CN113896716A - 一种放射性同位素碳-14双标记甲磺酸伏美替尼合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种放射性同位素碳‑14双标记甲磺酸伏美替尼(N‑(2‑((2‑(二甲基氨基)乙基)甲氨基)‑5‑((4‑(1‑甲基‑1H‑吲哚‑3‑基)‑2‑[5,6‑14C2]嘧啶基)氨基)‑6‑(2,2,2‑三氟乙氧基)吡啶‑3‑基)丙烯酰胺甲磺酸盐，其中星号标示碳‑14标记位点)合成方法，该法为碳‑14双标记甲磺酸伏美替尼的合成提供可行、安全、经济的方法，其特征在于：以碳‑14双标记丙炔酸([2,3‑14C2]丙炔酸)为同位素原料，经合环、羟基氯代、偶联、取代、还原、缩合、成盐等放射性反应获得碳‑14双标记甲磺酸伏美替尼，该标记物的比活度是相应碳‑14单标记物的2倍。本发明目标物碳‑14双标记甲磺酸伏美替尼可作为放射性示踪剂，可满足与甲磺酸伏美替尼相关的放射性同位素示踪试验等基础性研究中对高比活度碳‑14标记物的需求。
Description
技术领域
本发明属于放射化学合成领域，具体涉及到一种放射性同位素碳-14双标记甲磺酸伏美替尼(N-(2-((2-(二甲基氨基)乙基)甲氨基)-5-((4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)氨基)-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-3-基)丙烯酰胺)合成方法。
背景技术
我国非小细胞性肺癌(NSCLC)患者表皮生长因子受体(EGFR)敏感突变率约为50％，这类患者常规使用第一、二代表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKI)治疗。但多数患者在接受治疗9～13个月出现获得耐药性，其中约60％的患者为EGFR T790M突变，而T790M突变的出现意味着患者的中位生存期不到2年[Third-generation inhibitorstargeting EGFR T790M mutation in advanced non-small cell lung cancer[J].JHematol Oncol.2016,9(1):34；Analysis of tumor specimens at the time ofacquired resistance to EGFR-TKI therapy in 155patients with EGFR-mutant lungcancers[J].Clin Cancer Res.2013,19(8):2240-2247；Recent development of thesecond and third generation irreversible epidermal growth factor receptorinhibitors[J].Chem Biodivers.2017,14(7):e1600372]。
甲磺酸伏美替尼(CAS 2130958-55-1；英文名称：Furmonertinib，Alflutinib，AST2818；中文名称：N-(2-((2-(二甲基氨基)乙基)甲氨基)-5-((4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)嘧啶-2-基)氨基)-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-3-基)丙烯酰胺甲磺酸盐，简称：伏美替尼、艾氟替尼；商品名：艾弗沙)是上海艾力斯医药科技有限公司自主创制的国家1类新药[ZL105315259，2016-02-10；ZL107163027,2017-09-15；ZL110606842，2019-12-24]。它同时作用于EGFR敏感突变体和EGFR T790M突变体，具有理想的抗肿瘤功效，治疗剂量范围相对较宽(40～240mg)[Safety,clinical activity,and pharmacokinetics of Alflutinib(AST2818)in patients with advanced NSCLC with EGFR T790M mutation[J].J ThoracOncol.2020,15(6):1015-1026；Efficacy,safety,and genetic analysis ofFurmonertinib(AST2818)in patients with EGFR T790M mutated non-small-cell lungcancer:a phase 2b,multicentre,single-arm,open-label study[J].Lancet RespMed.2021,9(8):829-839；Alflutinib(AST2818),primarily metabolized by CYP3A4,isa potent CYP3A4 inducer[J].Acta Pharmacol Sin.2020,41(10):1366-1376]。甲磺酸伏美替尼于2021年3月获得国家药品监督管理局的有条件批准上市销售，成为高选择性、不可逆的第三代表皮因子受体酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKI)，用于治疗既往经表皮因子受体抑制剂(TKI)治疗时或治疗后出现疾病进展，并且经检测确认存在EGFR T790M突变阳性的局部晚期或转移性非小细胞性肺癌(NSCLC)[Deeks,E.D.Furmonertinib:FirstApproval.Drugs.2021.DOI:10.1007/s40265-021-01588-w；Beyond Osimertinib:TheDevelopment of Third-Generation EGFR Tyrosine Kinase Inhibitors For AdvancedEGFR plus NSCLC[J].JThorac Oncol.2021,16(5):740-763]。
随着甲磺酸伏美替尼的逐步推广使用，与该药相关的基础性研究工作也逐步深入。放射性同位素碳-14标记甲磺酸伏美替尼是开展上述基础性研究所必需的放射性示踪剂。综合考虑甲磺酸伏美替尼的化学稳定性、代谢稳定性、标记合成的可行性和成本以及后续示踪试验的目的，甲磺酸伏美替尼分子中嘧啶环是最佳的标记单元。文献报道了一种碳-14标记甲磺酸伏美替尼的化学结构，但未公开其标记合成技术路线和工艺[Metabolicdisposition of the EGFR covalent inhibitor furmonertinib in humans[J].ActaPharmacol Sin.2021(DOI:10.1038/s41401-021-00667-8)]。需要指出的是，该标记物属于碳-14单一位点标记物，其理论最大比活度为62.4mCi/mmol[Atzrodt J,Allen J:Synthesis of Radiolabeled Compounds for Clinical Studies[M]//Vogel H G,MaasJ,Gebauer A,editor,Drug Discovery and Evaluation:Methods in ClinicalPharmacology:Springer Berlin Heidelberg,2011:105-118]；对于甲磺酸伏美替尼的用量很小且无法加大用量、体系组成复杂的示踪试验，该种碳-14单一位点标记物(其比活度通常约为50mCi/mmol)往往难以达到放射性测量仪器的检测限而导致示踪试验失败。因而，亟需提高碳-14标记甲磺酸伏美替尼的比活度，以确保在不增加甲磺酸伏美替尼用量的前提下使用放射性测量仪器能有效精准探测到组成复杂的示踪体系中的放射性同位素碳-14，以确保放射性同位素示踪试验的顺利进行。
发明内容
根据本发明的一个方面，本发明提供一种放射性同位素碳-14双标记甲磺酸伏美替尼，碳-14标记位点为甲磺酸伏美替尼分子中嘧啶环的5-C和6-C，标记物的比活度是相应碳-14单一位点标记物的2倍，理论最大比活度为124.8mCi/mmol。本发明目标物碳-14双标记物的化学结构(图中星号标示碳-14标记位点)如下：
根据本发明的一个方面，本发明提供一种放射性同位素碳-14双标记甲磺酸伏美替尼的合成方法，所述合成方法包含以下步骤：
S1：在惰性气体保护和90～130℃下，[2,3-14C2]丙炔酸与尿素在多聚磷酸(PPA)中反应。反应结束后，经加水稀释、加碱调节pH和过滤获得[5,6-14C2]尿嘧啶(2)；
S2：在惰性气体保护和90～130℃下，中间体[5,6-14C2]尿嘧啶(2)与三氯氧磷在二异丙基乙胺(DIPEA)催化下反应。反应结束后，反应混合物经常规后处理和柱层析纯化获得2,4-二氯[5,6-14C2]嘧啶(3)；
S3：在惰性气体保护和70～90℃下，中间体2,4-二氯[5,6-14C2]嘧啶(3)、N-甲基吲哚和路易斯酸在非质子有机溶剂中反应。反应结束后，反应混合物经常规后处理和柱层析纯化获得3-(2-氯[5,6-14C2]嘧啶-4-基)-1-甲基-1H-吲哚(4)；
S4：在惰性气体保护和90～130℃下，中间体3-(2-氯[5,6-14C2]嘧啶-4-基)-1-甲基-1H-吲哚(4)、N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺盐酸盐(SM-1)、碱和钯催化剂在非质子有机溶剂与水的混合溶剂中反应。反应结束后，反应混合物经常规后处理和柱层析纯化获得N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺(5)；
S5：在惰性气体保护和60～90℃下，中间体N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺(5)、金属还原剂和氯化铵在醇与水的混合溶剂中反应。反应结束后，反应混合物经常规后处理后获得N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,3,5-三胺(6)；
S6：在惰性气体保护和0～30℃下，中间体N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,3,5-三胺(6)与丙烯酰氯在非质子有机溶剂中反应。反应结束后，反应混合物经常规后处理、柱层析和制备型高效液相色谱纯化获得碳-14双标记伏美替尼(7,N-(2-((2-(二甲基氨基)乙基)甲氨基)-5-((4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)氨基)-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-3-基)丙烯酰胺)；
S7：在惰性气体保护和40～60℃下，碳-14双标记伏美替尼(7)与甲磺酸在酮类有机溶剂与水的混合溶剂中加热至完全溶解，经重结晶后获得目标物放射性同位素碳-14双标记甲磺酸伏美替尼。
根据本发明一实施例，所述碱包括选自碳酸钠、碳酸氢钠、氨水中的至少一种。
根据本发明一实施例，所述路易斯酸包括但不限于三氯化铝、三氯化铁、氯化锡、氯化锌；所述非质子有机溶剂包括但不限于乙二醇二甲醚、甲基叔丁基醚、异丙醚中的至少一种。
根据本发明一实施例，所述碱包括但不限于磷酸钾、碳酸钾、碳酸铯；所述钯催化剂包括但不限于三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd2(dba)3)、1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯(PdCl2(dppf))、四三苯基磷钯(Pd(PPh3)4)；所述非质子有机溶剂包括但不限于甲苯、二氧六环、乙二醇二甲醚中的至少一种。
根据本发明一实施例，所述金属还原剂包括但不限于铁粉、锌粉；所述醇溶剂包括选自不限于甲醇、乙醇、叔丁醇中的至少一种。
根据本发明一实施例，所述非质子有机溶剂包括选自二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯中的至少一种。
根据本发明一实施例，在S7中，所述酮类溶剂包括选自丙酮、2-丁酮中的至少一种。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种通过上述合成方法合成的含碳-14合成砌块。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种放射性同位素碳-14双标记甲磺酸伏美替尼的示踪应用。
附图说明
图1碳-14双标记甲磺酸伏美替尼的化学结构
图2碳-14双标记甲磺酸伏美替尼的合成路线图
图3中间体[5,6-14C2]尿嘧啶(2)的核磁共振氢谱图
图4中间体2,4-二氯[5,6-14C2]嘧啶(3)的核磁共振氢谱图
图5中间体3-(2-氯[5,6-14C2]嘧啶-4-基)-1-甲基-1H-吲哚(4)的核磁共振氢谱图
图6中间体N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺(5)的核磁共振氢谱图
图7中间体碳-14双标记伏美替尼(7)的核磁共振氢谱图
图8本发明的目标物碳-14双标记甲磺酸伏美替尼的核磁共振氢谱图
图9本发明的目标物碳-14双标记甲磺酸伏美替尼的在线放射性高效液相色谱图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要表明的是，步骤一、步骤二、步骤三、步骤四只是为了对每个步骤进行命名，没有先后顺序之分，在实际操作中可以任意组合或者单个步骤的单次使用。
值得一提的是，星号(*)标示为碳-14标记位点。此外，本发明中惰性气体包括但不限于氩气或氮气。
所述放射性同位素碳-14双标记甲磺酸伏美替尼的化学结构如图1所示。
参考图2至图9，具体地，所述放射性同位素碳-14双标记甲磺酸伏美替尼的合成方法包括以下步骤：
S1：在惰性气体保护和90～130℃下，[2,3-14C2]丙炔酸(1)与尿素在多聚磷酸(PPA)中反应。
反应结束后，经加水稀释、加碱调节pH和过滤获得[5,6-14C2]尿嘧啶(2)；
S2：在惰性气体保护和90～130℃下，中间体[5,6-14C2]尿嘧啶(2)与三氯氧磷在二异丙基乙胺(DIPEA)催化下反应。反应结束后，反应混合物经常规后处理和柱层析纯化获得2,4-二氯[5,6-14C2]嘧啶(3)；
S3：在惰性气体保护和70～90℃下，中间体2,4-二氯[5,6-14C2]嘧啶(3)、N-甲基吲哚和路易斯酸在非质子有机溶剂中反应。反应结束后，反应混合物经常规后处理和柱层析纯化获得3-(2-氯[5,6-14C2]嘧啶-4-基)-1-甲基-1H-吲哚(4)；
S4：在惰性气体保护和90～130℃下，中间体3-(2-氯[5,6-14C2]嘧啶-4-基)-1-甲基-1H-吲哚(4)、N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺盐酸盐(SM-1)、碱和钯催化剂在非质子有机溶剂与水的混合溶剂中反应。反应结束后，反应混合物经常规后处理和柱层析纯化获得N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺(5)；
S5：在惰性气体保护和60～90℃下，中间体N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺(5)、金属还原剂和氯化铵在醇与水的混合溶剂中反应。反应结束后，反应混合物经常规后处理后获得N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,3,5-三胺(6)；
S6：在惰性气体保护和0～30℃下，中间体N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,3,5-三胺(6)与丙烯酰氯在非质子有机溶剂中反应。反应结束后，反应混合物经常规后处理、柱层析和制备型高效液相色谱纯化获得碳-14双标记伏美替尼(7，即N-(2-((2-(二甲基氨基)乙基)甲氨基)-5-((4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)氨基)-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-3-基)丙烯酰胺)；
S7：在惰性气体保护和40～60℃下，碳-14双标记伏美替尼(7)与甲磺酸在酮类有机溶剂与水的混合溶剂中加热至完全溶解，经重结晶后获得目标物放射性同位素碳-14双标记甲磺酸伏美替尼。
值得一提的是，在S1中，所述之碱包括但不限于碳酸钠、碳酸氢钠、氨水。
在S3中，所述路易斯酸包括三氯化铝、三氯化铁、氯化锡、氯化锌；所述非质子有机溶剂包括但不限于乙二醇二甲醚、甲基叔丁基醚、异丙醚中。
同样值得一提的是，在S4中，所述碱包括但不限于磷酸钾、碳酸钾、碳酸铯；所述钯催化剂包括但不限于三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd2(dba)3)、1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯(PdCl2(dppf))、四三苯基磷钯(Pd(PPh3)4)；所述非质子有机溶剂包括但不限于甲苯、二氧六环、乙二醇二甲醚中。
在S5中，所述金属还原剂包括但不限于铁粉、锌粉；所述醇溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、叔丁醇。
优选地，在S6中，所述非质子有机溶剂包括但不限于二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯。
优选地，在S7中，所述酮类溶剂包括但不限于丙酮、2-丁酮。
实施例一
在氩气保护和50℃下，将尿素(50mg)和多聚磷酸(1.5mL)搅拌溶解，缓慢加入[2,3-14C2]丙炔酸(1,80.4μCi,750μmol)。加毕升温至90℃，搅拌16h反应结束。向反应液加入1mL水淬灭反应，用氨水(28～30％wt)调节pH至7左右，在5℃下搅拌4h析晶。过滤，所得固体依次用1mL水、5mL甲醇淋洗，烘干后得固体[5,6-14C2]尿嘧啶(2,65.2μCi,81％)。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ10.87(s,2H),7.38(d,J＝7.6Hz,1H),5.45(d,J＝7.6Hz,1H).ESI-MS(m/z):135,139[M+H]+。
在氩气保护下，将[5,6-14C2]尿嘧啶(2,63.2μCi)和2滴二异丙基乙胺依次加入三氯氧磷(3mL)，加热至90℃，搅拌2.5h。反应液冷却至室温，加入15mL冰水淬灭反应，以二氯甲烷萃取(15mL×4)，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥。经过滤、浓缩和柱层析纯化得淡黄色固体2,4-二氯[5,6-14C2]嘧啶(3,55.0μCi,87％)。1H NMR(400MHz,CD3OD)δ8.63(d,J＝5.3Hz,1H),7.58(d,J＝5.3Hz,1H).ESI-MS(m/z):149,151,153[M+H]+,155[M+H+2]+。
在氩气保护下，将2,4-二氯[5,6-14C2]嘧啶(3，54.4μCi)和无水三氯化铝(100mg)加入干燥乙二醇二甲醚(3mL)，以冰-盐浴降温至0℃，搅拌，缓慢加入N-甲基吲哚(98mg)的干燥乙二醇二甲醚(2mL)溶液，加热至70℃并保温搅拌过夜。降温至室温，过滤，滤饼用二氯甲烷(20mL)淋洗，向滤液中加水20mL搅拌分层，水相继续用二氯甲烷萃取(20mL×4)，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，粗品经柱层析分离纯化(SiO2,V(DCM):V(PE)＝2:1～5:1)得淡绿色固体3-(2-氯[5,6-14C2]嘧啶-4-基)-1-甲基-1H-吲哚(4,41.4μCi,76％)。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.53(d,J＝5.5Hz,1H),8.49(s,1H),8.43-8.38(m,1H),7.82(d,J＝5.5Hz,1H),7.60-7.54(m,1H),7.34-7.24(m,2H),3.90(s,3H).ESI-MS(m/z):244,246,248[M+H]+,250[M+2+H]+。
在氩气保护下，将3-(2-氯[5,6-14C2]嘧啶-4-基)-1-甲基-1H-吲哚(4,40.8μCi)、N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺盐酸盐(SM-1,141mg)、Pd2(dba)3(17mg)、Xantphos(22mg)、磷酸三钾(322mg)、甲苯(2.5mL)和水(1.0mL)依次加入反应管，氩气置换3次，加热至90℃搅拌过夜。冷却至室温，向反应液中加水10mL，用乙酸乙酯萃取(15mL×4)，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，粗品经柱层析分离纯化(SiO2,V(DCM):V(MeOH)＝100:1～20:1)得黄色固体N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺(5,32.2μCi,79％)。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.60(s,1H),8.48(s,1H),8.30(s,1H),8.26(d,J＝5.2Hz,1H),7.51(d,J＝7.9Hz,1H),7.23(t,J＝7.4Hz,1H),7.18(d,J＝5.3Hz,1H),7.12–7.00(m,1H),5.76(s,1H),5.06(dd,J＝17.6,8.8Hz,2H),3.86(s,3H),3.73(t,J＝6.6Hz,2H),2.91(s,3H),2.65–2.55(m,2H),2.21(s,6H).ESI-MS(m/z):545,546,549[M+H]+,550[M+H+1]+。
在氩气保护下，将N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺(5,31.8μCi)、铁粉(168mg)、氯化铵(88mg)、乙醇(5mL)和水(2.5mL)依次加入反应瓶，加热至60℃搅拌3h反应结束。冷却至室温，反应液中加入乙酸乙酯(10mL)，搅拌充分后用硅藻土过滤，向滤液中加入饱和碳酸氢钠溶液(10mL)，用乙酸乙酯萃取(15mL×4)，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，得到黑色固体粗品N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,3,5-三胺(6)，不纯化而直接用于下一步反应。ESI-MS(m/z):515,516,519[M+H]+,520[M+H+1]+。
在氩气保护下，将上一步所得粗品体N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,3,5-三胺(6)和二氯甲烷(9mL)加入反应瓶，以冰-盐浴冷却至0℃，另将丙烯酰氯(28mg)加入二氯甲烷(3mL)中制成溶液，使用注射泵在30min内将该溶液滴入反应液中，加完保温0℃继续搅拌30min。向反应液中加入饱和碳酸氢钠溶液(10mL)，用乙酸乙酯萃取(15mL×4)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，粗品经柱层析分离(SiO2,V(DCM):V(MeOH)＝100:1～40:1)和制备型高效液相色谱纯化(Waters 2545-2998制备型高效液相色谱***，XBridge制备型C18柱(10μm,150×19mm)；流动相组成为甲醇/0.1％氨水，梯度洗脱控制80:20～100:0；流速10.00mL/min；目标峰保留时间9.8min)获得碳-14双标记伏美替尼(7,18.2μCi,HPLC纯度>99％,两步收率57％)。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ9.94(s,1H),8.66(s,1H),8.43(s,1H),8.31-8.19(m,2H),8.11(s,1H),7.51(d,J＝8.1Hz,1H),7.27–7.09(m,3H),6.49(dd,J＝17.0,10.4Hz,1H),6.25(d,J＝17.0Hz,1H),5.77(d,J＝10.1Hz,1H),4.98(dd,J＝18.1,9.1Hz,2H),3.88(s,3H),3.45(t,J＝5.5Hz,2H),3.17(t,J＝6.5Hz,2H),2.86(s,3H),2.59(t,J＝5.6Hz,2H),2.20(s,6H).ESI-MS(m/z):569,570,573[M+H]+,574[M+H+1]+。
在氩气保护下，将碳-14双标记伏美替尼(7,17.8μCi)、甲磺酸(16mg)、丙酮(3mL)和水(0.6mL)依次加入反应瓶中，加热至40℃，搅拌至全部溶解。将反应液减压浓缩干，加入丙酮(10mL)搅拌打浆，过滤，烘干得黄色固体碳-14双标记甲磺酸伏美替尼(11.0μCi,收率62％,HPLC化学纯度>99％,放化纯度>99％)。1H NMR(400MHz,CD3OD)δ8.74(s,1H),8.31-8.23(m,2H),8.14(s,1H),7.45(d,J＝8.3Hz,1H),7.28-7.20(m,2H),7.14(t,J＝7.6Hz,1H),6.52(d,J＝5.5Hz,2H),5.90(t,J＝5.9Hz,1H),5.00(q,J＝8.8Hz,2H),4.85(s,7H),3.89(s,3H),3.77(t,J＝5.4Hz,2H),3.34(t,J＝5.3Hz,2H),2.91(s,6H),2.83(s,3H),2.70(s,3H).ESI-MS(m/z):569,570,573[M+H]+,574[M+H+1]+。
实施例二
在氩气保护和50℃下，将尿素(50mg)和多聚磷酸(1.5mL)搅拌溶解，缓慢加入[2,3-14C2]丙炔酸(1,80.4μCi,750μmol)。加毕升温至110℃，搅拌13h反应结束。反应液中加入1mL水淬灭，滴加碳酸氢钠饱和水溶液调节pH至7左右，在5℃下搅拌4h析晶，过滤，固体依次用1mL水、5mL甲醇淋洗。烘干得固体[5,6-14C2]尿嘧啶(2,64.2μCi,80％)。ESI-MS(m/z):135,139[M+H]+。
在氩气保护下，将[5,6-14C2]尿嘧啶(2,63.2μCi)和2滴二异丙基乙胺依次加入三氯氧磷(3mL)，加热至110℃，搅拌1.5h。反应液冷却至室温，经常规处理(同实施例1)得淡黄色固体2,4-二氯[5,6-14C2]嘧啶(3,52.8μCi,85％)。ESI-MS(m/z):149,151,153[M+H]+,155[M+H+2]+。
在氩气保护下，将2,4-二氯[5,6-14C2]嘧啶(3,52.2μCi)和无水三氯化铁(117mg)加入干燥甲基叔丁基醚(3mL)中，以冰-盐浴降温至0℃，搅拌，缓慢加入N-甲基吲哚(94mg)的甲基叔丁基醚(2mL)溶液，加热至80℃并保温搅拌过夜。经常规处理(同实施例1)得淡绿色固体3-(2-氯[5,6-14C2]嘧啶-4-基)-1-甲基-1H-吲哚(4,38.1μCi,73％)。ESI-MS(m/z):244,246,248[M+H]+,250[M+2+H]+。
在氩气保护下，将3-(2-氯[5,6-14C2]嘧啶-4-基)-1-甲基-1H-吲哚(4,38.0μCi)、N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺盐酸盐(SM-1,130mg)、PdCl2(dppf)(13mg)、Xantphos(20mg)、碳酸钾(193mg)、甲苯(2.5mL)和水(1.0mL)依次加入反应管，氩气置换3次，加热至110℃搅拌过夜。经常规处理(同实施例1)得黄色固体N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺(5,28.0μCi,74％)。ESI-MS(m/z):545,546,549[M+H]+,550[M+H+1]+。
在氩气保护下，将N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺(5,27.6μCi)、锌粉(170mg)、氯化铵(77mg)、甲醇(5mL)和水(2.5mL)依次加入反应瓶，加热至75℃搅拌3h反应结束。经常规处理(同实施例1)得到黑色固体粗品N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,3,5-三胺(6)，不纯化而直接用于下一步反应。ESI-MS(m/z):515,516,519[M+H]+,520[M+H+1]+。
在氩气保护下，将上一步所得粗品体N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,3,5-三胺(6)和三氯甲烷(9mL)加入反应瓶，冰-盐浴冷却至0℃，另将丙烯酰氯(19mg)加入三氯甲烷(3mL)中制成溶液，使用注射泵在30min内将该溶液滴入反应液，加完保温15℃继续搅拌30min。向反应液中加入饱和碳酸氢钠溶液(10mL)，用乙酸乙酯萃取(15mL×4)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，粗品经柱层析分离(SiO2,V(DCM):V(MeOH)＝100:1～40:1)和制备型高效液相色谱纯化(条件同实施例1)获得碳-14双标记伏美替尼(7,15.0μCi,HPLC纯度>99％,两步收率54％)。ESI-MS(m/z):569,570,573[M+H]+,574[M+H+1]+。
在氩气保护下，将碳-14双标记伏美替尼(7,15.0μCi)、甲磺酸(13mg)、2-丁酮(3mL)和水(0.6mL)依次加入反应瓶中，加热至50℃，搅拌至全部溶解。将反应液减压浓缩干，加入2-丁酮(10mL)搅拌打浆，过滤，烘干得黄色固体碳-14双标记甲磺酸伏美替尼(8.6μCi,收率57％,HPLC化学纯度>99％,放化纯度>99％)。ESI-MS(m/z):569,570,573[M+H]+,574[M+H+1]+。
实施例三
在氩气保护和50℃下，将尿素(50mg)和多聚磷酸(1.5mL)搅拌溶解，缓慢加入[2,3-14C2]丙炔酸(1,80.4μCi,750μmol)。加毕升温至130℃，搅拌反应10h至反应结束。反应液中加入1mL水淬灭，滴加5％碳酸钠水溶液调节pH至7左右，在5℃下搅拌4h析晶，过滤，固体依次用1mL水和5mL甲醇淋洗。烘干得固体[5,6-14C2]尿嘧啶(2,64.4μCi,80％)。ESI-MS(m/z):135,139[M+H]+。
在氩气保护下，将[5,6-14C2]尿嘧啶(2,63.2μCi)和2滴二异丙基乙胺依次加入三氯氧磷(3mL)，加热至130℃，搅拌1.5h。反应液冷却至室温，经常规处理(同实施例1)得淡黄色固体2,4-二氯[5,6-14C2]嘧啶(3,54.4μCi,86％)。ESI-MS(m/z):149,151,153[M+H]+,155[M+H+2]+。
在氩气保护下，将2,4-二氯[5,6-14C2]嘧啶(3,54.4μCi)和无水氯化锌(102mg)加入干燥异丙醚(3mL)中，以冰-盐浴降温至0℃，搅拌，缓慢加入N-甲基吲哚(98mg)的异丙醚(2mL)溶液，加热至90℃并保温搅拌过夜。经常规处理(同实施例1)得淡绿色固体3-(2-氯[5,6-14C2]嘧啶-4-基)-1-甲基-1H-吲哚(4,39.2μCi,72％)。ESI-MS(m/z):244,246,248[M+H]+,250[M+2+H]+。
在氩气保护下，将3-(2-氯[5,6-14C2]嘧啶-4-基)-1-甲基-1H-吲哚(4,39.2μCi)、N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺盐酸盐(SM-1,134mg)、Pd(PPh3)4(21mg)、Xantphos(21mg)、碳酸铯(470mg)、二氧六环(2.5mL)和水(1.0mL)依次加入反应管，氩气置换3次，加热至130℃搅拌过夜。经常规处理(同实施例1)得黄色固体N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺(5,30.2μCi,77％)。ESI-MS(m/z):545,546,549[M+H]+,550[M+H+1]+。
在氩气保护下，将N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺(5,30.2μCi,)、铁粉(156mg)、氯化铵(82mg)、叔丁醇(5mL)和水(2.5mL)依次加入反应瓶，加热至90℃搅拌2.5h反应结束。经常规处理(同实施例1)得到黑色固体粗品N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,3,5-三胺(6)，不纯化而直接用于下一步反应。ESI-MS(m/z):515,516,519[M+H]+,520[M+H+1]+。
在氩气保护下，将上一步所得粗品N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,3,5-三胺(6)和甲苯(15mL)加入反应瓶，冰-盐浴冷却至0℃，另将丙烯酰氯(26mg)加甲苯(5mL)中制成溶液，使用注射泵在30min内将该溶液滴入反应液，加完保温30℃继续搅拌30min。向反应液中加入饱和碳酸氢钠溶液(10mL)，用乙酸乙酯萃取(15mL×4)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，粗品经柱层析分离(SiO2,V(DCM):V(MeOH)＝100:1～40:1)和制备型高效液相色谱纯化(条件同实施例1)获得碳-14双标记伏美替尼(7,16.3μCi,HPLC化学纯度>99％,两步收率55％)。ESI-MS(m/z):569,570,573[M+H]+,574[M+H+1]+。
在氩气保护下，将碳-14双标记伏美替尼(7,16.6μCi)、甲磺酸(14mg)、丙酮(3mL)和水(0.6mL)依次加入反应瓶中，加热至60℃，搅拌至全部溶解。将反应液减压浓缩干，加入丙酮(10mL)搅拌打浆，过滤，烘干得黄色固体碳-14双标记甲磺酸伏美替尼(11.0μCi,收率66％,HPLC纯度>99％,放化纯度>99％)。ESI-MS(m/z):569,570,573[M+H]+,574[M+H+1]+。
本发明还提供了一种含碳-14合成砌块，其含碳-14成分可选用上述任一项实施例，并不以为限。
本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出多种变化。因而，在不违反本发明的权利要求宗旨的前提下，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为保护范围。
Claims (10)
1.一种放射性同位素碳-14双标记甲磺酸伏美替尼，其特征在于：碳-14标记位点为甲磺酸伏美替尼分子中嘧啶环的5-C和6-C，所涉及目标物的化学结构(图中星号标示碳-14标记位点)如下：
2.放射性同位素碳-14双标记甲磺酸伏美替尼的合成方法，其特征在于，所述合成方法包含以下步骤：
S1：在惰性气体保护和90～130℃下，[2,3-14C2]丙炔酸与尿素在多聚磷酸(PPA)中反应。反应结束后，经加水稀释、加碱调节pH和过滤获得[5,6-14C2]尿嘧啶(2)；
S2：在惰性气体保护和90～130℃下，中间体[5,6-14C2]尿嘧啶(2)与三氯氧磷在二异丙基乙胺(DIPEA)催化下反应。反应结束后，反应混合物经常规后处理和柱层析纯化获得2,4-二氯[5,6-14C2]嘧啶(3)；
S3：在惰性气体保护和70～90℃下，中间体2,4-二氯[5,6-14C2]嘧啶(3)、N-甲基吲哚和路易斯酸在非质子有机溶剂中反应。反应结束后，反应混合物经常规后处理和柱层析纯化获得3-(2-氯[5,6-14C2]嘧啶-4-基)-1-甲基-1H-吲哚(4)；
S4：在惰性气体保护和90～130℃下，中间体3-(2-氯[5,6-14C2]嘧啶-4-基)-1-甲基-1H-吲哚(4)、N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺盐酸盐(SM-1)、碱和钯催化剂在非质子有机溶剂与水的混合溶剂中反应。反应结束后，反应混合物经常规后处理和柱层析纯化获得N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺(5)；
S5：在惰性气体保护和60～90℃下，中间体N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-3-硝基-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,5-二胺(5)、金属还原剂和氯化铵在醇与水的混合溶剂中反应。反应结束后，反应混合物经常规后处理后获得N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,3,5-三胺(6)；
S6：在惰性气体保护和0～30℃下，中间体N2-(2-(二甲氨基)乙基)-N2-甲基-N5-(4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2,3,5-三胺(6)与丙烯酰氯在非质子有机溶剂中反应。反应结束后，反应混合物经常规后处理、柱层析和制备型高效液相色谱纯化获得碳-14双标记伏美替尼(7,N-(2-((2-(二甲基氨基)乙基)甲氨基)-5-((4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)[5,6-14C2]嘧啶-2-基)氨基)-6-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-3-基)丙烯酰胺)；
S7：在惰性气体保护和40～60℃下，碳-14双标记伏美替尼(7)与甲磺酸在酮类有机溶剂与水的混合溶剂中加热至完全溶解，经重结晶后获得目标物放射性同位素碳-14双标记甲磺酸伏美替尼。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：在S1中，所述碱包括选自碳酸钠、碳酸氢钠、氨水中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：在S3中，所述路易斯酸包括但不限于三氯化铝、三氯化铁、氯化锡、氯化锌；所述非质子有机溶剂包括但不限于乙二醇二甲醚、甲基叔丁基醚、异丙醚中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：在S4中，所述碱包括但不限于磷酸钾、碳酸钾、碳酸铯；所述钯催化剂包括但不限于三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd2(dba)3)、1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯(PdCl2(dppf))、四三苯基磷钯(Pd(PPh3)4)；所述非质子有机溶剂包括但不限于甲苯、二氧六环、乙二醇二甲醚中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：在S5中，所述金属还原剂包括但不限于铁粉、锌粉；所述醇溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、叔丁醇中的至少一种。
7.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：在S6中，所述非质子有机溶剂包括选自二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯中的至少一种。
8.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：在S7中，所述酮类溶剂包括选自丙酮、2-丁酮中的至少一种。
9.根据权利要求2所述的方法合成的一种放射性同位素碳-14双标记甲磺酸伏美替尼，其特征在于，该标记物可作为放射性示踪剂，其比活度是相应碳-14单一位点标记物的2倍，主要用于必须使用高比活度(比活度大于55mCi/mmol)碳-14标记甲磺酸伏美替尼的基础性研究。
10.根据权利要求2～8任一项所述的合成方法合成的含碳-14合成砌块。
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