DE19949237B4

DE19949237B4 - Vorstufenverbindung für Radiodiagnostika und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Publication number: DE19949237B4
Application number: DE19949237A
Authority: DE
Inventors: Steffen Dr. Sichler; Andreas Dr. Kluge
Original assignee: ABX Advanced Biochemical Compounds GmbH
Current assignee: ABX Advanced Biochemical Compounds GmbH
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 1999-10-13
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2019-10-14
Also published as: WO2001027122A1; DE19949237A1; JP2003511457A; AU1024901A; EP1232164A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Vorstufenverbindung für ein Radiodiagnostikum, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer Verbindung der allgemeinen Formel

in der die Halogenmethylgruppe in m- oder p-Stellung zur Gruppe OR steht, Hal einen Chlorrest oder Bromrest bedeutet, R eine Hydroxylschutzgruppe und R³ ein Wasserstoffrest oder Jodrest ist, der immer vicinal zur Halogenmethylgruppe steht, und R⁴ ein Wasserstoffrest oder eine Hydroxyl liefernde Schutzgruppe ist
ein Enolat eines chiralen Glycin-Auxiliars alkyliert,
wenn R₃ ein Wasserstoffrest ist, im Alkylierungsprodukt diesen durch einen Jodrest substituiert und
anschließend dehalometalliert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vorstufenverbindungen für Radiodiagnostika auf der Basis von Tyrosin und dessen Derivaten, die Vorstufenverbindungen und deren Umsetzung zu einem Radiodiagnostikum für die Positronen-Emissions-Tomographie (PET).
Die Positronen-Emissions-Tomographie ist ein nuklearmedizinisches Bildgebungsverfahren, das in der Arzneimittelforschung und der medizinischen Diagnostik eingesetzt wird. Hauptanwendungsgebiete sind die Tumordiagnostik, Nervenheilkunde und Kardiologie. Durch das Verfahren werden physiologische und biochemische Funktionen auf zellulärer Ebene sichtbar gemacht. Die Positronen-Emissions-Tomographie erlaubt die quantitative Messung physiologischer und pathologischer Körperfunktionen am lebenden Menschen. Als Radiodiagnostika zum Sichtbarmachen von Körperfunktionen im lebenden Menschen bedient sich dieses Verfahren sogenannter PET-Tracer, deren radioaktive Eigenschaften die Grundlage der Detektion mittels einer PET-Kamera sind. Die chemischen Eigenschaften des PET-Tracers bestimmen dessen Spezifität.
Üblicherweise werden nicht die sogenannten PET-Tracer an PET-Zentren, die die Positronen-Emissions-Tomographie durchführen, geliefert, sondern Vorstufenverbindungen, die durch eine am PET-Zentrum durchzuführende einfache chemische Reaktion in den radioaktiven PET-Tracer überführt werden.
Als PET-Tracer werden mit Radionukliden von kurzer Halbwertszeit markierte Substanzen eingesetzt, die dem Körper zugeführt werden und beim Zerfall Positronen ausstrahlen. Diese reagieren mit den Elektronen des untersuchten Gewebes unter Aussendung einer energiereichen Gammastrahlung. Ihre je nach örtlicher Anreicherung unterschiedliche Intensitätsverteilung wird von mehreren tausend Kristalldetektoren ermittelt, die den Patienten ringförmig umgeben. Wie bei den übrigen Tomographieverfahren verarbeitet ein nachgeschalteter Computer die Signale zu einem Schichtbild, dem Positronen-Emissions-Tomogramm.
Bisher als PET-Radiodiagnostika in der Tumordiagnostik routinemäßig verwendete Verbindungen sind [¹⁸F]-Fluordesoxy-Glucose (FDG) und [¹¹C]-Methionin. Das durch [¹⁸F]FDG erzeugte Meßsignal beruht auf der Messung einer fokal gesteigerten Stoffwechselaktivität. Eine gesteigerte Stoffwechselaktivität stellt jedoch nur einen unspezifischen Hinweis auf eine bösartige Erkrankung dar und kann auch gutartige Ursachen haben wie vermehrte funktionelle Belastung und Entzündungen. Das durch [¹¹C]-Methionin erzeugte Meßsignal beruht aufgrund der kurzen Halbwertszeit von [¹¹C] von etwa 20 min ganz überwiegend auf der Aufnahme der Aminosäuren in die Zellen.
Wünschenswert wäre daher ein Radiodiagnostikum, das unmittelbar die Zellteilung oder den pathologischen Vorgang selbst darstsellt. Während der Zellteilung kommt es zur Synthese von Nukleinsäuren und noch ausgeprägter von Proteinen. Von der Markierung neusynthetisierter Proteine kann daher eine sehr hohe Sensitivität beim Tumornachweis erwartet werden. Ein PET-Radiodiagnostikum, das analog der Aminosäuren in Proteine eingebaut wird, ohne die Zellphysiologie wesentlich zu stören, existiert bisher aber nicht.
Die bisher verfügbaren mit ¹¹C-markierten Aminosäuren können aufgrund der kurzen Halbwertszeit von ¹¹C ausschließlich zur Darstellung des Transports von Aminosäuren, nicht aber zur Quantifizierung der Proteinsynthese genutzt werden. Zusätzlich tritt durch Metabotisierung ein weiterer Verlust der Signalstärke, beziehungsweise eine Verteilung des Signals auf verschiedene Metaboliten und damit im gesamten Körper auf. Erst die ¹⁸F-Markierung macht durch die längere Halbwertszeit von 110 Min. eine Darstellung der Proteinsynthese möglich. Bisher verwendete ¹⁸F-markierte Aminosäuren können aber entweder für die Quantifizierung nicht eingesetzt werden, weil, wie im Fall von 4-[¹⁸F]-Phenylalanin, das Signal durch Einbau in Proteine durch ein Signal aus anderen Stoffwechselprozessen überlagert wird, oder die Aminosäure, wie im Falle von DOPA oder m-Tyrosin, nicht oder nur in geringem Maße in Proteine eingebaut wird. Im Gegensatz dazu wurde für 2-[¹⁸F]-Tyrosin sowohl die Bildung der zugehörigen tRNA, als auch der Einbau in Proteine im Maussystem nachgewiesen (J. nucl. Med. (1989), 30, 1367–1372). Aufgrund dieser Daten kann erwartet werden, daß 2-[¹⁸F]-L-p-Tyrosin problemlos auch in humane Proteine eingebaut wird, so daß ein Sichtbarmachen der Proteinsynthese in Tumorzellen makroskopisch als räumliche Konzentration von proteingebundener Radioaktvität gemessen werden kann.
2-[¹⁸F]-L-p-Tyrosin kann bislang nur durch aufwendige vielschrittige Synthesen hergestellt werden (Eur. J. Nucl. Med. (1997), 24, 1056), die eine routinemäßige Anwendung zu diagnostischen Zwecken ausschließen.
6-[¹⁸F]-m-Tyrosin wird dagegen nicht oder nur selten in Proteine eingebaut. Es dient hauptsächlich dazu, den Transport aromatischer Aminosäuren durch die Blut-Hirn-Schranke, den Dopa-Metabolismus und die Dopamin-Rezeptor Verteilung darzustellen. Für m-Tyrosin ist keine enantioselektive Synthese beschrieben. Bisher wird L-m-Tyrosin durch enzymatische und physikalische Trennung des Racemats erhalten.
Die US 5 510 522 betrifft die Synthese einer Zinn enthaltenden Vorstufenverbindung zur Bereitstellung von mit Fluor markiertem L-Dopa und diesem verwandte Verbindungen. Ausgehend von 3,4-Dimethoxy-L-phenylalaninethylester-Hydrochlorid erfolgt eine Formylierung der Aminogruppe, anschließend die Jodierung des aromatischen Kerns in 2-Stellung, die Stannylierung der erhaltenen Verbindung und schließlich der Austausch des Zinnions durch ein Fluorion. Die US 5 393 908 beschreibt die entsprechende Verfahrensweise.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein PET-Diagnostikum zur Anwendung in der Diagnostik, insbesondere Tumordiagnostik, bereitzustellen, das sich zellphysiologisch neutral verhält und mit hoher Sensitivität Orte erhöhter Proteinsynthese im lebenden Organismus zu lokalisieren erlaubt. Aufgabe der Erfindung ist ferner die Bereitstellung einer Vorstufenverbindung, aus der in einfacher Weise das PET-Diagnostikum gewonnen wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Vorstufenverbindung für ein Radiodiagnostikum, worin man mit einer Verbindung der allgemeinen Formel
in der die Halogenmethylgruppe in m- oder p-Stellung zur Gruppe OR steht, Hal einen Chlorrest oder Bromrest bedeutet, R eine Hydroxylschutzgruppe und R³ ein Wasserstoffrest oder Jodrest ist, der immer vicinal zur Halogenmethylgruppe steht, und R⁴ ein Wasserstoffrest oder eine Hydroxyl liefernde Schutzgruppe ist, ein Enolat eines chiralen Glycin-Auxiliars alkyliert, wenn R³ ein Wasserstoffrest ist, im Alkylierungsprodukt diesen durch einen Jodrest substituiert und anschließend dehalometalliert.
In dem Fall, in dem die Halogenmethylgruppe in m-Stellung zur Gruppe OR steht, ist R⁴ ein Wasserstoffrest.
Die erfindungsgemäßen Vorstufenverbindungen sind Verbindungen der allgemeinen Formel (1)
worin X ein Rest ist, der in eine Hydroxylrest umgewandelt werden kann, R eine Schutzgruppe für die Hydroxygruppe in m- oder p-Stellung zum α-Aminocarbonsäurerest ist, R¹ und R² vom daran gebundenen Stickstoff leicht abspaltbare Schutzgruppen sind und R¹ und X miteinander unter Ausbildung eines fünf- oder sechsgliedrigen Rings verbunden sein können, wobei R¹ oder R² auch ein Wasserstoffrest sein kann, R⁵ SnAlk₃, HgAlk, GeAlk₃ oder SiAlk₃ bedeutet und Alk eine Alkylgruppe mit etwa 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet.
Die Schutzgruppe R ist insbesondere eine Schutzgruppe, die üblicherweise als Schutzgruppe für Hydroxygruppen verwendet wird. Dies sind beispielsweise Alkylgruppen oder Alkenylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere eine Methylgruppe.
Die Schutzgruppen R¹ und R² sind übliche Schutzgruppen für die Aminogruppe von Aminosäuren, insbesondere hydroxyaromatischen Aminosäuren. Dies sind beispielsweise Benzylreste und deren Abkömmlinge in beliebiger Form, Alkenylreste mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, Allylreste mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen oder Alkylidenreste mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen. R¹ und R² können insbesondere Methyliden, Ethyliden, 2-Methylpropyliden, 2,2-Dimethylpropyliden, Vinyl, Allyl, Benzyl und substituiertes Benzyl, insbesondere Nitrobenzyl, sein. Die Aminoschutzgruppe kann ferner eine BOC-Gruppe, Benzyloxycarbonyl (BZ), Formiat, Acetat oder Trifluormethylsulfonyl sein.
Die eine Hydroxylgruppe liefernden Gruppen X sind übliche Schutzgruppen an Carbonylgruppen, beispielsweise Ester, Amide und Hydroxylamide, die leicht abspaltbar sind und unter Abspaltung eine Hydroxyfunktion liefern. Die eine Hydroxylgruppe liefernde Schutzgruppe X kann ferner eine bereits als Aminoschutzgruppe beschriebene Gruppe sein.
Besonders bevorzugte Vorstufenverbindungen sind
worin Alk und R die zuvor angegebenen Bedeutungen haben.
Die so erhaltenen Verbindungen können in einfacher Weise, beispielsweise durch Umsetzung mit Acetylhypofluorit, fluoriert werden. Ferner kann die Fluorierung durch alle Fluorverbindungen erfolgen, die ein Fluorkation abspalten können. Gleichzeitig oder anschließend wird durch Schutzgruppenabspaltung das PET-Diagnostikum 2[¹⁸F]-L-p-Tyrosin gemäß Reaktionschema 1 erhalten.
Reaktionsschema 1
Erfindungsgemäß zu erhaltende Radiodiagnostika sind mithin beispielsweise [¹⁸F]-L-p-Tyrosin, [F]-L-p-Tyrosin, [¹⁸F]-L-m-Tyrosin, [F]-L-m-Tyrosin, [¹⁸F]-L-Dopa und [F]-L-Dopa Durch den Einsatz des jeweils anderen Enantiomers des chiralen Glycin-Auxiliars können ebenso die entsprechenden Enantiomere, also fluorierte D-Aminosäuren hergestellt werden.
Das folgende Reaktionsschema 2 erläutert beispielhaft das erfindungsgemäße Verfahren.
Zur Synthese der in 2-Stellung stannylierten [¹⁸F]-Tyrosin-Vorstufenverbindung wurde zunächst 3-Iodanisol 2 zum entsprechenden Benzylhalogenid 3 halomethyliert. Die Halomethylierung kann beispielsweise durch einen Chlormethylmethylether oder auch einen Brommethylmethylether erfolgen. Bei der Chlormethylierung werden vorzugsweise 1 Mol 3-Jodanisol mit 1,95 bis 2,2 Mol Chlormethylmethylether umgesetzt. Bei der Brommethylierung werden vorzugsweise etwa 1 Mol 3-Jodanisol mit 1 bis 2 Mol Brommethylmethylether zur Reaktion gebracht. Diese Halomethylierung ist beschrieben in Tex. J. Sci. (1978), 30, 357. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, entgegen dieser Vorschrift nach dem Quenchen der Reaktion mit Eis eine Extraktion mit Essigsäureethylester vorzunehmen, die organische Phase mit gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung und Natriumchloridlösung zu waschen und eine Blitzchromatographie über ein Kieselgel mit Petrolether/Essigester etwa im Verhältnis 96:4 durchzuführen. Dabei werden Ausbeuten von etwa 62 erhalten.
Zur Erhöhung der Reaktivität des durch Halomethylierung erhaltenen Benzylhalogenids wird 3-Jodanisol 2 vorzugsweise mit einem Brommethylmethylether anstatt mit Chlormethylmethylether zum entsprechenden Benzylbromid 10 umgesetzt. Die Ausbeute beträgt etwa 67%. Da das Benzylbromid vergleichsweise instabil ist und sich etwa eine Stunde nach Trocknung zu zersetzen beginnt, wird empfohlen, das Benzylbromid nach der Aufreinigung in THF zu lösen und direkt weiter umzusetzen.
Das Benzylhalogenid wird in einer folgenden Reaktion zur Alkylierung chiraler Glycin-Auxiliare eingesetzt. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, mit den Glycin-Auxiliaren (2R,3S)-(–)-2,3-Diphenyl-6-oxomorpholin-4-carbonsäure-tert.-butylester 11 oder (2S)-1-tert.-Butyloxycarbonyl-2-tert.-butyl-3-methyl-4-oxo-imidazolidin (BocBMI) 12 zu arbeiten. Vergleichbare Umsetzungen unter den gleichen Reaktionsbedingungen sind aber ebenso mit den zugehörigen enantiomeren chiralen Glycin-Auxiliaren durchführbar und führen dann zum jeweils anderen Enantiomer des Produkts.
Die Verbindungen 4 und 8 des Reaktionsschemas 2 und Verbindung 24 des Reaktionsschemas 2a werden anschließend dehalometalliert. Bei dieser Reaktion wird der Jodrest im Aromaten durch eine Organometallgruppe ersetzt. Die Dehalometallierung kann eine Stannylierungsreaktion unter Verwendung von Hexaalkyldizinn sein, wobei der Alkylrest 1 bis 5 Kohlenstoffatome umfassen kann. Als Katalysatoren für diese Reaktion können Palladiumkatalysatoren eingesetzt werden. Bevorzugte Katalysatoren sind PdBr₂ (PPh₃)₂, PdCl₂ (PPh₃)₂, Pd(PPh₃)₄ und solche Verbindungen oder Verfahren, aus denen die zuvor genannten Katalysatoren in situ bereitgestellt werden.
Zur Substitution des Jodrests sind ferner solche Verbindungen geeignet, die sich in einer anschließenden Reaktion leicht durch einen Fluorrest ersetzen lassen. Solche Verbindungen umfassen beispielsweise Alkylquecksilberverbindungen, worin der Alkylrest 1 bis 5 Kohlenstoffatome enthält, Verbindungen der allgemeinen Formel Alk₃Si-SiAlk₃, worin der Alkylrest 1 bis 5 Kohlenstoffatome enthält und Alk₃Ge-GeAlk₃, worin der Alkylrest 1 bis 5 Kohlenstoffatome enthält. Die erhaltenen Arylalkyl-Quecksilber-Derivate, Silanderivate oder Germananderivate lassen sich leicht einem Metall/Fluor-Austausch mit Fluorkationen unterziehen. Diese Reaktionen sind beschrieben in J. Fluorine Chem. (1984), 25, 533; Chem. Comm. (1984), 655; J. org. Chem. (1986), 51, 1886; J. organomet. Chem. (1981), 215, 49–58; U.S. 3 772 347.
Vorzugsweise ist die Dehalometallierung jedoch eine Stannylierung. Diese Reaktion ist beschrieben in J. organomet. Chem. (1981), 215, 49–58. Die Dehalometallierung kann in neutralen aprotischen Lösungsmitteln wie Dioxan erfolgen. Die Reaktion kann bei Temperaturen von etwa 110 bis 120°C unter einer Inertgasatmosphäre durchgeführt werden.
Das folgende Reaktionsschema 2a zeigt beispielhaft die Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorstufenverbindung in Form eines m-Tyrosinderivats. Dieser Reaktionsverlauf zeigt ferner einen Reaktionsweg zur Gewinnung von m-Tyrosin 25.
Die Halomethylverbindung 21 wird in Gegenwart von Diisopropylamin und Butyllithium mit chiralen Glycin-Auxiliaren umgesetzt. Im vorliegenden Fall ist dies das (2S)-1-tert.-Butyloxycarbonyl-3-methyl-4-oxo-imidazolin (Boc-BMI) 12. Die erhaltene Verbindung 23 kann durch Behandlung mit Jodwasserstoffsäure in das m-Tyrosin überführt werden. Sie kann durch Behandlung mit Jod in Gegenwart eines Trifluoressigsäure-Silbersalzes in die Verbindung 24 überführt werden. Die jodierte Verbindung 24 wird anschließend einer Stannylierungreaktion unterzogen und die Verbindung 26 erhalten. Die Verbindung 26 ist eine erfindungsgemäß erhaltene Vorstufenverbindung. Sie kann beispielsweise durch Acetylhypofluorit fluoriert werden. Die Schutzgruppen der Verbindung 27 können durch Jodwasserstoffsäure bei erhöhter Temperatur abgespalten werden, wodurch das Radiodiagnostikum entsteht.
Im übrigen wird auf die Beschreibung des Reaktionsschemas 2 und die anschließende detaillierte Beschreibung der einzelnen Reaktionen verwiesen.
Die Fluorierung zu 15 kann mit dem Fachmann bekannten Fluorierungsmitteln durchgeführt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich die Fluorierung mit Acetylhypofluorit erwiesen. Die Fluorierung sollte quantitativ ablaufen. Die Fluorierung kann mit radioaktivem oder nicht radioaktivem Fluor durchgeführt werden. Anschließend werden die Schutzgruppen abgespalten und der PET-Tracer erhalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Schutzgruppenabspaltung mit HJ (etwa 57%ig) durch Wärmebehandlung bei etwa 200°C über einen Zeitraum von etwa 20 Minuten erfolgen. Ferner können die Schutzgruppen durch Behandlung mit Chlor- oder Bromwasserstoffsäure vorgenommen werden. Die Konzentration beider Säuren im Reaktionsmedium ist dann etwa 6N.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend beispielhaft anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezugnahme auf Reaktionsschema 2 erläutert. Die Erläuterung gilt in gleicher Weise für die Reaktionschritte von Reaktionsschema 2a.
Halomethylierung
Eine Lösung von 3-Iodansiol 2 in Essigsäure wurde gemäß einer in der Literatur beschriebenen Reaktion mittels Chlormethylmethylether bei 55°C innerhalb von 48 Stunden zum Benzylderivat 9 chlormethyliert. Zur Aufreinigung wurde entgegen der Vorschrift in Tex. J. Sci. (1978), 30, 357 nach Quenchen der Reaktion mit Eis mit Essigsäureethylester extrahiert, die organische Phase mit gesättigter Natriumhydrogencarbonat- und Natriumchloridlösung gewaschen und über Kieselgel mit Petrolether/Essigester 96:4 blitzchromatographiert. Die Ausbeute lag bei 62%. Da sich das Benzylchlorid 9 in den nachfolgenden Alkylierungsreaktionen als nicht reaktiv genug erwies, wurde eine analoge Reaktion ausgearbeitet, bei der eine Lösung von 3-Iodanisol 2 in Essigsäure bei 35°C innerhalb 48 Stunden unter Argon-Atmosphäre mit Brommethylmethylether zum entsprechenden Benzylbromid 10 umgesetzt wurde. Nach Verdünnen mit Wasser wurde mit Dichlormethan extrahiert, die organische Phase mit gesättigter Natriumhydrogencarbonat- und Natriumchloridlösung gewaschen und über Kieselgel mit Petrolether/Essigester 97:3 blitzchromatographiert. Die Ausbeute lag bei 67%. Das Benzylbromid 10 wurde sofort nach Aufreinigung in absolutem THF gelöst und weiter umgesetzt.
Überraschend war, daß trotz des Jodsubstituenten am Tyrosinaromaten oder Dopaaromaten die Halomethylierung nur in geringem Umfang zu Nebenprodukten führte.
Reaktionsschema 3
Alkylierungsreaktion chiraler Glycin-Auxiliare
Es wurde mit zwei chiralen Glycinauxiliaren gearbeitet, (2R,3S)-(–)-2,3-Diphenyl-6-oxomorpholin-4-carbonsäure-tert-butylester 11 und (2S)-1-tert.-Butyloxycarbonyl-2-tert.-butyl-3-methyl-4-oxo-imidazolidin (Boc-BMI) 12.
In der Enolatchemie wird meist bei Temperaturen von etwa -78°C gearbeitet. Es war überraschend, daß die erfindungsgemäße Alkylierung glatt bei Temperaturen von -40°C bis Raumtemperatur verlief. Vermutlich ist die abschirmende Wirkung des Jodrest dafür verantwortlich.
Alkylierungsreaktion mit (2R,3S)-(–)-2,3-Diphenyl-6-oxomorpholin-4-carbonsäure-tert.-butylester
Eine Lösung von 11 in THF (abs.) wurde bei -40°C unter Argonatmosphäre mit 1 Äquivalent einer 1 M Lösung von Natriumhexamethyldisilazid in THF versetzt. Es wurden 2 Äquivalente DMPU zugetropft und schließlich mit einer Lösung von 1,5 Äquivalenten 2-Iod-4-methoxybenzylchlorid in THF (abs.) versetzt. Es wurde 24 Stunden bei -40°C gerührt, dann auf -20°C aufgetaut und mit gesättigter NH₄Cl-Lösung gequencht. Es wurde mit CH₂Cl₂ extrahiert, die organische Phase mit gesättigter NaHCO₃- und NaCl-Lösung gewaschen und über Na₂SO₄ getrocknet. Anschließend wurde über Kieselgel mit Petrolether/Essigester 7:3 chromatographisch gereinigt. Die Ausbeute von Produkt 17 lag bei 34%. Zur Analytik wurden NMR-Spektren und HPLC-Chromatogramme aufgenommen. Die absolute Konfiguration des benzylischen Substituenten konnte bisher noch nicht aufgeklärt werden. Das ebenfalls von uns ausgearbeitete Produkt der Methylierung mit Methyliodid hat an der gleichen Stelle S-Konfiguration, so daß auch bei 17 die S-Konfiguration angenommen werden kann. Das andere Diastereomer konnte bisher nicht gefunden werden.
Reaktionsschema 4
Alkylierung mit Boc-BMI
Eine Lösung von 1,1 Äquivalenten Diisopropylamin in THF (abs.) wurde bei -40°C und unter Argon Atmosphäre mit 1,1 Äquivalenten einer 2,5 M Lösung von Butyllithium in Hexan versetzt. Anschließend wurde eine Lösung von 1 Äquivalent Boc-BMI 12 in THF (abs.) zugetropft. Es wurde 30 Min. bei -40°C gerührt, dann wurde eine Lösung von 1,5 Äquivalenten 2-Iod-4-methoxybenzylhalogenid in THF zugetropft. Es wurde 1 bis 2 Stunden bei -40°C weitergerührt, dann über Nacht auftauen lassen. Es wurde mit gesättigter NH₉Cl-Lösung gequencht, mit Ether extrahiert und die organische Phase mit gesättigter NaHCO₃- und NaCl-Lösung gewaschen. Anschließend wurde über NaSO₄ getrocknet und über Kieselgel mit Petrolether/ Essigester 70:30 blitzchromatographiert. Bei der Umsetzung mit dem Benzylchlorid als Alkylierungsreagenz entstand Produkt 14 in einer Ausbeute von 6%, bei der Umsetzung mit dem Benzylbromid in einer Ausbeute von 67%. Das zweite Diastereomer konnte bisher nicht gefunden werden. Zur Analytik wurden NMR-Spektren, HPLC-Chromatogramme und eine Röntgenstrukturanalyse angefertigt, die die S-Konfiguration am benzylisch substituierten Kohlenstoffatom bestätigte.
Reaktionsschema 5
Dehalometallierungs-/Stannylierungsreaktion
Zur Stannylierung wurde eine Lösung von 14 in Dioxan (abs.) mit etwa 4,5 Mol % Pd(PPh₃)₄ und etwa 1,9 Äquivalenten Hexamethyldizinn versetzt und unter Argonatmosphäre bei 115°C Ölbadtemperatur 10 Stunden zum Sieden erhitzt. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert. Dann wurde über Kieselgel mit Petrolether/Essigester 85:15 blitzchormatographiert. Das Produkt 1 entstand in 74% Ausbeute. Zur Analytik wurden NMR-Spektren und HPLC-Chromatogramme aufgenommen.
Schema 6
Fluorierungsreaktion
Die Fluorierung zu 15 wird entsprechend den in der PET-Chemie ausgearbeiteten Methoden mit Acetylhypofluorit durchgeführt. Sie sollte quantitativ ablaufen. Die Fluorierung mit ¹⁸F wird in PET-Zentren vorgenommen.
Reaktionsschema 7
Schutzgruppenabspaltung
Zur Schutzgruppenabspaltung gemäß Reaktionsschema 8 wurde die Verbindung 15 mit HJ (57%ig) versetzt und 90 Min. unter Argonatmosphäre zum Rückfluß erhitzt. Anschließend wurde die HJ-Lösung abdestilliert, dreimal mit Wasser versetzt und abdestilliert und dreimal mit Toluol versetzt, abdestilliert und schließlich am Ölpumpenvakuum getrocknet. Anschließend wurde in H₂O aufgenommen und auf Dowex^® 50 W×8-400 aufgetragen. Es wurde mit Wasser gewaschen und mit wäßriger 10%ige NH₃-Lösung eluiert. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert, es wurde zweimal mit Wasser versetzt und abdestilliert.
Reaktionsschema 8
Die 1 und 2 zeigen ¹H-NMR-Spektren zweier erfindungsgemäßer Vorstufenverbindungen. Die 3 zeigt ein ¹H-NMR-Spektrum der Verbindung 23 des Reaktionsschemas 2a. Die 4 zeigt ein ¹H-NMR-Spektrum der Verbindung 25, m-Tyrosin, des Reaktionsschemas 2a.
Abb. 1 – (2S,3R,5R)-2,3-Diphenyl-5-(2-trimethylstannyl-4-methoxybenzyl)-6-oxo-morpholin-4-carbonsäure-tert.-butylester ¹H-NMR (in CDCl₃)

d: 0.34 (9H, s, SnMe₃), 0.96 (9H, s, H-8) , 1.37 (9H, s, H-11) , 2.81 (3H, s, H-6), 3.30 (1H, dd, J_12a,12b = 15.1 Hz, J_12a,5 = 3.0 Hz, H-12a), 3.58 (1H, dd, J_12b,12a = 15.3 Hz, J_12b,5 = 5.1 Hz, H-12b), 3.76 (3H, s, OCH₃) , 4 .32 (1H, m, H-5), 4.89 (1H, s, H-2), 6.70 (1H, dd, J_5',6' = 8.7 Hz, J_5',3' = 2.8 Hz, H-5'), 6.84 (1H, d, J_6',5' = 8.5 Hz, H-6'), 6.93 (1H, d, J_3',5' = 2.7 Hz, H-3').

Abb. 2 – (2S,3R,5R)-2,3-Diphenyl-5-(2-tributylstannyl-4-methoxybenzyl)-6-oxo-morpholin-4-carbonsäure-tert.-butylester ¹H-NMR (in CDCl₃)

d: 0.88 (9H, t, J_10',9' = 7.4 Hz, H-10'), 0.97 (9H, s, H-8), 1.07–1.14 (6H, m, H-9'), 1.28–1.39 (6H, m, H-8'), 1.35 (9H, s, H-11), 1.47–1.61 (6H, m, H-7'), 2.85 (3H, s, H-6), 3.27 (1H, dd, J_12a,12b = 15.5 Hz, J_12a,5 = 3.1 Hz, H-12a), 3.54 (1H, dd, J_12b,12a = 15.3 Hz, J_12b,5 = 5.0 Hz, H-12b), 3.75 (3H, s, OCH₃), 4.32 (1H, m, H-5), 4.93 (1H, s, H-2), 6.68 (1H, dd, J_5',6' = 8.5 Hz, J_5',3' = 2.8 Hz, H-5'), 6.81 (1H, d, J_6',5' = 8.6 Hz, H-6'), 6.91 (1H, d, J_3',5' = 2.7 Hz, H-3').

Abb. 3 – (2S,3R,5R)-2,3-Diphenyl-5-(3-methoxybenzyl)-6-oxo-morpholin-4-carbonsäure-tert.-butylester ¹H-NMR

d: 0.90 (9H, s, H-8), 1.47 (9H, bs, H-11), 2.78 (3H, bs, H-6) , 3.15 (1H, dd, J_12a,12b = 14.0 Hz, J_12a,5 = 2,2 Hz, H-12a), 3.71–3.79 (1H, dd, J_12b,5 ≅ 6.2 Hz, H-12b), 3.73 (3H, s, OCH₃), 4.28 (1H, bm, H-5), 4,58 (1H, bs, H-2), 6.65–6.75 (3H, m, H-2', H-4', H-6'), 7.08 (1H, dd, J_5',4' = 8.0 Hz, J_5',6' = 8.0 Hz, H-5').

Abb. 4 – m-Tyrosin ¹H-NMR (in D₂O/DCl)

d: 3.04 (1H, dd, J_3a,3b = 14.8 Hz, J_3a,2 = 7.8 Hz, H-3a), 3.18 (1H, dd, J_3b,2 = 14.4 Hz, J_3b,2 = 5.5 Hz, H-3b), 4.20 (1H, dd, J_2,3a = 7.6 Hz, J_2,3b = 5.6 Hz, H-2), 6.68 (1H, m, H-2'), 6.71–6.78 (2H, m, H-4', H-6'), 7.17 (1H, dd, J_5',4' = 7.9 Hz, J_5',6' = 7.9 Hz, H-5').

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Vorstufenverbindung für ein Radiodiagnostikum, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer Verbindung der allgemeinen Formel
in der die Halogenmethylgruppe in m- oder p-Stellung zur Gruppe OR steht, Hal einen Chlorrest oder Bromrest bedeutet, R eine Hydroxylschutzgruppe und R³ ein Wasserstoffrest oder Jodrest ist, der immer vicinal zur Halogenmethylgruppe steht, und R⁴ ein Wasserstoffrest oder eine Hydroxyl liefernde Schutzgruppe ist ein Enolat eines chiralen Glycin-Auxiliars alkyliert, wenn R₃ ein Wasserstoffrest ist, im Alkylierungsprodukt diesen durch einen Jodrest substituiert und anschließend dehalometalliert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Glycin-Auxiliar (2R,3S)-(–)-2,3-Diphenyl-6-oxomorpholin-4-carbonsäure-tert.-butylester oder (2S)-1-tert.-Butyloxycarbonyl-2-tert.-butyl-3-methyl-4-oxoimidazolidin (BocBMI) oder deren Enantiomere einsetzt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehalometallierung eine Stannylierung unter Verwendung von Hexaalkyldizinn ist, worin der Alkylrest 1 bis 5 Kohlenstoffatome aufweist, in Gegenwart eines Palladiumkatalysators.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Ausgangsmaterial 2-Jod-4-methoxybenzylhalogenid durch Halomethylierung von 3-Iodanisol mit Chlormethylmethylether oder Brommethylmethylether erhält,
Vorstufenverbindungen für ein Radiodiagnostikum der allgemeinen Formel
worin X ein Rest ist, der in einen Hydroxylrest umgewandelt werden kann, R eine Schutzgruppe für die Hydroxygruppe in m- oder p-Stellung zum α-Aminocarbonsäurerest ist, R¹ und R² vom daran gebundenen Stickstoff leicht abspaltbare Schutzgruppen sind und R¹ und X miteinander unter Ausbildung eines fünf- oder sechsgliedrigen Rings verbunden sein können, R⁵ SnAlk₃, HgAlk, GeAlk₃ oder SiAlk₃ bedeutet und Alk eine Alkylgruppe mit etwa 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet.