專利名稱：用于制備用作造影劑的級聯(lián)聚合配合物的中間產(chǎn)物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制備用作造影劑的級聯(lián)聚合配合物的中間產(chǎn)物(I′A)。
在現(xiàn)代臨床造影技術(shù)核自旋斷層掃描(MRI)和電子計算機(jī)斷層掃描(CT)中所使用的造影劑[Magnevist(R)、Pro Hance(R)、Ulrtavist(R)和Omniscan(R)]分散在身體的整個細(xì)胞外空間(血管內(nèi)空間和組織間隙)中。該分散空間包括了約20％的身體體積。
由于相對于局部分散空間存在很特殊的位置，臨床上細(xì)胞外MRI造影劑首先成功地應(yīng)用于腦和脊髓疾病的診斷中。在腦和脊髓中，在正常組織中的細(xì)胞外造影劑由于血腦屏障不能離開血管內(nèi)空間。在血腦屏障破裂的病理過程中(如惡性腫瘤、發(fā)炎、脫髓鞘病等)，在腦內(nèi)形成對這些細(xì)胞外造影劑血管通透性增加的區(qū)域(Schmiedl等人，星狀細(xì)胞神經(jīng)膠質(zhì)瘤中血腦屏障通透性的MRI小分子量和大分子量造影劑的應(yīng)用(MRI ofBlood-Brain Barrier Permeability in Astroctic GliomasApplication ofSmall and Large Molecular Weight Contrast Meida)，Magn.Reson.Med.22288，1991)。利用血管通透性異常，相對正常組織有高造影強(qiáng)度的組織被鑒定為病變組織。
而在腦和脊髓之外，不存在上述造影劑的通透性屏障(Canty等人，非離子造影劑對心肌血管外空間的首過進(jìn)入。對放射造影估計通過時間和血液體積的作用(First-Pass Entry of Nonionic Contrast Agent into theMyocardial Extravascular Space.Effects on Radiographic Estimate ofTransit Time and Blood Volume)，Circulation 842071，1991)。因此，造影劑的濃集不再依賴于血管通透性，而僅依賴于相應(yīng)組織中細(xì)胞外空間的大小。使用這樣的造影劑不可能將血管與其周圍的間隙空間區(qū)分開來。
特別對血管造影，需要一種只分散于血管內(nèi)的造影劑。借助于核自旋斷層掃描，使用這樣的滯留在血液中的造影劑使血流量充分的組織和血流量不充分的組織的劃分成為了可能，從而可用于局部缺血的診斷。如果使用血管造影劑，基于其缺血性也可使梗塞組織與周圍正常組織或局部缺血組織劃分開。如果例如可用于心肌梗塞和局部缺血的區(qū)分，這一點(diǎn)是十分重要的。
現(xiàn)今大多數(shù)被懷疑有心血管疾病的病人(在西方發(fā)達(dá)國家為死亡率最高的疾病)不得不接受侵入性診斷檢查。在當(dāng)代血管造影術(shù)中，多借助含碘造影劑的診斷放射學(xué)。這些檢查有多種缺點(diǎn)有受放射性照射的危險，應(yīng)用困難并會造成緊張，對比于NMR造影劑所用含碘造影劑的高得多的濃度更具有這些缺點(diǎn)。
因而需要可標(biāo)記血管空間的NMR造影劑(滯留在血液中的造影劑)。這些化合物的顯著特征在于相容性好并且效能高(顯著增加MRI信號強(qiáng)度)。
到目前為止，可使用鍵合于大分子或生物分子上的配合物來解決至少該問題的一部分，但其成功性僅局限在有限的程度上。
如在歐洲專利申請No.0 088 695和No.0 150 844中，所描述的配合物中的順磁中心數(shù)目不足以取得令人滿意的造影結(jié)果。
如果通過在生物大分子上重復(fù)引入配合物單元使所需金屬離子數(shù)增加，則會對生物分子的親合力和/或特異性造成不能容許的損害[J.Nucl.Med.24，1158(1983)]。
通常大分子可適于作血管造影術(shù)的造影劑。但是對老鼠靜脈注射24小時后，白蛋白-GdDTPA(Radiology 1987；162205)如在肺組織中的濃度差不多為劑量的30％。另外，在24小時中僅有劑量的20％被消除。
大分子聚賴氨酸-GdDTPA(歐洲專利申請公開No.0 233 619)也被證明適于作滯留在血液中的造影劑。但是由于其制造方法的局限性，該化合物包含大小不同分子的混合物。在鼠的排泄實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)腎小球過濾該化合物時，不被改變而被排泄。由于合成方法的局限性，聚賴氨酸-GdDTPA也可能含有大到當(dāng)腎小球過濾時不能穿過腎毛細(xì)血管的大分子，從而存留于體內(nèi)。
另外，也有基于碳水化合物如葡聚糖的大分子的造影劑的報道(歐洲專利申請公開No.0 326 226)。這類化合物的缺點(diǎn)在于僅能攜帶約5％的信號增強(qiáng)順磁陽離子。
由于不具有上述聚合物的大小和分子量上的多樣性，歐洲專利申請No.0 430 863中描述的聚合物以及德國專利申請公開說明書DE43 44 460中描述的聚合物向滯留在血液中的造影劑方向邁進(jìn)了一步。與Wiener等人在1994年的文章“醫(yī)學(xué)中的核磁共振(Magnetic Resonance inMedicine)”中所公開的化合物非常類似，但是考慮到完全消除、相容性、和/或效能方面，仍需對它們作進(jìn)一步的改進(jìn)。
已發(fā)現(xiàn)一類十分適于用作NMR和X-射線診斷試劑而不具有上述缺點(diǎn)的配合物，該類配合物包含含氮的具有配體的級聯(lián)聚合物，至少16個原子序數(shù)為20-29、39、42、44或57-83的某種元素的離子，和任選的無機(jī)和/或有機(jī)堿、氨基酸或氨基酸酰胺的陽離子，而且任選地包含?；陌被?。
本發(fā)明的一個目的是提供以下通式(I)表示的用作NMR和X-射線診斷試劑的級聯(lián)聚合物。
本發(fā)明的再一個目的是提供用于制備通式(I)化合物的中間產(chǎn)物(I＇A)。
以下將參考附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明，其中

圖1是腎血管被結(jié)扎的鼠(n＝5)血液中Gd(化合物1)和Dy(化合物2)的濃度測定圖；以及圖2是兔的MR血管造影圖。
本發(fā)明的級聯(lián)聚合物可用通式(I)表示A-{X-[Y-(Z-<W-Kw>z)y]x}a(I)
其中A代表基本分枝數(shù)為a的含氮級聯(lián)母核，X和Y相互獨(dú)立，代表直接鍵聯(lián)或分枝數(shù)為x或y的級聯(lián)伸長單元，Z和W相互獨(dú)立，代表分枝數(shù)為z或w的級聯(lián)伸長單元，K代表含配合劑的基團(tuán)，a代表值為2-12的數(shù)，x、y、z和w相互獨(dú)立，代表值為1-4的數(shù)，條件是至少有兩個級聯(lián)伸長單位不相同，而且用16≤a·x·y·z·w≤64限定分枝的數(shù)量。
下列結(jié)構(gòu)適用于級聯(lián)核A氮原子， 其中m和n為值為1至10的數(shù)，p為值為1至10的數(shù)，U1代表Q1或E，U2代表Q2或E，其中
E指基團(tuán) 其中o為值為1至6的數(shù)，Q1代表氫原子或Q2Q2代表直接鍵聯(lián)，M代表C1-C10亞烷基鏈，其任選地插有1至3個氧原子和/或任選地用1至2個氧基取代，Ro代表分枝或不分枝的C1-C10烷基、硝基、氨基、羧基或 其中Q2的個數(shù)等于基本分枝數(shù)a。
氮原子為最簡單的級聯(lián)核，其三個鍵(基本分枝數(shù)a＝3)在第一“內(nèi)層”(級1)被三個級聯(lián)伸長單元X或Y(如果X代表一個直接鍵聯(lián))或Z(如果X和Y各代表一個直接鍵聯(lián))取代，換句話說基本級聯(lián)起始物氨A(H)a＝NH3的三個氫原子被三個級聯(lián)伸長單元X或Y或Z取代。此時級聯(lián)核A中Q2的個數(shù)等于基本分枝數(shù)a。
級聯(lián)伸長單元X、Y、Z和W包含-NQ1Q2基團(tuán)，其中Q1指氫原子或Q2而Q2指一個直接鍵聯(lián)。各級聯(lián)伸長單元(如X)中包含的Q2的個數(shù)等于該單元的分枝數(shù)(如在X中為x)。所有分枝數(shù)a·x·y·z·w的積表示鍵合于級聯(lián)聚合物中的配基K的個數(shù)。本發(fā)明的聚合物分子中至少含16個，至多含64個K基團(tuán)，每個基團(tuán)可鍵合1至最多的3個(對于二價離子)離子，優(yōu)選為與一個上述原子序號的元素的離子鍵合。
最后一級，即鍵合有配基K的級聯(lián)伸長單元W用NH基(-NQ1Q2，其中Q1指氫原子，而Q2＝直接鍵聯(lián))與K鍵合，而上一級級聯(lián)伸長單元可用NHQ2基(如用?；磻?yīng))和NQ2Q2基(如烷基化反應(yīng))聯(lián)接。
本發(fā)明的級聯(lián)聚合物的配合物最大為10級(即級聯(lián)伸長單元X，Y和Z也可以不只是一個地存在于分子中)，但優(yōu)選為2至4級，分子中至少有兩個級聯(lián)伸長單元是不同的。
如果m值為1至3，特別優(yōu)選為1，n值為1至3，特別優(yōu)選為1，p值為0至3，特別優(yōu)選為1，o值為1，M為-CH2、-CO或-CH2CO基團(tuán)，并且Ro為-CH2NU1U2、CH3或NO2基團(tuán)，則上述通式所描述的級聯(lián)核為優(yōu)選級聯(lián)核A。
作為更優(yōu)選的級聯(lián)起始物A(H)a，此處可列出如(在括號中，對于基本分枝數(shù)a在構(gòu)建下一級時有單或雙取代的情況)三(氨乙基)胺 (a＝6或3)；三(氨丙基)胺 (a＝6或3)；二乙撐三胺(a＝5或3)；三乙撐四胺(a＝6或4)；四乙撐五胺(a＝7或5)；1，3，5-三(氨甲基)苯 (a＝6或3)；均苯三甲酸三酰胺 (a＝6或3)；1，4，7-三氮雜環(huán)壬烷 (a＝3)；1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷(a＝4)；1，4，7，10，13-五氮雜環(huán)十五烷(a＝5)；1，4，8，11-四氮雜環(huán)十四烷(a＝4)；
1，4，7，10，13，16-六氮雜環(huán)十八烷 (a＝6)；1，4，7，13，16，19，22，25，28-十氮雜環(huán)三十烷 (a＝10)；四(氨甲基)甲烷 (a＝8或4)；1，1，1-三(氨甲基)乙烷 (a＝6或3)；三(氨丙基)-硝基甲烷 (a＝6或3)；2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪 (a＝6或3)；1，3，5，7-金剛烷四羧酸酰胺 (a＝8或4)；3，3＇，5，5＇，-二苯醚-四羧酸酰胺 (a＝8或4)；1，2-雙[苯氧乙烷]-3＇，3″，5＇，5″-四羧酸酰胺 (a＝8或4)；1，4，7，10，13，16，21，24-八氮雜二環(huán)[8.8.8]二十六烷 (a＝6)。
要指出的是級聯(lián)核A的定義以及由此對級聯(lián)核和第一級聯(lián)伸長單元的區(qū)分只有純粹形式上的意義，因而與所需級聯(lián)聚合物的實(shí)際合成不相關(guān)。因此，如實(shí)施例4中使用的三(氨乙基)胺本身可被看為級聯(lián)核A(對比于通式，首先被表示為A，其中m＝n＝p＝1，U1＝E，o為1，并且U1＝U2＝Q2)，但氮原子也可被看作為級聯(lián)核(＝級聯(lián)核A)，其第一級有三個級聯(lián)伸長單元 (對比于E的定義)。
用E 分別確定級聯(lián)伸長單元X、Y、Z和W，其中U1代表Q1或EU2代表Q2或E，其中E指基團(tuán) 其中o為值為1至6的數(shù)，Q1代表氫原子或Q2，Q2代表直接鍵聯(lián)，U3代表C1-C20亞烷基鏈，其任選地可插有1至10個氧原子和/或1至2個-N(CO)q-R2基，1至2個亞苯基和/或1至2個亞苯氧基和/或任選的被1至2個氧基，硫基，羧基，C1-C5烷羧基，C1-C5烷氧基，羥基，C1-C5烷基取代，其中q為值為0或1的數(shù)，并且R2代表氫原子、甲基或乙基，任選地被1-2個羥基或1個羧基取代，L代表氫原子或基團(tuán) V代表次甲基 如果同時U4為直接鍵聯(lián)或基團(tuán)M，并且U5具有U3含義的一種或者V代表基團(tuán) 如果同時U4和U5相同，為直接鍵聯(lián)或基團(tuán)M。
優(yōu)選的級聯(lián)伸長單元X、Y、Z和W為上述通式所提到的，基團(tuán)U3代表-CO-，-COCH2OCH2CO-，-COCH2-，-CH2CH2-，-CONHC6H4-，-COCH2CH2CO-，-COCH2-CH2CH2CO-，或-COCH2CH2CH2CH2CO-，基團(tuán)U4代表直接鍵聯(lián)或-CH2CO-，基團(tuán)U5代表直接鍵聯(lián)或-(CH2)4-，-CH2CO-，-CH(COOH)-，-CH2OCH2CH2-，-CH2C6H4-，或-CH2-C6H4OCH2CH2-，基團(tuán)E代表基團(tuán) 可摘入下列級聯(lián)伸長單元X、Y、Z和W的例子-CH2CH2NH-；-CH2CH2N＜；-COCH(NH-)(CH2)4NH-；-COCH(N＜)(CH2)4N＜；-COCH2OCH2CON(CH2CH2NH-)2；-COCH2OCH2CON(CH2CH2N＜)2；-COCH2N(CH2CH2NH-)2；-COCH2N(CH2CH2N＜)2；-COCH2NH-；-COCH2N＜；-COCH2CH2CON(CH2CH2NH-)2；-COCH2CH2CON(CH2CH2N＜)2；-COCH2OCH2CONH-C6H4-CH[CH2CON(CH2CH2NH-)2]2；-COCH2OCH2CONH-C6H4-CH[CH2CON(CH2CH2N＜)2]2；-COCH2CH2CO-NH-C6H4-CH[CH2CON(CH2CH2H-)2]2；-COCH2CH2CO-NH-C6H4-CH[CH2CON(CH2CH2N＜)2]2；-CONH-C6H4-CH[CH2CON(CH2CH2NH-)2]2；-CONH-C6H4-CH[CH2CON(CH2CH2N＜)2]2；-COCH(NH-)CH(COOH)NH-；-COCH(N＜)CH(COOH)N＜； 配基K用通式IA或IB表示 其中
R1，各自獨(dú)立，代表氫原子或原子序數(shù)為20-29、39、42-44或57-83的元素的金屬離子，R2代表氫原子、甲基或乙基，任選地用1-2個羥基或1個羧基取代，R3代表基團(tuán) R4代表直鏈的，分枝的，飽和或不飽和C1-C30烷基鏈，其任選地插有1-10個氧原子，1個亞苯基，1個亞苯氧基和/或任選地被1-5個羥基，1-3個羧基，1個苯基取代，R5代表氫原子或R4，U6代表直鏈的，分枝的，飽和或不飽和C1-C20亞烷基鏈，其任選地含有1-5個亞氨基，1-3個亞苯基，1-3個亞苯氧基，1-3個亞苯亞氨基，1-5個酰胺基，1-2個酰肼基，1-5個羰基，1-5個乙烯氧基，1個脲基，1個硫脲基，1-2個羧烷亞胺基，1-2個酯基；1-10個氧原子，1-5硫原子和/或1-5個氮原子和/或任選地被1-5個羥基，1-2個巰基，1-5個氧基，1-5個硫，1-3個羧基，1-5個羧烷基，1-5個酯基和/或1-3個氨基取代，其中任選含有的亞苯基可被1-2個羧基，1-2個磺基或1-2個羥基取代，T代表-CO-α、-NHCO-α或-NHCS-α基，并且α代表最后一級級聯(lián)單元W的末端氮原子的鍵合位置。
作為優(yōu)選的配合劑基團(tuán)K，可提及的有在上述式IA中，代表U6的C1-C20，優(yōu)選為C1-C12亞烷基鏈含基團(tuán)-CH2，-CH2NHCO，-NHCOCH2O，-NHCOCH2OC6H4，-N(CH2CO2H)，-NHCOCH2C6H4，-NHCSNHC6H4，-CH2OC6H4，-CH2CH2O和/或被基團(tuán)-COOH，-CH2COOH取代。
可列舉下列基團(tuán)作為U6的例子-CH2-，-CH2CH2-，-CH2CH2CH2-，-C6H4-，-C6H10-，-CH2C6H5-，-CH2NHCOCH2CH(CH2CO2H)-C6H4，-CH2NHCOCH2OCH2-，-CH2NHCOCH2C6H4-， -CH2NHCSNH-C6H4-CH(CH2COOH)CH2-，-CH2OC6H4-N(CH2COOH)CH2-，-CH2NHCOCH2OCH2CH2O)4-C6H4-，-CH2O-C6H4-，-CH2CH2-O-CH2CH2-，-CH2CH2-O-CH2CH2-O-CH2CH2-， 可指出下列基團(tuán)作為R4的例子-CH3，-C6H5，-CH2-COOH，-CH2-C6H5，-CH2-O-(CH2CH2-O-)6CH3，-CH2-OH如果想把本發(fā)明的藥劑用于NMR診斷中，配合物鹽中心離子必須為順磁性的。特別是原子序號為21-29、42、44和58-70元素的二價或三價離子。例如，適用的離子有鉻(III)、鐵(II)、鈷(II)、鎳(II)、銅(II)、鐠(III)、釹(III)、釤(III)和釔(III)離子。由于具有非常強(qiáng)的磁矩，特別優(yōu)選為釓(III)、鋱(III)、鏑(III)、鈥(III)、鉺(III)、錳(II)和鐵(II)離子。
如果想把本發(fā)明的藥劑用于放射診斷中，中心離子則需由較高原子序數(shù)的元素衍生，以便能充分吸收x-射線。為此已發(fā)現(xiàn)含有原子序數(shù)為21-29、39、42、44、57-83的元素的中心離子的，有生理相容性的，配合物鹽的診斷試劑為適用；例如鑭(III)離子以及上面提到的鑭系元素離子。
本發(fā)明的級聯(lián)聚合物的配合物至少含有16個上述原子序號元素的離子。
殘余酸性氫原子，即未被中心離子取代的氫原子，任選地可用無機(jī)和/或有機(jī)堿，氨基酸，或氨基酸酰胺的陽離子取代。
適用的無機(jī)陽離子有，如鋰離子、鉀離子、鈣離子、鎂離子，特別是鈉離子。適用的有機(jī)堿陽離子有一級、二級、或三級胺，如乙醇胺、二乙醇胺、嗎啉、還原葡糖胺、N，N-二甲基還原葡糖胺，特別是N-甲基還原葡糖胺的陽離子。適用的氨基酸的陽離子有，例如賴氨酸、精氨酸、和鳥氨酸，以及其他酸性或中性氨基酸的酰胺的陽離子。
分子量為10,000-80,000D，優(yōu)選為15,000-40,000D的本發(fā)明的化合物，表現(xiàn)出上述所期望的性質(zhì)。它們含有大數(shù)目的、其用途所需的、以穩(wěn)定形式鍵合于配合物的金屬離子。
它們在高血管通透性的區(qū)域如腫瘤中積聚，它們使得對組織灌注成為可能，而且用它們有可能確定組織中的血液體積，選擇性縮小舒張時間或血液密度，圖示出血管的通透性。而這些生理學(xué)數(shù)據(jù)通過使用細(xì)胞外造影劑，如Gd-DTPA[Magnevist(R)]卻不能得到。以此它們也可執(zhí)行現(xiàn)代造影技術(shù)核自旋斷層的掃描和電子計算機(jī)斷層掃描的功能惡性腫瘤的更特征的診斷，在使用抑殺細(xì)胞、消炎或血管擴(kuò)張治療時的早期治療監(jiān)視，下灌注區(qū)(如在心肌層中)的早期識別，血管疾病的血管造影術(shù)，以及(非菌性或感染性)炎癥的早期識別和診斷。
本發(fā)明的級聯(lián)聚合物的配合物也非常適用于(組織間隙或靜脈給藥)淋巴系造影。
與細(xì)胞外造影劑如Gd-DTPA[Magnevist(R)]相比，必須著重提到的另一優(yōu)點(diǎn)是作為核自旋斷層掃描造影劑有更高的效能(更強(qiáng)的馳豫)；這確使診斷所需劑量大大下降。同時，本發(fā)明的造影劑可配成血液中的等滲溶液，從而降低了身體的滲透壓，這反映出該物質(zhì)在這方面有降低的毒性(更高的毒性閥值)。更小的劑量和更高的毒性閥值在現(xiàn)代造影技術(shù)中使得造影劑的可靠性明顯增加。
對比于基于碳水化合物如葡聚糖的大分子造影劑(歐洲專利申請公開No.0 326 226)，如上所述它們通常僅能攜帶約5％的增強(qiáng)信號的順磁陽離子，而本發(fā)明的聚合物的配合物通常可攜帶約20％的順磁陽離子。因此，每摩爾本發(fā)明的大分子可產(chǎn)生更強(qiáng)的信號增強(qiáng)，同時相對于基于碳水化合物的造影劑也使得核自旋斷層掃描所需的劑量明顯減少。
利用本發(fā)明的聚合物的配合物可設(shè)計和制造出具有均一設(shè)定分子量的大分子。因此也有可能，這足夠令人感到吃驚，控制大分子的大小使得其足夠大而只是緩慢地離開血管空間，但同時又是足夠小使得可通過尺寸在300-800的腎毛細(xì)血管。
與其他現(xiàn)有技術(shù)提到的聚合物相比，本發(fā)明的級聯(lián)聚合物的配合物的特征在于有改善的排泄性能，更高的效能，更好的穩(wěn)定性，和/或更好的相容性。
本發(fā)明的另一好處在于有可能使配合物具有親水性或親脂性，大環(huán)或開鏈，低分子量或高分子量的配體。因此使通過化學(xué)取代方法控制這些聚合物的配合物的相容性和藥代動力學(xué)成為了可能。
為制備本發(fā)明級聯(lián)聚合物的配合物，按通式(I＇)的化合物A-{X-[Y-(Z-<W-βw>z)y]x}a(I＇)其中A代表基本分枝數(shù)為a的含氮級聯(lián)母核，X和Y，相互獨(dú)立，代表直接鍵聯(lián)或分枝數(shù)為x或y的級聯(lián)伸長單元，Z和W，相互獨(dú)立，代表分枝數(shù)為z和w的級聯(lián)伸長單元，a代表值為2至12的數(shù)，X、Y、Z和w，相互獨(dú)立，代表值為1-4的數(shù)，并且β代表最后一級級聯(lián)伸長單元W的端NH基的鍵聯(lián)位置，條件是至少有兩個級聯(lián)伸長單元不相同并且分枝數(shù)的積要保證
16≤a·x·y·z·w≤64與通式為I＇A或I＇B的配合物或配合劑K＇反應(yīng) 其中R1′相互獨(dú)立，代表氫原子，原子序數(shù)為20-29、39、42-44或57-83的元素的金屬離子或酸保護(hù)基，R2代表氫原子、甲基或乙基，任選地用1-2個羥基或1個羧基取代，R3＇代表基團(tuán) R4代表直鏈的，分枝的，飽和或不飽和C1-C30烷基鏈，其任選地插有1-10個氧原子，1個亞苯基，1個亞苯氧基和/或任選地被1-5個羥基，1-3個羧基，1個苯基取代，R5代表氫原子或R4U6代表直鏈的，分枝的，飽和或不飽和C1-C20亞烷基，其任選地含1-5個亞氨基，1-3個亞苯基，1-3個亞苯氧基，1-3個亞苯亞氨基，1-5個酰胺基，1-2個酰肼基，1-5個羰基，1-5個乙烯氧基，1個脲基，1個硫脲基，1-2個羧烷亞胺基，1-2個酯基；1-10個氧原子，1-5個硫原子和/或1-5個氮原子和/或任選地被1-5個羥基，1-2個巰基，1-5個氧基，1-5個硫，1-3個羧基，1-5個羧烷基，1-5個酯基和/或1-3個氨基取代，其中任選含有的亞苯基可被1-2個羧基，1-2個磺基或1-2個羥基取代，T’代表一個-C*O、-COOH、-N＝C＝O或-N＝C＝S基，而且C*O代表活化的羧基，前題條件是--如果K＇代表一個配合物--至少兩個(二價離子的情況)或三個(三價金屬的情況)取代基R1代表一個上述元素的金屬離子，并且任選地其他羧基以其無機(jī)和/或有機(jī)堿、氨基酸或氨基酸酰胺鹽的形式存在，脫去任選存在保護(hù)基，所得的級聯(lián)聚合物--如果K＇代表一個配合劑--以現(xiàn)有技術(shù)已知的方法與原子序數(shù)為20-29、39、42、44或57-83的元素的至少一種金屬氧化物或金屬鹽反應(yīng)，接著將所得的級聯(lián)聚合物的配合物中的酸性氫任選地全部或部分用無機(jī)和/或有機(jī)堿、氨基酸或氨基酸酰胺的陽離子取代，然后在金屬配合之前或之后任選地將仍存在的自由端氨基?；?。
本發(fā)明的另一方面在于通式為I＇A的新化合物 其中R1’，相互獨(dú)立，代表氫原子，原子序數(shù)為20-29、39、42-44或57-83的元素的金屬離子或酸保護(hù)基。
R2代表氫原子、甲基或乙基，任選地用1-2個羥基或1個羧基取代，R3’代表基團(tuán) R4代表直鏈的，分枝的，飽和或不飽和C1-C30烷基鏈，其任選地插有1-10個氧原子，1個亞苯基，1個亞苯氧基和/或任選地被1-5個羥基，1-3個羧基，1個苯基取代，U6代表直鏈的，分枝的，飽和或不飽和C1-C20亞烷基，其任選地含1-5個亞氨基，1-3個亞苯基，1-3個亞苯氧基，1-3個亞苯亞氨基，1-5個酰胺基，1-2個酰肼基，1-5個羰基，1-5個乙烯氧基，1個脲基，1個硫脲基，1-2個羧烷亞胺基，1-2個酯基；1-10個氧原子，1-5個硫原子和/或1-5個氮原子和/或任選地被1-5個羥基，1-2個巰基，1-5個氧基，1-5個硫，1-3個羧基，1-5個羧烷基，1-5個酯基和/或1-3個氨基取代，其中任選含有的亞苯基可被1-2個羧基，1-2個磺基或1-2個羥基取代，T’代表一個-C*O，-COOH，-N＝C＝O或-N＝C＝S基，而且C*O代表活化的羧基。
它們是制備通式I級聯(lián)聚合物的配合物的重要中間體。
作為配合物或配合劑K＇中的活化羰基C*O的實(shí)施例，可提及的有酸酐、對硝基苯酯、N-羥基琥珀酰亞胺的酯、五氟苯酯和酰氯。
用于引入配合劑單元的加成或?；磻?yīng)在含所需取代基K的(任選地鍵合有離去基)或反應(yīng)可生成所需取代基的底物上進(jìn)行。
作為加成反應(yīng)的例子，可提及的有異氰酸酯和異硫氰酸酯的反應(yīng)，異氰酸酯的反應(yīng)優(yōu)選在非質(zhì)子性溶劑，如THF、二氧六環(huán)、DMF、DMSO、二氯甲烷中，溫度在0至100℃之間，優(yōu)選在0至50℃之間進(jìn)行，任選地添加有機(jī)堿如三乙胺、吡啶、二甲基吡啶、N-乙基二異丙基胺、N-甲基嗎啉。異硫氰酸酯的反應(yīng)通常在溶劑如水或低級醇如甲醇、乙醇、異丙醇及其混合物，DMF或DMF與水的混合物中，溫度在0至100℃之間，優(yōu)選在0至50℃之間進(jìn)行，任選地添加有機(jī)或無機(jī)堿如三乙胺、吡啶、二甲基吡啶、N-乙基二異丙基胺、N-甲基嗎啉，或堿土金屬氫氧化物，堿金屬氫氧化物，如氫氧化鋰、鈉、鉀、鈣，或它們的碳酸鹽如碳酸鎂。
作為?；磻?yīng)的例子，可提及的有本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的游離羧基的反應(yīng)[如J.P.Greenstein，M.Winitz，Chemistry of the Amino Acids，JohnWiley&Sons，N.Y.(1961)，943-945頁]。已證明在酰化反應(yīng)前將羧基轉(zhuǎn)化成活化形式如酸酐、活性酯或酰氯是有利的[如，E.Gross，J.Meienhofer，ThePeptides，Academic Press，N.Y.(1979)，Vol.1，PP.65-314；N.F.Albertson，Org.React.12，157(1962)].
對于與活性酯的反應(yīng)，可引用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的文獻(xiàn)[如，Houben-Weyl，Methoden organischen Chemie[有機(jī)化學(xué)的方法]，GeorgThieme Verlag，Stuttgart，Volume E5(1985)，633]。該反應(yīng)可按上述的酸酐反應(yīng)條件進(jìn)行。但是也可使用非質(zhì)子溶劑如二氯甲烷、氯仿。
對于酰氯的反應(yīng)，僅能用非質(zhì)子溶劑如二氯甲烷、氯仿、甲苯或THF，溫度在-20至50℃之間，優(yōu)選在0至30℃之間的條件下進(jìn)行。而且也有可引用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的文獻(xiàn)[如，Houben-Weyl，Methoden derOrganischen Chemie，Georg-Thieme-Verlag，Stuttgart，(1974)，Volume 15/2，355-364頁]。
如果R1’代表酸保護(hù)基，可適用的有低級烷基，芳基和芳烷基如甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、芐基、二苯甲基、三苯甲基、二(對硝基苯基)甲基，以及三烷基硅烷基。
任選地，脫保護(hù)按本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方法進(jìn)行，如水解、氫解，溫度在0℃至50℃之間用含水醇的堿溶液進(jìn)行的酯的堿皂化反應(yīng)或?qū)τ谔囟』ソ柚宜徇M(jìn)行脫除。
任選的被配體或配合物不完合?；亩税被扇芜x地被轉(zhuǎn)化成酰胺或半酰胺。與乙酸酐、琥珀酸酐或二甘醇酸酐的反應(yīng)可作為實(shí)例。
可按如德國專利申請公開說明書34 01 052中公開的方法引入所需的金屬離子，將原子序號為20-29、42、44、57-83的元素的金屬氧化物或金屬鹽(如硝酸鹽、乙酸鹽、碳酸鹽、鹽酸鹽或硫酸鹽)溶于或懸浮于水和/或低級醇(如甲醇、乙醇或異丙醇)中，并與等當(dāng)量的配合劑溶液或懸浮液反應(yīng)，接著任選地用無機(jī)和/或有機(jī)堿、氨基酸或氨基酸酰胺的陽離子把酸性基上的酸性氫取代。
所需金屬離子的引入可在生成配合劑I＇A或I＇B步驟，即在與級聯(lián)聚合物聯(lián)接前，或在連接上未金屬化配體I＇A或I＇B后進(jìn)行。
此時，借助如鈉、鉀、鋰、鎂或鈣的無機(jī)堿(如氫氧化物，碳酸鹽或碳酸氫鹽)和/或有機(jī)堿，如一級、二級和三級胺，如乙醇胺、嗎啉、還原葡糖胺、N-甲基和N，N-二甲基還原葡糖胺，以及堿性氨基酸如賴氨酸、精氨酸和鳥氨酸或最初為中性或酸性的氨基酸的酰胺，如馬尿酸、甘氨酸乙酰胺進(jìn)行中和。
為制備中性配合物，例如，可向酸性配合物鹽的水溶液或懸浮液中加入足量所需的堿并達(dá)到中和點(diǎn)。接著可將所得溶液在真空下蒸干。經(jīng)常地，有利的方案是向溶液中加入水可混溶的溶劑，如低級醇(甲醇、乙醇、異丙醇及其它)、低級酮(丙酮及其它)、極性醚(四氫呋喃、二氧六環(huán)、1，2-二甲氧基乙烷及其它)，將中性鹽沉淀出來，從而得到易于分離和純化的結(jié)晶。已經(jīng)證明在反應(yīng)混合物配合過程中盡早地加入所需堿是特別有利的，因而簡化了處理步驟。
如果酸性配合物含幾個游離酸性基，常常適于制備含無機(jī)和有機(jī)陽離子作補(bǔ)償離子的中性混合鹽。
例如通過在水懸浮液或溶液中配合劑與生成中心離子元素的氧化物或鹽以及中和所需量一半量的有機(jī)堿反應(yīng)，然后將所得配合物分離，任選地進(jìn)行純化接著再加入完全中和所需量的無機(jī)堿，即可制備中性混合鹽。堿加入的順序也可反過來。
任選地加入酸或堿把pH調(diào)至6至8，優(yōu)選為約為7，并優(yōu)選地用有合適孔徑的膜(如Amicon(R)XM30、Amicon(R)YM10、Amicon(R)YM3)超濾或在如適用的Sephadex(R)凝膠上凝膠過濾，來純化所得的級聯(lián)聚合物的配合物。
對于中性配合物，有利的方案常常是用陰離子交換劑如IRA 67(OH-型)和任選地添加陽離子交換劑如IRC 50(H+型)對聚合配合物作離子組分的分離。
通常帶有聯(lián)接配合劑K，(或其他相應(yīng)的含金屬配合物)所需的帶有端氨基的級聯(lián)聚合物的制備起始于可用商業(yè)可得的方法或根據(jù)或類似于文獻(xiàn)的方法來制備的含氮級聯(lián)起始物A(H)a。按文獻(xiàn)已知的方法[如，J.March，Advanced Organic Chemistry，3rd ed.；John Wiley&Sons，(1985)，364-381]通過對具有所需結(jié)構(gòu)的經(jīng)保護(hù)的胺進(jìn)行?；蛲榛磻?yīng)引入X、Y、Z和W級，該保護(hù)的胺具有可鍵合于級聯(lián)核的官能團(tuán)，如羧酸基、異氰酸基、異硫氰酸基或活化羧酸基(如酸酐基、活性酯基酰氯基)或鹵代基(如氯代基、溴代基、碘代基)、氮雜環(huán)丙烷基、甲磺酸酯基、對甲苯磺酸酯基或其他本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的離去基。
要強(qiáng)調(diào)的是級聯(lián)核A和級聯(lián)伸長單元的區(qū)分純粹是形式上的。不用形式上的級聯(lián)起始物A(H)a，而是將定義上形成部分級聯(lián)核的氮原子首先與第一級一起引入，這在合成上是有利的。因此，如在實(shí)施例1b)中描述的化合物的合成中，更有利的方案不是用如芐氧羰基氮雜環(huán)丙烷烷基化形式上的級聯(lián)核均苯三甲酸三酰胺(六倍)，而是用二[2-(芐氧羰基氨基)-乙基]-胺與均苯三甲酸三酰氯反應(yīng)(三倍)。
作為氨基保護(hù)基，可提及的有本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的芐氧羰基、特丁氧羰?；?、三氟乙?；?、氟甲氧羰基、芐基和甲酰基[Th.W.Greene，P.G.M.Wuts，Protective Group in Organic Syntheses，2nd ed.，John Wiley andSons(1991)，PP.309-385]。按文獻(xiàn)文法脫除這些保護(hù)基后，可向分子中引入下一所需級。除了每聯(lián)一級分兩步(烷基化或?；兔摫Ｗo(hù)基)合成各級外，也可僅用兩步反應(yīng)同時引入二個級，如X-[Y]x，或幾個級，如X-[Y-(Z)y]x。用胺基為帶保護(hù)的第二級聯(lián)伸長胺對具有所需級聯(lián)伸長單元結(jié)構(gòu)的未保護(hù)胺(“級聯(lián)伸長胺”)進(jìn)行烷基化或?；铣蛇@些多級單元。
作為級聯(lián)起始物通式為A(H)a的化合物可以商品購得或按文獻(xiàn)或類似方法[如，Houben-Weyl，Methoden der Org.Chemie，Georg-Thieme-Verlag，Stuttgart(1957)，11/1卷；M.Micheloni等人，Inorg.Chem.(1985)，24，3702；T.J.Atkins等人，Org.Synth.，58卷(1978)，86-98；The Chemistry ofHeterocyclic CompoundsJ.S.Bradshaw等人，Aza-Crown-Macrocycles，John Wiley & Sons，N.Y.(1993)]制備。在此可引用以下化合物作為例子三(氨乙基)胺[如Fluka Chemie[Fluka Chemistry]AG，Switzerland；Aldrich-Chemie[Aldrich Chemistry]，Germany]；三(氨丙基)胺[如，C.Woerner等人，Angew.Chem.[Applied Chem.]Int.Ed.Engl.(1993).32，1306]；二乙撐三胺[如，F(xiàn)luka；Aldrich]；三乙撐四胺[如，F(xiàn)luka；Aldrich]；四乙撐五胺[如，F(xiàn)luka；Aldrich]；1，3，5-三(氨甲基)苯[如，T.M.Garrett等人，J.Am.Chem.Soc.(1991)，113，2965]；均苯三甲酸三酰胺[如，H.Kurihara；Jpn.Kokai Tokyo Koho JP04077481；CA 117，162453]；1，4，7-三氮雜環(huán)壬烷[如，F(xiàn)luka；Aldrich]；1，4，7，10，13-五氮雜環(huán)十五烷[如，K.W.Aston，歐洲專利申請0 524 161，CA 120，44580]；
1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷[如，Aldrich]；1，4，8，11-四氮雜環(huán)十四烷[如，F(xiàn)luka；Aldrich]；1，4，7，10，13，16，19，22，25，28-十氮雜環(huán)三十烷[如，A.Andres等人，J.Chem Soc.Dalton Trans.(1993)，3507]；1，1，1-三(氨甲基)乙烷[如，R.J.Geue等人，Aust.J.Chem.(1983)，36，927]；三(氨丙基)-硝基甲烷[如，G.R.Newkome等人，Angew.Chem.103，1205(1991)，類似于R.C.Larock，Comprehensive Organic Transformation，VCH Publishers，N.Y.(1989)，419-420]；1，3，5，7-金剛烷四羧酸酰胺[如，H.Stetter等人，Tetr.Lett.1967，1841]1，2-二[苯氧乙烷]-3＇，3″，5＇，5″-四羧酸酰胺[如，J.P.Collman et al.；J.Am.Chem.Soc.(1988)，110，3477-86，類似實(shí)施例1b的說明]；1，4，7，10，13，16，21，24-八氮雜二環(huán)[8.8.8]二十六烷[如，P.H.Smith等人，J.Org.Chem.(1993)，58，7939]。
按照或類似于實(shí)驗(yàn)部分或文獻(xiàn)已知的方法制備含有上述合成各級所需官能團(tuán)的級聯(lián)伸長胺。
作為例子可提及的有Nα，Nξ-二-芐氧羰基-賴氨酸-對硝基苯酯[參見實(shí)施例1c)的說明]；HOOC-CH2OCH2CO-N(CH2CH2NH-CO-O-CH2C6H5)2；HOOC-CH2N(CH2CH2NH-CO-O-CH2C6H5)2；HOOC-CH2CH2CO-N(CH2CH2NH-COCF3)2[按實(shí)施例3a)的說明制備，起始原料為二(三氟乙酰氨乙基)胺而不是二(芐氧羰基氨乙基)胺和琥珀酸酐而不是二甘醇酸酐]；HOOC-CH2OCH2CONH-C6H4-CH[CH2CON(CH2CH2NH-CO-O-CH2C6H5)2]2[按類似于實(shí)施例3a的說明制備]；
O＝C＝N-C6H4-CH[CH2CON(CH2CH2NH-CO-O-CH2C6H5)2]2 N-芐氧羰基-氮雜環(huán)丙烷，按M.Zinic等人，J.Chem.Soc，PerkinTrans 1，21-26(1993)制備，N-芐氧羰基-賴氨酸從如Bachem，California購得 按C.J.Cavallito等人，J.Amer.Chem.Soc.1943，65，2140制備，起始物為N-CO-OCH2C6H5-(2-溴乙基)胺而不是芐氯[A.R.Jacobson等人，J.Med.Chem(1991)，34，2816]。
按照類似于實(shí)驗(yàn)部分或文獻(xiàn)已知的方法(參見如，歐洲專利申請Nos.0 512 661、0 430 863、0 255 471和0 565 930)制備通式為I＇A和I＇B的配合物或配合劑。
因此，為進(jìn)行通式為I’A的化合物的制備，如其中用T”基作為官能團(tuán)T’的前體，它可指可用上述方法在不影響酸保護(hù)基R1’的情況下轉(zhuǎn)化成游離酸官能基的經(jīng)保護(hù)的酸官能基，或指可按文獻(xiàn)已知的方法[Th，W.Green，P.G.M.Wuts，Protective Groups in Organic Synthesis，2nd Edition，John Wiley&Sons(1991)，PP.309-385]脫除保護(hù)基接著可轉(zhuǎn)變成異氰酸酯或異硫氰酸酯[Methoden der Org.Chemie(Houben-Weyl)，E4，PP.742-749，837-843，Georg Thieme Verlag，Stuttgart，New York(1983)]的經(jīng)保護(hù)的胺基。這些化合物可按照或類似于實(shí)驗(yàn)部分所描述的方法用適當(dāng)?shù)摩?鹵代酰胺單烷基化環(huán)烯(cyclene)來制備[在非質(zhì)子溶劑如氯仿中]。
為進(jìn)行通式為I＇B的化合物的制備，例如可采用經(jīng)保護(hù)的酸官能基作為活性羧基-C*O的前體，它可按上述方法在不影響酸保護(hù)基R1’的條件下被轉(zhuǎn)化成游離酸官能基并可用文獻(xiàn)已知的和上述的方法活化。這些化合物可按照或類似于實(shí)驗(yàn)部分所描述的方法制備，例如通式為II的氨基酸衍生物與通式為III的烷基化試劑反應(yīng)。 其中R5’與R5含義一樣，其中R5中任選含有的羥基或羧基任選地以被保護(hù)形式存在，并且V1為直鏈或分枝的C1-C6烷基、芐基、三甲基硅烷基、三異丙基硅烷基、2，2，2-三氟乙氧基或2，2，2-三氯乙氧基，其中V1不同于V1”， 其中R1”代表保護(hù)基，并且Hal代表鹵原子，例如Cl、Br或I，但優(yōu)選為Cl[也可參見M.A.Williams，H.Rapoport，J.Org.Chem.58，1151(1993)]。
優(yōu)選的氨基酸衍生物為天然α-氨基酸。
化合物(II)和化合物(III)的反應(yīng)優(yōu)選在緩沖的烷基化反應(yīng)體系中進(jìn)行，其中使用磷酸鹽水溶液作為緩沖劑。反應(yīng)在pH為7-9，優(yōu)選為pH為8的條件下進(jìn)行。緩沖劑的濃度可在0.1-2.5M之間，但優(yōu)選使用2M磷酸鹽緩沖液。烷基化溫度可在0至50℃之間，優(yōu)選溫度為室溫。
反應(yīng)在極性溶液，如乙腈、四氫呋喃、1，4-二氧六環(huán)或1，2-二甲氧基乙烷中進(jìn)行，優(yōu)選使用乙腈。
本發(fā)明的藥劑也可按照本領(lǐng)域已知的方法制備，使用本發(fā)明的配合物——任選地添加有植物制劑中常用的添加劑——將其懸浮或溶解于水介質(zhì)中接著把該懸浮液或溶液任選地消毒。適用的添加劑有，如生理無害的緩沖劑(如，三甲醇氨基甲烷)，和配合劑或弱配合物添加劑(如，二乙撐三胺五乙酸或相應(yīng)的Ca-級聯(lián)聚合物的配合物)或者——如果有必要——電解質(zhì)，如氯化鈉或——如果有必要——抗氧劑，如抗壞血酸。
如果希望本發(fā)明藥劑在水中或生理鹽水中的懸浮液或溶液用于胃腸給藥或其他目的，將它們與植物制劑中常用的一種或多種輔料[如甲基纖維素、乳糖、甘露醇]和/或表面活性劑[如卵磷脂、Tween(R)、Myrj(R)]和/或校正味覺的調(diào)味劑[如精油]混合。
原則上，也有可能不分離配合劑鹽制備本發(fā)明的藥劑。但無論如何在進(jìn)行螯合反應(yīng)時要特別小心使得本發(fā)明的鹽和鹽溶液實(shí)質(zhì)上不含有毒性的非配合形式的金屬離子。
在制備過程中，如可借助有色指示劑如二甲苯酚黃用控制滴定來確保該要求的實(shí)現(xiàn)。因此本發(fā)明也涉及制備配合物及其鹽的方法。最終的預(yù)防措施是對分離的配合物的鹽進(jìn)行純化。
優(yōu)選地，本發(fā)明的藥劑含1μmol-1.3mol/l的配合物鹽并且通常劑量為0.0001-5mmol/kg。它們被設(shè)計成胃腸和胃腸外給藥。本發(fā)明的配合物1.以原子序數(shù)為21-29、39、42、44和57-83的元素的離子的配合物形式，用于NMR診斷和放射診斷中；2.以原子序數(shù)為27、29、31、32、37-39、43、49、62、64、70、75和77的元素的離子的配合物形式用于放射診斷和放射治療中。
本發(fā)明的藥劑符合核自旋斷層掃描用造影劑所需的多種要求。因此，在口服或胃腸外給藥后，它們非常適于改善借助核自旋斷層掃描的圖像，通過增加信號強(qiáng)度體現(xiàn)它們在信息上的價值。另外，它們具有使身體所需外來物質(zhì)盡可能最少的高效能，和保持研究非侵入性性質(zhì)所需的良好相容性。
本發(fā)明藥劑有好的水溶性和低的滲透性，使得有可能制備高濃度溶液，這樣，循環(huán)系統(tǒng)所負(fù)載的體積可控制在合理的限度內(nèi)，而且與體液的稀釋作用相比，即NMR診斷劑必須比NMR譜所要求的水溶性高100至1000倍。另外，本發(fā)明的藥劑不但在體外有高的穩(wěn)定性，在體內(nèi)也有令人震驚的好的穩(wěn)定性，使得非共價鍵合于配合物上的離子的釋放或交換——離子本身有毒——在該新型造影劑完全排出體外的時間內(nèi)進(jìn)行得非常緩慢。
通常，本發(fā)明的藥劑用作NMR診斷劑的劑量在0.0001-5mmol/Kg，優(yōu)選為0.005-0.5mmol/Kg。應(yīng)用具體細(xì)節(jié)，如在H.-J.Weinmann等人，Am.J.of Roentgenology 142，619(1984)中有描述。
可用作劑量特別低(低于1mg/Kg體重)的器官特征NMR診斷劑，如診斷腫瘤和心肌梗塞。
而且，本發(fā)明的配合物有利于用作體內(nèi)NMR譜的敏感試劑和位移試劑。
由于其有益的放射性和它們所含配合物好的穩(wěn)定性，本發(fā)明的藥劑也適用作放射診斷劑。其應(yīng)用及劑量的細(xì)節(jié)描述在如“Radiotracers forMedical Applications，”CRC Press，Boca Raton，F(xiàn)lorida。
用放射性同位素的另一造影方法是正電子發(fā)射斷層掃描，它使用發(fā)射正電子的同位素，如43Sc、44Sc、52Fe、55Co和68Ga(Heiss，W.D.；Phelps，M.E.；Positron Emission Tomography of Brain，Springer Verlag Berlin，Heidelberg，New York.1983)。
足以令人吃驚地，本發(fā)明的化合物也可在沒有血腦屏障的區(qū)域區(qū)分惡性和良性腫瘤。
它們的特性還在于能完全從體內(nèi)消除，因而具有好的耐受性。
由于本發(fā)明的物質(zhì)在惡性腫瘤上富集(不擴(kuò)散到正常組織中，但對腫瘤血管有高的通透性)，它們也可有助于惡性腫瘤的放射治療。后者與僅通過所用同位素的量和種類的相應(yīng)的診斷不同。其目的是利用高能短波輻射在盡可能短的作用范圍內(nèi)摧毀腫瘤細(xì)胞。為此，配合物中含有的金屬(如鐵或釓)的相互作用與電離輻射(如x-射線)或和中子射線一起使用。由于這種效應(yīng)，在有金屬配合物的點(diǎn)(如腫瘤中)上的輻射劑量明顯增加。使用這些金屬配合物使得惡性腫瘤組織得到相同輻射劑量的同時大大降低正常組織上的輻射劑量，從而避免了困擾病人的副作用。因此本發(fā)明的金屬配合物綴合物也適于作惡性腫瘤治療中的輻射敏化物(如，穆斯鮑爾效應(yīng)的應(yīng)用或在中子捕獲治療中)。適用的β-發(fā)射離子有，如46Sc、47Sc、48Sc、72Ga、73Ga和90Y。有短半衰期的適用的α-發(fā)射離子有，如221Bi，212Bi，213Bi和214Bi，其中優(yōu)選為212Bi。適用的光子-和電子-發(fā)射離子為158Gd，它可用中子捕獲法由157Gd制得。
如果把本發(fā)明的藥劑設(shè)計成用于R.L.Mills等人(Nature Vol.336，(1988)，P.787)建議的放射治療的變體中，中心離子必須從穆斯鮑爾同位素如57Fe或151Eu中衍生。
在本發(fā)明治療藥劑的體內(nèi)給藥中，藥劑可與一適當(dāng)載體如血漿或生理常用溶液以及另一蛋白如人血清清蛋白一起給藥。這時劑量依賴于細(xì)胞無序的類型、所用金屬離子的類型和造影方法的類型。
本發(fā)明的治療藥劑經(jīng)胃腸道給藥，優(yōu)選為靜脈給藥。
放射治療藥劑應(yīng)用的細(xì)節(jié)在，如R.W.Kozak等人TIBTEC，October1986，262中有論述。
本發(fā)明的藥劑十分適于作x-射線造影劑，特別是對于電子計算機(jī)斷層掃描(CT)，其中特別要強(qiáng)調(diào)的是沒有用生物化學(xué)-藥理學(xué)研究可檢測的已知含碘造影劑的類過敏性反應(yīng)癥狀。由于在數(shù)字化扣除技術(shù)更高管電壓的區(qū)域中有有益的吸收性能，所以它們特別有用。
通常，作為如類似于泛影酸鹽的x-射線造影劑，本發(fā)明的藥劑用量為0.1-5mmol/Kg，優(yōu)選為0.25-1mmol/Kg。
x-射線造影劑應(yīng)用的細(xì)節(jié)在如Barke，Rontgenkontrastmittel[x-射線造影劑]，G.Thieme，Leipzig(1970)和P.Thurn，E.Bucheler“Einfuhrung indie Rontgendiagnostik[診斷放射學(xué)入門]” G.Thimem，Stuttgart，NewYork(1977)有論述。
通常，已有可能合成開辟診斷和治療醫(yī)學(xué)新的可能性的新型配合劑、金屬配合物和金屬配合物鹽。
下列實(shí)施例用于更詳細(xì)地解釋本發(fā)明的目的。
產(chǎn)量163.4g(理論產(chǎn)率的88％)元素分析計算值C 64.67 H 6.78 N 11.31實(shí)測值C 64.58 H 6.83 N 11.28b)N，N，N＇，N＇，N″，N″-六[2-(芐氧羰基氨基)-乙基]-均苯三甲酸三酰胺13.27g(50mmol)均苯三甲酸三酰氯(Aldrich)和34.7ml(250mmol)三乙胺溶于二甲基甲酰胺(DMF)中，并在0℃下混入65.0g(175mmol)實(shí)施例1a)所述的胺，接著在室溫下攪拌過夜。將溶液在真空下蒸發(fā)濃縮，殘留物用乙酸乙酯在硅膠下色譜分離。
產(chǎn)量39.4g(理論產(chǎn)率的62％)元素分析計算值C 65.24 H 5.95 N 9.92實(shí)測值C 65.54 H 5.95 N 9.87c)Nα，Nξ-二(N，N＇-二芐氧羰基-賴氨酰)-賴氨酸，被保護(hù)的“三賴氨酸”3.6g(20mmol)賴氨酸鹽酸鹽和6.95ml(50mmol)三乙胺溶于DMF中，混入26.8g(50mmol)Nα，Nξ-二芐氧羰基-賴氨酰-對硝基苯酯(Bachem)，并在室溫下攪拌2天。反應(yīng)完全后，真空下蒸發(fā)濃縮，殘余物溶于乙酸乙酯，并用稀鹽酸振搖并分層。有機(jī)相用硫酸鈉干燥，蒸干溶劑，殘余物用乙酸乙酯/乙醇梯度洗脫色譜分離。
產(chǎn)量10.7g(理論產(chǎn)率的57％)元素分析計算值C 63.94 H 6.65 N 8.95實(shí)測值C 63.63 H 6.69 N 8.93d) 基于N，N，N＇，N＇，N″，N″-六[2-(三賴氨?；被?-乙基]-均苯三甲酸三酰胺的完全保護(hù)的芐氧羰基-24-聚胺1.27g(1mmol)實(shí)施例1b)所描述的六-芐氧羰基胺溶于冰醋酸溶液中，并在攪拌下混入33％的HBr冰醋酸溶液。60分鐘后，用乙醚使初始沉淀完全，用醚洗生成的六胺-溴化氫鹽，真空干燥并且未加純化用于下述的下一步反應(yīng)。
產(chǎn)量0.95g(定量)7.0g(7.5mmol)實(shí)施例1C)描述的經(jīng)保護(hù)的“三賴氨酸”，1.2g(7.5mmol)1-羥基苯并三唑和2.4g(7.5mmol)2-(1H-苯并三唑-1-基)-1，1，3，3-四甲基脲陽離子四氟硼酸鹽(TBTU；Peboc Limited，UK)溶于DMF中并攪拌15分鐘。接著向該溶液中混入5.16ml(30mmol)N-乙基二異丙基胺和上述0.95g(1mmol)六胺-氫溴酸鹽，并在室溫下攪拌過夜。反應(yīng)完全后，真空蒸發(fā)濃縮，殘余物在硅膠上用乙酸乙酯/乙醇(2∶1)色譜分離。
產(chǎn)量4.55g(理論產(chǎn)率的76％)元素分析計算值C 64.35 H 6.71 N 10.52實(shí)測值C 64.08 H 6.57 N 10.29e)2-溴丙酰甘氨酸-芐酯把55.9g(326.1mmol)2-溴丙酰氯在0℃下滴加到100g(296.4mmol)甘氨酸芐酯-對甲苯磺酸鹽和33.0g(326.1mmol)三乙胺之400ml二氯甲烷溶液中。反應(yīng)溫度不許高于5℃。加完后在0℃下攪拌1小時，接著在室溫下攪拌兩小時。加入500ml冰水，水相用10％鹽酸水溶液調(diào)pH為2。分離有機(jī)相，用300ml5％蘇打水溶液和400ml水各洗一次。有機(jī)相用硫酸鎂干燥并在真空下蒸干。殘余物用異丙醚重結(jié)晶。
產(chǎn)量68.51g(理論產(chǎn)率的75％)的無色結(jié)晶粉末熔點(diǎn)69-70℃元素分析計算值C 46.76H 7.19N 4.54Br 25.92實(shí)測值C 46.91H 7.28N 4.45Br 25.81f) 1-[4-(芐氧羰基)-1-甲基-2-氧-3-氮雜丁基]-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷
50g(162.2mmol)實(shí)施例1e)的目標(biāo)化合物加到55.8g(324.4mmol)1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷中，溶于600ml氯仿，在室溫下攪拌過夜。加入500ml水，分出有機(jī)相并每次用400ml水洗二次，有機(jī)相用硫酸鎂干燥并在真空下蒸干。殘余物在硅膠上色譜分離(洗脫溶劑氯仿/甲醇/25％氨水＝10∶5∶1)。
產(chǎn)量40.0g[以所用1e)的量計算理論產(chǎn)率的63％]的淡黃色粘稠油狀物。
元素分析計算值C 61.36H 8.50N 17.89實(shí)測值C 61.54H 8.68N 17.68g)10-[4-(芐氧羰基)-1-甲基-2-氧-3-氮雜丁基]-1，4，7-三(特丁氧羰甲基)-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷(溴化鈉配合物)把33g(169mmol)溴乙酸特丁酯加到20g(51.08mmol)實(shí)施例1f)的目標(biāo)化合物和17.91g(169mmol)碳酸鈉之300ml乙腈溶液中，在60℃下攪拌24小時。冷至0℃，濾除所形成的鹽，蒸干濾液。殘余物用硅膠色譜分離(洗脫溶劑乙酸乙酯/乙醇＝15∶1)。將含產(chǎn)物的洗脫液蒸發(fā)濃縮，殘余物用異丙醚重結(jié)晶。
產(chǎn)量34.62g(理論產(chǎn)率的81％)的無色結(jié)晶粉末熔點(diǎn)116-117℃元素分析計算值C 54.54 H 7.59 N 8.37 Na 2.74 Br 9.56實(shí)測值C 54.70 H 7.65 N 8.24 Na 2.60 Br 9.37h)10-(4-羧基-1-甲基-2-氧-3-氮雜丁基)-1，4，7-三(特丁氧羰甲基)-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷(溴化鈉配合物)30g(35.85mmol)實(shí)施例1g的目標(biāo)化合物溶于500ml異丙醇中，加入3g鈀催化劑(10％Pd/C)。室溫下氫化過夜。濾除催化劑，濾液在真空下蒸干并用丙酮重結(jié)晶。
產(chǎn)量22.75g(理論產(chǎn)率的85％)的無色結(jié)晶粉末熔點(diǎn)225℃(分解)元素分析計算值C 49.86 H 7.69 N 9.38 Na 3.07 Br 10.71實(shí)測值C 49.75 H 7.81 N 9.25 Na 2.94 Br 10.58I)基于N，N，N＇，N＇，N″，N″-六[2-(三賴氨酰氨基)-乙基]-均苯三甲酸三酰胺的24-單體單元N-(5-DO3A-基-4-氧-3-氮雜己?；?-級聯(lián)聚酰胺*)6.0g(1mmol)實(shí)施例1d)所述的聚芐氧羰基胺溶于冰醋酸中，并在攪拌下混入33％的溴化氫冰醋酸溶液。3小時后，用乙醚使初始沉淀完全，所得的24-胺-氫溴酸鹽用醚洗并在真空下干燥。
35.84(48mmol)上述實(shí)施例1h)所述酸溶于DMF中，混入7.35g(48mmol)1-羥基苯并三唑、15.41g(48mmol)TBTU(Peboc Limited，UK)和49.3ml(288mmol)N-乙基二異丙基胺，室溫下攪拌20分鐘。接著向溶液中混入上述(1mmol)24-胺-氫溴酸鹽，在室溫下攪拌4天。真空下蒸發(fā)濃縮溶液，殘留油狀物用冰浴冷卻并混入三氟乙酸，室溫下攪拌過夜接著用乙醚沉淀，沉淀物真空干燥，溶于水中，調(diào)pH為7，用YM3 Amicon(R)超濾膜除去低分子量部分，最終將滯留物膜過濾并凍干。
產(chǎn)量13.5g(理論產(chǎn)率的83％)H2O含量(Karl-Fischer法)6.2％元素分析(以無水物計算)計算值C 45.82 H 6.09 N 15.07 Na 10.79實(shí)測值C 45.56 H 6.15 N 14.80 Na 10.52*)DO3A＝1，4，7-三(羧甲基)-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷k)基于N，N，N＇，N＇，N″，N″-六[2-(三賴氨酰氨基)-乙基]-均苯三甲酸三酰胺的N-(5-DO3A-基-4-氧-3-氮雜己?；?-級聯(lián)聚酰胺的24-單體單元-Gd-配合物8.13g(0.5mmol)上述實(shí)施例1i)中描述的聚合劑酸在水中用稀鹽酸調(diào)pH為3，混入2.17g(6mmol)Gd2O3，在80℃下攪拌30分鐘，冷卻后調(diào)pH為7并用YM3 AMICON(R)超濾膜脫鹽。最終滯留物膜過濾并凍干。
產(chǎn)量8.89g(理論產(chǎn)率的92.1％)H2O含量(Karl-Fischer法)9.6％Gd測定值(AAS法)19.6％元素分析(以無水物計算)計算值C 40.26 H 5.35 N 13.24 Gd 21.62實(shí)測值C 39.98 H 5.51 N 13.42 Gd 21.37
產(chǎn)量71.36g(理論產(chǎn)率的78％)的無色結(jié)晶粉末元素分析計算值C 48.46H 7.51N 4.35Br 24.80實(shí)測值C 48.29H 7.65N 4.25Br 24.61b)1-[5-(芐氧羰基)-1-甲基-2-氧-3-氮雜戊基]-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷把50g(155.2mmol)實(shí)施例2a)的目標(biāo)化合物加到53.32g(310mmol)1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷和600ml氯仿的溶液中，室溫下攪拌過夜。加入500ml水，分離有機(jī)相，每次用400ml水洗二次。有機(jī)相用硫酸鎂干燥并在真空下蒸干。殘余物用硅膠色譜分離(洗脫溶劑氯仿/甲醇/25％氨水10/5/1)。
產(chǎn)量38.39g[以所用2a)的量計算的理論產(chǎn)率的61％]的淡黃色粘稠油狀物。
元素分析計算值C 62.20H 8.70N 17.27實(shí)測值C 62.05H 8.81N 17.15c)10-[5-(芐氧羰基)-1-甲基-2-氧-3-氮雜戊基]-1，4，7-三(特丁氧羰甲基)-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷(溴化鈉配合物)把31.8g(163mmol)溴乙酸特丁酯加到20g(49.32mmol)實(shí)施例2b)的目標(biāo)化合物和17.28g(163mmol)碳酸鈉之300ml乙腈溶液中，在60℃下攪拌24小時。冷至0℃，濾除所形成鹽，蒸干濾液。殘余物用硅膠色譜分離(洗脫溶劑乙酸乙酯/乙醇＝10∶1)。將含產(chǎn)物的洗脫液部分蒸發(fā)濃縮，殘余物用異丙醚重結(jié)晶。
產(chǎn)量31.89g(理論產(chǎn)率的76％)的無色結(jié)晶粉末元素分析計算值C 55.05 H 7.70 N 8.23 Na 2.69 Br 9.40實(shí)測值C 55.17 H 7.85 N 8.10 Na 2.51 Br 9.30d)10-[5-(羧基)-1-甲基-2-氧-3-氮雜戊基]-1，4，7-三(特丁氧羰甲基)-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷(溴化鈉配合物)30g(35.26mmol)實(shí)施例2c)的目標(biāo)化合物溶于500ml異丙醇中，加入3g鈀催化劑(10％Pd/C)。室溫下氫化過夜。濾除催化劑，濾液在真空下蒸干并用丙酮重結(jié)晶。
產(chǎn)量24.41g(理論產(chǎn)率的91％)的無色結(jié)晶粉末元素分析計算值C 50.52 H 7.82 N 9.21 Na 3.01 Br 10.52
實(shí)測值C 50.41 H 7.95 N 9.10 Na 2.91 Br 10.37e)基于N，N，N＇，N＇，N″，N″-六[2-(三賴氨酰氨基)-乙基]-均苯三甲酸三酰胺的24-單體單元N-(6-DO3A-基-5-氧-4-氮雜庚?；?-級聯(lián)聚酰胺6.0g(1mmol)實(shí)施例1d)所述的聚芐氧羰基胺溶于冰醋酸中，并在攪拌下混入33％的溴化氫冰醋酸溶液。3小時后，用乙醚使初始沉淀完全，所得24-胺-氫溴酸鹽用醚洗，并在真空下干燥。
36.52(48mmol)上述實(shí)施例2d)所述酸溶于DMF中，混入7.35g(48mmol)1-羥基苯并三唑，15.41g(48mmol)TBTU(Peboc Limited，UK)和49.3ml(288mmol)N-乙基二異丙基胺，室溫下攪拌20分鐘。接著向溶液中混入上述(1mmol)24-胺-氫溴酸鹽，在室溫下攪拌4天。真空下蒸發(fā)濃縮溶液，殘留油狀物用冰浴冷卻并混入三氟乙酸，室溫下攪拌過夜，接著用乙醚沉淀。沉淀物真空干燥，溶于水中，調(diào)pH為7，用YM3 Amicon(R)超濾并膜除去低分子量部分，最終將滯留物膜過濾并凍干。
產(chǎn)量14.4g(理論產(chǎn)率的85％)H2O含量(Karl-Fischer法)8.7％元素分析(以無水物計算)計算值C 46.82 H 5.98 N 14.79 Na 10.59實(shí)測值C 47.04 H 6.23 N 14.96 Na 10.26f)基于N，N，N＇，N＇，N″，N″-六[2-(三賴氨酰氨基)-乙基]-均苯三甲酸三酰胺的N-(6-DO3A-基-5-氧-4-氮雜庚?；?-級聯(lián)聚酰胺的24-單體單元-Gd-配合物8.5g(0.5mmol)上述實(shí)施例2e)中描述的聚合劑酸在水中用稀鹽酸調(diào)pH為3，混入2.17g(6mmol)Gd2O3，在80℃下攪拌30分鐘，冷卻后調(diào)pH為7并用YM3 AMICON(R)超濾膜脫鹽。最終滯留物膜過濾并凍干。
產(chǎn)量8.50g(理論產(chǎn)率的88％)H2O含量(Karl-Fischer法)7.9％Gd測定值(AAS法)19.4％
元素分析(以無水物計算)計算值C 41.12 H 5.52 N 12.99 Gd 21.21實(shí)測值C 40.86 H 5.34 N 13.25 Gd 20.95
產(chǎn)量41.4g(理論產(chǎn)率的85％)元素分析計算值C 59.13H 6.00N 8.62實(shí)測值C 58.99H 5.93N 8.70b)N，N＇，N″，N-四{8-(芐氧羰基氨基)-6-[2-芐氧羰基氨乙基]-5-氧-3-氧雜辛?；鶀環(huán)烯345mg(2mmol)1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷(環(huán)烯；Fluka)用甲苯回流分水干燥。在室溫下把4.88g(10mmol)N，N＇-二(芐氧羰基)-3-[羧甲氧乙?；鵠-3-氮雜戊烷-1，5-二胺[實(shí)施例3a)]的四氫呋喃(THF)的溶液和2.47g(10mmol)2-乙氧基-1-乙氧羰基-1，2-二氫喹啉(EEDQ；Fluka)加到放冷的環(huán)烯甲苯溶液，并攪拌過夜。反應(yīng)完成后，添加己烷使產(chǎn)物沉淀，傾出溶劑并用THF/己烷重沉淀一次，接著再用THF/甲苯重沉淀一次。真空干燥后得到2.78g(理論產(chǎn)率的68％)的淡黃色固體。
元素分析計算值C 60.93H 6.29N 10.93實(shí)測值C 60.68H 6.40N 10.97c)基于由N，N＇，N″，N-四{8-(芐氧羰基氨基)-6-[2-芐氧羰基氨乙基]-5-氧-3-氧雜辛?；鶀環(huán)烯制得的Nα，Nξ-二(賴氨酰)-賴氨酸(“三賴氨酸”)縮合的32-胺的經(jīng)完全保護(hù)的芐氧羰基-32-聚胺2.05g(1mmol)實(shí)施例3b)所描述的八-芐氧羰基胺溶于冰醋酸溶液中，并在攪拌下混入33％的HBr冰醋酸溶液。90分鐘后，用乙醚使初始沉淀完全，用醚洗生成的八胺-溴化氫鹽，真空干燥并且未加純化用于下述的下一步反應(yīng)。
產(chǎn)量1.6g(定量)9.4g(10mmol)實(shí)施例1C)描述的經(jīng)保護(hù)的“三賴氨酸”，1.5g(10mmol)1-羥基苯并三唑和3.2g(10mmol)2-(1H-苯并三唑-1-基)-1，1，3，3-四甲基脲陽離子四氟硼酸鹽(TBTU；Peboc Limited，UK)溶于DMF中并攪拌15分鐘。接著向該溶液中混入5.16ml(30mmol)N-乙基二異丙基胺和上述1.6g(1mmol)八胺-氫溴酸鹽，并在室溫下攪拌過夜。反應(yīng)完成后，真空蒸發(fā)濃縮，殘余物在硅膠上用二氯甲烷/甲醇(10∶1)色譜分離。
產(chǎn)量6.0g(理論產(chǎn)率的72％)元素分析計算值C 63.32H 6.76N 10.74實(shí)測值C 62.98H 6.91N 10.43d)基于實(shí)施例3c)所述的32-單體單元胺的32-單體單元N-(5-DO3A-基-4-氧-3-氮雜己?；?-級聯(lián)聚酰胺8.35g(1mmol)實(shí)施例3c)所述的32-單體單元-芐氧羰基胺溶于冰醋酸中，并在攪拌下混入33％的溴化氫冰醋酸溶液。3小時后，用乙醚使初始沉淀完全，所得32-胺-氫溴酸鹽用醚洗并在真空下干燥。
47.8g(64mmol)實(shí)施例1h)所述酸溶于DMF中，混入9.8g(64mmol)1-羥基苯并三唑、20.5g(64mmol)TBTU(Peboc Limited，UK)和65.7ml(384mmol)N-乙基二異丙基胺，室溫下攪拌20分鐘。接著向溶液中混入上述(1mmol)32-胺-氫溴酸鹽，在室溫下攪拌4天。真空下蒸發(fā)濃縮溶液，殘留油狀物用冰浴冷卻并混入三氟乙酸，室溫下攪拌過夜，接著用乙醚沉淀。沉淀物真空干燥，溶于水中，調(diào)pH為7，用YM3 Amicon(R)超濾膜除去低分子量部分，最終將滯留物膜過濾并凍干。
產(chǎn)量17.2g(理論產(chǎn)率的76.4％)H2O含量(Karl-Fischer法)7.6％元素分析(以無水物計算)計算值C 45.73 H 6.12 N 15.08 Na 10.61實(shí)測值C 45.89 H 6.30 N 14.84 Na 10.31e)基于實(shí)施例3c)所述的32-單體單元胺的N-(5-DO3A-基-4-氧-3-氮雜己?；?-級聯(lián)聚酰胺的32-單體單元-Gd-配合物10.4g(0.5mmol)上述實(shí)施例3d)中描述的聚合劑酸在水中用稀鹽酸調(diào)pH為3，混入2.89g(8mmol)Gd2O3，在80℃下攪拌30分鐘，冷卻后調(diào)pH為7，并用YM3 AMICON(R)超濾膜脫鹽。最終滯留物膜過濾并凍干。
產(chǎn)量12.1g(理論產(chǎn)率的91.1％)H2O含量(Karl-Fischer法)11.0％Gd測定值(AAS法)18.6％元素分析(以無水物計算)計算值C 40.26H 5.39N 13.28 Gd 21.30實(shí)測值C 40.10H 5.21N 13.04 Gd 21.03類似地用Yb2(CO3)3制備釔配合物元素分析(以無水物計算)計算值C 39.42H 5.28N 13.00 Yb 22.94實(shí)測值C 39.29H 5.40N 12.81 Yb 22.65
在0℃下把14.3g(75mmol)對甲苯磺酰氯分批加到20g(67.49mmol)六甘醇單甲醚和7.59g(75mmol)三乙胺之200ml氯仿溶液中，接著在該溫度下攪拌4小時。在真空下蒸干，殘余物用硅膠色譜分離(洗脫溶劑氯仿/甲醇＝5/1)。
產(chǎn)量27.67g(理論產(chǎn)率的91％)片狀、玻璃狀固體元素分析計算值C 53.32H 7.61S 7.12實(shí)測值C 53.15H 7.70S 7.03b)1-芐氧基-5-(芐氧羰基)-2-氯-3-氧-4-氮雜戊烷在0℃下把76g(326.1mmol)2-氯-3-(芐氧基)-丙酰氯(按照Inorg.Chem.Vol.31；2422，1992制備)滴加到100g(296.4mmol)甘氨酸芐酯-對甲苯磺酸鹽和33.0g(326.1mmol)三乙胺之400ml二氯甲烷溶液中，并在該溫度下攪拌2小時。加入500ml冰水，用10％的鹽酸水溶液將水相pH調(diào)為2。分離有機(jī)相，用300ml 5％的鹽酸水溶液、300ml 5％蘇打水溶液和400ml水各洗一次。有機(jī)相用硫酸鎂干燥并在真空下蒸干。殘余物用硅膠色譜分離(洗脫溶劑二氯甲烷/己烷/丙酮＝15/5/1)。
產(chǎn)量75.07g(理論產(chǎn)率的70％)的淡黃色粘稠油狀物元素分析計算值C 63.07H 5.57N 3.87Cl 9.80實(shí)測值C 63.17H 5.65N 3.75Cl 9.63c)1-[4-(芐氧羰基)-1-(芐氧甲基)-2-氧-3-氮雜丁基]-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷把70g(193.5mmol)實(shí)施例4b)的目標(biāo)化合物和11.1g(64.5mmol)的1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷溶于70ml二甲基甲酰胺中，并在50℃下攪拌2天。在真空下蒸干，向殘余物中加入700ml水，并且每次用250ml氯仿萃取2次。有機(jī)相用硫酸鎂干燥并在真空下蒸干。殘余物用硅膠色譜分離(洗脫溶劑氯仿/甲醇/25％氨水＝10/5/1)。
產(chǎn)量13.16g[以所用環(huán)烯的量計算的理論產(chǎn)率的41％]的無色粘稠油狀物。
元素分析計算值C 65.17H 7.90N 14.07實(shí)測值C 65.24H 7.77N 14.18d)10-[4-(芐氧羰基)-1-(芐氧甲基)-2-氧-3-氮雜丁基]-1，4，7-三(特丁氧羰甲基)-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷(溴化鈉配合物)把16.81g(86.2mmol)溴乙酸特丁酯加到13g(26.12mmol)實(shí)施例4c)的目標(biāo)化合物和9.14g(86.2mmol)碳酸鈉之200ml乙腈溶液中，在60℃下攪拌24小時。冷至0℃，濾除所形成鹽，蒸干濾液。殘余物用硅膠色譜分離(洗脫溶劑乙酸乙酯/乙醇＝15∶1)。
產(chǎn)量19.46g(理論產(chǎn)率的79％)的蠟狀固體元素分析計算值C 57.32 H 7.38 N 7.43 Na 2.43 Br 8.47實(shí)測值C 57.22 H 7.51 N 7.27 Na 2.33 Br 8.29e)10-(4-羧基-2-氧-1-羥甲基-3-氮雜丁基)-1，4，7-三(特丁氧羰甲基)-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷(溴化鈉配合物)19g(20.15mmol)實(shí)施例4d)的目標(biāo)化合物溶于300ml異丙醇中，加入3g鈀催化劑(10％Pd/C)。室溫下氫化過夜。濾除催化劑，濾液在真空下蒸干并用丙酮重結(jié)晶。
產(chǎn)量13.06g(理論產(chǎn)率的85％)的無色結(jié)晶粉末元素分析計算值C 48.82 H 7.53 N 9.18 Na 3.00 Br 10.49實(shí)測值C 48.71 H 7.68 N 9.03 Na 2.81 Br 10.23f)10-[4-(芐氧羰基)-1-(羥甲基)-2-氧-3-氮雜丁基]-1，4，7-三(特丁氧羰甲基)-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷把3.42g(20mmol)芐溴加到13g(17.04mmol)實(shí)施例4e)的目標(biāo)化合物和6.11g(18.75mmol)無水碳酸銫之70ml二甲基甲酰胺溶液中，在50℃下攪拌過夜。冷卻至0℃，加入700ml水。接著每次用300ml二氯甲烷萃取2次。合并有機(jī)相并用水洗2次，無水硫酸鎂干燥并在真空蒸干。殘余物用硅膠色譜分離(洗脫溶劑乙酸乙酯/乙醇)。
產(chǎn)量9.97g(理論產(chǎn)率的78％)的無色粘稠油狀物。
元素分析計算值C 60.86H 8.47N 9.34實(shí)測值C 60.95H 8.62N 9.21g)10-[4-(芐氧羰?；?-1-(2，5，8，11，14，17，20-七氧雜二十一酰基)-2-氧-3-氮雜丁基]-1，4，7-三(特丁氧羰甲基)-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷把9.7g(12.93mmol)實(shí)施例4f)的目標(biāo)化合物溶于50mlTHF，在-10℃下加入0.43g(14.22mmol)氫化鈉(80％在石蠟油中)。在0℃下攪拌30分鐘。接著加入11.65g(25.86mmol)實(shí)施例4a)的目標(biāo)化合物和3.46g(25.86mmol)碘化鋰。在室溫下攪拌24小時。小心地加入3ml水接著蒸干。殘余物用硅膠色譜分離(洗脫溶劑氯仿/甲醇＝10∶1)。
產(chǎn)量12.1g(理論產(chǎn)率的91％)的玻璃狀固體。
元素分析計算值C 59.57H 8.72N 6.81實(shí)測值C 59.65H 8.91N 6.62h)10-[1-(2，5，8，11，14，17，20-七氧雜二十一?；?-2-氧-3-氮雜-4-(羧基)丁基]-1，4，7-三(特丁氧羰甲基)-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷12g(11.67mmol)實(shí)施例4g)的目標(biāo)化合物溶于300ml異丙醇中，加入2g鈀催化劑(10％Pd/C)。室溫下氫化過夜。濾除催化劑，濾液在真空下蒸干并用丙酮/異丙醚重結(jié)晶。
產(chǎn)量10.18g(理論產(chǎn)率的93％)的蠟狀固體元素分析計算值C 56.33 H 8.92 N 7.46
實(shí)測值C 56.20 H 9.03 N 7.35i)基于N，N，N＇，N＇，N″，N″-六[2-(三賴氨酰氨基)-乙基]-均苯三甲酸三酰胺的N-(5-DO3A-基-4-氧-3-氮雜-7，10，13，16，19，22，25-七氧雜-二十一酰基)-級聯(lián)聚酰胺的24-單體單元一Gd配合物6.0g(1mmol)實(shí)施例1d)所述的24-單體單元-芐氧羰基胺溶于冰醋酸中，并在攪拌下混入33％的溴化氫冰醋酸溶液。3小時后，用乙醚使初始沉淀完全，所得的24-胺-氫溴酸鹽用醚洗并在真空下干燥。45.03g(48mmol)上述實(shí)施例4h)所述酸溶于DMF中，混入7.35g(48mmol)1-羥基苯并三唑、15.41g(48mmol)TBTU(Peboc Limited，UK)和49.3ml(288mmol)N-乙基二異丙基胺，室溫下攪拌20分鐘。接著向溶液中混入上述(1mmol)24-胺-氫溴酸鹽，在室溫下攪拌4天。真空下蒸發(fā)濃縮溶液，殘留油狀物用冰浴冷卻并混入三氟乙酸，室溫下攪拌過夜，接著用乙醚沉淀。沉淀物真空干燥，溶于水中，用稀鹽酸調(diào)pH為3，混入8.70g(24mmol)Gd2O3，在80℃下攪拌4小時，冷卻后調(diào)pH為7，并用YM3 AMICON(R)超濾膜去除低分子量部分。最終滯留物膜過濾并凍干。
產(chǎn)量19.6g(理論產(chǎn)率的73.3％)H2O含量(Karl-Fischer法)8.3％Gd測定值(AAS法)14.0％元素分析(以無水物計算)計算值C 43.94 H 6.38 N 9.43 Gd 15.39實(shí)測值C 44.27 H 6.22 N 9.29 Gd 15.09
產(chǎn)量115g(理論產(chǎn)率的99.9％)熔點(diǎn)68-70℃元素分析計算值C 32.55H 3.76F 38.62 N 14.24實(shí)測值C 32.63H 3.75F 38.38 N 14.19b)1，7-二(三氟乙?；?-4-芐氧羰基-1，4，7-三氮雜庚烷14.75g(50mmol)實(shí)施例5a)制備的三氟乙?；衔锖?.3ml(60mmol)的三乙胺溶于120ml二氯甲烷中并冷卻至0℃。在攪拌下滴加溶于20ml二氯甲烷的7.5ml(53mmol)氯甲酸芐酯(97％)。室溫下攪拌過夜，用蒸餾水萃取所生成的鹽，二氯甲烷溶液用硫酸鈉干燥，并在真空下蒸干，殘余物用乙醚/己烷結(jié)晶。
產(chǎn)量18.40g(理論產(chǎn)率的85.7％)熔點(diǎn)131-132℃元素分析計算值C 44.76 H 3.99 F 26.55 N 9.79實(shí)測值C 44.87 H 4.03 F 26.62 N 9.61c)3，9-二(特丁氧羰甲基)-6-芐氧羰基-3，6，9-三氮雜十一烷二羧酸-二-特丁酯4.29g(10mmol)實(shí)施例5a)制備的三氟乙?；衔锶苡?0ml乙醇中，并與800mg(20mmol)氫氧化鈉和10ml蒸餾水的溶液混合。在室溫下攪拌3小時，在真空下浴溫為40℃蒸干，殘留的水用異丙醇回流分水除去，接著溶于30ml二甲基甲酰胺。加入6.9g(50mmol)的碳酸鉀和9.7g(50mmol)溴乙酸特丁酯，使4-芐氧羰基-1，4，7-三氮雜庚烷在室溫下烷基化過夜。接著用油泵除去二甲基甲酰胺，殘余物在水和二氯甲烷中分配，有機(jī)相用硫酸鈉干燥，在真空下蒸干，殘余物用硅膠色譜分離純化。目標(biāo)化合物用乙酸乙酯/己烷洗脫。產(chǎn)品為泡狀物。
產(chǎn)量6.49g(理論產(chǎn)率的93.6％)元素分析計算值C 62.32H 8.57N 6.06實(shí)測值C 62.41H 8.66N 6.01d)3，9-二(特丁氧羰甲基)-3，6，9-三氮雜十一烷二羧酸-二-特丁酯3.5g(5mmol)實(shí)施例5c)制備的化合物溶于100ml乙醇中，加入200mgPearlman＇s催化劑(20％Pd在活性碳上)，進(jìn)行氫化直至計算量氫氣被吸收完全。抽濾除催化劑，濾液在真空下蒸干。目標(biāo)化合物為白色泡狀物。
產(chǎn)量2.80g(理論產(chǎn)率的99.9％)元素分析計算值C 60.08H 9.54N 7.51實(shí)測值C 60.02H 9.62N 7.56e)3，9-二(特丁氧羰甲基)-6-[1-(乙氧羰基)-乙基]-3，6，9-三氮雜十一烷二羧酸-二-特丁酯5.60g(10mmol)實(shí)施例5d)制備的氨基化合物溶于30ml二甲基甲酰胺中。在室溫下加入1.66g(12mmol)的碳酸鉀和2.17g(12mmol)2-溴丙酸乙酯，并攪抖過夜。接著將其倒入冰水中，用乙酸乙酯萃取，有機(jī)溶液用硫酸鈉干燥，在真空下蒸干，用硅膠色譜分離得到目標(biāo)化合物。乙酸乙酯/己烷的混合物作為洗脫劑。
產(chǎn)量4.18g(理論產(chǎn)率的63.4％)元素分析計算值C 60.07 H 9.32 N 6.37實(shí)測值C 60.18 H 9.40 N 6.31f) 3，9-二(特丁氧羰甲基)-6-[1-(羧基)-乙基]-3，6，9-三氮雜十一烷二羧酸-二-特丁酯6.60g(10mmol)實(shí)施例5e)制備的化合物溶于50ml乙醇中。加入400mg(10mmol)氫氧化鈉和5ml蒸餾水的溶液。在50℃下攪拌3小時。通過薄層色譜檢測該皂化反應(yīng)為定量的。在真空下蒸干，微量的水用乙醇共沸除去，接著殘余物在40℃下真空干燥。所得目標(biāo)化合物為白色粉末。殘留白色殘余物溶于80ml含水乙醇(9∶1)中并在攪拌下與535mg(10mmol)氯化銨和10ml蒸餾劑的溶液混合。在真空下蒸干，在丁醇中可溶的部分被溶出并在真空下再次蒸干。殘余物用甲苯萃取。有機(jī)相在真空下蒸干，目標(biāo)化合物為泡狀物。
產(chǎn)量5.35g(理論產(chǎn)率的84.7％)元素分析計算值C 58.93H 9.09N 6.65實(shí)測值C 59.01H 9.16N 6.60g)基于N，N，N＇，N＇，N″，N″-六[2-(三賴氨酰氨基)-乙基]-均苯三甲酸三酰胺的24-單體單元N-{N，N-二[2-(N，N-二(羧甲基))-氨乙基]-甘氨酰}-級聯(lián)聚酰胺，鈉鹽6.0g(1mmol)實(shí)施例1d)所述的聚芐氧羰基胺溶于冰醋酸中并在攪拌下混入33％的溴化氫冰醋酸溶液。3小時后，用乙醚使初始沉淀完全，所得24-胺-氫溴酸鹽用醚洗并在真空下干燥。
30.33g(48mmol)上述實(shí)施例5f)所述酸溶于DMF中，混入7.35g(48mmol)1-羥基苯并三唑、15.41g(48mmol)TBTU(Peboc Limited，UK)和49.3ml(288mmol)N-乙基二異丙基胺，室溫下攪拌20分鐘。接著向溶液中混入上述(1mmol)24-胺-氫溴酸鹽，在室溫下攪拌4天。真空下蒸發(fā)濃縮溶液，殘留油狀物用冰浴冷卻并混入三氟乙酸，室溫下攪拌過夜接著用乙醚沉淀，沉淀物真空干燥，溶于水中，調(diào)pH為7，用YM3 Amicon(R)超濾膜除去低分子量部分，最終將滯留物膜過濾并凍干。
產(chǎn)量11.0g(理論產(chǎn)率的86.3％)H2O含量(Karl-Fischer法)8.2％元素分析(以無水物計算)
計算值C 42.87H 5.41N 11.96Na 12.08實(shí)測值C 42.78H 5.66N 12.11Na 11.89h)基于N，N，N＇，N＇，N″，N″-六[2-(三賴氨酰氨基)-乙基]-均苯三甲酸三酰胺的N-{N，N-二[2-(N，N-二(羧甲基))-氨乙基]-甘氨酰}-級聯(lián)聚酰胺的24-單體單元-Gd配合物，鈉鹽8.13g(0.5mmol)上述實(shí)施例5g)中描述的配合劑酸在水中用稀鹽酸調(diào)pH為3，混入2.17g(6mmol)Gd2O3，在80℃下攪拌30分鐘，冷卻后調(diào)pH為7并用YM3 AMICON(R)超濾膜脫鹽。最終滯留物膜過濾并凍干。
產(chǎn)量8.0g(理論產(chǎn)率的90.5％)H2O含量(Karl-Fischer法)7.5％Gd測定值(AAS法)21.0％元素分析(以無水物計算)計算值C 35.93 H 4.38 N 10.03 Gd 23.09 Na 3.38實(shí)測值C 35.71 H 4.65 N 9.88 Gd 22.84 Na 3.50
產(chǎn)量6.32g(理論產(chǎn)率的89.3％)元素分析計算值C 64.65H 9.00N 5.95實(shí)測值C 64.62H 9.07N 5.90b)3，9-二(特丁氧羰甲基)-6-羧甲基-3，6，9-三氮雜十一烷二酸二特丁酯
7.08(10mmol)實(shí)施例6a)制得的芐酯溶于100ml乙醇，并混入0.4gPearlman＇s催化劑(Pd20％，C)。氫化至吸收224ml氫氣，抽濾除去催化劑，并用乙醇充分洗滌，溶液在真空下蒸干。所得產(chǎn)品為泡狀物，用乙醚/己烷重結(jié)晶。
產(chǎn)量6.87g(理論產(chǎn)率的97.3％)熔點(diǎn)73-75℃元素分析計算值C 57.85H 9.00N 5.95實(shí)測值C 57.91H 9.11N 6.01c)基于實(shí)施例3c)所述的32-單體單元胺的32-單體單元N-{N，N-二[2-(N，N-二(羧甲基))-氨乙基]-甘氨酰}-級聯(lián)聚酰胺，納鹽8.35g(1mmol)實(shí)施例3c)所述的32-單體單元-芐氧羰基胺溶于冰醋酸中，并在攪拌下混入33％的溴化氫冰醋酸溶液。3小時后，用乙醚使初始沉淀完全，所得32-胺-氫溴酸鹽用醚洗并在真空下干燥。
39.5g(64mmol)實(shí)施例6b)所述酸溶于DMF中，混入9.8g(64mmol)1-羥基苯并三唑、20.5g(64mmol)TBTU(Peboc Limited，UK)和65.7ml(384mmol)N-乙基二異丙基胺，室溫下攪拌20分鐘。接著向溶液中混入上述(1mmol)32-胺-氫溴酸鹽，在室溫下攪拌4天。真空下蒸發(fā)濃縮溶液，殘留油狀物用冰浴冷卻并混入三氟乙酸，室溫下攪拌過夜接著用乙醚沉淀。沉淀物真空干燥，溶于水中，調(diào)pH為7，用YM3 Amicon(R)超濾并膜除去低分子量部分，最終將滯留物膜過濾并凍干。
產(chǎn)量15.7g(理論產(chǎn)率的78.6％)H2O含量(Karl-Fischer法)9.0％元素分析(以無水物計算)計算值C 41.77H 5.24N 12.33Na 12.14實(shí)測值C 41.49H 5.36N 12.49Na 11.93e)基于實(shí)施例3c)所述的32-單體單元胺的N-{N，N-二[2-(N，N-二(羧甲基))-氨乙基]-甘氨酰}-級聯(lián)聚酰胺的32-單體單元-Gd配合物，鈉鹽10.0g(0.5mmol)上述實(shí)施例6c)中描述的聚合劑酸在水中用稀鹽酸調(diào)pH為3，混入2.89g(8mmol)Gd2O3，在80℃下攪拌30分鐘，冷卻后調(diào)pH為7并用YM3 AMICON(R)超濾膜脫鹽。最終滯留物膜過濾并凍干。
產(chǎn)量10.9g(理論產(chǎn)率的90.9％)H2O含量(Karl-Fischer法)9.5％Gd測定值(AAS法)20.9％元素分析(以無水物計算)計算值C 34.98 H 4.24 N 10.33 Gd 23.19 Na 3.39實(shí)測值C 35.20 H 4.08 N 10.46 Gd 22.89 Na 3.60與一種細(xì)胞外造影劑活體對比實(shí)驗(yàn)的實(shí)施例用以下實(shí)驗(yàn)顯示實(shí)施例1k)描述的化合物作為滯留在血液中的造影劑的適用性。
使用五只體重在300-350g的雄性(Schering-SPF)老鼠作為實(shí)驗(yàn)動物。在實(shí)驗(yàn)前，開腹移開腸子，通過后腹膜用手術(shù)針將二邊腎血管(動脈+靜脈)結(jié)扎。接著關(guān)閉腹部切口。對每只動物靜脈給藥0.3ml(各50mmol/l)下列造影劑溶液實(shí)施例1k)的化合物，以下稱為化合物1，和類似于歐洲專利申請EP 448 191制備的10-(1-羥甲基-2，3-二羥基丙基)-1，4，7-三(羧甲基)-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷，以下稱為化合物2，各1等份的混合物。在下列時間用導(dǎo)管從頸動脈取血樣，注射后的15、30、45、60、90秒，3、5、10、15分。對所得血樣用原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)以平行的方式測定釓(Gd)和鏑(Dy)的濃度。存留于血液中的，注射的造影劑化合物1(Gd)和化合物2(Dy，參考物質(zhì))的份數(shù)與可用不同標(biāo)記的相同動物作比較。由于不可能進(jìn)行腎排泄，血液中濃度的下降僅能歸因于分散到血液部分中和擴(kuò)散到組織間隙中。
結(jié)果與細(xì)胞外造影劑化合物2相比化合物1向組織間隙的擴(kuò)散明顯下降(見圖1)。
細(xì)胞外造影劑(化合物2)很快擴(kuò)散到體內(nèi)組織間隙中，在注射后3-5分鐘后即達(dá)到平衡(此時血液中的濃度恒定)。而與此相反；級聯(lián)聚合物(化合物1)不僅血液濃度恒定偏高(指較小的分散體積)，而且在整個15分鐘的檢查時段內(nèi)未達(dá)到平衡(指向有間隙組織的擴(kuò)散很緩慢)。這說明化合物1具有滯留在血液中的造影劑的行為。對兔的MR血管造影的實(shí)施例把實(shí)施例1k的化合物用于兔(CH.R.Kisslegg，約4Kg體重)的MR血管造影研究中(Ganzkorper[Whole-Body]MRT System Siemens Vision，1.5泰斯拉，F(xiàn)ISP 3D；TR400ms；TE15ms；轉(zhuǎn)換角度(flip angle)45°；冠狀)。
在未用造影劑的圖中(見圖2)，僅可見一至二條主血管(如，腹主動脈)，并且對比度(這些血管的信號強(qiáng)度SI與背景對比)相對較差。靜脈給藥50μmol Gd/kg體重實(shí)施例1k描述的化合物后，對比度(血管SI/背景SI)顯著增強(qiáng)，并且多種在未用造影劑時不可檢測的小血管和毛細(xì)血管(如，股動、靜脈血管，腸系膜尾動，靜脈血管，腎動、靜脈血管，和腎亞單位動、靜脈血管等)也可見到。在豚鼠淋巴結(jié)積聚的實(shí)施例對受激的豚鼠(complete Freund＇s adjunct；每次在左右的上和下肢肌肉注射0.1ml；在測試物質(zhì)給藥兩周前)皮下給藥，在隨后的30分鐘至24小時內(nèi)檢測實(shí)施例1k中的本發(fā)明化合物以確定在三個連續(xù)的淋巴結(jié)位置(膝、腹股溝、髂)淋巴結(jié)積聚。結(jié)果列于下表(借助ICP-AES測定釓淋巴積聚)
權(quán)利要求
1.通式I＇A的化合物 其中R1＇相互獨(dú)立，代表氫原子，原子序數(shù)為20-29、39、42-44或57-83的元素的金屬離子或酸保護(hù)基。R2代表氫原子、甲基或乙基，任選地用1-2個羥基或1個羧基取代，R3＇代表基團(tuán) R4代表直鏈的，分枝的，飽和或不飽和C1-C30烷基鏈，其任選地插有1-10個氧原子，1個亞苯基，1個亞苯氧基和/或任選地被1-5個羥基，1-3個羧基，1個苯基取代，U6代表一個直鏈的，分枝的，飽和或不飽和C1-C20亞烷基，任選地含1-5個亞氨基，1-3個亞苯基，1-3個亞苯氧基，1-3個亞苯亞氨基，1-5個酰胺基，1-2個酰肼基，1-5個羰基，1-5個乙烯氧基，1個脲基，1個硫脲基，1-2個羧烷基亞胺基，1-2個酯基；1-10個氧原子，1-5個硫原子和/或1-5個氧原子和/或任選地被1-5個羥基，1-2個巰基，1-5個氧基，1-5個硫，1-3個羧基，1-5個羧烷基，1-5個酯基和/或1-3個氨基取代，其中任選含有的亞苯基可被1-2個羧基，1-2個磺基或1-2個羥基取代，T＇代表一個-C*O、-COOH、-N＝C＝O或-N＝C＝S基，而且C*O代表活化的羧基。
全文摘要
本發(fā)明涉及通式為I′A的化合物，其中R
文檔編號C07K5/04GK1377881SQ0114210
公開日2002年11月6日 申請日期2001年9月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月4日
發(fā)明者黑里貝特·施米特-維利希, 約翰尼斯·普拉茨克, 貝恩德·拉迪謝爾, 安德烈亞斯·米勒, 托馬斯·弗倫策爾 申請人:舍林公開股份有限公司