使用二芳基碘鎓盐前体制备氟-18标记的氟马西尼的方法

摘要

本发明涉及[18F]氟马西尼的制备方法，并且更具体地，本发明提供用氟-18标记的[18F]氟马西尼，其是用于通过正电子成像术（PET）成像癫痫病变的正电子发射放射性核素。根据本发明，通过在加热条件下使二芳基碘鎓盐前体在Kryptofix/碳酸钾（K2.2.2./K2CO3）、TEMPO和二甲基甲酰胺（DMF）反应溶剂的存在下反应，可以以高产率获得[18F]氟马西尼。

说明书

技术领域

本发明涉及[¹⁸F]氟马西尼的制备。更具体地说，本发明涉及自多种二芳基碘鎓盐来合成氟-18[¹⁸F]标记的氟马西尼（[¹⁸F]氟马西尼）的方法。

背景技术

借助于药物治疗大多数癫痫患者显示改善的健康，但对于约10至15%的癫痫患者则没有治疗效果。因此，对于药物治疗耐受（drugtherapy-resistant）患者，对癫痫发作负责的脑病变的手术治疗非常重要。在这方面，必须精确检测癫痫病变，其通常通过将在癫痫病变部位中的苯并二氮杂（benzodiazepine）受体成像和量化来进行。

在正常脑中，在大脑皮质、小脑、和丘脑处发现高浓度的苯并二氮杂受体，而在尾状核处则检测到低浓度的苯并二氮杂受体。利用在癫痫病变处苯并二氮杂受体的浓度降低的事实，苯并二氮杂受体的成像可以用来定位癫痫病变并诊断癫痫。

存在许多癫痫病变的诊断方法，包括磁共振成像（MRI）、单光子发射计算机化断层显像（SPECT）、正电子成像术（PET）、发作间期脑电图、和发作期脑电图。其中，MRI是最广泛使用的诊断方法并且在脑经历句法性变化（syntactical change）以后可以检测癫痫病变。相比之下，在句法性变化以前并在甚至有生化变化存在的条件下，SPECT和PET可以用来检测癫痫病变，因而在初始阶段在准确诊断方面优越于MRI。

可以基于癫痫的机制或生化变化的知识来理解癫痫病变的PET成像。放射性药物氟-18标记的氟代-脱氧葡萄糖（[¹⁸F]FDG）是最广泛用于癫痫成像的一种。由于涉及在脑中的葡萄糖代谢，放射性标记的氟代-脱氧葡萄糖可以用来可视化脑的代谢活性，如通过PET图像来评估大脑葡萄糖代谢。关于使用氟代-脱氧葡萄糖的癫痫病变的PET成像已经完成了广泛的研究，据报道在发作期癫痫区呈现低水平的葡萄糖代谢。然而，脑基本上呈现高氟代-脱氧葡萄糖摄取，以致降低了S/N（信噪）比。另外，摄取会影响病变的边界，从而引起以下假象：可以在比实际病变更宽的范围内检测降低水平的葡萄糖代谢。另外，由于使用氟代-脱氧葡萄糖的癫痫病变的PET图像的可靠性较差，并受到影响葡萄糖代谢的其他化合物、或受到身体状况的很大影响，所以单独使用氟代-脱氧葡萄糖有限地应用于癫痫的诊断。

在用于PET的正电子发射放射性核素中，在回旋加速器中产生碳-11（t_1/2=20.4分钟）、氮-13（t_1/2=9.98分钟）、氧-15（t_1/2=2.03分钟）、氟-18（t_1/2=109.8分钟）、铜-64（t_1/2=12.7分钟）、和碘-124（t_1/2=4.2天），以及在发生器中产生镓-68（t_1/2=68.03分钟）。获自碳-11标记的氟马西尼（[¹¹C]氟马西尼）（最广泛使用的苯并二氮杂受体拮抗剂的一种）的PET图像提供比来自其他放射性核素的PET图像更准确的用于癫痫病变的定位。[¹¹C]氟马西尼是有利的，因为靶向苯并二氮杂受体的药物氟马西尼根本不经受结构和化学变化。然而，放射性核素的20分钟的半衰期没有为标记操作和标记后处理留下空余时间。另外，[¹¹C]氟马西尼发射大剂量的辐射并且取决于PET仪器的数目，仅可以用于上达至2位患者。

在另一方面，正电子发射放射性核素氟-18具有相对长的半衰期（t_1/2=109.8分钟）并易于通过有机合成来标记于化合物，以致它可以用于合成放射性药物，其需要时间，并且需要研究生理代谢，其通常是进展缓慢的。因此，优选使用以氟-18而不是氟-19标记的氟马西尼，因为它更有效地允许通过实时PET图像来分析化合物的体内活性。迄今为止，已经通过直接亲核标记硝基马西尼（nitromazenil，NO₂-马西尼）前体完成了[¹⁸F]氟马西尼（[¹⁸F]FMZ）的合成，但辐射化学产率低至5%至20%，以致获得的量仅满足为几个人供给放射性核素的需要。为了满足临床研究的需求，已应用了自动合成仪，但导致1%或更低的产率。目前尚未报道利用自动合成仪来大规模生产[¹⁸F]氟马西尼。为了克服在现有技术中遇到的问题，已开发了氟马西尼衍生物氟-18氟乙基氟马西尼（[¹⁸F]FEFMZ，(5-(2′-[¹⁸F]氟乙基)氟马西尼)）和氟-18氟氟马西尼（[¹⁸F]FFMZ，(2′-[¹⁸F]氟氟马西尼），但它们化学结构不同于氟马西尼，呈现不同的药代动力学曲线。另外，定位于脂族部分上的氟-18倾向于经历体内脱氟，从而导致低信噪比，并降低脑的基于氟马西尼的苯并二氮杂受体PET图像的质量，这是由于氟-18标记的代谢物的非目标图像。因此，这些放射性核素没有广泛地应用于临床研究。

发明内容

技术问题

根据本发明的一个方面，本发明披露了用于有效地制备在用于癫痫病变的诊断的PET中有用的放射性药物的方法，即，用于以高产率合成[¹⁸F]氟马西尼的方法，其比[¹¹C]氟马西尼具有更长的半衰期。

在此背景下，本发明提供了二芳基碘鎓盐作为前体，从其可以高产率地合成[¹⁸F]氟马西尼，其具有比[¹¹C]氟马西尼更长的半衰期，但具有和[¹¹C]氟马西尼相同的药代动力学曲线，并且将这种方式扩展到用于高辐射化学产率地自动化合成的可行的方法。

技术方案

本发明提供了[¹⁸F]氟马西尼，其在用于PET的正电子发射放射性核素中具有相对较长的半衰期，以及用于自二芳基碘鎓盐前体（8a至8h）来合成[¹⁸F]氟马西尼的最佳反应条件。

在本发明中，代替常规的硝基-马西尼（NO₂-马西尼）前体，用氟-18来标记二芳基碘鎓盐前体。用氟-18对二芳基碘鎓盐前体的芳香亲核氟化反应基于以下事实：用位于两个芳香环部分之间的碘原子在一个芳香环部分上选择性地取代氟-18，其在电子密度方面小于其他部分。考虑到氟-18的选择性标记，合成了彼此电子密度不同的8种二芳基碘鎓盐前体，并且它们中的6种用于氟-18标记。

在溶剂如乙腈（CH₃CN）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、和二甲亚砜（DMSO）中，并在相转移催化剂如kryptofix_2.2.2./碳酸钾（K_2.2.2./K₂CO₃）、四丁基氢氧化铵（TBAOH）、和四丁基碳酸氢铵（TBAHCO₃）的存在下进行标记反应以增强氟-18的标记反应性。由于二芳基碘鎓盐前体是不稳定的，其起因于在加热或碱性条件下它们自己的自由基产生，所以在不同温度下并在自由基捕获剂2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基（TEMPO）的存在下监测它们对于不同的反应时间的标记产率。

在自由基捕获剂的存在下，较之在乙腈或二甲亚砜中，在反应溶剂二甲基甲酰胺中获得更高的[¹⁸F]氟马西尼标记产率。另外，在150℃下观测到最佳反应温度。当相转移催化剂是K_2.2.2./K₂CO₃时，从大多数的前体获得最好的结果。

在6种二芳基碘鎓盐前体（8a至8f）中，2-苯硫基-马西尼-甲苯磺酸碘鎓（8b）、3-苯硫基-马西尼-甲苯磺酸碘鎓（8c）、4-甲氧基苯基-马西尼-甲苯磺酸碘鎓（8d）和3-甲氧基苯基-马西尼-甲苯磺酸碘鎓（8e），其具有相对较高的电子密度，预期允许高标记产率。和所预期的相反，最高标记产率获自4-甲基苯基-马西尼-甲苯磺酸碘鎓（8f），而不管碱性条件，其表明，二芳基碘鎓盐前体的两个芳基的电子密度、以及在加热和碱性条件下在标记反应时的稳定性在增加使用氟-18的芳香氟化反应（aromatic fluorination）中发挥关键作用。即，二芳基碘鎓盐前体，4-甲基苯基-马西尼-甲苯磺酸碘鎓（8f），被评价为最适用于合成[¹⁸F]氟马西尼，这是由于在上述条件下它的最高稳定性和反应性。另外，上述前体适用于用于大规模生产18-氟标记的分子的自动化仪器。

有利效果

通过上述方法，使用氟-18的二芳基碘鎓盐前体的芳香氟化反应连同通过高效液相色谱法（HPLC）的纯化一起可以成功地应用于以70～75%的产率（较之常规方法高上达至6倍）合成[¹⁸F]氟马西尼，并且总共花费短至55分钟来由该方法合成氟-18标记的分子。因此，本发明可以在短时间内以高产率合成[¹⁸F]氟马西尼，对苯并二氮杂受体的成像研究做出巨大的贡献，尽管放射性同位素随着时间辐射衰减。

另外，[¹⁸F]氟马西尼的合成方法可以以69%至71%的辐射化学产率（衰减校正的）应用于自动化合成，在总共约60分钟的时间段内具有>98%的放射化学纯度。

附图说明

图1示出其中引入各种放射性同位素的氟马西尼衍生物的结构。

图2是示意图，其说明在二芳基碘鎓盐和氟-18之间的标记反应。

图3是[¹⁸F]氟马西尼的HPLC色谱图[半制备C-18柱；流速：3mL/分钟；溶剂（20%CN₃CN:H₂O）；黑线：UV-254，红线：γ射线]。

图4是与自动化合成相关联的[¹⁸F]氟马西尼的HPLC色谱图[半制备C-18柱；流速：4.5mL/分钟；溶剂（20%CN₃CN:H₂O）；γ射线，底部：上部：UV-254]。

图5是[¹⁸F]氟马西尼和标准物质[¹⁹F]氟马西尼的HPLC色谱图（黑线：UV-254，红线：γ射线）。

图6是示出在标记的加热和碱性条件下各种二芳基碘鎓盐前体的相对不稳定性的图表。

图7是示出在氟化铯（CsF）的存在下各种二芳基碘鎓盐前体的相对反应性的图表。

具体实施方式

鉴于本发明据此可以限定术语的概念的原理，在本说明书和所附权利要求中使用的术语应理解为具有与本发明的精神一致的含义和概念，从而以最好的方式阐明本发明自身。

在根据本发明的一种实施方式的[¹⁸F]氟马西尼的合成方法中，由以下化学式1表示二芳基碘鎓盐前体：

化学式1

其中Ar-选自由以下芳基（Ar-）组成的组：

芳基（Ar-）

并且X^-选自三氟甲磺酸盐（酯）、全氟C₂-C₁₀烷基磺酸盐（酯）、三氟乙酸盐（酯）、四苯基硼酸盐（酯）、甲苯磺酸盐（酯）、Br^-、和Cl^-。

在根据本发明的另一种实施方式的[¹⁸F]氟马西尼的合成方法中，由以下化学式2表示二芳基碘鎓盐前体：

化学式2

其中–Ar是R¹～R³独立地选自H、C₁烷基、C₂烷基、C₁卤代烷基、和C₂卤代烷基，并且X^-选自三氟甲磺酸盐（酯）、全氟C₂-C₁₀烷基磺酸盐（酯）、三氟乙酸盐（酯）、四苯基硼酸盐（酯）、甲苯磺酸盐（酯）、Br^-、和Cl^-。

现参照以下反应方案来描述甲苯磺酸二芳基碘鎓前体的合成。

在肌氨酸和二甲亚砜中加热靛红酸酐（2）以合成4-甲基-1H-1,4-苯并二氮杂2,5-二酮（3）。在乙酸钠的存在下，用溴来溴化该4-甲基-1H-1,4-苯并二氮杂2,5-二酮（3）以产生7-溴-4-甲基-1H-1,4-苯并二氮杂2,5-二酮（4）。然后，将7-溴-4-甲基-1H-1,4-苯并二氮杂2,5-二酮（4）与异氰基乙酸乙酯反应以提供咪唑并苯并二氮杂(8-溴-5,6-二氢-5-甲基-6-氧代-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯)（5）。在四(三苯膦)钯[(Ph₃P)₄Pd]的存在下用三丁基锡取代8-溴-5,6-二氢-5-甲基-6-氧代-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯)（5）以产生有机锡化合物(5,6-二氢-5-甲基-6-氧代-8-三丁基甲锡烷基-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯)（6）。然后，将有机锡化合物(5,6-二氢-5-甲基-6-氧代-8-三丁基甲锡烷基-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯)（6）与羟基(甲苯氧基)碘苯（Koser试剂；[羟基(甲苯氧基)碘]苯）（7a）或各种羟基(甲苯氧基)碘代芳烃（7b至7h）反应以提供甲苯磺酸二芳基碘鎓前体（8a至8h）。

反应方案1.甲苯磺酸二芳基碘鎓前体的合成

为了在所期望的位置用亲核试剂标记芳香环，芳香环通常必须具有在邻位或对位的吸电子基团（EWG）。例如，羰基或硝基的存在促进氟-18对离去基团如在芳香基团上的硝基或卤素的取代。相比之下，甚至在不存在EWG的条件下，可以用亲核试剂氟-18有利地标记二芳基碘鎓盐。在图2中示出氟-18在二芳基碘鎓盐前体上的标记机制，其中氟-18阴离子进攻缺电子芳香部分(B环)而不是富电子芳香部分。B环的电子密度越高，则使用氟-18对A环的芳香氟化反应产率就越高。

因此，制备了用于在以氟-18标记中使用的各种二芳基碘鎓盐前体，包括苯基-马西尼-甲苯磺酸碘鎓（8a）、2-苯硫基-马西尼-甲苯磺酸碘鎓（8b）、3-苯硫基-马西尼-甲苯磺酸碘鎓（8c）、对甲氧基苯基-马西尼-甲苯磺酸碘鎓（8d）、间甲氧基苯基-马西尼-甲苯磺酸碘鎓（8e）、对甲基苯基-马西尼-甲苯磺酸碘鎓（8f）、间甲基苯基-马西尼-甲苯磺酸碘鎓（8g）、以及对乙基苯基-马西尼-甲苯磺酸碘鎓（8h），和马西尼相比，它们均具有电子密度更富集的环。

下文将描述自甲苯磺酸二芳基碘鎓前体（8a至8h）合成[¹⁸F]氟马西尼的反应条件。

将使用回旋加速器产生氟-18后，将其吸收到（PS-HCO₃）的柱体上并且用包含相转移催化剂如四丁基碳酸氢铵、四丁基氢氧化铵、或kryptofix_2.2.2./碳酸钾（K_2.2.2./K₂CO₃）的甲醇/水洗脱。通过共沸蒸馏来干燥产生的洗脱液，然后在适宜的温度下在0.5mL的反应溶剂中，连同每种甲苯磺酸二芳基碘鎓前体（8a～8f）一起搅拌浓缩物15分钟。通过涂布有硅胶薄层色谱（TLC）来监测氟-18的标记产率，其中用10%甲醇/二氯甲烷显影，接着用放射性TLC（放射性薄层色谱）扫描仪检测。

为了优化[¹⁸F]氟马西尼合成，根据反应温度、溶剂、甲苯磺酸二芳基碘鎓前体的量和种类、相转移催化剂的种类、以及相转移催化剂的碱/前体的摩尔比率来检查[¹⁸F]氟马西尼的标记产率。

表1.使用[¹⁸F]氟马西尼的二芳基碘鎓盐前体（8a至8f）的标记产率

^a在预定温度下在二甲基甲酰胺（DMF）溶剂中，在2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基（TEMPO）自由基捕获剂（1mg）的存在下，通过连同各种碱（0.8当量）一起搅拌8a至8f（4mg）进行所有反应15分钟；^b通过放射性TLC（n=2或3）确定的氟-18的标记产率；^c在没有2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基捕获剂（TEMPO）存在的条件下；^d反应溶剂：二甲亚砜（DMSO）；^e反应溶剂：乙腈（CH₃CN）；^f反应溶剂：二甲亚砜（DMSO）；^g反应温度：135℃；^h碳酸钾（K₂CO₃）：1.0当量；ⁱ碳酸钾（K₂CO₃）：0.6当量；^j碳酸钾（K₂CO₃）：0.4当量；^k碳酸钾（K₂CO₃）：0.6当量和反应时间：5分钟；^l碳酸钾（K₂CO₃）：0.6当量和8f（8mg），反应时间15分钟。

表1总结了制备自二芳基碘鎓盐前体（8a至8f）的[¹⁸F]氟马西尼的数据。

在各种反应条件中，在kryptofix_2.2.2./碳酸钾（K_2.2.2./K₂CO₃）的存在下并在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中的2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基（TEMPO）下，通过在150℃下使前体反应5分钟获得最好结果。2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基用作自由基捕获剂以消除在用氟-18氟化二芳基碘鎓盐前体之时作为副产物产生的自由基。因为二芳基碘鎓盐在高温下并在碱性条件下是不稳定的并通过自由基降解分解为芳香烃（H-马西尼），所以采用了自由基捕获剂。反应温度也影响氟-18的标记产率。在130℃或更高的温度下，对于大多数前体和碱，获得氟-18的高标记产率。在本实验中，建议在低于160℃的温度下进行反应以稳定运行自动化合成仪。因此，在150℃下监测使用氟-18进行的标记反应。

尽管预期可以高产率地用氟-18标记二芳基碘鎓盐前体（8b至8e）的马西尼芳香环，这是由于对侧的芳香部分的电子密度高于马西尼部分，但在高温下并在碱性条件下它们用氟-18的标记产率较差。依据这些低辐射化学产率，推测在增加[¹⁸F]氟马西尼的生产中，二芳基碘鎓盐前体的稳定性起着重要的作用。

对于大多数前体，较之四丁基氢氧化铵和四丁基碳酸氢铵，在kryptofix_2.2.2./碳酸钾（K_2.2.2./K₂CO₃）的存在下获得氟-18的更高的标记产率。前体与碳酸钾的1/0.6（80.4%）的摩尔比率产生峰值标记产率，表明对于使用氟-18的芳香氟化反应来说，前体与碳酸钾的摩尔比率是一个重要因素。

在表1中给出的反应条件下，对于用氟-18标记二芳基碘鎓盐（8a至8f），甲苯磺酸二芳基碘鎓前体（8f）的量（4mg与8mg）对产率没有显著影响。比较5分钟（81,2%）与15分钟（80.4%），反应时间也不影响标记产率。由于考虑到放射性同位素的半衰期，更短的反应时间是优选的，所述反应时间被优化为5分钟。

和可以以比前体8a更高的产率来标记二芳基碘鎓盐前体（8b至8e）的预期（由于它们的较高的电子密度）相反，在高温下和在有碱存在的条件下检测到氟18的较低的标记产率。这可以通过前体的稳定性的重要性来解释。为了验证这一点，在氟-18的存在下分析了前体的稳定性。另外，在相转移催化剂内在无碱氟化铯（CsF）的存在下进行反应以检查每种前体的反应性。在以下反应方案2中，图解说明了在碱的存在下并在加热条件下每种二芳基碘鎓盐前体的降解。如所示，形成两种化合物I-马西尼（9）和H-马西尼（10），并且它们的浓度反映二芳基碘鎓盐前体的稳定性。

反应方案2.甲苯磺酸二芳基碘鎓前体的降解

较之苯基-马西尼-碘鎓盐（8a），其芳香环具有更高的电子密度的二芳基碘鎓盐前体，更倾向于受到用于氟-18的芳香氟化反应的反应条件的影响。虽然与2-苯硫基-马西尼碘鎓盐、3-苯硫基-马西尼-碘鎓盐、3-甲氧基苯基-马西尼-碘鎓盐、和4-甲氧基苯基-马西尼-碘鎓盐相比，4-甲基苯基-马西尼-碘鎓盐前体（8f）具有较低的电子密度，以较高产率被获得，而不管碱性条件。此结果表明，二芳基碘鎓盐前体的稳定性，连同它们的电子密度一起，在使用氟-18的芳香氟化反应中起着重要的作用。事实上，已知在高温下二芳基碘鎓盐形式的化合物是不稳定的。为了检查二芳基碘鎓盐的选择性和稳定性，使用HPLC分析了副产物I-马西尼（9）和H-马西尼（10）的生产，其中由于在没有氟-18的条件下它们的不稳定性，上述副产物降解自前体。在高温下并在碱的存在下，甲苯磺酸二芳基碘鎓前体（8a至8f）降解成I-马西尼（9）（通过“A途径”）和H-马西尼（10）（通过″B途径″），如反应图解1所示。

在二甲基甲酰胺中，在有kryptofix_2.2.2./碳酸钾（K_2.2.2./K₂CO₃）而没有氟-18存在的条件下，在150℃热处理每种二芳基碘鎓盐前体15分钟以后，测量I-马西尼（9）和H-马西尼（10）的浓度以评价每种前体的稳定性（图6）。另外，通过在90℃下在二甲基甲酰胺中与氟化铯反应120分钟来估计二芳基碘鎓盐前体变成[¹⁹F]氟马西尼的标记反应性（图7）。在图6中，示出前体的稳定性。在图6中，y轴是比率：在二芳基碘鎓盐前体中，如在图6中可以看到的，在碳酸钾和150℃的条件下，4-甲基苯基-马西尼-碘鎓盐（8f）是最稳定的，并且在其他碱如四丁基碳酸氢铵和四丁基氢氧化铵的存在下获得类似结果。

假设，4-甲基苯基-马西尼-碘鎓盐（8f）的稳定性被设定为1.00，那么苯基-马西尼-碘鎓盐（8a）具有类似的稳定性（如由1.11指示的），并且前体（8b至8e），虽然电子密度较高，较之4-甲基苯基-马西尼-碘鎓盐（8f）是1.31至1.75倍更加不稳定的。

在图7中仅给出在氟化铯下碘鎓盐的反应性的结果，其中由比率表示Y轴。观测到4-甲基苯基-马西尼-碘鎓盐（8f）被有效地氟化成[¹⁹F]氟马西尼（由于其热稳定性）。假设4-甲基苯基-马西尼-碘鎓盐（8f）的反应性（[F-18]FMZ的浓度）被设定为1.00，那么其他二芳基碘鎓盐（8a至8e）的反应性被降低至0.39至0.88。因此，4-甲基苯基-马西尼-碘鎓盐（8f）在热稳定性和反应性方面均高于其他甲苯磺酸二芳基碘鎓，这是与其他甲苯磺酸二芳基碘鎓前体相比，它可以以较高产率用氟-18被氟化成[¹⁸F]氟马西尼的原因。

可以通过在150℃下并在相转移催化剂（5.5mg的kryptofix_2.2.2./碳酸钾（K_2.2.2./K₂CO₃））和自由基捕获剂（在二甲基甲酰胺中）的存在下，使4mg的4-甲基苯基-马西尼-碘鎓盐（8f）与氟-18（约3.7GBq）反应5分钟来实现[¹⁸F]氟马西尼合成的优化。在这些条件下，以70%至75%的辐射化学产率获得[¹⁸F]氟马西尼，其上达至6倍高于常规产率，具有在HPLC以后98%或更高的放射化学纯度（图3）。总共需要大约55分钟来完全地合成[¹⁸F]氟马西尼，包括化合物的分离和纯化，具有140GBq/mmol至244GBq/mmol的比活度。

另外，将最佳条件应用于市售自动化合成仪，如TracerLab FX-FN（GE Healthcare）以产生[¹⁸F]氟马西尼。

图4示出来自自动化合成仪（TracerLab FX-FN）的产物的HPLC色谱图。当根据用于生产氟-18标记的放射性示踪剂的常规方法来处理每个试剂小瓶时，在总计约60分钟的时间内，以自动化方式合成了[¹⁸F]氟马西尼，其中辐射化学产率为约69%至72%并且放射化学纯度为98%以上。

为了检查在自动化合成仪中是否准确地合成[¹⁸F]氟马西尼，将通过HPLC纯化的[¹⁸F]氟马西尼连同标准参比物[¹⁹F]氟马西尼一起加载到HPLC柱并洗脱。在同一时间点的同时洗脱（图5）证明在本发明的条件下合成的放射性药物是[¹⁸F]氟马西尼。

将参照以下实施例来给出详细描述。

除非另有说明，在没有进一步纯化的情况下使用市售试剂和溶剂。所有试剂和溶剂购自Sigma-Aldrich（USA）。使用硅胶（Merck，230-400目，ASTM）进行用于自每个反应分离产物的色谱法，其中在预涂布板（Merck，硅胶60F₂₅₄）上监测所有反应。使用Varian 400-MR（400MHz）分光计来分析¹H-和¹³C-NMR谱，并以百万分率（ppm，δ单位）为单位来表示。水（H₂¹⁸O）购自Taiyo Nippon Sanso Corporation（日本），并且氟-18是在Seoul National University Bundang Hospital中通过¹⁸O(p,n)¹⁸F反应并通过使用KOTRON-13回旋加速器（Samyoung Unitech Co.,Ltd.）的质子辐照来制备。PS-HCO₃（45mg）柱体获自Macherey-Nagel Ins.（德国），并且C18加上柱体购自Waters Corp.（U.S.）。使用配备有NaI放射性检测器（Raytest）和UV检测器的Gilson322进行HPLC。在通过膜（0.22μm,Whatman）过滤以后，使用HPLC级溶剂（J.T.Baker,U.S.）。使用Bioscan放射性TLC扫描仪（WashingtonDC,U.S.A.）监测放射性-TLC。使用来自Veenstra Instruments（荷兰）的VDC-505活性校准器测量所有辐射剂量。除非另有说明，在衰减校正以后表示放射化学纯度。对于自动化合成，采用TracerLab FX-FN（GEHealthcare）。

<实施例>

逐步详细解释各种甲苯磺酸二芳基碘鎓前体（8a至8h）的合成，其中靛红酸酐（2）作为原始材料。

步骤1：制备4-甲基-1H-1,4-苯并二氮杂2,5-二酮（3）。

在氮气气氛下，将6.09g（37.3mmol）的靛红酸酐（2）、3.49g（39.2mmol）的肌氨酸、和40mL的二甲亚砜的混合物加热至180℃持续2小时。冷却反应混合物、在水中稀释、然后用氯仿萃取取三次。经无水硫酸钠干燥由此获得的有机层，并浓缩。在甲醇/二氯甲烷中重结晶浓缩物，产生5.58g的4-甲基-1H-1,4-苯并二氮杂2,5-二酮（3），为白色固体（79%）（¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ3.03(s,3H),3.09(s,2H),7.01(d,J=7.6Hz,1H),7.29(t,J=7.6Hz,1H),7.48(td,J=7.6,1.6Hz,1H),7.97(dd,J=8.0,1.6Hz,1H),8.63(s,1H)）。

步骤2：制备7-溴-4-甲基-1H-1,4-苯并二氮杂2,5-二酮（4）

向1.53g（8.04mmol）的4-甲基-1H-1,4-苯并二氮杂2,5-二酮（3）在20mL乙酸中的溶液缓慢添加1.65g（20.1mmol）的乙酸钠和1.03g（20.1mmol）的溴（Br₂），接着在室温下搅拌反应混合物24小时。然后，将反应混合物倒入200mL冰水中并过滤。通过快速柱色谱法（5%甲醇/二氯甲烷）纯化产生1.58g的7-溴-4-甲基-1H-1,4-苯并二氮杂2,5-二酮（4），为白色固体（75%）（¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ3.29(s,3H),3.90(s,2H),6.91(d,J=8.4Hz,1H),7.57(dd,J=8.4,2.4Hz,1H),8.09(d,J=2.4Hz,1H),8.77(s,1H)）。

步骤3：8-溴-5,6-二氢-5-甲基-6-氧代-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯（5）。

将5.00g（18.6mmol）的7-溴-4-甲基-1H-1,4-苯并二氮杂2,5-二酮（4）在36mL（1mmol）/2mL的二甲基甲酰胺和54mL（1mmol）/3mL的四氢呋喃中的溶液冷却至0℃，并在搅拌下持续20分钟滴加0.890g（22.3mmol）的60%氢化钠。此后，在冰浴中同时搅拌，将4.80g（27.9mmol）的二乙基磷酰氯（diethylphosphorochloridate）缓慢加入溶液，持续30分钟。向产生的反应混合物逐滴滴加2.52g（22.3mmol）的异氰基乙酸乙酯在22mL（1mmol）/1mL的二甲基甲酰胺中的溶液，以及1.04g（19.6mmol）的60%氢化钠溶液（使用套管）。在用1mL乙酸终止反应以后，用冷水骤冷反应混合物并用乙酸乙酯萃取。用水和盐水洗涤如此获得的有机层，并用无水硫酸钠浓缩至干燥。通过快速柱色谱法（3%甲醇/二氯甲烷）进行纯化，产生2.00g的8-溴-5,6-二氢-5-甲基-6-氧代-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯（5），为白色固体（29%）（¹HNMR(400MHz,CDCl₃)δ1.45(t,J=7.2Hz,3H),3.25(s,3H),4.21-4.59(m,2H and 1H),5.04-5.37(m,1H),7.32(d,J=8.4Hz,1H),7.76(dd,J=8.4,2.4Hz,1H),7.89(s,1H),8.20(d,J=2.4Hz,1H)）。

步骤4：制备5,6-二氢-5-甲基-6-氧代-8-三丁基甲锡烷基-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯（6）

向3.52g(9.67mmol）的8-溴-5,6-二氢-5-甲基-6-氧代-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯（5）在100mL甲苯中的溶液滴加16.8g(29.0mmol）三丁基锡和0.335g(0.290mmol）四(三苯膦）钯。在Ar气体中并在回流下加热反应混合物。在100mL乙酸乙酯中稀释混合物，并用水洗涤如此形成的有机层，然后浓缩。通过快速柱色谱法(5%甲醇/二氯甲烷）进行纯化以产生3.72g的5,6-二氢-5-甲基-6-氧代-8-三丁基甲锡烷基-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯（6），作为白色固体(66%）。(¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ0.90(t,J=7.2Hz,9H),1.09-1.16(m,6H),1.28-1.40(m,6H),1.46(t,J=7.2Hz,3H),1.49-1.59(m,6H),3.26(s,3H),4.22-4.58(m,2H and 1H),5.19(d,J=14.8Hz,1H),7.35(d,J=8.0Hz,1H),7.71(dd,J=8.0,1.2Hz,1H),7.89(s,1H),8.13(d,J=0.8Hz,1H)）。

步骤5：制备甲苯磺酸二芳基碘鎓前体（8a至8h）。

在室温并在氩气下，向每种羟基（甲苯氧基）碘代-芳基部分（7a to7h）在2mL乙腈中的溶液逐滴滴加5,6-二氢-5-甲基-6-氧代-8-三丁基甲锡烷基-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯（6）在2mL二氯甲烷（CH₂Cl₂）中的溶液，接着搅拌20小时。在氮气气氛下蒸发以后，将残余物溶解于1.0mL乙醇并转移到20mL小瓶。用过量乙醚稀释此溶液。离心并在真空中干燥沉淀物以提供甲苯磺酸二芳基碘鎓前体（8a至8h）。

前体8a是8-苯基（甲苯磺酸碘鎓）-5,6-二氢-5-甲基-6-氧代-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯（¹H NMR(400MHz,CD₃OD)δ1.41(t,J=6.8Hz,3H),2.34(s,3H),3.21(s,3H),4.30-4.51(m,2H and 1H),5.13(bs,1H),7.20(d,J=8.0Hz,2H),7.55(td,J=7.8,1.6Hz,2H),7.66(dd,J=6.8,1.6Hz,2H),7.71(t,J=7.6Hz,1H),7.81(d,J=8.4Hz,1H),8.27(dd,J=8.4,1.2Hz,2H),8.30(s,1H),8.48(dd,J=8.8,2.4Hz,1H),8.72(d,J=2.0Hz,1H)）。

前体8b是8-(2-苯硫基)(甲苯磺酸碘鎓)-5,6-二氢-5-甲基-6-氧代-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯（¹H NMR(400MHz,CD₃OD)δ1.41(t,J=7.0Hz,3H),2.36(s,3H),3.22(s,3H),4.40-4.62(m,2H and 1H),5.15(bs,1H),7.20-7.23(m,3H),7.69(d,J=8.4Hz,2H),7.84(d,J=8.8Hz,1H),7.94(dd,J=5.2,1.2Hz,1H),8.10(dd,J=3.6,1.2Hz,1H),8.31(s.1H),8.47(dd,J=8.8,2.4Hz,1H),8.73(d,J=2.0Hz,1H)）。

前体8c是8-(3-苯硫基)(甲苯磺酸碘鎓)-5,6-二氢-5-甲基-6-氧代-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯（¹H NMR(400MHz,CD₃OD)δ1.41(t,J=7.2Hz,3H),2.35(s,3H),3.22(s,3H),4.40-4.61(m,2H and 1H),5.16(bs,1H),7.20(d,J=8.0Hz,2H),7.67-7.71(m,3H),7.73-7.75(m,1H),7.82(d,J=8.8Hz,1H),8.30(s,1H),8.44(dd,J=8.4,2.4Hz,1H),8.60(dd,J=2.8,1.2Hz,1H),8.70(d,J=2.4Hz,1H)）。

前体8d是8-(4-甲氧基苯基)(甲苯磺酸碘鎓)-5,6-二氢-5-甲基-6-氧代-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯（¹H NMR(400MHz,CD₃OD)δ1.41(t,J=7.2Hz,3H),2.35(s,3H),2.35(s,3H),3.22(s,3H),3.84(s,3H),4.39-4.61(m,2H and 1H),5.16(bs,1H),7.08(d,J=9.2Hz,2H),7.21(d,J=8.0Hz,2H),7.68(d,J=8.0Hz,2H),7.81(d,J=8.4Hz,1H),8.17(d,J=8.8Hz,2H),8.30(s,1H),8.41(dd,J=8.8,2.4Hz,1H),8.66(d,J=2.0Hz,1H)）。

前体8e是8-(3-甲氧基苯基)(甲苯磺酸碘鎓)-5,6-二氢-5-甲基-6-氧代-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯（¹H NMR(400MHz,CD₃OD)δ1.40(t,J=7.2Hz,3H),2.35(s,3H),3.21(s,3H),3.85(s,3H),4.39-4.61(m,2H and 1H),5.16(bs,1H),7.23-7.26(m,3H),7.46(t,J=8.2Hz,1H),7.68(d,J=8.4Hz,2H),7.78-7.88(m,3H),8.29(s,1H),8.46(d,J=8.8,2.0Hz,1H),8.74(d,J=2.0Hz,1H)）。

前体8f是8-(4-甲基苯基)(甲苯磺酸碘鎓)-5,6-二氢-5-甲基-6-氧代-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯（¹H NMR(400MHz,CD₃OD)δ1.41(t,J=7.2Hz,3H),2.35(s,3H),2.41(s,3H),3.22(s,3H),4.39-4.61(m,2H and 1H),5.16(bs,1H),7.21(d,J=8.4Hz,2H),7.37(d,J=8.4Hz,2H),7.68(d,J=8.0Hz,2H),7.82(d,J=8.4Hz,1H),8.12(d,J=8.4Hz,2H),8.30(s,1H),8.43(dd,J=8.8,2.4Hz,1H),8.69(d,J=2.4Hz,1H)）。

前体8g是8-(3-甲基苯基)(甲苯磺酸碘鎓)-5,6-二氢-5-甲基-6-氧代-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯（¹H NMR(400MHz,CD₃OD)δ1.40(t,J=7.2Hz,3H),2.35(s,3H),2.37(s,3H),3.21(s,3H),4.35-4.57(m,2H and 1H),5.11(bs,1H),7.28-7.31(m,3H),7.52(t,J=8.0Hz,1H),7.72(d,J=8.4Hz,2H),7.81-7.89(m,3H),8.27(s,1H),8.40(d,J=8.4,1.8Hz,1H),8.84(d,J=1.8Hz,1H)）。

前体8h是8-(4-乙基苯基)(甲苯磺酸碘鎓)-5,6-二氢-5-甲基-6-氧-4H-咪唑并[1,5-a][1,4]苯并二氮杂-3-羧酸乙酯（¹H NMR(400MHz,CD₃OD)δ1.38(t,J=6.8Hz,3H),1.41(t,J=7.2Hz,3H),2.35(s,3H),2.60(q,2H),3.22(s,3H),4.39-4.61(m,2H and 1H),5.16(bs,1H),7.22(d,J=8.0Hz,2H),7.36(d,J=8.0Hz,2H),7.70(d,J=8.4Hz,2H),7.84(d,J=8.4Hz,1H),8.11(d,J=8.8Hz,2H),8.28(s,1H),8.35(dd,J=8.8,2.4Hz,1H),8.76(d,J=2.4Hz,1H)）。

最后，将在步骤5中获得的甲苯磺酸二芳基碘鎓前体（8a-8f）氟化成[¹⁸F]氟马西尼，具体如下。

步骤6：制备氟-18标记的氟马西尼（[¹⁸F]氟马西尼）。

在使用回旋加速器产生以后，将氟-18（3.7GBq-37.0GBq）吸收到（PS-HCO₃）柱体上并用包含四丁基碳酸氢铵、四丁基氢氧化铵或kryptofix_2.2.2./碳酸钾（K_2.2.2./K₂CO₃）碱的甲醇/水洗脱。通过与乙腈（0.5mLx2）的共沸蒸馏来干燥洗脱液，并混合残留物，然后在适宜的温度下，在0.5mL反应溶剂中与甲苯磺酸二芳基碘鎓前体（8a to 8f）和TEMPO（1mg）反应5分钟或15分钟。在通过C18加Sep-Pak纯化以前，在冰水中冷却反应混合物并用过量水稀释。利用乙腈自Sep-Pak洗脱[¹⁸F]氟马西尼，并通过HPLC加以纯化。用过量水稀释[¹⁸F]氟马西尼馏分并通过C18加Sep-Pak分离。来自Sep-Pak的乙醇级分与盐水混合以制备上达至10%的对身体无害的EtOH/盐水溶液。

虽然为了说明的目的已披露了本发明的优选实施方式，但本领域技术人员将明了，各种改进、添加和替代是可能的，而不偏离如在所附权利要求中披露的本发明的范围和精神。