锝-99m标记含异腈的氨基酸衍生物及制备方法和应用转让专利
申请号 : CN202010388699.9
文献号 : CN111518137B
文献日 : 2021-05-14
发明人 : 张俊波 , 阮晴 , 王倩娜
申请人 : 北京师范大学
摘要 :
本发明公开了一种结构通式为[99mTc‑(CNAA)6]+的锝‑99m标记含异腈的氨基酸衍生物及制备方法和应用。通过配体CNAA的合成以及[99mTc‑(CNAA)6]+的制备两个步骤，得到[99mTc‑(CNAA)6]+配合物。该配合物制备简便，放射化学纯度高，稳定性好，在荷瘤小鼠肿瘤部位有较高的摄取与良好的滞留，肿瘤/非靶比值高，是一种具有推广应用价值的新型肿瘤显像剂。
权利要求 :
99m 99m +
1.一种 Tc标记的含异腈的氨基酸衍生物，结构通式为[ Tc‑(CNAA)6] ，其结构如下式所示：
99m + 99m
该结构式中：以 Tc核为中心核，CNAA配体分子中异腈的碳原子与 Tc配位形成六配99m +
位的[ Tc‑(CNAA)6] 配合物，n为大于或等于2的整数，R为H,CH3,CH(CH3)2,CH2CH(CH3)2,CH(CH3)CH2CH3,CH2COOH,CH2CONH2,(CH2)2COOH,(CH2)2CONH2,(CH2)2SCH3,CH2OH,CH(CH3)OH,CH2SH,
99m
2.如权利要求1所述 Tc标记的含异腈的氨基酸衍生物的制备方法，其工艺步骤如下：a:配体CNAA的合成:称取适量氢氧化钠于圆底烧瓶中，加入适量甲醇溶解，然后加入适量氨基酸和化合物1，室温过夜反应,反应结束后减压蒸馏除去溶剂，柱层析纯化，其中:二氯甲烷与甲醇的比例为5:1，得到配体CNAA；
具体合成路线为：
99m +
b:[ Tc‑(CNAA)6]配合物的制备：称取适量的柠檬酸钠、L‑半胱氨酸溶于生理盐水中，加入一定量的SnCl2·2H2O，调节溶99m
液pH为5.8‑6.0，向其中依次加入适量的配体CNAA和新鲜淋洗的Na TcO4，沸水浴加热99m +
30min即可得到所述的[ Tc‑(CNAA)6]配合物。
99m
3.如权利要求1所述 Tc标记的含异腈的氨基酸衍生物在制备肿瘤显像药物中的应用。
说明书 :
锝‑99m标记含异腈的氨基酸衍生物及制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明属于放射性药物领域，特别涉及一种锝‑99m标记含异腈的氨基酸衍生物及制备方法和应用。
背景技术
[0002] 氨基酸是构成蛋白质的主要成分，在人体其他生命活动中不可或缺。由于肿瘤细胞中蛋白质代谢旺盛，对氨基酸需求增加且肿瘤细胞的氨基酸转运增强，因此可以通过放
射性核素标记氨基酸及其衍生物用于肿瘤显像。研究表明放射性核素标记的氨基酸及其衍
18 18 18
生物可以克服2‑ F‑2‑脱氧‑D‑葡萄糖([ F]FDG)的一些不足，如O‑(2‑[ F]氟代乙基)‑L‑
18 99m 99 99m
酪氨酸([ F]FET)可以更好的区分肿瘤和炎症部位。由于 Tc可以通过 Mo/ Tc发生器淋
99m
洗获得，其具有优良的核性质而且 Tc标记的药物可通过药盒化制备，易于临床推广使用，
99m
因此研制新型 Tc标记的氨基酸类肿瘤显像剂具有重要的现实意义。
射性核素标记氨基酸及其衍生物用于肿瘤显像。研究表明放射性核素标记的氨基酸及其衍
18 18 18
生物可以克服2‑ F‑2‑脱氧‑D‑葡萄糖([ F]FDG)的一些不足，如O‑(2‑[ F]氟代乙基)‑L‑
18 99m 99 99m
酪氨酸([ F]FET)可以更好的区分肿瘤和炎症部位。由于 Tc可以通过 Mo/ Tc发生器淋
99m
洗获得，其具有优良的核性质而且 Tc标记的药物可通过药盒化制备，易于临床推广使用，
99m
因此研制新型 Tc标记的氨基酸类肿瘤显像剂具有重要的现实意义。
[0003] 异腈(RNC)作为一种单齿配体可以与99mTc(I)配位形成正一价的稳定性优良的99m + 99m 99m
[ Tc‑(CNR)6] 配合物，如 Tc‑甲氧基异丁基异腈( Tc‑MIBI)是临床上现广泛应用的心
肌灌注显像剂。基于以上背景，本发明以常见的氨基酸为原料，对其进行结构修饰，使其与
99m
含有异腈基团的活化酯反应以得到含异腈的氨基酸衍生物，将其进行 Tc标记来探求新型
SPECT肿瘤显像剂，具有重要的科学意义和实用价值。
[ Tc‑(CNR)6] 配合物，如 Tc‑甲氧基异丁基异腈( Tc‑MIBI)是临床上现广泛应用的心
肌灌注显像剂。基于以上背景，本发明以常见的氨基酸为原料，对其进行结构修饰，使其与
99m
含有异腈基团的活化酯反应以得到含异腈的氨基酸衍生物，将其进行 Tc标记来探求新型
SPECT肿瘤显像剂，具有重要的科学意义和实用价值。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种可用于肿瘤显像的锝‑99m标记含异腈的氨基酸衍生物，同时也提供其制备方法。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供的一种锝‑99m标记含异腈的氨基酸衍生物，结构99m +
通式为[ Tc‑(CNAA)6]，其结构如式(I)所示：
通式为[ Tc‑(CNAA)6]，其结构如式(I)所示：
[0006]
[0007] 该结构式中：以99mTc+核为中心核，CNAA配体分子中异腈的碳原子与99mTc(I)配位99m +
形成六配位的[ Tc‑(CNAA)6]配合物。n为大于或等于2的整数，R为H,CH3,CH(CH3)2,CH2CH
(CH3)2,CH(CH3)CH2CH3,CH2COOH,CH2CONH2,(CH2)2COOH,(CH2)2CONH2,(CH2)2SCH3,CH2OH,CH
(CH3)OH,CH2SH,
形成六配位的[ Tc‑(CNAA)6]配合物。n为大于或等于2的整数，R为H,CH3,CH(CH3)2,CH2CH
(CH3)2,CH(CH3)CH2CH3,CH2COOH,CH2CONH2,(CH2)2COOH,(CH2)2CONH2,(CH2)2SCH3,CH2OH,CH
(CH3)OH,CH2SH,
[0008] 锝‑99m标记的含异腈的氨基酸衍生物的制备方法，其制备步骤如下：
[0009] a:配体CNAA的合成:
[0010] 称取适量氢氧化钠于圆底烧瓶中，加入适量甲醇溶解，然后加入适量氨基酸和化合物1，室温过夜反应。反应结束后减压蒸馏除去溶剂，柱层析纯化(二氯甲烷‑甲醇)得到配
体CNAA。
体CNAA。
[0011] 具体合成路线为：
[0012]
[0013] b:[99mTc‑(CNAA)6]+配合物的制备：
[0014] 称取适量的柠檬酸钠、L‑半胱氨酸溶于生理盐水中，加入一定量的SnCl2·2H2O，调99m
节溶液pH为5.8‑6.0，向其中依次加入适量的配体CNAA和新鲜淋洗的Na TcO4，沸水浴加热
99m +
30min即可得到所述的[ Tc‑(CNAA)6]配合物。
节溶液pH为5.8‑6.0，向其中依次加入适量的配体CNAA和新鲜淋洗的Na TcO4，沸水浴加热
99m +
30min即可得到所述的[ Tc‑(CNAA)6]配合物。
[0015] 具体制备步骤如下：
[0016] 1.CNLeuAA的合成
[0017] 称取适量氢氧化钠于100mL圆底烧瓶中，加入适量甲醇溶解，然后加入L‑亮氨酸和化合物1(n＝5)，室温过夜反应。反应结束后减压蒸馏除去溶剂，柱层析纯化(二氯甲烷/甲
醇＝5:1)得到配体CNLeuAA。
醇＝5:1)得到配体CNLeuAA。
[0018] 2.CNMetAA的合成
[0019] 称取适量氢氧化钠于100mL圆底烧瓶中，加入适量甲醇溶解，然后加入L‑蛋氨酸和化合物1(n＝5)，室温过夜反应。反应结束后减压蒸馏除去溶剂，柱层析纯化(二氯甲烷/甲
醇＝5:1)得到配体CNMetAA。
醇＝5:1)得到配体CNMetAA。
[0020] 3.[99mTc‑(CNLeuAA)6]+和[99mTc‑(CNMetAA)6]+的制备
[0021] 称取适量的柠檬酸钠、L‑半胱氨酸溶于生理盐水中，加入一定量的SnCl2·2H2O，调99m
节溶液pH为5.8‑6.0，向其中依次加入适量的配体CNLeuAA和新鲜淋洗的Na TcO4，沸水浴
99m +
加热30min即可得到所述的[ Tc‑(CNLeuAA)6]配合物。
节溶液pH为5.8‑6.0，向其中依次加入适量的配体CNLeuAA和新鲜淋洗的Na TcO4，沸水浴
99m +
加热30min即可得到所述的[ Tc‑(CNLeuAA)6]配合物。
[0022] 称取适量的柠檬酸钠、L‑半胱氨酸溶于生理盐水中，加入一定量的SnCl2·2H2O，调99m
节溶液pH为5.8‑6.0，向其中依次加入适量的配体CNMetAA和新鲜淋洗的Na TcO4，沸水浴
99m +
加热30min即可得到所述的[ Tc‑(CNMetAA)6]配合物。
节溶液pH为5.8‑6.0，向其中依次加入适量的配体CNMetAA和新鲜淋洗的Na TcO4，沸水浴
99m +
加热30min即可得到所述的[ Tc‑(CNMetAA)6]配合物。
[0023] 通过上述方法制备的[99mTc‑(CNLeuAA)6]+和[99mTc‑(CNMetAA)6]+配合物的放射化学纯度大于90％，为亲水性物质，体外稳定性良好。其在荷瘤小鼠肿瘤部位有较高的摄取与
良好的滞留，肿瘤/肌肉和肿瘤/血比值好，在心、肝、肺等非靶器官中的摄取值低,是性能优
良的可用于肿瘤显像的新型SPECT分子探针。
良好的滞留，肿瘤/肌肉和肿瘤/血比值好，在心、肝、肺等非靶器官中的摄取值低,是性能优
良的可用于肿瘤显像的新型SPECT分子探针。
[0024] 本发明[99mTc‑(CNAA)6]+配合物的性能测定：
[0025] 1.配合物的鉴定
[0026] [99mTc‑(CNAA)6]+采用高效液相色谱(HPLC)法鉴定：用C18反向柱，SCL‑10AVP型高压液相色谱仪，A相为纯水，B相为乙腈，梯度为0‑2min B相为10％，2‑5min B相由10％变为
90％，5‑20min B相为90％，20‑24min B相由90％变为10％，24‑25min B相为10％。进样量为
99m ‑ 99m
15μL，流速为1mL/min。测定的各组分的保留时间(Rt)分别为： TcO4 ：2.6min；[ Tc‑
+ 99m +
(CNLeuAA)6]：9.9min；[ Tc‑(CNMetAA)6]：9.8min。
90％，5‑20min B相为90％，20‑24min B相由90％变为10％，24‑25min B相为10％。进样量为
99m ‑ 99m
15μL，流速为1mL/min。测定的各组分的保留时间(Rt)分别为： TcO4 ：2.6min；[ Tc‑
+ 99m +
(CNLeuAA)6]：9.9min；[ Tc‑(CNMetAA)6]：9.8min。
[0027] 2.配合物的脂水分配系数的测定
[0028] 取0.6mL pH 7.4的磷酸盐缓冲液(0.025mol/L)于2mL离心试管中，在离心试管中99m +
加入0.7mL正辛醇和0.1mL[ Tc‑(CNAA)6]溶液，盖上塞子，充分摇匀，离心5min(5000r/
min)。然后分别从有机相和水相中取出3×0.1mL，测定二相的放射性计数，并计算其分配系
99m
数P(P＝有机相的放射性活度/水相的放射性活度)，重复五组，测得logP值为[ Tc‑
+ 99m +
(CNLeuAA)6]：‑1.99±0.04；[ Tc‑(CNMetAA)6]：‑2.93±0.07，表明其皆为亲水性物质。
加入0.7mL正辛醇和0.1mL[ Tc‑(CNAA)6]溶液，盖上塞子，充分摇匀，离心5min(5000r/
min)。然后分别从有机相和水相中取出3×0.1mL，测定二相的放射性计数，并计算其分配系
99m
数P(P＝有机相的放射性活度/水相的放射性活度)，重复五组，测得logP值为[ Tc‑
+ 99m +
(CNLeuAA)6]：‑1.99±0.04；[ Tc‑(CNMetAA)6]：‑2.93±0.07，表明其皆为亲水性物质。
[0029] 3.配合物的稳定性测定
[0030] 将标记物在室温下放置6小时后测定其放射化学纯度，结果表明其在室温下放置6小时后放射化学纯度仍然大于90％，说明其体外稳定性良好。
[0031] 4.配合物在荷瘤小鼠中的生物分布实验
[0032] 从荷S180肉瘤模型小鼠的尾静脉注射0.10mL标记液(约7.4×105Bq)，注射1小时和2小时后断头处死小白鼠。取其心、肝、肺、肾、脾、骨、肠、胃、肌肉、血、肿瘤等有关组织和
器官，擦净后称重，并在γ‑Counter上测其放射性计数，计算各组织的每克百分注射剂量
(％ID/g)。每个时项的小鼠数为5只。结果见表1。
器官，擦净后称重，并在γ‑Counter上测其放射性计数，计算各组织的每克百分注射剂量
(％ID/g)。每个时项的小鼠数为5只。结果见表1。
[0033] 表1[99mTc‑(CNLeuAA)6]+和[99mTc‑(CNMetAA)6]+在S180小鼠中的生物分布
[0034]
[0035] 5.配合物在荷瘤小鼠的SPECT显像
[0036] 从荷S180肉瘤模型小鼠的尾静脉注射[99mTc‑(CNLeuAA)6]+或[99mTc‑(CNMetAA)6]+溶液(约18.5MBq)，2小时后，腹腔注射戊巴比妥麻醉。将小鼠俯卧固定，使用SPECT/CT进行
显像。采用感兴趣区(region of interest，ROI)技术测定肿瘤和对侧正常部位的放射性计
数，计算肿瘤和正常组织的摄取比值。SPECT显像结果表明其在肿瘤中浓集明显，除了在肾
脏中有较高浓集外在其他非靶器官中摄取较低，表明其可作为亲肿瘤性能优良的新型
SPECT分子探针。
显像。采用感兴趣区(region of interest，ROI)技术测定肿瘤和对侧正常部位的放射性计
数，计算肿瘤和正常组织的摄取比值。SPECT显像结果表明其在肿瘤中浓集明显，除了在肾
脏中有较高浓集外在其他非靶器官中摄取较低，表明其可作为亲肿瘤性能优良的新型
SPECT分子探针。
具体实施方式
[0037] 下面通过实施例详述本发明：一种锝‑99m标记含异腈的氨基酸衍生物，结构通式99m +
为[ Tc‑(CNAA)6]，其结构式如下：
为[ Tc‑(CNAA)6]，其结构式如下：
[0038]
[0039] 该结构式中：以99mTc+核为中心核，CNAA配体分子中异腈的碳原子与99mTc(I)配位99m +
形成六配位的[ Tc‑(CNAA)6]配合物。n为大于或等于2的整数，R为H,CH3,CH(CH3)2,CH2CH
(CH3)2,CH(CH3)CH2CH3,CH2COOH,CH2CONH2,(CH2)2COOH,(CH2)2CONH2,(CH2)2SCH3,CH2OH,CH
(CH3)OH,CH2SH,
形成六配位的[ Tc‑(CNAA)6]配合物。n为大于或等于2的整数，R为H,CH3,CH(CH3)2,CH2CH
(CH3)2,CH(CH3)CH2CH3,CH2COOH,CH2CONH2,(CH2)2COOH,(CH2)2CONH2,(CH2)2SCH3,CH2OH,CH
(CH3)OH,CH2SH,
[0040] 锝‑99m标记的含异腈的氨基酸衍生物的制备方法，其制备步骤如下：
[0041] a:配体CNAA的合成:
[0042] 称取适量氢氧化钠于圆底烧瓶中，加入适量甲醇溶解，然后加入适量氨基酸和化合物1，室温过夜反应。反应结束后减压蒸馏除去溶剂，柱层析纯化(二氯甲烷‑甲醇)得到配
体CNAA。
体CNAA。
[0043] 具体合成路线为：
[0044]
[0045] b:[99mTc‑(CNAA)6]+配合物的制备：
[0046] 称取适量的柠檬酸钠、L‑半胱氨酸溶于生理盐水中，加入一定量的SnCl2·2H2O，调99m
节溶液pH为5.8‑6.0，向其中依次加入适量的配体CNAA和新鲜淋洗的Na TcO4，沸水浴加热
99m +
30min即可得到所述的[ Tc‑(CNAA)6]配合物。
节溶液pH为5.8‑6.0，向其中依次加入适量的配体CNAA和新鲜淋洗的Na TcO4，沸水浴加热
99m +
30min即可得到所述的[ Tc‑(CNAA)6]配合物。
[0047] 具体制备步骤如下：
[0048] 1.CNLeuAA的合成
[0049] 具体合成路线为：
[0050]
[0051] 称取氢氧化钠0.22g(5.5mmol)于100mL圆底烧瓶中，加入80mL甲醇溶解，然后加入L‑亮氨酸0.66g(5.0mmol)和化合物1 1.74g(n＝5,6.0mmol)，室温过夜反应。反应结束后减
1
压蒸馏除去溶剂，柱层析纯化(二氯甲烷/甲醇＝5:1)，得到配体0.44g，产率32％。H NMR
(400MHz,Methanol‑d4)δ7.95(s,1H),4.30(d,J＝7.6Hz,1H),3.15(t,J＝7.0Hz,2H),2.18
13
(t,J＝7.2Hz,2H),1.64‑1.43(m,7H),1.35‑1.27(m,2H),0.87(dd,J＝12.0,6.1Hz,6H)；C‑
NMR(100MHz,Methanol‑d4)δ(ppm):179.97,174.27,154.31,53.23,41.16,40.91,35.42,
28.63,25.73,24.87,24.71,22.42,20.82；IR:3286.25,2954.97,2931.82,2868.17,
2220.57,2149.68,1640.95,1576.82,1424.44,1167.91,941.75,728.62,564.18,419.04；
HR‑MS(ESI)for C13H21N2O3:found253.1560,calcd 253.1557.
1
压蒸馏除去溶剂，柱层析纯化(二氯甲烷/甲醇＝5:1)，得到配体0.44g，产率32％。H NMR
(400MHz,Methanol‑d4)δ7.95(s,1H),4.30(d,J＝7.6Hz,1H),3.15(t,J＝7.0Hz,2H),2.18
13
(t,J＝7.2Hz,2H),1.64‑1.43(m,7H),1.35‑1.27(m,2H),0.87(dd,J＝12.0,6.1Hz,6H)；C‑
NMR(100MHz,Methanol‑d4)δ(ppm):179.97,174.27,154.31,53.23,41.16,40.91,35.42,
28.63,25.73,24.87,24.71,22.42,20.82；IR:3286.25,2954.97,2931.82,2868.17,
2220.57,2149.68,1640.95,1576.82,1424.44,1167.91,941.75,728.62,564.18,419.04；
HR‑MS(ESI)for C13H21N2O3:found253.1560,calcd 253.1557.
[0052] 2.CNMetAA的合成
[0053] 具体合成路线为：
[0054]
[0055] 称取氢氧化钠0.22g(5.5mmol)于100mL圆底烧瓶中，加入80mL甲醇溶解，然后加入L‑蛋氨酸0.75g(5.0mmol)和化合物1 1.74g(n＝5,6.0mmol)，室温过夜反应。反应结束后减
1
压蒸馏除去溶剂，柱层析纯化(二氯甲烷/甲醇＝5:1)，得到配体0.48g，产率33％。H NMR
(400MHz,Deuterium Oxide)δ4.19(dd,J＝9.1,4.4Hz,1H),3.38(ddt,J＝6.6,4.0,2.0Hz,
2H),2.55‑2.33(m,2H),2.27‑2.15(m,2H),2.03‑1.95(m,4H),1.95‑1.75(m,1H),1.66‑1.47
13
(m,4H),1.39‑1.28(m,2H)；C‑NMR(100MHz,Deuterium Oxide)δ(ppm):178.80,176.31,
150.33,54.17,41.48,35.57,31.17,29.90,27.95,25.19,24.53,14.28；IR:3277.20,
3072.74,2922.28,2858.63,2148.79,1637.63,1575.91,1423.53,1350.23,1317.44,
1282.72,1240.28,1180.49,686.69；HR‑MS(ESI)for C12H19N2O3S:found 271.1120,calcd
271.1121.
1
压蒸馏除去溶剂，柱层析纯化(二氯甲烷/甲醇＝5:1)，得到配体0.48g，产率33％。H NMR
(400MHz,Deuterium Oxide)δ4.19(dd,J＝9.1,4.4Hz,1H),3.38(ddt,J＝6.6,4.0,2.0Hz,
2H),2.55‑2.33(m,2H),2.27‑2.15(m,2H),2.03‑1.95(m,4H),1.95‑1.75(m,1H),1.66‑1.47
13
(m,4H),1.39‑1.28(m,2H)；C‑NMR(100MHz,Deuterium Oxide)δ(ppm):178.80,176.31,
150.33,54.17,41.48,35.57,31.17,29.90,27.95,25.19,24.53,14.28；IR:3277.20,
3072.74,2922.28,2858.63,2148.79,1637.63,1575.91,1423.53,1350.23,1317.44,
1282.72,1240.28,1180.49,686.69；HR‑MS(ESI)for C12H19N2O3S:found 271.1120,calcd
271.1121.
[0056] 3.[99mTc‑(CNLeuAA)6]+和[99mTc‑(CNMetAA)6]+的制备
[0057] 称取2.6mg的柠檬酸钠、1.0mg的L‑半胱氨酸溶于0.5mL生理盐水中，加入0.1mg的SnCl2·2H2O，调节溶液pH为5.8‑6.0，向其中依次加入0.2mg的配体CNLeuAA和0.5mL新鲜淋
99m 99m +
洗的Na TcO4，沸水浴加热30min即可得到所述的[ Tc‑(CNLeuAA)6]配合物。
99m 99m +
洗的Na TcO4，沸水浴加热30min即可得到所述的[ Tc‑(CNLeuAA)6]配合物。
[0058] 称取2.6mg的柠檬酸钠、1.0mg的L‑半胱氨酸溶于0.5mL生理盐水中，加入0.1mg的SnCl2·2H2O，调节溶液pH为5.8‑6.0，向其中依次加入0.2mg的配体CNMetAA和0.5mL新鲜淋
99m 99m +
洗的Na TcO4，沸水浴加热30min即可得到所述的 Tc‑(CNMetAA)6]配合物。
99m 99m +
洗的Na TcO4，沸水浴加热30min即可得到所述的 Tc‑(CNMetAA)6]配合物。