(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式
0003553940.tif 000028
［式中、
Ｙは、
0003553940.tif 000029
のどちらかであり、
Ｔは、−CH2−COOH又は
0003553940.tif 000030
（ここで、
ＲはOH、C1〜C5−アルキル又は−Ｏ−（C1〜C5−アルキル）である）
であり、
ただし、すべてのＴ部分が同一であるか、又は一つもしくは二つのＴが
0003553940.tif 000031
（ここで、
R1は、OH又はOCH3であり、
R2は、NO2、NH2、イソチオシアナト、セミカルバジド、チオセミカルバジド、マレイミド、ブロモアセトアミド又はカルボキシルである）
であるという条件がある］
のトリ−及びテトラ−シクロポリアザ大環状化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩。
【請求項２】
すべてのＴが−CH2−Ｐ（Ｏ）ROH［式中、ＲはOHである］に等しい、請求の範囲第１項に記載の化合物。
【請求項３】
−CH2−Ｐ（Ｏ）ROH［式中、ＲはOHである］に等しい二つのＴを有する式（I A）のものであり、そしてN,N′−ビス（メチレンホスホン酸）−2,11−ジアザ［3,3］（2,6）ピジノファンと名付けられる化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩である、請求の範囲第２項に記載の化合物。
【請求項４】
すべてのＴが−CH2−COOHに等しい、請求の範囲第１項に記載の化合物。
【請求項５】
−CH2−COOHに等しい二つのＴを有する式（I A）のものであり、そしてN,N′−二酢酸−2,11−ジアザ［3,3］（2,6）ピジノファンと名付けられる化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩である、請求の範囲第４項に記載の化合物。
【請求項６】
−CH2−COOHに等しい三つのＴを有する式（I B）のものであり、そしてN,N′,N″−三酢酸−2,11,20−ジアザ［3,3,3］（2,6）ピジノファンと名付けられる化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩である、請求の範囲第４項に記載の化合物。
【請求項７】
すべてのＴが−CH2−Ｐ（Ｏ）ROH［式中、Ｒは−Ｏ−（C1〜C5−アルキル）である］に等しい、請求の範囲第１項に記載の化合物。
【請求項８】
−CH2−Ｐ（Ｏ）ROH［式中、Ｒは−Ｏ−（C1〜C5−アルキル）である］に等しい二つのＴを有する式（I A）のものである化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩である、請求の範囲第７項に記載の化合物。
【請求項９】
Ｒがエトキシであり、そしてN,N′−ビス（メチレンホスホン酸エチルエステル）−2,11−ジアザ［3,3］（2,6）と名付けられる化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩である、請求の範囲第８項に記載の化合物。
【請求項１０】
すべてのＴが−CH2−Ｐ（Ｏ）ROH［式中、ＲはC1〜C5−アルキルである］に等しい、請求の範囲第１項に記載の化合物。
【請求項１１】
一つのＴが
0003553940.tif 000032
［式中、R1及びR2は請求の範囲第１項中におけるように定義される］であり、そしてその他のすべてのＴ項が−CH2−COOHである、請求の範囲第１項に記載の化合物。
【請求項１２】
Gd+3、Mn+2又はFe+3から選ばれた金属イオンによってキレート化された、式
0003553940.tif 000033
［式中、
Ｙは、
0003553940.tif 000034
のどちらかであり、
Ｔは、−CH2−COOH又は
0003553940.tif 000035
（ここで、
ＲはOH、C1〜C5−アルキル又は−Ｏ−（C1〜C5−アルキル）である）
であり、
ただし、すべてのＴ部分が同一であるか、又は一つもしくは二つのＴが
0003553940.tif 000036
（ここで、
R1は、OH又はOCH3であり、
R2は、NO2、NH2、イソチオシアナト、セミカルバジド、チオセミカルバジド、マレイミド、ブロモアセトアミド又はカルボキシルである）
であるという条件がある］
のトリ−及びテトラ−シクロポリアザ大環状化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩を含んで成る錯体。
【請求項１３】
金属がGd+3である、請求の範囲第12項に記載の錯体。
【請求項１４】
すべてのＴが−CH2−Ｐ（Ｏ）ROH［式中、ＲはOHである］に等しく、そして金属がGd+3である、請求の範囲第12項に記載の錯体。
【請求項１５】
化合物又は塩が、−CH2−Ｐ（Ｏ）ROH［式中、ＲはOHである］に等しい二つのＴを有する式（I A）のものであり、そしてN,N′−ビス（メチレンホスホン酸）−2,11−ジアザ［3,3］（2,6）ピジノファンと名付けられる化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩である、請求の範囲第14項に記載の錯体。
【請求項１６】
すべてのＴが−CH2−COOHに等しく、そして金属がGd+3である、請求の範囲第12項に記載の錯体。
【請求項１７】
化合物又は塩が、−CH2−COOHに等しい二つのＴを有する式（I A）のものであり、そしてN,N′−二酢酸−2,11−ジアザ［3,3］（2,6）ピジノファンと名付けられる化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩である、請求の範囲第16項に記載の錯体。
【請求項１８】
化合物又は塩が、−CH2−COOHに等しい三つのＴを有する式（I B）のものであり、そしてN,N′,N″−三酢酸−2,11,20−ジアザ［3,3,3］（2,6）ピジノファンと名付けられる化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩である、請求の範囲第16項に記載の錯体。
【請求項１９】
すべてのＴが−CH2−Ｐ（Ｏ）ROH［式中、Ｒは−Ｏ−（C1〜C5−アルキル）である］に等しく、そして金属がGd+3である、請求の範囲第12項に記載の錯体。
【請求項２０】
化合物又は塩が、−CH2−Ｐ（Ｏ）ROH［式中、Ｒは−Ｏ−（C1〜C5−アルキル）である］に等しい二つのＴを有する式（I A）のものである化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩である、請求の範囲第19項に記載の錯体。
【請求項２１】
化合物又は塩が、Ｒがエトキシであり、そしてN,N′−ビス（メチレンホスホン酸エチルエステル）−2,11−ジアザ［3,3］（2,6）と名付けられる化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩である、請求の範囲第20項に記載の錯体。
【請求項２２】
すべてのＴが−CH2−Ｐ（Ｏ）ROH［式中、ＲはC1〜C5−アルキルである］に等しく、そして金属がGd+3である、請求の範囲第12項に記載の錯体。
【請求項２３】
Gd+3、Mn+2又はFe+3から選ばれた金属イオンによってキレート化され、そして生物学的に活性な物質に共有結合された、式
0003553940.tif 000037
［式中、
Ｙは、
0003553940.tif 000038
のどちらかであり、
二つのＴは、−CH2−COOH又は
0003553940.tif 000039
（ここで、
ＲはOH、C1〜C5−アルキル又は−Ｏ−（C1〜C5−アルキル）である）
であり、
そしてもう一つのＴは、
0003553940.tif 000040
（ここで、
R1は、OH又はOCH3であり、
R2は、NO2、NH2、イソチオシアナト、セミカルバジド、チオセミカルバジド、マレイミド、ブロモアセトアミド又はカルボキシルである）
である］
の化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩を含んで成る抱合体（conjugate）。
【請求項２４】
請求の範囲第12〜22項のいずれか一項に記載の錯体と製薬上受け入れることができる担体とを含んで成るコントラスト剤。
【請求項２５】
式
0003553940.tif 000041
［式中、
Ｙは、
0003553940.tif 000042
のどちらかであり、
Ｔは、−CH2−COOH又は
0003553940.tif 000043
（ここで、
ＲはOH、C1〜C5−アルキル又は−Ｏ−（C1〜C5−アルキル）である）
であり、
ただし、三つ全てのＴ部分が同一であるという条件がある］
のトリ−及びテトラ−シクロポリアザ大環状化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩を製造するための方法であって、
式
0003553940.tif 000044
［式中、Y1は、（Ａ）の時には式（Ｉ）中のＹのように定義され、そして（Ｂ）の時には窒素原子は水素によって置換される］
の化合物を、水性アルカリ金属水酸化物の存在下で８〜10のpHで60〜90℃の温度でＸ−CH2−COOH［式中、Ｘは塩素又は臭素原子である］と反応させて、（Ａ）が−CH2−COOHと等しい二つのＴを有するところのそして（Ｂ）が−CH2−COOHと等しい三つのＴを有するところの、上の式（Ｉ）の化合物を生成させる方法。
【請求項２６】
式
0003553940.tif 000045
［式中、
Ｙは、
0003553940.tif 000046
のどちらかであり、
Ｔは、−CH2−COOH又は
0003553940.tif 000047
（ここで、
ＲはOH、C1〜C5−アルキル又は−Ｏ−（C1〜C5−アルキル）である）
であり、
ただし、三つ全てのＴ部分が同一であるという条件がある］
のトリ−及びテトラ−シクロポリアザ大環状化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩を製造するための方法であって、
式
0003553940.tif 000048
［式中、Y1は、（Ａ）の時には式（Ｉ）中のＹのように定義され、そして（Ｂ）の時には窒素原子は水素によって置換される］
の化合物を、塩酸及び過剰のホルムアルデヒド中で、２未満のpHで、還流温度で、亜リン酸と反応させて、（Ａ）が−CH2−PO3H2と等しい二つのＴを有するところのそして（Ｂ）が−CH2−PO3H2と等しい三つのＴを有するところの、上の式（Ｉ）の化合物を生成させる方法。
【請求項２７】
式
0003553940.tif 000049
［式中、
Ｙは、
0003553940.tif 000050
のどちらかであり、
Ｔは、−CH2−COOH又は
0003553940.tif 000051
（ここで、
ＲはOH、C1〜C5−アルキル又は−Ｏ−（C1〜C5−アルキル）である）
であり、
ただし、三つ全てのＴ部分が同一であるという条件がある］
のトリ−及びテトラ−シクロポリアザ大環状化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩を製造するための方法であって、
式
0003553940.tif 000052
［式中、Y1は、（Ａ）の時には式（Ｉ）中のＹのように定義され、そして（Ｂ）の時には窒素原子は水素によって置換される］
の化合物を、ホルムアルデヒド中でＰ（OR）３［式中、ＲはC1〜C4−アルキルである］と反応させ、引き続いて３〜12Mの塩酸を使用して、３未満のpHで還流温度で加水分解して、（Ａ）が−CH2−PO3H2と等しい二つのＴを有するところのそして（Ｂ）が−CH2−PO3H2と等しい三つのＴを有するところの、上の式（Ｉ）の化合物を生成させる方法。
【請求項２８】
式
0003553940.tif 000053
［式中、
Ｙは、
0003553940.tif 000054
のどちらかであり、
Ｔは、−CH2−COOH又は
0003553940.tif 000055
（ここで、
ＲはOH、C1〜C5−アルキル又は−Ｏ−（C1〜C5−アルキル）である）
であり、
ただし、三つ全てのＴ部分が同一であるという条件がある］
のトリ−及びテトラ−シクロポリアザ大環状化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩を製造するための方法であって、
式
0003553940.tif 000056
［式中、Y1は、（Ａ）の時には式（Ｉ）中のＹのように定義され、そして（Ｂ）の時には窒素原子は水素によって置換される］
の化合物を、ホルムアルデヒド中でＰ（OR）３［式中、ＲはC1〜C4−アルキルである］と反応させ、引き続いて過剰のアルカリ金属水酸化物を使用して、12を越えるpHで還流温度で加水分解して、（Ａ）が−CH2−PO2HR［式中、Ｒは−Ｏ−（C1〜C5−アルキル）である］と等しい二つのＴを有するところのそして（Ｂ）が−CH2−PO2HR［式中、Ｒは−Ｏ−（C1〜C5−アルキル）である］と等しい三つのＴを有するところの、上の式（Ｉ）の化合物を生成させる方法。
【請求項２９】
式
0003553940.tif 000057
［式中、
Ｙは、
0003553940.tif 000058
のどちらかであり、
Ｔは、−CH2−COOH又は
0003553940.tif 000059
（ここで、
ＲはOH、C1〜C5−アルキル又は−Ｏ−（C1〜C5−アルキル）である）
であり、
ただし、三つ全てのＴ部分が同一であるという条件がある］
のトリ−及びテトラ−シクロポリアザ大環状化合物、又はそれらの製薬上受け入れることができる塩を製造するための方法であって、
式
0003553940.tif 000060
［式中、Y1は、（Ａ）の時には式（Ｉ）中のＹのように定義され、そして（Ｂ）の時には窒素原子は水素によって置換される］
の化合物を、ホルムアルデヒド及びテトラヒドロフラン中でH3C−Ｐ（OEt）２と反応させ、引き続いて過剰のアルカリ金属水酸化物を使用して、12を越えるpHで還流温度で加水分解するか、又はホルムアルデヒド及び塩酸中で、３未満のpHで還流温度で、HP（Ｏ）OH−C2H5と反応させて、（Ａ）が−CH2−PO（OH）Ｒ［式中、ＲはC1〜C5−アルキルである］と等しい二つのＴを有するところのそして（Ｂ）が−CH2−PO（OH）Ｒ［式中、ＲはC1〜C5−アルキルである］と等しい三つのＴを有するところの、上の式（Ｉ）の化合物を生成させる方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、磁気共鳴画像形成（Magnetic  resonance  imaging）（MRI）におけるコントラスト剤として使用するためのトリシクロポリアザマクロシクロホスホン酸、それらの錯体および誘導体であるリガンドに関する。本発明のより良好な理解を得る目的で、MRIに関する簡単な背景を以下のセクションに示す。
MRIは、動物の体、好適には人の体内軟組織の充分に解像された断面画像を作り出す非侵入性診断技術である。この技術は、かけられた磁場内で整列する磁気モーメントを有する特定の原子核（例えば水プロトン）が示す特性［数学方程式で定義される如き;G.M.Barrow、Physical  Chemistry、第３版、McGraw−Hill、NY（1973）参照］を基礎にしている。整列後、この磁場による整列からプロトンを外す外部無線周波数（RF）パルスをかけることによってその平衡状態を乱すことができる。RFパルスを停止すると、その核は平衡状態に戻り、そしてこれが起こるに必要な時間が緩和時間（relaxation  time）として知られている。この緩和時間はスピン−格子（T1）およびスピン−スピン（T2）緩和として知られる２つのパラメーターから成り、そしてこれが、分子の編成度合に関する情報およびプロトンとそれを取り巻く環境との相互作用に関する情報を与える緩和測定値である。
生きている組織の水分含有量は大きく、そして組織の種類間で含有量および環境が変化することから、プロトンの密度および緩和時間を反映した生物有機体の診断画像が得られる。検査する組織内に存在しているプロトンの緩和時間（T1およびT2）の差が大きければ大きいほど、その得られる画像のコントラストが大きくなる［例えばJ.Magnetic  Resonance  33、83−106（1979）］。
並列した水プロトンのT1およびT2緩和率は対称電子基底状態を有する常磁性キレート物の影響を顕著に受ける可能性があり、そしてこれに関する上記キレート物の有効度は、部分的に、磁気モーメントを生み出す不対電子の数に相関することが知られている［例えば、Magnetic  Resonance  Annual、231−266、Raven  Press、NY（1985）］。また、この種類の常磁性キレート物を生きている動物に投与した時にこれが種々の組織のT1およびT2に対して示す効果は、磁気共鳴（MR）画像で直接観察可能であり、ここでは、このキレート物が局在する領域内で増大するコントラストを観察することができることも示されている。従って、毒性のない安定な常磁性キレート物を動物に投与してMRIで得られる診断情報を高めることが提案された［例えば、Frontiers  of  Biol.Energetics  １、752−759（1978）:J.Nucl.Med.25、506−513（1984）;Proc.of  NMR  Imaging  Symp.（1980年10月26−27）;F.A.Cotton他、Adv.Inorg.Chem.634−639（1966）］。この様式で用いられる常磁性金属キレート物はコントラスト増強剤またはコントラスト剤と呼ばれる。
MRIコントラスト剤の設計を行う時に考慮に入れることができる常磁性金属イオン類は数多く存在している。しかしながら、実際上最も有用な常磁性金属イオン類は、ガドリニウム（Gd+3）、鉄（Fe+3）、マンガン（Mn+2）および（Mn+3）およびクロム（Cr+3）である、と言うのは、これらのイオン類は大きな磁気モーメントを有することで水プロトンに対して最も大きな影響を及ぼすからである。非錯体形態（例えばGdCl3）の場合、この金属イオンは動物に対して毒性を示すことから簡単な塩形態では用いられない。従って、有機キレート剤（またリガンドとも呼ぶ）の基本的な役割は、常磁性金属が動物に対して示す毒性をなくす一方、取り巻く水プロトンがT1およびT2緩和率に対して示す望ましい影響を保持することにある。
MRI分野における技術は極めて広範なことから、徹底的に示すことを意図しない以下の要約は単にこの分野の再吟味そして恐らくは構造的に類似していると思われる他の化合物に関する再吟味として示すものである。米国特許第4,899,755号には、Fe+3−エチレン−ビス（２−ヒドロキシフェニルグリシン）錯体およびそれの誘導体を用いて動物の肝臓または胆汁管におけるプロトンNMR緩和時間を交互にする（alternating）方法が開示されており、これは、他の多様な化合物の中でピリジンマクロシクロメチレンカルボン酸が使用可能であることを提案している。米国特許第4,880,008号（米国特許第4,899,755号のCIP）にはラット肝臓組織の追加的画像形成データが開示されているが、追加的錯体は全く示されていない。米国特許第4,980,148号には、非環状化合物であるMRI用ガドリニウム錯体が開示されている。C.J.Broan他［J.Chem.Soc.Chem.Commun.、1739−1741（1990）］は、二官能マクロ環状ホスフィン酸化合物を数種記述している。C.J.Broan他［J.Chem.Soc.Chem.Commun.、1738−1739（1990）］はトリアザビシクロ化合物である化合物を記述している。I.K.Adzamli他［J.Med.Chem.32、139−144（1989）］は、NMR画像形成用ガドリニウム錯体の非環状ホスホネート誘導体を記述している。
米国で現在入手可能な市販コントラスト剤は、ガドリニウムとジエチレントリアミンペンタ酢酸の錯体［DTPA−Gd+3、Schring製Magnevist（商標）］およびDO3A誘導体［1,4,7−トリス（カルボキシメチル）−10−（２−ヒドロキシプロピル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカナト］ガドリニウム［Squibb製Prohance（商標）］のみである。Magnevist（商標）およびProhance（商標）は非特異的／かん流剤であると考えられている、と言うのは、これらは自由に細胞外流体内に分布した後、腎系を通して有効に除去されるからである。Magnevist（商標）は脳病変の診断で極めて価値有ることが確かめられている、と言うのは、血液／脳関門の破壊を伴ってこのコントラスト剤がその影響を受けた領域の中にかん流し得るからである。Guerbetは、Magnevist（商標）に加えて、マクロ環状かん流剤［1,4,7,10−テトラキス（カルボキシメチル）−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカナト］ガドリニウム（Dotarem（商標）を市販しており、ヨーロッパで現在入手可能なのはこれのみである。Prohance（商標）の方がMagnevist（商標）よりも副作用が少ないことが分かっている。他に可能性のある多数のコントラスト剤が種々の開発段階にある。
本発明は新規なリガンドに向けたものであり、これらは、式
0003553940.tif 000002
［式中、
Ｙは、
0003553940.tif 000003
のいずれかであり、
Ｔは、−CH2−COOH,または
0003553940.tif 000004
であり、
ここで、
Ｒは、OH、C1−C5アルキルまたは−Ｏ−（C1−C5アルキル）であるが、但し両方のＴ部分が同じであるか或は１つのＴが
0003553940.tif 000005
（ここで、
R1は、OHまたはOCH3であり、
R2は、NO2、NH2、イソチオシアナト、セミカルバジド、チオセミカルバジド、マレイミド、ブロモアセトアミドまたはカルボキシルである）
であることを条件とする］
で表されるトリ−およびテトラ−シクロポリアザマクロ環状化合物およびそれらの誘導体またはそれらの薬学的に許容される塩類である。
上の式（Ｉ）に関して、
全てのＴが−CH2−Ｐ（Ｏ）ROH［ここで、ＲはOHである］に等しい式（Ｉ）で表されるリガンドまたはそれらの薬学的に許容される塩類を本明細書では（Ａ）に関してはBP2Pと呼びそして（Ｂ）に関してはTP3Pと呼び、
全てのＴが−CH2−COOHに等しい式（Ｉ）で表されるリガンドまたはそれらの薬学的に許容される塩類を本明細書では（Ａ）に関してはBP2Aと呼びそして（Ｂ）に関してはTP3Aと呼び、
全てのＴが−CH2−Ｐ（Ｏ）ROH［ここで、Ｒは−Ｏ−（C1−C5アルキル）である］に等しい式（Ｉ）で表されるリガンドまたはそれらの薬学的に許容される塩類を本明細書では（Ａ）に関してはBP2（Ｏ−Alk）Ｐと呼びそして（Ｂ）に関してはTP3（Ｏ−Alk）Ｐと呼び、そして
全てのＴが−CH2−Ｐ（Ｏ）ROH［ここで、ＲはC1−C5アルキルである］に等しい式（Ｉ）で表されるリガンドまたはそれらの薬学的に許容される塩類を本明細書では（Ａ）に関してはBP2（Alk）Ｐと呼びそして（Ｂ）に関してはTP3（Alk）Ｐと呼ぶ。
インビボ生局在化および画像コントラストに有利な影響を与える特定の全電荷を得るように本発明の錯体を設計することができる。例えば、金属イオンが＋３である場合、下記を得ることができる：
−３の全電荷［式（Ｉ）がTP3Pの場合］、これは石灰化（calcific）組織用コントラスト剤として有用である；
−１の全電荷［式（Ｉ）がBP2Pの場合］、これは石灰化組織用コントラスト剤として有用である；
０の全電荷［式（Ｉ）がTP3A、TP3（Ｏ−Alk）ＰまたはTP3（Alk）Ｐの場合］、これは一般的なかん流コントラスト剤として有用である；そして
＋１の全電荷［式（Ｉ）がBP2A、BP2（Ｏ−Alk）ＰまたはBP2（Alk）Ｐの場合］、これは石灰化組織用コントラスト剤として有用である。
この錯体は動物に投与するに適した薬学的に許容される形態に調合可能である。
１つのＴ項が−CH2−COOHまたは−CH2−PO2HR以外である場合、この化合物は二官能リガンド／錯体であり、これはR2を通して生物活性分子に連結し得る。
命名の目的で、式（Ｉ）で表される化合物に下記の如く番号を付ける：
0003553940.tif 000006
0003553940.tif 000007
本発明の１つの面は、常磁性キレート剤を合成的に修飾してコントラスト剤を部位特異的に所望組織に搬送することができるようにしたコントラスト剤を開発することに関する。この利点は、非特異的かん流で現れるコントラスト（これは細胞外薬剤を用いて明確にすることが可能であるか或は可能でない）とは対照的に、組織親和力を基にしてその興味の持たれる領域のコントラストを強める点である。式（Ｉ）で表されるリガンドが示す特異性は、この錯体の全電荷および新油性を調整することによって調節可能である。この錯体が有する電荷の範囲全体は上に示したように−３から＋１である。例えば、PO3H2基を２または３個有する錯体（BP2PおよびTP3P）の場合、その全電荷は高い負電荷であり、骨吸収が期待される一方、この錯体の全電荷が０である場合（従って中性、TP3A、TP3（Ｏ−Alk）ＰおよびTP3（Alk）Ｐ）、この錯体は血液脳関門を横切る能力を有し、正常な脳吸収を可能にし得る。予想外に、全電荷が＋１の錯体［BP2A、BP2（Ｏ−Alk）ＰおよびBP2（Alk）Ｐ］の場合、この錯体は骨吸収を示す。
理論で範囲を限定することを望むものでないが、本発明の帯電錯体（例えば、恐らくは骨用では−３、肝臓用では−１、または心臓用では＋１）を製造する場合、そのキレートイオン電荷の変化が生局在化に影響を与え得ると考えている。
また、所望標的組織に特異性を示す、天然に存在しているか或は合成した分子に、このキレート物をイオン結合または共有結合させることでも（例えばR2を通して）、組織特異性を実現化することができる。このようなアプローチの１つの可能な用途はキレート接合モノクローナル抗体を用いることによる用途であり、この抗体が該常磁性キレート物を病気組織に輸送することでこれをMRIで可視化することが可能になる。加うるに、巨大分子に常磁性キレート物を結合させることで更にコントラスト剤の効率を高めることができ、その結果として、未結合キレート物に対するコントラストが改良される。Laufferによる最近の研究（米国特許第4,880,008号および4,899,755号）により、親油性を変化させる結果として組織に特異的な薬剤を得ることができそして親油性を高めると血液蛋白質との非共有相互作用が助長される結果として緩和度が高まることが示された。
式（Ｉ）および本発明で用いる言葉を更に下記の如く定義する。
「C1−C5アルキル」は直鎖および分枝鎖両方のアルキル基を含む。
「動物」は温血哺乳動物、好適には人を含む。
「錯体」は、本発明の化合物の錯体、例えば金属イオンと一緒に錯形成している式（Ｉ）などを表し、ここでは、少なくとも１個の金属原子がキレート化合物を形成しているか或は金属封鎖されている（sequestered）。
「生物活性材料」はデキストランまたはペプチドを指すか、或はレセプタに特異的な親和性を示す分子、好適には抗体または抗体フラグメントを指す。
「抗体」は、何らかのポリクローナル、モノクローナル、キメラ抗体またはヘテロ抗体、好適にはモノクローナル抗体を指し、「抗体フラグメント」には、FabフラグメントおよびＦ（ab'）２フラグメント、並びに所望のエピトープまたはエピトープ類に特異性を示す抗体の一部いずれもが含まれる。用語「放射性金属キレート／抗体・抱合体（conjugate）」または「抱合体」を用いる時の「抗体」は、抗体全体および／または抗体フラグメントを包含することを意味し、これは、それらの半合成もしくは遺伝工学処理した変異体を包含する。可能な抗体は1116−NS−19−９（抗結腸直腸癌）、1116−NS−3d（抗CEA）、703D4（抗ヒト肺癌）、704A1（抗ヒト肺癌）、CC49、CC83およびB72.3である。ハイブリドーマ細胞系1116−NS−19−９、1116−NS−3d、703D4、704A1、CC49、CC83およびB72.3はそれぞれATCC  HB  8059、ATCC  CRL  8019、ATCC  HB  8301、ATCC  HB  8302、ATCC  HB  9459、ATCC  HB  9453およびATCC  HB  8108の取得番号でAmerican  Type  Culture  Collectionに寄託されている。
本明細書に記述する二官能キレート剤［式（Ｉ）で表される］を用いて金属イオンをキレートまたは封鎖することで金属イオンキレート物（本明細書では「錯体」とも呼ぶ）を生じさせることができる。この錯体には官能化部分［式（Ｉ）ではR2で表される］が存在していることから、これは生物活性材料、例えばデキストラン、またはレセプタに特異的親和性を示す分子などに共有結合し得る、好適には抗体または抗体フラグメントに共有結合し得る。従って、本明細書に記述する錯体は、抗体または抗体フラグメントに共有結合し得るか或はレセプタに特異的親和性を示し、これらを本明細書では「抱合体」と呼ぶ。
本明細書で用いる如き「薬学的に許容される塩類」は、動物、好適には哺乳動物の診断で用いるに有用であるに充分なほど無毒である式（Ｉ）で表される化合物の塩または塩混合物いずれかを意味する。従って、これらの塩類は本発明に従って有用である。有機および無機両方の給源から標準的な反応で生じる塩類の代表的なものには、例えば硫酸、塩酸、燐酸、酢酸、こはく酸、クエン酸、乳酸、マレイン酸、フマル酸、パルミチン酸、コール酸、パルモイックアシッド（palmoic）、ムチン酸、グルタミン酸、グルコン酸、ｄ−樟脳酸、グルタル酸、グリコール酸、フタル酸、酒石酸、蟻酸、ラウリン酸、ステアリン酸、サリチル酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ソルビン酸、ピクリン酸、安息香酸、桂皮酸および他の適切な酸類の塩類が含まれる。また、有機および無機両方の給源、例えばアンモニウムまたは１−デオキシ−１−（メチルアミノ）−Ｄ−グルシトール、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび他の同様なイオン類から標準的な反応で生じる塩類も包含される。特に好適なものは、塩がカリウム、ナトリウムまたはアンモニウムである式（Ｉ）で表される化合物の塩類である。また上記塩類の混合物も包含される。
種々の方法を用いて式（Ｉ）で表される化合物の製造を行う。このような方法に対する典型的な一般的合成アプローチを以下に示す反応図式で示す。
図式１では、Ｙが（Ａ）または（Ｂ）でありそして全てのＴ部分が−CH2−COOHである式（Ｉ）で表される化合物を製造する。
0003553940.tif 000008
ここで、
窒素原子が水素で置換されている場合の（Ａ）および（Ｂ）におけるY1を上でＹに関して定義したのと同様に定義し、そして
Ｘは塩素または臭素原子であり、そして窒素原子が−CH2−COOHで置換されている場合の（Ａ）および（Ｂ）におけるY2を上でＹに関して定義したのと同様に定義する。
この水系塩基はアルカリ金属の水酸化物、例えば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムである。この反応のpHを約８−10に維持する。温度を約60−90℃の範囲にし、そして圧力は重要でないことから周囲圧力を用いる。
図式２では、Ｙが（Ａ）または（Ｂ）でありそして全てのＴ部分が
0003553940.tif 000009
［ここで、ＲはOHである］
である式（Ｉ）で表される化合物を製造する。
0003553940.tif 000010
ここで、
窒素原子が水素で置換されている場合の（Ａ）および（Ｂ）におけるY1を上でＹに関して定義したのと同様に定義し、そして窒素原子が−CH2−PO3H2で置換されている場合の（Ａ）および（Ｂ）におけるY3を上でＹに関して定義したのと同様に定義する。
公知の水系酸条件、例えば３から12Mの塩酸などを用いて、図式２の加水分解を行う。この反応のpHを３以下に維持する。温度を還流温度にする。圧力は重要でないことから周囲圧力を用いる。また、この反応を１段階で行う場合、亜燐酸、塩酸および過剰量のホルムアルデヒドを用いる。この反応のpHを２以下にする。温度を還流温度にする。圧力は重要でないことから周囲圧力を用いる。
図式３では、Ｙが（Ａ）または（Ｂ）でありそして全てのＴ部分が
0003553940.tif 000011
［ここで、Ｒは−Ｏ−（C1−C5アルキル）である］
である式（Ｉ）で表される化合物を製造する。
0003553940.tif 000012
ここで、
窒素原子が水素で置換されている場合の（Ａ）および（Ｂ）におけるY1を上でＹに関して定義したのと同様に定義し、そして窒素原子が−CH2−PO2HRで置換されている場合の（Ａ）および（Ｂ）におけるY4を上でＹに関して定義したのと同様に定義し、そして
Ｒは−Ｏ−（C1−C5アルキル）である。
公知の水系塩基条件下、例えば過剰量のアルカリ金属水酸化物、例えば水酸化ナトリウムもしくはカリウムなどを用いて、図式３の加水分解を行う。この反応のpHを９以上にする。温度を還流温度にする。圧力は重要でないことから周囲圧力を用いる。
図式４では、Ｙが（Ａ）または（Ｂ）でありそして全てのＴ部分が
0003553940.tif 000013
［ここで、ＲはC1−C5アルキルである］
である式（Ｉ）で表される化合物を製造する。
図式４では、Ｒがメチルである式（Ｉ）で表される化合物の製造を示す。
0003553940.tif 000014
ここで、
窒素原子が水素で置換されている場合の（Ａ）および（Ｂ）におけるY1を上でＹに関して定義したのと同様に定義し、そして窒素原子が−CH2−PO（OH）CH3で置換されている場合の（Ａ）および（Ｂ）におけるY5を上でＹに関して定義したのと同様に定義する。
公知の水系塩基条件下、例えば過剰量のアルカリ金属水酸化物、例えば水酸化ナトリウムもしくはカリウムなどを用いて、図式４の加水分解を行う。この反応のpHを９以上にする。温度を還流温度にする。圧力は重要でないことから周囲圧力を用いる。
図式５では、Ｙが（Ａ）または（Ｂ）でありそして全てのＴ部分が
0003553940.tif 000015
［ここで、ＲはC1−C5アルキルである］
である式（Ｉ）で表される化合物を製造する。
図式５では、Ｒがエチルである式（Ｉ）で表される化合物の製造を示す。
0003553940.tif 000016
ここで、
窒素原子が水素で置換されている場合の（Ａ）および（Ｂ）におけるY1を上でＹに関して定義したのと同様に定義し、そして窒素原子が−CH2−PO（OH）C2H5で置換されている場合の（Ａ）および（Ｂ）におけるY6を上でＹに関して定義したのと同様に定義する。
塩酸を用いた酸性条件下で図式５の反応を行う。この反応のpHを３以下にする。温度を還流温度にする。圧力は重要でないことから周囲圧力を用いる。
図式６では、１つのＴが二官能部分でありそしてもう１つのＴが上の式（Ｉ）で定義した通りである時の式（Ｉ）で表される化合物の製造を示す。
0003553940.tif 000017
ここで、
窒素原子が水素で置換されている場合の（Ａ）および（Ｂ）におけるY1を上でＹに関して定義したのと同様に定義し、そして窒素原子が−CH2−CO2Hで置換されている場合の（Ａ）および（Ｂ）におけるY7を上でＹに関して定義したのと同様に定義する。
上に示した図式において、一般的な方法の説明は、所望反応段階の達成で使用可能な特定段階の説明である。上記方法段階の一般的な説明は下記の通りである。
図式１−６に概略を示した2:2および3:3マクロ環状前駆体を製造するに一般的な合成方法論はPappalerdo他、J.Org.Chem.53、3521−3529（1988）に記述されている。塩基性の水系条件下で適当な第二アミンマクロ環状出発材料を用いてクロロ−もしくはブロモ−酢酸を用いた通常のアルキル化を行う手順により、図式１に記述するカルボキシレート誘導体の製造を行う。
最初にトリアルキルホスファイトとパラホルムアルデヒドを用いて該アミンのアルキル化を行うことで可溶有機パーエステルを生じさせることを通して、図式２に概略を示したホスホン酸誘導体を調製することができる。次に、このエステルの加水分解を酸性の還流条件下で行うことで所望のアミノホスホン酸を生じさせる。また、ホルムアルデヒドおよび塩酸と組み合わせて亜燐酸を用いることでこのホスホン酸を酸性条件下で調製することができる。
図式３に示す如く、最初にジアルキルホスホネートエステルを生じさせた後、塩基性条件下で加水分解を行うことにより、ホスホネートの半エステルを調製する。塩基を用いた加水分解で排他的に半エステルへの変換が生じる。
図式４は、パラホルムアルデヒドおよび求核剤としてジエトキシメチルホスフィンを用いてメチルホスフィネート誘導体を合成する方法論を説明している。テトラヒドロフラン（THF）、ジメチルホルムアミド（DMF）、ジオキサン、アセトニトリルまたはアルコール系媒体などの如き溶媒中で縮合を実施することができる。次に、その結果として生じるホスフィネートエステルの加水分解を酸性条件下（例えば6NのHClを用い80−100℃）または塩基性条件下（過剰量で塩基を用い40−100℃）で行うことによって相当するメチルホスホン酸が得られる。また、図式５に概略を示したように、A.D.Sherry他が考案した、エチルホスホン酸をインサイチューで生じさせる方法（Inorg.Chem.、1991年提起）を用いることでも、高い親油性を示すホスフィネート誘導体を得ることができる。
図式６は式（Ｉ）で表される二官能化合物の製造を説明しており、これを次に生物活性材料に結合させることができる。
本発明の錯体生成で使用する金属イオンはGd+3、Mn+2、Fe+3であり、これらは例えばAldrich  Chemical  Companyから商業的に入手可能である。存在させるアニオンはハロゲン化物、好適には塩化物であるか、或は塩を存在させない（金属酸化物）。
本発明の「常磁性核種」は、スピン角運動量および／または軌道角運動量を示す金属イオンを意味する。この２種類の運動量を一緒にすることで、不対電子を有する原子に大きく依存しそして上記原子の環境に低い度合で依存する様式で観察される常磁性モーメントが得られる。本発明の実施で有用であることを確認した常磁性核種はガドリニウム（Gd+3）、鉄（Fe+3）およびマンガン（Mn+2）であり、Gd+3が好適である。
本技術分野でよく知られている方法を用いてこの錯体の製造を行う。従って、例えば「Chelating  Agents  and  Metal  Chelates」、Dwyer  ＆  Mellor、Academic  Press（1964）の７章を参照のこと。また、「Synthetic  Production  and  Utilization  of  Amino  Acids」（Kameko他編集）、John  Wiley  ＆  Sons（1974）の中のアミノ酸製造方法も参照のこと。錯体製造の例は、pHが５から７の水系条件下でビシクロポリアザマクロシクロホスホン酸と金属イオンとを反応させることを伴う。この生じる錯体は化学的結合によるものであり、それによって安定な常磁性核種組成物がもたらされ、これは例えばこのリガンドから常磁性核種が脱会合することに関して安定である。
リガンド：金属のモル比が少なくとも約1:1、好適には1:1から3:1、より好適には1:1から1.5:1になるように本発明の錯体を投与する。リガンドを大過剰で用いると、錯形成していないリガンドが動物に対して毒性を示すか或は心停止または血清石灰減少痙攣をもたらし得ることから望ましくない。
従って、生理学的に許容される担体、賦形剤またはベヒクルと一緒に本発明を利用する。このような調合物を調製する方法はよく知られている。この調合物は懸濁液、注射可能溶液または他の適切な調合形態であってもよい。生理学的に許容される懸濁用媒体をアジュバントの有り無しで使用することができる。
診断ではこの調合物を「有効量」で用いる。この用量は動物の病気および物理的パラメーター、例えば体重などに応じて変化することになるであろう。また、本発明の調合物を用いたインビボ診断もまた考えられる。
本発明のキラント（chelants）数種に関する他の使用には、体からの望ましくない金属（即ち鉄）の除去、種々の目的でポリマー支持体への結合（例えば診断剤として）、および選択的抽出による金属イオンの除去などが含まれ得る。少なくとも２個のＲ項においてＴがＰ（Ｏ）R1OHに等しい式（Ｉ）で表されるリガンドは、スケール抑制剤として、金属イオンを制御する目的で使用可能である。本リガンドのいくつかは、化学量論的量よりも少ない量で使用可能である。米国特許第2,609,390号、3,331,773号、3,336,221号および3,434,969号に記述されている化合物に類似した使用が認識される。
本発明を純粋に例示することを意図する以下の実施例を考慮することで本発明が更に明らかになるであろう。
以下の実施例で用いるいくつかの用語を下記の如く定義する。
LC＝液体クロマトグラフィー、手で充填したＱ−Sepharose（商標）アニオン交換カラム（23x2cm）を取り付けたDionex  2010システムを用いて精製を低圧で実施した。
DMF＝ジメチルホルムアルデヒド。
AcOH＝酢酸。
ｇ＝グラム。
mg＝ミリグラム。
kg＝キログラム。
mL＝ミリリットル。
μＬ＝ミクロリットル。
pH安定性の一般的手順
2mLの3x10-4M  GdCl3担体溶液に、0.1NのHClに入っている3x10-4Mの159GdCl3を２μＬ加えることで、159GdCl3（または153SmCl3）のストック溶液を調製した。次に、適切なリガンド溶液を脱イオン水中で調製した。次に、該リガンド（100−500μＬの脱イオン水に溶解させた）を2mLの上記159GdCl3ストック溶液と一緒にした後、完全混合して酸性溶液（pH＝２）を生じさせることによって、リガンド／金属が1:1の錯体を調製した。次に、0.1NのNaOHを用いて上記溶液のpHを7.0に上昇させた。次に、この錯体溶液のサンプルをSephadex（商標）Ｇ−50カラムに通して4:1の食塩水（85％のNaCl/NH4OH）で溶離させ、3mLの画分を２つ集めることによって、錯体としての金属パーセントを測定した。次に、この一緒にした溶離液内の放射線量を、樹脂上に残存している放射線量（錯形成していない金属がその樹脂上に保持される）と比較した。1MのNaOHまたは1MのHClを用いて上記錯体溶液一定分量のpHを調整し、そして上に記述したイオン交換方法を用いて、錯体として存在する金属のパーセントを測定することにより、pH安定性プロファイルを作成する。実験比較により、本発明のリガンドが示す錯形成および生分布に関してSmの結果も同じであることを確認した。
リガンドの合成
一般的材料および方法
全ての試薬を商業的供給業者から入手してさらなる精製を行うことなく受け取ったまま用いた。特に明記しない限り、多核４プローブ（1H、13C、31Pおよび19F）を取り付けたBruker  AC−250  MHz分光測定装置を用い297゜KでNMRスペクトルを記録した。溶媒抑制パルスシーケンス（solvent  suppression  pulse  sequence）（「PRESAT」、ホモ核前飽和（homo−nuclear  presaturation））を用いD2O中で1Hスペクトルを記録した。1Hスペクトルではδ7.26の所にある残存クロロホルム（CDCl3中）またはδ3.55の所にある外部ジオキサン（D2O中）を基準にする。記録される13Cおよび31Pスペクトルは不対プロトンである（幅広い帯）。DEPT（分極移動による歪みなし増強（Distortionless  Enhahcement  by  polarization  Transfer）実験で13C｛1H｝化学シフトの帰属を補助した。13C｛1H｝スペクトルではδ77.00の所にあるCDCl3の中心ピーク（CDCl3中）およびδ66.66の所にある外部ジオキサン（D2O中）を基準にする。31P｛1H｝スペクトルではδ0.00の所にある外部85％H3PO4を基準にした。毛細管溶融方法を用いて融点を測定し、補正を行わなかった。手で充填したＱ−Sepharose（商標）（アニオン交換）またはSP−Sepharose（商標）（カチオン交換）ガラスカラムおよび溶離液監視用のオンラインUV検出器（263nm）を取り付けた標準的ガラスカラムを用いた半調製用イオン交換クロマトグラフィー分離を低圧（＜600psi）で実施した。Hewlett  Packard  5890Aガスクロマトグラフィー5970  Mass  Selective  Detectorを用いてGC/MSスペクトル測定を実施した。
出発材料
実施例Ａ
N,N'−ジトシル−2,11−ジアザ［3.3］（2,6）ピジノファンの製造
無水DMF（1.3リットル）中にトシルアミド・ナトリウム塩（TsNHNa）（13.52g、70ミリモル）を含む溶液をN2雰囲気中において80℃で撹拌し、DMF（200ml）中に2,6−ビス−（クロロメチル）ピリジン（12.32g、70ミリモル）を含む溶液を滴下する（1.5時間）。１時間後、固体のTsNHNa（13.52g、70ミリモル）を一遍で加え、この混合物をさらに16時間80℃で撹拌する。次に反応混合物を室温に冷却し、デカンテーションを行う。真空中で溶媒を除去し、得られた残渣をアセトンと一緒にし、濾過してワックス状の固体にし、これをアセトン（300ml）で48時間連続的に抽出（ソックスレー）する。加熱フラスコの底部に残った沈澱として生成物を分離する。乾燥すると生成物は白色粉末として分離される（5.24g、27％）。融点246〜248℃。さらに同定を行って下記結果を得た。
1HNMR（DMSO−d6）：
δ2.42（s,6H）、4.38（s,8H）、6.99（d,4H）、7.40〜7.49（m,6H）、7.88（d,4H）。
13C｛1H｝NMR（DMSO−d6）：
δ20.91、55.55、122.12、126.92、129.88、135.99、137.03、143.30、154.71。
この生成物は下記式で表される。
0003553940.tif 000018
実施例Ｂ
2,11−ジアザ［3.3］（2,6）ピジノファンの製造
上記実施例ＡでつくられたN,N'−ジトシル−2,11−ジアザ［3.3］（2,6）ピジノファン（5.24g、9.5ミリモル）を90％H2SO4（48ml）に溶解し、撹拌しながら２時間110℃に加熱する。この溶液を室温に冷却した後、氷浴中で冷しながら脱イオン水（50ml）で徐々に希釈する。得られた溶液を氷浴で冷却した25％NaOH溶液（200ml）に注ぐ。得られた白色の固体をCHCl3（３×100ml）で抽出し、無水MgSO4上で乾燥し、濾過し、真空中で濃縮して乾燥し、標記生成物をワックス状の白色固体として得た（1.69g、74％）。
さらに同定を行い次の結果を得た。
1HNMR（CDCl3）：
δ3.91（s,8H）、6.47（d,4H）、7.06（t,2H）。
13C｛1H｝NMR（CDCl3）：
δ55.89、119.73、135.71、159.36。
ガスクロマトグラフ／質量スペクトル:m/z  M+  240。
この生成物は下記式で表される。
0003553940.tif 000019
実施例Ｃ
N,N',N"−トリトシル−2,11,20−トリアザ［3.3.3］（2,6）ピジノファンの製造
実施例ＡでつくられるN,N'−ジトシル−2,11−ジアザ［3.3］（2,6）ピジノファンの製造に用いられる反応の副成物として分離される（ソックスレー抽出後抽出器の中筒に残った部分）。融点260〜262℃。同定を行い次の結果を得た。
1HNMR（DMSO−d6）：
δ2.31（s,9H）、4.08（s,12H）、7.01（d,4H）、7.30（d,6H）、7.52（t,3H）、7.67（d,6H）．
13C｛1H｝NMR（DMSO−d6）：
δ20.92、54.03、120.55、127.13、129.83、135.12、136.83、143.45、155.47。
この生成物は下記式で表される。
0003553940.tif 000020
実施例Ｄ
2,11,20−トリアザ［3.3.3］（2,6）ピジノファンの製造
実施例ＣでつくられたN,N',N"−トリトシル−2,11,20−トリアザ［3.3.3］（2,6）ピジノファン（0.5g、0.61ミリモル）を90％H2SO4（6ml）に溶解し、２時間110℃に加熱する。この溶液を室温に冷却し、氷浴中で冷しながら脱イオン水（6ml）で徐々に希釈する。得られた溶液を氷浴で冷却した25％NaOH溶液（22ml）に注ぐ。得られた白色の固体をCHCl3（２×30ml）で抽出し、無水MgSO4上で乾燥し、濾過し、真空中で濃縮して乾燥し、標記生成物をワックス状の白色固体として得た（0.167g、76％）。さらに同定を行い次の結果を得た。
1HNMR（CDCl3）：
δ3.03（s,3H）、3.93（s,12H）、7.08（d,6H）、7.54（t,3H）。
13C｛1H｝NMR（CDCl3）：
δ54.58、120.72、136.50、158.64。
ガスクロマトグラフ／質量スペクトル:m/z  Ｍ＋  360。
この生成物は下記式で表される。
0003553940.tif 000021
実施例Ｅ
N,N'−ビス（メチレンジメチルフォスフォネート）−2,11−ジアザ［3.3］（2,6）ピジノファンの製造
実施例Ｂでつくられた生成物、2,11−ジアザ［3.3］（2,6）ピジノファン（276.4mg、1.15ミリモル）をパラフォルムアルデヒド（138mg、4.60ミリモル、過剰）および燐酸トリメチル（0.814ml、855mg、4.60ミリモル、過剰）と一緒にする。この混合物を10分間ゆっくりと撹拌して十分に混合したスラリにした後、85℃に加熱し、この温度に１時間保つ。真空中で過剰の試薬と副成物を除去（110℃/0.01mmHgで１時間）した後、暗褐色の残渣をCHCl3（20ml）に溶解し、脱イオン水（５×15ml）で洗滌する。無水MgSO4上で有機相を乾燥し、濾過し、真空中で溶媒を除去して生成物を黄色のワックス状の固体として得た（363mg、65％）。さらに同定を行い次の結果を得た。
1HNMR（CDCl3）：
δ3.39（d,4H）、3.88（d,12H）、4.08（s,8H）、6.84（d,4H）、7.13（t,2H）。
13C｛1H｝NMR（CDCl3）：
δ52.75（ｄ）、54.88（ｄ）、65.21（ｄ）、122.71、135.69、157.14。
31PNMR（CDCl3）：
δ27.22。
この生成物は下記式で表される。
0003553940.tif 000022
実施例Ｆ
N,N'−ビス（メチレンジエチルフォスフォネート）−2,11−ジアザ［3.3］（2,6）ピジノファンの製造
実施例Ｂでつくられた生成物、2,11−ジアザ［3.3］（2,6）ピジノファン（0.47g、1.96ミリモル）をパラフォルムアルデヒド（235mg、7.84ミリモル、過剰）および燐酸トリエチル（1.34ml、1.30g、7.84ミリモル、過剰）と一緒にする。この混合物を10分間ゆっくりと撹拌して十分に混合したスラリを得た後、90℃に１時間加熱する。真空中で過剰の試薬と副成物を除去（125℃/0.01mmHgで１時間）した後、得られた暗褐色の残渣をCHCl3（20ml）に溶解し、脱イオン水（５×15ml）で洗滌する。無水MgSO4上で有機相を乾燥し、濾過し、真空中で溶媒を除去して生成物を黄色のワックス状の固体として得た（957mg、91％）。さらに同定を行い次の結果を得た。
1HNMR（CDCl3）：
δ1.24（t,12H）、3.20（d,4H）、3.94（s,8H）、4.07（q,8H）、6.71（d,4H）、6.98（t,2H）。
13C｛1H｝NMR（CDCl3）：
δ16.48、55.36（ｄ）、61.75（ｄ）、65.14（ｄ）、122.52、135.41、157.04。
31PNMR（CDCl3）：
δ24.60。
この生成物は下記式で表される。
0003553940.tif 000023
最終生成物
リガンド：図式１に示すトリ−およびジメチレンカルボン酸の製造。
実施例１
N,N'−ジ酢酸−2,11−ジアザ［3.3］（2,6）ピジノファン（BP2A）の製造
実施例Ｂでつくられた生成物、2,11−ジアザ［3.3］（2,6）ピジノファン（82.4mg、0.58ミリモル）の水溶液（1ml）を撹拌し、これにブロモ酢酸（275mg、1.98ミリモル、過剰）を加え、pHを11より高く保つのにそれ以上必要としなくなるまで濃NaOHを少量ずつ加えることにより上記反応混合物のpHを10より高い値に保つ（〜30分）。次いでこの反応混合物を２時間加熱（60℃）した後、室温に冷却し、反応混合物のpHを７に調節する。この溶液を陽イオン交換剤［SP−セファロース（Sepharose）(R)］のカラム（1.5×50cm）を用いてクロマトグラフにかけ、最初は脱イオン水で、次に1MのHClを用いて溶出させる。生成物を含む酸性部分を蒸発乾凅させ、次いで新しい脱イオン水（３×2ml）と一緒に蒸発させて過剰のHClを除去する。上記で得られる濃厚水溶液を凍結乾燥させて最終生成物を白色固体として分離した。同定の結果は下記の通り。
1HNMR（D2O）：
δ4.17（s,4H）、4.43（s,8H）、7.15（d,4H）、7.66（t,2H）。
13C｛1H｝NMR（D2O）：
δ61.44、61.70、127.46、146.84、154.37、175.62。
実施例２
N,N',N"−トリ酢酸−2,11,20−ジアザ［3.3.3］（2,6）ピジノファン（TP3A）の製造
実施例Ｄでつくられた生成物、2,11,20−ジアザ［3.3.3］（2,6）ピジノファン（54.5mg、0.15ミリモル）の水溶液（1ml）を撹拌し、これにブロモ酢酸（100mg、0.72ミリモル、過剰）を加え、pHを11より高く保つのにそれ以上必要としなくなるまで濃NaOHを少量ずつ加えることにより上記反応混合物のpHを10より高い値に保つ（〜30分）。次いでこの反応混合物を２時間加熱（60℃）した後、室温に冷却し、反応混合物のpHを７に調節する。この溶液を陽イオン交換剤（SP−セファロース(R)）のカラム（1.5×50cm）を用いてクロマトグラフにかけ、最初は脱イオン水で、次に1MのHClを用いて溶出させる。生成物を含む酸性部分を蒸発乾凅させ、次いで新しい脱イオン水（３×2ml）と一緒に蒸発させて過剰のHClを除去する。上記で得られる濃厚水溶液を凍結乾燥させて最終生成物を白色固体として分離した。同定は下記の通り。
1HNMR（D2O）：
δ4.12（s,6H）、4.68（s,12H）、7.41（d,6H）、7.81（t,3H）。
13C｛1H｝NMR（D2O）：
δ52.32、60.53、128.57、143.42、152.42、171.17。
リガンド：図式２に示したジメチレンフォスフォン酸の製造
実施例３
N,N'−ビス−（メチレンフォスフォン酸）−2,11−ジアザ［3.3］（2,6）ピジノファン（BP2P）の製造
実施例ＥでつくられたN,N'−ビス（メチレンジメチルフォスフォネート）−2,11−ジアザ［3.3］（2,6）ピジノファン（255mg、0.53ミリモル）の濃塩酸溶液（37％、4ml）を2.5時間加熱還流させる。冷却後溶液を蒸発乾凅させ、新しい脱イオン水（３×2ml）と一緒に蒸発させて過剰のHClを除去する。最終生成物は上記濃厚水溶液を凍結乾燥させ、吸湿性の褐色の固体として分離される。同定の結果は次の通り。
1HNMR（D2O）：
δ3.55（d,4H）、4.46（幅広いs,8H）、6.90（d,4H）、7.37（t,2H）。
13C｛1H｝NMR（D2O）：
δ57.80（ｄ）、63.74（ｄ）、127.02、144.18、152.96。
31P｛1H｝NMR（D2O）：
δ11.7。
リガンド：図式３に示したジメチレンフォスフォン酸半エステルの製造
実施例４
N,N'−ビス−（メチレンフォスフォン酸エチルエステル）−2,11−ジアザ［3.3］（2,6）ピジノファン（BP2EP）の製造
実施例ＦでつくられたN,N'−ビス（メチレンジエチルフォスフォネート）−2,11−ジアザ［3.3］（2,6）ピジノファン（957mg、1.77ミリモル）を0.1MのKOH（7.2ml）と一緒にし、16時間60℃に加熱する。次いでこの溶液を冷却し、凍結乾燥して残渣を得、これをCHCl3/C2H5OH（95/5）に溶解し、濾過する。溶媒を蒸発させ、真空中で濃縮し、生成物を淡黄色の粉末（657mg、66％）として分離した。同定結果は次の通り。
1HNMR（D2O）：
δ1.10（t,6H）、2.97（d,4H）、3.81（q,4H）、3.84（s,8H）、6.73（d,4H）、7.09（t,2H）。
13C｛1H｝NMR（D2O）：
δ18.98、58.76（ｄ）、63.69（ｄ）、66.53（ｄ）、126.35、140.09、159.37。
31P｛1H｝NMR（D2O）：
δ20.65。
錯体：生体分布の研究のための金属／リガンド錯体の製造
一般的方法
金属／リガンド錯体は種々の方法でつくった。これらの方法には溶液中で金属とリガンドとを混合し、pHを所望の値に調節する方法がある。錯化は塩および／または緩衝剤、並びに水を含む溶液中で行った。多くの場合溶液を加熱すると、錯化を周囲温度中で行った場合に比べ、錯体の収率が高くなることが見出だされた。
例えばリガンドを脱イオン水（pH＝約２）に溶解することによりリガンドの溶液をつくる。次いでリガンド溶液をトレーサーの153SmCl3を含むSmCl3・H2O（0.01NのHCl中３×10-4M）水溶液と一緒にする。十分混合した後、錯体溶液の試料をセファデックス（Sephadex）(R)カラムを通し、4:1の塩水（0.85％NaCl/NH4OH）で溶出させ、２×3mlの部分を集めることにより錯体としての金属の割合を決定する。一緒にした溶出液中の放射能の量を決定したが、通常約95％以上であった。
上記方法を用い、サマリウムと次のリガンドとの錯体をつくった。
N,N'−ジ酢酸−2,11−ジアザ［3.3］（2,6）ピジニファン（BP2A）、リガンド：金属の比4:1、99％。
N,N',N"−トリ酢酸−2,11,20−ジアザ［3.3/3］（2,6）ピジニファン（TP3A）、リガンド：金属の比3:1、98.6％。
N,N'−ビス−（メチレンフォスフォン酸）−2,11−ジアザ［3.3］（2,6）ピジニファン（BP2P）、リガンド：金属の比3:1、95％。
N,N',N"−ビス−（メチレンフォスフォン酸メチルエステル）−2,11−ジアザ［3.3］（2,6）ピジニファン（BP2EP）、リガンド：金属の比4:1、98％。
しかし同様な方法で対応するガドリニウム錯体を製造することもできる。
例えば、リガンドの溶液をリガンドを非イオン化水（pH＝約２）に溶解させることにより調製した。リガンド／金属錯体を次にリガンド溶液とトレーサーとして153SmCl3を含んでいる水溶性SmCl3H2O（0.01N  HCl中に3x10-4M）と混合することにより調製した。完全に混合したのち、錯体溶液の試料を4:1塩類（0.85％NaCl/NH3OH）により溶出する、Sephdex（商標登録）カラムを通過させ、そして2X3mLの留分を集めることにより、錯体である金属の割合を測定した。結合した溶出分の放射能を樹脂に残ったものと比較した。これらの条件下で、溶出液により錯体は除去され、錯体となっていない金属は、樹脂上に残った。この方法により錯体の生成は、通常約95％またはそれ以上であると測定された。
以上の手順を用い、サマリウムとN,N'−２酢酸−2,11−ジアザ［3,3］（2,6）ピジノファン（BP2A）との錯体（リーガンド：金属の割合4:1,99％）；
サマリウムとN,N',N"−３酢酸−2,11,20−ジアザ［3,3,3］（2,6）ピジノファン（TP3A）との錯体（リーガンド：金属の割合3:1,98.6％）；
サマリウムとN,N'−ビス（メチレンホスホン酸）−2,11−ジアザ［3,3］（2,6）ピジノファン（BP2P）との錯体（リーガンド：金属の割合3:1,95％）；及び、
サマリウムとN,N'−ビス（メチレンホスホン酸エチルエステル）−2,11−ジアザ［3,3］（2,6）ピジノファン（BP2EP）との錯体（リーガンド：金属の割合4:1,98％）が調製された。しかしながら、同様の方法で、対応するガドリニウム錯体も製造することができる。
バイオデストリビューション（生体内分布）
一般方法
スプラグダウレイラット（Sprague  Dawley  rats）を５日間順応させ、次にしっぽの血管から100μｌの錯体溶液を注入した。ラットは、注入時には、150ないし250gの間であった。30分後、ラットは、頸部を脱きゅうさせることにより殺し、解剖された。各組織の放射能量がマルチチャンネル分析器と結合したNalシンチレーションカウンターによりカウントすることにより測定された。カウントは、各組織または器官中の放射能量の割合を測定するために100μｌ中のカウントと比較された。
血液中の放射能量は、血液は全体重の6.5％であると仮定することにより評価した。骨の中の放射能量の割合は、大腿骨中の放射能の割合を25倍することにより評価した。筋肉の放射能量は、筋肉は全体重の43％であると仮定することにより評価した。
生体内分布に加え式（Ｉ）の化合物のキレートは、骨局部化効率が評価された。なぜなら、ホスホネートはよくヒドロキシアパタイトと結合することが知られているからである。これらのテスト結果を下記に示す。
実施例１
153Sm［N,N'−２酢酸−2,11−ジアザ［3,3］（2,6）ピジノファン］（153Sm−BP2A）錯体を評価した結果を下記表Ｉに示す。表されている数字は、最低でも２匹のラットの注入後２時間けいかしたところのデータの平均値である。
0003553940.tif 000024
実施例２
153Sm［N,N',N"−３酢酸−2,11,20−ジアザ［3,3,3］（2,6）ピジノファン］（153Sm−TP3A）錯体を評価した結果を下記表IIに示す。表されている数字は、１ラットの注入後２時間けいかしたところのデータである。
0003553940.tif 000025
実施例３
153Sm［N,N'−ビス（メチレンホスホン酸エチルエステル）−2,11−ジアザ［3,3］（2,6）ピジノファン］（153Sm−BP2P）錯体を評価した結果を下記表IIIに示す。表されている数字は、３ラットの注入後２時間けいかしたところのデータである。
0003553940.tif 000026
実施例４
153Sm［N,N'−ビス（メチレンホスホン酸エチルエステル）−2,11−ジアザ［3,3］（2,6）ピジノファン］（153Sm−BP2EP）錯体を評価した結果を下記表IVに示す。表されている数字は、３ラットの注入後２時間けいかしたところのデータである。
0003553940.tif 000027
本発明の他の具体例は、ここに開示された本明細書または実施例を考慮することにより当業者には明らかであろう。本明細書及び実施例は、好適と考えられるもののみを企図しており、本発明の真の範囲及び精神は、以下の特許請求の範囲に示される。