专利名称：：<sup>99</sup>Tc<sup>m</sup>O核标记硝基咪唑类黄原酸盐配合物及制备方法和应用的制作方法
技术领域：
：本发明涉及到"TcmO核标记的放射性药物化学和临床核医学
技术领域：
，特别是涉及到一种99TcmO核标记硝基咪唑类黄原酸盐配合物及制备方法和应用。
背景技术：
：组织乏氧是临床上多种疾病的一个共同病理改变，是指组织的氧浓度介于正常与无氧之间，且功能异常，而尚无明显形态学改变。在实体肿瘤中，多数肿瘤的生长相当迅速，血管的生长速度不能满足肿瘤的生长，使得供血量严重不足，导致肿瘤出现乏氧现象。肿瘤组织中氧浓度的降低可导致其对放疗和化疗的抵抗性，故测量组织乏氧水平成为研究的重点。由于以往体内测定组织氧浓度的困难，限制其在临床上的应用。目前，采用非侵入的方法探测乏氧组织的氧水平受到广泛重视，其中利用核医学显像技术进行乏氧组织显像的方法简便易行，适于临床研究。乏氧组织显像剂能够选择性地滞留在乏氧组织或细胞中，通过核医学单光子发射计算机体层摄影术(SPEC'I)或正电子发射体层摄影术(PET)显像，探测组织缺氧程度，直接提供组织存活但有功能障碍的证据。乏氧组织显像剂在肿瘤乏氧的诊断、指导治疗和疗效评价等方面具有很大的实用价值，利用核医学技术进行乏氧显像有着广阔的临床应用前景。到目前为止，研究较多的99Tcm标记的硝基咪唑类肿瘤显像剂主要有-99Tcm-BMS181321(BallingerJR,KeeJWA,RauthAM.Invitroandinvivoevaluationofatechnetium-99m-labeled2-nitroimidazole(BMS181321)asamarkeroftumorhypoxia[J].JNuclMed1996,37:1023-1031.);99Tcm-N2IPA(TaiweiChu,RujunLi，ShaowenHu,XinqiLiu,XiangyunWang.Preparationandbiodistributionoftechnetium-99m-labeled1-(2-nitroimidazole-l-yl)-propanhydroxyiminoamide(N2IPA)asatumorhypoxiamarker[J].NuclMedBiol2004,31:199-203);还有"Tcm-BMS194796,99Tcm-RP435，"Tc气MAG3-硝基咪唑，99Tcm-N4IPA,"TcmN(NffiT)2,"Tcm-DTPA-甲硝唑，99Tcm-EC-甲硝唑，"Tcm-MNZCAA,"Tc气甲硝哒唑黄原酸盐，"TV"-MN-RPMA,"Tcm-(CO)3-甲硝唑IDA等，上述肿瘤乏氧显像剂存在肿瘤摄取值偏低，肝摄取值偏高等缺点。将含有硝基咪唑靶向基团转化为可与99TcmO络合的黄原酸盐配体，然后通过与"TV"0-GH(GH:葡庚糖酸盐；CH2OH(CHOH)5COOH)发生配体交换反应制备相应的99TcmO核标记的硝基咪唑类黄原酸盐配合物来用作新型肿瘤乏氧显像剂，具有重大应用前景。
发明内容本发明的目的是提供一种放射化学纯度高、稳定性好，应用在肿瘤乏氧显像领域的99TcmO核标记的硝基咪唑类黄原酸盐配合物。本发明的另一个目的是还提供99TcmO核标记的硝基咪唑类黄原酸盐配合物的制备方法。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案种99TcmO核标记硝基咪唑类黄原酸盐配合物，通式为"TcmO(NMXT)2，其结构式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中，R=-H、-CH3;n-2、3该配合物以["Tcm(V)Of+为中心核，具有一个不规则的正方角锥型的几何构型，其中Tc=0键中的O原子位于顶点位置，两个黄原酸盐配体分子提供的四个硫原子位于底面的四个点。99TcmO(NMXT)2配合物的制备方法如下(a)配体NMXT的合成将适量的硝基咪唑和无水碳酸钾悬浮于适量的乙腈中，加入2-溴乙醇或3-溴丙醇，加热回流4h，溶液由浑浊变澄清。过滤，然后蒸除溶剂，得到黄色油状物；将适量黄色油状物溶于丙酮中，加入氢氧化钠，在冰水浴下加入CS2，反应2-8h,有棕色固体吸出；过滤，重结晶得棕红色固体粉末。其合成路线为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(b)"TcmO(NMXT)2配合物的制备将37370MBq的99Tcm(V淋洗液l-5mL加入至ijGH(GH:葡庚糖酸盐；CH20H(CHOH)5COOH)冻干药盒中，充分摇匀，固体完全溶解后，室温(20~30°C)下反应20~30分钟得到99Tcm-GH溶液。将lmL浓度为lg/L的配体NMXT溶液加入到"TcmO-GH溶液中，摇匀，IOO'C下反应20分钟即得到所述的99TcmO(NMXT)2。99TcmO(NMXT)2的制备属于配体交换反应，其反应路线如下99Tcm04-+SnCl2.2H20+GH—99TcmO-GH"TcmO-GH+NMXT—99TcmO(NMXT)2上述步骤(a)中，当R是-H，n为2时，步骤(b)制得的是分子式为99TcmO(EtNMXT)2的99TcmO核标记的硝基咪唑类黄原酸盐配合物；上述步骤(a)中，当R是-CH3，n为2时，歩骤(b)制得的是分子式为"Tc^O(EtMNMXT)2的"TcmO核标记的硝基咪唑类黄原酸盐配合物；上述步骤(a)中，当R是-H，n为3时，步骤(b)制得的是分子式为"TcmO(PrNMXT)2的"Tc^O核标记的硝基咪唑类黄原酸盐配合物；上述步骤(a)中，当R是-CH3，n为3时，步骤(b)制得的是分子式为99TcmO(PrMNMXT)2W99TcmO核标记的硝基咪唑类黄原酸盐配合物。上述所述的化学合成试剂均是市售商品，来源广泛，容易获得。通过上述方法合成的99TcmO(NMXT)2，其放射化学纯度大于卯％。本发明所述的"T^O(NMXT)2配合物是一种新型的肿瘤乏氧显像剂，其中，(NMXT)代表一类含有硝基咪唑类黄原酸盐化合物，其原理是含有硝基咪唑靶向基团的配合物有亲乏氧组织的性质；通过对荷瘤小鼠体内生物分布实验结果表明，"TcmO(EtNMXT)2、"TcmO(EtMNMXT)2、99TcmO(PrNMXT)2、"Tcm()(PrMNMXT)2在肿瘤中都有较高的摄取和较好的滞留，血清除快，肿瘤/肉和肿瘤/血比值较好，可成为新型的肿瘤乏氧显像剂。将"Tc^O(EtNMXT)2，99TcmO(EtMNMXT)2,99TcmO(PrNMXT)2，99TcmO(PrMNMXT)2，"Tc气BMS181321和"Tc气N2IPA在荷瘤小鼠体内生物分布数据比较，结果见表l。表l"TcmO(EtNMXT)2，99TcmO(EtMNMXT)2，99TcmO(PrNMXT)2，"TcmO(PrMNMXT)2，"Tcm-BMS181321和"T(^-N2IPA在荷瘤小鼠体内生物分布数据比较(％ID/g，4hp.i.)6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>射性计数，并计算其分配系数P(P-有机相的放射性活度/水相的放射性活度)，通常用logP值来反映配合物脂溶性的大小，测定的结果见表3。结果表明"T^0(NMXT)2配合物为亲水性物质。表399TcmO(NMXT)2配合物的logP值<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(3)"TcmO(NMXT)2配合物的体外稳定性测定将"TcmO(NMXT)2配合物在室温下放置不同时间(1、2、3、4、5、6h)后测定其放射化学纯度，实验结果表明99TcmO(NMXT)2配合物在放置6h后放射化学纯度大于90%，说明"TcmO(NMXT)2配合物在室温下体外稳定性好，适于临床应用的需要。(4)99TcmO(NMXT)2配合物在荷瘤小鼠体内生物分布实验从荷S-180肉瘤模型的昆明小鼠(雌性，体重约18-20g)的尾静脉注射(U0mL"Tc^O(NMXT)2配合物溶液(约7.4X05Bq)，注射后分别与0.5h、2h、4h断头处死。取其心、肝、肺、肾、脑、肌肉、骨、血、肿瘤等有关组织和器官，擦净后称重，并在FT-603阱型Y闪烁探头上测其放射性计数，每个时项的荷瘤小鼠数为5只。计算各组织的每克百分注射剂量(％ID/g)。结果见表4一表7。表499TcmO(EtNMXT)2在S180肿瘤小鼠体内生物分布数据(x±s,%ID/g)30min120min240min心1.23±0.110.47±0.010.24±0.05肝4.02±0.322.49±0.481.96±0.23肺'2,89±0.301.07±0.110.57±0.05肾9.94±0.338.31±1.216.74±1.44脾U3±0.110.63±0.100.47±0.04脑0.16±0.020.07±0.000.05±0.01肉0.52±0.070.26±0.060.18±0.10骨1.24±0.050.54±0.100.35±0.15血6.53±6.061.20±0.190.43±0.17瘤1.69±0.12I.08±0.120.91±0.09表5"T(^O(EtMNMXT)2在S180肿瘤小鼠体内生物分布数据(x±s,%ID/g)30min120min240min心2.04±0.431.04±0.170.82±0.26肝2.83±0.352.97±0.523.58±0.59月市4.34±0.662.14±0.441.87±0.60肾9.57±1.2118.3±1.9514.9±2.60脾2.17±0.371.75±0.221.73±0.37脑0.26±0.050.13±0.030.12±0.03肉0.98±0.610.52±0.060.48±0.13骨1.42±0.151.26±0.081.20±0.29血2.22±0.412.22±0.191.58±0.39瘤3.35±0.423.44±0.583.16土0.42表6"TcmO(PrNMXT)2在S180肿瘤小鼠体内生物分布数据(x±s,%ID/g)30min120min240min心0.97±0.140.42±0.040.31±0.03肝4.70±1.223.29±0.882.73±0,33月市2.26±0.200.86±0.100.67±0.03肾13.41±0.5811.31±0.9710.67±1.12脾0.78±0.090.39±0.060.39±0.06脑0.12±0.030.05±0.010.04±0.00肉0.70±0.110.25±0.040.20±0.05骨2.55±0.601.27±0.191.24±0.17血2.89±0.301.02±0.130.72±0.05瘤1.56±0.22l.OO士O.lll.OO士O.ll9<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>为了验证"TcmO(NMXT)2类配合物为乏氧显像剂，以"TcmO(Et廳MXT)2为例，取荷S180肿瘤小鼠10只，分为两组，一组每只小鼠尾静脉注射"TcmO(EtMNMXT)2药物，同时皮下注射肼苯哒嗪(按体重5mg/kg)，在注射4h后断头处死小鼠，取其肿瘤组织，称重并测其放射性计数，计算。/。ID/g。与同时进行的仅注射"Tcm(3(EtMNMXT)2药物的对照组进行比较。肼苯哒嗪介入实验结果示，肼苯哒嗪注射后4h，肿瘤组织摄取"TcmO(EtMNMXT)2的值为2.53士0.38，高于对照组2.36±0.64。注射肼苯哒嗪后提高了肿瘤组织对"Tc^O(EtMNMXT)2的摄取，说明注射肼苯哒嗪药物后，提高了肿瘤组织的乏氧程度，从而增加了"Tc"0(EtMNMXT)2在肿瘤组织中的摄取，表明肿瘤摄取"TcmO(EtMNMXT)2与肿瘤乏氧程度有一定关联。(5)99TcmO(NMXT)2在S180肿瘤小鼠全身SPECT扫描显像结果以99TcmO(EtMNMXT)2为例，从荷S180肉瘤模型小鼠的尾静脉注射0.10mL"T(^O(EtMNMXT)2配合物溶液(约ll.lMBq)，4h后，腹腔注射戊巴比妥麻醉。将小鼠俯卧固定，进行静态平面显像使用HAWKEYEVG8型SPECT。成像矩阵为128X128，放大倍数3.0，每帧，采集时间300秒。同时采用感兴趣区(regionofinterest,ROI)技术测定病灶和对侧正常部位的放射性计数，计算肿瘤和正常组织的摄取比值。SPECT显像结果表明"Tc勺(EtMNMXT)2在肿瘤灶中有明显浓集，肿瘤和正常组织的摄取比值(T/N值)为2.26。具体实施例方式实施例下面通过实施例详述本发明，一种"TcmO核标记硝基咪唑类黄原酸盐配合物(1)配体NMXT的合成a.配体EtNMXT合成第一步称取1.073g4-硝基咪唑、1.073g2-溴乙醇与1.575g无水碳酸钾于100mL圆底烧瓶中，加入50mL乙腈混合均匀，加热回流4h后，冷却，过滤。减压蒸馏除去乙腈后所得浅黄色油状物用丙酮洗涤后，再次过滤，旋干，所得浅黄色油状物。红外谱图(IR)/cm—、vOH:3395，vCH2:2946，vNO2:1536，1380。核磁谱图CHNMR,D20):S8.ll(s，1H，CH),S7,65(s,lH，CH),S4.14-4.12(t，2H,CH2),S3.80(t,2H，CH2)。第二步称取500mg第一步反应产物，用丙酮洗涤，过滤后得到滤液。滤液中加720rag氢氧化钠，混合均匀后加入1.2g二硫化碳，在冰水浴中搅拌反应6h后，过滤，所得固体用丙酮洗涤后得到棕红色固体860mg。红外谱图(IRycm-1:vCH2:2946,vN02:1536,1386,vOS:1079。核磁谱图(^HNMR，D20):58.01(s,lH,CH),S7.65(s,lH，CH),54.14-4.11(t，2H,CH2)，53.80-3.78(t,2H,CH2)。b.配体EtMNMXT合成第一步称取300mg2-甲基-4-硝基咪唑、295mg2-溴乙醇与500mg无水碳酸钾于50mL圆底烧瓶中，加入30mL乙腈混合均匀，加热回流4h后，冷却，过滤。减压蒸馏除去乙腈后所得浅黄色油状物用丙酮洗涤后，再次过滤，旋干，所得浅黄色油状物。红外谱图(IR)/cm-':vOH:3380，vCH3:2925,vNO2:1541，n79。核磁谱图('HNMR,D20):S7.97(s,lH,CH),S4.44-4.42(t,2H，CH2),S3.85-3.83(t，2H，CH2),S2.43(s,3H,CH3)。第二步称取265mg第一步反应产物，用丙酮洗涤，过滤后得到滤液。滤液中加71mg氢氧化钠，混合均匀后加入118mg二硫化碳，在冰水浴中搅拌反应6h后，过滤，所得固体用11丙酮洗涤后得到棕红色固体160mg。红外谱图(IRycm":vCH3:2924,vN02:1554,1362,vC=S:1006。核磁谱图NMR，D20):S7.92(s,lH,CH)，53.97-3.95(t,2H,CH2),S3.71-3.69(t,2H,CH2)，S2.22(s,3H，CH3)。c.配体PrNMXT合成第一步称取1.062g4-硝基咪唑、1.067g3-溴丙醇与1.536g无水碳酸钾于100mL圆底烧瓶中，加入53mL乙腈混合均匀，加热回流4h后，冷却，过滤。减压蒸馏除去乙腈后所得橘黄色油状物用丙酮洗涤后，再次过滤，旋干，所得橘黄色油状物。红外谱图(IR)/cm":vOH:3350,vCH2:2948，-N02:1523,1396。核磁谱图('HNMR,D20):S8.01(s,IH，CH),S7.65(s,lH，CH),S4.13-4.10(t,2H,CH2),S3.51-3.48(t,2H,CH2)，S2.00-1.94(m，2H,CH2)。第二步称取660mg第一步反应产物，用丙酮洗涤，过滤后得到滤液。滤液中加150mg氢氧化钠，混合均匀后加入300mg二硫化碳，在冰水浴中反应6h后，过滤，所得固体用丙酮洗涤后得到棕红色固体600mg。红外谱图(IRycm":vCH2:2948，vN02:1523，1379,vC=S:1053。核磁谱图('HNMR，D20)S8,01(s,lH,CH)，S7.56(s,lH,CH),S4.04-4.01(t,2H,CH2)，53.42-3.39(t,2H,CH2),51.91-1.85(m,2H,CH2)。d.配体PrMNMXT合成第一步称取300mg2-甲基-4-硝基咪唑、331mg3-溴丙醇与348mg无水碳酸钾于50mL圆底烧瓶中，加入25mL乙腈混合均匀，加热回流4h后，冷却，过滤。减压蒸馏除去乙腈后所得橘黄色油状物用丙酮洗涤后，再次过滤，旋干，所得橘黄色油状物。红外谱图(IR)/cm":vOH:3391,vCH3:2928,vN02:1542，1399。核磁谱图()HNMR,D20):57.95(s,lH,CH)，53.98-3.94(t，2H,CH2),53.48-3.45(t,2H,CH2),52.25(s，3H,CH3),S1.91-1.85(m,2H,CH2)。第二步.-称取330mg第一步反应产物，用丙酮洗涤，过滤后得到滤液。滤液中加71mg氢氧化钠，混合均匀后加入135mg二硫化碳，在冰水浴中反应6h后，过滤，所得固体用丙酮洗涤后得到棕红色固体329mg。红外谱图(IR)/cm":vCH3:2921,vN02:1531,1362,vC=S:1026。核磁谱图(^HNMR,D20):S7,87(s,lH,CH),53.89-3.85(t,2H,CH2)，53.38-3.35(t,2H,CH2)，S2.16(s,3H,CH3),51.81-1.75(m,2H,CH2)。(2)"TcmO(NMXT)2的制备制备GH冻干药盒通过将GH、SnCl2.2H20按200:1的重量比溶于适量二次水中，充分溶解后分装于干净的青霉素小瓶中，经冷冻干燥后备用。将37370MBq的"Tcm(V淋洗液l-5mL加入到GH(GH:葡庚糖酸盐；CH20H(CHOH)5COOH)冻干药盒中，充分摇匀，固体完全溶解后，室温(20~30°C)下反应20~30分钟得到99Tcm-GH溶液。将lmL浓度为lg/L的NMXT溶液加入到上述99Tcm-GH溶液中，摇匀，IO(TC下反应20分钟即得到所述的99TcmO(NMXT)2。权利要求1.一种99TcmO核标记硝基咪唑类黄原酸盐配合物，其特征在于；通式为99TcmO(NMXT)2，其结构式如下其中，R＝-H、-CH3；n＝2、3该配合物以[99Tcm(V)O]3+为中心核，具有一个不规则的正方角锥型的几何构型，其中Tc＝O键中的O原子位于顶点位置，两个黄原酸盐配体分子提供的四个硫原子位于底面的四个点。2.制备如权利要求1所述99TcmO核标记硝基咪唑类黄原酸盐配合物的制备方法，其工艺步骤如下a.酉己体NMXT的合成将适量的硝基咪唑和无水碳酸钾悬浮于适量的乙腈中，加入2-溴乙醇或3-溴丙醇，加热回流4h，溶液由浑浊变澄清。过滤，然后蒸除溶剂，得到黄色油状物；将适量黄色油状物溶于丙酮中，加入氢氧化钠，在冰水浴下加入CS2，反应2-8h，有棕色固体吸出；过滤，重结晶得棕红色固体粉末。其合成路线为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>b."Tc^O(NMXT)2配合物的制备将37~370MBq的"Tcm(V淋洗液l-5mL加入到GH(GH:葡庚糖酸盐；CH2OH(CHOH)5COOH)冻干药盒中，充分摇匀，固体完全溶解后，20-30。C下反应20~30分钟得到"Tcm-GH溶液。将lmL浓度为lg/L的配体NMXT溶液加入到99TcmO-GH溶液中，摇匀，10(TC下反应20分钟即得到所述的yyTcmO(NMXT)2。99TcmO(NMXT)2的制备属于配体交换反应，其反应路线如下"Tcm04-+SnClr2H20+GH—99TcmO-GH"TcmO-GH+NMXT—99TcmO(NMXT)23.根据权利要求2所述99TcmO核标记硝基咪唑类黄原酸盐配合物的制备方法，其特征在于所述步骤(a)中，当R是-H，n为2时，步骤(b)制得的是分子式为"TcmO(EtNMXT)2的"TcmO核标记的硝基咪唑类黄原酸盐配合物；当R是-CH3,n为2时，步骤(b)制得的是分子式为"TcmO(EtMNMXT)2的99TcmO核标记的硝基咪唑类黄原酸盐配合物；当R是-H，n为3时，步骤(b)制得的是分子式为"TcmO(PrNMXT)2的99TcmO核标记的硝基咪唑类黄原酸盐配合物；当R是-CH3，n为3时，步骤(b)制得的是分子式为99TcmO(PrMNMXT)2的99TcmO核标记的硝基咪唑类黄原酸盐配合物。4.如权利要求1或2所述的99TcmO核标记硝基咪唑类黄原酸盐配合物及制备方法，其特征在于所述配合物作为肿瘤乏氧显像剂在核医学领域的应用。全文摘要本发明公开了一种<sup>99</sup>Tc<sup>m</sup>O核标记硝基咪唑类黄原酸盐配合物，通式为<sup>99</sup>Tc<sup>m</sup>O(NMXT)<sub>2</sub>，式中NMXT代表一类含有硝基咪唑类黄原酸盐化合物。该配合物以[<sup>99</sup>Tc<sup>m</sup>(V)O]<sup>3+</sup>为中心核，具有一个不规则的正方角锥型的几何构型，其中Tc＝O键中的O原子位于顶点位置，两个黄原酸盐配体分子提供的四个硫原子位于底面的四个点。通过配体NMXT的合成及<sup>99</sup>Tc<sup>m</sup>O(NMXT)<sub>2</sub>配合物制备的工艺步骤，得到<sup>99</sup>Tc<sup>m</sup>O(NMXT)<sub>2</sub>配合物。本发明放射化学纯度高、稳定性好、在肿瘤中有较高的摄取值和良好通过的滞留，肿瘤/肌肉比值较高，广泛应用于人体和动物器官的肿瘤显像，是一种方便推广应用的新型肿瘤乏氧显像剂。文档编号C07D233/94GK101555229SQ20091008455公开日2009年10月14日申请日期2009年5月21日优先权日2009年5月21日发明者任佳蕾,唐志刚,张俊波,张现忠,潇林,王学斌,洁陆申请人:北京师范大学;北京师宏药物研制中心