18
Способ синтеза F-меченых биомолекул
METHOD OF 18F-LABELED BIOMOLECULES SYNTHESIS

Техническая область изобретения
18
Настоящее изобретение относится к области радиофармацевтических средств, и в частности к получению соединений подходящих для применения в позитронно-эмиссионной томографии (PET). Предложен способ синтеза соединений, меченных F, который предпочтительно представляет собой автоматизированный способ. Также в настоящем изобретении предложена кассета, подходящая для осуществления автоматизированного способа по изобретению.
Описание предшествующего уровня техники
18
18
18
18
18
-
18
18
18
-
18
18
18
18
18
2
x
Вследствие его физических и химических свойств, F является предпочтительным радионуклидом для применения в качестве индикатора в позитронно-эмиссионной томографии (PET). Химические реакции, используемые для введения F в органические молекулы, могут быть в широком смысле разделены на две категории, а именно нуклеофильные и электрофильные реакции. Для нуклеофильного фторирования в качестве источника F используют [F]-фторид-ион (F). Его обычно получают в виде водного раствора в результате ядерной реакции O(p,n)F. Когда его делают реакционноспособным путем добавления катионного противоиона и удаления воды, F может вступать во взаимодействие с соединением, содержащим подходящую уходящую группу, так что F включается в структуру соединения вместо уходящей группы. Подходящие уходящие группы включают Cl, Br, I, тозилат (OTs), мезилат (OMs), нозилат (ONs) и трифлат (OTf). Полученное F-меченое соединение может либо являться конечным продуктом, либо представлять собой F-меченый синтон, который используют в качестве реагента для введения радиоактивной метки с получением конечного продукта. Примером такого синтона является F-(CH)-LG, где LG представляет собой уходящую группу, который может быть использован для алкилирования тиольных, гидрокси- или аминогрупп в соединении-предшественнике с получением F-меченого продукта. Для того чтобы реакция алкилирования прошла успешно, необходимо депротонирование тиольной, гидрокси или аминогруппы, и таким образом, реакцию обычно осуществляют в присутствии основания.
18
В настоящее время F-меченые радиоактивные индикаторы удобным образом получают при помощи аппарата для автоматизированного радиосинтеза. Существует несколько имеющихся в продаже примеров такого аппарата. Аппарат, такой как FASTlab™ (GE Healthcare), содержит кассету для однократного применения, в которой осуществляется радиохимическая реакция, которую вставляют в аппарат для осуществления радиохимического синтеза. Для того чтобы осуществить реакцию радиофторирования на таком аппарате для автоматизированного синтеза, необходимо, чтобы каждый из реагентов был растворим для того, чтобы перемещаться по устройству. Кроме того, для каждого реагента требуется отдельная емкость, и желательно, чтобы было как можно меньше отдельных емкостей для упрощения химического процесса, снижения стоимости продуктов и упрощения или минимизации необходимости проверки и документирования реагентов, требуемых для клинического производства согласно GMP.
18
18
Одним из примеров реакции F-фторалкилирования для получения PET индикатора является следующая реакция, используемая для получения F-меченых S-фторалкилдиарилгуанидинов, как сообщается авторами Robins et al (2010 Bioorg Med Chem Letts; 20: 1749-51):
18
18
18
18
2
3
2
3
F-Фторалкилтозилатные синтоны получали посредством реакции на стадии (1) дитозилатного исходного вещества с KF/Kryptofix 2.2.2 в ацетонитриле при 90°C в течение 15 минут. Хотя это подробно не указано в статье, F-фторалкилтозилатные синтоны очищали посредством высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC) перед использованием на следующей стадии. Меченые гуанидиновые соединения получали на стадии (2) путем алкилирования соответствующего тиольного соединения-предшественника релевантным F-фторалкилтозилатным синтоном в ацетонитриле в присутствии основания CsCO. Так как CsCO, используемый в данной реакции алкилирования, не растворим в ацетонитриле, этот способ нельзя легко автоматизировать.
18
18
18
18
Другим примером реакции F-фторалкилирования для получения PET-индикатора является реакция, описанная Wang et al (2006 J Radioanalyt Nuc Chem; 270(2): 439-43), использованная для получения F-меченой аминокислоты O-(2-[F]фторэтил)-L-тирозина ([F]FET):
18
18
18
18
18
18
[F]Фрторэтилтозилат получали на стадии (1) путем замещения тозильной группы в 1,2-бистозилоксиэтане посредством реакции с KF/Kryptofix 2.2.2 в ацетонитриле при 90°C в течение 10 минут. Затем очищенный [F]фторэтилтозилат взаимодействовал на стадии (2) с раствором L-тирозина и 10%-ного водного NaOH в DMSO (диметилсульфоксид) (или ди-Na-солью L-тирозина в DMSO) в течение 20 минут при 90°C с получением [F]FET. В отличие от способа получения F-меченых S-фторалкилдиарилгуанидинов, описанного в Robins et al (выше), в этом способе получения [F]FET в реакции алкилирования используют растворимое основание. Однако реакция все еще не является идеальной для проведения на автоматизированном синтезаторе, в котором используются кассеты, вследствие того, что требуется дополнительная емкость для основания, используемого на следующей стадии фторалкилирования.
18
18
18
18
18
18
В Lundkvist et al (1997 Nuc Med Biol; 24: 621-7) описан синтез [F]фторпропил-β-CIT (β-CIT: (-)-2β-Карбометокси-3β-(4-йодфенил)тропан) с использованием [F]фторпропилбромида в качестве реагента для введения радиоактивной метки. На стадии (1) [F]фторпропилбромид получали путем нуклеофильного фторирования 1,3-дибромпропана комплексом калия [F] и Kryptofix. Затем [F]фторпропилбромид в диметилформамиде (DMF) использовали на стадии (2) для алкилирования нор-β-CIT при 130°C в течение 25 минут с получением [F]фторпропил-β-CIT:
Вышеуказанный способ не является идеальным для автоматизации, так как он требует очистки синтона посредством дистилляции и дополнительной емкости для реагента для основания.
18
Таким образом, существует потребность в новых способах радиофторирования, включающих F-фторалкилирование, которые преодолевают проблемы, связанные с известными способами, для того чтобы их было легко автоматизировать. В частности, было бы желательно уменьшить число стадий способа и минимизировать число используемых реагентов.
Краткое изложение сущности изобретения
18
В настоящем изобретении предложен способ синтеза F-меченых биомолекул, который поддается автоматизации. В настоящем изобретении также предложена кассета для автоматизации способа по изобретению. Способ по настоящему изобретению обеспечивает многочисленные преимущества по сравнению со способами из предшествующего уровня техники. По сравнению с известными способами, в нем требуется на одну стадию очистки меньше. Также в нем используется определенный реагент на двух стадиях, что тем самым минимизирует число требуемых емкостей для реагентов. Таким образом, химический процесс упрощается, стоимость товаров снижается, и минимизируется необходимость проверки и документирования реагентов, требующихся для клинического производства согласно GMP.
Подробное описание изобретения
В одном аспекте настоящее изобретение относится к способу синтеза соединения формулы I
или его соли или сольвата
1
1
2
2
1-6
5-12
где R-A- представляет собой депротонированный радикал биологической молекулы с направленной доставкой (BTM) формулы R-A-H, где A выбран из S, O или NR, где R представляет собой водород, Cалкил или Cарил; и
n представляет собой целое число от 1 до 6;
где указанный способ включает:
18
(1) обеспечение [F]фторида, удерживаемого на ионообменном картридже;
18
(2) элюирование ионообменного картриджа из стадии (1) водным раствором, содержащим первую аликвоту элюента, где указанный элюент содержит катионный противоион в подходящем растворителе, с получением [F]фторидного элюента;
(3) взаимодействие соединения формулы II
1
2
где LG и LG являются одинаковыми или разными, и каждый из них представляет уходящую группу, и n является таким, как определено для формулы I;
18
в первом растворителе с [F]фторидным элюентом, полученным на стадии (2), с получением соединения формулы III
2
где LG и n являются такими, как определено для формулы II;
(4) депротонирование соединения формулы IV
1
или его защищенного варианта, где A и R являются такими, как определено для формулы I;
путем добавления второй аликвоты элюента, как определено на стадии (2);
(5) взаимодействие соединения формулы III, полученного на стадии (3), с указанным депротонированным соединением, полученным на стадии (4), или его защищенным вариантом, во втором растворителе, с получением указанного соединения формулы I или его защищенного варианта, где указанный второй растворитель представляет собой алканол или водный алканол;
(6) удаление любых защитных групп.
Подходящая "соль" согласно изобретению может быть выбрана из: (1) физиологически приемлемых солей присоединения кислоты, например солей, полученных из минеральных кислот, например соляной, бромистоводородной, фосфорной, метафосфорной, азотной и серной кислот, солей, полученных из органических кислот, например винной, трифторуксусной, лимонной, яблочной, молочной, фумаровой, бензойной, гликолевой, глюконовой, янтарной, метансульфоновой и пара-толуолсульфоновой кислот; и (2) физиологически приемлемых солей основания, таких как аммониевые соли, соли щелочных металлов (например соли натрия и калия), соли щелочноземельных металлов (например соли кальция и магния), соли с органическими основаниями, такими как триэтаноламин, N-метил-D-глюкамин, пиперидин, пиридин, пиперазин и морфолин, и соли с аминокислотами, такими как аргинин и лизин.
Подходящий "сольват" согласно изобретению может быть образован с этанолом, водой, рассолом, физиологическим буфером и гликолем.
n
2n+1
Термин "алкил". используемый отдельно или как часть другой группы, определен как любая прямая, разветвленная или циклическая насыщенная или ненасыщенная группа CH.
6-14
Термин "арил", используемый отдельно или как часть другой группы, определен как любой молекулярный фрагмент или группа C, который(ая) получен(а) из моноциклического или полициклического ароматического углеводорода, или моноциклического или полициклического гетероароматического углеводорода.
Термин "биологическая группировка с направленной доставкой" (BTM) означает соединение, которое после введения селективно усваивается или локализуется в определенном участке организма млекопитающего in vivo. Например, такие участки тела могут быть вовлечены в конкретное болезненное состояние или являться индикатором того, как функционирует орган или метаболический процесс. BTM может иметь синтетическое или природное происхождение, но предпочтительно является синтетической.
Термин "синтетический" имеет свое традиционное значение, т.е. "изготовленный человеком", в противоположность "выделенному из природных источников", например из организма млекопитающего. Преимуществом таких соединений является то, что их изготовление и профиль примесей можно полностью контролировать. Молекулярная масса BTM предпочтительно составляет вплоть до 3000 Дальтон, более предпочтительно от 200 до 2500 Дальтон, наиболее предпочтительно от 300 до 2000 Дальтон, где значение от 400 до 1500 Дальтон является особенно предпочтительным.
Предпочтительно, BTM представляет собой субстрат фермента, антагонист фермента, агонист фермента, ингибитор фермента или рецептор-связывающее соединение, в частности не-пептид, и предпочтительно является синтетическим. Под термином "не-пептид" понимают соединение, которое не содержит пептидных связей, т.е. амидной связи между двумя аминокислотными остатками. Когда BTM представляет собой субстрат фермента, антагонист фермента, агонист фермента или ингибитор фермента, предпочтительно такие биологические молекулы с направленной доставкой по настоящему изобретению являются синтетическими, подобными лекарственному средству малыми молекулами, т.е. фармацевтическими молекулами. Неограничивающие примеры таких конкретных биологических молекул с направленной доставкой описаны более подробно ниже.
18
-
18
18
18
Подходящий "ионообменный картридж" в контексте настоящего изобретения представляет собой картридж твердофазной экстракции (SPE), который удерживает F и позволяет O проходить насквозь него, когда пропускают водный раствор от ядерной реакции O(p,n)F. Предпочтительно, указанный ионообменный картридж представляет собой анионообменный картридж, наиболее предпочтительно четвертичный метиламмониевый (QMA) картридж.
18
+
4
"Катионный противоион" в контексте настоящего изобретения представляет собой положительно заряженный противоион, который способствует увеличению реакционной Способности [F]фторида при объединении с ним. Подходящий катионный противоион для применения в способе по настоящему изобретению может представлять собой большой, но мягкий ион металла, такого как рубидия или цезия, металлический комплекс криптанда или тетраалкиламмониевую соль. Предпочтительный катионный противоион представляет собой металлический комплекс криптанда или тетраалкиламмониевую соль. Предпочтительным металлом в металлическом комплексе криптанда является калий. Предпочтительным криптандом в металлическом комплексе криптанда является Kryptofix 222. Предпочтительная тетраалкиламмониевая соль выбрана из RN, где R представляет собой этил, метил или бутил. "Подходящим растворителем" для элюента является алканол, и предпочтительно этанол или метанол, наиболее предпочтительно этанол.
18
18
18
18
"Водный раствор, содержащий первую аликвоту элюента, содержащего катионный противоион" относится к раствору, содержащему аликвоту указанного элюента, приготовленную с водой. Этот водный раствор используют в качестве катализатора фазового переноса для улучшения растворимости и нуклеофильности [F]фторида. На стадии элюирования указанный водный раствор пропускается через ионообменный картридж, неся с собой [F]фторид, с получением "[F]элюента", содержащего [F]фторид в указанном водном растворе.
18
18
Указанный [F]фторидный элюент может быть высушен перед последующим использованием, подходящим образом путем выпаривания воды, с получением безводного [F]фторидного элюента. Эту стадию высушивания осуществляют, например, путем применения тепла или использования растворителя, такого как ацетонитрил, с получением низкокипящей азеотропной смеси.
Термин "уходящая группа" относится к молекулярному фрагменту, который уходит с парой электронов при гетеролитическом разрыве связи. Подходящая уходящая группа может представлять собой галогено, например быть выбрана из хлоро, йодо или бромо. Предпочтительная подходящая уходящая группа может представлять собой арил- или алкилсульфонат, например тозилат, трифлат, нозилат или мезилат.
18
"Первый растворитель", используемый на стадии (3) способа по изобретению, подходящим образом является таким, в котором растворимы как соединение формулы II, так и высушенный [F]фторидный элюент. Обычно подходящим является биполярный апротонный растворитель, предпочтительно алкилнитрил, наиболее предпочтительно ацетонитрил.
18
Как и в случае [F]фторидного элюента, соединение формулы III можно сушить перед последующим использованием для удаления растворителя, что может быть особенно важным, когда растворитель представляет собой алкилнитрил, такой как ацетонитрил. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что присутствие такого растворителя в реакционной смеси при алкилировании может приводить к образованию ацетильных примесей, которые сложно удалять из конечного продукта. Для соединения формулы III высушивание подходящим образом осуществляют путем применения тепла и/или вакуума, и/или использования потока газа (обычно азота).
+
Термин "депротонирование" относится к удалению протона (H) из молекулы. Стадию депротонирования соединения формулы IV осуществляют с использованием второй аликвоты элюента, как определено на стадии (2), где в этой части способа элюент действует как растворимое основание.
Подходящие "защитные группы" и способы "удаления защитных групп" хорошо известны специалистам в данной области. Использование защитных групп описано в 'Protective Groups in Organic Synthesis', Greene and Wuts (Fourth Edition, John Wiley & Sons, 2007). Стадию удаления этих защитных групп, если она присутствует, предпочтительно осуществляют после стадии алкилирования.
Второй растворитель, используемый на стадии (5) способа по изобретению, представляет собой алканол или водный алканол, где под термином "алканол" подразумевается простой алифатический спирт."Водный алканол" состоит из воды и алканола. Подходящим образом указанный второй растворитель не содержит никаких растворителей, кроме воды и алканола, и в частности не содержит ацетонитрил. Подходящие алканолы в контексте настоящего изобретения включают метанол, этанол и пропанол, при этом этанол является наиболее предпочтительным.
В формулах II и III n предпочтительно равен 1-4, наиболее предпочтительно 1-3 и особенно предпочтительно 1-2.
Стадия реакции (5), которая представляет собой стадию алкилирования, может быть осуществлена либо при комнатной температуре, либо при более высоких температурах (обычно 90-130°C). В предпочтительном воплощении соединение формулы III со стадии (3) используют непосредственно на стадии алкилирования (5). То есть не осуществляют стадию очистки неочищенного продукта реакции со стадии (3) перед осуществлением стадии (5), что делает этот способ относительно простым и поэтому еще более поддающимся автоматизации. Также предусмотрено, что за стадией реакции (5) может следовать стадия очистки с получением по существу чистого соединения формулы I. Примерами подходящих способов очистки являются твердофазная экстракция (SPE) и высокоэффективная жидкостная хроматография (HPLC).
18
Дополнительным преимуществом настоящего способа над известными способами является то, что очистка соединения формулы 1 может быть осуществлена более легко путем избегания образования ацетильных примесей в присутствии ацетонитрила. Например, авторы настоящего изобретения обнаружили, что при синтезе 3-(2-хлор-5-((2-[F]фторэтил)тио)фенил)-1-метил-1-(3-(метилтио)фенил)гуанидина из 3-(2-хлор-5-((2-гидроксиэтил)тио)фенил)-1-метил-1-(3-(метилтио)фенил)гуанидина образовалась ацетильная примесь, которую оказалось трудно отделить. На схеме ниже показан предложенный механизм, посредством которого образуется эта примесь:
18
Использование алканола вместо ацетонитрила на стадии [F]фторалкилирования исключает образование этой ацетильной примеси.
18
18
Способ синтеза F-меченых S-фторалкилдиарилгуанидинов, описанный Robins et al (2010 Bioorg Med Chem Letts; 20: 1749-51), включает [F]фторалкилирование тиольной группы. Этот способ может быть легко адаптирован, чтобы стать способом по настоящему изобретению.
18
18
18
2
3
2
3
2
3
2
3
Во-первых, стадию [F]-фторалкилирования (2) осуществляют в водном алканоле, а не в ацетонитриле. Также, не требуется очищать [F]фторэтилтозилат для того, чтобы избежать ацетильной примеси. Кроме того, аликвоту раствора элюента KCO и Kryptofix 222, где комплекс K(Kryptofix)CO используют для получения "реакционноспособного" [F][K(Kryptofix)]F для использования на стадии (1), используют вместо CsCO на стадии (2), где комплекс K(Kryptofix)CO используют как основание.
1
Соответственно, пример предпочтительной BTM формулы R-A-H в способе по настоящему изобретению представляет собой соединение формулы Ia
где A является таким, как определено в п. 1, и
a
1-4
R выбран из водорода или Cалкила;
b
R представляет собой галогено;
c
1-4
1-4
R выбран из галогено, Cалкилтио, или Cалкила; и
a
b
P и P независимо представляют собой водород или защитную группу амина, предпочтительно водород.
Предпочтительно, указанная BTM формулы Ia представляет собой соединение формулы Ib
a-c
a
b
где A, R, P и P являются такими, как определено для формулы Ia.
a
1-4
R предпочтительно представляет собой Cалкил и наиболее предпочтительно метил.
b
R предпочтительно представляет собой хлор.
c
R предпочтительно представляет собой алкилтио и наиболее предпочтительно метилтио.
A предпочтительно представляет собой S.
Для любого конкретного соединения формулы Ia или формулы Ib:
a
1-4
R представляет собой Cалкил и наиболее предпочтительно метил;
b
группа R представляет собой хлор;
c
группа R представляет собой алкилтио и наиболее предпочтительно метилтио;
A представляет собой S.
Особенно предпочтительным соединением формулы Ib является следующее соединение:
Определенные выше соединения формул Ia и Ib могут быть получены путем использования или простого адаптирования способов, описанных различным образом в WO 94/27591, WO 2004/007440, WO 2006/136846, Hu et al (J Med Chem, 1997; 40: 4281-9), Zhao et al (J Label Compd Radiopharm, 2006; 49: 163-70) и Robins et al (Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters, 2010; 20(5): 1749-51).
18
18
18
18
18
Специалисту в данной области понятно, что способ по настоящему изобретению может быть применен к ряду F-меченых соединений. Например, неограничивающим примером известного способа, который может быть адаптирован простым образом с получением способа по настоящему изобретению, является способ, включающий [F]фторалкилирование фенола, описанный в Wang et al (2006 J Radioanalyt Nuc Chem; 270(2): 439-43), с получением F-меченой аминокислоты O-(2-[F]фторэтил)-L-тирозина ([F]FET):
18
18
2
3
[F]Фторэтилтозилат, полученный на стадии (1), может взаимодействовать на стадии (2) (без необходимости в предварительной очистке) с раствором L-тирозина в водном алканоле (а не в DMSO), который обрабатывают аликвотой раствора KCO и Kryptofix 222 (а не NaOH), использованной ранее в этом способе с получением реакционноспособного [F][K(Kryptofix)]F для использования на стадии (1).
1
Соответственно, другим примером предпочтительной BTM формулы R-A-H в способе по настоящему изобретению является следующее соединение:
18
18
Другим неограничивающим примером известного способа, который может быть легко адаптирован, является способ синтеза [F]фторпропил-β-CIT (β-CIT: (-)-2β-Карбометокси-3β-(4-йодфенил)тропана), описанный в Lundkvist et al (1997 Nuc Med Biol; 24: 621-7), где вторичный амин алкилируют, используя [F]фторпропилбромид:
2
3
18
Этот способ может быть легко превращен в способ по настоящему изобретению путем осуществления стадии (2) в водном алканольном растворе с использованием аликвоты KCO и Kryptofix 222 (с исключенным ацетонитрилом), использованной для получения реакционноспособного [F][K(Kryptofix)]F для использования на стадии (1).
1
Соответственно, еще одним примером предпочтительной BTM формулы R-A-H в способе по настоящему изобретению является следующее соединение:
18
18
18
18
Указанные выше соединения лишь иллюстрируют то, как может быть использован способ по настоящему изобретению. Специалисту в данной области очевидно, что способ по настоящему изобретению также можно использовать для получения аналогичных преимуществ к любой реакции, которая включает (1) синтез [F]фторалкильного реагента для введения радиоактивной метки с использованием [F]фторида в качестве источника F, и (2) [F]фторалкилирование тиольной, гидрокси или аминной функциональной группы в соединении-предшественнике.
Преимуществом способа по настоящему изобретению является то, что он не требует очистки соединения формулы III для использования на стадии алкилирования, а также то, что он минимизирует число используемых емкостей для реагентов, так как емкость для элюента используется дважды - один раз в качестве катализатора фазового переноса, и один раз в качестве основания.
Способ по настоящему изобретению особенно хорошо поддается автоматизации по сравнению с известными способами. Автоматизация может быть осуществлена на автоматизированном аппарате для радиохимического синтеза. В продаже имеются несколько примеров такого аппарата, включая Tracerlab MX™ и FASTlab™ (GE Healthcare), FDGPIus Synthesizer (Bioscan) и Synthera (IBA). Такой аппарат может содержать "кассету", часто однократного применения, в которой осуществляется радиохимический синтез, которую вставляют в аппарат для осуществления радиохимического синтеза. Эта кассета обычно содержит пути подвода жидкости, реакционный сосуд и порты для получения емкостей с реагентами, а также любые картриджи для твердофазной экстракции, используемые на стадиях очистки после радиохимического синтеза. Так как в способе по настоящему изобретению не требуется очистка первого неочищенного продукта реакции, и так как второй неочищенный продукт реакции относительно легко очистить, способ по настоящему изобретению поддается автоматизации. Таким образом, в предпочтительном воплощении способ по настоящему изобретению автоматизирован, наиболее предпочтительно при помощи кассеты в автоматическом аппарате для радиохимического синтеза.
В другом аспекте настоящего изобретения предложена кассета для автоматического синтеза соединения формулы I, как определено в данной описании изобретения, где указанная кассета содержит:
(1) первую емкость, содержащую элюент, как определено на стадии (2) пункта 1 формулы изобретения;
(2) вторую емкость, содержащую соединение формулы II, как определено на стадии (3) пункта 1 формулы изобретения;
(3) третью емкость, содержащую соединение формулы IV, как определено на стадии (4) пункта 1 формулы изобретения;
(4) четвертую емкость, в которой осуществляют стадии взаимодействий (3) и (5), как определено в пункте 1 формулы изобретения; и
(5) ионообменный картридж для удерживания ^^фторида.
Любые указания для кассеты по настоящему изобретению, которые были определены выше для способа по настоящему изобретению, подходящим образом и предпочтительно определены в данной заявке для способа по изобретению.
По термином "емкость" подразумевается емкость для реагента, подходящая для помещения в некоторое положение на кассете для использования с картриджем для автоматизированного синтеза.
В зависимости от стабильности соединения формулы II и соединения формулы IV, любая из емкостей, содержащих эти соединения, возможно может быть представлена отдельно от кассеты, чтобы была возможность ее хранения, например в охлажденном виде или замороженном виде, до использования для осуществления способа по изобретению, когда емкость доводят до комнатной температуры и затем включают в кассету. Каждое из соединений формул II и IV может быть представлено в своей соответствующей емкости либо в виде раствора, либо в высушенной, например лиофилизованной, форме, для восстановления перед использованием с подходящим растворителем, указанным выше для способа по изобретению.
Могут присутствовать дополнительные емкости, специфичные для химии/синтеза BTM, например емкости для растворителей для снятия защиты, очистки, приготовления препарата, восстановления препарата. Также могут присутствовать дополнительные картриджи (SPE) для очистки и/или восстановления препарата. Также может присутствовать соединительная линия от кассеты к модулю HPLC, если требуется HPLC-очистка, и может присутствовать соединительная линия от "емкости с HPLC-фракцией" к кассете, если требуется восстановление растворителем после очистки.
Также могут быть включены реагенты, растворители и другие расходные материалы, необходимые для автоматизированного синтеза, вместе с носителем данных, таким как компакт-диск, несущий программное обеспечение, которое позволяет автоматическому синтезатору функционировать таким образом, чтобы соответствовать требованиям конечного пользователя в отношении концентрации, объемов, времени доставки и т.д.
Краткое описание примеров
18
В Примере 1 описан автоматизированный синтез 3-(2-хлор-5-((2-[F]фторэтил)тио)фенил)-1-метил-1-(3-(метилтио)фенил)гуанидина с использованием способа по настоящему изобретению.
18
В Примере 2 описан эксперимент, сравнивающий синтез на FASTlab™ 3-(2-хлор-5-((2-[F]фторэтил)тио)фенил)-1-метил-1-(3-(метилтио)фенил)гуанидина с использованием этанола или ацетонитрила в качестве растворителя.
Список сокращений, использованных в Примерах
EtOH этанол
HPLC высокоэффективная жидкостная хроматография
222
K Kryptofix 2.2.2
MeCN ацетонитрил
QMA четвертичный метиламмоний
SPE твердофазная экстракция
TsO тозилат
Примеры
18
Пример 1: Синтез на FASTlab™ 3-(2-хлор-5-((2-[F]фторэтил)тио)фенил)-1-метил-1-(3-(метилтио)фенил)гуанидина
Кассета для использования с синтезатором FASTlab™ содержала следующие емкости:
Номер емкости
Название емкости
Состав
1
Элюент
K<sub>222</sub>=53 мг/мл; K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> 9,5 мг/мл
Растворитель: (12,5% воды, 87,5% EtOH)
2
TsO(CH<sub>2</sub>)<sub>2</sub>OTs
Этилендитозилат (4,0 мг)
MeCN (1,6 мл)
3
EtOH
EtOH (4,0 мл)
4
HCl
0,1 М HCl (4 мл)
5
Соединение-предшественник
Соединение-предшественник* (15 мг)
EtOH (1,8 мл)
* 3-(2-хлор-5-((2-гидроксиэтил)тио)фенил)-1-метил-1-(3-(метилтио)фенил)гуанидин
Кассета также показана на Фиг. 1.
18
1(1) Перенос [F]фторида в кассету
18
[F]Фторид поставлялся GE Healthcare с циклотрона GE PETrace. Исходную активность переносили через приемник для ввода активности кассеты FASTlab™, используя вакуум.
18
1(2) Удерживание [F]фторида на QMA
18
18
2
Активность переносили из приемника для ввода активности в (предварительно обработанный) картридж QMA, где [F] удерживался, а вода проходила в емкость для извлечения O, используя комбинацию N для проталкивания и вакуума для вытягивания.
18
1(3) Элюирование [F]фторида из QMA
222
2
3
18
70 мкл элюента (K, KCO) извлекали из емкости для элюента, используя шприц на 1 мл. Затем отбирали 550 мкл воды из резервуара для воды и добавляли к элюенту в шприце на 1 мл. Затем [F]фторид, удерживаемый на картридже QMA, элюировали в реакционную емкость, используя этот раствор элюент/вода в шприце на 1 мл, и реакционную емкость вакуумировали, чтобы прокачать раствор через картридж QMA.
18
1(4) Сушка [F]фторида
18
[F]Фторид и раствор элюента сушили в течение 20 минут посредством нагревания (100°C) и комбинацию азота и вакуума использовали для удаления выпаренного растворителя и воды из реакционной емкости в емкость для сбора отходов.
18
1(5) Радиохимический синтез [F]-фторэтилтозилата
18
18
2
3
1 мл раствора этилендитозилата (2,5 мг на мл MeCN) извлекали из емкости, используя центральный (5 мл) шприц, и дозировали в реакционную емкость, содержащую высушенную смесь [F]фторид/K222/KCO (реакционноспособный [F][K(Kryptofix)]F). Затем реакционную емкость герметично закрывали и реакцию осуществляли путем нагревания в течение 15 минут при 86°C.
18
1(6) Удаление растворителя из [F]-фторэтилтозилата
18
Неочищенный раствор [F]-фторэтилтозилата/этилендитозилата сушили в течение 10 минут путем нагревания (80°C) и комбинацию азота и вакуума использовали для удаления выпаренного растворителя из реакционной емкости в емкость для сбора отходов.
1(7) Введение 500 мкл элюента в емкость для соединения-предшественника
222
2
3
500 мкл элюента (K, KCO) извлекали из емкости для элюента и добавляли в емкость для соединения-предшественника, используя шприц на 1 мл. Раствор выдерживали в течение 1 минуты.
1(8) Введение соединения-предшественника в реакционную емкость
10 мг (26 мкмоль) соединения-предшественника (3-(2-хлор-5-((2-гидроксиэтил)тио)фенил)-1-метил-1-(3-(метилтио)фенил)гуанидина) в 1,5 мл этанола извлекали из емкости путем создания вакуума в реакционном сосуде.
1(9) Алкилирование соединения-предшественника
Затем реакционный сосуд герметично закрывали и алкилирование осуществляли путем начального нагрева в течение 2 минут при 80°C, затем в течение 13 минут при 100°C.
1(10) Промывка контуров водой
Суммарно 10 мл воды извлекали из резервуара для воды, используя центральный (5 мл) шприц, и посылали через HPLC-контур двумя движениями шприца.
1(11) Реакция гашения и перенос из FASTlab в HPLC-контур
2 мл воды добавляли в реакционную емкость из резервуара для воды, используя центральный (5 мл) шприц. 1 мл 0,1 М HCl добавляли в реакционную емкость из емкости, используя центральный 5 мл шприц. Затем эту смесь извлекали из реакционной емкости, используя тот же шприц, и переносили из кассеты в HPLC-контур, после чего линию и подачу жидкости в кассету продували азотом для того, чтобы перенести любой оставшийся раствор в HPLC-контур.
1(xii) Очистка HPLC и восстановление SPE
Использовали следующий метод HPLC:
0-60 мин
40% (B)
Колонка
ACE C18 100×10 мм 5 мкм
Подвижная фаза
Подвижная фаза A (насос A): Ацетонитрил (насос B)
Размер контура
10 мл
Скорость насоса
3 мл/мин
Длина волны
254 нм
Подвижная фаза A
0,8% TEA [TEA (8 мл) и H<sub>2</sub>O (992 мл)], pH доводили до примерно 7,5 с помощью 85% H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> (примерно 2,1 мл)
Ход HPLC контролировали при помощи программного обеспечения для HPLC до отбора фракции. HPLC-Фракцию переносили обратно на FASTlab, используя правый (5 мл) шприц для переноса фракции обратно на кассету, затем добавляли воду для разбавления из резервуара для воды. Разбавленную HPLC-фракцию (>100 мл) загружали на tC18+ SPE картридж, вакуумируя в течение 11 минут для прокачивания всего содержимого резервуара для воды через картридж в емкость для сбора отходов. Картридж SPE элюировали 1 мл этанола из емкости, используя правый 5 мл шприц, в емкость, содержащую 14 мл солевого раствора, содержащего 1,5 мг аскорбиновой кислоты.
В итоге, наблюдали следующие данные:
Средний выход (МБк) (начиная с 37 ГБк [<sup>18</sup>F]фторида)
3177
Средний RCP (%)
97
Средняя удельная активность (ГБк/мкмоль)
581
Число прогонов продукта
23
18
Пример 2: Сравнение синтеза с помощью FASTlab™ 3-(2-хлор-5-((2-[F]фторэтил)тио)фенил)-1-метил-1-(3-(метилтио)фенил)гуанидина с использованием этанола или ацетонитрила в качестве растворителя
Способ, описанный в Примере 1, осуществляли вплоть до стадии 1(11), но на следующей стадии осуществляли аналитическую HPLC с использованием следующего метода:
2
3
4
Подвижная фаза A: 0,8% TEA (8 мл TEA и 992 мл HO), pH доводили до примерно 7,5 с помощью 85% HPO (примерно 2,1 мл)
Подвижная фаза B: MeCN
0-1 мин 40% B; 1-25 мин 40-95% B
HPLC-Колонка: Luna C18 (150×4,6 мм)
Скорость потока: 1 мл/мин
Кроме того, тот же способ осуществляли с использованием ацетонитрила в качестве растворителя вместо этанола. На Фиг. 2 сравнивается синтез, когда ацетонитрил (вверху) использовали вместо этанола (внизу) в качестве растворителя. Ясно видно, что ацетильная химическая примесь, которая элюируется примерно через 12 минут (при этом продукт элюируется сразу за ней), не образуется, когда ацетонитрил исключен со стадии алкилирования.