KR920002167B1 - 에스테르-치환된 디아민디티올을 포함하는 키트 및 방사성 약제 - Google Patents

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Description

에스테르-치환된 디아민디티올을 포함하는 키트 및 방사성 약제

본 발명은 에스테르-치환된 디아민디티올을 포함하는 키트(kit) 및 영장류에서의 영상화를 위한 목적기관으로의 방사성약제의 전달(delivery) 및 진단제로서 이들의 사용방법에 관한 것이다.

방사성약제 화합물은 수년간 진단 의학분야에서 사용되어 왔으며, 핵 의학 및 방사성 약제 연구분야의 숙련가에 있어서 진단제로 유용한 방사성약제의 필요조건은 익히 공지되어 있다. 간단히 말하면, 이러한 필요조건은 병원 또는 약국에서 효과적으로 제조가능하여야 하고; 목적기관에 방사성약제가 효율적으로 이송되어야 하며; 목적기관에 의한 방사성약제의 효율적인 적출(extraction), 즉 주변에 대한 목적기관의 적당한 비율이 진단 구별이 되도록 하여야 하며; 통상적인 방사능 모니터 장치를 이용하여 검출할 수 있도록 목적기관에서 적당히 체류하여야 한다.

방사성약제로서의 테크네튬(technetium)-99m의 디아민디티올 착화합물은 이미 기술되어 있다. 1985년 12월 4일에 공개된 보스 번스(Both Burns)등의 유럽 특허원 제163,119호 및 1986년 11월 5일에 공개된 쿵(Kung)등의 유럽 특허원 제200,211호에는 국부적인 뇌 혈류(regional cerebral blood flow)의 검출에 유용한 방사성약제로서 테크네튬-99m의 아민 유도화된 디아민디티올 착화합물의 용도가 기술되어 있다. 이들 착화합물은 포유류의 뇌로의 흡수가 적절하여 양호한 주변 대 목적 기관의 비율을 나타내지만, 뇌조직으로부터 빨리 삼출되므로 통상의 장치를 이용한 단일 광자 컴퓨터 토모그라피에 대한 그의 유용성을 제한한다.

1981년 8월 18일자로 허여된 린(Lin)의 미합중국 특허 제4,284,619호는 뇌 영상화제로서 에스테르의 용도를 기술하고 있다. 특별히 기술한 것은 요오드화 벤조산의 에스테르이다. 이러한 화합물은 뇌 체류시간이 불량하며, 5분 경과후 혈액에 대한 뇌의 비율이 모든 경우에 0.5미만이다.

데이비슨(Davison)등은 1985년 3월 27일자로 공개된 유럽 특허원 제 135,160호에서 신장 영상화제로서 테크네튬-99m의 각종 치환된 디아민디티올 착화합물의 용도를 기술하고 있다. 이러한 디아민디티올 리간드는 테크네튬과 음이온성 착화합물을 형성하고, 높은 신장 적출을 유도하지만, 이러한 착화합물상의 음전하는 적합한 뇌 적출의 전위를 없애버린다. 유사한 음이온성 착화합물이 1984년 4월 24일에 허여된 프리쯔버그(Fritzberg)의 미합중국 특허 제4,444,690호 및 1984년 2월 28일에 허여된 바이른(Byrne)등의 미합중국 특허 제4,434,151호, 1986년 2월 18일에 허여된 미합중국 특허 제4,571,430호 및 1986년 3월 11일에 허여된 미합중국 특허 제 4,575,556호에 기술되어 있다.

1984년 10월 31일자로 공개된 트로트너(Troutner)등의 유럽 특허원 제 123,504호에는 알킬렌 아민 옥심과의 중성 테크네튬-99m 착화합물, 및 국보적인 뇌 혈류량을 평가하기 위한 방사성 약제로서의 이들의 용도가 기술되어 있다. 이들 화합물은 적절한 뇌 적출을 나타낼 뿐만 아니라 포유동물의 뇌에서의 체류기간이 연장된다고 밝혀졌지만, 이들 착화합물은 방치시 친수성 착화합물로 전환되어, 국부적인 뇌혈류량을 평가하기 위한 방사성 약제로서는 더 이상 효과가 없다. 시간에 따라 이렇게 전환됨으로 인해, 방사성 약제는 제조후 30분 이내에 사용되어야 한다.

국부적인 뇌혈류량을 평가하기 위한 더욱 효과적인 방사성 약제를 위해서는 적절한 뇌 흡수, 뇌내에서의 적절한 체류, 혈류에 따르는 분포 및 제조후 임상적 환경에 적절한 안정성등의 필요한 특성을 합한 특성이 확실히 필요하다.

1957년 10월 22일자로 허여된 미합중국 특허 제2,810,753호에는 디-설프히드릴 알킬렌 디아민 폴리카복실산이 기술되어 있다. 이들 산의 일부는 본 발명의 에스테르-치환된 디아민디티올의 직접적인 전구체이다.

문헌[참조:Blondeau et al., can. J .Chem., 45, 49(1967)]에는 티아졸리딘을 환원적으로 이량체화하여 N,N'-1,2-에틸렌디일비스-L-시스테인 유도체를 수득하는 것에 관한 내용이 기술되어 있다.

디메틸에스테르 디하이드로 클로라이드로부터 제조된 N,N'-1,2-에틸렌디일비스-L-시스테인, 디메틸에스테르의 구리 착화합물은 하기 문헌에 특징적으로 기술되어 있다[참조:Bharadwaj et al., J. Am. Chem. Soc., 108, 1351(1986)].

본 발명은 약제학적으로 허용되는 멸균 형태로 존재하는 하기 일반식(A) 또는 (B)의 에스테르-치환된 디아민디티올 또는 이들의 약제학적으로 적합한 염을 제공한다.

상기 식에서, n,o 및 p는 독립적으로 1 또는 2이고, R₁내지 R₂₁는 서로 독립적으로 H, 탄소수 1 내지 10의 알킬 및 -A-COOR(여기에서 A는 탄소수 0 내지 10의 직쇄 또는 측쇄 알킬렌이고, R은 (a)탄소수 1내지 10의 알킬, (b) 각각 탄소수 1 내지 4의 알킬, 플루오로, 클로로, 브로모, 니트로, 탄소수 1 내지 4의 알콕시, 카복실, 및 탄소수 1내지 4의 카복실산 에스테르중에서 선택되는 5개 까지의 환 치환체에 의해 임의 치환된 페닐 또는 벤질, 또는 (c) N, 산소 및 S중에서 선택되는 헤테로원자 1 또는 2개를 함유하는 5-또는 6-원 헤테로사이클릭환이다)로 이루어진 그룹으로부터 선택되지만, 단 R₁내지 R₁₂중의 적어도 하나는 -A-COOR이다. 또한, 본 발명은 전술한 바와 같은 소정량의 약제학적으로 허용 가능한 멸균에스테르-치환된 디아민디티올과 미리 선택된 방사선 핵종(radionuclide)을 환원시키기 위한 소정량의 멸균, 비-발열성 환원제를 포함되는 키트(kit)도 제공한다.

본 발명은 일반식 -A-COOR[여기서, A와 R은 상기에서 정의한 바와 같다]의 에스테르 그룹을 적어도 1개 갖는 디아민디티올 리간드의 친지방성, 전하중성인 방사선핵종 착화합물을 필수적으로 함유하는 방사성약제를 또한 제공한다. 더욱이, 본 발명은 약제학적으로 적절한 담체중에 함유된 전술한 바와 같은 방사선약제를 포유동물에게 비경구적으로 투여하고, 조성물이 포유동물의 뇌 속에 위치할 정도로 충분한 시간이 경과한 후에 포유동물의 뇌를 방사선 영상화하는 것을 포함하는 방사선 영상화 방법을 제공한다.

본 발명의 목적으로 위하여, ＂친지방성＂은 완전한 혈액 뇌장벽(blood brain barrier intact)을 용이하게 넘는 방사성 약제, 즉, 착화합물을 1-옥탄올 및 염수(수중 0.9중량%)와 혼합하고 각 층으로 분배되는 착 화합물의 비율을 측정함으로써 결정할 때, 총 1-옥탄올/염수 분배계수가 0.5 내지 500, 바람직하게는 10 내지 300, 가장 바람직하게는 10 내지 100인 착화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.

본 발명에서 ＂디아민디티올＂이란 탄소원자 모두 또는 특정 탄소원자상에서 치환되거나 비치환될 수 있으며, 방사성 금속을 배위 결합시키기 위하여 두 개의 아민과 두 개의 티올을 이용하는 유기 리간드로 이해될 수 있다. 바람직한 디아민디티올은 1,10-디티아-4,7-디아자데칸, 1,12-디티아-5,8-디아자도데칸, 1,11-디티아-4,7-디아자운데칸 및 1,11-디티아-4,8-디아자운데칸을 포함한다. 디아민디티올은 비-아민화 디아민디티올이 바람직하다. ＂비-아민화＂는 디아민디티올중의 어떠한 탄소원자상에 어떠한 추가의 아민치환체가 존재하지 않는 것을 의미한다고 이해될 것이다.

방사성약제를 형성하기 위해서 사용되는 방사선핵종은 Tc, Ru, Cu, Co, Pt, Fe, Os, Ir, W, Re, Cr, Mo, Mn, Ni, Rh, Pd, Nb 및 Ta, 바람직하게는 Tc-99m의 방사성 동위원소들로부터 선택된다. 방사선핵종의 Tc O코어 형태의 테크네튬-99m인 경우, 디아민디티올중 하나의 아민은 방사성약제중에 탈양성자화되어 전기적으로 중성인 착화합물을 생성한다. 이러한 바람직한 화합물은 일반식(Ia) 및 (Ib)로 나타낼 수 있으며, 명백히 하기 위하여, 이들 중 단지 하나의 구조만을 이후의 명세서에서 기술하나 이들 둘은 대등한 것으로 이해되어야 한다. Tc O 코어 이외에, TcN 코어를 함유하는 착화합물이 형성될 수 있으며, 여기서, 디아민디티올 착화합물중의 두 개의 아민은 모두 양성자화된 상태이다. 따라서, 방사선 핵종이 테크네튬-99m인 경우, 수득되는 착화합물은 일반식(I) 및 (Ⅱ)로 표시된다 :

상기 식에서, R¹내지 R¹²는 서로 독립적으로 수소, C₁-C₆의 알킬 및 식 -A-COOR로 이루어지는 그룹으로부터 선택되며; n,o 및 p는 서로 독립적으로 1또는 2이고; 상기 식에서, R은 C₁-C₆의 알킬이며; A는 C₀-C₆의 직쇄 또는 측쇄 알킬렌이고, 단 적어도 하나의, 바람직하게는 4개 이하의 R¹내지 R¹²는 -A-COOR이다. 특히 바람직한 방사성 약제는 a) n,o 및 p가 1이거나; b) R 및 R¹내지 R¹²중 각 알킬의 탄소수가 1내지 3이거나; c) A가 탄소수 0 내지 3의 직쇄 알킬렌이거나; d) R³및 R¹⁰이 -A-COOR이고, R⁴및 R⁹이 H이거나; e) A가 결합, 즉 탄소수 0이고, R이 에틸이거나; 또는 f) A가 결합이고 그 결합이 디아민디티올 골격에 결합된 결합 위치에서의 입체화학이 L(또는 R-)인 디아민디티올로부터 제조된다.

본 발명의 범주내의 다른 테크네튬 방사성약제는 다음과 같은 일반식을 갖는다 :

상기 식에서, R₁내지 R₁₂는 상기에서 광범위하고 바람직하게 정의된 바와 같다. 주석 글루코헵토네이트 또는 염화 제1주석과 같은 제1주석염은 바람직한 환원제이다.

(1) N,N'-1,2-에틸렌디일비스-L-시스텐인, 디에틸에스테르; (2) N,N'-1,2-에틸렌디일비스-L-시스테인, 디메틸에스테르; (2) N,N'-1,2-에틸렌디일비스-L-시스테인, 디-n-프로필에스테르의 테크네튬-99m 착화합물이 특히 바람직하다.

본 발명의 디아민디티올 리간드는 적절하게 치환된(및 몇가지 경우에 보호된)아민, 티올, 및 아민티올 단편을 여러 가지 방법으로 커플링시킴으써 제조할 수 있다. 필요한 단편은 유기합성 분야의 숙련가에게 공지된 다양한 종류의 기술에 의해 제조할 수 있다. 하기의 반응 설명에서, R₁내지 R₁₂는 별도의 언급이 없는 한, 상기에서 기술한 바와 동일하다.

디아민디티올 형성 반응은 일반식(Ⅲ)의 치환된 티아졸리딘 또는 테트라하이드로-1,3-티아젠을 환원적으로 이량체화하여 일반식(Ⅳ)의 디아민디티올 산을 생성시키는 반응을 포함한다. 일반식(Ⅳ)의 화합물을 적절한 알콜 및 촉매와의 반응으로 에스테르화시켜 일반식(Ⅴ)의 에스테르 치환된 디아민디티올을 생성할 수 있다[반응도식 Ⅰ]. 에스테르-치환된 디아민디티올의 이러한 일반적인 합성은 블롱드(Blondeau)등의 문헌에 기재되어 있다[참조 : Can. J. Chem., 45, 49(1967)].

[반응도식 1]

특히, 일반식(Ⅲ)의 티아졸리딘 또는 테트라히드로-1,3-티아젠을 액체 암모니아중의 나트륨과 반응시킬 수 있으며, 촉매로서 기체 염화수소를 사용하여 메탄올 또는 에탄올과 에스테르화시켜 일반식(Ⅴ)의 화합물을 수득한다. 일반식(Ⅲ)의 티아졸리딘 및 테트라히드로-1,3-티아젠은 알데히드 또는 케톤과 아민-티올의 반응에 의해 제조된다[참조:M.T. Nagasawa et al., J. Med. Chem., 27, 591(1984)].

달리, 디아민디티올은 적당히 치환된(및 보호된) 일반식(Ⅶ)의 아미노티올과 글리옥살 또는 일반식(Ⅵ)의 1,2-디케톤 또는 1,3-디케톤 부분의 환원성 아미노화에 의해 제조될 수 있다(반응도식 2).

특별히, 분자 시브 등의 탄수화제 존재하에서 글리옥살 또는 케톤 부분을 보호된 에스테르 아민티올과 반응시켜, 일반식(Ⅷ)의 디아민 중간체가 보로하이드라이드 환원제로 환원되어 일반식(Ⅸ)의 보호된 디아미디티올이 수득된다.

[반응도식 2]

메톡시메틸, 메톡시에톡시메틸, p-메톡시벤질 또는 벤질을 포함하는, 다양한 보호 그룹도 황에 대하여 가능한 보호 그룹 P는 트리플루오로아세트산, 염화수은, 또는 액체 암모니아중의 나트륨 등의 유기합성의 공정에 대한 숙련가들에게 익히 공지된 적절한 방법에 의해 제거될 수 있다. 아세트아미도메틸 및 벤즈아미도메틸을 포함한 루이스산 불안정 그룹의 경우에서, P는 비결합 상태로 남겨질 수 있다. 루이스산 불안정 보호 그룹의 경우에 테크네튬의 리간드 표지는 그룹 P를 끊어서 보호된 디아민디티올과 대등한 비보호 형태로 되게할 것이다.

비대칭 디아민디티올 리간드의 제조를 위해, (X)등의 일반식(Ⅵ)의 보호 형태의 화합물은 하기(반응도식 3)의 단계식 결합 단계에서 사용될 수 있다.

[반응도식 3]

일반식(Ⅶ)의 보호된 아민티올은 일반식(X)의 화합물과 함께 환원적으로 아미노화시켜 일반식(XII)의 보호된 카보닐 화합물을 수득한다. 탈보호 반응후, 두 번째 아민티올(Ⅶ')과 함께 환원적으로 아미노화시켜 일반식(ⅩⅢ)의 비대칭 디아민디티올(Ⅶ')리간드를 형성하며, 이는 상기에서와 같이 적절한 방법에 의해 탈보호될 수 있다. 반응조건은 시판용 시약 또는 시판용 시약으로부터 용이하게 제조되는 시약으로 반응을 개시하는 반응도식 2의 환원적 아미노화와 실질적으로 동일하다.

아릴함유 디아민디티올은 디아민을 제공하는 반응도식 4에 나타난 바와 같이, 적절한 아민과 티올-치환된 벤즈알데하이드를 반응시켜 제조할 수 있다. 이들은 나트륨 보로하이드라이드와 같은 환원제와 함께 다시 디아민으로 환원될 수 있다. 달리, 알데하이드, 아민 및 시안화 친핵체는 스트랙커(strecker)합성법에 따라 반응시켜 비스-아미노-니트릴을 제조할 수 있다. 이 화합물이 가수분해될 경우 비스-아미노산이 수득된다. 상기에 언급한 바와 같은 적절한 방법에 의해 황이 탈보호된 후, 상기 방법에 의해 에스테르화되어 최종 화합물이 수득된다.

[반응도식 4]

본 발명의 방법에서 유용한, 특정의 디아민디티올에스테르 또는 이의 약제학적으로 적합한 염의 일반식은 다음과 같다 :

본 발명은 하기 실시예에 의해 보다 더 잘 이해될 것이며, 여기서, 부 및 %는 특별한 언급이 없는한 중량에 따르며, 온도는 섭씨이다.

[실시예 1]

N,N'-1,2-에틸렌디일비스-L-시스테인, 디에틸에스테르, 디하이드로 클로라이드의 합성

A부분 : (R)-티아졸리딘-4-카복실산, 나트륨의 합성

무수 에탄올 600ml중의 (R)-티아졸리딘-4-카복실산(45.0g, 0.338몰)에 수산화나트륨 펠렛(13.52g,0.338몰)을 가한다. 펠렛이 용해될때까지 슬러리를 교반시킨다(30분 내지 45분간). 회전 증발기상의 흡인기하에서 에탄올을 제거하고, 에탄올 300ml를 추가로 가한 다음 증발시키고 잔여의 백색고체를 고진공하에 밤새 정치하여 미량의 잔여 에탄올을 제거한다.

B부분 : N,N'-1,2-에틸렌디일비스-L-시스테인의 합성

가스 흡입구, 유리 패들이 달린 기계적 교반기 및 드라이아이스 냉각기가 장치된 1000ml 삼구 플라스크를 -78°로 냉각시키고 이 플라스크내로 450ml의 암모니아를 응축시킨다. 냉각욕을 제거하고 용액을 30분동안 가온시킨다. 나트륨 구형체(3 내지 8mm, 14g, 0.6몰)을 펜탄으로 세척하고 2-프로판올중에 10분 동안 침지시킨 다음 펜탄으로 2회 더 세척한다. 상기 A부분에서 제조된 티아졸리딘 나트륨염 총량을 한번에 암모니아에 가하고 상당히 급속도로 교반시킨다. 청색이 10분 동안 지속될 때까지 나트륨 구형체를 45 내지 60초의 첨가 간격을 두고 1회에 2 내지 3개를 가한다. 첨가시간은 45분이 소요되며 모든 나트륨이 사용되지는 않는다. 청색이 10분간 유지된 후, 고체 염화나트륨으로 반응을 정지시키고 냉각기를 제거한 다음, 온수욕의 보조로 암모니아를 질소하에 증발시킨다. 백색 고체 잔사를 400ml의 물중에 용해시키고 혼합물의 pH가 2가 될 때까지 농 HCl을 가한다. 슬러리를 1시간 동안 0°로 냉각시킨 다음 중형 다공 유리 프리트를 통해 흡인 여과시킨다. 고체를 물 200ml씩으로 2회 세척하고 항량이 수득될 때까지 (18 내지 24시간)진공하의 건조기내, 황산칼슘 상에서 건조시켜 융점이 230 내지 231°(분해, 214 내지 216°에서 검게 변하기 시작한다)인 백색 분말 31.8g(70%)을 수득 한다. 수득물질은 수성 염기를 제외한 모든 용매에 불용성이다.

C부분 : N,N'-1,2-에틸렌디일비스-L-시스테인, 디에틸에스테르, 디하이드로 클로라이드의 합성

B부분의 N,N'-1,2-에틸렌디일비스-L-시스테인(20.0g, 74.5몰)을 HCl 탱크의 가스 흡입구 튜브(2mm 직경의 보어에 연결된 테이퍼된-원통형 튜브), 기계적 교반기 및 HCl 포착 시스템에 연결된 가스배출구가 달린 냉각기가 장치된 2000ml 삼구 플라스크중의 무수 에탄올 1200ml 중에 슬러리화시킨다. 격렬한 교반이 개시되면서 HCl가스를 에탄올의 급속한 환류를 유지해줄 수 있는 속도로 버블링시킨다. 1.5시간 동안 가스를 계속 가한 다음, 추가로 2.5시간 동안 더 계속 환류시킨다. 이어서, 슬러리를 빙욕내에서 1시간동안 0°로 냉각시키고, 흡인여과(Whatman #1, Buchner funnel)시킨 다음 고체를 2×100ml의 냉각 에탄올로 세척하여 건조시킨 후 26.4g의 조 디에스테르(89%)를 수득한다.

에탄올 650ml중의 고체를 50°에서 교반시키면서 슬러리화시켜 일부의 물질을 결정화하고 80ml의 물을 가한다. 약간 혼탁한 용액을 급속히 흡인여과(Whatman #1)시키고 마개를 막은 다음 냉동기내에서 밤새 결정화한다. 물질을 여과하여 2×100ml의 냉각 에탄올로 세척하고 건조기내의 진공하에서 건조시켜 융점이 182°(분해)인 고체 19.56g(67%)를 수득한다.

D부분 : N,N'-1,2-에틸렌디일비스-L-시스테인, 디에틸에스테르, 디하이드로 클로라이드의 정제(본 단계는 적합한 용매 및 시약, 및 특별히 제조된 유리 시험기구 및 장치를 사용하여 GMP 조건하에서 수행한다)

탄산나트륨(58.38g, 0.55몰)을 질소 대기하에 기계적으로 교반시키면서 탈산소 멸균수 1200ml중에 용해시킨다. 이 용액에 N,N'-1,2-에틸렌디일비스-L-시스테인, 디에틸에스테르, 디하이드로 클로라이드(175g, 0.44몰) 및 디에틸에테르(400ml)를 차례로 가한다. 용액을 15분 동안 교반시키고 필요한 경우 탄산나트륨을 추가하고 더 가하여 pH를 8.5 내지 9.0으로 조정한다. 용액을 분리용 깔때기에 붓고 여러층을 분리한다. 수성 분획을 4×200ml의 디에틸에테르로 추출한다. 합한 에테르 추출물을 황산나트륨상에서 건조시키고 여과시킨 다음 회전 증발기상에서 감압하에 농축시킨다.

무수 에탄올(4300ml), 멸균수(520ml), 및 농 염산(103g)의 용액을 교반하면서 70℃까지 가열한다. 농축된 잔사를 이 용액에 가하고, 잔사를 함유하는 플라스크를 300ml 에탄올로 2회 헹군 다음, 이것을 뜨거운 용액에 다시 가한다. 용액이 투명할 때까지 가열을 계속하며, 이 시간에 유리 섬유 여과기(Whatman GF/D)를 통해 신속하게 흡인 여과한다. 용액을 함유하는 플라스크를 300ml 에탄올로 2회 헹군다음, 다시 여과기를 통해 이것을 여과시킨다. 여과된 용액을 마개로 막은 후 0℃에서 24시간 동안 정치시킨다. 얻어진 결정성 물질을 흡인여과(Whatman #1)하고, 에탄올로 2회 세척하고 디에틸에테르로 2회 세척한 후, 진공하에 건조시켜 N,N'-1,2-에틸렌디일비스-L-시스테인, 디메틸에스테르, 디하이드로 클로라이드의 고도로 정제된, 약제학적으로 허용되는 염을 수득한다. 수율은 140g(80%)이며, 융점은 182 내지 185℃(분해)이다.

[실시예 2]

N,N'-1,2-에틸렌디일비스-L-시스테인, 디메틸에스테르, 디하이드로 클로라이드의 합성

실시예 1, B부분에서와 같이 제조된 N,N'-에틸렌디일비스-L-시스테인(15.0g, 0.56몰)을 메탄올 500ml내에 슬러리화시키고 활발한 속도로 염산을 버블화시켜 메탄올을 환류하에 유지하면서 고체를 용해시킨다. 1시간의 기체 첨가후, 추가의 2시간 동안 용액을 환류시킨다. 1시간 동안 얼음 상에서 냉각하면 결정이 얻어진다. 여과 및 건조시켜 9.4g(47%)의 디메틸에스테르 디하이드로클로라이드(융점 188℃)를 얻는다. 이 물질의 정제과정은 실시예, D부분에 기술한 바와 같이 수행할 수 있다.

[실시예 3]

N,N'-1,1-에틸렌디일비스-D-(S-벤즈아미도메틸)페니실아민, 디메틸에스테르, 디하이드로 클로하이드의 합성

A부분 : S-벤즈아미도메틸-(S)-페니실아민 메틸에스테르의 합성(S)-페니실아민 메틸에스테르 하이드로클로라이드(1.0g, 5.0밀리몰)를 질소하에 순수한 트리플루오로아세트산(5ml)에 용해시킨다. 벤즈아미도 메탄올(0.76g, 5.0밀리몰)을 가하고 25℃에서 1시간 동안 용액을 교반한다. 용매를 회전식 증발기 상에서 증발시켜 결정성 트리플루오로아세테이트 염으로서 원하는 생성물을 얻는다. 더 이상 이것을 정제하지 않고, 유리 염기로 직접 전환시킨다. 고체를 물(10ml)에 용해시키고 기체 용출이 정지되고 pH＞8.5가 될 때까지 포화 중탄산나트륨을 가한다. 수용액을 에틸 아세테이트(15ml로 2회)로 추출하고, 황산나트륨 상에서 추출물을 건조하고, 여과하여, 증발시킨 다음 투명 오일로서 0.62g(42%)의 생성물을 수득한다.

B부분 : N,N'-1,2-에틸렌디일비스-D-(S-벤즈아미도메틸페니실아민), 디메틸에스테르, 디하이드로클로라이드의 합성

S-벤즈아미도메틸-(S)-페니실아민 메틸에스테르(0.3g, 1.0밀리몰)를 질소하게 3ml의 에탄올과 함께 플라스크에 넣는다. 분자체(10-12, 3A)를 플라스크내에 장치하여 글리옥살(40%수용액, 73mg, 0.5밀리몰)을 가한다. 교반하면서 상온에서 밤새동안 반응시키고 40℃에서 3시간 동안 반응시킨 후, 이 시간에 얻어진 슬러리를 여과하고 나트륨 시아노보로하이드라이드(1.29g, 2.05밀리몰)를 여과액에 가한다. 상온에서 4시간 동안 교반한 후, 용매를 증발시키고 잔사를 물(20ml)에 용해시켜 에틸아세테이트(15ml로 3회)로 추출한다. 수득된 이 용액을 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과하여 증발시킨다. 잔사를 플래쉬 크로마토그래피(70:30 에틸 아세테이트:헥산)에 의해 정제하고 적당한 분획(TLC로 측정)을 증발시킨다. pH＜1이 될 때까지 에탄올성 염화수소로 처리한 후 증발시키면 백색 고체로서 80mg(23%)의 생성물(융점 142 내지 145℃)이 얻어진다.

상술한 합성 방법을 사용하여, 제조할 수 있는 실시예 1 내지 3의 디아민디티올 및 다른 디아민디티올 화합물을 표 1에 나타내었다.

[표 1]

BZM=벤즈아미도메틸

반응도식 4에 설명한 합성방법을 사용하여 제조할 수 있는 다른 디아민디티올을 표 2에 나타내었다.

[표 2]

본 발명의 방사성 약제학적 착화합물은 적절한 환원제의 존재하에, 필요에 따라 수성 매질중에서 실온 내지 환류 온도 또는 보다 높은 온도에서 방사능 금속의 염 및 디아민디티올리간드를 혼합하여 용이하게 제조할 수 있으며, 대량(담체 첨가, 예를 들면⁹⁹Tc)농도 및 10^-6몰 농도미만의 미량(담체 비첨가, 예를 들면^99mTc)농도로 수득 및 단리할 수 있다.

약간의 경우 디아민디티올 리간드는 그 자체가 환원제로서 작용할 수 있으며, 따라서 별도의 환원제가 필요없게 된다. 필요 또는 바람직한 경우 적절한 별도의 환원제는 당분야의 숙련가들에게 익히 공지되어 있다. 반응은 사용하는 특정 시약의 특성에 따라 통상 1분 내지 2시간 후에 완료된다. 모든 테크네튬 방사성동위원소는 방사능이기 때문에 테크네튬의 경우만을 제외하고는, 방사성 표지된 착화합물은 출발 물질에서 상응하는 비-방사능 원소를 목적하는 방사선 핵종으로 간단히 치환시킴으로써 상응하는 비-방사능 디아민디티올 착화합물과 동일한 방법으로 제조한다.

예를 들면⁹⁹Tc 또는^99mTc과 같은 테크네튬의 경우에는, 본 발명에 따른 착화합물을 바람직하게는 페테크네테이트(Tc⁺⁷)를 수성 매질중에서 목적하는 디아민디티올과 혼합한 다음, 테크네튬을 환원시킬 수 있는 적절한 환원제를 반응 혼합물에 가함으로써 제조한다. 적절한 환원제에는 잘 알려진 바와 같이 알칼리 금속 디티오나이트, 제1주석염, 나트륨 보로하이드라이드 등이 있다.

본 발명의 디아민디티올 테크네튬 착화합물은 또한 예비 형성된 착화합물을 적절한 조건하에 과량의 리간드로 처리함으로써 이들 예비형성된 착화합물로부터 제조할 수 있다. 예를 들면 테크네튬-다이민디티올 착화물을 목적하는 디아민디티올 리간드를 Tc⁺⁵의 테트라할로-옥소 착화합물 또는 테크네튬-루코헵토네이트 착화합물 등과 반응시켜 제조할 수도 있다.

테크네튬으로부터의 최대 수율을 확보하기 위해 착화반응시 과량의, 즉 50 내지 100배 몰과량 또는 그 이상까지의 디아민디티올 리간드 및 과량의 환원제를 사용할 수 있다. 반응에 이어서 필요한 경우 결정화 또는 침전에 의해, 또는 종래의 크로마토그래피에 의해 반응 혼합물로부터 목적하는 착화합물을 분리할 수 있다.

본 발명에 따른 키트는 멸균 비-발열성 디아민디티올 리간드 및 필요에 따라 예비선택된 방사선 핵종을 환원시키기 위한 일정량의 환원제를 함유한다. 바람직하게는 그 와 같은 키트는 예정된 양의 멸균 디아민디티올 리간드 및 예정된 양의 예비선택된 방사선 핵종을 환원시킬 수 있는 예정된 양의 멸균 환원제를 함유한다. 디아민디티올 리간드 및 환원제는 가능하면 동결건조시켜 보관의 안정성을 용이하게 하는 것이 또한 바람직하다. 동결건조가 불가능할 경우 키트는 동결 보관 또는 실온에서 용액 상태로 보관할 수 있다. 방사선 핵종의 선택은 일반적으로 표지된 생성물의 최종 용도에 따른다. 물론 테크네튬-99m 발생제의 이용 가능성으로 보아 그와 같은 방사선 핵종이 특히 바람직하다.

본 발명의 한 태양에서, 대부분의 임상 실험실에서 이용가능한 등장염수증의 퍼테크네테이트 용액과 같이^99mTc의 공급물로부터 본 발명의 착화합물을 제조하기 위한 용도의 키트는 선택된 양의 퍼테크네테이트와 반응시키기 위한 목적하는 양의 선택된 리간드, 및 선택된 양의 퍼테크네테이트를 환원시켜 목적하는 착화합물을 형성하기에 충분한 양의 염화 제1주석과 같은 환원제를 함유한다.

본 발명에 따른 목적하는 Tc-99m 방사성 약제를 용이하게 제조하기 위해 바람직한 키트는 2개의 바이알로 구성된다. 제1바이알(A)는 리간드 안정성이 최적인 산성 pH에서 동결건조 형태로 제조된 에스테르 유도된 다이민디티올 리간드, 및 용이한 동결건조를 제공하기 위한 불활성 충진제(예 : 만니톨)를 함유한다. 제2바이알(B)는^99mTc를 목적하는 산화상태로 전환시키기에 적합한 환원제 및 불활성 충진제(예:만니톨)를 함유한다. 제2바이알은 대략 pH 9에서 동결건조시킨다. 바이알의 내용물이 멸균 염수와 함께 혼합되는 경우, 최적 pH 3.0 내지 5.0이 수득된다. 이는 디아민디티올 리간드와 환원된^99mTc의 최적 반응을 제공하여 목적하는 방사성 약제가 고수율 및 고순도로 제조된다. Tc-99m 방사성 약제를 고수율로 제조할 수 있는 한가지 방법은 다음과 같다 :

동결건조후 적합한 플러그(plug)를 제공하기 위해, 만니톨과 같은 적합한 불활성 충진제와 함께 에스테르-유도된 디아민디티올 리간드의 디하이드로클로라이드 염을 100㎍ 내지 2mg 이상의 농도로 함유하는 비-발열성 멸균 동결 건조된 물질로서 제1바이알(A)를 제조한다.

제2바이알(B)는 주석염(예:SnCl₂)과 같이 적합한 환원제를 5㎍ 내지 100㎍, 또는 그 이상의 농도로 함유하는 비-발열성 멸균 동결건조된 물질로서 제조한다. 바이알 B 또한 에틸렌 디아민 테트라아세트산(EDTA)과 같이 Sn(Ⅱ)을 안정화시키는 리간드를 100㎍ 내지 1.0mg, 또는 그 이상의 농도로 함유한다. 또한, 만니톨과 같은 벌크제(bulking agent)를 사용하여 동결건조에 도움을 줄 수도 있다.

본 발명에서 기재한 바와 같이,^99mTc 방사성 약제는 멸균주사용 물질을 제조하는 당해분야의 숙련가들에게 익히 알려진 멸균 방법을 사용하여 바이알(A) 및 (B)의 내용물을⁹⁹Mo/^99mTc 방사성 약제 발생기로부터의^99mTcO와 혼합함으로써 제조된다. 첨가된 발생기 용출액은 약 20 내지 50mci의 활성을 제공하여야 한다. 실온에서 15분 후, 본 명세서에 기재한 바와 같이,^99mTc디아민디티올 착화합물은 높은 방사화학적수율(예:＞80%)로 생성된다.

하기 예는 본 발명의 테크네튬-99m 착화합물의 제제를 예시한다.

이들 테크네튬-99m 착화합물은 기타 디아민디티올 리간드에 대한 문헌에 기술된 바와 유사한 표준조건을 사용하여 제조한다. 실시예 D의 착화합물을 제외한 모든 착화합물에 대하여 글루코스칸^TM키트(Glucoscan^TMKit; 나트륨 글루코헵토네이트 및 염화제 1주석의 혼합물)를⁹⁹Mo/^99mTc 방사선 핵종 생성기의 용출로 수득한^99mTcO^- ₄50 내지 150mci로 재구성한다. 수(0.2-1.0ml)중의 디아민디티올(1-10mg)을 가하고 혼합물을 1 내지 30분간 방치시킨다. 실시예 C, E 및 I의 착화합물의 경우에, 벤즈아미도메틸 보호그룹을 제거하기 위해 가온이 요구된다. 실시예 D의 착화합물에서는 문헌[참조:Baldas et al., Int.J. Appl. Radiat. Isot., 36, 133(1985)]에 따른 방법을 변형하여 사용한다. 생성기 용출물(100-200mci)을 회전증발로 건조시키고 15ml의 12M HCl에 이어서 15mg의 나트륨 아자이드를 교반시키면서 가한다. 5분간 방치한 후, 혼합물을 회전증발로 건조시키고 1ml의 완충용액(0.05M 인산 나트륨, pH 7.0)에 재용해 시킨다. 염수 0.2 내지 2ml중의 디아민디티올(1-10mg)을 상기로부터 수득한 잔사에 가하고 혼합물을 실온에서 1 내지 30분간 방치한 다음, 필요한 경우 가온하여 반응을 완결시킨다.

일단 착화합물을 제조하였으면, 이들을 브라운리 RP-8스페리 5(Brownlee RP-8 Spheri 5)컬럼상에서 용출제로서 0.05M암모늄 아세테이트(NH₄OAc)/메탄올을 성분비를 변화시키면서 사용하는 고압 액체 크로마토그래피로 정제한다. 용출제의 성분비는 통상적으로 초기에 20 내지 40%메탄올에서 출발하여 15분에 걸쳐 100%메탄올 이하로 변화시키고, 성분비 변화 출발지점에서 1 내지 10분간 초기에 유지시키며, 정제된 착화합들은 실온에서 회전증발시켜 용매로부터 분리한다.

이리하여 수득한 착화합물을 와트만 C-18 역-상 플레이트(Whatman C-18 reversed-phase plate)상에서 65%메탄올, 5% 테트라하이드로푸란, 10%아세토니트릴, 및 20% 0.5M NH₄OAc를 함유하는 용매 혼합물을 사용하는 박층 크로마토그래피로 그 순도를 평가한다. 모든 경우에, 방사화학적 순도는 90%이상이다. 염수중 착화합물 용액은 적어도 4시간 동안은 안정한 것으로 보인다.

착화합물을 통상적으로 염수 용액으로, 체중 70kg당 5 내지 100, 바람직하게는 5 내지 50밀리커리의 투여용량으로 정맥내 주사하고, 형상화하는 공지된 방법에 따라 수행한다.

[유용성]

전술한 착화합물은 붉은털 원숭이의 뇌 영상화 연구에 의한 국부적인 뇌 혈류량의 평가결과 방사성 약제로서의 잠재적 임상 유용성이 있는 것으로 평가되었다. 이들 연구로부터, 뇌 적출(% 주사용량), 및 뇌 체류(T1/2)를 결정한다.

[방법]

붉은털 원숭이 수컷에게 케트아민 하이드로클로라이드(10mg/kg) 및 아세프로마진 말레에이트(1mg/kg)의 혼합물을 근육내 주사하여 마취시키기전에 24시간 동안 먹이를 중단한다. 외부 복재한 정맥 카테테르를 통한 나트륨 펜토바르비톨(65mg/ml)의 후속 주사로 마취를 유지시킨다. 영상화 직전에 테크네튬-99m 착화합물 18 내지 22mci를 복재한 정맥 카테테르를 통하여 투여한다.

컴퓨터 디자인 및 어플리케이션(Computer Design and Applications:CDA)마이크로델타 책 의학용 컴퓨터(CDA, Waltham, MA)에 연결된 피커 디지털 다이나 카메라(Picker Digital Dyna Camera; Picker Int., Northford, Ct)를 사용하여 역동 평면 영상화(Dynamic planar imaging)를 수행한다. 영상화된 동물을, 카메라 시야의 중앙에서 좌측 위치에 동물의 머리가 오도록 환자 팰릿(pallet)상에 고정한다. 데이터는 2배율 주움 모드(zoom mode)를 사용하여 2시간 이하 동안 분당 한 프레임(frame)을, 64×64자(word)모드 매트릭스로 역동적으로 얻는다.

시간-활성 곡선은 최대 25 내지 45%사이의 총 밀도 변화를 나타내는 등고선으로 정의된 것으로 뇌를 에워싸는 흥미부위(region of interest; ROI)를 사용하여 수득한다. 기본(background)ROI는 뇌의 후두부바로 외부에 위치하며 뇌 ROI의 등고선에 따른다. 주사된 mci당 각 ROI에서 픽셀(pixel)당 총수는 실험에서 각각의 1분 영상에 대해 계산한다. POI 둘다에서의 총수는 자연붕괴 보정하고 기본 총수는 뇌 ROI층수에서 뺀다.

%주사 투여량(% I.D.)은 시간-활성 곡선의 결과를 사용하여 계산한다. mci당의 픽셀당 피크 총 수를 분당 피크붕괴로 전환한다. 뇌중의 붕괴수를 뇌중의 mci로 전환되고 뇌중의 %I.D.로 주어진 주사 투여량과 비교한다.

착화합물의 뇌중 체류시간은 반감기(t1/2)로 기술한다. 반감기의 계산은 상업적으로 구입할 수 있는 익스포넨셜 스트리핑 패키지(exponential stripping package) 및 비-선형 약물속도론 모델링 프로그램(pharmacokinetic modeling program; Statistical Cosultants, Inc. (1986) ＂PCNONLIN and NONLIN84; Software for the Statistical Analysis of Nonlinear Models ＂The American Statistician. Vol. 40,52)를 사용하여 수행한다. 붕괴속도의 초기 평가는 익스포넨셜 스트리핑 패키지를 사용하여 결정한다. 이들 평가는 붕괴 속도론 및 생물학적 T1/2의 결정을 위한 PCNONLIN 모델링 프로그램에 사용된다. 착화합물은 하나의 구획속도론에 따른다고 가정한다. 데이터가 이러한 가정을 뒷받침하지 않는다면 다중구획분석을 적용한다.

결과는 하기 표 2에 기록하였다.

[표 2]

괄호내 수치는 계산에 사용된 동물의 수이다.

1. 옥탄올/물 분배계수

2. 평면 영상화에 의해 결정된 치대% I.D

3. 뇌로부터의 계산된 방출 반감기.

국부적인 뇌 혈류량 평가를 위한 방사성약제의 기타 중요한 기준은 방사성 약제가 혈류의 함수로 분포된 것이다. 혈류 함수로서의 분포는 SPECT 영상분석으로부터 검증될 수 있다. 정규화된 SPECT 영상은^99mTc의 농도 및 분포 유형에 관한 정보를 얻기 위해 덴시토매트릭(densitometric)비디오를 기본으로 하는 카메라 시스템(LoatsAssoc., Westminster, MD)를 사용하여 분석한다. 뇌의 여러부분에서의 방사능 활성은 필름 흡수의 변화에 대해 양의 방향으로, 선형적으로 연관된다고 가정한다. 픽셀치당 뇌 면적 평균흡수를 계산한다. 뇌면적 ROI의 치환을 위한 신경해부학적 경계표는 인류의 뇌 양전자 방출 단층 촬영 환추골에 기초한다. 상이한 회색 면적(피질성 부분 및 시상) 및 백색대조 면적간의 흡수 비율은 투여후 약 50분 및 150분 측정한다.

이러한 분석은 실시예 A의 착화합물을 사용하여 수행한다. 결과는 표 3에 요약하였고, 2 내지 3 : 1의 회색/백색 비율이 실시예 A의 착화합물에서 관찰되었으며, 대뇌 혈류의 함수로서의 분포와 일치하였다.

[표 4]

수치는 흥미부위의 뇌량-측 뇌실(즉, 백색 대조 면적)에 대한 %흡수비율이다.

디아민디티올 방사성 착화합물, 특히 Tc-99m이라 명명된 것은 또한 시험관내에서 백색 혈 세포로 명명된 것으로 유용하다.

본 발명에 상세하게 기술된 디아민디티올 착화합물은 특히 포유동물에서 방사성 영상 뇌 살포액으로 유용하며, 아민화(N-함유) 그룹 및 당해 기술분야에 기술된 기타 그룹, 및 기타 특정화되지 않은 물질 및 조건도 이들이 본 발명의 잇점을 지닌다고 판단된다면 본 발명의 영역에 포함된다.

Claims (17)

1. 약제학적으로 허용되는 멸균형태의 일반식(A)의 에스테르-치환된 디아민디티올 소정량 및 테크네튬-99m 방사선핵종을 환원시키기 위한 멸균된 비-발열성 환원제 소정량을 포함하는 키트.

   상기 식에서, R¹내지 R¹²는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 3의 알킬 또는 -COOR(여기에서 R은 -CH₃, -C₂H₅또는 -C₃H₇이다)이고; n,o 및 p는 독립적으로 1이고; 단, 치환제 R¹내지 R¹²중 R³, R⁵, R⁷및 R¹⁰만이 -COOR일 수 있다.
2. 제1항에 있어서, 환원제가 테크네튬-99m을 환원시키기 위한 제1주석염인 키트.
3. 제2항에 있어서, 디아민디티올이 R³및 R¹⁰이 -COOR이고, R⁴및 R⁹가 수소인 디아민디티올인 키트.
4. 제2항에 있어서, 디아민디티올이 R이 에틸인 디아민디티올인 키트.
5. 제2항에 있어서, 디아민디티올이 n, o 및 p는 1이고, R³및 R¹⁰은 -COOR이고, R은 탄소수 1 내지 3의 알킬이고, R⁴및 R⁹는 수소이고, R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R¹¹및 R¹²는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬인 디아민디티올인 키트.
6. 제2항에 있어서, 디아민디티올이, -COOR이 디아민디티올 골격에 결합된 위치의 입체화학이 L인 디아민디티올인 키트.
7. 제2항에 있어서, 디아민디티올이 N,N'-1,2-에틸렌디일비스-L-시스테인, 디에틸에스테르, 디하이드로클로라이드인 약제학적으로 허용되는 멸균 디아민디티올인 키트.
8. 제2항에 있어서, 디아민디티올이 N,N'-1,2-에틸렌디일비스-L-시스테인, 디메틸에스테르, 디하이드로클로라이드인 약제학적으로 허용되는 멸균 디아민디티올인 키트.
9. 제2항에 있어서, 디아민디티올이 N,N'-1,2-에틸렌디일비스-L-시스테인, 디-n-프로필에스테르, 디하이드로클로라이드인 약제학적으로 허용되는 멸균 디아민디티올인 키트.
10. 약제학적으로 허용되는 멸균형태의 일반식(A)의 에스테르-치환된 디아민디티올 리간드의 친지방성, 전하중성 테크네튬-99m방사성핵종 착화합물을 필수적으로 함유하는 방사성 약제.

    상기 식에서, R¹내지 R¹²는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 3의 알킬 또는 -COOR(여기에서 R은 -CH₃, -C₂H₅또는 -C₃H₇이다)이고; n,o 및 p는 독립적으로 1이고; 단, 치환체 R¹내지 R¹²중 R³, R⁵, R⁷및 R¹⁰만이 -COOR일 수 있다.
11. 제10항에 있어서, R³및 R¹⁰은 -COOR이고, R⁴및 R⁹는 수소이며, n, o 및 p는 1인 방사성 약제.
12. 제10항에 있어서, R은 에칠인 방사성 약제.
13. 제10항에 있어서, -COOR이 디아민디티올 골격에 결합된 위치의 입체화학이 L인 방사성 약제.
14. 제10항에 있어서, n, o 및 p는 1이고, R³및 R¹⁰은 -COOR(여기서, R은 탄소수 1 내지 3의 알킬이다)이며, R⁴및 R⁹는 수소이고, R¹, R², R|⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R¹¹및 R¹²는 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬인 방사성 약제.
15. 제10항에 있어서, 디아민디티올이 N,N'-1,2-에틸렌-디일비스-L-시스테인, 디에틸에스테르인 방사성 약제.
16. 제10항에 있어서, 디아민디티올이 N,N'-1,2-에틸렌-디일비스-L-시스테인, 디메틸에스테르, 디하이드로클로라이드인 방사성 약제.
17. 제10항에 있어서, 디아민디티올이 N,N'-1,2-에틸렌-디일비스-L-시스테인, 디-n-프로필에스테르, 디하이드로클로라이드인 방사성 약제.