NO177462B

NO177462B - Metallionchelat av en chelatdannende forbindelse samt magnetisk resonansavbildende kontrastmedium

Info

Publication number: NO177462B
Application number: NO882004A
Authority: NO
Inventors: Scott M Rocklage; Steven C Quay
Original assignee: Salutar Inc
Priority date: 1987-05-08
Filing date: 1988-05-06
Publication date: 1995-06-12
Also published as: DK251688D0; JP2512524B2; EP0290047B1; NZ224537A; IE66368B1; EP0290047A3; JPS63280087A; NO882004L; ATE118010T1; BR1100623A; GR3015884T3; CA1322003C; DE3852906T2; AU1568088A; FI882125A0; FI88164B; ES2066768T3; FI882125A; NO882004D0; HK55195A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et metallionchelat av en chelatdannende forbindelse. Metallionchelatet omfatter dipyridoksylforbindelser som danner meget stabile chelater med flerverdige metallioner. Oppfinnelsen angår også bruken av de paramagnetiske chelatene som kontrastmidler i kjernemagnetisk resonansbildedannelse (NMRI).

Tradisjonelt er chelater anvendt for å administrere dårlig oppløselige salter i medisinen og som motgift for avgiftning i tilfeller av forgiftning med tungmetaller eller tungmetall-isotoper. Chelater er også anvendt for å avgi radioisotoper til områder i kroppen for avbildning. Helt nylig er det rapportert at paramagnetiske kontrastmidler er anvendt med

NMRI.

Paramagnetiske metallioner er ofte toksiske i de konsentrasjoner som kreves for bruk i NMRI, og innføring av dem i kroppen i form av chelater gjør dem mer fysiologisk godtagbare. Dette krever at et chelat kan holde metallionet tett i chelatstrukturen, dvs. formasjonskonstanten for chelatet må være meget stor ved fysiologisk pH. Det paramagnetiske metallchelatet må også være tilstrekkelig oppløselig til å muliggjøre administrasjon av mengder som kreves for bildedannelse i rimelige volumer. Vanlige administrasjonsmåter er oralt, intravenøst og med klyster.

Chelateringsmiddelet må danne et stabilt chelat med de paramagnetiske metaller som utgjør en fare for kroppen dersom de frigjøres under bruk. Paramagnetiske metaller som naturlig er til stede i kroppen, foretrekkes. Det chelatdannende middelet (ligand) må kunne danne et chelat me*T et valgt paramagnetisk materiale uten å endre metallets oksydasjons-tilstand eller på annen måte redusere dets kjemiske stabilitet .

Siden det paramagnetiske metallets rolle i å øke kontrast i NMRI-bildedannelse omfatter å redusere spinn-gitter spinnrelakseringstiden T^ og spinn-spinnrelakseringstiden Tg, må chelatstrukturen holde metallionet fast mens det tillater kontakt mellom metallionet og protoner i vannmolekyler.

En oppsummering av historien og teknikkens stand når det gjelder kontrastmidler for NMRI presenteres av Valk, J. et al., "Basic Principles of Nuclear Magnetic Resonance Imaging". New York: Elsevier, sider 109-114 (1985). Valk et al.-publikasjonen beskriver også avbildningsutstyret og —metodene for NMRI. Chelater med etylendiamintetraeddikksyre (EDTÅ) og dietylamintriaminpentaeddiksyre (DTPA) beskrives. Toksisitetsproblemer ble redusert ved å bruke mindre toksiske metallioner som f.eks. jern og gadolinium i et kompleks av gadolinium-DTPA-chelat-meglumin. Gadolinium er imidlertid ikke naturlig forekommende i kroppen, og langtidstoksisitets-undersøkelser. er ikke fullført. Paramagnetiske materialer som er oppført i denne publikasjonen, omfatter molekyler med uparede elektroner: nitrogenoksyd (NO); nitrogendioksyd (NOg); og molekylært oksygen (Og). Det er også omtalt ioner med uparede elektroner, dvs. ioner fra "overgangsserien". Oppførte ioner omfatter Mn<2+>, Mn<3+>, Fe<2+>, Ni<2+>, Cr<2>+, Cu2+, lantanidserien inkludert gadolinium og europium, og nitr-oksydstabile frie radikaler (NSFR) som f.eks. pyrolidin NSFR og piperidin NSFR. Tokisitetsproblemer angis å være et hovedproblem med mange paramagnetiske materialer.

Bruk av alkylendiaminchelater med en rekke paramagnetiske ioner er beskrevet i US patent 4.647.447. Ferrioksamin-paramagnetiske kontrastmidler er beskrevet i US patent 4.637.929. Mangan(II) er oppført som et passende paramagnetisk metall ion for bruk med polysakkariOderivater av en rekke chelaterende forbindelser inkludert EDTA, DTPA og aminoetyldifosfonat i PCT-søknad med publikasjonsnummer W085/05554 (søknad nr. PCT/GB85/00234). Stabile radioaktive diagnostiske midler inneholdende ^^<m>Tc chelatert med N-pyridoksal-alfa-aminosyrer eller et pyridoksalsalt er beskrevet i US patenter 4.313.928, 4.440.739 og 4.489.053. Taliaferro, C. et al. i "New multidentate ligands. 22. N,N'-dipyridoksyetylendiamin-N,N'-diacetic acid: a new chelating ligand fortrivalent metal ions", Inorg. Chem. 23:1188-1192 beskriver utvikling av N,N'-dipyridoksyetylendiamin-N,N'-dieddiksyre (PLED) som en chelaterende forbindelse for treverdige metallioner. Andre chelaterende forbindelser som beskrives, er Fe(III)-chelatene av N,N'-etylenbis-2-(o-hydroksyfenyl)glycin (EHPG) og N,N'-bis(l-hydroksybenzyl)-etylendiamin-N,N'-dieddiksyre (HBED). Egenskaper for chelater av PLED, HBED, EHPG og EDTA med ioner av kobber, nikkel, kobolt, sink, jern, indium og gallium er sammenliget. Undersøkelse av PLED-struktur er rapportert av Taliaferro, C. et al., Inorg. Chem. 24:2408-2413 (1985). Green, M. et al., Int. J. Nucl. Med. Biol. 12(5):381-386 (1985) rapporterer deres vurdering av PLED som en chelaterende ligand for fremstilling av gallium- og indium-radiofarmasøytika, og opp-summerer egenskapene til PLED-chelater med Ga(III), In(III) og Fe(III).

Siden de chelaterende forbindelsene med nedenfor angitt formel I har en aromatisk hydroksygruppe, ville deres verdi som chelaterende midler for mangan(II )-ioner ikke være ventet. Slike aromatiske hydroksygrupper ville ventes å reagere med mangan(II)-ionet som en oksydant på vanlig måte, og oksydere mangan(II)-ionet til en høyere valens. Frost, et al., J. Am. Chem. Soc. 80:530 (1958) rapporterer dannelse av Mn(II)-chelater av EHPG med lavt pH, men fant at forsøk på å fremstille stabile mangan(II)-komplekser med EHPG med høyere pH (over pH 5) var nytteløse, da mangan(II)-ionet ble irreversibelt oksydert. Denne oksydasjonen inntrådte selv under inerte atmosfærer, og i det sistnevnte" arbeid ble det konkludert med at oksydasjon inntrådte på bekostning av liganden eller oppløsningsmiddelet. Anderegg, G. et al., Heiv. Chim. Acta. 47:1067 (1964) fant at den høye stabili-teten til Fe(III)-chelatet av EHPG var forårsaket av den høye affiniteten av Fe(III)-ionet for de to fenolatgruppene som foreligger i den ioniserte liganden. L'Eplathenier, F. et al., (J. Am. Chem. Soc. 89:837 (1967) beskriver undersøkelser av HBED omfattende syret i treringer av HBED i nærvær av en rekke metallioner inkludert mangan(II). Intet manganchelat ble isolert, og manganproduktene ble ikke karakterisert. Basert på etterfølgende arbeider av Patch et al., Inorg. Chem. 21(8) :2972-2977 (1982) er det klart at mangan(II)-ionet ble oksydert av den fenoliske liganden under titreringene til L'Eplathenier et al. Patch et al. fremstilte et Mn(III)-kompleks med å omsette Mn(II)-salter med EHPG, og konkluderte at reaksjonen omfattet oksydasjonen av liganden i en irreversibel reaksjon. Evnen .til å holde Mn(III) i +3-oksydasjonstilstanden ble sagt å være en enestående egenskap for EHPG-molekylet. US patent 3.632.637 beskriver fenoliske chelateringsmidler som f.eks. N,N'-di(o-hydroksybenzyl)-etylendiamin-N,N'-dieddiksyre, og deres anvendelse for chelatering av treverdige og fireverdige metaller. Disse midlene er vanligvis stabile i nærvær av aromatiske hydroksygrupper. Ingen bruk av en forbindelse med en aromatisk hydroksygruppe som et chelateringsmiddel for mangan(II)-ioner er beskrevet i disse referansene, og bekrefter den generelle kunnskap om de oksyderende egenskapene til den aromatiske hydroksygruppen og manganforbindelser, spesielt mangan(II)-ioner.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et metallionchelat som er kjennetegnet ved at det omfatter en chelaterende forbindelse med formelen:

hvor

R er hydrogen, eller

Ri er hydrogen eller

forutsatt at minst en av R og R-^ er forskjellig fra hydrogen;

R3 er etylen eller 1,2-cykloheksylen;

R4 er hydroksymetyl eller

hver Ry uavhengig er hydrogen eller alkylaminoalkyl med 3 karbonatomer; eller et salt eller Ci- ±8 alkylester derav,

hvor det chelaterte metallionet er et paramagnetisk ion av et metall som har atomnummer valgt fra 21-29, 42, 44 og 58-70, eller et salt av nevnte chelat.

Oppfinnelsen tilveiebringer også et magnetisk resonans-avbildende kontrastmedium som er kjennetegnet ved at det omfatter et metallionchelat som definert ovenfor og i hvilket som helst av de medfølgende krav 1-14, sammen med minst en farmasøytisk akseptabel eksipiens.

Fosfatgruppe-mono- og diesterne med en- og flerverdige alkanoler som har 1-18 karbonatomer, eller alkylaminoalkoholer, som hver har 1-18 karbonatomer, og saltene av de ovennevnte forbindelsene, er omfattet av foreliggende oppfinnelse. Fig. 1 viser en strukturformel av et eksempel på en N,N'-bis(pyridoksal-5-fosfat)etylendiamin-N,N'-dieddiksyre som viser de dissosiasjonskonstanter, pK, som tilhører de protoneringsstillinger som er beskrevet i forsøk C i det nedenstående. Fig. 2 er et diagram som viser forholdet mellom dosering og relaksivitet ved bruk av Mn(DPDP)-forbindelsen ifølge oppfinnelsen basert på de data som er vist i forsøk A i det nedenstående.

De farmasøytisk godtagbare, vannoppløselige, forenlige saltene av forbindelsene med formel (I) og fosfatgruppeestere av forbindelsene med formel (I) med flerverdige alkoholer, alifatiske alkoholer eller alkylaminoalkoholer som hver har 1-18 karbonatomer, og chelatene derav er også inkludert i forbindelsene ifølge oppfinnelsen.

Uttrykket "1,2-cykloheksylen" omfatter både cis- og trans-cykloheksylengrupper og alkylsubstituerte cykloheksylen-grupper bundet i 1,2-stillingene til henholdsvis nitrogen-atomer og alkylsubstituerte derivater derav med fra 5 til 8 karbonatomer.

Forbindelsen, N,N'-bis-(pyridoksal-5-fosfat)-etylendiamin-N ,N'-dieddiksyre eller N,N'-bis(3-hydroksy-2-metyl-5-f osf onometyl-4-pyr i dy Ime tyl ) e ty lend i amin-N,N'-dieddiksyre , er heretter referert til som DPDP og mangan(II)-chelatet er heretter referert til som Mn (DPDP).

Når R3 er etylen er dikarbonylforbindelsen~<*>med formel (I) DPDP. DPDP har de dissosiasjonskonstanter for protonerings-tillingene som er vist i fig. 1. Som beskrevet i forsøk C ved pE på 3 eller høyere, er liganden anionisk og har deprotonerte metallbindingsstillinger, begge viktige kriterier for metallchelaterende midler.

Chelatene ifølge oppfinnelsen er som nevnt chelater av forbindelsene med formel (I) med metallioner. Chelatene kan representeres ved formlene (II), (III) eller (IV).

I formler (II), (III) og (IV) representerer Z er metallion, og R3, R4, og R7 er de samme som for forbindelsene med formel (I). De stiplede linjene i formlene representerer den semipolare bindingen mellom oksygen- og nitrogenatomene og metallionet. En av acetylgruppene i formel (II) er under planet for de aromatiske pyridinringene, og den andre acetylgruppen er over planet til de aromatiske pyridin-ringne, slik at metallionet holdes fast inne i det indre av chelatsaltkomplekset. Også inkludert i chelatene ifølge oppfinnelsen er de fysiologisk godtagbare, vannoppløselige, forenlige saltene, og karboksyl- og fosfatgruppeestere med hydroksy-substituerte alkanoler, alkanoler, eller alkylaminoalkoholer som hver har 1-8 karbonatomer, av forbindelsene med formler (II), (III) og (IV).

For bruk som et medium for NMRI-analyse må sentralionet i komplekschelatsaltet være paramagnetisk, og er som nevnt et toverdig eller treverdig ion av elementene med et atomnummer på 21-29, 42, 44 og 58-70. Egnede ioner omfatter krom(III), mangan(II), jern(III), jern(II), kobolt(II), nikkel(II), kobber(II), praseodym(III), neodym(III), samarium(III), ytterbium(III). Gadolinium(III), terbium(III), dyspro-sium(III), holmium(III) og erbium(III) foretrekkes noen ganger p.g.a. deres sterke magnetiske momenter og kjemiske stabilitet, men fordi de ikke normalt er til stede i kroppen er deres langvarige, biologiske effekter ukjent.

Av de nye chelatdannende forbindelsene med formel (I) er chelater av mangan(II) foretrukket. Relativt få mangan(II)-chelatforbindelser er kjent, og bare en del av disse er karakterisert, dvs. ved enkeltkrystall-røntgenstrålediffrak-sjon. De fleste av de strukturelt karakteriserte Mn(II)-kompleksene har forskjellige mono- og bidentatligander ko-ordinerende til metallsenteret. Mn(II)-kompleksene med formler (II), (II) og (III), og Mn(II)-kompleksene med PLED og de tilsvarende 1,2-cykloalkylen- og 1,2-*arylenforbindel-sene som er beskrevet i US patent 4.935.518 er de første Mn(II )-komplekser med en høyaffinitetsheksadentatligand. Denne konfigurasjon tilveiebringer en mer stabil og effektiv form for innføring av mangan(II) i kroppen som et NMRI-kontrastmedium.

Mangan(II)-kompiekset med formel (II) (R5 og R5 = hydroksy; R3 = etylen), Mn(DPDP), ble undersøkt potensiometrisk fra pH 11,1 til 2,0. De oppnådde data ble analysert ved bruk av en modell bestående av tre en-protonstrinn og ett to-protonstrinn. Raffinering ga likevektskonstanter med beregnede

e.s.d. (log. K) på mindre enn 0,02. Log Kf (formasjons-konstant) for Mn (DPDP) ble beregnet å være 14,8, og er

identisk med konstanten for manganchelatet av N,N'-bis(2-hydroksybenzyl)etylendiamin-N,N'-dieddiksyre (HBED) omtalt av L'Eplathenier, F. et al. (se ovenfor). Titreringsdata indikerer at Mn (DPDP) begynner å demetallere når pH faller under 4,5. Ved fysiologisk pH er imidlertid Mn(II)-ionet kvantitativt bundet til chelateringsmiddelet stabilisert ved +2-valensen.

De chelatdannende forbindelsene med formel er også egnet for dannelse av chelatsalter av andre metaller for anvendelse i røntgenstrålediagnose. Generelt har disse elementene et atomnummer som er tilstrekkelig høyt til effektivt å absorbere røntgenstråler. Diagnostiske media inneholdende et fysiologisk, godt tolerert chelatsalt med sentralloner av elementer med atomnummere fra 57 til 83, er egnet for dette formål. Inkludert i denne gruppen er lantan(III), gull(III), bly(II) og bismut(III).

Alle chelater ifølge oppfinnelsen som er anvendbare for NMRI og røntgenstråleanalyse er også egnet for bruk i ultralyd-diagnose.

Elementene med de ovenfor oppførte atomnumrene som danner sentralionet eller —ionene i det fysiologisk" godt tolererte chelatsaltet, må ikke være radioaktive for den tenkte bruk av det diagnostiske medium for røntgenstrålediagnose og NMRI. Radioaktive metallionchelater av forbindelsene med formel (I) er beskrevet i "OS patent 4.842.845.

Chelatene ifølge foreliggende oppfinnelse skal i det følgende beskrives som paramagnetiske ioner som er egnet for bruk i NMRI-analyse. Dette er imidlertid for det formål å gjøre forklaringen enklere og ikke som noen begrensning, og chelatene av alle de ovenfor nevnte metallioner omfattes av foreliggende oppfinnelse.

Om ikke alle de aktive hydrogenatomene i chelatene er substituert med det sentrale, paramagnetiske ionet, økes opp-løseligheten av chelatet dersom gjenværende hydrogenatomer substitueres med fysiologisk bioforenlige kationer av uorganiske og/eller organiske baser eller aminosyrer. F.eks. er litiumionet, kaliumionet, natriumionet og spesielt kalsiumionet egnede uorganiske kationer. Egnede kationer av organiske baser omfatter f.eks. etanolamin, dietanolamin, morfolin, glukamin, N,N-dimetylgluklamin og N-metylglukamin. Lysin, arginin eller ornitin er egnet som kationer av aminosyrer, slik som generelt kationene av andre basiske, naturlig forekommende syrer er.

De foretrukne kalsiumsaltene har molforhold mellom kalsiumion og chelaterende molekyl fra 0,05 til 1,0, idet de optimale molforhold ligger innenfor området fra 0,1 til 0,5. Ved molforhold mellom kalsiumion og chelatmolekyl over 1,0 har chelatet en tendens til å bli uoppløselig. De opp-løselige kalsiumsaltene er best fysiologisk akseptert siden de ikke signifikant forstyrrer konsentrasjonen av frie kalsiumioner i pasientens system.

Chelatene ifølge foreliggende oppfinnelse dannes av de chelatdannende forbindelsene med formel (I) \~ B~ 6. hjelp av konvensjonelle fremgangsmåter som er kjent på fagområdet. Generelt omfatter disse fremgangsmåtene oppløsning eller suspendering av metalloksydet eller metallsaltet (f.eks. nitrat, klorid eller sulfat) av et element med et atomnummer på 21-29, 42, 44 eller 57-83 (slik som oksyder eller salter av Mn<+2>, Cr<+3>, Fe<+2> Fe<+3>, Co<+3>, Ni+2 , Cu<+2>, Pr<+>3, Nd<+3>, Sm<+>3, Yb+3, Gd<+>3, Tb<+3>, Dy<+3>, Ho<+3> eller Er<+3>) 1 vann eller en laverealkohol som f.eks. metanol, etanol eller isopropanol. Til denne oppløsning eller suspensjon tilsettes en ekvimolar mengde av chelateringssyren i vann eller en laverealkohol, og blandingen omrøres, om nødvendig, ved moderat oppvarming eller oppvarming til kokepunktet, inntil reaksjonen er fullstendig. Dersom det fremstilte chelatsaltet er uopp-løselig i det oppløsningsmiddel som anvendes, isoleres reaksjonsproduktet ved filtrering. Dersom det er oppløselig, isoleres reaksjonsproduktet ved inndampning av oppløsnings-middelet til tørrhet, f.eks. ved spray-tørking eller lyofili-sering.

Dersom syregrupper som f.eks. fosforsyregrupper fortsatt er til stede i det resulterende chelatet, er det fordelaktig å omdanne det sure chelatsaltet til et nøytralt chelatsalt ved reaksjon med uorganiske og/eller organiske baser eller aminosyrer, som danner fysiologisk bioforenlige kationer, og å isolere dem. Denne er ofte uunngålig, siden dissosiasjonen av chelatsaltet beveges mot nøytralitet i en slik grad ved en forandring av pE-verdien under fremstillingen at bare på denne måten er isolasjonen av homogene produkter, eller i det minste rensingen av dem, gjort mulig. Fremstillingen gjennomføres fordelaktig med organiske faser eller basiske aminosyrer. Det kan imidlertid også være fordelaktig å utføre nøytral isasjonen ved hjelp av uorganiske baser (hydroksyder, karbonater eller bikarbonater) av natrium, kalium eller litium.

For å fremstille nøytralsaltene kan nok av den ønskede base tilsettes til de sure chelatsaltene i en vandig oppløsning eller suspensjon til at nøytral itetspunkter nås. Den resulterende oppløsningen kan så konsentreres til tørrhet i vakuum. Det er ofte fordelaktig å utfelle de nøytrale saltene ved tilsetning av et oppløsningsmiddel som er blandbart med vann, f.eks. laverealkoholer (metyl-, etyl-, isopropyl-alkoholer, osv.) lavereketoner (aceton, osv.), polare etere

(tetrahydrofuran, 1,2-dimetoksyetan, osv.) og således oppnå krystaller som isoleres lett og er lette å rense. Det er funnet spesielt fordelaktig å tilsette de ønskede basene til reaksjonsbasene også under chelateringen, og således elimi-nere et fremgangsmåtetrinn. Andre konvensjonelle rense-fremgangsmåter som f.eks. kolonnekromatografi kan anvendes.

Siden chelatsaltene med formlene (II), (III) og (IV) inneholder en rekke sure grupper, er det mulig å fremstille nøytrale, blandede salter som inneholder både uorganiske og organiske, fysiologisk bioforenlige kationer som motioner. Dette kan f.eks. gjøres ved å omsette de kompleksdannende syrene i en vandig suspensjon eller oppløsning med oksydet eller saltet av det element som utgjør sentralionet eller mindre enn den fulle mengde av en organisk base som er nød-vendig for nøytralisasjon, f.eks. halvparten, f.eks. isolere det chelatsalt som er dannet, rense det - om ønsket -, og så tilsette det til den mengde uorganisk base som er nødvendig for fullstendig nøytralisasjon. Sekvensen med tilsetning av basene kan omvendes.

Karboksyl- og fosforsyregruppene i chelateringsmidlene kan og nøytraliseres ved forestring for å fremstille karboksylat-og fosfatestere. Slik estere kan fremstilles ved hjelp av konvensjonelle fremgangsmåter som er kjent på fagområdet, f.eks. fra de tilsvarende alkoholene. Egnede estere omfatter f.eks. estere av lineære eller forgrenede alkanolgrupper med fra 1 til 18 karbonatomer, en- og flerverdige alkylaminoalkoholer med fra 1 til 18 karbonatomer, og fortrinnsvis fra 1 til 6 karbonatomer, som f.eks. seronol eller dietanolamin og flerverdige alkoholer med fra 1 til 18, ~bg fortrinnsvis fra 1 til 6 karbonatomer, som f. eks. etylenglykol eller glycerol.

De diagnostiske media for administrasjon fremstilles ved bruk av fysiologisk godtagbare media på en måte som ligger innenfor teknikkens stand. F.eks. suspenderes eller oppløses chelatsaltene, eventuelt med tilsetning av farmasøytiske godtagbare bindemidler, i et vandig medium, og oppløsningen eller suspensjonen steriliseres så. Egnede additiver omfatter f.eks. fysiologisk bioforenlige buffere (som f.eks. trometaminhydroklorid), små tilsetninger av andre chelateringsmidler (som f.eks. dietylentriaminpentaeddiksyre) eller optimalt, kalsiumsalter (f.eks. kalsiumklorid, kalsiumaskorbat, kalsiumglukonat eller kalsiumlaktat).

Alternativt kan diagnostiske media fremstilles uten å isolere chelatsaltene. I dette tilfellet må det utvises forsiktighet slik at chelateringen foregår slik at saltene og saltoppløsningene er i det vesentlige fri for uchelaterte, potensielt toksiske metallioner. Dette kan f.eks. sikres ved å anvende farveindikatorer som f.eks. xylenol orange for å kontrollere titreringene under produksjonsprosessen. En rensing av det isolerte saltchelatet kan også anvendes som en endelig sikkerhetsforanstaltning.

Dersom suspensjoner av chelatsaltene i vann eller fysiolo-giske saltoppløsninger er ønsket for oral administrasjon, kan en liten mengde oppløselig chelatsalt blandes med en eller flere av de inaktive ingrediensene som tradisjonelt er til stede i orale oppløsninger som f.eks. overflateaktive midler, aromatiske stoffer for smakssetting, o.l.

Den mest foretrukne administrasjonsmåten for paramagnetiske metallchelater som kontrastmidler for NMRI-analyse er ved intravenøs administrasjon. Intravenøse oppløsninger må være sterile, frie for fysiologisk uakseptable midler, og skal være isotoniske eller iso-osmotiske for å minTmere irritasjon eller andre uheldige virkninger etter administrasjonen. Egnede bærere er vandige bærere som vanligvis anvendes for administrering av pareterale oppløsninger som f.eks. natriumkloridinjeksjon, Ringer's injeksjon, dekstroseinjek-sjon, dekstrose- og natriumkloridinjeksjon, laktatbehandlet Ringer's injeksjon og andre oppløsninger som er beskrevet i Remington's Pharmaceutical Sciences, 15. utg. Easton. Mack Publishing Formulary XIV, 14. utg. Washington: American Pharmaceutical Association (1975). Oppløsningene kan inneholde konserveringsmidler, antimikrobielle midler, buffere og antioksydanter som konvensjonelt anvendes i parenterale oppløsninger, idet det velges bindemidler og andre additiver som er forenlige med chelatene, og som ikke vil innvirke på fremstillingen, lagringen eller bruken av produktene.

Diagnostiske media kan inneholde fra 0,001 til 5,0 mol pr. liter og fortrinnsvis fra 0,1 til 0,5 mol pr. liter av chelatsaltet.

Chelatene ifølge oppfinnelsen administreres til pasienter for bildedannelse i mengder som er tilstrekkelig til å gi den ønskede kontrast. Generelt er doseringer på fra 0,001'til 5,0 mmol kontrastmiddel pr. kg pasientkroppsvekt effektiv for å oppnå reduksjon av relaksivitetsgrader. De foretrukne doseringer for de fleste NMRI-anvendelser er fra 0,02 til 0,5 mmol kontrastmiddel pr. kg pasientkroppsvekt.

Metoder for tilførsel av kontrastmidlene for å forbedre NMRI-avbildningsutstyr og bruksmåter er beskrevet av Valk, J. et al., se ovenfor. Kontrastmidlene kan anvendes oralt og intravenøst.

I en ny NMRI-anvendelse kan kontrastmidlene innføres i livmorhalsen, livmoren og egglederne. NMRI-bildedannelse kan da utføres for å påvise årsaker til ufruktbarhet som f. eks. hindringer eller ufullkommenheter i den indre overflaten i egglederne, som kan påvise bevegelsen av det befruktede egget.

Forbindelsene med formel (I) kan fremstilles ved å omsette det tilsvarende pyridoksal-5-fosfat-(3-hydroksy-2-metyl-5-fosfonometyl-4-pyridinkarboksyaldehyd) som er representert ved formel (V) med et diamin representert ved formel (VI).

I forbindelsene med formel (V) og (VI) er R3 og R4 definert som i formel (I). Pyridoksyl-5-fosfat, pyridoksal, og de andre forbindelsene med formel (V), og alkylendiamin-, cyklo-alkylendiamin- og arylen-reaktantene med formel (VI) er vel kjente forbindelser som er lett tiljengelige fra kommersielle kilder, og de kan lett syntetiseres ved hjelp av fremgangsmåter som er kjent innen teknikkens stand.

Reaksjonen mellom aminogruppene i forbindelsene med formel (VI) og aldehydgruppen i forbindelsene med formel (V) kan utføres i en alkohol som f.eks. metanol, ved en temperatur i området 0-60°C. De dannede diiminene er representert med formelen (VII).

I forbindelsene med formel (VII) er R3, R4 og R7 de samme som for forbindelsene med formel (I). For fremstilling av forbindelser hvor R4 er en f osf onometylgruppe, dvs. 5-(N-( 3-hydroksy-2-metyl-5-fosfonometyl-4-pyridyl)-metyliden-aminoalkyleniminometyl ) - 2-hy dr ok sy-3-me ty 1-5-pyr i dy Ime tyl-fosforsyrene, 5-(N-(3-hydroksy-2-metyl-5-fosfonometyl-4-pyidyl)-metyl idenamino-1,2-cykloalkyleniminometyl)-2-hydroksy, 3-metyl-5-pyridylmetylfosforsyre og 5-(N-(3-hydroksy-2-metyl-5-fosfonometyl-4-pyridyl)-metylienamino-l,2-ary len im i nome tyl )-2-hydroksy-3-metyl-5-pyridylmetyl-fosforsyrene i formel (VII) omsettes et diamin med formel (VII) med to molarekvivalenter av et aldehyd med formel (V) med 5-fosfonometyl-gruppen som f.eks. pyridoksyl-5-fosfat. For fremstilling av forbindelser med formel (VII) hvor R4 er forskjellig fra en fosfonometylgruppe omsettes diaminet med formel (VI) først med bare en molarekvivalent av et aldehyd med formel (V) med 5-fosfonometylguppen, og reaksjonsproduktet med en fosfonometylgruppe omsettes med en molarekvivalent med en forbindelse med formel (V) med den ønskede R4-gruppen, som f.eks. 5-hydroksymetylgruppen, dvs. pyridoksal. Den omvendte reaksjonsrekkefølgen kan også anvendes. Reaksjonsproduktene med formel (VII) er uoppløselige i alkohol, og kan isoleres ved filtrering.

Forbindelsene med formnel (VII) hydrogeneres så ved hjelp av konvensjonelle fremgangsmåter ved bruk av en palladium-eller platinakatalysator for å gi diaminene med formel

(VIII).

I forbindelsene med formel (VIII) er R3, R4 og R7 de samme som beskrevet i forbindelsene med formel (IV). 5-(n-(3-hydroksy-2-metyl-5-fosfonometyl-4-pyridyl)-metylaminoalkylen-aminometyl)-2-hydroksy-3-metyl-5-pyridylmetylfosforsyrene, 5-(N-( 3-hydroksy-2-metyl-5-fosfonometyl-4-pyridyl)-metylamino-1,2-cykloalkylenaminometyl-fosforsyrene og 5-(N-hydroksy-2-metyl-5-fosfonometyl-4-pyridyl)metylamino-1, 2-cyklorylen-aminometyl )-2-hydroksy-3-metyl-5-pyridylmetylfosforsyre, og monofosfonometylforbindelsene med (VIII) kan forbli i oppløsning eller isoleres som krystallinske faststoffer.

Forbindelsene med fomel (I) fremstilles ved å omsette diaminene med formel (VIII) med en halogeneddiksyre som f.eks. bromeddiksyre, idet molforholdet mellom bromeddiksyren og diaminet avgjør om ett av eller begge aminene konjugeres med eddiksyregruppene. N ,N'-bis(3-hydroksy-2-metyl-5-fosfono-metyl-4-pyridylmetyl)alkylendiamin-N,N'-eddiksyrene, N,N'-bi s ( 3-hydroksy-2-metyl -5-f osf onometyl-4-pyridylmetyl )-l,2-cykloalkylendiamin-N,N'-eddiksyrer, N,N'-bis(3-hydroksy-2-metyl-5-f osf onometyl-4-pyridylmetyl)-l,2-cykloalkylendiamin-N ,N'-eddiksyrer, NN'-bis(3-hydroksy-2-metyl-5-fosfonometyl-4-pyridylmetyl)-l,2-arylendiamin-N,N'-eddiksyrer, N,N'-bis(3-hydroksy-2-metyl-5-fosfonometyl-4-pyridylmetyl )alkylendiamin-N-eddiksyrene, N,N'-bis(3-hydroksy-2-metyl-5-fosfonometyl-4-pyridylmetyl)-l,2-cykloalkylendiamin-N-eddiksyrene og N,N'-b i s ( 3-hy dr ok sy-2-metyl -5 - f osf onometyl-4-pyridylmetyl )-l, 2-arylendiamin-N-eddiksyrene med formel (I) isoleres så og renses ved hjelp av konvensjonelle fremgangsmåter som f.eks. omkrystallisasjon eller anionvekslerkromatografi.

Karboksylsyreesterne og —amidene kan fremstilles ved hjelp av konvensjonelle fremgangmåter ved å omsette karboksylsyrene med alkanoler med 1-18 karbonatomer, hydroksysubstituerte alkanoler med 1-18 karbonatomer, ammoniakk og alkylaminer med 1-18 karbonatomer.

Foreliggende oppfinnelse illustreres ytterligere ved hjelp av følgende spesielle, eksempler. Temperatur er angitt i grader Celcius og konsentrasjoner som vektprosenter med mindre annet er angitt.

EKSEMPEL 1

N,N'-bis(pyridoksal-5-fosfat)etylendiimin

265,2 g (1 mol) pyridoksal-5-fosfat (Chemical Dynamics Corp., South Plainfield, NJ) ble oppslemmet i 1 liter metanol og 400 ml 5 M NaOH ble tilsatt. Da oppløsningen var homogen, ble 34,2 ml 1,2-diaminoetan (Aldrich Chem. Co.) tilsatt raskt med kraftig omrøring. Iminproduktet natrium-N,N'-bis(pyridoksal-5-fosfat)etylendiiminet eller natrium-5-(N-3-hydroksy-2-metyl-5-fosfonomtyl-4-pyridyl )metylenaminoetylenmetyl )-2-hydroksy ble omrørt i 1 time. 400 ml dietyleter ble tilsatt, og oppslemmingen ble filtrert. Filtratet ble vasket med 600 ml etanol, og tørket ved 60°C i vakuum. 290 g av bis-iminet med smeltepunkt på 215-220°C (spaltning) ble isolert (90$ utbytte, basert på tetranatriumsaltet). IR (KBr)-pellet: 1630 cm"<1> (C=N), XE NMR (D20, 400 MHz) delta 8,88 (s, -N=CH), 7.54 (s, pyr-H), 4,70 (d, CH20P, JHP = 6,3 Hz), 4,06 (s, NCH2CH2N), 2,21 (s, pyr-CH3).

EKSEMPEL 2

N,N'-bis(pyridoksal-5-fosfat)etylendiamin

Diiminet fra eksempel 1 ble tilsatt til en 5 liter 3-halskolbe, utstyrt med mekanisk omrører, frittet rørbobler og en treveis stoppekran. Så ble 1,5 liter avionisert vann tilsatt, fulgt av 1,5 liter metanol. Den dannede gule oppløsningen ble omrørt under gjennomblåsing av nitrogen. Så ble 13 g 5$ Pt på karbon (Aldrich Chem. Co.) tilsatt, og apparatet ble renset med hydrogen. Reaksjonen fikk fortsette i 5 timer med kontinuerlig tilsetning av hydrogen. HPLC-analyse viste fullstendig reduksjon til aminet. Reaksjonen ble gjennomblåst med nitrogen i 15 min., og så filtrert gjennom celitt. Filtratet ble konsentrert i vakuum ved 60°C til ca. 500 ml. Oppløsningen som inneholdt N,N'-bis(pyridoksal-5-fosfat )etylendiamin eller 5-(N-(3-hydroksy-2-metyl-5 - f osf onome ty 1 - 4-pyr i dy 1 )me ty 1 aminoetylenaminometyl )2-hydroksy-3-metyl-5-pyridylmetylfosforsyresalt ble brukt direkte i det neste trinnet. Om ønsket, kan diaminet isoleres som gråhvite krystaller ved tilsetning av 200 ml 97$ maursyre og la produktet krystallisere ved romtemperatur over natten. Diaminet isoleres ved filtrering og vaskes med 2 x 150 ml kaldt, avionisert vann. ^-H NMR (D20, 400 MHz) delta 7,47 (s-pyr-H), 4,58 (d, CE20P, JHP = 6,3 Hz), 3,94 (s, NCH2CH2N), 2,88 (s, N-CH2-pyr), 2,16 (s, pyr-CH3).

EKSEMPEL 3

a) DPDP- svntese

Diaminet fra eksempel 2 ble tilsatt til en 2 liters 4-halskolbe utstyrt med to tilsetningstrakter, pH-elektrode, termometer og rørestav. 100 g (2,5 mol) NaOH ble oppløst i 200 ml avionisert vann og 130 g (0,9 mol) bromeddiksyre (Sigma Chem. Co.) ble oppløst i 180 ml avionisert vann. Hver oppløsning ble tilført til en tilsetningstrakt. Nok NaOH-oppløsning ble tilsatt til diaminoppløsningen til å bringe pH til 11. Reaksjonstemperaturen ble hevet til 42°C, og bromeddiksyre og NaOH-oppløsning ble tilsatt samtidig for å holde pH på 11. Tilsetningen ble stanset etter 45 min. og reaksjonsforløpet ble sjekket ved hjelp av HPLC. Tilsetningen av bromeddiksyre og NaOH ble gjenopptat"T, og reaksjonen sjekket etter 60 og 75 min. All bromeddiksyre var tilsatt, og reaksjonen var fullstendig i henhold til HPLC-analyse. Omtrent 30 ml av 50$ NaOH-oppløsning var igjen i tilsetnings-trakten. 675 g kationvekslerharpiks (Amberlite IRC-50) ble tilsatt, og blandingen ble plassert i et kjøleskap i 14 timer. pH hadde falt til 6,5. Harpiksen ble fjernet ved filtrering, og filtratet behandlet med 260 g kationveksler (Dowex 50W-X8). pH falt til ca. 4. Harpiksen ble fjernet ved filtrering, og oppløsningen ble konsentrert i vakuum ved 60°C til en viskøs olje. Oljen ble tørket i vakuum i 48 timer ved 25°C for å oppnå harpiksaktig faststoff inneholdende N,N'-bis(pyridoksal-5-fosfat)etylendiamin-N,N'-dieddiksyre eller N,N'-bis(3-hydroksy-2-metyl-5-fosfonometyl-4-pyridylmetyl)etylendiamin-N,N'-dieddiksyre (DPDP).

b) DPDP- rensing

Det harpiksaktige faststoffet som oppnådd ovenfor ble

oppløst i 600 ml 88$ maursyre, 1,5 liter metanol fulgt av tilsetning av 2,2 liter etanol, og blandingen ble avkjølt til 0°C i 2 timer. Oppløsningsmiddelblandingen ble så avdekantert fra den resulterende gummi og kastet. Gummien ble oppløst i ca. 800 ml avionisert vann som så ble konsentrert i vakuum til 600-650 ml. Kimkrystaller ble tilsatt, og oppløsningen fikk stå ved romtemperatur over natten. Produktet ble isolert ved filtrering, vasket med ca. 400 ml kaldt, avionisert vann, 250 ml etanol og så tørket i vakuum for å gi 65 g DPDP i 85-90$ renhet bestemt ved HPLC. Filtratet og vaskevæskene ble bibeholdt, konsentrert i vakuum til ca. 350 ml og oppløsningen avkjølt inntil kolonnekromatografisk rensing av det andre utbyttet. 65 g av produktet ble så oppløst i 75 ml 88$ maursyre inneholdende 5 ml avionisert vann med forsiktig oppvarming til ca. 60°C. Kaldt, avionisert vann ble tilsatt til et total-volum på 1 liter, og oppløsningen fikk stå ved 25°C i 16 timer for å krystallisere. Produktet ble i"solert ved filtrering, vasket med 200 ml kaldt, avionisert vann og tørket i vakuum ved 60°C for å gi 55 g DPDP i 93-95$ renhet bestemt ved hjelp av HPLC. En andre omkrystallisasjon, ved bruk av samme fremgangsmåte, gir 50 g DPDP i 96-98$ renhet ved HPLC, smeltepunkt 174-180°C med spaltning. Analyse: (beregnet for) C22H32N4014P2), C, 41,38; H, 5,05; N, 8,77.

(funnet) C, 40,70; H, 5,14; N, 8,61. <!>h NMRE (D20, 400 MHz) delta 7,93 (s, pyr-H), 4,81 (d, CH2OP, JHP = <6,>3 Hz), 4,07 (s, NCH2CH2N), 3,35 (s, CH2C00H), 2,83 (s, N-CH2-pyr), 2,38 (s, pyr-CH3). <31>P NMR(D20, 161 MHz) delta - 1,61 (s, CH20P, ^PO^ref eranse).

EKSEMPEL 4

Natrium- kalsiumsalt av Mn( DPDP)

4,16 g (6,25 mmol) DPDP fra eksempel 5 ble oppløst i 15 ml kraftig avgasset vann ved tilsetning av 1,0 g (25 mmol) NaOH. 1,25 g (6,25 mmol) mangandikloridtetrahydrat ble tilsatt, og oppløsningen ble umiddelbart gul. Etter omrøring i 30 minutter ble 0,25 g (6,25 mmol) fast NaOH tilsatt for å bringe pH opp til 6,5. Så ble 0,15 g (1,0 mmol) kalsiumklorid tilsatt, og tilstrekkelig avgasset vann ble tilsatt til å bringe volumet av oppløsningen til 25 ml. Den klare gule oppløsningen ble sterilisert ved å filtreres gjennom et 0,2 mikrometer filter for å gi natrium-kalsiumsaltet av et manganchelatkompleks av N,N'-bis(pyridoksal-5-fosfat)etylen-diamin-N,N'-dieddiksyre eller N,N'-bis(3-hydroksy-2-metyl-5-fosfonometyl-4-pyridylmetyl)etylendiamin-N,N'-eddiksyre.

Relaksiviteter med Mn ( DPDP)

Forholdene mellom protoner som er til stede i vann og plasma eksponert for det oppnådde chelatproduktet ble testet ved hjelp av NMR på relaksiviteter, i msek, ved 10 MHz, 37°C. Resultatene fremgår av tabell I.

Eksempel 5 N,N'-bis(pyridoksal-5-fosfat)-trans-l,2-cykloheksylendiimin 26,5 g (0,1 mol) pyridoksal-5-fosfat ble oppløst i 300 ml metanol, og 38 ml 5 N NaOH ble tilsatt. Så ble 5,71 g (0,05 mol) trans-1,2-diaminocykloheksan tilsatt ved omrøring, og volumet av oppløsningen ble redusert til 200 ml i vakuum. Etter avkjøling til 0°C ble det gule iminet isolert ved titrering, vasket med dietyleter og tørket i vakuum for å gi 17 g natrium-N,N'-bis(pyridoksal-5-fosfat)-trans-l,2-cyklo-heksylendiimin eller natrium 5-(N-(3-hydroksy-2-metyl-5-fosfonometyl-4-pyridyl )metyl idenamino-trans-1 , 2-cyklo-heksyleniminometyl )-2-hydroksy-3-metyl-5-pyYidylmetylf osf at (49$ utbytte), smeltepunkt 200-205°C med spaltning. Eksempel 6 N ,N'-bis(pyridoksal-5-fosfat)-trans-1,2-cykloheksylendiamin 14 g (0,02 mol) av diiminproduktet fra eksempel 5 ble opp-løst i 200 ml 1:1 vann:metanol. Den resulterende oppløs-ningen ble gjennomblåst med argon, og 1,0 g 5$ platina på karbon ble tilsatt. Dette systemet ble gjennomblåst med hydrogen. Hydrogentrykket ble øket til 3,5 kg/cm<2> i 16 timer ved 25°C. Reaksjonsproduktet ble filtrert gjennom celitt, og den resulterende oppløsning av N,N'-bis(pyridoksal-5-fosfat)-trans-1,2-cykloheksyldiamin eller natrium 5-(N-(3-hydroksy-2-metyl-5-fosf onometyl-4-pyridy1)-metyl idenamino-trans-1,2-cykloheksyliminometyl)-2-hydroksy-3-metyl-5-pyridyIme tyl-fosfat ble konsentrert i vakuum til ca. 20 ml og avkjølt til 0°C for å starte krystallisasjon. Produktet ble isolert ved filtrering, vasket med kaldt H20 og tørket i vakuum. <1>H NMR (D20, 400 MHz) delta 7,45 (s, pyr-H), 4,53 (d, CH20P, JHP = 4,9 Hz), 3,83 (d, N.CH2-pyr), 2,72 (br s, cyklo-(CH2)4(CH)2(NH)2-), 1,88 (s, pyr-CH3), 1,83-1,08 (3 br s, cyklo-(CH2)4(CH)2(NH)2-).

Eksempel 7

N,N'-bis-(pyridoksal-5-fosfat)-trans-l,2-cykloheksylen-diamin-N,N'-dieddiksyre

Diaminet fra eksempel 6 ble tilsatt til en 1 liters 3-hals-kolbe, og pH ble justert til 11 med 5 N NaOH. Så ble 5,6 g (0,04 mol) bromeddiksyre oppløst i 10 ml vann og tilsatt dråpevis til den omrørte diaminoppløsningen mens pH ble holdt på 11. Reaksjonsblandingen ble oppvarmet til 50°C og omrørt i 16 timer. 50 g svakt sur kationvekslerharpiks (Amberlite IRC-50) ble tilsatt, og pH falt til 6,7. Harpiksen ble fjernet ved filtrering, og 15 g kationvekslerharpiks (Dowex 50W-X8) ble tilsatt. pH falt til 3,8.

Oppløsningen ble filtrert, og alt oppløsningsmiddel ble for-dampet fra filtratet for å gi et skumaktig fast stoff. Faststoffet ble oppløst i 30 ml 88$ maursyre, og produktet ble utfelt ved tilsetning av 150 ml metanol fulgt av 150 ml etanol. Oppløsningsmiddelblandingen ble avdekantert fra det gummiaktige faststoffet og kastet. Faststoffet ble oppløst i en minimumsmengde avionisert vann (ca. 100 ml), og produktet fikk stå over natten ved 25°C. Produktet ble isolert ved filtrering, vasket med 50 ml kaldt vann, 25 ml etanol og så tørket i vakuum for å gi produktet. Forbindelsen ble om-krystallisert ved hjelp av den samme fremgangsmåten for å gi N,N'-bi s (pyridoksal-5-fosfat)-trans-l,2-cykloheksylendiamin-N,N'-dieddiksyre eller N,N'-bis(3-hydroksy-2-metyl-5-fosfono-metyl-4-pyridyImetyl )-trans-l,2-cykloheksylendiamin~N,N'-dieddiksyre (DPCP) med et smeltepunkt (spaltning) på 221-226°C. <!>h NMR (D20, 400 MHz) delta 7,53 (s. pyr-H), 4,58 (d, CH20<P,> JHP = 5,9 Hz), 3,89 (dd, N-CH2-pyr), 3,31 (s, CH2C00H), 2,78 (br s, cyklo-(CH2)4 (CH)2(NH)2-), 1,93 (ss, pyr-CH3), 1,90-1,15 (3 br s, cyklo-(CH2)4(CH)2(NH)2-).

Eksempel 8

Pyridoksal-5-fosfat-(N-metyletanolamin)monoester

2,04 g (0,01 mol pyridoksalhydroklorid oppløses i 50 ml tørt THF inneholdende 0,05 g (0,02 mol) natriumhydrid med om-røring. Når gassutviklingen er stanset (ca. 15 min.), tilsettes 1,71 g (0,01 mol) benzylbromid, og etter omrøring over natten bringes oppløsningen til tørrhet i vakuum. Det klebrige faststoffet suspenderes i 50 ml tørt metylenklorid, og etter tilsetning av 3,0 g (0,03 mol) trietylamin avkjøles oppslemmingen til 0°C. 1,38 g (0,01 mol) 2-klor-3-metyl-l-oksa-3-aza-2-fosfacyklopentan (fremstilt ved metoden til Jones et al., J. Chem. Soc. Perkin trans I. s. 199 (1985 )) tilsettes ved kraftig omrøring. Suspensjonen omrøres i 1 time ved romtemperatur, og så tilsettes 100 ml vann. Metylen-kloridsjiktet separeres, tørkes over MgS04, og oppløsnings-

middelet fjernes i vakuum. Tilsetning av dietyleter gir mellomproduktet som et hygroskopisk hvitt faststoff. (1,8 g, 50$ utbytte). Mellomproduktet oksyderes med overskudd dinitrogentetroksyd i metylenklorid ved -78°C, og behandles så med vandig HC1 i THF under tilbakeløp for å gi (N-metyl-etanolamin)monoesteren av pyridoksal-5-fosfat i et total-utbytte på 40$.

FORSØK

A. Fordeling av Mn( DPDP) i kaninorganer

Hver av fire kaniner fikk injisert intravenøst følgende mengder av den oppløsning som ble oppnådd i eksempel 4: 0,01 mmol/kg, 0,05 mmol/kg, 0,10 mmol/kg, og 0,20 mmol/kg. Kaninene ble avlivet 30 minutter etter injeksjonen, og protonrelaksasjonsverdier for valgte kroppsorganer ble målt med NMR, in vitro ved 10 MHz. De relaksasjonsgrader som ble funnet, fremgår av tabell II.

Organfordelingsdataene er avsatt i fig. 2, med følgende symboler:

Den viser raskt opptak av Mn (DPDP) i hjertet, leveren og nyrene. Leveren og nyrene er mettet med en dose på 0,10 mmol/kg, mens hjertet fortsetter å ta opp Mn(DPDP) gjennom det doseområdet som er undersøkt. Mn (DPDP)-komplekset kan krysse inntaks-hjernebarrieren da opptak av hjernen ble observert ved høyere doser. I tilfelle det er en defekt i blod-hjernebarrieren (p.g.a. sykdom eller traume), samles store mengder av Mn (DPDP )-komplekset i det ekstravaskulære rommet, og slike defekter ble observert ved hjelp av NMRI-tomografi. De samme defektene kan ikke observeres uten bruken av Mn (DPDP) som kontrastmiddel.

B. Farmakokinetikk med Mn ( DPDP)

Hver av syv kaniner fikk injisert intravenøst 0,01 mmol/kg av den oppløsning som ble oppnådd i eksempel 4. Kaninene ble avlivet 0,25 , 0,50, 1,0, 2,0, 4, 6 og 24 timer etter injeksjonen, og protonrelasjonsverdiene for valgte kroppsorganer ble målt med NMR, in vitro, ved 10 MHz. T^-relaksasjonsgrader er vist i tabell III.

De farmakokinetiske dataene viser raskt opptak og avgivelse av Mn (DPDP) i leveren, nyrebarken, nyremargen og hjertet. Resultatet indikerer avgivelse av Mn (DPDP) gjennom både nyre- og levergallesystemene i løpet av 6-8 timer etter injeksjonen.

C. Potensiometriske titreringer med forbindelsen DPDP

Forbindelsen DPDP ble undersøkt potensiometrisk fra pH 11,2 til 2,0. Datasett ble samlet på et vanlig bygget automatisk potensiometrisk titreringsapparat bestående av en Metrohm 655 Dosimat automatisk byrette, en Fisher Accumet pH-måler med en Corning calomel kombinasjonselektrode, en vanlig blåst titreringscelle med vannkappe, et Brinkman Lauda K-2/R konstant temperaturbad og en Commodore 64 datamaskin. Basic datamaskinprogram Titrator (Harris, W. et al., J. Am. Chem. Soc. 101:6534 (1979)) kjører apparatet. Dataanalyse ble utført på en IBM-AT-datamaskin ved bruk av de minste kvadra-ters program, BETA (Harris, W. et al., se ovenfor), og data-analyseprogrammet, Handnbar (Harris, W. et al., se ovenfor). Titrantene ble standardisert med fenoftaleintitrering som følger: KOH ble kalibrert mot kaliumhydrogenftalat (en pri-mær standard) og HCl-oppløsninger ble kalibrert mot KOH-standarden. Mn(II)Cl2-oppløsningen ble standardisert med en EDTA-titrering ved bruk av Erichrome Black T som indikator. Alle oppløsninger ble fremstilt fra destillert, avionisert vann som ble ytterligere renset på et Milli-Q patronsystem, avgasset og så holdt under en atmosfære av argon som var renset for COg og Og. Tilsetninger av EDTA og Mn (II)-oppløsninger ble utført ved bruk av kalibrerte Gilmot-pipetter. Elektroden ble kalibrert i konsentrasjonsenheter med avgassede oppløsninger med p[H+] = 2,291 og 1,078 ved 0,1 M ionestyrke.

Ligandprotontitreringen ble utført ved tilsetning av 28,7 mg (0,045 mmol) til 54,6 ml av en vandig oppløsning med høyt pH. Den ble så titrert til lavt pH med 0,1009 N HC1.

Metallkomplekstitreringen ble utført ved å tilsette 152,2 mg (0,2383 mmol) til 74,6 ml av en vandig oppløsning med høyt pH. 22,07 ml av en 0,1152 M Mn(II)-oppløsning (0,2386 mmol) ble tilsatt. Komplekset ble så titrert til lavt pH med 1,002 N HC1.

De oppnådde data ble analysert ved bruk av en modell som besto av åtte enprotonstrinn. De første to protonerings-likevektene var utenfor området for det titrerlngsvindu som konsentrasjonen av titranten frembragte, og ble derfor fast-slått basert på arbeidet til Martell og medarbeidere rapportert av Taliaferro, C. et al., Inorg. Chem. 24:2408-2413

(1985). Raffinering av de gjenværende likevektene ga kon-stanter med beregnede e.s.d.'er (log K) på mindre enn 0,02. Utpekning av protoneringsstillingene (pK-er) ble basert på arbeidet til Martell og medarbeidere (Taliaferro, et al., se ovenfor) og fremgår av fig. 1.

Ved et pH på 3 og ovenfor er liganden anionisk og har deprotonerte metallbindingsstillinger, begge viktige kriterier for et metallchelateringsmiddel.

Claims

1. Metallionchelat, karakterisert ved at det omfatter en chelaterende forbindelse formelen: hvor R er hydrogen, eller R^ er hydrogen eller forutsatt at minst en av R og R^ er forskjellig fra hydrogen; R3 er etylen eller 1,2-cykloheksylen; R4 er hydroksymetyl eller hver R7 uavhengig er hydrogen eller alkylaminoalkyl med 3 karbonatomer; eller et salt eller C^_^g alkylester derav, hvor det chelaterte metallionet er et paramagnetisk ion av et metall som har atomnummer valgt fra 21-29, 42, 44 og 58-70, eller et salt av nevnte chelat.

2. Chelat ifølge krav 1,karakterisert ved at det er et metallionchelat med en chelaterende forbindelse av formel I eller et salt derav, hvor R og R^ er eller et salt av nevnte chelat.

3. Chelat ifølge krav 2, karakterisert ved at det er et metallionchelat av N,N'-bis(pyridoksal-5-fosfat)-etylendiamin-N,N'-dieddiksyre eller et salt derav, eller et salt av nevnte chelat.

4 . Chelat ifølge hvilket som helst av kravene 1 og 2, kar akterisert ved at det er et metallionchelat med en chelaterende forbindelse av formel I eller et salt derav, hvor R3 er etylen, eller et salt av nevnte chelat.

5 . Chelat ifølge hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at det er et metallionchelat med en chelaterende forbindelse av formel I eller et salt derav, hvor R3 er 1,2-cykloheksylen, eller et salt av nevnte chelat.

6. Chelat ifølge krav 5,karakterisert ved at det er et metallionchelat av N,N'-bis-(pyridoksal-5-fosfat)-trans-1,2-cykloheksylen-diamin-N,N'-dieddiksyre eller et salt derav, eller et salt av nevnte chelat.

7. Metallionchelat ifølge krav 1 av en chelaterende forbindelse av formel I eller et salt derav, karakterisert ved at hver R7 er hydrogen, eller et salt av nevnte chelat.

8. Chelat ifølge hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert ved at det er et metallionchelat med en chelaterende forbindelse av formel I eller et salt derav, hvor nevnte metall ion er valgt fra gruppen bestående av krom(III), mangan(II), jern(III), jern(II), kobolt(II), nikkel(II), kobber(II), praseodymium(III), neodymium(III), samarium(III), ytterbium(III), gadolinium(III), terbium(III), dysprosium(III), holmium(III) og erbium(III), eller et salt av nevnte chelat.

9. Chelat ifølge hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at det er et metallionchelat med en chelaterende forbindelse av formel I eller et salt derav, hvor nevnte metallion er mangan(II) eller et salt av nevnte chelat.

10. Chelat ifølge hvilket som helst av kravene 1-9, karakterisert ved at det er i form av et kalsiumsalt av et anionisk chelatkompleks av et paramagnetisk metallion og en chelaterende forbindelse av formel I, eller et salt derav.

11. Chelat ifølge krav 10,karakterisert ved at molarforholdet for kalsium til chelaterende forbindelse er fra 0,05 til 1,0.

12. Chelat ifølge krav 11, karakterisert ved at molarforholdet for kalsium til chelaterende forbindelse er fra 0,1 til 0,5.

13. Chelat ifølge krav 1,karakterisert ved at det er et metallionchelat med en chelaterende forbindelse av formel I eller et salt derav, hvor nevnte metallion er toverdig eller treverdig, eller et salt av nevnte chelat.

14. Chelat ifølge krav 1,karakterisert ved at det er natrium-kalsiumsaltet av mangan(II) chelatet av N,N'-bis-(pyridoksal-5-fosfat)etylendiamin-N,N'-dieddiksyre eller et salt derav.

15. Magnetisk resonans-avbildende kontrastmedium, karakterisert ved at det omfatter et metallionchelat som definert i hvilket som helst av kravene 1-14, sammen med minst en farmasøytisk akseptabel eksipiens.