Изобретение относится к новым соединениям формул (I) и (II), композициям, содержащим соединения формулы (II), и их применению в качестве контрастных агентов в магнитно-резонансной (МР) томографии (МРТ) и магнитно-резонансной спектроскопии (МРС).
На сигнал в МР-томографии влияет ряд параметров, которые можно разделить на две основные категории: параметры, присущие тканям, и параметры визуализации, выбираемые пользователем. Параметры, присущие тканям, которые оказывают влияние на интенсивность МР-сигнала конкретной ткани, представляют собой в основном плотность протонов, то есть плотность ядер водорода этой ткани, и присущие ей времена релаксации T1 и Т2. На интенсивность сигнала также влияют и другие факторы, например, поток. Контраст между двумя соседними тканями, например опухолью и нормальной тканью, зависит от различия в сигнале между этими двумя тканями. Это различие может быть доведено до максимума посредством правильного использования параметров, выбираемых пользователем. Параметры, выбираемые пользователем, которые могут оказывать влияние на контраст МР-изображения, включают подбор последовательности импульсов, углов переворота, времени эхо, времени повторения и применение контрастных агентов.
Контрастные агенты часто применяют в МРТ для улучшения контраста изображения. Контрастные агенты работают путем влияния на времена релаксации T1, Т2 и/или Т2* и тем самым на контраст изображений. Путем наблюдения за динамическим поведением контрастного агента можно получать информацию, имеющую отношение к перфузии, проницаемости и клеточной плотности, а также другим физиологическим параметрам.
В МРТ применяли несколько типов контрастных агентов. В качестве МР контрастных агентов широко применяют водорастворимые парамагнитные хелаты металлов, например хелаты гадолиния, такие как Omniscan™ (GE Healthcare).
Вследствие своей низкой молекулярной массы они очень быстро распределяются во внеклеточном пространстве (то есть, в крови и интерстиции) при введении в сосудистую сеть. Они также относительно быстро выводятся из организма.
С другой стороны, МР контрастные агенты пула крови, например частицы суперпарамагнитного оксида железа, сохраняются в сосудистой сети в течение длительного времени. Как было доказано, они являются очень полезными для улучшения контраста в печени, а также для обнаружения нарушений проницаемости капилляров, например "текучих" стенок капилляров в опухолях, которые являются результатом опухолевого ангиогенеза.
Существующие парамагнитные хелаты металлов, которые применяют в качестве МР контрастных агентов, обладают низкой релаксируемостью (relaxivity) в магнитном поле 1,5 Т, которое является стандартом для большинства современных МР-сканеров. В 3 Т системах, которые вероятно будут преобладать или по меньшей мере составлять существенную долю рынка в будущем, внутренний контраст ниже, все значения T1 выше, а аппаратура будет быстрее, поэтому потребность в контрастном агенте с хорошими эксплуатационными характеристиками при 3 Т будет значительной. Вообще, в сильных магнитных полях современных МР-сканеров, то есть, 1,5 Т, 3 Т или даже выше, продольная релаксируемость (longitudinal relaxivity r1) контрастных агентов ухудшается. Это обусловлено быстрым вращательным броуновским движением небольших молекул в растворе, которое приводит к более слабому сочетанию парамагнитного иона металла с молекулами воды в магнитном поле, чем можно было бы ожидать.
Путем внедрения парамагнитных хелатов металлов в молекулы большего размера, такие как различные полимеры, было предпринято множество попыток получить контрастные агенты с высокой релаксируемостью. Эти попытки имели ограниченный успех из-за быстрых внутренних вращений или движений сегментов. Другим подходом являются парамагнитные хелаты металлов, которые связывают или действительно связаны с белками. Однако такие соединения обладают фармакологическими и фармакокинетическими недостатками, подобными длительному времени экскреции или риску взаимодействий с лекарственными средствами, связанными с белком. Кроме того, все еще значительна утечка через нормальный эндотелий в интерстиции.
Согласно настоящему изобретению предложены новые соединения, которые хорошо функционируют в качестве МР контрастных агентов в сильных магнитных полях, то есть выше 1,5 Т. Новые соединения представляют собой тримерные жесткие структуры, которые имеют медленно вращающиеся связи и, кроме того, демонстрируют высокие скорости водного обмена.
В US-A1-2004/0265236 раскрыты тримерные макроциклические замещенные бензольные производные, которые содержат связи со свободным вращением. В частности, в боковых цепях этих соединений имеется одна или более чем одна метиленовая группа, что позволяет этим соединениям свободно вращаться. Тримерные макроциклические замещенные бензольные производные обладают пониженной релаксируемостью по сравнению с соединениями по настоящему изобретению вследствие наличия связей со свободным вращением.
В настоящее время авторы изобретения разработали контрастные агенты с высокой релаксируемостью для применения в МР-томографии и МР-спектроскопии, которые, в частности, выполняют при высоких значениях напряженности магнитного поля, например при напряженности поля 1,5 Т, 3 Т или выше.
Таким образом, согласно первому аспекту изобретения предложены соединения формулы (I), состоящие из ядра и групп -R-L-X, присоединенных к указанному ядру,
,
где
А означает жесткое ядро;
R присутствуют или отсутствуют, и, если присутствуют, являются одинаковыми или разными, и R означает группировку, которая является препятствием для вращения ковалентной связи между ядром А и R и/или ковалентной связи между R и L и/или L и X, если L присутствует, и/или ковалентной связи между R и X, если L отсутствует;
L присутствуют или отсутствуют, и, если присутствуют, являются одинаковыми или разными, и L означает линкерную группировку;
Х являются одинаковыми или разными, и Х означает хелатор; и n означает целое число 3 или 4.
Термин "хелатор" означает химическую единицу, которая связывает (образует комплекс) ион металла с образованием хелата. Если ионом металла является парамагнитный ион металла, то химическую единицу, то есть комплекс, образованную указанным парамагнитным ионом металла и указанным хелатором, обозначают как "парамагнитный хелат".
Предпочтительным воплощением соединения формулы (I) является соединение формулы (II), состоящее из ядра и групп -R-L-X', присоединенных к указанному ядру,
,
где А означает жесткое ядро;
R являются одинаковыми или разными, и R означает группировку, которая является препятствием для вращения ковалентной связи между ядром А и R и/или ковалентной связи между R и L и/или L и X, если L присутствует, и/или ковалентной связи между R и X', если L отсутствует;
L присутствуют или отсутствуют, и, если присутствуют, являются одинаковыми или разными, и L означает линкерную группировку;
X' являются одинаковыми или разными, и X' означает парамагнитный хелат, состоящий из хелатора Х и парамагнитного иона металла М; и
n означает целое число 3 или 4.
В указанном предпочтительном воплощении указанный парамагнитный хелат X' состоит из хелатора Х и парамагнитного иона металла М, причем указанные хелатор Х и парамагнитный ион металла М образуют комплекс, который обозначают как парамагнитный хелат.
В дальнейшем, термин "…Х/Х'", например в R-L-X/X' или в формулах, означает, что составленная формулировка или нарисованная формула в равной степени пригодны для соединений или остатков, содержащих хелатор Х или парамагнитный хелат X'.
Соединения формулы (I) и (II) представляют собой жесткие соединения, так как содержат жесткое ядро А. В органической химии известны различные молекулы, которые могут удовлетворять этому критерию. Предпочтительно, А представляет собой неполимерное жесткое ядро. В дополнительном предпочтительном воплощении А представляет собой циклическое ядро или атом углерода с присоединенными 3 или 4 группами R-L-X/X', где, если 3 группы R-L-Х/Х' присоединены к указанному атому углерода, то четвертая валентность может быть занята водородом или группой, выбранной из амино, гидроксила, С1-С3-алкила или галогена.
В одном воплощении А предпочтительно представляет собой насыщенное или ненасыщенное, ароматическое или алифатическое кольцо, содержащее по меньшей мере 3 атома углерода и возможно один или более чем один гетероатом N, S или О, причем указанное кольцо возможно замещено одним или более чем одним из следующих заместителей: C1-С3-алкил, возможно замещенный гидроксильными или аминогруппами, амино- или гидроксильные группы или галоген, при условии, что для групп R-L-X/X' оставлено n точек присоединения. Предпочтительно, А представляет собой алифатическое насыщенное или ненасыщенное 3-10-членное кольцо, такое как циклопропан, циклобутан, циклогептан или циклогексан, которое возможно содержит один или более чем один гетероатом N, S или О, и которое возможно замещено одним или более заместителями, представляющими собой C1-С3-алкил, возможно замещенный гидроксильными или аминогруппами, амино- или гидроксильные группы или галоген, при условии, что для боковых групп R-L-X/X' оставлено 3 или 4 точки присоединения. Альтернативно, А представляет собой алифатическое 3-10-членное кольцо, возможно содержащее один или более чем один гетероатом N, S или О, где один или более чем один из кольцевых атомов углерода является карбонильной группой.
В другом предпочтительном воплощении, А представляет собой ароматическое единичное или конденсированное 5-10-членное кольцо, возможно содержащее один или более чем один гетероатом N, S или О. Примерами таких колец являются, например, бензол или нафталин. Упомянутые выше кольца возможно замещены одним или более заместителями, представляющими собой C1-С3-алкил, возможно замещенный гидроксильными или аминогруппами, амино- или гидроксильные группы или галоген, при условии, что для боковых групп R-L-Х/Х' оставлено 3 или 4 точки присоединения
Кроме того, соединения формулы (I) и (II) представляют собой жесткие соединения, так как боковые группы R-L-X/X' формулы (I) и (II) оказывают влияние на ограничение вращения ковалентной связи между ядром А и R и/или ковалентной связи между R и L и/или L и Х/Х', если L присутствует, и/или ковалентной связи между R и Х/Х', если L отсутствует, так что эти связи вращаются предпочтительно менее 107 раз в секунду при 37°С.
В соединениях формулы (I) и (II) R являются одинаковыми или разными, и R означает группировку, которая является препятствием для вращения ковалентных связей между ядром А и R и/или ковалентной связи между R и L и/или L и Х/Х', если L присутствует, и/или ковалентной связи между R и Х/Х', если L отсутствует. Этого можно достичь разными способами, например а) подбором группировки R, являющейся медленно вращающейся группировкой, или б) подбором группировки R, что вращение затруднено стерическим взаимодействием с ядром и/или L, если L присутствует, и/или Х/Х', и/или другими группами R.
Что касается а), то термин "медленно вращающаяся группировка" означает группировку с временем жизни конформации более чем 0,1 мкс. Предпочтительными медленно вращающимися группировками и, таким образом, предпочтительными R являются замещенные ароматические амиды, такие как N-метиланилиды.
Что касается б), то такое стерическое взаимодействие происходит, когда R представляет собой объемную группировку, подобную по меньшей мере 5-членному карбоциклическому или гетероциклическому кольцу, или бициклическому или полициклическому кольцу. Такому стерическому взаимодействию может дополнительно способствовать использование объемной группировки R, такой как упомянутые выше объемные группировки, которая замещена C1-С3-алкилом, например, метилом, этилом, н-пропилом или изопропилом. Такие объемные группировки R затрудняют вращение группы R вследствие взаимодействия с одной или более чем одной группировкой R и/или Т, и/или Х/Х', и/или L, если они присутствуют.
В предпочтительном воплощении R выбран из остатка возможно замещенного ароматического или неароматического 5-7-членного карбоциклического или гетероциклического кольца, такого как пиридинил, фенил, замещенный фенил, такой как бензил, этилбензил или циклогексил. В другом предпочтительном воплощении R выбран из остатка возможно замещенного бициклического или полициклического кольца, такого как нафтил или бензимидазолил. Возможными заместителями являются С1-С8-алкил, гидроксил, амино- или меркаптогруппы, или C1-C8-алкил, содержащий одну или более гидроксильных или аминогрупп, такой как CH2OH, C2H4OH, CH2NH2, и/или оксогруппу, такой как СН2ОСН3 или OC2H4OH.
Так как R присоединяется к А и L, если L присутствует, или Х/Х', если L отсутствует, то в предыдущем абзаце выбран термин "остатки…". Таким образом, R следует рассматривать как остаток.
В особенно предпочтительном воплощении R представляет собой остаток замещенного 6-членного ароматического кольца, предпочтительно остаток 6-членного ароматического кольца, содержащего метильную или этильную группу.
R присоединен к ядру А или посредством ковалентной связи, или посредством ковалентных связей. Первое означает единичную ковалентную связь, тогда как последнее отражает ситуацию, когда R присоединен к ядру А с помощью более чем одной единичной ковалентной связи. Это имеет место, когда R представляет собой циклическую группировку, которая имеет две точки присоединения к ядру А, то есть которая конденсирована с ядром А. Этот случай проиллюстрирован формулой IIIa, где А представляет собой фенильное ядро, имеющее присоединенные к нему 3 R (жирный шрифт) в форме конденсированных колец:
.
Альтернативно, R присоединен к А посредством группировки формулы (IIIb):
,
где
Rb означает Н, C1-С8-алкил, возможно замещенный одной или более гидроксильными или аминогруппами.
Предпочтительно, Rb означает Н, C1-С3-алкил, например метил, этил, н-пропил или изопропил, возможно замещенный одной или более гидроксильными или аминогруппами, например CH2OH, C2H4OH, CH2NH2 или C2H4NH2.
В формуле (IIIb) к ядру А может быть присоединен(а) или атом азота, или карбонильная группа. Предпочтительно, к ядру А присоединена карбонильная группа.
В другом предпочтительном воплощении все R являются одинаковыми.
В соединениях формулы (I) и (II) L может присутствовать или отсутствовать. Если L отсутствует, то R непосредственно связан с Х (соединения формулы (I)) или X' (соединения формулы (II)) посредством ковалентной связи. Если L присутствует, то L являются одинаковыми или разными, и каждый L означает линкерную группировку, то есть группировку, которая способна связывать А и Х/Х' и R и Х/Х', соответственно.
Предпочтительными примерами L являются:
Линкерные группировки -(CZ1Z2)m-,
где
m является целым числом от 1 до 6; и
Z1 и Z2 независимо друг от друга означают атом водорода, гидроксильную группу или C1-C8-алкильную группу, возможно замещенную гидроксильными, амино- или меркаптогруппами, например CH2OH и CH2CH2NH2, и/или возможно содержащую оксогруппу, например CH2OCH3 и OCH2CH2OH.
В линкерных группировках -CZ1Z2-CO-N(Rb)-*, которые являются более предпочтительными линкерными группировками,
* означает присоединение R к указанной линкерной группировке; и
Z1, Z2 и Rb имеют значение, указанное выше.
В предпочтительном воплощении Z1 и Z2 представляют собой водород, или Z1 представляет собой водород, и Z2 представляет собой метил, и Rb представляет собой Н, C1-С3-алкил, например метил, этил, н-пропил или изопропил, возможно замещенный одной или более гидроксильными или аминогруппами, например CH2OH, C2H4OH, CH2NH2 или C2H4NH2.
Линкерные группировки *-CO-N(Rb)-*,
где
* означает присоединение R к указанной линкерной группировке, то есть R присоединен или к атому углерода, или к атому азота указанной линкерной группировки;и
Rb имеет значение, указанное выше.
Линкерные группировки -CO-CZ1Z2-N(Rb)-*,
где
* означает присоединение R к указанной линкерной группировке; и
Z1, Z2 и Rb имеют значение, указанное выше.
В предпочтительном воплощении Z1 и Z2 представляют собой водород, или Z1 представляет собой водород, и Z2 представляет собой метил, и Rb представляет собой Н, C1-С3-алкил, например метил, этил, н-пропил или изопропил, возможно замещенный одной или более гидроксильными или аминогруппами, например CH2OH, C2H4OH, CH2NH2 или C2H4NH2.
Линкерные группировки, представляющие собой аминокислотные остатки -CH2-CO-NH-CH(Z3)CO-NH-*,
где * означает присоединение R к указанной линкерной группировке; и
Z3 означает боковую группу природных α-аминокислот.
Дополнительные предпочтительные примеры L представляют собой или содержат остатки бензола или N-гетероциклов, таких как имидазолы, триазолы, пиразиноны, пиримидины и пиперидины, где R присоединен к одному из атомов азота в указанных N-гетероциклах или к атому углерода в указанных гетероциклах или в бензоле.
Если L содержит один из упомянутых выше остатков, то есть бензол или N-гетероцикл, то L предпочтительно представляет собой
-*N-гетероцикл-(CZ1Z2)m- или -*бензол-(CZ1Z2)m-,
где R присоединен к одному из атомов азота в указанном N-гетероцикле или к атому углерода в указанном бензоле; и
Z1, Z2 и m являются такими, как определено выше.
Предпочтительными примерами таких линкерных группировок являются:
,
где * означает присоединение R к указанной линкерной группировке, # означает присоединение Х/Х' к указанной линкерной группировке, и m равен 1 или 2.
Предпочтительно, если L присутствуют, то все L являются одинаковыми.
В соединениях формулы (I) X являются одинаковыми или разными, и Х означает хелатор. В предпочтительном воплощении соединений формулы (II) Х представляет собой X', который означает парамагнитный хелат, то есть хелатор X, образующий комплекс с парамагнитным ионом металла M. В данной области техники известны многочисленные хелаторы, которые образуют комплексы с парамагнитными ионами металла M. Предпочтительно, Х представляет собой циклический хелатор формулы (IV):
,
где
* означает присоединение к L, если L присутствует, или к ядру, если L отсутствует;
Е1-Е4 независимо друг от друга выбраны из Н, СН2, СН3, ОСН3, CH2OH, CH2OCH3, ОСН2СН3, OCH2CH2OH, СООН, СООСН3, СООСН2СН3, С(O)NH2, С(O)N(СН3)2, С(O)N(СН2СН3)СН3 или С(O)N(СН2СН3)2;
G1-G4 независимо друг от друга выбраны из Н, СН2, СН3, ОСН3, CH2OH, CH2OCH3, ОСН2СН3, OCH2CH2OH, СООН, СООСН3, СООСН2СН3, C(O)NH2, С(O)N(СН3)2, C(O)N(CH2CH3)CH3 или С(O)N(СН2СН3)2;
D1-D3 независимо друг от друга выбраны из Н, ОН, СН3, СН2СН3, CH2OH, CH2OCH3, ОСН2СН3, OCH2CH2OH или ОСН2С6Н5; и
J1-J3 независимо друг от друга выбраны из СООН, Р(O)(ОН)2, Р(O)(ОН)СН3, Р(O)(ОН)СН2СН3, Р(O)(ОН)(СН2)3СН3, P(O)(OH)Ph, P(O)(OH)CH2Ph, Р(O)(ОН)ОСН2СН3, СН(ОН)СН3, СН(ОН)CH2OH, С(O)NH2, С(O)NHCH3, C(O)NH(CH2)2CH3, ОН или Н.
Предпочтительные хелаторы Х представляют собой остатки диэтилентриаминопентауксусной кислоты (DTPA), N-[2-[бис(карбоксиметил)амино]-3-(4-этоксифенил)пропил]-N-[2-[бис(карбоксиметил)-амино]этил]-L-глицина (EOB-DTPA), N,N-бис[2-[бис(карбоксиметил)амино]-этил]-L-глутаминовой кислоты (DTPA-Glu), N,N-бис[2-[бис(карбоксиметил)амино]-этил]-L-лизина (DTPA-Lys), моно- или бис-амидных производных DTPA, например N,N-бис[2-[карбоксиметил[(метилкарбамоил)метил]амино]-этил]-глицина (DTPA-BMA), 4-карбокси-5,8,11-трис(карбоксиметил)-1-фенил-2-окса-5,8,11-триазатридекан-13-оевой кислоты (ВОРТА), DTPA ВОРТА, 1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7-триуксусной кислоты (DO3A), 1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7,10-тетрауксусной кислоты (DOTA), этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA), 10-(2-гидроксипропил)-1,4,7,10-тетраазациклодекан-1,4,7-триуксусной кислоты (HPDO3A), 2-метил-1,4,7,10-тетраазациклодекан-1,4,7,10-тетрауксусной кислоты (МСТА), тетраметил-1,4,7,10-тетраазациклодекан-1,4,7,10-тетрауксусной кислоты (DOTMA), 3,6,9,15-тетраазабицикло[9.3.1]пентадека-1(15), 11,13-триен-3,6,9-триуксусной кислоты (РСТА), РСТА12, цикло-РСТА12, N,N'-бис(2-аминоэтил)-1,2-этандиамина (ТЕТА), 1,4,7,10-тетраазациклотридекан-N,N',N'',N'''-тетрауксусной кислоты (TRITA), 1,12-дикарбонил,15-(4-изотиоцианатобензил)-1,4,7,10,13-пентаазациклогексадекан-N,N',N''-триуксусной кислоты (НЕТА), моно-(N-гидроксисукцинимидилового) эфира 1,4,7,10-тетраазациклододекан-N,N',N'',N'''-тетрауксусной кислоты (DOTA-NHS), N-гидрокисукцинимидного эфира N,N'-бис(2-аминоэтил)-1,2-этандиамина (TETA-NHS), [(2S,5S,8S,11S)-4,7,10-трис-карбоксиметил-2,5,8,11 -тетраметил-1,4,7,10-тетраазациклододекан-1-ил]уксусной кислоты (M4DOTA), [(2S,5S,8S,11S)-4,7-бис-карбоксиметил-2,5,8,11-тетраметил-1,4,7,10-тетраазацикло-додекан-1-ил]уксусной кислоты, (M4DO3A), (R)-2-[(2S,5S,8S,11S)-4,7,10-трис-((R)-1-карбоксиэтил)-2,5,8,11-тетраметил-1,4,7,10-тетраазациклододекан-1-ил]пропионовой кислоты (M4DOTMA), 1-O-фосфонометил-1,4,7,1-O-тетраазациклододекан-1,4,7-триуксусной кислоты (MPDO3A), гидроксибензил-этилендиамин-диуксусной кислоты (HBED) и N,N'-этиленбис-[2-(о-гидроксифенольного)глицина] (EHPG).
Так как хелатор присоединяется к остатку молекулы, представляющей соединения формулы (I) и (II), то в предыдущем абзаце выбран термин "остатки…"; таким образом, R следует рассматривать как остаток. Точкой присоединения Х к указанному остатку молекулы, представляющей соединения формулы (I) и (II), может быть любая подходящая точка, например функциональная группа, типа группы СООН в хелаторе, подобном DTPA, EDTA или DOTA, или аминогруппе в хелаторах, подобных DTPA-Lys, а также нефункциональная группа, подобная метиленовой группе в хелаторах, подобных DOTA.
Подходящие хелаторы Х и их синтезы описаны, например, в ЕР-А-071564, EP-A-448191, WO-A-02/48119, US 6399043, WO-A-01/51095, EP-A-203962, EP-A-292689, EP-A-425571, EP-A-230893, EP-A-405704, EP-A-290047, US 6123920, US-A-2002/0090342, US 6403055, WO-A-02/40060, US 6458337, US 6264914, US 6221334, WO-A-95/31444, US 5573752, US 5358704 и US-A-2002/0127181, содержание которых включено в данное описание посредством ссылки.
В более предпочтительном воплощении настоящего изобретения Х выбран из остатков DOTA, DTPA, ВОРТА, DO3A, HPDO3A, МСТА, DOTMA, DTPA ВМА, M4DOTA, M4DO3A, РСТА, ТЕТА, TRITA, HETA, DPDP, EDTA или EDTP.
В особенно предпочтительном воплощении Х выбран из остатков DTPA, DOTA, ВОРТА, DO3A, HPDO3A, DOTMA, РСТА, DTPA ВМА, M4DOTA или M4DO3A.
Как изложено выше, в предпочтительном воплощении X, то есть X', хелатор Х образует комплекс, то есть парамагнитный хелат, с парамагнитным ионом металла М. Подходящий М представляет собой парамагнитный ион переходного металла или лантанидного металла, то есть металлов с атомными номерами 21-29, 42, 43, 44 или 57-71. Более предпочтительно, М представляет собой парамагнитный ион Mn, Fe, Co, Ni, Eu, Gd, Dy, Tm и Yb, особенно предпочтительно - парамагнитный ион Mn, Fe, Eu, Gd и Dy. Наиболее предпочтительно М выбран из Gd3+, Mn2+, Fe3+, Dy3+ и Eu3+, причем Gd3+ является самым предпочтительным парамагнитным ионом М.
При моделировании или имитации поведения соединений формулы (I) или (II) с помощью теоретических методов и вычислительных приемов (молекулярное моделирование), в предпочтительном воплощении эти соединения могут быть вписаны в сферу с диаметром от 2 до 3,5 нм, предпочтительно в сферу с диаметром от 2 до 2,5 нм, при использовании программного обеспечения для молекулярного моделирования, которое основано на ММ3 теоретических методах силового поля (например, программы Spartan), и эти соединения подвергаются моделированию в вакууме.
Предпочтительными соединениями формулы (I) и (II), где n равен 3, являются соединения формулы (V) и (VI), состоящие из ядра циануровой кислоты и групп -R-L-X, присоединенных к указанному ядру:
,
где R, L, X и X' такие, как определено выше, и все R, L, Х и X' являются одинаковыми.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (V) и (VI) R представляет собой остаток возможно замещенного ароматического или неароматического 5-7-членного карбоциклического или гетероциклического кольца, такой как пиридинил, фенил, замещенный фенил, такой как бензил, этилбензил или циклогексил. В другом предпочтительном воплощении R выбран из остатка возможно замещенного бициклического или полициклического кольца, такого как нафтил или бензимидазолил. Возможными заместителями являются C1-С8-алкил, гидроксил, амино- или меркаптогруппы, или C1-C8-алкил, содержащий одну или более гидроксильных или аминогрупп, такой как CH2OH, C2H4OH, CH2NH2, и/или оксогруппу, такой как СН2ОСН3 или OC2H4OH.
В более предпочтительном воплощении R представляет собой остаток замещенного 6-членного ароматического кольца, например бензил, или, предпочтительно, остаток 6-членного ароматического кольца, содержащего метильную или этильную группу, такой как бензил или этилфенил.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (V) и (VI) L представляет собой линкерную группировку -CZ1Z2-CO-N(Rb)-*,
где
* означает присоединение R к указанной линкерной группировке; и
Z1, Z2 и Rb имеют значение, указанное выше.
В предпочтительном воплощении Z1 и Z2 представляют собой водород, или Z1 представляет собой водород, и Z2 представляет собой метил, и Rb представляет собой Н, С1-С3-алкил, например метил, этил, н-пропил или изопропил, возможно замещенный одной или более гидроксильными или аминогруппами, например CH2OH, C2H4OH, CH2NH2 или C2H4NH2.
В другом предпочтительном воплощении L представляет собой остаток N-гетероциклов, таких как имидазол, триазол, пиразинон, пиримидин и пиперидин, где R присоединен к одному из атомов азота в указанном N-гетероцикле.
В другом предпочтительном воплощении L представляет собой одну из следующих линкерных группировок:
,
где * означает присоединение R к указанной линкерной группировке, # означает присоединение Х/Х' к указанной линкерной группировке, и m равен 1 или 2.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (V) и (VI) Х выбран из остатков DOTA, DTPA, ВОРТА, DO3A, HPDO3A, МСТА, DOTMA, DTPA ВМА, M4DOTA, M4DO3A, РСТА, ТЕТА, TRITA, HETA, DPDP, EDTA или EDTP.
Более предпочтительно, Х выбран из остатков DTPA, DOTA, ВОРТА, DO3A, HPDO3A, DOTMA, РСТА, DTPA ВМА, M4DOTA или M4DO3A. В наиболее предпочтительном воплощении Х представляет собой хелатор формулы (IV).
В предпочтительном воплощении соединений формулы (VI) М выбран из Gd3+, Mn2+, Fe3+, Dy3+ и Eu3+, причем Gd3+ является наиболее предпочтительным парамагнитным ионом М.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (V) и (VI) все R являются одинаковыми, все L являются одинаковыми, все Х являются одинаковыми, и все X' являются одинаковыми.
Другими предпочтительными соединениями формулы (I) и (II), где n равен 3, являются соединения формулы (VII) и (VIII), состоящие из фенильного ядра (замещенного, если Т не является водородом) и групп -R-L-X, присоединенных к указанному ядру:
,
где
R, L, X и X' такие, как определено выше; и
Т являются одинаковыми или разными, и Т означает единичный атом или небольшую группу.
Если Т представляет собой небольшую группу, то она предпочтительно представляет собой небольшую органическую группу, имеющую молекулярную массу менее 100 Da. В более предпочтительном воплощении Т выбран из C1-С3-алкила, например метила, этила, н-пропила или изопропила, возможно замещенного одной или более гидроксильными или аминогруппами, например CH2OH, C2H4OH, CH2NH2 или C2H4NH2. Если Т представляет собой единичный атом, то он предпочтительно выбран из Н, F или Cl.
В другом предпочтительном воплощении все Т являются одинаковыми.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (VII) и (VIII) R представляет собой остаток возможно замещенного ароматического или неароматического 5-7-членного карбоциклического или гетероциклического кольца, такой как пиридинил, фенила, замещенный фенил, такой как бензил, этилбензил или циклогексил. В другом предпочтительном воплощении R выбран из остатка возможно замещенного бициклического или полициклического кольца, такого как нафтил или бензимидазолил. Возможными заместителями являются C1-C8-алкил, гидроксил, амино- или меркаптогруппы, или C1-C8-алкил, содержащий одну или более гидроксильных или аминогрупп, такой как CH2OH, C2H4OH, CH2NH2, и/или оксогруппу, такой как CH2OCH3 или OC2H4OH.
В более предпочтительном воплощении R представляет собой остаток замещенного 6-членного ароматического кольца, например бензил, или остаток 6-членного ароматического кольца, содержащего метильную или этильную группу, такой как бензил или этилфенил.
В другом предпочтительном воплощении R присоединен к замещенному фенильному ядру посредством группировки формулы (IIIb):
,
где
Rb означает Н, C1-C8-алкил, возможно замещенный одной или более гидроксильными или аминогруппами, предпочтительно Н или C1-С3-алкил, например метил, этил, н-пропил или изопропил, более предпочтительно метил.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (VII) и (VIII) L представляет собой линкерную группировку
-CZ1Z2-CO-N(Rb)-*,
где
* означает присоединение R к указанной линкерной группировке; и
Z1, Z2 и Rb имеют значение, указанное выше.
В предпочтительном воплощении Z1 и Z2 представляют собой водород, или Z1 представляет собой водород, и Z2 представляет собой метил, и Rb представляет собой Н, C1-С3-алкил, например метил, этил, н-пропил или изопропил, возможно замещенный одной или более гидроксильными или аминогруппами, например, CH2OH, C2H4OH, CH2NH2 или C2H4NH2.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (VII) и (VIII) Х выбран из остатков DOTA, DTPA, BOPTA, DO3A, HPDO3A, МСТА, DOTMA, DTPA ВМА, M4DOTA, M4DO3A, РСТА, ТЕТА, TRITA, HETA, DPDP, EDTA или EDTP.
Более предпочтительно, Х выбран из остатков DTPA, DOTA, BOPTA, DO3A, HPDO3A, DOTMA, РСТА, DTPA ВМА, M4DOTA или M4DO3A. В наиболее предпочтительном воплощении Х представляет собой хелатор формулы (IV).
В предпочтительном воплощении соединений формулы (VIII) М выбран из Gd3+, Mn2+, Fe3+, Dy3+ и Eu3+, причем Gd3+ является наиболее предпочтительным парамагнитным ионом М.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (VII) и (VIII) все Т являются одинаковыми, все R являются одинаковыми, все L являются одинаковыми, все Х являются одинаковыми, и все X' являются одинаковыми.
Другими предпочтительными соединениями формулы (I) и (II), где n равен 3, являются соединения формулы (IX) и (X), состоящие из фенильного ядра и групп R-L-X, присоединенных к указанному фенильному ядру, где R представляет собой циклическую группировку, конденсированную с указанным фенильным ядром, а группы L-X присоединены к R по 1-му атому углерода или по 2-му атому углерода
,
где
Qa являются одинаковыми или разными, и Qa означает C(Rc)2, CH2S, S, SO, SO2 или NRc, где Rc выбран из водорода или низшего алкила, предпочтительно С1-С3-алкила, например метила, этила, н-пропила или изопропила, возможно замещенного одним или более гидроксилами или группами, или возможно содержащего одну или более оксигруппы, например CH2OH, C2H4OH, CH2OCH3 или C2H4OCH3;
L могут присутствовать или отсутствовать, и, если присутствуют, могут быть одинаковыми или разными, и L означает линкерную группировку; и
Х и X' являются такими, как определено выше.
В предпочтительном воплощении Qa являются одинаковыми, и Qa предпочтительно означает C(Rc)2, где Rc предпочтительно выбран из водорода или низшего алкила, предпочтительно C1-С3-алкила, например метила, этила, н-пропила или изопропила, возможно замещенного одним или более гидроксилами или группами, или возможно содержащего одну или более оксигруппы, например CH2OH, C2H4OH, CH2OCH3 или C2H4OCH3.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (IX) и (X) L представляет собой линкерную группировку -CZ1Z2-CO-N(Rb)-*,
где
* означает присоединение ядра к указанной линкерной группировке; и
Z1, Z2 и Rb имеют значение, указанное выше.
В предпочтительном воплощении Z1 и Z2 представляют собой водород, или Z1 представляет собой водород, и Z2 представляет собой метил, и Rb представляет собой Н, C1-С3-алкил, например метил, этил, н-пропил или изопропил, возможно замещенный одной или более гидроксильными или аминогруппами, например CH2OH, C2H4OH, CH2NH2 или C2H4NH2.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (IX) и (X) Х выбран из остатков DOTA, DTPA, BOPTA, DO3A, HPDO3A, МСТА, DOTMA, DTPA ВМА, M4DOTA, M4DO3A, РСТА, ТЕТА, TRITA, HETA, DPDP, EDTA или EDTP.
Более предпочтительно Х выбран из остатков DTPA, DOTA, BOPTA, DO3A, HPDO3A, DOTMA, РСТА, DTPA ВМА, M4DOTA или M4DO3A. В наиболее предпочтительном воплощении Х представляет собой хелатор формулы (IV).
В предпочтительном воплощении соединений формулы (X) М выбран из Gd3+, Mn2+, Fe3+, Dy3+ и Eu3+, причем Gd3+ является наиболее предпочтительным парамагнитным ионом М.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (IX) и (X) все L являются одинаковыми, все Х являются одинаковыми, и все X' являются одинаковыми.
Другими предпочтительными соединениями формулы (I) и (II) являются соединения формулы (XI) и (XII), состоящие из ядра из атомов углерода, имеющие n бензольных остатков R, присоединенных к указанному ядру из атомов углерода, и n групп -L-X, присоединенных к R
,
где L, X, X' и n являются такими, как определено выше.
Если n равен 3, то четвертая валентность предпочтительно занята водородом или группой, выбранной из амино, гидроксила, C1-С3-алкила или галогена, более предпочтительно водорода или гидроксила.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (XI) и (XII) L представляет собой линкерную группировку
-CZ1Z2-CO-N(Rb)-*,
где
* означает присоединение R к указанной линкерной группировке; и
Z1, Z2 и Rb имеют значение, указанное выше.
В предпочтительном воплощении Z1 и Z2 представляют собой водород, или Z1 представляет собой водород, и Z2 представляет собой метил, и Rb представляет собой Н, C1-С3-алкил, например метил, этил, н-пропил или изопропил, возможно замещенный одним или более гидроксильными или аминогруппами, например CH2OH, C2H4OH, CH2NH2 или C2H4NH2.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (XI) и (XII) Х выбран из остатков DOTA, DTPA, ВОРТА, DO3A, HPDO3A, МСТА, DOTMA, DTPA ВМА, M4DOTA, M4DO3A, РСТА, ТЕТА, TRITA, HETA, DPDP, EDTA или EDTP.
Более предпочтительно Х выбран из остатков DTPA, DOTA, ВОРТА, DO3A, HPDO3A, DOTMA, РСТА, DTPA ВМА, M4DOTA или M4DO3A. В наиболее предпочтительном воплощении Х представляет собой хелатор формулы (IV).
В предпочтительном воплощении соединений формулы (XII) М выбран из Gd3+, Mn2+, Fe3+, Dy3+ и Eu3+, причем Gd3+ является наиболее предпочтительным парамагнитным ионом М.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (XI) и (XII) все L являются одинаковыми, все Х являются одинаковыми, и все X' являются одинаковыми.
Другими предпочтительными соединениями формулы (I) и (II), где n равен 3, являются соединения формулы (XIII) и (XIV), состоящие из циклогексильного ядра, замещенного гидроксилом, и групп R-L-X, присоединенных к нему.
,
где R, L и Х являются такими, как определено выше.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (XIII) и (XIV) R представляет собой остаток возможно замещенного ароматического или неароматического 5-7-членного карбоциклического или гетероциклического кольца, такой как пиридинил, фенил, замещенный фенил, такой как бензил, этилбензил или циклогексил. В другом предпочтительном воплощении R выбран из остатка возможно замещенного бициклического или полициклического кольца, такого как нафтил или бензимидазолил. Возможными заместителями являются C1-C8-алкил, гидроксил, амино- или меркаптогруппы, или C1-C8-алкил, содержащий одну или более гидроксильных или аминогрупп, такой как CH2OH, C2H4OH, CH2NH2, и/или оксогруппу, такой как CH2OCH3 или OC2H4OH.
В более предпочтительном воплощении R представляет собой остаток замещенного 6-членного ароматического кольца, например бензил, или остаток 6-членного ароматического кольца, содержащего метильную или этильную группу, такой как бензил или этилфенил.
В другом предпочтительном воплощении R присоединен к замещенному циклогексильному кольцу посредством группировки формулы (IIIb):
,
где
Rb означает Н, C1-C8-алкил, возможно замещенный одной или более гидроксильными или аминогруппами, предпочтительно Н или С1-С3-алкил, например метил, этил, н-пропил или изопропил, более предпочтительно метил.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (XIII) и (XIV) L представляет собой линкерную группировку
-CZ1Z2-CO-N(Rb)-*,
где
* означает присоединение R к указанной линкерной группировке; и
Z1, Z2 и Rb имеют значение, указанное выше.
В предпочтительном воплощении Z1 и Z2 представляют собой водород, или Z1 представляет собой водород, и Z2 представляет собой метил, и Rb представляет собой Н, C1-С3-алкил, например метил, этил, н-пропил или изопропил, возможно замещенный одной или более гидроксильными или аминогруппами, например CH2OH, C2H4OH, CH2NH2 или C2H4NH2.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (XIII) и (XIV) Х выбран из остатков DOTA, DTPA, BOPTA, DO3A, HPDO3A, МСТА, DOTMA, DTPA ВМА, M4DOTA, M4DO3A, РСТА, ТЕТА, TRITA, HETA, DPDP, EDTA или EDTP.
Более предпочтительно, Х выбран из остатков DTPA, DOTA, BOPTA, DO3A, HPDO3A, DOTMA, РСТА, DTPA ВМА, M4DOTA или M4DO3A. В наиболее предпочтительном воплощении Х представляет собой хелатор формулы (IV).
В предпочтительном воплощении соединений формулы (XIV) М выбран из Gd3+, Mn2+, Fe3+, Dy3+ и Eu3+, причем Gd3+ является наиболее предпочтительным парамагнитным ионом М.
В предпочтительном воплощении соединений формулы (XIII) и (XIV) все R являются одинаковыми, все L являются одинаковыми, все Х являются одинаковыми, и все X' являются одинаковыми.
Соединения формулы (I) и (II) могут быть синтезированы из имеющихся в продаже исходных материалов посредством нескольких путей синтеза, известных специалисту в данной области техники.
В основном, рассматривают два возможных пути: путь 1 основан на строительных блоках и постадийном синтезе, в то время как путь 2 основан на полимеризации соответствующим образом замещенного мономера с последующим постадийным синтезом.
Для 1-го пути в качестве первого строительного блока используют ядро, где указанное ядро замещено n реакционно-способными группами, предусматривающими присоединение R. Альтернативно, для соединений формулы (IX) и (X) и соединений формулы (XI) и (XII) первый строительный блок составлен из ядра и групп R, конденсированных с указанным ядром или присоединенных к указанному ядру, и замещен 3 реакционно-способными группами, предусматривающими присоединение L. Примерами реакционно-способных групп являются, например, группы с активированной кислотной функцией, например группа, представляющая хлорангидрид, или аминогруппы, а способы введения этих реакционно-способных групп указанного первого строительного блока известны в данной области техники. R/L или предшественник R/L подвергают взаимодействию с замещенным первым строительным блоком с образованием второго строительного блока, состоящего из ядра и R или ядра, R и L. Для осуществления этой реакции R/L содержат реакционно-способные группы, которые способны взаимодействовать с реакционно-способными группами первого строительного блока, достигая присоединения R/L к указанному первому строительному блоку. Если соединения формулы (I) или (II) содержат линкерную группировку L, то указанную линкерную группировку замещают реакционно-способной группой, предусматривающей присоединение к R во втором строительном блоке. Подобным образом, R содержит реакционно-способную группу, которая способна взаимодействовать с L или предшественником L, чтобы позволить присоединение L с образованием третьего строительного блока. На следующей стадии Х или X' или их предшественник присоединяют к третьему строительному блоку или второму строительному блоку в случае соединений формулы (IX) и (X) с образованием соединений формулы (I) или (II). Если Х и/или X' содержат реакционно-способные группы типа СООН, то может потребоваться защита этих групп; и подходящие защитные группы известны в данной области техники. Альтернативно, Х или его предшественник присоединяют к указанному второму или третьему строительному блоку с образованием соединений формулы (I), которые затем превращают в соединения формулы (II) на следующей стадии, включающей возможное снятие защиты с X, если используют в защищенной форме, и комплексообразование с подходящим парамагнитным ионом металла М, предпочтительно в форме его соли (например, такой как ацетат Gd(III) или Ga(III)Cl3).
В другом воплощении получают строительный блок, состоящий из L-X или L-X' или их предшественника, который затем подвергают взаимодействию со вторым строительным блоком или первым строительным блоком в случае соединений формулы (IX) и (X), как описано выше, с образованием соединений формулы (I) или (II). Опять, если Х и/или X' содержат реакционно-способные группы типа СООН, то может потребоваться защита этих групп; и подходящие защитные группы известны в данной области техники. Альтернативно, Х или его предшественник присоединяют к указанному второму строительному блоку с образованием соединений формулы (I), которые затем превращают в соединения формулы (II) на следующей стадии, включающей возможное снятие защиты с X, если используют в защищенной форме, и комплексообразование с подходящим парамагнитным ионом металла М, предпочтительно в форме его соли (например, такой как ацетат Gd(III) или Gd(III)Cl3).
Таким образом, другим аспектом изобретения является способ получения соединений формулы (I), включающий
а) применение в качестве первого строительного блока ядра А, которое замещено реакционно-способными группами, предусматривающими присоединение R;
б) взаимодействие R или его предшественника с указанным первым строительным блоком с образованием второго строительного блока, состоящего из ядра А и R;
в) возможно, взаимодействие L или его предшественника с указанным вторым строительным блоком с образованием третьего строительного блока, состоящего из ядра А, R и L; и
г) взаимодействие Х или его предшественника с указанным вторым или третьим строительным блоком.
Еще одним аспектом изобретения является способ получения соединений формулы (I), включающий
а) применение в качестве первого строительного блока ядра А, которое замещено реакционно-способными группами, предусматривающими присоединение R;
б) взаимодействие R или его предшественника с указанным первым строительным блоком с образованием второго строительного блока, состоящего из ядра А и R; и
в) взаимодействие строительного блока, состоящего из L-X или его предшественника, с указанным вторым строительным блоком.
Еще одним аспектом изобретения является способ получения соединений формулы (I), включающий
а) применение первого строительного блока, состоящего из ядра А и R, конденсированных с А или присоединенных к А, где R замещен реакционно-способными группами, предусматривающими присоединение L или X;
б) возможно, взаимодействие L или его предшественника с указанным первым строительным блоком с образованием второго строительного блока, состоящего из ядра А, R и L; и
в) взаимодействие Х или его предшественника с указанным первым или вторым строительным блоком.
Еще одним аспектом изобретения является способ получения соединений формулы (I), включающий
а) применение первого строительного блока, состоящего из ядра А и R, конденсированных с А или присоединенных к А, где R замещен реакционно-способными группами, предусматривающими присоединение L и;
б) взаимодействие строительного блока, состоящего из L-X или его предшественника, с указанным первым строительным блоком.
Способы по изобретению пригодны для получения соединений формулы (II), если на последующей стадии происходит комплексообразование с подходящим парамагнитным ионом металла М, предпочтительно в форме его соли (например, такой как ацетат Gd(III) или Gd(III)Cl3).
Для 2-го пути подходящим образом замещенный мономер подвергают полимеризации, то есть посредством тримеризации или тетрамеризации из указанного мономера синтезируют тример (n равен 3) или промежуточное соединение в форме тетрамера (n равен 4), и указанную полимеризацию осуществляют с помощью постадийного синтеза. Подходящий мономер содержит группировку, которая после полимеризации образует А. Кроме того, мономер содержит R, содержащий реакционно-способную группировку или ее предшественник, предусматривающие присоединение L или его предшественника, если L присутствует, или Х/Х' или его предшественника. Примером такой реакционно-способной группировки может быть аминогруппа, а ее предшественником может быть нитрогруппа, которая сама по себе не является реакционно-способной, то есть нитрогруппа не будет принимать участия в реакции полимеризации. После полимеризации нитрогруппа может быть восстановлена до реакционно-способной аминогруппы. Другие реакционно-способные группы или их предшественник, например карбоксильная группа и сложный эфир, как ее возможный предшественник, известны в данной области техники. После полимеризации и возможного превращения предшественника в реакционно-способную группу, L или предшественник L, если присутствует в конечном реакционном продукте, подвергают взаимодействию с промежуточным соединением, полученным посредством три- или тетрамеризации мономера. На следующей стадии присоединяют Х или X' с образованием соединений формулы (I) или (II). Если Х и/или X' содержат реакционно-способные группы типа СООН, то может потребоваться защита этих групп; и подходящие защитные группы известны в данной области техники. Альтернативно, присоединяют Х с образованием соединений формулы (I), которые затем превращают в соединения формулы (II) на следующей стадии, включающей возможное снятие защиты с X, если используют в защищенной форме, и комплексообразование с подходящим парамагнитным ионом металла М, предпочтительно в форме его соли (например, такой как ацетат Gd(III) или Gd(III)Cl3).
Таким образом, другим аспектом изобретения является способ получения соединений формулы (I), включающий
а) тримеризацию или тетрамеризацию мономера, содержащего группировку, которая после тримеризации или тетрамеризации образует А, причем указанный мономер дополнительно содержит R, содержащий реакционно-способную группировку или ее предшественник, предусматривающие присоединение L или его предшественника, если L присутствует, или Х или его предшественника, с образованием промежуточного соединения;
б) возможно, взаимодействие L или его предшественника с указанным промежуточным соединением; и
в) взаимодействие Х или его предшественника с промежуточным соединением или реакционным продуктом стадии б).
Способ по изобретению, указанный выше, пригоден для получения соединений формулы (II), если на последующей стадии происходит комплексообразование с подходящим парамагнитным ионом металла М, предпочтительно в форме его соли (например, такой как ацетат Gd(III) или Gd(III)Cl3).
Соединения формулы (V) и (VI) могут быть синтезированы или путем 1, или путем 2, предпочтительно путем 2. Первой стадией указанного пути 2 является тримеризация 4-нитрофенилизоцианата или его производного, подобного 2-метил-4-нитрофенилизоцианату 1, с образованием промежуточного соединения, содержащего ядро циануровой кислоты и бензольный остаток или замещенный бензольный остаток R, где R содержит нитрогруппу (2, 1,3,5-трис-(4-нитро-2-метилфенил)-[1,3,5]триазинан-2,4,6-трион), которая является предшественником реакционно-способной группы (аминогруппы), предусматривающей присоединение L или Х/Х' (3, 1,3,5-трис-(4-амино-2-метилфенил)-[1,3,5]триазинан-2,4,6-трион).
Исходное соединение 1 может быть получено путем взаимодействия 2-метил-4-нитроанилина с фосгеном. Лучших выходов достигают при проведении тримеризации в герметичном сосуде. Дополнительно, более короткие времена реакций и более высокие значения выхода могут быть достигнуты при проведении гидрирования в процессе получения 3 в смеси растворителей тетрагидрофурана (THF) и воды.
Таким образом, согласно другому аспекту изобретения предложен улучшенный способ получения 1,3,5-трис-(4-амино-2-метилфенил)-[1,3,5]триазинан-2,4,6-триона) путем тримеризации 2-метил-4-нитрофенилизоцианата в герметичном сосуде и гидрирования полученного тримера в смеси растворителей тетрагидрофурана и воды. Предпочтительно гидрирование проводят с использованием Pd/C в качестве катализатора.
Присоединение L к аминогруппам соединения 3 может быть осуществлено с помощью способов, известных в данной области техники. В предпочтительном воплощении L представляет собой линкерную группировку, содержащую остаток N-гетероцикла, предпочтительно остаток триазола, остаток пиразинона или остаток имидазола.
Если L содержит остаток имидазола, то промежуточное соединение 3 предпочтительно подвергают взаимодействию с тозилметилизоцианидным реагентом, как описано J.Sisiko et al. в J. Org. Chem. 2000, 65, 1516-1524, с получением 4:
Реакционный продукт 4 содержит мезилатные группы, которые легко взаимодействуют с X, например с трет-бутил-защищенной DO3A, с образованием соединения формулы (I), которое на следующей стадии может быть превращено в соединение формулы (II), где указанная следующая стадия включает снятие защиты с Х и комплексообразование с подходящим парамагнитным ионом металла М, предпочтительно в форме его соли (например, такой как ацетат Gd(III) или Gd(III)Cl3).
Если L содержит остаток пиразинона, то промежуточное соединение 3 предпочтительно подвергают взаимодействию с дикетоном и производным серина, как описано Chuyen et al. в Agr. Biol. Chem. 37(2), 1973, 327-334, с получением 5:
Реакционный продукт 5 содержит гидроксильные группы, которые могут быть легко превращены в мезилатные группы, легко реагирующие с X, например с трет-бутил-защищенной DO3A, с образованием соединения формулы (I), которое на следующей стадии может быть превращено в соединение формулы (II), где указанная следующая стадия включает снятие защиты с Х и комплексообразование с подходящим парамагнитным ионом металла М, предпочтительно в форме его соли (например, такой как ацетат Gd(III) или Gd(III)Cl3).
Если L содержит остаток триазола, то такое триазольное кольцо является легкодоступным вследствие катализируемой Cu(I) циклизации органического азида и терминального ацетилена, как описано Vsevolod et al. в Angew Chem. Int. Ed. 2002, 41(14), 1596-1599. Однако обращение с органическими азидами, особенно в больших количествах, затруднительно из-за возможности их бурного разложения. Поэтому в предпочтительном воплощении промежуточный продукт 3 превращают в азид в стандартных условиях диазотирования с последующим добавлением азида натрия с использованием одного реактора. После завершения реакции реакционную смесь нейтрализуют и добавляют пропаргиловый спирт совместно с источником Cu(I), получая 6:
Реакционный продукт 6 содержит гидроксильные группы, которые могут быть легко превращены в мезилатные группы, легко реагирующие с X, например с трет-бутил-защищенной DO3A, с образованием соединения формулуы (I), которое на следующей стадии может быть превращено в соединение формулы (II), где указанная следующая стадия включает снятие защиты с Х и комплексообразование с подходящим парамагнитным ионом металла М, предпочтительно в форме его соли (например, такой как ацетат Gd(III) или Gd(III)Cl3).
Соединения формулы (VII) и (VIII) могут быть синтезированы или путем 1, или путем 2. Для 1-го пути первой стадией является синтез первого строительного блока, то есть ядра, замещенного 3 реакционно-способными группами, предусматривающими присоединение R.
Если Т представляет собой водород, то в качестве исходного соединения может быть использовано имеющееся в продаже соединение - 1,3,5-бензолтрикарбоновая кислота (тримезиновая кислота). Тримезиновая кислота может быть превращена в хлорангидрид с помощью способов, известных в данной области техники, например путем взаимодействия с PCl5. Хлорангидрид 1,3,5-бензолтрикарбоновой кислоты является первым строительным блоком и состоит из незамещенного фенильного ядра, замещаемого тремя реакционно-способными группами, то есть хлорангидридными группами карбоновой кислоты. Указанные группы могут взаимодействовать с группами R, содержащими, например, аминогруппу, и таким образом образовывать группу -CO-NH- после взаимодействия с хлорангидридными группами карбоновой кислоты.
Если Т представляет собой C1-С3-алкил, например метил, то первый строительный блок может быть синтезирован с использованием в качестве исходного соединения 1,3,5-три-С1-С3-алкилбензола, например 1,3,5-триметилбензола или 1,3,5-триизопропилбензола, при осуществлении способа, как описано в примерах 4-7.
Если Т представляет собой галоген, например Cl, то первый строительный блок может быть синтезирован с использованием в качестве исходного соединения 1,3,5-триметилбензола путем превращения указанного исходного соединения в 1,3,5-триметил-2,4,6-трихлорбензол, как описано К.Shoji et al. в Bull. Chem. Soc. Jpn. 62, 1989, 2096-2098. Последующее окисление приводит к 2,4,6-трихлорбензол-1,3,5-трикарбоновой кислоте, которая может быть превращена в реакционно-способный хлорангидрид путем взаимодействия с тионилхлоридом.
Первой стадией пути 2 для синтеза соединений формулы (VII) и (VIII) является тримеризация мономера R-С(O)СН3 в присутствии трифторметансульфокислоты, которая приводит к промежуточному продукту, состоящему из фенильного ядра с заместителями R. Примером такого мономера является 4-ацетамидо-2-метилацетофенон, и тримеризация указанного мономера приводит к промежуточному соединению 7,
,
состоящему из фенильного ядра и R, являющемуся остатком толуола, где R замещен реакционно-способной группой -NH-СО-СН3, которая может быть превращена в линкер или предшественник линкера, к которому присоединяют Х/Х'. Этот синтез подробно описан в примере 2.
Соединения формулы (IX) и (X) могут быть синтезированы или путем 1, или путем 2. Согласно 2-му пути, предпочтительно синтезируют те соединения формулы (IX) и (X), где Qa представляет собой СН2 или С(Rc)2, где Rc представляет собой низший алкил, возможно замещенный одной или более гидроксильными группами или возможно содержащий одну или более оксигруппы, или где Qa представляет собой S, SO или SO2.
Если Qa представляет собой СН2 или C(Rc)2, где Rc представляет собой низший алкил, возможно замещенный одной или более гидроксильными группами или возможно содержащий одну или более оксигруппы, то соединения формулы
(IX) или (X) могут быть легко синтезированы путем тримеризации катализируемой кислотой 2-инданона или 1-(Rc)2-2-инданона.
Если Qa представляет собой S, то соединения формулы (IX) или (X) могут быть синтезированы тримеризацией 3(2Н)бензотиофенона, как описано Dagliesh et al. в J. Chem. Soc. 910 (1945) и Proetzsch et al. в Z. Naturforsch. 31В, 529 (1976).
Если Qa представляет собой SO или SO2, то соединения формулы (IX) или (X) могут быть синтезированы, как описано в предыдущем абзаце, а S может быть окислена с помощью способов, известных в данной области техники. Окисление также увеличивает растворимость промежуточных соединений, получаемых путем указанной тримеризации.
Поскольку тримеризация 3(2Н)бензотиофенона приводит к плохорастворимым промежуточным соединениям, предпочтительным является увеличение растворимости на ранней стадии синтеза. Возможный путь показан на реакционной схеме 1:
При выборе такого подхода, реакционно-способные группы, то есть аминогруппы, уже введены в молекулу, которые затем можно использовать для присоединения L или X, если L отсутствует, к С-атому 1.
Если Qa представляет собой NRc, то соединения формулы (IX) и (X) могут быть синтезированы путем сочетания Ульмана N-замещенного-2-йодиндола, например 2-йод-N-метилиндола, если Rc представляет собой метил, как описано в Bergman et al. в Tetrahedron 36, 1439 (1980).
После завершения синтеза промежуточного соединения указанное промежуточное соединение активируют введением подходящих реакционно-способных групп у С-атома 1 или 2, в зависимости от того, где должны быть присоединены группы -L-X. Для активации промежуточного соединения по 1-му С-атому, промежуточное соединение легко синтезируют путем тримеризации соединения, уже содержащего указанные реакционно-способные группы, например путем тримеризации молекулы, содержащей нитрогруппу, и восстановления указанной нитрогруппы, как показано на реакционной схеме 1, или путем тримеризации молекулы, содержащей бромогруппу, например тримеризации 6-бром-1-инданона, с образованием труксенового промежуточного соединения, содержащего реакционно-способную бромогруппу у 1-го С-атома (смотри Gomez-Lor et al., Eur. J. Org. Chem. 2001, 2107-2114). Для активации промежуточного соединения по 2-му С-атому, указанное промежуточное соединение может быть подвергнуто взаимодействию с молекулярным бромом, в результате чего получают активированное промежуточное соединение, содержащее реакционно-способные бромогруппы у 2-го С-атома, как описано Gomez-Lor et al. в Eur. J. Org. Chem. 2001, 2107-2114. Альтернативно, промежуточное соединение может быть подвергнуто нитрованию, а нитрогруппы - восстановлению с образованием промежуточного соединения с реакционно-способными аминогруппами у 2-го С-атома.
Если соединения формулы (IX) и (X) содержат линкерную группировку L, то указанную линкерную группировку замещают реакционно-способной группой, предусматривающей присоединение к промежуточному соединению. L или предшественник L подвергают взаимодействию с указанным промежуточным соединением с помощью способов, известных в данной области техники. На следующей стадии присоединяют Х или X' с образованием соединений формулы (IX) или (X).
В другом воплощении получают строительный блок, состоящий из L-X или L-X', который затем подвергают взаимодействию с описанным выше промежуточным соединением с образованием соединений формулы (IX) или (X). Если Х и/или X' содержат группы типа СООН, то может потребоваться защита этих групп. Подходящие защитные группы известны в данной области техники. Х можно превратить в X' путем возможной реакции снятия защиты и комплексообразования с подходящим парамагнитным ионом металла М, предпочтительно в форме его соли (например, такой как ацетат Gd(III) или Gd(III)Cl3).
Соединения формулы (XI) и (XII) могут быть синтезированы согласно пути 1. Первый строительный блок, то есть ядро, имеющее присоединенные к нему n групп R, где указанные группы R содержат реакционно-способные аминогруппы или может быть синтезирован, как описано L.M.Werbel et al. в J. Org. Chem. 29, 1964, 967-968, или имеется в продаже. Кратко, первый строительный блок может быть синтезирован следующим образом:
Если соединения формулы (XI) и (XII) содержат линкерную группировку L, то указанную линкерную группировку замещают реакционно-способной группой, предусматривающей присоединение к первому строительному блоку. L или предшественник L подвергают взаимодействию с указанным первым строительным блоком с помощью способов, известных в данной области техники. На следующей стадии присоединяют Х или X' с образованием соединений формулы (XI) или (XII).
В другом воплощении получают строительный блок, состоящий из L-X или L-X', который затем подвергают взаимодействию с описанным выше первым строительным блоком с образованием соединений формулы (XI) или (XII). Если Х и/или X' содержат группы типа СООН, то может потребоваться защита этих групп. Подходящие защитные группы известны в данной области техники. Х можно превратить в X' путем возможной реакции снятия защиты и комплексообразования с подходящим парамагнитным ионом металла M, предпочтительно в форме его соли (например, такой как ацетат Gd(III) или Gd(III)Cl3).
Соединения формулы (XIII) и (XIV) могут быть синтезированы согласно пути 1. Первый строительный блок, то есть гидроксил-замещенное циклогексильное ядро, имеющее присоединенные к нему 3 реакционно-способные группы, например аминогруппы, может быть синтезирован следующим образом:
R или реакционно-способный предшественник R подвергают взаимодействию с указанным выше первым строительным блоком с образованием второго строительного блока, состоящего из гидроксил-замещенного циклогексильного ядра и R. Если соединения формулы (XIII) и (XIV) содержат линкерную группировку L, то указанную линкерную группировку замещают реакционно-способной группой, предусматривающей присоединение ко второму строительному блоку. L или предшественник L подвергают взаимодействию с указанным вторым строительным блоком с помощью способов, известных в данной области техники. На следующей стадии присоединяют Х или X' с образованием соединений формулы (XIII) или (XIV).
В другом воплощении получают строительный блок, состоящий из L-X или L-X', который затем подвергают взаимодействию с описанным выше вторым строительным блоком с образованием соединений формулы (XIII) или (XIV). Если Х и/или X' содержат группы типа СООН, то может потребоваться защита этих групп. Подходящие защитные группы известны в данной области техники. Х можно превратить в X' путем возможной реакции снятия защиты и комплексообразования с подходящим парамагнитным ионом металла М, предпочтительно в форме его соли (например, такой как ацетат Gd(III) или Gd(III)Cl3).
Изобретение иллюстрируется примерами в соответствующем разделе этой патентной заявки.
Соединения формулы (II) и их предпочтительные воплощения можно применять в качестве МР-контрастных агентов. Для этой цели соединения формулы (II) приготавливают с традиционными физиологически приемлемыми носителями, подобными водным носителям, например водой и буферным раствором, и, возможно, эксципиентами.
Поэтому, согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения предложена композиция, содержащая соединение формулы (II) или его предпочтительные воплощения и по меньшей времени один физиологически приемлемый носитель.
Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения предложена композиция, содержащая соединение формулы (II) и его предпочтительные воплощения и по меньшей мере один физиологически приемлемый носитель для применения в качестве агента в МР-томографии или в качестве агента в МР-спектроскопии.
Для того чтобы применять указанные композиции в качестве агентов для МР-томографии или спектроскопии организма человека или животного, не являющегося человеком, необходимо, чтобы они были подходящими для введения в указанный организм. Соединения формулы (II) или их предпочтительные воплощения и, возможно, фармацевтически приемлемые эксципиенты и добавки могут быть подходящим образом суспендированы или растворены в по меньшей мере одном физиологически приемлемом носителе, например в воде или буферных растворах. Подходящие добавки включают, например, физиологически совместимые буферы, подобные гидрохлориду трометамина, хелаторы, такие как DTPA, DTPA-BMA или соединения формулы (I) или их предпочтительные воплощения, слабые комплексы физиологически приемлемых ионов, таких как хелаты кальция, например кальций DTPA, CaNaDTPA-BMA, соединения формулы (I) или их предпочтительные воплощения, где Х образует комплекс с Са2+ или CaNa солями формулы (I) или их предпочтительными воплощениями, кальциевые или натриевые соли, подобные хлориду кальция, аскорбату кальция, глюконату кальция или лактату кальция. Кроме того, эксципиенты и добавки описаны в, например, WO-A-90/03804, ЕР-А-463644, ЕР-А-258616 и US 5876695, содержание которых включено в данное описание изобретения посредством ссылки.
Другим аспектом изобретения является применение композиции, содержащей соединение формулы (II) или его предпочтительные воплощения и по меньшей мере один физиологически приемлемый носитель, в качестве агента в МР-томографии или в качестве агента в МР-спектроскопии.
Еще одним аспектом настоящего изобретения является способ МР-томографии и/или МР-спектроскопии, при котором композицию, содержащую соединение формулы (II) или его предпочтительные воплощения и по меньшей мере один физиологически приемлемый носитель, вводят субъекту, и субъект подвергают МР-процедуре, при которой детектируют МР-сигналы, исходящие из субъекта или частей субъекта, в которых распределена композиция, и в соответствии с детектированными сигналами возможно генерируют МР-томограммы и/или МР-спектры.
В предпочтительном воплощении субъектом является живой организм человека или животного, не являющегося человеком.
В дополнительном предпочтительном воплощении композицию вводят в количестве, которое эффективно в отношении улучшения контраста, то есть в количестве, подходящем для улучшения контраста при МР-процедуре.
В предпочтительном воплощении субъектом является живой человек или живое животное, не являющееся человеком, а способом МР-томографии и/или МР-спектроскопии является способ МР-ангиографии, более предпочтительно способ МР периферической ангиографии, почечной ангиографии, верхней аортальной ангиографии, внутричерепной ангиографии или легочной ангиографии.
В другом предпочтительном воплощении субъектом является живой человек или живое животное, не являющееся человеком, а способом МР-томографии и/или МР-спектроскопии является способ МР-детекции опухоли или способ визуализации контуров опухоли.
Согласно другому аспекту изобретения предложен способ МР-томографии и/или МР-спектроскопии, при котором субъект, которому предварительно была введена композиция, содержащая соединение формулы (II) или его предпочтительные воплощения и по меньшей мере один физиологически приемлемый носитель, подвергают МР-процедуре, при которой детектируют МР-сигналы, исходящие из субъекта или частей субъекта, в которых распределена композиция, и в соответствии с детектированными сигналами возможно генерируют МР-томограммы и/или МР-спектры.
Термин "предварительно была введена" означает, что способ, как он описан выше, не содержит стадию введения указанной композиции указанному субъекту. Введение композиции осуществляют до способа, как он описан выше, то есть перед началом способа МР-томографии и/или МР-спектроскопии по изобретению.
Примеры
Пример 1: Получение 1,3,5-трис-(N-(DO3A-ацетамидо)-N-метил-4-амино-2-метил-фенил)-[1,3,5]триазинан-2,4,6-триона (22), соединения формулы (I), и его гадолиниевого производного (23), соединения формулы (II)
1а) Получение 2-метил-4-нитрофенилизоцианата (14)
2-Метил-4-нитроанилин (35,0 г, 230 ммоль) растворяли в этилацетате (400 мл) и охлаждали до 0°С. По каплям в течение 30 мин добавляли фосген (180 мл, 20% в толуоле), и белая соль сразу выпадала в осадок. После окончательного добавления смесь оставляли для того, чтобы температура медленно повысилась до комнатной температуры, и затем реакционную смесь приводили в состояние флегмообразования (примерно 100°С). Реакционную смесь кипятили с обратным холодильником в течение 2 ч 30 мин, после чего отгоняли 200 мл растворителя, затем понижали температуру до 80°С и по каплям добавляли фосген (140 мл, 20% в толуоле). После окончательного добавления реакционный раствор кипятили с обратным холодильником в течение 3 ч, оставляли охлаждаться до комнатной температуры и концентрировали до сухого состояния. Коричневый/желтый материал растворяли в диэтиловом эфире (250 мл), фильтровали и концентрировали с получением бледно-коричневого порошка (36 г, 88%).
1б) Получение 1,3,5-трис-(4-нитро-2-метил-фенил)-[1,3,5]триазинан-2,4,6-триона (15)
К 2-метил-4-нитрофенилизоцианату (36,0 г) в колбе объемом 250 мл добавляли DMSO (диметилсульфоксид, 50 мл), и колбу герметично закрывали стеклянной пробкой, которую закрепляли пластиковым зажимом. Колбу сразу погружали в нагретую до 85°С масляную баню, и темно-коричневый реакционный раствор нагревали в течение 16 ч 30 мин. Масляную баню удаляли, и реакционный раствор оставляли охлаждаться до комнатной температуры, после чего его вливали в воду (800 мл), обрабатывали ультразвуком, и осадок отфильтровывали. Осадок на фильтре добавляли к этанолу (500 мл) и кипятили с обратным холодильником в течение 4 часов, затем оставляли охлаждаться до комнатной температуры и отфильтровывали продукт в виде не совсем белого порошка (28,1 г, 78%).
1в) Получение 1,3,5-трис-(4-амино-2-метил-фенил)-[1,3,5]триазинан-2,4,6-триона (16)
1,3,5-Трис-(4-нитро-2-метил-фенил)-[1,3,5]триазинан-2,4,6-трион (2,86 г, 5,4 ммоль) растворяли в THF (70 мл). Добавляли HCl (4,5 мл, 6М), H2O (18 мл) и Pd/C (0,6 г, 10%). Реакционный сосуд вакуумировали и заполняли аргоном (три цикла), после чего гидрировали на аппарате Парра для гидрирования (60 фунт/кв.дюйм, 414 кПа). Через 2 часа избыток водорода удаляли с помощью мембранного насоса и отфильтровывали Pd/C (10%). Прозрачный реакционный раствор концентрировали до отсутствия THF, и доводили рН до 7 с помощью NaHCO3 (примерно 3,7 г). Водную фазу экстрагировали этилацетатом (3×100 мл), и объединенные органические фазы сушили с помощью MgSO4, фильтровали и концентрировали с получением коричневого порошка. Неочищенный продукт перекристаллизовывали из метанола, получая не совсем белый порошок (1,9 г, 80%).
1г) Получение 1,3,5-трис-(4-формамидо-2-метил-фенил)-[1,3,5]триазинан-2,4,6-триона (17)
Муравьиную кислоту (175 мл) помещали в 500 мл круглодонную колбу, охлаждаемую льдом. Добавляли уксусный ангидрид (15 мл, 0,16 моль), и желтый раствор перемешивали под аргоном в течение 1 ч при 0°С. К этому раствору добавляли триамин 16 (8,7 г, 0,020 моль) и удаляли ледяную баню. После перемешивания под аргоном при комнатной температуре в течение 30 минут анализ методом ВЭЖХ (высокоэффективная жидкостная хроматография) показал, что реакция завершилась. Растворитель удаляли в вакууме, и коричневый липкий остаток суспендировали в H2O и отфильтровывали. Затем его тщательно промывали H2O для обеспечения удаления всей кислоты. Продукт представлял собой бледно-коричневое твердое вещество (10,2 г, 99%).
1д) Получение 1,3,5-трис-(N-формил-N-метил-4-амино-2-метил-фенил)-[1,3,5]-триазинан-2,4,6-триона (18)
Всю стеклянную посуду тщательно сушили в сушильном шкафу; DMF (диметилформамид) сушили над молекулярными ситами 4 Å.
Li(Me3Si)2N (116 мл, 0,116 моль, 1М в гексане) добавляли к DMF-раствору (115 мл) 17 (10,2 г, 0,0193 моль) в круглодонной колбе объемом 500 мл. Реакционную смесь, которая изменялась от светло-коричневого раствора до красно-коричневой суспензии, перемешивали под аргоном в течение 1 ч. Добавляли метилйодид (12,2 мл, 0,196 моль), и реакционную смесь перемешивали в течение 2 ч или до полного метилирования, которое можно было определить с помощью ВЭЖХ. Гексан удаляли на роторном испарителе, и остаток вливали в раствор NaH2PO4 (1300 мл, 100 мМ) при интенсивном перемешивании. Образовавшийся осадок 18 отфильтровывали в виде бледного твердого вещества (6,7 г, 60%).
1е) Получение 1,3,5-трис-(N-метил-4-амино-2-метилфенил)-[1.3.5]триазинан-2,4,6-триона (19)
Диоксан (52 мл), HCl (52 мл, 6М) и 18 (6,5 г, 11 ммоль) смешивали в круглодонной колбе объемом 250 мл с образованием бледной суспензии. Реакционную смесь нагревали под аргоном до образования флегмы в течение 30 минут. Полученный желтый раствор оставляли охлаждаться до комнатной температуры, а затем на роторном испарителе удаляли растворители. Затем оранжевый остаток растворяли в 500 мл Н2О и нейтрализовывали насыщенным раствором NaHCO3 при интенсивном перемешивании. Образовавшийся осадок отфильтровывали и несколько раз промывали водой, получая бледное твердое вещество (4,7 г, 84%).
1ж) Получение 1,3,5-трис-(N-хлорацетил-N-метил-4-амино-2-метил-фенил)-[1,3,5]триазинан-2,4,6-триона (20)
19 (4,6 г, 9,5 ммоль) растворяли в DMA (диметилацетамид, 15 мл) в круглодонной колбе объемом 100 мл, и при перемешивании при 0°С добавляли хлорацетилхлорид (2,6 мл, 33 ммоль). Реакционную смесь перемешивали под аргоном при кт (комнатной температуре) в течение 30 мин или до тех пор, пока анализ методом ВЭЖХ не показал полное хлорацетилирование. Затем суспензию вливали в большой стакан с водой (500 мл) при интенсивном механическом перемешивании. Образовавшийся осадок отфильтровывали и сушили под вакуумом 0,3 мбар (30 Па) (6,3 г). Бледное твердое вещество растворяли в 70 мл ацетонитрила и вливали в 500 мл H2O при интенсивном механическом перемешивании. Образовавшийся осадок отфильтровывали и оставляли сохнуть в эксикаторе (6,1 г, 89%).
1з) Получение 1,3,5-трис-(N-(трет-бутиловый эфир DO3A-ацетамидо)-N-метил-4-амино-2-метил-фенил)-[1,3,5]триазинан-2,4,6-триона (21)
20 (0,50 г, 0,70 ммоль) суспендировали вместе с трет-бутиловым эфиром DO3A (2,5 г, 4,2 ммоль), диизопропилэтиламином (910 мкл, 5,2 ммоль) и ацетонитрилом (15 мл) в круглодонной колбе объемом 50 мл. После обработки ультразвуком реакционную смесь перемешивали при 75°С под аргоном до тех пор, пока анализ методом ЖХ/МС (жидкостная хроматография/масс-спектрометрия) не показал полное сочетание. Затем на роторном испарителе удаляли растворители, и на следующей реакционной стадии использовали неочищенный продукт (2,9 г).
1и) Получение 1,3,5-трис-(N-(DO3A-ацетамидо)-N-метил-4-амино-2-метил-фенил)-[1,3,5]триазинан-2,4,6-триона (22)
Неочищенный продукт 21 (1,9 г) растворяли в TFA (трифторуксусная кислота, 130 мл) и CH2Cl2 (130 мл) и перемешивали при 50°С под аргоном. Раствор перемешивали в течение 1 ч или до тех пор, пока анализ методом ЖХ/МС не показал полное снятие защиты. Затем на роторном испарителе удаляли растворители, и остаток сушили в вакууме в течение ночи. На следующей реакционной стадии использовали неочищенный продукт (2,4 г).
1к) Получение гадолиниевого производного 1,3,5-трис-(N-(DO3A-ацетамидо)-N-метил-4-амино-2-метил-фенил)-[1,3,5]триазинан-2,4,6-триона (23)
Неочищенный продукт 22 (2,4 г) растворяли в воде и при перемешивании добавляли Gd(OAc)3 (1,4 г, 4,2 ммоль). Затем вакуумировали (0,3 мбар, 30 Па), и с помощью ЖХ/МС постоянно контролировали реакцию. После обнаружения полного комплексообразования растворители удаляли в вакууме. Неочищенный продукт (3,1 г) затем очищали препаративной ВЭЖХ (410 мг, 42% из 20).
Соединение 23 растворяли в плазме крови человека и при 37°С измеряли продольную релаксируемость r1 в следующих полях:
0,25 Т, измеренное значение r1 10,7 мМ1с1;
1,5 Т, измеренное значение r1 11,6 мМ1с1;
2,35 Т, измеренное значение r1 10,1 мМ1с1;
3 Т, измеренное значение r1 9,9 мМ1с1.
По сравнению с другими соединениями - МР-контрастными агентами, известными в данной области техники, r1 при 3 Т соединения по изобретению, указанного выше, намного выше. Значения r1 для других МРТ-контрастных агентов при 3 Т в плазме крови человека при 37°С (данные опубликованы в Invest Radiol 2006, Vol.41, 213-221):
Multihance™: r1 равна 6,3 мМ1с1,
Magnevist™: r1 равна 3,3 мМ1с1.
Пример 2: Получение 1,3,5-трис-(N-(DO3A-ацетамидо)-N-метил-4-амино-2-метил-фенил)-бензола (6), соединения формулы (I), и его гадолиниевого производного (7), соединения формулы (II)
2а) Получение 1,3,5-трис-(4-ацетамидо-2-метил-фенил)-бензола (1)
4-Ацетамидо-2-метилацетофенон (Aldrich, 5,0 г, 26,1 ммоль) плавили при 180°С в открытой круглодонной колбе. К перемешанному гомогенному раствору добавляли трифторметансульфокислоту (Fluka, 250 мкл, 2,9 ммоль). Через 1 ч добавляли еще 250 мкл трифторметансульфокислоты. Через 5 ч густую коричневую смесь оставляли охлаждаться. Продукт очищали препаративной ВЭЖХ и после лиофилизации получали 570 мг, выход 4%. Структуру подтверждали посредством ЯМР анализа.
2б) Получение 1,3,5-трис-(4-ацетамидо-N-метил-4-амино-2-метил-фенил)-бензола (2)
К раствору 1 (654 мг, 1,259 ммоль) в сухом DMF (20 мл) добавляли бис(триметилсилил)амид лития (Aldrich, 7,56 мл, 7,56 ммоль). Реакционную смесь, которая изменялась от прозрачного коричневого раствора до густой коричневой суспензии, перемешивали под аргоном в течение 1 ч. Добавляли метилйодид (Fluka, 0,956 мл, 15,36 ммоль), раствор становился светлым, и круглодонную колбу оборачивали алюминиевой фольгой для предотвращения воздействия света. Реакция завершалась через 2 часа. Растворитель выпаривали (роторный испаритель). Смесь продуктов растворяли в этилацетате и промывали водой. Органическую фазу сушили (Na2SO4) и упаривали, получая 700 мг, выход 99%. Структуру подтверждали посредством ЖХ/МС.
2в) Получение 1,3,5-трис-(N-метил-4-амино-2-метил-фенил)-бензола (3)
Смесь 2 (700 мг, 1,246 ммоль) и 6М H2SO4 (80 мл) нагревали с помощью микроволнового излучения при 120°С в течение 30 мин. Кислоту нейтрализовывали насыщенным NaHCO3 при интенсивном перемешивании. Образовавшийся осадок отфильтровывали и несколько раз промывали водой, получая бледное твердое вещество. Продукт очищали препаративной ВЭЖХ и получали 130 мг, выход 24%.
2г) Получение 1,3,5-трис-(N-хлорацетил-N-метил-4-амино-2-метил-фенил)-бензола (4)
К охлажденному раствору (0°С) 3 (110 мг, 0,253 ммоль) в сухом DMF (5 мл) добавляли 2-хлорацетилхлорид (Fluka, 0,07 мл, 0,884 ммоль). Затем реакционную смесь перемешивали под аргоном при комнатной температуре в течение 30 мин. Растворитель выпаривали (роторный испаритель), смесь продуктов растворяли в дихлорметане, промывали водой и сушили (Na2SO4). Получали 109 мг продукта, выход 65%. Структуру подтверждали посредством ЖХ/МС.
2д) Получение 1,3,5-трис-(N-(трет-бутиловый эфир DO3A-ацетамидо)-N-метил-4-амино-2-метил-фенил)-бензола (5)
К суспензии 4 (99 мг, 0,149 ммоль) в сухом ацетонитриле (5 мл) добавляли трет-бутиловый эфир DO3A (532 мг, 0,894 ммоль) и диизопропилэтиламин (Fluka, 0,189 мл, 1,103 ммоль). После обработки ультразвуком реакционную смесь перемешивали под аргоном при 75°С в течение 7 часов. Растворитель выпаривали (роторный испаритель), и на следующей реакционной стадии использовали неочищенный продукт. Структуру подтверждали посредством ЖХ/МС анализа.
2е) Получение 1,3,5-трис-(N-(DO3A-ацетамидо)-N-метил-4-амино-2-метил-фенил)-бензола (6)
Неочищенный продукт 5 растворяли в муравьиной кислоте (20 мл) и кипятили с обратным холодильником. Снятие защиты завершалось через 3,5 ч. Раствор упаривали (роторный испаритель). Неочищенный продукт использовали на следующей стадии без дополнительной очистки.
2ж) Получение гадолиниевого производного 1,3,5-трис-(N-(DO3A-ацетамидо)-N-метил-4-амино-2-метил-фенил)-бензола (7)
Гидрат ацетата гадолиния (III) (Aldrich, 329 мг, 0,984 ммоль) добавляли к неочищенному продукту 6, растворенному в воде (15 мл). Смесь перемешивали при 40°С в течение 1 ч. Затем смесь продуктов очищали препаративной ВЭЖХ, получая после лиофилизации 190 мг, выход 62% после 3 стадий. Структуру подтверждали посредством ЖХ/МС анализа.
Соединение 7 растворяли в плазме крови человека и при 37°С измеряли продольную релаксируемость r1 в следующих полях:
0,47 Т, измеренное значение r1 10,6 мМ1с1; и
1,41 Т, измеренное значение r1 9,4 мМ1с1.
На основе измерений, приведенных выше, для поля 3 Т в соответствии со способами, известными в данной области техники, вычислено r1 9 мМ 1 с 1.
По сравнению с другими соединениями - МР-контрастными агентами, известными в данной области техники, r1 при 3 Т соединения по изобретению, указанного выше, намного выше. Значения r1 для других МРТ-контрастных агентов при 3 Т в плазме крови человека при 37°С (данные опубликованы в Invest Radiol 2006, Vol.41, 213-221):
Multihance™: r1 равна 6,3 мМ1с1,
Magnevist™: r1 равна 3,3 мМ1с1.
Пример 3: Получение гадолиниевого производного бензол-1,3,5-трис-[((DO3A-ацетамидо)-3-(N'-метил-амидофенил))-карбоксамида] (13), соединения формулы (II)
3а) Получение бензол-1,3,5-трис-[(3-нитро-амидофенил)-карбоксамида] (10)
Раствор 8 (3,0 г, 11 ммоль) в ацетонитриле (40 мл) добавляли по каплям к раствору 9 (5,2 г, 38 ммоль) и Et3N (5,2 мл, 38 ммоль) в ацетонитриле (90 мл) при интенсивном перемешивании и в атмосфере аргона. После перемешивания при кт в течение 3 ч растворители удаляли на роторном испарителе. Неочищенный остаток суспендировали в воде, отфильтровывали и несколько раз промывали водой. Желтый осадок несколько раз промывали диэтиловым эфиром для удаления всего остаточного количества 2, получая 10 в виде бледного твердого вещества (5,6 г, 87%). Структуру подтверждали посредством ЖХ/МС.
3б) Получение бензол-1,3,5-трис-[N-метил-(3-нитро-амидофенил)-карбоксамида] (11)
Всю стеклянную посуду сушили в сушильном шкафу и использовали безводный THF. Реакцию проводили под аргоном. К суспензии 10 (5,6 г, 9,8 ммоль) в THF (175 мл) добавляли при перемешивании Li(Me3Si)2 (59 мл, 59 ммоль). При образовании аниона суспензия превращается в раствор. Через 30 минут добавляли метилйодид (7,3 мл, 120 ммоль). После перемешивания при кт в течение 18 часов растворители удаляли на роторном испарителе. Остаток суспендировали в воде (250 мл) и нейтрализовывали 1М HCl. Образовавшийся осадок отфильтровывали и три раза промывали водой. Бледный осадок 11 сушили в течение ночи в вытяжном шкафу (5,7 г, 95%). Структуру подтверждали посредством ЖХ/МС.
3в) Получение бензол-1,3,5-трис-[N-метил-(3-анилин-амидофенил)-карбоксамида] (12)
Метанол (200 мл), Pd/C (1,0 г, 10%), HCl (4,2 мл, 32%) и 11 (2,0 г, 3,3 ммоль) смешивали в реакционной колбе объемом 500 мл. Смесь гидрировали при 60 фунт/кв.дюйм (414 кПа) в аппарате Парра. После полного потребления H2 добавляли Н2О (40 мл) и отфильтровывали катализатор. Затем на роторном испарителе удаляли метанол, и образовавшийся водный раствор разбавляли до 100 мл и нейтрализовывали твердым NaHCO3. Образовавшийся осадок отфильтровывали, получая 12 в виде светло-коричневого твердого вещества (1,4 г, 82%). Структуру подтверждали посредством ЖХ/МС.
3г) Получение гадолиниевого производного бензол-1,3,5-трис-[((DO3A-ацетамидо)-3-(N'-метиламидо-фенил))-карбоксамида)] (13)
Соединение 12 превращали в гадолиниевое производное бензол-1,3,5-трис-[((DO3A-ацетамидо)-3-(N'-метиламидофенил))-карбоксамида)] (13), используя те же условия реакции, которые описаны в синтезе гадолиниевого производного 1,3,5-трис-(N-(DO3A-ацетамидо-N-метил-4-амино-2-метил-фенил)-бензола (7), Пример 2. Структуру подтверждали посредством ЖХ/МС.
Соединение 13 растворяли в плазме крови человека и при 37°С измеряли продольную релаксируемость r1 в следующих полях:
1,5 Т, измеренное значение r1 9,2 мМ1с1;
2,35 Т, измеренное значение r1 9,5 мМ1с1.
На основе измерений, приведенных выше, для поля 3 Т в соответствии со способами, известными в данной области техники, вычислено r1 9,0 мМ 1 с 1.
По сравнению с другими соединениями - МР-контрастными агентами, известными в данной области техники, r1 при 3 Т соединения по изобретению, указанного выше, намного выше. Значения r1 для других МРТ-контрастных агентов при 3 Т в плазме крови человека при 37°С (данные опубликованы в Invest Radiol 2006, Vol.41,213-221):
Multihance™: r1 равна 6,3 мМ1с1,
Magnevist™: r1 равна 3,3 мМ1с1.
Пример 4: Получение 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[(DO3A-(3-ацетамидо-фенил))-N-метилкарбоксамида] (35), соединения формулы (I), и его гадолиниевого производного (36), соединения формулы (II)
4а) Получение 1,3,5-трис-(бромметил)-2,4,6-триметилбензола (25)
К мезитилену 24 (44,5 г, 0,37 моль) и п-формальдегиду (36,6 г, 1,22 моль) добавляли ледяную уксусную кислоту (185 мл) и бромистоводородную кислоту (33% в уксусной кислоте, 260 мл). Суспензию перемешивали в атмосфере аргона и нагревали при 95°С. Через 24 ч реакционную смесь разрушали в воде (150 мл) и интенсивно перемешивали. Образовавшийся осадок отфильтровывали и тщательно промывали водой с получением соединения 25 в виде белого порошка (131,2 г, 89%).
4б) Получение 1,3,5-трис-(ацетоксиметил)-2,4,6-триметилбензола (26)
К соединению 25 (15,0 г, 37,6 ммоль) добавляли NaOAc (17,6 г, 0,21 моль), а затем ледяную уксусную кислоту (350 мл). Реакционный сосуд герметично закрывали резиновой мембраной, которую закрепляли с помощью медной проволоки. Перемешанную реакционную смесь нагревали при 140°С в течение 18 ч, после чего реакционную смесь концентрировали с получением оранжево-коричневого твердого вещества. Твердый остаток суспендировали в воде (250 мл) и экстрагировали дихлорметаном (250 мл). Затем органическую фазу экстрагировали насыщенным водным раствором NaHCO3 (150 мл), а потом водой (150 мл). Затем органическую фазу сушили, используя Na2SO4, и фильтровали. Удаляли растворители, получая оранжевый порошок, который подвергали кристаллизации из изопропанола. Полученные кристаллы отфильтровывали и промывали холодным метанолом, получая триацетат 26 в виде белого порошка (8,3 г, 65%).
4в) Получение 1,3,5-трис-(гидроксиметил)-2,4,6-триметилбензола (27)
К суспензии соединения 26 (15,4 г, 46 ммоль) в этаноле (310 мл) добавляли моногидрат LiOH (7,7 г, 184 ммоль). Реакционную смесь кипятили с обратным холодильником в течение 18 ч, после чего растворители удаляли. Остаток суспендировали в воде (100 мл), отфильтровывали и ополаскивали водой (200 мл), получая 27 в виде белого порошка (9,0 г, 94%).
4г) Получение 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трикарбоновой кислоты (28)
Окислитель приготавливали отдельно: путем порционного добавления оксида хрома (VI) (21,4 г, 214 ммоль) к перемешанному раствору серной кислоты (21,4 мл, 18М). Полученную коричневую суспензию охлаждали на ледяной бане и медленно добавляли воду (64 мл), получая красный раствор. Хромовый реагент по каплям добавляли к охлажденному на ледяной бане раствору соединения 27 (5,0 г, 23,8 ммоль) в ацетоне (278 мл). Реакционную смесь перемешивали при 0°С в течение 20 мин, затем оставляли достигать комнатной температуры на 30 мин, а потом помещали в масляную баню при 30°С на 10 мин. Затем реакционную смесь разрушали в воде (550 мл), трижды экстрагировали эфиром (200 мл), и объединенные органические экстракты промывали водой (200 мл). Органическую фазу сушили с помощью Na2SO4, фильтровали и упаривали с получением неочищенного 28 (4,2 г). Белые кристаллы неочищенного 28 суспендировали в воде (70 мл), и рН доводили до 7 путем добавления NaOH (50 мл, 1М). Полученный светлый раствор пропускали через ионообменную колонку (Dowex 50×8, размеры: D (диаметр): 3 см, L (длина): 7 см) и элюировали водой (150 мл). Элюент лиофилизовали с получением белого порошка, который подвергали кристаллизации в кипящей уксусной кислоте (100 мл). После охлаждения кристаллы отфильтровывали и ополаскивали уксусной кислотой с получением соединения 28 в виде белого порошка (3,2 г, 53%).
4д) Получение хлорангидрида 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-три-карбоновой кислоты (29)
Суспензию 28 (1,0 г, 4,0 ммоль) и PCl5 (8,2 г, 39,4 ммоль) в толуоле (10 мл) кипятили с обратным холодильником. Через 1 ч толуол и избыток PCl5 отгоняли при атмосферном давлении. Затем создавали низкий вакуум (мембранный насос) и отгоняли POCl3, причем температура масляной бани никогда не превышала 155°С. Расплав, который затвердевал при охлаждении (т.пл. (температура плавления): 125°С), оставляли достигать комнатной температуры. Затем неочищенную реакционную смесь растворяли в Et2O (40 мл), фильтровали, а потом концентрировали с получением 29 в виде белого порошка (1,1 г, 94%).
4е) Получение 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[((N-(3-нитрофенил))-карбоксамида)] (31)
Соединение 29 (0,65 г, 2,1 ммоль) и нитроанилин 30 (1,0 г, 7,2 ммоль) растворяли, а потом кипятили с обратным холодильником в CH3CN (15 мл) в атмосфере аргона. Через 3 ч реакционную смесь оставляли охлаждаться и затем по каплям добавляли к интенсивно перемешиваемому водному раствору HCl (500 мл, 1,6М). Образовавшийся осадок отфильтровывали и ополаскивали водой (200 мл). Осадок (1,3 г) обрабатывали ультразвуком в смеси CHCl3/CH3CN (50/1 мл), получая тонкодисперсную суспензию, которую отфильтровывали с получением соединения 31 (0,84 г, 65%).
4ж) Получение 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[(N-метил-N-(3-нитрофенил))-карбоксамида] (32)
Соединение 31 (0,83 г, 1,35 ммоль) растворяли в THF (40 мл) в атмосфере аргона. Гексаметилдисилазид лития (8,2 мл, 1М) добавляли по каплям и через 5 мин добавляли MeI (1 мл, 16,1 ммоль). Через 24 ч реакционную смесь концентрировали и затем суспендировали в H2O (60 мл) путем обработки ультразвуком. Суспензию подкисляли, добавляя HCl (2 мл, 4М), после чего в тонкодисперсной суспензии образовывались более крупные частицы, которые отфильтровывали с получением соединения 32 в виде мелкого оливково-зеленого порошка (0,79 г, 88%).
4з) Получение 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[N-метил-(3-хлорацетамидо-фенил)-карбоксамида] (33)
К соединению 32 (1,0 г, 1,52 ммоль) добавляли гептагидрат FeSO4 (3,8 г, 13,7 ммоль), NH4Cl (2,0 г, 25,5 ммоль) и смесь этанол/вода (60 мл, отношение 4/1). Образовавшуюся суспензию перемешивали при 80°С и добавляли порошок цинка (0,9 г, 13,7 ммоль). Через 2 ч реакционную смесь оставляли охлаждаться и фильтровали суспензию. Фильтрат концентрировали и обрабатывали ультразвуком в ацетонитриле (100 мл) с получением суспензии, которую фильтровали. К фильтрату добавляли хлорацетилхлорид (0,73 мл, 9,1 ммоль), после чего образовалась суспензия. Через 30 мин реакционную смесь фильтровали, и осадок, содержащий смесь моно-, бис- и трис-ацетилированного анилина, растворяли в DMA (диметилацетамид, 25 мл). К раствору добавляли хлорацетилхлорид (1 мл, 12,5 ммоль) и триэтиламин (1 мл, 7,2 ммоль). Через 30 мин два раствора (ацетонитрильный и DMA) объединяли и выливали в воду (750 мл). Образовавшийся осадок отфильтровывали и промывали дополнительным количеством воды с получением соединения 33 (0,82 г, 68%).
4и) Получение 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[((трет-бутиловый эфир DO3A)-(3-ацетоамидофенил))-N-метилкарбоксамида] (34)
Соединение 33 (0,81 г, 1,0 ммоль) и DO3A(трет-Bu)3 (2,1 г, 4,1 ммоль) растворяли в CH3CN (30 мл) и добавляли в атмосфере аргона N,N-диизопропилэтиламин (1,2 мл, 7,3 ммоль). Реакционную смесь кипятили с обратным холодильником в течение 19 ч, после чего растворители удаляли с получением 34 в виде коричневого сиропа, который на следующей стадии использовали без очистки.
4к) Получение 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[(DO3A-(3-ацетамидофенил))-N-метилкарбоксамида] (35)
Соединение 34 (неочищенная реакционная смесь, получаемая из 0,81 г 33) растворяли в муравьиной кислоте (25 мл) и кипятили с обратным холодильником в течение 1 ч, после чего растворитель удаляли с получением соединения 35 в виде коричневого сиропа, который на следующей стадии использовали без очистки.
4 л) Получение гадолиниевого производного 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[(DO3A-(3-ацетамидофенил))-N-метил-карбоксамида] (36)
Неочищенную реакционную смесь, содержащую 35 (получаемую из 0,81 г 33), растворяли в H2O (25 мл), и к перемешиваемой реакционной смеси добавляли при комнатной температуре Gd(ОАс)3 (2,0 г, 6,0 ммоль). КОАс добавляли для доведения рН до 5; периодически подключали вакуум для удаления образующейся уксусной кислоты, и для поддержания реакционного объема добавляли дополнительное количество H2O. Через 24 ч реакционную смесь концентрировали и после препаративной ВЭЖХ получали соединение 36 в виде не совсем белого порошка (0,9 г, 41% после трех стадий).
Соединение 36 растворяли в плазме крови человека и при 37°С измеряли продольную релаксируемость r1 в следующих полях:
0,235 Т, измеренное значение r1 9,3 мМ1с1;
0,47 Т, измеренное значение r1 8,8 мМ1с1;
1,41 Т, измеренное значение r1 7,3 мМ1с1.
На основе измерений, приведенных выше, для поля 3 Т в соответствии со способами, известными в данной области техники, вычислено r1 8,5 мМ 1 с 1.
По сравнению с другими соединениями - МР-контрастными агентами, известными в данной области техники, r1 при 3 Т соединения по изобретению, указанного выше, намного выше. Значения r1 для других МРТ-контрастных агентов при 3 Т в плазме крови человека при 37°С (данные опубликованы в Invest Radiol 2006, Vol.41, 213-221):
Multihance™: r1 равна 6,3 мМ1с1,
Magnevist™: r1 равна 3,3 мМ1с1.
Пример 5: Получение 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[(2-DO3A-пропил)-3-амидофенил]-карбоксамида (39), соединения формулы (I), и его гадолиниевого производного (40), соединения формулы (II)
5а) Получение 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[N-метил-((2-хлорпропил)-3-амидофенил)-карбоксамида)] (37)
К соединению 32 (0,28 г, 0,43 ммоль) добавляли гептагидрат FeSO4 (1,1 г, 4,0 ммоль), NH4Cl (0,5 г, 9,3 ммоль) и смесь этанол/вода (20 мл, отношение 4/1). Образовавшуюся суспензию перемешивали при 80°С и добавляли порошок цинка (0,25 г, 3,8 ммоль). Через 1,5 ч реакционную смесь оставляли охлаждаться и фильтровали суспензию. Фильтрат концентрировали и обрабатывали ультразвуком в ацетонитриле (20 мл) с получением суспензии, которую фильтровали и разбавляли дополнительным количеством ацетонитрила (20 мл). Добавляли 2-пропионилхлорид (0,42 мл, 4,3 ммоль), после чего образовалась суспензия. Добавляли триэтиламин (0,5 мл, 3,6 ммоль). Через 30 мин реакционную смесь концентрировали и выливали в воду (75 мл). Образовавшийся осадок обрабатывали ультразвуком, отфильтровывали и промывали дополнительным количеством воды с получением соединения 37 (0,25 г, 70%).
5б) Получение 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[N-метил-((2-(трет-бутиловый эфир DO3A)-пропил)-3-амидофенил)-карбоксамида)] (38)
Соединение 37 (0,21 г, 0,25 ммоль) и DO3A (трет-Bu)3 (0,52 г, 1,0 ммоль) растворяли в CH3CN (8 мл) и добавляли в атмосфере аргона N,N-диизопропилэтиламин (0,3 мл, 1,8 ммоль). Реакционную смесь кипятили с обратным холодильником в течение 72 ч, после чего растворители удаляли с получением 38 в виде коричневого сиропа, который на следующей стадии использовали без очистки.
5в) Получение 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[N-метил-((2-DO3A-пропил)-3-амидофенил)-карбоксамида)] (39)
Соединение 38 (неочищенная реакционная смесь, получаемая из 0,21 г 37) растворяли в муравьиной кислоте (8 мл) и кипятили с обратным холодильником в течение 1 ч, после чего растворитель удаляли с получением соединения 39 в виде коричневого сиропа, который на следующей стадии использовали без очистки.
5 г) Получение гадолиниевого производного 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[N-метил-((2-DO3A-пропил)-3-амидофенил)-карбоксамида)] (40)
Неочищенную реакционную смесь, содержащую 39 (получаемую из 0,21 г 37), растворяли в Н2О (10 мл), и к перемешиваемой реакционной смеси добавляли при комнатной температуре Gd(ОАс)3 (0,5 г, 1,5 ммоль). Для доведения рН до 5 добавляли КОАс. Через 24 ч реакционную смесь концентрировали и после препаративной ВЭЖХ получали соединение 40 в виде белого порошка. Эту партию объединяли со второй партией, получая 0,43 г (17% после трех стадий из 0,96 г 37).
Соединение 40 растворяли в плазме крови человека и при 37°С измеряли продольную релаксируемость r1 в следующих полях:
0,235 Т, измеренное значение r1 10,1 мМ1с1;
0,47 Т, измеренное значение r1 8,6 мМ1с1;
1,41 Т, измеренное значение r1 9,1 мМ1с1.
На основе измерений, приведенных выше, для поля 3 Т в соответствии со способами, известными в данной области техники, вычислено r1 9 мМ 1 с 1.
По сравнению с другими соединениями - МР-контрастными агентами, известными в данной области техники, r1 при 3 Т соединения по изобретению, указанного выше, намного выше. Значения r1 для других МРТ-контрастных агентов при 3 Т в плазме крови человека при 37°С (данные опубликованы в Invest Radiol 2006, Vol.41, 213-221):
Multihance™: r1 равна 6,3 мМ1с1,
Magnevist™: r1 равна 3,3 мМ1с1.
Пример 6: Получение 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[N-метил-[(DO3A-(3-ацетамидофенил))-N-метил-карбоксамида] (42), соединения формулы(I), и его гадолиниевого производного (43), соединения формулы (II)
6а) Получение 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[N-метил-((2-(трет-бутиловый эфир DO3A)-пропил)-3-(N'-метил-амидофенил))-карбоксамида)] (41)
Неочищенное соединение 34 (получаемое из 0,50 г 33) суспендировали в THF (20 мл) путем обработки ультразвуком. Добавляли MeI (0,5 мл, 7,5 ммоль), а затем NaH (60% в минеральном масле, 0,15 г, 3,8 ммоль). Через 30 мин реакционную смесь разбавляли THF (100 мл) и добавляли дополнительные количества MeI (0,5 мл, 7,5 ммоль) и NaH (60%, 0,15 г, 7,5 ммоль). Через 1 ч добавляли дополнительное количество NaH (60%, 0,15 г, 7,5 ммоль). Через 2 ч реакционную смесь концентрировали с получением коричневой пены, к которой добавляли водный раствор НСООН (0,1%, 100 мл). С помощью механического
растирания и обработки ультразвуком получали тонкодисперсную суспензию, которую разбавляли CH2Cl2 (100 мл) и экстрагировали. Органическую фазу промывали водой (100 мл) и затем сушили с помощью MgSO4, фильтровали и концентрировали с получением 1,6 г 41 в виде мелкого коричневатого порошка, который использовали на следующей стадии без дополнительной очистки.
6б) Получение 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[N-метил-((2-DO3A-пропил)-3-(N'-метил-амидофенил))-карбоксамида)] (42)
Соединение 41 (неочищенная реакционная смесь, получаемая из 0,50 г 37) растворяли в муравьиной кислоте (20 мл) и кипятили с обратным холодильником в течение 90 мин, после чего растворитель удаляли с получением соединения 42 в виде коричневого сиропа, который на следующей стадии использовали без очистки.
6в) Получение гадолиниевого производного 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[N-метил-((2-DO3A-пропил)-3-(N'-метил-амидофенил))-карбоксамида)] (43)
Неочищенную реакционную смесь, содержащую 42 (получаемую из 0,50 г 37), растворяли в H2O (20 мл) и при комнатной температуре добавляли Са(ОАс)3
(1,3 г, 3,9 ммоль). Для доведения рН до 4 добавляли КОАс. Через 2 ч реакционную смесь промывали CH2Cl2 (30 мл) и водную фазу фильтровали (PALL, 0,45 мкм PTFE ACRODISC CR) с получением прозрачного коричневатого раствора. Раствор концентрировали и после препаративной ВЭЖХ получали соединение 43 в виде не совсем белого порошка (0,53 г, 38% после четырех стадий).
Соединение 43 растворяли в плазме крови человека и при 37°С измеряли продольную релаксируемость r1 в следующих полях:
0,235 Т, измеренное значение r1 12 мМ1с1;
0,47 Т, измеренное значение r1 10,6 мМ1с1;
1,41 Т, измеренное значение r1 9 мМ1c1.
На основе измерений, приведенных выше, для поля 3 Т в соответствии со способами, известными в данной области техники, вычислено r1 8,2 мМ 1 с 1.
По сравнению с другими соединениями - МР-контрастными агентами, известными в данной области техники, r1 при 3 Т соединения по изобретению, указанного выше, намного выше. Значения r1 для других МРТ-контрастных агентов при 3 Т в плазме крови человека при 37°С (данные опубликованы в Invest Radiol 2006, Vol.41,213-221):
Multihance™: r1 равна 6,3 мМ1с1,
Magnevist™; r1 равна 3,3 мМ1с1.
Пример 7: Получение 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[N-метил-((2-DO3A-пропил)-3-(N'-метиламидофенил))карбоксамида)] (45), соединения формулы (I), и его гадолиниевого производного (46), соединения формулы (II)
7а) Получение 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[N-метил-((2-(трет-бутиловый эфир DO3A)-пропил)-3-(N'-метил-амидофенил))-карбоксамида)] (44)
К соединению 38 (неочищенная реакционная смесь, получаемая из 0,45 г 37) добавляли THF (70 мл) и DMA (5 мл); обработка ультразвуком привела к желтоватому раствору с осадком. Реакционную смесь перемешивали в атмосфере аргона и добавляли MeI (0,4 мл, 6,4 ммоль), а затем NaH (60%, 0,13 г, 3,3 ммоль). Через 120 мин добавляли дополнительные количества MeI (0,4 мл, 6,4 ммоль) и NaH (60%, 0,13 г, 3,3 ммоль). Через 150 мин добавляли дополнительное количество NaH (60%, 0,13 г, 3,3 ммоль). Через 200 мин реакционную смесь концентрировали и растворяли в дихлорметане (200 мл). Органическую фазу экстрагировали НСООН (0,5%, 200 мл), затем водой (200 мл), сушили с помощью MgSO4, фильтровали и концентрировали. Неочищенную реакционную смесь использовали на следующей стадии без дополнительной очистки.
7б) Получение 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис-[N-метил-((2-DO3A-пропил)-3-(N'-метил-амидофенил))-карбоксамида)] (45)
К соединению 44 (неочищенная реакционная смесь, получаемая, из 0,45 г 37), растворенному в дихлорметане (25 мл), в атмосфере аргона добавляли TFA (10 мл). Реакционную смесь кипятили с обратным холодильником в течение 3 ч, после чего растворители удаляли с получением соединения 45 в виде коричневого сиропа, который на следующей стадии использовали без очистки.
7в) Получение гадолиниевого производного 2,4,6-триметилбензол-1,3,5-трис[N-метил-((2-DO3A-пропил)-3-(N'-метил-амидофенил))-карбоксамида)] (46)
Неочищенную реакционную смесь, содержащую 45 (получаемую из 0,45 г 37), растворяли в H2O (40 мл) и к перемешиваемой реакционной смеси при комнатной температуре добавляли Gd(OAc)3 (1,0 г, 3,0 ммоль). Для доведения рН до 5 добавляли КОАс. Через 24 ч реакционную смесь концентрировали и после препаративной ВЭЖХ получали соединение 46 в виде белого порошка (0,17 г, 14% после четырех стадий).
Соединение 46 растворяли в плазме крови человека и при 37°С измеряли продольную релаксируемость r1 в следующих полях:
0,235 Т, измеренное значение r1 10,9 мМ1с1;
0,47 Т, измеренное значение r1 10,1 мМ1с1;
1,41 Т, измеренное значение r1 8,9 мМ1с1.
На основе измерений, приведенных выше, для поля 3 Т в соответствии со способами, известными в данной области техники, вычислено r1 9 мМ 1 с 1.
По сравнению с другими соединениями - МР-контрастными агентами, известными в данной области техники, r1 при 3 Т соединения по изобретению, указанного выше, намного выше. Значения r1 для других МРТ-контрастных агентов при 3 Т в плазме крови человека при 37°С (данные опубликованы в Invest Radiol 2006, Vol.41, 213-221):
Multihance™: r1 равна 6,3 мМ1с1,
Magnevist™: r1 равна 3,3 мМ1с1.
Пример 8: Получение 2,7,12-трис-(DOTA-амидо)-5,5',10,10',15,15'-гексакис-метоксиметил)-труксена (51), соединения формулы (I), и его гадолиниевого производного (52), соединения формулы (II)
8а) Получение 5,5',10,10',15,15'-гексакис(метоксиметил)труксена (48)
Соединение 47 (5 г, 14,6 ммоль) растворяют в THF (100 мл) и затем охлаждают до -70°С в атмосфере азота. Затем добавляют н-бутиллитий (22 мл, 2М в циклогексане), и реакционную смесь оставляют достигать температуры окружающей среды. Затем добавляют хлорметилметиловый эфир (3,66 мл, 48,2 ммоль), и реакционную смесь перемешивают при температуре окружающей среды в течение 2 ч. Потом реакционную смесь экстрагируют рассолом и дихлорметаном. Органическую фазу сушат и концентрируют. Остаток растворяют в THF (100 мл) и затем охлаждают до -70°С в атмосфере азота. Затем добавляют н-бутиллитий (22 мл, 2М в циклогексане), и реакционную смесь оставляют достигать температуры окружающей среды. Потом добавляют хлорметилметиловый эфир (3,66 мл, 48,2 ммоль), и реакционную смесь перемешивают при температуре окружающей среды в течение 2 ч. После этого реакционную смесь экстрагируют рассолом и дихлорметаном. Органическую фазу сушат и концентрируют с получением соединения 48 (8,8 г, 14,6 ммоль).
8б) Получение 2,7,12-тринитро-5,5',10,10',15,15'-гексакис(метоксиметил)-труксена (49)
Соединение 48 (8,8 г, 14,6 ммоль) медленно добавляют к охлаждаемой льдом смеси дымящей HNO3 (50 мл) и уксусного ангидрида (8,3 мл, 88 ммоль). Специально следят за тем, чтобы температура никогда не превышала 5°С. Затем реакционную смесь вливают в смесь лед-вода, и отфильтровывают осадок, получая соединение 49.
8в) Получение 2,7,12-триамино-5,5',10,10',15,15'-гексакис(метоксиметил)-труксена (50)
Соединение 49 (10,8 г, 14,6 ммоль) растворяют в THF (100 мл) и добавляют Pd/C (3 г, 10%). Реакционную смесь обрабатывают молекулярным водородом в реакторе высокого давления при 10 бар (1000 кПа) при интенсивном перемешивании. Через 3 ч реакционную смесь фильтруют и концентрируют с получением соединения 50.
8 г) Получение 2,7,12-трис-(DOTA-амидо)-5,5',10,10',15,15'-гексакис(метоксиметил)труксена (51)
4,7,10-Трикарбоксиметил-трет-бутиловый эфир 1,4,7,10-тетраазациклододекан-1-ацетата (DOTA(трет-Bu)3) (33,7 г, 48,2 ммоль), который получают, как описано Heppeler, А в Chem. Eur. J. 1999, 5, 1974-1981, HATU (гексафторфосфат O-(7-азабензотриазол-1-ил)-1,1,3,3-тетраметилурония) (18,3 мл, 48,2 ммоль), и DIPEA ((N,N'-диизопропилэтиламин) (8,2 мл, 48,2 ммоль) преинкубируют в DMF (500 мл). Через 10 мин добавляют соединение 50 (9,5 г, 14,6 ммоль) и DIPEA (8,1 мл, 48,2 ммоль) в растворе в DMF (100 мл). Реакционную смесь перемешивают в течение 3 ч, а затем разбавляют водой и экстрагируют этилацетатом. Органическую фазу сушат, концентрируют и растворяют в муравьиной кислоте (100 мл). Полученный раствор кипятят с обратным холодильником в течение 1 ч и затем концентрируют с получением соединения 51.
8д) Получение гадолиниевого производного 2,7,12-трис(DOTA-амидо)-5,5',10,10',15,15'-гексакис(метоксиметил)труксена (52)
Соединение 51 (26,4 г, 14,6 ммоль) растворяют в воде и добавляют Gd(OAc)3 (16,1 г, 48,2 ммоль). Через 24 ч реакционную смесь концентрируют и подвергают очистке препаративной ВЭЖХ с получением соединения 52.
Исходные компоненты смешивают с получением водной композиции, которую загружают во флакон(ы).
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ХЕЛАТЫ МАРГАНЦА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В КАЧЕСТВЕ КОНТРАСТНЫХ АГЕНТОВ В МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ (MPB) | 2010 |
|
RU2561718C2 |
| СИНТЕЗ ПРОИЗВОДНЫХ ЦИКЛЕНА | 2006 |
|
RU2405776C2 |
| Хелатные соединения марганца на основе тетраазабицикло-макроцикла, подходящие в качестве визуализирующих агентов для MRI | 2017 |
|
RU2769699C2 |
| КОНТРАСТНЫЙ АГЕНТ, НАЦЕЛЕННЫЙ НА РЕЦЕПТОР УРОКИНАЗНОГО АКТИВАТОРА ПЛАЗМИНОГЕНА | 2005 |
|
RU2394837C2 |
| Бифункциональные цитотоксические агенты, содержащие CTI фармакофор | 2016 |
|
RU2682645C1 |
| КАСКАДНЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ, ИСХОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 1996 |
|
RU2166501C2 |
| УЛУЧШЕННЫЕ ХЕЛАТНЫЕ КОНЪЮГАТЫ | 2002 |
|
RU2298012C2 |
| КОМПЛЕКСЫ КАСКАДНЫХ ПОЛИМЕРОВ, СОДЕРЖАЩЕЕ ИХ ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ КОНТРАСТНОЕ СРЕДСТВО И ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ | 1996 |
|
RU2197495C2 |
| РАДИКАЛЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В КАЧЕСТВЕ ПАРАМАГНИТНЫХ АГЕНТОВ В ПРОЦЕССЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ ЯДЕР | 2005 |
|
RU2374253C2 |
| Бифункциональные цитотоксические агенты | 2015 |
|
RU2669807C2 |
Изобретение относится к соединению формулы (II), состоящему из ядра и групп -R-L-X', присоединенных к указанному ядру,
.
При этом А означает ароматическое кольцо, выбранное из [1,3,5]триазинан-2,4,6-трионового кольца или бензольного кольца, возможно замещенного одним или более C1-С3-алкилом; R означает остаток бензольного кольца, возможно замещенного C1-С3-алкилом, и R может быть присоединен к А посредством группировки формулы (IIIb):
где Rb означает C1-С3-алкил; L означает линкерную группировку -CZ1Z2-CO-N(Rb)-*; где * означает присоединение R к указанной линкерной группировке, Z1 и Z2 представляют собой водород, или Z1 представляет собой водород и Z2 представляет собой метил, и Rb представляет собой Н или C1-С3-алкил; X' означает парамагнитный хелат, состоящий из хелатора Х и парамагнитного иона металла М, где Х представляет собой остаток 1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7-триуксусной кислоты (DO3A), М представляет собой Gd3+; n означает 3. В случае, когда А означает бензольное кольцо, R может представлять собой циклическую группировку, конденсированную с ядром А, что соответствует следующей формуле:
где Qa означает С(Rc)2, и Rc представляет собой СН2ОСН3; L и X' имеют значения, указанные выше. Также предложены композиция, применение композиции, соединение формулы (I), способ получения соединения формулы (I) (варианты) и способ получения соединения формулы (II). Технический результат - получение соединений, которые хорошо функционируют в качестве МР контрастных агентов в сильных магнитных полях. 8 н.п. ф-лы.
1. Соединение формулы (II), состоящее из ядра и групп -R-L-X', присоединенных к указанному ядру,
где А означает ароматическое кольцо, выбранное из [1,3,5]триазинан-2,4,6-трионового кольца или бензольного кольца, возможно замещенного одним или более C1-С3-алкилом;
R означает остаток бензольного кольца, возможно замещенного C1-С3-алкилом, и R может быть присоединен к А посредством группировки формулы (IIIb)
где Rb означает C1-С3-алкил;
L означает линкерную группировку -CZ1Z2-CO-N(Rb)-*;
где * означает присоединение R к указанной линкерной группировке, Z1 и Z2 представляют собой водород, или Z1 представляет собой водород и Z2 представляет собой метил, и Rb представляет собой Н или C1-С3-алкил;
X' означает парамагнитный хелат, состоящий из хелатора Х и парамагнитного иона металла М,
где X представляет собой остаток 1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7-триуксусной кислоты (DO3A), M представляет собой Gd3+;
n означает 3;
или в случае, когда А означает бензольное кольцо, R может представлять собой циклическую группировку, конденсированную с ядром А, что соответствует следующей формуле (X):
где Qa означает C(Rc)2, и Rc представляет собой СН2ОСН3; L и X' имеют значения, указанные выше.
2. Композиция для применения в качестве агента в МР(магнитно-резонансной)-томографии или в качестве агента в МР-спектроскопии, содержащая соединение по п.1 и по меньшей мере один физиологически приемлемый носитель.
3. Применение композиции по п.2 в качестве контрастного агента в МР-томографии или в качестве агента в МР-спектроскопии.
4. Соединения формулы (I), состоящие из ядра и групп -R-L-X, присоединенных к указанному ядру,
где А означает ароматическое кольцо, выбранное из [1,3,5]триазинан-2,4,6-трионового кольца или бензольного кольца, возможно замещенного одним или более C1-С3-алкилом;
R означает остаток бензольного кольца, возможно замещенного C1-С3-алкилом, и R может быть присоединен к А посредством группировки формулы (IIIb)
где Rb означает C1-С3-алкил;
L означает линкерную группировку -CZ1Z2-CO-N(Rb)-*;
где * означает присоединение R к указанной линкерной группировке, Z1 и
Z2 представляют собой водород, или Z1 представляет собой водород и Z2 представляет собой метил, и Rb представляет собой Н или C1-С3-алкил;
Х означает хелатор, представляющий собой остаток 1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7-триуксусной кислоты (DO3A);
n означает 3;
или в случае, когда А означает бензольное кольцо, R может представлять собой циклическую группировку, конденсированную с ядром А, что соответствует следующей формуле (IX):
где Qa означает С(Rc)2, и Rc представляет собой СН2ОСН3; L и Х имеют значения, указанные выше.
5. Способ получения соединений по п.4, включающий
а) применение в качестве первого строительного блока ядра А, которое замещено реакционноспособными группами, предусматривающими присоединение R;
б) взаимодействие R или его предшественника с указанным первым строительным блоком с образованием второго строительного блока, состоящего из ядра А и R;
в) взаимодействие L или его предшественника с указанным вторым строительным блоком с образованием третьего строительного блока, состоящего из ядра А, R и L; и
г) взаимодействие Х или его предшественника с указанным третьим строительным блоком.
6. Способ получения соединений по п.4, включающий
а) применение первого строительного блока, состоящего из ядра А и R, конденсированных с А или присоединенных к А, где R замещен реакционноспособными группами, предусматривающими присоединение L;
б) взаимодействие L или его предшественника с указанным первым строительным блоком с образованием второго строительного блока, состоящего из ядра А, R и L, и
в) взаимодействие Х или его предшественника с указанным вторым строительным блоком.
7. Способ получения соединений по п.4, включающий
а) тримеризацию мономера, содержащего группировку, которая после тримеризации образует А, причем указанный мономер дополнительно содержит R, содержащий реакционноспособную группировку или ее предшественник, предусматривающие присоединение L или его предшественника, с образованием промежуточного соединения;
б) взаимодействие L или его предшественника с указанным промежуточным соединением; и
в) взаимодействие Х или его предшественника с реакционным продуктом стадии б).
8. Способ получения соединений по п.1, включающий осуществление любого из способов по пп.5-7 и осуществление последующей стадии, включающей комплексообразование реакционного продукта любого из указанных способов по пп.5-7 с парамагнитным ионом металла Gd3+.
| RANGANATHAN R.S | |||
| New multimeric magnetic resonance imaging agents | |||
| Investigative radiology, 1998, vol.33, №11, p.779-797 | |||
| Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
| Импульсный источник питания для электрических методов обработки | 1974 |
|
SU543482A1 |
| FR 2856689 A1, 31.12.2004 | |||
| АГЕНТЫ ДЛЯ КРОВЯНОГО ДЕПО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ С ПОМОЩЬЮ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА | 1999 |
|
RU2250765C2 |
