專利名稱：用于影像診斷的配合體化合物及制備方法和影像診斷用化合物及其制備中間體的制作方法
技術領域：
本申請涉及的是一種用于影像診斷的配合體化合物、該混合物的制備方法，以及相應的該影像診斷用化合物和用于其制備該配合體化合物的中間體化合物。
背景技術：
糖代謝活躍是腫瘤細胞的一個重要代謝特征。惡性腫瘤細胞代謝的主要特點之一是其葡萄糖攝取增多及無氧酵解作用增強。被稱為“世紀分子”的葡萄糖類似物18氟脫氧葡萄糖(18F-FDG)能被腫瘤細胞攝取，腫瘤組織中的18F-FDG分布水平明顯高于腫瘤組織周圍的正常組織和良性病變，在臨床上已被用于對良惡性腫瘤病灶的鑒別診斷、惡性病灶的分期和分級、鑒別腫瘤病灶的復發與治療后所致的變化、對各種抗癌治療的療效進行監測及病情的預后判斷等，臨床意義重大。但18F-FDG PET(正電子計算機斷層顯像)需用回旋加速器生產，成本高，且半衰期短(僅110分鐘)，加之所用的核醫學PET顯像儀價格昂貴，這些都限制了其在基層醫療機構臨床中的普及推廣應用。
另外，99mTc具有理想的核物理性能，半衰期長(6.02小時)，發射40KeV的γ射線，99mTc發生器容易獲得，因而是最理想的γ顯像放射性核素。用99mTc標記葡萄糖類似物，將具有重要的臨床意義，并得到廣泛應用。2003年Yang DJ在Radiology 2003；226465-473中，曾報道了合成雙半胱氨酸(EC)-D-葡萄糖(DG)，并用99mTc標記；對99mTc-ECDG的分布研究提示腫瘤/腦和腫瘤/肌肉比值高于18F-FDG，99mTc-ECDG顯像能清晰顯示惡性腫瘤病灶。因此99mTc-ECDG與18F-FDG均能被惡性腫瘤攝取而作為惡性腫瘤功能分子顯像劑。但由于99mTc-ECDG的分布顯示其腫瘤/血液和腫瘤/肺比值小于1.0，低于18F-FDG，因而99mTc-ECDG還不是理想的99mTc標記DG顯像劑，與18F-FDG有較大差距。因此，研究一種腫瘤攝取高、腫瘤/本底高、生物分布及顯像理想且成本低的99mTc標記的DG衍生物是必要的。
發明內容
鑒于上述情況，本發明首先的一個目的是一種用于影像診斷的配合體化合物及相應的影像診斷用化合物。本發明進一步的目的還分別包括將提供用于制備該用于影像診斷的配合體化合物的中間體化合物，以及提供一種所說該用于影像診斷的配合體化合物的制備方法。
本發明用于影像診斷的配合體化合物，為二乙三胺五乙酸的酰基糖類衍生物，結構如通式(I)所示。
在通式(I)結構中，R1可以為五碳糖，六碳糖，多糖，或是由巰基、氨基、胺基、氰基、羧基、酯基等取代的脫氧五碳糖、脫氧六碳糖、脫氧多糖結構。例如葡萄糖、阿洛糖、甘露糖、半乳糖、6-巰基葡萄糖、2-氨基葡萄糖、……等常見的C6糖或相應的取代糖分子，也可以是如常見的果糖、核糖、6-巰基核糖、2-氨基核糖……等C5糖分子，或蔗糖、麥芽糖、乳糖、魔芋多糖等雙糖或多糖、以及巰基、氨基、胺基、氰基、羧基、酯基等取代形式的多糖，如靈芝多糖、木多糖、氨基多糖等。
通式(I)結構中的R2、R3除可分別也可為上述的五碳糖、六碳糖、多糖以及相應的取代脫氧五碳糖、六碳糖或多糖分子外，還可以分別或同時為H。當R1、R2和/或R3為上述的五碳糖、六碳糖、多糖等糖分子時，式(I)中的各CO-R鍵應為相應的酯鍵；R1、R2和/或R3為上述的取代糖分子時，則式中的各CO-R鍵則為相應的酰-雜鍵。
實驗結果顯示，在上述通式(I)的化合物中，特別是以R1為C6糖胺結構，R2和R3為H的化合物的效果更為理想。例如式(II)所示的R1為2-氨基葡萄糖，R2、R3為H的結構可以作為其中一個具體實例的化合物。
由通式(I)所示的二乙三胺五乙酸的酰基糖類衍生物與示蹤元素所形成的配合物，可作為用于影像診斷的顯像化合物，并具有理想的影像診斷顯像效果，其標記后的生物學行為與上述的DG、18F-FDG等相似。所說的示蹤元素可以在目前已有報導和/或使用的多種金屬或非金屬元素中選擇，如可以在99mTc，188Re，186Re，Rh，Ru，I，Gd3+，Mn2+，Cr3+，Fe3+，Fe2+，Co2+，Ni2+，Eu，Dy，Tm，Yb等元素中選用，其中以99mTc，188Re為優選。
以上述式(II)化合物與99Tc形成的配合物進行的顯像實驗結果如下DTPA-DG的99mTc配合物的乳腺癌MCF-7裸鼠顯像實驗取乳腺癌MCF-7裸鼠3只，仰臥固定，經尾靜脈注入3.7MBq/0.1ml，動態采集60幀(1幀/2分)；分別于注射示蹤劑后1h、2h、3h、4h、6h、24h進行靜態采集，觀察99mTc-DTPA-DG在腫瘤灶的濃聚情況，用ROI技術計算病灶和健側大腿對應位置的放射性計數比值(T/B)。
靜脈注射后30min腫瘤灶即顯像，腎臟影可見，膀胱放射性逐漸增加，其余器官如腦、肺、小腸、肌肉無明顯放射性分布增高，未見甲狀腺、胃顯影。1小時后腫瘤灶顯示清晰，肉眼觀察其放射性高于對側。用ROI技術測得1h、2h、3h、4h、6h的T/B比值分別為3.5、3.8、4.9、5.1、4.3。99mTc-DTPA-DG荷瘤動物顯像能清晰顯示腫瘤灶。
上述的實驗結果顯示，其腫瘤攝取高，腫瘤/本底高，生物分布及顯像明顯優于99mTc-ECDG。以188Re進行的顯像試驗結果與此類似。
對上述式(I)所示用于影像診斷的配合體化合物的制備，可以通過由已有報道的二乙三胺五乙酸(IV)為原料，在二鹵化亞砜作用下先得到如式(III)所示酰鹵雙酐結構的重要中間化合物，然后再與上述的C6糖、C5糖、C6糖胺或C5糖胺反應得到目標化合物(I)，反應過程如下式 式中的X可以采用常用鹵族元素中的Cl、Br等；R1、R2和R3分別為上述范圍的糖或取代糖的化合物。
在上述的反應過程中，調整反應所用原料中的式(IV)化合物與糖或糖胺等的用量摩爾比，可以得到不同形式的式(I)產物。例如，采用等摩爾比反應時，可以得到的大量或全部是R1為糖或糖胺，R2和R3為H的產物(I)；采用(IV)與糖或糖胺為1∶3摩爾比時，可以得到大量的R1、R2和R3糖或糖胺的產物；采用1∶2摩爾比時，則得到的產物是R1為糖或糖胺，R2和R3分別H和/或糖或糖胺的混合結構(I)。該混合結構形式的產物并不明顯影響其使用時的顯像效果，但如需要還可以進一步對該混合產物進行分離，只是分離難度較大。
上述制備過程的反應條件，一般可以采用1)攪拌下將二鹵亞砜(如最常用的SOCl2)于-30℃～0℃滴入二乙三胺五乙酸(DTPA)(IV)中，在-30℃～100℃攪拌，并將反應物回流12～28小時，減壓蒸出過剩的二鹵亞砜，得酰鹵雙酐中間化合物(III)，可不經分離直接進行下步反應。
2)在上步得到的酰鹵雙酐中，加入DMSO，吡啶和相應的糖或取代糖(如2-氨基D-葡萄糖鹽酸鹽等)，混合物于-50℃～196℃攪拌24～48小時。反應后的反應溶液用透析膜或葡聚糖凝膠(G10；G15；或G25)等方法進行分離純化，即得到相應的式(I)結構產物。
(3)影像診斷用化合物的(以制備99mTc-DTPA-DG配合物為例)取25mg DTPA-DG溶于0.2ml雙蒸水中，加入SnCl2·2H2O的鹽酸溶液0.1ml，調節溶液pH至6.0，用適量的Na99mTcO4(或其它的示蹤元素或衍生物溶液)淋洗液，在25℃以上室溫放置30分鐘或沸水浴反應10分鐘。
上述試驗結果已顯示，本發明上述的式(I)化合物與18F-FDG的使用效果相當，但與99mTc配合的顯像成本和費用卻大幅度降低，不及上述18F-FDG的1/10，更有利于其在臨床中普及推廣應用，為人類腫瘤疾病的早期診斷提供了更為價廉、方便和有效的工具。
以下通過具體實施方式
的實例再對本發明的上述內容作進一步的詳細說明。但不應將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發明上述技術思想情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均包括在本發明的范圍內。
具體實施例方式
實施例11)攪拌下將10ml SOCl2于-30℃滴入3.94g二乙三胺五乙酸(DTPA)(IV)中，可在室溫下繼續攪拌3小時。試驗結果顯示，此過程在-30℃～100℃溫度范圍內進行對結果一般均未顯示有顯著的不利影響。接著將反應物回流20小時，減壓蒸出過剩的SOCl2，得酰氯雙酐的中間化合物(III)淡黃色粉末3.76g，可不加分離直接進行下步反應。
2)在上步得到的酰氯雙酐3.76g(0.010mol)中，加入30ml DMSO，5ml吡啶和2.85g(0.0132mol)2-氨基-D-葡萄糖鹽酸鹽，混合物一般可于室溫下攪拌24小時(此過程的操作溫度可允許為20℃～150℃)，得透明棕色溶液。此溶液經透析膜或葡聚糖凝膠(G10)等分離純化，得式(II)所示的DTPA與D-葡萄糖胺縮合物(DTPA-DG)。
MS(m/e)555(M+)，394，3511H-NMR(ppm)δ12.2(4H，b)；δ8.1(b)；δ5.2(1H)；δ4.6(1H，)；δ3.8(2H)；δ3.7(2H)；δ3.6(1H)；δ3.5(10H)；δ3.1(4H)；δ2.9(4H)；δ2.5(4H)3)制備99mTc-DTPA-DG配合物取25mg DTPA-DG溶于0.2ml雙蒸水中，加入SnCl2·2H2O的鹽酸溶液0.1ml，調節溶液pH至6.0，用適量的Na99mTcO4淋洗液，在25℃以上室溫放置30分鐘或沸水浴反應10分鐘。
用TLC方法測定99mTc配合物的放射化學純度。TLC在10cm新華一號層析紙上進行。將1-2μL試樣置于層析條的起點，分別用0.9％NaCl和丙酮溶液展開，展開后，空氣中自然涼干，等分為11段，測定每段放射性記數。在丙酮展開體系中99mTc-DTPA-DG和水解還原99mTcO2的Rf值為0～0.1，游離99mTcO4-的Rf值為0.9～1.0；在0.9％NaCl展開體系中99mTc-DTPA-DG和游離99mTcO4-的Rf值為0.9～1.0，水解還原99mTcO2的Rf值為0～0.1。99mTc-DTPA-DG放化純達99.2％。
標記物99mTc-DTPA-DG在室溫空氣中防置6小時，放化純度仍達98.6％，顯示了其在空氣中具有較好的穩定性。
4)99mTc-DTPA-DG配合物的生物分布試驗將體重18-22克昆明種小鼠為試驗動物分組，按3.7MBq/0.1ml劑量經尾靜脈注射99mTc-DTPA-DG配合物，注射后10分鐘及1、2、4、8、24小時斷頭處死小鼠，取血及器官組織稱重，并測其放射性計數，極端每克組織的百分注射計量率(％ID/g)。結果如表1所示。
99mTc-DTPA-DG從體內清除快，腎臟攝取較高，腸道放射性低，該放射性示蹤劑主要由腎臟以尿液形式排入膀胱。甲狀腺和胃放射性分布低，放射性藥物在體內穩定，游離99mTcO4形成少。
表1.99mTc-DTPA-DG正常小鼠體內臟器生物分布(x±s)(％ID/g)
5)DTPA-DG的99mTc配合物在乳腺癌MCF-7裸鼠生物中的分布將乳腺癌MCF-7的雌性裸鼠分組，均按3.7MBq/0.1ml的劑量經尾靜脈注射99mTc-DTPA-DG，注射后分別于10min、1h、2h、4h、8h、24h斷頭處死裸鼠，取血、心、肺、肝、脾、腎、胃、小腸、肌肉、腫瘤等組織器官，稱重并測其放射性計數，計算每克組織百分注射劑量率(％ID/g)、計算器官/血液比值和腫瘤/器官(T/NT)比值。結果如表2所示。
表299mTc-DTPA-DG乳腺癌MCF-7裸鼠體內分布(X±SD)％ID/g
注擴號內為器官/血液比值表2結果顯示，注射10min后，99mTc-DTPA-DG在腎臟放射性較高，胃無明顯放射性分布，腸道放射性低，放射性示蹤劑主要經腎臟排泄經尿液排入膀胱。腦組織中放射性分布低。1h、2h每克腫瘤組織百分注射劑量率分別為3.10±0.87、2.10±0.02，8h為1.69±0.03。腫瘤/血液比值1h達1.29±0.26，2h達3.13±0.63；腫瘤/肌肉比值1h達2.63±0.53，2h達5.01±1.02，1h～8h腫瘤/血液比值、腫瘤/肌肉比值均較高，比前述Radiology2003；226465-473文獻報道的99mTc-ECDG高。
實施例2在按實施例1方式得到的酰氯雙酐(0.010mol)中，加入40ml DMSO，8ml吡啶和7.55g(0.035mol)2-氨基-D-葡萄糖鹽酸鹽，混合物于20℃～140℃攪拌40小時，得透明棕色溶液。此溶液經透析膜或葡聚糖凝膠(G15)等分離純化，得式(I)結構中R1、R2和R3均為D-葡萄糖胺-2的產物(DTPA-3DG)。
用所得DTPA-3DG產物備188Re-DTPA-3DG配合物的方法參照實施例1。
實施例3在按實施例1方式得到的酰氯雙酐(0.010mol)中，加入30ml DMSO，6ml吡啶和2.35g(0.012mol)2-巰基-D-葡萄糖，混合物于-10℃～120℃攪拌40小時，得棕色溶液。此溶液經透析膜或葡聚糖凝膠(G10)等分離純化，得R1為2-巰基-D-葡萄糖，R2和R3均為H的式(I)結構產物。
實施例4在按實施例1方式得到的酰氯雙酐(0.010mol)中，加入30ml DMSO，5ml吡啶和2.23g(0.012mol)2-氨基核糖的鹽酸鹽，混合物于20℃～130℃攪拌24小時，得透明棕色溶液。此溶液經透析膜或葡聚糖凝膠(G10)等分離純化，得R1為2-氨基核糖，R2和R3均為H的式(I)結構產物。
實施例5在按實施例1方式得到的酰氯雙酐(0.010mol)中，加入30ml DMSO，5ml吡啶和2.80g(0.013mol)3-氨基-D-葡萄糖的鹽酸鹽，混合物于20℃～110℃攪拌26小時，得透明棕色溶液。此溶液經透析膜或葡聚糖凝膠(G10)等分離純化，得R1為3-氨基-D-葡萄糖，R2和R3均為H的式(I)結構產物。
實施例6在按實施例1方式得到的酰氯雙酐(0.010mol)中，加入30ml DMSO，5ml吡啶和2.32g(0.013mol)D-葡萄糖，混合物于20℃～150℃攪拌28小時，得透明棕色溶液。此溶液經透析膜或葡聚糖凝膠(G10)等分離純化，得R1為D-葡萄糖，R2和R3均為H的式(I)結構產物。
實施例7在按實施例1方式得到的酰氯雙酐(0.010mol)中，加入50ml DMSO，5ml吡啶和蔗糖(0.014mol)，混合物于30℃～160℃攪拌40小時，得棕色溶液。此溶液經透析膜或葡聚糖凝膠(G15)等分離純化，得R1為蔗糖，R2和R3均為H的式(I)結構產物。
實施例8在按實施例1方式得到的酰氯雙酐(0.010mol)中，加入50ml DMSO，5ml吡啶和乳糖(0.013mol)，混合物于20℃～185℃攪拌48小時，得透明棕色溶液。此溶液經透析膜或葡聚糖凝膠(G15)等分離純化，得R1為乳糖，R2和R3均為H的式(I)結構產物。
權利要求
1.用于影像診斷的配合體化合物，為二乙三胺五乙酸的酰基糖類衍生物，結構如通式(I)所示 式(I)結構中的R1為五碳糖，六碳糖，多糖，及巰基、氨基、胺基、氰基、羧基或酯基取代的脫氧五碳糖、脫氧六碳糖、脫氧多糖結構，R2、R3分別為H，或者是五碳糖，六碳糖，多糖，及巰基、氨基、胺基、氰基、羧基或酯基取代的脫氧五碳糖、脫氧六碳糖、脫氧多糖結構。
2.如權利要求1所述的用于影像診斷的配合體化合物，其特征是式(I)結構中的R1為六碳糖胺結構，R2、R3為H。
3.如權利要求2所述的用于影像診斷的配合體化合物，其特征是式(I)結構中的R1為2-氨基葡萄糖，結構如式(II)所示
4.影像診斷用的化合物，為由如通式(I)所示的二乙三胺五乙酸的酰基糖類衍生物與示蹤元素所形成的配合物。
5.如權利要求4所述的影像診斷用的化合物，其特征是所說的示蹤元素為99mTc。
6.如權利要求4所述的影像診斷用的化合物，其特征是所說的示蹤元素為186Re。
7.用于制備權利要求1所述用于影像診斷的配合體化合物的前體中間化合物，結構如式(III)所示 式(II)中的X為鹵族元素。
8.制備權利要求1所述用于影像診斷的配合體化合物的方法，其特征是以由二乙三胺五乙酸(IV)在二鹵化亞砜作用下，先得到式(III)的中間化合物，然后再與所述的五碳糖，六碳糖，多糖，或是由巰基、氨基、胺基、氰基、羧基、酯基取代的脫氧五碳糖、脫氧六碳糖、脫氧多糖反應得到目標化合物(I)，反應過程如下 式中的X為鹵族元素，R1為五碳糖，六碳糖，多糖，或是由巰基、氨基、胺基、氰基、羧基或酯基取代的脫氧五碳糖、脫氧六碳糖、脫氧多糖化合物；R2、R3分別為H、五碳糖，六碳糖，多糖，或是由巰基、氨基、胺基、氰基、羧基或酯基取代的脫氧五碳糖、脫氧六碳糖、脫氧多糖類化合物。
9.如權利要求8所述的制備用于影像診斷的配合體化合物的方法，其特征是式(III)化合物與所說的糖或取代糖進行反應時的摩爾比為1∶1～3。
10.制備如權利要求3所述用于影像診斷的配合體化合物的方法，其特征是以式(III)化合物為前體中間化合物，由二乙三胺五乙酸(IV)在二鹵化亞砜作用下先得到該相應的中間化合物(III)，然后與等摩爾比的2-氨基葡萄糖反應，得到目標化合物(II)，反應過程如下
全文摘要
如式(I)所示的可用于影像診斷的配合體化合物、制備方法，以及制備該化合物的中間體化合物和由該配合體化合物形成的影像診斷用化合物。式(I)中的R
文檔編號C07H5/06GK1814611SQ20051002033
公開日2006年8月9日 申請日期2005年2月5日 優先權日2005年2月5日
發明者何菱, 李舉聯, 陳躍, 鄭時龍 申請人:四川大學