成像¹⁸F或¹¹C標記的烷硫基苯基胍的製作方法

2023-10-18 00:54:29 2

專利名稱：成像18F或11C標記的烷硫基苯基胍的製作方法
專利說明成像18F或11C標記的烷硫基苯基胍 本發明涉及醫學成像領域，尤其是正電子發射斷層掃描(positron emissiontomography，PET)技術，並提供用於中樞神經系統(CNS)受體成像的化合物和方法。
N-甲基D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartate，NMDA)受體是穀氨酸能受體(glutamatergic receptors)的一個主要亞型，廣泛認為其在長期抑鬱症(long termdepression)、長期刺激性增強(long term potentiation)和生長的神經元可塑性(developmental neuronal plasticity)中起關鍵作用。在許多CNS疾病例如中風、腦或脊椎損傷、癲癇、阿爾茨海默氏病和Huntington’s疾病中已經發現了NMDA誘導的興奮毒性，其至少部分由於NMDA受體的活性過高或延長刺激而產生。已經研究了一些化合物作為使用PET研究體內NMDA受體離子通道位點的潛在放射性配體。然而，這些化合物大部分具有血腦屏障滲透弱或強非特異結合的缺點。
WO94/27591描述了特定取代胍化合物及其用於治療的用途。WO2004/007440描述了放射性標記的胍衍生物及其用於中樞神經系統(CNS)受體成像的用途，這些衍生物已經被證明在合成之後必須經過複雜的高效液相色譜(HPLC)純化並且僅僅得到低到中等的產率但需要相對長的約45分鐘的製備時間。因此存在對在總產率、製備時間和純化容易度方面進行改善的標記化學的需要。進一步地，為了保證較長的掃描時間和增加這些示蹤劑的可獲得性，進一步需要用於NMDA受體的放射性配體。
從而，本發明的一個方面提供一種式(I)的化合物
或其鹽或溶劑化物，其中 R1為氫或C1-4烷基； R2和R4分別獨立地選自C1-4烷基、[11C]-C1-4烷基和[18F]-C1-4氟代烷基，條件是R2和R4中的至少一個為[11C]-C1-4烷基或[18F]-C1-4氟代烷基；和 R3為滷素。
R1優選氫或甲基，更優選甲基。
R2或R4其中之一優選-11CH3、-11CH2CH3或-11CH2CH2CH3、-CH218F、-CH2CH218F或-CH2CH2CH218F，更優選-11CH3或-CH218F；另一個R2或R4基團優選甲基。
R3優選相對於基團-SR2連接在苯環的對位，優選，R3為氯。
基團-SR4優選相對於胍橋連接在苯環的間位。
因此，在本發明的優選的一個方面，提供一種式(Ia)的化合物
或其鹽或溶劑化物，其中R1、R2、R3和R4如式(I)化合物中所定義。
最優選的式(I)化合物包括 N-(2-氯-5-[18F]氟甲硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍； N-(2-氯-5-(2-[18F]氟乙硫基))-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍； N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-(3-[18F]氟甲硫基)-苯基-N』-甲基胍； N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-(3-(2-[18F]氟乙硫基))-苯基-N』-甲基胍； N-(2-氯-5-[11C]甲硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍； N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-(3-[11C]甲硫基)-苯基-N』-甲基胍； N-(2-氯-5-[11C]乙硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍；和 N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-(3-[11C]乙硫基)-苯基-N』-甲基胍，或它們中任何一種的鹽或溶劑化物。
根據本發明，合適的鹽包括生理學可接受的酸加成鹽，如衍生自無機酸，例如鹽酸、氫溴酸、磷酸、偏磷酸、硝酸或硫酸的那些，和衍生自有機酸，如酒石酸、三氟醋酸、檸檬酸、蘋果酸、乳酸、反丁烯二酸、安息香酸、乙醇酸、葡糖酸、琥珀酸、甲磺酸和對甲苯磺酸的那些。
如以下所表明的，式(I)和(Ia)化合物具有作為NMDA受體的放射性配體的用途。因此，根據本發明另一方面，提供以上所定義的式(I)或(Ia)化合物或其鹽或溶劑化物，以用於體內診斷或成像方法如PET。合適地，上述定義的式(I)或(Ia)化合物或其鹽或溶劑化物，可以用於健康人志願者中NMDA受體成像。
合適地，式(I)或(Ia)化合物或其鹽或溶劑化物可用於體內NMDA受體成像，因此在MMDA-介導的病症，例如中風、腦或脊椎損傷、癲癇、阿爾茨海默氏病或Huntington’s病的診斷中具有效用。因此，進一步提供式(I)或(Ia)化合物或其鹽或溶劑化物在製備用於NMDA-介導疾病的體內診斷或成像的放射性藥物中的用途。
或者，提供一種用於在受試者優選人中體內診斷或成像NMDA-誘導疾病的方法，包括給予式(I)或(Ia)化合物或其鹽或溶劑化物。該方法尤其優選用於中風、腦或脊椎損傷、癲癇、阿爾茨海默氏病或Huntington’s疾病的體內診斷或成像。
式(I)或(Ia)化合物或其鹽優選以包括本發明化合物和藥學上可接受賦形劑的放射性藥物製劑的形式給藥。在本發明中″放射性藥物製劑″定義為包括式(I)或(Ia)化合物或其鹽的處於適於給予人的形式的製劑。給藥優選通過注射作為水溶液的該製劑進行。這種製劑可以任選進一步含有其它成分例如緩衝劑、藥學上可接受的增溶劑(例如環糊精或表面活性劑例如普流尼克(Pluronic)、吐溫(Tween)或磷脂)、藥學上可接受穩定劑或抗氧化劑(例如抗壞血酸、龍膽酸或對氨基苯甲酸)。
式(I)、(Ia)化合物或其鹽的劑量取決於所給藥的具體化合物，病人體重，以及對本領域的醫師顯而易見的其他變量，而發生變化。通常，劑量為0.1nmol/kg-50nmol/kg，優選1nmol/kg-5nmol/kg。
式(I)、(Ia)化合物或其鹽或溶劑化物可以從相應的式(II)化合物製備
其中R2或R4中的一個為氫或硫醇保護基例如苄基，另一個為氫、C1-4烷基或硫醇保護基如苄基；R1為氫或C1-4烷基，R3為滷素；通過(i)去除任何硫醇保護基，和(ii)與合適的滷代烷[11C]C1-4烷基-X或[18F]-C1-4氟代烷基-Y反應，其中X和Y獨立地為滷素，優選氯、碘或溴，或其他合適的離去基團例如芳基或烷基磺酸酯，例如甲苯磺酸酯、三氟甲基磺酸酯或甲磺酸酯。
與滷代烷的反應優選在合適的溶劑中和在鹼的存在下進行，合適的溶劑例如N，N-二甲基甲醯胺(DMF)、丙酮、二氯甲烷、氯仿、二甲基亞碸、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、四氫呋喃或乙腈，所述鹼合適地是無機鹼例如碳酸鉀、氫氧化鉀或氫化鈉，或有機鹼例如三烷基胺例如三乙胺、二異丙基乙胺或二甲基氨基吡啶。
式(II)化合物是用於製備式(I)的PET示蹤劑的有用中間體，因而，形成本發明另一方面。
根據本發明的另一方面，提供一種製備式(I)化合物或其鹽或溶劑化物的方法
其中 R1為氫或C1-4烷基； R2和R4各自獨立地選自C1-4烷基、[11C]-C1-4烷基和[18F]-C1-4氟代烷基，條件是R2和4中至少一個為[11C]-C1-4烷基和[18F]-C1-4氟代烷基；和 R3為滷素； 其包括式(II)化合物的反應
其中R2或R4之一為氫或硫醇保護基例如苄基，另一個為氫、C1-4烷基或硫醇保護基如苄基；R1為氫或C1-4烷基，R3為滷素； 通過(i)去除任何硫醇保護基，和(ii)與合適的滷代烷[11C]C1-4烷基-X或[18F]-C1-4氟代烷基-Y反應，其中X和Y獨立地為滷素，優選氯、碘或溴，或其他合適的離去基團例如芳基或烷基磺酸酯，例如甲苯磺酸酯、三氟甲基磺酸酯或甲磺酸酯；在合適的溶劑中和在鹼存在下。
根據本發明的另一方面，提供用於製備包含以上定義的式(II)化合物的放射性藥物製劑的試劑盒。在使用該試劑盒時，式(II)化合物可以使用如上所述的方法轉化為相應的式(I)化合物。
式(II)化合物，其中R2為氫或硫醇保護基，可以從式(III)化合物或其鹽
其中R3為滷素，P1為如下所述的硫醇保護基；通過與式(IV)化合物反應製備
其中R1為氫或C1-4烷基，R4為如所期望的式(II)化合物中所定義。式(III)化合物與式(IV)化合物的偶聯可以不使用溶劑進行，或在高沸點非質子性溶劑如氯苯、甲苯或二甲苯的存在下進行。此反應可以在升高的溫度下進行，例如在50-200℃，合適地在大約160℃下進行。反應後，保護基P1可以按照如下所述去除。
合適的硫醇基團保護和去保護的方法可以在Protecting Groups in OrganicSynthesis，Theodora W.Greene和Peter G.M.Wuts，John Wiley & Sons Inc.中找到。合適的硫醇保護基包括芳烷基基團例如苯甲基或對-甲氧基苯甲基，其可以在進行放射性標記步驟之前例如通過用酸例如路易斯酸如AlCl3處理而去除。
從式(III)和式(IV)化合物合成式(II)化合物在流程1中說明。

流程1 式(III)和(IV)的化合物可以從市場上可買到的起始原料，使用流程1和實施例中所描述的方法或類似的方法製備。
式(II)化合物，其中R4為氫或硫醇保護基，可以從式(V)化合物
其中R1為氫或C1-4烷基，P2為如上所述的硫醇保護基；通過與式(VI)化合物反應而製得
其中R3為滷素，R2如期望的式(II)化合物中所定義。式(V)化合物與式(VI)化合物的偶聯可以通過類似於式(III)化合物與式(IV)偶聯所描述的方法的方法進行。反應之後，保護基P2可以按如上所述的方法去除。
從式(V)和式(VI)化合物合成式(II)化合物在流程2中說明。

流程2 式(V)和(VI)的化合物可以從市場上可買到的起始原料，使用流程2和實施例中所描述的方法或類似方法製備。
本發明現在將通過實施例的方式詳細說明，其中使用下列縮寫 HPLC高效液相色譜 UV紫外 TLC薄層色譜 EtOAC乙酸乙酯 IR紅外 min(s)分鐘 實施例1N-(2-氯-5-氟甲硫基)-苯基-N′-(3-甲硫基)-苯基-N′-甲基胍的合成實施例1(i)3-氨基-4-氯苯硫酚的合成
向氯化錫(II)(11.260g，59.40mmol)的10ml濃鹽酸冷溶液(0℃)中緩慢分次加入4-氯-3-硝基-苯磺醯氯(1.690g，6.60mmol)。所得的懸浮液保持冷卻並攪拌15分鐘，然後混合物加熱至回流1小時。冷卻至室溫後，混合物用水(100ml)稀釋，用NaHCO3慢慢中和。水相用氯仿(4×50ml)萃取，分離有機相，Na2SO4乾燥。真空除去溶劑得到嫩黃色固體。使用1∶1氯仿/己烷作為流動相的矽膠柱層析法得到白色固體狀的3-氨基-4-氯苯硫酚(0.632g，60％)。
1H NMRδ(CDCl3)7.08(d，1H，|J|＝8.5Hz，芳基H)，6.67(d，1H，|J|＝2.0Hz，芳基H)，6.59(dd，1H，|J|＝8.5和2.0Hz，芳基H)，4.03(br s，2H，NH2)，3.37(s，1H，SH)。
實施例1(ii)(5-苄硫基-2-氯-)苯胺和(5-苄硫基-2-氯)-苯胺鹽酸鹽的合成
向冷卻的(0℃)3-氨基-4-氯苯硫酚(0.630g，3.92mmol)的無水四氫呋喃(THF)(15ml)溶液中加入n-丁基鋰(1.6M己烷溶液，2.45ml，3.92mmol)，快速攪拌反應混合物。向此混合物中慢慢加入苄基溴(0.47ml，3.92mmol)，快速攪拌反應混合物，經大約1小時加熱至室溫。減壓去除溶劑得到粗製品，其通過使用1∶1二氯甲烷/己烷作為流動相的矽膠柱層析純化。分離出亮白色固體狀(5-苄硫基-2-氯)-苯胺(0.805g，82％)。
1H NMRδ(CDCl3)7.26(m，3H，苯基H)，7.22(br m，2H，苯基H)，7.09(d，1H，|J|＝8.3Hz)，6.66(d，1H，|J|＝1.9Hz)，6.61(dd，1H，|J|＝8.3和1.9Hz)，4.04(s，2H，CH2)，4.03(br s，2H，NH2)。
向冷卻的(5-苄硫基-2-氯)-苯胺(0.805g，3.21mmol)在無水二乙醚(10ml)的溶液(0℃)中緩慢加入在二乙醚中的無水氫氯酸(1M，5.0ml，5mmol)。所得沉澱物通過過濾分離，用二乙醚(2×5ml)洗滌並真空乾燥。作為白色固體，以幾乎定量的產率分離得到(5-苄硫基-2-氯)-苯胺鹽酸鹽(0.865g，94％)。實施例1(iii)甲基-(3-甲硫基-苯基)氨腈的合成
向冷卻的3-甲硫基-苯胺(1.850g，13.30mmol)的無水二乙醚(10ml)溶液(0℃)中加入溴化氰(0.704g，6.65mmol)的二乙醚溶液(10ml)。注意溴化氰為高毒性的。所得溶液室溫下攪拌過夜。所得的混合物過濾去除沉澱物，用1M HCl(20ml)和鹽水(20ml)洗滌二乙醚濾液，然後真空去除溶劑以得到油狀黃色殘餘物。通過使用95∶5二氯甲烷/乙酸乙酯的矽膠柱層析純化粗製品，作為接近無色的油得到(3-甲硫基-苯基)氨腈(0.570g，52％)，其靜置後結晶。
在氮氣氣氛下向火焰乾燥的Schlenk燒瓶中裝入氫化鈉(在礦物油中60％，0.14g，3.5mmol)、3-甲硫基-苯基氨腈(0.493g，3.00mmol)和無水THF(5ml)。快速攪拌該混合物，加熱至70℃大約0.5小時。冷卻到室溫時，滴加碘甲烷(0.37ml，6.00mmol)，室溫攪拌該混合物過夜。將得到的澄清、無色溶液真空濃縮，然後加入水(30mL)和二乙醚(40ml)。分離有機相，Na2SO4乾燥，真空去除二乙醚得到粗殘餘物。使用二氯甲烷作為流動相進行矽膠柱層析純化，得到淺黃色油狀標題化合物(0.388g，73％)。
1H NMRδ(CDCl3)7.26(m，1H，芳基H)，6.96(m，2H，芳基H)，6.81(m，1H，芳基H)，3.31(s，3H，NCH3)，2.48(s，3H，SCH3)。
實施例1(iv)N-(5-苄硫基-2-氯)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍鹽酸鹽的合成
向配備磁性攪拌棒的10ml火焰乾燥圓底燒瓶中加入甲基-(3-甲硫基苯基)氨腈(0.185g，1.04mmol)和(5-苄硫基-2-氯)-苯胺鹽酸鹽(0.297g，1.04mmol)。將燒瓶排氣並用氮氣再充滿，重複三次，然後在氮氣條件下密封燒瓶，加熱至160℃3小時。冷卻到室溫時，淺橙色殘餘物溶於最小體積的二氯甲烷(0.5-1ml)，通過使用在二氯甲烷中的0-10％甲醇梯度的矽膠柱層析純化。高真空去除溶劑得到作為玻璃狀白色固體的標題化合物(0.357g，74％)。
1H NMRδ(d6-DMSO)9.70(br s，1H，NH)，8.01(br s，1H，NH)，7.39-7.08(m，11H，芳基H)，7.09(m，1H，芳基H)，4.24(s，2H，CH2)，3.39(s，3H，N-CH3)，2.45(s，3H，S-CH3)。
實施例1(v)N-(2-氯-5-巰基)-苯基-N』(3-甲硫基)苯基-N』-甲基胍鹽酸鹽的合成
氮氣氣氛下向火焰乾燥的Schlenk燒瓶中裝入氯化鋁(0.293g，2.20mmol)和無水甲苯(5ml)。向所得的攪拌懸浮液中加入N-(5-苄硫基-2-氯)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍鹽酸鹽(0.250g，0.54mmol)的甲苯溶液，反應混合物室溫下快速攪拌2小時。所得的混合物用甲醇(5mL)稀釋，產生無色的、均勻的溶液。真空去除溶劑得到無色殘餘物，將其溶於二氯甲烷(3ml)中，過濾，所得濾液使用矽膠柱層析使用在二氯甲烷中的0-10％甲醇梯度純化。分離得到作為玻璃狀白色固體的標題化合物(0.130g，64％)。
通過在K2CO3存在下在丙酮中加熱該鹽酸鹽，然後使用矽膠柱層析使用在二氯甲烷中的0-10％甲醇梯度分離製得游離鹼樣品。
1H NMRδ(CDCl3)7.29(br s，1H，芳基H)，7.28(m，1H，芳基H)，7.13(m，2H，芳基H)，7.11(d m，1H，芳基H)，7.06(dd，1H，芳基H)，7.01(d m，1H，芳基H)，3.48(br s，1H，SH)，3.36(s，3H，NCH3)，2.49(s，3H，SCH3)。
實施例1(vi)N-(2-氯-5-氟甲硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)苯基-N』-甲基胍的合成
氮氣環境下向火焰乾燥Schlenk燒瓶中裝入N-(2-氯-5-巰基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍鹽酸鹽(0.037g，0.10mmol)，三乙胺(0.020g，0.20mmol)和無水二氯甲烷(2-3ml)，冰浴中冷卻至0℃。氟溴甲烷氣體鼓泡通過深色的反應混合物30秒，然後使反應慢慢升溫至室溫。2小時之後，所得的淺黃色溶液真空濃縮產生粗殘餘物，其再溶於二氯甲烷(1ml)中，使用矽膠柱層析法用0-10％梯度甲醇的二氯甲烷溶液純化。高真空去除溶劑得到淺黃色油狀標題化合物(0.024g，68％)。
1H NMRδ(CDCl3)7.32(m，2H，芳基H)，7.20(m，1H，芳基H)，7.17(m，1H，芳基H)，7.16-7.06(m，2H，芳基H)，7，04(m，1H，芳基H)，5.71(d，2H，|J|＝52.8Hz，CH2F)，3.41(s，3H，N-CH3)，2.50(s，3H，S-CH3)。
實施例2N-(2-氯-5-[18F]氟甲硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍 標題化合物使用類似於實施例1(vi)中方法的方法製備，但使用[18F]氟溴甲烷作為滷代烷基化試劑，無水乙腈作為溶劑和碳酸銫作為鹼。產物的認定通過N-(2-氯-5-[18F]氟甲硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍與實施例1(vi)製備的基準試樣的HPLC共洗脫確認。
HPLC方法 對於測試的HPLC分析條件，發現前體N-(2-氯-5-巰基)苯基-N』-3』-(甲硫基)-苯基-N』-甲基胍和對照標準N-(2-氯-5-氟甲硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍之間最有效的色譜分離如下5μ-Luna C-18(2)柱(250×4.6mm)，MP 55/45乙腈/0.01M(NH4)2HPO4，流速1ml/min，UV 254nm。N-(2-氯-5-巰基)苯基-N』-3』-(甲硫基)-苯基-N』-甲基胍前體的保留時間為20.0分鐘，而N-(2-氯-5-氟甲硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍的保留時間為9.70分鐘。
實施例3N-(2-氯-5-(2-氟-乙硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍的合成
向配備回流冷凝器的火焰乾燥Schlenk燒瓶中裝入N-(2-氯-5-巰基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍鹽酸鹽(0.030g，0.08mmol)，碳酸鉀(0.022g，0.16mmol)和無水丙酮(2ml)。向該混合物中加入甲苯磺酸2-氟代乙酯(0.017g，0.080mmol)的丙酮(1ml)溶液，氮氣氣氛下反應加熱至回流3天。冷卻至室溫後真空除去溶劑，殘餘物再溶於二氯甲烷(1ml)。使用0-10％梯度甲醇的二氯甲烷溶液使用矽膠柱層析純化得到淺黃色油狀標題化合物(0.021g，68％)。
1H NMRδ(CDCl3)7.30(m，2H，芳基H)，7.19(br m，1H，芳基H)，7.13(br m，3H，芳基H)，6.94(m，1H，芳基H)，4.53(dt，2H，|J|＝6.6和47.0Hz，CH2F)，3.41(s，3H，N-CH3)，3.12(dt，2H，|J|＝6.6和20.5Hz)，2.51(s，3H，S-CH3)。
實施例4 N-(2-氯-5-(2-[18F]氟-乙硫基))-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍 標題化合物使用類似於實施例3方法的方法製備，但是使用甲苯磺酸2-[18F]氟代乙基酯作為滷代烷基化試劑，無水乙腈/乙醇的1∶2的混合物作為溶劑和碳酸銫作為鹼，產物的認定通過N-(2-氯-5-[18F]氟乙硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)苯基-N』-甲基胍與實施例3製備的基準試樣的HPLC共洗脫確認。
HPLC方法 對於測試的HPLC分析條件，發現前體N-(2-氯-5-巰基)苯基-N』-3』-(甲硫基)-苯基-N』-甲基胍和對照標準N-(2-氯-5-(2-氟-乙硫基))-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍之間最有效的色譜分離如下5μ-Luna C-18(2)柱(250×4.6mm)，MP55/45乙腈/0.01M(NH4)2HPO4，流速1ml/min，UV 254nm。N-(2-氯-5-巰基)苯基-N』-3』-(甲硫基)-苯基-N』-甲基胍前體的保留時間為20.0分鐘，而N-(2-氯-5-氟乙硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍的保留時間為9.40分鐘。
實施例5 N-(2-氯-5-(2-[11C]乙硫基))-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍的合成 標題化合物使用類似於實施例3方法的方法製備，但使用2-[11C]碘乙烷作為滷代烷基化試劑。
實施例6N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍的合成
向配備磁性攪拌器的圓底燒瓶中加入甲醇鈉(1.4mg，26.6μmol)，N-(2-氯-5-巰基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍鹽酸鹽(5.0mg，13.3μmol)和無水甲醇(1ml)。反應混合物在氮氣氣氛下快速攪拌5分鐘，然後混合物進一步用碘甲烷處理(1.8μl，30μmol)。室溫攪拌15分鐘之後，真空除去溶劑，殘餘物進行HPLC分析。
實施例7N-(2-氯-5-[11C]甲硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍的合成 標題化合物使用類似於實施例6方法的方法製備，但使用[11C]碘甲烷作為甲基化試劑。
實施例8N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍的合成實施例8(i)2-氯-5-(甲硫基)苯胺鹽酸鹽的合成 向攪拌的2-氯-5-(甲硫基)苯甲酸(5g，24.67mmol)的叔丁醇(20mL)溶液中加入三乙胺(5.25mL，37.8mmol)。稍微攪拌之後滴加疊氮磷酸二苯酯(diphenylphosphoryl azide)(6mL，27.60mmol)。反應混合物緩慢加熱回流6小時，然後冷卻至室溫。減壓去除溶劑，粗反應混合物溶於四氫呋喃(12.5mL)，然後加入12.5mL三氟乙酸(1∶1)。反應混合物加熱回流6小時，冷卻至室溫後蒸發溶劑。反應混合物在冰水浴中冷卻的同時用NaOH(25％)處理至pH為12。產物重複萃取至乙酸乙酯中(4×25ml)，有機層用水(10mL)洗滌。合併的萃取液通過MgSO4乾燥，真空濃縮，得到黃色油狀物。產物通過柱層析(SiO2，梯度己烷/乙酸乙酯)純化，收集的樣品溶於乙醚中，用HCl/乙醚(10mL，1M)處理得到白色晶體。標題化合物為白色固體(3.73g，產率87％)；mp180-181℃；TLC己烷/乙酸乙酯(9∶1)Rf＝0.51；MS(Cl)m/e 174(M+1，C7H8ClNS)和m/e 191(M+NH3)，1H NMR(CDCl3)δ(ppm)7.2-6.7(m，3H，Ar-H)，2.5(s，3H，S-CH3)。
實施例8(ii)3-(苄硫基)苯胺的合成 向冰浴冷卻的攪拌的氫氧化鈉(2.1g，52.5mmol)水(4ml)溶液中滴加3-氨基苯硫酚(4.8g，38.4mmol)的乙醇(20ml)溶液，然後加入苄基氯(5g，39.5mmol)的乙醇(5ml)溶液。加入之後，反應混合物室溫下攪拌4小時，變成帶有白色沉澱的褐色溶液。濾除沉澱物後，濾液濃縮，殘餘物溶於二氯甲烷(40ml)。二氯甲烷溶液用氫氧化鈉水溶液洗滌三次(0.5M，3×40ml)，水(40ml)洗滌一次。MgSO4乾燥之後過濾，二氯甲烷真空濃縮得到稠的黃色油狀粗製品。進一步通過快速層析法(SiO2，己烷/CH2Cl2，0-100％)純化得到淺黃色油狀3-(苯甲硫基)苯胺(6.77g，82％)，室溫放置之後其固化成白色固體。薄層層析二氯甲烷，Rf＝0.37；1H-NMR(CDCl3)δ(ppm)6.6-7.4(m，9H，Ar-H)，4.15(s，2H，S-CH2)。
實施例8(iii)3-(苄硫基)苯基氨腈的合成。
在0-4℃向攪拌的3-(苄硫基)苯胺(4.6g，21.4mmol)的無水二乙醚(25ml)溶液中緩慢加入溴化氰(1.42g，13.4mmol)的無水二乙醚(10ml)溶液。加入之後，反應混合物室溫攪拌12小時，變成帶有白色沉澱的褐色溶液。過濾去除沉澱，濾液用HCl水溶液(1M，3×40ml)洗滌，然後用鹽水(40ml)洗滌。乙醚溶液通過MgSO4乾燥，過濾，真空濃縮產生黃色油狀粗製品。其進一步通過快速層析法(SiO2，CH2Cl2/EtOAc，0-20％)純化得到白色固體3-(苄硫基)苯基氨腈(2.82g，產率55％)。TLC二氯甲烷/乙酸乙酯(93∶7)，Rf＝0.64；1H-NMR(CDCl3)δ(ppm)7.2-6.7(m，9H，Ar-H)，4.12(s，2H，S-CH2).IR(KBr)3178cm-1(仲N-H)，3023-3085cm-1(C-H芳香伸縮)，2227cm-1(CN)。
實施例8(iv)3-(苄硫基)苯基-N-甲基氨腈的合成 向溶於乙腈(8mL)的3-(苄硫基)苯基氨腈(0.80g，3.33mmol)溶液中加入二異丙基乙基胺(0.65g，5.0mmol)，然後加入甲基碘(0.94g，6.66mmol)。反應混合物在80-85℃回流3小時。去除溶劑之後殘餘物溶於二氯甲烷(40ml)，有機溶液用水(40ml)洗滌。MgSO4乾燥之後過濾，然後真空濃縮二氯甲烷溶液得到黃色油狀粗製品。柱層析(SiO2，己烷/CH2Cl2，50％-100％)純化得到淺黃色油狀3-(苄硫基)苯基-N-甲基氨腈(0.67，80％產率)。CH2Cl2 Rf＝0.45；1H-NMR(CDCl3)δ(ppm)7.3-6.8(m，9H，Ar-H)，4.06(s，S-CH2，2H)，3.57(s，3H，N-CH3)。
實施例8(v)N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-3』-(甲硫基)-苯基-N』-甲基胍的合成 向裝有水冷凝器的25ml乾燥燒瓶中加入3-(苄硫基)苯基-N-甲基氨腈(0.65g，2.56mmol)，2-氯-5-(甲硫基)苯胺鹽酸鹽(0.54g，2.56mmol)和1ml氯苯。然後燒瓶用氮氣吹掃，然後在150℃在攪拌下加熱3小時。反應混合物冷卻至室溫。真空去除氯苯之後，得到粘稠的玻璃狀油狀粗製品。快速層析法(SiO2，CH2Cl2/MeOH，0-20％)純化得到胍鹽酸鹽固體(0.9g，85％產率)薄層層析CH2Cl2/MeOH(9∶1)，Rf＝0.34；1H NMR(CDCI3)δ(ppm)6.8-7.3(m，12H，Ar-H)，4.06(s，S-CH2，2H)，3.57(s，3H，N-CH3)，2.35(s，3H，S-CH3)。
實施例8(vi)N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-3』-巰基苯基-N』-甲基胍的合成 氮氣保護中向25ml乾燥燒瓶中加入三氯化鋁(125mg，0.94mmol)，然後滴加N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N′-3′-(苄硫基)-苯基-N』-甲基胍(100mg，0.23mmol)的甲苯(2ml)溶液。該混合物在氮氣下在室溫攪拌過夜。通過使用乙酸(0.5ml)淬滅反應，然後真空濃縮得到粘稠油狀粗製品。快速層析法(SiO2，CH2Cl2/MeOH，0-20％)純化得到玻璃狀固體標題產物(70mg，96％產率)TLCCH2Cl2/MeOH(9∶1)，Rf＝0.14；1H NMR(CDCl3)δ(ppm)6.8-7.3(m，7H，Ar-H)，3.35(s，3H，N-CH3)，2.4(s，3H，S-CH3)。
實施例8(vii)N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍的合成HPLC方法 對於測試的HPLC分析條件，發現前體N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N-3』-巰基苯基-N』-甲基胍、N-(2-氯-5-巰基)-苯基-N』-3』-(甲硫基)-苯基-N』-甲基胍和對照標準N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-3』-(甲硫基)-苯基-N』-甲基胍之間最有效的色譜分離如下μ-Bondapak C-18柱(300×7.8mm)，MP 60/40乙腈/0.05M(NH4)2HPO4，流速2ml/min，UV 254nm。3』-去甲硫基前體和5-去甲硫基前體的保留時間分別為6.65和6.01分鐘，而N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍的保留時間為11.81分鐘。
向含有N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-3-巰基苯基-N』-甲基胍(0.5-0.8mg)，丁醇鉀(0.5-1.0mg，相對於前體2-4當量)的N，N-二甲基甲醯胺或無水乙醇(250-350μl)溶液中加入碘甲烷(0.3-0.6mg，相對於前體1-2當量)。所得混合物室溫攪拌5分鐘，然後通過加入100μl HPLC流動相(0.05M(NH4)2HPO4)淬滅。取等分量的反應混合物注入HPLC柱中進行分析。基於HPLC分析的結果，表明在所有測試試驗中採用N，N-二甲基甲醯胺或乙醇作為溶劑時標題產物收率高於75％，化學一致性好，並且標題產物與其去甲硫基前體之間的分離對於放射性化學(hot chemistry)中的半製備分離(semi-preparative separation)足夠有效。
實施例9 N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-(3-[11C]甲硫基)-苯基-N』-甲基胍的合成 通過氫化鋁鋰還原[11C]CO2，然後用氫碘酸碘化和蒸餾而製得的[11C]碘甲烷，加入含有N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-3-巰基苯基-N』-甲基胍(0.5mg)，丁醇鉀(0.8mg)的N，N-二甲基甲醯胺(300μl)溶液的小瓶中。室溫下進行標記化學5分鐘，反應混合物通過加入100μl HPLC流動相(0.05M(NH4)2HPO4)猝滅。從反應混合物中取等分試樣注入放射性HPLC系統中。分析在與實施例8中相同的色譜分析條件下進行。洗脫保留時間為11.81分鐘的放射性峰，通過與非放射性的對照標準在相同分析條件下共-洗脫而證實為標題產物。基於[11C]碘甲烷，發現標題產物的衰變修正的放射化學產率大於90％。在回旋加速器轟擊結束後，從[11C]CO2開始，放射合成的總時間在20分鐘之內。
生物學實施例 N-(2-氯-5-(2-[18F]氟-乙硫基))-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍的生物分布數據. 材料與方法 N-(2-氯-5-(2-[18F]氟-乙硫基))-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍根據實施例4製備(在0.9％w/v鹽溶液中～3％乙醇的合成製劑)，放射化學純度為～99％，在注射時，比活度為4-16GBq/nmol-1。生物分布和血液數據來自於11隻成年雄性Sprague-Dawley大鼠(體重範圍269-329g；平均±S.E.＝300±18g)。N-(2-氯-5-(2-[18F]氟-乙硫基))-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍直接注入每隻異氟烷(isoflurane)麻醉的大鼠尾靜脈。然後使每隻動物從麻醉恢復。在注射後指定時刻，麻醉條件下頭頸脫臼處死法處死大鼠，迅速取樣腦和身體組織。
生物分布 數據使用兩組獲得。大鼠給予平均～86MBq(實驗第一天85.3MBq，實驗第二天87.3MBq)，體積0.20ml(～3％醇合成製劑)，通過尾靜脈直接靜脈注射。共同注射的N-(2-氯-5-(2-[18F]氟-乙硫基))-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍的質量為0.7-2.9nmol.kg-1。方法的細節，以及樣品的製備和計算可以在Hume et al.，Nucl.Med.Biol.(1991)18339-351中找到。針對注射的放射性和體重，對數據進行標準化，得到 ′攝取單位(uptake units)′＝(cpm.g-1溼重組織).(注射的cpm.g-1體重)-1 結果 放射性濃度數據另外整理在表1(外圍組織)和表2(腦)中。由於沒有進行代謝物研究，所以反映與母體N-(2-氯-5-(2-[18F]氟-乙硫基))-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍相關的標記的總放射性的比例是未知的。注意死後從心室收集血液和血漿樣品。
體內分布 數據概括在表1中。對於取樣的組織，骨骼肌、皮膚和睪丸顯示出～0.4攝取單位的低初始含量，其在實驗過程中得到保持。骨骼顯示1.4的初始高攝取量，其在實驗90分鐘後降低至～0.8，表明沒有脫氟跡象。在肺中觀察到高的初始攝取(～30攝取單位)，90分鐘時其迅速降低至2攝取單位。在腎和心臟中觀察到相似的曲線。在肝臟、脾和腸中觀察到較慢速度的放射性損失。
表1 靜脈注射N-(2-氯-5-(2-[18F]氟-乙硫基))-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍之後大鼠外周器官和體液中放射性分布作為時間的函數。未進行血容量(bloodvolume)校正。數據為′攝取單位′。組織代碼如下1骨骼，2骨骼肌，3皮膚，4尿，5脂肪，6睪丸，7小腸，8小腸內容物，9大腸，10大腸內容物，11脾，12肝臟，13腎，14胃，15肺，16心臟(心室)。為了對照也顯示對應樣品時間的血漿數據(17)。
組織 時間 分鐘(n＝數據點數目)
腦分布 數據概括在表2中。所有組織在靜脈注射放射性配體之後2分鐘具有比較高的～4攝取單位的初始攝取。然後活性逐漸降低，放射性配體注射之後90分鐘時到達～0.4攝取單位。相對於小腦在海馬(hippocampus)和皮層中得到小信號，經過第一個40分鐘從～0.8增加至1.3，此後到90分鐘其降至1。
N-(2-氯-5-(2-[18F]氟-乙硫基))-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍的外周清除(peripheral clearance)是通過腎臟到尿和通過腸。大鼠腦在靜脈注射N-(2-氯-5-(2-[18F]氟-乙硫基))-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍之後最早的樣品時間(2min)顯示出放射性的高攝取。由於生理學上′封閉′或受體的靜止狀態(restingstate)，微小的多樣性(differential heterogeneity)很難檢測到。由於～60min之後小腦顯示最低保留，所以當相對於小腦放射性表示數據時，在海馬中看見小信號(已知的高NMDA受體密度區域；Bowery et al.(1988)Br.J.Pharmacol.93944-954)。
表2 N-(2-氯-5-(2-[18F]氟-乙硫基))-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍通過靜脈注射之後大鼠腦組織中放射性分布作為時間的函數。數據為′攝取單位′。星號表示每個時間點來自2或3隻大鼠的平均數。其中n＝3時，顯示平均±SD值。所有其他值來自於每時間點的1隻大鼠。組織的編號如下1嗅結節(olfactorytubercles)，2內嗅皮質(entorhinal cortex)，3下丘腦(hypothalamus)，4丘腦(thalamus)，5前額皮質(prefrontal cortex)，6紋狀體(striata)，7軀體感覺皮質(somatosensory cortex)，8海馬，9枕葉皮質(occipital cortex)，10下丘(inferiorcolliculi)，11上丘(superior colliculi)，12腦橋和髓質(pons with medulla)和13小腦。同樣，為了與血液數據(18)對比顯示血漿數據(17)。
組織 時間 分鐘(n＝數據點的數目)

權利要求
1. 一種式(I)化合物；
或其鹽或溶劑化物，其中
R1為氫或C1-4烷基；
R2和R4分別獨立地選自C1-4烷基、[11C]-C1-4烷基和[18F]-C1-4氟代烷基，條件是R2和R4中的至少一個為[11C]-C1-4烷基或[18F]-C1-4氟代烷基；和R3為滷素。
2. 式(Ia)的根據權利要求1的化合物
或其鹽或溶劑化物，其中R1、R2、R3和R4如權利要求1中所定義。
3. 根據權利要求1或2的化合物，選自
N-(2-氯-5-[18F]氟甲硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍；
N-(2-氯-5-(2-[18F]氟乙硫基))-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍；
N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-(3-[18F]氟甲硫基)-苯基-N』-甲基胍；
N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-(3-(2-[18F]氟乙硫基))-苯基-N』-甲基胍；
N-(2-氯-5-[11C]甲硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍；
N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-(3-[11C]甲硫基)-苯基-N』-甲基胍；
N-(2-氯-5-[11C]乙硫基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍；和
N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-(3-[11C]乙硫基)-苯基-N』-甲基胍；或它們中任何一種的鹽或溶劑化物。
4. 根據權利要求1-3任一權利要求的化合物，用於體內診斷或成像方法如PET。
5. 根據權利要求1-3任一權利要求的化合物用於製備用於NMDA-介導的疾病的體內診斷或成像的放射性藥物的應用。
6. 一种放射性藥物製劑，包括根據權利要求1-3任一權利要求的化合物以及藥學可接受的賦形劑。
7. 一種用於在受試者優選人中體內診斷或成像NMDA-介導的疾病的方法，包括給予根據權利要求1-3任一項的化合物。
8. 一種式(II)的化合物
或其鹽，其中R2或R4中的一個為氫或硫醇保護基例如苄基，另一個為氫、C1-4烷基或硫醇保護基如苄基；R1為氫或C1-4烷基，R3為滷素。
9. 根據權利要求8的式(II)化合物，選自
N-(5-苄硫基-2-氯)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍；
N-(2-氯-5-巰基)-苯基-N』-(3-甲硫基)-苯基-N』-甲基胍；
N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-3』-(苄硫基)-苯基-N』-甲基胍；
N-(2-氯-5-甲硫基)-苯基-N』-3』-巰基苯基-N』-甲基胍；
或其鹽。
10. 式(I)化合物或其鹽或溶劑化物的製備方法
其中
R1為氫或C1-4烷基；
R2和R4分別獨立地選自C1-4烷基、[11C]-C1-4烷基和[18F]-C1-4氟代烷基，條件是R2和R4中的至少一個為[11C]-C1-4烷基或[18F]-C1-4氟代烷基；和
R3為滷素；
其包括式(II)化合物的反應
其中R2或R4中的一個為氫或硫醇保護基例如苄基，另一個為氫、C1-4烷基或硫醇保護基如苄基；R1為氫或C1-4烷基，R3為滷素；
該反應通過(i)去除任何硫醇保護基，和(ii)與合適的滷代烷[11C]C1-4烷基-X或[18F]-C1-4氟代烷基-Y反應而進行，其中X和Y獨立地為滷素，優選氯、碘或溴，或其他合適的離去基團例如芳基或烷基磺酸酯，例如甲苯磺酸酯、三氟甲基磺酸酯或甲磺酸酯；在合適的溶劑中和在鹼存在下。
11. 一種用於製備包括權利要求8或9中定義的式(II)化合物的放射性藥物製劑的試劑盒。
全文摘要
本發明提供一種式(I)的化合物；或其鹽或溶劑化物，其中R1為氫或C1-4烷基，R2和R4分別獨立地選自C1-4烷基、[11C]C1-4烷基和[18F]-C1-4氟代烷基，條件是R2和R4中的至少一個為[11C]C1-4烷基或[18F]-C1-4氟代烷基；R3為滷素。該種化合物用於中樞神經系統受體的成像。
文檔編號C07C323/44GK101253149SQ200680022352
公開日2008年8月27日 申請日期2006年6月23日 優先權日2005年6月23日
發明者E·G·羅賓斯, E·阿斯塔德 申請人:哈默史密斯網上成像有限公司