多巴胺受体显像剂18F-Fethypride的合成、放射性标记及生物分布

Vol.35高等学校化学学报No.32014年3月摇摇摇摇摇摇CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES摇摇摇摇摇摇499~504摇摇doi:10.7503/cjcu20131061多巴胺受体显像剂18F鄄Fethypride的合成、放射性标记及生物分布李英华1,王摇斌2,关摇锋1,代玉银1,林承赫1,陆景彬3,林英杰2(1.吉林大学第一医院,长春130021;2.吉林大学化学学院,3.物理学院,长春130012)摘要摇以香草酸甲酯为原料,经过7步反应合成了前体化合物(S)鄄3鄄[5鄄{(1鄄乙基鄄2鄄吡咯烷基)甲基胺甲基}鄄2,3鄄二甲氧基苯基]丙基鄄4鄄甲基苯磺酸酯,采用NMR和HRMS对其进行了表征;通过18F标记合成了新型高亲和力的多巴胺受体显像剂18F鄄(S)鄄N鄄{(1鄄乙基2鄄吡咯烷基)甲基}鄄3鄄(3鄄氟丙基)鄄4,5鄄二甲氧基苯甲酰胺(18F鄄Fethypride).该显像剂的合成时间为35min,放化产率为(36郾8依1郾4)%(n=6),放化纯度经HPLC法检测为99%,TLC法检测为100%,无菌实验、鲎试剂检测、K2郾2郾2含量检测和急性毒性实验均合格.纹状体/小脑(Str/Cer)比值90min达到最高(10郾68依0郾35),可作为多巴胺受体显像剂用于诊断神经系统疾病.关键词摇多巴胺受体显像剂;18F放射性标记;生物分布中图分类号摇O628郾5+1摇摇摇摇文献标志码摇A收稿日期:2013鄄11鄄01.基金项目:国家卫生部吴阶平医学基金(批准号:320郾6750郾07127)资助.联系人简介:林承赫,男,博士,教授,主要从事核医学研究.E鄄mail:linchh1967@163郾com多巴胺受体显像剂是对多巴胺受体的拮抗剂或激动剂进行适当的结构改造或修饰,用放射性核素标记后与脑内多巴胺受体特异性结合,从而显示受体的数量、部位以及活性.研究[1,2]表明,多种神经系统疾病与多巴胺受体密切相关.常用的多巴胺受体显像剂18F鄄Fallypride属于苯甲酰胺类化合物,对多巴胺受体选择性好、亲和力强[3,4].制备18F鄄Fallypride的起始原料是3鄄甲氧基水杨酸甲酯,其中氟烷基链先通过烯丙基醚的Claisen重排引入到酚羟基的对位,然后经一系列转变得到18F鄄Fallypride[5].如果通过Claisen重排将烯丙基引入酚羟基的邻位,可得到一类与18F鄄Fallypride结构不同的新型放射性标记化合物18F鄄(S)鄄N鄄{(1鄄乙基2鄄吡咯烷基)甲基}鄄3鄄(3鄄氟丙基)鄄4,5鄄二甲氧基苯甲酰胺[即18F鄄(S)鄄N鄄{(1鄄ethylpyrrolidin鄄2鄄yl)methyl}鄄3鄄(3鄄fluropropyl)鄄4,5鄄dimethoxybenzamid],简称18F鄄Fethyp鄄ride.基于此,本文以廉价易得的香草酸甲酯为原料,经过7步反应以20郾9%的总收率合成了前体化合物(S)鄄3鄄[5鄄{(1鄄乙基鄄2鄄吡咯烷基)甲基胺甲基}鄄2,3鄄二甲氧基苯基]丙基鄄4鄄甲基苯磺酸酯,再通过18F标记合成了放射性化合物18F鄄Fethypride,并对其进行了质量控制和体内生物分布实验[6].1摇实验部分1.1摇试剂与仪器香草酸甲酯(萨恩化学技术上海有限公司);烯丙基溴、硼烷四氢呋喃络合物、4鄄二甲氨基吡啶、对甲基苯磺酰氯和四正丁基氟化铵四氢呋喃溶液(阿拉丁试剂上海有限公司);(S)鄄1鄄乙基鄄2鄄胺甲基吡咯烷(上海笛柏化学品技术有限公司);氨基聚醚(K2郾2郾2)和碳酸钾(Sigma公司);其它试剂均为分析纯,所用溶剂均采用标准方法纯化.Mercury鄄300BB300MHz核磁共振波谱仪(美国Varian公司);1290MicrOTOFQ域液相色谱鄄高分辨质谱联用仪(美国Bruker公司);X鄄6型显微熔点测定仪(北京泰克仪器有限公司);HM鄄12型回旋加速器和18F鄄FDG自动合成模块(日本住友公司);1200SeriesHPLC高效液相色谱仪(美国Agilent公司);MiniGitaStarTLC薄层扫描仪(德国Raytest公司).1.2摇化学合成和放射性标记18F鄄Fethypride和19F鄄Fethypride的合成路线如Scheme1所示.Scheme1摇Syntheticroutesof18F鄄Fethyprideand19F鄄Fethypride1.2.1摇3鄄甲氧基鄄4鄄烯丙基醚鄄苯甲酸甲酯(2)的制备摇参考文献[7]方法制得10g白色晶体2,收率90%.HRMS(ESI)(C12H15O4计算值),m/z:223郾0959(223郾0959)[M+H]+.1.2.2摇3鄄甲氧基鄄4鄄羟基鄄5鄄烯丙基苯甲酸甲酯(3)的制备摇参考文献[8]方法制得8郾5g白色晶体3,收率85%.HRMS(ESI)(C12H15O4计算值),m/z:223郾0965(223郾0959)[M+H]+.1.2.3摇3,4鄄二甲氧基鄄5鄄烯丙基苯甲酸甲酯(4)的制备摇参考文献[7]方法制得7郾65g浅黄色油状液体4,收率90%.1HNMR(300MHz,CDCl3),啄:7郾51(d,J=2郾0Hz,1H),7郾47(d,J=2郾0Hz,1H),6郾03~5郾89(m,1H),5郾09(t,J=1郾5Hz,1H),5郾04(dq,J=7郾3,1郾6Hz,1H),3郾90(s,3H),3郾89(s,3H),3郾86(s,3H),3郾43(t,J=1郾4Hz,1H),3郾41(t,J=1郾4Hz,1H);13CNMR(75MHz,CDCl3),啄:166郾88,152郾48,151郾15,136郾71,133郾82,125郾48,124郾07,116郾09,111郾62,60郾75,55郾91,52郾13,34郾17;HRMS(ESI)(C13H17O4计算值),m/z:237郾1121(237郾1123)[M+H]+.1.2.4摇3,4鄄二甲氧基鄄5鄄(3鄄羟丙基)苯甲酸甲酯(5)的制备摇参考文献[9]方法制得6郾1g浅黄色油状液体5,收率75%.1HNMR(300MHz,CDCl3),啄:7郾52(d,J=2郾0Hz,1H),7郾45(d,J=2郾0Hz,1H),3郾91(s,3H),3郾89(s,3H),3郾86(s,3H),3郾59(t,J=6郾2Hz,2H),2郾76(t,J=7郾4Hz,2H),1郾95~1郾79(m,2H),1郾77(s,2H);13CNMR(75MHz,CDCl3),啄:166郾91,152郾31,151郾16,135郾31,125郾58,124郾05,111郾34,61郾63,60郾84,55郾87,52郾16,33郾32,25郾91;HRMS(ESI)(C13H19O5计算值),m/z:255郾1227(255郾1229)[M+H]+.1.2.5摇3,4鄄二甲氧基鄄5鄄(3鄄羟丙基)苯甲酸(6)的制备摇参考文献[10]方法制得2郾7g白色固体6,收率90%.m.p.91~92益.1HNMR(300MHz,CDCl3),啄:7郾62(d,J=2郾0Hz,1H),7郾52(d,J=2郾0Hz,1H),3郾63(t,J=6郾2Hz,2H),2郾78(t,J=7郾4Hz,2H),1郾95~1郾81(m,2H);13CNMR(75MHz,CDCl3),啄:171郾06,152郾35,151郾76,135郾40,125郾05,124郾85,111郾85,61郾74,60郾90,55郾91,33郾11,26郾02;HRMS(ESI)(C12H17O5计算值),m/z:241郾1071(241郾1073)[M+H]+.1.2.6摇(S)鄄(-)鄄N鄄[(1鄄乙基鄄2鄄吡咯烷基)甲基]鄄3,4鄄二甲基鄄5鄄(3鄄羟丙基)苯甲酰胺(7)的制备摇取2郾5g(10郾4mmol)化合物6、1郾33g(S)鄄(-)鄄2鄄氨甲基鄄1鄄乙基吡咯烷和2郾54g4鄄二甲氨基吡啶溶于005高等学校化学学报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇Vol.35摇100mL二氯甲烷中,冷却至0益,搅拌15min后,加入2郾15gN,N忆鄄二环己基碳二亚胺,0益下搅拌3h,然后升至室温搅拌24h.过滤,滤液用水洗涤,有机层用无水硫酸镁干燥,过滤,经浓缩柱色谱分离得1郾82g黄色油状液体7,收率50%.1HNMR(300MHz,CDCl3),啄:7郾31(d,J=2郾0Hz,1H),7郾13(d,J=1郾9Hz,1H),6郾86(s,1H),3郾91(s,3H),3郾86(s,3H),3郾67(ddd,J=13郾7,7郾2,3郾3Hz,1H),3郾59(t,J=6郾1Hz,2H),3郾36~3郾17(m,2H),2郾93~2郾81(m,1H),2郾76(t,J=7郾3Hz,2H),2郾37~2郾15(m,3H),2郾00~1郾91(m,1H),1郾90~1郾81(m,2H),1郾81~1郾57(m,3H),1郾14(t,J=7郾2Hz,3H);13CNMR(75MHz,CDCl3),啄:167郾41,152郾38,149郾55,135郾20,130郾09,120郾31,109郾61,62郾79,61郾27,60郾51,55郾64,53郾53,48郾50,41郾35,33郾27,27郾98,26郾17,22郾87,13郾71;HRMS(ESI)(C19H31N2O4计算值),m/z:351郾2278(351郾2277)[M+H]+.1.2.7摇(S)鄄3鄄[5鄄{(1鄄乙基鄄2鄄吡咯烷基)甲基胺甲酰基}鄄2,3鄄二甲氧基苯基]丙基4鄄甲基苯磺酸酯(8)的制备摇取1郾8g(5郾1mmol)化合物7溶于100mL二氯甲烷中,冷却至0益,加入0郾97g对甲基苯磺酰氯和0郾41g吡啶,0益下搅拌1h,然后升至室温直至原料消失,经柱色谱分离得2郾32g黄色油状液体8,收率90%.1HNMR(300MHz,CDCl3),啄:7郾81~7郾72(m,1H),7郾38~7郾29(m,3H),7郾09(d,J=2郾0Hz,1H),6郾89(s,1H),4郾01(t,J=6郾1Hz,1H),3郾89(s,3H),3郾81(s,3H),3郾75~3郾64(m,1H),3郾35~3郾15(m,2H),2郾95~2郾79(m,1H),2郾70(t,J=7郾3Hz,3H),2郾44(s,3H),2郾35~2郾12(m,2H),2郾0~1郾82(m,3H),1郾80~1郾59(m,3H),1郾13(t,J=7郾2Hz,3H);13CNMR(75MHz,CDCl3),啄:167郾39,152郾70,149郾78,143郾51,133郾74,133郾03,130郾50,129郾91,127郾88,120郾36,110郾35,69郾82,62郾65,60郾66,55郾87,53郾69,48郾41,41郾71,29郾34,28郾53,26郾32,22郾98,21郾68,14郾07;HRMS(ESI)(C26H37N2O6S计算值),m/z:505郾2367(505郾2370)[M+H]+.1.2.8摇标记物18F鄄Fethypride(9)的制备摇由HM鄄12回旋加速器产生的18F离子经QMA阴离子交换柱吸附后,用0郾7mLK2郾2郾2(22mg)的乙腈溶液与0郾2mLK2CO3(5郾8mg)的水溶液混合洗脱,洗脱液收集入反应瓶中,经除水、除乙腈后加入溶解于无水乙腈的6mg前体化合物,于98益反应20min,冷却,加入3mL水混合,再经乙醇活化的C18柱和铝柱纯化,用2mL乙醇将C18柱上的产物洗脱至收集瓶,加入适量生理盐水,将乙醇浓度稀释至10%(体积分数),最后用无菌滤膜过滤,得放射性终产物18F鄄Fethypride[11].1.3摇18F鄄Fethypride的质量控制1.3.1摇澄清度及pH值检测摇肉眼观察溶液是否澄清透明,有无杂质;用pH试纸检测pH值.1.3.2摇放射化学纯度检测摇用高效