説明

放射性標識方法

本発明は、陽電子放射断層撮影(PET)用放射性リガンド及び[18F]放射性フッ素化試薬を製造するための[18F]放射性フッ素化化学分野に関する。本発明はさらに、これらを製造するためのキットも提供する。

TPO−9018AMに関する注釈
☆訳文2頁33行目の「テトラヒドロフラン」は重複しています。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、陽電子放射断層撮影(PET)用放射性リガンド及び[18F]放射性フッ素化試薬を製造するための[18F]放射性フッ素化化学分野に関する。本発明はさらに、これらを製造するためのキットも提供する。
【背景技術】
【0002】
18Fを導入するために常用されている方法は、求核性[18F]フッ化物による脱離基の直接置換、或いは[18F]F2、[18F]アセチル次亜フッ素酸塩(Lerman et al,Appl.Radiat.Isot.49(1984),806−813)又はN−[18F]フルオロピリジニウム塩(Oberdorfer et al,Appl.Radiat.Isot.39(1988),806−813)のような求核試薬の使用による脱離基の直接置換であるか、或いは18F−放射性フッ素化標識試薬を製造し、次いでこれをアルキル化のような第2の反応によってリガンド前駆体と反応させることを含む二段階法である。後者のアプローチは一般に求核中心を介してO、N又はSを取り込むが、これは得られるPET用放射性リガンドの代謝不安定性を招くことがある。さらに、PETの価値は治療薬のファルマコフォアの構造を正確に模倣する放射性リガンドを使用し得ることにあり、したがってPET用放射性リガンド中にO、N又はSを取り込むことは必ずしも望ましくない。
【0003】
Steiniger et al,J.Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals 49(9),817−827(2006)には、ある種のアリールボロン酸と4−[18F]フルオロヨードベンゼンとのカップリングによって4−[18F]フルオロビフェニル化合物を生成することが記載されている。同様なカップリングは、特に[11C]トリル誘導体の生成のため、11C標識の分野で使用されてきた(例えば、Hoestler et al,J.Labelled Compounds and Radiopharms(2005),48,629−634)。Hoestler et al,J.Org.Chem.(1998),63,1348−1351には、[11C]メチルヨージドとアルキルボランとのカップリングが記載されている。
【0004】
しかし、生体分子中に[18F]ラベルを温和な条件下で迅速かつ化学選択的に導入して、高い放射化学収率及び純度で[18F]標識生成物を得ることを可能にする別の[18F]放射性フッ素化試薬又はシントン及び[18F]放射性フッ素化方法に対するニーズは依然として存在している。さらに、かかる方法であって、臨床現場での[18F]放射性リガンドの調製を容易にするための自動化に適した方法に対するニーズも存在している。本明細書中に記載される方法は、直接[18F]フルオロアルキル化により、他の方法では入手できない生体分子を得ることを可能にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
国際公開第2008/023780号パンフレット
【発明の概要】
【0006】
本発明の第1の態様では、次の式(I)の化合物の製造方法であって、
Y−(C1-8アルキル)−18F (I)
(式中、Yは生物学的ターゲティング部分である。)
適当な溶媒中において塩基及び遷移金属触媒の存在下で、次の式(II)の化合物を次の式(III)の化合物と反応させることを含んでなる方法を提供する。
【0007】
Y−B(Z)2 (II)
(式中、Yは式(I)の化合物に関して定義した通りであり、Bはホウ素であり、Zはヒドロキシ、C1-6アルコキシ、C1-6アルキル、C5-12アリールオキシ及びC5-12アリールから選択されると共に、各Zはヒドロキシ、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ及びハロから選択される1〜4の置換基で任意に置換され、或いは両Zはこれらが結合するBと共に有機ホウ素環状部分を形成する。)
X−(C1-8アルキル)−18F (III)
(式中、Xはクロロ、ブロモ、ヨード、C1-6アルキルスルホネート、ハロC1-6アルキルスルホネート又はアリールスルホネート(例えば、トリフルオロメタンスルホネート、メタンスルホネート又はトリルスルホネート)であり、C1-8アルキル基は式(I)の化合物に関して定義した通りである。)
【発明を実施するための形態】
【0008】
式(I)及び式(III)の化合物において、Yは生物学的ターゲティング部分であり、好適には非ペプチド系薬物様小分子又はその保護誘導体であり、通例は炭素、水素並びに任意には酸素、窒素及び硫黄から選択される1〜6のヘテロ原子から構成される置換又は非置換の芳香族又は脂肪族五員乃至八員単環或いは十員乃至十八員の縮合又は非縮合二環系である。
【0009】
式(I)及び式(III)の化合物中のC1-8アルキル基は、好適にはメチル、エチル、イソプロピル、n−プロピル、n−ブチル、シクロヘキシル及びシクロオクチルから選択される、直鎖又は枝分れアルキル基或いは環状アルキル基である。
【0010】
式(II)の化合物において、有機ホウ素環状部分という用語は、9−ボラビシクロ[3.3.1]ノニルのような、ホウ素を追加含有するC4-12単環式又は二環式脂肪族ヒドロカルビル基、或いは次式の基のような、ホウ素を追加含有するC5-12単環式又は二環式アリール基を意味する。
【0011】
【化1】

式中、アリール環はヒドロキシ、C1-8アルキル、C1-8アルコキシ及びハロから選択される1〜4の置換基で任意に置換できる。
【0012】
式(II)の化合物において、Zは好適にはヒドロキシ、メトキシ、エトキシ、メチル及びエチレンから選択されるか、或いは−B(Z)2基は9−ボラビシクロ[3.3.1]ノニル及び次式の基のいずれかである、請求項1記載の方法。
【0013】
【化2】

式中、アリール環はヒドロキシ、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ及びハロから選択される1〜4の置換基で任意に置換できる。
【0014】
式(III)の化合物中のXは、さらに好適にはブロモ又はヨードであり、最も好適にはブロモである。
【0015】
本発明の一態様では、式(III)の化合物は18F−CH2Br、18F−CH2CH2Br及び18F−CH2CH2CH2Brから選択される。
【0016】
適当な溶媒には、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジクロロメタン、クロロホルム、アセトニトリル、トルエン、テトラヒドロフラン、イソプロパノール、tert−アミルアルコール、ジエチルエーテル及びテトラヒドロフランがある。
【0017】
遷移金属触媒は、好適にはパラジウム又はニッケル触媒である。好ましいニッケル触媒には、NiI2/トランス−2−アミノシクロヘキサノール又はNiCl2・グライム/プロリノールのようなニッケル/アミノアルコール誘導体及び(微粉又はニッケル反応器としての)ニッケル金属がある。好適なPd触媒には、Pd(PPH32Cl2、Pd(PPH34、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(Pd2(dba)3)、Pd2(dba)3/P(シクロヘキシル)3、Pd2(dba)3/IPrHCl(式中、IPr=1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾール−2−イリデン)、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)(Pd(dppf)Cl2)、Pd(OAc)2/P(t−Bu)2Me及びPd(OAc)2/P(シクロヘキシル)3がある。
【0018】
本方法は、極端でない温度、好適には周囲温度又は溶媒の沸点以下(例えば、100℃以下)の高温で適宜に実施される。本発明の一態様では、本方法はマイクロ波加熱を用いて実施される。
【0019】
反応物は、塩基、好適には無機塩基(例えば、炭酸カリウム、炭酸セシウム、水酸化ナトリウム、水酸化セシウム又はリン酸三カリウム)或いはルイス塩基(例えば、KOt−ブチル)を含んでいる。
【0020】
式(II)の化合物は、例えば、Miyaura et al,Chem Rev 1995,vol 95(7)、Brown et al,Organometallics(1983),2,1311−1316、Yang et al,Medicinal Research Reviews,Vol 23(3),346−368(2003)、Coord Chem Rev 2002,224(1−2),171−243、及びBoronic Acids−Preparation and Applications in Organic Synthesis(Wiley−VCH,2006)by Dennis G.Hallに記載されているような、当業者にとって公知の方法によって製造できる。
【0021】
式(III)の化合物は、当技術分野で公知の方法により、商業的に入手可能な出発原料から製造できる。例えば、[18F]フルオロハロアルカンは以前から、([18F]F-による)脱離基の求核置換によって適当な前駆体化合物から製造されてきた。即ち、例えば、Zhang et al,Applied Radiation and Isotopes 57,335−342(2002)には、[18F]F-で2−トリフルオロメタンスルホニルオキシエチルブロミドを求核置換することによる[18F]フルオロエチルブロミドの合成法が記載されており、またSeung−Jun et al,Applied Radiation and Isotopes(1999),51,293−7には、3−[18F]フルオロプロピルブロミドの類似合成法が記載されている。同様な方法はComagic et al,Applied Radiation and Isotopes(2002),56,847−851にも記載されていて、そこでは[18F]F-で1,2−ジブロモエタンを求核置換することによって2−ブロモ−1−[18F]フルオロエタンが製造されている。[18F]フルオロハロアルカンを合成するための別の方法は、国際公開第2004/029006号に見出すことができる。式(III)の他の化合物は、例えば、J.Med.Chem.,1991,34(4),1363、J.Med.Chem.,1996,36(26),5110、及びJLCR 2001,44,S909−S911の方法に対する類推によって製造できる。
【0022】
18F]フッ素化することで式(III)の化合物を与え得る典型的な前駆体化合物には、次の式(IV)のものがある。
【0023】
X−(C1-8アルキル)−L (IV)
式中、Xはクロロ、ブロモ、ヨード、C1-6アルキルスルホネート、ハロC1-6アルキルスルホネート又はアリールスルホネート(例えば、トリフルオロメタンスルホネート、メタンスルホネート又はトリルスルホネート)であり、C1-8アルキル基は式(I)の化合物に関して定義した通りであり、Lは例えばクロロ、ブロモ、ヨード、C1-6アルキルスルホネート、ハロC1-6アルキルスルホネート及びアリールスルホネート(例えば、トリフルオロメタンスルホネート、メタンスルホネート及びトリルスルホネート)から選択される脱離基である。
【0024】
18F]フッ化物イオンは、簡便には(p,n)核反応を用いて18O濃縮水から製造され(Guillaume et al,Appl.Radiat.Isot.42(1991)749−762)、一般にカリウム塩として単離される。かかる塩は乾燥され、テトラアルキルアンモニウム塩又はアミノポリエーテル(例えば、Kryptofix 2.2.2)のような相間移動剤を用いて可溶化される。
【0025】
当業者には容易に理解される通り、式(I)の化合物の合成時には、不要の副反応を防止するために保護基が必要となることがある。したがって、式(II)の化合物のような合成中間体の保護誘導体は、ある種の反応基の不要の反応を防止するために1以上の保護基を含んでいる。好適な保護基はProtective Groups in Organic Synthesis,Theorodora W.Greene and Peter G.M.Wuts(John Wiley & Sons Inc.発行)中に見出すことができ、これにはかかる保護基の組込み及び除去のための方法も記載されている。
【0026】
簡便には、式(II)の化合物はキットの一部として放射線薬局に供給できる。かかるキットは、適宜に改造された自動化合成装置内に挿入できるカートリッジを含み得る。かかるカートリッジは、式(II)の化合物以外に、不要のフッ化物イオンを除去するためのカラム、及び反応混合物を蒸発させかつ生成物を製剤化するため必要に応じて連結される適当な容器を含み得る。試薬及び溶媒並びに合成のために必要なその他の消耗品もまた、放射能濃度、体積、送出時間などに関するカスタマーの要求条件を満たすように合成装置を運転させるソフトウェアを保持したコンパクトディスクと共に含めることができる。簡便には、試験間での汚染の可能性を最小限に抑えると共に無菌性及び品質を保証するため、キットのすべての構成要素が使い捨てである。
【0027】
本発明はさらに、上記に記載されたPET用の式(I)の化合物を製造するための放射性医薬品キットであって、
(i)上記に記載された式(II)の化合物を含む容器、並びに
(ii)上記に記載された式(IV)の化合物及び前記式(IV)の化合物を18-の供給源と接触させる手段を含む容器
を含んでなる放射性医薬品キットを提供する。
【実施例】
【0028】
アリールボロン酸の18F−フルオロアルキル化
Niで触媒されるスズキクロスカップリング化学を用いる[18F]フルオロアルキル化は、ボロン酸を用いる1−X−(CH2n18F(ただし、X=I、Br)型標識剤の直接挿入のための経路を提供する。最近報告されたセロトニン輸送体リガンド[18F]AFM、[18F]AFE及び[18F]AFPは、Y.Huang et al.(J.Med.Chem.,2005,48,2559)によって記載されているように、塩化物又はトシレート脱離基を[18F]塩化物イオンで求核置換し、次いでアリールニトロ基を還元することで標識された。Niで触媒されるスズキクロスカップリング化学の適用は、ニトロ基の還元に先立ち、通常のボロン酸前駆体を用いて各種の[18F]フルオロアルキル基をカップリングすることを容易にする。
【0029】
【化3】

実施例1:[18F]AFE(2−[[2−アミノ−4−(2−[18F]フルオロエチル)フェニル]チオ]−N,N−ジメチルベンゼンメタナミン)の合成
段階1:ボロン酸前駆体[2−(4−ボロン酸−2−ニトロフェニルスルファニル)ベンジル]ジメチルアミンの合成
Choi et al.(Journal Label.Compd.Radiopharm.,2001,44,S190−192)の方法に従い、2−チオ−N,N−ジメチルベンズアミドから出発して、炭酸カリウム塩基の存在下で1−ブロモ−4−ヨード−2−ニトロベンゼンと反応させることで、2−(4−ヨード−2−ニトロフェニルスルファニル)−N,N−ジメチルベンズアミドを得る。続いて、ベンズアミドをボランで還元することで、[2−(4−ヨード−2−ニトロフェニルスルファニル)ベンジル]ジメチルアミンを得る。テトラヒドロフランのような無水溶媒中においてヨウ化物をアルキルリチウム試薬(例えば、n−BuLi)又はグリニャール(例えば、イソプロピルマグネシウムブロミド)と低温(−78℃)で反応させ、次いでトリアルキルボレート(例えば、トリイソプロピルボレート)で奪活し、水性酸で処理すれば、ボロン酸誘導体[2−(4−ボロン酸−2−ニトロフェニルスルファニル)ベンジル]ジメチルアミンが得られる。
【0030】
段階2:[18F]AFE(2−[[2−アミノ−4−(2−[18F]フルオロエチル)フェニル]チオ]−N,N−ジメチルベンゼンメタナミン)を製造するためのスズキカップリング化学
極性溶媒(例えば、テトラヒドロフラン又はジオキサン)中において適当な遷移金属触媒(例えば、NiI2/トランス−2−アミノシクロヘキサノール)及び塩基(例えば、リン酸カリウム)の存在下で[2−(4−ボロン酸−2−ニトロフェニルスルファニル)ベンジル]ジメチルアミンを[18F]フルオロエチルブロミドと室温又はそれより高い温度で反応させれば、所望のクロスカップリング生成物が得られる。本実施例のためには、[18F]フルオロエチルブロミドはBauman et al.(Tetrahedron Lett.,2003,44,9165)によって発表された方法に従って製造できよう。[18F]AFEの合成を完結するため、Y.Huang et al.(J.Med.Chem.,2005,48,2559)によって記載されたニトロ化合物の処理方法と類似の方法、即ちCu(OAC)2又はSnCl2で触媒される水素化ホウ素ナトリウム還元によってニトロ基を対応するアミンに転化することでニトロ基の還元が達成される。
【0031】
ビニルボロン酸の18F−フルオロアルキル化
最近、放射性標識ヌクレオシドである5−(2−[18F]フルオロエチル)−2’−デオキシウリジン([18F]FEDU)の合成法がC.−S.Yu et al.(J.Label.Compd.Radiopharm.2003,46,421)によって報告されており、このラジオトレーサーはトシレート脱離基の求核置換によって放射性標識された。5−ボロン酸誘導体と[18F]フルオロエチルブロミドとのNi触媒クロスカップリングによれば、所望の[18F]フルオロエチル標識されたO−保護トレーサーが得られるはずである。
【0032】
【化4】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
次の式(I)の化合物の製造方法であって、
Y−(C1-8アルキル)−18F (I)
(式中、Yは生物学的ターゲティング部分である。)
適当な溶媒中において塩基及び遷移金属触媒の存在下で、次の式(II)の化合物を次の式(III)の化合物と反応させることを含んでなる方法。
Y−B(Z)2 (II)
(式中、Yは式(I)の化合物に関して定義した通りであり、Bはホウ素であり、Zはヒドロキシ、C1-6アルコキシ、C1-6アルキル、C5-12アリールオキシ及びC5-12アリールから選択されると共に、各Zはヒドロキシ、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ及びハロから選択される1〜4の置換基で任意に置換され、或いは両Zはこれらが結合するBと共に有機ホウ素環状部分を形成する。)
X−(C1-8アルキル)−18F (III)
(式中、Xはクロロ、ブロモ、ヨード、C1-6アルキルスルホネート、ハロC1-6アルキルスルホネート又はアリールスルホネートであり、C1-8アルキル基は式(I)の化合物に関して定義した通りである。)
【請求項2】
式(II)の化合物において、Zがヒドロキシ、メトキシ、エトキシ、メチル及びエチレンから選択されるか、或いは−B(Z)2基が9−ボラビシクロ[3.3.1]ノニル及び次式の基のいずれかである、請求項1記載の方法。
【化1】

(式中、アリール環はヒドロキシ、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ及びハロから選択される1〜4の置換基で任意に置換できる。)
【請求項3】
式(III)の化合物において、Xがブロモ又はヨードであり、好ましくはブロモである、請求項1又は請求項2記載の方法。
【請求項4】
式(III)の化合物が18F−CH2Br、18F−CH2CH2Br及び18F−CH2CH2CH2Brから選択される、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の方法。
【請求項5】
請求項1に記載されたPET用の式(I)の化合物を製造するための放射性医薬品キットであって、
(i)請求項1又は請求項2に記載された式(II)の化合物を含む容器、並びに
(ii)次の式(IV)の化合物及び前記式(IV)の化合物を18F供給源と接触させる手段を含む容器
を含んでなる放射性医薬品キット。
X−(C1-8アルキル)−L (IV)
(式中、Xはクロロ、ブロモ、ヨード、C1-6アルキルスルホネート、ハロC1-6アルキルスルホネート又はアリールスルホネートであり、C1-8アルキル基は式(I)の化合物に関して定義した通りであり、Lはクロロ、ブロモ、ヨード、C1-6アルキルスルホネート、ハロC1-6アルキルスルホネート及びアリールスルホネートから選択される脱離基である。)

【公表番号】特表2012−522051(P2012−522051A)
【公表日】平成24年9月20日(2012.9.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−503472(P2012−503472)
【出願日】平成22年3月15日(2010.3.15)
【国際出願番号】PCT/US2010/027278
【国際公開番号】WO2010/117557
【国際公開日】平成22年10月14日(2010.10.14)
【出願人】(504000591)ハマースミス・イメイネット・リミテッド (26)
【氏名又は名称原語表記】Hammersmith Imanet Ltd
【Fターム(参考)】