハロアルキル基、置換されていてもよいアミノ基、置換されていてもよいフェニル基、C1~C6のアルキルチオ基、C1~C6のアルコキシ基、C1~C6のハロアルコキシ基またはC7~C12のアラルキルオキシ基を表し;
は、-(CHp-[O(CHqr-X
(ただし、Xはハロゲン原子、pは1~6の整数、qは1~4の整数、rは0~4の整数である。)を表し;
は、水素原子、C1~C6のアルキル基、C7~C16のアラルキル基またはC6~C14のアリール基を表し;
は、水素原子またはC1~C6のアルキル基を表す。)
で示される構造を有し、光学活性体化合物またはラセミ体など光学活性体化合物の混合物である化合物またはその薬学的に許容される塩を提供する。
 R、Rにおいて、「ハロゲン原子」としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を挙げることができる。RにおけるXは、フッ素原子であることが好ましい。Xは、より好ましくは放射性フッ素原子であり、特に好ましくは18Fである。
 R、R、Rにおいて、「C1~C6のアルキル基」は、直鎖状でも分岐状でもよく、環状であってもよい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。好ましくは、C1~C4のアルキル基である。本明細書において、例えばC1~C6は、炭素数が1~6であることを表す。
 Rにおいて、「C1~C6のハロアルキル基」は、直鎖状でも分岐状でもよく、環状であってもよい。例えば、クロロメチル基、ブロモメチル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリブロモメチル基、トリクロロエチル基、トリフルオロプロピル基、ペンタフルオロプロピル基などが挙げられる。
 Rにおいて、「置換されていてもよいアミノ基」は、無置換のアミノ基、1個の置換基によって置換されたモノ置換アミノ基、同一もしくは異なる2個の置換基によって置換されたジ置換アミノ基、またはアミノ基上の2個の置換基が一緒になって結合する窒素原子とともに形成される5~10員の飽和の脂肪族環状アミノ基(当該脂肪族環状アミノ基は、環の構成原子として1個もしくは2個の酸素原子または硫黄原子を含んでいてもよい。)のいずれでもよい。置換基としては、例えば、C1~C6のアルキル基、C3~C8のシクロアルキル基、C6~C10のアリール基、5~10員のヘテロアリール基などが挙げられる。具体的には、例えば、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルメチルアミノ基、メチル(フェニル)アミノ基、ピロリジニル基、ピペリジル基、ピペラジニル基、モルホリニル基、などが挙げられる。
 Rにおいて、「置換されていてもよいフェニル基」は、無置換のフェニル基、1~5の置換基で置換鎖されていてもよいフェニル基のいずれでもよい。置換基は特に限定されないが、例えば、(1)ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、(2)シアノ基、(3)ハロゲン原子を有していてもよいC1~C6のアルコキシ(メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、sec-ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、フルオロメトキシ等)、(4)アルキル-カルボニル(アセチル、プロピオニル等)、(5)アルキルスルホニル(メチルスルホニル、エチルスルホニル等)、(6)アルキレンジオキシ(メチレンジオキシ、エチレンジオキシ等)、(7)ハロゲン原子またはヒドロキシを有していてもよいC1~C6のアルキル基(メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、sec-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、n-ヘキシル、イソヘキシル、ヒドロキシメチル等)、(8)ヒドロキシで置換されていてもよいモノアルキル-カルバモイル(メチルカルバモイル、エチルカルバモイル、2-ヒドロキシエチルカルバモイル等)、(9)アルキル-カルボニルオキシ(アセトキシ等)、(10)1~3個のアルキル基で置換されていてもよい、炭素原子以外に窒素原子、硫黄原子および酸素原子から選ばれる1または2種のヘテロ原子を1ないし4個含む5ないし10員芳香族複素環基(1,3,4-オキサジアゾリルなどの5ないし6員芳香族複素環基)などが挙げられる。
 Rにおいて、「C1~C6のアルキルチオ基」は、直鎖状でも分岐状でもよく、環状であってもよい。例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、ブチルチオ基、イソブチルチオ基、tert-ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、シクロヘキシルチオ基などが挙げられる。
 Rにおいて、「C1~C6のアルコキシ基」は、直鎖状でも分岐状でもよく、環状であってもよい。例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert-ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基などが挙げられる。
 Rにおいて、「C1~C6のハロアルコキシ基」は、直鎖状でも分岐状でもよく、環状であってもよい。例えば、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、2,2,2-トリフルオロエトキシ基、パーフルオロエトキシ基、パーフルオロプロポキシ基、パーフルオロブトキシ基、パーフルオロペンチルオキシ基、パーフルオロヘキシルオキシ基などが挙げられる。
 Rにおいて、「C7~C16のアラルキルオキシ基」としては、例えば、ベンジルオキシ基、フェニルエトキシ基、フェニルプロポキシ基、フェニルブトキシ基、フェニルペンチルオキシ基、ナフチルメトキシ基などが挙げられる。
 Rにおいて、「-(CHp-[O(CHqr-X」基としては、フルオロメチル基、フルオロエチル基、フルオロプロピル基、フルオロブチル基、フルオロメトキシメチル基、フルオロエトキシエチル基、フルオロエトキシメチル基、フルオロメトキシメトキシメチル基、フルオロエトキシエトキシエチル基、フルオロエトキシエトキシメチル基などが挙げられる。
 Rにおいて、「C7~C16のアラルキル基」としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基、ナフチルプロピル基などが挙げられる。
 Rにおいて、「C6~C14のアリール基」としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ナフチル基、ビフェニリル基などが挙げられる。
 一般式(I)で表される本発明の化合物としては、例えば以下の化合物(1)~(70)などが挙げられる。
(1) 2-amino-3-(2-cyclopropyl-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoic acid
(2) 2-amino-3-(2-cyclopropyl-5-(3-fluoropropoxy)phenyl)propanoic acid
(3) 2-amino-3-(2-cyclopropyl-5-(2-(2-fluoroethoxy)ethoxy)phenyl)propanoic acid
(4) 2-amino-3-(4-(2-fluoroethoxy)-[1,1'-biphenyl]-2-yl)propanoic acid
(5) 2-amino-3-(5-(3-fluoropropoxy)-2-iodophenyl)propanoic acid
(6) 2-amino-3-(5-(2-(2-fluoroethoxy)ethoxy)-2-iodophenyl)propanoic acid
(7) 2-amino-3-(3-(2-fluoroethoxy)-4-iodophenyl)propanoic acid
(8) 2-amino-3-(6-(2-fluoroethoxy)-[1,1'-biphenyl]-3-yl)propanoic acid
(9) 2-amino-3-(4-(2-(2-fluoroethoxy)ethoxy)-3-iodophenyl)propanoic acid
(10) 2-amino-3-(3-(2-(2-fluoroethoxy)ethoxy)-4-iodophenyl)propanoic acid
(11) 2-amino-3-(6-(2-(2-fluoroethoxy)ethoxy)-[1,1'-biphenyl]-3-yl)propanoic acid
(12) 2-amino-3-(2-bromo-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoic acid
(13) 2-amino-3-(5-(4-fluorobutoxy)-2-iodophenyl)propanoic acid
(14) 2-amino-3-(5-(2-(2-(2-fluoroethoxy)ethoxy)ethoxy)-2-iodophenyl)propanoic acid
(15) 2-amino-3-(2-bromo-5-(2-(2-fluoroethoxy)ethoxy)phenyl)propanoic acid
(16) 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-iodophenyl)propanoic acid
(17) 2-amino-3-(4-(2-fluoroethoxy)-3-iodophenyl)propanoic acid
(18) 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-hexylphenyl)propanoic acid
(19) 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-isopropylphenyl)propanoic acid
(20) 2-amino-3-(2-(tert-butyl)-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoic acid
(21) 2-amino-3-(2-cyclobutyl-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoic acid
(22) 2-amino-3-(2-cyclopentyl-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoic acid
(23) 2-amino-3-(2-cyclohexyl-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoic acid
(24) 2-amino-3-(2-fluoro-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoic acid
(25) 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-(trifluoromethyl)phenyl)propanoic acid
(26) 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-(fluoromethyl)phenyl)propanoic acid
(27) 2-amino-3-(2-(dimethylamino)-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoic acid
(28) 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-(methylamino)phenyl)propanoic acid
(29) 2-amino-3-(2-(aziridin-1-yl)-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoic acid
(30) 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-(pyrrolidin-1-yl)phenyl)propanoic acid
(31) 2-amino-3-(2-(azetidin-1-yl)-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoic acid
(32) 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-(piperidin-1-yl)phenyl)propanoic acid
(33) 2-amino-3-(2-(ethylthio)-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoic acid
(34) 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-(pentyloxy)phenyl)propanoic acid
(35) 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-isopropoxyphenyl)propanoic acid
(36) 2-amino-3-(2-cyclobutoxy-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoic acid
(37) 2-amino-3-(2-(benzyloxy)-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoic acid
(38) 2-amino-3-(2-cyclopropyl-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)-2-methylpropanoic acid
(39) 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-iodophenyl)-2-methylpropanoic acid
(40) 2-amino-3-(2-cyclopropyl-5-(2-(2-fluoroethoxy)ethoxy)phenyl)-2-methylpropanoic acid
(41) 2-amino-3-(4-(2-fluoroethoxy)-[1,1'-biphenyl]-2-yl)-2-methylpropanoic acid
(42) 2-amino-3-(5-(2-(2-fluoroethoxy)ethoxy)-2-iodophenyl)-2-methylpropanoic acid
(43) 2-amino-3-(3-(2-fluoroethoxy)-4-iodophenyl)-2-methylpropanoic acid
(44) 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-(pentyloxy)phenyl)-2-methylpropanoic acid
(45) 2-amino-3-(2-cyclohexyl-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)-2-methylpropanoic acid
(46) 2-amino-3-(2-fluoro-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)-2-methylpropanoic acid
(47) 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-(trifluoromethyl)phenyl)-2-methylpropanoic acid
(48) 2-amino-3-(2-(tert-butyl)-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)-2-methylpropanoic acid
(49) 2-amino-3-(2-(dimethylamino)-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)-2-methylpropanoic acid
(50) 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-(methylthio)phenyl)-2-methylpropanoic acid
(51) 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-(pyrrolidin-1-yl)phenyl)-2-methylpropanoic acid
(52) 2-amino-3-(2-(benzyloxy)-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)-2-methylpropanoic acid
(53) ethyl 2-amino-3-(2-cyclopropyl-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoate
(54) ethyl 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-iodophenyl)propanoate
(55) ethyl 2-amino-3-(2-cyclopropyl-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)-2-methylpropanoate
(56) ethyl 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-iodophenyl)-2-methylpropanoate
(57) benzyl 2-amino-3-(2-cyclopropyl-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoate
(58) benzyl 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-iodophenyl)propanoate
(59) benzyl 2-amino-3-(2-cyclopropyl-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)-2-methylpropanoate
(60) benzyl 2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-iodophenyl)-2-methylpropanoate
(61) 2-amino-2-(3-cyclopropyl-4-(2-fluoroethoxy)phenyl)acetic acid
(62) 2-amino-2-(4-(2-fluoroethoxy)-3-iodophenyl)acetic acid
(63) 2-amino-2-(2-cyclopropyl-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)acetic acid
(64) 2-amino-2-(5-(2-fluoroethoxy)-2-iodophenyl)acetic acid
(65) benzyl 2-amino-2-(2-cyclopropyl-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)acetate
(66) benzyl 2-amino-2-(5-(2-fluoroethoxy)-2-iodophenyl)acetate
(67) ethyl 2-amino-2-(2-cyclopropyl-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)acetate
(68) ethyl 2-amino-2-(5-(2-fluoroethoxy)-2-iodophenyl)acetate
(69) 2-amino-2-(4-(2-fluoroethoxy)phenyl)acetic acid
(70) 2-amino-2-(3-(2-fluoroethoxy)phenyl)acetic acid
 なかでも好ましくは、(16)2-アミノ-3-(5-(2-フルオロエトキシ)-2-ヨードフェニル)プロパン酸[2-amino-3-(5-(2-fluoroethoxy)-2-iodophenyl)propanoic acid]、(1)2-アミノ-3-(2-シクロプロピル-5-(2-フルオロエトキシ)フェニル)プロパン酸[2-amino-3-(2-cyclopropyl-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoic acid]、(12)2-アミノ-3-(2-ブロモ-5-(2-フルオロエトキシ)フェニル)プロパン酸[2-amino-3-(2-bromo-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoic acid]、(13)2-アミノ-3-(5-(4-フルオロブトキシ)-2-ヨードフェニル)プロパン酸[2-amino-3-(2-bromo-5-(2-fluoroethoxy)phenyl)propanoic acid]、(6)2-アミノ-3-(5-(2-(2-フルオロエトキシ)エトキシ)-2-ヨードフェニル)プロパン酸[2-amino-3-(5-(2-(2-fluoroethoxy)ethoxy)-2-iodophenyl)propanoic acid]などである。
 上記化合物(1)~(70)の構造式を表1~表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 「薬学的に許容される塩」とは、例えば、アルカリ金属(例えば、カリウム、ナトリウム、リチウム等)の塩、アルカリ土類金属(例えば、カルシウム、マグネシウム等)の塩、アンモニウム塩(例えば、テトラメチルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウム塩等)、有機アミン(例えば、トリエチルアミン、メチルアミン、ジメチルアミン、シクロペンチルアミン、ベンジルアミン、フェネチルアミン、ピペリジン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリス(ヒドロキシメチル)メチルアミン、リジン、アルギニン、N-メチル-D-グルカミン等)の塩、酸付加物塩(例えば、塩酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩、硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩等の無機酸塩;例えば、酢酸塩、トリフルオロ酢酸塩、乳酸塩、酒石酸塩、シュウ酸塩、フマル酸塩、マレイン酸塩、安息香酸塩、クエン酸塩、メタンスルホン酸塩、エタンスルホン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、トルエンスルホン酸塩、イセチオン酸塩、グルクロン酸塩、グルコン酸塩等の有機酸塩)などが挙げられる。
 以下、本発明の一般式(I)で示される構造を有し、光学活性体である化合物、ラセミ体などで例示される光学活性体の任意の混合物、またはその薬学的に許容される塩を「本発明の化合物」と記す。
 本発明の化合物は、放射性フッ素原子を有することが好ましい。放射性フッ素原子の位置は特に限定されないが、一般式(I)のRのXの位置であることが好ましい。放射性フッ素原子は18Fであることが好ましい。
 本発明の化合物は、がん細胞特異的集積活性(がん細胞特異的に取り込まれて集積する性質)を有することが好ましい。本発明の化合物ががん細胞特異的集積活性を有することを確認する方法は特に限定されず、化合物のがん細胞特異的集積活性を評価できる公知の方法を適宜選択して用いることができる。例えば、ヒトLAT1安定発現細胞株およびヒトLAT2安定発現細胞株(Khunweeraphong et al J Pharmacol Sci. 2012 Aug 18;119(4):368-80. Epub 2012 Jul 31.)を用いるアミノ酸取り込み抑制試験が挙げられる(実施例1、2参照)。ヒトLAT1安定発現細胞株におけるアミノ酸取り込み阻害率が、ヒトLAT2安定発現細胞株に対する取り込み阻害率より高い細胞はがん細胞特異的集積活性を有する化合物として選択することができる。選択基準は、FAMTを対照として、FAMTよりがん細胞特異的集積活性が高い化合物を選択することが好ましい。具体的には、例えば、ヒトLAT1安定発現細胞株におけるアミノ酸取り込み阻害率がFAMTより高い化合物を選択することが好ましい。または、以下の式で求められるがん細胞選択性がFAMTより高い化合物を選択することが好ましい。
(式)がん細胞選択性=ヒトLAT2安定発現細胞株のアミノ酸取り込み活性/ヒトLAT1安定発現細胞株のアミノ酸取り込み活性
 また、本発明は、上記本発明の化合物の前駆体を提供する。前駆体は、一般式(II)または一般式(III)で示される構造を有し、光学活性体または光学活性体の混合物である化合物またはその薬学的に許容される塩からなることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(式中、nは0または1であり;
は、水素原子(ただし、n=0のときに限る)、ハロゲン原子、C1~C6のアルキル基、C1~C6のハロアルキル基、置換されていてもよいアミノ基、置換されていてもよいフェニル基、C1~C6のアルキルチオ基、C1~C6のアルコキシ基、C1~C6のハロアルコキシ基またはC7~C12のアラルキルオキシ基を表し;
は、-(CHp-[O(CHqr-Y
(ただし、Yは離脱基、pは1~6の整数、qは1~4の整数、rは0~4の整数である。)を表し;
は、水素原子またはC1~C6のアルキル基を表し;
は、水素原子またはカルボキシル基の保護基を表し;
は、水素原子またはアミノ基の保護基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(式中、nは0または1であり;
は、水素原子(ただし、n=0のときに限る)、ハロゲン原子、C1~C6のアルキル基、C1~C6のハロアルキル基、置換されていてもよいアミノ基、置換されていてもよいフェニル基、C1~C6のアルキルチオ基、C1~C6のアルコキシ基、C1~C6のハロアルコキシ基またはC7~C12のアラルキルオキシ基を表し;
は、水素原子またはC1~C6のアルキル基を表し;
は、水素原子またはカルボキシル基の保護基を表し;
は、水素原子またはアミノ基の保護基を表す。)
 RおよびRは、一般式(I)と同じである。
 Rとしては、一般的にカルボキシル基の保護基として用いられるものであれば特に限定されない。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ヘキシル基、ブロモ-tert-ブチル基、トリクロロエチル基、ベンジル基、p-ニトロベンジル基、o-ニトロベンジル基、p-メトキシベンジル基、ジフェニルメチル基、トリチル基、p-tert-ブチルベンジル基、アセトキシメチル基、プロピオニルオキシメチル基、ブチリルオキシメチル基、イソブチリルオキシメチル基、バレリルオキシメチル基、ピバロイルオキシメチル基、アセトキシエチル基、アセトキシプロピル基、アセトキシブチル基、プロピオニルオキシエチル基、プロピオニルオキシプロピル基、ブチリルオキシエチル基、イソブチリルオキシエチル基、ピバロイルオキシエチル基、ヘキサノイルオキシエチル基、エチルブチリルオキシメチル基、ジメチルブチリルオキシメチル基、ペンタノイルオキシエチル基、メトキシカルボニルオキシメチル基、エトキシカルボニルオキシメチル基、プロポキシカルボニルオキシメチル基、tert-ブトキシカルボニルオキシメチル基、メトキシカルボニルオキシエチル基、エトキシカルボニルオキシエチル基、イソプロポキシカルボニルオキシエチル基、tert-ブチルジメチルシリル基、トリメチルシリル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、イソプロポキシメチル基、(2-メチルチオ)-エチル基、3-メチル-2-ブテニル基、5-インダニル基、3-フタリジル基などが挙げられる。好ましくは、tert-ブチル基、ベンジル基、p-メトキシベンジル基、ジフェニルメチル基、トリチル基である。
 Rとしては、一般的にアミノ基の保護基として用いられるものであれば特に限定されない。例えば、ホルミル基、フェニルカルボニル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、tert-ブトキシカルボニル基、フェニルオキシカルボニル基、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基、アダマンチルオキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、ベンジルカルボニル基、ベンジル基、ベンズヒドリル基、トリチル基、フタロイル基などが挙げられる。好ましくは、tert-ブトキシカルボニル基、トリチル基、ベンジルオキシカルボニル基である。
 Yとしては、一般的に離脱基として用いられるものであれば特に限定されない。例えば、ヨード、またはメシルオキシ基、トシルオキシ基、トリフルオロメチルスルホニルオキシ基、ノナ-フルオロブチルスルホニルオキシ基、(4-ブロモフェニル)スルホニルオキシ基、(4-ニトロフェニル)スルホニルオキシ基、(2-ニトロフェニル)スルホニルオキシ基、(4-イソプロピルフェニル)スルホニルオキシ基、(2,4,6-トリイソプロピルフェニル)スルホニルオキシ基、(2,4,6-トリメチルフェニル)スルホニルオキシ基、(4-tert-ブチルフェニル)スルホニルオキシ基、(4-メトキシフェニル)スルホニルオキシ基などのアルキルスルホニルオキシ基もしくはアリールスルホニルオキシ基などが挙げられる。好ましくは、メシルオキシ基、トシルオキシ基、トリフルオロメチルスルホニルオキシ基である。
 本発明の化合物の製造方法は特に限定されない。例えば、実施例1に記載の合成方法に準じて製造することができる。また、本発明の前駆体から本発明の放射性フッ素標識化合物の製造方法は、例えば、一般式(II)または一般式(III)で示される前駆体を、適当なフルオロ放射標識剤と反応させ、必要に応じて保護基を除去し、HPLC等にて精製することにより製造することができる。好ましいフルオロ放射標識剤としては、4,7,13,16,21,24-ヘキサオキサ-1,10-ジアザビシクロ[8,8,8]-ヘキサコサンK18F,すなわち、クラウンエーテル塩Kryptofix K18F、K18F、H18F、KH18F2、Cs18F、Na18F、18Fのテトラアルキルアンモニウム塩、例えばテトラブリルアンモニウムフルオリドなどが挙げられる。また、放射性フッ素は、公知の方法、例えばH 18O濃縮水をターゲットとしてプロトン照射を行うといった方法により得ることができる。この放射性フッ素を含むH 18O濃縮水を、例えば陰イオン交換カラムに通液して該カラムに放射性フッ素を吸着捕集してH 18O濃縮水と分離し、その後、炭酸カリウム溶液を溶出させ、相間移動触媒を加えて乾固して使用したり、または炭酸水素テトラN-ブチルアンモニウム溶液で放射性フッ素を溶出させ、その溶液のまま反応させるなど、様々な方法が挙げられる。
 一般式(II)または一般式(III)で示される前駆体は、公知の方法もしくは自体公知の方法により、または実施例1に記載の合成方法に準じて容易に製造することができる。
 例えば、2-アミノ-3-(5-(2-フルオロエトキシ)-2-ヨードフェニル)プロパン酸(表1の化合物16)の放射性フッ素標識化合物は下記のスキームで合成することができる。他の本発明の放射性フッ素標識化合物も、本スキームに準じて合成することができる。なお、下記スキーム中の6は、実施例1の合成スキームにおける化合物6を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 本発明の化合物は、高いがん細胞特異的集積活性を有するので、がん診断用の医薬組成物として有用である。本発明の医薬組成物は、PETの画像診断用イメージング剤であることが好ましい。
 本発明の医薬組成物は、本発明の化合物、薬学的に許容される担体、さらに添加剤を適宜配合して製剤化することができる。PETの画像診断用イメージング剤は液体製剤であることが好ましく、特に注射剤が好ましい。対象への投与は局所投与でもよく、全身投与でもよいが、全身投与が好ましい。投与経路は特に限定されないが、静脈内への注射または点滴が好ましい。注射剤の調製は、当該分野にて公知の方法で行うことができる。溶液の調製は、例えば、本発明の化合物を適当な液体担体(注射用水、生理食塩水、リンゲル液等)に溶解し、フィルター等で滅菌し、その後、適当な容器、例えば、バイアルまたはアンプルに充填すればよい。溶解する際に適当な溶解補助剤、例えば、アルコール、ポリアルコール、非イオン性界面活性剤等を用いてもよい。さらに、添加剤として糖や糖アルコールを加えてもよく、好ましくは糖アルコールが用いられ、糖アルコールとしては、エリスリトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトールなどが挙げられる。また、溶液を凍結乾燥させ、使用時に適当な液体担体で再度溶液に復元することも可能である。懸濁液の調製は、例えば、本発明の化合物を例えばエチレンオキサイド等により滅菌し、次いで、滅菌済み液体担体に懸濁すればよい。
 投与対象は特に限定されず、例えば、ヒトや他の哺乳動物(例えば、ラット、マウス、ウサギ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ネコ、イヌ、サルなど)を投与対象とすることができる。
 投与量は投与対象の体重、年齢、性別、使用するポジトロン断層撮影装置等の諸条件によって適宜決定することができる。
 PET計測は、本発明の化合物を含む画像診断用イメージング剤を注射剤として対象に投与し、公知のポジトロン断層撮影装置を用いて測定を行い、本発明の化合物の体内分布と集積度を測定することにより行うことができる。
 がん組織検出は、組織ごとの放射線量の比較により相対的に放射線量の大きい組織をがんが生じている組織として検出することができる。比較には、SUV(Standardized Uptake Value)、特に血液の放射線量を基準とした相対的な値であるSUV(組織)/SUV(血液)を用いるのが好ましい。また、イメージ画像から相対的に放射線量の大きい組織を同定してもよい。
 本発明に係る放射性画像診断剤において、放射能濃度は、使用時において十分な放射能量が確保できる限り特に限定されないが、使用時において5~125MBqとすることが好ましく、10~100MBqとすることがさらに好ましい。
 また、本発明の化合物は増殖速度の速いがん細胞に多く集積すると考えられるので、がんの悪性度評価に利用することができる。がんの悪性度は、がん組織の放射線量またはイメージ画像を解析することにより評価することができる。がん組織の放射線量が大きいほど悪性度が高い(増殖速度が速い)と判定できる。がんの悪性度の評価結果は、治療効果の確認、治療方針の決定などに用いることができる。
 本発明には、以下の各発明も含まれる。
 哺乳動物に対して本発明の化合物の有効量を投与することを特徴とするがんの診断方法。
 哺乳動物に対して本発明の化合物の有効量を投与することを特徴とするポジトロン断層撮影法の画像診断方法。
 哺乳動物に対して本発明の化合物の有効量を投与することを特徴とするがん組織の検出方法。
 哺乳動物に対して本発明の化合物の有効量を投与することを特徴とするがんの悪性度評価方法。
 がんの診断に使用するための本発明の化合物。
 ポジトロン断層撮影法の画像診断に使用するための本発明の化合物。
 がん組織の検出に使用するための本発明の化合物。
 がんの悪性度評価に使用するための本発明の化合物。
 がん診断用医薬を製造するための、本発明の化合物の使用。
 ポジトロン断層撮影法の画像診断用イメージング剤を製造するための、本発明の化合物の使用。
 以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例中の「室温」は通常約5℃から約35℃を示すものとする。
〔実施例1:2-アミノ-3-(5-(2-フルオロエトキシ)-2-ヨードフェニル)プロパン酸の合成〕
 以下のスキームに従って、2-アミノ-3-(5-(2-フルオロエトキシ)-2-ヨードフェニル)プロパン酸(表1の化合物16)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(1)化合物3の合成
 dl-m-チロシン(1.0 g, 5.5 mmol)のエタノール(25 mL)溶液に、0℃で塩化チオニル(0.47 mL, 6.6 mmol)を添加し、3時間還流した。室温に戻して溶媒を減圧留去し、化合物2を得た。
 化合物2およびトリエチルアミン(3.1 mL, 22 mmol)のN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)(4 mL)溶液に、0℃で二炭酸ジ-t-ブチル(BocO)(3.0 g, 13.7 mmol)を添加した。室温で70時間攪拌した後、反応混合物を酢酸エチルで希釈し、食塩水(50 mL)で2回洗浄した。水層を酢酸エチル(20 mL)で2回抽出した。混合抽出物を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。ろ過後、ろ液を減圧留去して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物3(収量:1.69 g、74.7%)を得た。
(2)化合物4の合成
 化合物3(1 g, 2.4 mmol)およびトリフルオロ酢酸銀(0.65 g, 2.9 mmol)をジクロロメタン(20 mL)に懸濁し、室温、アルゴン雰囲気下で攪拌しながらヨウ素(0.68 g, 2.7 mmol)を添加し、室温で60時間攪拌を続けた。反応混合物をろ過し、ろ液を減圧留去して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(heptane/ AcOEt = 95/5 to 75/25)で精製し、化合物4(収量:1.0 g, 76.5%)を得た。
(3)化合物5の合成
 化合物4(535mg, 1 mmol)のアセトニトリル(10mL)溶液に、氷冷下で6N塩酸(10mL)を添加した。反応混合物を室温に戻し、1日間攪拌した。LC/MSでモニターして反応を終了した後、反応混合物を飽和炭酸水素ナトリウム溶液で塩基性化し、酢酸エチルで3回抽出した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、ろ過し、減圧留去した。得られた淡黄色の油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CHCl3/MeOH=10/0 to 7/3)で精製し、2.29gの湿固形物を得た。得られた固形物をクロロホルム/ヘプタン(1/9)で洗浄し、白色固形物として化合物5(収量:2.13g, 81%)を得た。
(4)化合物6の合成
 化合物5(2.16g, 6.44 mmol)およびトリエチルアミン(1.35mL, 9.65 mmol)の無水DMF(43mL)溶液に、BocO(1.77g, 7.72 mmol)を添加した。室温で2時間攪拌した後、精製水を10mL添加し、全体をクロロホルムで2回抽出し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、ろ過し、減圧留去して3.79gの粗生成物を得た。1H-NMR分析により、化合物4も副産物として生じていた。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CHCl3/MeOH=10/0 to 9/1)で精製し、無色の油状物として化合物6(収量:2.69g, 96%)を得た。少量の化合物4は除去した。
(5)2-フルオロエチルトシラートの合成
 2-フルオロエタノール(11mL, 187mmol)の無水ピリジン(180mL)溶液に、氷冷下で塩化トシル(40.9g, 215mmol)を30分以上かけて何度かに分けて添加した。反応混合物を徐々に温めて室温に戻し、1日間攪拌した。冷精製水(200mL)を添加して反応を抑え、1時間攪拌を続けた。全体を酢酸エチルで2回抽出し、精製水(100mL)で洗浄し、1M塩酸(250mL)で4回洗浄し、有機層を飽和炭酸水素ナトリウム溶液および食塩水で洗浄し、続いて無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、ろ過し、減圧留去した。油状の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(heptanes/AcOEt = 8/2 to 5/5)で精製し、無色の液体として2-フルオロエチルトシラート(収量:29.6g, 73%)を得た。
(6)化合物7の合成
 化合物6(2.65g, 4.78 mmol, 79% purity)および炭酸カリウム(1.98g, 14.4 mmol)の無水DMF(33mL)溶液に、2-フルオロエチルトシラート(2.085g, 9.56 mmol)の無水DMF(33mL)溶液を何度かに分けて添加した。室温で1日間攪拌した後、反応混合物をCelite(登録商標)でろ過し、クロロホルムで洗浄した。ろ液を減圧留去し、油状の粗生成物5.28gを得た。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CHCl3/MeOH=10/0 to 9/1)で精製し、湿固形物を得た。得られた固形物をクロロホルム/ヘキサン(1/9)で洗浄し、白色の固形物1.36gを得た。ろ液を同じ溶媒で再度洗浄し、289mgの化合物7を得た。残りの粗成生物(ろ液)を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(hexane/EtOH=99/1 to 9/1)で精製して、138mgの化合物7を得た。化合物7の合計収率は78%以上であった。
(7)化合物8aおよび8bの光学分割
 以下の条件で化合物7の光学分割を行った。
カラムタイプ:chiralcel chiralpak IA (semi separative、(株)ダイセル製)
溶離液:hexane and EtOH = 9/1
溶離速度:15mL/min
カラム温度:25℃
検出器:233nm
(8)化合物9aの合成
 100mLの丸底フラスコに化合物8a(61mg, 0.127 mmol)、アセトン(0.5mL)およびpH7.0のリン酸バッファー(0.1 M, 5mL)を入れ、30℃に温めた。ブタ由来肝臓エステラーゼ(PLE)(17 unit/mg, 15mg)をフラスコに添加し、30℃で1~2日間攪拌した。必要に応じて、ブタ由来肝臓エステラーゼを追加した。LC/MSでモニターし、反応の完了を確認した後、酢酸エチル(6mL)を添加して20分間攪拌を続けた。得られたスラリーをCelite(登録商標)でろ過し、酢酸エチルで十分洗浄し、減圧留去して68mgの粗成生物を得た。得られた粗生成物は精製せずに次のステップに使用した。
 化合物9bも9aと同様の方法で、化合物8bから合成した。
(9)化合物10aの合成
 化合物9a(782mg, 約1.73 mmol)のアセトニトリル(9.3 mL)溶液に、氷冷下で6N塩酸(35mL)を添加した。反応混合物を室温に戻し、1時間攪拌した。反応混合物を減圧留去した後、粗固形物を精製水(10mL)に溶解し、飽和炭酸水素ナトリウム溶液で塩基性化し、続いて1N塩酸で中和した。得られた溶液を減圧留去し、ODSカラムクロマトグラフィー(H2O/MeOH=95/5 to 20/80)で精製し、572mgの白色固形物を得た。得られた固形物をヘプタンで洗浄し、白色固形物として化合物10a(収量:559mg, 92%)を得た。化合物10bも10aと同様の方法で、化合物9bから合成した。
1H-NMR (400MHz,D2O/DCl) δ7.62 (d, J=8.8 Hz, 1H), 6.77 (d, J=2.4 Hz, 1H), 6.55 (dd, J=2.4 Hz and 8.8 Hz, 1H), 4.62 (t, J=4.0 Hz, 1H), 4.50 (t, J=4.0 Hz, 1H),
4.17 (dd, J=7.2 Hz and 8.0 Hz, 1H), 4.10 (t, J=4.0 Hz, 1H), 4.03 (t, J=4.0 Hz, 1H), 3.24 (dd, J=7.2 Hz and 14.0 Hz, 1H), 3.04 (dd, J=8.0 Hz and 14.0 Hz, 1H).
HRMS (FAB+): m/z Calcd. for C11H14FINO3 [M+H]+ 352.9924. Found 353.9991
 化合物10aおよび10bの光学異性体分離用カラムによる測定結果を以下に示す。
HPLC分析条件:
カラム:CROWNPAC CR(+) 4.0 mmφ×150 mm(ダイセル社製)
流速:0.7 mL/min
カラムオーブン温度:20℃
検出光波長:233nm
溶離液:pH2 HClO4水溶液/メタノール=85/15
保持時間:化合物10a 77.3 min、化合物10b 96.9 min
〔実施例2:化合物10aおよび化合物10bのがん細胞特異的集積活性の評価〕
 ヒト胎児腎細胞由来培養細胞株HEK293細胞に、リポフェクトアミン2000(インビトロジェン社)を用いて、ヒトLAT1発現ベクターまたはヒトLAT2発現ベクターを導入した。G418を用いて耐性株を選択し、その中からヒトLAT1またはヒトLAT2特異的なアミノ酸の取り込みを示したものをそれぞれの安定発現株として樹立した(Khunweeraphong et al J Pharmacol Sci. 2012 Aug 18;119(4):368-80. Epub 2012 Jul 31.)。
 ヒトLAT1安定発現細胞株またはヒトLAT2安定発現細胞株を、24穴コラーゲンプレートに1.2×10cells/wellで播き、48時間後に細胞を37℃に保温した取り込みバッファー(Na2+-free Hank’s balanced salt solution(HBSS)、pH7.4)で3回洗浄した。化合物10a、化合物10bおよび陽性対照のFAMT(フルオロ-α-メチルチロシン)をそれぞれ100μM添加し、37℃で3分間保温した。化合物を添加していない細胞を陰性対照とした。続いて、[14C]L-ロイシンまたは[14C]アラニンを1μM添加し、1分間[14C]L-ロイシンまたは[14C]アラニンの取込みを行い、冷やした取り込みバッファーで3回洗浄した。その後、各wellに0.1M NaOHを500μL添加して細胞を溶解し、20μLを用いてタンパク質濃度を測定し、残りを用いて取り込まれた放射活性を測定した。測定結果をタンパク質濃度で補正し、陰性対照のアミノ酸取り込み活性を100%として、各化合物の取り込み阻害率(%)を求めた。
 化合物10a、化合物10bおよびFAMTのいずれも、ヒトLAT1安定発現細胞株における取り込み阻害率はヒトLAT2安定発現細胞株における取り込み阻害率より高かった。ヒトLAT1安定発現細胞株における取り込み阻害率は、FAMTが52.4%、
化合物10aおよび化合物10bの一方が92.5%、他方が30.2%であった。この結果から、化合物10a、化合物10bの一方はFAMTを遙かに上回る取込阻害性能を示し、他方もFAMTに近い性能を示すことが明らかになった。
 ヒトLAT1安定発現細胞株における取り込み阻害率が92.5%であった化合物(実施例3、4および5において、「実施例1の化合物」と称する)を、以下の実施例3、4および5に用いた。
〔実施例3:ヒトLAT1安定発現細胞株およびヒトLAT2安定発現細胞株におけるロイシンまたはアラニン取り込み抑制効果〕
 上記実施例2に記載のヒトLAT1安定発現細胞株またはヒトLAT2安定発現細胞株を用い、実施例2と同様の方法で、実施例1の化合物について、ヒトLAT1安定発現細胞株およびヒトLAT2安定発現細胞株におけるロイシンまたはアラニン取り込み抑制効果を検討した。陽性対照にはFAMTを用いた。実施例1の化合物およびFAMTの添加量はいずれも100μMとした。化合物を添加していない細胞を陰性対照とした。陰性対照(コントロール)のアミノ酸取り込み活性を100%として、FAMTおよび実施例1の化合物の取り込み阻害率(%)を求めた。また、がん細胞選択性を、ヒトLAT2安定発現細胞株のアミノ酸取り込み活性/ヒトLAT1安定発現細胞株のアミノ酸取り込み活性の比率で示した。
 また、実施例1の化合物を細胞に0.1、1、3、10、30、100、300および1000μMの8段階の濃度で添加し、アミノ酸の取り込みを50%阻害する濃度を求め、IC50値とした。
 結果を表4に示した。実施例1の化合物はヒトLAT1安定発現細胞株における[14C]L-ロイシンの取り込み阻害効果がFAMTより強く、がん細胞への集積性がFAMTより強いことが示された。また、がん細胞選択性についても、実施例1の化合物はFAMTより高いことが示された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 実施例1の化合物のヒトLAT1安定発現細胞株およびヒトLAT2安定発現細胞株におけるアミノ酸取り込み阻害の結果を図1に示した。実施例1の化合物のヒトLAT1安定発現細胞株におけるIC50は9.2μM、ヒトLAT2安定発現細胞株におけるIC50は84.0μMであると算出された。したがって、実施例1の化合物はLAT2よりLAT1に対して9倍以上選択性が高いことが明らかとなった。
 上記の結果から、実施例1の化合物はがん選択性が高いことが明らかになり、がんのPET診断に用いた場合、正常部位よりも腫瘍部位への集積率が高いことが示唆された。
〔実施例4:ヒトLAT1安定発現細胞株およびヒトLAT2安定発現細胞株におけるロイシンまたはアラニン放出に対する促進効果〕
 実施例3と同様に、ヒトLAT1安定発現細胞株またはヒトLAT2安定発現細胞株を、24穴コラーゲンプレートに播き、48時間後に細胞を37℃に保温した取り込みバッファーで洗浄した。[14C]L-ロイシンまたは[14C]L-アラニンを1μM添加した取り込みバッファーを各wellに添加し、37℃で10分間細胞に取り込ませた。37℃に保温した取り込みバッファーで細胞を洗浄し、実施例1の化合物および陽性対照のFAMTをそれぞれ1,2,3,5,10,20,50,100または200μM添加し、37℃で1分間保温した後上清を回収した。上清中の放射活性を測定し、細胞から放出されたアミノ酸の放射活性とした。その後、各wellに0.1M NaOHを500μL添加して細胞を溶解し、20μLを用いてタンパク質濃度を測定し、残りを用いて細胞内に残っている放射活性を測定した。放出した放射活性と合わせることにより、細胞に取り込まれた放射活性が、それぞれの実験により大きく異なっていないことを確認した。ヒトLAT1とヒトLAT2とは交換輸送体であるため、放出した放射性アミノ酸の分子数は細胞内に取り込まれた試験化合物と等しい。
 実施例1の化合物およびFAMTをそれぞれ10μM添加した場合のヒトLAT1安定発現細胞株におけるアミノ酸放出促進の結果を図2に示した。図2から明らかなように、実施例1の化合物のヒトLAT1に対するアミノ酸放出促進効果は、FAMTのアミノ酸放出促進効果より2倍以上高かった。
 各濃度におけるアミノ酸放出値に基づいてヒトLAT1安定発現細胞株におけるアミノ酸放出のKm値、およびヒトLAT2安定発現細胞株におけるアミノ酸放出のKm値を求め、表5に示した。表5から明らかなように、実施例1の化合物のヒトLAT1に対する親和性はFAMTより10倍以上高いことが示された。これらの結果から実施例1の化合物をがんのPET診断に用いた場合、FAMTよりも腫瘍部位への集積が高くなることが示唆された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
〔実施例5:ヒト膵癌由来培養細胞株MIAPaCa-2細胞のヌードマウス皮下腫瘍に対する実施例1の化合物の集積〕
 ヌードマウスの皮下に形成させたMIAPaCa-2細胞由来の腫瘍を摘出し、その0.1gを6週齢の雌ヌードマウス(BALB/cAJc1-nu)の皮下に移植した。移植1か月後に実施例1の化合物を1mMの濃度で生理食塩水に溶かし、0.1mL(100nmol)または生理食塩水0.1mLを尾静脈より投与した。投与1時間後に腫瘍を摘出し、腫瘍組織中のアミノ酸をフェニルイソチオシアネート(PITC)で標識し、HPLCで標識体を検出して蓄積を評価した。
 結果を図3に示した。図3から明らかなように、実施例1の化合物を投与したマウスの腫瘍には実施例1の化合物が集積していることが示された。この結果から、実施例1の化合物は腫瘍を検出するためのPETプローブとして優れた化合物であると言える。
〔実施例6:2-アミノ-3-(2-シクロプロピル-5-(2-フルオロエトキシ)フェニル)プロパン酸の合成〕
 以下のスキームに従って、2-アミノ-3-(2-シクロプロピル-5-(2-フルオロエトキシ)フェニル)プロパン酸(表1の化合物1)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(1)化合物11の合成
 dl-m-チロシン(化合物1,5.0 g,27.6 mmol)とトリエチルアミン(4.19 g,41.4 mmol)を含むジオキサン/水=1/1の混合溶液に、BocO(6.62 g,30.4 mmol)を0℃でゆっくりと加え、0℃で一晩撹拌した。当該反応液を減圧留去し、炭酸水素ナトリウム溶液を加えた。水層を酢酸エチルで洗浄し、塩酸を加えて中和した後、酢酸エチルで抽出した。有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。固形分を濾別した後、減圧留去することによって、無色粉末の化合物11を得た(収量:7.5 g,収率:97%)。
(2)化合物12の合成
 上記(1)で得られた化合物11(7.5 g, 26.7 mmol)をトルエン(133 mL)に溶解し、さらにt-ブチルアルコール(35 mL)を加えた。当該反応液を加熱還流した後、N,N-ジメチルホルムアミド ジネオペンチルアセタール(18.5 g, 21.7 mmol)を55分かけて滴下した。3時間加熱還流した後、溶液を室温まで冷却し、飽和炭酸水素ナトリウム溶液を加えた。水層をジクロロメタンで2回抽出し、得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。固形分を濾別後、減圧留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することによって、無色粉末である化合物12を得た(収量:7.06 g,収率:78%)。
(3)化合物13の合成
 TBSCl(3.23 g, 21.4 mmol)のDMF(36 mL)溶液へ、上記(2)で得られた保護化チロシン12(6.03 g,17.9 mmol)とイミダゾール(3.04 g,44.6 mmol)を0℃で加え、室温まで加温した。2時間後、当該反応液を水で希釈し、酢酸エチルで抽出した。抽出液を水と飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。濾過後、減圧留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、フェノール性水酸基が保護された化合物13を得た(収量:7.66 g,収率:95%)。
(4)化合物14の合成
 上記(3)で得た化合物13(452 mg, 1.0 mmol)とトリフルオロ酢酸銀(276 mg, 1.25 mmol)をクロロホルム(10 mL)に加えて懸濁液とし、-60℃でヨウ素(317 mg, 1.25 mmol)を加え、-60℃で5日間攪拌した。当該反応液を濾過し、酢酸エチルで希釈した後、チオ硫酸ナトリウム水溶液と飽和食塩水で洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。濾過後、減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、目的化合物14を得た(収量 化合物14:528 mg,収率:91%)
(5)化合物17の合成
 アルゴン雰囲気下、(4)で得た化合物14(1.7 g, 3.0mmol)、酢酸パラジウム(67 mg, 0.3 mmol)、2-ジシクロヘキシルホスフィノ-2’,6’-ジメトキシビフェニル(246 mg, 0.6 mmol)に、シクロプロピル亜鉛ブロミド(30 ml, 0.5 M THF溶液)を攪拌せずに滴下した。滴下後、攪拌を開始し、40℃に昇温した。2時間後室温に戻し、水、酢酸エチルで希釈し、不純物をろ過して取り除いた。酢酸エチルで抽出し、有機層を水、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた。ろ過後、減圧留去して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物17(収量:1.3 g収率:87%)を得た。
(6)化合物18の合成
 上記(5)で得られた化合物17をTHFに溶解し、テトラブチルアンモニウムフルオリド(TBAF)を0℃で加え1時間攪拌した後、水を加え、酢酸エチルで2回抽出した。有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。濾過後、減圧留去することにより化合物18を得た(収率:96%)。
(7)化合物19aおよび化合物19bの合成
 上記(6)で得た化合物18を用いて実施例1(6)と同様に反応して化合物19(収率:30%)を合成した。
1H-NMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ6.98 (d, J=8.7 Hz, 1H), 6.72 (m, 2H), 5.02 (d, 9.1 Hz, 1H), 4.71 (dt, J=47.5 Hz and 4.1 Hz, H), 4.56 (m, 1H), 4.15 (dt, J=27.9 Hz and 4.1 Hz, 2H), , 3.25 (m, 1H), 3.04 (m, 1H), 1.91 (m, 1H), 1.38 (s, 9H), 1.37 (s, 9H), 0.91 (m, 2H), 0.66 (m, 1H), 0.56 (m, 1H)。
 得られたラセミ化合物19を、実施例1(7)と同様な条件で光学分割することにより、光学活性化合物19a(>99%ee)と光学活性化合物19b(>99%ee)を得た。
(8)化合物23aおよび化合物23bの合成
 上記(7)で得た光学活性化合物19a(200 mg, 0.5 mmol)のジクロロメタン(1.6 mL)溶液にトリフルオロ酢酸(0.8 mL)を加えた。室温で1日攪拌したのち、反応液を減圧留去し、水とアンモニア水を加え、減圧留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物23a(収量:40 mg,収率:30%, >99%ee)を得た。同様に、原料として光学活性化合物19bを用いて反応して光学活性化合物23b(収率:80%, >99%ee)を得た。
 1H-NMR(400MHz,DCl/H2O,DSS)δ7.08 (d, J=8.7 Hz, 1H), 6.91 (m, 2H), 4.79 (dt, J=47.4 Hz and 4.0 Hz, 2H), 4.44 (dd, J=8.9 and 6.6 Hz, 1H), 4.29 (dt, J=30.5 Hz and 4.0 Hz, 2H), , 3.62 (m, 1H), 3.29 (m, 1H), 1.90 (m, 1H), 0.98 (m, 2H), 0.65 (m, 2H). HRMS (FAB+): m/z Calcd. for C14H19FNO3 [M+H]+ 268.1349. Found 268.1361
 化合物23aおよび23bの光学異性体分離用カラムによる測定結果を以下に示す。
HPLC分析条件:
カラム:CROWNPAC CR(+) 4.0 mmφ×150 mm(ダイセル社製)
流速:0.7 mL/min
カラムオーブン温度:20℃
検出光波長:233nm
溶離液:pH2 HClO4水溶液/メタノール=85/15
保持時間:化合物23a 76.5 min、化合物23b 92.6 min
 下記実施例9と同様の方法により,23aがR体、23bがS体であることを決定した。
〔実施例7:2-アミノ-3-(2-ブロモ-5-(2-フルオロエトキシ)フェニル)プロパン酸の合成〕
 以下のスキームに従って、2-アミノ-3-(2-ブロモ-5-(2-フルオロエトキシ)フェニル)プロパン酸(表1の化合物12)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(1)化合物21の合成
 アルゴン雰囲気下、上記実施例6(2)で得た化合物12(2.0 g, 5.9 mmol)のDMF(20 mL)溶液にN-ブロモスクシンイミド(1.3 g, 7.1 mmol)のDMF(10 mL)溶液を氷冷下一時間かけて滴下した。滴下後、そのままの温度で5時間攪拌した。水で希釈し、酢酸エチルで3回抽出した。有機層を水、飽和食塩水で洗浄後乾燥し、減圧留去して得られた残差をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物21(収量:0.96 g,収率:39%)を得た。
(2)化合物22aおよび化合物22bの合成
 化合物21を実施例1(6)と同様に反応しラセミ体化合物22(収率:93%)を得た。
1H-NMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ7.44 (d, J=8.7 Hz, 1H), 6.84 (s, 1H), 6.70 (dd, J=8.5 Hz, 2.5 Hz, 1H), 5.06 (m, 1H), 4.74 (dt, J=47.6 Hz and 4.1 Hz, 2H), 4.54 (m, 1H), 4.17 (dt, J=27.8 Hz and 4.2 Hz, 2H), 3.22 (m, 1H), 3.01 (m, 1H), 1.42 (s, 9H), 1.39 (s, 9H)
 続いて実施例1(7)と同様に化合物22を、キラルカラムを用いて光学分割をして化合物22a(>99%ee)と22b(>99%ee)を得た。
(3)化合物24aおよび化合物24bの合成
 化合物22aおよび22bを実施例6(8)と同様に反応後、同様に処理して化合物24a(収率81%, >99%ee)および24b(収率50%, >99%ee)を得た。
 1H-NMR(400MHz,DCl/H2O,DSS)δ7.61 (d, J=8.7 Hz, 1H), 7.02 (d, J=2.7 Hz, 1H), 6.93 (dd, J=8.9 and 3.0 Hz, 1H), 4.89 (m, 1H), 4.77 (m, 1H), 4.45 (dd, J=8.2 and 6.9 Hz, 1H), 4.36 (m, 1H), 4.29 (m, 1H), 3.51 (m, 1H), 3.29 (m, 1H). HRMS (FAB+): m/z Calcd. for C11H14BrFNO3 [M+H]+ 306.0141. Found 306.0138
 化合物24aおよび24bの光学異性体分離用カラムによる測定結果を以下に示す。
HPLC分析条件:
カラム:CROWNPAC CR(+) 4.0 mmφ×150 mm(ダイセル社製)
流速:0.7 mL/min
カラムオーブン温度:20℃
検出光波長:233nm
溶離液:pH2 HClO4水溶液/メタノール=85/15
保持時間:化合物24a 40.1 min、化合物24b 51.1 min
〔実施例8:2-アミノ-3-(5-(4-フルオロブトキシ)-2-ヨードフェニル)プロパン酸の合成〕
 以下のスキームに従って、2-アミノ-3-(5-(4-フルオロブトキシ)-2-ヨードフェニル)プロパン酸(表1の化合物13)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(1)化合物15の合成
 上記実施例6(4)で得た化合物14を(1.33 g, 2.3 mmol)をTHF(8 mL)に溶解し、当該溶液へTBAF(3.5 mL, 1M, THF溶液)を0℃で加え、1時間攪拌した。次いで水を加え、酢酸エチルで2回抽出した。有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。濾過後、減圧留去することにより目的化合物15を得た(収量:1.03 g,収率:96%)。
(2)化合物20aおよび化合物20bの合成
 化合物15を、実施例1(6)におけるフルオロエチルトシラートの代わりにフルオロブチルトシラートを用いて同様に反応して化合物20(収率:69%)を得た。
1H-NMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ7.67 (d, J=8.7 Hz, 1H), 6.80 (s, 1H), 6.56 (dd, J=8.7 Hz and 2.7 Hz, 1H), 5.03 (m, 1H), 4.6-4.4 (m, 3H), 3.96 (t, J=5.9 Hz, 2H), 3.19 (m, 1H), 3.00 (m, 1H), 1.9-1.8 (m, 4H), 1.43 (s, 9H), 1.39 (s, 9H)。
 続いて実施例1(7)と同様に化合物20を、キラルカラムを用いて光学分割をして化合物20a(>99%ee)と20b(>99%ee)を得た。
(3)化合物25aおよび化合物25bの合成
 化合物20aおよび20bを実施例6(8)と同様に反応後、同様に処理して化合物25aおよび25bを得た。
1H-NMR(400MHz,DCl/H2O,DSS)δ7.87 (d, J=8.7 Hz, 1H), 7.02 (d, J=3.2 Hz, 1H), 6.80 (dd, J=8.7 Hz and 3.2 Hz, 1H), 4.60 (dt, J=47.1 Hz and 5.7 Hz, 2H), 4.44 (dd, J=8.5 Hz and 7.1 Hz, 1H), 4.13 (t, J=6.2 Hz, 2H), 3.5 (m, 1H), 3.31 (m, 1H), 1.2-1.8 (m, 4H)
 化合物25aおよび25bの光学異性体分離用カラムによる測定結果を以下に示す。
HPLC分析条件:
カラム:CROWNPAC CR(+) 4.0 mmφ×150 mm(ダイセル社製)
流速:0.7 mL/min
カラムオーブン温度:20℃
検出光波長:233nm
溶離液:pH2 HClO4水溶液/メタノール=85/15
保持時間:化合物25a 106 min、化合物25b 122 min
〔実施例9:化合物10aおよび10bの絶対構造の決定〕
 化合物10aおよび10bの絶対構造は下記スキームに従って、L-m-チロシンを原料に用いて、上記実施例6と同様に反応して化合物10のS体(>99%ee)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 実施例1に示したHPLC条件下で測定し、その保持時間より、10bはS体であることが判明した。この結果から、10aはR体であることを決定した。
〔実施例10:2-アミノ-3-(5-(2-(2-フルオロエトキシ)エトキシ)-2-ヨードフェニル)プロパン酸の合成〕
 下記スキームに従い、2-アミノ-3-(5-(2-(2-フルオロエトキシ)エトキシ)-2-ヨードフェニル)プロパン酸(表1の化合物6)のS体を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(1)化合物27(S)および化合物27(R)の合成
 化合物15(S)(S体)を、実施例1(6)におけるフルオロエチルトシラートの代わりにフルオロエトキシエチルトシラートを用いて同様に反応し、化合物26(S)(S体)(収率:78%)を得た。次いで保護基を除去し化合物27(S)(S体)(>99%ee)を得た。同様の方法で、化合物15(R)(R体)から化合物27(R)(R体)を得た。
1H-NMR(400MHz,DCl/H2O,DSS)δ7.89 (d, J=8.7 Hz, 1H), 7.04 (d, J-2.7, 1H), 6.81 (dd, J=8.7 Hz and 3.2 Hz, 1H), 4.66 (dt, J=47.6 Hz and 4.1 Hz, 2H), 4.45 (dd, J=8.7 Hz and 6.9 Hz, 1H), 4.24 (m, 2H), 3.95 (m, 2H), 3.88 (dt, J=31.6 Hz and 3.9 Hz, 2H), 3.51 (s, 1), 3.30 (S, 2H) 
 化合物27(S)および27(R)の光学異性体分離用カラムによる測定結果を以下に示す。
HPLC分析条件:
カラム:CROWNPAC CR(+) 4.0 mmφ×150 mm(ダイセル社製)
流速:0.7 mL/min
カラムオーブン温度:20℃
検出光波長:233nm
溶離液:pH2 HClO4水溶液/メタノール=85/15
保持時間:化合物27(R)  84.7 min、化合物27(S)  99.6 min
〔実施例11:2-アミノ-2-(4-(2-フルオロエトキシ)フェニル)酢酸の合成〕
 下記スキームに従い、2-アミノ-2-(4-(2-フルオロエトキシ)フェニル)酢酸(表3の化合物69)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 実施例1において、dl-m-チロシンの代わりに4-ヒドロキシフェニルグリシンを用いて同様に反応して化合物30(収率:99%)を得た。次いで実施例6(2)において化合物11の代わりに化合物30を用いて同様にtert-ブチルエステル化して化合物31を得た。続いてフルオロエチルトシラートを同様に反応後、保護基を除去して標記化合物(化合物33)を得た。
1H-NMR(400MHz,DCl/H2O,DSS)δ7.39 (td, J=5.9 Hz and 3.7 Hz, 2H), 7.05 (td, J=5.9 Hz and 3.7 Hz, 2H), 5.14 (s, 1H), 4.76 (dt, J=47.4 Hz and 3.9 Hz, 2H), 4.29 (dt, J=30.5 Hz and 4.0 Hz, 2H). HRMS (FAB+): m/z Calcd. for C10H13FNO3 [M+H]+ 214.0879. Found 214.0885
〔実施例12:(2S)-2-(tert-ブトキシカルボニルアミノ)-3-(2-ヨード-5-(2-((4-メチルフェニル)スルフォニルオキシ)エトキシ)フェニル)プロパン酸 tert-ブチル(34(S))の合成〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
  化合物15(S)(0.6 g, 1.3 mmol)、エチレングリコールジ-p-トシラート(1.4 g, 3.9 mmol)および炭酸カリウム(0.9 g, 6.5 mmol)の無水DMF(10 ml)溶液を、室温で2日間攪拌した。反応後、水で希釈し、酢酸エチル(約20 mL)で2回抽出した。混合した有機層を水、飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。濾過後、減圧留去して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物34(S)(収量:0.51 g,収率:59%, >99%ee)を得た。同様に、原料として光学活性化合物15(R)を用いて同様に反応し、光学活性化合物34(R)(収率:57%, >99%ee)を得た。
1H-NMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ7.81(dt,J=8.4Hz and 1.9Hz,2H),7.65(d,J=8.7Hz,1H),7.36(d,J=7.8,2H),6.72(s,1H),6.43(dd,J=8.7Hz,1.8 Hz,1H),5.02(m,1H),4.5(m,1H),4.35(m,2H),4.11(m,2H),3.17(m,1H),2.98(m,1H),2.47(s,3H),1.43(s,9H),1.38(s,9H)
 化合物34(S)および34(R)の光学異性体分離用カラムによる測定結果を以下に示す。
HPLC分析条件:
カラム:CHIRALPAC IA 4.6 mmφ×250 mm(ダイセル社製)
流速:1.0 mL/min
カラムオーブン温度:25℃
検出光波長:254nm
溶離液:ヘキサン/エタノール=60/40
保持時間:化合物34(R)  9.3 min、化合物34(S)  12.9 min
〔実施例13:(2S)-2-(tert-ブトキシカルボニルアミノ)-3-(2-ヨード-5-(2-(2-(4-メチルフェニル)スルフォニルオキシ)エトキシエトキシ)フェニル)プロパン酸 tert-ブチル(35(S))の合成〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 実施例12において、エチレングリコールジ-p-トシラートの代わりにジエチレングリコールジ-p-トシラートを用いた以外は同様にして、光学活性化合物35(S)(収率:67%, >99%ee)を合成した。同様に、原料として光学活性化合物15(R)を用いて同様に反応し、光学活性化合物35(R)(収率:62%, >99%ee)を合成した。
1H-NMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ7.80(m,2H),7.67(d,J=8.7Hz,1H),7.32(d,J=8.2Hz,2H),6.81(s,1H),6.53(dd,J=8.5Hz and 2.5Hz,1H),5.09(m,1H),4.5(m,1H),4.19(m,2H),4.01(m,2H),3.76(m,4H),3.19(dd,J=14.0Hz and 5.7Hz,1H),2.98(m,1H),2.44(s,3H),1.43(s,9H),1.38(s,9H)
 化合物35(S)および35(R)の光学異性体分離用カラムによる測定結果を以下に示す。
HPLC分析条件:
カラム:CHIRALPAC IB 4.6 mmφ×250 mm(ダイセル社製)
流速:1.0 mL/min
カラムオーブン温度:25℃
検出光波長:254nm
溶離液:ヘキサン/エタノール=80/20
保持時間:化合物35(R)  6.4 min、化合物35(S)  7.1 min
〔実施例14:2-(tert-ブトキシカルボニルアミノ)-3-(2-ブロモ-5-(2-((4-メチルフェニル)スルフォニルオキシ)エトキシ)フェニル)プロパン酸 tert-ブチル(36)の合成〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 実施例7で得られた化合物21を用いて実施例12と同様に反応し、化合物36(収率74%)を得た。
1H-NMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ7.82(dt,J=8.4Hz and 1.9Hz,2H),7.39(d,J=8.8Hz,1H),7.36(d,J=7.6Hz,2H),6.71(s,1H),6.56(m,1H),5.04(m,1H),4.51(m,1H),4.34(m,2H),4.11(m,2H),3.19(dd,J=14.2Hz and 5.9Hz,1H),2.99(m,1H),2.47(s,3H),1.42(s,9H),1.38(s,9H)
 化合物36を、キラルカラムを使ったHPLCにて光学分割し、それぞれをヘキサン/酢酸エチルで再結晶し光学活性化合物36a(>99%ee)および36b(>99%ee)を得た。
 化合物36aおよび36bの光学異性体分離用カラムによる測定結果を以下に示す。
HPLC分析条件:
カラム:CHIRALPAC IA 4.6 mmφ×250 mm(ダイセル社製)
流速:1.0 mL/min
カラムオーブン温度:25℃
検出光波長:254nm
溶離液:ヘキサン/エタノール=70/30
保持時間:化合物36a  11.6 min、化合物36b  15.1 min
〔実施例15:がん細胞特異的集積活性の評価〕
 試験化合物として、実施例1で合成した化合物10aおよび10b、実施例6で合成した化合物23aおよび23b、実施例7で合成した化合物24aおよび24b、実施例8で合成した化合物25aおよび25b、ならびに実施例10で合成した化合物27(S)および27(R)を用いた。
 上記実施例2に記載のヒトLAT1安定発現細胞株またはヒトLAT2安定発現細胞株を、1.2×10cells/wellで播き、48時間後に細胞を37℃に保温した取り込みバッファー(Na2+-free Hank’s balanced salt solution(HBSS)、pH7.4)で3回洗浄した。各試験化合物、ならびに陽性対照のL-チロシンおよびFAMT(フルオロ-α-メチルチロシン)をそれぞれ30μM添加し、37℃で3分間保温した。化合物を添加していない細胞を陰性対照とした。続いて、[14C]L-ロイシンまたは[14C]アラニンを1μM添加し、1分間[14C]L-ロイシンまたは[14C]アラニンの取込みを行い、冷やした取り込みバッファーで3回洗浄した。その後、各wellに0.1M NaOHを500μL添加して細胞を溶解し、20μLを用いてタンパク質濃度を測定し、残りを用いて取り込まれた放射活性を測定した。測定結果をタンパク質濃度で補正し、陰性対照のアミノ酸取り込み活性を100%として、各化合物の取り込み阻害率(%)を求めた。
 ヒトLAT1安定発現細胞株におけるアミノ酸取り込み阻害の結果を図4に、ヒトLAT2安定発現細胞株におけるアミノ酸取り込み阻害の結果を図5にそれぞれ示した。図4および図5からわかるように、すべての試験化合物およびFAMTのいずれも、ヒトLAT1安定発現細胞株における取り込み阻害率はヒトLAT2安定発現細胞株における取り込み阻害率より高く、すべての試験化合物は正常細胞よりがん細胞に取り込まれやすいことが示された。
 また、両細胞における取り込み阻害率およびがん細胞選択性(ヒトLAT2安定発現細胞株のアミノ酸取り込み活性/ヒトLAT1安定発現細胞株のアミノ酸取り込み活性)を表6に示した。これらの結果から、用いた試験化合物はいずれもFAMTと同等以上のがん細胞特異的阻害活性を有しており、中でも化合物10b、23b、24b、25bおよび27(S)のがん細胞選択性は、FAMTより顕著に高いことが明らかとなった。これらの結果から、これらの化合物をPETイメージングに用いた場合、がんへの特異性および選択性においてFAMT以上の性能を示すと考えられ、がん診断に有用であることが示唆された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
〔実施例16:ヒトLAT1安定発現細胞株およびヒトLAT2安定発現細胞株におけるロイシンまたはアラニン放出に対する促進効果〕
 実施例15と同じ、10種類の試験化合物を用い、実施例4と同じ方法で実験を行った。各濃度におけるアミノ酸放出値に基づいてヒトLAT1安定発現細胞株におけるアミノ酸放出のKm値、およびヒトLAT2安定発現細胞株におけるアミノ酸放出のKm値を求め、表7に示した。いずれの試験化合物もヒトLAT2安定発現細胞株に対する親和性より、ヒトLAT1安定発現細胞株に対する親和性の方が高く、がん選択性を有することが示された。また、いずれの試験化合物もFAMTよりヒトLAT1安定発現細胞株に対する親和性が高いことが明らかとなった。これらの結果から、これらの化合物をPETイメージングに用いた場合、がんへの集積性および選択性においてFAMT以上の性能を示すと考えられ、がん診断に特に有用であることが示唆された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
〔実施例17:18F標識化合物10bの合成〕
 サイクロトロンHM12(住友重機械社製)で加速した12MeVの陽子ビームを同位体純度95%以上の[18O]HOに照射して1818Fアニオン)を合成した。続いてその溶液を陰イオン交換樹脂(Sep-pak QMA plus cartridge column)に通して18をカラムに捕捉し、33mMKCOと33mg/mL Krptofix 222(K 2.2.2)の混合溶液で溶出させた。この18含有KCO/K2.2.2溶液700μL(25GBq)をバイアル(容量10mL)にとり、熱風(110℃)で加熱しながらHeガスを吹き付け、水を完全に除去した。さらにアセトニトリルを加え同様に加熱条件下でアセトニトリルを除去する操作を3回繰り返して、バイアル内を無水の状態にした。そこに、実施例12で得た標識前駆体の化合物34(S)(4.0 mg)を溶解したアセトニトリル溶液(0.5 mL)を加え、110℃で10分間加熱攪拌した。その後、反応溶液に5M塩酸とアセトニトリル(もしくはメタノール)の等量混合溶液(4.0 mL)を加え、さらに10分間加熱撹拌を行った。反応溶液をセミ分取HPLC(カラム:Inertsil(登録商標)ODS-3(10×250mm)、移動相:MeCN/100 mM塩酸溶液=30/70、流速:2.0 mL/min)にかけて、約7分に溶出する18F標識化合物10b由来の放射性ピークを分取した。このフラクションの放射能から求めた減衰補正後の放射化学的収率はおおよそ30%であった。
 標識合成により得られた18F標識化合物10bを含有する分取HPLCフラクションを分取し、200℃で加熱しながらロータリーエバポレーターで溶媒を留去し、得られた18F標識化合物10bを生理食塩液に溶解させることで18F標識化合物10b含有生理食塩液を調製した。調製後の薬液の放射化学的純度は95%以上であった。
〔実施例18:18F標識化合物10bのがん集積性の検討〕
 皮下にMIAPaCa-2細胞由来の腫瘍を形成させたヌードマウスに、18F標識化合物10b(12.5 MBq)を尾静脈より投与した。PETイメージングは、Inveon PET/CT(Siemens社製)を使用し、イソフルランと酸素による吸入麻酔下で行った。撮像は、尾静脈注射60分後から10分間実施した。取得したデータを、3D-OSEM(ordered subset expectation maximization)法により再構成した。
 結果を図6に示した。図6中、矢印は腫瘍部位を示す。図6から明らかなように18F標識化合物10bの腫瘍部位への集積が確認された。この結果から、in vitro試験系によって開発された本発明の化合物は、がんのPETイメージングを用いた診断に使用できることが示された。
 なお本発明は上述した各実施形態および実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考として援用される。

Claims (12)

  1.  一般式(I)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、nは0または1であり;
    は、水素原子(ただし、n=0のときに限る)、ハロゲン原子、C1~C6のアルキル基、C1~C6のハロアルキル基、置換されていてもよいアミノ基、置換されていてもよいフェニル基、C1~C6のアルキルチオ基、C1~C6のアルコキシ基、C1~C6のハロアルコキシ基またはC7~C12のアラルキルオキシ基を表し;
    は、-(CHp-[O(CHqr-X
    (ただし、Xはハロゲン原子、pは1~6の整数、qは1~4の整数、rは0~4の整数である。)を表し;
    は、水素原子、C1~C6のアルキル基、C7~C16のアラルキル基またはC6~C14のアリール基を表し;
    は、水素原子またはC1~C6のアルキル基を表す。)
    で示される構造を有する化合物またはその薬学的に許容される塩。
  2.  がん細胞特異的集積活性を有する請求項1に記載の化合物またはその薬学的に許容される塩。
  3.  Xがフッ素原子である請求項1または2に記載の化合物またはその薬学的に許容される塩。
  4.  2-アミノ-3-(5-(2-フルオロエトキシ)-2-ヨードフェニル)プロパン酸、または、2-アミノ-3-(2-シクロプロピル-5-(2-フルオロエトキシ)フェニル)プロパン酸である請求項3に記載の化合物またはその薬学的に許容される塩。
  5.  2-アミノ-3-(2-ブロモ-5-(2-フルオロエトキシ)フェニル)プロパン酸、2-アミノ-3-(5-(4-フルオロブトキシ)-2-ヨードフェニル)プロパン酸、または2-アミノ-3-(5-(2-(2-フルオロエトキシ)エトキシ)-2-ヨードフェニル)プロパン酸である請求項3に記載の化合物またはその薬学的に許容される塩。
  6.  放射性フッ素原子を有する請求項1~5のいずれかに記載の化合物またはその薬学的に許容される塩。
  7.  一般式(I)で示される構造を有する化合物が、光学活性体または光学活性体の混合物である請求項1~6のいずれかに記載の化合物またはその薬学的に許容される塩。
  8.  請求項1~7のいずれかに記載の化合物またはその薬学的に許容される塩を含有する医薬組成物。
  9.  ポジトロン断層撮影法の画像診断用イメージング剤である請求項8に記載の医薬組成物。
  10.  がん組織検出用である請求項9に記載の医薬組成物。
  11.  がんの悪性度評価用である請求項9に記載の医薬組成物。
  12.  請求項6に記載の化合物またはその薬学的に許容される塩の前駆体であって、一般式(II)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式中、nは0または1であり;
    は、水素原子(ただし、n=0のときに限る)、ハロゲン原子、C1~C6のアルキル基、C1~C6のハロアルキル基、置換されていてもよいアミノ基、置換されていてもよいフェニル基、C1~C6のアルキルチオ基、C1~C6のアルコキシ基、C1~C6のハロアルコキシ基またはC7~C12のアラルキルオキシ基を表し;
    は、-(CHp-[O(CHqr-Y
    (ただし、Yは離脱基、pは1~6の整数、qは1~4の整数、rは0~4の整数である。)を表し;
    は、水素原子またはC1~C6のアルキル基を表し;
    は、水素原子またはカルボキシル基の保護基を表し;
    は、水素原子またはアミノ基の保護基を表す。)
    で示される構造を有し、光学活性体または光学活性体の混合物である化合物またはその薬学的に許容される塩からなる前駆体。
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