KR101639268B1

KR101639268B1 - １８ｆ-표지된 폴레이트

Info

Publication number: KR101639268B1
Application number: KR1020097023219A
Authority: KR
Inventors: 지몬 멘사 아메타메이; 루돌프 모세르; 토비아스 루드비히 로스; 토마스 라이톤 민트; 비올라 그로엔
Original assignee: 메르크 앤드 씨에
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2008-04-11
Publication date: 2016-07-13
Also published as: PL2144912T3; CN102827166A; CA2670371A1; IL201251A; KR20090128543A; JP2010523625A; EP2144912B1; HK1139129A1; AU2008237932A1; US20100111863A1; CA2670371C; PT2144912E; IL201251A0; ZA200903485B; AU2008237932B2; AU2008237932C1; WO2008125615A1; US8344140B2; DK2144912T3; CN101657454B

Abstract

본 발명은, 신규한 ¹⁸F-폴레이트 방사성의약품, 여기서 플루오린-18은 트리아졸- 또는 테트라졸 링커를 통해 폴레이트 또는 이의 유도체에 공유 결합됨, 이의 제조 방법과, 암 그리고 염증성 및 자가면역성 질환의 치료의 모니터링 및 진단에서의 이들의 용도에 관한 것이다.

Description

１８Ｆ-표지된 폴레이트{18 F-LABELLED FOLATES}

본 발명은, 신규한 ¹⁸F-폴레이트 방사성의약품(¹⁸F-folate radiopharmaceuticals), 여기서 플루오린-18이 트리아졸- 또는 테트라졸-링커(linker)를 통해 폴레이트 또는 이의 유도체에 공유 결합됨, 이의 제조 방법과, 암 그리고 염증성 및 자가면역성 질환의 진단 및 모니터링에서의 이들의 용도 및 이의 치료에 관한 것이다.

진단 또는 치료제와 같은 효과기(effector) 잔기(moieties)의 전달을 위한 세포 특이적 표적화(cell-specific targeting)는 널리 연구된 분야이고 그리고 비-침습성(non-invasive) 진단 및/또는 치료 의학적 적용을 발전시켰다. 특히, γ-선 또는 광자(photons)와 같은 전자기 방사선을 방출하는 방사성 물질 또는 방사선을 방출하는 입자를 사용하는 핵 의학 절차 및 치료의 분야에서, 다른, 예를 들면 건강한 조직의 방사선 손상의 위험 없이, 특정 조직의 가시화(visualization), 질환 평가 및/또는 치료 처리의 효과 모니터링을 위한 고도의 신호 세기, 또는 특정 환부(diseased site)에 이온화 방사선(ionizing radiation)의 적합한 선량(dose)을 전달하기 위한 고도의 방사선 선량을 달성하기 위해, 표적화된 세포 또는 조직 내에 이러한 방사성 물질을 선택적으로 국부화(localization)하는 것이 요구된다. 따라서, 세포-특이적 구조 및 특히, 개별 생물학적 비히클(vehicle)에 의해 특이적으로 표적화될 수 있는 수용체, 항원, 합텐(hapten) 등과 같은, 종양(즉, 암) 또는 염증성 및 자가면역성 질환의 경우에 존재하는 구조를 결정 및 평가하는 것은 중요한 관심 대상이다.

폴레이트 수용체(FR)는 이러한 구조 중 하나로서 확인되어왔다. FR은 고-친화도(K_D < 10^-9 M) 막-관련 단백질이다. 정상 조직 및 장기에서, FR-발현은 단지 몇가지 장기[예를 들어, 신장, 폐, 맥락총(choroids plexus) 및 태반(placenta)]에만 고도로 제한되며, 여기서 이는 상피 세포의 루미날 표면(luminal surface)에서 크게 일어나고 그리고 따라서 순환시 폴레이트가 공급되지 않는다. FR-α는, 상피 종양(예를 들어, 난소, 자궁경부(cervical), 자궁내막(endometrial), 유방(breast), 결장(colorectal), 신장, 폐, 비인두(nasopharyngeal))과 같은 다양한 특정 세포 타입 상에서 자주 과발현되고, 반면에 FR-β는 백혈병 세포에서 자주 과발현된다[대략 70 %의 급성 골수성 백혈병(acute myelogenous leukaemia;AML)이 FR-β 양성임]. 따라서, 이 둘은 모두 선택적인 종양-표적화를 위한 유용한 종양 마커로서 사용될 수 있다(Elnakat and Ratnam, Adv. Drug Deliv. Rev. 2004; 56:1067-84). 또한, 최근에 류마티스 관절염으로 진단된 환자의 활성화된 (그러나 휴지기 아닌 (not resting)) 활막 대식세포(synovial macrophage)는 기능적으로 활성인 FR-β를 갖는 것으로 밝혀졌다(Nakashima-Matsushita et al, Arthritis & Rheumatism, 1999, 42(8): 1609-16). 따라서, 활성화된 대식세포는, 관절염 관절(arthritic joints)에서 폴레이트 컨쥬게이트(conjugate)로 선택적으로 표적화될 수 있으며, 류마티스 관절염의 진단 및 치료를 위한 가능성을 열 수 있다(Paulos et al, Adv. Drug Deliv. Rev. 2004; 56:1205-17) .

따라서, 폴산(folic acid), 이는 벤조일아미노 잔기를 통해 글루타메이트에 컨쥬게이트된 프테리딘(pteridine) 골격에 기초함, 및 이의 유도체는, 치료 및/또는 진단제를 폴레이트 수용체를 갖는 세포 집단(cell population)에 전달하여, 정상적인 세포에 비해 이러한 세포에서 치료 및/또는 진단제의 선택적 농도를 달성하기 위해 표적화제로서 지난 15년에 걸쳐 집중적으로 연구되어 왔다.

화학치료제와의(Leamon and Reddy, Adv. Drug Deliv. Rev. 2004; 56:1127-41;Leamon et al, Bioconjugate Chem. 2005; 16:803-11), 단백질 및 단백질 독소(protein toxin)와의(Ward et al,. J. Drug Target. 2000; 8:119-23; Leamon et al, J. Biol. Chem. 1993; 268:24847-54; Leamon and Low, J. Drug Target. 1994; 2:101-12), 안티센스 올리코뉴클레오티드(antisense oliconucleotide)와의(Li et al, Pharm. Res. 1998; 15:1540-45; Zhao and Lee, Adv. Drug Deliv. Rev. 2004; 56:1193-204), 리포좀과의(Lee and Low, Biochim. Biophys. Acta-Biomembr. 1995; 1233:134-44; Gabizon et al, Adv. Drug Deliv. Rev. 2004; 56:1177-92), 합텐 분자와의(Paulos et al, Adv. Drug Deliv. Rev. 2004; 56:1205-17), MRI 조영제(contrast agent) 등과의(Konda et al, Magn. Reson. Mat. Phys. Biol. Med. 2001; 12:104-13) 폴레이트-컨쥬게이트, 폴레이트 방사성의약품(Leamon and Low, Drug Discov. Today 2001; 6:44-51; US 4,276,280), 플루오르화된 폴레이트 화학요법제(US 4,628,090) 등을 포함하여, 다양한 폴산 유도체 및 컨쥬게이트가 공지되어 있고, 그리고 (미리) 임상적으로 평가되어 왔다. 전형적으로 모든 이러한 유도체 및 컨쥬게이트는, 공지된 카르복실산 커플링 방법에 참가하는 폴산의 글루타메이트 부분이 변형되어 왔다.

폴레이트 방사성의약품은, 암 그리고 염증성 및 자가면역성 질환 치료의 효과(effectiveness)의 평가 및 진단 개선에 특히 매우 유용할 수 있다. 이는 치료 반응의 평가 및/또는 예견(prediction), 그리고 결과적으로 방사선 선량측정(dosimetry)의 개선을 포함할 수 있다. 방사선이미징(radioimaging)에 적합한 전형적인 가시화 기술은 이 기술분야에서 알려져 있고 그리고 양전자 방출 단층촬영(positron emission tomography;PET), 평면 또는 단일 광자 방출 전산화 단층촬영(planar or single photon emission computerized tomography;SPECT) 이미징, 감마 카메라, 신틸레이션(scintillation) 등이 포함된다.

PET 및 SPECT는 모두 선택(of choice) 표적 부위의 활성을 이미징, 매핑(map) 및 측정하기 위해 방사성트레이서(radiotracer)를 사용한다. 그러나, PET는 가까운 사이클로트론(nearby cyclotron)을 필요로 하는 양전자 방출 핵종(nuclide)을 사용하는 반면에, SPECT는 발생기 시스템(generator system)에 의해 이용가능한 단일 광자 방출 핵종을 사용하며, 이는 이의 사용을 보다 편리하게 할 수 있다. 그러나, SPECT는 PET보다 낮은 감도(sensitivity)를 제공하고, 그리고 몇가지 접근법 이외에는 정량화 방법이 부족하다(lacking). PET의 경우, 양전자 소 멸(positron annihilation)로 인해, 잘 개발된 정량화 방법의 기초를 제공하는 511 keV의 두 감마선이 얻어진다. 따라서, PET는 뇌 및 다른 장기 내 대사 기질 또는 리간드의 국부 흡수 및 친화도를 평가하기 위한 가장 정교한 기능적 이미징 기술 중 하나이고, 그리고 따라서 대사 활성에 기초한 이미징의 수단(measures)을 제공한다. 이는 예를 들어, 양전자 방출 동위원소를 대상(subject)에게 투여함으로써 달성되고, 그리고 이것이 방사성 붕괴(radioactive decay) 됨에 따라, 양전자/전자 소멸로 인한 감마선이 PET 스캐너(scanner)에 의해 검출된다.

PET에 유용한 적합한 동위원소의 선택시 고려될 필요가 있는 인자에는, 환자에게 투여되기 전에 선택적으로 약제학적으로 허용가능한 담체 중의 진단 조성물의 제조를 허용하는 양전자-방출 동위원소의 충분한 반감기, 및 PET 스캔에 의한 체외(extra-corporeal) 측정을 허용하는 충분한 활성을 제공하는(yield) 충분한 남아있는 반감기가 포함된다. 또한, 적합한 동위원소는, 불필요한 방사선에 대한 환자 노출을 제한하기 위해 충분히 짧은 반감기를 가져야 한다. 전형적으로, PET에 적합한 방사성의약품은, 갈륨 또는 구리와 같은 금속 동위원소에 기초할 수 있다. 그러나, 이들 둘은 금속의 구속(entrapment)을 위한 킬레이트를 필요로 하며, 이는 입체적(steric) 및 화학적 성질에 작용할 수 있다. 대안적으로, 방사성의약품은, 최소 구조 변경을 제공하는 공유 결합된 동위원소에 기초할 수 있다. 공유 부착에 사용되고 그리고 PET 스캐닝에 적합한 방사성핵종(radionuclide)은 전형적으로 ¹¹C (약 20분), ¹³N (약 10분), ¹⁵O (약 2분), ¹⁸F (약 110분)와 같은 짧은 반감기를 갖는 동위원소이다.

현재까지, 다수의 킬레이트-계 폴레이트 방사성의약품이 폴레이트 수용체-양성 종양(folate receptor-positive tumor)을 이미징하기 위한 진단제로서 합성되어왔고 그리고 성공적으로 평가되어 왔다. 가장 널리 연구된 유도체는 SPECT에 대해 ¹¹¹In 및 ^99mTc로(Siegel et al., J. Nucl. Med. 2003, 44:700; Mueller et al., J. Organomet. Chem. 2004, 689:4712), 또는 PET에 대해 ⁶⁸Ga로(Mathias et al., Nucl. Med. Biol. 2003, 30(7):725) 표지되었다. 그러나, 모든 상기된 것은 적합한 킬레이트화제를 필요로 하고, 이는 전형적으로 폴산에 이의 글루타메이트 부분을 통해 결합된다. 따라서, 공유 결합된 동위원소를 갖는 폴레이트 방사성의약품은 큰 관심 대상이 될 것이다. 특히, ¹⁸F-표지된 폴레이트 방사성의약품은, 상기 고려사항 모두를 충족시키는 이의 탁월한 이미징 특성 때문에 PET 이미징에 가장 적합할 것이다. 다른 적합한 방사성핵종(¹¹C, ¹³N, ¹⁵O)에 비해, ¹⁸F은 약 110분의 이의 긴 반감기 때문에, 그리고 이것이 가장 낮은 양전자 에너지를 갖는 양전자를 방출함으로써 붕괴되고 이는 고-해상도 PET를 갖는 가장 뚜렷한 이미지를 허용하기 때문에 매우 유용하다. 또한, ¹⁸F의 보다 긴 반감기는 또한 방사화학 설비(radiochemistry facility) 없이 PET 중심에 대해 위성같은(satellite) 분포 및 보다 복잡한 합성을 허용한다. 그러나, 폴산의 구조는 ¹⁸F를 사용한 직접 방사성표지에 적합하지 않다. 따라서, 현재까지, 극소수의 ¹⁸F-표지된 폴산 유도체만이 문헌에 보고되어 왔다(Bettio et al., J. Nucl. Med., 2006, 47(7), 1153; WO 2006/071754). 또한, 현재 보고된 방사성합성(radiosyntheses)은 시간-소모적이고, 그리고 5% 미만의 낮은 방사화학적 수율(radiochemical yield)만을 제공한다(Bettio et al., J. Nucl. Med., 2006, 47(7), 1153). 따라서, 현재 알려진 ¹⁸F-표지된 폴레이트 또는 이의 유도체는, 암 그리고 염증성 및 자가면역성 질환의 진단 및 치료를 개선하기 위한 종양의 대사 이미징에 적합한 특정 방사성의약품에 대한 요구를 충족시킬 수 없다.

출원인은 현재, 신규한 ¹⁸F-표지된 폴레이트 방사성의약품의 생산을 위한 효율적이고 그리고 융통성있는(versatile) 방법을 발견하였으며, 여기서 플루오린-18은 트리아졸 또는 테트라졸-링커를 통해 폴레이트 또는 이의 유도체에, 이를테면 예를 들어 폴산의 글루타메이트 작용기(functionality)에 결합된다, 예비적인 시험관 내(in-vitro) 연구는, FR-양성 종양에 대한 강력한 진단제로서의 이들의 적합성을 제안하였다.

본 발명의 개요

본 발명은 제 1 측면에서 신규한 ¹⁸F-폴레이트 방사성의약품(이하, 본 발명의 화합물이라고도 함)에 관한 것이며, 여기서 플루오린-18은 트리아졸 또는 테트라졸 링커를 통해 폴레이트 또는 이의 유도체에, 이를테면 폴레이트 또는 유도체의 글루타메이트 작용기에 결합된다. 한 구체적인 실시형태에서, 신규한 폴레이트 방사성의약품은 화학식 I의 화합물이다:

P-S₁-Ar₁-S₂-¹⁸F

I

여기서,

P는 폴레이트 또는 이의 유도체이고,

S₁, S₂는 서로 독립적으로 단일 결합 또는 스페이서이고, 그리고

Ar₁은 트리아졸 또는 테트라졸임.

바람직하게는, S₁ 및 S₂는 서로 독립적으로 단일 결합 또는 스페이서 유닛, 이를테면 직쇄 또는 분지된 C₁-C₁₂알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 -CN, -Hal, -OH, -NH₂, -SH, -SO₃H 또는 -NO₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 비-인접 CH₂기는 독립적으로 -O-, -CO-, -C0-0-, -0-C0-, -NR'-, -N=, -NR' -CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -0-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -S-, -SO₃R'-, -PR'-로 대체될 수 있음), 또는 5- 또는 6-원(membered) 방향족 고리(이는 비치환되거나 또는 -CN, -Hal, -NO₂, -COR' 또는 -COOR'로 치환되고, 여기서 R'는 H 또는 C₁-C₆ 알킬, 또는 이의 조합을 나타냄)이다.

보다 구체적으로, 본 발명은 화학식 II를 갖는 화합물에 대한 것이다:

여기서,

X₁ 내지 X₅는 서로 독립적으로 C 또는 N이고,

R₁ 및 R₂는 서로 독립적으로 H, Hal, -OR', -NHR', C1-C12 알킬, C1-C12 알콕시, C1-C12 알카노일, C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, (C1-C12 알콕시)카르보닐, 및 (C1-C12 알킬아미노)카르보닐이고, 여기서 R'는 H 또는 C1-C6 알킬이고,

R₃, R₄는 서로 독립적으로 H, 포르밀, 이미노메틸, 니트로소, C1-C12 알킬, C1-C12 알콕시, C1-C12 알카노일, 할로치환된 C1-C12 알카노일이고,

R₅는 H, C1-C12 알킬, C1-C12 알콕시, C1-C12 알카노일, C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, (C1-C12 알콕시)카르보닐, 및 (C1-C12 알킬아미노)카르보닐이고,

R₆, R₇는 서로 독립적으로 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환됨), 또는 화학식 III의 기(group)이고:

-S₁-Ar₁-S₂-¹⁸F

III

여기서, S₁ 및 S₂은 서로 독립적으로 단일 결합 또는 스페이서 유닛, 이를테면 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 비-인접 CH₂기는 독립적으로 -0-, -CO-, -C0-0-, -0-CO-, -NR'-, -N=, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-C0-0-, -O-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -S-, -SO₃R'-, -PR'-로 대체될 수 있음), 또는 5- 또는 6-원 방향족 고리(이는 비치환되거나 또는 CN, Hal, NO₂, COR', 또는 COOR'로 치환되고, 여기서 R'는 H 또는 C1-C6 알킬, 또는 이의 조합을 나타냄)이고, 및

Ar₁은 트리아졸 또는 테트라졸이고,

R₆ 및 R₇ 중 하나가 화학식 III의 기인 것을 조건으로 하고,

m은 0 또는 1이고,

p는 0, 1 또는 2이고, 및

q는 1 내지 7의 값을 가짐.
추가의 특정 실시형태에서, 본 발명은 화학식 IV의 화합물에 관한 것이다:

삭제

여기서,

X₆, X₇은 서로 독립적으로 C, N 또는 O이고,

R₈, R₉는 서로 독립적으로 H 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 임베디드(embedded), 비-인접 CH₂ 기가 독립적으로 -O-, -CO-, -C0-0-, -CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-로 대체될 수 있음), 또는 화학식 V의 기이고,

-S₃-Ar₁-S₂-¹⁸F

V

여기서, S₂, S₃은 서로 독립적으로 단일 결합 또는 스페이서 유닛, 이를테면 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 비-인접 CH₂기는 독립적으로 -0-, -CO-, -CO-O-, -0-C0-, -NR'-, -N=, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -0-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -S-, -SO₃R'-, -PR'-로 대체될 수 있음), 또는 5- 또는 6-원 방향족 고리(이는 비치환되거나 또는 CN, Hal, NO₂, COR', 또는 COOR'로 치환되고, 여기서 R'는 H 또는 C1-C6 알킬을 나타냄)이고,

어떤 두 헤테로원자도 서로 인접하지 않는 것을 조건으로 하고,

Ar₁는 트리아졸 또는 테트라졸이고, 그리고

X₁ 내지 X₅, R₁ 내지 R₆, m, p 및 q는 상기 정의된대로이고,

R₆이 화학식 III의 기이거나 또는 R₈ 및 R₉ 중 하나가 화학식 V의 기인 것을 조건으로 함.

추가적인 측면에서, 본 발명은 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 화합물은 알킨 또는 알킨 치환체(substitute), 이를테면 니트릴과 아지드의 1,3-쌍극성 고리화첨가(1,3-dipolar cycloaddition)를 이용하여 고수율로 얻어질 수 있다.

또다른 측면에서, 본 발명은 본 발명의 화합물의 약제학적 조성물에 관한 것이다.

또다른 측면에서, 본 발명은 시험관 내 및 생체 내에서 암 그리고 염증성 및 자가면역성 질환의 진단 및 치료의 모니터링에서의 용도에 관한 것이다.

일실시형태에서, 본 발명은, 폴레이트-수용체를 발현하는 세포 또는 세포들의 집단의 진단 이미징을 위한 본 발명의 화합물의 용도에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명은 폴레이트-수용체를 발현하는 세포 또는 세포들의 집단의 진단 이미징을 위한 방법을 포함하며, 이는, 예를 들어 조직 샘플 내에서 폴레이트 수용체를 발현하는 세포, 예를 들어 종양 세포 또는 활성화된 대식세포(macrophage)를 시험관 내 검출하기 위한 방법을 포함한다. 이러한 방법은 생체 내에서 수행될 수도 있다.

따라서, 본 발명의 추가적인 실시형태에서, 본 발명은, 암 그리고 염증성 및 자가면역성 질환의 진단 이미징 및/또는 치료 모니터링을 필요로 하는 대상에게 편리하고 그리고 효과적으로 투여하기 위한 본 발명의 화합물의 용도에 관한 것이다. 본 발명의 방법의 대상은 바람직하게는 포유동물, 이를테면 동물 또는 인간, 바람직하게는 인간이다.

본 발명의 이러한 방법은, 다른 이미 개발된 진단 및/또는 치료제를 사용하고 그리고 x-선 컴퓨터 단층촬영(x-ray computed tomography)(CT), 자기 공명 이미징(magnetic resonance imaging)(MRI), 기능적 자기 공명 이미징(functional magnetic resonance imaging)(fMRI), 단일 광자 방출 컴퓨터 단층촬영(single photon emission computed tomography)(SPECT), 광학 이미징(optical imaging), 및 초음파를 이용하는 방법을 포함하는, 암 그리고 염증성 및 자가면역성 질환의 진단 또는 치료의 어떤 다른 방법과 조합하여 수행될 수 있다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 이하의 이의 상세한설명 및 특허청구범위로부터 명백할 것이다.

도 1. ¹⁸F-클릭 폴레이트(¹⁸F-Click folate)(γ-(4-(4-(4-[¹⁸F]플루오로부틸)-1,2,3-트리아졸-1-일)부틸)폴산 아미드의 합성.

도 2. γ-(4-아지도-부티오닐)-폴산 아미드의 합성.

도 3. ¹⁸F-클릭 폴레이트를 사용한 생체 외(ex vivo) 바이오분포(biodistribution) 연구에 의해 알 수 있는 바와 같은 폴레이트 수용체-양성 조직(folate receptor-positive tissue) 내 특이적 흡수.

도 4. [ ¹⁸ F]FDG를 사용한 PET 이미지와 비교한 ¹⁸ F-클릭 폴레이트를 사용한 PET 이미지.

본 발명의 상세한 설명

본 발명은 제 1 측면에서, 신규한 ¹⁸F-폴레이트 방사성의약품(이하, 본 발명의 화합물이라고도 함)에 관한 것이며, 여기서 플루오린-18은 트리아졸 또는 테트라졸 링커를 통해 폴레이트 또는 이의 유도체에, 이를테면 폴산의 글루타메이트 작용기에 결합된다.

본 명세서에서 사용될 때 "폴레이트" 라는 용어는, 축합된 피리미딘 헤테로사이클에 기초한 화합물을 포함하며, 이는 이하에서 정의된 바와 같은 S₁기를 파라-위치에 갖는(carrying) 아미노벤조일 잔기에 결합된다. 본 명세서에서 사용될 때 "축합된 피리미딘 헤테로사이클"에는, 추가의 5- 또는 6-원 헤테로사이클, 이를테면 프테리딘 또는 피롤로피리미딘 바이사이클(pyrrolopyrimidine bicycle)과 융합된 피리미딘이 포함된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같은 바람직한 대표적인 폴레이트는 폴레이트 골격, 즉 프테로일-글루탐산(pteroyl-glutamic acid) 또는 N-[4(프테리딘-6-일메틸아미노)벤조일]-글루탐산), 및 이의 유도체에 기초하고, 그리고 선택적으로 치환된 폴산, 폴린산(folinic acid), 프테로폴리글루탐산, 및 폴레이트 수용체-결합 프테리딘, 이를테면 테트라하이드로프테린, 디하이드로폴레이트, 테트라하이드로폴레이트, 및 이들의 데아자(deaza) 및 디데아자(dideaza) 유사체(analog)를 포함한다. 폴산은 본 발명의 화합물에 사용된 바람직한 기본 구조(basic structure)이다. "데아자" 및 "디데아자" 유사체라는 용어는 자연 발생(naturally occurring) 폴산 구조에서 하나 또는 두개의 질소 원자에 대해 치환된 탄소 원자를 갖는 이 기술분야에서 인식된 유사체를 나타낸다. 예를 들어, 데아자 유사체에는 1-데아자, 3-데아자, 5-데아자, 8-데아자, 및 10-데아자 유사체가 포함된다. 디데아자 유사체에는, 예를 들어, 1,5-디데아자, 5,10-디데아자, 8,10-디데아자, 및 5,8-디데아자 유사체가 포함된다. 바람직한 데아자 유사체 화합물에는 N-[4-[2-[(6R)-2-아미노-l,4,5,6,7,8-헥사하이드로-4-옥소피리도[2,3-d]피리미딘-6-일]에틸]벤조일]-L-글루탐산(Lometrexol) 및 N-[4-[1-[(2,4-디아미노-6-프테리딘일)메틸]프로필]벤조일]-L-글루탐산(Edatrexate)이 포함된다.

보다 구체적으로, 신규한 폴레이트 방사성의약품은 화학식 I의 화합물이다:

P-S₁-Ar₁-S₂-¹⁸F

I

여기서,

P는 폴레이트 또는 이의 유도체이고,

S₁, S₂는 서로 독립적으로 단일 결합 또는 스페이서이고, 및

Ar₁는 트리아졸 또는 테트라졸임.

바람직하게는, S₁ 및 S₂는 서로 독립적으로 단일 결합 또는 스페이서 유닛, 이를테면 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 비-인접 CH₂기는 독립적으로 -O-, -CO-, -CO-O-, -0-CO-, -NR'-, -N=, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-C0-0-, -0-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -S-, -SO₃R'-, -PR'-로 대체될 수 있음), 또는 5- 또는 6-원 방향족 고리(이는 비치환되거나 또는 CN, Hal, NO₂, COR' 또는 COOR'로 치환되고, 여기서 R'는 H 또는 C1-C6 알킬, 또는 이의 조합임)이다.

다른 특정 실시형태에서, 신규한 폴레이트 방사성의약품은 화학식 II의 화합물이다:

여기서,

X₁ 내지 X₅는 서로 독립적으로 C 또는 N이고,

R₅는 H, C1-C12 알킬, C1-C12 알콕시, C1-C12 알카노일, C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, (C1-C12 알콕시)카르보닐 , 및 (C1-C12 알킬아미노)카르보닐이고,

R₆, R₇는 서로 독립적으로 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환됨), 또는 화학식 III의 기이고:

-S₁-Ar₁-S₂-¹⁸F III

Ar₁은 트리아졸 또는 테트라졸이고,

R₆ 및 R₇ 중 하나가 화학식 III의 기인 것을 조건으로 하고,

m은 0 또는 1이고,

p는 0, 1 또는 2이고, 및

q는 1 내지 7의 값을 가짐.

바람직한 실시형태에서, R₆는 CN, Hal, NO₂, 또는 R₅기이고 그리고 R₇은 화학식 III의 기이다.

다른 바람직한 실시형태에서, R₇는 CN, Hal, NO₂, 또는 R₅기이고 그리고 R₆는 화학식 III의 기이다.

약자 "N" 및 "C"는 모든 가능한 포화도를 대표하고, 즉 N은 -NH- 및 -N= 결합을 포함하고 그리고 C는 -CH₂- 및 -CH= 결합을 포함하는 것으로 이해된다.

또한, (H)_q는 지시된 고리 상의 (즉, X₃, C6, C7 및 X₄ 상의) 모든 H 치환체를 나타내는 것으로 이해된다. 예를 들어, q = 5는 완전히 포화된 비치환 유사체(X₃ = X₄ = N, p = 0)에 대한 것이고, 또는 q = 7는 완전히 포화된 비치환된 5,8-디데아자 유사체(X₃ = X₄ = C, p = 0)에 대한 것이고, 그리고 q = 1는 X₃ = X₄ = N, p = 0인, 완전히 불포화된 유사체에 대한 것이다.

S₁은 바람직하게는 단일 결합 또는 스페이서 유닛, 이를테면 직쇄 또는 분지된 C1-C18 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 비-인접 CH₂기는 독립적으로 -O- , -CO-, -CO-O-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-로 대체될 수 있음), 또는 5- 또는 6-원 방향족 고리(이는 비치환되거나 또는 CN, Hal, NO₂, COR', 또는 COOR'로 치환되고, 여기서 R'는 H 또는 C1-C6 알킬, 또는 이의 조합을 나타냄)이고, 더 바람직하게는 단일 결합 또는 스페이서 유닛, 이를테면 직쇄 또는 분지된 C1-C18 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 비-인접 CH₂기는 독립적으로 -0-, -CO-, -CO-O-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-로 대체될 수 있음), 또는 비치환된 5- 또는 6-원 방향족 고리이다.

바람직한 실시형태에서, S₁은 단일 결합 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬이고, 여기서 하나 이상의 비-인접 CH₂ 기는 독립적으로 -0-, -CO-, -CO-O-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-로 대체될 수 있다.

다른 바람직한 실시형태에서, S₁은 아미노산, 즉 아미노기(예를 들어, NH₂ 또는 NH₃ ⁺) 및 카르복실산 기(예를 들어, COOH 또는 C00^-) 모두를 갖는 화합물을 나타낼 수 있다. 특정 실시형태에서, 아미노산은 α-아미노산, β-아미노산, D-아미노산 또는 L-아미노산이 될 수 있다. 아미노산은 자연 발생 아미노산(예를 들어, 알라닌, 발린, 류신, 이소류신, 프롤린, 페닐알라닌, 트립토판, 메티오닌, 글리신, 세린, 트레오닌, 시스테인, 티로신, 아스파라긴, 글루타민, 아스파르트산, 글루탐산, 리신(lysine), 아르기닌, 또는 히스티딘 등)이 될 수 있거나 또는 이는 이의 유도체가 될 수 있다. 유도체의 예에는, 예를 들어 CN, Hal, 및/또는 NO₂로부터 선택된 하나 이상의 치환체를 갖는, 선택적으로 치환된 아미노산이 포함된다. 아미노 산에는 또한 어떤 다른 비-자연 발생 아미노산, 이를테면 예를 들어, 노르류신(norleucine), 노르발린(norvaline), L- 또는 D-나프탈라닌(naphthalanine), 오르니틴, 호모아르기닌 및 펩티드 분야에서 잘 알려진 다른 것들이 포함될 수 있다. (예를 들어, 문헌(M. Bodanzsky, "Principles of Peptide Synthesis," 1st and 2nd revised ed., Springer- Verlag, New York, NY, 1984 and 1993, and Stewart and Young, "Solid Phase Peptide Synthesis," 2nd ed., Pierce Chemical Co., Rockford, IL, 1984)을 참조, 이들은 모두 본 명세서에 참조 병합됨). 아미노산 및 아미노산 유사체/유도체는 상업적으로 구매될 수 있거나(Sigma Chemical Co.; Advanced Chemtech) 또는 이 기술분야에서 공지된 방법을 사용하여 합성될 수 있다. 다른 특정 실시형태에서, 아미노산은 폴리아미노산(폴리펩티드라고도 함)의 일부가 될 수 있으며, 여기서 상기 정의된 바와 같은 복수의 동일하거나 또는 상이한 아미노산은 공유 결합된다, 즉 통상적인 펩티드 또는 다른 결합을 통해 결합된다. 바람직한 아미노산에는, 예를 들어 글루탐산, 아스파르트산, 글루타민, 아스파르틴(aspartine), 리신, 아르기닌, 시스테인, 및 이의 유도체가 포함되고, 그리고 바람직한 폴리아미노산에는 호모중합체 이의 개별 호모중합체(즉, 폴리글루탐산, 폴리아스파르트산 등)가 포함된다. 선택적으로 치환된 아스파르트산 및 글루탐산이 가장 바람직하다.

S₂는 바람직하게는 단일 결합 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환됨), 또는 5- 또는 6-원 방향족 고리(이는 비치환되거나 또는 CN, Hal, NO₂, COR', 또는 COOR'로 치환되고, 여기서 R'는 H 또는 C1-C6 알킬, 또는 이의 조합을 나타냄)이고, 더 바람직하게는 단일 결합 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬이고, 이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환된다.

가장 바람직하게는, S₂는 단일 결합 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬이다.

상기 지시된 대로, 본 명세서에 사용된 바와 같은 바람직한 대표적인 폴레이트는 폴레이트 골격에 기초하며, 여기서 S₁은 글루탐산 잔기, 및 이의 유도체이다. 따라서, 다른 특정 실시형태에서, 신규한 폴레이트 방사성의약품은 화학식 IV의 화합물이다:

IV

여기서,

X6, X7은 서로 독립적으로 C, N 또는 0이고,

R₈, R₉은 서로 독립적으로 H 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 N0₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 임베디드, 비-인접 CH₂기는 독립적으로 -O-, -CO-, -C0-0-, -CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-로 대체될 수 있음), 또는 화학식 V의 기이고,

-S₃-Ar₁-S₂-¹⁸F

V

여기서, S₂, S₃은 서로 독립적으로 단일 결합 또는 스페이서 유닛, 이를테면 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 비-인접 CH₂기는 독립적으로 -0-, -CO-, -CO-O-, -0-C0-, -NR'-, -N=, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -0-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -S-, -SO₃R'-, -PR'-로 대체될 수 있음), 또는 5- 또는 6-원 방향족 고리(이는 비치환되거나 또는 CN, Hal, NO₂, COR', 또는 COOR'로 치환되고, 여기서 R'는 H 또는 C1-C6 알킬, 또는 이의 조합을 나타냄)이고,

Ar₁은 트리아졸 또는 테트라졸이고,

및

X₁ 내지 X₅, R₁ 내지 R₆, m, p 및 q은, 화학식 II의 화합물 및 이하 정의된 바와 같은 바람직한 실시형태에 따라 정의된 바와 같고,

R₆은 화학식 III의 기이거나 또는 R₈ 및 R₉ 중 하나는 화학식 V의 기인 것을 조건으로 함.

S₂ 및 S₃은 바람직하게는 서로 독립적으로 단일 결합 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환됨), 또는 5- 또는 6-원 방향족 고리(이는 비치환되거나 또는 CN, Hal, NO₂, COR', 또는 COOR'로 치환되고, 여기서 R'는 H 또는 C1-C6 알킬, 또는 이의 조합임)이고, 더 바람직하게는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬이고, 이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환된다.

가장 바람직하게는 S₂ 및 S₃는 서로 독립적으로 단일 결합 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬이다.

Ar₁은 화학식 V-a 및 V-b의 트리아졸 또는 테트라졸이고:

여기서, 점선은 스페이서기에 대한 결합 부위(linking site)를 나타내고, 그리고

Z₁ 내지 Z₅는 서로 독립적으로 C 또는 N이고, 모든 N의 합이 3 또는 4이며,

그리고 바람직하게는 화학식 V-c, V-d, 및 V-e로부터 선택된다:

여기서, 점선은 스페이서기에 대한 결합 부위를 나타내고, 그리고 R''는 H, Hal, NH-COR', NH-SO₂R', CO₂R', COR', 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, OH, NH₂, SO₃H, SH, CO₂H, 또는 NO₂로 치환됨), 또는 5- 또는 6-원 방향족 고리(이는 비치환되거나 또는 CN, Hal, NO₂, COR', 또는 COOR'로 치환되고, 여기서 R'는 H 또는 C1-C6 알킬을 나타냄)이다.

특정 실시형태에서, R₆은 CN, Hal, NO₂, 또는 R₅기이고, 그리고 R₈ 및 R₉ 중 하나는 화학식 V의 기이다.

다른 특정 실시형태에서, R₆은 CN, Hal, NO₂, 또는 R₅기이고, R₈은 H 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬이고, 이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환되고, 그리고 R₉는 화학식 V의 기이다.

추가적인 특정 실시형태에서, R₆는 CN, Hal, NO₂, 또는 R₅기이고, R₉는 H 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬이고, 이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 N0₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 임베디드, 비-인접 CH₂기는 독립적으로 -0-, -CO-, -C0-0-, -CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-로 대체될 수 있고, 그리고 R₈는 화학식 V의 기이다.

추가적인 특정 실시형태에서, R₈ 및 R₉는 서로 독립적으로 H 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬이고, 이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 N0₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 임베디드, 비-인접 CH₂기는 독립적으로 -0- , -CO-, -C0-0-, -CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-로 대체될 수 있고, 그리고 R₆는 화학식 V의 기이다.

따라서, 다른 특정 실시형태에서, 신규한 폴레이트 방사성의약품은 화학식 VI, VIa 또는 VIb의 화합물이다:

여기서,

X₁ 내지 X₅는 서로 독립적으로 C 또는 N이고

X₆, X₇는 서로 독립적으로 C, N 또는 0이고,

R₁ 및 R₂는 서로 독립적으로 H, Hal, -OR', -NHR', C1-C12 알킬, C1-C12 알콕시, C1-C12 알카노일, C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, (C1-C12 알콕시)카르보닐, 및 (C1-C12 알킬아미노)카르보닐이고, 여기서 R'는 H 또는 C1-C6 알킬이 고,

R₆는 H, CN, Hal, NO₂, C1-C12 알킬, C1-C12 알콕시, C1-C12 알카노일, C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, (C1-C12 알콕시) 카르보닐, 또는 (C1-C12 알킬아미노) 카르보닐이고,

R₈, R₉는 서로 독립적으로 H 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬이고, 이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 N0₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 임베디드, 비-인접 CH₂기는 독립적으로 -O-, -CO-, -CO-O-, -CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-로 대체될 수 있고,

S₂, S₃는 서로 독립적으로 단일 결합 또는 스페이서 유닛, 이를테면 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 비-인접 CH₂기는 독립적으로 -0-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR'-, -N=, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -S-, -SO₃R'-, -PR'-로 대체될 수 있음), 또는 5- 또는 6-원 방향족 고리(이는 비치환되거나 또는 CN, Hal, NO₂, COR', 또는 COOR'로 치환되고, 여기서 R'는 H 또는 C1-C6 알킬, 또는 이의 조합을 나타냄)이고,

Ar₁은 트리아졸 또는 테트라졸이고,

m은 0 또는 1이고,

p는 0, 1 또는 2이고, 그리고

q는 1 내지 7의 값을 가짐.

S₂ 및 S₃은 바람직하게는 서로 독립적으로 단일 결합 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환됨), 또는 5- 또는 6-원 방향족 고리(이는 비치환되거나 또는 CN, Hal, NO₂, COR', 또는 COOR'로 치환되고, 여기서 R'는 H 또는 C1-C6 알킬, 또는 이의 조합을 나타냄)이고, 더 바람직하게는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬이고, 이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환된다.

가장 바람직하게는, S₂ 및 S₃는 서로 독립적으로 단일 결합 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬이다.

추가적인 특정 실시형태에서, 신규한 폴레이트 방사성의약품은 화학식 VIIa 내지 VIIf 또는 VIIIa 내지 VIIIf의 화합물이다:

여기서,

X₁ 내지 X₅은 서로 독립적으로 C 또는 N이고,

X₆, X₇은 서로 독립적으로 C, N 또는 0이고,

R₁ 및 R₂는 서로 독립적으로 H, Hal, -OR', -NHR', C1-C12 알킬, C1-C12 알콕시, C1-C12 알카노일, C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, (C1-C12 알콕시) 카르보닐, 및 (C1-C12 알킬아미노) 카르보닐이고, 여기서 R'는 H 또는 C1-C6 알킬이고,

R₈, R₉는 서로 독립적으로 H 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬이고, 이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 N0₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 임베디드, 비-인접 CH₂기는 독립적으로 -0-, -CO-, -CO-O-, -CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-로 대체될 수 있고,

S₂, S₃는 서로 독립적으로 단일 결합 또는 스페이서 유닛, 이를테면 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 비-인접 CH₂기는 독립적으로 -0-, -CO-, -C0-0-, -0-C0-, -NR'-, -N=, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-C0-0-, -O-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -S-, -SO₃R'-, -PR'-로 대체될 수 있음), 또는 5- 또는 6-원 방향족 고리(이는 비치환되거나 또는 CN, Hal, NO₂, COR', 또는 COOR'로 치환되고, 여기서 R'는 H 또는 C1-C6 알킬, 또는 이의 조합을 나타냄)이고,

R''는 H, Hal, NH-COR', NH-SO₂R', CO₂R', COR', 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, OH, NH₂, SO₃H, SH, CO₂H, 또는 NO₂로 치환됨), 또는 5- 또는 6-원 방향족 고리(이는 비치환되거나 또는 CN, Hal, NO₂, COR', 또는 COOR'로 치환됨)이고, 여기서 R'은 H 또는 C1-C6 알킬을 나타내며,

m은 0 또는 1이고,

p는 0, 1 또는 2이고, 그리고

q는 1 내지 7의 값을 가짐.

상기 정의된 바와 같은 추가의 바람직한 실시형태는 또한 화학식 VI 내지 VIII의 화합물에도 적용된다.

바람직하게는, R₁ 및 R₂는 서로 독립적으로 H, 알킬, -OR₅, -NHR'이고, 더 바람직하게는 -OR', -NHR' 이고, 여기서 R'는 H 또는 C1-C6 알킬을 나타낸다.

바람직하게는, R₃는 H, 포르밀, C1-C12 알킬 또는 C1-C12 알카노일이다.

바람직하게는, R₄는 H, 니트로소, C1-C12 알콕시, 또는 C1-C12 알카노일이다.

바람직하게는, R₅는 H, C1-C12 알킬, C1-C12 알콕시, C1-C12 알카노일, (C1-C12 알콕시) 카르보닐, 또는 (C1-C12 알킬아미노) 카르보닐이고, 더 바람직하게는 H 또는 C1-C4 알킬이다.

바람직하게는, R₆는 H, CN, Hal, NO₂, C1-C12 알킬, C1-C12 알콕시, C1- C12 알카노일, 또는 (C1-C12 알콕시) 카르보닐이고, 더 바람직하게는 H, CN, Hal, NO₂, 또는 C1-C8 알킬이다.

본 발명의 화합물의 한 특정 실시형태에는, 예를 들어 이하를 특징으로 하는 화합물이 포함된다:

(a) X₁ 내지 X₅은 N이고, R₁은 NY₁Y₂이고, R₂은 0이고, R₄는 Y₃이고, m은 1이고, p는 0 또는 1이고, 그리고 q는 1 또는 3이거나, 또는

(b) X₁ 내지 X₅는 N이고, R₁은 NY₁Y₂이고, R₂는 NH₂이고, R₄는 Y₃이고, m은 1이고, p는 0이고, 그리고 q는 1이다.

따라서, 추가적인 특정 실시형태에서, 본 발명은 예를 들어 화학식 IX, IXa, X 또는 Xa의 화합물에 관한 것이다:

여기서,

X₆, X₇은 서로 독립적으로 C, N 또는 0이고,

Y₁, Y₂은 서로 독립적으로 H, 포르밀, 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬로부터 선택되고, 이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 임베디드, 비-인접 CH₂기는 독립적으로 -0-, -CO-, -CO-O-, -CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-로 대체될 수 있고,

Y₃은 H, 포르밀, 니트로소, 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬로부터 선택되고, 이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 임베디드, 비-인접 CH₂ 기는 독립적으로 -0-, -CO-, -C0-0-, -CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-로 대체될 수 있고,

R''는 H, Hal, NH-COR', NH-SO₂R', CO₂R', COR', 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, OH, NH₂, SO₃H, SH, CO₂H, 또는 NO₂로 치환됨), 또는 5- 또는 6-원 방향족 고리(이는 비치환되거나 또는 CN, Hal, NO₂, COR', 또는 COOR'로 치환됨)이고, 여기서 R'은 H 또는 C1-C6 알킬을 나타내며, 그리고

S₂, S₃은 서로 독립적으로 단일 결합 또는 스페이서 유닛, 이를테면 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬(이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, 또는 NO₂로 치환되고, 그리고 여기서 하나 이상의 비-인접 CH₂기는 독립적으로 -0-, -CO-, -CO-O-, -0-C0-, -NR'-, -N=, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -0-CO-NR'-, -NR'-CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, -S-, -SO₃R'-, -PR'-로 대체될 수 있음), 또는 5- 또는 6-원 방향족 고리(이는 비치환되거나 또는 CN, Hal, NO₂, COR', 또는 COOR'로 치환됨)이고, 여기서 R'는 H 또는 C1-C6 알킬, 또는 이의 조합을 나타낸다.

바람직하게는, R''는 H, Hal, NH-COR', NH-SO₂R', CO₂R', COR', 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C12 알킬이고, 이는 비치환되거나 또는 적어도 하나의 CN, Hal, OH, NH₂, SO₃H, SH, CO₂H, 또는 NO₂로 치환된다.

"알킬"이라는 용어는, 단독으로 또는 조합하여 사용될 때, 바람직하게는 1 내지 12의 탄소 원자를 포함하는 직쇄 또는 분지된 알킬기, 이를테면 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, sec-부틸, 이소부틸, t-부틸, 펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실 등을 나타낸다. 더 바람직한 알킬기는 1 내지 8, 더 바람직하게는 1 내지 4개의 탄소 원자를 포함한다.

본 명세서에서 사용될 때, "알케닐"이라는 용어는, 단독으로 또는 다른 기와 조합하여, 2 내지 12개의 탄소 원자를 포함하는 직쇄 또는 분지된 알킬기, 이를테면 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 이소프로필렌, 부틸렌, t-부틸렌, sec-부틸렌, 이소부틸렌, 아밀렌, 이소아밀렌, 펜틸렌, 이소펜틸렌, 헥실렌 등을 나타낸다. 바람직한 알케닐기는 2 내지 6개의 탄소 원자를 포함한다.

"알키닐"이라는 용어는, 본 명세서에서 사용될 때, 하나 이상의 탄소-탄소 삼중 결합을 갖는 탄소 원자의 선형 또는 분지된 사슬을 나타낸다. 바람직한 알키닐기는 2 내지 12, 더 바람직하게는 2 내지 6개의 탄소 원자를 포함한다.

"알콕시"라는 용어는, 본 명세서에서 사용될 때, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소프로폭시, 부톡시, tert-부톡시 등과 같은, 산소로 치환된, 상기 정의된 바와 같은 알킬을 나타낸다.

"알카노일"이라는 용어는, 본 명세서에서 사용될 때, 아세틸, 프로파노일, 부타노일, 펜타노일 등과 같은, 카르보닐로 말단-치환된, 상기 정의된 바와 같은, 알킬 또는 포르밀을 나타낸다.

"알킬아미노"라는 용어는, 본 명세서에서 사용될 때, 메틸아미노, 에틸아미노, 프로필아미노, tert-부틸아미노 등과 같은 모노알킬아미노, 및 디메틸아미노, 디에틸아미노, 메틸프로필아미노 등과 같은 디알킬아미노 모두를 포함하는, 질소로 치환된, 상기 정의된 바와 같은 알킬을 나타낸다.

"할로"라는 용어는, 본 명세서에서 사용될 때, 모든 17 족 원소를 나타내고, 그리고 플루오로, 클로로, 브로모, 요오도, 및 아스타틴(오)(astatine(o))를 포함한다.

추가적인 측면에서, 본 발명은 본 발명의 화합물을 합성하는 방법을 제공한다. 출원인은, 본 발명의 화합물은, 열적 조건 하에 또는 촉매의 존재 하에 알킨 또는 알킨 치환체와 함께 아지드를 고리화첨가하는 것을 포함하는 방법에 의해, 효과적인 방식으로 얻어질 수 있다는 것을 밝혀냈다. 이러한 반응은 휴이스겐(Huisgen) 1,3-쌍극성 고리화첨가(열적 조건) 및 클릭-반응(Click-Reaction)(촉매 조건)으로 알려져 있고, 그리고 이 기술분야에서 기재되어 있다(Kolb and Sharpless, Drug Discovery Today 2003, 8, 1128; Kolb et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2004; Rostovtsev, V. V. et al. Angew. Chem. Int. Ed.2002, 41, 2596; US 2005/02222427; WO 06/116629). 보다 특히, Ar¹이 트리아졸인 화학식 I의 화합물은, 아지드 R_a-N₃의 알킨 R_b-C≡C-R_c과의 고리화첨가에 의해 얻어지고, 그리고 Ar¹이 테트라졸인 화학식 I의 화합물은, 아지드 R_a-N₃의 시아나이드 R_b-C≡N와의 고리화첨가에 의해 얻어진다. 본 명세서에서 모든 가능한 조합, 즉 R_a가 폴레이트 유도체 및 R_b가¹⁸F-표지된 기인 것과, R_b가 폴레이트 유도체 및 R_a가 ¹⁸F-표지된 기인 것이 고려된다. 따라서, 반응의 모듈(modular) 및 융통성 있는(versatile) 성질은 방사성동위원소를 폴산에 커플링하기 위해 다양한 링커를 사용하는 것을 허용한다.

한 특정 실시형태에서, 고리화첨가는 열적 조건 하에, 즉 10 내지 200℃, 바람직하게는 10 내지 100℃의 온도에서 수행된다.

다른 실시형태에서, 고리화첨가는 촉매, 이를테면 Ru 및 Cu(I)와 같은 전이 금속 착물의 존재 하에 수행된다. 바람직한 촉매는 Cu(I) 염, 이를테면 Cu(I) 클로라이드, 브로마이드, 요오다이드이다. 대안적으로, Cu(I)는 Cu(II) 염의 원 위치(in situ) 환원에 의해 얻어질 수 있다. 이 반응은, 다양한 양성자성(protic) 또는 비양성자성(aprotic) 용매, 이를테면, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 3차-부탄올, n-부탄올 및/또는 물, 또는 이의 완충 용액 내에서, 광범위한 온도(이를테면 10 내지 100℃, 바람직하게는 실온) 및 다양한 pH(이를테면 4 내지 12)에서, 산화 또는 환원 조건 하에서 그리고 다른 작용기의 존재 하에 보호기의 필요 없이 수행될 수 있다.

숙련자가 적당한 조건을 선택하는 것은 명백할 것이다(본 명세서에 참조 병합되어 있는 US 2005/0222427와 본 명세서에 인용되어 있는 문헌들을 또한 참조).

고리화첨가 반응을 위한, ¹⁸F-표지된 출발 물질, 즉 ¹⁸F-표지된 알킨, 알킨 치환체 또는 아지드는 적당한 이탈기를 갖는 개별 알킨, 알킨 치환체 또는 아지드와의 치환 반응(displacement reaction)에서 얻어진다. 알킨 상의 이탈기는, 이 기술분야에서 공지된 어떤 일반적인 이탈기가 될 수 있고, 그리고 예를 들어, 메실레이트(mesylate), 토실레이트(tosylate), 펜타플루오로벤조에이트 등을 포함하는 술포네이트 에스테르, 할로겐, 니트로, 디아조늄염이 포함된다. 전형적으로, 치환 반응은, 아세토니트릴, 아세톤, 1 ,4-디옥산, 테트라하이드로퓨란(THF), N-메틸피롤리딘온(NMP), 디메톡시에탄(DME), 디메틸아세트아미드 (DMA), N,N-디메틸포름아미 드(DMF), 디메틸술폭사이드 (DMSO) 및 헥사메틸포스포아미드(HMPA) 및 이의 혼합물로부터 선택된 극성 비양성자성 용매 내에서 수행된다.

따라서, 한 예시적인 반응에서, 적합한 이탈기가 제공된, 선택된 알킨 또는 알킨 치환체가, 표준 조건(예를 들어 아세토니트릴, 100℃, 10-15분) 하에 치환 반응에서 칼륨 카르보네이트 또는 옥살레이트와 조합하여, 테트라부틸암모늄 카르보네이트 또는 아미노폴리에테르(예를 들어, Kryptofix^ⓒ 2.2.2)와 같은 상 전이 촉매에 의해 활성화된 [¹⁸F] 플루오라이드로 표지되었다. 얻어진 [¹⁸F]-표지된 알킨은 선택된 촉매(예를 들어, Cu(I)I)에 대한 적합한 용매와 함께 동시-증류되었다(co-distilled). 이 혼합물에, 선택된 아지도-폴산 또는 유도체가 표준 조건(예를 들어, 80℃에서 DMF, H₂O 및 DIPEA 중의 Na 아스코르베이트(Na ascorbate)) 하에 첨가되어, 25 - 35%의 RCY를 갖는 최종 표지된 생성물을 얻는다.

대안적으로, 적합한 이탈기가 제공된, 선택된 아지드가, 칼륨 카르보네이트 또는 옥살레이트와 조합하여 테트라부틸암모늄 카르보네이트 또는 아미노폴리에테르(예를 들어, Kryptofix^ⓒ 2.2.2)와 같은 상 전이 촉매에 의해 활성화된 [¹⁸F] 플루오라이드로 표지되어, [¹⁸F] -표지된 아지드를 얻고, 이는 이어서 표준 조건 하에 촉매작용된 1,3-쌍극성 고리화첨가에서 선택된 알킨 치환된 폴산 또는 유도체에 커플링되었다.

추가적 측면에서, 본 발명은 진단 이미징을 필요로 하는 대상에게 편리하고 그리고 효과적으로 투여하기 위한 본 발명의 폴레이트 방사성의약품의 용도를 제공한다.

따라서, 본 발명은 폴레이트-수용체를 발현하는 세포 또는 세포들의 집단의 진단 이미징을 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 본 발명의 적어도 하나의 폴레이트 방사성의약품을 진단 이미징 양으로 투여하는 단계, 및 상기 세포 또는 세포들의 집단의 진단 이미지를 얻는 단계를 포함한다.

이러한 이미징은 시험관 내 또는 생체 내에서 폴레이트-수용체를 발현하는 세포 또는 세포들의 집단 상에 수행될 수 있다.

따라서, 본 발명은 조직 샘플 내에서 폴레이트 수용체를 발현하는 세포의 시험관 내 검출을 위한 방법을 제공하며, 이는 상기 조직 샘플을 본 발명의 적어도 하나의 폴레이트 방사성의약품과 적합한 양으로 그리고 결합이 일어나도록 적용하기에 충분한 시간 및 조건으로 접촉시키는 단계 및 이러한 결합을 PET 이미징으로 검출하는 단계를 포함한다.

추가적인 측면에서, 본 발명은 암 그리고 염증성 및 자가면역성 질환의 치료의 진단 이미징 또는 모니터링을 필요로 하는 대상에게 편리하고 그리고 효과적으로 투여하기 위한 본 발명의 폴레이트 방사성의약품의 용도를 제공한다.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 본 발명의 적어도 하나의 폴레이트 방사성의약품을 이를 필요로 하는 대상에게 진단적으로 효과적인 양으로 치료 활성제(therapeutically active)와 조합하여 투여하는 단계 및 상기 조직의 진단 이미지를 얻어 치료 과정을 따르는 단계를 포함한, 동시 진단 및 치료를 위한 방법을 제공한다.

본 발명의 방법의 대상은 바람직하게는 포유동물, 이를테면 동물 또는 인간, 바람직하게는 인간이다.

용량(dosage)은, 진단 또는 치료의 형태와 같은 원하는 효과의 성질에 따라, 치료의 종류 및 빈도에 따라, 진단 기구사용(instrumentation)에 따라, 제제(preparation)의 적용의 형태에 따라, 그리고 수혜자(recipient)의 연령, 체중, 영양 및 상태, 만약 있다면, 병행 치료(concurrent treatment)의 종류에 따라 결정된다.

그러나, 가장 바람직한 용량은, 과도한 실험 없이, 당업자에게 이해되고 그리고 결정될 수 있는 바와 같이, 개별 대상에 맞출 수 있다. 이는 전형적으로 표준 용량의 조정, 예를 들어 환자가 저체중인 경우 용량의 감소를 포함한다.

치료는 최적량보다 소량으로 시작할 수 있으며, 이는 최적 효과를 달성하기 위해 증가될 수 있다.

PET 스캐너 내 이미징 절차는 방사성트레이서를 투여한 수분 내지 2-4 시간후에 수행된다. 스케쥴은 방사성트레이서의 이미징 표적 및 동역학과, 원하는 정보에 따라 결정된다.

본 발명의 폴레이트 방사성의약품의 바람직한 투여 경로는 정맥 주사(intraveneous injection)이다.

적합한 주사 형태에는, 본 발명의 상기된 폴레이트 방사성의약품의 멸균 수용액 또는 분산물이 포함된다. 전형적으로, 방사성의약품은 생리학적 완충 용액으로 조성될 것이다.

폴레이트 방사성의약품은 모든 기술분야에서 인식된 기술에 의해 멸균될 수 있으며, 예를 들어 파라벤, 클로로부탄올, 페놀, 소르브산(sorbic acid), 티메로살(thimerosal) 등과 같은 항진균제(antifungal agent)의 항균물질(antibacterial) 첨가를 포함하되 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 이들은 투여 전에 멸균 여과되어, 부가적인 멸균제가 불필요하다.

주사될 용액에 대하여, 바람직한 단위 용량(unit dosage)은 약 0.01 mL 내지 약 10 mL이다. 정맥 투여 후, 장기 또는 종양의 생체 내 이미징은, 만약 필요시, 충분한 양의 투여된 투여량이 선택된 표적 영역에 축적되도록 허용하기 위해 방사성표지된 시약이 대상에게 투여된 수분 내지 2-4 시간 내에 수행될 수 있다.

본 발명의 폴레이트 방사성의약품은 또한 대상으로부터 취해진 조직 생검(biopsy)에서 폴레이트 수용체를 발현하는 세포의 시험관 내 검출에 사용될 수 있다. 따라서, 추가 실시형태에서, 본 발명은 조직 샘플 내에서 폴레이트 수용체를 발현하는 세포, 예를 들어 종양 세포를 시험관 내 검출하는 방법을 제공하며, 이는 상기 조직 샘플을 본 발명의 폴레이트 방사성의약품과 유효량으로 그리고 결합이 일어나도록 허용하기에 충분한 시간 및 조건으로 접촉시키는 단계, 그리고 이러한 결합을 이미징 기술로 검출하는 단계를 포함한다.

샘플은 숙련자에게 알려진 절차에 의해, 예를 들어 조직 생검 또는 체액(body fluid)을 수집함으로써, 기관(tracheal) 또는 폐 샘플 등에 대해 흡인함으로써 수집될 수 있다.

시험될 조직 샘플에는, 종양 세포, 상피 세포, 신장, 위장 또는 간담도 계(gastrointestinal or the hepatobiliary system) 등과 같은, 폴레이트 수용체를 발현하는 세포를 포함하는 것으로 의심되는 모든 조직이 포함된다. 샘플은, 현미경 검사 및 관찰을 용이하게 하기 위해, 예를 들어 마이크로톰(microtome)을 사용하여 절편으로 만들어질 수 있다(sectioned). 샘플은 또한, 샘플 조직의 조직학적 질(histological quality)을 개선하기 위해 본 발명의 폴레이트 방사성의약품 중 하나와 함께 배양하기 전 또는 후에 적당한 고정제(fixative)로 고정될 수 있다.

본 발명의 폴레이트 방사성의약품을 세포 상의 폴레이트 수용체에 결합시키기에 충분한 시간 및 조건에는, 표준 조직 배양 조건이 포함된다, 즉 샘플은 생리학적 배지(physiological media) 내에서 본 발명의 조성물 또는 착물 중 하나와 함께 시험관 내 경작(cultured) 및 배양될(incubated) 수 있다. 이러한 조건은 당업자에게 주지되어 있다. 대안적으로, 샘플은 고정되고 그리고 이어서 본 발명의 폴레이트 방사성의약품과 함께 등장(isotonic) 또는 생리학적 완충 용액 내에서 배양될 수 있다.

모든 적용에 대하여, 본 발명의 화합물을, 이들이 사용될 부위에서 또는 그 근처에서 제조하는 것이 편리하다.

본 명세서에서 개시 및 청구된 모든 화합물 및/또는 방법은 본 개시내용의 관점에서 과도한 실험 없이 실시 및 수행될 수 있다. 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 본 발명에 변형이 적용될 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 본 명세서에 제공된 실시예는 설명하도록 의도된 것이고 그리고 철저하지(exhaustive) 않다; 따라서, 설명된 실시예는 본 발명을 제한하는 것으로서 결코 보아져서는 안 된다.

재료 및 방법

적외선 스펙트럼은 Jasco FT/IR-6200 ATR-IR 상에서 기록되었다. 핵자기공명 스펙트럼은 내부 표준물로서 해당 용매를 사용하여 Bruker 400 MHz 또는 500 MHz 분광계로 기록되었다. 화학적 이동(Chemical shift)은 테트라메틸실란(0.00 ppm)에 대한 백만 당 부(parts per million)(ppm)로 보고된다. 커플링 상수, J의 값은 헤르쯔(Hz)로 주어진다; 이하의 약자가 ¹H-NMR 스펙트럼의 설명에 대한 실험 섹션에서 사용된다: 싱글렛(singlet) (s), 더블렛(doublet) (d), 트리플렛(triplet) (t), 멀티플렛(multiplet) (m), 더블렛의 더블렛(doublet of doublets) (dd). 복잡한 멀티플렛의 화학적 이동은 이들의 발생 범위로서 주어진다. 저 분해능 질량 스펙트럼(Low resolution mass spectra)(LR-MS)은 Micromass Quattro micro™ API LC-ESI을 사용하여 기록되었다. 물 민감성 반응(water sensitive reaction)은 플레임-건조된 글라스웨어(flame-dried glass ware) 내에서 아르곤 하에 진행되었다(run). 반응은 박층 크로마토그래피(TLC, EM Science 0.25 mm 두께, 예비코팅된(precoated) 실리카겔 60 F-254 유리 지지 플레이트 상에서 수행) 또는 HPLC로 모니터링되었다. HPLC는 L-7400 조정가능 흡수 검출기(tunable absorption detector)가 장착된 Merck-Hitachi L-7000 시스템 상에서 수행되었다. 분석 HPLC는 XBridge? 칼럼(C18, 5μm, 4.6 x 150 mm, Waters)으로 이하의 용매 시스템(1 mL/min)을 사용하여 수행되었다 : 0.1 % TFA_aq (용매 A), 아세토니트릴 (용매 B), 1 mL/min; 0-1 분, 95 % A; 1-15 분, 95→5 % A; 15-20 분, 5 % A; 20→22 분, 5→95 % A; 22→25 분, 95 % A. Semi-prep HPLC는 XBridge^? semiprep 칼럼(C18, 5μm, 10 x 150 mm, Waters), 3 mL/min, 아이소크래틱(isochratic) NH₄HCO₃ (10 mM, 88 %) / CH₃CN (12 %)으로 수행되었다. 모든 화학제는 달리 언급되지 않는 한 공급된 대로 사용되었다.

n.c.a. [¹⁸F] 플루오라이드의 제조. N.c.a. [¹⁸F] 플루오라이드가 Cyclone 18/9 사이클로트론(IBA, Belgium)에서 ¹⁸O(p,n)¹⁸F 핵 반응을 통해 제조되었다. 동위원소 97% 농축(isotopically 97% enriched) [¹⁸O] 수(water)가 2.1 ml 액체 표적을 사용하여 16 MeV 양성자빔에 의해 조사되었다. [¹⁸F] 플루오라이드/[¹⁸O] 수 용액이 표적으로부터 매니퓰레이터 장착된 합성 핫셀(manipulator equipped syntheses hotcell)로 헬륨 스트림을 사용하여 옮겨졌다.

[¹⁸F] 플루오라이드(∼20 - 30 GBq)가 음이온 교환 카트리지(Sep-Pak^? Light Accell Plus QMA, Waters AG) 상에 구속되었고(trapped), 5 ml 0.5M 칼륨 카르보네이트 용액 및 5 ml 물로 예비컨디셔닝되었고(preconditioned), 반면에 [¹⁸O] 수는 재활용을 위해 회수되었다. [¹⁸F] 플루오라이드는 1.5 ml 아세토니트릴/물(4:1) 중 의 칼륨 카르보네이트 (2 mg) 및 Kryptofix^ⓒ 2.2.2 (10 mg)의 용액을 사용하여 10 ml 밀봉된 반응 용기 내로 직접 용리되었다. 85 - 90 ℃에서, 용매가 진공 및 질소 스트림에 의해 제거되었다. 이어서, 1 ml의 건조 아세토니트릴이 3회 첨가되고 그리고 건조상태(dryness)로 증발되었다.

실시예 1: ¹⁹ F-클릭 폴레이트 표준물의 합성

(a) 6-[¹⁹F] 플루오로-1-헥신(6-[¹⁹F] fluoro-1-hexyne)의 합성

건조 THF(12 mL) 중의 5-헥신-l-일 p-토실레이트(330 mg, 1.3 mmol)(문헌(van Hest et al. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 1282)에 기재된 절차에 따라 5-헥신-1-올의 토실화(tosylation)에 의해 제조됨), Kryptofix^ⓒ 2.2.2 (620 mg, 1.6 mmol) 및 KF (97 mg, 1.6 mmol)를 20 시간동안 환류(reflux)에서 교반하였다. 주변 압력에서 휘발성 성분들을 분별 증류(fractionated distillation)하여 6-[¹⁹F] 플루오로-1-헥신을 THF(200mg, 62 %) 중의 42% 용액으로서 얻었다 :

(b) γ-(4-아지도-부티오닐)-폴산 아미드의 합성

참조 번호는 도 2를 참조한다.

N-BOC-아미노-부탄-아지드(2)를 문헌(Link et al. (J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 10598))에 기재된 절차에 따라 모노-BOC-디아미노부탄(1)으로부터 제조하였다. 실온에서 밤새 CH₂C1₂/TFA (20%) 중에서 중간체(2)를 탈보호(deprotection)하여, 진공(in-vacuo) 건조 후, 4-아지도-부탄-아민의 TFA 염(3)을 무색 오일로서 얻었다(0.44 g, 94 %) :

플레임-건조된 플라스크 내에서 아르곤 하에 BocGluOMe(4, 261 mg, 1.0 mmol)를 건조 DMF(5 mL, 분자체(molecular sieves) 4 Å를 거침) 중에 용해시키고, 그리고 Et₃N(210 μL, 1.5 당량)을 첨가하였다. HBTU (380 mg, 1.0 mmol)를 0℃에서첨가하고 그리고 혼합물을 반시간동안 교반하였다. 활성화된 산의 용액을 캐뉼러를 통해, 0℃에서 Et₃N (210 μL, 1.5 당량)를 포함하는 건조 DMF(5 mL) 중의 아민 TFA 염(3)(228 mg, 1.0 mmol)의 용액에 옮겼다. 2시간 후, 혼합물을 실온으로 가온하고(warmed) 그리고 밤새 교반하였다. 감압 하에 휘발성 성분을 제거하고, 그리고 CH₂Cl₂/MeOH(60:1 내지 30:1)를 사용하여 실리카겔 상에서 플래시 크로마토그래피함으로써 잔류물을 정제하여, 생성물(5)이 무색 오일로서 제공되었다(330 mg, 92 %). 중간체(5)를 CH₂Cl₂/TFA (20%) 중에서 실온에서 밤새 탈보호하고, 진공에서 건조 후, Glu(4-아지도-부틸아미드)OMe의 TFA 염(6)을 엷은 황색(pale yellow) 오일로서 얻었다(740 mg, 정량(quantitative)):

플레임-건조된 플라스크 내에서 아르곤 하에, N2-N,N-디메틸아미노메틸렌-10-포르밀-프테로산(7)(198 mg, 0.5 mmol)을 건조 DMF (10 mL, 분자체 4 Å를 거침) 중에 현탁시키고 그리고 Et₃N (104 μL, 0.75 mmol)를 첨가하였다. HBTU (380 mg, 0.5 mmol)를 0℃에서 첨가하고 그리고 혼합물을 1시간동안 교반하였다. 얻어진 오렌지색 용액에, 0 ℃에서 Et₃N (210 μL, 1.5 mmol)을 포함하는 건조 DMF (9 mL) 중의 아민 TFA 염 (6)(186 mg, 0.5 mmol)의 용액을 첨가하였다. 얻어진 맑은 황색 용액을 0℃에서 1시간동안 교반한고 그리고 이어서 실온으로 가온하였다. 감압 하에 휘발성 성분을 제거하고 그리고 CH₂Cl₂/Me0H (17:1 내지 10:1)을 사용하여 실리카겔 상에서 플래시 크로마토그래피 함으로써 잔류물을 정제하여, 생성물(8)이 황색 고체(290 mg, 92 %)로서 제공되었다. 아지도 폴레이트(8)(63 mg, 0.1 mmol)를 1 M NaOH (3 mL) 중에 용해시키고 그리고 실온에서 밤새 교반하였다. 얻어지는 탁한 용액(turbid solution)을 Celite™를 통해 여과함으로써 맑게 하였다. 황색 용액의 pH를 HCl (먼저 37 % HCl, 이어서 1 M HCl)을 첨가함으로써 pH ~2로 조정하여, 생성물을 침전시켰다. 현탁물(suspension)을 원심분리하였고(3500 rpm에서 10분), 엷은 황색 상등액을 기울여 따르고(decanted) 그리고 고체 생성물을 감압 하에 건조시켜 γ-(4-아지도-부티오닐)-폴산 아미드 (9)의 펜타-하이드로클로라이드 염을 황색 분말(75 mg, 정량)로서 얻었다:

(c) ¹⁹F-클릭 폴레이트 표준물의 합성

γ-(4-아지도부틸)-폴산 아미드(펜타-하이드로클로라이드 염, 14 mg, 0.02 mmol)을 ^tBu0H/H₂0 (1:1, 2 mL) 중에 현탁시키고, 그리고 6-[¹⁹F] 플루오로-1-헥신(48 mg, 0.2 mmol), Cu(OAc)₂ (0.8 mg, 20 mol%) 및 나트륨 아스코르베이트(sodium ascorbate) (1.5 mg, 40 mol%)를 첨가하였다. 혼합물을 75 ℃에서 30분동안 교반하였고, 그 후에 HPLC는 아지드 출발 물질이 완전히 전환되었음을 나타내었다. 혼합물을 실온으로 냉각시키고 그리고 얻어지는 현탁물을 몇 방울의 NaOH 1M을 첨가함으로써 용해시켰다. HCl(1M)을 2의 최종 pH까지 첨가하여, 생성물을 침전시켰다. 혼합물을 원심분리하고(3500 rpm에서 10분) 그리고 엷은 황색(pale yellow) 상등액을 기울여 따랐다. 고체의 건조로 갈색 분말이 제공되었다(20 mg). 조생성물을 NaOH 0.1 M (0.4 mL) 중에 용해시켰고 그리고 semi-prep HPLC로 정제하였다. 생성물을 포함하는 수집된 분획(fraction)을 감압 하에 농축하고 그리고 잔류물을 NaOH(1 M, 1 mL) 중에 용해시켰다. HCl (1 M)을 2의 최종 pH까지 첨가하여, 생성물의 침전을 얻었다. 원심분리(3500 rpm에서 10분), 엷은 황색 상등액의 기울여 따름 그리고 고체의 건조로, 최종 생성물의 펜타-하이드로클로라이드 염이 황색 분말로서 제공되었다(9 mg, 53 %) :

실시예 2: ¹⁸ F-클릭 폴레이트의 합성

얻어진 건조 [¹⁸F] 플루오라이드-크립테이트([¹⁸F] fluoride-cryptate) 착물에, 1.2 ml 아세토니트릴 중의 5-헥신-l-일 p-토실레이트(25 μl)를 첨가하였다. 반응 용기를 구리 (I) 요오다이드(Copper(I) iodide) (2.5 mg)를 포함하는 제 2 반응 용기와 PTFE 배관(tubing)을 통해 연결하였고, 이를 건조-아이스/이소-프로판올 냉각 조 내에 위치시켰다. 반응 용기 내의 반응 혼합물을 95 - 100 ℃로 가열하였고, 반면에 ¹⁸F-표지된 생성물 6-[¹⁸F] 플루오로-1-헥신을 아세토니트릴과 함께 제 2 반응 용기로 동시-증류하였다(bp (6-[¹⁸F] 플루오로-1-헥신) = 106 ℃). 6-[¹⁸F] 플루오로-l-헥신을 70-85%의 방사화학적 수율(radiochemical yield) 및 90-98%의 방사화학적 순도(radiochemical purity)로 얻었다. 12분 후, 약 0.8 - 1.0 ml 아세토니트릴 중의 6-[¹⁸F]플루오로-1-헥신을 포함하는 제 2 반응 용기를 분리하고(disconnected) 그리고 실온으로 가온하였다. 이 혼합물에, 0.3 ml 물, 25 μl DIEA, 0.15 ml 물 중의 25 mg 나트륨 아스코르베이트 및 0.2 ml DMF 중의 γ-(4-아지도-부티오닐)-폴산 아미드(실시예 1 (b) 참조)를 연속적으로 첨가한다. 혼합물을 80 ℃로 가열하고 그리고 20분 내에 60℃로 냉각시켰다. 조 혼합물(crude mixture)의 ¹⁸F-클릭-폴레이트 함량은 55-65%였다.

semi-preparative HPLC 정제를 위해, 혼합물을 2 ml HPLC 용매로 희석하였다. 분리는 이하와 같은 구배(gradient)를 사용하여 RP 18 칼럼(Phenomenex

Gemini 5μ C18, 250 x 10 mm) 상에서 실시하였다. 용매 A = 1O mM 암모늄 바이카르보네이트 용액, B = 메탄올, 0 - 30 분: A: 90% → 40%, 30 - 40 분: A:40%, , 40 - 45 분: A: 40% → 90%.

분리된 ¹⁸F-클릭 폴레이트의 HPLC 용매를 감압 및 질소의 스트림 하에 100 ℃에서 제거하였다. 생성물을 생리학적 포스페이트 완충 용액으로 조성하였다.

실시예 3: ¹⁸ F-클릭 폴레이트를 사용한 시험관 내, 생체 내 및 생체 외 연구

¹⁸F-클릭 폴레이트를 시험관 내 혈장 안정성 연구(in vitro plasma stability studies)에서 그리고 간 마이크로좀(microsome)을 사용한 대사산물(metabolite) 연구에서 사용하였다.

¹⁸F-클릭 폴레이트를 인간 및 쥐 혈장 모두와 함께 37℃에서 교반 수조(shaking water bath) 내에서 배양하였다. 분취액(Aliquot)을 상이한 시점에서 취하고 그리고 HPLC로 분석하였다. 트레이서(tracer)는 고도의 안정성을 보였다. 0-120분의 기간에 걸쳐 어떤 탈불소(defluorination) 또는 다른 방사성 분해(radioactive degradation) 생성물이 검출되지 않았다.

인간 및 쥐 간 마이크로좀을 사용한 대사산물 연구를 37℃에서 0-30분의 기간(time span)에 걸쳐 실시하였다. 분취액은 0, 5, 15 및 30 분에 취하였다. 연구는, 30분에 걸쳐 ¹⁸F-클릭 폴레이트의 분해 또는 방사성 대사산물을 보이지 않았다.

¹⁸F-클릭 폴레이트를, KB 이종이식(xenograft) 종양을 갖는 여덟마리의 누드 마우스(nude mice)를 사용하는 생체 외 바이오분포 연구에 적용하였다. ~2 MBq의 방사성트레이서를 각 동물 내에 주사하였다. 차단 그룹(4 마리)에, 200 μg 천연 폴산을 방사성트레이서 10분 전에 주사하였다. 주사한 45분 후 동물을 스캐리피케이션하였다(scarified). 폴레이트 수용체-양성 KB 종양은 94% 특이적 차단(specific blockade)의 비율을 갖는 방사성트레이서의 고도 특이적 흡수를 보인 다. 또한, 78% 특이적 차단을 갖는 특이적 흡수가 신장에서 또한 발견되었고, 이는 폴레이트 수용체를 발현하는 것으로 알려져 있다. 고도의 비특이적(unspecific) 흡수가 쓸개, 장 및 배설물에서 발견되었고, 이는 방사성트레이서의 강한 간담도(hepatobiliary) 제거의 증거가 된다.

도 3은 폴레이트 수용체-양성 조직 내 ¹⁸F-클릭 폴레이트의 고도 특이적 흡수를 보여준다.

¹⁸F-클릭 폴레이트를 사용한 생체 내 PET 이미징을 KB 이종이식 종양을 갖는 누드 마우스에서 수행하였다. ~11 MBq의 방사성트레이서를 각 동물에 주사하였다. 차단 그룹에서, 200 μg 천연 폴산을 방사성트레이서의 10분 전에 주사하였다. 주사 15분 내지 45 분 후에 PET 스캔을 얻었다.

¹⁸F-클릭 폴레이트를 사용한 PET로 KB 종양을 이미징할 수 있었다. 낮은 종양-대-백그라운드 비율(tumor-to-background ratio)로 인해, KB 종양은 단지 적당히 가시화되었다(visualized). 복부 영역(쓸개, 장) 내 방사능의 고도 축적은 방사성트레이서의 강한 간담도 제거의 증거가 된다.

[¹⁸F]FDG를 사용한 PET 이미징을, ¹⁸F-클릭 폴레이트 연구 4일 후 동일한 동물로 수행하였다. ~9 MBq의 [¹⁸F]FDG를 각 동물 내에 주사하였다. 주사한 30분 내지 60분 후 PET 스캔을 얻었다. [¹⁸F]FDG 스캔은 폴레이트 수용체-양성 KB 종양을 이미 징할 수 없었다. 비록 [¹⁸F] FDG가 PET 종양 이미징에서 가장 일반적으로 사용된 방사성트레이서라 할지라도, [¹⁸F]FDG은 KB 이종이식 종양의 이미징에 적합하지 않은 것으로 알려져 있다(Bettio et al, J. Nucl. Med. 1998; 47: 1153-60).

도 4는 [¹⁸F]FDG을 사용한 PET 이미지(오른쪽)와 비교하여 ¹⁸F-클릭 폴레이트를 사용한 PET 이미지(왼쪽)를 도시하며, 화살표는 KB 이종이식 종양의 위치를 나타낸다.

Claims

화학식 IX 또는 IXa를 갖는 화합물:

여기서,

X₆, X₇은 서로 독립적으로 C, N 또는 0이고,

Y₁, Y₂은 서로 독립적으로 H, 포르밀, 직쇄 C1-C4 알킬로부터 선택되고,

Y₃은 H, 포르밀, 직쇄 C1-C4 알킬로부터 선택되고,

R₈, R₉는 서로 독립적으로 H 또는 직쇄 C1-C4 알킬이고,

R''는 H, 또는 직쇄 C1-C4 알킬이고, 그리고

S₂, S₃은 직쇄 또는 분지된 C1-C8 알킬임.
제 1 항에 있어서,

S₂ 및 S₃는 서로 독립적으로 직쇄 또는 분지된 C1-C4 알킬인 것을 특징으로 하는 화합물.
(a) 아지도-유도된 폴산을 ¹⁸F-표지된 알킨 또는 알킨 치환체와 함께 1,3-고리화첨가로 반응시키는 단계 및 (b) 화합물을 분리하는 단계를 포함하는 제 1 항에 따른 화합물의 제조 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 ¹⁸F-표지된 알킨 또는 알킨 치환체는 이탈기가 제공된 알킨 또는 알킨 치환체를 [¹⁸F] 플루오라이드와 반응시켜 상기 ¹⁸F-표지된 알킨 또는 알킨 치환체를 얻음으로써 치환 반응(displacement reaction)에서 제조되는 것을 특징으로 하는 화합물의 제조 방법.
(a) 알킨 또는 알킨 치환체로 유도된 폴산을 ¹⁸F-표지된 아지드와 함께 1,3-고리화첨가로 반응시키는 단계 및 (b) 화합물을 분리하는 단계를 포함하는 제 1 항에 따른 화합물의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 ¹⁸F-표지된 아지드는, 이탈기가 제공된 아지드를 [¹⁸F] 플루오라이드와 반응시켜 상기 ¹⁸F-표지된 아지드를 얻음으로써 치환 반응에서 제조되는 것을 특징으로 하는 화합물의 제조 방법.
제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 고리화 첨가는 열적 조건 하에 또는 촉매의 존재 하에 수행되는 것을 특징으로 하는 화합물의 제조 방법.
제 3 항에 있어서,

(a) 이탈기를 구비한, (C2-C8) 알크-1-인((C2-C8)alk-1-yne) 또는 이의 치환체를 [¹⁸F] 플루오라이드와 반응시키는 단계, 및 (b) 얻어진 생성물을 아지도-폴산과 함께 Cu(I)-촉매작용된 1,3-쌍극성 고리화첨가로 커플링하는 단계를 포함하는 화합물의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,

(a) 이탈기를 구비한, (C1-C8)아지드를 [¹⁸F] 플루오라이드와 반응시키는 단계, 및 (b) 얻어진 생성물을 알키닐 또는 이의 치환체로 유도된 폴산과 함께 Cu(I)-촉매작용된 1,3-쌍극성 고리화첨가로 커플링하는 단계를 포함하는 화합물의 제조 방법.
시험관 내 또는 생체 내에서 폴레이트-수용체를 발현하는 세포 또는 세포들의 집단을 진단하는 목적으로 이미징하기 위하여 사용되는 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 화합물.
진단 목적의 이미징을 필요로 하는 대상에게 편리하고 그리고 효과적으로 투여하기 위하여 사용되는 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 화합물.
폴레이트-수용체를 발현하는 세포 또는 세포들의 집단을 진단하기 위한 목적으로 이미징하기 위한 방법에 사용되는 화합물로서, 상기 방법은 제 1 항 또는, 제 2 항에 따른 적어도 하나의 화합물을 진단 목적의 이미징 양으로 투여하는 단계, 및 상기 세포 또는 세포들의 집단의 진단 목적의 이미지를 얻는 단계를 포함하는 화합물.
제 12 항에 있어서,

상기한 진단 목적의 이미징은 시험관 내 또는 생체 내에서 폴레이트-수용체를 발현하는 세포 또는 세포들의 집단에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는 화합물.
조직 샘플 내에서 폴레이트 수용체를 발현하는 세포를 시험관 내 검출하기 위한 방법에 있어서,

상기 조직 샘플을 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 화합물과 함께 결합이 일어나도록 허용하기에 충분한 시간 및 조건으로 그리고 효과적인 양으로 접촉시키고, 그리고 이러한 결합을 PET 이미징으로 검출하는 단계를 포함하는 방법.
대상을 진단 목적으로 이미징 또는 모니터링하는 방법에 사용되는 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 화합물로서, 상기 방법은,

(i) 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 적어도 하나의 화합물을 진단 목적의 이미징 양으로 투여하는 단계, 및 (ii) PET를 사용하여 상기 적어도 하나의 화합물로부터의 신호를 검출함으로써 진단 목적의 이미징을 수행하는 단계를 포함하는 화합물.
대상에게서 암 그리고 염증성 및 자가면역성 질환의 치료를 모니터링하는 방법에 사용되는 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 화합물로서, 상기 방법은

(i) 필요로 하는 대상에게 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 적어도 하나의 화합물을 진단 목적의 이미징 양으로 치료적 활성제와 조합하여 투여하는 단계, 및 (ii) 암 그리고 염증성 및 자가면역성 질환의 치료의 과정을 따르기 위해 PET를 사용하여 상기 적어도 하나의 화합물로부터의 신호를 검출함으로써 진단 목적의 이미징을 수행하는 단계를 포함하는 화합물.
제 15 항에 있어서,

암 그리고 염증성 및 자가면역성 질환의 진단 또는 치료의 여하한의 다른 방법과 조합하여 사용되는 것을 특징으로 하는 화합물.
제 16 항에 있어서,

암 그리고 염증성 및 자가면역성 질환의 진단 또는 치료의 여하한의 다른 방법과 조합하여 사용되는 것을 특징으로 하는 화합물.
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