專利名稱：¹⁸F-標(biāo)記的葉酸類的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新的18F-葉酸(folate)放射性藥物,其中氟-18是通過三唑-或四唑-連接基共價(jià)連接到葉酸或其衍生物，它們的制備方法，以及它們在診斷和監(jiān)測癌癥和炎癥和自身免疫疾病及其治療中的用途。背景用于遞送效應(yīng)物部分例如診斷或治療劑的細(xì)胞特異性靶向作用是一個(gè)廣泛研究的領(lǐng)域，并且已導(dǎo)致非侵入性診斷和/或治療醫(yī)學(xué)應(yīng)用的發(fā)展。特別是，在核醫(yī)學(xué)操作和治療的領(lǐng)域，其應(yīng)用放射活性物質(zhì)發(fā)射電磁輻射如Y-射線或光子或粒子發(fā)射輻射，需要這 些放射活性物質(zhì)在靶向的細(xì)胞或組織中的選擇性定位，以實(shí)現(xiàn)用于特異性組織的顯像的高信號強(qiáng)度、評價(jià)疾病和/或監(jiān)測治療性治療的作用，或者實(shí)現(xiàn)高輻射劑量以用于給特定患病位置遞送充足劑量的電離輻射，而在其它組織例如健康組織中無輻射損傷的風(fēng)險(xiǎn)。因此重要關(guān)注的是確定和評價(jià)細(xì)胞特異性結(jié)構(gòu)，并且特別是腫瘤(即癌癥)或者炎癥和自身免疫性疾病中存在的結(jié)構(gòu)，例如受體、抗原、半抗原等，它們能通過各自的生物學(xué)載體而特異性地被靶向。葉酸受體(FR)已被鑒定為是這些結(jié)構(gòu)中的一種。FR是一種高度親和性(Kd< 10_9M)的膜相關(guān)蛋白。在正常組織和器官中，F(xiàn)R-表達(dá)高度局限于僅僅很少數(shù)器官(例如腎、肺、脈絡(luò)叢和胎盤)，在這些地方它大量地存在于上皮細(xì)胞的腔表面，并且因此在循環(huán)中無葉酸供應(yīng)。FR-α通常在多種特定細(xì)胞類型中過表達(dá)，例如上皮性腫瘤(例如卵巢、頸脊、子宮內(nèi)膜、乳房、結(jié)腸直腸、腎、肺、鼻咽)，而FR-β通常在白血病細(xì)胞中過表達(dá)(約70%的急性髓細(xì)胞性白血病(AML)為FR-β陽性)。因此兩者均可用作有價(jià)值的腫瘤標(biāo)記物以用于選擇性腫瘤革巴向作用(Elnakat and Ratnam, Adv. Drug Deliv. Rev. 2004 ；56 1067-84)。此外，近來發(fā)現(xiàn)被診斷為患有類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的患者中的活化的(但不是休眠的)滑液巨曬細(xì)胞具有功能上活化的FR-β (Nakashima-Matsushita et al,Arthritis & Rheumatism,1999,42(8) :1609-16)。因此，活化的巨噬細(xì)胞可以用葉酸綴合物選擇性地靶向進(jìn)入關(guān)節(jié)炎患者關(guān)節(jié)中，這開創(chuàng)了類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的診斷和治療的可能性(Paulos et al,Adv. DrugDeliv. Rev. 2004 ；56 :1205-17)?；诘す羌芡ㄟ^苯甲?；被糠志Y合結(jié)合到谷氨酸根上的葉酸，和其衍生物因此在過去15年被集中地作為靶向劑進(jìn)行了研究以用于將治療和/或診斷劑遞送到具有葉酸受體的細(xì)胞群，以便使治療和/或診斷劑在此類細(xì)胞中相比于正常細(xì)胞中而言達(dá)到選擇性的濃度。多種葉酸衍生物和綴合物是已知的，并且已作臨床或臨床前評價(jià)，其包括葉酸放射性藥物(Leamon and Low, Drug Discov. Today2001 ；6 :44-51 ;US4, 276，280)、氟化的葉酸化學(xué)治療劑(US4，628，090)、與化學(xué)治療劑的葉酸綴合物(Leamon and Reddy, Adv. DrugDeliv. Rev. 2004 ；56 :1127-41 ；Leamon et al, Bioconjugate Chem. 2005 ； 16 :803-11)、與蛋白和蛋白毒素的葉酸綴合物(Ward et al, . J. Drug Target. 2000 ；8 :119-23 ；Leamonet al, J. Biol.Chem. 1993 ；268 :24847-54 ；Leamon and Low, J.Drug Target. 1994；2 101-12)、與反義寡核苷酸(olicorucIeotides)的葉酸綴合物(Li et al,Pharm. Res. 1998 ；15 :1540-45 ；Zhao and Lee, Adv. Drug Deliv. Rev. 2004 ；56 :1193-204)、與脂質(zhì)體的葉酸綴合物(Lee and Low, Biochim. Biophys. Acta-Biomembr. 1995 ；1233 :134-44 ；Gabizonet al, Adv. Drug Deliv. Rev. 2004 ;56 :1177-92)、與半抗原分子的葉酸綴合物(Paulos etal, Adv. Drug Deliv. Rev. 2004 ；56 :1205-17)、與 MRI 造影劑的葉酸綴合物(Konda et al,Magn. Reson. Mat. Phys. Biol. Med. 2001 ；12 :104-13)等等。通常所有的這些衍生物和綴合物在葉酸的谷氨酸根部分被修飾，這適用于已知的羧酸偶合法。葉酸放射性藥物可以特別有用的，可用于改善癌癥和炎癥和自身免疫疾病治療的效果的診斷和評價(jià)。其可包括治療應(yīng)答的評價(jià)和/或預(yù)測并且因此改善放射量測定。適用于放射成像的典型顯像技術(shù)是本領(lǐng)域已知的，并且包括正電子發(fā)射斷層攝影法(PET)、二維或單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)成像、Y照相法、閃爍法等。
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PET和SPECT均將放射性示蹤劑用于成像、繪圖和測定所選靶位置的活性。雖然PET仍使用正電子發(fā)射核素，其要求附近的回旋加速器；而SPECT使用通過發(fā)生器系統(tǒng)獲得的單光子發(fā)射核素，這可以使它使用更方便。然而，SPECT提供了相對于PET更低的靈敏度，此外還缺乏少數(shù)近似定量方法。在PET的情況下，正電子湮沒產(chǎn)生兩個(gè)511keV的、射線，其為充分開發(fā)的定量方法提供了基礎(chǔ)。因此PET是一種最精密的功能成像技術(shù)，以評價(jià)配體或代謝底物在腦和其它器官中的局部攝取和親和性，并且因此提供了基于代謝活性的成像的測定方法。這是例如通過給受試者施用正電子發(fā)射同位素而實(shí)現(xiàn)的，由于其經(jīng)歷放射性衰變，由正電子/電子湮沒而產(chǎn)生的Y射線是通過PET掃描機(jī)檢測的。在適合用于PET的同位素的選擇中需要考慮的因素包括正電子發(fā)射同位素的足夠的半衰期以容許在施用于患者之前制備任選在藥學(xué)可接受的載體中的診斷組合物，以及足夠剩余的半衰期以產(chǎn)生足夠的活性以容許PET掃描的體外測量。此外，適合的同位素應(yīng)當(dāng)具有足夠短的半衰期以限制患者暴露于不必要的輻射。通常，用于PET的適合的放射性藥物可以是以金屬同位素為基礎(chǔ)的，例如鎵或銅。然而，這二者需要螯合劑以用于俘獲該金屬，其可能對立體和化學(xué)性質(zhì)有作用。另外，放射性藥物可以基于共價(jià)連接的同位素，其提供了最小的結(jié)構(gòu)改變。用于共價(jià)連接并且適用于PET掃描的放射性核素通常是具有短半衰期的同位素，例如 11C(約 20min)、13N(約 IOmin)、150(約 2min)、18F(約 IlOmin)。迄今為止，許多基于螯合物的葉酸放射性藥物已被合成并且被成功地評價(jià)為用于對葉酸受體-陽性腫瘤成像的診斷劑。最廣泛研究的衍生物是用111In和99mTc標(biāo)記的(Siegel et al. , J. Nucl. Med. 2003, 44 :700 ；Miiller et al. , J. Organomet. Chem. 2004,689 :4712)，其用于 SPECT ;或者是用 68Ga 標(biāo)記的，其用于 PET (Mathias et al.，Nucl. Med.Biol. 2003，30 (7) :725)。然而，上述的所有均需要一種適宜的螯合劑，該螯合劑通常要通過其谷氨酸根部分與葉酸連接。因此具有共價(jià)連接的同位素的葉酸放射性藥物將是非常感興趣的。特別是18F-標(biāo)記的葉酸放射性藥物是最適合PET成像的，原因在于它的優(yōu)異的成像特征將會(huì)滿足所有上述考慮。與其它適宜的放射性核素(nC、13N、150)相比，18F是非常有用的，因?yàn)樗鼈儼胨テ陂L，大約為110分鐘，并且因?yàn)樗ㄟ^發(fā)射具有最低正電子能的正電子而衰減，這可得到具有高分辨率PET的最清晰的影像。此外，18F的更長的半衰期允許更復(fù)雜并且伴隨分配到PET中央而無需放射化學(xué)設(shè)備的合成法。然而，葉酸的結(jié)構(gòu)不能適用于直接用18F放射標(biāo)記。因此迄今為止，僅有非常少的18F-標(biāo)記的葉酸衍生物報(bào)道于文獻(xiàn)中(Bettio et al.，J. Nucl. Med.，2006，47 (7)，1153 ;W02006/071754)。此外，當(dāng)前報(bào)道的放射合成是費(fèi)時(shí)間的，并且僅得到低于5%的低放射化學(xué)產(chǎn)率(Bettio et al.，J. Nucl. Med.，2006，47 (7)，1153)。因此當(dāng)前已知的 18F-標(biāo)記的葉酸類或其衍生物不能夠滿足對適合于腫瘤代謝成像以改善癌癥和炎癥和自身免疫疾病的診斷和治療的特異性放射性藥物的需求。申請人:現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生新的18F-標(biāo)記的葉酸放射性藥物的有效的和通用的方法，其中氟-18是通過三唑或四唑-連接基與葉酸或其衍生物連接的，例如與葉酸的谷氨酸根官能團(tuán)連接。初步的體外研究表明了它們作為用于FR-陽性腫瘤的強(qiáng)有力診斷劑的適用性。
發(fā)明概述本發(fā)明在第一方面涉及新的18F-葉酸放射性藥物(下文亦稱為本發(fā)明化合物)，其中氟-18是通過三唑或四唑連接基連接到葉酸或其衍生物，例如連接到葉酸或衍生物的谷氨酸根官能團(tuán)。在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，該新的葉酸放射性藥物是式I化合物，P-S1-Ar1-S2-18FI其中P是葉酸或其衍生物，S1, S2相互獨(dú)立地是單鍵或間隔基，和Ar1是三唑或四唑。優(yōu)選地，S1和S2相互獨(dú)立地是單鍵或間隔基單元，例如直鏈或支鏈C1-C12烷基，其是未取代的或者被以下至少一個(gè)取代_CN、-Hal、-OH、-NH2, -SH、-SO3H或-NO2，并且其中一個(gè)或多個(gè)非-相鄰的CH2基團(tuán)可以獨(dú)立地被以下代替-O-、-CO-、-C0-0-、-0-C0-、-NR''-N=、-·' -CO-、-CO-NR' -、-NR' -C0-0-, -O-CO-NR; -、-NR' -CO-NR; -、-CH =CH->-C = C->-S->-SO3R; -、-PR' _或者5-或6-兀芳香環(huán),該芳香環(huán)是未取代的或者被以下取代-CN、-Hal、-NOy-COR'或-COOR'，其中R'表示H或C1-C6烷基，或者其組合。更特別地，本發(fā)明涉及具有式II的化合物
權(quán)利要求
1.具有式II的化合物
2.權(quán)利要求I的化合物，其中R6是直鏈或支鏈C1-C12烷基，其是未取代的或者被以下至少一個(gè)取代CN、Hal、或NO2，并且R7是式III的基團(tuán)。
3.權(quán)利要求I的化合物，其中R7是直鏈或支鏈C1-C12烷基，其是未取代的或者被以下至少一個(gè)取代CN、Hal、或NO2，并且R6是式III的基團(tuán)。
4.權(quán)利要求I的化合物，其中S1是單鍵或間隔基單元，選自直鏈或支鏈C1-C18烷基，其是未取代的或者被以下至少一個(gè)取代CN、Hal、或NO2，并且其中一個(gè)或多個(gè)非-相鄰的CH2基團(tuán)可以獨(dú)立地被以下代替-0-、-CO-、-CO-O-、-NR' -、-NR' -CO-、-CO-NR' -CH =CH-> -C = C-,或者5-或6-兀芳香環(huán)，該芳香環(huán)是未取代的或者被以下取代CN、Hal、NO2>COR'或COOR'，其中R'表示H或C1-C6烷基。
5.權(quán)利要求4的化合物，其中S2是單鍵或者直鏈或支鏈C1-C12烷基，其是未取代的或者被以下至少一個(gè)取代CN、Hal、或NO2,或者5-或6-元芳香環(huán),該芳香環(huán)是未取代的或者被以下取代CN、Hal、NO2、COR'或COOR'，其中V表示H或C1-C6烷基。
6.權(quán)利要求5的化合物，其中S2是單鍵或者直鏈或支鏈C1-C12烷基，其是未取代的或者被以下至少一個(gè)取代CN、Hal、或N02。
7.權(quán)利要求I的式IV化合物
8.權(quán)利要求7的化合物，其中S2和S3相互獨(dú)立地是單鍵或者直鏈或支鏈C1-C12烷基，其是未取代的或者被以下至少一個(gè)取代CN、Hal、或NO2,或者5-或6-元芳香環(huán),該芳香環(huán)是未取代的或者被以下取代=ClHaUNOy-CORi或-C00R'，其中V表示烷基。
9.權(quán)利要求7的化合物，其中S2和S3相互獨(dú)立地是單鍵或者直鏈或支鏈C1-C12烷基，其是未取代的或者被以下至少一個(gè)取代CN、Hal、或NO2。
10.權(quán)利要求7的化合物，其中Ar1選自式V-c、V-d和V_e
11.權(quán)利要求7的化合物，其中R6是CN、Hal、NO2、或者基團(tuán)R5并且R8和R9中的至少一個(gè)是式V的基團(tuán)。
12.權(quán)利要求7的化合物，其中R6是^Hal、NO2、或者基團(tuán)R5，R8是H或者直鏈或支鏈C1-C12烷基，其是未取代的或者被以下至少一個(gè)取代CN、Hal或NO2，其中一個(gè)或多個(gè)嵌入的、非_相鄰的CH2基團(tuán)可以獨(dú)立地被以下代替_0-、-CO-、-C0-0-> -CO-NR' -、-CH =CH-、-C = C-,并且R9是式V的基團(tuán)。
13.權(quán)利要求7的化合物，其中R6是^Hal、NO2、或者基團(tuán)R5，R9是H或者直鏈或支鏈C1-C12烷基，其是未取代的或者被以下至少一個(gè)取代CN、Hal或NO2，其中一個(gè)或多個(gè)嵌入的、非_相鄰的CH2基團(tuán)可以獨(dú)立地被以下代替_0-、-CO-、-C0-0-> -CO-NR' -、-CH =CH-、-C = C-,并且R8是式V的基團(tuán)。
14.權(quán)利要求7的化合物，其中R8和R9相互獨(dú)立地是H或者直鏈或支鏈C1-C12烷基，其是未取代的或者被以下至少一個(gè)取代CN、Hal或NO2，其中一個(gè)或多個(gè)嵌入的、非-相鄰的 CH2 基團(tuán)可以獨(dú)立地被以下代替_0-、-CO-、-C0~0-> -CO-NR' -、-CH = CH-> -C = C-,并且R6是式V的基團(tuán)。
15.權(quán)利要求I的化合物，其具有式VI、VIa或VIb，
16.權(quán)利要求15的化合物，其中S2和S3相互獨(dú)立地是單鍵或者直鏈或支鏈C1-C12烷基，其是未取代的或者被以下至少一個(gè)取代CN、Hal、或NO2,或者5-或6-元芳香環(huán),該芳香環(huán)是未取代的或者被以下取代CN、Hal、N02、C0R'或COOR'，其中V表示H或C1-C6烷基。
17.權(quán)利要求15的化合物，其中Ar1選自式V-c、V-d和V-e
18.權(quán)利要求I的化合物，其為式VIIa至VIIf或者VIIIa至VIIIf，
19.權(quán)利要求1，7，15或18的化合物，其中R1和R2相互獨(dú)立地是H、C1-C12烷基、-OR'、-NHR'，其中R'表示H或C1-C6烷基。
20.權(quán)利要求1，7，15，18或24的化合物，其中R3是H、甲?；?、C1-C12烷基或C1-C12燒酸基。
21.權(quán)利要求1，7，15或18的化合物，其中R4是H、亞硝基、C1-C12烷氧基或C1-C12烷酰基。
22.權(quán)利要求1，7，15或18的化合物，其中R5是H、C1_C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷?；?、(C1-C12烷氧基)羰基或(C1-C12烷基氨基)羰基。
23.權(quán)利要求I，7，15或18的化合物，其中R6是H、CN、Hal、NO2,C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基或(C1-C12烷氧基)羰基。
24.權(quán)利要求I的化合物，其具有式X或Xa，
25.權(quán)利要求24的化合物，其中S2和S3相互獨(dú)立地是直鏈或支鏈C1-C8烷基，其是未取代的或者被以下至少一個(gè)取代CN、Hal、或NO2,或者5-或6-元芳香環(huán),該芳香環(huán)是未取代的或者被以下取代CN、Hal、N02、C0R'或COOR'，其中V表示H或C1-C6烷基。
26.制備權(quán)利要求I的化合物的方法，其包括步驟(a)使疊氮基衍生化的葉酸與18F-標(biāo)記的炔或炔取代物在1，3-環(huán)加成作用中反應(yīng)，和(b)分離該化合物。
27.權(quán)利要求26的方法，其中該18F-標(biāo)記的炔或炔取代物是在取代反應(yīng)中通過使具有離去基團(tuán)的炔或炔取代物與[18F]氟化物反應(yīng)得到該18F-標(biāo)記的炔或炔取代物而制備的。
28.制備權(quán)利要求I的化合物的方法，其包括步驟(a)將用炔或炔取代物衍生化的葉酸與18F-標(biāo)記的疊氮化物在1，3_環(huán)加成作用中反應(yīng)，和(b)分離該化合物。
29.權(quán)利要求28的方法，其中該18F-標(biāo)記的疊氮化物是在取代反應(yīng)中通過使具有離去基團(tuán)的疊氮化物與[18F]氟化物反應(yīng)得到該18F-標(biāo)記的疊氮化物而制備的。
30.權(quán)利要求26至29的方法，其中該環(huán)加成作用是在加熱條件下或在催化劑存在下進(jìn)行的。
31.權(quán)利要求26的方法，其包括步驟(a)使具有適宜離去基團(tuán)的(C2-C12)炔-I或其取代物與[18F]氟化物反應(yīng)，和(b)使所獲得的產(chǎn)物與疊氮基-葉酸或衍生物在Cu (I)-催化的1，3_偶極環(huán)加成作用中偶合。
32.權(quán)利要求28的方法，其包括步驟(a)使具有適宜離去基團(tuán)的(C1-C12)疊氮化物與[18F]氟化物反應(yīng)，和(b)使所獲得的產(chǎn)物與用炔基或其取代物衍生化的葉酸在Cu(I)-催化的1，3_偶極環(huán)加成作用中偶合。
33.權(quán)利要求I至25任一項(xiàng)的化合物在制備藥物中的用途，其中所述藥物在體外或體內(nèi)用于表達(dá)葉酸-受體的細(xì)胞或細(xì)胞群的診斷成像。
34.權(quán)利要求I至25任一項(xiàng)的化合物在制備藥物中的用途，其中所述藥物方便且有效地施用于有診斷成像需要的受試者。
35.權(quán)利要求I至25任一項(xiàng)的化合物在制備藥物中的用途，其中所述藥物用于表達(dá)葉酸-受體的細(xì)胞或細(xì)胞群的診斷成像，所述用途包括以診斷成像的量施用至少一種權(quán)利要求I至25的化合物，和獲得所述細(xì)胞或細(xì)胞群的診斷影像。
36.權(quán)利要求35的用途，其中在體外或體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)葉酸-受體的細(xì)胞或細(xì)胞群的診斷成像。
37.體外檢測組織樣品中的表達(dá)葉酸受體的細(xì)胞的方法，其包括使所述組織樣品與有效量的權(quán)利要求I至25的化合物接觸足夠的時(shí)間和條件以使得結(jié)合發(fā)生，和通過PET成像檢測此結(jié)合。
38.權(quán)利要求I至25任一項(xiàng)的化合物在制備藥物中的用途，其中所述藥物用于診斷成像或監(jiān)測受試者，其包括步驟(i)以診斷成像量施用至少一種權(quán)利要求I至25的化合物，和(ii)使用PET通過檢測來自所述至少一種化合物的信號以進(jìn)行診斷成像。
39.權(quán)利要求I至25任一項(xiàng)的化合物在制備藥物中的用途，其中所述藥物用于監(jiān)測受試者的癌癥和炎癥和自身免疫疾病的治療，其包括步驟(i)給有此需要的受試者施用診斷成像量至少一種權(quán)利要求I至25的化合物以及治療活性劑，和(ii)使用PET通過檢測來自所述至少一種化合物的信號進(jìn)行診斷成像以觀察癌癥和炎癥和自身免疫疾病的治療病程。
40.權(quán)利要求38或39的用途，其中所述藥物與癌癥和炎癥和自身免疫疾病的診斷或治療的任何其它方法組合使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及新的18F-葉酸放射性藥物，其中氟-18是通過三唑-或四唑-連接基共價(jià)連接到葉酸或其衍生物，它們的制備方法，以及它們在診斷和監(jiān)測癌癥和炎癥和自身免疫疾病的治療中的用途。
文檔編號A61K51/04GK102827166SQ20121029942
公開日2012年12月19日 申請日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月11日
發(fā)明者S·M·艾梅塔美, R·莫澤, T·L·羅斯, T·L·曼德, V·格羅恩 申請人:默克和西伊公司