KR19990044499A - How to measure oxygen concentration of sample - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자 스핀 공명 강화 자기 공명 영상화법을 사용한 시료의 산소 농도 측정 방법을 제공한다.The present invention provides a method for measuring oxygen concentration of a sample using an electron spin resonance enhanced magnetic resonance imaging method.

Description

시료의 산소 농도 측정 방법How to measure oxygen concentration of sample

본 발명은 시료, 예를 들어 인체 또는 동물체의 산소 농도를 측정하는 방법, 더 특별하게는 시료의 전자 스핀 공명 강화 자기 공명 영상화법 (OMRI)을 사용하여 시료에서의 산소 농도를 측정하는 것과, 특히 시료에서의 용존 산소 농도를 나타내는 상을 생성시키기 위한 OMRI의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring oxygen concentration in a sample, for example, a human body or an animal, more particularly, to measure the oxygen concentration in a sample using an electron spin resonance enhanced magnetic resonance imaging (OMRI) To the use of OMRI to generate an image representative of dissolved oxygen concentration in a sample.

산소는 생물학적 시스템의 대사 작용에서 중요한 역할을 하며 많은 질환들이 비정상적인 체내 산소 수준과 관련되어 있을 수 있다. 이와 같은 대사적 기능을 더 잘 이해하고 임상적인 진단을 돕기 위하여 체조직 내의 산소 수준을 측정할 수 있는 수단을 개선시킬 필요가 명확하게 있다.Oxygen plays an important role in the metabolism of biological systems, and many diseases may be associated with abnormal body oxygen levels. It is clear that there is a need to improve the means by which oxygen levels in body tissues can be measured to better understand these metabolic functions and to aid clinical diagnosis.

산소 농도를 측정하는 종래의 방법은 불만족스럽다. 그와 같은 기술 중의 하나는 클라크 (Clark) 전극을 혈관 내로 직접적으로 삽입하여 국부적 산소 농도를 측정하는 것을 포함한다. 단지 국부적으로 침투시켜 사용할 수 있는 그와 같은 기술은 명확하게 그 범위가 한정된다.The conventional method of measuring oxygen concentration is unsatisfactory. One such technique involves measuring the local oxygen concentration by directly inserting a Clark electrode into a blood vessel. Such techniques that can only be used by local penetration are clearly limited in scope.

비침투 기술은 그 개발이 늦어졌으며 일반적으로 시료의 표면 아래 깊이 존재하는 조직의 연구에는 적당하지 않다.Non-invasive techniques have been slow to develop and are generally unsuitable for tissue studies that are deep under the surface of the sample.

생체외에서 사용하기에 가장 잘 개발된 정확한 방법은 산소의 존재에 의해 야기되는 유리 라디칼의 esr 선폭에 있어서의 변화를 모니터링하는 "스핀-표지물 산소 농도계" 방법이다. 일반적으로 그와 같은 기술에서는 스핀 표지물로서 고정시킨 고체상 상자성체 종류가 사용되며 따라서 상기 기술은 생체내 측정법에는 적당하지 않다.The most well-developed and accurate method for use ex vivo is the "spin-label oxygen meter" method which monitors the change in esr linewidth of free radicals caused by the presence of oxygen. In general, such techniques use a solid-state paramagnetic species immobilized as a spin-label, and thus the technique is not suitable for in-vivo measurements.

이전의 출판물에서 ESREMRI 또는 PEDRI로 또한 언급된, 본 명세서에서 OMRI (오버하우저 (Overhauser) MRI)로 언급된 전자 스핀 공명 강화 MRI는 상자성 물질, 일반적으로 연구하려는 대상물의 영구 유리 라디칼에서의 esr 전이를 VHF로 자극시켜 일어나는 동적 핵 분극화 (오버하우저 효과)로 상을 생성시키는 자기 공명 신호를 강화시키는 완전히 확립된 MRI의 한 형태이다. 자기 공명 신호는 100배 이상 강화될 수 있으며 따라서 OMRI 상이 신속하게 그리고 비교적 낮은 1차 자기장을 사용하여 생성되게 해 준다.Electron spin resonance enhanced MRI, referred to herein as OMRI (Overhauser MRI), also referred to in the previous publications as ESREMRI or PEDRI, refers to the esr transfer in parasitic materials, typically the permanent free radical of the object being studied It is a form of fully established MRI that enhances magnetic resonance signals that produce phases with dynamic nuclear polarization (overhauser effect) caused by VHF stimulation. Magnetic resonance signals can be enhanced by a factor of 100 or more, thus allowing the OMRI phase to be generated quickly and with a relatively low primary magnetic field.

OMRI 기술은 예를 들어 유럽 특허 출원 제296833호, 유럽 특허 출원 제361551호, 국제 특허 출원 공개 제WO 90/13047호, 문헌 [J. Mag. Reson. 76: 366-370 (1988)], 유럽 특허 출원 제302742호, 문헌 [SMRM 9: 619(1990); SMRM 6: 24 (1987); SMRM 7: 1094 (1988); SMRM 8: 329 (1989)], 미국 특허 제4719425호, 문헌 [SMRM 8: 816 (1989); Mag. Reson. Med. 14: 140-147 (1990); SMRM 9: 617 (1990); SMRM 9: 612 (1990); SMRM 9: 121 (1990)], 영국 특허 제2227095호, 독일 특허 제4042212호 및 영국 특허 제2220269호에 여러 저자, 특히 Leunbach, Lurie, Ettinger, Gruecker, Ehnholm 및 Sepponen에 의해 기술되어 있다.OMRI technology is described, for example, in European Patent Application No. 296833, European Patent Application No. 361551, International Patent Application Publication No. WO 90/13047, J. Med. Mag. Reson. 76: 366-370 (1988), European Patent Application No. 302742, SMRM 9: 619 (1990); SMRM 6: 24 (1987); SMRM 7: 1094 (1988); SMRM 8: 329 (1989)], U.S. Patent No. 4719425, SMRM 8: 816 (1989); Mag. Reson. Med. 14: 140-147 (1990); SMRM 9: 617 (1990); SMRM 9: 612 (1990); SMRM 9: 121 (1990)], British Patent No. 2227095, German Patent 4042212 and British Patent No. 2220269 by various authors, in particular Leunbach, Lurie, Ettinger, Gruecker, Ehnholm and Sepponen.

기본적인 OMRI 기술에 있어서, 영상화 순서는 균일한 자기장 (1차 자기장 B_o)에 놓아둔 대상물을 이 대상물 내에 존재하거나 또는 대상물에 투여시킨 상자성 강화제에서 좁은 선폭의 esr 전이를 여기시키기 위하여 선택한 주파수의 방사선, 일반적으로 VHF 방사선으로 먼저 조사시키는 것을 포함한다. 동적 핵 분극화에 의해 자기 공명 신호와 관련있는 영상화 핵, 즉 일반적으로 양성자 핵의 핵 스핀 여기 상태와 핵 스핀 기저 상태 사이의 개체수 차이 (population difference)가 증가된다. MR 신호의 강도는 개체수 차이에 비례하기 때문에 본질적으로 종래의 MRI 기술로 수행된 각 영상화 순서의 그 후의 단계에 의해 검출되는 MR 신호가 더 커지게 된다.In the basic OMRI technique, the imaging sequence is such that an object placed in a uniform magnetic field (primary magnetic field B _o ) is irradiated at a selected frequency to excite an esr transition of a narrow linewidth in a paramagnetic enhancer present in, or administered to, , Generally by first irradiating with VHF radiation. The dynamic nuclear polarization increases the population difference between the nuclear spin-excited state of the imaging nuclei associated with magnetic resonance signals, generally the proton nucleus, and the nuclear spin basal state. Since the intensity of the MR signal is proportional to the population difference, essentially the MR signal detected by subsequent steps in each imaging sequence performed with conventional MRI technology becomes larger.

주변 환경 조건 하에서 임의의 OMRI 실험에 있어서, 상자성 산소는 존재하는 스핀 시스템에 대하여 유한의 효과를 가질 것이다. 일반적으로 말하자면, 이것은 라디칼 전자 스핀 및 핵 스핀 시스템의 1차 상호작용과 비교했을 때 2차 효과로서 무시될 수 있다. 그럼에도 불구하고 이 효과를 사용하여 시료 내의 산소 농도를 측정할 수 있다는 것이 제안되어 왔다. 그러나 그와 같은 연구는 넓은 선폭의 esr 공명으로 인해 산소의 효과에 대하여 민감성이 낮은 고유의 불리한 점을 갖는 라디칼인 니트록시드 스핀 표지물을 사용하는 데 특히 집중되었다. 따라서 지금까지 산소의 효과는 단지 정성적인 의미에서 인지되어 왔으며 산소 효과에 대하여 정량적인 의미를 부여하려는 모든 시도는 실패하였다.In any OMRI experiment under ambient conditions, paramagnetic oxygen will have a finite effect on the existing spin system. Generally speaking, this can be neglected as a secondary effect when compared to the primary interactions of radical electron spin and nuclear spin systems. Nevertheless, it has been proposed that this effect can be used to measure the oxygen concentration in a sample. However, such studies have been particularly focused on the use of nitroxides spin labels as radicals with inherent disadvantages of low sensitivity to the effects of oxygen due to the esr resonance of wide linewidths. So far, the effects of oxygen have only been recognized in a qualitative sense, and every attempt to give a quantitative meaning to oxygen effects has failed.

예를 들어 Gruecker 등의 문헌 [MRM, 34: 219-225 (1995)]에서 오버하우저 효과를 니트록시드 라디칼에서 측정함으로써 산소 농도를 계산하고 오버하우저 인자에 대한 비선형의 산소 효과를 그의 농도와 연관시키는 방법이 보고되어 있다. 이것은 온 공명 (on-resonance) 및 오프 공명 (off-resonance)의 2개의 상을 취하고 1차 근사법을 사용하여 산소 농도에 도달하는 것을 포함한다. 그러나 Gruecker는 산소 농도의 실측치와 이론치 사이의 상관 관계가 불충분하며 따라서 이 방법은 본질적으로 부정확하다는 것을 발견하였다. 이것은 이 계산에 관계되는 많은 수의 매개 변수들 때문이었다.For example, in the Gruecker et al. [MRM, 34: 219-225 (1995)], the overhauser effect is measured in the nitrosyl radical to calculate the oxygen concentration and the nonlinear oxygen effect on the over- Has been reported. This involves taking two phases, on-resonance and off-resonance, and reaching the oxygen concentration using a first-order approximation. However, Gruecker found that the correlation between measured and theoretical values of oxygen concentration was insufficient and therefore this method was inherently inaccurate. This was due to the large number of parameters involved in this calculation.

Ehnholm은 상자성 물질로부터의 신호를 2개 이상의 상이한 작동 매개 변수 세트 하에서 검출함으로써 다양한 물리적, 화학적 또는 생물학적 매개 변수의 상을 생성시키는 것인 OMRI 기술을 제안하였다 (미국 특허 제5289125호 참조). 산소압이 그와 같은 여러 매개 변수 중의 하나이지만 Ehnholm은 이 기술을 사용하여 용존 산소를 측정하는 것을 증명하지 못하였다.Ehnholm has proposed OMRI technology (see U.S. Pat. No. 5,289,125) in which signals from paramagnetic materials are detected under two or more different operating parameter sets to produce various physical, chemical or biological parameters of the phase. Although oxygen pressure is one of several such parameters, Ehnholm has not been able to demonstrate the use of this technique to measure dissolved oxygen.

본 발명은 시료 산소 농도의 비침투 측정 방법에 관한 것이다. 본 발명은 투여된 영구 유리 라디칼의 전자 스핀 공명 전이가 포화되면 분극화가 동적으로 양성자에 이전되는 것인 오버하우저 효과의 조작을 포함한다. 더 구체적으로는 이 방법은 산소 존재 하에서 유리 라디칼의 포화 특성이 변화됨으로써 양성자 신호 강화가 변화되는 것을 관찰하고 조작하는 것에 기초한다.The present invention relates to a non-penetration measurement method of a sample oxygen concentration. The present invention involves manipulation of the overhaul effect wherein polarization is dynamically transferred to the proton when the electron spin resonance transition of the administered permanent free radical is saturated. More specifically, the method is based on observing and manipulating that the proton signal enhancement is changed by changing the saturation characteristics of the free radical in the presence of oxygen.

따라서 본 발명의 한 실시 형태는 시료, 예를 들어 사람 또는 사람이외의, 바람직하게는 포유 동물 환자 내로 선폭이 400 mG 미만, 바람직하게는 150 mG 미만인 (37℃에서 물에서 측정) esr 전이의 생리학적으로 허용가능한 유리 라디칼 (일반적으로 영구 라디칼)을 유효량 도입시키고, 상기 라디칼의 전자 스핀 공명 전이를 자극하도록 선택된 진폭 (즉, 전력) 및 주파수의 방사선 (일반적으로 본 명세서에서 VHF 방사선이라고 언급됨)을 사용하여 상기 시료를 조사하며, 적어도 제1, 제2 및 제3 조건 (상기 제1 및 제2 조건 하에서 상기 방사선이 제1 주파수의 것이고 상기 제3 조건 하에서 상기 방사선이 상기 제1 주파수와는 다른 제2 주파수의 것이며 상기 제1, 제2 및 제3 조건 하에서 상기 방사선이 제1, 제2 및 제3 진폭의 것이고, 상기 제1 및 제2 진폭은 적어도 서로 다른 것임) 하에서 상기 시료로부터의 전자 스핀 공명 강화 자기 공명 신호를 검출하고, 상기 검출된 신호를 조작함으로써 상기 시료 내의 산소 농도를 측정하는 단계를 포함하는, 상기 시료 내의 산소 농도의 측정 방법을 제공한다.Thus, one embodiment of the present invention is directed to a method of treating esr metastasis (measured at 37 占 폚 in water) with a line width less than 400 mG, preferably less than 150 mG into a sample, such as a human or non- (I. E., Power and frequency) radiation (generally referred to herein as VHF radiation) selected to stimulate the electron spin resonance transition of the radical and to introduce an effective amount of a pharmaceutically acceptable free radical (usually a permanent radical) At least a first, second and third condition (under said first and second conditions, said radiation is at a first frequency and under said third condition said radiation is at said first frequency Second and third conditions and wherein said first and second amplitudes are at least a first, a second and a third amplitude, said first, And measuring an oxygen concentration in the sample by detecting an electron spin resonance enhanced magnetic resonance signal from the sample under a predetermined condition, and manipulating the detected signal to thereby measure the oxygen concentration in the sample .

바람직한 실시 형태에서, 본 발명의 방법은In a preferred embodiment, the method of the present invention comprises

(a) 라디칼을 예를 들어 비경구적으로 예를 들어 체조직 내로 또는 맥관 구조 내로 주사함으로써 주입시키고;(a) injecting the radicals, for example, parenterally, for example into the body tissue or into the vasculature;

(b) VHF 전력 P_A, 조사 시간 T_VHF1및 온 공명 (△H＝0) (즉 방사 주파수를 esr 전이의 공명 주파수로 선택함)에서 상기 시료의 제1 OMRI 상을 생성시키고;(b) generating a first OMRI image of the sample at the VHF power P _A , the irradiation time T _VHF1 and the on resonance ( _ΔH = 0) (ie, selecting the emission frequency as the resonant frequency of the esr transition);

(c) 제2 VHF 전력 P_B, 조사 시간 T_VHF1및 온 공명 (△H＝0)에서 상기 시료의 제2 OMRI 상을 생성시키고;(c) generating a second OMRI image of the sample at a second VHF power P _B , an irradiance time T _VHF1 and an on resonance (? H = 0);

(d) VHF 전력 P_C(예를 들어 P_A또는 P_B와 동일함), 조사 시간 T_VHF1및 오프 공명 (△H≠0, 예를 들어 100 내지 200 mG)에서 상기 시료의 제3 OMRI 상을 생성시키고;(d) a third OMRI image of the sample at a VHF power P _C (e.g., equal to P _A or P _B ), an irradiation time T _VHF1 and an off resonance ( _ΔH ≠ 0, eg, 100 to 200 mG) ≪ / RTI >

(e) 단계 (b) 내지 (d)에서 수득된 상들을 조작하고 생체외에서 측정된 매개 변수들을 사용하여 보정하여 상기 시료의 산소 상을 제공하는 것을 포함한다.(e) manipulating the phases obtained in steps (b) to (d) and calibrating using in vitro measured parameters to provide the oxygen phase of the sample.

특히 바람직한 실시 형태에서, 제4 및 제5 OMRI 상을 영상화 순서에서 추가로 생성시킨다. 제4 상의 조건은 제1 상의 조건과 동일하지만 VHF 조사 시간 T_VHF2는 상이하며 (예를 들어 2배의 시간임, 즉 T_VHF2＝2T_VHF1) 제5 상은 VHF 조사 없이, 예를 들어 반복 시간 T_R＝T_VHF을 사용하여 종래 MRI로 생성시키는, 강도 I₀의 고유상으로 수득된다.In a particularly preferred embodiment, fourth and fifth OMRI images are additionally generated in the imaging order. The condition of the fourth phase is the same as the condition of the first phase, but the VHF irradiation time T _VHF2 is different (for example, twice the time, i.e. T _VHF2 = 2T _VHF1 ) Is obtained as a intrinsic of intensity I ₀ , generated by conventional MRI using _R = T _VHF .

다른 실시 형태에서, 시료 (예를 들어 신체)의 고유상 (즉 종래의 MRI로 수득된 것)을 생성시켜 산소 상이 그 위에 포개진 구조 (예를 들어 해부학적 구조) 정보를 제공할 수 있다. 이런 방식으로 예를 들어 산소 결핍성 종양의 정확한 위치 측정이 가능할 것이다.In another embodiment, a characteristic (e. G., Obtained with a conventional MRI) of a sample (e. G., The body) can be generated so that the oxygen phase can provide information superimposed thereon (e.g., anatomical structure). In this way, for example, accurate positioning of oxygen-deficient tumors will be possible.

체조직에서의 산소 수준을 정확하게 측정하는 것은 임상의에게는 매우 귀중한 도움을 주며 본 발명의 방법은 목적하는 다양한 용도를 갖고 있다. 예를 들어 혈중 용존 산소의 농도에 대한 지식을 사용하여 (공지된 반응 속도 상수를 통하여) 헤모글로빈과 결합되어 있는 산소의 농도를 계산할 수 있다. 이것은 바람직하지 못한 침투 기술 또는 고 자기장 영상화를 통하여 상자성 철에 대한 산소의 효과를 측정함을 포함하지만 혈액 산소 농도를 측정할 때 측정되는 혈액의 양이 알려져 있어야 한다는 불리한 점을 갖고 있는 BOLD MR 영상화 기술을 사용하여 현재 측정되는 유용한 매개 변수이다.Accurately measuring the oxygen level in the body tissue is very valuable to the clinician and the method of the present invention has a variety of intended uses. For example, the knowledge of the concentration of dissolved oxygen in the blood can be used to calculate the concentration of oxygen bound to hemoglobin (via known reaction rate constants). This includes measuring the effect of oxygen on paramagnetic iron through undesirable penetration techniques or high field imaging, but the BOLD MR imaging technique, which has the disadvantage that the amount of blood to be measured must be known when measuring blood oxygen concentration Is a useful parameter currently being measured.

본 발명의 방법의 다른 용도는 숙련자들에게 매우 명백할 것이며 예를 들어 심장 및 동맥과, 예를 들어 뇌, 유방, 폐, 임파 조직 및 간 표면 부위의 악성 종양의 산소 영상화 (예를 들어 지도제작)를 포함한다. 종양의 산소 영상화의 경우, 방사선 요법에 의한 악성 종양 치료의 성공이 이 조직의 산소 수준에 반영될 수 있다 (전형적으로 0.01 mM 미만의 산소 농도는 조직이 회저성이며 따라서 치료가 효과적이 아닐 것 같다는 것을 나타냄).Other uses of the methods of the present invention will be readily apparent to those skilled in the art and include, for example, oxygen imaging of cardiac and arterial and malignant tumors, such as brain, breast, lung, ). In the case of oxygen imaging of tumors, the success of treatment of malignant tumors by radiotherapy can be reflected in the oxygen levels of this tissue (typically, oxygen concentrations below 0.01 mM suggest that the tissue is hyperlipidemic and thus the treatment is not likely to be effective Lt; / RTI >

또한 본 발명의 방법은 산소와 심지어 환류의 수준이 거의 모든 조직에서 비침투적으로 평가될 수 있는 심장학, 외과 및 집중치료에 유용하다.The methods of the present invention are also useful in cardiology, surgery and intensive care where the levels of oxygen and even reflux can be assessed non-invasively in nearly all tissues.

본 발명의 방법에서 검출된 MR 신호를 조작하는 것은 일반적으로 라디칼 농도를 나타내는 상 데이터 세트 (즉 상이 생성될 수 있는 데이터 세트) 및 라디칼 전자 이완 시간 (일반적으로 T_1e, T_2e또는 T_1e·T_2e)을 나타내는 1개 이상의 영상 데이터 세트와 이들 데이터 세트를 조작하고 생체외에서의 보정 데이터로 보정하여 산소 농도를 나타내는 상 데이터 세트를 만드는 것이다. 이 산소 농도 상 데이터 세트는 산소 농도 상으로 변형시킬 수 있거나 또는 상한 필터 또는 하한 필터로 사용되어 고산소 농도 또는 저산소 농도 부위를 동정할 수 있으며 이것은 필요하다면 다시 상으로 표시될 수 있다.The operation of the MR signals detected in the method of the present invention generally a data set representing the radical concentration (that is different from the data set that can be generated) and radical electron relaxation times (generally T _1e, T _2e or T _1e · T _2e ) and these data sets are manipulated and corrected with in vitro correction data to produce a set of phase data indicative of oxygen concentration. This oxygen concentration phase data set can be transformed into an oxygen concentration phase or used as an upper limit filter or a lower limit filter to identify a high oxygen concentration or a low oxygen concentration region and this can be indicated again as an image if necessary.

대체로 말하자면, 양성자 MR 신호의 오버하우저 강화는 본 발명의 방법에서 사용되는 라디칼의 esr 전이의 이완 시간 T_1e및 T_2e에 의존적이다. 이 이완 시간 그 자체는 신체 유체의 라디칼 농도 및 용존 산소 농도와 온도 및 화학적 성질에 의존적이다. 그러나 오버하우저 강화를 사용하여 생체외에서 라디칼 농도가 공지되어 있는 적은 양의 단리된 시료의 산소 농도는 쉽게 측정할 수 있는 반면 생명체와 같은 큰 비단리 시료의 구조에 (일명 큰 시료 내로의 비균일 방사 침투에 기인하여) 오버하우저 강화가 또한 매우 의존적이기 때문에 체내 산소 농도의 측정은 복잡하다.Generally speaking, the over-power enhancement of the proton MR signal is dependent on the relaxation times T _1e and T _2e of the esr transition of the radicals used in the method of the present invention. This relaxation time itself is dependent on the radical concentration and dissolved oxygen concentration and temperature and chemical properties of the body fluid. However, using an overhauser enhancement, the oxygen concentration of a small quantity of isolated sample with known radical concentration in vitro can be easily measured, while it can be easily measured on the structure of a large non-continuous sample (such as non-uniform irradiation The measurement of oxygen concentration in the body is complex because of the over-reinforcement being also highly dependent (due to penetration).

따라서 본 발명의 방법에 있어서 미리 정해진 온도 (예를 들어 37℃)에서 산소 포화도가 측정되는 신체 유체에 해당하는 유체 시료 (예를 들어 혈액)의 라디칼 및 산소 농도 범위에 대하여 수득된 온도 보정 데이터가 필요하다 해도 이 시료에서 검출되는 OMRI 신호로부터 생체 내 산소 농도를 이끌어 내기 위하여 데이터 조작이 더 필요하다.Thus, in the method of the present invention, temperature correction data obtained for a range of radicals and oxygen concentrations of a fluid sample (e. G., Blood) corresponding to a body fluid whose oxygen saturation is measured at a predetermined temperature If necessary, further manipulation of the data is required to derive in vivo oxygen concentration from the OMRI signal detected in this sample.

보정 데이터는 선택된 신체 유체 내에서 선택된 온도 및 산소 (및 바람직하게는 또한 라디칼) 농도의 범위에서 라디칼의 오버하우저 강화치를 측정함으로써 만들어진다. 라디칼의 고유 esr 이완 시간은 동일 조건 하에서 온도 조절기가 갖추어진 종래의 esr 분광계를 사용하여 Ravin 등의 문헌 [J. Appl. Physiol. 18: 784-790 (1964)]에 기술되어 있는 정확하고 재연성있는 결과를 생성한다고 공지되어 있는 방법을 사용하여 측정되는 산소 농도로 측정될 수 있다.The correction data is made by measuring the overhouser enhancement of the radicals in a selected temperature and oxygen (and preferably also in the range of the radical) concentration in the selected body fluid. The intrinsic esr relaxation time of the radical was determined using the conventional esr spectrometer equipped with a temperature controller under the same conditions as described in Ravin et al. Appl. Physiol. 18: 784-790 (1964), which is incorporated herein by reference in its entirety.

일반적으로 0.2 mM 이하, 바람직하게는 1.0 mM 이하, 특히 1.5 mM 이하의 라디칼 농도 및 0.1 mM 이하, 바람직하게는 0.5 mM 이하의 산소 농도를 조사하여 보정 데이터를 만들어야 한다.In general, calibration data should be made by examining the radical concentration of not more than 0.2 mM, preferably not more than 1.0 mM, especially not more than 1.5 mM, and the oxygen concentration of not more than 0.1 mM, preferably not more than 0.5 mM.

본 명세서에서 과중수소화 히드록시 트리틸로서 언급된 바람직한 한 라디칼에 있어서 37℃에서의 혈액 시료의 그와 같은 보정은 최대 오버하우저 강화치 (즉 무한 VHF 전력 및 무한 라디칼 농도에서)는 192이며 T₁, 즉 양성자 이완성은 0.44 mM^－1s^－1이었다. 라디칼 및 산소 농도에 대한 T_1e및 T_2e의 의존성은 하기 수학식 (1) 내지 (3)의 1차 함수와 일치하는 것으로 밝혀졌다.Such a correction of a blood sample at 37 DEG C for a preferred radical referred to herein as a hydrogenated hydroxytrityl in the present specification is 192 at maximum overhauser enhancement (i.e., at infinite VHF power and infinite radical concentration) and T ₁ , That is, the proton relaxation was 0.44 mM ^-1 s ^-1 . The dependence of T _1e and T _2e on the radical and oxygen concentrations was found to be consistent with the linear function of the following equations (1) to (3).

상기 식 중 Y_e는 전자 자기 스핀 비율이며, C_rad는 mM 단위의 라디칼 농도이고, C_O2는 mM 단위의 산소 농도이며, T_1e및 T_2e는 초 (s) 단위의 전자 이완 시간이고, 계수의 단위는 선폭의 측정 단위인 mG이다. _Wherein C _{e 2} is the oxygen concentration in mM, T _1e and T _2e are the electron relaxation times in seconds, and Co Is the unit of measurement of line width, mG.

본 발명의 방법에서 사용되는 모든 라디칼에 대하여 유사한 식이 실험적으로 유도될 수 있다.A similar equation can be derived experimentally for all the radicals used in the process of the present invention.

이 보정 데이터를 사용하여 T_1e, T_2e또는 T_1e·T_2e가 시료의 OMRI 상의 화소에 대하여 계산되면 수학식 (1), (2) 또는 (3)을 사용하여 쉽게 이 화소의 산소 농도를 측정할 수 있다. 라디칼 농도를 본 발명의 방법으로 검출된 MR 신호를 조작함으로써 측정하여 라디칼 농도 상 데이터 세트를 만들 수 있다.Using this correction data, if T _1e , T _2e or T _1e · T _2e is calculated for a pixel on the OMRI of the sample, the oxygen concentration of this pixel can be easily calculated using Equation (1), (2) Can be measured. The radical concentration can be measured by manipulating the detected MR signal by the method of the present invention to produce a set of data for the radical concentration phase.

그러나 화소의 T_1e, T_2e또는 T_1e·T_2e값은 영상화 과정에서 검출되는 OMRI 신호로부터 얻어져야 한다. 본 발명의 방법에서 사용되는 OMRI 영상화 순서는 임의의 종래 순서일 수 있다. 그러나 그와 같은 사용가능한 순서의 일례를 도 1에 개략적으로 나타낸다. 이 순서는 물 양성자의 T₁과 거의 동일한 VHF 조사 시간 (T_VHF) 및 T₂보다 훨씬 적은 단일 에코 시간 TE를 포함한다. 따라서 화소 강도 (I)은 하기 수학식 (4)에 의해 주어진다.However, the T _1e , T _2e, or T _1e · T _2e values of a pixel must be obtained from the OMRI signal detected during the imaging process. The OMRI imaging sequence used in the method of the present invention may be in any conventional sequence. However, an example of such a usable sequence is schematically shown in Fig. This sequence includes a VHF irradiation time (T _VHF ) which is approximately equal to T ₁ of the water protons and a single echo time TE that is much less than T ₂ . Therefore, the pixel intensity I is given by the following equation (4).

I α (1-exp (-T_VHF/T₁))I? (1-exp (-T _VHF / T ₁ ))

VHF 조사 동안 동적 양성자 분극 〈I_Z〉가 발생한다. 정상 상태는 오버하우저 수학식 (5)에 의하여 좌우된다.During VHF irradiation, a dynamic proton polarization <I _Z > occurs. The steady state is governed by the overhauser equation (5).

상기 수학식 중은 전자:양성자 동적 핵 분극화에 대하여 658이며 (여기서, I₀는 평형 자기화를 나타냄),In the above equation Is 658 for electrons: proton dynamic nuclear polarization, where I ₀ represents equilibrium magnetization,

k는 커플링 계수이고 (저자기장에서 1/2임),k is the coupling coefficient (1/2 at author length),

f는 누출 계수이며,f is the leakage coefficient,

(S_O-〈S_Z〉)/S_O는 전자 스핀 전이의 포화도 (SAT)이다.(S _O - <S _Z >) / S _O is the degree of saturation of the electron spin transition (SAT).

누출 계수 f는 하기 수학식 (6)에 의하여 주어진다.The leakage coefficient f is given by the following equation (6).

상기 수학식 중 r은 라디칼의 이완성이며,In the above formula, r is a relaxation of the radical,

C_rad는 라디칼 농도이고,C _rad is the radical concentration,

T₁₀은 라디칼이 없는 경우의 양성자 이완 시간 T₁이다.T ₁₀ is the proton relaxation time T ₁ in the absence of radicals.

최종 상의 화소 강도는 하기 수학식 (7)에 의하여 주어진다.The pixel intensity of the final image is given by the following equation (7).

I α (1-exp (-T_VHF/T₁)) (1-329rC_radT₁SAT)I_O I? (1-exp (-T _VHF / T ₁ )) (1-329rC _rad T ₁ SAT) I _O

상기 수학식 중 I_O는 고유상 화소의 강도이다.I _O in the above equation is the intensity of the intrinsic phase pixel.

상기 수학식 (7)에서 지수 함수의 테일러 확장 (Taylorian expansion)에서 알 수 있듯이 T_VHF가 T₁₀보다 현저하게 작다면 T₁은 사라져 1차식이 된다. SAT는 여기 VHF장 B_1e의 강도에 의존적이며 기본적인 블로호 (Bloch) 식을 따른다. esr 전이가 단일 로렌츠의 것 (Lorentzian)일 경우 이것은 SAT가 하기 수학식 (8)에 의하여 주어짐을 의미한다.As can be seen from the Taylorian expansion of the exponential function in Equation (7), if T _VHF is significantly smaller than T ₁₀ , T ₁ disappears and becomes a linear equation. The SAT depends on the strength of the excitation VHF field B _1e and follows the basic Bloch equation. If the esr transition is a single Lorentzian, this means that SAT is given by:

상기 수학식 중 α는 전환 계수이며,In the above equation,? Is a conversion coefficient,

P는 VHF 전력이며,P is the VHF power,

△ω는 오프 공명 VHF 여기 주파수의 공명으로부터의 거리이다 (여기서 온 공명 주파수를 사용할 경우 △ω는 물론 0임).Δω is the distance from the resonance of the off resonance VHF excitation frequency (where Δω is 0 when using the resonance frequency).

전환 계수 α는 생체 내 큰 시료 상의 강력한 공간적 변수이며 따라서 P, SAT, Y_e및 △ω에 대한 지식은 그 자체로 산소 농도를 결정할 만큼 충분한 것이 아니다.The conversion factor a is a powerful spatial variable on a large sample in vivo and therefore knowledge of P, SAT, Y _e and Δω is not sufficient to determine the oxygen concentration by itself.

또한 대부분의 경우에 있어서 esr 전이는 라디칼 분자 내에서의 잔여 자기 커플링에 기인하는 단일 로렌츠의 것이 아닐 것이다. 본 명세서에 언급된 트리틸과 같은 좁은 esr 선폭의 라디칼의 경우에서와 같이 커플링 상수가 선폭보다 훨씬 작을 경우 공명 선형태는 보크트 (Voigt) 함수가 될 것이며 SAT는 하기 수학식 (9)의 가우스 (Gauss) 강도 함수에 의해 측정된 모든 오프 공명치의 적분값이 될 것이다.Also in most cases the esr transition will not be of a single Lorentz due to residual magnetic coupling in the radical molecule. If the coupling constant is much smaller than the linewidth, as in the case of a narrow esr linewidth radical such as the trityl referred to herein, the resonant line shape will be a Voigt function and SAT can be expressed by the following equation (9) Will be the integral of all the off resonance values measured by the Gaussian intensity function.

상기 수학식 중및는 가우스 및 로렌츠 함수의 피크 대 선폭의 1차 도함수이며 자계 단위에서 △H는 오프 공명 자계이다.In the above equation And Is the first-order derivative of the peak-to-line width of the Gaussian and Lorentz functions, and? H is the off-resonance magnetic field in the magnetic field unit.

수학식 (8) 및 (9)는 각각 균일하게 또는 비균일하게 확장되는 단일 esr 피크에 적용된다. 우수하게 분리된 큰 커플링의 피크의 경우 파 오프 (far-off) 공명 분율에 해당하는 계수만큼 포화도가 감소될 것이다 (질소 커플링에 기인하는 니트록시드의 경우 1/3이며 다중¹³C 커플링에 기인하는 트리틸의 경우 0.8임).Equations (8) and (9) are applied to a single esr peak that extends uniformly or non-uniformly, respectively. For peaks of well-isolated large couplings, saturation will be reduced by a factor corresponding to the far-off resonance fraction (1/3 for nitroxides due to nitrogen coupling and multiple ¹³ C couples 0.8 in the case of trityl due to the ring).

본 발명의 방법에 있어서, 일반적으로 수학식 (8) 또는 (9) 중 어느 하나에 화소x화소 원칙에 의하여 결정된 바와 같은 SAT를 대입함으로써 그리고 다시 화소x화소 원칙에서 T_1e, T_2e또는 T_1e·T_2e를 이끌어냄으로써 데이터를 조작하여 수학식 (1), (2) 또는 (3) (또는 본 발명의 방법에서 사용되는 라디칼의 대략적인 등식)으로부터 화소 산소 농도를 계산할 수 있다.In the method of the present invention, generally by substituting the SAT as determined by the Pixel x Pixel Principle into either Equation (8) or (9) and again by the Pixel Pixel Principle, T _1e , T _2e or T _1e The pixel oxygen concentration can be calculated from the equation (1), (2) or (3) (or approximate equation of radicals used in the method of the present invention) by manipulating the data by deriving T _2e .

본 발명의 방법의 바람직한 한 실시 형태에 있어서, 데이터 조작을 달성하여 비균일 확장에 기초한 esr 선폭을 계산한다 (수학식 (9)).In one preferred embodiment of the method of the present invention, data manipulation is achieved to calculate the esr line width based on the non-uniform extension (Equation (9)).

가장 기본적으로는 이 방법에서는 3개의 OMRI 생성상이 필요하다. 그러나 이것은 오프 공명으로 기록되는 다른 상으로 보충될 수 있으며 바람직하게는 보충되고 또한 바람직하게는 다른 조사 시간으로 기록되는 상 및 고유상에 의해 보충된다.By default, three OMRI generation phases are required in this method. However, this can be supplemented with other phases recorded with off-resonance and is preferably supplemented and preferably supplemented by phases and intrinsic phases recorded at different irradiation times.

본 발명의 방법의 기본적인 변형에 있어서, 상 A, B 및 C는In a basic variation of the method of the present invention, the phases A, B and C are

A: VHF 전력 P_A. △ω＝0 (즉 온 공명)A: VHF power P _A. ? = 0 (i.e., on resonance)

△H＝0. 조사 시간 T_VHF＝T_VHF1 H = 0. Investigation time T _VHF = T _VHF1

B: VHF 전력 P_B(≠P_A). △ω＝0. 조사 시간 T_VHF＝T_VHF1 B: VHF power P _B (≠ P _A ). ? = 0. Investigation time T _VHF = T _VHF1

C: VHF 전력 P_C(예를 들어 P_C＝P_A또는 P_C＝P_B). △ω≠0 (즉 오프 공명) △H≠0 (예를 들어 100 내지 200 mG). 조사 시간 T_VHF＝T_VHF1 C: VHF power P _C (for example, P _C = P _A or P _C = P _B ). ? O? 0 (i.e., off resonance)? H? 0 (e.g., 100 to 200 mG). Investigation time T _VHF = T _VHF1

과 같이 기록된다.As shown in FIG.

이러한 조건 하에서 화소 강도는Under these conditions, the pixel intensity

와 같이 나타낼 수 있다.As shown in Fig.

상기 수학식 중, rC_radT₁<<1일 경우 A＝게인 (gain) x 양성자 농도 x rC_radT₁x (1-exp(-T_VHF/T₁))이며 (게인은 이 시스템의 게인 계수이며 양성자 농도는 화소의 양성자 농도임);(1-exp (-T _VHF / T ₁ )) where rC _rad T ₁ << 1, where A = gain x proton concentration x rC _rad T ₁ x And the proton concentration is the proton concentration of the pixel);

B＝게인 x 양성자 농도 x (1-exp(-T_VHF/T₁))이다.B = gain x proton concentration x (1-exp (-T _VHF / T ₁ )).

수학식 (10)은 T₁, 양성자 농도, C_rad,및 αT_1e의 5개의 미지수를 포함한다.Equation (10) represents T ₁ , the proton concentration, C _rad , And a five unknowns of αT _1e.

큰 강화치 (예를 들어 약 10), T₁과 비교하여 짧은 T_VHF1및 라디칼이 분포되어 있는 유체 매질에서의 본질적으로 일정한 양성자 농도에 있어서, B는 생략될 수 있으며 3개의 미지 C_rad,및 αT_1e는 각각 상 A, B 및 C로부터 수득된 I의 세 값으로부터 화소x화소 원칙 상에 대입될 수 있다. 그러면 라디칼 농도 (C_rad)는 게인 및 r로 A를 스케일링함으로써 결정할 수 있다. 이어서 결정된의 값 및 라디칼 농도 상을 사용하여 수학식 (1)로부터 산소 농도 상을 계산할 수 있다.For intrinsically constant proton concentrations in the fluid medium with a large enhancement value (e.g., about 10), a short T _{VHF1 in} comparison to T ₁ and a radial distribution, B can be omitted and three unknown C _rad , _1e and αT can be assigned to the pixel x pixel principle from the three values of I obtained from each of the A, B and C. The radical concentration (C _rad ) can then be determined by scaling A by the gain and r. Then, And the radical concentration phase can be used to calculate the oxygen concentration phase from equation (1).

온 공명, 전력 P_A에서 조사 시간 T_VHF＝T_VHF2(T_VHF2≠T_VHF1, 예를 들어 T_VHF2＝2xT_VHF1임)에서의 첫 번째 상 D와, VHF 자극 없이 반복 시간 TR＝T_VHF1의 종래의 MR을 사용하는 두 번째 상 E의 2개의 상이 더 생성되면 이 방법을 사용하여 좀 더 정확한 산소의 농도를 측정할 수 있다. 상 E는 화소의 고유 강도 I_O를 부여한다.The first phase D at the irradiation time T _VHF = T _VHF2 (T _VHF2 ≠ T _VHF1 , for example, T _VHF2 = 2xT _VHF1 ) at the on resonance, power P _A and the conventional phase D of the repetition time TR = T _VHF1 without VHF stimulation If the second phase of the second phase E using MR is further generated, the more accurate oxygen concentration can be measured using this method. Phase E is given a specific intensity I _O of the pixel.

화소 강도의 5개의 값으로부터 모든 5개의 미지수를 계산할 수 있으며 다시 수학식 (1)을 사용하여 산소 농도 상이 측정될 수 있는 농도 상 및을 수득할 수 있다.All five unknowns can be calculated from five values of the pixel intensity, and again using the equation (1), the concentration phase at which the oxygen concentration phase can be measured and Can be obtained.

이 방법에서, 신체 유체 및 라디칼을 포함하는 참조 시료를 시료 표면 근처에서 처리하면 (예를 들어 공지된 농도의 라디칼을 포함하는 혈액의 튜브) 산소 농도 상을 조정하여 훨씬 더 정확하게 농도를 표현할 수 있다.In this method, a reference sample containing a body fluid and a radical can be processed near the sample surface (for example, a tube of blood containing a known concentration of radical) to more accurately express the concentration by adjusting the oxygen concentration phase .

본 발명의 방법의 더 바람직한 실시 형태에서 수학식 (3)의 산소 농도에 대하여 더 큰 민감성, 즉 생성물 T_1e·T_2e를 이용할 수 있다. 그러나 이 방법에서는 화소에서 VHF 자기장을 부여하는 α가 결정되어야 한다.In a more preferred embodiment of the method of the present invention, a greater sensitivity to the oxygen concentration of equation (3), i. _{E. The} product T _1e · T _2e , can be used. However, in this method, a that gives the VHF magnetic field at the pixel has to be determined.

상기와 같은 다른 방법에서 산소 농도 및 라디칼 농도 상은 상기와 같은 3개 이상의 상으로부터 계산될 수 있으며,^1/T_1e상은 이 상들로부터 계산될 수 있고 α 상은 결정된^1/T_1e상과 αT_1e를 곱함으로써 계산된다. 이어서 α 상은 예를 들어 다항 함수를 사용하여 스무딩 (smoothing)한다. 참조 시료는 상기에서 토의된 바와 같이 조사시 시료 근처에서 처리하는 것이 바람직하다. 이것이 수행되면 α상의 스무딩은 참조 시료 위치에서 고정된 값으로 스무딩 함수를 사용하여 성취될 수 있다. 이것은 상에서의 통계학적 오차를 감소시키며 α의 공간적 분산이 완만해짐에 따라 정당화되고, 고정된 참조 점과 함께 정확한 α상을 생성시킨다.In another method as described above, the oxygen concentration and the radical concentration phase can be calculated from three or more phases as described above, and the ^{1 /} T _1e phase can be calculated from these phases and the α phase can be calculated by multiplying the determined ^{1 /} T _1e phase and αT _1e . The alpha phase is then smoothed using, for example, a polynomial function. The reference sample is preferably treated near the sample at the time of irradiation as discussed above. When this is done, smoothing of the a phase can be achieved using a smoothing function with a fixed value at the reference sample location. This reduces the statistical error of the phase and is justified as the spatial variance of α becomes gentle, producing a precise α-phase with fixed reference points.

이 α상을 사용하여 △H^L _PP및^1/T_1e의 생성물을 계산할 수 있으며 이것으로부터 (^1/T_1e·T_2e에 의존적임) 그리고 라디칼 농도 상으로부터 1개 이상의 정확한 산소 상을 계산할 수 있다.Using this α-phase, the product of _ΔH ^L _PP and ^{1 /} T _1e can be calculated from which ( ^{1 /} T _1e · T _2e depends) and one or more exact oxygen phases can be calculated from the radical concentration phase .

참조 시료 튜브를 사용하지 않는다면, 스무딩된 α상을 여전히 계산할 수 있지만 이 경우 결정된 α값은 바람직하게는 생성된^1/T_1e상으로부터 계산될 더 스무딩된 α상으로 그리고 연속적으로 생성되는 α상이 본질적으로 변화되지 않을 때까지 반복하는 방법 (즉 이 방법이 가장 최선의 피트로 모아짐)으로 검출된 OMRI 상으로부터의 3개 (또는 5개)의 변수를 계산하는 데 사용된다.If the reference sample tube is not used, the smoothed a phase can still be calculated, but in this case the determined a value is preferably calculated from the generated ^{1 /} T _1e phase to a more smoothed a phase and the continuously generated alpha phase is essentially (I.e., the method is best converged to the best pit) until no change is made to the three (or five) variables from the OMRI image.

본 발명에 따른 방법에서 수집된 데이터에 적용되는 다양한 계산 방법은 시료에서 산소 농도를 정확하게 측정하는 데 있어서 현저하게 발전된 것이다. esr 선폭이 큰 라디칼의 경우 (전형적으로 니트록시드) 로렌츠 모델은 선형태에 대한 정확한 근사법인 반면, esr 선폭이 좁은 라디칼의 경우 선형태의 더 정확한 분석이 요구되며 더 정확한 산소 농도의 측정을 필요로 한다.The various calculation methods that are applied to the data collected in the method according to the present invention are significantly improved in accurately measuring the oxygen concentration in the sample. In the case of radicals with large esr line widths (typically nitroxides), the Lorentz model is an accurate approximation to the line shape, while for narrower esr lines, more accurate analysis of the line shape is required and more accurate oxygen concentration measurement is required .

따라서 본 발명에 따른 방법은 산소 농도의 실측치와 이론치 사이의 일치 계수가 전형적으로 3x3x10 mm 복셀 (voxel)의 경우 약 5% 이하, 획득 시간 100초, 0 내지 0.1 mM의 산소 농도 및 전형적으로 인체 크기의 시료인 경우 kg 체중 당 0.1 내지 0.2 mmol의 라디칼 투여량이 되게 한다.Thus, the method according to the present invention is characterized in that the coincidence coefficient between the measured and theoretical oxygen concentration is typically less than about 5% for a 3x3x10 mm voxel, an acquisition time of 100 seconds, an oxygen concentration of 0-0.1 mM, Lt; RTI ID = 0.0 &gt; kg / kg &lt; / RTI &gt; body weight.

VHF 자기장의 공간 분산을 계산하는 데 있어서, 상기에 기술된 다른 방법으로 종적인 이완 시간 (또는 종적인 그리고 횡적인 이완 시간의 생성물)을 절대적으로 정량화한다. 종적인 이완 시간 (그리고 훨씬 더하게는 종적인 그리고 횡적인 이완 속도의 생성물)은 산소에 더 민감하며 따라서 이 방법 전체는 더 민감한 기술이다.In calculating the spatial variance of the VHF magnetic field, other methods described above absolutely quantify the relaxation time (or the product of longitudinal and transverse relaxation time). The longitudinal relaxation time (and the product of the longitudinal and transverse relaxation rate, which is far more) is more sensitive to oxygen, and thus the whole of this method is a more sensitive technique.

상기에 기술된 방법은 보크트 함수를 사용하여 다양한 미지의 매개 변수들을 계산하는 데 중점을 두었지만, 본 발명의 방법은 이들이 esr 선형태의 정확한 모델인 로렌츠 함수를 사용하는 것을 동일하게 포함할 수 있으며 그와 같은 방법은 본 발명의 다른 실시 형태를 형성한다. 예를 들어 큰 선폭의 라디칼에 있어서 (전형적으로 니트록시드 라디칼) 비균일성의 효과는 무시될 수 있으며 선형태는 본질적으로 로렌츠의 것일 것이다. 따라서 상기와 같은 바람직한 실시 형태에 있어서 데이터 조작 단계는 본질적으로 SAT (화소x화소 원칙에 기초하여 측정됨)를 수학식 (8)에 대입하고 화소x화소 원칙에서 T_1e, T_2e및 T_1e·T_2e를 이끌어 냄으로써 수학식 (1), (2) 및 (3)과 같은 실험적 관계로부터 산소 농도가 측정되게 하는 것이다.Although the method described above has been focused on computing various unknown parameters using the Bodt function, the method of the present invention can equally include using the Lorentz function, which is an accurate model of the esr line form And such a method forms another embodiment of the present invention. For example, in large line width radicals (typically nitroxide radicals) the effect of non-uniformity can be neglected and the line shape will be essentially Lorentz's. Therefore, in the preferred embodiment as described above, the data manipulation step essentially substitutes SAT (measured based on the pixel x pixel principle) into equation (8) and T _1e , T _2e and T _1e By drawing T _2e , the oxygen concentration can be measured from experimental relationships such as equations (1), (2) and (3).

실제적으로 본 발명의 방법에서 유동 효과를 보정할 필요가 있을 수 있으며 적합한 단계가 당 업계의 숙련자들에게 공지되어 있을 것이다. 예를 들어 시료 점도, pH, 온도, 라디칼 자기 확장 등과 같은 다른 매개 변수들은 전형적으로 단지 2차 효과이며 따라서 본 발명의 방법에 있어서 상자성 산소의 1차 효과와 비교했을 때 무시될 수 있다. 그러나 라디칼 자기 확장은 수학식 1 내지 3에서 보정된다.In practice, it may be necessary to correct the flow effects in the method of the present invention, and suitable steps will be known to those skilled in the art. Other parameters such as, for example, sample viscosity, pH, temperature, radial self-expansion, etc. are typically only secondary effects and can therefore be ignored when compared to the primary effect of paramagnetic oxygen in the process of the present invention. However, the radical self-expansion is corrected in equations (1) to (3).

일반적으로 말하자면 본 발명의 방법에 있어서 임의의 종래의 영구 유리 라디칼은 생리학적 조건 하에서 안정하고 반감기가 충분히 길며 (1분 이상, 바람직하게는 1시간 이상) 전자 이완 시간이 길고 우수한 이완성을 가진다면 사용할 수 있다. 본 발명의 방법을 토의해보면 산소 측정의 민감성은 좁은 선폭의, 예를 들어 500 mG, 바람직하게는 150 mG 미만, 특히 60 mG 미만의 esr 전이 라디칼로 개선되리라는 것이 명백할 것이다. 500 mG/mMO₂의 선 확장의 면에서 전형적인 산소 민감성에 있어서, T_2e관련 선폭이 500 mG인 라디칼 (예를 들어 Lurie 등의 문헌 [J. Mag. Reson. 76: 366-370 (1988)]에서 제안된 형태의 니트록시드 라디칼)은 산소 농도가 0.1 mM 증가하면 선폭이 단지 10% 증가하고 반면 선폭이 50 mG인 라디칼은 산소 농도가 상기와 동일하게 증가하면 그 선폭이 100% 증가한다는 것이 예시되어 있다.Generally speaking, any conventional permanent free radical in the process of the present invention is stable under physiological conditions, has a sufficiently long half-life (at least 1 minute, preferably at least 1 hour) and has long electron relaxation time and excellent relaxation . When discussing the method of the present invention it will be clear that the sensitivity of the oxygen measurement will be improved to esr transition radicals of narrow line width, for example 500 mG, preferably less than 150 mG, especially less than 60 mG. Resistance 76: 366-370 (1988)) with a T _2e- related linewidth of 500 mG for a typical oxygen sensitivity in terms of line extension of 500 mG / mM O ₂ (see, for example, Lurie et al. , The line width increases by only 10%, whereas for a radical with a line width of 50 mG, the line width increases by 100% as the oxygen concentration increases as above Are illustrated.

바람직하게는 본 발명의 방법에 사용하기 위하여 선택된 라디칼은 본질적으로 세포외 유체 내로 분배되어야 하는데 (즉 ECF제이어야 함) 이는 상자성 철 (예를 들어 적혈구 세포 내의 철)의 효과는 거기에서 무시될 수 있기 때문이다.Preferably, the radicals selected for use in the methods of the present invention should be distributed essentially into the extracellular fluid (i.e., be an ECF agent), so that the effect of paramagnetic iron (e. G., Iron in red blood cells) It is because.

본 발명의 방법에서 사용하기 위한 다른 바람직한 라디칼의 특성은 이 라디칼이 라디칼 그 자체의 mM당 바람직하게는 100 mG 미만, 특히 바람직하게는 0과 50 mG 사이의 낮은 자기 확장 효과를 가져야 한다는 것이다.Another desirable property of the radical for use in the method of the present invention is that this radical should have a low self-expanding effect of preferably less than 100 mG per mM of the radical itself, particularly preferably between 0 and 50 mG.

본 발명의 방법에 특히 적당한 esr 선폭이 좁고 자기 확장 효과가 낮은 화합물의 특히 바람직한 한 부류는 국제 특허 출원 공개 제WO 91/12024호, 미국 특허 제5530140호 및 미국 특허 제08/467,273호 (니코메드 이노베이션 에이비 (Nycomed Innovation AB)) 및 국제 특허 출원 공개 제PCT/GB95/02151호 (니코메드 이메이징 에이에스 (Nycomed imaging AS))에 기술되어 있는 바와 같이 트리아릴메틸 라디칼 (하기에서 "트리틸"로 언급됨) 및 그의 중수소화 유사체이다.A particularly preferred class of compounds with a narrow esr line width and low self-expanding effect, which is particularly suitable for the method of the present invention, is disclosed in International Patent Application Publication Nos. WO 91/12024, U.S. Patent No. 5,530,140 and U.S. Patent No. 08 / 467,273 (Hereinafter referred to as " trityl ") as described in International Patent Application Publication No. PCT / GB95 / 02151 (Nycomed imaging AS) ) And its deuterated analogue.

본 발명의 방법에 사용하기 위한 특히 바람직한 트리틸은 일반식Particularly preferred trityl for use in the process of the invention is a compound of formula

(상기 식 중 n은 0, 1, 2 또는 3이며,(Wherein n is 0, 1, 2 or 3,

R₁은 카르복실기 또는 그의 유도체이고,R ₁ is a carboxyl group or a derivative thereof,

R₂는 수소, 또는 임의의 히드록실화 또는 알콕실화 (여기서 알콕시기 그 자체가 히드록실화될 수 있음) C_1-6-알킬기, 바람직하게는 C^mH₃, C^mH₂OH 또는 C^mH₂(OR₃)기 (여기서 m은 1 또는 2 (즉²H는 중수소임)이며 R₃은 임의의 히드록실화 C_1-6-알킬기, 바람직하게는 임의의 히드록실화 에틸기임)의 트리틸 및 그의 염과 전구체 및 중수소화 유사체이다.R ₂ is hydrogen, or any hydroxylated or alkoxylated (where the alkoxy group itself may be hydroxylated) C _{1-6 -alkyl} group, preferably C ^m H ₃ , C ^m H ₂ OH or C ^m H ₂ (OR ₃ ) where m is 1 or 2 (ie, ² H is deuterium) and R ₃ is any hydroxylated C _{1-6 -alkyl} group, preferably any hydroxylated ethyl group, Lt; / RTI &gt; and their salts and precursors and deuterated analogs.

물론 이 정의의 의도는 투여 직전 또는 심지어 원위치에서 라디칼 생성 단계를 거쳐 유리 라디칼을 생성시킬 수 있는 라디칼 전구체를 포함하려는 것이다. 라디칼 전구체 및 라디칼 생성 단계는 당 업계의 숙련자들에게는 잘 공지되어 있다. 특히 바람직한 트리틸은 하기 일반식Of course, the intent of this definition is to include radical precursors that are capable of producing free radicals through the radical generation steps immediately before or even in situ. The radical precursor and radical generation steps are well known to those skilled in the art. Particularly preferred trityl is represented by the following general formula

의 트리틸 (본 명세서에서 과중수소화 트리틸, 비중수소화 히드록시 트리틸, 중수화 히드록시 트리틸 및 대칭 트리틸로 각각 언급됨)과 또한 일반식(Also referred to herein as trityl hydride trityl, unhydrogenated hydroxytityl, dehydrated hydroxytityl and symmetrical trityl, respectively)

의 화합물 및 그의 중수소화 유사체이다.&Lt; / RTI &gt; and deuterated analogues thereof.

본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 유리 라디칼의 제조는 많은 경우 잘 공지된 합성 방법이며 다른 경우 예를 들어 국제 특허 출원 공개 제WO 91/12024호, 미국 특허 제5530140호 및 미국 특허 제08/467,232호 (니코메드 이노베이션 에이비)에 토의되어 있다. 과중수소화 트리틸은 초기 촉매화 단계에서 아세톤 대신 아세톤-d₆을 사용하는 것을 제외하고 하기 실시예 15 내지 20의 그의 비중수소화 유사체의 제조에서 기술된 방법과 유사하게 제조시킬 수 있다 (국제 특허 출원 공개 제WO 91/12024호의 실시예 2에 기술되어 있음). 중수소화 히드록시 트리틸은 일반적으로 융합 환 형성 및 중소소적 환원 후 하기 실시예 23 내지 27에 기술된 비중수소화 유사체의 제조와 유사한 단계의 연속적인 단계로 제조시킨다. 이것은 또한 실시예 33 내지 37에 따라 제조시킬 수도 있다.The preparation of free radicals suitable for use in the process of the present invention is in many cases well-known synthesis methods and in other cases, for example, in International Patent Application Publication Nos. WO 91/12024, U.S. Pat. No. 5,530,140 and U.S. Pat. No. 08 / 467,232 (NIKOMED INNOVATION ABI). The excess hydrogenated trityl can be prepared analogously to the process described in the preparation of its non-hydrogenated analogues of Examples 15 to 20, except that acetone-d ₆ is used instead of acetone in the initial catalysis stage As described in Example 2 of WO 91/12024). Dehydrogenated hydroxytrityl is generally prepared by fusogenic ring formation and small and medium droplet reduction in successive steps analogous to the preparation of the non-hydrogenated analogs described in Examples 23-27 below. It may also be prepared according to Examples 33-37.

본 발명의 또다른 화합물은 일반식Another compound of the present invention is a compound represented by the general formula

(상기 식 중 n은 0, 1, 2 또는 3이며,(Wherein n is 0, 1, 2 or 3,

R₁은 카르복실기 또는 그의 유도체이고,R ₁ is a carboxyl group or a derivative thereof,

R₂는 수소, 또는 임의의 히드록실화 또는 알콕실화 (여기서 알콕시기 그 자체는 히드록실화될 수 있음) C_1-6-알킬기이며 바람직하게는 C^mH₃, C^mH₂OH 또는 C^mH₂(OR₃)기 (여기서 m은 1 또는 2 (즉²H는 중수소임)이며 R₃은 임의의 히드록실화 C_1-6-알킬기, 바람직하게는 임의의 히드록실화 에틸기임)이고,R ₂ is hydrogen, or any hydroxylated or alkoxylated (where the alkoxy group itself may be hydroxylated) C _{1-6 -alkyl} group, preferably C ^m H ₃ , C ^m H ₂ OH or C ^m H ₂ (OR ₃ ) where m is 1 or 2 (ie, ² H is deuterium) and R ₃ is any hydroxylated C _{1-6 -alkyl} group, preferably any hydroxylated ethyl group, ego,

만약 n이 0, 2 또는 3이라면 하나 이상의 R²기는 알콕시기 그 자체가 히드록실화될 수 있는 알콕실화 C_1-6-알킬기임)의 화합물 및 그의 염과 전구체 및 중수소화 유사체, 특히 하기 일반식If n is 0, 2 or 3, then at least one R ² group is an alkoxylated C _1-6 -alkyl group, in which the alkoxy group itself can be hydroxylated, and its salts and precursors and deuterated analogues, expression

의 화합물 및 그의 중수소화 유사체이다.&Lt; / RTI &gt; and deuterated analogues thereof.

본 발명의 방법에 특히 유용한 라디칼 화합물의 다른 부류는 중수소화 니트록시드 라디칼, 특히 현저하게 좁은 선폭의 과중수소화 2,5-디-t-부틸-3,4-디메톡시카르보닐-피르릴옥실이다. 이 화합물들은 2,5-디-t-부틸-3,4-디메톡시카르보닐-피르릴옥실로부터 아세톤-d₆에서 출발하는 다단계 순서를 통하여 메탄올-d₄및(또는) t-부틸기를 사용하여 메틸 에스테르 부분을 에스테르 교환함으로써 중수소화하여 제조할 수 있다.Another class of radical compounds particularly useful in the process of the present invention are the deuterated nitroxide radicals, especially the overly hydrogenated 2,5-di-t-butyl-3,4-dimethoxycarbonyl-pyryloxyl to be. These compounds are 2,5-di -t- butyl-3,4-dimethoxy-carbonyl-through a multi-step sequence from acetone -d ₆ from pireu reel oxyl methanol -d ₄ and (or) using a t- butyl And deuterated by ester exchange of the methyl ester moiety.

생체 내 영상화에 있어서, 라디칼 화합물은 물론 생리학적으로 허용가능한 라디칼 또는 생리학적으로 허용가능한 형태로 주어지는 것 (예를 들어 캡술화된 용액, 또는 전구체로서)이어야 한다. 라디칼은 편리하게는 대조 매질 내로 종래의 제약학적 담체 또는 부형제와 함께 제형화시킬 수 있다.For in vivo imaging, the radical compound should, of course, be provided in a physiologically acceptable radical or physiologically acceptable form (e. G. As a capselized solution, or as a precursor). The radicals can conveniently be formulated in a control medium with conventional pharmaceutical carriers or excipients.

본 발명에 따라 사용되는 대조 매질은 불활성 유리 라디칼 (또는 투여 직전 라디칼이 형성되는 비라디칼 전구체) 및 사람 또는 수의학적 의약에 있어서 치료 및 진단 조성물과 같은 종래의 조성물 보조물을 함유할 수 있다. 따라서 매질은 예를 들어 용해제, 유화제, 증점제, 완충제 등을 함유할 수 있다. 이 매질은 비경구 (예를 들어 정맥 내) 또는 장 (예를 들어 경구 ) 투여, 예를 들어 외부 배설 도관을 갖는 생체 강 (예를 들어 위장관, 방광 및 자궁) 내로 직접적으로 투여하기에 적당한 형태, 또는 심장 혈관 시스템, 근육 또는 다른 조직 내로 주사 또는 주입시키기에 적당한 형태일 수 있다.The control media used in accordance with the present invention may contain conventional free radical scavengers (or non-radical precursors that form radicals prior to administration) and conventional composition adjuvants such as therapeutic and diagnostic compositions in human or veterinary medicine. Thus, the medium may contain, for example, solubilizers, emulsifiers, thickeners, buffers and the like. The medium may be in a form suitable for administration directly into the parenteral (e.g. intravenous) or intestinal (e.g. oral) administration, for example, into bioactive rivers (e.g., gastrointestinal tract, bladder and uterus) , Or into a cardiovascular system, muscle, or other tissue.

생체 내 진단 영상화에 사용하기 위하여 바람직하게는 실질적으로 등장인 매질을 편리하게는 영상화 지역에서 1 μM 내지 10 mM, 바람직하게는 0.05 mM 내지 1 mM, 특히 0.1 mM 내지 0.3 mM 농도의 유리 라디칼을 생성시키기에 충분한 농도로 투여할 수 있지만, 정확한 농도 및 투여량은 물론 독성, 대조제의 기관 표적화 능력 및 투여 경로와 같은 범위의 인자들에 의존적일 것이다. 유리 라디칼의 최적 농도는 다양한 인자들 사이의 균형을 나타낸다. 일반적으로 최적 농도의 범위는 대부분의 경우 0.1 mM 내지 100 mM, 특히 0.2 mM 내지 10 mM, 더 특별하게는 0.5 mM 내지 5 mM이다. 정맥 내 투여용 조성물은 바람직하게는 1 mM 내지 1000 mM, 특히 5 내지 500 mM 농도의 유리 라디칼을 함유한다. 이온성 물질의 경우 그 농도는 특히 바람직하게는 5 mM 내지 200 mM, 특히 10 mM 내지 150 mM의 범위이며 비이온성 물질의 경우 20 mM 내지 400 mM, 특히 30 mM 내지 300 mM이다.A medium which is preferably substantially contiguous for use in in vivo diagnostic imaging is conveniently produced by generating a free radical at a concentration of 1 [mu] M to 10 mM, preferably 0.05 mM to 1 mM, especially 0.1 mM to 0.3 mM in the imaging zone , Although the exact concentration and dosage will depend on factors such as toxicity, the organ targeting ability of the control, and the route of administration. The optimal concentration of free radicals represents a balance between the various factors. In general, the optimum concentration range is in most cases from 0.1 mM to 100 mM, especially from 0.2 mM to 10 mM, more particularly from 0.5 mM to 5 mM. The composition for intravenous administration preferably contains free radicals at a concentration of 1 mM to 1000 mM, especially 5 to 500 mM. For ionic substances, the concentration is particularly preferably in the range from 5 mM to 200 mM, especially from 10 mM to 150 mM, and in the case of non-ionic substances, from 20 mM to 400 mM, especially from 30 mM to 300 mM.

따라서 본 발명의 다른 실시 형태에서는 영구 유리 라디칼, 바람직하게는 좁은 고유 esr 선폭의 라디칼, 특히 바람직하게는 트리틸 라디칼을 생체 내 산소 농도계에 사용한다.Thus, in another embodiment of the present invention, a permanent free radical, preferably a narrow intrinsic esr line width radical, particularly preferably a trityl radical, is used in an in vivo oxygen concentration meter.

하기 실시예는 비제한 방식으로 본 발명을 예시하기 위한 것이다.The following examples are intended to illustrate the present invention in a non-limiting fashion.

하기 4가지 수용해성 단일 ESR 선 트리틸을 NMRD, 동적 핵 분극화 (DNP) 및 ESR을 사용하여 연구하였다 (실시예 1 내지 4).The following four water soluble single ESR-ray tritils were studied using NMRD, dynamic nuclear polarization (DNP) and ESR (Examples 1-4).

(1) 비스-(8-나트륨 카르복실레이트-2,2,6,6-테트라키스-(²H₃메틸)-벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)-디티올-4-일)-모노-(8-나트륨 카르복실레이트-2,2,6,6-테트라키스-(²H₃메틸)-벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)-디옥솔-4-일) 메틸.(1) Bis- (8-sodium carboxylate-2,2,6,6-tetrakis - _^(2-methyl-3 H) -benzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1 , 3) dithiol-4-yl) - mono (8-sodium carboxylate-2,2,6,6-tetrakis - _^(2-methyl-3 H) -benzo [1,2-d: 4, 5-d '] - bis (1,3) -dioxol-4-yl) methyl.

본 명세서에서는 과중수소화 트리틸로 언급된다 (분자량=1080).In the present specification, it is referred to as trityl hydride (molecular weight = 1080).

(2) 비스-(8-나트륨 카르복실레이트-2,2,6,6-테트라히드록시메틸벤조 [1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)-디티올-4-일)-모노-(8-나트륨 카르복실레이트-2,2,6,6-테트라메틸벤조 [1,2-d:4,5-d']-비스(1,3) 디옥솔-4-일) 메틸.(2) Synthesis of bis- (8-sodium carboxylate-2,2,6,6-tetrahydroxymethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis 4-yl) -mono- (8-sodium carboxylate-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5- d '] - bis Yl) methyl.

본 명세서에서는 비중수소화 히드록시 트리틸로 언급된다 (분자량=1129).In the present specification, it is referred to as non-hydrogenated hydroxytrytyl (molecular weight = 1129).

(3) 비스-(8-나트륨 카르복실레이트-2,2,6,6-테트라키스-(히드록시-²H₂-메틸)-벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3) 디티올-4-일)-모노-(8-나트륨 카르복실레이트-2,2,6,6-테트라메틸벤조 [1,2-d:4,5-d']-비스(1,3) 디옥솔-4-일) 메틸.(3) Bis- (8-sodium carboxylate-2,2,6,6-tetrakis- ^(hydroxy-2 H _2-methyl) benzo [1,2-d: 4,5-d '] - (8-sodium carboxylate-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] thiophene- -Bis (1,3) dioxol-4-yl) methyl.

본 명세서에서는 중수소화 히드록시 트리틸로 언급된다 (분자량=1145).In the present specification, it is referred to as deuterated hydroxy tritile (molecular weight = 1145).

(4) 트리스-(8-나트륨 카르복실레이트-2,2,6,6-테트라키스-(²H₃-메틸)-벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)-디티올) 메틸.(4) Synthesis of tris- (8-sodium carboxylate-2,2,6,6-tetrakis- ( ² H ₃ -methyl) -benzo [1,2- d: 4,5- d '] - bis 1,3) -dithiol) methyl.

본 명세서에서는 대칭 트리틸로 언급된다 (분자량=1151).Is referred to herein as symmetrical trityl (molecular weight = 1151).

실시예 1Example 1

이완성 및 DNP 강화 데이터를 물, 혈장 및 혈액에서 23℃ 및 37℃에서 측정하였다. 그 결과를 표 1 및 2에 나타낸다.Relaxation and DNP enhanced data were measured at 23 &lt; 0 &gt; C and 37 &lt; 0 &gt; C in water, plasma and blood. The results are shown in Tables 1 and 2.

혈장 및 혈액에서의 중수소화 히드록시 트리틸의 NMRD 프로파일 및 DNP 강화 곡선으로부터의 매개 변수.Dehydrogenation in Plasma and Blood. NMRD Profile of Hydroxytityl and Parameters from the DNP Enhancement Curve. 400 kHz에서의 이완성 [mM^－1s^－1]Relaxation at 400 kHz [mM ^-1 s ^-1 ] 무한 농도 및 전력에서의 이완성 [mM^－1s^－1]Relaxation in infinite concentration and power [mM ^-1 s ^-1 ] A_∞(무한 농도 및 전력)A _∞ (infinite density and power) 혈장plasma 23℃23 ℃ 0.480.48 37℃37 ℃ 0.450.45 0.320.32 231231 혈액blood 23℃23 ℃ 0.530.53 37℃37 ℃ 0.440.44 0.440.44 192192

물 중의 3가지 라디칼의 무한 농도 및 전력에서의 이완성 및 강화율.Infinite concentration of three radicals in water and relaxation and enrichment in power. 과중수소화 트리틸Excess hydrogenated trityl 중수소화 히드록시 트리틸Deuterated hydroxytityl 대칭 트리틸Symmetrical trityl 이완성 [mM^－1s^－1]Relaxation [mM ^-1 s ^-1 ] 23℃23 ℃ 0.190.19 0.260.26 0.210.21 37℃37 ℃ 0.140.14 0.200.20 0.150.15 A_∞ A _∞ 267267 278278 266266

실시예 2Example 2

전자 스핀 이완 속도는 중수소화 히드록시 트리틸의 경우 물, 등장 염수, 혈장 및 혈액에서, 그리고 과중수소화 트리틸 및 대칭 트리틸의 경우 물 및 등장 염수에서 23℃ 및 37℃에서 CW ESR 스펙트럼 및 DNP 데이터를 분석함으로써 측정하였다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.Electron spin relaxation rates were measured in water, isotonic saline, plasma and blood for deuterated hydroxytrityl, and CW ESR spectra and DNP at 23 ° C and 37 ° C in water and isotonic saline in the case of trityl hydrotreated and symmetric trityl Data were analyzed. The results are shown in Table 3.

실시예 3Example 3

물 및 혈장의 과중수소화 트리틸 및 비중수소화 히드록시 트리틸에 대한 산소 농도계의 보정을 9 GHz에서의 X-밴드에서 ESR로 37℃에서 실시하였다. 온도 조절기가 갖추어진 바리안 엑스-밴드 (Varian X-band) 분광계 상에서 이 실험을 수행하였다. 온도를 정확히 측정하기 위하여 열전쌍을 마이크로파 공동 (空洞) 가까이에 두었다. 유동하는 기체 혼합물로 재빨리 평형시키기 위하여 얇은 벽의 테플론 모세관에 시료를 두었다. 센서메딕스 옥시겐 아날라이저 오엠-11 (Sensormedics Oxygen Analyzer OM-11)을 사용하여 유동 기체에서의 산소 퍼센트를 측정하였다. 온도 조절 및 산소포화를 위한 기압은 20 psi로 유지시켰다. 전자 스핀 공명의 선폭 및 포화도를 측정하였다. 프레미스 (Fremys) 염을 B₁보정 표준물로 선택하였으며의 전환 계수를 획득하였다.Calculation of the oxygen concentration meter for hydrogenated trityl and non-hydrogenated hydroxytrityl in water and plasma was performed at 37 ° C with ESR in the X-band at 9 GHz. This experiment was performed on a Varian X-band spectrometer equipped with a temperature controller. Thermocouples were placed near the microwave cavities to accurately measure the temperature. Samples were placed in a thin walled Teflon capillary tube to quickly equilibrate with the flowing gas mixture. Oxygen Percent Oxygen Analyzer OM-11 (Sensormedics Oxygen Analyzer OM-11) was used to measure the oxygen percentage in flowing gas. The air pressure for temperature control and oxygen saturation was maintained at 20 psi. The linewidth and saturation of electron spin resonance were measured. The Fremys salt was selected as the B ₁ calibration standard The conversion factor of.

산소 농도 함수로서 선폭을 나타낸 도 2 및 3에 그 결과를 나타낸다. 37℃에서의 혈장에서의 과중수소화 트리틸의 산소 확장은 583 mG/mM_O2이다.The results are shown in Figs. 2 and 3 which show line widths as a function of oxygen concentration. The oxygen expansion of the excess hydrogenated trityl in plasma at 37 占 폚 is 583 mG / mM _O2 .

실시예 4Example 4

중수소화 히드록시 트리틸의 산소 민감성은 물 및 혈액에서 23℃ 및 37℃에서 ESR 및 DNP로 260 MHz에서 시험하였다. 간단한 진탕 증기 압력계에서 원하는 산소 분압을 획득하였다. 1 내지 2 ml 부피의 시료를 시료 위로 서서히 유동하는 수 포화 기체 혼합물과 함께 5분 동안 진탕시켰다. 이 시료 및 기체는 온도가 유지되는 수조에 두었다. 기체 혼합물은 화학적으로 분석시 고순도의 것이었다. 도 4 내지 7 및 표 4에 그 결과를 나타낸다. 로렌츠 선 확장은 물에서 37℃ 및 23℃에서 각각 511 mG/mM_O2및 369 mG/mM_O2이며 혈액에서 23℃에서 329 mG/mM_O2이다.The oxygen sensitivity of deuterated hydroxytrityl was tested in water and blood at 23 &lt; 0 &gt; C and 37 &lt; 0 &gt; C at 260 MHz with ESR and DNP. The desired oxygen partial pressure was obtained on a simple shaking steam pressure gauge. A 1-2 mL volume of the sample was shaken for 5 minutes with a water saturated gas mixture flowing slowly over the sample. The sample and the gas were placed in a water tank maintained at a temperature. The gas mixture was of high purity when chemically analyzed. Figures 4 to 7 and Table 4 show the results. The Lorentz line expansion is 511 mG / mM _O2 and 369 mG / mM _O2 at 37 ° C and 23 ° C in water, respectively, and 329 mG / mM _O2 at 23 ° C in the blood.

실시예 5Example 5

하기 실험은 히드록시 트리틸 라디칼 (상기에서 정의된 바와 같음)을 사용하여 수행하였으며 0.1 내지 0.01T의 1차장 강도를 감소시킴으로써 그리고 200 내지 300 MHz 범위의 주파수 및 0 내지 100 W 범위의 전력에서 VHF 방사선을 방사하는 VHF 방사기를 채택함으로써 OMRI에 사용하도록 개조된 피커 노르드스타 (Picker Nordstar) MEGA 4 250-300 MR 기계상에서 실행하였다.The following experiments were carried out using hydroxytrityl radicals (as defined above) and by reducing the primary field strength of 0.1 to 0.01 T and by using VHF at frequencies in the range of 200 to 300 MHz and power in the range of 0 to 100 W Was carried out on a Picker Nordstar MEGA 4 250-300 MR machine adapted for use with OMRI by employing a VHF emitter that emits radiation.

(a)상이한 라디칼 농도 및 산소압의 혈액 시료 (a) a blood sample of different radical concentrations and oxygen pressures

라디칼 농도 및 산소 상은 혈액 시료에서 2.0 mM, 4.0 mM 및 6.0 mM의 세 가지 상이한 라디칼 투여량에서 계산하였다. 도 8에 그 결과를 나타낸다.The radical concentration and oxygen phase were calculated at three different radical doses of 2.0 mM, 4.0 mM and 6.0 mM in blood samples. The results are shown in Fig.

23℃ 및 37℃에서 물 및 혈액 중 중수소화 히드록시 트리틸에 있어서 산소 농도 함수로서 mG/mM 단위의 피크 대 피크 값의 이완 속도 및 mG/mM 단위의 DNP 역함수의 곡선 기울기의 제곱근.Degreater in water and blood at 23 ° C and 37 ° C The relaxation rate of the peak-to-peak value in mG / mM as a function of oxygen concentration in hydroxytrityl and the square root of the curve slope of the DNP inverse of mG / mM. 매개 변수parameter 주사 시간Injection time 4 : 36 분4: 36 minutes TR/TETR / TE 270 ms/20 ms270 ms / 20 ms 슬라이스sliced 4 mm4 mm 화소 크기Pixel size 0.5 x 0.5 mm² 0.5 x 0.5 mm ² 평균Average 22 T-vhfT-vhf 200 ms200 ms 샘플링 시간Sampling time 24 ms24 ms 샘플링 진동수Sampling frequency 21 kHz21 kHz 샘플링 매트릭스Sampling matrix 512 x 256 (읽기 방향으로 오우버샘플링 (oversampling))512 x 256 (oversampling in reading direction) recon. 매트릭스recon. matrix 256 x 256256 x 256

(b) OMRI 산소 농도계(b) OMRI oxygen concentration meter

무게가 120 g인 쥐에서 다양한 산소 함량의 기체를 쥐에 흡입시킨 후의 생체 내 산소 농도를 나타내는 3개의 상을 수득하였다. 꼬리 정맥 내로 1.5 mmol/kg 투여량의 라디칼을 1.5 ml 부피로 10초의 주사 시간으로 주사하였다 (제1 상이 수득되기 전 10초). 이 결과를 도 9에 나타낸다.Three images representing in vivo oxygen concentrations were obtained in rats weighing 120 g after inhalation of various oxygen content gases into rats. A 1.5 mmol / kg dose of the radical was injected into the tail vein in a 1.5 ml volume at an injection time of 10 seconds (10 seconds before the first phase was obtained). The results are shown in Fig.

매개 변수parameter 주사 시간Injection time 3 : 28 분3: 28 minutes TR/TETR / TE 270 ms/20 ms270 ms / 20 ms 슬라이스sliced 5 mm5 mm 화소 크기Pixel size 0.75 x 0.75 mm² 0.75 x 0.75 mm ² 평균Average 22 T-vhfT-vhf 200 ms200 ms 샘플링 시간Sampling time 24 ms24 ms 샘플링 진동수Sampling frequency 21 kHz21 kHz 샘플링 매트릭스Sampling matrix 512 x 192 (읽기 방향으로 오우버샘플링)512 x 192 (oversampling in reading direction) recon. 매트릭스recon. matrix 192 x 192192 x 192

(c) OMRI 산소 농도계(c) OMRI oxygen concentration meter

무게가 125 g인 쥐에서 다양한 산소 함량의 기체를 쥐에 흡입시킨 후의 생체 내 산소 농도를 나타내는 5개의 상을 수득하였다. 꼬리 정맥 내로 1.5 mmol/kg 투여량의 라디칼을 1.5 ml 부피로 15초의 주사 시간으로 주사하였다 (제1 상이 수득되기 전 15초). 이 결과를 도 10에 나타낸다.Five mice were weighed in 125 g, and five mice were inoculated into rats with varying oxygen content. A 1.5 mmol / kg dose of the radical was injected into the tail vein in a 1.5 ml volume at an injection time of 15 seconds (15 seconds before the first phase was obtained). The results are shown in Fig.

매개 변수parameter 주사 시간Injection time 3 : 28 분3: 28 minutes TR/TETR / TE 270 ms/20 ms270 ms / 20 ms 슬라이스sliced 5 mm5 mm 화소 크기Pixel size 0.75 x 0.75 mm² 0.75 x 0.75 mm ² 평균Average 22 T-vhfT-vhf 200 ms200 ms 샘플링 시간Sampling time 24 ms24 ms 샘플링 진동수Sampling frequency 21 kHz21 kHz 샘플링 매트릭스Sampling matrix 512 x 192 (읽기 방향으로 오우버샘플링)512 x 192 (oversampling in reading direction) recon. 매트릭스recon. matrix 192 x 192192 x 192

(d) OMRI 산소 농도계(d) OMRI oxygen concentration meter

폐에서의 실측 산소압과 흡입 기체의 산소 함량과의 상관 관계를 조사하기 위하여 실험을 수행하였다. 무게가 150 g인 쥐의 꼬리 정맥 내로 1.0 mmol/kg 투여량의 라디칼을 0.5 ml의 주사 부피로 10초의 주사 시간으로 주사하였다 (제1 상이 수득되기 10초 전). 이 결과를 도 11에 나타낸다.Experiments were conducted to investigate the correlation between the actual oxygen pressure in the lung and the oxygen content of the inhaled gas. A 1.0 mmol / kg dose of the radical was injected into the tail vein of a rat weighing 150 g at an injection volume of 0.5 ml (10 seconds before the first phase was obtained) at a 10 second injection time. The results are shown in Fig.

매개 변수parameter 주사 시간Injection time 1 : 44 분1: 44 minutes TR/TETR / TE 270 ms/18 ms270 ms / 18 ms 슬라이스sliced 5 mm5 mm 화소 크기Pixel size 1.0 x 2.0 mm² 1.0 x 2.0 mm ² 평균Average 22 T-vhfT-vhf 200 ms200 ms 샘플링 시간Sampling time 24 ms24 ms 샘플링 진동수Sampling frequency 21 kHz21 kHz 샘플링 매트릭스Sampling matrix 512 x 96 (읽기 방향으로 오우버샘플링)512 x 96 (oversampling in the reading direction) recon. 매트릭스recon. matrix 192 x 96192 x 96

(e) OMRI 산소 농도계(e) OMRI oxygen concentration meter

고전력의 1개의 상 및 이론치 산소의 1개의 상을 클램핑 (clamping) 후에 수득하였다. 무게가 132 g인 쥐의 꼬리 정맥 내로 1.0 ml의 주사 부피로 2 mmol/kg의 투여량 및 60초의 주사 시간으로 라디칼을 주사하였다 (제1 상이 수득되기 15초 전). 클램핑 8분 후에 영상화가 시작되었다. 이 결과를 도 12에 나타낸다.One phase of high power and one phase of theoretical oxygen were obtained after clamping. The mice were injected with a dose of 2 mmol / kg in a 1.0 ml injection volume and a 60 second injection time into the tail vein weighing 132 g (15 seconds before the first phase was obtained). Imaging began after 8 minutes of clamping. The results are shown in Fig.

매개 변수parameter 주사 시간Injection time 3 : 28 분3: 28 minutes TR/TETR / TE 270 ms/20 ms270 ms / 20 ms 슬라이스sliced 8 mm8 mm 화소 크기Pixel size 1.0 x 1.0 mm² 1.0 x 1.0 mm ² 평균Average 22 T-vhfT-vhf 200 ms200 ms 샘플링 시간Sampling time 24 ms24 ms 샘플링 진동수Sampling frequency 21 kHz21 kHz 샘플링 매트릭스Sampling matrix 512 x 192 (읽기 방향으로 오우버샘플링)512 x 192 (oversampling in reading direction) recon. 매트릭스recon. matrix 192 x 192192 x 192

실시예 6Example 6

본 발명의 방법에 또한 유용한 일련의 부분적으로 또는 완전히 중수소화된 니트록시드 (화합물 3b 내지 3d)의 ESR-스펙트럼 특성을 조사하였다. 이들 라디칼은 2,5-디-t-부틸-3,4-디메톡시카르보닐-피르릴옥실 (화합물 3a)로부터 유래되며 영상화를 목적으로 하는 데에 종종 사용되는 니트록시드의 전형적인 예인 템폰 (Tempone) (4-옥소-2,2,6,6-테트라메틸-피페리딘-1-옥실,1) 및 CTPO (3-카르바모일-2,2,5,5-테트라메틸-피롤린-1-일옥실,2a)와 함께 조사되었다.The ESR-spectral characteristics of a series of partially or fully deuterated nitroxides (compounds 3b to 3d) which were also useful in the process of the present invention were investigated. These radicals are derived from 2,5-di-t-butyl-3,4-dimethoxycarbonyl-pyryloxyl (compound 3a) and are typically used for imaging purposes, Tempone (4-oxo-2,2,6,6-tetramethyl-piperidine-1-oxyl, 1 ) and CTPO (3-carbamoyl-2,2,5,5-tetramethyl- -1-yloxy, 2a ).

재료: 4-옥소-2,2,6,6-테트라메틸-피페리딘-1-옥실,1(얀센 (Jansen)사, 95%), 4-옥소-2,2,6,6-테트라메틸-피페리딘-d₁₆-1-옥실,1-d ₁₆(MSD 동위 원소, 98 원자%의 D) 및 2,2,5,5-테트라메틸-3-피롤린-d₁₃-옥실-3-카르복실산,2b-d ₁₃(MSD 동위 원소, 97.5 원자%의 D)는 구매하여 사용하였다. 2,2,5,5-테트라메틸-3-피롤린-1-옥실-3-카르복실산, 2b는 이전의 연구로부터 수득가능하였다. 메틸-4,4-디메틸-3-옥소-펜타노에이트 (알드리치 (Aldrich)사, 99%)(5a), 트리메틸실릴 요오드화물 (TMSI, 얀센사, 97%), 아세톤-d₆(글라서 아게 (Glaser AG)사, >99.5%의 D) 및 메탄올-d₄(CIL, >99.8%의 D)는 구매하여 사용하였다. 피나콜론-d₁₂는 비중수소화 화합물에 대하여 문헌 [Organic Synthesis Coll., 1, 459-462]에 기술되어 있는 바와 같이 아세톤-d₆으로부터 제조하였다. 디에틸 에테르 (안히드로스캔 (Anhydroscan)사, <0.01%의 H₂O)는 사용 전에 중성 알루미나에 통과시켰다. 수소화 나트륨 (알드리치사, 미네랄 오일 중의 80% 현탁물) 및 과산화 니켈 (알드리치사)을 구매하여 사용하였다. 모든 다른 화학 제품은 구매가능한 최고 품질의 것이었으며 구매하여 사용하였다. Materials : 4-oxo-2,2,6,6-tetramethyl-piperidine-1-oxyl, 1 (Jansen, 95%), 4-oxo-2,2,6,6-tetra methyl-piperidin--d ₁₆ -1- oxyl, 1-d ₁₆ (MSD isotopes, 98 atom% d) and 2,2,5,5-tetramethyl-3-pyrroline -d _13-oxyl- 3-carboxylic acid, 2b - d ₁₃ (MSD isotope, 97.5 atomic% D) were purchased and used. 2,2,5,5-tetramethyl-3-pyrroline-1-oxyl-3-carboxylic acid, 2b was obtained from previous studies. Methyl-4,4-dimethyl-3-oxo-pentanoate (Aldrich (Aldrich) used, 99%) (5a), trimethylsilyl iodide (TMSI, Jansen Inc., 97%), acetone -d ₆ (posts because Glaser AG,> 99.5% D) and methanol-d ₄ (CIL,> 99.8% D) were purchased and used. Pina colon-d ₁₂ was prepared from acetone-d ₆ as described in the literature [Organic Synthesis Coll., 1, 459-462] for the specific gravity hydrogenated compound. Diethyl ether (Anhydroscan, <0.01% H ₂ O) was passed through neutral alumina before use. Sodium hydride (Aldrich, 80% suspension in mineral oil) and nickel peroxide (Aldrich) were purchased and used. All other chemicals were of the highest quality available and were purchased and used.

방법: 브루커 (Brucker) ER-200D SRC 기계의 업그레이드 버전 (Upgrade Version) ESP 3220-200SH로 22^O에서 ESR 스펙트럼을 기록하였다. 라디칼 농도의 범위는 0.1 내지 0.2 mM이었으며 변조 진폭은 10 mG이었다. 마이크로파 전력은 충분히 포화 미만이었다. NMR 스펙트럼은 바리안 (Varian) XL-300 분광계 상에서 기록되었다. 매스 스펙트럼은 ESPC 전기스프레이 (electrospray)가 갖추어진 VG 쾌터 (Quattor) II 기계 상에서 기록되었다. GLC 분석은 융합 실리카 칼럼 (30 m, 0.25 μm, HP-1701)이 갖추어진 HP 5830 ser II 기계상에서 수행하였다. TLC 분석 및 칼럼 크로마토그래피 분리는 용출제로서 헵탄/에테르를 사용하여 실리카 겔 60 상에서 수행하였다. Method : Upgrade version of the Brucker ER-200D SRC machine. The ESR spectrum was recorded at 22 ^O with ESP 3220-200SH. The range of the radical concentration was 0.1 to 0.2 mM and the modulation amplitude was 10 mG. Microwave power was well below saturation. NMR spectra were recorded on a Varian XL-300 spectrometer. Mass spectra were recorded on a VG Quattor II machine equipped with an ESPC electrospray. GLC analysis was performed on an HP 5830 ser II machine equipped with a fused silica column (30 m, 0.25 μm, HP-1701). TLC analysis and column chromatographic separation were performed on silica gel 60 using heptane / ether as eluent.

5c의 제조NaH(22.9 g, 0.77 mol) 및 디메틸 카르보네이트(64.1 g, 0.77 mol)를 문헌 [J. Am. Chem. Soc.,72, 1356(1950)]에 비중수소화 화합물에 대하여 기술되어 있는 바와 같이 피나콜론-d₁₂(32.4 g, 0.29 mol)로 처리하여 98-100℃/6mm에서 비등하는5c(28.1 g, 0.17 mol, 59 %)를 얻는다.¹H NMR (CD₃OD): δ3.72(s, 3H).¹³C NMR (CD₃OD): δ209.0(-CO-), 168.8(-COO-), 51.2(-CH₃), 43.7-42.0(m, -CD₂), 25.0-23.5(m, -CD₃). Preparation of 5c NaH (22.9 g, 0.77 mol) and dimethyl carbonate (64.1 g, 0.77 mol) were added to a solution of the compound described in J. Med. Am. Chem. Soc., 72, 1356 blood or colon -d ₁₂ as is described with respect to a portion of the hydrogenated compound (1950)] (32.4 g, 0.29 mol) 5c (28.1 g for processing by boiling at 98-100 ℃ / 6mm to, 0.17 mol, 59%). _{^{1 H NMR (CD 3 OD)}} : δ3.72 (s, 3H). _{^{13 C NMR (CD 3 OD)}} : δ209.0 (-CO-), 168.8 (-COO-), 51.2 (-CH 3), 43.7-42.0 (m, -CD 2), 25.0-23.5 (m, - CD ₃ ).

5b 및 5d의 제조메틸-h₃에스테르(5a,5c)를 CD₃OD중에 용해시키고 2 몰 %의 NaOCD₃로 처리한다. 증발시킨 후, 과정을 반복하고, 메틸기로부터의 어떤 양성자도 NMR로 식별할 수 없을 때, 에스테르 교환 반응이 완결되었다고 판단한다. 혼합물을 증발시키고, 에테르를 가하고, 증발시켜서 다음 단계에서 추가 정제없이 사용한다. 5b and 5d The methyl-h ₃ ester ( 5a , 5c ) is dissolved in CD ₃ OD and treated with 2 mol% NaOCD ₃ . After evaporation, the process is repeated and it is judged that the transesterification reaction is complete when no protons from the methyl group can be identified by NMR. The mixture is evaporated, ether is added, evaporated and used without further purification in the next step.

6d의 제조아르곤 환경 하에서 에테르 15 ml중의 Na(1.22 g, 53 mmol)의 교반된 현탁액에 에테르 30 ml중의5d(8.5 g, 49 mmol)를 2 시간에 걸쳐 가한다. 4 시간 동안 더 교반시킨 후, 에테르 50 ml중의 I₂(6.35g, 25 mmol) 용액을 1 시간에 걸쳐 적가한다. 혼합물을 밤새 방치하고 그 결과 생성된 백색 현탁액을 에테르/포화 NaCl 수용액에 붓는다. 수성층을 에테르로 2 번 추출하고 합한 유기층을 MgSO₄상에서 건조시키고, 증발시키고, 크로마토그래프시킨다.6d4.8 g(14 mmol, 56 %)을, 부분 입체 이성질체의 혼합물로 이루어지고 2개의 비대칭 (및 산성의) 탄소에서 불완전하게 중수소화된, 무색 오일로서 수집한다.¹³C NMR (CD₃OD): 209.0+208.1(-CO-), 168.5+168.2(-COO-), 53.7-53.0(m, -CD₂-+-CHD-+-CH₂-), 51.7-50.7(m, 에스테르-CD₃), 25.0-23.5(m, -CD₃). MS(ESP⁺),m/z: 379(M+39), 363(M+23).6a-6c를5a-5c로부터 40-60 % 수율로 유사하게 제조한다. 6d To a stirred suspension of Na (1.22 g, 53 mmol) in 15 ml of ether under an argon atmosphere was added 5d (8.5 g, 49 mmol) in 30 ml of ether over 2 hours. After stirring for a further 4 hours, a solution of I ₂ (6.35 g, 25 mmol) in 50 ml of ether is added dropwise over 1 hour. The mixture is allowed to stand overnight and the resulting white suspension is poured into ether / saturated aqueous NaCl solution. The aqueous layer was extracted twice with ether and combined organic layers were dried over MgSO ₄ and evaporation, the chromatograph. 4.8 g (14 mmol, 56%) of 6d is collected as a colorless oil, consisting of a mixture of diastereoisomers and incompletely deuterated at two asymmetric (and acidic) carbons. _{^{13 C NMR (CD 3 OD)}} : 209.0 + 208.1 (-CO-), 168.5 + 168.2 (-COO-), 53.7-53.0 (m, -CD 2 - + - CHD - + - CH 2 -), 51.7- 50.7 (m, ester _{-CD 3), 25.0-23.5 (m,} -CD 3). MS (ESP ⁺ ), m / z : 379 (M + 39), 363 (M + 23). 6a - 6c are similarly prepared from 5a - 5c in 40-60% yield.

7d의 제조물 13 ml중의 NaOCOCH₃(1.78 g, 13.0 mmol), NH₂OH x HCl(0.80 g, 11.5 mmol) 및 CH₃COOH 35 ml중의6d(2.80 g, 8.2 mmol)를 혼합하고 72 시간 동안 65℃에서 교반시킨다. 혼합물을 냉각시키고 용매의 대부분을 증발시킨다. 잔류물을 에테르/NaHCO₃수용액에 붓고 수성층을 에테르로 추출한다. 합한 에테르성 층을 Na₂SO₄상에서 건조시키고, 그 결과 생성된 오일을 크로마토그래프시켜서 회수된 출발 물질 1.6 g을 얻고, 이어서 옥심(0.025 g, 0.07 mmol, 2.0 %) 및 융점 156-158℃의 백색 결정체인7d(0.065 g, 0.19 mmol, 5.4 %)를 얻는다.¹H NMR (CD₃CN) : δ 9.82(s, 1H).¹³C NMR(CD₃CN) : 168.3, 136.5, 109.3, 52.2-50.9(m, 에스테르-CD₃), 33.5, 30.2-28.1(m, t-CD₃). MS(ESP^_),m/z: 334(M-1). 다음을 유사하게 제조한다 :7aH NMR((CD₃)₂CO): δ 9.80(s, 1H), 3.67(s, 6H), 1.40(s, 18H). MS (ESP^_),m/z: 310(M-1).7b ¹H NMR ((CD₃)₂CO) : δ 9.80(s, 1H), 1.40(s, 18H).¹³C NMR ((CD₃)₂CO) : 167.1, 135.3, 108.7, 45.8-44.7 (m, CD₃), 33.4, 29.3. MS (ESP^_)m/z: 316(M-1).7c ¹H NMR ((CD₃)₂CO) : δ 9.87(s, 1H), 3.63(s, 6H).¹³C NMR ((CD₃)₂CO) : δ 167.0, 135.5, 108.7, 50.9, 32.3, 29.7-28.2 (m, CD₃). MS (ESP^_),m/z: 328(M-1).While mixing 7d NaOCOCH during the production of water 13 ml of _{3 (1.78 g, 13.0 mmol)} , NH 2 OH x HCl (0.80 g, 11.5 mmol) and _{CH 3 COOH 35 ml 6d (2.80} g, 8.2 mmol) of and 72 hours Stir at 65 占 폚. The mixture is cooled and most of the solvent is evaporated. The residue was poured to ether / NaHCO ₃ aqueous solution and the aqueous layer extracted with ether. The combined ethereal layers were dried over Na ₂ SO _4, to obtain the result of the chromatography by recovering the resulting oil starting material, 1.6 g, followed by the oxime (0.025 g, 0.07 mmol, 2.0 %) and melting point of 156-158 ℃ White crystals 7d (0.065 g, 0.19 mmol, 5.4%) are obtained. _{^{1 H NMR (CD 3 CN)}} : δ 9.82 (s, 1H). _{^{13 C NMR (CD 3 CN)}} : 168.3, 136.5, 109.3, 52.2-50.9 (m, ester _{-CD 3), 33.5, 30.2-28.1 (} m, t-CD 3). ^{MS (ESP _), m /} z: 334 (M-1). Is prepared in analogy to the _{following: 7a H NMR ((CD 3} ) 2 CO): δ 9.80 (s, 1H), 3.67 (s, 6H), 1.40 (s, 18H). ^{MS (ESP _), m /} z: 310 (M-1). _{^{7b 1 H NMR ((CD 3}} ) 2 CO): δ 9.80 (s, 1H), 1.40 (s, 18H). ¹³ C NMR ((CD ₃ ) ₂ CO): 167.1, 135.3, 108.7, 45.8-44.7 (m, CD ₃ ), 33.4, 29.3. ^{MS (ESP _) m / z} : 316 (M-1). 7c ¹ H NMR ((CD ₃ ) ₂ CO):? 9.87 (s, 1 H), 3.63 (s, 6H). ¹³ C NMR ((CD ₃ ) ₂ CO):? 167.0, 135.5, 108.7, 50.9, 32.3, 29.7-28.2 (m, CD ₃ ). ^{MS (ESP _), m /} z: 328 (M-1).

3a-3d의 제조문헌 [Bull. Soc. Chim. 프랑스,72, 4330 (1970)]에서 에틸 에스테르에 대하여 이전에 기술된 바와 같이 메틸 에스테르5a로부터3a를 제조하고,3b를5a의 에스테르 교환 반응을 통해서 유사하게 제조한다.3a,6a및7a의 메틸 에스테르 부분에서 에스테르 교환 및 통상적 가수 분해가 잘 일어나지 않는 것은 에스테르 교환 단계가 3b의 제조시 2량체화 단계 전에 수행됨을 의미한다.3c및3d의 제조는 하기 반응식 1에 요약된 것처럼 헥사듀테로아세톤의 피나콜화, 이어서 피나콜 재배열 및 카르복실화 반응으로5c를 얻고, 에스테르 교환 반응, 2량체화 반응 및 히드록실아민에 의한 고리 형성으로 시작한다. 중간체 옥심은 반응 혼합물로부터 단리될 수 있고(고리 형성 생성물의 수율과 유사한 수율로), 이는 다른 동일한 조건 하에서 개별적으로 히드록실아민으로 전환되거나 또는 다음의 반복되는 합성 반응에서 간단히 모아진다.7a의 가수분해는 CdCl₃중의 TMSl로 수행되며 보통 수율로 디카르복실산4를 얻는다. 3a-3d &lt; / RTI &gt; Soc. Chim. France, 72 , 4330 (1970)), 3a is prepared from methyl esters 5a as previously described for ethyl esters and 3b is similarly prepared by transesterification of 5a . The absence of transesterification and conventional hydrolysis in the methyl ester moieties of 3a , 6a and 7a means that the transesterification step is carried out prior to the dimerization step in the preparation of 3b. Preparation of 3c and 3d is to kolhwa pinnacle of the hexahydro dew Tero acetone as outlined in Scheme 1, then pinacol gained 5c by rearrangement and carboxylation reaction, by transesterification, dimer formation reaction and hydroxylamine Start with ring formation. The intermediate oxime can be isolated from the reaction mixture (in a yield similar to the yield of the cyclization product), which is either converted separately to the hydroxylamine under other identical conditions or simply collected in the following repeated synthesis reactions. Hydrolysis of 7a is performed by TMSl of CdCl ₃ to obtain the dicarboxylic acid 4 in normal yield.

피릴옥실 라디칼의 제조. 벤젠 2 ml중의 히드록실아민7a-7d(2 mg)의 탈가스시킨 용액에 NiOOH 약 10 mg을 가한다. 5분 후에 현탁액을 여과하고, 이 담청록색 용액을 탈가스시킨 벤젠으로 희석시켜 ESR에 적합한 용액을 얻는다. Preparation of pyryloxyl radicals . About 10 mg of NiOOH is added to the degassed solution of hydroxylamine 7a - 7d (2 mg) in 2 ml of benzene. After 5 minutes, the suspension is filtered and the pale blue solution is diluted with degassed benzene to obtain a solution suitable for ESR.

2,5-디-t-부틸-N-히드록시-피롤-3,4-디카르복실산 (4)의 제조Preparation of 2,5-di-t-butyl-N-hydroxy-pyrrole-3,4-dicarboxylic acid (4)

7a를 상기에 기술한 에스테르 교환 반응 조건이 되게 하고, 돼지 간 에스테라아제로 처리하거나 또는 표준 알칼리성 가수분해 조건이 되게 할 때, 어떤 반응도 관찰되지 않는다.7a(0.090 g, 0.29 mmol)를 건조 CDCl₃10 ml중에 용해시키고 TMSl(0.240 g, 1.20 mmol)을 가한다. 밤새 55℃로 가열한 후, 이 혼합물을 CH₂Cl₂40 ml로 희석하고 NaCl 포화 수용액, NaCl 포화 수용액중의 Na₂S₂O₄수용액 몇 방울 및 최종적으로 NaCl 포화 수용액으로 세척한다. Na₂SO₄상에서 건조시키고 증발시킨 후 잔여 고체를 9:1의 헵탄:에테르 중에 용해시키고, 증발시키고 헵탄으로 분쇄하여, 무색 결정체인 디카르복실산4(0.040 g, 0.14 mmol, 49 %)를 얻는다.¹H NMR ((CD₃)₂CO) : δ 1.50(s).¹³C NMR ((CD₃)₂CO) : δ159.5, 141.0, 108.2, 33.7, 29.2. MS (ESP^_), m/z : 264(M-19). 상기에 기술한 바와 같이 NiOOH로 처리하면3b와 거의 유사한 선폭을 갖는 ESR-신호가 기록된다.No reaction is observed when the 7a is subjected to the transesterification conditions described above, treated with intergranular esterase, or subjected to standard alkaline hydrolysis conditions. 7a (0.090 g, 0.29 mmol) is dissolved in 10 ml of dry CDCl ₃ and TMSl (0.240 g, 1.20 mmol) is added. After heating to 55 [deg.] C overnight, the mixture is diluted with 40 mL of CH ₂ Cl ₂ and washed with a saturated aqueous NaCl solution, a few drops of a Na ₂ S ₂ O ₄ aqueous solution in a saturated aqueous NaCl solution, and finally with a saturated aqueous NaCl solution. Na ₂ the residual solid 9 was dried and evaporated on a SO _4: 1 heptane: a was dissolved in ether, evaporated and triturated with heptane, colorless crystals of the dicarboxylic acid 4 (0.040 g, 0.14 mmol, 49%) . ¹ H NMR ((CD ₃ ) ₂ CO):? 1.50 (s). ¹³ C NMR ((CD ₃ ) ₂ CO):? 159.5, 141.0, 108.2, 33.7, 29.2. ^{MS (ESP _), m /} z: 264 (M-19). As described above, when treated with NiOOH, an ESR-signal having a line width almost similar to that of 3b is recorded.

ESR-측정ESR measurement

상기에 설명된 니트록시드에 대한 ESR 선폭은 표 5에 요약되어 있다. 모든 스펙트럼은 22℃에서 주의 깊게 탈가스시킨 벤젠에 고도로 희석시킨 것의 스펙트럼을 기록한다. 과중수소화는1에 대해서 2.2배 및2b에 대해서 2.5배로 선폭을 감소시킨다. 니트록시드에 있어서 에스테르 부분의 알킬기의3a-d중수소화는 1.9배(3c:3d)로 선폭을 감소시키는 반면 t-부틸기 단독의 중수소화는 거의 영향을 끼치지 않는다(3a:3c). 완전히 중수소화된 니트록시드3d는, 니트록시드에서 지금까지 기록된 선폭 중 가장 좁은 113 mG의 선폭 및 4.4 G의 질소 커플링 상수(벤젠중에서)를 갖는 것으로 밝혀졌다.3d에 대한 스핀 밀도 분포, 질소 커플링 상수 및 고유 선폭은 표 6에 다른 니트록시드와 비교되어 있다.The ESR linewidths for the nitrile seeds described above are summarized in Table 5. All spectra record the spectrum of highly diluted benzene that has been carefully degassed at 22 ° C. Over-hydrogenation decreases the linewidth by 2.2 times for 1 and 2.5 times for 2b . The 3a-d deuteration of the alkyl moiety of the ester moiety in the nitroxide reduces the line width to 1.9 times ( 3c : 3d ) while the deuteration of the t-butyl group alone has little effect ( 3a : 3c ). The fully deuterated nitroxide seed 3d was found to have the narrowest linewidth of 113 mG and the nitrogen coupling constant (in benzene) of 4.4 G, the narrowest line width ever recorded in nitroxides. The spin density distribution, the nitrogen coupling constant and the inherent line width for 3d are compared with the nitrile seeds in Table 6.

23℃에서 벤젠중의 비중수소화 및 예비중수소화 니트록시드의 ESR 선폭Specific gravity in benzene at &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 23 C &lt; / RTI &gt; Hydrogenation and preliminary hydrogenation The ESR linewidth 화합물 번호Compound No. 선폭/mGLine width / mG 1One 602602 1-d₁₆ 1-d ₁₆ 266266 2b2b 10321032 2b-d₁₃ 2b-d ₁₃ 407407 3a3a 228228 3b3b 172172 3c3c 219219 3d3d 113113

몇몇 니트록시드에 대한 스핀 밀도 분포, 질소 커플링 상수 및 고유 선폭The spin density distribution for some nitroxides, the nitrogen coupling constant and the inherent line width 1One 프레미스 염Premise salt (C₆H₅)₂NO(C ₆ H ₅ ) ₂ NO 3d3d a_N a _N 1515 1212 9.79.7 4.44.4 pN + pOpN + pO 1.01.0 1.0^a 1.0 ^a 0.780.78 0.600.60 △H₁(mG)H ₁ (mG) 300300 210210 160160 ≤113≤113 (△H₁)^1/2 (? H ₁ ) ^1/2 1717 14.514.5 12.612.6 ≤10≤10 ^a:_pO +_pN≤1인 경우 ^a : _p O + _p N? 1

실시예 7Example 7

2,2,6,6-테트라(에톡시카르보닐)벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올2,2,6,6-tetra (ethoxycarbonyl) benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol

탈산소 용매를 사용하여 아르곤 환경 하에서 반응을 수행한다. 1,2,4,5-벤조테트라티올(1.50 g, 7.3 mmol) 및 K₂CO₃(4 g)를 건조 DMF(70 ml)와 혼합하고 DMF(15 ml)중의 디브로모디에틸 말로네이트(4.26 g, 14.6 mmol) 용액을 가한다. 이 혼합물을 60℃로 가열하고 65 시간 동안 교반시킨다. 실온으로 냉각시킨 후, 이 반응 혼합물을 얼음물에 붓고 이어서 100 ml의 CH₂Cl₂로 2회 추출한다. 합한 유기상을 50 ml의 물로 4회 세척하고, 건조하고(Na₂SO₄), 증발시킨다. 수율 : 3.32 g(88 %).¹H NMR (CDCl₃) : 6.97 (s, 2H), 4.29 (q, J = 7.2 Hz, 8H), 1.28 (t, J=7.2 Hz, 12H).The reaction is carried out in an argon atmosphere using a deoxygenation solvent. Di-bromo-modify ethyl malonate of 1,2,4,5-tetrahydro-benzo thiol (1.50 g, 7.3 mmol) and K ₂ CO ₃ (4 g) dry DMF (70 ml) and the mixture and DMF (15 ml) ( 4.26 g, 14.6 mmol). The mixture is heated to 60 DEG C and stirred for 65 hours. After cooling to room temperature, the reaction mixture is poured into ice water and then extracted twice with 100 ml of CH ₂ Cl ₂ . The combined organic phases were then washed four times with 50 ml of water, dried (Na ₂ SO _4), and evaporated. Yield: 3.32 g (88%). _{^{1 H NMR (CDCl 3):}} 6.97 (s, 2H), 4.29 (q, J = 7.2 Hz, 8H), 1.28 (t, J = 7.2 Hz, 12H).

실시예 8Example 8

2,2,6,6-테트라(메톡시카르보닐)-4,8-디브로모벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올(Methoxycarbonyl) -4,8-dibromobenzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol

2,2,6,6-테트라(에톡시카르보닐)벤조[1,2,-d:4,5-d']비스(1,3)-디티올(10.7 g, 20.6 mmol)을 빙초산중에 용해시키고 브롬(16.5 g, 0.103 mol)을 가한다. 이 용액을 17 시간 동안 65℃에서 교반시키고 Na₂S₂O₃수용액을 가한다. 이 수성 슬러리를 100 ml의 CH₂Cl₂로 3회 추출하고, 합한 유기상을 50 ml의 물로 3회 세척하고, 건조하고(MgSO₄) 증발시킨다. 잔류물을 CH₃CN으로 분쇄하고 건조시킨다. 수율 : 10.1 g(72 %).4,5-d '] bis (1,3) -dithiol (10.7 g, 20.6 mmol) was added to a solution of 2,2,6,6-tetra (ethoxycarbonyl) benzo [1,2, Dissolved and bromine (16.5 g, 0.103 mol) is added. Stirring the solution at 65 ℃ for 17 hours and should have a Na ₂ S ₂ O ₃ aqueous solution. The aqueous slurry is extracted three times with 100 ml of CH ₂ Cl ₂ , and the combined organic phases are washed three times with 50 ml of water, dried (MgSO ₄ ) and evaporated. The residue is triturated with CH ₃ CN and dried. Yield: 10.1 g (72%).

¹H NMR (DMSO-d₆) : 4.28 (q, J = 7.2 Hz, 8H), 1.21 (t, J=7.2 Hz, 12H). ¹ H NMR (DMSO-d ₆ ): 4.28 (q, J = 7.2 Hz, 8H), 1.21 (t, J = 7.2 Hz, 12H).

실시예 9Example 9

4,8-디브로모벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-2,6-디스피로-(4,4-디메틸-3,5-디옥산)Dibromobenzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol-2,6-dipyrro- (4,4- Oxane)

2,2,6,6-테트라(메톡시카르보닐)-4,8-디브로모벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올 (6.76 g, 10.0 mmol)을 건조 THF중에 용해시키고, 이 용액을 0℃로 냉각시키고 톨루엔중의 DIBAL 용액(17.8 ml, 100 mmol)을 적가한다. 이 용액을 3 시간 동안 환류 온도로 가열시키고 이어서 실온으로 냉각시킨다. 메탄올(20 ml)을 적가하고 이어서 물(60 ml)을 적가하고 6 M HCl 수용액을 사용하여 pH를 2로 조정한다. 물을 제외한 용매를 증발시켜 제거하고, 침전물을 여과로 수집한다. 이 생성물을 물, 아세토니트릴로 세척하고, 건조시키고, 이어서 건조 아세톤(600 ml)중에서 현탁시킨다. BF₃·Et₂O(2.52 ml, 20 mmol)을 가하고, 이 용액을 20 분 동안 교반시킨다. 고체 K₂CO₃(6.0 g)을 가하고 교반을 5 분간 더 계속한다. 염기 알루미나의 짧은 패드를 통하여 여과시킨 후 용매를 증발시켜 제거하고, 잔류물을 CH₂Cl₂로 분쇄하고 건조시킨다. 수율 : 1.12 g(19 %).Dibromobenzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol (6.76 g, 10.0 mmol) is dissolved in dry THF, the solution is cooled to 0 &lt; 0 &gt; C and DIBAL solution (17.8 ml, 100 mmol) in toluene is added dropwise. This solution is heated to reflux for 3 hours and then cooled to room temperature. Methanol (20 ml) is added dropwise and then water (60 ml) is added dropwise and the pH is adjusted to 2 using 6 M aqueous HCl. The solvent except water is removed by evaporation, and the precipitate is collected by filtration. The product is washed with water, acetonitrile, dried and then suspended in dry acetone (600 ml). BF ₃ .Et ₂ O (2.52 ml, 20 mmol) is added and the solution is stirred for 20 minutes. Solid K ₂ CO ₃ (6.0 g) is added and stirring is continued for 5 more minutes. After filtering through a short pad of basic alumina, the solvent is removed by evaporation, the residue is triturated with CH ₂ Cl ₂ and dried. Yield: 1.12 g (19%).

¹H NMR (DMSO-d₆) : 4.15 (S, 8H), 1.37 (S, 12H). _{^{1 H NMR (DMSO-d 6}} ): 4.15 (S, 8H), 1.37 (S, 12H).

실시예 10Example 10

4-브로모벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-2,6-디스피로-(4,4-디메틸-3,5-디옥산)4-Bromobenzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol-

4,8-디브로모벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-2,6-디스피로-(4,4-디메틸-3,5-디옥산)(1.14 g, 1.94 mmol)을 아르곤 환경 하에서 건조 THF(270 ml)중에 용해시킨다. 용액을 -45℃로 냉각 시킨 후에, 헥산중의 n-부틸리튬(2.5 M, 2.02 mmol) 용액을 적가한다. 5 분 동안 교반시킨 후, 메탄올(3 ml)을 가하고, 용액을 실온이 되게 하고 용매를 증발시킨다. 생성물은 용출제로서 CH₂Cl₂및 메탄올(99.5:0.5)의 혼합물을 사용하여 실리카 겔상 크로마토그래피로 정제시킨다. 수율 : 0.70 g(71 %).Dibromobenzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol-2,6-dipyrro- (4,4- Oxazine) (1.14 g, 1.94 mmol) is dissolved in dry THF (270 ml) under an argon atmosphere. After cooling the solution to -45 C, a solution of n-butyllithium (2.5 M, 2.02 mmol) in hexane is added dropwise. After stirring for 5 minutes, methanol (3 ml) is added, the solution is brought to room temperature and the solvent is evaporated. The product is purified by silica gel chromatography using a mixture of CH ₂ Cl ₂ and methanol (99.5: 0.5) as eluent. Yield: 0.70 g (71%).

¹H NMR (CDCl₃) : 6.80 (s, 1H), 4.15 (s, 8H), 1.47 (s, 12H). _{^{1 H NMR (CDCl 3):}} 6.80 (s, 1H), 4.15 (s, 8H), 1.47 (s, 12H).

실시예 11Example 11

트리스(벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일-2,6-디스피로-(4,4-디메틸-3,5-디옥산))메탄올Tris (benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol-4-yl-2,6-dpiiro- (4,4- )) &Lt; / RTI &

4-브로모벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-2,6-디스피로-(4,4-디메틸-3,5-디옥산)(0.99 g, 1.94 mmol)을 아르곤 환경 하에서 건조 디에틸 에테르(28 ml)중에 현탁시킨다. n-부틸리튬 용액(헥산중의 2.5 M, 1.94 mmol)을 적가하고, 5 분 후에, 디에틸 에테르(3 ml)중의 디에틸 카르보네이트 용액(0.078 ml, 0.64 mmol)을 서서히 가한다. 18 시간 동안 교반시킨 후, 에탄올(5 ml)을 가하고 용매를 증발시켜 제거한다. 생성물은 용출제로서 CHCl₃및 에틸 아세테이트(20:1)의 혼합물을 사용하여 실리카 겔상 크로마토그래피로 정제한다. 수율 : 0.65 g(76 %).4-Bromobenzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol-2,6-dpiro- (4,4- 0.99 g, 1.94 mmol) is suspended in dry diethyl ether (28 ml) under an argon atmosphere. A solution of n-butyllithium (2.5 M in hexane, 1.94 mmol) was added dropwise, and after 5 minutes, diethyl carbonate solution (0.078 ml, 0.64 mmol) in diethyl ether (3 ml) was slowly added. After stirring for 18 hours, ethanol (5 ml) was added and the solvent was removed by evaporation. The product eluant CHCl ₃ and ethyl acetate (20: 1) as for purified by silica gel chromatography using a mixture of. Yield: 0.65 g (76%).

¹H NMR (CDCl₃) : 7.16 (s, 3H), 6.01 (s, 1H), 3.86-4.22 (m, 24H), 1.43, 1.41, 1.37, 1.32(4s, 36H). ¹ H NMR (CDCl ₃ ): 7.16 (s, 3H), 6.01 (s, 1H), 3.86-4.22 (m, 24H), 1.43, 1.41, 1.37, 1.32 (4s, 36H).

실시예 12Example 12

트리스(8-에톡시카르보닐벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일-2,6-디스피로-(4,4-디메틸-3,5-디옥산))메탄올Tris (8-ethoxycarbonylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol- Dioxane)) &lt; / RTI &gt; methanol

트리스(벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일-2,6-디스피로-(4,4-디메틸-3,5-디옥산))메탄올(0.205 g, 0.156 mmol)을 아르곤 환경 하에서 N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌 디아민(0.33 ml, 2.18 mmol)을 포함하는 건조 벤젠(12 ml)중에 용해시킨다. 펜탄중의 t-부틸리튬 용액(1.5 M, 2.18 mmol)을 적가하고 40 분 동안 교반을 계속한다. 이어서 이 용액을 디에틸피로카르보네이트(1.3 ml, 8.82 mmol) 및 벤젠(6 ml)을 포함하는 0℃에서 보관된 다른 플라스크로 옮긴다. 45 분 동안 교반시킨 후, NaH₂PO₄완충액을 가하고, 유기상을 분리시키고, 물로 세척하고 증발시킨다. 생성물을 예비 HPLC로 정제한다. 수율 : 55 mg(23 %).Tris (benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol-4-yl-2,6-dpiiro- (4,4- ) Methanol (0.205 g, 0.156 mmol) is dissolved in dry benzene (12 ml) containing N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine (0.33 ml, 2.18 mmol) under an argon atmosphere. A solution of t-butyllithium in pentane (1.5 M, 2.18 mmol) is added dropwise and stirring is continued for 40 minutes. The solution is then transferred to another flask which is kept at 0 &lt; 0 &gt; C containing diethyl pyrocarbonate (1.3 ml, 8.82 mmol) and benzene (6 ml). After stirring for 45 minutes, NaH ₂ PO ₄ buffer is added, the organic phase is separated, washed with water and evaporated. The product is purified by preparative HPLC. Yield: 55 mg (23%).

¹H NMR (CDCl₃) : 6.68 (s, 1H), 4.41-4.52 (m, 6H), 3.86-4.21 (m, 24H), 1.22-1.60(m, 45H). ¹ H NMR (CDCl ₃ ): 6.68 (s, 1H), 4.41-4.52 (m, 6H), 3.86-4.21 (m, 24H), 1.22-1.60 (m, 45H).

실시예 13Example 13

트리스(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라히드록시메틸벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)메탄올Tris (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetrahydroxymethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol-

트리스(8-에톡시카르보닐벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일-2,6-디스피로-(4,4-디메틸-3,5-디옥산))메탄올(55 mg, 0.0359 mmol)을 빙초산(20 ml) 및 물(5 ml)의 혼합물중에 용해시키고 이 용액을 42 시간 동안 실온에서 교반시킨다. 용매를 증발시켜 제거하고, 미량의 산은 벤젠을 가하고 이어서 증발시킴으로써 제거한다. HPLC 분석시 생성물의 순도는 >98이다.Tris (8-ethoxycarbonylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol- Dioxane)) methanol (55 mg, 0.0359 mmol) was dissolved in a mixture of glacial acetic acid (20 ml) and water (5 ml) and the solution was stirred at room temperature for 42 hours. The solvent is removed by evaporation and traces of acid are removed by addition of benzene followed by evaporation. The purity of the product upon HPLC analysis is > 98.

수율 : 42.4 mg(91 %).Yield: 42.4 mg (91%).

MS (ESP^-, m/e) : 1293 (M⁺, 68 %), 1291 ([M-2]^-, 100 %).MS (ESP ^- , m / e): 1293 (M ⁺ , 68%), 1291 ([M-2] ^- , 100%).

실시예 14Example 14

트리스(8-카르복시-2,2,6,6-테트라히드록시메틸벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)메틸 나트륨염Tris (8-carboxy-2,2,6,6-tetrahydroxymethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol-

트리스(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라히드록시메틸벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)메탄올(3.4 mg, 0.0026 mmol)을 아세토니트릴(2 ml) 중에 용해시키고 이 용액을 0℃로 냉각시킨다. 트리플루오로메탄술폰산(0.017 ml)을 가하고 15 분 후에, 아세토니트릴(1 ml)중의 SnCl₂(0.4 mg) 용액을 가한다. 다시 15 분 후에, NaH₂PO₄완충액을 가하고 용매를 증발시켜 제거한다. 잔류물을 물중에 현탁시키고, 1 M NaOH 수용액을 이용하여 pH를 12로 조정한다. 1 시간 동안 교반시킨 후, 용액을 1 M HCl 수용액으로 중화시키고 용매를 증발시켜 제거한다. 생성물을 예비 HPLC로 정제한다.Tris (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetrahydroxymethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol- (3.4 mg, 0.0026 mmol) was dissolved in acetonitrile (2 ml) and the solution was cooled to 0 &lt; 0 &gt; C. Trifluoromethanesulfonic acid (0.017 ml) was added, and after 15 minutes, a solution of SnCl ₂ (0.4 mg) in acetonitrile (1 ml) was added. After another 15 minutes, NaH ₂ PO ₄ buffer is added and the solvent is removed by evaporation. The residue is suspended in water and the pH is adjusted to 12 using 1 M aqueous NaOH solution. After stirring for 1 hour, the solution is neutralized with aqueous 1 M HCl solution and the solvent is removed by evaporation. The product is purified by preparative HPLC.

수율 : 2.0 mg(60 %).Yield: 2.0 mg (60%).

ESR (물중의 1.5 mM, 100 G) : 단일 피크, 선폭 100 mG.ESR (1.5 mM in water, 100 G): single peak, linewidth 100 mG.

이 화합물은 본 발명의 방법에서 또한 유용하다.This compound is also useful in the method of the present invention.

실시예 15Example 15

2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-카르복실산2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxole-

2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔(10.0 g, 45.0 mmol; 국제 특허 출원 공개 제WO 91/12024호에 따라 제조)을 아르곤 환경 하에서 건조 THF(200 ml)중에 용해시킨다. 이 용액을 -20℃로 냉각시키고 헥산중의 n-부틸리튬(20.0 ml, 50.0 mmol)을 가한다. 주위 온도에 이른 후에, 반응 혼합물을 고체 이산화탄소(150 g)상으로 옮겨서 밤새 그대로 방치한다. 물(200 ml)을 가하고 2 M NaOH 수용액을 이용하여 pH를 10으로 조정한다. 에테르로 세척한 후, 수성상을 2 M 염산으로 pH 2로 산성화시키고 에테르 300 ml로 2회 추출한다. 유기상을 건조시키고(Na₂SO₄) 증발시켜서 순수한 생성물을 얻는다.2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxole (10.0 g, 45.0 mmol; International Patent Application Publication No. WO 91/12024 ) Is dissolved in dry THF (200 ml) under an argon atmosphere. The solution was cooled to -20 ° C and n-butyllithium in hexane (20.0 ml, 50.0 mmol) was added. After reaching ambient temperature, the reaction mixture is transferred onto solid carbon dioxide (150 g) and left standing overnight. Water (200 ml) is added and the pH is adjusted to 10 with a 2 M aqueous NaOH solution. After washing with ether, the aqueous phase is acidified to pH 2 with 2 M hydrochloric acid and extracted twice with 300 ml of ether. The organic phase was dried (Na ₂ SO ₄₎ and evaporated to obtain the pure product.

수율 : 10.7 g(89 %).Yield: 10.7 g (89%).

¹H NMR (CDCl₃, 300 MHz) δ: 6.50 (s, 1H), 1.71 (s, 12H). _{^{1 H NMR (CDCl 3, 300}} MHz) δ: 6.50 (s, 1H), 1.71 (s, 12H).

¹³C NMR (CDCl₃, 75 MHz) δ: 165.1, 140.9, 140.8, 119.8, 98.9, 97.3, 25.6. ¹³ C NMR (CDCl ₃ , 75 MHz)?: 165.1, 140.9, 140.8, 119.8, 98.9, 97.3, 25.6.

실시예 16Example 16

2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-카르복실산 메틸 에스테르2,2,6,6-Tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxole-4-carboxylic acid methyl ester

2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-카르복실산(10.0 g, 38.0 mmol)을 건조 DMF(100 ml)중에 용해시킨다. 탄산 칼륨 (15.2 g, 110.0 mmol)를 가하고 이 반응물을 30 분 동안 55℃로 가열한다. 주위 온도로 냉각시킨 후에, 메틸 요오드화물(15.6 g, 110.0 mmol)를 가하고 용액을 밤새 교반시킨다. 침전물을 여과하여 제거하고 용액을 증발시킨다. 잔류물을 NaHCO₃포화 수용액 및 에테르중에 용해시킨다. 수성층을 버리고 유기상을 건조시키고(Na₂SO₄), 여과하고 증발시켜서 순수한 생성물 9.4 g(88 %)을 얻는다.(1, 3) dioxole-4-carboxylic acid (10.0 g, 38.0 mmol) was dissolved in dry DMF (100 ml). Potassium carbonate (15.2 g, 110.0 mmol) is added and the reaction is heated to 55 [deg.] C for 30 min. After cooling to ambient temperature, methyl iodide (15.6 g, 110.0 mmol) is added and the solution is stirred overnight. The precipitate is filtered off and the solution is evaporated. The residue is dissolved in a saturated aqueous solution of NaHCO ₃ and ether. The aqueous layer is discarded and the organic phase is dried (Na ₂ SO ₄ ), filtered and evaporated to give 9.4 g (88%) of pure product.

¹H NMR (CDCl₃, 300 MHz) δ: 6.44 (s, 1H), 3.85 (s, 3H), 1.65 (s, 12H). _{^{1 H NMR (CDCl 3, 300}} MHz) δ: 6.44 (s, 1H), 3.85 (s, 3H), 1.65 (s, 12H).

¹³C NMR (CDCl₃, 75 MHz) δ: 163.4, 140.8, 140.6, 119.0, 99.9, 99.4, 51.9, 25.6. ¹³ C NMR (CDCl ₃ , 75 MHz)?: 163.4, 140.8, 140.6, 119.0, 99.9, 99.4, 51.9, 25.6.

실시예 17Example 17

비스-(2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)-디티올-4-일)-모노-(2,2,6,6-테트라메틸-벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일)메탄올Bis- (2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] -bis (1,3) -dithiol-4-yl) -mono- , 6,6-tetramethyl-benzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxol-

2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올(2.86 g, 10 mmol; 국제 특허 출원 공개 제WO 91/12024호에 따라 제조)을 무수 THF(75 ml)중에 용해시키고 -70℃로 냉각시킨다. n-부틸리튬(4.4 ml, 헥산중의 2.5 M)을 가한다. 반응 혼합물을 주위 온도에 이르게 한다. 4-메톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조-[1,2-d:4,5-d']-비스-(1,3)-디옥솔(1.4 g, 5 mmol)을 고체로 가한다. 1 시간 후에, 혼합물을 NaH₂PO₄포화 수용액으로 켄칭한다. 수성상을 버리고 유기상을 증발시킨다. 잔류물을 디클로로메탄중에 용해시키고, 물로 세척하고 건조시킨다(Na₂SO₄). 생성물을 칼럼 크로마토그래피(디클로로메탄:헵탄, 1:1)로 정제하여 순수한 생성물 1.8 g(44 %)을 얻는다.2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol (2.86 g, 10 mmol; International Patent Application Publication No. WO 91/12024 Is dissolved in anhydrous THF (75 ml) and cooled to -70 &lt; 0 &gt; C. n-Butyl lithium (4.4 ml, 2.5 M in hexane) is added. The reaction mixture is allowed to reach ambient temperature. 4-methoxycarbonyl-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis- (1,3) ) As a solid. After 1 hour, quench the mixture with saturated aqueous NaH ₂ PO _4. Discard the aqueous phase and evaporate the organic phase. The residue was dissolved in dichloromethane and then washed with water, and dried (Na ₂ SO _4). The product is purified by column chromatography (dichloromethane: heptane, 1: 1) to give pure product 1.8 g (44%).

¹H NMR (CDCl₃, 300 MHz) δ: 7.10 (br s, 2H, ArH), 6.39 (s, 1H, ArH), 4.79 (s, 1H, OH), 1.82-1.56 (m, 24H, CH₃), 1.53 (s, 6H, CH₃), 1.46 (s, 6H, CH₃). _{^{1 H NMR (CDCl 3, 300}} MHz) δ: 7.10 (br s, 2H, ArH), 6.39 (s, 1H, ArH), 4.79 (s, 1H, OH), 1.82-1.56 (m, 24H, CH 3 ), 1.53 (s, 6H, CH 3), 1.46 (s, 6H, CH 3).

실시예 18Example 18

비스-(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디티올-4-일)-모노-(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조-[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일)메탄올Bis- (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dithiol- 4,5-d '] - bis (1,3) dioxol-4-yl) mono - (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetramethylbenzo- [ Methanol

비스-(2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)-디티올-4-일)-모노-(2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일)메탄올(0.50 g, 0.61 mmol)을 아르곤 환경 하에서 건조 벤젠(6.0 ml)중에 용해시킨다. t-부틸리튬(2.44 ml, 펜탄중의 1.5 M) 및 TMEDA(0.545 ml, 3.66 mmol)을 가한다. 반응 혼합물을 25 분 동안 초음파로 처리하고 이어서 건조 벤젠(16 ml)중의 디에틸 카르보네이트 용액(7.2 ml, 59.4 mmol)에 서서히 가한다. 1.5 시간 동안 교반시킨 후, NaH₂PO₄수용액(50 ml)을 가한다. 유기층을 분리하고, 물로 세척하고, 건조시키고(Na₂SO₄) 증발시킨다. 예비 HPLC로 정제한 후에, 순수한 생성물 130.0 mg(21 %)을 얻는다.Bis- (2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] -bis (1,3) -dithiol-4-yl) -mono- 4-yl) methanol (0.50 g, 0.61 mmol) in an argon atmosphere was added dropwise to dry benzene (6.0 ml). t-Butyl lithium (2.44 ml, 1.5 M in pentane) and TMEDA (0.545 ml, 3.66 mmol). The reaction mixture is sonicated for 25 min and then slowly added to a diethyl carbonate solution (7.2 ml, 59.4 mmol) in dry benzene (16 ml). After stirring for 1.5 h, NaH ₂ PO ₄ aqueous solution (50 ml) was added. The organic layer was separated, washed with water, then dried (Na ₂ SO ₄₎ and evaporated. After purification by preparative HPLC, 130.0 mg (21%) of pure product is obtained.

¹H NMR (CDCl₃, 300 MHz) δ: 4.98 (s, 1H), 4.28-4.37 (m, 6H), 1.48-1.79 (m, 36H), 1.46 (t, 6H, J 7.0 Hz), 1.38 (t, 3H, J 7.0 Hz). ¹ H NMR (CDCl ₃ , 300 MHz)?: 4.98 (s, IH), 4.28-4.37 (m, 6H), 1.48-1.79 (m, 36H) t, 3H, J 7.0 Hz).

¹³C NMR (CDCl₃, 75 MHz) δ: 166.2, 166.0, 162.9, 141.9, 141.6, 141.2, 140.8, 140.4, 140.0, 136.6, 134.5, 129.9, 128.5, 128.1, 127.8, 127.2, 120.3, 118.9, 111.9, 101.1, 80.6, 62.1, 61.0, 60.3, 60.2, 59.8, 59.2, 34.4, 34.3, 33.5, 28.8, 28.1, 27.0, 26.9, 26.5, 25.8. ¹³ C NMR (CDCl ₃ , 75 MHz)?: 166.2, 166.0, 162.9, 141.9, 141.6, 141.2, 140.8, 140.4, 140.0, 136.6, 134.5, 129.9, 128.5, 128.1, 127.8, 127.2, 120.3, 118.9, 111.9, 101.1, 80.6, 62.1, 61.0, 60.3, 60.2, 59.8, 59.2, 34.4, 34.3, 33.5, 28.8, 28.1, 27.0, 26.9, 26.5, 25.8.

실시예 19Example 19

비스-(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디티올-4-일)-모노-(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일)메틸Bis- (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dithiol- Tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxol-4-yl) methyl

비스-(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)-디티올-4-일)-모노-(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일)메탄올(520 mg, 0.501 mmol)을 염화 주석(II) (95 mg, 0.501 mmol) 및 아세토니트릴(5 ml)과 함께 건조 탈가스된 디클로로메탄(15 ml)중에 용해시킨다. BF₃·Et₂O(70 μl, 0.557 mmol)를 가하고 이 용액을 20 분 동안 교반시킨다. 디클로로메탄(80 ml)을 가하고 탈가스된 물(80 ml)로 세척 후, 유기층을 분리하고, 건조시키고(MgSO₄), 여과하고 증발시킨다. 생성물을 예비 HPLC로 정제한다.Bis- (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) - (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxol- Methanol (520 mg, 0.501 mmol) is dissolved in dry degassed dichloromethane (15 ml) with tin (II) chloride (95 mg, 0.501 mmol) and acetonitrile (5 ml). BF ₃ · Et ₂ O (70 μl, 0.557 mmol) was added and the solution was stirred for 20 min. After adding dichloromethane (80 ml) and washing with degassed water (80 ml), the organic layer is separated, dried (MgSO ₄ ), filtered and evaporated. The product is purified by preparative HPLC.

수율 : 110 mg (22 %).Yield: 110 mg (22%).

ESR (THF, 200 G): 단일 피크, 선폭 325 mG.ESR (THF, 200 G): single peak, line width 325 mG.

오버하우저 강화 (THF, 2.1 mM) : 4 W의 마이크로파 전력에서 156.Overhaul enhancement (THF, 2.1 mM): 156 at microwave power of 4 W.

안정성 측정 : 공기의 배제없이 아세토니트릴에서의 반감기 : 2000 h.Stability measurement: half life at acetonitrile without air exclusion: 2000 h.

실시예 20Example 20

비스-(8-칼륨 카르복실레이트-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디티올-4-일)-모노-(8-칼륨 카르복실레이트-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일)메틸Bis- (8-potassium carboxylate-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] -bis (1,3) dithiol- Mono - (8-potassium carboxylate-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] -bis (1,3) dioxol-

비스-(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)-디티올-4-일)-모노-(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일)메틸(132 mg, 0.129 mmol)을 에탄올(10 ml)중에 용해시킨다. 수산화 칼륨 수용액(5 ml, 1.0 M)을 가하고 이 반응 혼합물을 밤새 50℃에서 교반시킨다. 에탄올을 증발시킨 후에, 혼합물을 50℃에서 1 시간 동안 교반시키고 이어서 2 M 염산으로 산성화시킨다. 수성상을 에테르로 추출한다. 유기상을 분리하고, 건조시키고(MgSO₄), 여과하고 증발시킨다. 생성물을 예비 HPLC로 정제한다. 분획물을 증발시키고 물을 가한다. 수성층을 에테르로 추출한다. 유기층을 분리하고, 건조시키고(MgSO₄), 여과하고 증발시킨다. 생성물은 물 및 1 M KOH(0.387 ml, 0.387 mmol)를 가함으로써 용해시킨다. 용액을 동결 건조시킨다.Bis- (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) - (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxol- Methyl (132 mg, 0.129 mmol) is dissolved in ethanol (10 ml). An aqueous potassium hydroxide solution (5 ml, 1.0 M) was added and the reaction mixture was stirred overnight at 50 &lt; 0 &gt; C. After evaporating the ethanol, the mixture is stirred at 50 &lt; 0 &gt; C for 1 hour and then acidified with 2 M hydrochloric acid. The aqueous phase is extracted with ether. The organic phase was separated, dried (MgSO _4), filtered and evaporated. The product is purified by preparative HPLC. The fractions are evaporated and water is added. The aqueous layer is extracted with ether. The organic layer was separated, dried (MgSO _4), filtered and evaporated. The product is dissolved by adding water and 1 M KOH (0.387 ml, 0.387 mmol). The solution is lyophilized.

수율 : 101 mg (75 %).Yield: 101 mg (75%).

ESR (H₂O, 200 G): 단일 피크, 선폭 105 mG.ESR (H ₂ O, 200 G): single peak, linewidth 105 mG.

오버하우저 강화 (H₂O, 6.9 mM) : 0.012 W의 마이크로파 전력에서 219.Overhauser enrichment (H ₂ O, 6.9 mM): 219 at a microwave power of 0.012 W;

실시예 21Example 21

벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-2,2,6,6-테트라카르복실산 테트라에틸 에스테르Benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol-2,2,6,6-tetracarboxylic acid tetraethyl ester

1,2,4,5-벤젠테트라티올(1.50 g, 7.28 mmol)을 아르곤 환경 하에서 건조 DMF(55 ml)중에 용해시키고 K₂CO₃(4.0 g)를 2,2-디브로모말로네이트 에틸 에스테르(4.26 g, 14.6 mmol)와 함께 가한다. 이 용액을 16 시간 동안 실온에서, 그리고 이어서 추가로 60℃에서 5시간 동안 교반시킨다. 이어서 반응 혼합물을 얼음과 물의 혼합물(200 g-200 ml)에 붓고 에틸 아세테이트 250 ml로 2회 추출한다. 합한 유기상을 물 100 ml로 4회 세척하고 건조시키고(Na₂SO₄) 증발시킨다. 조생성물은 충분히 깨끗하게 세척하여 다음 단계에서 정제없이 사용한다.1,2,4,5-tetramethyl benzene thiol (1.50 g, 7.28 mmol) was dissolved in dry DMF (55 ml) under an argon environment and K ₂ CO ₃ (4.0 g) of 2,2-dibromo-ethyl malonate Ester (4.26 g, 14.6 mmol). This solution is stirred for 16 hours at room temperature and then at 60 DEG C for 5 hours. The reaction mixture is then poured into a mixture of ice and water (200 g-200 ml) and extracted twice with 250 ml of ethyl acetate. The combined organic phases were washed four times with 100 ml water and dried (Na ₂ SO ₄₎ and evaporated. The crude product is washed thoroughly and used in the next step without purification.

수율 : 3.05 g (80 %)Yield: 3.05 g (80%)

¹H NMR (300 MHz, CDCl₃) : 6.91 (s, 2H), 4.29 (q, J=7.2 Hz, 8H), 1.28 (t, J=7.2 Hz, 12H). ^{1 H NMR (300 MHz, CDCl} 3): 6.91 (s, 2H), 4.29 (q, J = 7.2 Hz, 8H), 1.28 (t, J = 7.2 Hz, 12H).

실시예 22Example 22

2,2,6,6-테트라(히드록시메틸-d2,2,6,6-tetra (hydroxymethyl-d ₂₂ )벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올) Benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol

건조 속슬레 (Soxhlet) 장치에 벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-2,2,6,6-테트라카르복실산 테트라에틸 에스테르(5.0 g, 9.65 mmol)를 둥근바닥 플라스크의 상부 구간에, 리튬 알루미늄 중수소화물(1.62 g, 38.6 mmol) 및 디에틸 에테르(300 ml)의 혼합물을 둥근바닥 플라스크의 하부 구간에 둔다. 에테르를 20 시간 동안 환류 온도로 가열하고 이어서 혼합물을 냉각시킨다. 메탄올(150 ml)에 물(50 ml)을 적가한다. 이 혼합물을 농축 HCl(20 ml)로 산성화하고 용매를 진공 상태에서 증발시켜 50 ml로 감소시킨다. 백색 고체를 여과하고, 물 25 ml로 2회 세척시키고 건조시킨다.To a dry Soxhlet apparatus benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol-2,2,6,6-tetracarboxylic acid tetraethyl ester (5.0 g , 9.65 mmol) is placed in the upper section of a round bottom flask with a mixture of lithium aluminum deuterium (1.62 g, 38.6 mmol) and diethyl ether (300 ml) in the lower section of a round bottomed flask. The ether is heated to reflux temperature for 20 hours and then the mixture is allowed to cool. Water (50 ml) is added dropwise to methanol (150 ml). The mixture is acidified with concentrated HCl (20 ml) and the solvent is evaporated in vacuo to 50 ml. The white solid is filtered off, washed twice with 25 ml of water and dried.

수율 : 3.15 g (91 %)Yield: 3.15 g (91%)

¹H NMR (300 MHz, DMSO-d₆) : 7.06 (2, 2H), 5.45 (br s, 4H) ^{1 H NMR (300 MHz, DMSO} -d 6): 7.06 (2, 2H), 5.45 (br s, 4H)

실시예 23Example 23

2,2,6,6-테트라(디메틸테실실릴옥시메틸)벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올2,2,6,6-tetra (dimethyltetylsiloxylmethyl) benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol

반응을 아르곤 환경 하에서 수행한다. 2,2,6,6-테트라(히드록시메틸)벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올(0.8 g, 2.2 mmol)을 DMF(20 ml)중에 용해시킨다. 이미다졸(1.1 g, 15.8 mmol)을 가하고 이 용액을 0℃로 냉각시킨다. 디메틸테실실릴 클로라이드(2.8 g, 15.8 mmol)을 적가한다(약 2 분). 이 용액을 주위 온도에서 48 시간 동안 교반시킨다. 반응 혼합물을 얼음/물에 붓고, CH₂Cl₂(100 ml)를 가하고 두 상을 분리한다. 유기상을 1 M HCl 및 물 100 ml로 3회 세척한다. 용액을 건조시키고(Na₂SO₄) 증발시킨다. 생성물은 용출제로서 디클로로메탄-헵탄(1:9)을 사용하여 칼럼 크로마토그래피로 정제한다.The reaction is carried out under an argon atmosphere. 4,5-d '] bis (1,3) dithiol (0.8 g, 2.2 mmol) in DMF (20 ml) was added to a solution of 2,2,6,6-tetra (hydroxymethyl) benzo [ Lt; / RTI &gt; Imidazole (1.1 g, 15.8 mmol) is added and the solution is cooled to 0 &lt; 0 &gt; C. Dimethyltetylsilyl chloride (2.8 g, 15.8 mmol) is added dropwise (about 2 min). The solution is stirred at ambient temperature for 48 hours. The reaction mixture is poured into ice / water, CH ₂ Cl ₂ (100 ml) is added and the two phases are separated. The organic phase is washed three times with 1 M HCl and 100 ml water. The solution was then dried (Na ₂ SO ₄₎ and evaporated. The product is purified by column chromatography using dichloromethane-heptane (1: 9) as eluent.

수율 : 1.1 g(52 %)Yield: 1.1 g (52%)

¹H NMR (CDCl₃, 300 MHz) δ: 6.84 (s, 2H, ArH), 3.94 (s, 8H, CH₂), 1.62 (칠중 피크, 4H, J 6.8 Hz, CH), 0.88 (d, 24H, J 6.8 Hz, CH₃), 0.84 (s, 24H, CH₃), 0.08 (s, 24H, Si(CH₃)₂). _{^{1 H NMR (CDCl 3, 300}} MHz) δ: 6.84 (s, 2H, ArH), 3.94 (s, 8H, CH 2), 1.62 ( sevenfold peak, 4H, J 6.8 Hz, CH ), 0.88 (d, 24H , J 6.8 Hz, CH ₃ ), 0.84 (s, 24H, CH ₃ ), 0.08 (s, 24H, Si (CH ₃ ) ₂ ).

¹³C NMR (CDCl₃, 75 MHz) δ: 134.3, 115.8, 74.2, 65.0, 34.2, 25.1, 20.3, 18.6, -3.6. ¹³ C NMR (CDCl ₃ , 75 MHz)?: 134.3, 115.8, 74.2, 65.0, 34.2, 25.1, 20.3, 18.6, -3.6.

실시예 24Example 24

비스(2,2,6,6-테트라(디메틸테실실릴옥시메틸)벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)-모노(2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일))메탄올Bis (1,2, 6,6-tetra (dimethyl tecylsilyloxymethyl) benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol-4-yl) , 2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxol-4-yl)

반응을 아르곤 환경 하에서 수행한다. 2,2,6,6-테트라(디메틸테실실릴옥시메틸)벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올(7.0 g, 7.6 mmol)을 건조 THF(50 ml)중에 용해시킨다. 용액을 -70℃로 냉각시킨다. n-부틸리튬(5.0 ml, 헥산중의 1.6 M)을 가하고 온도를 주위 온도가 되게 하고 1 시간 동안 교반시킨다. 용매를 주위 온도, 진공 상태에서 증발시키고 디에틸 에테르(20 ml)를 가한다. 이어서, 4-에톡시 카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔(0.8 g, 2.9 mmol)을 일부씩 가하고 반응 혼합물을 12 시간 동안 주위 온도에서 교반시킨다. 혼합물을 NaH₂PO₄용액에 붓고, 상을 분리하고 수성상을 디에틸 에테르 100 ml로 2회 추출한다. 유기상을 건조시키고(Na₂SO₄) 증발시킨다. 잔류물을 예비 HPLC로 정제한다.The reaction is carried out under an argon atmosphere. 4,5-d '] bis (1,3) dithiol (7.0 g, 7.6 mmol) was dissolved in dry THF (10 mL) 50 ml). The solution is cooled to -70 &lt; 0 &gt; C. n-Butyl lithium (5.0 ml, 1.6 M in hexane) was added, the temperature was allowed to reach ambient temperature and stirring was continued for 1 hour. The solvent is evaporated at ambient temperature under vacuum and diethyl ether (20 ml) is added. Then, 4-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxole (0.8 g, 2.9 mmol) Is added portionwise and the reaction mixture is stirred for 12 hours at ambient temperature. The mixture is poured into NaH ₂ PO ₄ solution, the phases are separated and the aqueous phase is extracted twice with 100 ml of diethyl ether. The organic phase was dried (Na ₂ SO ₄₎ and evaporated. The residue is purified by preparative HPLC.

수율 : 3.7 g (62 %)Yield: 3.7 g (62%)

¹H NMR (CDCl₃, 300 MHz) δ: 6.80 (s, 2H, ArH), 6.26 (s, 1H, ArH), 4.95 (s, 1H, OH), 3.8 (br m, 16H, CH₂), 1.5(br m, 20H, CH₃+CH), 0.9(d, 48H, CH₃), 0.7 (s, 48H, CH₃), 0.2 (2s, 48H, Si(CH₃)₂). _{^{1 H NMR (CDCl 3, 300}} MHz) δ: 6.80 (s, 2H, ArH), 6.26 (s, 1H, ArH), 4.95 (s, 1H, OH), 3.8 (br m, 16H, CH 2), 0.8 (br m, 20H, CH ₃ + CH ₃ ), 0.9 (d, 48H, CH ₃ ), 0.7 (s, 48H, CH ₃ ), 0.2 (2s, 48H, Si (CH ₃ ) ₂ ).

¹³C NMR (CDCl₃, 75 MHz) δ: 141.5, 140.3, 139.8, 139.6, 131.7, 118.6, 117.1, 108.1, 94.4, 80.0, 65.4, 34.1, 25.9, 25.0, 20.3, 18.7, -3.2. ¹³ C NMR (CDCl ₃ , 75 MHz)?: 141.5, 140.3, 139.8, 139.6, 131.7, 118.6, 117.1, 108.1, 94.4, 80.0, 65.4, 34.1, 25.9, 25.0, 20.3, 18.7,

실시예 25Example 25

비스(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라(히드록시메틸)벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)-모노(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일))메탄올Bis (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetra (hydroxymethyl) benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol- ) - mono (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxol- ) Methanol

비스(2,2,6,6-테트라(디메틸테실실릴옥시메틸)벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)-모노(2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일))메탄올(3.2 g, 1.54 mmol)을 아르곤 환경 하에서 TMEDA(3.2 ml, 21.6 mmol)과 함께 헵탄(12.8 ml) 및 건조 벤젠(10. 7 ml)중에 용해시킨다. 이 용액을 -22℃로 냉각시키고 t-부틸리튬(14.4 ml, 펜탄중의 1.5 M)을 가한다. 3 시간 동안 -22℃에서 교반시킨 후, 반응 혼합물을 -22℃로 유지시킨 헵탄(23 ml) 및 건조 벤젠(23 ml)중의 디에틸 피로카르보네이트(12.8 ml, 87 mmol) 용액으로 옮긴다. 이어서 이 반응 혼합물을 주위 온도가 되게 한다. 추가로 1 시간 동안 더 교반시킨 후, NaH₂PO₄의 포화 수용액(40 ml)을 가한다. 혼합물을 1 시간 동안 교반시키고, 유기상을 분리하고, 물 100 ml로 2회, 그리고 아세토니트릴 100 ml로 2회 세척한다. 헵탄/벤젠 상을 증발시키고 이어서 THF(25 ml)중에 용해시킨다. THF중의 Bu₄NF 용액(20 ml, 20 mmol)을 가하고 이 혼합물을 밤새 교반시킨다. 용매를 증발시킨 후, 잔류물을 물(300 ml) 및 에틸 아세테이트(300 ml) 사이에 분배시킨다. 유기상을 물 100 ml로 2회 세척하고, 건조시키고(Na₂SO₄) 증발시킨다. 예비 HPLC로 정제하여 순수한 생성물 400 mg(22 %)을 얻는다.Bis (1,2, 6,6-tetra (dimethyl tecylsilyloxymethyl) benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol-4-yl) (3.2 g, 1.54 mmol) was dissolved in an argon atmosphere (10 ml) under argon atmosphere Was dissolved in heptane (12.8 ml) and dry benzene (10.7 ml) with TMEDA (3.2 ml, 21.6 mmol). The solution is cooled to-22 C and t-butyllithium (14.4 ml, 1.5 M in pentane) is added. After stirring for 3 h at-22 C, the reaction mixture was transferred to a solution of diethyl pyrocarbonate (12.8 ml, 87 mmol) in heptane (23 ml) and dry benzene (23 ml) maintained at -22 占 폚. The reaction mixture is then brought to ambient temperature. After stirring for an additional 1 h, a saturated aqueous solution of NaH ₂ PO ₄ (40 ml) was added. The mixture is stirred for 1 hour, the organic phase is separated off, washed twice with 100 ml of water and 100 ml of acetonitrile twice. The heptane / benzene phase is evaporated and then dissolved in THF (25 ml). Bu ₄ NF solution in THF (20 ml, 20 mmol) is added and the mixture is stirred overnight. After evaporation of the solvent, the residue is partitioned between water (300 ml) and ethyl acetate (300 ml). The organic phase was washed twice with 100 ml of water, and then dried (Na ₂ SO ₄₎ and evaporated. Purify by preparative HPLC to give pure product 400 mg (22%).

¹H NMR (CDCl₃, 300 MHz) δ: 5.78-5.92 (m, 6H), 5.03-5.52 (m, 24H), 2.98-3.21 (m, 12H), 2.90 (t, 6 H, J 7.0 Hz), 2.84 (t, 3 H, J 6.9 Hz). _{^{1 H NMR (CDCl 3, 300}} MHz) δ: 5.78-5.92 (m, 6H), 5.03-5.52 (m, 24H), 2.98-3.21 (m, 12H), 2.90 (t, 6 H, J 7.0 Hz) , 2.84 (t, 3 H, J 6.9 Hz).

실시예 26Example 26

비스(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라(히드록시메틸)벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)-모노(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일))메틸Bis (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetra (hydroxymethyl) benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol- ) - mono (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxol- )methyl

비스(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라(히드록시메틸)벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)-모노(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일))메탄올(294 mg, 0.25 mmol)을 아르곤 환경 하에서 아세토니트릴(70 ml)중에 용해시킨다. 0℃로 냉각시킨 후, 트리플루오로메탄 술폰산 (190 μl, 2.2 mmol)을 가한다. 3 분 동안 교반시킨 후, 아세토니트릴(7 ml)중에 용해되어 있는 염화 주석(II)(48 mg, 0.25 mmol)를 가한다. 1 분 후에, NaH₂PO₄(50 ml)의 포화 수용액을 가한다. 수성상을 아세토니트릴 50 ml로 2회 세척하고, 합한 유기상을 건조시키고(Na₂SO₄) 증발시킨다. 예비 HPLC로 정제하여 순수한 생성물 176 mg(61 %)을 얻는다.Bis (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetra (hydroxymethyl) benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol- ) - mono (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxol- ) Methanol (294 mg, 0.25 mmol) is dissolved in acetonitrile (70 ml) under an argon atmosphere. After cooling to 0 ° C, trifluoromethanesulfonic acid (190 μl, 2.2 mmol) was added. After stirring for 3 minutes, tin (II) chloride (48 mg, 0.25 mmol) dissolved in acetonitrile (7 ml) was added. After 1 min, a saturated aqueous solution of NaH ₂ PO ₄ (50 ml) is added. The aqueous phase was washed twice with 50 ml of acetonitrile, and the combined organic phases were dried (Na ₂ SO ₄₎ and evaporated. Purify by preparative HPLC to give 176 mg (61%) pure product.

ESR (H₂O, 200 G) : 단일 피크, 선폭 433 mG.ESR (H ₂ O, 200 G): single peak, line width 433 mG.

실시예 27Example 27

비스(8-카르복시-2,2,6,6-테트라(히드록시메틸)벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)-모노(8-카르복시-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일))메틸 나트륨염Bis (8-carboxy-2,2,6,6-tetra (hydroxymethyl) benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol- (8-carboxy-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxol-4-yl)

비스(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라(히드록시메틸)벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)-모노(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일))메틸(316 mg, 0.275 mmol)을 1 M NaOH 수용액(3 ml), 물(1.5 ml) 및 에탄올(3 ml)의 혼합물중에 용해시킨다. 이 용액을 15 분 동안 주위 온도에서 교반시키고, 에탄올을 증발시켜 제거하고, 잔류물을 추가 2 시간 동안 주위 온도에서 교반시킨다. 증발시켜 거의 건조시킨 후, 순수한 산(240 mg, 82 %)을 예비 HPLC로 단리시키고 이어서 동결 건조시킨다. 산은 물(50 ml)을 가하고 이어서 1 M NaOH 수용액으로 pH 7로 조정하고 동결 건조시킴으로써 대응 나트륨염으로 전환시킨다.Bis (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetra (hydroxymethyl) benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol- ) - mono (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxol- ) Methyl (316 mg, 0.275 mmol) is dissolved in a mixture of 1 M aqueous NaOH solution (3 ml), water (1.5 ml) and ethanol (3 ml). The solution is stirred for 15 minutes at ambient temperature, the ethanol is evaporated off and the residue is stirred for an additional 2 hours at ambient temperature. After nearly evaporation to dryness, the pure acid (240 mg, 82%) is isolated by preparative HPLC followed by lyophilization. The acid is converted to the corresponding sodium salt by adding water (50 ml), then adjusting to pH 7 with 1 M NaOH aqueous solution and lyophilization.

ESR (H₂O중에 3.4 mM, 200 G) : 단일 피크, 선폭 120 mG.ESR (3.4 mM in H ₂ O, 200 G): single peak, line width 120 mG.

오버하우저 강화(상기와 같이 수용액) : 5 W의 마이크로파 전력에서 164.Overhauser strengthening (aqueous solution as above): 164 at microwave power of 5 W;

안정성 측정 : 공기의 배제없이 물에서의 반감기 : 120 h.Stability measurement: Half life in water without air exclusion: 120 h.

실시예 28Example 28

트리스(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라(히드록시에톡시)-메틸벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)메탄올Tris (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetra (hydroxyethoxy) -methylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol- 4-yl) methanol

트리스(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라히드록시메틸-벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)메탄올(실시예 13)(169 mg, 0.13 mmol)을 수소화 나트륨 (280 mg, 미네랄 오일중의 80 %) 및 2-(2-브로모에톡시)테트라히드로피란(2.16 g, 10.3 mmol)과 함께 N,N-디메틸아세트아미드(18 ml)중에 용해시킨다. 이 반응 혼합물을 3.5 시간 동안 55℃에서 교반시키고, 냉각시키고 이어서 인산 나트륨 완충액(100 ml, pH 7)에 붓는다. 디클로로메탄으로 추출한 후, 유기상을 건조시키고 용매를 증발시켜 제거한다. 잔류물을 메탄올(30 ml) 및 물(4 ml)의 혼합물중에 용해시키고 이어서 2 M HCl 수용액을 사용하여 pH를 0.8로 조정하고 이어서 이 용액을 15 분 동안 실온에서 교반시킨다. NaHCO₃수용액을 사용하여 이 용액을 중화하고 용매를 증발시켜 제거한다. 예비 HPLC(RP-18, 메탄올-물:40-60)를 사용하여 생성물을 정제한다.Tris (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetrahydroxymethyl-benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol- (169 mg, 0.13 mmol) was reacted with sodium hydride (280 mg, 80% in mineral oil) and 2- (2-bromoethoxy) tetrahydropyran (2.16 g, 10.3 mmol) N-dimethylacetamide (18 ml). The reaction mixture is stirred for 3.5 hours at 55 [deg.] C, cooled and then poured into sodium phosphate buffer (100 ml, pH 7). After extraction with dichloromethane, the organic phase is dried and the solvent is removed by evaporation. The residue is dissolved in a mixture of methanol (30 ml) and water (4 ml) and then the pH is adjusted to 0.8 using 2 M HCl aqueous solution and the solution is then stirred for 15 minutes at room temperature. The solution is neutralized with aqueous NaHCO ₃ solution and the solvent is removed by evaporation. The product is purified using preparative HPLC (RP-18, methanol-water: 40-60).

수율 : 142 mg (60 %)Yield: 142 mg (60%).

¹H NMR (300 MHz, CD₃OD) : 4.42 (6H, q, J=7 Hz), 3.48-4.16 (84H, m), 1.43 (9H, t, J=7 Hz). ¹ H NMR (300 MHz, CD ₃ OD): 4.42 (6H, q, J = 7 Hz), 3.48-4.16 (84H, m), 1.43 (9H, t, J = 7 Hz).

MS (ESP, m/e) : 1882 (73 %), .1821 (78 %), 1820 (96 %), 1819 (100 %).MS (ESP, m / e): 1882 (73%), 1821 (78%), 1820 (96%), 1819 (100%).

실시예 29Example 29

트리스(8-카르복시-2,2,6,6-테트라(히드록시에톡시)-메틸벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)메틸 나트륨염Tris (8-carboxy-2,2,6,6-tetra (hydroxyethoxy) -methylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol- ) Methyl sodium salt

트리스(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라(히드록시에톡시)-메틸벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)메탄올(40 mg, 0.022 mmol)을 무수 아세트산(5 ml) 및 피리딘(10 ml)의 혼합물중에 용해시키고 이 용액을 2 시간 동안 실온에서 교반시킨다. 유기 용매를 증발시켜 제거하고, 잔류물을 물로 세척된 디클로로메탄중에 용해시킨다. 용매를 증발시켜 제거한 후에, 잔류물을 디클로로메탄(8 ml)중에 용해시키고 이어서, 디클로로메탄중의 트리플루오로메탄술폰산 용액(4 ml중의 0.58 mmol)을 0℃에서 가한다. 2 분 동안 교반시킨 후, 아세토니트릴중의 SnCl₂(2 ml중의 2 mg) 용액을 가하고 이 용액을 추가로 1 분 동안 더 교반시킨다. 반응 혼합물을 pH 7의 인산 나트륨 완충액에 붓고, 유기상을 분리하고 수성상을 디클로로메탄(25 ml)으로 추출한다. 합한 유기상을 건조시키고 (Na₂SO₄) 용매를 증발시켜 제거한다. 잔류물을 에탄올(10 ml)중에 용해시키고 1 M 수산화물 수용액(3 ml)을 가한다. 1 시간 동안 실온에서 교반시킨 후, 1 M HCl 수용액을 사용하여 pH를 2로 조정하고, 이어서 이 용액을 예비 HPLC(RP-18, CH₃CN-HCl(pH 2) : 20:80)로 정제시킨다. 순수한 생성물을 포함하는 분획물을 합하고 아세토니트릴을 증발시켜 제거한다. 잔류 수용액을 동결 건조시키고, 잔류물을 물중에 용해시키고, 1 M NaOH 수용액을 사용하여 이 용액을 중화시키고 다시 이 용액을 동결 건조시킨다.Tris (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetra (hydroxyethoxy) -methylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol- 4-yl) methanol (40 mg, 0.022 mmol) is dissolved in a mixture of acetic anhydride (5 ml) and pyridine (10 ml) and the solution is stirred for 2 hours at room temperature. The organic solvent is removed by evaporation and the residue is dissolved in dichloromethane washed with water. After evaporation off the solvent, the residue is dissolved in dichloromethane (8 ml) and then a solution of trifluoromethanesulfonic acid in dichloromethane (0.58 mmol in 4 ml) is added at 0 &lt; 0 &gt; C. After stirring for 2 min, a solution of SnCl ₂ (2 mg in 2 ml) in acetonitrile is added and the solution is stirred for a further 1 min. The reaction mixture is poured into pH 7 sodium phosphate buffer, the organic phase is separated and the aqueous phase is extracted with dichloromethane (25 ml). The combined organic phases are dried (Na ₂ SO ₄ ) and the solvent is removed by evaporation. The residue is dissolved in ethanol (10 ml) and 1 M aqueous hydroxide solution (3 ml) is added. After stirring for 1 hour at room temperature, the pH adjusted to 2 using a 1 M HCl aqueous solution, then the solution pre-HPLC: purification _{(RP-18, CH 3 CN} -HCl (pH 2) 20:80) . Fractions containing the pure product are combined and the acetonitrile is removed by evaporation. The residual aqueous solution is lyophilized, the residue is dissolved in water, the solution is neutralized with 1 M aqueous NaOH solution and the solution is lyophilized again.

수율 : 24 mg (62 %)Yield: 24 mg (62%)

ESR: (물중의 1 mM, 100 G) : 단일 피크, 선폭 116 mG.ESR: (1 mM in water, 100 G): single peak, linewidth 116 mG.

실시예 30Example 30

하기 실시예는 히드록시 트리틸 라디칼을 사용하여 수행하였으며 0.1 내지 0.01T의 1차장 강도를 감소시킴으로써 그리고 200 내지 300 MHz 범위의 주파수 및 0 내지 100 W 범위의 전력에서 VHF 방사선을 방사하는 VHF 방사기를 채택함으로써 OMRI에 사용하도록 개조된 피커 노르드스타 MEGA 4 250-300 MR 기계상에서 실행하였다.The following examples were carried out using hydroxytrityl radicals and by using a VHF emitter radiating VHF radiation at frequencies in the range of 200 to 300 MHz and in the range of 0 to 100 W by reducing the primary field strength of 0.1 to 0.01 T 0.0 &gt; MEGA &lt; / RTI &gt; 250-300 MR machine adapted for use in OMRI.

(a)쥐의 심장, 뇌, 간 및 선 조직의 혈관을 시각화하는 구결적 형태학적 OMRI-주사 (a) Consecutive morphological OMRI-injections that visualize the blood vessels of the heart, brain, liver and stomach tissues of rats

125 g 무게의 쥐의 상을 찍는다. 꼬리 정맥에 1.5 ml의 부피 및 10 초의 주사 시간으로 (상을 찍기 15 분 전) 1.5 mmol/kg 투여량의 라디칼을 주사한다. 그 결과를 도 13에 도시한다.Take a picture of a rat weighing 125 g. The tail vein is injected with a dose of 1.5 mmol / kg dose in a volume of 1.5 ml and an injection time of 10 seconds (15 minutes before the image is taken). The results are shown in Fig.

매개 변수parameter 주사 시간Injection time 4 : 36 분4: 36 minutes TR/TETR / TE 270 ms/20 ms270 ms / 20 ms 슬라이스sliced 4 mm4 mm 화소 크기Pixel size 0.5 x 0.5 mm² 0.5 x 0.5 mm ² 평균Average 44 T-vhfT-vhf 200 ms200 ms 샘플링 시간Sampling time 24 ms24 ms 샘플링 진동수Sampling frequency 21 kHz21 kHz 샘플링 매트릭스Sampling matrix 512 x 192 (읽기 방향으로 오우버샘플링)512 x 192 (oversampling in reading direction) recon. 매트릭스recon. matrix 192 x 192192 x 192 프로세싱후 (postprocessing)After postprocessing, 348 x 348 매트릭스로 재샘플링Resampling to a 348 x 348 Matrix

(b) 심장 경색(b) heart infarction

110 g 무게의 쥐의 상을 찍는다. 꼬리 정맥에 1.8 ml의 부피로 5 초의 주사 시간으로 (상을 찍기 20 분 전) 2.0 mmol/kg 투여량의 라디칼을 주사한다. 그 결과를 도 14에 도시한다.Take a picture of a rat weighing 110 g. The tail vein is injected with a 2.0 mmol / kg dose of the radical in a volume of 1.8 ml with a 5 second injection time (20 min before the phase is taken). The results are shown in Fig.

매개 변수parameter 주사 시간Injection time 3 : 15 분3: 15 minutes TR/TETR / TE 190 ms/20 ms190 ms / 20 ms 슬라이스sliced 4 mm4 mm 화소 크기Pixel size 0.5 x 0.5 mm² 0.5 x 0.5 mm ² 평균Average 44 T-vhfT-vhf 125 ms125 ms 샘플링 시간Sampling time 24 ms24 ms 샘플링 진동수Sampling frequency 21 kHz21 kHz 샘플링 매트릭스Sampling matrix 512 x 256 (읽기 방향으로 오우버샘플링)512 x 256 (oversampling in reading direction) recon. 매트릭스recon. matrix 256 x 256256 x 256 프로세싱후After processing Y-보정Y-correction 설명Explanation 주사 8 분 후 죽음Death after 8 minutes of injection

실시예 31Example 31

과중수소화 히드록시 트리틸을 사용하는 본 발명에 따른 "단일단계 방법 (elementary method)"을 개략적으로 나타낸다. 자기 및 산소 확장은 식 1에 의해 주어지고, 비균일 확장은 △H^G _pp=60 mG 이고 이완성은 0.4 mM^-1s^-1이다. 상 A, B 및 C는 다음과 같다:Quot; elementary method " according to the present invention using hydrogenated hydroxytrityl. Self and oxygen expansion are given by Eq 1, non-uniform expansion is ΔH ^G _pp = 60 mG and relaxation is 0.4 mM ^-1 s ^-1 . The phases A, B and C are as follows:

실시예 32Example 32

과중수소화 히드록시 트리틸을 사용하는 본 발명에 따른 바람직한 방법을 개략적으로 나타낸다. 자기 및 산소 확장은 식 1에 의해 주어지고, 비균일 확장은 △H^G _pp=60 mG 이고 이완성은 0.4 mM^-1s^-1이다. 상 A, B, C, D 및 E는 다음과 같다:The present invention outlines a preferred method according to the present invention using hydrogenated hydroxytrityl. Self and oxygen expansion are given by Eq 1, non-uniform expansion is ΔH ^G _pp = 60 mG and relaxation is 0.4 mM ^-1 s ^-1 . The phases A, B, C, D and E are as follows:

실시예 33Example 33

2,2,6,6-테트라(디메틸테실실릴옥시(2,2,6,6-tetra (dimethyltetylsilyloxy ( ²² HH ₂₂ -메틸))-벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-Methyl)) - benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol

반응을 아르곤 환경 하에서 수행한다. 2,2,6,6-테트라(히드록시(²H₂-메틸))벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올(29.1 g, 81 mmol)을 DMF(176 ml)중에 용해시킨다. 이미다졸(44.3 g, 650 mmol)을 가하고 이 용액을 0℃로 냉각시킨다. 디메틸테실실릴 클로라이드(87.2 g, 96 mmol)를 적가한다. 이 용액을 48 시간 동안 실온에서 교반시킨다. 반응 혼합물을 헵탄 200 ml로 4회 추출하고 이어서 합한 헵탄상을 증발시킨다. 잔류물은 용출제로서 디클로로메탄-헵탄(1:9)을 사용하여 칼럼 크로마토그래피시켜서 정제한다.The reaction is carried out under an argon atmosphere. (29.1 g, 81 mmol) was added to a solution of 2,2,6,6-tetra (hydroxy ( ² H ₂ -methyl)) benzo [1,2- Is dissolved in DMF (176 ml). Imidazole (44.3 g, 650 mmol) was added and the solution was cooled to 0 &lt; 0 &gt; C. Dimethyltetylsilyl chloride (87.2 g, 96 mmol) is added dropwise. The solution is stirred for 48 hours at room temperature. The reaction mixture is extracted four times with 200 ml of heptane and the combined heptane phases are then evaporated. The residue is purified by column chromatography using dichloromethane-heptane (1: 9) as eluent.

수율 : 37.6 mg (55 %)Yield: 37.6 mg (55%)

¹H NMR (CDCl₃, 300 MHz) δ: 6.84 (s, 2H, ArH), 1.62 (septet, 4H, J 6.8 Hz, CH), 0.88 (d, 24H, J 6.8 Hz, CH₃), 0.84 (s, 24H, CH₃), 0.08 (s, 24H,. Si(CH₃)₂). _{^{1 H NMR (CDCl 3, 300}} MHz) δ: 6.84 (s, 2H, ArH), 1.62 (septet, 4H, J 6.8 Hz, CH), 0.88 (d, 24H, J 6.8 Hz, CH 3), 0.84 ( _{s, 24H, CH 3),} 0.08 (s, 24H ,. Si (CH 3) 2).

실시예 34Example 34

비스(2,2,6,6-테트라(디메틸테실실릴옥시(Bis (2,2,6,6-tetra (dimethyltecylsilyloxy ²² HH ₂₂ -메틸))벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)-모노(2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일))메탄올-Methyl)) benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol-4-yl) -mono (2,2,6,6-tetramethylbenzo [ -d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxol-4-yl)

반응을 아르곤 환경 하에서 수행한다. 2,2,6,6-테트라(디메틸테실실릴옥시(²H₂-메틸))벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올(80.9 g, 88 mmol)을 건조 THF(300 ml)중에 용해시킨다. 이 용액을 -70℃로 냉각시킨다. n-부틸리튬(70 ml, 헥산중의 2.5 M)을 가하고 온도를 실온이 되게 하고 1 시간 동안 교반시킨다. 용매를 실온 진공 상태에서 증발시키고 디에틸 에테르(200 ml)를 가한다. 4-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔(11.7 g, 42 mmol)을 이어서 일부씩 가하고 이 반응 혼합물을 16 시간 동안 실온에서 교반시킨다. 혼합물을 NaH₂PO₄포화 수용액(200 ml) 및 물(200 ml)의 혼합물에 붓고, 상을 분리하고, 수성상을 디에틸 에테르 200 ml로 2회 추출한다. 유기상을 건조시키고(Na₂SO₄) 증발시킨다. 잔류물을 예비 HPLC로 정제한다.The reaction is carried out under an argon atmosphere. Ditol (80.9 g, 88 mmol) was added to a solution of 2,2,6,6-tetra (dimethyltestylsilyloxy ( ² H ₂ -methyl)) benzo [ mmol) are dissolved in dry THF (300 ml). The solution is cooled to -70 &lt; 0 &gt; C. n-Butyl lithium (70 ml, 2.5 M in hexane) was added, the temperature was brought to room temperature and the mixture was stirred for 1 hour. The solvent is evaporated under vacuum at room temperature and diethyl ether (200 ml) is added. 4-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxole (11.7 g, The reaction mixture was added portionwise and stirred at room temperature for 16 hours. The mixture is poured into a mixture of a saturated aqueous NaH ₂ PO ₄ solution (200 ml) and water (200 ml), the phases are separated and the aqueous phase is extracted twice with 200 ml of diethyl ether. The organic phase was dried (Na ₂ SO ₄₎ and evaporated. The residue is purified by preparative HPLC.

수율 : 51.5 g (56 %).Yield: 51.5 g (56%).

¹H NMR (CDCl₃, 300 MHz) δ: 6.80 (s, 2H, ArH), 6.33 (s, 1H, ArH), 4.95 (s, 1H, OH), 1.5 (br m, 20 H, CH₃+CH), 0.9 (d, 48 H, CH₃), 0.7 (s, 48 H, CH₃), 0.2 (2s, 48 H, Si(CH₃)₂). _{^{1 H NMR (CDCl 3, 300}} MHz) δ: 6.80 (s, 2H, ArH), 6.33 (s, 1H, ArH), 4.95 (s, 1H, OH), 1.5 (br m, 20 H, CH 3 + CH), 0.9 (d, 48 H, CH ₃ ), 0.7 (s, 48 H, CH ₃ ), 0.2 (2s, 48 H, Si (CH ₃ ) ₂ ).

실시예 35Example 35

비스(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라(히드록시(Bis (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetra (hydroxy ²² HH ₂₂ -메틸))벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)-모노(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일))메탄올-Methyl)) benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol-4-yl) -mono (8-ethoxycarbonyl- Tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxol-4-yl)

비스(2,2,6,6-테트라(디메틸테실실릴옥시(²H₂-메틸))벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)-모노(2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디옥솔-4-일))메탄올(54 g, 26 mmol)을 아르곤 환경 하에서 TMEDA(54 ml)와 함께 헵탄(216 ml) 및 건조 벤젠(178 ml)중에 용해시킨다. 이 용액을 -22℃로 냉각시키고 t-부틸리튬(54 ml, 펜탄중의 2.5 M)을 가한다. 1 시간 동안 -22℃에서 교반시킨 후, 반응 혼합물은 -40℃로 유지시킨 헵탄(640 ml)중 디에틸 피로카르보네이트(216 ml, 1.47 mol) 용액으로 이동시킨다. 이어서 반응 혼합물을 실온이 되게 한다. 1 시간 동안 추가로 교반시킨 후, NaH₂PO₄포화 수용액(40 ml)을 가한다. 이 혼합물을 1 시간 동안 교반시키고, 유기상을 분리하고, 물 100 ml로 2회 및 아세토니트릴 100 ml로 2회 세척한다. 헵탄/벤젠 상을 증발시키고 이어서 THF(380 ml)중에 용해시킨다. THF 중의 Bu₄NF 용액(300 ml, 300 mmol)을 가하고 이 혼합물을 밤새 교반시킨다. 용매를 증발시킨 후, 잔류물을 예비 HPLC로 정제하여 순수한 생성물 11.4 mg(39 %)을 얻는다.Bis (2,2,6,6-tetra (dimethyltestylsilyloxy ( ² H ₂ -methyl) benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol- (1, 2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dioxol-4-yl)) methanol (54 g, 26 mmol) are dissolved in heptane (216 ml) and dry benzene (178 ml) together with TMEDA (54 ml) under an argon atmosphere. The solution is cooled to-22 C and t-butyllithium (54 ml, 2.5 M in pentane) is added. After stirring for 1 h at -22 [deg.] C, the reaction mixture is transferred to a solution of diethyl pyrocarbonate (216 ml, 1.47 mol) in heptane (640 ml) kept at -40 [deg. The reaction mixture is then allowed to reach room temperature. After further stirring for 1 h, a saturated aqueous NaH ₂ PO ₄ solution (40 ml) was added. The mixture is stirred for 1 hour, the organic phase is separated off and washed twice with 100 ml of water and 100 ml of acetonitrile. The heptane / benzene phase is evaporated and then dissolved in THF (380 ml). Bu ₄ NF solution in THF (300 ml, 300 mmol) is added and the mixture is stirred overnight. After evaporation of the solvent, the residue is purified by preparative HPLC to give 11.4 mg (39%) pure product.

¹H NMR (CDCl₃, 300 MHz) δ: 5.77-5.92 (m, 6H), 5.11-5.51 (m, 8H), 2.98-3.24 (m, 12H), 2.90 (t, 6H, J 7.0 Hz), 2.84 (t, 3H, J 6.9 Hz). _{^{1 H NMR (CDCl 3, 300}} MHz) δ: 5.77-5.92 (m, 6H), 5.11-5.51 (m, 8H), 2.98-3.24 (m, 12H), 2.90 (t, 6H, J 7.0 Hz), 2.84 (t, 3H, J 6.9 Hz).

실시예 36Example 36

비스(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라(히드록시(Bis (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetra (hydroxy ²² HH ₂₂ -메틸))벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)-모노(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일))메틸-Methyl)) benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol-4-yl) -mono (8-ethoxycarbonyl- Tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxol-4-yl)) methyl

비스(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라(히드록시(²H₂-메틸))벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)-모노(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일))메탄올(5.07 g, 4.30 mmol)을 아르곤 환경 하에서 아세토니트릴(650 ml)중에 용해시킨다. 0℃로 냉각시킨 후, 트리플루오로메탄술폰산(2.2 ml)을 가한다. 3 분 동안 교반시킨 후, 아세토니트릴(90 ml)중에 용해되어 있는 염화 주석(II)(447 mg, 2.36 mmol)을 가한다. 1 분 후, NaH₂PO₄포화 수용액(200 ml)을 가한다. 수성상을 아세토니트릴 50 ml로 2회 세척하고, 합한 유기상을 건조하고(Na₂SO₄) 증발시킨다. 예비 HPLC로 정제하여 순수한 생성물 2.66 mg(53 %)을 얻는다.Bis (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetra (hydroxy ( ² H ₂ -methyl)) benzo [1,2-d: 4,5- Dithiol-4-yl) -mono (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis Oxol-4-yl)) methanol (5.07 g, 4.30 mmol) is dissolved in acetonitrile (650 ml) under an argon atmosphere. After cooling to 0 占 폚, trifluoromethanesulfonic acid (2.2 ml) was added. After stirring for 3 minutes, tin (II) chloride (447 mg, 2.36 mmol) dissolved in acetonitrile (90 ml) was added. After 1 min, a saturated aqueous NaH ₂ PO ₄ solution (200 ml) is added. The aqueous acetonitrile then washed twice with 50 ml and dry the combined organic phases (Na ₂ SO ₄₎ and evaporated. Purify by preparative HPLC to give 2.66 mg (53%) pure product.

ESR: (H₂O, 200 G) : 단일 피크, 선폭 268 mG.ESR: (H ₂ O, 200 G): single peak, line width 268 mG.

실시예 37Example 37

비스(8-카르복시-2,2,6,6-테트라(히드록시(Bis (8-carboxy-2,2,6,6-tetra (hydroxy ²² HH ₂₂ -메틸))벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)-모노(8-카르복시-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일))메틸 나트륨염-Methyl)) benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis (1,3) dithiol-4-yl) -mono (8-carboxy-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis (1,3) dioxol-4-yl)) methyl sodium salt

비스(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라(히드록시(²H₂-메틸))벤조[1,2-d:4,5-d']비스(1,3)디티올-4-일)-모노(8-에톡시카르보닐-2,2,6,6-테트라메틸벤조[1,2-d:4,5-d']-비스(1,3)디옥솔-4-일))메틸(7.48 g, 6.4 mmol)을 1 M NaOH 수용액(80 ml) 및 에탄올(80 ml)의 혼합물중에 용해시킨다. 이 용액을 15 분 동안 실온에서 교반시키고, 에탄올을 증발시켜 제거하고, 잔류물을 추가로 1 시간 동안 실온에서 교반시킨다. 증발시켜 거의 건조시킨 후, 순수한 산을 예비 HPLC, 이어서 동결 건조로 단리시킨다. 산은 물(50 ml)을 가하고 이어서 1 M NaOH 수용액으로 pH를 7로 조정하고 동결건조시킴으로써 대응 나트륨염으로 전환시킨다.Bis (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetra (hydroxy ( ² H ₂ -methyl)) benzo [1,2-d: 4,5- Dithiol-4-yl) -mono (8-ethoxycarbonyl-2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] - bis Oxol-4-yl)) methyl (7.48 g, 6.4 mmol) is dissolved in a mixture of 1 M aqueous NaOH solution (80 ml) and ethanol (80 ml). The solution is stirred for 15 minutes at room temperature, the ethanol is removed by evaporation and the residue is stirred for an additional 1 hour at room temperature. After evaporating to near dryness, the pure acid is isolated by preparative HPLC followed by lyophilization. The acid is converted to the corresponding sodium salt by adding water (50 ml), then adjusting the pH to 7 with 1 M NaOH aqueous solution and lyophilization.

수율 : 3.96 g(55 %).Yield: 3.96 g (55%).

ESR: (H₂O중 1 mM, 200 G) : 단일 피크, 선폭 60 mG.ESR: (1 mM in H ₂ O, 200 G): single peak, line width 60 mG.

Claims (12)

시료 내로 선폭이 400 mG 미만인 esr 전이의 생리학적으로 허용가능한 유리 라디칼을 유효량 도입시키는 단계, 상기 라디칼의 전자 스핀 공명 전이를 자극하도록 선택된 진폭 및 주파수의 방사선을 사용하여 상기 시료를 조사하는 단계, 적어도 제1, 제2 및 제3 조건 (상기 제1 및 제2 조건 하에서는 상기 방사선이 제1 주파수의 것이고 상기 제3 조건 하에서 상기 방사선이 상기 제1 주파수와는 다른 제2 주파수의 것이며 상기 제1, 제2 및 제3 조건 하에서 상기 방사선이 제1, 제2 및 제3 진폭의 것이고, 상기 제1 및 제2 진폭은 적어도 서로 다른 것임) 하에서 상기 시료로부터의 전자 스핀 공명 강화 자기 공명 신호를 검출하는 단계, 및 상기 검출된 신호를 조작함으로써 상기 시료 내의 산소 농도를 측정하는 단계를 포함하는 시료 내 산소 농도의 측정 방법.Introducing an effective amount of a physiologically acceptable free radical of an esr transfer having a line width of less than 400 mG into the sample, irradiating the sample with radiation of amplitude and frequency selected to stimulate the electron spin resonance transfer of the radical, Wherein the first, second and third conditions (under the first and second conditions, the radiation is at a first frequency and under the third condition the radiation is at a second frequency different from the first frequency, Wherein the first and second amplitudes are at least different from each other under the second and third conditions, wherein the radiation is of a first, second and third amplitude, and wherein the first and second amplitudes are at least different from each other And measuring the oxygen concentration in the sample by manipulating the detected signal. 제1항에 있어서, 상기 검출된 신호를 조작하는 단계가 상 데이터 세트를 만드는 것을 포함하는 것인 방법.2. The method of claim 1, wherein manipulating the detected signal comprises creating a phase data set. 제1항 또는 제2항에 있어서,3. The method according to claim 1 or 2, (a) VHF 전력 P_A, 조사 시간 T_VHF1및 온 공명 (△H＝0)에서 상기 시료의 제1 OMRI 상을 생성시키고;(a) generating a first OMRI image of the sample at VHF power P _A , irradiation time T _VHF1 and on resonance (? H = 0); (b) 제2 VHF 전력 P_B, 조사 시간 T_VHF1및 온 공명 (△H＝0)에서 상기 시료의 제2 OMRI 상을 생성시키고;(b) generating a second OMRI image of the sample at a second VHF power P _B , an irradiation time T _VHF1 and an on resonance (? H = 0); (c) VHF 전력 P_C, 조사 시간 T_VHF1및 오프 공명 (△H≠0)에서 상기 시료의 제3 OMRI 상을 생성시키고;(c) generating a third OMRI image of the sample at the VHF power P _C , the irradiation time T _VHF1 and the off resonance (H H ≠ 0); (d) 단계 (a) 내지 (c)에서 수득된 상들을 조작하고 생체외에서 측정된 매개 변수들을 사용하여 보정함으로써 상기 시료의 산소 상을 제공하는 것을 포함하는 방법.(d) manipulating the phases obtained in steps (a) - (c) and providing an oxygen phase of the sample by calibrating using in vitro measured parameters. 제3항에 있어서, 추가로 VHF 전력 P_A및 조사 시간 T_VHF2에서 제4 상을 생성시키고 VHF 조사 없이 제5 MR 상을 생성시키는 방법.4. The method of claim 3, further generating a fourth phase at a VHF power P _A and an irradiation time T _VHF2 and generating a fifth MR image without VHF irradiation. 제1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 시료의 고유 MR 상을 생성시키는 추가의 단계를 포함하는 방법.6. The method of any one of claims 1 to 5, further comprising the step of producing a native MR image of the sample. 제1항에 있어서, 상기 검출 신호의 조작 단계가 측정 esr 전이 포화도를 보크트 (Voigt) 함수에 대입하는 것을 포함하는 것인 방법.2. The method of claim 1, wherein the step of manipulating the detection signal comprises inserting the measured esr transition saturation into a Voigt function. 제1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생리학적으로 허용가능한 유리 라디칼이 세포외 유체 내로 분배되는 라디칼인 방법.7. A method according to any one of claims 1 to 6, wherein said physiologically acceptable free radical is a radical which is dispensed into an extracellular fluid. 제1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생리학적으로 허용가능한 유리 라디칼이 선폭 150 mG 미만의 esr 전이를 갖는 것인 방법.The method according to any one of claims 1 to 7, wherein said physiologically acceptable free radical has an esr transition less than 150 mG in line width. 제8항에 있어서, 상기 라디칼이 선폭 60 mG 미만의 esr 전이를 갖는 것인 방법.9. The method of claim 8, wherein the radical has an esr transition less than 60 mG line width. 제1항 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생리학적으로 허용가능한 유리 라디칼이 트리틸인 방법.10. The method of any one of claims 1 to 9 wherein said physiologically acceptable free radical is trityl. 제10항에 있어서, 상기 트리틸이 하기 일반식11. The compound according to claim 10, (상기 식 중 n은 0, 1, 2 또는 3이며, R₁은 카르복실기 또는 그의 유도체이고, R₂는 수소, 또는 임의의 히드록실화 또는 알콕실화 (여기서 알콕시기 그 자체는 히드록실화될 수 있음) C_1-6-알킬기임)의 트리틸 및 그의 염과 전구체 및 중수소화 유사체인 방법.(Wherein n is 0, 1, 2 or 3, R ₁ is a carboxyl group or a derivative thereof, R ₂ is hydrogen, or any hydroxylated or alkoxylated group wherein the alkoxy group itself can be hydroxylated Is a C _{1-6 -alkyl} group) and a precursor and a deuterated analogue thereof. 제10항에 있어서, 상기 트리틸이 하기 일반식11. The compound according to claim 10, 의 트리틸인 방법.Lt; / RTI &gt;