用于骨扫描的化合物及其用途

摘要

本发明关于用于骨扫描的化合物及其用途，所述化合物为包括双膦酸盐官能基及螯合剂的化合物。双膦酸盐官能基部分对于骨组织具有高亲和力，且螯合剂的部分对于如放射性同位元素的金属示踪剂具有高亲和力。所述化合物能够快速地被吸附至骨头表面，并且能够稳定的释放电离辐射。因此，本发明化合物适合用于寻找骨头中异常处的骨扫描技术。

说明书

技术领域

本发明关于一种化合物，其具有较佳骨扫描特性；更关于一种具有双膦酸盐基及螯合剂的化合物。

背景技术

骨扫描(bone scan)或骨显像(bone scintigraphy)是一种用来寻找骨头中特定异常处的扫描技术。其主要用来帮助诊断与骨头相关的疾病，包含骨头中的原位或转移癌、定位骨头发炎(举例而言，例如由于骨折所引起的下背痛的骨痛)的来源、诊断传统X光片影像中可能看不见的骨折以及检测由于某些感染或其他问题所引起的骨损伤。例如放射物标定的双膦酸盐(bisphosphonates)的骨探寻剂(bone seeking agents)或趋骨物(bone seekers)已见于用于骨扫描的放射线药物中。双膦酸盐会被骨骼所吸收并抑制破骨细胞介导的骨再吸收，并且称为示踪剂(tracer)的放射线活性物质会经历放射线活性衰变，造成伽马射线及/或如阿尔法粒子或贝塔粒子的次原子粒子的释放。接着，便可通过特殊照相机取得骨头中示踪剂的影像。

然而，双膦酸盐与示踪剂具有相对较弱的键结，因此其便会随着时间而降解并而释放示踪剂为杂质。此外，于注射后，传统放射物标定的双膦酸盐摄入至骨头中需花费2至4小时，这样的延迟对于临床使用来说是不利的，特别是对幼童而言。

发明内容

有鉴于上述常见技艺的问题，本发明的目的就是在提供一种化合物，其具有良好的骨扫描特性。

根据本发明的一实施方式，提出一种化合物，其如下列化学式(1)所示：

其中Q可为螯合剂类骨探寻剂；R₁可为双膦酸盐基(bisphosphonate>

优选的，R₁可为双膦酸甲烷基(methylene>

优选的，Q可为二乙基三胺五乙酸(diethylene triamine pentaacetic acid,DTPA)、单胺-单酰胺(monoamine-monoamide,MAMA)、四氮杂环(tetraazacyclic)或其组合。

优选的，Q及R₁间的键结可为化学键。

优选的，所述化合物或Q可与金属螯合。

优选的，所述金属可为锝-99m(Tc-99m)、镓-67(Ga-67)、镓-68(Ga-68)、铟-111(In-111)、铜(61，62，64)(Cu(61，62，64))、钆(Gd)、铁(Fe)或其组合。

优选的，所述化合物可用于骨转移及/或骨质疏松症的影像学检查。

优选的，所述影像学检查可为电脑断层(CT)、核磁共振(MRI)、正子放射断层造影(PET)或单光子计算机断层造影(SPECT)。

根据本发明的另一实施方式，提出一种化合物，其如下列化学式(2)所示：

其中Q可为含氮的螯合剂类骨探寻剂；其中R₂可各自独立为烷基或烷基胺；其中R₃可各自独立为羟基或氢；以及其中R₄可各自独立为氢、烷基或芳基。

根据本发明的另一实施方式，提出一种化合物，所述化合物为下列化学式其中之一：

总的来说，本发明提供一种包括双膦酸盐官能基及螯合剂的化合物。双膦酸盐官能基的部分对于骨组织具有高亲和力，且螯合剂的部分对于如放射性同位元素的金属示踪剂具有高亲和力。也就是说，根据本发明实施方式的化合物能够快速地被骨头组织吸收，并且如果与示踪剂螯合，能够稳定的释放电离辐射。因此，本化合物适合用于寻找骨头中异常处的骨扫描技术。

附图说明

图1显示AMDP酯的¹H-NMR谱图。

图2显示溴乙酰基-AMDP酯的¹H-NMR谱图。

图3显示DTPA-AMDP酯的¹H-NMR谱图。

图4显示DTPA-AMDP酯的³¹P>

图5显示DTPA-AMDP酯的质谱图。

图6显示DTPA-AMDP的¹H-NMR谱图。

图7显示DTPA-AMDP的³¹P>

图8显示DTPA-AMDP的质谱图。

图9显示DTPA-BP的¹H-NMR谱图。

图10显示DTPA-BP的¹³C-NMR谱图。

图11显示DTPA-BP的³¹P-NMR谱图。

图12显示DTPA-BP的质谱图。

图13显示MAMA-DS(Tr)的¹H-NMR谱图。

图14显示MAMA-DS(Tr)-AMDP酯的¹H-NMR谱图。

图15显示MAMA-DS(Tr)-AMDP酯的³¹P>

图16显示MAMA-DS(Tr)-AMDP酯的质谱图。

图17显示MAMA-DS(Tr)-AMDP的质谱图。

图18显示MAMA-DS-AMDP的1H-NMR谱图。

图19显示MAMA-DS-AMDP的³¹PNMR谱图。

图20显示OB-121的¹H-NMR谱图。

图21显示OB-121的³¹P>

图22显示OB-141的¹H-NMR谱图。

图23显示OB-141的³¹P>

图24-25显示^99mTc-DTPA-BP的放射线薄层层析(Radio-TLC)分析结果。

图26-27显示⁶⁸Ga-MAMA-AMDP的放射线薄层层析分析结果。

图28显示不同用量的标定效率。

图29为在正常大鼠中^99mTc-化合物的平面显像(300毫居里(mCi)/大鼠，静脉注射(iv)，30-120分钟获取500,000计数)，数字为骨/肌肉计数密度比值(计数/像素)。

图30为在正常大鼠中^99mTc-化合物的平面显像(300毫居里/大鼠，静脉注射(iv)，30-150分钟获取500,000计数)，数字为关节/肌肉及椎骨/肌肉计数密度比值(计数/像素)。

图31为在正常大鼠中¹¹¹In-化合物的平面显像(450毫居里/大鼠，静脉注射(iv)，1-48小时获取500,000计数)，数字为骨/肌肉计数密度比值(计数/像素)，以显示In-OMS及In-OB121化合物优越的骨吸收。

图32显示在注射入肿瘤细胞3周的测试小鼠的腿的X射线影像(溶骨性模型)。

图33为⁶⁸Ga-DTPA-BP的微正子放射断层造影图像。

图34为⁶⁸Ga-DTPA的微正子放射断层造影图像。

在以下的详细描述中，为了解释本发明，提供了许多具体细节，以便能彻底理解所公开的实施方式。然而，显而易见的是，一个或多个的实施方式可以在没有所述具体细节的情况下实现。在其它情况中，为了简化附图，公知的结构和流程将以示意性的方式显示。

具体实施方式

以下内容将会描述根据本发明一具体实施方式的化合物的合成及其用途。

实施例1：合成四乙基(氨基亚甲基)双膦酸(Tetraethyl(aminomethylene)diphosphonate，AMDP酯)及溴乙酰-(氨基亚甲基)双膦酸酯(Bromoacetyl-AMDP-ester，溴乙酰AMDP酯)

AMDP酯及溴乙酰-AMDP酯的三步合成法显示于反应流程1。

反应流程1：AMDP酯及溴乙酰-AMDP酯的合成

步骤a：合成四乙基(N,N-二苄基)氨基甲基双膦酸(Tetraethyl(N,N-dibenzyl)aminomethyl-bis(phosphonate))[化合物1]：

将7.95g(53.6mmol)的原甲酸三乙酯(triethylorthoformate)、19.19g(138.9mmol)的亚磷酸三乙酯(diethylphosphite)及8.84g(44.8mmol)的二苄胺(dibenzylamine)混合，并将所产生的溶液在氮气环境下回流(reflux)5小时。接着，将反应混合物以氮气冲洗以及加热至150℃并维持20小时。将反应混合物冷却并加入至100ml的二氯甲烷中。将有机层依序以卤水(brine)及25％NaOH(25ml，三次)清洗后，利用硫酸镁将其干燥。在溶剂挥发后，将残余物通过硅胶柱层析法(silica gel column chromatography)(乙酸乙酯；己烷：甲醇＝14:5:1)进行纯化，以获得7.8克的化合物1。

步骤b：自四乙基(N,N-二苄基)氨基甲基双(膦)[化合物1]去除二苄基的保护，以形成AMDP酯：

将2.54g(5.25mmol)的化合物1溶解于75ml的无水酒精中，接着加入1.0g的钯炭。接着将反应混合物以氢气冲洗并在氢气环境下回流22小时。将反应混合物以硅钙石(celite)过滤并将溶剂挥发，以获得1.54g的产物(AMDP酯)。图1显示AMDP酯的质子NMR谱图(δ7.2,singlet；δ4.1-4.3,nonet；δ3.3-3.5,triplet；δ1.7,singlet；δ1.3-1.4,octet)。

步骤c：合成四乙基(N-溴乙酰)氨基亚甲基-双膦酸(Tetraethyl(N-bromoacetyl)aminomethyl-bis(phosphonate))[溴乙酰AMDP酯]：

将4.1g(38.6mmol)的碳酸钠加入至AMDP酯(2g,6.6mmol)的乙腈溶液中，并且将混合物冷却至-40℃。将4.26g(21.1mmol)的溴乙酰溴逐滴地加入至所述冷却的溶液中，接着将所述混合物加热至室温并搅拌过夜(15小时)。下一步，将固体部分及溶剂部分分离，并且将溶剂部分在减压环境下挥发，以取得粗制品。将所述粗制品以甲苯进行反复挥发，即获得2.65g的溴乙酰AMDP酯。图2显示溴乙酰AMDP酯的质子NMR谱图(δ7.2,singlet；δ4.9,doublet；δ4.1-4.3,broad multiplet；δ3.9,singlet；δ1.6,singlet；δ1.2-1.4,quartet)。

实施例2：合成N6-羧甲基-N3,N9-双[[[4,4-双(膦酰基)甲基]氨甲酰基]甲基]-3,6,9-三氮杂十一烷二酸(N6-carboxymethyl-N3,N9-bis[[[4,4-bis(phosphono)methyl]carbamoyl]methyl]-3,6,9-triazaundecanedioic acid,DTPA-AMDP)

DTPA-AMDP的二步合成法显示于反应流程2。

反应流程2：DTPA-AMDP的合成

步骤a：共轭-合成N6-羧甲基-N3,N9-双[[[4,4-双(膦醯基乙基)甲基]氨甲酰基]甲基]-3,6,9-三氮杂十一烷二酸(N6-carboxymethyl-N3,N9-bis[[[4,4-bis(phosphonoethyl)methyl]carbamoyl]methyl]-3,6,9-triazaundecanedioic acid,DTPA-AMDP-ester)共轭物：

将0.545g(1.798mmol)的AMDP酯溶解于20ml的无水二甲基甲酰胺(DMF)中。在氮气环境下，将20ml的二亚乙基三胺五乙酸二酐的DMF悬浮液加入至AMDP酯溶液中，并且将所述混合物在室温下搅拌16小时。加入5ml的水并将所述混合物再继续在室温下搅拌4.5小时。在减压环境下将溶剂挥发，并且将残余物通过凝胶过滤交联葡聚糖管柱G15作为媒介进行纯化，以获得480mg的DTPA-AMDP酯产物。DTPA-AMDP酯的结构通过质子NMR分析(图3,δ5-5.2,triplet；δ4.1-4.5broad multiplet；δ3.73,singlet；δ3.70,singlet；δ3.5,singlet；δ3.2-3.6,broad triplet；δ3.1-3.5,broad triplet)、³¹P>

步骤b：DTPA-AMDP酯共轭物的去酯化：

将含0.26g(0.2697mmol)DTPA-AMDP酯的溶液于0℃的二氯甲烷中冷却，并且在氮气环境下缓慢加入1.14ml(8.63mmol)三甲基溴硅烷(bromotrimethyl silane)。将所述混合物在室温下搅拌29小时。在减压环境下将挥发物挥发。将残余物冷却后加入6ml的水进行水解，并且搅拌15分钟。将得到的溶液冻干并通过葡聚糖凝胶管柱(sephadex)纯化，便可获得140mg的最终产物DTPA-AMDP。最终产物的结构通过质子NMR分析(图6)、³¹P>

实施例3：合成N6-羧甲基-N3,N9-双[[2,2-双(膦酰基)-2-羟基]甲基]-3,6,9-三氮杂十一烷二酸

(N6-carboxymethyl-N3,N9-bis[[2,2-bis(phosphono)-2-hydroxy]ethyl]-3,6,9-triazaundecanedioic acid,DTPA-BP)

DTPA-BP的合成法显示于反应流程3。

反应流程3：DTPA-BP的合成

在此反应中，将溶于1ml四氢呋喃(THF)的0.48g(1.34mmol)DTPA，在氮气环境下加入至1.8ml(5.38mmol)的三(三甲基硅基)亚磷酸酯(tris(trimethylsilyl)phosphite)中，并且将所述混合物在室温下搅拌14小时。在减压环境下将挥发物挥发。将稠的残余物冷却后加入10ml的甲醇进行水解，并且在室温下搅拌1小时。将混合物过滤以分离固体部分及溶剂部分，接着将白色固体部分以甲醇和乙醚清洗，并通过葡聚糖凝胶管柱纯化，便可获得83mg的产物DTPA-BP。产物的结构通过质子NMR分析(图9,δ3.9,singlet；δ3.5,triplet；δ3.4,broad triplet；δ3.2,singlet；δ3.0,doublet)、¹³C>31P>

实施例4：合成N-[2-(三苯甲基巯基)乙基]-2-[2-(三苯甲基巯基)乙胺基]乙酰胺(N-[2-(Tritylthio)ethyl]-2-[2-(tritylthio)ethylamino]acetamide,MAMA-DS(Tr))

MAMA-DS(Tr)的合成法显示于反应流程4。

反应流程4：MAMA-DS(Tr)的合成

在此反应中，将4.44g(39mmol)的盐酸氨基乙硫醇(aminoethanethiol hydrochloride)溶解于60ml的DMF中。将10.92g的三苯氯甲烷(trityl chloride)加入至所述溶液中，并将所述混合物在室温下搅拌48小时。在减压环境下将溶剂挥发，并以乙酸乙酯清洗残余物。将得到的溶液过滤以分离固体部分及溶剂部分。接着将固体部分悬浮于水中，并调整pH值至8。最后，将固体干燥便可得到13.5g的粗制品。接着将6g(16.90mmol)粗制品溶解于氯仿中，并加入至8.23ml的三乙基胺(triethyl amine)。在-78℃下，将此溶液逐滴地加入至含0.632g(3.13mmol)溴乙酰溴的氯仿溶液中，并且所述混合物在相同温度下搅拌30分钟。下一步，将所述混合物加热至室温并搅拌过夜。将所得到的溶液以水清洗。一旦水层与有机层分离，便将有机层取出、干燥，移除溶剂以获得粗制品。接着通过硅凝胶管柱层析纯化粗制品，产物即为3.2g的MAMA-DS(Tr)。图13显示MAMA-DS(Tr)的质子NMR谱(δ7.3,broad quartet；δ7.2,broad multiplet,δ3.06,quartet；δ3.01,singlet；δ2.4,triplet；δ2.3,quintet；δ1.5,singlet)。

实施例5：合成N-[2-[[3-(3,3-二膦酰基甲基氨甲酰基)乙基](2巯基)氨基]乙酰基]-2-氨基乙硫醇(N-[2-[[3-(3,3-Diphosphonomethylcarbamoyl)ethyl](2thioethyl)amino]acetyl]-2-aminoethanethiol,MAMA-DS-AMDP)

MAMA-DS-AMDP以2步骤合成，如反应流程5所示。

反应流程5：MAMA-DS-AMDP的合成

步骤a：溴乙酰AMDP酯与MAMA-DS(Tr)共轭

将0.6g(0.88mmol)的MAMA-DS(Tr)(实施例4的产物)溶于DMF中。接着依序加入0.45g(1.05mmol)的获得自实施例1的溴乙酰AMDP酯及0.184ml的二异丙基乙胺(Diisopropylethylamine)。将获得的混合物于95℃加热15小时。接着，溶剂在减压环境下挥发，并且将残余物通过硅胶管柱纯化。产物即为267mg的MAMA-DS(Tr)-AMDP酯，其结构通过质子NMR分析(图14,δ7.3,triplet；δ7.1,quartet；δ5；δ4.1；broad multiplet)、³¹P>

步骤b：去除三苯甲基及乙酯基的保护

将150mg(0.146mmol)的MAMA-DS(Tr)-AMDP酯溶于氯仿中。将0.15ml(1.16mmol)的三甲基溴化铵(Trimethylsilyl bromide)加入至所述溶液中，并且将所述混合物于45℃搅拌2.5小时，接着于室温下搅拌40小时。接着，使溶剂挥发并加入2.5ml的甲醇至粗制品中。将获得的溶液搅拌2.5小时。在此之后，移除甲醇并干燥沉淀物，以获得90mg(产率67％)的MAMA-DS(Tr)-AMDP，而图17显示了去酯化产物的质量峰。下一步，将10mg(0.01mmol)的去酯化产物溶于200μl的三氟乙酸(TFA)，并搅拌5分钟。接着，加入三乙基硅烷(triethylsilane)。在挥发挥发物后，粗制品便可用来放射标定。图18(δ4.0,triplet；δ3.2,quintet；δ2.6,doublet；δ2.5,quartet)及图19(δ13)分别显示了MAMA-DS-AMDP的¹H-NMR及³¹P>

实施例6：合成1,4,8,11-四氮杂环十四烷-1,4,8,11-四(3-羟基-丙烯双膦酸)(1,4,8,11-Tetraazacyclotetradecane-1,4,8,11-tetrakis(3-hydroxy-propylene bisphosphonate,OB-142)

OB-142以三步法形成。合成法显示于反应流程6。

反应流程6：OB-142的合成

四氮杂环双膦酸(tetraazacyclic bisphosphonates)的部分示例性结构如下所示：

步骤a：合成1,4,8,11-四氮杂环十四烷-1,4,8,11-四丙酸乙酯(1,4,8,11-Tetraazacyclotetradecane-1,4,8,11-tetrapropanoic acid ethyl ester)

在此反应中，将2.003mg(10mmol)的1,4,8,11-四氮杂环十四烷(1,4,8,11-Tetraazacyclotetradecane)、溶于50mL乙腈中的324.4mg FeCl₃(2mmol)及4348μL的丙烯酸乙酯(Ethyl>

步骤b：合成1,4,8,11-四氮杂环十四烷-1,4,8,11-四丙酸(1,4,8,11-Tetraazacyclotetradecane-1,4,8,11-tetrapropanoic acid)

将含3.604g的1,4,8,11-四氮杂环十四烷-1,4,8,11-四丙酸乙酯(6mmol)的3mL乙醇溶液加入至20mL的4-N氢氧化钠(80mmol)中。将所述反应混合物于60℃加热1小时，接着低沸点材料便会挥发。利用葡聚糖凝胶管柱G75分离残余物，以获得2.594g的1,4,8,11-四氮杂环十四烷-1,4,8,11-四丙酸四钠盐。

步骤c：合成1,4,8,11-四氮杂环十四烷-1,4,8,11-四(3-羟基-丙烯双膦酸)(1,4,8,11-Tetraazacyclotetradecane-1,4,8,11-tetrakis(3-hydroxy-propylene bisphosphonate))

将2.306g的1,4,8,11-四氮杂环十四烷-1,4,8,11-四丙酸(4mmol)溶于装有1368μL的85％磷酸(24mmol作为85％磷酸)及6.7mL氯苯(chlorobenzene)的溶液的20mL双颈烧瓶中，其中双颈烧瓶配备有腐蚀性气体净气器、回流冷凝器和加料漏斗。接着，将所述混合物预热至约100-110℃。于15分钟至1小时的期间内，将1745μL的三氯膦(trichlorophosphine)(20mmol)以逐滴的方式添加至所述热的混合物中。

然后，形成稠的沉淀物。在加热所述混合物过夜并将其冷却后，倒去大部分的氯苯，并使剩余溶剂在减压环境下挥发。加入10mL的水将白色或黄色的残余物溶解，并将其加热回流1小时。

将1.3159g的氢氧化钠于室温下加入至所述混合物中。将pH值调整至5左右，便可获得橘色混浊材料。接着，再进一步加入1.6952g的氢氧化钠至所述混合物中。当pH值接近10时，橘色混浊材料便会转为棕色。将所述混合物以0.45μm孔径的尼龙膜过滤，并将滤出液进一步以薄膜进行透析，其中所述薄膜的分子量截断值(molecular weight cut off,MWCO)低于500道尔顿。将产物冻干并以葡聚糖凝胶管柱G75分离后，便可得到2.059g的1,4,8,11-四氮杂环十四烷-1,4,8,11-四(3-羟基-丙烯双膦酸)。

实施例7：合成1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四氮杂环十二烷(2-羟基-乙烯双膦酸)

(1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetrakis(2-hydroxy-ethylene bisphosphonate,OB-121)

将510.7mg(1.0mmol)的DOTA(1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸(1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid)；分子量510.7，含5.9mol水)溶于装有1368μL的85％磷酸(以24mmol作为85％磷酸)及6.7mL氯苯的溶液的20mL双颈烧瓶中，其中双颈烧瓶配备有腐蚀性气体净气器、回流冷凝器和加料漏斗。接着，将所述混合物预热至约100-110℃。将1745μL的三氯膦(20mmol)以逐滴的方式添加至所述热的混合物中。

然后，形成稠的沉淀物。在加热所述混合物过夜并将其冷却后，倒去大部分的氯苯，并使剩余溶剂在减压环境下挥发。加入10mL的水将白色或黄色的残余物溶解，并将其加热回流1小时。

将1.3159g的氢氧化钠于室温下加入至所述混合物中。将pH值调整至5左右，便可得到橘色混浊材料。接着，再进一步加入1.6952g的氢氧化钠至所述混合物中。当pH值接近10时，橘色混浊材料便会转为棕色。将所述混合物以0.45μm孔径的尼龙膜过滤，并将滤出液进一步以透析膜进行透析，其中所述薄膜的分子量截断值低于500道尔顿。将产物冻干并以葡聚糖凝胶管柱G75分离。通过质子NMR分析(图20,δ7.5；δ5.6；δ3.2；δ2.9；δ1.8)及³¹P>

实施例8：合成1,4,8,11-四氮杂环十四烷-1,4,8,11-四(2-羟基-乙烯双膦酸)

(1,4,8,11-Tetraazacyclotetradecane-1,4,8,11-tetrakis(2-hydroxy-ethylene bisphosphonate,OB-141)

将432.5mg(1.0mmol)的TETA(1,4,8,11-四氮杂环十四烷-1,4,8,11-四乙酸(1,4,8,11-Tetraazacyclotetradecane-1,4,8,11-tetraacetic acid)；分子量432.5)溶于装有1368μL的85％磷酸(以24mmol作为85％磷酸)及6.7mL氯苯的溶液的20mL双颈烧瓶中，其中双颈烧瓶配备有腐蚀性气体净气器、回流冷凝器和加料漏斗。接着，将所述混合物预热至约100-110℃。于15分钟至1小时的期间内，将1745μL的三氯膦(20mmol)以逐滴的方式添加至所述热的混合物中。

然后，形成稠的沉淀物。在加热所述混合物过夜并将其冷却后，倒去大部分的氯苯，并使剩余溶剂在减压环境下挥发。加入10mL的水将白色或黄色的残余物溶解，并将其加热回流1小时。

将1.3159g的氢氧化钠于室温下加入至所述混合物中。将pH值调整至5左右，便可得到橘色混浊材料。接着，再进一步加入1.6952g的氢氧化钠至所述混合物中。当pH值接近10时，橘色混浊材料便会转为棕色。将所述混合物以0.45μm孔径的尼龙膜过滤，并将滤出液进一步以透析膜进行透析，其中所述薄膜的分子量截断值低于500道尔顿。将产物冻干并以葡聚糖凝胶管柱G75分离。通过质子NMR分析(图22,δ7.5,singlet；δ5.6,triplet；δ4.7,broad multiplet；δ3.1；δ1.8；δ1.2)及³¹P>

实施例9：合成1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四(3-羟基-丙烯双膦酸)(1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetrakis(3-hydroxy-propylenebisphosphona te,OB-122)

步骤a：合成1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四丙酸乙酯(1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetrapropanoic acid ethyl ester)

将1722.7mg(10mmol)的1,4,7,10-四氮杂环十二烷(1,4,7,10-Tetraazacyclotetradecane)、溶于50mL乙腈中的324.4mg FeCl₃(2mmol)及4348μL的丙烯酸乙酯(40mmol)混合并在室温下搅拌。接着，低沸点材料在减压环境下挥发。利用具梯度溶剂系统(氯仿:甲醇＝100:1至10:5)，的硅凝胶管柱层析分离残余物，以获得3.5g的淡黄色的1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四丙酸乙酯。

步骤b：合成1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四丙酸(1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetrapropanoic acid)

将含2863.7mg的1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四丙酸乙酯(5mmol)的3mL乙醇溶液加入至20mL的4N氢氧化钠(80mmol)中。将所述反应混合物于60℃加热1小时，接着低沸点材料便会挥发。利用葡聚糖凝胶管柱G50分离残余物，以获得2.250g的1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四丙酸四钠盐。

步骤c：合成1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四(2-羟基-丙烯双膦酸)

(1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetrakis(2-hydroxy-propylene bisphosphonate))

将2.193g的1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四丙酸(4mmol)溶于装有1368μL的85％磷酸(24mmol作为85％磷酸)及6.7mL氯苯的溶液的20mL双颈烧瓶中，其中双颈烧瓶配备有腐蚀性气体净气器、回流冷凝器和加料漏斗。接着，将所述混合物预热至约100-110℃。于15分钟至1小时的期间内，将1745μL的三氯膦(20mmol)以逐滴的方式添加至所述热的混合物中。

然后，形成稠的沉淀物。在加热所述混合物过夜并将其冷却后，倒去大部分的氯苯，并使剩余溶剂在减压环境下挥发。加入10mL的水将白色或黄色的残余物溶解，并将其加热回流1小时。

将1.3159g的氢氧化钠于室温下加入至所述混合物中。将pH值调整至5左右，便可获得橘色混浊材料。接着，再进一步加入1.6952g的氢氧化钠至所述混合物中。当pH值接近10时，橘色混浊材料便会转为棕色。将所述混合物以0.45μm孔径的尼龙膜过滤，并将滤出液进一步以薄膜进行透析，其中所述薄膜的分子量截断值低于500道尔顿。将产物冻干并以葡聚糖凝胶管柱G75分离后，便可得到1149mg的1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四(3-羟基-丙烯双膦酸)。

试验1：螯合剂类骨探寻剂与^99mTc的一般放射标定程序

将5mg的根据本发明具体实施方式的化合物(例：OB-121)溶于0.2ml的水中，接着在室温下加入氯化锡(0.1mg于0.1ml水中)。接着，将高锝酸钠(sodium pertechnetate)(5mCi)加入前述溶液中。除了未添加氯化锡之外，标定⁶⁸Ga的程序相似于标定^99mTc。接着，利用TLC(ITLC>99mTc-DTPA-BP及⁶⁸Ga-MAMA-AMDP在不同条件下的结果显示于图24-27中(实验条件描述于下表1-4)。根据放射TLC(伯盛科技有限公司(Bioscan),华盛顿特区)分析的结果，在图24、25及26中仅显示一个峰，并且这些峰的放射化学纯度为100％，这就表示^99mTc或⁶⁸Ga稳定地与根据本发明具体实施方式的化合物共轭。进一步，如同图24及图25所显示，不论使用丙酮或生理盐水作为分散相，分散相的极性并不会影响放射化学纯度。当分散相由丙酮改变为生理盐水，峰的位置改变了，但放射化学纯度并未改变。进一步，图28显示不同用量对于⁶⁸Ga标定DTPA-AMDP、DTPA-BP及DTPA效率的影响。如图28中所示，当DTPA-AMDP、DTPA-BP或DTPA的量增加时，放射化学纯度随着增加。当三个化合物的浓度相同时，当利用DTPA-BP时其放射化学纯度最高，这就表示相较于DTPA，DTPA-BP具有较佳的标定效率。

表1：图24的实验条件

表2：图25的实验条件

表3：图26的实验条件

表4：图27的实验条件

试验2：闪烁扫描影像分析(Scintigraphic Imaging Studies)

为确认是否根据本发明一具体实施方式的化合物能够使骨头显像，将正常母的费雪344大鼠(Fischer 344rats)分别给予300μCi的^99mTc-PAM、^99mTc-MDP、^99mTc-OMS、^99mTc-OB141、^99mTc-OB121、^99mTc-DTPA-BP、^99mTc-DTPA-AMDP及^99mTc-MAMA-AMDP。帕米膦酸(Pamidronate,PAM)、甲基双膦酸(Methyl>99mTc-PAM、^99mTc-MDP、^99mTc-OMS、^99mTc-OB141、^99mTc-OB121及^99mTc-DTPA-BP的正常大鼠，分别拍摄30、60及120分钟的平面影像。图30比较了给予^99mTc-MDP、^99mTc-DTPA-AMDP及^99mTc-MAMA-AMDP的正常大鼠，分别拍摄20、60及150分钟的平面影像。从图中可见，可达到较高的关节/肌肉(J/M)或骨/肌肉(B/M)比值及较佳品质的骨影像。相较于PAM、MDP或OMS，根据本发明实施方式中的全部化合物皆较为稳定，骨头对其的摄入量较高且快速，并且具有明显的病灶-正常骨活性比值，因此DTPA-螯合物在正常、健康的费雪344大鼠中，显示较佳的标定产率及影像品质。此外，四氮杂环官能基具较高的亲油性，因此其亦可应用在骨质疏松症的治疗中。因此，便将四氮杂环官能基标定In-111以长期观察。图31显示正常大鼠在给予¹¹¹In-OMS或¹¹¹In-OB121后1、24及48小时后的平面影像。影像显示OB-121是取得高品质影像的较佳化合物。

传统建立具骨质疏松症的动物模式的方法是移除实验动物的卵巢。然而，这样的模式会产生弥漫性的骨质疏松症。为确定DTPA-BP是否为成像骨溶解效应的好的候选者，便将前列腺肿瘤细胞(PC-3)注入重度联合免疫缺陷小鼠(SCID mouse)的左胫骨内，并将胎牛血清(fetal bovine serum,FBS)注入相同的重度联合免疫缺陷小鼠的右胫骨内作为对照。三周后，如图32-34所示，能利用X射线影像及⁶⁸Ga-DTPA-BP作为显影剂的正子放射断层造影评估组织损伤，但无法利用⁶⁸Ga-DTPA作为显影剂进行正子放射断层造影。

综上所述，根据本发明实施方式中的全部化合物皆可用以提供良好的骨扫描影像，并且根据本发明实施方式中的动物模式研究，由于影像品质的关系，在⁶⁸Ga-双膦酸中最佳的候选者为⁶⁸Ga-DTPA-BP。这些相似物在治疗的用途上皆具有相当的潜力。用于影像学的用量可为0.1mg，其足够能产生具相当品质的影像。

以上所述仅为示例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本发明范围中。