專利名稱：O－(2－[的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種O-(2-[18F]氟乙基)-L-酪氨酸的合成方法。
背景技術：
正電子發射型計算機斷層顯像(positron emission tomography，PET)是當前核醫學領域內最高水平的診斷技術，為非損傷地動態觀察有機體的功能變化提供了一個獨一無二的視窗平臺。它的功能實現依賴于短壽命的發射正電子的核素標記的化合物。在這些核素中，18F是具有比較明顯的優勢1、氟-18可以以很高的放射性量級比如居里獲得。
2、氟-18的正電子能量在常用的所有的正電子核素中是最低的，只有0.64MeV，所以它對病人輻射損傷很小，在組織中的射程也最短(2.3mm)。
3、氟-18的半衰期約為110min，使可能長達幾個小時的合成與顯像過程得以完成，因而有利于動力學研究。
4、氟-18是唯一的利用PET進行診斷的非金屬放射性鹵素，能有效地用于具有相對緩慢的藥物動力學特性的生物活性大分子(抗體片斷，蛋白，多肽)的標記。
5、因為氟-18的正電子能量最低，其顯像的分辨率可以做到最高。
6、相對于其它常用的短壽命放射性核素如碳-11，特別是進行代謝和血漿分析(均要求量化)，因為其計數率高、統計容易進行、能開展長期的研究，氟-18的優勢非常明顯。
7、相對較長的半衰期(約110min)，可以保證氟-18標記的放射性藥物從生產現場運輸到沒有加速器的“衛星城區”的醫院和研究單位。這是氟-18的特色優勢，相對其它臨床使用的PET放射性核素如碳-11、氮-13、氧-15，其半衰期從2min到20min不等，這就把它們的應用嚴格限制在生產現場。而且，在研發新的PET放射性藥物的過程中，使用數目較少的實驗動物，就可以獲得足夠的藥物動力學數據。在應用和人體掃描相似的方法時，這能夠測定示蹤劑的吸收和排出。
最近，腦瘤的診斷越來越來依賴于PET顯像。最突出的例子是2-[18F]氟-脫氧葡萄糖(2-[18F]fluoro-deoxyglucose，[18F]FDG)和正電子發射斷層成像(positron emission tomography，PET)的應用的快速增長。
早期，利用比較易得的[18F]FDG作為診斷劑，與PET有關的研究主要集中于葡萄糖代謝的研究。該標記化合物得到的結果并不是在所有的病例中都能讓人滿意，特別是由于葡萄糖在整個腦區都有積聚，并且因為這個原因，正常組織和腫瘤組織之間沒有足夠的對比度。因此，滿意地區分腫瘤組織和正常腦組織是不可能的。
與之相比，放射性核素標記的氨基酸可以得到更為滿意的結果。較有希望的結果來自于11C標記的氨基酸——11C-蛋氨酸(11C-methionine)，并且用于腦瘤的確定和治療的檢測時可以獲得可靠的結果。起初認為，腫瘤組織的蛋白合成增強是氨基酸濃度增加的原因，但是現在認為其原因是氨基酸轉運的變化。這種氨基酸轉運的變化不僅能用具有生理活性的天然氨基酸進行研究，而且還能用不參與蛋白合成的氨基酸衍生物。
然而，用11C-蛋氨酸進行研究和應用存在的實際問題是，20min的半衰期非常短，使得11C-蛋氨酸(其它的11C標記的化合物)的PET研究只能局限在可以生產短壽命正電子發射子11C的研究所內部或附近開展。
為了彌補11C的短半衰期的不足，用18F標記的氨基酸開展了進一步的研究。與11C相比，半衰期為110min的18F更受歡迎。這110min的半衰期足以允許18F標記的放射性藥物在生產合成之后運輸到其它的研究所和臨床醫生手中。同時，L-2-[18F]氟酪氨酸(L-2-[18F]fluorotyrosine，L-[18F]FT)，L-3-[18F]氟-α-甲基酪氨酸(L-3-[18F]fluoro-α-methyltyrosine，[18F]FMT)，O-(2-[18F]氟乙基)-L-酪氨酸(O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-Tyrosine，[18F]FET)，4-[18F]氟-L-脯氨酸(4-[18F]fluoro-L-proline)和1-氨基-3-[18F]氟環丁酸(1-amino-3-[18F]fluorocyclobutane carboxylic acid)的實驗研究都可以得到。結果發現，18F標記氨基酸O-(2-[18F]氟乙基)-L-酪氨酸(如下結構式所示)的 穩定性很高，已經有臨床研究報告。
起初，Wester H.J.(J.Nucl.Med..1999；40205-212.)等最先應用兩步法(反應方程式如下)合成[18F]FET(包括1，2-二對甲苯磺酸基乙烷的親核放射氟化和未保護的L-Tyr的氟乙基化)時，采用的是油浴加熱和“兩鍋式” 反應，第二步反應的溶劑是高沸點溶劑DMSO(二甲基亞砜)。油浴加熱通過熱傳導方式為反應體系提供反應所需的能量，該過程比較緩慢，完成反應往往需要較長的時間，一般需50～80min，放化產率為20～45％。另外，“兩鍋式”反應需要兩個反應瓶，增加了放射性活度因接觸吸附而損失的機會。并且，第二步反應所用的溶劑DMSO的沸點很高，難以除去，又具有很高的毒性，容易成為最終的藥物的安全隱患。因此，該合成過程的缺點是合成時間長、放射性活度損失機會大和易于引入高毒性成份。
微波電介質加熱是用快速變化的電磁場產生的電磁能直接加熱反應介質的一種高效的加熱方式。近年來，微波已對實驗有機化學、藥物化學產生了巨大的影響。但微波加熱能提高化學反應速率的具體原理，目前還未完全研究清楚；其是否適合所有的化學反應，尤其對放射化學合成，微波加熱能否是一種更快速、更清潔、選擇性和原子效率更高的加熱方式，尚需進一步研究證明。由于減少了反應混合物的分解和加速了反應速度，隨之帶來了反應時間的縮短和產物純度的提高等有利之處，對短壽命的正電子核素的放射化學合成，微波更應是一種理想的加熱工具。
發明內容
本發明要解決的技術問題即為上述課題，即提供一種提高反應效率，縮短反應時間的O-(2-[18F]氟乙基)-L-酪氨酸([18F]FET)的新合成方法。
本發明的O-(2-[18F]氟乙基)-L-酪氨酸的合成方法，其包括1，2-二對甲苯磺酸基乙烷的親核放射氟化和L-酪氨酸(L-Tyr)的氟乙基化兩步驟，其特征在于該兩步驟采用微波加熱。其具體步驟為第一步1，2-二對甲苯磺酸基乙烷的親核放射氟化一定量的1，2-二對甲苯磺酸基乙烷的無水乙腈溶液加入到含有18F/K2.2.2./K2CO3復合物的反應瓶內，密閉，予以微波加熱，得到所需的標記中間體[18F]氟乙基對甲苯磺酸酯([18F]fluoroethyl tosylate)。
第二步L-酪氨酸(L-Tyr)的氟乙基化一定量的L-Tyr和NaOH溶液或者直接采用酪氨酸二鈉鹽溶于有機溶劑作為反應物加入到上述含有[18F]氟乙基對甲苯磺酸酯的反應瓶內，密閉，微波加熱。
上述兩步反應的微波加熱可采用各種功率的微波和各種產生用于輻射加熱的微波裝置，包括各種型號的普通家用微波爐和專門為放射性藥物合成而設計的微波裝置。
其中，第一步中可采用在微波爐中加熱，功率為600W時，反應0.5～3min，即反應溫度大約為50～120℃；第二步中也可采用在微波爐中加熱，功率為400～600W時，反應1～3min即可，對應溫度大約為60～150℃。各種輸出功率條件下加熱均能順利完成，眾所周知，輸出功率高，加熱時間相應縮短；輸出功率低，加熱時間相應延長，可根據上述溫度調節功率及時間。
本發明在“兩步法”合成[18F]FET時，還可采用“一鍋式”反應，簡化操作步驟，減少放射性活度損失。即在采用兩步法合成[18F]FET時，兩步反應均在唯一的、同一個反應裝置中，如反應瓶內進行。也就是說，第一步反應結束后，直接吹干反應液，然后向其中加入第二步所需的其它反應物，密閉后繼續進行第二步的反應。
本發明第二步反應中所說的有機溶劑，可以是高沸點(沸點≥150℃)溶劑，如DMSO或DMF(二甲基亞酰胺)；也可以是低沸點(沸點＜100℃)溶劑，如乙腈等。所說的因為低沸點溶劑如乙腈(沸點82℃)，通過微波加熱，也可以迅速升到高溫，如150℃，促使反應完成，避免了使用難以除去的高沸點溶劑如DMSO和DMF。
因此，本發明在“兩步法”合成[18F]FET時，第二步反應可以使用容易除去的低沸點溶劑如乙腈，使得最終的藥物的安全性更有保證。換言之，在“兩步法”合成[18F]FET時，由于微波加熱方式的引入，可以使用低沸點試劑如乙腈作為反應溶劑，反應結束后容易除去，不會把具有毒性的溶劑帶入最終的藥物中。
本發明的方法采用“微波-一鍋式”方法合成[18F]FET，提高反應效率，縮短了反應時間；減少反應瓶，簡化了操作步驟，且減少了放射性活度因接觸吸附而損失的機會；同時，由于微波加熱方式的應用，擴展了第二步反應所用的溶劑范圍，可以使用容易除去的低沸點溶劑。
圖1是本發明合成[18F]FET時微波加熱與現有技術油浴加熱的反應效率的比較示意圖；其中，曲線C和J是第一步的結果，加熱方式分別是微波和油浴；曲線D和O是第二步的結果，加熱方式依次是微波和油浴。
具體實施例方式
以下將通過實施例對本發明的有關細節作進一步的說明，但實施例并不限制本發明的保護范圍。
下列實施例中的微波爐為日立牌MR8207型，所涉及的試劑為常規市售試劑。
實施例118F-的活化100μL約50mCi的18F-富氧水溶液加入到含有10mg K2.2.2.和1mg碳酸鉀的錐形反應瓶內，90℃油浴中加熱，連續通入氮氣，吹干水份。再加入500μL乙腈，通氣吹干；該過程重復三次，保證反應體系徹底無水(1.CoenenH.H，Colosimo M.，Schüller M.et al.J.Label.Compd.Radiopharm.1986；23587-595；2.Block D.，Klatte B.，Knchel A.J.Label.Compd.Radiopharm.1986；23467-477；3.Block D.，Coenen H.H.，Stocklin G.J.Label.Compd.Radiopharm.1987；241029-1042)。
FET的制備第一步8mg 1，2-二對甲苯磺酸基乙烷的無水乙腈(500μL)溶液加入到上述反應瓶內，密閉，微波爐中加熱(600W)，反應2min。標記率為82％。
第二步吹干第一步的反應液，然后直接向上述瓶中加入9.1mg L-Tyr、40μL 10％的NaOH溶液和500μL DMSO，作為反應物，密閉，微波爐中加熱(400W)，反應1min。標記率為85％。
采用Sep-Pak silica plus cartridge柱(Waters)分離純化反應混合物，依次用CHCl3和PBS淋洗。目標化合物[18F]FET的放化純度大于95％，放化產率為35％(未經衰變校正)。
實施例218F-的活化100μL約50mCi的18F-富氧水溶液加入到含有10mg K2.2.2.和1mg碳酸鉀的錐形反應瓶內，90℃油浴中加熱，連續通入氮氣，吹干水份。再加入500μL乙腈，通氣吹干；該過程重復三次，保證反應體系徹底無水。
FET的制備第一步10mg 1，2-二對甲苯磺酸基乙烷的無水乙腈(500μL)溶液加入到上述反應瓶內，密閉，微波爐中加熱(600W)，反應3min。標記率為85％。
第二步吹干第一步的反應液，然后直接向上述瓶中加入9.1mg L-Tyr、40μL 10％的NaOH溶液和500μL DMSO，作為反應物，密閉，微波爐中加熱(400W)，反應2min。標記率為92％。
采用Sep-Pak silica plus cartridge柱(Waters)分離純化反應混合物，依次用CHCl3和PBS淋洗。目標化合物[18F]FET的放化純度大于95％，放化產率為40％(未經衰變校正)。
實施例318F-的活化100μL約45mCi的18F-富氧水溶液加入到含有10mg K2.2.2.和1mg碳酸鉀的錐形反應瓶內，90℃油浴中加熱，連續通入氮氣，吹干水份。再加入500μL乙腈，通氣吹干；該過程重復三次，保證反應體系徹底無水。
FET的制備第一步10mg 1，2-二對甲苯磺酸基乙烷的無水乙腈(500μL)溶液加入到上述反應瓶內，密閉，微波爐中加熱(600W)，反應2min。標記率為85％。
第二步直接向上述瓶中加入9.1mg L-Tyr、40μL 10％的NaOH溶液和500μL乙腈，作為反應物，密閉，微波爐中加熱(600W)，反應3min。標記率為86％。
采用Sep-Pak silica plus cartridge柱(Waters)分離純化反應混合物，依次用CHCl3和PBS淋洗。目標化合物[18F]FET的放化純度大于95％，放化產率為30％(未經衰變校正)。
實施例418F-的活化同實施例1。
FET的制備第一步8mg 1，2-二對甲苯磺酸基乙烷的無水乙腈(500μL)溶液加入到上述反應瓶內，密閉，微波爐中加熱(600W)，反應0.5min。標記率為75％。
第二步吹干第一步的反應液，然后直接向上述瓶中加入9mg L-酪氨酸二鈉鹽和500μL DMSO，密閉，微波爐中加熱(600W)，反應3min。標記率為95％。
采用Sep-Pak silica plus cartridge柱(Waters)分離純化反應混合物，依次用CHCl3和PBS淋洗。目標化合物[18F]FET的放化純度大于98％，放化產率為30％(未經衰變校正)。
權利要求
1.一種如下結構式所示的O-(2-[18F]氟乙基)-L-酪氨酸的合成方法， 其包括1，2-二對甲苯磺酸基乙烷的親核放射氟化和L-酪氨酸的氟乙基化兩步驟，其特征在于該兩步驟采用微波加熱。
2.如權利要求1所述的合成方法，其特征在于該兩步驟在同一反應裝置中完成。
3.如權利要求1所述的合成方法，其特征在于該L-酪氨酸的氟乙基化步驟中采用L-酪氨酸與氫氧化鈉溶液組成的混合體系，或L-酪氨酸二鈉鹽。
4.如權利要求1所述的合成方法，其特征在于該L-酪氨酸的氟乙基化步驟中采用低沸點溶劑作為反應溶劑。
5.如權利要求4所述的合成方法，其特征在于該低沸點溶劑為乙腈。
全文摘要
本發明公開了一種如下結構式所示的PET顯像劑O－(2－[
文檔編號C07C227/16GK1844085SQ20051002500
公開日2006年10月11日 申請日期2005年4月8日 優先權日2005年4月8日
發明者尹端沚, 王明偉, 汪勇先 申請人:中國科學院上海應用物理研究所