放射性标记的化合物的制作方法
【专利说明】放射性标记的化合物
[0001] 本发明涉及式I的放射性标记的化合物，
[0002]
[0003] 其中
[0004] R1和R2独立地选自C w烷基，C w卤代烷基，R1和R 2,与它们所连接的氮原子一起， 形成杂环烷基，
[0005] R3是 C η烷基，
[0006] R4是氢、C w烷氧基或C w卤代烷氧基，并且
[0007] 其中，R1、!?2、!?3或R 4中的任一个标记有选自3H、nC和18F的放射性核素。本发明的 化合物可用于TOElOA功能性的标记和诊断成像。
[0008] 已经发现，式I的放射性标记的化合物可以用作PET(正电子成像术）和/或放 射自显影放射性示踪剂以用于TOElOA功能性的标记和诊断分子成像。分子成像是基于分 子探针（例如放射性示踪剂）与生物学靶标（例如受体，酶，离子通道或任何其他能够结 合或保留分子探针的细胞或细胞外成分）的选择性和特异性相互作用，其通过PET，核磁共 振，近红外或其他方法被可视化。PET，是一种核医学成像形式，其理想地适合于产生三维图 像，所述三维图像提供关于生物学靶标在指定器官中的分布或关于这样的器官或细胞的代 谢活性或关于药物进入这样的器官，结合生物学靶标和/或改变生物学过程的能力的重要 信息。因为PET是一种非侵入式的成像技术，所以其可以用于研宄人和动物中疾病的病理 生理学和药物对指定分子靶标或细胞过程的作用。对指定分子靶标具有特异性的PET放射 性示踪剂的可用性可以有助于药物开发和理解药物的作用机制。此外，PET放射性示踪剂 可以通过显示作为疾病的结果发生的病理生理学变化而有助于疾病的诊断。TOElOA是一 种由单一基因编码的双底物TOE，如三个独立的研宄小组在1999年报道的（Fujishige K.， 等，Eur J Biochem(1999) 266 (3) : 1118-1127, Soderling S.H·，等，ProcNatl Acad Sci US A (1999) 96 (12) :7071-7076, Loughney K·，等，Gene (1999) 234 (1):109-117)。PDElOA 在氨 基酸序列（779aa)、表达的组织特异性模式、对cAMP和cGMP的亲和力以及特异性和一般性 抑制剂对TOE活性的影响方面与该多基因家族的其它成员不同。
[0009] TOElOA具有所有PDE家族中最局限的分布之一，其主要在脑中表达，特别是在伏 核和尾状壳核中表达。此外丘脑，嗅球，海马和额叶皮质也显示中等水平的I 3DElOA表达。 所有这些脑区域都被提出参与精神分裂症和精神病的病理学，提示TOElOA在这些破坏性 精神疾病中具有中心作用。在中枢神经系统之外，也在周围组织中观察到TOElOA的转录表 达，所述周围组织如甲状腺，垂体腺，胰岛素分泌型胰腺细胞和睾丸（FUjishige，K.等，J. Biol. Chem. 1999, 274, 18438 - 18445, Sweet, L. (2005) WO 2005/012485)。另一方面，只在肠 神经节、在睾丸和附睾精子中观察到I3DElOA蛋白的表达（Coskran T.M.等，J. Histochem. Cytochem. 2006, 54(11)，1205-1213)〇
[0010] 人脑是一个复杂的器官，其由数百万个互相联系的神经元组成。对涉及疾病的异 常性的理解对于有效诊断和新疗法的未来开发是关键的。对人生物化学异常性的研宄正迅 速成为药物发现和开发过程的必要和完整成分。传统上，新药的发现和开发在进行时非常 强调体外技术以选择有希望的先导候选物，这些候选物随后在活体动物中被测试，之后是 人体施用。因为体外系统仅反映生命系统的部分复杂性并且人疾病的体内动物模型通常 仅是人病理学的近似，所以日益认识到在该过程中在早期阶段对活人中药物-受体相互作 用的加强了解将是进一步加强新疗法的有效和及时发现和开发的主要驱动力。近年来，已 经日益多地使用人医学成像来评估病理学，疾病进展和药物作用。这些成像形式包括PET， MRI，CT，超声，EEG，SPECT 等（British Medical Bulletin, 2003, 65, 169-177)。因此，使用 非侵入式的成像形式，例如PET，对于未来的药物开发是无价的工具。非侵入式的核成像技 术可以用于获得关于多种活体受试者的生理学和生物化学的基础和诊断信息。这些技术依 赖于使用复杂的成像装置，所述装置能够检测由施用到所述活体受试者的放射性示踪剂发 出的辐射。所获得的信息可以被重构以提供平面和断层分析图像，所述图像揭示作为时间 的函数的放射性示踪剂分布。使用放射性示踪剂可以产生这样的图像，所述图像包含关于 结构，功能以及最重要的受试者的生理学和生物化学的信息。该信息的大部分无法通过其 他手段获得。用于这些研宄中的放射性示踪剂被设计成在体内具有限定的行为，这允许确 定关于受试者的生理学或生物化学的具体信息。目前，放射性示踪剂可用于获得关于心脏 功能，心肌血流，肺灌注，肝功能，脑血流，区域脑葡萄糖和氧代谢，若干脑受体和酶的功能 和阿尔茨海默病中淀粉状蛋白β斑块沉积的可视化的有用信息（PET Molecular Imaging and Its Biological Applications(PET 分子成像及其生物学应用），Eds. Michael E. Phelps, Springer, New York, 2004. Ametamy S.等，Chem. Rev.，2008, 108, 1501-1516. Nordberg A.等 Nat. Rev. Neurol.，2010, 6, 78-87) 〇
[0011] 此外，
[0012] -PET成像在药物开发的早期阶段提供人中正常和异常神经化学的非侵入式和定 量测定从而加强疗法的高效和有效的发现。
[0013] -示踪剂剂量的标记化合物使得以下的新药的早期评估成为可能：生物分布研 宄；受体占用率研宄以优化药物给药方案和表征药物作用的下游反应。
[0014] -使用非侵入式技术来了解人中的疾病机制与疾病的诊断和管理和新疗法的未来 开发密切相关。
[0015] PET中常用的放射性核素包括nC，13N，15O或18F。原则上，可能通过用PET核素来替 代一个母体化合物原子来标记所有药物，但仅有极少的被发现可用作人体内的成像剂。 11C, 13N，15O和18F的放射性半衰期分别为20,10, 2和llOmin。这些短的半衰期为其作为示踪剂 使用PET探查生物学过程的用途提供多种优势。使得在同一受试者中在同一天内的重复研 宄成为可能。PET被越来越多地用作确定在明确定义的化合物中药物-剂量-酶/受体占 用率关系的工具。使用特异性结合靶受体或酶的PET放射性示踪剂可以提供关于以下的信 息：
[0016] -药物进入脑并结合靶位点的能力，
[0017] -指定剂量的药物产生的靶位点的占用程度，
[0018] -占用率的时间过程，以及
[0019] -目的药物的相对血浆和组织动力学。
[0020] 占用研宄利用通常与研宄的药物候选物不相同的PET放射性示踪剂进行 (British Medical Bulletin, 2003,65, 169-177)。
[0021] 氚标记的化合物是尤其有价值的并且被广泛地用于涉及高分辨率放射自显影的 研宄。氣的物理（核）性质，福射的低的最大β能（18keV)和高的最大比活（29Ci/mg氢 原子），使得氚对于确定化合物（例如药物和激素）在生物学样品中的精确位置是理想的同 位素。
[0022] 本发明涉及式I的放射性标记的化合物
[0023]
[0024] 其中
[0025] R1和R2独立地选自C w烷基，C w卤代烷基，R1和R2,与它们所连接的氮原子一起， 形成杂环烷基，
[0026] R3是 C η烷基，
[0027] R4是氢、C n烷氧基或C η卤代烷氧基，并且
[0028] 其中，R1，R2，R3或R 4中的任一个标记有选自3H、nC和18F的放射性核素。
[0029] 在一个特别的实施方案中，本发明涉及式I的放射性标记的化合物，其中
[0030] R1 是 C η烷基，
[0031] R2是C 氟烷基，
[0032] R3是甲基，
[0033] R4是氢，其中R2标记有18F或3H,或R 3标记有nC。
[0034] 在一个特别的实施方案中，本发明涉及式I的放射性标记的化合物，其中
[0035] R1和R2与它们所连接的氮原子一起，形成杂环烷基，优选吗啉基，
[0036] R3是甲基，
[0037] R4是C i_7氟烷氧基，其中R4标记有18F。
[0038] 在一个特别的实施方案中，本发明涉及式I的放射性标记的化合物，其中
[0039] #和1?2与它们所连接的氮原子一起，形成杂环烷基，优选吗啉基（111〇印11〇1;[1171)，
[0040] R3是甲基，
[0041] R4是C i_7烷氧基，其中R4标记有3H或nC。
[0042] 在一个特别的实施方案中，本发明涉及式I的放射性标记的化合物，所述化合物 选自由以下组成的组：
[0043]
[0044]
[0045] 在一个特别的实施方案中，本发明涉及式I的放射性标记的化合物，其用作 PDElOA PET示踪剂和/或放射自显影示踪剂。
[0046] 在一个特别的实施方案中，本发明涉及式I的放射性标记的化合物，其用于 PDElOA结合研宄。
[0047] 在一个特别的实施方案中，本发明涉及式I的放射性标记的化合物，其用于对受 试者脑中的F 1DElOA进行诊断成像。
[0048] 在一个特别的实施方案中，本发明涉及用于对受试者组织中的TOElOA进行正电 子成像术（PET)成像的方法，所述方法包括：
[0049] 向所述受试者施用有效量的本发明的化合物，
[0050] 使所述化合物渗透到所述受试者的组织中；和
[0051] 收集所述受试者的CNS或脑组织的PET图像。
[0052] 在一个特别的实施方案中，本发明涉及用于检测受试者组织中I3DElOA功能性的 方法，所述方法包括：
[0053] 向所述受试者施用有效量的本发明的化合物，
[0054] 使所述化合物渗透到所述受试者的组织中；和
[0055] 收集所述受试者的CNS或脑组织的PET图像。
[0056] 在一个特别的实施方案中，本发明涉及式I的放射性标记的化合物用于制备组合 物的用途，所述组合物用于对受试者脑中的TOElOA进行诊断成像。
[0057] 在一个特别的实施方案中，本发明涉及药物组合物，所述药物组合物包含本发明 的化合物和药用赋形剂。
[0058] 附图简述
[0059] 图1 :放射自显影放射性配体[3H] -4结合TOElOA的特异性：在不存在（图1A)和 存在（图IB) 10 μΜ参比TOElOA阻断剂（MP-IO)的情况下，将径向大鼠脑切片与放射性配 体（0.1 nM)温育。
[0060] 图2 :放射自显影放射性配体[3H] -21结合TOElOA的特异性：在不存在（图2A)和 存在（图2B) 10 μΜ参比TOElOA阻断剂（MP-10)的情况下，将径向大鼠脑切片与放射性配 体（0.1 nM)温育。
[0061] 图3 :猕猴（macaque)脑中从60到90min Ρ. i.总计的PET示踪剂[18F]-20的冠 状（图3A)，径向（图3B)和横向（图3C)PET图像。在纹状体水平在冠向和横向上显示