CN102746315A

CN102746315A - 一种10-11c -甲氧基喜树碱的制备方法及用途

Info

Publication number: CN102746315A
Application number: CN2011104379583A
Authority: CN
Inventors: 董孟杰; 刘振锋; 王国林; 张倩; 李嘉俊
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2012-10-24

Abstract

本发明提供一种10-¹¹C-甲基喜树碱的制备方法。由回旋加速器经¹⁴N（p,α）¹¹C反应生产¹¹C,¹¹C与靶内的氧气生成¹¹C-二氧化碳，¹¹C-二氧化碳与氢化锂铝反应，再与氢碘酸反应生成¹¹C-碘代甲烷，¹¹C-碘代甲烷与10-羟基喜树碱的弱碱溶液反应，反应物用HPLC分离或者固相萃取C18柱分离得到目标产物。本发明提供的方法易实现自动化合成。临床上所用的¹⁸FDG,¹¹C-胆碱等显像剂，一般是代谢类显像剂，无特异性，不能区分炎症与肿瘤，而本发明的10-¹¹C-甲氧基喜树碱，是首次以DNA拓朴异构酶Ⅰ为靶点的正电子显像剂，可在制备肿瘤特异性显像剂中应用。

Description

一种10-11C -甲氧基喜树碱的制备方法及用途

技术领域

本发明属医药领域，涉及一种正电子发射断层(PET)显像剂及其制备方法，尤其涉及一种正电子10-¹¹C-甲氧基喜树碱的制备方法及其用途。

背景技术

PET检查有别于其它检查，它依赖于正电子药物(PET药物)，依靠正电子药物特异性浓集于靶器官达到诊断和评价的目的。当前PET检查中应用的最主要的正电子药物是¹⁸F-氟代脱氧葡萄糖(¹⁸FDG)，¹⁸FDG作为一种肿瘤代谢类药物，在恶性肿瘤进行诊断与鉴别诊断中发挥了巨大的作用，但是¹⁸FDG作为一种相对非特异性显像剂，如不能分别炎症与肿瘤，不少报道为假阳性或者假阴性，关于肿瘤的诊断和研究还需要研发出新颖的、更具有特异性的显像剂。喜树碱是从我国特有的植物喜树的果实中提取出来的一种天然生物碱，可以作为S期的特异性抗癌药物，喜树碱类化合物通过抑制DNA拓朴异构酶I(TOPO I)的活性而达到治疗恶性肿瘤的目的，研究已显示喜树碱及其天然和人工合成衍生物具有广谱的体内外抗瘤作用，在天然的喜树碱衍生物中，10-羟基喜树碱是一种具有更高活性和较低毒性的衍生物，在临床上主要用于原发性肝癌、直肠癌、膀胱癌、胃癌、慢性粒细胞自血病的治疗。

发明内容

本发明的目的是提供一种10-¹¹C-甲基喜树碱的制备方法，所述10-¹¹C-甲氧基喜树碱的化学式为[¹¹C]-C₂₁H₁₈N₂O₅，结构式为：

分别通过以下2种途径制备获得：

(1)由回旋加速器经¹⁴N(p，α)¹¹C反应生产¹¹C，¹¹C与靶内的氧气生成¹¹C-二氧化碳(¹¹CO₂)，¹¹C-二氧化碳与氢化锂铝(LiAlH₄)反应，再与氢碘酸(HI)反应生成¹¹C-碘代甲烷(¹¹CH₃I)，¹¹C-碘代甲烷(¹¹CH₃I)与10-羟基喜树碱的弱碱溶液反应，将反应物用HPLC分离或者固相萃取C18柱分离得到目标产物。

合成路线1：

(2)由回旋加速器经¹⁴N(p，α)¹¹C反应生产¹¹C，¹¹C与靶内的氧气生成¹¹C-二氧化碳， ¹¹C-二氧化碳与氢化锂铝(LiAlH₄)反应，再与氢碘酸(HI)反应生成¹¹C-碘代甲烷(¹¹CH₃I)， ¹¹C-碘代甲烷(¹¹CH₃I)在线经过200℃的Triflate-Ag柱转化为¹¹C-triflate-甲烷，¹¹C-triflate-甲烷与10-羟基喜树碱的弱碱溶液反应，将反应物用HPLC分离或者固相萃取C18柱分离得到目标产物。

其中弱碱性溶液选用的弱碱为碳酸钾，碳酸氢钠，四正丁基氢氧化胺，碳酸锶，三甲胺或三乙胺，溶剂选用二甲亚砜，N，N-二甲基甲酰胺，乙睛，乙醇，甲醇或丙酮。

合成路线2：

二种制备方法中所述分离柱为分离型的高效液相C18柱，流动相为乙睛与水的淋洗液或者乙醇与水的淋洗液，反应物经过HPLC分离得到目标产物。

C18柱采用Sep-pak Plus C18，Sep-pak Plus C18，Sep-Pak Light C18小柱或Oasisis HLB Plus小柱[均为美国Waters公司产品]，或者也可以自制C18小柱。

本发明的另-个目的是提供¹¹C-甲基喜树碱在制备肿瘤正电子显像剂中的应用。

¹¹C-甲基喜树碱的生物分布实验和Micro-PET显像表明具有血液清除快的特点，放射性分布主要集中于肝，肠，肾，脾。Micro-PET显示放射性先浓聚于肝部，后浓聚于肝肠部位，药物部分通过肾脏代谢，脑部，肌肉以及肺部放射性很少，与生物分布一致。

本发明提供合成方法容易实现自动化合成。目前临床上所用的¹⁸FDG，¹¹C-胆碱等显像剂，一般是代谢类显像剂，没有特异性，不能区分炎症与肿瘤，而本发明的10-¹¹C-甲氧基喜树碱，是首次以DNA拓朴异构酶I为靶点的正电子显像剂，是肿瘤特异性显像剂。

附图说明

图1为10-¹¹C-甲氧基喜树碱的高效液相图谱，a为放射性图谱，b为紫外吸收光谱。

图2为10-¹¹C-甲氧基喜树碱在正常小鼠体内动物小PET显像。

具体实施方式

本发明结合附图和具体实施例作进一步的说明。

实施例1.10-¹¹C-甲氧基喜树碱的制备

1.标准品10-甲氧基喜树碱的制备

称取10-羟基喜树碱513mg(1.41mmol)，加入丙酮50mL，加入无水碳酸钾602mg(4.36mmol)，迅速加入碘甲烷约0.4mL(7.89mmol)，外浴60℃搅拌。约经过13h后，原料点基本消失。减压蒸除反应液溶剂，冰浴下加入水45mL，此时PH约8～9，静置1h，过滤，滤渣以少量石油醚洗涤。得到粗产品450mg，粗产品以适量氯仿-甲醇溶解，硅胶(100～200目)柱层析(二氯甲烷∶甲醇)，分得纯品120mg淡黄色固体。mp：251-254℃；¹HNMR(400MHz，DMSO-d6)：δ0.87(t，J＝7.26Hz，3H，CH₂CH₃)，1.86(m，2H，CH₂CH₃)，3.92(s，3H，OCH3)，5.20(s，2H，H-17)，5.40(s，2H，H-5)，6.50(s，1H，20-OH)，7.25(s，1H，H-14)，7.46(m，2H，H-9，11)，8.01(d，J＝9.89Hz，1H，H-12)，8.50(s，1H，H-7)；MS(ESI)：m/z 379(MH+)。

2.10-¹¹C-甲氧基喜树碱的制备

方法一：由加速器经¹⁴N(p，α)¹¹C反应生产¹¹C，¹¹C与靶内的氧气生成¹¹C-二氧化碳， ¹¹C-二氧化碳与氢化锂铝(LiAlH₄)反应，再与氢碘酸(HI)反应生成¹¹C-碘代甲烷(¹¹CH₃I)， ¹¹C-碘代甲烷(¹¹CH₃I)通入到一定量的10-羟基喜树碱的300uL DMSO中，溶液中预先加入K2CO3，密封，60度加热3-5min，分离方法1：混合物进HPLC分离，HPLC的分离条件：C18分离柱，流动相为V(水)∶V(乙睛)＝70∶30，4min/mL，8min出现产物，收集后加入10mL水，过C-18柱，用3mL乙醇冲洗下来，稀释到10％。分离方法2：加入10mL水，过C-18柱，用1.5mL 50％乙醇冲洗前体，再用3mL乙醇冲洗下来，稀释到10％。

方法二：由加速器经¹⁴N(p，α)¹¹C反应生产¹¹C，¹¹C与靶内的氧气生成¹¹C-二氧化碳， ¹¹C-二氧化碳与氢化锂铝(LiAlH₄)反应，再与氢碘酸(HI)反应生成¹¹C-碘代甲烷(¹¹CH₃I)， ¹¹C-碘代甲烷(¹¹CH₃I)在线转化成¹¹C-Triflate-甲烷，¹¹C-Triflate-甲烷通入到一定量的10-羟基喜树碱的300uL DMSO中，溶液中预先加入K2CO3，密封，60度加热3-5min，分离方法1：混合物进HPLC分离，HPLC的分离条件：C18分离柱，流动相为V(水)∶V(乙睛)＝70∶ 30，4min/mL，8min出现产物，收集后加入10mL水，过C-18柱，用3mL乙醇冲洗下来，稀释到10％。分离方法2：加入10mL水，过C-18柱，用1.5mL 50％乙醇冲洗前体，再用3mL乙醇冲洗下来，稀释到10％。

结果：10-甲氧基喜树碱的标准品的结构经过质谱(ESI)和¹H NMR鉴定证实。经HPLC分析，制备的10-¹¹C-甲氧基喜树碱与10-甲氧基喜树碱的标准品的t_R保留时间一致。参见图1。

10-¹¹C-甲氧基喜树碱注射液体为无色或淡黄色澄明溶液，PH约为6.0-7.5，放化纯度大于95％，未校正总放化产率为15-40％，异常毒性检查、无菌检查及细菌内毒素检查按中华人民共和国药典2005年版所述方法进行。异常毒性检查：6只KM种小鼠，尾静脉给药37MBq/只，观察48h，小鼠生长正常，无死亡及不良反应现象发生，解剖后观察，未见任何器官损伤。无菌检查和细菌内毒素检查均为阴性。

实施例2.10-¹¹C-甲氧基喜树碱在正常小鼠体内分布。

Km种小鼠随机分成4组，每组4只，尾静脉注射经生理盐水稀释的10-¹¹C-甲氧基喜树碱，每只1.85Mbq(0.2mL)。注射后分别于1，15，45及60min处死，分别眼部取血、脑、肺、心、肝、脾、肾、肠、肌肉、骨，分别测量放射性计数和称重，计算每克组织百分注射剂量率(％ID/g)。

表1总结了¹¹C-甲氧基喜树碱在KM小鼠体内的生物分布，¹¹C-甲氧基喜树碱在KM小鼠体内吸收迅速，分布广泛，在小鼠体内血液清除快，1min时摄取率最高，15min后迅速降低。静脉注入11C-甲氧基喜树碱1min时，以心、肾脏分布最多，反映出药物通过首先进入心脏，快速运送到全身各个器官，绝大多数脏器在15min时摄取率达最高值，后逐渐降低或处于相对稳定状态；15min时，肝、肠、肾、脾组织有高放射性摄取，给药60min，各脏器内放射性均明显降低。药物主要经肝胆代谢，肝组织15min后的放射性分布达到高峰，为7.31±1.67％，在各个组织分布中最高并且清除较缓慢，其次是肠组织，15min的时，放射性分布为2.74±0.98％，60min时降低到2.45±0.51％，相对其他组织放射性摄取逐步增高，放射性清除较缓慢，说明药物主要是经过消化***代谢，肾脏在一分钟放射性摄取较高，其后降低较快，说明药物部分通过肾脏代谢羟基喜树碱在体内代谢后由尿排出较少，对泌尿***刺激性小，对肾功能无影响。其他脏器脑部放射性摄取始终较低，说明药物不能经过血脑屏障，肺，肌，骨放射性摄取较低。

表1 ¹¹C-甲氧基喜树碱在正常小鼠体内的生物分布％ID/g

注：鼠数为4只，表中数据为mean±se

实施例3.¹¹C-甲氧基喜树碱在正常小鼠的动物小PET显像

1.正常小鼠的动物小PET显像

检查前KM种小鼠禁食4-6小时，尾静脉注射0.2mCi后，麻醉后进行Micro-PET显像，连续扫描60min，经计算机处理得到影像。

2.10-¹¹C-甲氧基喜树碱在正常小鼠的动物小PET显像结果

动物小PET显像结果参见图2，可以直观地看出药物主要在肝脏显影，12min后可以看到肝脏，肠道以及膀胱都有显影，心脏、肺、肌肉、脑、骨头放射性显影很淡，说明药物主要经过肝肠代谢，部分通过肾脏代谢，与生物分布一致。

Claims

1.一种10-¹¹C-甲氧基喜树碱的制备方法，所述10-¹¹C-甲氧基喜树碱的化学式为[¹¹C]-C₂₁H₁₈N₂O₅，结构式为：

其特征在于，通过以下制备步骤获得：由回旋加速器经¹⁴N(p，α)¹¹C反应生产¹¹C，¹¹C与靶内的氧气生成¹¹C-二氧化碳(¹¹CO₂)，¹¹C-二氧化碳与氢化锂铝(LiAlH₄)反应，再与氢碘酸(HI)反应生成¹¹C-碘代甲烷(¹¹CH₃I)，¹¹C-碘代甲烷(¹¹CH₃I)与10-羟基喜树碱的弱碱溶液反应，将反应物用HPLC分离或者固相萃取C18柱分离得到目标产物，

合成路线：

2.一种10-¹¹C-甲氧基喜树碱的制备方法，所述10-¹¹C-甲氧基喜树碱的化学式为[¹¹C]-C₂₁H₁₈N₂O₅，结构式为：

其特征在于，通过以下制备步骤获得：由回旋加速器经¹⁴N(p，α)¹¹C反应生产¹¹C，¹¹C与靶内的氧气生成¹¹C-二氧化碳，¹¹C-二氧化碳与氢化锂铝(LiAlH₄)反应，再与氢碘酸(HI)反应生成¹¹C-碘代甲烷(¹¹CH₃I)，¹¹C-碘代甲烷(¹¹CH₃I)在线经过200℃的Triflate-Ag柱转化为¹¹C-triflate-甲烷，¹¹C-triflate-甲烷与10-羟基喜树碱的弱碱溶液反应，将反应物用HPLC分离或者固相萃取C18柱分离得到目标产物，

合成路线：

3.根据权利要求2所述的一种10-¹¹C-甲氧基喜树碱的制备方法，其特征在于，所述弱碱性溶液选用的弱碱为碳酸钾，碳酸氢钠，四正丁基氢氧化胺，碳酸锶，三甲胺或三乙胺，溶剂选用二甲亚砜，N，N-二甲基甲酰胺，乙睛，乙醇，甲醇或丙酮。

4.根据权利要求1或2所述的一种10-¹¹C-甲氧基喜树碱的制备方法，其特征在于，所述分离柱为分离型的高效液相C18柱，流动相为乙睛与水的淋洗液或者乙醇与水的淋洗液。

5.根据权利要求1或2所述的一种10-¹¹C-甲氧基喜树碱的制备方法，其特征在于，C18柱选用Sep-pak Plus C18，Sep-pak Plus C18，Sep-Pak Light C18小柱或Oasisis HLBPlus小柱。

6.根据权利要求1或2所述方法制备的一种10-¹¹C-甲氧基喜树碱在制备肿瘤正电子显像剂中的应用。