(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-26
(45)【発行日】2024-07-04
(54)【発明の名称】ハロゲン化コレステロール類似体、ならびにそれを作製および使用する方法
(51)【国際特許分類】
C07J 9/00 20060101AFI20240627BHJP
A61K 51/04 20060101ALI20240627BHJP
A61K 45/00 20060101ALI20240627BHJP
A61K 101/02 20060101ALN20240627BHJP
【FI】
C07J9/00 CSP
A61K51/04 200
A61K45/00
A61K101:02
(21)【出願番号】P 2021517770
(86)(22)【出願日】2019-09-27
(86)【国際出願番号】 US2019053379
(87)【国際公開番号】W WO2020069267
(87)【国際公開日】2020-04-02
【審査請求日】2022-09-27
(32)【優先日】2018-09-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(32)【優先日】2019-05-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】511000957
【氏名又は名称】ザ・リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・ミシガン
【氏名又は名称原語表記】THE REGENTS OF THE UNIVERSITY OF MICHIGAN
(73)【特許権者】
【識別番号】521125497
【氏名又は名称】ザ ユナイテッド ステイツ オブ アメリカ アズ リプリゼンティド バイ ザ デパートメント オブ ベテラン アフェアーズ
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100117019
【氏名又は名称】渡辺 陽一
(74)【代理人】
【識別番号】100141977
【氏名又は名称】中島 勝
(74)【代理人】
【識別番号】100138210
【氏名又は名称】池田 達則
(74)【代理人】
【識別番号】100134784
【氏名又は名称】中村 和美
(72)【発明者】
【氏名】ベンジャミン エル.ビグリアンティ
(72)【発明者】
【氏名】アレン エフ.ブルックス
(72)【発明者】
【氏名】ピーター ジェイ.エイチ.スコット
(72)【発明者】
【氏名】スティーブン トンプソン
(72)【発明者】
【氏名】ステファン バーフーグ
(72)【発明者】
【氏名】ミルトン ディー.グロス
(72)【発明者】
【氏名】ウェイド ピー.ウィントン
【審査官】前田 憲彦
(56)【参考文献】
【文献】特開昭60-011499(JP,A)
【文献】特表2010-506140(JP,A)
【文献】Chemical & Pharmaceutical Bulletin,1976年,24(6),P.1398-1400
【文献】Steroids,1977年,30(4),P.511-519
【文献】REGISTRY(STN)[online],2010-1984年[検索日 2023.8.17] CAS 登録番号1258216-18-0,1096126-14-5,848668-15-5,277329-62-1,277329-35-8, 30656-73-6,14956-18-4
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C07J 9/
A61K 51/
A61K 45/
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(I)の構造:
【化1】
(式中、
R
1がOHまたはOPであり、
R
2が存在する場合、OHまたはXであり、
R
3
がCH
2-X、またはCH
2-LGであり、
R
4が存在する場合、C
1~6アルキル、C
1~6アルキレン-X、またはC
1~6アルキレン-LGであり、
Xがハロゲンであり、
Pがアルコール保護基であり、
LGが
トシル、メシル、およびトリフラートからなる群から選択される脱離基であり、
結合Aおよび結合Bの各々が単一結合または二重結合であり、結合Aおよび結合Bのうちの一方のみが二重結合であり得るが、
但し、
LGが存在する場合、少なくとも1つの
Xが存在することを条件とし
、R
1がOPであ
る。)
の化合物であって、
前記化合物が、
【化2】
ではない、化合物。
【請求項2】
Xが、FまたはIである、請求項1に記載の化合物。
【請求項3】
Xが、
18Fである、請求項2に記載の化合物。
【請求項4】
Xが、
124Iまたは
131Iである、請求項2に記載の化合物。
【請求項5】
R
1が、OHである、請求項1~4のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項6】
R
1が、OPである、請求項1~4のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項7】
Pが、ピバロイル、アセトキシ、THP、またはMOMである、請求項6に記載の化合物。
【請求項8】
Pが、THPまたはMOMである、請求項7に記載の化合物。
【請求項9】
R
2が、Xである、請求項1~8のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項10】
R
3が
、CH
2-Xである、請求項1~8のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項11】
R
4が、C
1~6アルキレン-Xである、請求項1~8のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項12】
R
3が、CH
2-LGである、請求項1~9および11のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項13】
R
4が、C
1~6アルキレン-LGである、請求項1~10のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項14】
LGが、トシルまたはメシルである、請求項
1に記載の化合物。
【請求項15】
Aが、二重結合である、請求項1~
14のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項16】
Bが、二重結合である、請求項1~
14のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項17】
AおよびBの各々が、単結合である、請求項1~
14のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項18】
【化3】
【化4】
からなる群から選択される構造を有する、請求項1に記載の化合物。
【請求項19】
【化5】
からなる群から選択される構造を有する、請求項
18に記載の化合物。
【請求項20】
【化6】
からなる群から選択される構造を有する、請求項
18に記載の化合物。
【請求項21】
請求項
1に記載の化合物を
含む、画像診断
において使用される組成物であって、前記組成物が対象に投与される、組成物。
【請求項22】
前記画像診
断が、陽電子放出断層撮影(PET)、陽電子放出断層撮影/コンピューター断層撮影(PET/CT)、陽電子放出断層撮影/磁気共鳴画像(PET/MRI)、単一光子放出コンピューター化断層撮影(SPECT)、および単一光子放出コンピューター化断層撮影/コンピューター断層撮影(SPECT/CT)からなる群から選択される、請求項
21に記載の
組成物。
【請求項23】
前記対象が、クッシング症候群、原発性アルドステロン症、アンドロゲン過剰症、腺腫、褐色細胞腫、アテローム性動脈硬化症、コレステロール代謝および分布の障害、または異所性コレステロール生成に罹患しているか、または罹患している疑いがある、請求項
21または
22に記載の
組成物。
【請求項24】
前記腺腫が、副腎腺腫である、請求項
23に記載の
組成物。
【請求項25】
前記アテローム性動脈硬化症が、不安定プラークを含む、請求項
23に記載の
組成物。
【請求項26】
前記対象が不安定プラークを有し、前記画像
診断が前記不安定プラークを識別する、請求項
25に記載の
組成物。
【請求項27】
前記対象が、前記化合物の投与後
、0.5時間
~7日の範囲の時点で前記画像診断に供される、請求項
21~
26のいずれか一項に記載の
組成物。
【請求項28】
前記対象が、前記化合物の投与後
、0.1時間
~12時間の範囲の時点で前記画像診断に供される、請求項
21~
26のいずれか一項に記載の
組成物。
【請求項29】
前記化合物の投与前に、前
記対象
に薬物またはステロイド
がさらに投与
される、請求項
21~
28のいずれか一項に記載の
組成物。
【請求項30】
前記対象が、Akt関連障害に罹患しているか、または罹患している疑いがある、請求項
21~
29のいずれか一項に記載の
組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
政府支援に関する記述
本発明は、米国国立衛生研究所によって授与されたEB021155の下で、政府の支援を受けてなされた。政府は、本発明におけるある特定の権利を有する。
【背景技術】
【0002】
単一光子放出コンピューター化断層撮影(SPECT)および陽電子放出断層撮影(PET)などの医用画像技術は、内部診断医学において有用なツールである。これらの技術は、造影剤を含有する放射性核種を利用し、複雑な検出器によって検出され、計算技術と組み合わされて、内臓および特徴の三次元画像を現像する。一般的に言えば、PETは、SPECTよりも大幅に高い解像度(それぞれ、5~7mm対12~15mm)である画像を提供する。さらに、PETは最近、SPECTでは達成されなかった医用画像の定量化を可能にするように適合された。
【0003】
ヨウ素-131は、SPECTベースの画像に使用される比較的一般的な放射性核種である。約8日の半減期を有するヨウ素-131は、甲状腺機能亢進症または甲状腺癌の治療などの治療用途によく使用される。ヨウ素-124もPETプローブとして有用である。
【0004】
PETに最も一般的に使用される放射性同位体はフッ素-18であり、これは、高解像度画像(組織内で約2.5mm)および放射性リガンド結合の最小限の摂動という利点を提供する。これらの利点にもかかわらず、新規18F放射性トレーサーの開発は、特に18Fの比較的短い半減期(t1/2=110分)を考慮すると、現在、一般的で効果的な放射性フッ素化法の不足によって妨げられている。臨床的な画像材料を提供するのに十分な速度、選択性、収率、放射化学的純度、および再現性を有する有機分子に18Fを組み込むためのいくつかの堅牢な合成手順が現在存在する。電子が豊富な芳香族基質の後期求核[18F]フッ素化のための直接的な方法は、PETのコミュニティでは依然として特に長年の課題である。
【0005】
構造を以下に示すI-131-6B-ヨードメチル-19-ノルコレスト-5-(10)-エン-3B-オール(「NP-59」)は、1970年代に開発されたコレステロール類似体であり、SPECT画像用途に従来使用されている。NP-59はコレステロール類似体であるため、コレステロールが豊富な組織および特徴に蓄積し得る。
【化1】
【0006】
NP-59の1つの使用は、特に副腎腺腫を識別する場合の副腎皮質の医用画像である。副腎皮質は、前駆体コレステロールからストレス応答ホルモンである糖質コルチコイドおよびミネラルコルチコイドを生成することによって、ストレス応答を仲介する。したがって、皮質は、コレステロールの著しい取り込みを必要とし、これによって、皮質の画像化において、NP-59などの放射性トレーサー標識コレステロール類似体の使用が可能になる。
【0007】
副腎腺腫は副腎皮質の良性腫瘍であり、腫瘍内でのコレステロールの過剰な取り込みおよび貯蔵の結果として、黄色でワックス状になることがよくある。これらの腫瘍は、ステロイドの糖質コルチコイドおよびミネラルコルチコイドを過剰生成し、いくつかの場合においてクッシング症候群をもたらし得る。腺腫の画像化は、NP-59などのコレステロール類似体の過剰な取り込みおよび貯蔵によって可能になる。
【0008】
不安定プラークは、動脈壁に蓄積する白血球およびコレステロールを含む脂質の集まりである。プラークは一般に、不安定で破裂しやすく、心臓発作または脳卒中などの悲惨な健康への結果を有し得る。これらのプラークの効果的な識別およびモニタリングは、厄介なプラークの場合に早期の介入を可能にする可能性があるため、健康上の結果を大幅に向上させる可能性がある。
【0009】
これらのプラークの検出は、ストレステストまたは血管造影のような一般的な心臓技術ではそれらを識別できない傾向があるため、歴史的に困難であった。血管内超音波、サーモグラフィー、近赤外分光法、および心臓CT血管造影は、これらのプラークを識別するうえでますます一般的になっている。
【0010】
これらのプラーク内のコレステロールの有病率を考えると、コレステロール類似体放射性トレーサー生体分子は、SPECTまたはPETなどの高度な技術でプラークを画像化するための魅力的な手段を提供し得る。
【発明の概要】
【0011】
第1の態様において、本開示は、式(I)の構造を有する化合物を提供し、
【0012】
【0013】
式中、
R1がOHまたはOPであり、
R2が存在する場合、OHまたはXであり、
R3がH、OH、X、CH2-X、またはCH2-LGであり、
R4が存在する場合、C1~6アルキル、C1~6アルキレン-X、またはC1~6アルキレン-LGであり、
Xがハロゲンであり、
Pがアルコール保護基であり、
LGが脱離基であり、
結合Aおよび結合Bの各々が単一結合または二重結合であり、結合Aおよび結合Bのうちの一方のみが二重結合であり得るが、
但し、
少なくとも1つのXまたはLGが存在することを条件とし、LGが存在する場合、R1がOPであり、
R2およびR3のうちの一方がFであり、他方がOHである場合、Fは18Fであり、本化合物は、
【0014】
【0015】
ではない。
【0016】
別の態様において、本開示は、式(II)の構造を有する化合物を調製する方法を提供し、
【0017】
【0018】
式中、Xは18F、76Br、または77Brであり、式(II)の化合物を形成するのに十分な条件下で5,6-エポキシコレステロールと放射性標識源とを混合することを含む。
【0019】
さらに別の態様において、本開示は、エポキシドを金属触媒およびフッ素-18源と混合して、α,β-ヒドロキシフッ化化合物を形成することを含む方法を提供し、フッ素-18源は、H-18Fを含む。
【0020】
別の態様において、本開示は、コレステロールと塩化ピバロイルとを混合して、コレスト-5-エン-3-ピバロエートを形成することと、コレスト-5-エン-3-ピバロエートをN-ブロモアセトアミドと反応させて、5-ブロモコレスタン-6-ヒドロキシ-3-ピバロエートを形成することと、5-ブロモコレスタン-6-ヒドロキシ-3-ピバロエートを四酢酸鉛と反応させて、5-ブロモコレスタン-6(19)-オキソ-3-ピバロエートを形成することと、5-ブロモコレスタン-6(19)-オキソ-3-ピバロエートを活性化亜鉛と反応させて、コレスト-5-エン-19-ヒドロキシ-3-ピバロエートを形成することと、コレスト-5-エン-19-ヒドロキシ-3-ピバロエートを塩化メシル、次いで酢酸カリウムと反応させて、(3S,5R,10S,13R,17R)-6-ヒドロキシ-13-メチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)テトラデカヒドロ-6H-5,10-メタノシクロペンタ[a]フェナントレン-3-イルピバロエートを形成することと、(3S,5R,10S,13R,17R)-6-ヒドロキシ-13-メチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)テトラデカヒドロ-6H-5,10-メタノシクロペンタ[a]フェナントレン-3-イルピバロエートを三フッ化ホウ素およびメタンスルホン酸と反応させて、6-メチル(メタンスルホニル)-19-ノルコレスト-5(10)-エン-3-イルピバロエートを形成することと、を含む方法を提供する。
【0021】
さらなる態様および利点は、以下の詳細な説明の考察から当業者に明らかとなるであろう。以下の説明は、特定の実施形態を含むが、それらは、本開示が例示であり、本明細書に記載の特定の実施形態に本発明を限定することを意図するものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【
図1】
図1は、
18F-放射性標識NP-59の注射後60分に撮ったBL6対照マウスおよびApoEマウスのPET画像を示す。
【発明を実施するための形態】
【0023】
ハロゲン化コレステロール類似体が本明細書で提供され、それを作製および使用する方法を含む。特に、ハロゲン化コレステロール類似体は、フッ素化およびヨウ素化されており、例えば、放射性フッ素化および放射性ヨウ素化されたコレステロール類似体である。
【0024】
周知の造影剤NP-59、ヨウ素化コレステロール類似体は、副腎皮質を機能的に描写するために開発され、クッシング症候群、原発性アルドステロン症、アンドロゲン過剰症を有する患者の副腎の腺腫および癌腫の機能的特徴付け、ならびにそうでなければ「副腎」新生物の内分泌分泌状態を特徴付けるために使用される。放射性ヨウ素-131で標識した場合、NP-59は、望ましくない長さの生物学的半減期を有し、画像の解像度は限定される。これらの限定にもかかわらず、NP-59は、ヨーロッパおよびアジアで継続して使用されている。単一光子放出断層撮影(SPECT)による他のヨウ素同位体の置換は、放射線量を軽減するために使用されてきたが、画像プロトコルは依然として数日間の画像プロトコルを必要とする。放射性ヨウ素-124によるPET画像は、実質的に改善された画像解像度を有するPETの同時検出の利点を有するが、ヨウ素-124(β+26%対18Fによる124I崩壊、97%)の低い陽電子出力によって限定され、画質を低下させるノイズ、および望ましくない高線量測定をもたらす。あるいは、フッ素-18は、高いPET画像の空間解像度を維持しながら、β+による崩壊のパーセンテージが高い、より好ましい物理的特徴を有する。さらに、ヨウ素置換用のフッ素は、他の薬剤でより短い生物学的半減期が示されており、非標的バックグラウンド組織からのより迅速なクリアランスが、早期の診断品質の画像再構成および臨床画像の解釈を容易にすることが示されている。
【0025】
本明細書に記載の化合物は、式(I)の構造を有し、
【0026】
【0027】
式中、置換基は、以下に詳細に記載される。
【0028】
本明細書に記載の化合物は、様々な病状に関連するコレステロール代謝を画像化するために使用され得る。本化合物が、例えば、18Fまたは124Iの放射性標識である場合、それらは、例えば、PET画像、画質、および1人の患者の訪問に対する手順の短縮化による診断精度を改善させるために有用であり得る。
【0029】
化学的定義
本明細書で使用される場合、「アルキル」という用語は、直鎖状および分岐状飽和炭化水素基を指す。Cnという用語は、アルキル基が「n」個の炭素原子を有することを意味する。例えば、C4アルキルは、4個の炭素原子を有するアルキル基を指す。C1~6アルキルは、全範囲(すなわち、1~6個の炭素原子)、ならびに全てのサブグループ(例えば、2~6、1~5、3~6、1、2、3、4、5、および6個の炭素原子)を包含する炭素原子の数を有するアルキル基を指す。アルキル基の非限定的な例には、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル(2-メチルプロピル)、およびt-ブチル(1,1-ジメチルエチル)が含まれる。別途指示されない限り、アルキル基は、非置換アルキル基または置換アルキル基であり得る。
【0030】
本明細書で使用されるとき、「アルキレン」という用語は、二価の飽和脂肪族ラジカルを指す。Cnという用語は、アルキレン基が「n」個の炭素原子を有することを意味する。例えば、C1~6アルキレンは、「アルキル」基について前述されるように、全範囲、ならびに全てのサブグループを包含する炭素原子の数を有するアルキレン基を指す。
【0031】
本明細書で使用される場合、「エポキシ」または「エポキシド」という用語は、その骨格が2個の炭素原子および酸素原子を含む3員環を指す。
【0032】
本明細書で使用される場合、「ハロゲン」という用語は、フッ素、塩素、臭素、およびヨウ素を指す。いくつかの場合において、ハロは、放射性ハロゲンである。放射性ハロゲンの例には、フッ素-18、塩素-37、臭素-77、およびヨウ素-124、ヨウ素-131が含まれるが、これらに限定されない。
【0033】
本明細書で使用される場合、「脱離基」という用語は、化学反応において別の原子または部分によって置換されることができる任意の原子または部分を指す。好適な脱離基の例には、ジアルキルエーテル、トリフラート、トシル、メシル、およびハロゲンが含まれるが、これらに限定されない。
【0034】
本明細書で使用される場合、「アルコール保護基」という用語は、その後の化学反応で化学選択性を得て、ある特定の条件下でアルコール基の修飾を防ぐために、アルコール(すなわち、ヒドロキシル)基の化学修飾によって分子に導入される基を指す。好適なアルコール保護基の例には、メチル、t-ブチルオキシカルボニル(Boc)、メトキシルメチル(MOM)、メチルチオメチル(MTM)、t-ブチルチオメチル、(フェニルジメチルシリル)メトキシメチル(SMOM)、ベンジルオキシメチル(BOM)、p-メトキシベンジルオキシメチル(PMBM)、(4-メトキシフェノキシ)メチル(p-AOM)、グアヤコールメチル(GUM)、t-ブトキシメチル、4-ペンテニルオキシメチル(POM)、シロキシメチル、2-メトキシエトキシメチル(MEM)、2,2,2-トリクロロエトキシメチル、ビス(2-クロロエトキシ)メチル、2-(トリメチルシリル)エトキシメチル(SEMOR)、テトラヒドロピラニル(THP)、3-ブロモテトラヒドロピラニル、テトラヒドロチオピラニル、1-メトキシシクロヘキシル、4-メトキシテトラヒドロピラニル(MTHP)、4-メトキシテトラヒドロチオピラニル、4-メトキシテトラヒドロチオピラニルS,S-ジオキシド、1-[(2-クロロ-4-メチル)フェニル]-4-メトキシピペリジン-4-イル(CTMP)、1,4-ジオキサン-2-イル、テトラヒドロフランイル、テトラヒドロチオフラニル、2,3,3a,4,5,6,7,7a-オクタヒドロ-7,8,8-トリメチル-4,7-メタノベンゾフラン-2-イル、1-エトキシエチル、1-(2-クロロエトキシ)エチル、1-メチル-1-メトキシエチル、1-メチル-1-ベンジルオキシエチル、1-メチル-1-ベンジルオキシ-2-フルオロエチル、2,2,2-トリクロロエチル、2-トリメチルシリルエチル、2-(フェニルセレニル)エチル、t-ブチル、アリル、p-クロロフェニル、p-メトキシフェニル、2,4-ジニトロフェニル、ベンジル(Bn)、p-メトキシベンジル、3,4-ジメトキシベンジル、o-ニトロベンジル、p-ニトロベンジル、p-ハロベンジル、2,6-ジクロロベンジル、p-シアノベンジル、p-フェニルベンジル、2-ピコリル、4-ピコリル、3-メチル-2-ピコリルN-オキシド、ジフェニルメチル、p,p’-ジニトロベンズヒドリル、5-ジベンゾスベリル、トリフェニルメチル、α-ナフチルジフェニルメチル、p-メトキシフェニルジフェニルメチル、ジ(p-メトキシフェニル)フェニルメチル、トリ(p-メトキシフェニル)メチル、4-(4’-ブロモフェナシルオキシフェニル)ジフェニルメチル、4,4’,4’’-トリス(4,5-ジクロロフタルイミドフェニル)メチル、4,4’,4’’-トリス(レブリノイルオキシフェニル)メチル、4,4’,4’’-トリス(ベンゾイルオキシフェニル)メチル、3-(イミダゾール-1-イル)ビス(4’,4’’-ジメトキシフェニル)メチル、1,1-ビス(4-メトキシフェニル)-1’-ピレニルメチル、9-アントリル、9-(9-フェニル)キサンテニル、9-(9-フェニル-10-オキソ)アントリル、1,3-ベンゾジスルフラン-2-イル、ベンズイソチアゾリルS,S-ジオキシド、トリメチルシリル(TMS)、トリエチルシリル(TES)、トリイソプロピルシリル(TIPS)、ジメチルイソプロピルシリル(IPDMS)、ジエチルイソプロピルシリル(DEIPS)、ジメチルテキシルシリル、t-ブチルジメチルシリル(TBDMSまたはTBS)、t-ブチルジフェニルシリル(TBDPS)、トリベンジルシリル、トリ-p-キシリルシリル、トリフェニルシリル、ジフェニルメチルシリル(DPMS)、t-ブチルメトキシフェニルシリル(TBMPS)、ホルメート、ベンゾイルホルメート、アセテート、クロロアセテート、ジクロロアセテート、トリクロロアセテート、トリフルオロアセテート、メトキシアセテート、トリフェニルメトキシアセテート、フェノキシアセテート、p-クロロフェノキシアセテート、3-フェニルプロピオネート、4-オキソペンタノエート(レブリネート)、4,4-(エチレンジチオ)ペンタノエート(レブリノイルジチオアセタール)、ピバロエート、アダマントエート、クロトネート、4-メトキシクロトネート、ベンゾエート、p-フェニルベンゾエート、2,4,6-トリメチルベンゾエート(メシトエート)、アルキルメチルカーボネート、9-フルオレニルメチルカーボネート(Fmoc)、アルキルエチルカーボネート、アルキル2,2,2-トリクロロエチルカーボネート(Troc)、2-(トリメチルシリル)エチルカーボネート(TMSEC)、2-(フェニルスルホニル)エチルカーボネート(Psec)、2-(トリフェニルホスホニオ)エチルカーボネート(Peoc)、アルキルイソブチルカーボネート、アルキルビニルカーボネートアルキルアリルカーボネート、アルキルpニトロフェニルカーボネート、アルキルベンジルカーボネート、アルキルp-メトキシベンジルカーボネート、アルキル3,4-ジメトキシベンジルカーボネート、アルキルo-ニトロベンジルカーボネート、アルキルp-ニトロベンジルカーボネート、アルキルS-ベンジルチオカーボネート、4-エトキシ-1-ナフチルカーボネート、メチルジチオカーボネート、2-ヨードベンゾエート、4-アジドブチレート、4-ニトロ-4-メチルペンタノエート、o-(ジブロモメチル)ベンゾエート、2-ホルミルベンゼンスルホネート、2-(メチルチオメトキシ)エチル、4-(メチルチオメトキシ)ブチレート、2-(メチルチオメトキシメチル)ベンゾエート、2,6-ジクロロ-4-メチルフェノキシアセテート、2,6-ジクロロ-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノキシアセテート、2,4-ビス(1,1-ジメチルプロピル)フェノキシアセテート、クロロジフェニルアセテート、イソブチレート、モノスクシノエート、(E)-2-メチル-2-ブテノエート、o-(メトキシアシル)ベンゾエート、アルファ-ナフトエート、ニトレート、アルキルN,N,N,N’-テトラメチルホスホロジアミデート、アルキルN-フェニルカルバメート、ボレート、ジメチルホスフィノチオイル、アルキル2,4-ジニトロフェニルスルフェネート、サルフェート、メタンスルホネート(メシル)、ベンジルスルホネート、およびトシル(Ts)が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの場合において、アルコール保護基は、シメトキシメチルエーテル(MOM)、テトラヒドロピラニルエーテル(THP)、t-ブチルエーテル、アリルエーテル、ベンジルエーテル、t-ブチルジメチルシリルエーテル(TBDMS)、t-ブチルジフェニルシリルエーテル(TBDPS)、アセトキシ、ピバル酸エステル、または安息香酸エステル。いくつかの場合において、アルコール保護基は、MOMまたはTHPである。
【0035】
コレステロール類似体
式Iの構造を有する化合物が本明細書で提供され、式中、
【0036】
【0037】
R1がOHまたはOPであり、
R2が存在する場合、OHまたはXであり、
R3がH、OH、X、CH2-X、またはCH2-LGであり、
R4が存在する場合、C1~6アルキル、C1~6アルキレン-X、またはC1~6アルキレン-LGであり、
Xがハロゲンであり、Pがアルコール保護基であり、
LGが脱離基であり、
結合Aおよび結合Bの各々が単一結合または二重結合であり、結合Aおよび結合Bのうちの一方のみが二重結合であり得るが、
但し、
少なくとも1つのXまたはLGが存在することを条件とし、LGが存在する場合、R1がOPであり、
R2およびR3のうちの一方がFであり、他方がOHである場合、Fは18Fであり、
本化合物は、
【0038】
【0039】
ではない。
【0040】
本明細書に開示されるように、Xは、ハロゲンである。ある特定の実施形態において、Xは、FまたはIである。
【0041】
実施形態において、Xは、放射性同位体であり得る。本明細書で使用される場合、「放射性同位体」は、α、β、およびγ放射線のうちの1つ以上の形態で過剰なエネルギーを放出する不安定な放射性同位体を指す。ハロゲンの一般的な放射性同位体の例には、例えば、37Cl、18F、77Br、124I、および131Iが含まれる。さらに、本明細書で使用される場合、「高温」化合物は、放射性同位体を含む任意の化合物を指し、一方、「低温」化合物は、安定した非放射性同位体を含む任意の化合物を指す。したがって、「高温」および「放射性標識」という用語が互換的に使用され得、「低温」および「非放射性標識」という用語が互換的に使用され得る。
【0042】
XがFである場合、Xは、具体的には18Fである。XがIである場合、Xは、具体的には124Iまたは131Iである。
【0043】
ある特定の態様において、R1は、OHである。他の態様において、R1は、OPである。様々な場合において、Pは、ピバロイル、アセトキシ、THP、またはMOMである。実施形態において、Pは、THPまたはMOMである。
【0044】
ある特定の態様において、R2は、Xである。他の態様において、R2は、OHである。
【0045】
様々な態様において、R3は、XまたはCH2-Xである。いくつかの実施形態において、R3は、CH2-LGである。実施形態において、LGは、トシル、ハロゲン、メシル、またはトリフラートである。いくつかの実施形態において、LGは、トシルまたはメシルである。
【0046】
いくつかの態様において、R4は、C1~6アルキレン-Xである。
【0047】
様々な場合において、Aは、二重結合である。他の場合において、Bは、二重結合である。いくつかの場合において、AとBの各々が単結合である。
【0048】
いくつかの実施形態において、本化合物は、式(IA)の構造を有し、
【0049】
【0050】
式中、R3は、C1~6アルキレン-XまたはC1~6アルキレン-LGである。いくつかの態様において、R1はOPであり、R3はCH2-LGである。いくつかの態様において、Pはアセトキシであり、LGはOTである。他の場合において、PはMOMまたはTHPであり、LGはOTまたはOMである。いくつかの場合において、R3は、CH2-OTまたはCH2-OMである。いくつかの実施形態において、R1はOPであり、R3はCH2-Xである。いくつかの場合において、Pはピバロイルであり、LGはOMである。
【0051】
いくつかの実施形態において、本化合物は、式(IB)の構造を有し、
【0052】
【0053】
式中、R4は、C1~6アルキレン-XまたはC1~6アルキレン-LGである。いくつかの態様において、R1はOPであり、R4はC1~6アルキレン-LGである。いくつかの場合において、Pはアセトキシであり、LGはOTである。他の場合において、PはMOMまたはTHPであり、LGはOTまたはOMである。いくつかの実施形態において、R4は、CH2-OTまたはCH2-OMである。いくつかの場合において、R1はOHであり、R4はC1~6アルキレン-Xである。いくつかの場合において、R4は、CH2-Xである。
【0054】
いくつかの実施形態において、本化合物は、式(IC)の構造を有し、
【0055】
【0056】
式中、R2およびR3のうちの一方はOHであり、他方はXであり、R4はC1~6アルキレンである。いくつかの態様において、R4は、メチルである。いくつかの場合において、R2はXであり、R3はOHである。他の実施形態において、R2はOHであり、R3はXである。
【0057】
いくつかの実施形態において、本開示は、
【0058】
【0059】
【0060】
【0061】
および
【0062】
【0063】
から選択される構造を有する化合物を提供する。
【0064】
いくつかの態様において、本化合物は、
【0065】
【0066】
【0067】
および
【0068】
【0069】
から選択される構造を有する。
【0070】
いくつかの態様において、本化合物は、
【0071】
【0072】
および
【0073】
【0074】
から選択される構造を有する。
【0075】
放射性標識コレステロール類似体を作製する方法
本開示は、放射性標識コレステロール類似体を調製する方法をさらに提供する。
【0076】
実施形態において、本開示は、コレステロールエポキシドを金属触媒およびフッ素-18源と混合して、α,β-ヒドロキシフッ化物コレステロール化合物を形成することを含む方法を提供し、フッ素-18源は、H-18Fを含む。
【0077】
本開示は、式(II)の構造を有する化合物を調製する方法をさらに提供し、
【0078】
【0079】
式中、Xは18F、76Br、または77Brであり、本方法は、式(II)の化合物を形成するのに十分な条件下で5,6-エポキシコレステロールと放射性標識源とを混合することを含む。
【0080】
実施形態において、放射性標識源は、フッ素-18、臭素-76、または臭素-77を含み得る。
【0081】
フッ素-18源は、特に限定されない。実施形態において、フッ素-18源は、H-18Fを含む。本明細書に記載の方法で使用するためのフッ素-18の他の好適な源には、K、Na、Csなどの対イオンを有するフッ素-18塩、またはAgなどの遷移金属が含まれるが、これらに限定されない。例えば、フッ素-18源は、K-18F、Na-18F、Cs-18F、またはAg-18Fを含み得る。
【0082】
理論に拘束されることを意図することなく、本方法は酸性条件下で進行すると考えられている。例えば、H-18Fがフッ素-18源および酸源の両方である場合、本方法は進行し得る。実施形態において、本方法は、HCl、HBr、HI、H3PO4、H2SO4、または他の無機酸などの反応に好適な他の酸を含み得る。
【0083】
いくつかの場合において、放射性標識源は、エポキシドと比較して準化学量論的な量で存在する。実施形態において、フッ素-19は、反応において担体または希釈剤としてさらに添加され得る。
【0084】
金属触媒は、特に限定されない。実施形態において、金属触媒には、鉄、コバルト、バナジウム、銅、ルテニウム、インジウム、ニッケル、マンガン、またはガリウムなどの金属が含まれる。一般に、金属触媒は、塩または酸化物中に存在する前述の金属のいずれかを含み得る。理論に拘束されることを意図することなく、金属塩および/または金属酸化物は、フッ素-18源、例えば、H-18Fを金属フッ化物として捕捉することができる。実施形態において、金属触媒は、金属塩を含む。様々な場合において、金属触媒は、第二鉄アセチルアセトナートを含む。いくつかの場合において、金属触媒は、ガリウムアセチルアセトナートを含む。他の好適な金属触媒には、コバルトアセチルアセトナート、バナジルアセチルアセトナート、第二銅アセチルアセトナート、ルテニウムアセチルアセトナート、インジウムアセチルアセトナート、ニッケルアセチルアセトナート、またはマンガンアセチルアセトナートが含まれるが、これらに限定されない。実施形態において、金属触媒は、金属酸化物を含む。金属触媒として使用するのに好適な金属酸化物には、酸化銀、酸化第二銅、酸化第一銅、五酸化バナジウム、酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化インジウム、酸化ニッケル、および酸化マンガンが含まれるが、これらに限定されない。
【0085】
いくつかの実施形態において、本方法は、エポキシド、例えば、5,6-エポキシコレステロールとフッ素-18源とを、約50℃~約150℃、約60℃~約140℃、約70℃~約130℃、約80℃~約120℃、約90℃~約110℃、または約100℃~約105℃、例えば、約50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、または150℃の範囲の温度で混合することを含む。
【0086】
いくつかの実施形態において、混合ステップは、約1時間未満で起こる。実施形態において、混合ステップは、約5~約60分、約5~約45分、約5~約30分、約10~約40分、約10~約25分、約15~約35分、約15~約20分、約20~約30分、約30~約60分、約30~約45分、約45~約60分、または約40~約50分、例えば、約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、または60分の範囲の時間の間起こる。
【0087】
理論に拘束されることを意図することなく、混合ステップは、18Fの半減期のため、好ましくは約1時間以内である。18Fの半減期は、約110分である。したがって、開示された方法で使用されるフッ素-18源を調製し、エポキシドと混合および反応させ、対象への投与のために調製し(任意の精製および処理ステップを含む)、対象に投与し、続いて測定可能な放射能を有しながらも画像化するために、本明細書に記載の方法は、好ましくは、約60分以内の混合ステップを有する。
【0088】
実施形態において、本開示は、コレステロールと塩化アシル(例えば、塩化ピバロイルまたは他の好適な塩化アシル保護基、例えば、塩化ベンゾイルまたは塩化アセチル)とを混合して、コレスト-5-エン-3-アシレート(例えば、コレスト-5-エン-3-ピバロエート)を形成することを含む方法を提供する。コレステロールと塩化アシル(例えば、塩化ピバリオル)との混合は、ジクロロメタン(DCM)、ジオキサン、シクロヘキサン、イソプロパノール、アセトン、ピリジン、3-ペンタノン、アセトニトリル(MeCNまたはACN)、またはエタノールを含むが、これらに限定されない好適な有機溶媒中で行われ得る。いくつかの場合において、コレステロールと塩化アシル(例えば、塩化ピバロイル)との混合は、ジクロロメタン中で起こる。コレステロールと塩化アシル(例えば、塩化ピバロイル)との混合物は、例えば、トリエチルアミン(TEAまたはEt3N)および/またはジメチルアミノピリジン(DMAP)に限定されない試薬をさらに含み得る。コレステロールと塩化アシル(例えば、塩化ピバロイル)との混合は、約1時間~約48時間、約5時間~約36時間、約10時間~約24時間、または約15時間~約20時間、例えば、約1、2、3、4、5、7、10、12、15、17、18、20、22、24、26、30、32、35、37、40、42、45、または48時間の範囲の時間の間行われ得る。混合は、約0℃~約35℃、約5℃~約30℃、約10℃~約25℃、または約15℃~約20℃、例えば、約0、2、5、7、10、12、15、17、20、22、25、27、または30℃の範囲の温度で実施され得る。
【0089】
実施形態において、本方法は、コレスト-5-エン-3-アシレート(例えば、コレスト-5-エン-3-ピバロエート)をN-ブロモアセトアミドと反応させて、5-ブロモコレスタン-6-ヒドロキシ-3-アシレート(例えば、5-ブロモコレスタン-6-ヒドロキシ-3-ピバロエート)を形成することをさらに含む。コレスト-5-エン-3-アシレート(例えば、コレスト-5-エン-3-ピバロエート)とN-ブロモアセトアミドとの反応は、ジクロロメタン(DCM)、ジオキサン、シクロヘキサン、イソプロパノール、アセトン、ピリジン、3-ペンタノン、アセトニトリル(MeCNまたはACN)、またはエタノールを含むが、これらに限定されない好適な有機溶媒中で行われ得る。いくつかの場合において、コレスト-5-エン-3-アシレート(例えば、コレスト-5-エン-3-ピバロエート)とN-ブロモアセトアミドとの反応は、ジオキサン(例えば、1,4-ジオキサン)中で起こる。コレスト-5-エン-3-アシレート(例えば、コレスト-5-エン-3-ピバロエート)とN-ブロモアセトアミドとの反応混合物は、例えば、強酸(例えば、過塩素酸)および/または急冷剤(例えば、チオ硫酸ナトリウム)に限定されない試薬をさらに含み得る。いくつかの場合において、急冷剤は、水溶液、例えば、10%チオ硫酸ナトリウム水溶液で提供される。コレスト-5-エン-3-アシレート(例えば、コレスト-5-エン-3-ピバロエート)とN-ブロモアセトアミドとの反応は、約5分~約2時間、約10分~約1時間、約20分~約40分、または約25分~約35分、例えば、約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、70、80、90、100、110、または120分の範囲の時間の間行われ得る。反応は、約0℃~約35℃、約5℃~約30℃、約10℃~約25℃、または約15℃~約20℃、例えば、約0、2、5、7、10、12、15、17、20、22、25、27、または30℃の範囲の温度で実施され得る。
【0090】
実施形態において、本方法は、5-ブロモコレスタン-6-ヒドロキシ-3-アシレート(例えば、5-ブロモコレスタン-6-ヒドロキシ-3-ピボレート)を四酢酸鉛と反応させて、5-ブロモコレスタン-6(19)-オキソ-3-アシレート(例えば、5-ブロモコレスタン-6(19)-オキソ-3-ピボレート)を形成することをさらに含む。5-ブロモコレスタン-6-ヒドロキシ-3-アシレート(例えば、5-ブロモコレスタン-6-ヒドロキシ-3-ピボレート)と四酢酸鉛との反応は、ジクロロメタン(DCM)、ジオキサン、シクロヘキサン、イソプロパノール、アセトン、ピリジン、3-ペンタノン、アセトニトリル(MeCNまたはACN)、またはエタノールを含むが、これらに限定されない好適な有機溶媒中で行われ得る。いくつかの場合において、5-ブロモコレスタン-6-ヒドロキシ-3-アシレート(例えば、5-ブロモコレスタン-6-ヒドロキシ-3-ピボレート)と四酢酸鉛との反応は、シクロヘキサン中で起こる。5-ブロモコレスタン-6-ヒドロキシ-3-アシレート(例えば、5-ブロモコレスタン-6-ヒドロキシ-3-ピボレート)と四酢酸鉛との反応混合物は、例えば、ヨウ素に限定されない試薬をさらに含み得る。5-ブロモコレスタン-6-ヒドロキシ-3-アシレート(例えば、5-ブロモコレスタン-6-ヒドロキシ-3-ピボレート)と四酢酸鉛との反応は、約5分~約3時間、約20分~約2時間、または約30分~約1時間、例えば、約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、または180分の範囲の時間の間行われ得る。反応は、約15℃~約100℃、約30℃~約90℃、約40℃~約80℃、または約50℃~約70℃、例えば、約15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、または100℃の範囲の温度で実施され得る。
【0091】
実施形態において、本方法は、5-ブロモコレスタン-6(19)-オキソ-3-アシレート(例えば、5-ブロモコレスタン-6(19)-オキソ-3-ピボレート)を活性化亜鉛と反応させて、コレスト-5-エン-19-ヒドロキシ-3-アシレート(例えば、コレスト-5-エン-19-ヒドロキシ-3-ピバロエート)を形成することをさらに含む。本明細書で使用される場合、「活性化」は、最初は非反応性亜鉛粉末の形態で存在し得る亜鉛が、合成反応で使用するための反応性化合物にするのに十分な条件に供されたことを意味する。例えば、いくつかの場合において、非反応性亜鉛粉末は、熱および真空の下で活性化される。5-ブロモコレスタン-6(19)-オキソ-3-アシレート(例えば、5-ブロモコレスタン-6(19)-オキソ-3-ピバロエート)と活性化亜鉛との反応は、ジクロロメタン(DCM)、ジオキサン、シクロヘキサン、イソプロパノール、アセトン、ピリジン、3-ペンタノン、アセトニトリル(MeCNまたはACN)、またはエタノールを含むが、これらに限定されない好適な有機溶媒中で行われ得る。いくつかの場合において、5-ブロモコレスタン-6(19)-オキソ-3-アシレート(例えば、5-ブロモコレスタン-6(19)-オキソ-3-ピバロエート)と活性化亜鉛との反応は、イソプロパノール中で起こる。5-ブロモコレスタン-6(19)-オキソ-3-アシレート(例えば、5-ブロモコレスタン-6(19)-オキソ-3-ピバロエート)と活性化亜鉛との反応混合物は、例えば、氷酢酸に限定されない試薬をさらに含み得る。5-ブロモコレスタン-6(19)-オキソ-3-アシレート(例えば、5-ブロモコレスタン-6(19)-オキソ-3-ピバロエート)と活性化亜鉛との反応は、約1時間~約20時間、約5時間~約18時間、または約10時間~約15時間、例えば、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20時間の範囲の時間の間行われ得る。反応は、約15℃~約100℃、約30℃~約90℃、約40℃~約80℃、または約50℃~約70℃、例えば、約15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、または100℃の範囲の温度で実施され得る。いくつかの場合において、反応は、2つ以上の異なる温度で2つ以上の異なる時間の間にわたって実施される。例えば、いくつかの場合において、反応は、90℃の温度で約30分間撹拌し、続いて周囲室温で約18時間撹拌することを含む。
【0092】
実施形態において、本方法は、コレスト-5-エン-19-ヒドロキシ-3-アシレート(例えば、コレスト-5-エン-19-ヒドロキシ-3-ピバロエート)を塩化メシル、次いで酢酸カリウムと反応させて、(3S,5R,10S,13R,17R)-6-ヒドロキシ-13-メチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)テトラデカヒドロ-6H-5,10-メタノシクロペンタ[a]フェナントレン-3-イルアシレート(例えば、(3S,5R,10S,13R,17R)-6-ヒドロキシ-13-メチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)テトラデカヒドロ-6H-5,10-メタノシクロペンタ[a]フェナントレン-3-イルピバロエート)を形成することをさらに含む。コレスト-5-エン-19-ヒドロキシ-3-アシレート(例えば、コレスト-5-エン-19-ヒドロキシ-3-ピバロエート)と塩化メシルとの反応は、ジクロロメタン(DCM)、ジオキサン、シクロヘキサン、イソプロパノール、アセトン、ピリジン、3-ペンタノン、アセトニトリル(MeCNまたはACN)、またはエタノールを含むが、これらに限定されない好適な有機溶媒中で行われ得る。いくつかの場合において、コレスト-5-エン-19-ヒドロキシ-3-アシレート(例えば、コレスト-5-エン-19-ヒドロキシ-3-ピバロエート)と塩化メシルとの反応は、ピリジン中で起こる。コレスト-5-エン-19-ヒドロキシ-3-アシレート(例えば、コレスト-5-エン-19-ヒドロキシ-3-ピバロエート)と塩化メシルとの反応混合物は、例えば、メタンスルホニル塩化物および急冷剤(例えば、冷水)に限定されない試薬をさらに含み得る。コレスト-5-エン-19-ヒドロキシ-3-アシレート(例えば、コレスト-5-エン-19-ヒドロキシ-3-ピバロエート)と塩化メシルとの反応は、約1時間~約5時間、約2時間~約4時間、または約1時間~約3時間、例えば、約1、2、3、4、または5時間の範囲の時間の間行われ得る。反応は、約0℃~約30℃、約5℃~約25℃、約10℃~約20℃、または約15℃~約20℃、例えば、約0、1、2、3、4、5、7、10、12、15、18、20、22、25、27、または30℃の範囲の温度で実施され得る。次いで、コレスト-5-エン-19-ヒドロキシ-3-アシレート(例えば、コレスト-5-エン-19-ヒドロキシ-3-ピバロエート)と塩化メシルとの間の反応の生成物は、酢酸カリウムと反応し得る。生成物と酢酸カリウムとの反応は、ジクロロメタン(DCM)、ジオキサン、シクロヘキサン、イソプロパノール、アセトン、ピリジン、3-ペンタノン、アセトニトリル(MeCNまたはACN)、またはエタノールを含むが、これらに限定されない好適な有機溶媒中で行われ得る。いくつかの場合において、生成物と酢酸カリウムとの反応は、3-ペンタノン中で起こる。生成物と酢酸カリウムとの反応混合物は、例えば、水に限定されない試薬をさらに含み得る。生成物と酢酸カリウムとの反応は、約1時間~約48時間、約5時間~約36時間、約10時間~約24時間、または約15時間~約20時間、例えば、約1、2、3、4、5、7、10、12、15、17、18、20、22、24、26、30、32、35、37、40、42、45、または48時間の範囲の時間の間行われ得る。反応は、約15℃~約150℃、約30℃~約120℃、約50℃~約100℃、または約75℃~約90℃、例えば、約15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、または150℃の範囲の温度で実施され得る。
【0093】
実施形態において、本方法は、(3S,5R,10S,13R,17R)-6-ヒドロキシ-13-メチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)テトラデカヒドロ-6H-5,10-メタノシクロペンタ[a]フェナントレン-3-イルアシレート(例えば、(3S,5R,10S,13R,17R)-6-ヒドロキシ-13-メチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)テトラデカヒドロ-6H-5,10-メタノシクロペンタ[a]フェナントレン-3-イルピバロエート)を三フッ化ホウ素およびメタンスルホン酸と反応させて、6-メチル(メタンスルホニル)-19-ノルコレスト-5(10)-エン-3-イルアシレート(例えば、6-メチル(メタンスルホニル)-19-ノルコレスト-5(10)-エン-3-イルピバロエート)を形成することをさらに含む。(3S,5R,10S,13R,17R)-6-ヒドロキシ-13-メチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)テトラデカヒドロ-6H-5,10-メタノシクロペンタ[a]フェナントレン-3-イルアシレート(例えば、(3S,5R,10S,13R,17R)-6-ヒドロキシ-13-メチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)テトラデカヒドロ-6H-5,10-メタノシクロペンタ[a]フェナントレン-3-イルピバロエート)と三フッ化ホウ素およびメタンスルホン酸との反応は、ジクロロメタン(DCM)、ジオキサン、シクロヘキサン、イソプロパノール、アセトン、ピリジン、3-ペンタノン、アセトニトリル(MeCNまたはACN)、またはエタノールを含むが、これらに限定されない好適な有機溶媒中で行われ得る。いくつかの場合において、反応は、ジクロロメタン中で起こる。反応は、アルゴンガス下でさらに実施され得る。反応は、約1時間~約5時間、約2時間~約4時間、または約1時間~約4時間、例えば、約1、2、3、4、または5時間の範囲の時間の間行われ得る。反応は、約0℃~約30℃、約5℃~約25℃、約10℃~約20℃、または約15℃~約20℃、例えば、約0、1、2、3、4、5、7、10、12、15、18、20、22、25、27、または30℃の範囲の温度で実施され得る。
【0094】
いくつかの場合において、本方法は、6-メチル(メタンスルホニル)-19-ノルコレスト-5(10)-エン-3-イルアシレート(例えば、6-メチル(メタンスルホニル)-19-ノルコレスト-5(10)-エン-3-イルピバロエート)を18F源と反応させ、次いで強塩基で処理して、18F-FNP-59を形成することをさらに含む。いくつかの場合において、強塩基は、水酸化カリウムを含む。実施形態において、18F源は、当該技術分野で既知の方法に従って、サイクロトロンを使用して調製される。18F源の非限定的な例には、NBu4[18F]FおよびNEt4[18F]Fが含まれる。次いで、18F源は、水中の重炭酸テトラエチルアンモニウムまたは重炭酸テトラブチルアンモニウムを有する反応容器に送達され得る。反応容器は、例えば、アセトニトリルに限定されない試薬をさらに含み得る。18F源は、熱(例えば、50、75、80、または90℃超および/または最大75、85、95、または100℃)、圧力(例えば、真空)、および/または雰囲気(例えば、アルゴンガス)などの様々な条件下で共沸乾燥され得る。共沸乾燥された18F源を含む反応容器に、6-メチル(メタンスルホニル)-19-ノルコレスト-5(10)-エン-3-イルアシレート(例えば、6-メチル(メタンスルホニル)-19-ノルコレスト-5(10)-エン-3-イルピバロエート)が添加され得る。6-メチル(メタンスルホニル)-19-ノルコレスト-5(10)-エン-3-イルアシレート(例えば、6-メチル(メタンスルホニル)-19-ノルコレスト-5(10)-エン-3-イルピバロエート)は、例えば、アセトニトリルなどの有機溶媒中に存在し得る。反応は、約5分~約60分、約10分~約45分、または約15分~約35分、例えば、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、または60分の範囲の時間の間行われ得る。反応は、約15℃~約150℃、約30℃~約120℃、約50℃~約100℃、または約75℃~約90℃、例えば、約15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、または150℃の範囲の温度で実施され得る。続いて、水酸化カリウムなどの強塩基が添加され得、上の6-メチル(メタンスルホニル)-19-ノルコレスト-5(10)-エン-3-イルアシレート(例えば、6-メチル(メタンスルホニル)-19-ノルコレスト-5(10)-エン-3-イルピバロエート)と18F源との反応に提供される時間の間および温度で反応し得る。
【0095】
いくつかの場合において、本方法は、6-メチル(メタンスルホニル)-19-ノルコレスト-5(10)-エン-3-イルアシレート(例えば、6-メチル(メタンスルホニル)-19-ノルコレスト-5(10)-エン-3-イルピバロエート)をテトラブチルアンモニウムフルオリド(TBAF)と反応させて、フッ素化NP-59(FNP-59)を形成することをさらに含む。いくつかの場合において、TBAFは、TBAFビス(ピナコール)として反応混合物中に存在し得る。6-メチル(メタンスルホニル)-19-ノルコレスト-5(10)-エン-3-イルアシレート(例えば、6-メチル(メタンスルホニル)-19-ノルコレスト-5(10)-エン-3-イルピバロエート)とTBAFとの反応は、ジクロロメタン(DCM)、ジオキサン、シクロヘキサン、イソプロパノール、アセトン、ピリジン、3-ペンタノン、アセトニトリル(MeCNまたはACN)、またはエタノールを含むが、これらに限定されない好適な有機溶媒中で行われ得る。いくつかの場合において、反応は、アセトニトリル中で起こる。反応は、約1時間~約5時間、約2時間~約4時間、または約1時間~約4時間、例えば、約1、2、3、4、または5時間の範囲の時間の間行われ得る。反応は、約15℃~約100℃、約30℃~約90℃、約40℃~約80℃、または約50℃~約70℃、例えば、約15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、または100℃の範囲の温度で実施され得る。
【0096】
コレステロール類似体の使用
本開示は、本明細書に記載の化合物を使用する方法をさらに提供する。特に、本開示は、本明細書に記載の化合物を対象に投与することと、対象を画像診断法に供することと、を含む方法を提供する。
【0097】
本化合物の投与の方法は、特に限定されない。例えば、実施形態において、本化合物は、静脈内または経口で投与され得る。投与の方法およびその用量は、これらの化合物を投与するように訓練された医師、看護師、または放射線科医の権限の範囲内である。
【0098】
実施形態において、画像診断法は、陽電子放出断層撮影(PET)、陽電子放出断層撮影/コンピューター断層撮影(PET/CT)、陽電子放出断層撮影/磁気共鳴画像(PET/MRI)、平面ガンマカメラ画像、単一光子放出コンピューター化断層撮影(SPECT)、および/または単一光子放出コンピューター化断層撮影/コンピューター断層撮影(SPECT/CT)から選択され得る。
【0099】
一般に、本明細書に開示される化合物は、対象が画像診断法に供されるときに放射性同位体を含むことが想定される。しかしながら、特定の実施形態において、本化合物は、非放射性標識化合物、つまり、例えば、19Fを含む化合物を含むことができ、依然として画像化に好適なままである。例えば、PET/MRIは、19Fまたは127Iを含むものなどの画像冷化合物に使用され得る。
【0100】
実施形態において、対象は、クッシング症候群、原発性アルドステロン症、アンドロゲン過剰症、腺腫、性腺疾患、褐色細胞腫、アテローム性動脈硬化症、コレステロール代謝および分布の障害、または異所性コレステロール生成に罹患しているか、または罹患している疑いがある。いくつかの場合において、腺腫は、副腎腺腫である。いくつかの場合において、腺腫は、非副腎腺腫である。いくつかの場合において、アテローム性動脈硬化症は、不安定プラークを含む。いくつかの場合において、患者は不安定プラークを有し、画像化ステップにより不安定プラークが識別される。いくつかの場合において、性腺疾患は、卵巣または精巣の腫瘍を含む。いくつかの場合において、対象は、Akt関連障害に罹患しているか、または罹患している疑いがある。いくつかの場合において、コレステロール代謝および分布の障害は、循環するLDL/HDLコレステロールプールを伴う。
【0101】
実施形態において、本明細書に記載の化合物の使用は、異所性コレステロール生成の部位の位置を特定すること、ならびに、例えば、ステロイド生成を伴うおよび伴わない性腺組織における正常および病理学的コレステロール代謝を画像化することを含み得る。実施形態において、本化合物を使用して、心血管系におけるコレステロール代謝を画像化することができる。いくつかの実施形態において、本化合物を使用して、乳癌などの非副腎腺腫を画像化することができる。
【0102】
実施形態において、対象が、本化合物の後、約0.5時間~7日の範囲の時点で画像診断法に供される。対象が画像診断法に供される時間は、コレステロール類似体で使用されるハロゲンの同位体に依存する。本化合物が放射性フッ素化されるとき、例えば、18Fの短い半減期のために、対象は、本化合物の投与後、約0.5時間~約5時間、約0.6時間~約4.5時間、約0.7時間~約4時間、約0.8時間~約3.5時間、約0.9時間~約3時間、または約1時間~約2時間、例えば、約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、または5時間の範囲の時点で画像診断法に供され得る。本化合物が放射性ヨード化(radioiodonated)されるとき、例えば、t1/2=4.2日を有する124Iの半減期のため、対象は、本化合物の投与後、約0.5時間~約7日、約5時間~約5日、約12時間~約3日、または約1日~約2日、例えば、約0.5時間、約1時間、約2時間、約5時間、約7時間、約12時間、約1日、約2日、約3日、約4日、約5日、約6日、または約7日の範囲の時点で画像診断法に供され得る。
【0103】
いくつかの場合において、本方法は、本明細書に記載の化合物の投与の前に、対象に薬物またはステロイドを投与することをさらに含む。例えば、対象には、デキサメタゾン、プレドニゾン、ソルメドロールなどのステロイドが投与され得る。実施形態において、薬物および/またはステロイドは、本明細書に記載の化合物と同時に投与される。実施形態において、薬物および/またはステロイドは、本明細書に記載の化合物の投与の前に、例えば、本化合物の投与の約3~約7日前に投与される。薬物および/またはステロイドを使用して、目的の組織、あるいは目的の組織を取り巻くバックグラウンド組織における生物学的コレステロール代謝を促進または抑制することができる。
【0104】
本開示はその詳細な説明と併せて読まれるが、前述の説明は、添付の特許請求の範囲によって定義される、本開示の範囲を例示し、これを限定しないことを意図すると理解されたい。他の態様、利点、および修正は、以下の特許請求の範囲内である。
【実施例】
【0105】
方法および材料
全ての市販製品は受け取ったままの状態で使用し、試薬は特に明記しない限り周囲条件下で保管した。特に明記しない限り、固体試薬の操作をベンチトップで行った。特に明記しない限り、反応を周囲雰囲気下で行った。反応容器をセプタムで密閉した。高温で行った反応は、油浴で加熱した。外部熱電対を使用して温度を調整した。TLC分析のために、RF値を、蛍光指示薬およびI2染色を有する順層シリカプレートに基づいて報告する。
【0106】
機器情報
NMRスペクトルは、Varian MR400分光計で得た(1Hに関しては400.53MHz、13Cに関しては100.13MHz、19Fに関しては376.87MHz)。提示された全ての13C NMRデータは、特に断りのない限り、プロトンデカップリング13C NMRスペクトルである。1Hおよび13C NMR化学シフト(δ)は、内部参照として使用される残留溶媒ピークを有するTMSに対する百万分率(ppm)で報告する。1Hおよび19F NMR度を以下のとおり報告する:一重項(s)、二重項(d)、三重項(t)、四重項(q)、および多重項(m)。高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を、Bioscan B-FC-1000放射線検出器を備えたShimadzu LC-2010A HTシステムを使用して実施した。Radio-TLC分析を、EMD Millipore TLCシリカゲル60プレート(3.0cmの幅x6.5cmの長さ)を備えたBioscan AR2000 Radio-TLCスキャナーを使用して実施した。
【0107】
実施例1-フッ素化NP-59(FMNC)の合成
NP-59から始まる(3S,8S,9S,13R,14S,17R)-6-(フルオロメチル)-13-メチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)-2,3,4,6,7,8,9,11,12,13,14,15,16,17-テトラデカヒドロ-1H-シクロペンタ[a]フェナントレン-3-オール(「FMNC」、化合物4)の合成スキームを以下に示す。
【0108】
【0109】
以下に記載するFMNCの合成は、NP-59(Dalton Pharma Services)から始まる。NP-59の他のハロゲン類似体の合成とは異なり、フッ素類似体は、NP-59とのハレックス交換では調製できないことが予想外にわかった。フッ素化が起こる前に、NP-59のヒドロキシルを最初に保護しなければならないことがわかった。
【0110】
化合物1の合成
(3S,8S,9S,13R,14S,17R)-6-(ヨードメチル)-13-メチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)-2,3,4,6,7,8,9,11,12,13,14,15,16,17-テトラデカヒドロ-1H-シクロペンタ[a]フェナントレン-3-イルアセテート(「化合物1」)の合成を次のとおり進行した。
【0111】
NP-59(0.1327g、0.259mmol)を火炎乾燥フラスコに添加し、DCM(2.5mL)に溶解した。この溶液に、DMAP(0.0032g、0.26mmol)、ピリジン(0.0409mL、0.517mmol)を添加し、溶液を0℃に冷却した。無水酢酸(0.049mL、0.517mmol)を添加し、溶液を室温に戻した。18時間後、反応物をシリカゲルまで乾燥させ、フラッシュクロマトグラフィー(ヘキサン中の10%酢酸エチル)によって精製して、0.1356g(94%収率)の生成物を得た。
【0112】
化合物1のプロトンNMRスペクトルは次のとおりであった:1H NMR (400MHz, CDCl3) δ 4.95 (m, 1H), 3.40 (m, 1H), 3.02 (t, J= 10.5, 1H), 2.01 (s, 3H), 0.93 (d, J=6.4 , 3H), 0.84 (d, J=6.6, 6H), 0.67 (s, 3H)。
【0113】
化合物2の合成
(3S,8S,9S,13R,14S,17R)-13-メチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)-6-((トシルオキシ)メチル)-2,3,4,6,7,8,9,11,12,13,14,15,16,17-テトラデカヒドロ-1H-シクロペンタ[a]フェナントレン-3-イルアセテート(「化合物2」)の合成を次のとおり進行した。
【0114】
化合物1(0.080g、0.195mmol)をアセトニトリル(4mL)に溶解した。溶液にAgOT(0.0600、0.215mmol)を添加した。混合物を撹拌し、一晩還流した。反応混合物を、焼結ガラス漏斗を通して濾過して、AgIを除去した。濾液をフロリシルにロードし、ヘキサンの酢酸エチル勾配で精製した。生成物をオフホワイトの固体として単離した(0.0333g、29%収率)。
【0115】
化合物2のプロトンNMRスペクトルは次のとおりであった:1H NMR (400MHz, CDCl3) δ 7.79 (d, J =8.2 , 2H), 7.34 (d, J =8.2 , 2H), 4.93 (m, 1H), 4.04 (m, 1H), 3.84 (t, J = 9.7, 1H), 2.44 (s, 3H), 2.03 (s, 3H), 0.89 (br, 3H), 0.86 (d, J =6.6, 6H), 0.55 (s, 3H)。
【0116】
化合物3の合成
(3S,8S,9S,13R,14S,17R)-6-(フルオロメチル)-13-メチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)-2,3,4,6,7,8,9,11,12,13,14,15,16,17-テトラデカヒドロ-1H-シクロペンタ[a]フェナントレン-3-イルアセテート(「化合物3」)の合成を次のとおり進行した。
【0117】
化合物1(0.055g、0.0992mmol)をアセトニトリル(5.5mL)に溶解した。溶液にAgF(0.050、0.397mmol)を添加した。混合物を撹拌し、30分間還流した。反応混合物を、焼結ガラス漏斗を通して濾過したブライン(15mL)で急冷して、AgIを除去した。濾液を単離し、次のステップで直接利用した。
【0118】
化合物3からのFMNCの合成
化合物3からのFMNC4の合成を次のとおり進行した。
【0119】
化合物3をDCMとメタノール(1mL)との1:1混合物に溶解した。炭酸カリウム(K2CO3)を添加し、反応物を一晩撹拌した。生成物を濾過して、残っているK2CO3および一切の固形物を除去した。脱保護が完了した。
【0120】
化合物4のフッ素NMRスペクトルは次のとおりであった:19F NMR (376MHz, CDCl3)δ-218。
【0121】
化合物2からのFMNCの合成
化合物2からのFMNC4の合成を次のとおり進行した。
【0122】
化合物2(0.0280g、0.047mmol)をMeCN(1mL)に溶解した。TBAF(Pin)2(0.0470g、0.093mmol)を添加し、反応物を70℃で2時間加熱した。反応物を冷却し、エーテルおよび水を添加して、反応物を急冷した。抽出後、DCMとメタノール(1mL)との1:1混合物に材料を溶解することによって、材料を脱保護した。炭酸カリウム(K2CO3)を添加し、反応物を一晩撹拌した。生成物を濾過して、残っているK2CO3および一切の固形物を除去した。脱保護が完了した。
【0123】
化合物4のプロトンNMRスペクトルは次のとおりであった:1H NMR (400MHz, CDCl3) δ 5.1-4.6 (m, 3H), 0.92 (br, 3H), 0.86 (d, J=6.6, 6H), 0.68 (s, 3H)。化合物4のフッ素NMRスペクトルは次のとおりであった:19F NMR (376MHz, CDCl3)δ-218。
【0124】
実施例2-19-フルオロ-コレステロールの合成
(3S,10S,13R,17R)-10-(フルオロメチル)-13-メチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-テトラデカヒドロ-1H-シクロペンタ[a]フェナントレン-3-オール(「19-フルオロ-コレステロール」)の合成スキームを以下に示す。
【0125】
【0126】
化合物5の合成
(3S,8S,9S,10R,13R,14S,17R)-10,13-ジメチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-テトラデカヒドロ-1H-シクロペンタ[a]フェナントレン-3-イルアセテート(3-アセトキシ-5-コレステン、「化合物5」)の合成を次のとおり進行した。
【0127】
コレステロール(2g、5.18mmol)を、撹拌しながらジクロロメタン(40mL)に溶解した。ピリジン(0.84mL、10.36mmol)を添加した。この混合物に無水酢酸(0.98mL、10.36mmol)を滴下した。反応物を10時間撹拌した後、真空下で乾燥させた。生成物をフラッシュクロマトグラフィー(10g、1:9のEtOAc:ヘキサン)によって精製して、ワックス状の白色の固体を得た(1.7460g、78.6%)。
【0128】
TLC分析では1:10のEtOAc:ヘキサンでRf=0.45が得られ、NMRスペクトルは文献の報告と一致した。
【0129】
化合物6の合成
(3S,5R,6R,8S,9S,10R,13R,14S,17R)-5-ブロモ-6-ヒドロキシ-10,13-ジメチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)ヘキサデカヒドロ-1H-シクロペンタ[a]フェナントレン-3-イルアセテート(3-アセトキシ-5-ブロモ-6-コレスタン、「化合物6」)の合成を次のとおり進行した。
【0130】
化合物5(25g、58.3mmol)をジオキサン(250mL)に溶解した。過塩素酸(25mLのH2Oに添加した、70%過塩素酸の5.83mL:18.4mLの得られた溶液を使用)の溶液および水(12.5mL)を添加した。フラスコをホイルで包み、水氷浴で15分かけて冷却した。N-ブロモアセトアミド(12.5g、90.6mmol)を15分かけて少しずつ添加した。混合物を氷浴から取り出し、30分間撹拌し、次いで水氷浴で冷却した後、150mLの1%チオ硫酸ナトリウム溶液で急冷した。生成物をエーテルで3回抽出し、色が除去されるまで追加の1%チオ硫酸ナトリウム溶液で洗浄し(1~2回洗浄)、水で1回洗浄し、ブラインで1回洗浄した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶媒を真空で除去し、材料をアセトンおよび水からの再結晶によって精製して、生成物を白色の固体として得た(15.9g、52%収率)。
【0131】
TLC分析では1:4のEtOAc:ヘキサンでRf=0.40が得られ、NMRスペクトルは文献の報告と一致した。
【0132】
化合物7の合成
((3S,5R,6R,8S,9S,10R,13R,14S,17R)-5-ブロモ-13-メチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)ヘキサデカヒドロ-6,10-(エポキシメタノ)シクロペンタ[a]フェナントレン-3-イルアセテート(3-アセトキシ-5-ブロモ-6-19-オキシドコレスタン、「化合物7」)の合成を次のとおり進行した。
【0133】
化合物6(7.7g、14.65mmol)をオーブンで乾燥させたフラスコに添加し、シクロヘキサン(150mL)に懸濁した。この溶液に、四酢酸鉛(8.12g、18.31mmol)、ヨウ素(1.90g、7.50mmol)を撹拌しながら添加した。次いで、フラスコを加熱還流し、2時間撹拌した。反応混合物を室温に冷却し、150mLの1%チオ硫酸ナトリウム溶液で急冷した。生成物をエーテルで3回抽出し、色が除去されるまで追加の1%チオ硫酸ナトリウム溶液で洗浄し(1~2回洗浄)、水で1回洗浄し、ブラインで1回洗浄した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶媒を真空で除去し、材料をヘキサンからの再結晶によって精製して、透明な淡黄色の残留物を得た(5.73g、75%収率)。
【0134】
TLC分析では1:4のEtOAc:ヘキサンでRf=0.51が得られ、NMRスペクトルは文献の報告と一致した。
【0135】
化合物8の合成
(3S,8S,9S,10S,13R,14S,17R)-10-(ヒドロキシメチル)-13-メチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-テトラデカヒドロ-1H-シクロペンタ[a]フェナントレン-3-イルアセテート(3-アセトキシ-19-ヒドロキシ-5-コレステン、「化合物8」)の合成を次のとおり進行した。
【0136】
化合物7(0.2248g、0.43mmol)を酢酸および水の溶液(15:1、4.32mL)に溶解した。活性化亜鉛粉末(0.8422g、12.881mmol)を撹拌しながら添加した。次いで、反応物を21時間撹拌し、35mLのジクロロメタンに注ぎ、濾過した。濾液を追加の30mLのジクロロメタンで抽出した。合わせた有機層をブラインで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた。生成物をフラッシュクロマトグラフィー(20g、1:4のEtOAc:ヘキサン)によって精製して、固体の白色の残留物を得た(0.1057g、55.7%)。
【0137】
TLC分析では1:4のEtOAc:ヘキサンでRf=0.38が得られ、NMRスペクトルは文献の報告と一致した。
【0138】
化合物9の合成
(3S,8S,9S,10S,13R,14S,17R)-13-メチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)-10-((トシルオキシ)メチル)2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-テトラデカヒドロ-1H-シクロペンタ[a]フェナントレン-3-イルアセテート(3-アセトキシ-19-トシルオキシ-5-コレステン、「化合物9」)の合成を次のとおり進行した。
【0139】
化合物8(0.5620g、1.264mmol)をジクロロメタン(4.14mL)に溶解した。ジメチルアミノピリジン(0.8492g、6.95mmol)および塩化トシル(1.2049g、6.32mmol)を添加した。混合物を72時間撹拌し、次いでH2Oとジクロロメタンとの間で分配した。ジクロロメタン層を分離し、飽和塩化アンモニウム水溶液およびブラインで洗浄した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させ、活性化されたケイ酸マグネシウム、Florisil(登録商標)カラム(20g、1:9のEtOAc:ヘキサン)でのフラッシュクロマトグラフィーによって精製して、白色の固体を得た(0.4025g、53%収率)。
【0140】
NMRスペクトルは文献の報告と一致した。
【0141】
19-フルオロ-コレステロールの合成
19-フルオロ-コレステロールの合成を次のとおり進行した。
【0142】
化合物8(0.0280g、0.047mmol)をMeCN(1mL)に溶解した。TBAF(Pin)2(0.0470g、0.093mmol)を添加し、反応物を70℃で2時間加熱した。反応物を冷却し、エーテルおよび水を添加して、反応物を急冷した。抽出後、DCMとメタノール(1mL)との1:1混合物に材料を溶解することによって、材料を脱保護した。炭酸カリウム(K2CO3)を添加し、反応物を一晩撹拌した。生成物を濾過して、残っているK2CO3および一切の固形物を除去した。脱保護が完了した。
【0143】
構造を確認するためにNMRスペクトルを得た。
【0144】
実施例3-フッ素化コレステロールの合成
市販のエポキシコレステロール(5,6-エポキシコレステロール(5α,6α):(5β,6β))から始めて、本発明者らは、エポキシド環を首尾よく開いて、5位または6位のいずれかをフッ素化した。
【0145】
フッ素化コレステロールの合成スキームを以下に示す。
【0146】
【0147】
(3S,5R,6R,8S,9S,10R,13R,14S,17R)-5-フルオロ-10,13-ジメチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)ヘキサデカヒドロ-1H-シクロペンタ[a]フェナントレン-3,6-ジオール(5-フルオロ-コレステロール、「化合物10」)および(3S,5R,6R,8S,9S,10R,13R,14S,17R)-6-フルオロ-10,13-ジメチル-17-((R)-6-メチルヘプタン-2-イル)ヘキサデカヒドロ-1H-シクロペンタ[a]フェナントレン-3,5-ジオール(6-フルオロ-コレステロール、「化合物11」)の合成を次のとおり進行した。
【0148】
15mLのファルコンチューブを5,6-エポキシコレステロール(402mg、1.0mmol;(5α,6α):(5β,6β)=73:27)で満たし、DCM(3.0mL)を添加した。得られた溶液を氷浴で冷却し、HF/ピリジン65~70%w/w(280μL、10mmol)を一度に添加した後、濁った混合物を0℃で60分間激しく撹拌した。混合物を氷と飽和。NaHCO3溶液(25mL)との混合物に注ぎ、DCM(3×15mL)で抽出した。有機層をブライン(25mL)で洗浄し、乾燥させ(Na2SO4)、濾過し、真空で濃縮した。KP-SIL-25gカラム(溶離液DCM/MeOH 97:3)を使用したBiotage Isolera Primeシステムでのフラッシュクロマトグラフィーによる精製によって、白色の固体として化合物10(17mg、0.040mmol、4%)が、白色の固体として化合物11(149mg、0.35mmol、35%)が得られた。
【0149】
化合物10のプロトンNMRスペクトルは次のとおりであった:1H NMR (400MHz, CDCl3) δ 4.06 - 3.96 (m, 1H), 3.72 (dt, J = 5.3, 2.9Hz, 1H), 0.90 (d, J = 6.4Hz, 4H), 0.87 (d, J = 1.9Hz, 4H), 0.85 (d, J = 1.9Hz, 4H), 0.68 (s, 3H).化合物10のフッ素NMRスペクトルは次のとおりであった: 19F NMR (376MHz, CDCl3) δ -159.81 (d, J = 42.6Hz).
【0150】
化合物11のプロトンNMRスペクトルは次のとおりであった:1H NMR (400MHz, CD3OD) δ 4.18 (dt, J = 48.9, 2.7Hz, 2H), 4.00 (tt, J = 11.1, 5.4Hz, 1H), 3.30 (p, J = 1.6Hz, 1H), 2.04 - 1.94 (m, 2H), 0.69 (s, 3H).化合物11のフッ素NMRスペクトルは次のとおりであった:19F NMR (470MHz, CDCl3) δ -180.47 (app. dtt, J = 48.3, 15.2, 3.5Hz).
【0151】
実施例4-18F-フッ素化コレステロールの合成
上記の化合物10の18F-標識類似体を次の反応スキームに従って合成した。
【0152】
【0153】
ガラス状炭素反応器を使用した標準構成のTRACERLab FXFN自動放射化学合成モジュール(General Electric,GE)を使用して、化合物12を調製した。
【0154】
フッ素-18を、GE PETTraceサイクロトロン(30分間の55μAビームは約1.8Ci(66.6GBq)のフッ素-18を生成した)を使用した18O(p、n)18F核反応によって生成し、2.5mLの[18O]H2Oのボーラス中のGE TRACERLab FXFN自動放射化学合成モジュールに送達し、続いて[18F]FとしてWaters QMA SepPak光炭水化物カートリッジ(Waters、注文#WAT023525、10mLのH2Oで活性化)で捕捉し、[18O]H2Oおよび他の不純物を除去した。続いてこれを、CH3CN/H2Oの4:1(0.5M、500μL)中のTFAの溶液を用いてバイアル1からFe(acac)3(0.04mmol、14mg)で満たした反応器に([18F]HFとして)溶離した。次いで、反応器をアルゴンで約200kPaに(バルブ20を3秒間開くことによって)加圧し、80℃で10分間加熱した。バルブ24を開くことによって圧力を解放し、反応器をアルゴン流下で10分間110℃に加熱して、共沸乾燥させた。乾燥プロセスは、バイアル2から反応器へのCH3CN(500μL)の真空移動、続いて110℃でさらに5分間加熱することによって完了した。次いで、圧縮空気を使用して反応器を60℃に冷却し、ジオキサン(500μL)中の5,6-エポキシコレステロール(0.04mmol、18mg、比(5α,6α):(5β,6β)=20:80)の溶液を、アルゴンプッシュガスを使用してバイアル3から添加した。反応器を120℃に加熱し、自生圧力下で20分間撹拌した。圧縮空気を使用して50℃に冷却した後、EtOH:H2O(4:1、3.5mL)の溶液を、プッシュガスを使用してバイアル6から反応器に添加した。次いで、反応器の内容物をアルゴンでWaters Al2O3N SepPak 光(4mLのEtOHで活性化)を通して中間バイアルに押し込み、精製のためにセミプレップHPLCカラム(Agilent Eclipse XDB250x9.4mm、5μ、溶離液=80%EtOH/H2O、流量=3mL/分))にロードした。Rt=24.1~26.4分での画分を収集すると、251mCi(9.29GBq)の化合物12が得られた。収集した画分のアリコートをラジオHPLC(Phenomenex Luna C18(2)250x4.6mm、5μ、溶離液=100%CH3CN)によって分析して、放射化学的同一性および純度を決定した。
【0155】
実施例5-FNP-59前駆体の合成
FNP-59前駆体の合成は、以下のスキームに従った。
【0156】
【0157】
化合物13の合成
コレステロール(10g、25.86mmol)を火炎乾燥フラスコに添加し、ジクロロメタン(50mL)に溶解した。この溶液に、トリエチルアミン(4.32mL、31.03mmol)およびジメチルアミノピリジン(0.3164g、2.59mmol)を添加した。次いで、溶液を0℃に冷却し、塩化ピバロイル(3.5mL、28.45mmol)を撹拌しながら滴下した。次いで、反応物を室温で48時間撹拌した。溶媒を真空で除去し、残留物を75mLの熱アセトン中で10分間粉砕し、次いで5mLの水を添加した。懸濁液を2時間冷却し、次いで液体を真空濾過によって除去すると、化合物13が得られた。TLC RF=0.86、1:9 EtOAc:ヘキサン。1H-NMR (400.53MHz, CDCl3): δ 5.36 (1H, d, J = 4.62Hz, 6-H), 4.56 (1H, m, 3α-H), 1.18 (9H, s, 3β-OPiv)。13C-NMR (100.13MHz, CDCl3): δ 177.98, 139.77, 122.46, 73.52, 56.67, 56.11, 49.99, 42.30, 39.72, 39.50, 38.59, 38.00, 36.97, 36.60, 36.17, 35.79, 31.88, 28.22, 28.00, 27.65, 27.15, 24.28, 23.82, 22.81, 22.56, 21.03, 19.36, 18.71, 11.84。HR-MS(ESI +)[M + NH4]+ C32H54O2に対する計算値: 488;実測値: 488。
【0158】
化合物14の合成
化合物13(5g、10.62mmol)をジオキサン(50mL)に溶解した。過塩素酸の溶液(0.5Mの6.37mL)を撹拌しながら添加した。次いで、反応容器をホイルで包み、N-ブロモアセトアミドを5分かけてゆっくりと添加した。反応物を40分間撹拌した後、10%チオ硫酸ナトリウム溶液(50mL)を添加することによって急冷した。次いで、混合物をジエチルエーテルで3回抽出し、得られた有機層を単離し、硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を真空で除去し、材料をフラッシュクロマトグラフィー(20gのシリカ、1:19のEtOAc:ヘキサン)によって精製して、化合物14を得た。TLC RF=0.42、1:9 EtOAc:ヘキサン。1H-NMR (400.53MHz, CDCl3): δ 5.44 (1H, m, 3α-H), 4.19 (1H, s, 6β-OH), 2.47 (1H, m, 6α-H), 1.18 (9H, s, 3β-OPiv)。13C-NMR (100.13MHz, CDCl3): δ 177.98, 86.82, 75.79, 71.78, 56.07, 55.70, 47.42, 42.68, 40.36, 39.65, 39.49, 38.61, 38.31, 36.11, 35.75, 35.12, 34.59, 30.57, 28.19, 28.00, 27.16, 26.23, 24.05, 23.79, 22.81, 22.55, 21.31, 18.67, 18.08, 12.19。HR-MS (ESI+) [M+NH4]+C32H55BrO3に対する計算値: 584; 実測値: 584。
【0159】
化合物15の合成
化合物14(2.88562g、5.031mmol)を火炎乾燥フラスコに添加し、シクロヘキサン(50mL)に溶解した。この溶液に、四酢酸鉛(2.7884g、6.289mmol)およびヨウ素(0.6386g、2.516mmol)を撹拌しながら添加した。次いで、反応物を90℃で2時間撹拌した。次いで、それを室温まで冷却してから濾過した。次いで、フィルターをジエチルエーテルで洗浄した。次いで、濾液をチオ硫酸ナトリウムの10%溶液で分配し、混合物を追加のジエチルエーテルで抽出した。次いで、有機層を水およびブラインで洗浄した。溶媒を真空で除去すると、化合物15が得られ、これを次の反応で直接使用した。TLC RF=0.69、1:9 EtOAc:ヘキサン。
【0160】
化合物16の合成
化合物15(2.5381g、4.48mmol)をイソプロパノール(45mL)および氷酢酸(2.6mL)に溶解した。亜鉛粉末を80℃の真空下で撹拌することによって活性化した。次いで、活性化亜鉛(1.6125g、24.66mmol)を撹拌しながら添加した。次いで、反応物を90℃で30分間撹拌した後、火から下ろし、室温でさらに18時間撹拌した。得られた混合物を沈降させ、液体をデカントした。次いで、固体をジクロロメタンでさらに3回デカントした。溶媒を真空で除去し、材料をフラッシュクロマトグラフィー(20gのシリカ、1:19のEtOAc:ヘキサン)によって精製すると、化合物16が得られた。TLC RF=0.28、1:9 EtOAc:ヘキサン。1H-NMR (400.53MHz, CDCl3): δ 5.76 (1H, d, J = 4.15Hz, 6-H), 4.61 (1H, m, 3α-H), 3.85 (1H, d, J = 11.28Hz, 19-H), 3.63 (1H, t, J = 9.17Hz, 19-H), 1.17 (9H, s, 3β-OPiv)。13C-NMR (100.13MHz, CDCl3): δ 177.94, 134.66, 128.10, 72.96, 62.68, 57.53, 56.08, 50.25, 42.50, 41.60, 39.99, 39.49, 38.59, 38.08, 36.15, 35.77, 33.34, 33.02, 31.26, 28.23, 27.99, 27.12, 24.08, 23.82, 22.82, 22.56, 21.77, 18.69, 12.19。HR-MS (ESI+) [M+H]+ C32H54O3に対する計算値: 487; 実測値: 487。[M+NH4]+ C32H54O3に対する計算値: 504; 実測値: 504 [M+Na]+ C32H54O3に対する計算値: 509; 実測値: 509。
【0161】
化合物17の合成
化合物16(1.1128g、2.286mmol)をピリジン(11.43mL)に溶解した。反応物を0℃に冷却し、メタンスルホニルクロリド(0.885mL、11.43mmol)を滴下し、反応物を0℃で2時間撹拌した。次いで、反応物を20mLの冷水で急冷し、ジクロロメタンで3回抽出した。次いで、有機層をブラインで洗浄し、溶媒を真空で除去した。得られた残留物を3-ペンタノン(76mL)に再懸濁し、酢酸カリウムの溶液(23mLの水中に1.2339g)を添加した。次いで、反応物を120℃で48時間撹拌した。TLCが出発材料の消費を示したとき、反応物を室温まで冷却し、酢酸エチルで抽出した。材料をフロロシルゲルにロードし、フラッシュクロマトグラフィー(20gのシリカ、1:19のEtOAc:ヘキサン)によって精製すると、化合物17が得られた。TLC RF=0.34、1:4 EtOAc:ヘキサン。1H-NMR (400.53MHz, CDCl3): δ 4.74-4.66 (1H, m, 3α-H), 4.10 (1H, br), 2.16-2.11 (1H, m), 2.06-1.98 (2H), 1.91-1.68 (5H), 1.57-1.43 (4H), 1.37-1.25 (3H), 1.22-1.18 (3H), 1.16 (9H, s, 3β-OPiv), 1.13-0.99 (9H), 0.91-0.85 (10H), 0.65 (3H, s), 0.31 (1H, d, J = 4.9Hz)。13C-NMR (100.13MHz, CDCl3): δ 178.06, 73.92, 70.05, 56.38, 54.64, 48.19, 43.03, 39.96, 39.86, 39.48, 38.62, 37.24, 36.12, 35.72, 29.38, 28.18, 28.00, 27.46, 27.13, 26.66, 26.10, 25.11, 23.91, 23.81, 22..81, 22.55, 18.65, 15.59, 12.25。HR-MS (ESI+) [M+Na]+ C32H54O3に対する計算値: 509; 実測値: 509。[2M+Na]+ C64H108O6に対する計算値: 996; 実測値 996。
【0162】
化合物18(FNP-59前駆体)の合成
化合物17(0.4000g、0.82mmol)をアルゴン下でジクロロメタン(8mL)に溶解した。メタンスルホン酸(0.16mL、2.46mmol)を撹拌しながら添加した。反応混合物を0℃に冷却し、三フッ化ホウ素ジエチルエーテラート(0.20mL、1.64mmol)を添加し、反応物を4時間撹拌した。次いで、反応物をジクロロメタンで抽出し、飽和重炭酸ナトリウム溶液およびブラインで洗浄した。次いで、合わせた水層をジエチルエーテルで3回抽出した。次いで、合わせた有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させ、材料をフロロシルゲルにロードし、フラッシュクロマトグラフィー(20gのフロロシル、1:9のEtOAc:ヘキサン)によって精製すると、化合物18が得られた。TLC RF=0.29、1:4 EtOAc:ヘキサン)。1H-NMR (400.53MHz, CDCl3): δ 4.94 (1H, m, 3α-H), 4.18 (1H, m, 6β-CH2), 4.07 (1H, t, J = 9.79Hz, 6β-CH2), 2.98 (3H, t, J = 6.71Hz, 6β-OMs)。13C-NMR (100.13MHz, CDCl3): δ 178.09, 135.67, 121.61, 70.66, 68.97, 56.29, 54.74, 46.48, 43.08, 40.12, 39.87, 39.47, 38.74, 37.43, 36.11, 35.74, 34.64, 33.68, 28.55, 28.27, 27.98, 27.14, 25.64, 24.42, 23.78, 23.60, 22.81, 22.55, 18.62, 12.27。HR-MS [M+NH4]+ C33H56O5Sに対する計算値: 582; 実測値 582。
FNP-59前駆体のフッ素化
【0163】
【0164】
化合物18(0.1050g、0.186mmol)をアセトニトリル(1mL)に溶解した。テトラブチルアンモニウムフルオリドビス(ピナコール)(0.18523g、0.372mmol)を撹拌しながら添加した。次いで、反応物を80℃に加熱し、2時間撹拌した。次いで、それを室温まで冷却し、ジエチルエーテルで抽出した。次いで、材料をフロロシルゲルにロードし、フラッシュクロマトグラフィー(20gのフロロシル、1:19のEtOAc:ヘキサン)によって精製すると、化合物19が得られた。TLC RF=0.92、1:4 EtOAc:ヘキサン。1H-NMR (400.53MHz, CDCl3): δ 5.08 (1H, m, 3α-H), 4.70 (2H, d, J = 48.99Hz, 6β-CH2), 3.58 (1H, m, 6α-H), 1.17 (9H, s, 3β-OPiv)。19F-NMR (376.87MHz, CDCl3): δ -227.84 (m)。
【0165】
実施例6-[18F]NP-59の放射性合成
合成は、以下のスキームに従った。
【0166】
【0167】
[18F]NP-59の合成を、次のとおりロードしたGeneral Electric(GE)TRACERLab FXFN合成モジュールを使用して達成した:バイアル1:水中の23mg/mL重炭酸テトラエチルアンモニウム500μL、バイアル2:1000μLのアセトニトリル(または、H2O共沸混合物を有する他の溶媒、例えば、エタノール)、バイアル3:1000μLのアセトニトリル(または、他の極性非プロトン性溶媒、例えば、DMSO)中の5mgの前駆体。バイアル4:H2O:エタノール(1:1)中の1M水酸化カリウム溶液1000μL。高収率フッ素-18標的を備えたGE PETtraceサイクロトロンとの18O(p、n)18F核反応によって[18F]フッ化物を生成した。[18F]フッ化物を[18O]H2Oのボーラスで合成モジュールに送達し、QMA-光sep-pakカートリッジ上で捕捉して、[18O]H2Oを除去した。次いで、重炭酸テトラエチルアンモニウム(500μLの水中11.5mg)を用いて反応容器に[18F]フッ化物を溶離した。アセトニトリル(1mL)を反応容器に添加し、反応容器を100℃に加熱し、完全に真空引きすることによって[18F]フッ化物を共沸乾燥させた。この後、反応容器をアルゴン流および100℃での同時真空引きの両方に供した。アセトニトリル(または、他の極性非プロトン性溶媒、例えば、DMSO)(1,000μL中5mg)中のFNP-59前駆体(化合物18)の溶液を乾燥[18F]フッ化物に添加し、20分間撹拌しながら90℃で加熱した。続いて、反応混合物を50℃に冷却し、1M水酸化カリウム溶液を添加した。反応混合物を110℃で25分間加熱した。次いで、反応混合物を50℃に冷却し、分析のために合成モジュールから取り出した。Phenomenex Ultracarb ODS(30)250x4.6mm、5μのカラムを、1mL/分での90%EtOHの移動相とともに使用して、HPLCを実施した。UVピークを212nmで検出した。
【0168】
[
18F]NP-59を対照BL6マウスおよび同様の体重のApoEマウスに注射した。同等の活性を各マウスに注射し、注射の約60分後に撮影したPET画像を
図1に示す。画像は、関連する解剖学的構造を得るための斜め冠状面でのPET最大強度投影画像である。各画像の右上隅には、頸動脈を通る軸方向の画像がある。
【0169】
図1は、アテローム性動脈硬化症を有することが既知であるマウス間の取り込みの違い、およびApoEマウスがより高い取り込みを有することを示す。画像は、肝臓、副腎、肝臓での化合物の取り込みを示す。ApoEマウスは、同様の体重のマウスであり、同じ量のトレーサーが注射されたにもかかわらず、より高いバックグラウンド取り込み有する。したがって、実施例6は、[
18F]NP-59を使用して、コレステロール代謝の変化およびアテローム性動脈硬化症を画像化および識別できることを示す。
【0170】
参考文献
1)Paillasse M.R.、Saffon,N.、Gornitzka,H、Silvente-Poirot,S.、Poirot,M、de Medina,P.J.Lipids.Res.2012,53,718-725