JP3564640B2 - Novel hematoporphyrins and diagnostic agents for MRI - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、重水素化されたヘマトポルフィリン類およびＭＲＩ（磁気共鳴画像）用診断薬に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、動脈硬化部位等の診断には患者の血管内にカテーテルを挿入して、内視鏡で観察するなどの方法がとられており、患者に苦痛を与える結果となっている。
最近になってＭＲＩ（磁気共鳴画像）装置による動脈硬化部位等の診断方法が開発されるに至った。しかし、この方法は血管内を流れる血液の圧力波を画像として観察し、血管壁の弾力性を計算して動脈硬化部位を診断するというもので、診断する医師の経験に頼らざるを得ない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、ＭＲＩ装置を利用した動脈硬化部位等の診断は、患者の苦痛を伴わない有用な方法である。一方、ヘマトポルフィリン類は特異的に動脈硬化部位等に集積するという特性を持っている。本発明者らは、このようなヘマトポルフィリン類に重水素を導入し、この重水素の核磁気共鳴をＭＲＩ装置を用いて画像処理することにより、確実に動脈硬化部位等を診断するという方法を考案した。本発明の目的は、このような有用な重水素化されたヘマトポルフィリン類を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、ＭＲＩ装置により確実な患部の診断を可能ならしめるべく、鋭意研究を重ねた結果、この目的によりよく適合し得るヘマトポルフィリン類の合成に成功した。
本発明の重水素化されたヘマトポルフィリン類は、式（Ｉ）
【化２】

（但し式中、ＲはＨまたはＣＤ_３ を表し、ＹはＲがＨのときＣＨ_３ 、ＲがＣＤ_３ のときＣＨ_３ 、ＨまたはＮａを表す。）で示される。
式（Ｉ）で示される化合物は文献に未記載の新規化合物である。
【０００５】
式（Ｉ）で示される化合物は、反応自体公知な方法を組み合わせて合成できるが、次に示す方法が最も効率良く合成できる。該方法は以下に示すように４段階の反応工程からなる。
【０００６】
１．まずヘミンからデューテロヘミンの合成は、Ｈ． Ｆｉｃｈｅｒ ａｎｄ Ｈ． Ｏｒｔｈ，“Ｄｉｅ Ｃｈｅｍｉｅ ｄｅｓ Ｐｙｒｒｏｌｓ”，Ｖｏｌ． ２， ４１６， Ａｃａｄｅｍｉｓｃｈｅ Ｖｅｒｌａｇ， Ｌｅｉｐｚｉｇ （１９３７） ．に記載の方法による。即ち、市販のヘミンをレゾルシノールで脱ビニルすることにより、デューテロヘミンを得る。
２．次にデューテロヘミンのメチルエステル化は、Ｔ． Ｉｎｕｂｕｓｈｉ ａｎｄ Ｔ． Ｙｏｎｅｔａｎｉ，“Ｍｅｔｈｏｄｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ ”， ｅｄ． ｂｙ Ｅ． Ａｎｔｏｎｉｎｉ， Ｌ． Ｒｏｓｓｉ−Ｂｅｒｎａｒｄｉ， Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ， ＮｅｗＹｏｒｋ， Ｖｏｌ．７６， ８８ （１９８１）．， Ｊ． Ｅ． Ｆａｌｋ， Ｅ． Ｉ． Ｂ． Ｄｒｅｓｅｌ， Ａ．Ｂｅｎｓｏｎ ａｎｄ Ｂ． Ｃ． Ｋｎｉｇｈｔ， Ｂｉｏｃｈｅｍ． Ｊ．， ６３， ９７ （１９５６）． 等に記載の方法による。即ち、デューテロヘミンを酸触媒下、メタノール中でエステル化反応を行い、デューテロヘミンジメチルエステルを得る。
【０００７】
３．次に２，４−ジアセチルデューテロポルフィリンジメチルエステル−ｄ_６ の合成である。ジアセチル化物を得る方法としては、Ｈ． Ｆｉｃｈｅｒ ａｎｄ Ｋ． Ｚｅｉｌｅ， Ｌｉｅｂｉｇｓ Ａｎｎ．，４６８， ９８ （１９２９），． Ｈ． Ｆｉｃｈｅｒ ａｎｄ Ｈ． Ｏｒｔｈ，“Ｄｉｅ Ｃｈｅｍｉｅ ｄｅｓ Ｐｙｒｒｏｌｓ”，Ｖｏｌ． ２， ４１６， Ａｃａｄｅｍｉｓｃｈｅ Ｖｅｒｌａｇ， Ｌｅｉｐｚｉｇ （１９３７） ．等の文献に示されている方法がある。
【０００８】
脱鉄の方法としては、Ｖ． Ｇ． Ｒａｍｓｅｙ， Ｂｉｏｃｈｅｍ． Ｐｒｅｐ．， ３， ３９ （１９５３）．， Ｊ． Ｅ．Ｆａｌｋ，“Ｐｏｒｐｈｙｒｉｎｓ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｏｐｏｒｐｈｙｒｉｎｓ”， １３０， Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．， Ａｍｓｔｅｒｄａｍ （１９６４）． 等の文献に示されている方法がある。本発明者らは次に示す方法によった。
２で得られるデューテロヘミンジメチルエステルをアセチル化に悪影響を与えない溶媒中、無水酢酸−ｄ_６ と触媒に無水塩化第二スズを用いて、ジアセチル化を行う。次いで、反応溶液中に２価の鉄を含む塩類と強酸を添加し、脱鉄を行い、２，４−ジアセチルデューテロポルフィリンジメチルエステル−ｄ_６ を得る。
２価の鉄を含む塩類は、塩化第一鉄、硫酸第一鉄、酢酸第一鉄、蓚酸第一鉄、硫酸第一鉄アンモニウムなどがあり、強酸としては、ハロゲン化水素酸、硫酸、硝酸などがあり、これらは各々一種のみまたは二種以上を組み合わせて使用できる。
【０００９】
ここで、ジアセチル化をジメチルエステル化物を用いてアセチル化に悪影響を及ぼさない溶媒中で行うことにより、無水酢酸の使用量を従来より大幅に減らすことができる。アセチル化に悪影響を及ぼさない溶媒には、クロロホルム、四塩化炭素、二硫化炭素、ベンゼン、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどがあり、これらは一種のみまたは二種以上を組み合わせて使用できる。例えば通常、反応の溶媒として用いられる▲１▼．アルコール類は無水酢酸と反応してしまうので、また▲２▼．エーテル類は触媒と錯体を形成し触媒機能を阻害するので、使用を避ける。
【００１０】
また、従来デューテロヘミンから２，４−ジアセチルデューテロポルフィリンジメチルエステル−ｄ_６ を得るためには、デューテロヘミンを原料として、２，４−ジアセチルデューテロヘミン → ２，４−ジアセチルデューテロポルフィリンジメチルエステル → ２，４−ジアセチルデューテロヘミンジメチルエステル → ２，４−ジアセチルデューテロヘミンジメチルエステル−ｄ_６ を経る４工程を要していたのに対して（Ｏ． Ｏｓｔｅｒ， Ｇ． Ｗ． Ｎｅｉｒｅｉｔｅｒ， Ａ． Ｏｌｏｕｓｅ ａｎｄ Ｆ． Ｒ． Ｎ． Ｇｕｒｄ， Ｊ． Ｂｉｏｌ． Ｃｈｅｍ．， ２５０， ７９９０ （１９７５）． ）、本発明の方法はデューテロヘミンからデューテロヘミンジメチルエステルを経る２工程でしかもジアセチル化と脱鉄を１工程で行うことができる簡便かつ経済的な方法である。
【００１１】
４．（１）次に２，４−ジアセチルデューテロポルフィリンジメチルエステル−ｄ_６ をＮａＢＤ_４ を用いて還元し、ヘマトポルフィリンジメチルエステル−ｄ_８ （上記式（Ｉ）で置換基ＲがＨである化合物）を得る。
（２）次に該ヘマトポルフィリンジメチルエステル−ｄ_８ にメタノール−ｄ_４ を用い、三ふっ化ほう素を触媒としてメチルエーテル化反応を行い、ヘマトポルフィリンジメチルエーテルジメチルエステル−ｄ_１４（上記式（Ｉ）で置換基ＲがＣＤ_３ 、ＹがＣＨ_３ である化合物）を得る。
【００１２】
（３）次に該ヘマトポルフィリンジメチルエーテルジメチルエステル−ｄ_１４をアルカリ加水分解して、ヘマトポルフィリンジメチルエーテル−ｄ_１４（上記式（Ｉ）で置換基ＲがＣＤ_３ 、ＹがＨである化合物）を得る。
（４）さらに、該ヘマトポルフィリンジメチルエーテル−ｄ_１４を等量の水酸化ナトリウムで中和することにより、ヘマトポルフィリンジメチルエーテル−ｄ_１４のナトリウム塩（上記式（Ｉ）で置換基ＲがＣＤ_３ 、ＹがＮａである化合物）を得る。
【００１３】
本発明の上記式（Ｉ）で示される化合物は、常温常圧で暗赤色の固体である。その可視スペクトルにはポルフィリンに特徴的なソーレ帯およびＱ帯がある。
ヘマトポルフィリンジメチルエステル−ｄ_８ （図１）、ヘマトポルフィリンジメチルエーテルジメチルエステル−ｄ_１４（図３）およびヘマトポルフィリンジメチルエーテル−ｄ_１４（図５）の ^１Ｈ−ＮＭＲスペクトルには、それぞれポルフィン環（１０〜１０．６ｐｐｍ 付近）、カルボキシル基のα−位（２．２ｐｐｍ付近）およびβ−位（４．４ｐｐｍ）のプロトンのピークがある。重水素化されていないもの（図２、図４、図６）と比較すると、ヒドロキシル基またはメチルエーテル基の付け根のメチンのプロトンのピーク（６ｐｐｍ 付近）が消失している。また、メチルエーテル基のメチルのピーク（３．６ｐｐｍ）も消失している。
ヘマトポルフィリンジメチルエーテル−ｄ_１４のナトリウム塩のＩＲスペクトル（図７）には、１６６０ｃｍ^−１にカルボキシル基の吸収がある。重水素化されていないもの（図８）と比較すると、２２００〜２０００ｃｍ^−１に重水素化を示す吸収がある。
【００１４】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明する。式（Ｉ）で示される化合物の製造方法は、実施例に示した方法に限定されるものではない。
【００１５】
実施例１
上記式（Ｉ）で示される化合物の製造法
１．ヘミン ５．０ｇとレゾルシノール１５．０ｇを １９０〜 ２００℃で１５分間攪拌した。冷却後ジエチルエーテル５０ｍｌで４回洗浄し、固体にピリジン３７．５ｍｌとクロロホルム５０ｍｌを加えてろ過した。ろ液に酢酸 ４７０ｍｌと濃塩酸 ４．７ｍｌを加え、還流するまで加温した後室温で一晩攪拌した。ろ過し、固体を５０％酢酸、水、エタノール、ジエチルエーテルの順で各 １００ｍｌを用いてかけ洗浄した。真空乾燥してデューテロヘミン２．５２ｇ（収率５５％）を得た。
２．デューテロヘミン ２．０ｇを５％硫酸−メタノール溶液８０ｍｌ中、室温下一晩攪拌した。反応溶液に水を加えてジクロロメタンで抽出した。有機層を酢酸ナトリウム水溶液、次いで水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。溶媒留去後真空乾燥し、デューテロヘミンジメチルエステル２．０４ｇ（収率９７％）を得た。
【００１６】
３．デューテロヘミンジメチルエステル ２．０ｇ、無水酢酸−ｄ_６ １．４５ｇと無水塩化第二スズ１．８２ｍｌを乾燥クロロホルム １００ｍｌ中、還流下６時間攪拌した。冷却後この反応溶液に、無水塩化第一鉄 ２．０ｇと５％臭化水素−酢酸溶液 １００ｍｌを加えて、室温下２０分間攪拌した。反応溶液に水を加えてジクロロメタンで抽出した。有機層を酢酸ナトリウム水溶液、次いで水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。溶媒留去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより、ジクロロメタン−アセトン（３０：１）で溶出させて、２，４−ジアセチルデューテロポルフィリンジメチルエステル−ｄ_６ １．３６ｇ（収率６８％）を得た。
【００１７】
４．（１）２，４−ジアセチルデューテロポルフィリンジメチルエステル−ｄ_６ １．３５ｇをジクロロメタン−メタノール（２：１）４５ｍｌに溶解し、氷浴下で水素化ほう素ナトリウム−ｄ_４ ２５６ｍｇを加えて １．５時間攪拌した。反応溶液に水を加えてジクロロメタンで抽出した。有機層を酢酸ナトリウム水溶液、次いで水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。溶媒留去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより、ジクロロメタン−アセトン（２０：１〜５：１）で溶出させて、ヘマトポルフィリンジメチルエステル−ｄ_８ １．２３ｇ（収率９０％）を得た。
（２）ヘマトポルフィリンジメチルエステル−ｄ_８ １．２３ｇにメタノール−ｄ_４ １０ｍｌを加え、さらに９８％三ふっ化ほう素ジエチルエーテル錯体 ０．５ｍｌを加えて還流下６時間攪拌した。反応溶液に水を加えた後ｐＨを４付近に調整し、ジクロロメタンで抽出した。有機層を水洗後、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。溶媒留去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより、ジクロロメタン−アセトン（ １００：１〜４０：１）で溶出させて、ヘマトポルフィリンジメチルエーテルジメチルエステル−ｄ_１４ １．０６ ｇ（収率８２％）を得た。
（３）ヘマトポルフィリンジメチルエーテルジメチルエステル−ｄ_１４ １．０６ ｇに１％水酸化カリウム−メタノール溶液 １００ｍｌを加えて、還流下３０分間攪拌した。反応溶液に水を加え、さらにｐＨを３〜４に調整して析出した固体をろ過した。真空乾燥し、ヘマトポルフィリンジメチルエーテル−ｄ_１４０．９５ｇ（収率９６％）を得た。
（４）ヘマトポルフィリンジメチルエーテル−ｄ_１４に等量の水酸化ナトリウム−メタノール溶液を加えた後、溶媒を留去し、真空乾燥して定量的にヘマトポルフィリンジメチルエーテル−ｄ_１４のナトリウム塩を得た。
【００１８】
比較例
実施例１の工程３で合成した２，４−ジアセチルデューテロポルフィリンジメチルエステル−ｄ_６ の別途合成法。
１．デューテロヘミン１．１１ｇと無水酢酸２７．６ｇの混合物に氷浴下で無水塩化第二スズ６．５４ｇを加え、１５分間攪拌した。飽和食塩水 １４０ｍｌを加えてさらに３時間攪拌した。固体をろ過、水洗、真空乾燥して２，４−ジアセチルデューテロヘミン１．５０ｇを得た。
２．上記工程１で得た２，４−ジアセチルデューテロヘミン１．５０ｇと還元鉄１．５０ｇを蟻酸 １５０ｍｌ中で還流下１時間攪拌した。反応混合物をろ過し、ろ液を水酸化ナトリウム水溶液で中和し、ろ過した。固体を水洗し、真空乾燥して２，４−ジアセチルデューテロポルフィリン０．９９ｇを得た。
３．工程２で得た２，４−ジアセチルデューテロポルフィリン０．９９ｇを５％硫酸−メタノール溶液に加えて、一晩攪拌した。反応溶液に水を加えてジクロロメタンで抽出した。有機層を酢酸ナトリウム水溶液、次いで水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。溶媒留去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより、ジクロロメタン−アセトン（３０：１）で溶出させて、２，４−ジアセチルデューテロポルフィリンジメチルエステル０．５０ｇを得た。収率はデューテロヘミンから４８％であった（実施例１においては、デューテロヘミンから６６％であった）。
工程１において無水酢酸の代わりに無水酢酸−ｄ_６ を用いれば、２，４−ジアセチルデューテロポルフィリンジメチルエステル−ｄ_６ が合成できる。
【００１９】
実施例２
上記式（Ｉ）で示されるヘマトポルフィリンジメチルエーテル−ｄ_１４からなる造影効果
ａ）公知の方法により育成した、高コレステロール血症のラット（甲種）を１０匹（平均値として、血清コレステロール ４８０ｍｇ／ｄｌ、トリグリセリド ３０９ｍｇ／ｄｌ、リン脂質 ２９３ｍｇ／ｄｌ）、正常のラット（乙種）を１０匹（平均値として、血清コレステロール３２ｍｇ／ｄｌ、トリグリセリド４９ｍｇ／ｄｌ、リン脂質７１ｍｇ／ｄｌ）準備した。
ｂ）甲種と乙種のラットそれぞれに、実施例１で合成したヘマトポルフィリンジメチルエーテル−ｄ_１４を体重１ｋｇあたり ５．０ｍｇの割で血管内に投与した。投与１時間後、各々のラットの大腿部の大動脈に内視鏡を挿入し、Ｙａｓｕｎａｋａらの方法（Ｌａｓｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ， ４， ５３ （１９９２）．）に準拠して観察を行った。その結果、乙種のラットの動脈中には該ヘマトポルフィリンジメチルエーテル−ｄ_１４は残存していなかったが、甲種のラットの動脈硬化部位には、該ヘマトポルフィリンジメチルエーテル−ｄ_１４の存在が確認された。
ｃ）その後、上記のラットをＭＲＩ装置の磁場内に伏臥固定し、大腿部の動脈部周辺のＭＲＩの測定を行った。その結果、乙種のラットの動脈中には、動脈硬化の造影が認められず、該ヘマトポルフィリンジメチルエーテル−ｄ_１４は残存していないことが確認された。これに対し甲種のラットにおいては、ｂ）で確認された同じ部位に動脈硬化の造影が認められ、該ヘマトポルフィリンジメチルエーテル−ｄ_１４の存在が確認された。故に、この結果から、該ヘマトポルフィリンジメチルエーテル−ｄ_１４の動脈硬化部位への親和性、結合性が確認された。
【００２０】
【発明の効果】
１．式（Ｉ）で示される新規な化合物である重水素化されたヘマトポルフィリン類を用いることにより、ＭＲＩ法による診断に際し、従来法と比較して簡便かつ安全に動脈硬化部位等の患部の診断が可能になった。
２．該ヘマトポルフィリン類の合成過程において、従来の方法（比較例）より高価な無水酢酸−ｄ_６ を２０分の１以下に低減させることができ、また収率も向上し、経済的な合成法が得られた。
３．デューテロヘミンから２，４−ジアセチルデューテロポルフィリンジメチルエステルの合成において、従来法の４工程から２工程に低減させることができ、簡便な合成法が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で得られたヘマトポルフィリンジメチルエステル−ｄ_８ の ^１Ｈ−ＮＭＲスペクトルのチャートである。
【図２】ヘマトポルフィリンジメチルエステルの ^１Ｈ−ＮＭＲスペクトルのチャートである。
【図３】実施例１で得られたヘマトポルフィリンジメチルエーテルジメチルエステル−ｄ_１４の ^１Ｈ−ＮＭＲスペクトルのチャートである。
【図４】ヘマトポルフィリンジメチルエーテルジメチルエステルの ^１Ｈ−ＮＭＲスペクトルのチャートである。
【図５】実施例１で得られたヘマトポルフィリンジメチルエーテル−ｄ_１４の ^１Ｈ−ＮＭＲスペクトルのチャートである。
【図６】ヘマトポルフィリンジメチルエーテルの ^１Ｈ−ＮＭＲスペクトルのチャートである。
【図７】実施例１で得られたヘマトポルフィリンジメチルエーテル−ｄ_１４のナトリウム塩のＩＲスペクトルのチャートである。
【図８】ヘマトポルフィリンジメチルエーテルのナトリウム塩のＩＲスペクトルのチャートである。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to deuterated hematoporphyrins and diagnostic agents for MRI (magnetic resonance imaging).
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a method of inserting a catheter into a blood vessel of a patient and observing it with an endoscope has been used for diagnosis of an arteriosclerosis site or the like, resulting in pain to the patient.
Recently, a method of diagnosing an arteriosclerosis site or the like using an MRI (magnetic resonance imaging) device has been developed. However, in this method, a pressure wave of blood flowing in a blood vessel is observed as an image, and the elasticity of a blood vessel wall is calculated to diagnose an arteriosclerosis site. Therefore, it is necessary to rely on the experience of a diagnosing doctor.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, diagnosis of an arteriosclerosis site or the like using an MRI apparatus is a useful method that does not involve a patient's pain. On the other hand, hematoporphyrins have the property of specifically accumulating at arteriosclerotic sites and the like. The present inventors have introduced a method of introducing deuterium into such hematoporphyrins and performing image processing of nuclear magnetic resonance of the deuterium using an MRI apparatus to reliably diagnose an arteriosclerosis site or the like. Devised. It is an object of the present invention to provide such useful deuterated hematoporphyrins.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies in order to enable a reliable diagnosis of an affected area using an MRI apparatus, and as a result, have succeeded in synthesizing hematoporphyrins that can be more appropriately adapted for this purpose.
The deuterated hematoporphyrins of the present invention have the formula (I)
Embedded image

(Wherein, R represents H or CD ₃ , and Y represents CH ₃ when R is H, and CH ₃ , H or Na when R is CD ₃ ).
The compound represented by the formula (I) is a novel compound not described in the literature.
[0005]
The compound represented by the formula (I) can be synthesized by combining methods known per se in the reaction, but the following method can be synthesized most efficiently. The method consists of four reaction steps as described below.
[0006]
1. First, the synthesis of deuterohemin from hemin is described in H. et al. Ficher and H.S. Orth, "Die Chemie des Pyrols", Vol. 2, 416, Academische Verlag, Leipzig (1937). According to the method described in That is, deuterohemine is obtained by removing vinyl from commercially available hemin with resorcinol.
2. Next, methyl esterification of deuterohemin was carried out by T.I. Inubushi and T.S. Yonetani, "Methodin Enzymology", ed. by E. by. Antonini, L .; Rossi-Bernardi, Academic Press, New York, Vol. 76, 88 (1981). , J. et al. E. FIG. Falk, E.C. I. B. Dresel, A .; Benson and B.S. C. Knight, Biochem. J. , 63 , 97 (1956). And the like. That is, an esterification reaction is performed on deuterohemin in methanol under an acid catalyst to obtain deuterohemin dimethyl ester.
[0007]
3. Next is the synthesis of 2,4-diacetyl Deuteroxyl porphyrin dimethyl ester -d _6. As a method for obtaining a diacetylated product, H.I. Ficher and K.S. Zeile, Liebigs Ann. , 468 , 98 (1929),. H. Ficher and H.S. Orth, "Die Chemie des Pyrols", Vol. 2, 416, Academische Verlag, Leipzig (1937). And the like.
[0008]
As a method for removing iron, V.I. G. FIG. Ramsey, Biochem. Prep. , 3 , 39 (1953). , J. et al. E. FIG. Falk, "Porphyrins and Metalloporphyrins", 130, Elsevier Publishing Co. , Amsterdam (1964). And the like. The present inventors used the following method.
Solvent which does not adversely affect the acetylation of Deuteroxyl hemin dimethyl ester obtained in 2, with anhydrous stannic chloride acetic anhydride -d ₆ and catalyst performs diacetylated. Then, the reaction solution salts and strong acid containing divalent iron added during, resulted in the removal of iron, to obtain a 2,4-diacetyl Deuteroxyl porphyrin dimethyl ester -d _6.
Salts containing divalent iron include ferrous chloride, ferrous sulfate, ferrous acetate, ferrous oxalate, and ammonium ferrous sulfate. Examples of strong acids include hydrohalic acid, sulfuric acid, and nitric acid. And these can be used alone or in combination of two or more.
[0009]
Here, by performing diacetylation using a dimethyl ester in a solvent that does not adversely affect acetylation, the amount of acetic anhydride used can be significantly reduced. Solvents that do not adversely affect acetylation include chloroform, carbon tetrachloride, carbon disulfide, benzene, ethyl acetate, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide and the like, and these can be used alone or in combination of two or more. For example, usually used as a solvent for the reaction {1}. Since alcohols react with acetic anhydride, (2). Ethers should be avoided because they form complexes with the catalyst and inhibit the catalytic function.
[0010]
Further, in order to obtain a conventional Deuteroxyl from hemin 2,4-diacetyl Deuteroxyl porphyrin dimethyl ester -d ₆ is a Deuteroxyl hemin as a raw material, 2,4-diacetyl Deuteroxyl hemin → 2,4 diacetyl Deuteroxyl porphyrin dimethyl ester → 2,4 diacetyl Deuteroxyl hemin dimethyl ester → 2,4 diacetyl Deuteroxyl hemin dimethyl ester -d ₆ for example G-banding method, it requires four steps to go through the (O. Oster, G. W. Neireiter , A. Olouse and FRN Gurd, J. Biol. Chem., 250 , 7990 (1975).) The process of the present invention is a two-step process from deuterohemin to deuterohemin dimethyl ester and also diacetyl. And iron removal in one process It is a simple and economical way kill.
[0011]
4. (1) The 2,4-diacetyl Deuteroxyl porphyrin dimethyl ester -d ₆ reduced using NaBD _4, (Compound substituent R is H in the above Formula (I)), hematoporphyrin dimethyl ester -d ₈ Get.
(2) then methanol -d ₄ used in the hematoporphyrin dimethyl ester -d _8, performs a methyl etherification reaction of boron trifluoride as a catalyst, hematoporphyrin dimethyl ether dimethyl ester -d 14 _(the formula (I) To obtain a compound wherein R is CD ₃ and Y is CH ₃ ).
[0012]
(3) then the hematoporphyrin dimethyl ether dimethyl ester _{-d 14} by alkaline hydrolysis, to obtain a hematoporphyrin dimethyl ether _{-d 14} (Compound substituent R is _CD 3, Y is H in the above Formula (I)), .
(4) In addition, the by Haematococcus neutralizing the porphyrin dimethyl ether _{-d 14} with an equal amount of sodium hydroxide, hematoporphyrin dimethyl ether _{-d 14} Sodium salt of (the above formula (I) the substituents R is _CD 3, Y Is Na).
[0013]
The compound represented by the above formula (I) of the present invention is a dark red solid at normal temperature and normal pressure. The visible spectrum has a sole band and a Q band characteristic of porphyrin.
The ¹ H-NMR spectra of hematoporphyrin dimethyl ester-d ₈ (FIG. 1), hematoporphyrin dimethyl ether dimethyl ester-d ₁₄ (FIG. 3) and hematoporphyrin dimethyl ether-d ₁₄ (FIG. 5) show the porphine ring (10 to 10), respectively. (Around 10.6 ppm), proton peaks at the α-position (around 2.2 ppm) and β-position (4.4 ppm) of the carboxyl group. Compared with those not deuterated (FIGS. 2, 4 and 6), the peak of methine proton (around 6 ppm) at the base of the hydroxyl group or methyl ether group disappears. Also, the methyl peak (3.6 ppm) of the methyl ether group has disappeared.
The IR spectrum of the sodium salt of hematoporphyrin dimethyl ether _{-d 14} (FIG. 7), an absorption of carboxyl group in 1660 cm ^-1. Compared to the non ^- deuterated one (FIG. 8), there is an absorption indicating deuteration at 2200 to 2000 cm ⁻¹ .
[0014]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. The method for producing the compound represented by the formula (I) is not limited to the method shown in the examples.
[0015]
Example 1
Method for producing compound of formula (I) 5.0 g of hemin and 15.0 g of resorcinol were stirred at 190 to 200 ° C. for 15 minutes. After cooling, the solid was washed four times with 50 ml of diethyl ether, and 37.5 ml of pyridine and 50 ml of chloroform were added to the solid, followed by filtration. 470 ml of acetic acid and 4.7 ml of concentrated hydrochloric acid were added to the filtrate, and the mixture was heated to reflux and stirred at room temperature overnight. The mixture was filtered, and the solid was washed with 50% acetic acid, water, ethanol and diethyl ether in this order using 100 ml each. Vacuum drying yielded 2.52 g of deuterohemin (55% yield).
2. 2.0 g of deuterohemin was stirred overnight at room temperature in 80 ml of a 5% sulfuric acid-methanol solution. Water was added to the reaction solution and extracted with dichloromethane. The organic layer was washed with an aqueous sodium acetate solution and then with water, dried over anhydrous sodium sulfate. After the solvent was distilled off, the residue was dried under vacuum to obtain 2.04 g (97% yield) of deuterohemin dimethyl ester.
[0016]
3. 2.0 g of deuterohemin dimethyl ester, 1.45 g of acetic anhydride-d ₆ and 1.82 ml of anhydrous stannic chloride were stirred in 100 ml of dry chloroform under reflux for 6 hours. After cooling, 2.0 g of anhydrous ferrous chloride and 100 ml of a 5% hydrogen bromide-acetic acid solution were added to the reaction solution, followed by stirring at room temperature for 20 minutes. Water was added to the reaction solution and extracted with dichloromethane. The organic layer was washed with an aqueous sodium acetate solution and then with water, dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was evaporated by silica gel column chromatography, dichloromethane - acetone (30: 1) eluted to give 2,4-diacetyl Deuteroxyl porphyrin dimethyl ester _-d 6 1.36 g (68% yield).
[0017]
4. (1) 2,4-diacetyl Deuteroxyl porphyrin dimethyl ester _-d 6 1.35 g of dichloromethane - methanol (2: 1) was dissolved in 45 ml, was added sodium borohydride _-d 4 256 mg in an ice bath 1 Stirred for .5 hours. Water was added to the reaction solution and extracted with dichloromethane. The organic layer was washed with an aqueous sodium acetate solution and then with water, dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was evaporated by silica gel column chromatography, dichloromethane - acetone (20: 1 to 5: 1) eluted to give hematoporphyrin dimethyl ester _-d 8 1.23g (90% yield).
(2) haematoporphyrin dimethyl ester _-d 8 1.23 g of methanol _-d 4 10 ml was added, and the mixture was stirred under reflux for 6 hours by adding a further 98% boron trifluoride diethyl ether complex 0.5 ml. After adding water to the reaction solution, the pH was adjusted to around 4, and extracted with dichloromethane. After washing the organic layer with water, anhydrous sodium sulfate was added and dried. The solvent was evaporated by silica gel column chromatography, dichloromethane - acetone (100: 1 to 40: 1) eluted to give hematoporphyrin dimethyl ether dimethyl ester _-d 14 1.06 g (82% yield).
(3) 1% Potassium hydroxide hematoporphyrin dimethyl ether dimethyl ester _-d 14 1.06 g - added a methanol solution 100 ml, it was stirred under reflux for 30 minutes. Water was added to the reaction solution, the pH was further adjusted to 3 to 4, and the precipitated solid was filtered. And dried in vacuo to give the hematoporphyrin dimethyl ether _-d 14 0.95g (96% yield).
(4) the hematoporphyrin dimethyl ether -d ₁₄ equivalent amount of sodium hydroxide - methanol was added to the solution, the solvent was distilled off to obtain sodium salt of quantitatively hematoporphyrin dimethyl ether -d ₁₄ and vacuum drying.
[0018]
Separate synthesis of synthesized 2,4 diacetyl Deuteroxyl porphyrin dimethyl ester -d ₆ in step 3 of Comparative Example 1.
1. To a mixture of 1.11 g of deuterohemin and 27.6 g of acetic anhydride was added 6.54 g of stannic chloride anhydrous in an ice bath, and the mixture was stirred for 15 minutes. 140 ml of saturated saline was added, and the mixture was further stirred for 3 hours. The solid was filtered, washed with water, and dried under vacuum to obtain 1.50 g of 2,4-diacetyldeuterohemine.
2. 1.50 g of 2,4-diacetyldeuterohemin obtained in the above step 1 and 1.50 g of reduced iron were stirred in 150 ml of formic acid under reflux for 1 hour. The reaction mixture was filtered, the filtrate was neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution, and filtered. The solid was washed with water and dried under vacuum to obtain 0.99 g of 2,4-diacetyldeuteroporphyrin.
3. 0.99 g of 2,4-diacetyldeuteroporphyrin obtained in the step 2 was added to a 5% sulfuric acid-methanol solution and stirred overnight. Water was added to the reaction solution and extracted with dichloromethane. The organic layer was washed with an aqueous sodium acetate solution and then with water, dried over anhydrous sodium sulfate. After evaporating the solvent, the residue was eluted with dichloromethane-acetone (30: 1) by silica gel column chromatography to obtain 0.50 g of 2,4-diacetyldeuteroporphyrin dimethyl ester. The yield was 48% from deuterohemin (66% from deuterohemin in Example 1).
The use of acetic anhydride -d ₆ in place of acetic anhydride in step 1, 2,4-diacetyl Deuteroxyl porphyrin dimethyl ester -d ₆ can be synthesized.
[0019]
Example 2
Were grown by the contrast effect a) a known method consisting of hematoporphyrin dimethyl ether _{-d 14} represented by the above formula (I), rat (Class A) hypercholesterolemia as 10 animals (average serum cholesterol 480 mg / dl, Triglycerides (309 mg / dl, phospholipids 293 mg / dl) and 10 normal rats (Otsunokin) (mean serum cholesterol 32 mg / dl, triglyceride 49 mg / dl, phospholipid 71 mg / dl) were prepared.
in b) Kap and Class B each rat was administered intravascularly hematoporphyrin dimethyl ether _{-d 14} synthesized in Example 1 at 5.0mg split per body weight 1 kg. One hour after the administration, an endoscope was inserted into the aorta of the thigh of each rat, and observation was performed in accordance with the method of Yasunaka et al. (Laser's in the Life Science, 4 , 53 (1992)). As a result, the artery of the rat Class B did not remain the hematoporphyrin dimethyl ether -d _14, the arteriosclerosis site rat Kap, the presence of the hematoporphyrin dimethyl ether -d ₁₄ was confirmed.
c) Thereafter, the above-mentioned rat was fixed in a prone position in the magnetic field of the MRI apparatus, and the MRI around the artery of the thigh was measured. As a result, the artery of the rat Class B, not observed contrast of arteriosclerosis, the hematoporphyrin dimethyl ether -d ₁₄ it was confirmed that no remaining. In contrast rats Kap, imaging of arteriosclerosis was observed in the same sites identified in b), the presence of the hematoporphyrin dimethyl ether -d ₁₄ was confirmed. Therefore, from these results, the affinity to arteriosclerosis site of the hematoporphyrin dimethyl ether -d _14, binding was observed.
[0020]
【The invention's effect】
1. By using deuterated hematoporphyrins, which are novel compounds represented by the formula (I), the diagnosis of affected areas such as atherosclerotic sites can be performed more easily and safely in diagnosis by MRI than in conventional methods. It is now possible.
2. In the synthesis process of the hematoporphyrin ethers, conventional methods from an expensive acetic anhydride -d ₆ (Comparative Example) could be reduced by more than 20 minutes and also improves the yield, economical synthesis method Obtained.
3. In the synthesis of 2,4-diacetyldeuteroporphyrin dimethyl ester from deuterohemin, the number of steps can be reduced from four steps in the conventional method to two steps, and a simple synthesis method was obtained.
[Brief description of the drawings]
1 is a chart of ¹ H-NMR spectrum of hematoporphyrin dimethyl ester -d ₈ obtained in Example 1.
FIG. 2 is a chart of ¹ H-NMR spectrum of hematoporphyrin dimethyl ester.
3 is a chart of ¹ H-NMR spectrum of hematoporphyrin dimethyl ether dimethyl ester _{-d 14} obtained in Example 1.
FIG. 4 is a chart of ¹ H-NMR spectrum of hematoporphyrin dimethyl ether dimethyl ester.
5 is a chart of ¹ H-NMR spectrum of hematoporphyrin dimethyl ether _{-d 14} obtained in Example 1.
FIG. 6 is a chart of ¹ H-NMR spectrum of hematoporphyrin dimethyl ether.
7 is a chart of an IR spectrum of the sodium salt of hematoporphyrin dimethyl ether -d ₁₄ obtained in Example 1.
FIG. 8 is a chart of an IR spectrum of sodium salt of hematoporphyrin dimethyl ether.

Claims (1)

デューテロヘミンジメチルエステルのアセチル化に際し、アセチル化反応溶液に２価の鉄を含む塩類と強酸を加えて、アセチル化反応と脱鉄反応を１工程で行うことを特徴とする式（Ｉ）

（但し式中、ＲはＨまたはＣＤ₃ を表し、ＹはＲがＨのときＣＨ₃ 、ＲがＣＤ₃ のときＣＨ₃ 、ＨまたはＮａを表す。）
で示される重水素化されたヘマトポルフィリン類の製造方法。Formula (I), wherein, when acetylating deuterohemin dimethyl ester, a salt containing divalent iron and a strong acid are added to the acetylation reaction solution, and the acetylation reaction and the deironing reaction are performed in one step.

(Wherein, R represents H or CD ₃ , Y represents CH ₃ when R is H, and CH ₃ , H or Na when R is CD ₃ )
A method for producing a deuterated hematoporphyrin represented by the formula:

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