JP5732198B2 - 放射性フッ素標識有機化合物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、陽電子放出型断層撮像及び単光子放出型断層撮像に好適に用いることができる、放射性フッ素標識有機化合物の製造方法に関する。

陽電子放出型断層撮像（Positron Emission Tomography）（以下、PETと称す）及び単光子放出型断層撮像（Single Photon Emission Computed Tomography）（以下、SPECTと称す）に代表される核医学検査は、心臓疾患や癌をはじめとする種々の疾患の診断に有効である。これらの方法は、特定の放射性同位元素でラベルされた薬剤（以下、「放射性医薬品」と称す）を投与し、該薬剤より直接的または間接的に放出されたγ線を検出する方法である。核医学検査は、疾患に対する特異度や感度が高いという優れた性質を有しているばかりでなく、病変部の機能に関する情報を得ることができるという、他の検査方法にはない特徴を有している。
例えば、PET検査に用いられる放射性医薬品の一つである、［^１８Ｆ］２−フルオロ−２−デオキシ−Ｄ−グルコース（以下、「^１８Ｆ−ＦＤＧ」と称す）は、糖代謝の盛んな部位に集積する性質があるため、糖代謝が盛んな腫瘍を特異的に検出することが可能となる。

核医学検査は、投与した放射性医薬品の分布を追跡することによりなされる方法であるため、得られる情報は、放射性医薬品の性質に応じて変化する。そのため、種々の疾患を対象とした放射性医薬品が開発されており、一部については臨床応用されている。例えば、種々の腫瘍診断剤、血流診断剤、レセプターマッピング剤等が開発されている。

近年、新規放射性医薬品として、［^１８Ｆ］１−アミノ−３−フルオロシクロブタンカルボン酸（以下、［^１８Ｆ］ＦＡＣＢＣという）を初めとする放射性ハロゲン標識された一連のアミノ酸化合物がデザインされ、臨床応用に向けて検討が行われている（特許文献１、非特許文献１、非特許文献２）。［^１８Ｆ］ＦＡＣＢＣはアミノ酸トランスポーターに特異的に取り込まれる性質を有しているので、増殖能の高い腫瘍の診断剤として有効であると考えられている。

［^１８Ｆ］ＦＡＣＢＣの製法としては、１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−［（（トリフルオロメチル）スルフォニル）オキシ］−シクロブタン−１−カルボン酸エステルを標識前駆体として用い、その３位のトリフレート基を放射性フッ素で置換し、これに酸性条件を与えて脱保護を行う方法が開示されている（特許文献１、非特許文献１、非特許文献２）。

特表2000-500442号公報 Jonathan McConathy et al, "Improved synthesis of anti-[18F]FACBC: improved preparation of labeling precursor and automated radiosynthsis.", Applied Radiation and Isotopes, (Netherlands), 2003, 58, p.657-666 Timothy M. Shoup et al., "Synthesis and Evaluation of [18F]1-Amino-3-fluorocyclobutane-1-carboxylic Acid to Image Brain Tumors.", The Journal of Nuclear Medicine, 1999, 40, p.331-338

しかし、これまでに開示された［^１８Ｆ］ＦＡＣＢＣの製法では、製造収率が１２〜２４％であった（J. McConathy et al., Applied Radiation and Isotopes, 2003, 58, p.657-666）。工業的に［^１８Ｆ］ＦＡＣＢＣを製造するには、安定してより高収率が得られる条件を用いることが望ましい。
［^１８Ｆ］ＦＡＣＢＣの製造は、主たる工程として、標識前駆体に放射性フッ素を付加する放射性フッ素化工程と、放射性フッ素化工程により製造された中間体化合物につき脱保護を行う脱保護工程を含んでいる。公知の方法によれば、放射性フッ素化工程における収率は、１２〜４２％であり（特表２０００−５００４４２号公報、Timothy M. et al., J. Nucl. Med., 1999, 40, p.331-338）、この工程において収率が低いことが、［^１８Ｆ］ＦＡＣＢＣの合成収率を低下させる一因となっている。従って、［^１８Ｆ］ＦＡＣＢＣの合成収率を向上させるためには、まず、放射性フッ素化工程における収率を向上させる必要がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、［^１８Ｆ］ＦＡＣＢＣの中間体である、［^１８Ｆ］１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−フルオロシクロブタン−１−カルボン酸エステル（以下、［^１８Ｆ］Ｂｏｃ−ＦＡＣＢＣという）を初めとする放射性フッ素標識アミノ酸を、高収率で安定して得ることができる製造方法を提供することを目的とした。

我々は検討の結果、放射性フッ素化反応時において、反応温度を４０〜９０℃とし、反応溶液中における相間移動触媒の濃度を特定量以上とすることにより、［^１８Ｆ］Ｂｏｃ−ＦＡＣＢＣを初めとする放射性フッ素標識アミノ酸を高収率で安定して得られることを見出し、本発明を完成した。

したがって、本発明によれば、下記式（１）：

で表される化合物を、不活性有機溶媒中で、相関移動触媒、^１８Fイオン及びカリウムイオンの存在下に、加熱工程に付することによって、下記式（２）：

で表される化合物を得る工程を含む放射性フッ素標識有機化合物の製造方法において、
加熱工程における加熱温度が４０〜９０℃であり、
不活性有機溶媒中における相間移動触媒の濃度が７０ｍｍｏｌ／Ｌ以上であることを特徴とする放射性フッ素標識有機化合物の製造方法が提供される。
本発明の製造方法において、前記加熱工程に付するカリウムイオンの不活性有機溶媒中の濃度は、２７ｍｍｏｌ／Ｌ以上であることが好ましい。
また、本発明の製造方法において、前記相間移動触媒は、前記式（１）で表される化合物に対してモル比にして０．７以上用いることが好ましい。
さらに、本発明の製造方法において、前記式（１）で表される化合物の不活性有機溶媒中の濃度は５０ｍｍｏｌ／Ｌ以上であることが好ましい。

本発明の好ましい実施形態によれば、本発明に係る放射性フッ素標識有機化合物の製造方法は、
相間移動触媒、^１８Fイオン及びカリウムイオンの混合物を得る工程と、
前記混合物に、前記式（１）で表される化合物及び不活性有機溶媒を添加して得られる反応溶液を、４０〜９０℃の温度に保って攪拌することにより、前記式（２）で表される化合物を得る放射性フッ素化工程と、
を含んでなる。

上記式（１）及び（２）において、Ｒ^１は直鎖若しくは分岐鎖の炭素数１〜１０のアルキル鎖又は芳香族置換基であり、メチル基、エチル基、ｔ−ブチル基及びフェニル基からなる群より選ばれた置換基を好ましく用いることができる。

Ｒ^２は直鎖又は分岐鎖の炭素数１〜１０のハロアルキルスルホン酸置換基、直鎖又は分岐鎖の炭素数１〜１０のアルキルスルホン酸置換基、フルオロスルホン酸置換基及び芳香族スルホン酸置換基からなる群より選ばれたものであり、メタンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ニトロベンゼンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、フルオロスルホン酸、及びパーフルオロアルキルスルホン酸からなる群より選ばれた置換基を好ましく用いることができる。

Ｒ^３は保護基であり、放射性フッ素とアミノ基との間の反応を防ぎ得るものであれば特に限定する必要は無い。具体的には、種々のカルバメート置換基、種々のアミド置換基、種々のイミド置換基、種々のアミン置換基からなる群より選ばれたものであり、好ましくは、炭素数２〜７の直鎖又は分岐鎖のアルキルオキシカルボニル置換基、炭素数３〜７の直鎖又は分岐鎖のアルケニルオキシカルボニル置換基、修飾基を有していても良い炭素数７〜１２のベンジルオキシカルボニル置換基、炭素数２〜７のアルキルジチオオキシカルボニル置換基、炭素数１〜６の直鎖又は分岐鎖のアルキルアミド置換基、炭素数２〜６の直鎖又は分岐鎖のアルケニルアミド置換基、修飾基を有していても良い炭素数６〜１１のベンズアミド置換基、炭素数４〜１０の環式イミド置換基、修飾基を有していても良い炭素数６〜１１の芳香族イミン置換基、炭素数１〜６の直鎖又は分岐鎖のアルキルアミン置換基、炭素数２〜６の直鎖又は分岐鎖のアルケニルアミン置換基、及び修飾基を有していても良い炭素数６〜１１のベンジルアミン置換基からなる群より選ばれたものである。より好ましくは、ｔ−ブトキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基、フタルイミド基、及びN-ベンジリデンアミン置換基よりなる群から選ばれたものであり、最も好ましくは、ｔ−ブトキシカルボニル基又はフタルイミド基である。

従来開示された［^１８Ｆ］ＦＡＣＢＣを初めとする一連の放射性フッ素標識アミノ酸の製造方法においては、標識前駆体とのモル比にして０．３程度の相間移動触媒を低濃度で用いて放射性フッ素標識反応を行っていた（特表２０００−５００４４２号公報、Timothy M. et al., J. Nucl. Med., 1999, 40, p.331-338、J. McConathy et al., Applied Radiation and Isotopes, 2003, 58, p.657-666）。我々は、このような従来開示されていた方法と異なり、不活性有機溶媒中における相間移動触媒の濃度を７０ｍｍｏｌ／Ｌ以上とし、好ましくは、相間移動触媒を標識前駆体に対してモル比にして０．７以上用いることにより、フッ素化収率を飛躍的に向上させ、安定して高収率で［^１８Ｆ］Ｂｏｃ−ＦＡＣＢＣ等の放射性フッ素標識有機化合物を製造しうることを見出した。相間移動触媒の量は、標識前駆体に対してモル比にして等モル以上であることがより好ましい。

加えて我々は、反応溶液中における標識前駆体濃度を高くすることによって放射性フッ素化工程における放射性フッ素化率が向上することを見出した。この知見に基づき、標識前駆体の不活性有機溶媒中の濃度を一定濃度以上とすることにより、より高収率で［^１８Ｆ］Ｂｏｃ−ＦＡＣＢＣ等の放射性フッ素標識アミノ酸を製造しうることを見出した。
すなわち、本発明の他の好ましい実施形態における方法は、上記した放射性フッ素標識有機化合物の製造方法において、不活性有機溶媒中における標識前駆体濃度を一定濃度以上とすることを特徴とする。より具体的には、不活性有機溶媒中の前駆体濃度は、５０ｍｍｏｌ／Ｌ以上であることが好ましく、６０ｍｍｏｌ／Ｌ以上であることがより好ましく、７０ｍｍｏｌ／Ｌ以上であることが特に好ましい。

なお、不活性有機溶媒中における標識前駆体の濃度は、高い程放射性フッ素化工程の収率は向上するが、前駆体量一定の下で前駆体濃度を増加させると全体の液量が減少するため、放射性フッ素化反応を行うために十分な液量が確保できる濃度とする必要がある。このような濃度の上限値は、用いる標識前駆体量と、反応容器の容量等により決定される。例えば、自動合成装置を用いて製造を行う場合において、反応容器にて処理し得る液量の下限が０．４ｍＬであり、反応に用いる標識前駆体の量が０．１ｍｍｏｌである場合、反応溶液の濃度の上限値は、２５０ｍｍｏｌ／Ｌとなる。同様に、反応溶液で処理し得る液量の下限値が０．５ｍＬであり、反応に用いる標識前駆体の量が０．０８ｍｍｏｌである場合は、反応溶液の濃度の上限値は、１６０ｍｍｏｌ／Ｌとなる。

上述したように、標識反応における反応温度は、４０〜９０℃である。反応温度は、高すぎても、低すぎても、反応収率が低下してしまう。より好ましい反応温度の範囲は５０〜８０℃であり、さらに好ましい反応温度は６０〜７０℃である。
本発明において、不活性有機溶媒としては、［^１８Ｆ］フッ化物イオン、相関移動触媒、カリウムイオン及び標識前駆体化合物との間で反応性を有さない種々の溶剤を用いることができる。不活性有機溶媒の具体例としては、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、アセトン、２−ブタノン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド及びアセトニトリルからなる群より選ばれた少なくとも１種からなる有機溶剤が挙げられ、好ましくはアセトニトリルが挙げられる。

本発明に係る製造方法によれば、放射性フッ素化反応において、反応温度を４０〜９０℃とし、相間移動触媒の濃度を７０ｍｍｏｌ／Ｌ以上とし、好ましくはカリウムイオン及び／又は標識前駆体の不活性有機溶媒中の濃度を特定濃度以上とし、相間移動触媒の標識前駆体に対するモル比を特定量以上とすることとしたので、［^１８Ｆ］Ｂｏｃ−ＦＡＣＢＣを初めとする放射性フッ素標識アミノ酸の製造収率を向上させることが可能となる。

以下、１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−［（（トリフルオロメチル）スルフォニル）オキシ］−シクロブタン−１−カルボン酸エチルエステルを標識前駆体として用いて［^１８Ｆ］Ｂｏｃ−ＦＡＣＢＣを合成する場合を例にとり、本発明に係る放射性フッ素標識有機化合物の製造方法につき、詳しく説明する。
本発明に係る製造方法は、好ましい実施形態によれば、(1)相間移動触媒、^１８Fイオン及びカリウムイオンを含有する混合物を得る工程、(2)標識前駆体を前記混合物と反応させ、放射性フッ素にて標識することにより放射性フッ素標識有機化合物を得る工程（放射性フッ素化工程）、とを含んでいる。

上記(1)の工程にて、放射性フッ素は、公知の方法、例えばＨ_２ ^１８Ｏ濃縮水をターゲットとしてプロトン照射を行うといった方法により、得ることができる。このとき、放射性フッ素はターゲットとしたＨ_２ ^１８Ｏ濃縮水中に存在している。この放射性フッ素を含むＨ_２ ^１８Ｏ濃縮水を陰イオン交換カラムに通液して該カラムに放射性フッ素を吸着捕集し、Ｈ_２ ^１８Ｏ濃縮水と分離する。その後、該カラムに炭酸カリウム溶液を流して放射性フッ素を溶出させ、相間移動触媒を加えて乾固させることにより、相間移動触媒と^１８Fイオン及びカリウムイオンとを含有する混合物を得ることができる。

ここで用いる炭酸カリウムの量は、反応溶液に用いる不活性有機溶媒中のカリウムイオンの濃度が２７ｍｍｏｌ／Ｌ以上となるように調整することが好ましい。後述する比較例及び実施例の記載からも明らかなように、カリウムイオンの濃度が不活性有機溶媒中２７ｍｏｌ／Ｌまでの条件においては、放射性フッ素化工程における［^１８Ｆ］フッ素化収率はカリウムイオンの濃度に依存して上昇し、２７ｍｍｏｌ／Ｌ以上の条件でほぼ一定となる。したがって、不活性有機溶媒中におけるカリウムイオン濃度が２７ｍｍｏｌ／Ｌ以上となる条件を用いることにより、より安定して高収率で放射性フッ素化工程を行うことができる。
一方、炭酸カリウムの量が多すぎると、炭酸イオンの影響により反応生成物の分解が生ずる場合があるため、注意が必要である。好ましい態様において、炭酸カリウムの量は、相間移動触媒と、カリウムイオンとして等量程度とすることができ、最も好ましくは、相間移動触媒のカリウムイオンに対するモル比が１．３倍程度となるように、前記炭酸カリウム溶液の濃度及び量を調整する。

相間移動触媒としては、^１８Fイオンとの間で包摂体を形成する性質を有する種々の化合物を用いることができる。具体的には、放射性フッ素標識有機化合物の製造に用いられている種々の化合物を用いることができ、１８クラウン６及びその他の種々のアミノポリエーテルを用いることができる。最も好ましい態様としては、クリプトフィックス２２２（商品名、メルク社製）を用いることができる。

本発明において、相間移動触媒の量は、後に添加する不活性有機溶媒中における濃度が７０ｍｍｏｌ／Ｌ以上となるように調整される。後述する比較例及び実施例の記載からも明らかなように、相間移動触媒の量を不活性有機溶媒中７０ｍｍｏｌ／Ｌ以上とすることにより、安定して高収率で放射性フッ素化工程を行うことができる。相間移動触媒の量は、また、後の放射性フッ素化工程にて用いる標識前駆体に対してモル比にして０．７以上とすることが好ましい。より好ましい態様としては、相間移動触媒の量を標識前駆体に対して、等モル以上とする。このとき、相間移動触媒の量が多いほど収率が向上するが、あまり多すぎると、過剰に添加した相間移動触媒の除去が不十分となりやすくなるため、好ましくない。好ましい態様としては、相間移動触媒の総量が０．２ｍｍｏｌ以下となるように用いればよく、例えば、標識前駆体の使用量を８０μｍｏｌとする場合であれば、標識前駆体とのモル比にして２．５以下とする。この量であれば、後の工程にて固相カラム等を用いて精製することにより、相間移動触媒を容易に除去することができる。

この様にして相間移動触媒と^１８Fイオン及びカリウムイオンとを含有する混合物が得られたら、上記(2)の工程を行って放射性フッ素標識アミノ酸を合成する。この工程では、まず、標識前駆体である１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−［（（トリフルオロメチル）スルフォニル）オキシ］−シクロブタン−１−カルボン酸エステルを、前記の相間移動触媒と^１８Fイオン及びカリウムイオンとを含有する混合物に添加する。最も好ましい態様において、標識前駆体は、予め不活性有機溶媒に溶解させて、前記混合物に添加することができる。このとき、用いる不活性有機溶媒の量は、放射性フッ素化反応における反応溶液中における標識前駆体濃度が、５０ｍｍｏｌ／Ｌ以上となるように調整すると、放射性フッ素化反応における収率が特に向上するため、好ましい。

標識前駆体及び不活性有機溶媒の添加が終了したら、上記反応液につき攪拌しながら加熱することにより、放射性フッ素化反応を行い、本発明における目的化合物たる放射性フッ素標識有機化合物が得られる。反応温度は４０〜９０℃とし、好ましくは５０〜８０℃、特に好ましくは６０〜７０とする。反応時間は反応温度により異なるが、４０〜９０℃の反応温度では通常３分以上とすればよく、好ましくは３分〜１５分、より好ましくは３分〜７分である。反応時間を長くすると、その分放射性フッ素による標識反応が進行することが考えられるが、同時に放射性フッ素の崩壊も進行するため、注意が必要である。

反応終了後、精製を行って、未反応の原料及び相間移動触媒の除去を行う。最も好ましい態様において、精製は、以下の要領にて行う。まず、反応の終了した反応溶液にジエチルエーテルを添加した液を調製する。この液をシリカゲルベースの固相カラム（例えば、Ｓｅｐ-Ｐａｋ(登録商標)Ｓｉｌｉｃａ（商品名、日本ウォーターズ株式会社製））に通液させることにより、［^１８Ｆ］Ｂｏｃ−ＦＡＣＢＣをジエチルエーテル溶液として得ることができる。

以下に、実施例及び比較例を示して本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例において、放射化学的純度は、下記に示す条件のＴＬＣ分析を実施し、下記式（１）を用いて求めた。

ＴＬＣ分析条件：
展開相：ジエチルエーテル／ヘキサン＝３／２
ＴＬＣプレート：Ｓｉｌｉｃａ Ｇｅｌ ６０Ｆ２５４（商品名、膜厚：０．２５ｍｍ、メルク社製）
展開長： １０ｃｍ
ＴＬＣスキャナー： Ｒｉｔａ Ｓｔａｒ（Ｒａｙｔｅｓｔ社製）

また、［^１８Ｆ］フッ素化収率は、下記式（２）より計算して求めた。

Ａ：相間移動触媒、^１８Fイオン及びカリウムイオンを含有する混合物の放射能量（ＭＢｑ）
Ｂ：合成された［^１８Ｆ］Ｂｏｃ−ＦＡＣＢＣの放射能量（ＭＢｑ）

参考例１
ｓｙｎ−１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−［（（トリフルオロメチル）スルフォニル）オキシ］−シクロブタン−１−カルボン酸エチルエステルの合成

ｓｙｎ−ヒダントインの加水分解（図１、工程１）
ｓｙｎ−５−（３−ベンジルオキシシクロブタン）ヒダントイン６．１５ｇ（２５ｍｍｏｌ相当）に、飽和水酸化バリウム水溶液250 mLを加え、１１４℃の油浴にて２４時間以上加熱還流した。クロロホルム：メタノール＝５：１（ｓｙｎ−ヒダントインのＲｆ値＝０．６付近）及びクロロホルム：メタノール＝９５：１（ｓｙｎ−ヒダントインのＲｆ値＝０．３付近）の２種類の系を展開溶媒として使用したＴＬＣ分析を行い、反応終了の確認を行った（ＵＶとリンモリブデン酸による呈色によって確認）。

反応終了を確認した後、反応液を室温まで冷却し、１ｍｏｌ／ｍＬ硫酸約２４ｍＬを加え中和した。中和後、さらに室温で５分攪拌し、生成した沈殿を濾去した後、濾液を濃縮し、ｓｙｎ−１−アミノ−３−ベンジルオキシシクロブタン−１−カルボン酸５．６７ｇを、白色結晶として得た。

エチルエステル化（図１、工程２）
充分に乾燥させ水分を取り除いたｓｙｎ−１−アミノ−３−ベンジルオキシシクロブタン−１−カルボン酸５．６７ｇを、エタノール２００ｍＬに溶解させた。この液に、トリエチルアミン ９．５ｍＬ（７５ｍｍｏｌ相当）を加え、‐７８℃にて２０分間冷却し、塩化チオニル ４．６ｍＬ（６２．５ｍｍｏｌ相当）を加えた。反応液を、０℃で１時間、室温で１時間それぞれ攪拌した後、９５℃の油浴にて、１晩加熱還流した。クロロホルム：メタノール＝９５：１（目的物のＲｆ値＝０．６付近）を展開溶媒として使用したＴＬＣ分析（ＵＶとリンモリブデン酸による呈色にて確認）により、反応終了の確認を行った。反応終了確認後、反応液を減圧濃縮してｓｙｎ−１−アミノ−３−ベンジルオキシシクロブタン−１−カルボン酸エチルエステル７．６４ｇを白色結晶として得た。

Boc化（図１、工程３）
ｓｙｎ−１−アミノ−３−ベンジルオキシシクロブタン−１−カルボン酸エチルエステル７．６４ｇを、エタノール：トリエチルアミン＝９：１混液２５０ｍＬに溶解させた。この溶液を氷浴で15分冷却した後、二炭酸ジ−ｔ−ブチル ８．６ｍＬ（３７．５ｍｍｏｌ相当）を加え、室温下１晩攪拌した。ヘキサン：酢酸エチル＝１：１（反応目的物のＲｆ値＝０．６付近）を展開溶媒として使用したＴＬＣ（ＵＶ及びモリブデン酸による呈色にて確認）にて、反応終了を確認した。反応終了確認後、反応液を減圧濃縮し、残渣として白色結晶を得た。この残渣に、冷酢酸エチル １５０ｍＬと０．５ｍｏｌ／Ｌの冷塩酸１５０ｍＬを加え、室温で５分攪拌し、次いで静置分離した。有機層を水１５０ｍＬ×２、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液１５０ｍＬ、水１５０ｍＬ×２，飽和食塩水１５０ｍＬ×２の順で抽出・洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮し、黄色油状物を得た。別に、水層を酢酸エチル１５０ｍＬ×２、水１５０ｍＬ×２、飽和食塩水１５０ｍＬの順で抽出・洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後減圧濃縮することにより、少量の黄色油状物を回収した。一連の操作により、淡黄色油状物８．８２ｇを得た。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより分離精製(ヘキサン：酢酸エチル＝１：１)することにより、白色結晶のｓｙｎ−１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−ベンジルオキシ−シクロブタン−１−カルボン酸エチルエステル８．０４ｇ（２３ｍｍｏｌ相当）を得た。

脱ベンジル化（図２、工程４）
ｓｙｎ−１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−ベンジルオキシ−シクロブタン−１−カルボン酸エチルエステル ８．０４ｇ（２３ｍｍｏｌ相当）にエタノール１５０ｍＬを加えた後、パラジウム−活性炭素（パラジウム１０％）９６０ｍｇを加え、水素置換、室温下で一晩攪拌した。反応後、セライトを用いた濾過によりパラジウム−活性炭素を濾去して濾液を減圧濃縮し、残渣として白色結晶５．７４ｇを得た。なお、ヘキサン：酢酸エチル＝１：１（反応目的物のＲｆ値＝０．２付近）を展開溶媒として使用したＴＬＣ分析（ＵＶとニンヒドリンによる呈色にて確認）にて反応追跡を行い、反応終了を確認した。次いで残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー (ヘキサン：酢酸エチル＝１：１，ヘキサン：酢酸エチル＝４：１) により分離精製し、白色結晶としてｓｙｎ−１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−ヒドロキシ−シクロブタン−１−カルボン酸エチルエステル５．３６ｇ（２０．７ｍｍｏｌ相当）を得た。

トリフレート化（図３、工程５）
ｓｙｎ−１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−ヒドロキシ−シクロブタン−１−カルボン酸エチルエステル２．０７ｇ（８ｍｍｏｌ）をピリジン２６ｍＬに溶解させ、氷浴下２０分間攪拌した。無水トリフルオロメタンスルホン酸２．０ｍＬ（１２ｍｍｏｌ相当）を加え、そのまま３０分間攪拌した。ヘキサン：ジエチルエーテル＝１：１を展開溶媒（反応目的物のＲｆ値＝０．６付近）としたＴＬＣ分析（ニンヒドリンの呈色にて確認）を用いて反応を追跡し、反応終了を確認した。反応終了を確認後、反応液に水１００ｍＬとエーテル１００ｍＬを加え、１ｍｏｌ／Ｌ塩酸１００ｍＬ×２、水１００ｍＬ×２、飽和食塩水１００ｍＬ×２の順で抽出洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮することにより、淡黄色結晶２．７８ｇを得た。この反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより分離精製(ヘキサン：ジエチルエーテル＝３：１)することにより得られた白色結晶につき、さらにペンタン：ジエチルエーテルを用いて再結晶を行うことにより、ｓｙｎ−１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−［（（トリフルオロメチル）スルフォニル）オキシ］−シクロブタン−１−カルボン酸エチルエステル１．８４ｇ（４．７ｍｍｏｌ相当）を得た。

比較例１〜５、実施例１〜８
［^１８Ｆ］フッ化物イオン含有Ｈ_２ ^１８Ｏを、陰イオン交換カラムに通液し、［^１８Ｆ］フッ化物イオンを、吸着捕集した。次いで、該カラムに表１記載の濃度の炭酸カリウム溶液０．３ｍＬを通液して［^１８Ｆ］フッ化物イオンを溶出し、さらに水０．３ｍＬを通液して溶出液と合わせた。この液に、表１記載の量のクリプトフィックス２２２（商品名、メルク社製）をアセトニトリル１．５ｍＬに溶解させた液を加え、得られた混合液の放射能量を測定した（測定された放射能量：Ａ、表２）。

次いで、前記混合液を１１０℃に加熱して水及びアセトニトリルを蒸散させた後、アセトニトリル（０．５ｍＬ×２回）を加えて共沸し、乾固させた。ここに、表１に示す量のｓｙｎ−１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−［（（トリフルオロメチル）スルフォニル）オキシ］−シクロブタン−１−カルボン酸エチルエステル（以下、Ｂｏｃ−ＴｆＡＣＢＣという）を、表１に示す量のアセトニトリルに溶解させた液を加え、攪拌しながら８３℃で３分間加熱した。室温下で５分間放冷し、ジエチルエーテル４ｍＬを加えてＳｅｐ-Ｐａｋ Ｓｉｌｉｃａ（商品名、日本ウォーターズ株式会社製）に通液し、［^１８Ｆ］フッ素標識体である、［^１８Ｆ］Ｂｏｃ−ＦＡＣＢＣのアセトニトリル／ジエチルエーテル溶液を得た。放射能量を測定し、得られた放射能量Ｂ（表２参照）を、［^１８Ｆ］フッ素化収率の計算に用いた。また、得られた［^１８Ｆ］Ｂｏｃ−ＦＡＣＢＣにつきＴＬＣ分析を行い、上記式（１）を用いて放射化学的純度を求めた。
なお、各条件における実験は、比較例１、３及び実施例３については1回、比較例２、４及び実施例８については２回、実施例４については４回、その他については３回繰り返し行った。

結果を、表３及び図４〜６に示す。
相間移動触媒として用いたクリプトフィックス２２２と、前駆体であるＢｏｃ−ＴｆＡＣＢＣとの比（以下、相間移動触媒／前駆体比という）を計算し、［^１８Ｆ］フッ素化収率との関係を調べた。結果を、図４に示す。この図から明らかなように、相間移動触媒／前駆体比０．７までの条件において、相間移動触媒／前駆体比の増加に伴って［^１８Ｆ］Ｂｏｃ−ＦＡＣＢＣの［^１８Ｆ］フッ素化収率が飛躍的に向上していた。相間移動触媒／前駆体比０．７以上の条件においては、一部低い［^１８Ｆ］フッ素化収率を示すデータ（比較例５）が存在していたものの、その他はほぼ一定の収率を示しており、この条件における［^１８Ｆ］フッ素化収率は、公知の方法による場合（比較例１）と比較して、３０〜５０％程度も高い値を示していた。

反応溶液中のアセトニトリルに対する、炭酸カリウム量に換算したカリウムイオン濃度と、［^１８Ｆ］フッ素化収率との関係を、図５に示す。図５から明らかなように、［^１８Ｆ］フッ素化収率は、カリウムイオン濃度２７ｍｍｏｌ／Ｌ（炭酸カリウム量に換算）までの条件において、カリウムイオン濃度の増加に伴って飛躍的に向上し、それ以上の濃度では、ほぼ一定値を示していた。反応溶液中のアセトニトリルに対するクリプトフィックス濃度と［^１８Ｆ］フッ素化収率との関係を、図６に示す。図６から明らかなように、反応溶液中のアセトニトリルに対するクリプトフィックス濃度（図６では、相間移動触媒濃度と表記）７０ｍｍｏｌ／Ｌまでの条件において、クリプトフィックス濃度の増加に伴って［^１８Ｆ］Ｂｏｃ−ＦＡＣＢＣの［^１８Ｆ］フッ素化収率が飛躍的に向上し、それ以上の濃度ではほぼ一定値となっていた。このように、炭酸カリウム量に換算したカリウムイオン濃度２７ｍｍｏｌ／Ｌ以上、相間移動触媒濃度７０ｍｍｏｌ／Ｌ以上とした条件において、高い［^１８Ｆ］フッ素化収率にて［^１８Ｆ］Ｂｏｃ−ＦＡＣＢＣを調製し得る事が示された。また、これらの条件を、上述した相間移動触媒／前駆体比０．７以上の条件に追加して適用することにより、相間移動触媒／前駆体比０．７以上の条件で低い値を示す条件（比較例５）を排除することができ、より安定して高い［^１８Ｆ］フッ素化収率を達成することが可能となることが示された。
以上の結果より、［^１８Ｆ］フッ素化反応において相間移動触媒／前駆体比０．７以上、炭酸カリウム量に換算したカリウムイオン濃度２７ｍｍｏｌ／Ｌ以上、相間移動触媒濃度７０ｍｍｏｌ／Ｌ以上といった条件を組み合わせることにより、［^１８Ｆ］Ｂｏｃ−ＦＡＣＢＣを、安定して高収率で得られることが示された。

実施例９〜４３
反応温度４０〜１００℃において、本発明に係る製造方法により収率良く［^１８Ｆ］Ｂｏｃ−ＦＡＣＢＣを製造できることを確認する目的で、下記の実験を行った。

［^１８Ｆ］フッ化物イオン含有Ｈ_２ ^１８Ｏを、陰イオン交換カラムに通液し、［^１８Ｆ］フッ化物イオンを吸着捕集した。次いで、該カラムに濃度１３３ｍｍｏｌ／Ｌの炭酸カリウム溶液０．３ｍＬを通液して［^１８Ｆ］フッ化物イオンを溶出し、さらに水０．３ｍＬを通液して溶出液と合わせた。この液に、クリプトフィックス２２２（商品名、メルク社製）１０６μｍｏｌをアセトニトリル１．５ｍＬに溶解させた液を加えた。

次いで、１１０℃に加熱して水を蒸散させた後、アセトニトリル（０．５ｍＬ×２回）を加えて共沸し、乾固させた。ここに、８０μｍｏｌのＢｏｃ−ＴｆＡＣＢＣを、アセトニトリル１ｍＬに溶解させた液を加え、表４ａ〜４ｅ記載の温度にて表４ａ〜４ｄ記載の時間攪拌し、放射性フッ素化反応を進行させた。得られた反応溶液につき、下記の条件によるＴＬＣ分析を行い、［^１８Ｆ］Ｂｏｃ−ＦＡＣＢＣの面積％を求め、［^１８Ｆ］フッ素化率の指標とした。
なお、各実験に用いた放射能量は、４１４〜７５９ＭＢｑであった。

ＴＬＣ分析条件：
ＴＬＣプレート：Ｓｉｌｉｃａ Ｇｅｌ ６０ Ｆ_２５４（製品名、メルク社製）
展開相：ジエチルエーテル／ヘキサン＝１／１
検出器：Ｒｉｔａ Ｓｔａｒ（製品名、ｒａｙｔｅｓｔ社製）

結果を、表５ａ〜５ｅに示す。この結果より明らかなように、反応時間３分〜１５分の条件においては、いずれの反応温度においても、［^１８Ｆ］フッ素化率は６２％以上と良好な値を示していた。また、反応温度９０℃以上においては、［^１８Ｆ］フッ素化率に大きな変化は見られなかったことから、４０℃〜９０℃の反応温度とすることにより、良好な［^１８Ｆ］フッ素化率を得ることが可能であることが示唆された。

また、反応温度５０℃〜８０℃の条件では、いずれの反応時間においても、７０％以上の［^１８Ｆ］フッ素化率が達成されており、反応温度６０℃〜７０℃の条件においては、いずれの反応時間においても、８０％以上の［^１８Ｆ］フッ素化率を得ることが可能であった。
一方、反応時間に注目すると、反応時間を３分〜７分とすることにより、特に良好な［^１８Ｆ］フッ素化率が得られていた。

以上の結果より、反応時間３分〜１５分において、反応温度４０℃〜９０℃以上とする条件で良好な［^１８Ｆ］フッ素化率を達成することができ、５０℃〜８０℃の条件においてより良好な［^１８Ｆ］フッ素化率が得られ、６０℃〜７０℃の条件において特に良好な［^１８Ｆ］フッ素化率が達成し得ることが示された。
また、反応時間は３分以上であれば十分であるが、３分〜７分とするのがより好ましいことが示された。

本発明に係る放射性フッ素標識有機化合物の製造方法は、新規診断薬の製造に用いられる、［^１８Ｆ］Ｂｏｃ−ＦＡＣＢＣを初めとする放射性フッ素標識有機化合物の製造に、好適に用いることができる。

ｓｙｎ−１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−ベンジルオキシ−シクロブタン−１−カルボン酸エチルエステルの、合成スキーム ｓｙｎ−１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−ヒドロキシ−シクロブタン−１−カルボン酸エチルエステルの、合成スキーム ｓｙｎ−１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−［（（トリフルオロメチル）スルフォニル）オキシ］−シクロブタン−１−カルボン酸エステルの、合成スキーム 相間移動触媒／標識前駆体比とフッ素化収率との関係を示す図（三角：実施例、四角：比較例） カリウムイオン濃度とフッ素化収率との関係を示す図（三角：実施例、四角：比較例） 相間移動触媒濃度とフッ素化収率との関係を示す図（三角：実施例、四角：比較例）

Claims (2)

1. 下記式（１）：
   

   

   
   （式中、Ｒ^１は、直鎖若しくは分岐鎖の炭素数１〜１０のアルキル鎖又は芳香族置換基、Ｒ^２は、直鎖若しくは分岐鎖の炭素数１〜１０のハロアルキルスルホン酸置換基、直鎖若しくは分岐鎖の炭素数１〜１０のアルキルスルホン酸置換基、フルオロスルホン酸置換基又は芳香族スルホン酸置換基、Ｒ^３は、炭素数２〜７の直鎖又は分岐鎖のアルキルオキシカルボニル置換基、炭素数３〜７の直鎖又は分岐鎖のアルケニルオキシカルボニル置換基、修飾基を有していても良い炭素数７〜１２のベンジルオキシカルボニル置換基、及び炭素数２〜７のアルキルジチオオキシカルボニル置換基からなる群より選ばれたものである）で表される化合物を、不活性有機溶媒中で、相間移動触媒、^１８Ｆイオン及びカリウムイオンの存在下に、加熱工程に付することによって、下記式（２）：
   

   

   
   （式中、Ｒ^１は、直鎖若しくは分岐鎖の炭素数１〜１０のアルキル鎖又は芳香族置換基、Ｒ^３は、炭素数２〜７の直鎖又は分岐鎖のアルキルオキシカルボニル置換基、炭素数３〜７の直鎖又は分岐鎖のアルケニルオキシカルボニル置換基、修飾基を有していても良い炭素数７〜１２のベンジルオキシカルボニル置換基、及び炭素数２〜７のアルキルジチオオキシカルボニル置換基からなる群より選ばれたものである）で表される化合物を得る工程を含む、［^１８Ｆ］１−アミノ−３−フルオロシクロブタンカルボン酸の製造方法において、
   加熱工程における加熱温度が４０〜９０℃であり、
   不活性有機溶媒中における相間移動触媒の濃度が７０ｍｍｏｌ／Ｌ以上であり、
   炭酸カリウム量に換算したカリウムイオンの不活性有機溶媒中の濃度が２７ｍｍｏｌ／Ｌ以上であり、
   前記相間移動触媒を、前記式（１）で表される化合物に対してモル比にして０．７以上用いることを特徴とする、［^１８Ｆ］１−アミノ−３−フルオロシクロブタンカルボン酸の製造方法。
2. 相間移動触媒、^１８Ｆイオン及びカリウムイオンの混合物を得る工程と、
   前記混合物に、前記式（１）で表される化合物及び不活性有機溶媒を添加して得られる反応溶液を、４０〜９０℃の温度に保って攪拌することにより、前記式（２）で表される化合物を得る放射性フッ素化工程と、
   を含んでなる請求項１に記載の製造方法。

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