WO2015152128A1 - アミノ酸前駆体、アミノ酸およびその製造方法、ならびに該アミノ酸を用いたpet診断用トレーサー - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an amino acid precursor, an amino acid, a production method thereof, and a PET diagnostic tracer using the amino acid.
- PET positron emission tomography
- Non-Patent Document 1 glucose metabolism [18 F] - fluoro-deoxy-glucose ([18 F] -FDG) is used as a tracer.
- L- [ 11 C] MET is a natural amino acid and has the property of being taken up by normal cells. For this reason, it has been pointed out that in PET diagnosis using L- [ 11 C] MET, the background increases and it is difficult to obtain sufficient detection sensitivity. In addition, since the physicochemical half-life of 11 C is as short as about 20 minutes, it is pointed out that the time from manufacture to use must be performed in a very short time, and the time margin at the PET diagnosis site is not sufficient. Yes.
- amino acids and their precursors can be used for other pharmaceutical raw materials. Therefore, in addition to the PET diagnostic tracer, it is desired to provide amino acids and precursors thereof that can be used for various pharmaceutical applications.
- An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems.
- the object of the present invention is to suppress uptake into normal cells and to be selective for tumor cells even when used in a PET diagnostic tracer. It is to provide an amino acid and a precursor thereof, and a production method thereof.
- the present invention is a compound represented by the following formula (I):
- R 1 is C 1 -C 5 alkyl optionally having a branch or ring substituted with at least one group selected from the group consisting of a halogen atom which may be a radioisotope and a functional group having a leaving ability Group; C 2 -C 5 alkenyl optionally having a branch or ring substituted with at least one group selected from the group consisting of a halogen atom which may be a radioisotope and a functional group having a leaving ability Group; C 2 -C 5 alkynyl optionally having a branch or ring substituted with at least one group selected from the group consisting of a halogen atom which may be a radioisotope and a functional group having a leaving ability Group; C 1 -C 5 alkyl optionally having a branch or ring substituted with at least one group selected from the group consisting of a halogen atom which may be a radioisotope and a functional group having a leaving ability An oxy group;
- the compound represented by the above formula (I) is represented by the following formula (I ′):
- R 1 is A C 1 -C 5 alkyl group optionally substituted with a radioisotope 18 F, optionally having a branch or ring; A C 2 -C 5 alkenyl group optionally substituted by a radioisotope 18 F, optionally having a branch or ring; A C 2 -C 5 alkynyl group optionally substituted with a radioisotope 18 F, optionally having a branch or ring; A C 1 -C 5 alkyloxy group optionally substituted with a radioisotope 18 F and optionally having a branch or ring; A C 2 -C 8 alkoxyalkyloxy group optionally substituted by a radioisotope 18 F, optionally having a branch or ring; Substituted with a radioactive isotope 18 F, which may have a branched or cyclic C 2 ⁇ C 5 alkenyloxy group; or substituted with a radioactive isotop
- R 1 is A C 1 -C 5 alkyl group which may be branched or ring-substituted with a functional group capable of leaving; Replaced with a functional group having a leaving Hanareno, which may have a branched or cyclic C 2 ⁇ C 5 alkenyl group; A C 2 -C 5 alkynyl group optionally substituted with a functional group having a leaving ability, which may be branched or ringed; A C 1 -C 5 alkyloxy group optionally having a branch or ring, substituted with a functional group having a leaving ability; A C 2 -C 8 alkoxyalkyloxy group which may be branched or ring-substituted with a functional group capable of leaving; A C 2 -C 5 alkenyloxy group optionally substituted with a functional group having a leaving ability, or a branched or ring substituted with a functional group having a leaving ability; An optional
- the present invention also provides a compound represented by the following formula (II):
- R 1 is A C 1 -C 5 alkyl group optionally substituted with a halogen atom, which may be a radioisotope, and optionally having a branch or ring;
- a C 1 -C 5 alkyloxy group optionally substituted with a halogen atom, which may be a radioisotope, and optionally having a branch or ring;
- the compound represented by the above formula (II) has the following formula (II ′):
- R 1 is A C 1 -C 5 alkyl group optionally substituted with a radioisotope 18 F, optionally having a branch or ring; A C 2 -C 5 alkenyl group optionally substituted by a radioisotope 18 F, optionally having a branch or ring; A C 2 -C 5 alkynyl group optionally substituted with a radioisotope 18 F, optionally having a branch or ring; A C 1 -C 5 alkyloxy group optionally substituted with a radioisotope 18 F and optionally having a branch or ring; A C 2 -C 8 alkoxyalkyloxy group optionally substituted by a radioisotope 18 F, optionally having a branch or ring; Substituted with a radioactive isotope 18 F, which may have a branched or cyclic C 2 ⁇ C 5 alkenyloxy group; or substituted with a radioactive iso
- Y is a C 1 -C 3 alkyl group that contains the radioisotope 11 C and may form a branch or ring.
- the present invention also provides a method for producing a compound represented by the above formula (II), It is a method including the process of hydrolyzing the compound represented by the said formula (I).
- the hydrolysis step is performed under acidic conditions.
- the present invention also provides a compound represented by the above formula (II), wherein R 1 is A C 1 -C 5 alkyl group optionally substituted with a radioisotope 18 F, optionally having a branch or ring; A C 2 -C 5 alkenyl group optionally substituted by a radioisotope 18 F, optionally having a branch or ring; A C 2 -C 5 alkynyl group optionally substituted with a radioisotope 18 F, optionally having a branch or ring; A C 1 -C 5 alkyloxy group optionally substituted with a radioisotope 18 F and optionally having a branch or ring; A C 2 -C 8 alkoxyalkyloxy group optionally substituted by a radioisotope 18 F, optionally having a branch or ring; Substituted with a radioactive isotope 18 F, which may have a branched or cyclic C 2 ⁇ C 5 alkenyloxy group; or substitute
- the present invention it is possible to provide an amino acid and a precursor thereof, and a method for producing them, in which uptake into normal cells is suppressed and can be selectively taken up into tumor cells.
- the compound of the present invention can function, for example, as an amino acid transporter not involved in the glucose metabolism system, and when used as a PET diagnostic tracer, it can be avoided because the detection sensitivity is impaired due to an increase in background.
- the compound of the present invention can incorporate, for example, any radioisotope into its structure, it can provide a compound having a relatively long physicochemical half-life. Thereby, sufficient use time can be provided when using as a PET diagnostic tracer.
- FIG. 9 is a graph showing the evaluation of the function as a PET tracer for mice using the compounds of Examples 19 to 21 and Comparative Examples 1 to 4 performed in Example 22, respectively, and the tumor part of the mice after administration It is a graph which shows the change of the accumulation
- FIG. 7 is a graph showing the evaluation of the function as a PET tracer for mice using the compounds of Examples 19 to 21 and Comparative Examples 1 to 4 performed in Example 22, respectively, and the bladder portion of the mice after administration It is a graph which shows the change of the accumulation
- an alkyl group of C 1 to C n which may form a branch or a ring (where n is an integer) is any linear alkyl group having 1 to n carbon atoms, 3 to n carbon atoms It includes any branched alkyl group and any cyclic alkyl group having 3 to n carbon atoms.
- arbitrary linear alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms include methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, and n-pentyl
- arbitrary branched alkyl groups having 3 to 5 carbon atoms Includes isopropyl, isobutyl, tert-butyl, isopentyl and the like
- examples of the cyclic alkyl group having 3 to 5 carbon atoms include cyclopropyl, cyclopentyl and the like.
- the term “having a branch or a ring substituted with at least one group selected from the group consisting of a halogen atom which may be a radioisotope and a functional group having a leaving ability” may be included.
- the “C 1 -C n alkyl group” (where n is an integer) means that at least one hydrogen atom constituting the C 1 -C n alkyl group which may have the above-mentioned branch or ring is a halogen atom and / or Alternatively, it refers to a C 1 -C n alkyl group which may be substituted with a functional group having a leaving ability.
- halogen atoms constituting the alkyl group include natural isotope fluorine atoms ( 19 F), chlorine atoms ( 35 Cl, 37 Cl), bromine atoms ( 79 Br, 81 Br), and iodine atoms ( 127 I), and radioisotope fluorine atoms ( 18 F), chlorine atoms ( 36 Cl, 38 Cl), bromine atoms ( 77 Br, 80 m Br, 80 Br, 82 Br), and iodine atoms ( 123 I, 124 I 131 I), and examples of the functional group having a leaving ability include a tosylate group, a mesylate group, a nonafluorobutanesulfonate group, a trifluoromethanesulfonate group, a fluorosulfonate group, and the like.
- C 1 -C n alkyl group optionally containing a radioisotope and optionally having a branch or a ring has the above-mentioned branch or ring.
- at least one carbon atom constituting also good C 1 ⁇ C n alkyl group has may be a carbon atom of a radioactive isotope (11 C), refers to a C 1 ⁇ C n alkyl group.
- C 2 -C n alkenyl group which may form a branch or a ring refers to any straight chain alkenyl group having 2 to n carbon atoms, 3 to n carbon atoms. It includes any branched alkenyl group and any cyclic alkenyl group having 3 to n carbon atoms.
- alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms ethenyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl
- branched alkenyl group having 3 to 5 carbon atoms include isopropenyl, 1-methyl-1-propenyl, 1-methyl-2-propenyl, 2-methyl-1-propenyl, 2-methyl -2-propenyl and the like
- examples of the cyclic alkenyl group having 3 to 5 carbon atoms include cyclobutenyl, cyclopentenyl and the like.
- C 2 -C n alkenyl group (where n is an integer) means that at least one hydrogen atom constituting the C 2 -C n alkenyl group optionally having a branch or a ring is a halogen atom and / or Alternatively, it refers to a C 2 -C n alkenyl group which may be substituted with a functional group having a leaving ability.
- halogen atoms constituting the alkenyl group include natural isotope fluorine atoms ( 19 F), chlorine atoms ( 35 Cl, 37 Cl), bromine atoms ( 79 Br, 81 Br), and iodine atoms ( 127 I), and radioisotope fluorine atoms ( 18 F), chlorine atoms ( 36 Cl, 38 Cl), bromine atoms ( 77 Br, 80 m Br, 80 Br, 82 Br), and iodine atoms ( 123 I, 124 I 131 I), and examples of the functional group having a leaving ability include a tosylate group, a mesylate group, a nonafluorobutanesulfonate group, a trifluoromethanesulfonate group, a fluorosulfonate group, and the like.
- C 2 -C n alkynyl group which may form a branch or a ring refers to any straight chain alkynyl group having 2 to n carbon atoms, 3 to n carbon atoms It includes any branched alkynyl group and any cyclic alkynyl group having 3 to n carbon atoms.
- the arbitrary linear alkynyl group having 2 to 5 carbon atoms includes ethynyl, 1-propynyl, 2-propynyl, 1-butynyl, 2-butynyl, 1-pentynyl, etc.
- Examples of the branched alkynyl group include 1-methyl-2-propynyl, and examples of the cyclic alkynyl group having 3 to 5 carbon atoms include cyclopropylethynyl and cyclobutylethynyl.
- the term “having a branch or a ring substituted with at least one group selected from the group consisting of a halogen atom which may be a radioisotope and a functional group having a leaving ability” may be included.
- the “C 2 -C n alkynyl group” (where n is an integer) means that at least one hydrogen atom constituting the C 2 -C n alkynyl group optionally having a branch or a ring is a halogen atom and / Alternatively, it refers to a C 2 -C n alkynyl group which may be substituted with a functional group having a leaving ability.
- halogen atoms constituting the alkynyl group include natural isotope fluorine atoms ( 19 F), chlorine atoms ( 35 Cl, 37 Cl), bromine atoms ( 79 Br, 81 Br), and iodine atoms ( 127 I), and radioisotope fluorine atoms ( 18 F), chlorine atoms ( 36 Cl, 38 Cl), bromine atoms ( 77 Br, 80 m Br, 80 Br, 82 Br), and iodine atoms ( 123 I, 124 I 131 I), and examples of the functional group having a leaving ability include a tosylate group, a mesylate group, a nonafluorobutanesulfonate group, a trifluoromethanesulfonate group, a fluorosulfonate group, and the like.
- C 1 -C n alkyloxy group which may form a branch or a ring refers to any linear alkyloxy group having 1 to n carbon atoms, 3 to n includes any branched-chain alkyloxy group and any cyclic alkyloxy group having 3 to n carbon atoms.
- the arbitrary linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms includes methoxy, ethoxy, n-propoxy, n-butoxy, and n-pentyloxy, and any branched alkyloxy group having 3 to 5 carbon atoms.
- isopropoxy, isobutyroxy, tert-butyroxy, isopentyloxy and the like can be mentioned, and examples of the cyclic alkyloxy group having 3 to 5 carbon atoms include cyclobutoxy, cyclopentyloxy and the like.
- C 1 -C n alkyloxy group (where n is an integer) means that at least one hydrogen atom constituting the C 1 -C n alkyloxy group which may have the above-mentioned branched or ring is a halogen atom. And / or a C 1 -C n alkyloxy group which may be substituted by a functional group having a leaving ability.
- halogen atoms constituting the alkyloxy group include natural isotope fluorine atoms ( 19 F), chlorine atoms ( 35 Cl, 37 Cl), bromine atoms ( 79 Br, 81 Br), and iodine atoms ( 127 I), and the radioisotope fluorine atom ( 18 F), chlorine atom ( 36 Cl, 38 Cl), bromine atom ( 77 Br, 80 m Br, 80 Br, 82 Br), and iodine atom ( 123 I, 124 I, 131 I), and examples of the functional group having a leaving ability include a tosylate group, a mesylate group, a nonafluorobutanesulfonate group, a trifluoromethanesulfonate group, and a fluorosulfonate group. .
- C 2 -C n alkoxyalkyloxy group which may form a branch or a ring refers to any linear alkoxyalkyloxy group having 2 to n carbon atoms, carbon number Including any branched alkoxyalkyloxy group having 3 to n and any cyclic alkoxyalkyloxy group having 4 to n carbon atoms, the carbon number represents the total number of carbon atoms in the alkoxyalkyloxy group.
- any linear alkoxyalkyloxy group having 2 to 5 carbon atoms includes methoxymethyloxy, ethoxymethyloxy, n-propoxymethyloxy, n-butoxymethyloxy, methoxyethyloxy, ethoxyethyloxy, n- Propoxyethyloxy, methoxypropyloxy, ethoxypropyloxy, etc. are mentioned, and arbitrary branched alkoxyalkyloxy groups having 3 to 5 carbon atoms include isopropoxymethyloxy, isopropoxyethyloxy, etc. Examples of the optional cyclic alkoxyalkyloxy group of 4 to 5 include cyclobutoxymethyloxy and the like.
- C 2 -C n alkoxyalkyloxy group (where n is an integer) represents at least one hydrogen atom constituting the C 2 -C n alkoxyalkyloxy group which may have the above-mentioned branch or ring, A C 2 -C n alkoxyalkyloxy group which may be substituted with a halogen atom and / or a functional group having a leaving ability.
- halogen atoms constituting the alkoxyalkyloxy group include natural isotope fluorine atom ( 19 F), chlorine atom ( 35 Cl, 37 Cl), bromine atom ( 79 Br, 81 Br), and iodine atom ( 127 I), and the radioisotope fluorine atom ( 18 F), chlorine atom ( 36 Cl, 38 Cl), bromine atom ( 77 Br, 80 m Br, 80 Br, 82 Br), and iodine atom ( 123 I, 124 I, 131 I), and examples of the functional group having a leaving ability include a tosylate group, a mesylate group, a nonafluorobutanesulfonate group, a trifluoromethanesulfonate group, and a fluorosulfonate group.
- C 2 -C n alkenyloxy group which may form a branch or a ring refers to any straight chain alkenyloxy group having 2 to n carbon atoms, 3 to n includes any branched-chain alkenyloxy group and any cyclic alkenyloxy group having 3 to n carbon atoms.
- any linear alkenyloxy group having 2 to 5 carbon atoms includes ethenyloxy, 1-propenyloxy, 2-propenyloxy, 1-butenyloxy, 2-butenyloxy, 1-pentenyloxy, 2-pentenyloxy, 3-
- Examples of the branched alkenyloxy group having 3 to 5 carbon atoms include isopropenyloxy, 1-methyl-1-propenyloxy, 1-methyl-2-propenyloxy, and the like.
- 2-methyl-1-propenyloxy, 2-methyl-2-propenyloxy and the like, and examples of the cyclic alkenyloxy group having 3 to 5 carbon atoms include cyclobutenyloxy, cyclopentenyloxy and the like.
- C 2 -C n alkenyloxy group (where n is an integer) is a group in which at least one hydrogen atom constituting the C 2 -C n alkenyloxy group optionally having a branch or ring is a halogen atom And / or a C 2 -C n alkenyloxy group which may be substituted by a functional group having a leaving ability.
- halogen atoms constituting the alkenyloxy group include natural isotope fluorine atoms ( 19 F), chlorine atoms ( 35 Cl, 37 Cl), bromine atoms ( 79 Br, 81 Br), and iodine atoms ( 127 I), and the radioisotope fluorine atom ( 18 F), chlorine atom ( 36 Cl, 38 Cl), bromine atom ( 77 Br, 80 m Br, 80 Br, 82 Br), and iodine atom ( 123 I, 124 I, 131 I), and examples of the functional group having a leaving ability include a tosylate group, a mesylate group, a nonafluorobutanesulfonate group, a trifluoromethanesulfonate group, and a fluorosulfonate group. .
- C 3 -C n alkynyloxy group which may form a branch or a ring refers to any straight chain alkynyloxy group having 3 to n carbon atoms, 4 to Including any branched alkynyloxy group of n and any cyclic alkynyloxy group having 4 to n carbon atoms.
- the arbitrary linear alkynyloxy group having 3 to 5 carbon atoms includes 2-propynyloxy, 3-butynyloxy, 2-butynyloxy, 2-pentynyloxy, etc., and any branched chain having 4 to 5 carbon atoms.
- Examples of the chain alkynyloxy group include 1-methyl-2-propynyloxy, and examples of the cyclic alkynyloxy group having 4 to 5 carbon atoms include cyclopropylethynyloxy and cyclobutylethynyloxy.
- C 2 -C n alkynyloxy group (where n is an integer) represents a halogen atom in which at least one hydrogen atom constituting the C 2 -C n alkynyloxy group which may have a branched or ring structure is a halogen atom And / or a C 2 -C n alkynyloxy group which may be substituted by a functional group having a leaving ability.
- halogen atom constituting the alkynyloxy group examples include a fluorine atom ( 19 F), a chlorine atom ( 35 Cl, 37 Cl), a bromine atom ( 79 Br, 81 Br), and an iodine atom ( 127 I), and the radioisotope fluorine atom ( 18 F), chlorine atom ( 36 Cl, 38 Cl), bromine atom ( 77 Br, 80 m Br, 80 Br, 82 Br), and iodine atom ( 123 I, 124 I, 131 I), and examples of the functional group having a leaving ability include a tosylate group, a mesylate group, a nonafluorobutanesulfonate group, a trifluoromethanesulfonate group, and a fluorosulfonate group. .
- protecting group is a group provided to prevent the amino group from being involved in a reaction occurring at any other position of the molecular structure with respect to the binding portion of the amino group in a given molecular structure.
- protecting groups include aryloxycarbonyl groups such as t-butoxycarbonyl (BOC), triphenylmethyl, alkoxycarbonyl, and benzyloxycarbonyl.
- aryl group examples include phenyl, naphthyl, anthryl, phenanthryl and the like.
- heteroaryl group examples include pyridyl, pyrrolyl, imidazolyl, benzoxazolyl, furyl, indolyl, benzothiophen-2-yl, thienyl, oxazolyl, thiazolyl, 3,4-methylenedioxyphenyl, 3, 4-Ethylenedioxyphenyl and tetrazolyl.
- halogen atom examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
- amino acid precursor The amino acid precursor of the present invention can be represented by the following formula (I):
- R 1 is C 1 -C 5 alkyl optionally having a branch or ring substituted with at least one group selected from the group consisting of a halogen atom which may be a radioisotope and a functional group having a leaving ability Group;
- C 2 -C 5 alkenyl optionally having a branch or ring substituted with at least one group selected from the group consisting of a halogen atom which may be a radioisotope and a functional group having a leaving ability Group;
- C 2 -C 5 alkynyl optionally having a branch or ring substituted with at least one group selected from the group consisting of a halogen atom which may be a radioisotope and a functional group having a leaving ability Group;
- C 1 -C 5 alkyl optionally having a branch or ring substituted with at least one group selected from the group consisting of a halogen atom which may be a radioisotope and a functional group having a leaving ability
- the compound represented by the above formula (I) is not necessarily limited, but includes, for example, each compound represented by the following formula.
- R 1 , R 2 , R 3 , X 1 , X 2 , and Y each independently represent the same group as defined above).
- R 1 , R 2 , R 3 , X 1 , X 2 , and Y each independently represent a group similar to the group defined above).
- the amino acid precursor of the formula (I ′) having such a structure can be converted into, for example, an amino acid that can be used in a PET diagnostic tracer as described later.
- the compound (amino acid precursor) represented by the above formula (I) can be synthesized by various methods.
- the compound represented by the formula (I) of the present invention is a compound represented by the following formula (III):
- R 1 , R 2 , X 1 , X 2 , and Y each independently represent the same group as defined above, and A 1 and A 2 are , Each independently (i) a hydrogen atom; or (ii) aryl group, where the aryl group is branched C 1 may be substituted in good and halogen atoms have ⁇ C 4 alkyl group, A C 1 -C 5 alkoxy group which may be branched and optionally substituted with a halogen atom, A halogen atom, a C 1 -C 4 alkyl group that may be branched and substituted with a halogen atom, a cyano group, —NR 10 R 11 (wherein R 10 and R 11 are each independently , A hydrogen atom or a C 1 -C 4 alkyl group optionally substituted with a halogen atom), a nitro group, a carbamoyl group, an N— (C 1 -
- optically active phase transfer catalyst that can be used in the alkylation reaction is not particularly limited, and a phase transfer catalyst known to those skilled in the art can be used.
- examples of the optically active phase transfer catalyst include Marukaka catalyst (registered trademark) (manufactured by Nagase Sangyo Co., Ltd.).
- the amount of the optically active phase transfer catalyst that can be used in the alkylation reaction is not particularly limited, and any amount can be set by those skilled in the art.
- the medium that can be used for the alkylation reaction is not necessarily limited, but examples thereof include benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethyl ether, isopropyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethyl acetate, isopropyl acetate, cyclopentyl methyl ether, and methyl t. -Butyl ether, as well as combinations thereof.
- the medium may be a two-phase medium of water and a medium that does not mix with water. The amount of medium used can be set arbitrarily by those skilled in the art.
- inorganic bases examples include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, and combinations thereof. Any amount of the inorganic base can be set by those skilled in the art.
- R 1 , R 2 , R 3 , X 1 , X 2 , and Y each independently represent the same group as defined above, and Z 1 is ,
- a functional group having a leaving ability for example, a tosylate group, a mesylate group, a nonafluorobutanesulfonate group, a trifluoromethanesulfonate group, or a fluorosulfonate group).
- the medium that can be used for the reaction between the compound of formula (V) and the compound of formula (VI) is not necessarily limited.
- examples include ethyl, isopropyl acetate, cyclopentyl methyl ether, and methyl t-butyl ether, and combinations thereof.
- the amount of medium used can be set arbitrarily by those skilled in the art.
- inorganic bases that can be used in the reaction of the compound of formula (V) and the compound of formula (VI) include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide. As well as combinations thereof. Any amount of the inorganic base can be set by those skilled in the art.
- R 1 , R 2 , X 1 , Y, A 1 and A 2 each independently represent a group similar to the group defined above, and Z 1 is A functional group having a leaving ability (for example, a tosylate group, a mesylate group, a nonafluorobutanesulfonate group, a trifluoromethanesulfonate group, or a fluorosulfonate group).
- a leaving ability for example, a tosylate group, a mesylate group, a nonafluorobutanesulfonate group, a trifluoromethanesulfonate group, or a fluorosulfonate group.
- the compound of the formula (VII) is also known per se and can be easily synthesized or obtained by those skilled in the art.
- optically active phase transfer catalyst that can be used in the alkylation reaction is not particularly limited, and a phase transfer catalyst known to those skilled in the art can be used.
- examples of the optically active phase transfer catalyst include Marukaka Catalyst (registered trademark) (manufactured by Nagase Sangyo Co., Ltd.).
- the amount of the optically active phase transfer catalyst that can be used in the alkylation reaction is not particularly limited, and any amount can be set by those skilled in the art.
- the medium that can be used for the alkylation reaction is not necessarily limited, but examples thereof include benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethyl ether, isopropyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethyl acetate, isopropyl acetate, cyclopentyl methyl ether, and methyl t. -Butyl ether, as well as combinations thereof.
- the medium may be a two-phase medium of water and a medium that does not mix with water. The amount of medium used can be set arbitrarily by those skilled in the art.
- inorganic bases examples include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, and combinations thereof. Any amount of the inorganic base can be set by those skilled in the art.
- amino acid precursor represented by the formula (I) of the present invention can be produced.
- amino acids of the invention can be represented by the following formula (II):
- R 1 , X 1 , X 2 , and Y each independently represent the same group as defined above).
- R 1 , X 1 , X 2 , and Y each independently represent a group similar to the group defined above), and preferably has a three-dimensional structure.
- the amino acid of the formula (II ′) having such a structure can effectively function as an active ingredient of a PET diagnostic tracer as described later, for example.
- amino acid production method The amino acid represented by the formula (II) of the present invention can be produced, for example, by hydrolyzing the amino acid precursor represented by the formula (I) of the present invention.
- reaction conditions that can be used for the hydrolysis are not particularly limited, and hydrolysis conditions that can be generally used in amino acid production can be arbitrarily selected by those skilled in the art.
- PET diagnostic tracer contains an amino acid represented by the above formula (II).
- R 1 , X 1 , X 2 , and Y each independently represent a group similar to the group defined above), and preferably has a three-dimensional structure.
- R 1 is A C 1 -C 5 alkyl group optionally substituted with a radioisotope 18 F, optionally having a branch or ring; A C 2 -C 5 alkenyl group optionally substituted by a radioisotope 18 F, optionally having a branch or ring; A C 2 -C 5 alkynyl group optionally substituted with a radioisotope 18 F, optionally having a branch or ring; A C 1 -C 5 alkyloxy group optionally substituted with a radioisotope 18 F and optionally having a branch or ring; A C 2 -C 8 alkoxyalkyloxy group optionally substituted by a radioisotope 18 F, optionally having a branch or ring; Sub
- the amino acid of the above formula (II) can be used as it is, but ascorbic acid or the like may be added together if necessary.
- the addition amount in that case is not particularly limited, and a person skilled in the art can set an arbitrary amount ratio.
- the tracer of the present invention is administered, for example, intravenously to a subject requiring diagnosis immediately after the production of the amino acid of the above formula (II).
- the dose is not necessarily limited, and any dose can be selected by those skilled in the art.
- the scan time in PET diagnosis after administration is not particularly limited, and any scan time can be selected by those skilled in the art.
- the method and apparatus used for PET diagnosis are not particularly limited, and those known to those skilled in the art can be employed.
- PET diagnosis can be performed using the compound represented by the formula (II) of the present invention.
- the compound of the present invention is inhibited from being taken up by normal cells and can be selectively taken up by tumor cells.
- the compounds of the present invention are amino acid transporters that are not involved in the glucose metabolism system and may include radioisotopes having a relatively long physicochemical half-life. For this reason, in PET diagnosis, the time restriction at the time of diagnosis than before is eased, and the conventional disadvantage that the background increases can be improved.
- 3-Hydroxy-4-iodobenzoic acid was methyl esterified in the presence of a sulfuric acid catalyst and then reacted with chloromethyl methyl ether in the presence of potassium carbonate to protect the phenolic hydroxyl group with a methoxymethyl group. This was reduced with diisobutylaluminum hydride in a solvent of tetrahydrofuran, and the resulting alcohol was brominated via methanesulfonylation to obtain 3-methoxymethoxy-4-iodobenzylbromide.
- N-benzylidenealanine tert-butyl ester This is reacted with N-benzylidenealanine tert-butyl ester in the presence of (R) -Maruoka catalyst (registered trademark; manufactured by Nagase Sangyo Co., Ltd .; (CAS: 887938-70-7)), using an aqueous citric acid solution. N-benzylidene was deprotected to synthesize (S) - ⁇ -methyl- (3-methoxymethoxy-4-iodo) phenylalanine tert-butyl ester.
- Methyl 3-hydroxy-4-iodobenzoate was reacted with 1-fluoro-2-tosyloxyethane in the presence of potassium carbonate and reduced with diisobutylaluminum hydride in a tetrahydrofuran solvent. The resulting alcohol was then brominated with phosphorus tribromide to synthesize 3- (2-fluoroethoxy) -4-iodobenzyl bromide.
- (S) - ⁇ -methyl-tyrosine is methylesterified with thionyl chloride and reacted with di-tert-butyl dicarbonate in tetrahydrofuran in the presence of triethylamine to give (S) -N-tert-butoxycarbonyl- ⁇ -Methyl-tyrosine methyl ester was obtained. This is reacted with 1-fluoro-2-tosyloxyethane in the presence of potassium carbonate to give (S) -N-tert-butoxycarbonyl- ⁇ -methyl- ⁇ 4- (2-fluoroethyl) ⁇ Phenylalanine methyl ester was obtained.
- 4-Vinylbenzoic acid was methyl esterified with methyl iodide under basic conditions, and the vinyl group was converted to a hydroxyethyl group by hydroboration and hydroxylation.
- the hydroxyl group is fluorinated with N, N-diethylaminosulfur trifluoride, the ester is reduced with diisobutylaluminum hydride in tetrahydrofuran solvent, and the resulting benzyl alcohol is reacted with phosphorus tribromide in chloroform.
- 3-iodo-4- (2-fluoroethyl) benzyl bromide 3-iodo-4- (2-fluoroethyl) benzyl bromide.
- reaction solution was decompressed, tetrahydrofuran was distilled off, and 10 mL of water and 10 mL of MTBE were added thereto.
- the organic layer was separated, the aqueous layer was washed twice with 10 mL of MTBE, and 1 mL of 8N aqueous sodium hydroxide and 20 mL of MTBE were added to the aqueous layer, respectively.
- 3-Bromoterephthalic acid was reacted with copper iodide in a pyridine solvent to replace bromine with iodine to obtain 3-iodoterephthalic acid.
- This 3-iodoterephthalic acid was reduced with a borane dimethyl sulfide complex in a tetrahydrofuran solvent at 0 ° C. to obtain 3-iodo-1,4-bishydroxymethylbenzene.
- 4-Iodo-1,3-dimethylbenzene was subjected to radial bromination with N-bromosuccinimide in a cyclohexane solvent to obtain 4-iodo-1,3-bisbromomethylbenzene.
- This 4-iodo-1,3-bisbromomethylbenzene (0.51 g, 1.3 mmol) was subjected to the reaction by Maruoka catalyst (registered trademark) in the same manner as in Example 12, and the fluorination reaction and desorption at the benzyl position were performed.
- a protection reaction was performed, and the desired (S) - ⁇ -methyl- (4-iodo-3-fluoromethyl) phenylalanine (9.2 mg) was obtained by preparative purification by HPLC.
- 2-Iodo-phenylacetic acid was reduced with borane dimethyl sulfide complex in a tetrahydrofuran solvent to obtain 2- (2-iodophenyl) ethanol.
- This was reacted with bis (2-methoxyethyl) aminosulfur trifluoride in a chloroform solvent to fluorinate to obtain 2- (2-fluoroethyl) iodobenzene.
- This 2- (2-fluoroethyl) iodobenzene was reacted with paraformaldehyde in 47% bromic acid to carry out bromomethylation to obtain 2-bromo-3- (2-fluoroethyl) benzyl bromide.
- methyl 4- (2-hydroxyethyl) benzoate is allowed to react with 1,3-dibromo-1,3,5-triazine-2,4,6-trione in a 70% aqueous sulfuric acid solution.
- methyl 2,5-dibromo-4- (2-hydroxyethyl) benzoate This was protected with a methoxymethyl group by reaction with chloromethyl methyl ether in the presence of diisopropylethylamine in a toluene solvent.
- This 2,5-dibromo-4- (2-methoxymethoxyethyl) benzyl bromide was prepared using N of (R) -Marukaka catalyst (registered trademark; manufactured by Nagase Sangyo Co., Ltd .; (CAS: 887938-70-7)).
- -Asymmetric alkylation reaction of benzylidenealanine tert-butyl ester under phase transfer catalytic conditions is carried out. After completion of the reaction, the solvent is replaced with methanol, and concentrated hydrochloric acid is added to remove the benzylidene moiety and methoxymethyl group. Deprotection gave (S) - ⁇ -methyl- ⁇ 2,5-dibromo-4- (2-hydroxyethyl) ⁇ phenylalanine tert-butyl ester.
- Example 18 Compounds 1 to 21 shown below were synthesized according to Reference Examples 1 to 7 and Examples 1 to 17, respectively. The obtained compound and NMR spectrum are shown below.
- Cyclotron at (CYPRIS HW-12S manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Industrial Co.), [18 O] from H 2 O, [18 F] F - was synthesized, anion exchange resin (SepPak Light Accell plus QMA anion exchange cartridge ; manufactured by Waters Co.) was used to remove the [18 O] H 2 O.
- anion exchange resin SepPak Light Accell plus QMA anion exchange cartridge ; manufactured by Waters Co.
- a solution containing [ 18 F] F ⁇ eluted from the cartridge is received in a reaction vessel, and a mixture of acetonitrile (700 ⁇ L) and 0.21 M potassium carbonate aqueous solution (200 ⁇ L) is mixed with Cryptofix 2.2.2 (Merck a solution of Millipore Japan Co.) (22 mg), in the same manner as described above was added to the reaction vessel through the cartridge, [18 F] of about 9.0GBq F - solution was prepared.
- the obtained solution was concentrated under reduced pressure at 100 ° C. for 5 minutes, then acetonitrile (1000 ⁇ L) was added, and azeotropic dehydration was performed at 100 ° C. for 6 minutes.
- the obtained [ 18 F] compound 7 was confirmed to have a radiochemical purity and a chemical purity by HPLC of 99.0% or more, respectively.
- This [ 18 F] compound 7 (0.013 mg) was dissolved in 2 mL of brine and subjected to the following PET experiment.
- Example 20 Synthesis of radioactive compound (2)
- (S) -N-tert-butoxycarbonyl- ⁇ -methyl- ⁇ 4- (2-tosyloxyethoxy) -3-iodo ⁇ phenylalanine tert-butyl ester (A) (12 mg) obtained in 18 was used.
- (S) -4- [ 18 F] fluoroethoxy-3-iodophenylalanine (0.016 mg) (hereinafter referred to as “[ 18 F] Compound 3”) was obtained in the same manner as Example 19.
- the obtained [ 18 F] compound 3 was confirmed to have a radiochemical purity and a chemical purity by HPLC of 99.0% or more, respectively.
- This [ 18 F] compound 3 (0.016 mg) was dissolved in 2 mL of saline and subjected to the following PET experiment.
- Example 21 Synthesis of radioactive compound (3)
- (S) -N-tert-butoxycarbonyl- ⁇ -methyl- ⁇ 4- (2-tosyloxyethyl) -3-iodo ⁇ phenylalanine tert-butyl ester (A) (12 mg) obtained in 18 was used.
- N-benzylidene (4-methoxymethoxy) phenylalanine tert-butyl ester (10.43 mg, 76% toluene solution) and (S) -Maruoka catalyst (8.1 mg, manufactured by Nagase Sangyo Co., Ltd.) as raw materials were added to anhydrous toluene. Then, 80% cesium hydroxide (1.6 g) was added dropwise under ice cooling. After stirring for 1 hour, [ 11 C] methyl iodide prepared at the time of use was bubbled into the reaction solution. After stirring at 0 ° C. for 10 minutes, it was quenched with water (1.0 mL).
- a 5N aqueous hydrochloric acid solution (0.5 mL) was added to the upper layer, and the mixture was heated at 100 ° C. for 5 minutes while bubbling nitrogen. After cooling the reaction solution, the aqueous layer was separated, water (0.4 mL) was added and re-extraction was performed. The resulting solution was fractionated by semi-preparative HPLC (Cosmosil HILIC (manufactured by Nacalai Tesque), 20 mm id x 250 mm) (sorting conditions: acetonitrile: 100 mM ammonium acetate (85:15 (volume ratio)). ), UV detector (230 nm), RI detector ( ⁇ -ray)).
- Example 22 PET experiment using radioactive compound
- LNZ308 human glioblastoma cell line (provided by Kyorin University)
- BALB / c nu / nu; Claire Japan 5 ⁇ 10 6 / 100 ⁇ L (sc)
- terpentine oil 50 ⁇ L (im)
- the compound obtained in Example 19 ([ 18 F] Compound 7), the compound obtained in Example 20 ([ 18 F] Compound 3), the compound obtained in Example 21 ([ 18 F] Compound 1), the compound obtained in Comparative Example 1 ([ 11 C] ⁇ -Me-Tyr), the compound obtained in Comparative Example 2 ([ 18 F] FET), the compound obtained in Comparative Example 3 ( Each of [ 11 C] ⁇ -Me-Phe) and the compound obtained in Comparative Example 4 ([ 11 C] MET) was needles placed in the tail vein based on a dose of 7.4 MBq / 100 ⁇ L. By administration.
- Example 19 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, in particular, the compound obtained in Example 19 ([ 18 F] Compound 7) is administered to the bladder over time because a part thereof is excreted into the bladder after administration.
- the value of SUVmean increased (Fig. 2), and the tumor reached a plateau from about 3000 seconds after increasing gradually after administration. This indicates that the compound obtained in Example 19 ([ 18 F] Compound 7) accumulates in the tumor as a good PET tracer and stays without being excreted.
- the compound obtained in Example 20 shows an increase after administration to the tumor (FIG. 1), a gradual decrease tendency is observed, so the value of the SUV mean of the tumor is low. It was.
- a difference is observed in comparison with the bladder (FIG. 2), and it can be seen that it can be used as a PET tracer for tumor diagnosis.
- the “tumor / muscle” value was calculated by quantifying the maximum uptake value (SUVmax) in the tumor and normal muscle from an image created by adding data from 5 minutes to 90 minutes after administration. The obtained results are shown in Table 22.
- the present invention it is possible to provide an amino acid and a precursor thereof, and a method for producing them, in which uptake into normal cells is suppressed and can be selectively taken up into tumor cells.
- the compound of the present invention can incorporate any radioactive isotope into its structure, it can provide a compound having a relatively long physicochemical half-life. Thereby, it is useful as, for example, a PET diagnostic tracer or a building block of a pharmaceutical intermediate.
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Abstract
PET診断用トレーサーに使用した際であっても、正常細胞への取り込みが抑制され、かつ腫瘍細胞に選択的に取り込まれ得る、アミノ酸前駆体、アミノ酸およびその製造方法、ならびに該アミノ酸を用いたPET診断用トレーサーを開示する。本発明のアミノ酸は、以下の式(II):で表される。本発明のアミノ酸は、例えば、PET診断用トレーサーや医薬中間体としてのビルディングブロックとして有用である。
Description
本発明は、アミノ酸前駆体、アミノ酸およびその製造方法、ならびに該アミノ酸を用いたPET診断用トレーサーに関する。
例えば、医療現場で用いられる画像診断には、エックス線、MRI、CTスキャンなどの手段を用いた診断方法に加え、陽電子放出断層撮影(Positron Emission Tomography;PET)のような新たな診断方法が開発されてきている。
このようなPET診断では、現在、グルコース代謝を利用した[18F]-フルオロデオキシグルコース([18F]-FDG)がトレーサーとして用いられている(非特許文献1)。
しかし、この[18F]-FDGは、グルコースと同様にグルコーストランスポーターにより細胞に取り込まれるが、細胞内でヘキソキナーゼによりリン酸化を受けることにより、それ以上代謝されることなく細胞内に留まる。このため、PETによる腫瘍の診断では、腫瘍細胞が正常細胞に比べ糖代謝が亢進し、取り込みが増大することから陽性像として描写されると言う点で、脳などの糖代謝が盛んな部分における診断には、適さないことが指摘されている(非特許文献2)。また、[18F]-FDGは、炎症組織に集積する性質があり(非特許文献3)、癌診断における腫瘍組織と炎症組織との判別が困難になる場合もある。
このように、脳腫瘍の診断が困難とされる[18F]-FDGに代えて、近年では、グルコース代謝系ではなく、アミノ酸トランスポーターに着目したPET診断薬の開発が行われている。アミノ酸トランスポーターに着目したPET診断薬として、臨床研究では主にL-メチル-11C-メチオニン(L-[11C]MET)が使用されている(非特許文献4)。
しかし、L-[11C]METは天然型のアミノ酸であり、正常細胞にも取り込まれる性質を有する。このため、L-[11C]METを用いたPET診断では、バックグラウンドが上昇して充分な検出感度が得られ難い点が指摘されている。また、11Cの物理化学的半減期が約20分と短いため、製造から使用までを極めて短時間で行わなければならず、PET診断の現場における時間的余裕が充分ではない点も指摘されている。
さらにこのようなアミノ酸やその前駆体は、その他の医薬品原料等にも利用可能となることが考えられる。このため、PET診断用トレーサーに加えて、種々の医薬品用途に使用可能なアミノ酸およびその前駆体の提供が所望されている。
Bengtsson Tら, J Nucl Med. 2012;53(4):530-7.
Chen Wら, Semin Nucl Med. 2008;38(4):240-50.
Glaudemans AWら, Clin Dev Immunol. 2013;2013:623036.
Miyake Kら, J Biomed Biotechnol. 2012;2012:205818.
本発明は上記問題の解決を課題とするものであり、その目的とするところは、PET診断用トレーサーに使用した際であっても、正常細胞への取り込みが抑制され、かつ腫瘍細胞に選択的に取り込まれ得る、アミノ酸およびその前駆体、ならびにそれらの製造方法を提供することにある。
本発明は、以下の式(I)で表される化合物:
ここで、
R1は、
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
であり、
R2およびR3は、それぞれ独立して、
水素原子;
分岐または環を形成していてもよくかつハロゲン原子で置換されていてもよいC1~C8アルキル基;
C1~C5アルキル基、C2~C5アルケニル基、C2~C5アルキニル基、C1~C5アルキルオキシ基、またはハロゲン原子で置換されていてもよいベンジル基;あるいは
保護基;
であり、
X1およびX2はそれぞれ独立して、水素原子およびハロゲン原子からなる群から選択される基であり、そして
Yは、放射性同位体を含んでいてもよくかつ分岐または環を形成していてもよいC1~C3アルキル基である。
R1は、
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
であり、
R2およびR3は、それぞれ独立して、
水素原子;
分岐または環を形成していてもよくかつハロゲン原子で置換されていてもよいC1~C8アルキル基;
C1~C5アルキル基、C2~C5アルケニル基、C2~C5アルキニル基、C1~C5アルキルオキシ基、またはハロゲン原子で置換されていてもよいベンジル基;あるいは
保護基;
であり、
X1およびX2はそれぞれ独立して、水素原子およびハロゲン原子からなる群から選択される基であり、そして
Yは、放射性同位体を含んでいてもよくかつ分岐または環を形成していてもよいC1~C3アルキル基である。
1つの実施形態では、上記式(I)で表される化合物は、以下の式(I’):
で表される。
1つの実施形態では、上記式(I)において、R1が、
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
である。
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
である。
1つの実施形態では、上記式(I)において、R1が、
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
である。
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
である。
本発明はまた、以下の式(II)で表される化合物:
ここで、
R1は、
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
であり、
X1およびX2はそれぞれ独立して、水素原子およびハロゲン原子からなる群から選択される基であり、そして
Yは、放射性同位体を含んでいてもよくかつ分岐または環を形成していてもよいC1~C3アルキル基である。
R1は、
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
であり、
X1およびX2はそれぞれ独立して、水素原子およびハロゲン原子からなる群から選択される基であり、そして
Yは、放射性同位体を含んでいてもよくかつ分岐または環を形成していてもよいC1~C3アルキル基である。
1つの実施形態では、上記式(II)で表される化合物は、以下の式(II’):
で表される。
1つの実施形態では、上記式(II)において、R1が、
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
である。
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
である。
1つの実施形態では、上記式(II)において、Yが、放射性同位体11Cを含有する、分岐または環を形成していてもよいC1~C3アルキル基である。
本発明はまた、上記式(II)で表される化合物の製造方法であって、
上記式(I)で表される化合物を加水分解する工程を包含する、方法である。
上記式(I)で表される化合物を加水分解する工程を包含する、方法である。
1つの実施形態では、上記加水分解工程は、酸性条件下で行われる。
本発明はまた、上記式(II)で表される化合物であって、R1が、
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
である、化合物を含有する、PET診断用トレーサーである。
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
である、化合物を含有する、PET診断用トレーサーである。
本発明によれば、正常細胞への取り込みが抑制され、かつ腫瘍細胞に選択的に取り込まれ得る、アミノ酸およびその前駆体、ならびにそれらの製造方法を提供することができる。本発明の化合物は、例えば、グルコース代謝系に関与しないアミノ酸トランスポーターとして機能し得、かつPET診断用トレーサーとして使用した場合、バックグラウンドの上昇により検出感度を損なうことから回避され得る。さらに、本発明の化合物は、例えば、任意の放射性同位体をその構造内に取り込むことができるため、比較的長い物理化学的半減期を有する化合物を提供することができる。これにより、PET診断用トレーサーとして用いる際に充分な使用時間を提供することができる。
以下、本明細書中に用いられる用語を定義する。
用語「分岐または環を形成していてもよい、C1~Cnのアルキル基」(ここでnは整数)は、炭素数1~nの任意の直鎖アルキル基、炭素数3~nの任意の分岐鎖アルキル基、および炭素数3~nの任意の環状アルキル基を包含する。例えば、炭素数1~5の任意の直鎖アルキル基としては、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、およびn-ペンチルが挙げられ、炭素数3~5の任意の分岐鎖アルキル基としては、イソプロピル、イソブチル、tert-ブチル、イソペンチルなどが挙げられ、そして炭素数3~5の任意の環状アルキル基としては、シクロプロピル、シクロペンチルなどが挙げられる。
さらに、例えば、用語「放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~Cnアルキル基」(ここでnは整数)は、上記分岐または環を有していてもよいC1~Cnアルキル基を構成する少なくとも1個の水素原子が、ハロゲン原子および/または脱離能を有する官能基によって置換されていてもよい、C1~Cnアルキル基を言う。当該アルキル基を構成する、ハロゲン原子の例としては、天然同位体のフッ素原子(19F)、塩素原子(35Cl、37Cl)、臭素原子(79Br、81Br)、およびヨウ素原子(127I)、ならびに放射性同位体のフッ素原子(18F)、塩素原子(36Cl、38Cl)、臭素原子(77Br、80mBr、80Br、82Br)、およびヨウ素原子(123I、124I、131I)が挙げられ、そして脱離能を有する官能基の例としては、トシラート基、メシラート基、ノナフルオロブタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、フルオロスルホン酸エステル基などが挙げられる。
またさらに、例えば、用語「放射性同位体を含んでいてもよくかつ分岐または環を有していてもよいC1~Cnアルキル基」(ここでnは整数)は、上記分岐または環を有していてもよいC1~Cnアルキル基を構成する少なくとも1個の炭素原子が、放射性同位体の炭素原子(11C)であってもよい、C1~Cnアルキル基を言う。
用語「分岐または環を形成していてもよい、C2~Cnのアルケニル基」(ここでnは整数)は、炭素数2~nの任意の直鎖アルケニル基、炭素数3~nの任意の分岐鎖アルケニル基、および炭素数3~nの任意の環状アルケニル基を包含する。例えば、炭素数2~5の任意の直鎖アルケニル基としては、エテニル、1-プロペニル、2-プロペニル、1-ブテニル、2-ブテニル、1-ペンテニル、2-ペンテニル、3-ペンテニル、4-ペンテニルなどが挙げられ、炭素数3~5の任意の分岐鎖アルケニル基としては、イソプロペニル、1-メチル-1-プロペニル、1-メチル-2-プロペニル、2-メチル-1-プロペニル、2-メチル-2-プロペニルなどが挙げられ、そして炭素数3~5の任意の環状アルケニル基としては、シクロブテニル、シクロペンテニルなどが挙げられる。
さらに、例えば、用語「放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~Cnアルケニル基」(ここでnは整数)は、上記分岐または環を有していてもよいC2~Cnアルケニル基を構成する少なくとも1個の水素原子が、ハロゲン原子および/または脱離能を有する官能基によって置換されていてもよい、C2~Cnアルケニル基を言う。当該アルケニル基を構成する、ハロゲン原子の例としては、天然同位体のフッ素原子(19F)、塩素原子(35Cl、37Cl)、臭素原子(79Br、81Br)、およびヨウ素原子(127I)、ならびに放射性同位体のフッ素原子(18F)、塩素原子(36Cl、38Cl)、臭素原子(77Br、80mBr、80Br、82Br)、およびヨウ素原子(123I、124I、131I)が挙げられ、そして脱離能を有する官能基の例としては、トシラート基、メシラート基、ノナフルオロブタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、フルオロスルホン酸エステル基などが挙げられる。
用語「分岐または環を形成していてもよい、C2~Cnのアルキニル基」(ここでnは整数)は、炭素数2~nの任意の直鎖アルキニル基、炭素数3~nの任意の分岐鎖アルキニル基、および炭素数3~nの任意の環状アルキニル基を包含する。例えば、炭素数2~5の任意の直鎖アルキニル基としては、エチニル、1-プロピニル、2-プロピニル、1-ブチニル、2-ブチニル、1-ペンチニルなどが挙げられ、炭素数3~5の任意の分岐鎖アルキニル基としては、1-メチル-2-プロピニルなどが挙げられ、そして炭素数3~5の任意の環状アルキニル基としては、シクロプロピルエチニル、シクロブチルエチニルなどが挙げられる。
さらに、例えば、用語「放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~Cnアルキニル基」(ここでnは整数)は、上記分岐または環を有していてもよいC2~Cnアルキニル基を構成する少なくとも1個の水素原子が、ハロゲン原子および/または脱離能を有する官能基によって置換されていてもよい、C2~Cnアルキニル基を言う。当該アルキニル基を構成する、ハロゲン原子の例としては、天然同位体のフッ素原子(19F)、塩素原子(35Cl、37Cl)、臭素原子(79Br、81Br)、およびヨウ素原子(127I)、ならびに放射性同位体のフッ素原子(18F)、塩素原子(36Cl、38Cl)、臭素原子(77Br、80mBr、80Br、82Br)、およびヨウ素原子(123I、124I、131I)が挙げられ、そして脱離能を有する官能基の例としては、トシラート基、メシラート基、ノナフルオロブタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、フルオロスルホン酸エステル基などが挙げられる。
用語「分岐または環を形成していてもよい、C1~Cnのアルキルオキシ基」(ここでnは整数)は、炭素数1~nの任意の直鎖アルキルオキシ基、炭素数3~nの任意の分岐鎖アルキルオキシ基、および炭素数3~nの任意の環状アルキルオキシ基を包含する。例えば、炭素数1~5の任意の直鎖アルキル基としては、メトキシ、エトキシ、n-プロポキシ、n-ブチロキシ、およびn-ペンチロキシが挙げられ、炭素数3~5の任意の分岐鎖アルキルオキシ基としては、イソプロポキシ、イソブチロキシ、tert-ブチロキシ、イソペンチロキシなどが挙げられ、そして炭素数3~5の任意の環状アルキルオキシ基としては、シクロブチロキシ、シクロペンチロキシなどが挙げられる。
さらに、例えば、用語「放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~Cnアルキルオキシ基」(ここでnは整数)は、上記分岐または環を有していてもよいC1~Cnアルキルオキシ基を構成する少なくとも1個の水素原子が、ハロゲン原子および/または脱離能を有する官能基によって置換されていてもよい、C1~Cnアルキルオキシ基を言う。当該アルキルオキシ基を構成する、ハロゲン原子の例としては、天然同位体のフッ素原子(19F)、塩素原子(35Cl、37Cl)、臭素原子(79Br、81Br)、およびヨウ素原子(127I)、ならびに放射性同位体のフッ素原子(18F)、塩素原子(36Cl、38Cl)、臭素原子(77Br、80mBr、80Br、82Br)、およびヨウ素原子(123I、124I、131I)が挙げられ、そして脱離能を有する官能基の例としては、トシラート基、メシラート基、ノナフルオロブタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、フルオロスルホン酸エステル基などが挙げられる。
用語「分岐または環を形成していてもよい、C2~Cnのアルコキシアルキルオキシ基」(ここでnは整数)は、炭素数2~nの任意の直鎖アルコキシアルキルオキシ基、炭素数3~nの任意の分岐鎖アルコキシアルキルオキシ基、および炭素数4~nの任意の環状アルコキシアルキルオキシ基を包含し、当該炭素数は、アルコキシアルキルオキシ基における総炭素数を表す。例えば、炭素数2~5の任意の直鎖アルコキシアルキルオキシ基としては、メトキシメチルオキシ、エトキシメチルオキシ、n-プロポキシメチルオキシ、n-ブチロキシメチルオキシ、メトキシエチルオキシ、エトキシエチルオキシ、n-プロポキシエチルオキシ、メトキシプロピルオキシ、エトキシプロピルオキシなどが挙げられ、炭素数3~5の任意の分岐鎖アルコキシアルキルオキシ基としては、イソプロポキシメチルオキシ、イソプロポキシエチルオキシなどが挙げられ、そして炭素数4~5の任意の環状アルコキシアルキルオキシ基としては、シクロブチロキシメチルオキシなどが挙げられる。
さらに、例えば、用語「放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~Cnアルコキシアルキルオキシ基」(ここでnは整数)は、上記分岐または環を有していてもよいC2~Cnアルコキシアルキルオキシ基を構成する少なくとも1個の水素原子が、ハロゲン原子および/または脱離能を有する官能基によって置換されていてもよい、C2~Cnアルコキシアルキルオキシ基を言う。当該アルコキシアルキルオキシ基を構成する、ハロゲン原子の例としては、天然同位体のフッ素原子(19F)、塩素原子(35Cl、37Cl)、臭素原子(79Br、81Br)、およびヨウ素原子(127I)、ならびに放射性同位体のフッ素原子(18F)、塩素原子(36Cl、38Cl)、臭素原子(77Br、80mBr、80Br、82Br)、およびヨウ素原子(123I、124I、131I)が挙げられ、そして脱離能を有する官能基の例としては、トシラート基、メシラート基、ノナフルオロブタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、フルオロスルホン酸エステル基などが挙げられる。
用語「分岐または環を形成していてもよい、C2~Cnのアルケニルオキシ基」(ここでnは整数)は、炭素数2~nの任意の直鎖アルケニルオキシ基、炭素数3~nの任意の分岐鎖アルケニルオキシ基、および炭素数3~nの任意の環状アルケニルオキシ基を包含する。例えば、炭素数2~5の任意の直鎖アルケニルオキシ基としては、エテニルオキシ、1-プロペニルオキシ、2-プロペニルオキシ、1-ブテニルオキシ、2-ブテニルオキシ、1-ペンテニルオキシ、2-ペンテニルオキシ、3-ペンテニルオキシ、4-ペンテニルオキシなどが挙げられ、炭素数3~5の任意の分岐鎖アルケニルオキシ基としては、イソプロペニルオキシ、1-メチル-1-プロペニルオキシ、1-メチル-2-プロペニルオキシ、2-メチル-1-プロペニルオキシ、2-メチル-2-プロペニルオキシなどが挙げられ、そして炭素数3~5の任意の環状アルケニルオキシ基としては、シクロブテニルオキシ、シクロペンテニルオキシなどが挙げられる。
さらに、例えば、用語「放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~Cnアルケニルオキシ基」(ここでnは整数)は、上記分岐または環を有していてもよいC2~Cnアルケニルオキシ基を構成する少なくとも1個の水素原子が、ハロゲン原子および/または脱離能を有する官能基によって置換されていてもよい、C2~Cnアルケニルオキシ基を言う。当該アルケニルオキシ基を構成する、ハロゲン原子の例としては、天然同位体のフッ素原子(19F)、塩素原子(35Cl、37Cl)、臭素原子(79Br、81Br)、およびヨウ素原子(127I)、ならびに放射性同位体のフッ素原子(18F)、塩素原子(36Cl、38Cl)、臭素原子(77Br、80mBr、80Br、82Br)、およびヨウ素原子(123I、124I、131I)が挙げられ、そして脱離能を有する官能基の例としては、トシラート基、メシラート基、ノナフルオロブタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、フルオロスルホン酸エステル基などが挙げられる。
用語「分岐または環を形成していてもよい、C3~Cnのアルキニルオキシ基」(ここでnは整数)は、炭素数3~nの任意の直鎖アルキニルオキシ基、炭素数4~nの任意の分岐鎖アルキニルオキシ基、および炭素数4~nの任意の環状アルキニルオキシ基を包含する。例えば、炭素数3~5の任意の直鎖アルキニルオキシ基としては、2-プロピニルオキシ、3-ブチニルオキシ、2-ブチニルオキシ、2-ペンチニルオキシなどが挙げられ、炭素数4~5の任意の分岐鎖アルキニルオキシ基としては、1-メチル-2-プロピニルオキシなどが挙げられ、そして炭素数4~5の任意の環状アルキニルオキシ基としては、シクロプロピルエチニルオキシ、シクロブチルエチニルオキシなどが挙げられる。
さらに、例えば、用語「放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~Cnアルキニルオキシ基」(ここでnは整数)は、上記分岐または環を有していてもよいC2~Cnアルキニルオキシ基を構成する少なくとも1個の水素原子が、ハロゲン原子および/または脱離能を有する官能基によって置換されていてもよい、C2~Cnアルキニルオキシ基を言う。当該アルキニルオキシ基を構成する、ハロゲン原子の例としては、天然同位体のフッ素原子(19F)、塩素原子(35Cl、37Cl)、臭素原子(79Br、81Br)、およびヨウ素原子(127I)、ならびに放射性同位体のフッ素原子(18F)、塩素原子(36Cl、38Cl)、臭素原子(77Br、80mBr、80Br、82Br)、およびヨウ素原子(123I、124I、131I)が挙げられ、そして脱離能を有する官能基の例としては、トシラート基、メシラート基、ノナフルオロブタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、フルオロスルホン酸エステル基などが挙げられる。
用語「保護基」は、所定の分子構造におけるアミノ基の結合部分に対し、当該分子構造の任意の他の場所で起きる反応に当該アミノ基が巻き込まれることを防止するために設けられた基であって、当該分野において公知のアミノ基に結合可能な基を言う。「保護基」の例としては、t-ブトキシカルボニル(BOC)、トリフェニルメチル、アルコキシカルボニル、およびベンジルオキシカルボニルのようなアリールオキシカルボニル基が挙げられる。
用語「アリール基」の例としては、フェニル、ナフチル、アントリル、フェナントリルなどが挙げられる。
用語「ヘテロアリール基」の例としては、ピリジル、ピロリル、イミダゾリル、ベンズオキサゾリル、フリル、インドリル、ベンゾチオフェン-2-イル、チエニル、オキサゾリル、チアゾリル、3,4-メチレンジオキシフェニル、3,4-エチレンジオキシフェニル、およびテトラゾリルが挙げられる。
用語「ハロゲン原子」の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子が挙げられる。
以下、本発明について詳述する。
(アミノ酸前駆体)
本発明のアミノ酸前駆体は、以下の式(I)で表すことができる:
本発明のアミノ酸前駆体は、以下の式(I)で表すことができる:
(ここで、
R1は、
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
であり、
R2およびR3は、それぞれ独立して、
水素原子;
分岐または環を形成していてもよくかつハロゲン原子で置換されていてもよいC1~C8アルキル基;
C1~C5アルキル基、C2~C5アルケニル基、C2~C5アルキニル基、C1~C5アルキルオキシ基、またはハロゲン原子で置換されていてもよいベンジル基;あるいは
保護基;
であり、
X1およびX2はそれぞれ独立して、水素原子およびハロゲン原子からなる群から選択される基であり、そして
Yは、放射性同位体を含んでいてもよくかつ分岐または環を形成していてもよいC1~C3アルキル基である)。
R1は、
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
であり、
R2およびR3は、それぞれ独立して、
水素原子;
分岐または環を形成していてもよくかつハロゲン原子で置換されていてもよいC1~C8アルキル基;
C1~C5アルキル基、C2~C5アルケニル基、C2~C5アルキニル基、C1~C5アルキルオキシ基、またはハロゲン原子で置換されていてもよいベンジル基;あるいは
保護基;
であり、
X1およびX2はそれぞれ独立して、水素原子およびハロゲン原子からなる群から選択される基であり、そして
Yは、放射性同位体を含んでいてもよくかつ分岐または環を形成していてもよいC1~C3アルキル基である)。
上記式(I)で表される化合物は、必ずしも限定されないが、例えば、以下の式で表される各化合物を包含する。
(ここで、R1、R2、R3、X1、X2、およびYは、それぞれ独立して、上記に定義した基と同様の基を表す。)。
さらに、本発明においては、上記式(I)で表される化合物が、以下の式(I’):
(ここで、R1、R2、R3、X1、X2、およびYはそれぞれ独立して、上記に定義した基と同様の基を表す。)で表される立体構造を有していることが好ましい。このような構造を有する式(I’)のアミノ酸前駆体は、例えば、後述するようなPET診断用トレーサーに使用可能なアミノ酸に変換することができる。
(アミノ酸前駆体の製造方法)
上記式(I)で表される化合物(アミノ酸前駆体)は、種々の方法により合成することができる。
上記式(I)で表される化合物(アミノ酸前駆体)は、種々の方法により合成することができる。
例えば、本発明の式(I)で表される化合物は、以下の式(III)で表される化合物:
を、光学活性な相間移動触媒とともに、媒体中かつ無機塩基の存在下にて、以下の式(IV):
で表される化合物でアルキル化することにより製造することができる。
ここで、
式(III)および(IV)において、R1、R2、X1、X2、およびYは、それぞれ独立して、上記に定義した基と同様の基を表し、そして
A1およびA2は、それぞれ独立して、
(i)水素原子;あるいは
(ii)アリール基であって、該アリール基が
分岐していてもよくかつハロゲン原子で置換されていてもよいC1~C4アルキル基、
分岐していてもよくかつハロゲン原子で置換されていてもよいC1~C5アルコキシ基、
ハロゲン原子、分岐していてもよくかつハロゲン原子で置換されていてもよいC1~C4アルキル基、シアノ基、-NR10R11(ここで、R10およびR11は、それぞれ独立して、水素原子か、またはハロゲン原子で置換されていてもよいC1~C4アルキル基かである)、ニトロ基、カルバモイル基、N-(C1~C4アルキル)カルバモイル基、N,N-ジ(C1~C4アルキル)カルバモイル基、または-NHCOR12(ここで、R12は分岐していてもよくかつハロゲン原子で置換されていてもよいC1~C4アルキル基である)で置換されていてもよい、アリール基、
シアノ基、
-NR10R11(ここで、R10およびR11は、それぞれ独立して、水素原子か、またはハロゲン原子で置換されていてもよいC1~C4アルキル基かである)、
ニトロ基、
水酸基、および
ハロゲン原子
からなる群より選択される少なくとも1つの基で置換されていてもよい、アリール基;であり(ただしA1およびA2がともに水素原子である場合を除く)、そして
Z1は、脱離能を有する官能基(例えば、トシラート基、メシラート基、ノナフルオロブタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、またはフルオロスルホン酸エステル基)である。
式(III)および(IV)において、R1、R2、X1、X2、およびYは、それぞれ独立して、上記に定義した基と同様の基を表し、そして
A1およびA2は、それぞれ独立して、
(i)水素原子;あるいは
(ii)アリール基であって、該アリール基が
分岐していてもよくかつハロゲン原子で置換されていてもよいC1~C4アルキル基、
分岐していてもよくかつハロゲン原子で置換されていてもよいC1~C5アルコキシ基、
ハロゲン原子、分岐していてもよくかつハロゲン原子で置換されていてもよいC1~C4アルキル基、シアノ基、-NR10R11(ここで、R10およびR11は、それぞれ独立して、水素原子か、またはハロゲン原子で置換されていてもよいC1~C4アルキル基かである)、ニトロ基、カルバモイル基、N-(C1~C4アルキル)カルバモイル基、N,N-ジ(C1~C4アルキル)カルバモイル基、または-NHCOR12(ここで、R12は分岐していてもよくかつハロゲン原子で置換されていてもよいC1~C4アルキル基である)で置換されていてもよい、アリール基、
シアノ基、
-NR10R11(ここで、R10およびR11は、それぞれ独立して、水素原子か、またはハロゲン原子で置換されていてもよいC1~C4アルキル基かである)、
ニトロ基、
水酸基、および
ハロゲン原子
からなる群より選択される少なくとも1つの基で置換されていてもよい、アリール基;であり(ただしA1およびA2がともに水素原子である場合を除く)、そして
Z1は、脱離能を有する官能基(例えば、トシラート基、メシラート基、ノナフルオロブタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、またはフルオロスルホン酸エステル基)である。
上記式(III)の化合物、および式(IV)の化合物はそれ自体公知であり、当業者は容易に合成または入手することができる。
上記アルキル化反応に用いることのできる光学活性な相間移動触媒は特に限定されず、当業者に公知の相間移動触媒を使用することができる。当該光学活性な相間移動触媒の例としては、Maruoka catalyst(登録商標)(長瀬産業株式会社製)が挙げられる。
さらに、上記アルキル化反応において使用され得る光学活性な相間移動触媒の量は特に限定されず、当業者によって任意の量が設定され得る。
上記アルキル化反応に使用され得る媒体としては、必ずしも限定されないが、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、シクロペンチルメチルエーテル、およびメチルt-ブチルエーテル、ならびにそれらの組合せが挙げられる。あるいは、媒体は、これらのうちの水と混ざらない媒体と水との二相系媒体であってもよい。媒体の使用量は、当業者によって任意の量が設定され得る。
上記アルキル化反応で用いられ得る無機塩基としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化ルビジウム、および水酸化セシウム、ならびにそれらの組合せが挙げられる。無機塩基の使用量は、当業者によって任意の量が設定され得る。
上記アルキル化反応において、その他の反応条件もまた当業者によって任意に設定され得る。
あるいは、本発明の式(I)で表される化合物は、以下の式(V):
で表される化合物を、媒体中かつ無機塩基の存在下にて、以下の式(VI):
と反応させることにより製造することができる。
ここで、
式(V)および(VI)において、R1、R2、R3、X1、X2、およびYは、それぞれ独立して、上記に定義した基と同様の基を表し、そして
Z1は、脱離能を有する官能基(例えば、トシラート基、メシラート基、ノナフルオロブタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、またはフルオロスルホン酸エステル基)である。
式(V)および(VI)において、R1、R2、R3、X1、X2、およびYは、それぞれ独立して、上記に定義した基と同様の基を表し、そして
Z1は、脱離能を有する官能基(例えば、トシラート基、メシラート基、ノナフルオロブタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、またはフルオロスルホン酸エステル基)である。
上記式(V)の化合物、および式(VI)の化合物はそれ自体公知であり、当業者は容易に合成または入手することができる。
上記式(V)の化合物と式(VI)の化合物と反応に使用され得る媒体としては、必ずしも限定されないが、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、シクロペンチルメチルエーテル、およびメチルt-ブチルエーテル、ならびにそれらの組合せが挙げられる。媒体の使用量は、当業者によって任意の量が設定され得る。
上記式(V)の化合物と式(VI)の化合物と反応で用いられ得る無機塩基としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化ルビジウム、および水酸化セシウム、ならびにそれらの組合せが挙げられる。無機塩基の使用量は、当業者によって任意の量が設定され得る。
上記式(V)の化合物と式(VI)の化合物と反応において、その他の反応条件もまた当業者によって任意に設定され得る。
あるいは、本発明の式(I)で表される化合物は、以下の式(III):
で表される化合物を、光学活性な相間移動触媒とともに、媒体中かつ無機塩基の存在下にて、以下の式(VII):
で表される化合物でアルキル化することにより製造することができる。
ここで、
式(III)および(VII)において、R1、R2、X1、Y、A1およびA2は、それぞれ独立して、上記に定義した基と同様の基を表し、そして
Z1は、脱離能を有する官能基(例えば、トシラート基、メシラート基、ノナフルオロブタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、またはフルオロスルホン酸エステル基)である。
式(III)および(VII)において、R1、R2、X1、Y、A1およびA2は、それぞれ独立して、上記に定義した基と同様の基を表し、そして
Z1は、脱離能を有する官能基(例えば、トシラート基、メシラート基、ノナフルオロブタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、またはフルオロスルホン酸エステル基)である。
上記式(III)の化合物と同様に、式(VII)の化合物もまたそれ自体公知であり、当業者は容易に合成または入手することができる。
上記アルキル化反応に用いることのできる光学活性な相間移動触媒は特に限定されず、当業者に公知の相間移動触媒を使用することができる。当該光学活性な相間移動触媒の例としては、Maruoka Catalyst(登録商標)(長瀬産業株式会社製)が挙げられる。
さらに、上記アルキル化反応において使用され得る光学活性な相間移動触媒の量は特に限定されず、当業者によって任意の量が設定され得る。
上記アルキル化反応に使用され得る媒体としては、必ずしも限定されないが、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、シクロペンチルメチルエーテル、およびメチルt-ブチルエーテル、ならびにそれらの組合せが挙げられる。あるいは、媒体は、これらのうちの水と混ざらない媒体と水との二相系媒体であってもよい。媒体の使用量は、当業者によって任意の量が設定され得る。
上記アルキル化反応で用いられ得る無機塩基としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化ルビジウム、および水酸化セシウム、ならびにそれらの組合せが挙げられる。無機塩基の使用量は、当業者によって任意の量が設定され得る。
上記アルキル化反応において、その他の反応条件もまた当業者によって任意に設定され得る。
このようにして、本発明の式(I)で表されるアミノ酸前駆体を製造することができる。
(アミノ酸)
本発明のアミノ酸は、以下の式(II)で表すことができる:
本発明のアミノ酸は、以下の式(II)で表すことができる:
(ここで、R1、X1、X2、およびYはそれぞれ独立して、上記に定義した基と同様の基を表す。)。
さらに、本発明においては、上記式(II)で表される化合物が、以下の式(II’):
(ここで、R1、X1、X2、およびYはそれぞれ独立して、上記に定義した基と同様の基を表す。)で表される立体構造を有していることが好ましい。このような構造を有する式(II’)のアミノ酸は、例えば、後述するようなPET診断用トレーサーの有効成分として効果的に機能し得る。
(アミノ酸の製造方法)
上記本発明の式(II)で表されるアミノ酸は、例えば、上記本発明の式(I)で表されるアミノ酸前駆体を加水分解することにより製造することができる。
上記本発明の式(II)で表されるアミノ酸は、例えば、上記本発明の式(I)で表されるアミノ酸前駆体を加水分解することにより製造することができる。
当該加水分解に用いられ得る反応条件は特に限定されず、アミノ酸製造において一般に使用され得る加水分解の条件が当業者によって任意に選択され得る。
このようにして、本発明の式(II)で表されるアミノ酸を製造することができる。
(PET診断用トレーサー)
本発明のPET診断用トレーサーは、上記式(II)で表されるアミノ酸を含有する。
本発明のPET診断用トレーサーは、上記式(II)で表されるアミノ酸を含有する。
特に、上記式(II)で表されるアミノ酸のうち、以下の式(II’):
(ここで、R1、X1、X2、およびYはそれぞれ独立して、上記に定義した基と同様の基を表す。)で表される立体構造を有していることが好ましい。さらに、上記式(II)または式(II’)のうち、R1が、
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
であることが好ましく、R1が、放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基であることがさらに好ましい。
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
であることが好ましく、R1が、放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基であることがさらに好ましい。
本発明のトレーサーにおいて、上記式(II)のアミノ酸はそのまま使用され得るが、必要に応じてアスコルビン酸などが予め一緒に添加されていてもよい。その場合の添加量は特に限定されず、当業者が任意の量比を設定することができる。
本発明のトレーサーは、放射性同位体の物理化学的半減期がおよそ110分であるため、上記式(II)のアミノ酸の製造後、直ちに診断を要する被検体に、例えば、静脈内投与することにより投与され得る。投与量は必ずしも限定されず、当業者によって任意の投与量が選択され得る。
投与後のPET診断におけるスキャン時間も特に限定されず、当業者によって任意のスキャン時間が選択され得る。PET診断に使用する方法および装置は特に限定されず、当業者に公知のものが採用され得る。
このようにして、本発明の式(II)で表される化合物を用いてPET診断を行うことができる。本発明の化合物は、正常細胞への取り込みが抑制され、かつ腫瘍細胞に選択的に取り込まれ得る。さらに、本発明の化合物は、グルコース代謝系に関与しないアミノ酸トランスポーターであり、比較的長い物理化学的半減期を有する放射性同位体を含み得る。このため、PET診断において、従来よりも診断の際の時間的制約が緩和されるとともに、バックグラウンドが上昇するような従来の不利益も改善され得る。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
なお、以下の実施例においては、特に記載のない限り以下の条件にて測定した:1H NMRスペクトルを、日本電子(株)製JEOL JUM-FX400 NMR装置(1H NMRについては400MHzであった)を用いて室温にて測定し、他に示さない限りは、内部標準としてSiMe4(δ=0ppm)を用いて校正した。以下の略号を用いて多重度を表現した:s=シングレット;d=ダブレット;t=トリプレット;q=クォーテット;m=マルチプレット;br=ブロード。
(参考例1:(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-(3-ヒドロキシ-4-ヨード)フェニルアラニンtert-ブチルエステルの合成)
3-ヒドロキシ-4-ヨード安息香酸を、硫酸触媒存在下にてメチルエステル化し、次いで炭酸カリウムの存在下にて、クロロメチルメチルエーテルと反応させ、フェノール性水酸基をメトキシメチル基で保護した。これを、テトラヒドロフランの溶媒中、水素化ジイソブチルアルミニウムで還元し、得られたアルコールを、メタンスルホニル化を経由して臭素化することにより、3-メトキシメトキシ-4-ヨードベンジルブロミドを得た。これを(R)-Maruoka catalyst(登録商標;長瀬産業株式会社製;(CAS:887938-70-7))の存在下、N-ベンジリデンアラニンtert-ブチルエステルと反応させ、クエン酸水溶液を用いてN-ベンジリデンを脱保護し、(S)-α-メチル-(3-メトキシメトキシ-4-ヨード)フェニルアラニンtert-ブチルエステルを合成した。
これをメタノール溶媒中、6N塩酸水溶液を加えて撹拌することによりメトキシメチル基を脱保護し、テトラヒドロフラン溶媒中で、二炭酸ジtert-ブチルと反応させて、(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-(3-ヒドロキシ-4-ヨード)フェニルアラニンtert-ブチルエステルを得た。
(実施例1:(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-(2-トシルオキシエトキシ)-4-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステルの合成)
参考例1で合成した(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-(3-ヒドロキシ-4-ヨード)フェニルアラニンtert-ブチルエステル(2.86g、6mmol)に、アセトニトリル29mL、1,2-ビストシルオキシエタン(6.67g、18mmol)、および炭酸カリウム(1.66g、12mmol)を添加し、加熱還流下にて15時間撹拌した。これに、酢酸エチル30mLおよび水30mLを添加して分液し、有機層を濃縮した。濃縮残渣にMTBE30mLを加え、1時間撹拌し、次いで不溶分をろ別した。ろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-(2-トシルオキシエトキシ)-4-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステル(2.27g、収率61%)を得た。
得られた化合物のNMRスペクトルは以下のとおりであった。
(参考例2:(S)-N-ベンジリデン-α-メチル-{3-(2-フルオロエトキシ)-4-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステルの合成)
3-ヒドロキシ-4-ヨード安息香酸メチルを、炭酸カリウムの存在下、1-フルオロ-2-トシルオキシエタンと反応させ、テトラヒドロフラン溶媒中で水素化ジイソブチルアルミニウムを用いて還元した。次いで、得られたアルコールを三臭化リンで臭素化して、3-(2-フルオロエトキシ)-4-ヨードベンジルブロミドを合成した。
(実施例2:(S)-α-メチル-{3-(2-フルオロエトキシ)-4-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステルの合成)
3-(2-フルオロエトキシ)-4-ヨードベンジルブロミド(7.98g、20mmol)に、(R)-Maruoka catalyst(登録商標;長瀬産業株式会社製;(CAS:887938-70-7))(74.9mg、0.1mmol)、N-ベンジリデンアラニンtert-ブチルエステル(5.60g、24mmol)、およびトルエン40mLを添加し、氷冷下にて80%水酸化セシウム水溶液(22.5g、120mmol)を添加し、氷冷下にて13時間撹拌した。次いで、これに水40mLおよび酢酸エチル40mLを添加して分液し、有機層を濃縮し、残渣として(S)-N-ベンジリデン-α-メチル-{3-(2-フルオロエトキシ)-4-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステルを得た。
次いで、これにテトラヒドロフラン40mL、および2Nの塩酸水溶液30mLを添加し、室温で3時間撹拌した。反応液を減圧し、テトラヒドロフランを留去したのち、MTBE50mLを添加した。有機層を分離し、水層をMTBE20mLで2回洗浄し、水層に8Nの水酸化ナトリウム水溶液10mLおよびMTBE50mLをそれぞれ添加した。水層を分離し、有機層を水50mLで洗浄し、有機層を減圧濃縮して、(S)-α-メチル-{3-(2-フルオロエトキシ)-4-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステルの粗体7.28gを得た。この粗体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、(S)-α-メチル-{3-(2-フルオロエトキシ)-4-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステル(5.84g、収率69%)を得た。
得られた化合物のNMRスペクトルは以下のとおりであった。
(実施例3:(S)-α-メチル-{3-(2-フルオロエトキシ)-4-ヨード}フェニルアラニンの合成)
実施例2で得られた(S)-α-メチル-{3-(2-フルオロエトキシ)-4-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステル(5.50g、13mmol)に、4Nの塩酸水溶液20mLを添加し、80℃で10時間撹拌した。反応液を室温まで冷却し、1Nの水酸化ナトリウム水溶液をpHが6~7になるまで添加した。析出した結晶をろ取し、水5.5mLで3回洗浄した。得られた白色結晶を40℃で温風乾燥し、目的の(S)-α-メチル-{3-(2-フルオロエトキシ)-4-ヨード}フェニルアラニン(2.54g、収率53%)を得た。
得られた化合物のNMRスペクトルは以下のとおりであった。
(参考例3:(S)-α-メチル-{4-(2-フルオロエトキシ)}フェニルアラニンtert-ブチルエステルの合成)
(S)-α-メチル-チロシンを、塩化チオニルでメチルエステル化し、トリエチルアミンの存在下にてテトラヒドロフラン中、二炭酸ジtert-ブチルと反応させて、(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-チロシンメチルエステルを得た。これを、炭酸カリウムの存在下にて、1-フルオロ-2-トシルオキシエタンと反応させることにより、(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{4-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニンメチルエステルを得た。
(実施例4:(S)-α-メチル-{4-(2-フルオロエトキシ)}フェニルアラニンtert-ブチルエステルの合成)
参考例3で得られた(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{4-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニンメチルエステル(124mg,0.35mmol)に、アセトニトリル2mLを添加して溶液を調製し、N-ヨードスクシンイミド(95mg,0.42mmol)を添加して、室温で4日間撹拌し、その後60℃にて8時間撹拌した。酢酸エチル20mLおよび飽和亜硫酸ナトリウム水溶液10mLを添加し、水層を分離し、有機層を減圧濃縮して、(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-ヨード-4-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニンメチルエステル(135mg、収率80%)を得た。
得られた化合物のNMRスペクトルは以下のとおりであった。
(実施例5:(S)-α-メチル-{3-ヨード-4-(2-フルオロエトキシ)}フェニルアラニンの合成)
実施例4で得られた(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-ヨード-4-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニンメチルエステル(72mg、0.15mmol)に、メタノール1mLおよび1N水酸化カリウム水溶液1.5mLを添加し、室温で8日間撹拌した。TLCで原料の消失を確認したのち、減圧下メタノールを留去し、1Nの塩酸水溶液3mLおよびMTBE5mLをそれぞれ添加し、分液した。有機層を濃縮し、(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-ヨード-4-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニンを得た。これにメタノール1mLおよび濃塩酸1.2mLをそれぞれ添加し、80℃で16時間撹拌した。反応液に水5mLおよびアセトニトリル3mLを添加して希釈し、その後HPLCにて分取精製を行い、目的の(S)-α-メチル-{3-ヨード-4-(2-フルオロエトキシ)}フェニルアラニン(6.0mg、収率9%)で得た。
得られた化合物のNMRスペクトルは以下のとおりであった。
(実施例6:(S)-α-メチル-{3-ブロモ-4-(2-フルオロエトキシ)}フェニルアラニンの合成)
実施例4に準じて(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-ブロモ-4-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニンメチルエステルを合成し、これを実施例5に準じて合成を行い、(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-ヨード-4-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニンを経由して、(S)-α-メチル-{3-ブロモ-4-(2-フルオロエトキシ)}フェニルアラニン(18.6mg)を得た。
得られた化合物のNMRスペクトルは以下のとおりであった。
(実施例7:(S)-α-メチル-{3-(2-フルオロエトキシ)}フェニルアラニンの合成)
参考例3に準じて、(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-(2-フルオロエトキシ)}フェニルアラニンエチルエステルを合成し、これを実施例5に準じて(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-(2-フルオロエトキシ)}フェニルアラニンを経由して合成し、HPLC分取精製の代わりに結晶化による精製を行って、(S)-α-メチル-{3-(2-フルオロエトキシ)}フェニルアラニン(45mg)を得た。
得られた化合物のNMRスペクトルは以下のとおりであった。
(実施例8:(S)-α-メチル-{3-(2-フルオロエトキシ)-4-ブロモ}フェニルアラニンの合成)
実施例6に準じて(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-(2-フルオロエトキシ)}フェニルアラニンエチルエステルを、N-ブロモスクシンイミドで臭素化して、(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-(2-フルオロエトキシ)-4-ブロモ}フェニルアラニンエチルエステルを合成し、引き続いてエステル加水分解反応に供し、かつ酸性条件での脱保護反応を経て、結晶化による精製を行うことにより、(S)-α-メチル-{3-(2-フルオロエトキシ)-4-ブロモ}フェニルアラニン(81mg)を得た。
得られた化合物のNMRスペクトルは以下のとおりであった。
(実施例9:(S)-α-メチル-{3-(2-フルオロエトキシ)-4-ブロモ}フェニルアラニンの合成)
参考例2に準じて3-(2-フルオロエトキシ)-5-ブロモベンジルブロミドを合成し、これを実施例2に準じて、Maruoka catalyst(登録商標)を用いた反応に供することにより、(S)-α-メチル-{3-(2-フルオロエチル)-5-ブロモ}フェニルアラニンtert-ブチルエステルを得、さらに実施例3の4Nの塩酸水溶液の代わりに濃塩酸を用いて脱tert-ブチルエステルを行い、HPLC分取による精製を経て、(S)-α-メチル-{3-(2-フルオロエチル)-5-ブロモ)}フェニルアラニン(43mg)を得た。
得られた化合物のNMRスペクトルは以下のとおりであった。
(参考例4:3-ヨード-4-(2-フルオロエチル)ベンジルブロミドの合成)
4-ビニル安息香酸を、塩基性条件下にてヨウ化メチルによるメチルエステル化を行い、ヒドロホウ素化かつ水酸化反応により、ビニル基をヒドロキシエチル基へと変換した。次いで、三フッ化N,N-ジエチルアミノ硫黄を用いて水酸基をフッ素化し、テトラヒドロフラン溶媒中で水素化ジイソブチルアルミニウムを用いてエステルを還元し、生じたベンジルアルコールを、クロロホルム中で三臭化リンと反応させることによりブロモ化し、3-ヨード-4-(2-フルオロエチル)ベンジルブロミドを得た。
(実施例10:(S)-α-メチル-{3-ヨード-4-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニンの合成)
参考例4で得られた3-ヨード-4-(2-フルオロエチル)ベンジルブロミド(0.17g、0.5mmol)に、(R)-Maruoka catalyst(登録商標;長瀬産業株式会社製;(CAS:887938-70-7))(2.2mg、3μmol)、N-ベンジリデンアラニンtert-ブチルエステル(0.18g、0.75mmol)、およびトルエン2mLを添加し、氷冷下にて80%水酸化セシウム水溶液(1.1g、6mmol)を添加し、氷冷下にて20時間撹拌した。これに水10mLおよび酢酸エチル10mLをそれぞれ添加して分液し、有機層を濃縮し、残渣として(S)-N-ベンジリデン-α-メチル-{3-ヨード-4-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニンtert-ブチルエステルを粗体(0.45g)として得た。これにテトラヒドロフラン10mLおよび1Nの塩酸水溶液5mLを添加し、室温で3時間撹拌した。反応液を減圧し、テトラヒドロフランを留去し、水10mLおよびMTBE10mLをそれぞれ添加した。有機層を分離し、水層をMTBE10mLで2回洗浄し、水層に8Nの水酸化ナトリウム水溶液1mLおよびMTBE20mLをそれぞれ添加した。水層を分離し、有機層を水10mLで洗浄し、有機層を減圧濃縮して、(S)-α-メチル-{3-ヨード-4-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニンtert-ブチルエステルの粗体(0.16g)を得た。
これを実施例3に準じ、4Nの塩酸水溶液の代わりに95%トリフルオロ酢酸水溶液を用いて合成を行い、結晶化精製の代わりにHPLC分取精製を行って、(S)-α-メチル-{3-ヨード-4-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニン(90mg)を得た。
得られた化合物のNMRスペクトルは以下のとおりであった。
(実施例11:(S)-α-メチル-{4-ヨード-3-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニンの合成)
参考例4に準じて得られた4-ヨード-3-(2-フルオロエチル)ベンジルブロミド(0.17g、0.5mmol)を用い、実施例10と同様にしてMaruoka catalyst(登録商標)を用いた反応に供し、かつ脱保護反応を行い、HPLC分取精製することにより、(S)-α-メチル-{4-ヨード-3-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニン(21mg)を得た。
得られた化合物のNMRスペクトルは以下のとおりであった。
(参考例5:3-ヨード-1,4-ビスブロモメチルベンゼンの合成)
3-ブロモテレフタル酸を、ピリジン溶媒中でヨウ化銅と反応させることにより、臭素をヨウ素に置換して、3-ヨードテレフタル酸を得たた。この3-ヨードテレフタル酸を、テトラヒドロフラン溶媒中、0℃でボランジメチルスルフィド錯体を用いた還元を行って、3-ヨード-1,4-ビスヒドロキシメチルベンゼンを得た。
さらに、この3-ヨード-1,4-ビスヒドロキシメチルベンゼンをクロロホルム中で三臭化リンによる臭素化を行って、3-ヨード-1,4-ビスブロモメチルベンゼンを合成した。
(実施例12:(S)-α-メチル-(3-ヨード-4-フルオロメチル)フェニルアラニンの合成)
参考例5で得られた3-ヨード-1,4-ビスヒドロキシメチルベンゼン(0.51g、1.3mmol)に、(R)-Maruoka catalyst(登録商標;長瀬産業株式会社製;(CAS:887938-70-7))(4.5mg、6μmol)、N-ベンジリデンアラニンtert-ブチルエステル(0.28g、1.2mmol)、およびトルエン6mLを添加し、氷冷下にて80%水酸化セシウム水溶液(1.8g、9.6mmol)を添加し、0℃で30時間撹拌した。水10mLおよび酢酸エチル10mLをそれぞれ添加して分液し、有機層を濃縮し、0.72gの残渣を得た。この残渣を、テトラヒドロフラン10mLに溶解し、テトラブチルアンモニウムフルオリドの1Mテトラヒドロフラン溶液10mLを添加し、加熱還流下にて38時間撹拌した。室温まで冷却し、減圧下にてテトラヒドロフランを留去し、水20mLおよびMTBE20mLをそれぞれ添加して分液した。有機層を水20mLで3回洗浄し、有機層を濃縮し、(S)-N-ベンジリデン-α-メチル-(3-ヨード-4-フルオロメチル)フェニルアラニンtert-ブチルエステルの粗体(0.45g)を得た。この残渣に、MTBE3mLおよび5Nの塩酸水溶液3mLをそれぞれ添加し、室温で24時間撹拌した。分液し、水層をMTBE3mLで2回洗浄し、水層を60℃に加温し、60℃で5時間撹拌した。次いで、室温まで冷却し、反応液をMTBE5mLで2回洗浄した。水層に水5mL、アセトニトリル3mLを添加して希釈し、HPLCにて分取精製を行うことにより、目的の(S)-α-メチル-(3-ヨード-4-フルオロメチル)フェニルアラニン(8.8mg)を得た。
得られた化合物のNMRスペクトルは以下のとおりであった。
(実施例13:(S)-α-メチル-(4-ヨード-3-フルオロメチル)フェニルアラニンの合成)
4-ヨード-1,3-ジメチルベンゼンを、シクロヘキサン溶媒中でN-ブロモスクシンイミドによるラジラル臭素化を行い、4-ヨード-1,3-ビスブロモメチルベンゼンを得た。この4-ヨード-1,3-ビスブロモメチルベンゼン(0.51g、1.3mmol)を、実施例12と同様にしてMaruoka catalyst(登録商標)により反応に供し、ベンジル位のフッ素化反応および脱保護反応を行い、HPLCによる分取精製により、目的の(S)-α-メチル-(4-ヨード-3-フルオロメチル)フェニルアラニン(9.2mg)を得た。
得られた化合物のNMRスペクトルは以下のとおりであった。
(参考例6:2-ヨード-3-(2-フルオロエチル)ベンジルブロミドの合成)
2-ヨード-フェニル酢酸を、テトラヒドロフラン溶媒中、ボランジメチルスルフィド錯体を用いて還元し、2-(2-ヨードフェニル)エタノールを得た。これを、クロロホルム溶媒中にてビス(2-メトキシエチル)アミノ硫黄トリフルオリドと反応させてフッ素化し、2-(2-フルオロエチル)ヨードベンゼンを得た。この2-(2-フルオロエチル)ヨードベンゼンを、47%臭素水素酸中でパラホルムアルデヒドと反応させることによりブロモメチル化を行い、2-ブロモ-3-(2-フルオロエチル)ベンジルブロミドを得た。
(実施例14:(S)-α-メチル-{2-ヨード-3-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニンの合成)
参考例6で得られた2-ヨード-3-(2-フルオロエチル)ベンジルブロミド(0.17g、0.5mmol)を、実施例10と同様にしてMaruoka catakyst(登録商標)による反応に供し、得られた(S)-N-ベンジリデン-α-メチル-{2-ヨード-3-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニンtert-ブチルエステルを、室温で1Nの塩酸水溶液で処理し、ベンジリデン部位を脱保護反応し、次いで、4Nの塩酸水溶液中で60℃まで加熱することにより脱tert-ブチル反応を行い、得られた反応液をHPLCで分取精製することにより、(S)-α-メチル-{2-ヨード-3-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニン(28.9mg)を得た。
得られた化合物のNMRスペクトルは以下のとおりであった。
(実施例15:(S)-α-メチル-3-フルオロメトキシフェニルアラニンの合成)
実施例7に準じて、(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-3-ヒドロキシフェニルアラニンエチルエステル(48mg、0.15mmol)を、ブロモフルオロメタンでフルオロメチル化して、(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-(3-フルオロメトキシ)フェニルアラニンエチルエステルを得た。次いで、これを水酸化ナトリウム水溶液により加水分解し、酸性条件での脱保護反応を行い、その後HPLCで分取精製することにより、(S)-α-メチル-3-フルオロメトキシフェニルアラニン(0.9mg)を得た。
得られた化合物のNMRスペクトルは以下のとおりであった。
(実施例16:(S)-α-メチル-4-フルオロメトキシフェニルアラニンの合成)
参考例3に準じて、(S)-α-メチルチロシンメチルエステルを、ベンジルオキシカルボニル基で保護し、フルオロメチルトシルを用いてフェノール部位のフルオロメチル化を行って、(S)-N-ベンジルオキシカルボニル-α-メチル-4-フルオロメトキシフェニルアラニンメチルエステルを得た。これを、実施例5に準じてエステル加水分解し、その後ベンジルオキシカルボニル基の水素添加による脱保護反応を行い、HPLCで分取精製することにより、(S)-α-メチル-4-フルオロメトキシフェニルアラニン(8.5mg)を得た。
得られた化合物のNMRスペクトルは以下のとおりであった。
(参考例7:(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{2,5-ジブロモ-4-(2-ヒドロキシエチル)}フェニルアラニンtert-ブチルエステルの合成)
参考例4に準じて、4-(2-ヒドロキシエチル)安息香酸メチルを、70%硫酸水溶液中で1,3-ジブロモ-1,3,5-トリアジン-2,4,6-トリオンと作用させることによりジブロモ化を行い、2,5-ジブロモ-4-(2-ヒドロキシエチル)安息香酸メチルを得た。これを、トルエン溶媒中で、ジイソプロピルエチルアミンの存在下にてクロロメチルメチルエーテルと反応させることによりメトキシメチル基で保護した。
その後、これをテトラヒドロフラン溶媒中で水素化ジイソブチルアルミニウムを用いて還元して、2,5-ジブロモ-4-(2-メトキシメトキシエチル)ベンジルアルコールを得、これをジクロロメタン溶媒中でトリエチルアミンの存在下にて塩化メタンスルホン酸と反応させてメシル化を行い、溶媒をテトラヒドロフランに置換して、臭化リチウムと反応させることにより、2,5-ジブロモ-4-(2-メトキシメトキシエチル)ベンジルブロミドを得た。
この2,5-ジブロモ-4-(2-メトキシメトキシエチル)ベンジルブロミドを、(R)-Maruoka catalyst(登録商標;長瀬産業株式会社製;(CAS:887938-70-7))を用いたN-ベンジリデンアラニンtert-ブチルエステルの相間移動触媒条件下での不斉アルキル化反応を行い、反応終了後に溶媒をメタノールに置換し、さらに濃塩酸を添加することにより、ベンジリデン部位とメトキシメチル基とを脱保護して、(S)-α-メチル-{2,5-ジブロモ-4-(2-ヒドロキシエチル)}フェニルアラニンtert-ブチルエステルを得た。
これを、テトラヒドロフラン溶媒中、二炭酸ジtert-ブチルと反応させることにより、(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{2,5-ジブロモ-4-(2-ヒドロキシエチル)}フェニルアラニンtert-ブチルエステルを得た。
(実施例17:(S)-α-メチル-{2,5-ジブロモ-4-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニンの合成)
参考例7で得られた(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{2,5-ジブロモ-4-(2-ヒドロキシエチル)}フェニルアラニンtert-ブチルエステル(0.53g、1.0mmol)に、ピリジン5mLおよび塩化パラトルエンスルホン酸(2.11g、1.1mmol)をそれぞれ添加し、0℃で12時間撹拌した。水20mLおよび酢酸エチル20mLをそれぞれ添加して分液し、有機層を濃縮し、濃縮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、(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{2,5-ジブロモ-4-(2-トシルオキシエチル)}フェニルアラニンtert-ブチルエステル(0.30g、0.43mmol)を収率43%で得た。
この(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{2,5-ジブロモ-4-(2-トシルオキシエチル)}フェニルアラニンtert-ブチルエステル(50mg、67μmol)を、t-ブタノール溶媒中、18-クラウン-6-エーテルを相間移動触媒として用い、フッ化カリウムと反応させることにより、(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{2,5-ジブロモ-4-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニンtert-ブチルエステルを得、次いで、95%トリフルオロ酢酸水溶液を用いて室温で2時間撹拌して脱保護し、反応液を減圧濃縮し、濃縮残渣に水7mLおよびアセトニトリル3mLを添加して希釈し、HPLCにて分取精製を行い、目的の(S)-α-メチル-{2,5-ジブロモ-4-(2-フルオロエチル)}フェニルアラニン(2.3mg、収率16%)を得た。
得られた化合物のNMRスペクトルは以下のとおりであった。
(実施例18)
参考例1~7および実施例1~17に準じ、以下に示す化合物1~21をそれぞれ合成した。得られた化合物とNMRスペクトルを以下に示す。
参考例1~7および実施例1~17に準じ、以下に示す化合物1~21をそれぞれ合成した。得られた化合物とNMRスペクトルを以下に示す。
(実施例19:放射性化合物の合成(1))
以下の合成を自動合成装置を通じて行った。
サイクロトロン(CYPRIS HW-12S;住友重機工業株式会社製)にて、[18O]H2Oから、[18F]F-を合成した後、陰イオン交換樹脂(SepPak Light Accell plus QMA anion exchange cartridge;Waters社製)を用いて、[18O]H2Oを除去した。
カートリッジから溶出してきた[18F]F-を含む溶液を反応容器に受け、アセトニトリル(700μL)と、0.21Mの炭酸カリウム水溶液(200μL)との混合液にクリプトフィックス2.2.2(Merck Millipore Japan社製)(22mg)を溶解した溶液を、上記と同様にしてカートリッジを通じて反応容器に添加し、約9.0GBqの[18F]F-溶液を調製した。得られた溶液を100℃で5分間減圧濃縮し、その後、アセトニトリル(1000μL)を添加して100℃にて6分間共沸脱水を行った。
その後、冷却した反応容器に、アセトニトリル(500μL)に溶解させた、実施例1で得られた(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-(2-トシルオキシエトキシ)-4-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステル(A)(12mg)を添加し、110℃で10分間加熱した。その後、2Nの塩酸水溶液(500μL)を添加し、120℃で10分間加熱した。次いで、2Nの水酸化ナトリウム水溶液(1000μL)を添加し、室温で1分間放置した。得られた内容物をセミ分取カラム(Cosmosil 5C18-AR-II,20mm i.d.×250mm,検出器:UV、γ線)に注入し、アイソクラティック条件で溶出させた。目的物を含む分画から150℃で有機溶媒を減圧濃縮し、(S)-3-[18F]フルオロエトキシ-4-ヨードフェニルアラニン(0.013mg)(以下、「[18F]化合物7」という)を得た。
得られた[18F]化合物7について、放射化学的純度および化学的純度をHPLCにて確認しところ、それぞれ99.0%以上であった。この[18F]化合物7(0.013mg)を食塩水2mLに溶解し、以下のPET実験に供した。
(実施例20:放射性化合物の合成(2))
実施例1で得られた(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-(2-トシルオキシエトキシ)-4-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステル(A)の代わりに実施例18で得られた(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{4-(2-トシルオキシエトキシ)-3-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステル(A)(12mg)を用いたこと以外は、実施例19と同様にして、(S)-4-[18F]フルオロエトキシ-3-ヨードフェニルアラニン(0.016mg)(以下、「[18F]化合物3」という)を得た。
実施例1で得られた(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-(2-トシルオキシエトキシ)-4-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステル(A)の代わりに実施例18で得られた(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{4-(2-トシルオキシエトキシ)-3-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステル(A)(12mg)を用いたこと以外は、実施例19と同様にして、(S)-4-[18F]フルオロエトキシ-3-ヨードフェニルアラニン(0.016mg)(以下、「[18F]化合物3」という)を得た。
得られた[18F]化合物3について、放射化学的純度および化学的純度をHPLCにて確認しところ、それぞれ99.0%以上であった。この[18F]化合物3(0.016mg)を食塩水2mLに溶解し、以下のPET実験に供した。
(実施例21:放射性化合物の合成(3))
実施例1で得られた(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-(2-トシルオキシエトキシ)-4-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステル(A)の代わりに実施例18で得られた(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{4-(2-トシルオキシエチル)-3-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステル(A)(12mg)を用いたこと以外は、実施例19と同様にして、(S)-4-[18F]フルオロエチル-3-ヨードフェニルアラニン(0.011mg)(以下、「[18F]化合物1」という)を得た。
実施例1で得られた(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-(2-トシルオキシエトキシ)-4-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステル(A)の代わりに実施例18で得られた(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{4-(2-トシルオキシエチル)-3-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステル(A)(12mg)を用いたこと以外は、実施例19と同様にして、(S)-4-[18F]フルオロエチル-3-ヨードフェニルアラニン(0.011mg)(以下、「[18F]化合物1」という)を得た。
得られた[18F]化合物1について、放射化学的純度および化学的純度をHPLCにて確認しところ、99.9%および76.2%であった。この[18F]化合物1(0.011mg)を食塩水2mLに溶解し、以下のPET実験に供した。
(比較例1:放射性化合物の合成(4))
[11C]ヨウ化メチルを既知の方法(J.Nucl.Med.、1987、28、1037)に従って調製した。
[11C]ヨウ化メチルを既知の方法(J.Nucl.Med.、1987、28、1037)に従って調製した。
無水トルエンに原料となるN-ベンジリデン(4-メトキシメトキシ)フェニルアラニンtert-ブチルエステル(10.43mg、76%トルエン溶液)と(S)-丸岡触媒(8.1mg:長瀬産業株式会社製)を加え、氷冷下にて80%の水酸化セシウム(1.6g)を滴下した。1時間撹拌した後、用時調製した[11C]ヨウ化メチルを反応溶液にバブリングした。0℃で10分間撹拌した後、水(1.0mL)でクエンチした。下層を分液後、上層に5Nの塩酸水溶液(0.5mL)を加え、窒素をバブリングしながら100℃で5分間加熱した。反応液を冷却後、水層を分液し、水(0.4mL)を加え、再抽出した。得られた溶液をセミ分取HPLC(コスモシールHILIC(ナカライテスク株式会社製),20mmi.d.×250mm)で分取した(分取条件:アセトニトリル:100mM酢酸アンモニウム(85:15(容量比))、UV検出器(230nm)、RI検出器(γ線))。得られたフラクションを減圧下150~200℃で濃縮し、(S)-α-[11C]メチルチロシン(0.010mg)(以下、「[11C]α-Me-Tyr」という)を得た。
得られた[11C]α-Me-Tyrについて、放射化学的純度および化学的純度をHPLCにて確認しところ、99.9%および81.3%であった。この[11C]α-Me-Tyr(0.010mg)を食塩水2mLに溶解し、以下のPET実験に供した。
(比較例2:放射性化合物の合成(5))
実施例1で得られた(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-(2-トシルオキシエトキシ)-4-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステル(A)の代わりに公知の方法によって合成した(S)-N-トリフェニルメチル-4-(2-トシルオキシエトキシ)フェニルアラニンtert-ブチルエステル(A)(12mg)を用いたこと以外は、実施例19と同様にして、[18F]-フルオロエトキシフェニルアラニン(0.005mg)(以下、「[18F]FET」という)を得た。
実施例1で得られた(S)-N-tert-ブトキシカルボニル-α-メチル-{3-(2-トシルオキシエトキシ)-4-ヨード}フェニルアラニンtert-ブチルエステル(A)の代わりに公知の方法によって合成した(S)-N-トリフェニルメチル-4-(2-トシルオキシエトキシ)フェニルアラニンtert-ブチルエステル(A)(12mg)を用いたこと以外は、実施例19と同様にして、[18F]-フルオロエトキシフェニルアラニン(0.005mg)(以下、「[18F]FET」という)を得た。
得られた[18F]FETについて、放射化学的純度および化学的純度をHPLCにて確認しところ、99.3%および99.0%以上であった。この[18F]FET(0.005mg)を食塩水2mLに溶解し、以下のPET実験に供した。
(比較例3:放射性化合物の合成(6))
比較例1で用いられたN-ベンジリデン(4-メトキシメトキシ)フェニルアラニンtert-ブチルエステルの代わりにN-ベンジリデンフェニルアラニンtert-ブチルエステル(10mg)を用いたこと以外は、比較例1と同様にして、(S)-α-[11C]フェニルアラニン(0.031mg)(以下、「[11C]α-Me-Phe」という)を得た。
比較例1で用いられたN-ベンジリデン(4-メトキシメトキシ)フェニルアラニンtert-ブチルエステルの代わりにN-ベンジリデンフェニルアラニンtert-ブチルエステル(10mg)を用いたこと以外は、比較例1と同様にして、(S)-α-[11C]フェニルアラニン(0.031mg)(以下、「[11C]α-Me-Phe」という)を得た。
得られた[11C]α-Me-Pheについて、放射化学的純度および化学的純度をHPLCにて確認しところ、それぞれ99.9%であった。この[18F]FET(0.031mg)を食塩水2mLに溶解し、以下のPET実験に供した。
(比較例4:放射性化合物の合成(7))
水酸化ナトリウムとエタノールとの(1:1)溶液1mLに、L-ホモシステインチオラクトン塩酸塩(15mg)を室温にて混合した。この混合物の0.4mLを、Sep-Pack Plus C18カートリッジ(Waters社製)に注入した。C18カートリッジに用時調製した[11C]ヨウ化メチルを200mL/分で4分間通し、捕集した。捕集後、直ちに中和用の0.5%酢酸溶液3mLでC18カートリッジから反応生成物を洗浄し、ロータリーエバポレーターのフラスコに集め、過剰の酢酸を溶媒とともに150℃で減圧濃縮することにより、L-メチル-[11C]-メチオニン(以下、「[11C]METという」)を得た。
水酸化ナトリウムとエタノールとの(1:1)溶液1mLに、L-ホモシステインチオラクトン塩酸塩(15mg)を室温にて混合した。この混合物の0.4mLを、Sep-Pack Plus C18カートリッジ(Waters社製)に注入した。C18カートリッジに用時調製した[11C]ヨウ化メチルを200mL/分で4分間通し、捕集した。捕集後、直ちに中和用の0.5%酢酸溶液3mLでC18カートリッジから反応生成物を洗浄し、ロータリーエバポレーターのフラスコに集め、過剰の酢酸を溶媒とともに150℃で減圧濃縮することにより、L-メチル-[11C]-メチオニン(以下、「[11C]METという」)を得た。
得られた[11C]METについて、放射化学的純度をHPLCにて確認しところ、99.5%以上であった。この[11C]METを食塩水6mLに溶解し、以下のPET実験に供した。
(実施例22:放射性化合物を用いたPET実験)
8週齢の雌のマウス(BALB/c nu/nu;日本クレア株式会社)の右前肢付け根に、LNZ308(ヒト神経膠芽腫細胞株(杏林大学より提供))を移植(5×106/100μL(s.c.))し、16週齢になった後、実験72時間前に左前肢付け根に、テルペンチン油(50μL(i.m.))で炎症処置を施した。
8週齢の雌のマウス(BALB/c nu/nu;日本クレア株式会社)の右前肢付け根に、LNZ308(ヒト神経膠芽腫細胞株(杏林大学より提供))を移植(5×106/100μL(s.c.))し、16週齢になった後、実験72時間前に左前肢付け根に、テルペンチン油(50μL(i.m.))で炎症処置を施した。
上記マウスについて、実施例19で得られた化合物([18F]化合物7)、実施例20で得られた化合物([18F]化合物3)、実施例21で得られた化合物([18F]化合物1)、比較例1で得られた化合物([11C]α-Me-Tyr)、比較例2で得られた化合物([18F]FET)、比較例3で得られた化合物([11C]α-Me-Phe)、および比較例4で得られた化合物([11C]MET)のそれぞれを、投与量7.4MBq/100μLを基準にして、尾静脈に留置した針を介することにより投与した。次いで、動物用麻酔器NS-5000A(アコマ医科工業株式会社製)を用いて、1.5%イソフルラン麻酔を行い、そして小動物用体温保持装置(バイオリサーチセンター株式会社製)を用いて37.5℃の体温保持を行い、小動物用PET装置microPET Focus220(シーメンス社製)によるPET診断を行った。スキャン時間は90分間であった。
得られた結果を、腫瘍トレーサーの比較について図1に示し、そして膀胱トレーサーの比較について図2に示す。なお、図1および2において、各グラフの縦軸(SUVmean)は、各臓器へのPETトレーサーの集積程度を示し、数値が高いほど当該臓器に対して集積の程度が大きいことを表す。
図1および図2に示すように、特に、実施例19で得られた化合物([18F]化合物7)は、投与された後、一部は膀胱へ排泄されるために経時的に膀胱のSUVmeanの値が増加し(図2)、腫瘍では投与後より漸増して3000秒を超えたあたりから、プラトーに達している。これは実施例19で得られた化合物([18F]化合物7)が、良好なPETトレーサーとして腫瘍に集積し、排泄されることなく滞留していることを示す。また、実施例20で得られた化合物([18F]化合物3)は、腫瘍に対し投与後に増加が認められるものの(図1)、漸減傾向が認められるため腫瘍のSUVmeanの値が低くなっていた。これに対し、膀胱(図2)との比較では差が認められ、腫瘍の診断のためのPETトレーサーに使用され得ることがわかる。
なお、上記診断結果を用い、実施例19~21の化合物および比較例1~4の化合物のそれぞれを用いた同一個体の正常な組織(筋肉)のSUV値に対する腫瘍部分のSUV値の比を、「腫瘍/筋肉」値として、投与後5分から90分間のデータを加算して作成した画像から腫瘍および正常筋肉での最大取り込み値(SUVmax)を定量することにより算出した。得られた結果を表22に示す。
表22に示すように、本願発明の実施例で得られた化合物は、例えば、トレーサー化合物としても知られている比較例2の[18F]FETと比較して、いずれも正常な筋肉組織よりも腫瘍への集積能に優れていたことがわかる。さらに実施例19で得られた[18F]化合物7は、腫瘍への集積能が特に優れており、PET診断用トレーサーとして特に有用であることがわかる。
本発明によれば、正常細胞への取り込みが抑制され、かつ腫瘍細胞に選択的に取り込まれ得る、アミノ酸およびその前駆体、ならびにそれらの製造方法を提供することができる。本発明の化合物は、任意の放射性同位体をその構造内に取り込むことができるため、比較的長い物理化学的半減期を有する化合物を提供することができる。これにより、例えば、PET診断用トレーサーや、医薬中間体のビルディングブロックとして有用である。
Claims (11)
- 以下の式(I)で表される化合物:
ここで、
R1は、
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体であってもよいハロゲン原子および脱離能を有する官能基からなる群から選択される少なくとも1つの基で置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
であり、
R2およびR3は、それぞれ独立して、
水素原子;
分岐または環を形成していてもよくかつハロゲン原子で置換されていてもよいC1~C8アルキル基;
C1~C5アルキル基、C2~C5アルケニル基、C2~C5アルキニル基、C1~C5アルキルオキシ基、またはハロゲン原子で置換されていてもよいベンジル基;あるいは
保護基;
であり、
X1およびX2はそれぞれ独立して、水素原子およびハロゲン原子からなる群から選択される基であり、そして
Yは、放射性同位体を含んでいてもよくかつ分岐または環を形成していてもよいC1~C3アルキル基である。 - R1が、
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
である、請求項1または2に記載の化合物。 - R1が、
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
脱離能を有する官能基で置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
である、請求項1または2に記載の化合物。 - 以下の式(II)で表される化合物:
ここで、
R1は、
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体であってもよいハロゲン原子で置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
であり、
X1およびX2はそれぞれ独立して、水素原子およびハロゲン原子からなる群から選択される基であり、そして
Yは、放射性同位体を含んでいてもよくかつ分岐または環を形成していてもよいC1~C3アルキル基である。 - R1が、
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルキニル基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC1~C5アルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C8アルコキシアルキルオキシ基;
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC2~C5アルケニルオキシ基;または
放射性同位体18Fで置換された、分岐または環を有していてもよいC3~C5アルキニルオキシ基;
である、請求項5または6に記載の化合物。 - Yが、放射性同位体11Cを含有する、分岐または環を形成していてもよいC1~C3アルキル基である、請求項5または6に記載の化合物。
- 請求項5に記載の式(II)で表される化合物の製造方法であって、
請求項1に記載の式(I)で表される化合物を加水分解する工程を包含する、方法。 - 前記加水分解工程が、酸性条件下で行われる、請求項9に記載の方法。
- 請求項7に記載の化合物を含有する、PET診断用トレーサー。
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