18F标记的EGFR正电子显像剂及其制备方法与应用与流程

本发明属于药物化学与核药学技术领域，具体涉及¹⁸f标记的egfr正电子显像剂及其制备方法与应用。

背景技术：

正电子发射断层扫描(positronemissiontomograghy,pet)是目前在活体监测肿瘤发生、发展过程的最佳影像学设备，可以实现对细胞代谢和功能的高分辨率显像，从分子水平对人体的生理、生化过程进行无创、三维、动态研究，pet可应用于肿瘤的诊断，良恶性鉴别、恶性肿瘤分期、分型及肿瘤复发、转移的早期诊断和鉴别，治疗方案的选择和化疗、放疗效果的检测以及肿瘤变化过程的观察和愈后情况的监测。

表皮生长因子受体(egfr)是一个巨大的跨膜糖蛋白,分子量约为180kda,具有配体诱导的酪氨酸蛋白激酶活性。egfr本身具有酪氨酸激酶活性，一旦与表皮生长因子(egf)组合可启动细胞核内的有关基因，从而促进细胞分裂增殖。研究表明胃癌、乳腺癌、膀胱癌和头颈部鳞癌等多种肿瘤egfr表达增高。egfr是一个很有吸引力的肿瘤治疗靶点，它在诱导细胞增殖、侵袭、转移和抑制凋亡等复杂的信号通路中具有重要作用。

近年来基于表皮生长因子受体(egfr)的靶向小分子酪氨酸激酶抑制剂(tkis)研究非常活跃，目前已经有多种tkis类小分子药物用于癌症的治疗。但研究表明egfr-tkis具有突变敏感性，并非所有egfr高表达患者均能受益，故对于egfr-tkis敏感患者的筛选是临床亟需解决的问题。正电子核素标记的酪氨酸激酶抑制剂(tki)作为靶向egfr的正电子显像剂，能用通过全身无创pet显像明确患者egfr-tkis的敏感程度，以此达到筛选治疗敏感患者目的，同时还能明确阳性患者肿瘤全身分布情况，并可在疗程种实时监测肿瘤生存进展。

目前此类正电子显像剂主要有两大类：¹⁸f标记和¹¹c标记的正电子显像剂。继1998年peter详细报道¹¹c-pd153035的几种标记方法后，众多正电子核素标记的tki类小分子示踪剂被国外研究者报道。¹¹c标记的有：¹¹c-erlotinib、¹¹c-gefitinib、¹¹c-m03、¹¹c-azd8931、¹¹c-vandetanib、¹¹c-sorafenib等。¹⁸f标记的有：¹⁸f-gefitinib、¹⁸f-lapatinib、¹⁸f-ml04、¹⁸f-mpg、¹⁸f-fea-erlotinib等。他们大多是具有4-氨基喹唑啉结构的erlotinib类衍生物。国内外研究结果发现，此类小分子正电子显像剂能够与egfr-tk结合，可以达到受体显像的目的，egfr显像阳性的肿瘤患者肿瘤恶性程度高，容易发生转移，复发率高，预后差；能指导临床小分子酪氨酸激酶抑制剂生物靶向药物的治疗策略，具有较大临床应用前景。

技术实现要素：

本发明的第一方面的目的，在于提供一种化合物。

本发明的第二方面的目的，在于提供第一方面的化合物的制备方法。

本发明的第三方面的目的，在于提供第一方面的化合物在作为和/或制备制剂中的应用。

本发明的第四方面的目的，在于提供一种制剂。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明的第一个方面，提供一种化合物，所述化合物的通式如式(i)所示：

式(i)中，r选自¹⁸f、f、ots(对甲苯磺酰基)。

优选地，所述化合物的化学结构式如式(ii)所示：

优选地，所述化合物的化学结构式如式(iii)所示：

式(iii)所示的化合物为式(ii)所示的化合物的前体。

优选地，所述化合物的化学结构式如式(iv)所示：

式(iv)所示的化合物为式(ii)所示的化合物的标准品。

本发明的第二个方面，提供本发明第一方面的化合物的制备方法。

式(iii)所示的化合物的制备方法，包括如下步骤：(1)将4-氯-6,7-二(2-甲氧基乙氧基)喹唑啉与炔丙胺反应，得到4-炔丙基氨基-6，7-二(2-甲氧基乙氧基)喹唑啉；(2)将4-炔丙基氨基-6，7-二(2-甲氧基乙氧基)喹唑啉和对甲苯磺酸叠氮乙酯反应，得到式(iii)所示的化合物。

优选地，步骤(1)中所述反应的条件为80～100℃下反应1.5～3.5h。

优选地，步骤(1)中所述反应在溶剂中进行。

优选地，所述溶剂包括n，n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜，二苯醚，六甲基磷酰三胺。

优选地，步骤(1)中所述反应中加入缚酸剂。

优选地，所述缚酸剂包括碳酸钾、碳酸铵、碳酸钠、三乙胺、吡啶、n,n-二异丙基乙胺、4-二甲氨基吡啶、三乙醇胺、四丁基溴化铵。

优选地，步骤(1)中所述4-氯-6,7-二(2-甲氧基乙氧基)喹唑啉与炔丙胺的摩尔比为1：(1～3)。

优选地，步骤(2)中所述反应的条件为20～30℃下反应0.5～1.5h。

优选地，步骤(2)中所述4-炔丙基氨基-6，7-二(2-甲氧基乙氧基)喹唑啉和对甲苯磺酸叠氮乙酯的摩尔比为1：(1～3)。

优选地，步骤(2)中所述反应中加入催化剂。

优选地，所述催化剂为五水硫酸铜与抗坏血酸钠的混合物、五水硫酸铜与异抗坏血酸钠的混合物、溴三(三苯基膦)铜(i)、碘化亚铜或cu2o、cu-al2o3纳米颗粒。

优选地，步骤(2)中所述反应在溶剂中进行。

优选地，所述溶剂为水与二氯甲烷的混合物，叔丁醇与水的混合物、二甲基亚砜与水的混合物、乙醇与水的混合物或四氢呋喃与水的混合物。

式(ii)所示的化合物的制备方法，包括如下步骤：1)用淋洗液淋洗富集¹⁸f的阴离子交换柱，得到含¹⁸f的淋洗液，除去含¹⁸f的淋洗液中的水；2)将步骤1)得到的除水后的含¹⁸f的淋洗液与式(iii)所示的前体混合，反应，得到反应液；3)将步骤2)得到的反应液进行半制备hplc分离得到化合物；

优选地，步骤1)中所述淋洗液包含4,7,13,16,21,24-六氧-1,10-二氮双环[8.8.8]二十六烷、k2co3、乙腈。

优选地，所述淋洗液还包含水。

优选地，步骤1)中所述富集¹⁸f的阴离子交换柱的制备方法如下：用回旋加速器轰击h2¹⁸o得到¹⁸f，再将¹⁸f传导至阴离子交换柱，得到富集¹⁸f的阴离子交换柱。

优选地，步骤1)中所述除去含¹⁸f的淋洗液中的水的方法如下：将含¹⁸f的淋洗液在惰性气体氛围下100～120℃下共沸。

优选地，所述惰性气体为氦气、氮气中的至少一种。

优选地，步骤2)中所述前体为溶于有机溶剂中的前体。

优选地，所述有机溶剂为乙腈、二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺中的至少一种。

优选地，步骤2)中所述反应的条件为100～130℃下反应10～20min；进一步为110～120℃下反应10～15min。

优选地，步骤3)中所述半制备hplc分离的条件为：色谱柱：c18柱；流动相：乙腈-水体积比为40∶60的混合溶剂；流速2～6ml/min。

式(iv)所示的化合物的制备方法，包括如下步骤：(1)将4-氯-6,7-二(2-甲氧基乙氧基)喹唑啉与炔丙胺反应，得到4-炔丙基氨基-6，7-二(2-甲氧基乙氧基)喹唑啉；(2)将4-炔丙基氨基-6，7-二(2-甲氧基乙氧基)喹唑啉和2-氟叠氮乙烷反应，得到式(iv)所示的化合物。

优选地，步骤(1)中所述反应的条件为80～100℃下反应1.5～3.5h。

优选地，步骤(1)中所述反应在溶剂中进行。

优选地，所述溶剂包括n，n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜，二苯醚，六甲基磷酰三胺。

优选地，步骤(1)中所述反应中加入缚酸剂。

优选地，所述缚酸剂包括碳酸钾、碳酸铵、碳酸钠、三乙胺、吡啶、n,n-二异丙基乙胺、4-二甲氨基吡啶、三乙醇胺、四丁基溴化铵。

优选地，步骤(1)中所述4-氯-6,7-二(2-甲氧基乙氧基)喹唑啉与炔丙胺的摩尔比为1：(1～3)。

优选地，步骤(2)中所述反应的条件为20～30℃下反应1.5～4.5h。

优选地，步骤(2)中所述4-炔丙基氨基-6，7-二(2-甲氧基乙氧基)喹唑啉和2-氟叠氮乙烷的摩尔比为1：(1～2)。

优选地，步骤(2)中所述反应中加入催化剂。

优选地，所述催化剂为五水硫酸铜与抗坏血酸钠的混合物、五水硫酸铜与异抗坏血酸钠的混合物、溴三(三苯基膦)铜(i)、碘化亚铜或cu2o、cu-al2o3纳米颗粒。

优选地，步骤(2)中所述反应在溶剂中进行。

优选地，所述溶剂为水与二氯甲烷的混合物，叔丁醇与水的混合物、二甲基亚砜与水的混合物、乙醇与水的混合物或四氢呋喃与水的混合物。

本发明的第三方面，提供第一方面的化合物在作为和/或制备制剂中的应用。

优选地，所述制剂为(1)～(4)中任一种：

(1)egfr正电子显像剂；

(2)肿瘤pet显像剂；

(3)egfr表达水平检测剂；

(4)egfr抑制剂筛选剂。

优选地，所述化合物为式(ii)所示的化合物和/或式(iii)所示的化合物。

本发明的第四方面，提供一种制剂，包含第一方面的化合物。

优选地，所述制剂为(1)～(4)中任一种：

(1)egfr正电子显像剂；

(2)肿瘤pet显像剂；

(3)egfr表达水平检测剂；

(4)egfr抑制剂筛选剂。

优选地，所述化合物为式(ii)所示的化合物。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一类新的化合物，该化合物可作为/用于制备egfr正电子显像剂，作为/制备得到的egfr正电子显像剂示踪效果好，具有较好的特异性，能阳性识别表皮因子受体(egfr)高表达或变异肿瘤；同时，该化合物体外稳定性好，主要经肠、胆、肾代谢，体内清除快，肌肉、骨骼、心脏、肺、肝脏等背景脏器和组织背景摄取低，可用于肿瘤pet显像剂、egfr表达水平检测剂、egfr抑制剂筛选剂。该化合物的制备方法方便、简单、快速，其中，式(ii)所示的化合物可通过手动合成制备，也可通过放射性合成模块进行自动化合成，可满足科学研究与临床试验需求。

附图说明

图1是式(iii)、式(iv)所示的化合物(egfr正电子显像剂前体、egfr正电子显像剂标准品)的合成流程图。

图2是式(iii)所示的化合物(egfr正电子显像剂前体)的¹hnmr图谱。

图3是式(iii)所示的化合物(egfr正电子显像剂前体)的质谱图。

图4是式(iv)所示的化合物(egfr正电子显像剂标准品)的¹hnmr图谱。

图5是式(iv)所示的化合物(egfr正电子显像剂标准品)的质谱图。

图6是式(iv)所示的化合物(egfr正电子显像剂标准品)的hplc图。

图7是实施例2制备得到的¹⁸f标记的egfr正电子显像剂的hplc图。

图8是¹⁸f标记的egfr正电子显像剂的体外稳定性结果图。

图9是¹⁸f标记的egfr正电子显像剂在hcc827荷瘤鼠中的体内分布图。

图10是¹⁸f标记的egfr正电子显像剂在hcc827荷瘤鼠中的micropet/ct显像图。

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。

本实施例中所使用的材料、试剂等，如无特别说明，为从商业途径得到的试剂和材料。

实施例1式(iii)所示的化合物(¹⁸f标记的egfr正电子显像剂前体)的制备方法

500ml三口瓶中依次加入4-氯-6,7-二(2-甲氧基乙氧基)喹唑啉(式(v),40.00g,1eq)、dmf(n，n-二甲基甲酰胺，200ml)、碳酸钾(35.38g，2eq)、炔丙胺(8.48g，1.2eq)，90℃下搅拌2.5h。tlc(薄层色谱)监控反应完成后，温度降至室温(20～30℃)，加入400ml水，搅拌均匀。过滤，用400ml水洗涤两次。旋干滤饼得到银白色固体产物24.5g(式(vi))，产率为57.8％。

反应瓶中依次加入4-炔丙基氨基-6，7-二(2-甲氧基乙氧基)喹唑啉(式(vi)，0.42g，1.0eq)、五水硫酸铜(0.018g，0.05eq)、异抗坏血酸钠(0.026g，0.1eq)、水和叔丁醇各2ml,再加入甲苯磺酸叠氮乙酯(0.332g,1.0eq),室温(20～30℃)下搅拌1h。tlc监控反应完成后，加入4ml水和4mldcm(二氯甲烷)，并加入少量氨水(约0.1ml)减少乳化，搅拌稀释均匀，静置分液，分出有机后旋干，柱层析得白色固体物(式(iii))0.48g，产率为62.8％。

egfr正电子显像剂标记前体(式(iii))制备反应化学式如图1所示，¹hnmr谱图如图2所示，质谱图如图3所示。

实施例2式(iv)所示的化合物(¹⁸f标记的egfr正电子显像剂标准品)的制备方法

500ml三口瓶中依次加入4-氯-6,7-二(2-甲氧基乙氧基)喹唑啉(式(v),40.00g,1eq)、dmf(n，n-二甲基甲酰胺，200ml，5v)、碳酸钾(35.38g，2eq)、炔丙胺(8.48g，1.2eq)，90℃下搅拌2.5h。tlc(薄层色谱)监控反应完成后，温度降至室温(20～30℃)，加入400ml(10v)水，搅拌均匀。过滤，用400ml水洗涤两次。旋干滤饼得到银白色固体产物24.5g(式(vi))，产率为57.8％。

反应瓶中依次加入4-炔丙基氨基-6，7-二(2-甲氧基乙氧基)喹唑啉(式(vi)，2.70g，1.0eq)、五水硫酸铜(0.40g，0.2eq)、抗坏血酸钠(1.78g，1.1eq)、水和dcm(二氯甲烷)各27ml,再加入2-氟叠氮乙烷(0.81g，1.1eq)，室温下搅拌2.5h。tlc监控反应完成后，加入54ml水，搅拌均匀，静置分液，分出有机相旋干，柱层析得白色固体产物(式(iv)，egfr正电子显像剂标准品)0.9g，产率为26.2％。

egfr正电子显像剂标准品制备反应化学式如图1所示，标准品¹hnmr谱图如图4所示，标准品质谱图如图5所示，其hplc紫外图谱如图6所示，保留时间在14.36分钟。

实施例3式(ii)所示的化合物(¹⁸f标记的egfr正电子显像剂)的制备方法

(1)应用医用回旋加速器轰击h2¹⁸o，通过¹⁸o(p，n)¹⁸f核反应生产得到500mci¹⁸f，并传导于阴离子交换柱中，测定活度并用1.5ml混合溶液(15.0mg4,7,13,16,21,24-六氧-1,10-二氮双环[8.8.8]二十六烷(k2.2.2.)加4.5mgk2co3溶于0.15ml水和1.35ml乙腈)将¹⁸f淋洗到反应瓶中；

(2)向反应瓶中不断吹入高纯氦气，110℃下共沸除水3分钟，吹干；将5mg前体溶于1ml无水dmso溶液，加入反应瓶中，110℃反应15min。

(3)将反应液冷却后进行半制备hplc分离得到¹⁸f标记的egfr正电子显像剂，分离条件为：色谱柱为xbriage^tmprepbeh130c185μm10*250mm，流动相为a相：h2o，b相乙腈，流动相比例a:60％，b:40％，流速4ml/min。

经测算，本实施例中放射化学产率为42.7％，放射化学纯度大于99％。本实施例制备得到的¹⁸f标记的egfr正电子显像剂的hplc图谱如图7所示：保留时间在14.88分钟，放射化学纯度大于99％，与标准品紫外保留时间一致(图6，放射性检测器在紫外检测器后面，并且由于防护原因管道偏长，故放射性检测器出峰时间较紫外检测器滞后)。

实施例4式(ii)所示的化合物(¹⁸f标记的egfr正电子显像剂)的制备方法

(1)应用医用回旋加速器轰击h2¹⁸o，通过¹⁸o(p，n)¹⁸f核反应生产得到500mci¹⁸f，并传导于阴离子交换柱中，测定活度并用1.5ml混合溶液(15.0mg4,7,13,16,21,24-六氧-1,10-二氮双环[8.8.8]二十六烷(k2.2.2.)加4.5mgk2co3溶于0.15ml水和1.35ml乙腈)将¹⁸f淋洗到反应瓶中；

(2)向反应瓶中不断吹入高纯氦气，110℃下共沸除水3分钟，吹干；将8mg前体溶于1.6ml无水dmf溶液，加入反应瓶中，120℃反应10min。

(3)将反应液冷却后进行半制备hplc分离得到目标产物(分离条件同实施例3)。

经测算，本实施例中放射化学产率为40.2％，放射化学纯度大于99％。

实施例5式(ii)所示的化合物(¹⁸f标记的egfr正电子显像剂)的体外稳定性

分别取实施例3制备得到的¹⁸f标记的egfr正电子显像剂在1mlpbs或1ml含10％胎牛血清(fbs)中孵育2小时，取少量溶液，通过hplc检测显像剂稳定性，结果如图8所示：¹⁸f标记的egfr正电子显像剂与pbs、fbs孵育后，正电子探针无明显分解，放射化学纯度仍达到98％以上，表明¹⁸f标记的egfr正电子显像剂稳定性良好。

实施例6化合物(¹⁸f标记的egfr正电子显像剂)的体内分布试验

取4只egfr高表达非小细胞肺癌hcc827荷瘤鼠(将hcc827细胞皮下接种小鼠，建立荷瘤鼠模型，具体方法参照文献：radiosynthesisandbiologicalevaluationof18f-labeled4-anilinoquinazolinederivative(18f-fea-erlotinib)asapotentialegfrpetagent.bioorganic&medicinalchemistryletters.2018；28(6):1143-1148.doi:10.1016/j.bmcl.2017.08.066.)分别经尾静脉注射50μci实施例2的¹⁸f标记的egfr正电子显像剂，正常饲养摄取1h，处死小鼠，取脑、心、肺、肝脏、胆囊、肠、肾脏等主要脏器与组织(肌肉、骨骼)称重并进行γ计数，研究¹⁸f标记的egfr正电子显像剂在小鼠体内的生物分布情况，结果如图9所示：¹⁸f标记的egfr正电子显像剂在hcc827肿瘤(tumor)有明显摄取，主要经肠、胆代谢，肾脏也有部分代谢，骨中放射性不高，体内不脱氟，稳定性好；表明¹⁸f标记的egfr正电子显像剂经肠、胆、肾代谢，体内清除快，肌肉、骨骼、心脏、肺、肝脏等背景脏器和组织背景摄取低，适合用作pet显像。

实施例7化合物(¹⁸f标记的egfr正电子显像剂)在hcc827荷瘤鼠中的micropet显像

取egfr高表达非小细胞肺癌hcc827荷瘤鼠(将hcc827细胞皮下接种小鼠，建立荷瘤鼠模型，具体方法参照文献：radiosynthesisandbiologicalevaluationof18f-labeled4-anilinoquinazolinederivative(18f-fea-erlotinib)asapotentialegfrpetagent.bioorganic&medicinalchemistryletters.2018；28(6):1143-1148.doi:10.1016/j.bmcl.2017.08.066.)，将实施例3制备得到的正电子显像剂(约150μci)通过尾静脉注入小鼠体内，正常活动摄取50分钟后，腹腔戊巴比妥(1％，50mg/kg)麻醉，然后固定，进行micropet/ct10分钟静态显像，结果如图10所示：肿瘤(tumor)部位放射性摄取明显高于肌肉、骨骼、肺、脑等器脏(组织)，但由于显像剂主要经肠、胆、肾代谢，腹部本底较高。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。