一种靶向β‑淀粉样蛋白的香豆素类化合物的合成模块的制作方法

本实用新型涉及香豆素类化合物，尤其是涉及一种靶向β-淀粉样蛋白的香豆素类化合物合成用的系统模块。

背景技术：

脑内β-淀粉样蛋白((β-amyloid protein,Aβ))来源于其前体物质β淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)。已经确认Aβ来源于基因编码的APP，分子量约为4kD，均为跨膜糖蛋白，并且在三维结构中呈β折叠，故称“β淀粉样蛋白”。Aβ由APP细胞膜外28个氨基酸和跨膜部分的12个氨基酸组成，位于APP的疏水部分。具有很强的聚集性，易形成极难溶解的沉淀。Aβ是老年斑的主要成分，是神经病理学标志(Glenner G G.Wong C W.Alzheimer's disease:initial report of the purification and characterization of a novel cerebrovascular amyloid protein[J].Biochem Biophys Res Commun,1984,120(3):855-900.Toreilles F,Touchon J.Pathogenic theories and intrathecal analysis of the sporadic form of Alzheimer's disease[J].Prog Neurobiol,2002,66(3):191-203.Lambert M P,Barlow A K,Chromy B A,etal.Diffusible,non fibrillar ligands derived from Abeta1-42are potent central nervous system neurotoxins[J].Pro Natl Acad Sci USA,1998,95(11):6448-6453.)。阿尔茨海默症(Alzheimer's disease,AD)的发病机制有多种学说，其中Hardy等提出了AD的Aβ级联假说最受关注，该学说认为Aβ的聚集在AD发生、发展过程中起核心作用，Aβ导致了神经细胞功能紊乱和死亡，最终引起痴呆(HARDY J,SELKOE DJ.The amyloid hypo thesis of Alzheimer's disease:progress and problems on the road to therapeutics[J].Science,2002,297(5580):353-356.)。

利用靶向Aβ的特异性分子探针进行正电子断层显像(Positron Emission Tomograph,PET)是最适宜的AD早期确诊手段。全球各大制药公司一直都在研发特异性靶向Aβ的PET显像剂，直到2012年，礼来(Eli Lilly)公司的产品，¹⁸F-Florbetapir(US7687052/US8506929)获得美国FDA批准；之后，美国FDA又相继批准了两个药品上市，通用电气医疗公司(GE HEALTHCARE)的¹⁸F-Flutemetamol(US7270800/US7351401/US8236282/US8691185/US8916131)和PIRAMAL IMAGING公司的¹⁸F-Florbetaben(US7807135)。目前国内尚无靶向Aβ的PET显像剂获得批准上市，国内对AD早期确诊和疗效评估是无药可用的局面，研发新型的靶向Aβ的PET显像药物能够填补我国生物医药产业在该领域的空白。

香豆素(Coumarin)，又称双呋喃环和氧杂萘邻酮，为我国南方特有植物黑香豆、香蛇鞭菊等的有效成分。我们创新型的对香豆素衍生物进行F-18标记，发展一种特异性的PET显像探针，对于AD的早期确诊和疗效评估，具有十分重要的应用前景，但是该方法缺陷一种有效的合成装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种靶向β-淀粉样蛋白的香豆素类化合物的合成模块。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种靶向β-淀粉样蛋白的香豆素类化合物的合成模块，其特征在于，包括反应器，[¹⁸F^-]H₂¹⁸O溶液瓶、气体进样装置、加热装置、溶液装置、¹⁸F吸附装置、重氧水回收装置和纯化制剂装置，所述的反应器置于加热装置上，所述的[¹⁸F^-]H₂¹⁸O溶液瓶通过连接¹⁸F吸附装置分别连接反应器和重氧水回收装置，所述的气体进样装置、溶液装置和纯化制剂装置均连接反应器。

所述的[¹⁸F^-]H₂¹⁸O溶液瓶内装有含[¹⁸F^-]的H₂¹⁸O溶液，且[¹⁸F^-]H₂¹⁸O溶液瓶连接气体进样装置，通过气体进样装置输入气体将[¹⁸F^-]H₂¹⁸O溶液瓶中的液体压出，输入¹⁸F吸附装置吸附¹⁸F后，进入重氧水回收装置。

所述的溶液装置包括相转移催化剂瓶、乙腈溶液瓶、前体瓶，其中相转移催化剂瓶一端连接气体进样装置，另一端连接¹⁸F吸附装置，所述的乙腈溶液瓶、前体瓶并联连接在气体进样装置与反应器之间。

所述的相转移催化剂瓶中溶液为K₂₂₂和碳酸钾的乙腈溶液。

所述的前体瓶中的溶液为前体化合物B的DMF溶液。

所述的纯化制剂装置包括HPLC半制备系统、废液收集瓶、粗产品收集瓶、稀释瓶、洗脱瓶、富集柱、废液瓶、制剂瓶、终产品瓶和无菌滤膜；所述HPLC半制备系统进样口与反应瓶连接，出样口分别与废液收集瓶和粗产品收集瓶连接，所述粗产品收集瓶与稀释瓶、富集柱以及气体进样装置连接，其中稀释瓶还与气体进样装置，富集柱一端通过管道依次连接洗脱瓶和气体进样装置，另一端分别连接并联的废液瓶和制剂瓶，所述的制剂瓶还连接气体进样装置，以及终产品瓶，并在制剂瓶与终产品瓶之间的管路上设有无菌滤膜。气体进样装置通过正压将反应瓶中溶液压至HPLC半制备系统，并将溶液收集于废液收集瓶或粗产品收集瓶中，所述粗产品收集瓶与稀释瓶、富集柱连接，通过正压将稀释瓶的溶液压至粗产品收集瓶，然后将稀释后的溶液通过富集柱富集产品，废液收集至废液瓶，再将洗脱瓶的溶液通过富集柱洗脱产品，产品收集至制剂瓶，最后将制剂瓶中终产品通过无菌滤膜收集于终产品瓶，得到最终产品。

所述的洗脱瓶中的溶液为含45％乙醇的生理盐水溶液。

所述的¹⁸F吸附装置为QMA柱。

所述的气体进样装置输出的气体为N₂。

使用时，通过气体进样装置提供正向压力，将[¹⁸F^-]H₂¹⁸O溶液瓶中的[¹⁸F^-]H₂¹⁸O压至QMA柱(¹⁸F吸附装置)，将[¹⁸F^-]吸附后，剩余液体收集至重氧水回收装置中，然后通过气体进样装置将转移催化剂瓶中的K₂₂₂(10-12mg)和碳酸钾(1-2mg)的乙腈溶液以及吸附的[¹⁸F^-]压至QMA柱，然后收集于反应器中，通过加热装置将反应器加热到90℃，通入氮气(1mL/min)吹干，下一步将乙腈溶液瓶中0.5mL乙腈压至反应器中，在90℃下，通入氮气(1mL/min)吹干，再下一步将前体瓶中1mL含2mg前体化合物B的无水DMF溶液压至反应瓶中，120℃下反应30min。之后将反应瓶中粗产品通过HPLC半制备系统，收集25-27min粗产品至粗产品收集瓶中并加入稀释瓶中100mL纯水稀释，其余液体收集至废液收集瓶中，将粗产品收集瓶中所有粗产品通过硅胶柱(富集柱)富集，废液收集至废液瓶，将洗脱瓶的2mL含45％乙醇的生理盐水溶液通过富集柱洗脱产品，产品收集至制剂瓶，最后将制剂瓶中终产品通过无菌滤膜收集于终产品瓶，得到最终产品。

上述装置是针对靶向β-淀粉样蛋白的香豆素类化合物的合成方法进行专门设计的装置，所述靶向β-淀粉样蛋白的香豆素类化合物，其结构式如下：

其中，R₁为CH₃或CF₃；R₂为C₂H₄或C₃H₆的直链烷基。

上述靶向β-淀粉样蛋白的香豆素类化合物的制备方法，将化合物B为标记前体，与¹⁸F^-进行亲核取代反应，即可，所述的化合物B的结构式如下：

其中，R₁为CH₃或CF₃；R₂为C₂H₄或C₃H₆的直链烷基，TsO为十八烷基三氯硅烷基。

所述的方法具体包括以下步骤：在有机溶剂中，惰性气体保护下，在含相转移催化剂、钾盐和¹⁸F^-的混合物的作用下与化合物B进行亲核取代反应，反应温度40℃～120℃，反应时间5-30min，即得靶向β-淀粉样蛋白的香豆素类化合物。

所得靶向β-淀粉样蛋白的香豆素类化合物进行后处理，后处理方法为：选用放射性HPLC将靶向β-淀粉样蛋白的香豆素类化合物分离纯化，然后用纯水稀释，过硅胶柱富集，用含45％乙醇的生理盐水溶液淋洗，收集于生理盐水西林瓶中，最终制备成含10％乙醇的生理盐水溶液，经无菌滤膜过滤，得到¹⁸F标记香豆素化合物制剂。用放射性HPLC分离纯化之前，也可先用Sep-Pak C18柱对产物进行纯化。

所述的有机溶剂包括无水乙腈、无水四氢呋喃、无水DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、无水DMSO(二甲基亚砜)中的一种或多种，优选无水DMF。

所述的钾盐为碳酸钾或碳酸氢钾；

所述的相转移催化剂为环状冠醚类催化剂，所述的环状冠醚类催化剂选自4,7,13,16,21,24-六氧-1,10-二氮双环[8.8.8]二十六烷(K₂₂₂)。

所述的惰性气体为氮气和/或氩气和/或氦气。

所述的含有K222、碳酸钾和¹⁸F^-的混合物可通过下述方法制得：用K222溶液淋洗富集¹⁸F^-的QMA柱，蒸干溶剂，即可。

本实用新型中所用到的标记前体化合物B购自上海如絮生物科技有限公司，其余所用到的试剂均为商品化试剂。

与现有技术相比，本实用新型设计的靶向β-淀粉样蛋白的香豆素类化合物的合成模块采用氮气作为动力源，分别与参与反应的各反应物容器连接，并在各连接管路上设置相应阀门，通过控制装置控制各阀门的开关，实现了自动化生产，避免放射性元素对人体产生伤害。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

如图1所示，一种靶向β-淀粉样蛋白的香豆素类化合物的合成模块，包括反应器1，[¹⁸F^-]H₂¹⁸O溶液瓶2、气体进样装置17、加热装置18、溶液装置、¹⁸F吸附装置4、重氧水回收装置3和纯化制剂装置，所述的反应器1置于加热装置18上，所述的[¹⁸F^-]H₂¹⁸O溶液瓶2通过连接¹⁸F吸附装置4分别连接反应器1和重氧水回收装置3，所述的气体进样装置17、溶液装置和纯化制剂装置均连接反应器1。

所述的[¹⁸F^-]H₂¹⁸O溶液瓶2内装有含[¹⁸F^-]的H₂¹⁸O溶液，且[¹⁸F^-]H₂¹⁸O溶液瓶2连接气体进样装置17，通过气体进样装置17输入气体将[¹⁸F^-]H₂¹⁸O溶液瓶2中的液体压出，输入¹⁸F吸附装置4吸附¹⁸F后，进入重氧水回收装置3。

所述的溶液装置包括相转移催化剂瓶5、乙腈溶液瓶6、前体瓶7，其中相转移催化剂瓶5一端连接气体进样装置17，另一端连接¹⁸F吸附装置4，所述的乙腈溶液瓶6、前体瓶7并联连接在气体进样装置17与反应器1之间。所述的相转移催化剂瓶5中溶液为K₂₂₂和碳酸钾1-2mg的乙腈溶液。所述的前体瓶7中的溶液为前体化合物B的DMF溶液。

所述的纯化制剂装置包括HPLC半制备系统8、废液收集瓶9、粗产品收集瓶10、稀释瓶11、洗脱瓶15、富集柱14、废液瓶12、制剂瓶13、终产品瓶16和无菌滤膜19；所述HPLC半制备系统8进样口与反应瓶1连接，出样口分别与废液收集瓶9和粗产品收集瓶10连接，所述粗产品收集瓶10与稀释瓶11、富集柱14以及气体进样装置17连接，其中稀释瓶11还与气体进样装置17，富集柱14一端通过管道依次连接洗脱瓶15和气体进样装置17，另一端分别连接并联的废液瓶12和制剂瓶13，所述的制剂瓶13还连接气体进样装置17，以及终产品瓶16，并在制剂瓶13与终产品瓶16之间的管路上设有无菌滤膜19。所述的洗脱瓶15中的溶液为含45％乙醇的生理盐水溶液。

所述的¹⁸F吸附装置4为QMA柱。

所述的气体进样装置17输出的气体为N₂。

使用时，通过气体进样装置17提供正向压力，将[¹⁸F^-]H₂¹⁸O溶液瓶2中的[¹⁸F^-]H₂¹⁸O压至QMA柱(¹⁸F吸附装置4)，将[¹⁸F^-]吸附后，剩余液体收集至重氧水回收装置3中，然后通过气体进样装置17将转移催化剂瓶5中的K₂₂₂(10-12mg)和碳酸钾(1-2mg)的乙腈溶液以及吸附的[¹⁸F^-]压至QMA柱，然后收集于反应器1中，通过加热装置18将反应器1加热到90℃，通入氮气(1mL/min)吹干，下一步将乙腈溶液瓶6中0.5mL乙腈压至反应器1中，在90℃下，通入氮气(1mL/min)吹干，再下一步将前体瓶7中1mL含2mg前体化合物B的无水DMF溶液压至反应瓶中，120℃下反应30min。之后将反应瓶1中粗产品通过HPLC半制备系统8，收集25-27min粗产品至粗产品收集瓶10中并加入稀释瓶11中100mL纯水稀释，其余液体收集至废液收集瓶9中，将粗产品收集瓶10中所有粗产品通过硅胶柱(富集柱14)富集，废液收集至废液瓶12，将洗脱瓶15的2mL含45％乙醇的生理盐水溶液通过富集柱14洗脱产品，产品收集至制剂瓶13，最后将制剂瓶13中终产品通过无菌滤膜19收集于终产品瓶16，得到最终产品。

上述各原料盛装容器，废液瓶等各容器之间通过管道连接，并在各管道上设置了阀门，如图1所示，通过自动控制器控制各阀门的开关，从而使反应按上述步骤推进，实现了自动化生产控制，避免了放射性元素对人体的伤害。