СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАТРИЕВОЙ СОЛИ 4,5,6,7-ТЕТРАХЛОР-2',4',5',7'-ТЕТРАЙОДФЛУОРЕСЦЕИНА, МЕЧЕННОЙ РАДИОНУКЛИДАМИ ЙОДА Российский патент 2003 года по МПК A61K51/04 A61K31/352 C07D311/80 A61K51/04 A61K101/02 A61K123/00 

Изобретение относится к медицине, точнее к радиофармпрепаратам (РФП) для диагностических целей, и может найти применение в радионуклидной диагностике.

Использование йодсодержащих препаратов, в молекулах которых часть атомов йода замещена его радиоизотопами, пригодными для радионуклидной диагностики (йодом-123, йодом-124, йодом-125 или йодом-131) позволяет регистрировать величину и скорость накопления радиоактивности, что позволяет судить о функциональном состоянии органа в целом и его анатомически детерминированных участках.

Первоначально в основном использовали препараты, меченные йодом-131 (период полураспада 8,08 сут), позднее они все больше вытесняются препаратами, меченными короткоживущим нуклидом - йодом-123 (период полураспада 13,31 ч), создающими значительно меньшую радиационную нагрузку на пациента и окружающую среду.

4,5,6,7-тетрахлор-2', 4', 5', 7'-тетрайодфлуоресцеин, меченный радионуклидами йода, в частности йодом-123, (препарат Бенгальская роза, йод-123. Фармакопейная Статья Предприятия ЦНИРРИ 42-0190-1864-01) широко используется в радиодиагностических исследованиях функций и топографо-анатомического состояния печени. Препарат вводится больному внутривенной инъекцией. В кровяном русле он образует комплексы с белками плазмы, из которых он избирательно экстрагируется полигональными клетками печени.

4,5,6,7-тeтpaxлop-2',4',5',7'-тeтpaйoдфлyopecцeин натриевая соль.

Для получения этого РФП широко используется метод изотопного обмена, основанный на обмене стабильного изотопа йода - йод-127 в составе 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина, взятого в весовых (миллиграммовых) количествах, на любой его радиоактивный изотоп, взятый в пикограммовых количествах, имеющий период полураспада, превосходящий или соизмеримый с константой скоростью изотопного обмена.

Коренным химическим различием, обуславливающим методику проведения изотопного обмена, является химическая форма радиоактивного йода, вступающего в обмен. В частности для получения 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина, меченного радионуклидами йода, используется изотопный обмен с йодистым натрием (Liebster J., Andrysek О. Nature, 1959, vol. 184, р. 913), элементарным йодом (Mani R.S., Indian J. Chem., 1967, vol. 5. P. 219), однохлористым йодом (Станко В.И., Ирошникова Н.Г. Авт. св. СССР 340227, заявл. 03.07.69, опубл. 05.07.76) и другими его электрофильными образованиями.

В настоящем изобретении для получения 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина, меченного радионуклидами йода, используется изотопный обмен электрофильным методом, который предполагает участие в обмене¹²³J⁺ или¹²⁵J⁺.

Известен электрофильный способ изотопного обмена, описанный в авт. св. В. И. Станко и соавт., 340227. Способ заключается в том, что к раствору бенгальского розового, содержащего 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеин в фосфатном буферном растворе при рН 5,9-6,5 и комнатной температуре добавляют однохлористый йод, содержащий радиоизотопы йода с носителем в соляной кислоте. Бенгальский розовый и однохлористый йод берут в соотношении 1: 1-1: 20. Очистку конечного продукта осуществляют переосаждением, осаждая продукт конц. соляной кислотой и вновь растворяя его в едком натре, содержащем сульфит натрия и йодистый калий, с последующем осаждением конечного продукта 0,1 М соляной кислотой. Готовый продукт содержал свободного йода не более 3%, а 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина - более 70% от общего содержания галогенфлуоресцеинов. Вместе с тем, известно, что коммерчески доступные препараты бенгальского розового содержат в своем составе менее йодированные тетрайодфлуоресцеины, которые также вступают в реакцию изотопного обмена. Поэтому недостатком данного метода является высокое, до 30%, содержание меченых, менее йодированных йодпроизводных флуоресцеина, что ухудшает качество РФП, поскольку только 4,5,6,7-тетрахлор-2', 4',5',7'-тетрайодфлуоресцеин селективно поглощается печенью.

Наиболее близким к предлагаемому методу является способ получения натриевой соли 4,5,6,7-тетрахлор-2', 4', 5',7'-тетрайодфлуоресцеина -йод-125, описанный в работе Hupf H.B. и соавт. (Hupf H.B., Wanek P.M., O'Brien H.A., Jr., Holland L.M. J. Nucl. Med. 1978. Vol. 19, Pp. 525-529), заключающийся в том, что краситель Бенгальский розовый из раствора в этиловом спирте (10 мг/мл) осаждают 1 М соляной кислотой. Осадок центрифугируют, удаляют надосадочную жидкость и промывают водой. 10 мг осадка последовательно растворяют в 2 мл этилового спирта, 0,2 мл раствора йодновато-кислого калия (1,5 мг/мл), 0,06 мл 1 М соляной кислоты, и затем - 200-600 микрокюри (7,4-22,2 МБк) раствора йодида-125, свободного от восстановителей, через определенные промежутки времени (30 с - 60 мин) 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеин осаждают 0,2 мл 1 М соляной кислоты, центрифугируют, осадок ресуспендируют в 0,2 мл воды, еще раз центрифугируют, и, наконец, осадок растворяют в фосфатном буфере рН 7,3. Химический выход неочищенного 4,5,6,7-тетрахлор-2', 4', 5',7'-тетрайодфлуоресцеина - около 90%, радиохимическая чистота - 93-97% (единственная радиохимическая примесь - йодид-125). Химические и радиохимические выходы очищенного радиоактивного продукта авторами не приводятся, однако, они указывают, что потери во времени синтеза и выходе целевого продукта, связанные с очисткой препарата, являются существенными. Как было нами специально показано, использование метода Hupf позволяет получить готовый препарат с выходом не более 85%.

Недостатками метода-прототипа являются относительно невысокий радиохимический выход очищенной натриевой соли 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина, йод-125 (85%) и недостаточная радиохимическая чистота (93-97%). Кроме того, использование переосаждения при очистке препарата, включающего операцию центрифугирования осадков потенциально опасно из-за возможности радиационного загрязнения персонала и рабочих мест.

Технический результат настоящего изобретения состоит в повышении радиохимического выхода и радиохимической чистоты целевого продукта - радиойодированного 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина.

Этот результат достигается тем, что в известном способе, включающем выделение из красителя Бенгальский розовый и очистку 4,5,6,7-тетрахлор-2',4', 5', 7'-тетрайодфлуоресцеина известным способом, гетерогенный изотопный обмен в нем йода-127 на радионуклиды йода с помощью радиоактивного йода и йодновато-кислого калия в соляно-кисло-этанольной среде в течение 15-20 мин при 20^oС, согласно изобретению, для изотопного обмена используют 1,5 мл этилового спирта, 28±3 мг очищенного 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина и 0,5 мл раствора йодновато-кислого калия с концентрацией 1,25±0,1 мг/мл в 0,15 М соляной кислоте, которые последовательно добавляют к щелочному осадку не менее 40 МБк натрия йодида (йод-123 или йод-125), в полученную смесь добавляют ацетон до растворения осадка, переносят раствор на колонку, содержащую не менее 1 г нейтрального оксида алюминия с диаметром частиц 80-120 мкм, колонку промывают не менее 30 мл воды и радиойодированный 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеин элюируют фосфатным буфером с рН 7,8.

Предварительная очистка 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина и использование для изотопного обмена йода-127 на йод-123 или йод-125 не менее 40 МБк щелочного осадка натрия йодида, йод-123 или йод-125 1,5 мл этилового спирта, 28±3 мг очищенного 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина и 0,5 мл раствора йодновато-кислого калия с концентрацией 2,5±0,1 мг/мл в 0,15 М соляной кислоте в указанной последовательности, было найдено нами экспериментально путем использования симплексного метода планирования эксперимента, что позволило нам повысить радиохимический выход целевого продукта с менее 85 до 91%.

Очистка полученного РФП с помощью микроколоночной хроматографии на оксиде алюминия в предлагаемых нами условиях обеспчивает получение целевого продукта с радиохимической чистотой 99% и более.

Выделение и очистка выделенного из Бенгальского розового 4,5,6,7-тетрахлор-2', 4', 5',7'-тетрайодфлуоресцеина осуществлялась нами в соответствии с известным методом, описанным в работе Johansson S. Svensk Farm. Tidskrift 1973. Vol 77, Pp. 641-647 и приведена ниже в описании примеров осуществления способа.

Сравнительная характеристика результатов проведенных нами синтезов 4,5,6,7-тетрахлор-2', 4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина, йод-123 из очищенного и неочищенного, коммерчески доступного препарата приведена в табл. 1.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. Получение натриевой соли 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина, йод-123.

1. Выделение 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина из реактива Бенгальская роза.

25,8 г препарата Бенгальская роза в форме натриевой соли ("Chemapol", Чехия) растворяют в 400 мл воды. Не растворившийся остаток удаляют фильтрованием. Раствор подкисляют 25 мл 5 н. соляной кислоты. Образовавшийся осадок отфильтровывают, промывают водой и растворяют в 1 л ацетона и затем осаждают 2 л воды. Большую часть надосадочной жидкости декантируют, а осадок собирают и промывают водой.

К осадку добавляют 300 мл воды и, затем, 2 н. раствор едкого натра (до рН 7,25). К образовавшемуся раствору добавляют раствор 8 г йода в 400 мл хлороформа и смесь встряхивают в течение 16 ч. Разделяют слои и органический слой отбрасывают. Водный раствор промывают 6 порциями по 50 мл хлороформа для удаления избыточного йода. 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеин осаждают 20 мл 5 н. соляной кислоты и затем промывают пять раз порциями по 75 мл смеси изобутанола и хлороформа (1:3, по объему), каждый раз отбирая пробы осадка (около 20 мг), растворяя их в ацетоне и контролируя химическую чистоту 4,5,6,7-тетрахлор-2', 4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина методом тонкослойной хроматографии (ТСХ, силикагелевые пластинки, подвижная фаза хлороформ:муравьиная кислота - 87:13). Заключительную очистку проводят двукратным растворением остатка в смеси 200 мл ацетона и 150 мл этилового спирта и его последующим осаждением 700 мл воды. Осадок высушивают в вакууме над безводным хлористым кальцием до постоянного веса. Выход 4,5,6,7-тетрахлор-2', 4', 5', 7'-тетрайодфлуоресцеина 9,5 г (40%). Идентичность препарата 4,5,6,7-тетрахлор-2', 4', 5',7'-тетрайодфлуоресцеину доказывают методом УФ-спектроскопии (максимум поглощения при длине волны 548 нм). Контроль качества препарата проводили методом ТСХ на силикагелевых пластинках с использованием в качестве подвижной фазы смеси хлороформ:муравьиная кислота - 87:13 (Rf=0,85).

2. Проведение изотопного обмена йода-127 в 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5', 7'-тетрайодфлуоресцеине на йод-123.

Водно-щелочной раствор (0,01 М NaOH), содержащий 335 МБк натрия йодида, йод-123, без добавления носителя упаривают досуха во флаконе вместимостью 10 мл. К сухому остатку, содержащему натрий йодид-123, последовательно добавляют 1,5 мл этилового спирта, 28,15 мг 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина и 0,5 мл раствора 0,15 М соляной кислоты, содержащей 0,64 мг йодновато-кислого калия, образовавшуюся взвесь перемешивают в течение 15 мин при температуре 20^oС.

Радиохимический выход неочищенного 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина, йод-123 - около 99% (ТСХ, Силуфол, элюирующая смесь фосфатный буферный раствор (рН 7,4): этанол - 5:2, Rf=0,75).

3. Очистка 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина, йод-123.

К взвеси 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина, йод-123 в смеси для изотопного обмена при перемешивании добавляют 2,5 мл ацетона. Полученный желто-розовый раствор переносят на верх колонки, содержащей 1 г нейтрального оксида алюминия с диаметром частиц 80-120 мкм, предварительно промытой 10 мл этанола и 30 мл воды. Колонку промывают 50 мл воды для удаления водорастворимых органических растворителей. После этого через колонку пропускают 11 мл водного фосфатного буфера с рН 7,8. Общий радиохимический выход очищенного препарата - 92%.

По данным спектрофотометрии при длине волны 548 нм (максимум поглощения) выход 4,5,6,7-тетрахлор-2', 4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина - 25,95 мг 92,2%. Радиохимическая чистота 99% (ТСХ, Силуфол, элюирующая смесь фосфатный буферный раствор (рН 7,4):этанол - 5:2, Rf=0,71).

Пример 2. Получение натриевой соли 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина, йод-125.

1. Выделение 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина из реактива Бенгальская роза, как в примере 1.

2. Проведение изотопного обмена йода-127 в 4,5,6,7-тетрахлор-2', 4'5'7'-тетрайодфлуоресцеине на йод-125.

Водно-щелочной раствор (0,01 М NaOH), содержащий 40 МБк натрия йодида, йод-125, без добавления носителя упаривают досуха во флаконе вместимостью 10 мл. К сухому остатку, содержащему натрий йодид-125, последовательно добавляют 1,5 мл этилового спирта, 25,0 мг 4,5,6,7-тетрахлор-2',4'5'7'-тетрайодфлуоресцеина и 0,5 мл раствора 0,15 М соляной кислоты, содержащей 0,6 мг йодновато-кислого калия, образовавшуюся взвесь перемешивают в течение 20 мин при температуре 22^oС.

Радиохимический выход неочищенного 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина, йод-125 - около 96% (ТСХ, Силуфол, элюирующая смесь фосфатный буферный раствор (рН 7,4): этанол - 5:2, Rf=0,76).

3. Очистка 4,5,6,7-тетрахлор-2'4'5'7'-тетрайодфлуоресцеина, йод-125.

К взвеси 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина, йод-125 в смеси для изотопного обмена при перемешивании добавляют 2,8 мл ацетона. Полученный желто-розовый раствор переносят на верх колонки, содержащей 1,2 г нейтрального оксида алюминия с диаметром частиц 80-120 мкм, предварительно промытой 10 мл этанола и 30 мл воды. Колонку промывают 30 мл воды для удаления водорастворимых органических растворителей. После этого через колонку пропускают 7 мл водного фосфатного буфера с рН 7,8. Общий радиохимический выход очищенного препарата - 90%.

По данным спектрофотометрии при длине волны 548 нм (максимум поглощения) выход 4,5,6,7-тетрахлор-2', 4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина - 25,95 мг 90,6%. Радиохимическая чистота 98,9% (ТСХ, Силуфол, элюирующая смесь - фосфатный буферный раствор (рН 7,4):этанол - 5:2, Rf= 0, 77).

Предлагаемый способ по сравнению с известными имеет целый ряд значительных преимуществ. Он обеспечивает по сравнению с прототипом более высокий химический выход, радиохимический выход и радиохимическую чистоту:
1. В результате очистки сырья - красителя бенгальский розовый, оптимизации условий изотопного обмена и применения микроколоночного способа очистки химический выход радиоактивного продукта - 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5', 7'-тетрайодфлуоресцеина, йод-123 или йод-125, как нами было показано увеличивается от 53 до 90,8%, радиохимический выход продукта от 75 до 91%, радиохимическая чистота конечного продукта от 97 до 99.

2. В отличие от прототипа, где очистка препарата вынуждает применять небезопасные с точки зрения радиационной безопасности и трудно поддающиеся автоматизации процессы центрифугирования, заявляемый хроматографический способ безопасен в экологическом плане и поэтому пригоден для крупномасштабных наработок 4,5,6,7-тетрахлор-2',4'5',7'-тетрайодфлуоресцеина, меченной радиоизотопами йода.

Способ разработан в Петербургском институте ядерной физики им. Б.П. Константинова совместно с лабораторией радионуклидных технологий ЦНИРРИ и используется для получения бенгальской розы, меченной йодом-123, которая применяется для однофотонной радионуклидной диагностики функционирования гепато-биллиарного тракта.

Натриевая соль 4,5,6,7-тетрахлор-2',4',5',7'-тетрайодфлуоресцеина, меченная радионуклидами йода, представляет собой радиофармпрепарат для диагностических целей и может найти применение в радионуклидной диагностике функций и топографо-анатомического состояния печени. Способ получения указанного целевого продукта включает следующие стадии: выделение 4,5,6,7-тетрахлор-2', 4', 5', 7'-тетрайодфлуоресцеина из красителя Бенгальский розовый, его очистку, гетерогенный изотопный обмен в нем йода-127 на радионуклид йода с помощью радиоактивного йода и йодновато-кислого калия в соляно-кисло-этанольной среде в течение 15-20 мин при 20^oС. Способ обеспечивает увеличение радиохимического выхода более чем на 5%, а также повышение радиохимической чистоты целевого продукта. Способ пригоден для крупномасштабного производства и безопасен в экологическом отношении. 1 табл.

Способ получения натриевой соли 4,5,6,7-тетрахлор-2', 4', 5', 7'-тетрайодфлуоресцеина, меченной радионуклидом йода, включающий выделение 4,5,6,7-тетрахлор-2', 4', 5', 7'-тетрайодфлуоресцеина из красителя Бенгальский розовый, его очистку, гетерогенный изотопный обмен в нем йода-127 на радионуклид йода с помощью радиоактивного йода и йодновато-кислого калия в соляно-кисло-этанольной среде в течение 15-20 мин при 20^oС, отличающийся тем, что для изотопного обмена водно-щелочной раствор, содержащий не менее 40 МБк натрия йодида, меченного радионуклидом йод-123 или йод-125, упаривают, к сухому остатку добавляют последовательно 1,5 мл этилового спирта, 28±3 мг очищенного 4,5,6,7-тетрахлор-2', 4', 5', 7'-тетрайодфлуоресцеина, 0,5 мл раствора йодновато-кислого калия в 0,15 М соляной кислоте с концентрацией 1,25 ±0,05 мг/мл, смесь выдерживают в течение 15-20 мин при 20^oС, затем реакционную массу растворяют в не менее 2,5 мл ацетона и очищают на колонке, наполненной не менее 1 г нейтрального оксида алюминия с диаметром частиц 80-120 мкм, при этом органические растворители удаляют промыванием колонки не менее 30 мл дистиллированной воды, а очищенную натриевую соль 4,5,6,7-тетрахлор-2', 4', 5', 7'-тетрайодфлуоресцеина, меченную радионуклидом йод-123 или йод-125, элюируют не менее 7 мл изотонического фосфатного буфера с рН 7,8.