專利名稱：5-HT_1B受體的放射性配體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明提供了 5-HT,b受體的新放射性配體。
背景技術：
對大腦中特異性受體(specific receptors)具有高親和力和選4奪性的放射 性配體在進行廣泛的動物和人類試驗時表現(xiàn)為有力的工具。例如，某些放 射性配體與正電子發(fā)射斷層掃描(Positron Emission Tomography, PET)或單光 子發(fā)射計算斷層掃描(Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) 聯(lián)合可用于在動物包括人中測定受體密度、親和力和藥物誘發(fā)的受體占位 (occupancy)。測定受體占位的能力已證明使中樞神經系統(tǒng)藥物的療效和副作 用與成像相關特別有用，以及對藥物開發(fā)中的劑量測定研究特別有用。
更近的幾項研究顯示，非侵入性神經受體成像也是測定神經遞質濃度 變化的有用方法。盡管PET和SPECT研究通常用于研究多巴胺能系統(tǒng)，但 是它們還沒有廣泛用于研究5-HT系統(tǒng)。這種差異最可能的原因是缺少對 5-HT濃度變化敏感的適當放射性配體。用5-HT1A受體拮抗劑例如 ["C]-WAY-100635和卩H]-NAD299進行的初始動物研究已表明了對5-羥色 胺的濃度有一些敏感性，但難以在人類中復制。
盡管最近已經考慮了對5-HT1B自身受體的藥物作用的治療潛在性，但 是仍然需要開發(fā)適合5-HT,b受體體內研究的放射性配體。本發(fā)明通過提供 5-HT1B受體的新放射性配體滿足了這種需要。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了同位素標記的式I化合物或其藥用鹽
<formula>formula see original document page 5</formula>I
其中式I化合物的一個或多個原子被原子質量或質量數(shù)不同于通常在自然 界發(fā)現(xiàn)的所述原子的原子質量或質量數(shù)的原子替代。


圖1表示同位素標記的化合物在猴腦中的區(qū)域性分布(regional distribution)。
具體實施例方式
本申請?zhí)峁┑氖峭凰貥擞浀氖絀化合物或其藥用鹽
<formula>formula see original document page 5</formula>
I
其中一個或多個原子獨立被氫、碳、氮、氧的同位素替代，所述同位素的 原子質量或質量數(shù)不同于通常在自然界發(fā)現(xiàn)的原子質量或質量數(shù)。同位素
標記包括但不限于3H、 "C、 14C、 '3N和150。
本發(fā)明提供了式I化合物，其中所述化合物包含選自3H、 "C、 。N和 15o中的至少一個同位素標記。
本發(fā)明提供了式I化合物，其中所述化合物包含選自3H或"C中的至 少一個同位素標記。
本發(fā)明提供了式I化合物，其中所述化合物包含14C作為同位素標記。
本發(fā)明提供了式I化合物，其中所述化合物為卩H] 8-(4-曱基哌嗪-1-
基)-5-曱基色-2-烯-4-酮-2-(4-嗎啉^苯基)曱酰胺。
本發(fā)明提供了式I化合物，其中所述化合物為["C] 8-(4-曱基哌嗪-1-
基)-5-曱基色-2-烯-4-S同-2-(4-嗎啉代苯基)曱酰胺。 本發(fā)明提供了式II的化合物或其藥用鹽。 本發(fā)明提供了包含式I化合物和藥用載體的藥物組合物。 本發(fā)明提供了式I化合物在5-HT,B受體的正電子斷層掃描(PET)成像中
的用途。
本發(fā)明提供了制備藥物組合物的方法，其包括將式I化合物與藥用載 體混合。
本發(fā)明提供了通過測量["C] 8-(4-曱基哌嗪-1-基)-5-曱基色-2'-烯-4-酉同 _2-(4-嗎啉代苯基)曱酰胺在人腦中的空間分布(spatial distribution)從而鑒定 對5-HT,B調節(jié)劑有響應的人的方法。
本發(fā)明提供了通過測量["C] 8-(4-曱基哌嗪-1-基)-5-曱基色-2-烯-4-酮 —2-(4-嗎啉代苯基)曱酰胺在人腦中的空間分布從而診斷人類抑郁的方法。
本發(fā)明提供了通過測量[uq 8-(4-曱基哌嗪-l-基)-5-曱基色-2-烯-4-酮 _2-(4-嗎啉代苯基)曱酰胺在人腦中的空間分布從而監(jiān)測人類抑郁的方法。
本發(fā)明提供了通過測量["C] 8-(4-曱基哌嗪-l-基)-5-曱基色-2-烯-4-酮 _2—(4-嗎啉代苯基)曱酰胺在人腦中的空間分布從而鑒定5-HT1B調節(jié)劑劑量 的方法。
本發(fā)明提供了 8-(1-哌。秦基)-5-曱基色-2-烯-4-酮-2-(4-嗎啉代苯基)甲酰 胺或其藥用鹽，其作為制備式I化合物的中間體。
此外，本發(fā)明提供了在哺乳動物中對一種或多種5-HT,B受體進行正電 子斷層掃描(PET)成像的非侵入性方法，其包括用圖像生成量(image generating amount)的一種或多種同位素標記的式I化合物標記一種或多種 5-HT1B受體，以及通過PET測量所述化合物在哺乳動物中的空間分布。
正電子斷層掃描(PET)是在組織內測量正電子發(fā)射同位素濃度的技術。 這些測量方法通常使用PET照相設備在活的受試者體外進行。PET可分為 幾步，包括但不限于，合成包含正電子發(fā)射同位素的化合物；將同位素標 記的化合物給藥于哺乳動物；以及通過發(fā)射斷層術以時間為函數(shù)對正電子 活'l"生的分布進4亍成j象。例如，Alavi等人在Positron Emission Tomography(Alan
R. Liss,Inc.出版，1985)中描述了 PET。
單光子發(fā)射計算斷層掃描(SPECT)采集有關哺乳動物體內引入的同位 素標記化合物濃度的信息。 一般而言，SPECT要求同位素通過電子俘獲和/ 或Y發(fā)射而衰變。對受試者注入放射性標記物，通常以示蹤劑量注入。核 衰變導致單Y射線的發(fā)射，其經過組織并用SPECT照相機進行外部測定。 由計算機重建的放射性吸收作為斷層照片，顯示切面顯像中的組織分布。
取決于預期的給藥模式，本發(fā)明化合物可為藥物組合物，為固態(tài)、半 固態(tài)形式或液體劑型，例如片劑、栓劑、丸劑、膠嚢劑、粉劑、液劑(liquid)、 混懸劑、洗劑、乳劑(cream)、凝膠劑等等。組合物可為適于以精確劑量單 次給藥的單位劑型。在一些實施方式中，化合物可為液體形式。在一些實 施方式中，化合物經HPLC純化，經無菌過濾器過濾并靜脈給藥于個體。
組合物可包括治療有效量的化合物以及結合有藥用載體；此外，組合 物可包括其它醫(yī)藥試劑、藥物、載體、輔料、稀釋劑等等。"藥用"是指物 質不是生物學上或其它方面不期望的，即，該物質可與所述化合物一起給 藥于個體，而不引起任何不期望的生物效應或與含有它的藥物組合物中的
任何其它組分以 一種有害的方式相互作用。
為了使此處披露的發(fā)明可以被更有效地理解，下文中提供實施例。應 當理解的是，這些實施例僅用于說明的目的，而不應理解為以任何方式限 制本發(fā)明。
實施例
實施例l:放射性配體前體(8-(1-哌噪基)-5-曱基色-2-烯-4-酮-2-(4-嗎啉 代苯基)曱酰胺)的合成
COOMe COOMe
Cl Cl
將一份12.82 g (89.9mmol)的2-氯-5-曱基苯酚溶于75 mL乙醚中。 一邊 攪拌， 一邊滴加一份10.9 g (107.9mmol)的三乙胺，隨后滴加14.04 g (98.9mmol)乙炔二羧酸二甲酯，引起了緩和升溫。將反應混合物在室溫攪拌 過夜，然后使用醚和少量THF沖洗以溶解一些殘余物，轉移至分液漏斗中。
混合物用200 mL IN NaOH洗滌兩次，用水洗滌一次，然后用々包和NaCl洗 兩次，最后經MgS04干燥。過濾并經旋轉蒸發(fā)除去溶劑，得到淺黃色透明 油狀物，其直接進行下一步反應。
<formula>formula see original document page 8</formula>
將由前面步驟得到的油狀物吸收至50mLEtOH中，在室溫將生成的溶 液一邊撹拌一邊緩慢加至NaOH (14.4 g， 360mmol)于50 mL水中的溶液中。 將得到的透明琥珀黃色溶液加熱到80-90。C,保持兩小時，然后回流30分 鐘。將反應混合物應冷卻至室溫，用200 mL水稀釋，用150 mL乙醚萃取 兩次，然后伴隨攪拌緩慢加入濃鹽酸進行酸化。得到的乳狀混懸液用乙醚 和乙酸乙酯萃取幾次，加入更多的濃鹽酸以完成酸性產物的質子化。將乙 醚和乙酸乙酯萃取物用飽和NaCl分別洗滌兩次，干燥(MgS04)、過濾并蒸 發(fā)，分別得到5.44 g和13.41 g的0-(1，2-二羧基乙烯基)-2-氯-5-曱基苯酚， 其為淺黃色固體(兩步收率82%)。
<formula>formula see original document page 8</formula>將一份4.989 g(標稱量為19.4mmol)的0-(l，2-二羧基乙烯基)-2-氯-5-曱 基苯酚加熱溶于9mL濃硫酸中，然后保持在80-90°C IO分鐘。將得到的深 色粘稠混合物滴加至保持在約80。C和回流溫度之間的55 mL無水乙醇中。 滴加結束后，將乙醇溶液回流幾分鐘，然后用溫和的氮氣流將體積減至約 三分之一體積。然后將溶液冷卻至-20。C并使其靜置過夜。得到的晶狀固體 經過濾收集，然后用冷的1:1乙醇/水洗滌，并真空干燥得到2.568 g (50%) 的8-氯-2-乙氧羰基-5-曱基色-2-烯-4-S同，其為銀色片狀物。<formula>formula see original document page 8</formula>
在惰性氣氛下，在10 mL反應容器中裝入300 mg (U2mmo1) 8-氯-2-乙氧羰基-5-曱基色-2-烯-4-酮、312mg(1.69mmol)l-叔丁氧羰基哌嗪、41 mg (0.042mmo1)三(二亞千基丙酮)二4巴(0) 、 53 mg(0.108mmo1) 二環(huán)己基 [2-(2，4,6-三異丙基苯基)苯基]膦和510mg(1.57mmol)無水碳酸銫。注入一份 8 mL的無水曱苯，并將反應混合物于惰性氣氛下在100-110。C浴中攪拌加 熱約16小時。將反應混合物冷卻至室溫，然后分配于乙酸乙酯和水之間。 分離有機層，用飽和氯化鈉水溶液洗滌，經硫酸鎂干燥，過濾并蒸發(fā)得到 655 mg帶有固體的橙色油狀物。使用曱醇/二氯曱烷進行硅膠色譜純化，分 離出期望的組分，得到301mg帶有固體的橙色油狀物，用乙醚研磨后可從 其中分離得到160 mg(34°/0) 8-(4-叔丁氧羰基-1-哌嗪基)-2-乙氧羰基-5-曱基 色_2-烯-4-酮。
將一份150 mg (0.373mmol)的8-(4-叔丁氧羰基-1-哌嗪基)-2-乙氧羰基 -5-曱基色-2-烯-4-酮溶于15 mL3:l:l(v/v/v)THF/MeOH/H20中。加入一份31 mg (0.75 mmol)的LiOH.H20并將混合物攪拌均勻，然后使其室溫靜置約16 小時。大部分有機溶劑用氮氣流蒸發(fā)，剩余溶液通過加入1NHC1酸化至pH 為約3。用乙酸乙酯萃取，并將萃取物用飽和鹽水洗滌，經硫酸鎂干燥、過 濾并蒸發(fā)，得到Ml mg (97%)8-(4_叔丁氧羰基-1-哌嗪基)-5-曱基色-2-烯-4-酮-2一友S吏，其為黃色固體。
在10mL反應容器中裝入141 mg(0.363mmo1)8-(4-叔丁氧羰基-l-哌。秦 基)-5-曱基色-2-烯-4-酮-2-羧酸、65 mg (0.363mmo1) 4-嗎啉代苯胺、151 mg (0.472mmo1) O-苯并三唑-l-基-N,N,N，，N，-四甲基纟尿六氟硼酸鹽、64 mg
(0.472mmol) 1-羥基苯并三唑水合物和約1 mg (約0.009mmol) 4-二曱基氨基 吡啶。向該混合物中快速連續(xù)加入4mL無水二曱基曱酰胺和101 pL(73 mg， 0.726mmol)三乙胺，混合物在室溫攪拌約16小時。真空蒸發(fā)大部分溶劑， 殘余物分配于氯仿和飽和碳酸氫鈉溶液之間。分離的有機相先后用水、飽 和鹽水洗滌三次，經硫酸鎂干燥，過濾并蒸發(fā)得到274mg深琥珀棕色玻璃 狀物。使用甲醇/二氯曱烷進行硅膠柱色譜純化，得到209mg帶有晶體的深 琥珀棕色玻璃狀物。從乙醇/二氯曱烷中重結晶，得到111 mg(56。/。)8-(4-叔 丁氧羰基-1 -哌嗪基)-5-曱基色-2-烯-4-酮-2-(4-嗎啉代苯基)曱酰胺。第二批操 作又得到了 69mg產物。<formula>formula see original document page 10</formula>將一份129 mg (0.235mmol)的8-(4-叔丁氧羰基-1-哌嗪基)-5-曱基色-2-烯_4-酮-2-(4-嗎啉代苯基)曱 酰胺溶于 6 mL l:l(v/v)三氟乙酸/二氯曱烷中，使 其在室溫靜置30分鐘。將深色混合物用二氯甲烷稀釋，然后緩慢加入飽和 碳酸氫鈉水溶液酸化。分離有機層，用飽和鹽水洗滌，經硫酸鎂干燥，過 濾并蒸發(fā)得到71 mg黃色固體。由二氯曱烷/己烷重結晶，得到61mg(58。/。) 式II的8-(1-哌。秦基)-5-曱基色-2-烯-4-酮-2-(4-嗎啉代苯基)曱酰胺，其為蓬 松的黃綠色針狀物。
實施例2:氚標記的放射性配體卩H] 8-(4-曱基哌嗪-1-基)-5-曱基色-2-烯_4-酉同-2-(4-嗎啉代苯基)曱酰胺的合成
向1.6 mg (3.57 pmol)前體8-哌。秦-l-基-5-曱基色-2-烯-4-酮-2-(4-嗎啉代 苯基)曱酰胺于0.3 ml DMF中的溶液中，加入100 mCi的C3H3I(100 pl DMF 溶液，Amersham),最后使用100^1 DMF作為洗液，得到0.5 mL總反應體 積。將反應混合物密封并置于100-110°C油浴中，攪拌加熱50分鐘。將反 應混合物冷卻并加入6 mg Boc酸酐(Boc anhydride),密封力。熱60分鐘。除 去揮發(fā)物，將產物溶于乙腈和0.1% TFA/水50/50中。將產物在HPLCC18
Phenomex Luna柱(10x50 cm;梯度20-60%乙腈(0.1% TFA), IO分鐘(保留 時間=8.1分)分離。合并分離流出的主要級份，蒸發(fā)并再溶于EtOH (6.3 mL) 中，以80 Ci/mmol得到26,8 mCi (4.25mCi/mL),其具有99%的放射化學純度。
實施例3: "C放射性配體[Hc]8-(4-曱基哌。秦-l-基)-5-曱基色-2-烯-4-酮—2-(4-嗎啉代苯基)曱酰胺的合成 8-(4_曱基哌。秦-1 -基)_5-曱基色-2-烯_4-酮-2-(4_嗎啉代苯基)曱酰胺 如下制備使用三氟曱磺酸["C]曱基酯，對相應去曱基化的前體8-哌。秦-1-基-5-曱基色-2-烯-4-S同-2-(4-嗎啉代苯基)曱酰胺進行曱基化，并經HPLC純 化來制備。對由HPLC收集的級份進行蒸發(fā)，將殘余物再溶于8mL無菌生 理磷酸鹽緩沖液(pH二7.4)中。過濾除菌之后，對配制的產物溶液進行殺菌， 并使其不含致熱原。
生物學試驗
將短尾猴(Cynomolgus monkey)用于測量["C]標記的放射性配體的適應 性，所述配體為用于PET-測定5HT,b-受體結合與占位的放射性配體。對每 次測量期間，反復肌內注射氯胺酮(3"4 mg/kg每小時Ketalar， Parke-Davis) 和鹽酸賽拉。秦(l-2 mg/kg每小時Rompun Vet., Bayer, Sweden)來誘發(fā)并保持 麻醉。在PET-測定過程中，用固定裝置定位猴的頭部。通過Bair Hugger-模型505(Arizant Healthcare Inc, MN)控制體溫。
PET圖像采集
腦中的放射性用Siemens EC AT Exact HR47系統(tǒng)測量，該系統(tǒng)可用于三 維模型中。該系統(tǒng)覆蓋了 15cm的軸向距離。重建圖像的經軸分辨率 (transaxial resolution)為約3.8 mm半高寬(full width at half-maximum, FWHM) 以及軸向分辨率4.0 mm FWHM。透射掃描可用三旋轉68Ge-68Ga源獲得， 并用于校正穿過組織和頭托的511 keV光子射線衰減的發(fā)射掃描。
猴中的PET測量
在每次PET-測量中，將含有約1.4 mCi (50MBq) ["C]標記的化合物的無
菌生理磷酸鹽緩沖(pH = 7.4)溶液在2秒內推注至腓腸靜脈中，同時開始 PET-數(shù)據(jù)采集。在靜脈注射["C]標記的化合物之后立即開始15幀(frame)的 預編程序系列，由此連續(xù)測量腦中放射性93分鐘。三個初始幀為每幀l分 鐘，之后的三個可為每幀3分鐘，其余的幀為6分鐘。
對于每只猴，可于上午進行基線測量，并于同一天下午進行預處置測 定。在所有預處置測定中，對照配體可于放射性配體注入30分鐘之前經靜 脈注入。所有的對照配體可在3至5分的時幀緩慢地推注。
在所有PET測量中，于4個時間點(在約4、 15、 30和45分鐘時)取靜 脈血樣，在井式計數(shù)器中確定血漿放射性濃度，用照相機相互校正 (cross-calibrated)。靜脈血樣也可用于通過HPLC測定血漿中未變化的放射 性配體。
興趣區(qū)(ROIs)
ROIs可在PET總和影像(summation images)上繪制，其表示從靜脈注射 后的9分鐘到測定結束時所測定的放射性。紋狀體、黑質、腦橋、丘腦、 下丘腦、蒼白球、額皮質、小腦和全腦輪廓根據(jù)冷凍切片(cryosected)的短尾 猴頭部圖譜原位確定。計算時幀序列的放射性，并對放射性衰變校正，按 時間標繪。對每個區(qū)域，生成時間-活性曲線，放射性的單位表達為nCi/ml。
為計算最大放射性時，腦中存在的注射的放射性化合物的百分數(shù)，將 全腦ROI中放射性濃度與重量為4kg的短尾猴的估計腦容積65mL相乘。 然后將腦中總放射性的計算值除以注射的放射性，乘以IOO得到百分數(shù)。
定量分析
小腦是具有可忽略密度的5-HT,b的區(qū)域，并且用作不可置換的放射性 配體結合的參照區(qū)域。因此，小腦皮質中的放射性用作腦中游離的和非特 異結合放射性配體的濃度的近似值。
在高密度區(qū)域與5-HT,b結合的特異放射性配體的時間曲線確定為ROI 和小腦中總放射性濃度之間的差別。峰平衡的時間確定為特異性結合曲線 到達頂峰的時刻。
當峰平衡出現(xiàn)時，計算猴中ROI與小腦中的結合比例。該比例對應于 結合潛能(BP),并可看作可得的受體的密度指數(shù)。所有計算是基于腦中放射
性表示無變化放射性配體的假設。
實施例3中的化合物快速進入靈長類腦中，并以足夠高的特異性對非 特異性比例(非特異是對小腦而定義的)特異性結合興趣區(qū)域，從而成為有用
的靈長類PET配體。
權利要求
1. 同位素標記的式I化合物或其藥用鹽:其中所述化合物包含選自3H、11C、13N或15O中的至少一個同位素標記。
2. 權利要求1的化合物，其中所述化合物包含選自311或"C中的至少 ——個同4立素才示i己。
3. 權利要求1的化合物，其中所述化合物包含"C作為同位素標記。
4. 權利要求1的化合物，其中所述化合物為卩H] 8-(4-曱基哌嗪-1-基)-5-曱基色-2-烯-4-酮-2-(4-嗎p林4戈苯基)曱酰胺。
5. 權利要求1的化合物，其中所述化合物為["C] 8-(4-曱基哌。秦-1-基)-5-曱基色-2-烯-4-酮_2-(4-嗎啉代苯基)曱酰胺。
6. 式II的化合物或其藥用鹽。
7. —種藥物組合物，其包含權利要求l-6任一項的化合物和藥用載體。
8. 權利要求l-6任一項的化合物在5-HT,B受體的正電子斷層掃描(PET) 成像中的用途。
9. 制備藥物組合物的方法，所述方法包括將權利要求l-4任一項的化 合物與藥用載體混合。
10. 鑒定對5-HT,B調節(jié)劑有響應的人的方法，所述方法包括測量[110 8-(4-曱基哌溱-1-基)-5_曱基色-2-烯-4-酮-2-(4-嗎啉代苯基)曱酰胺在所述人 的腦中的空間分布。
11. 診斷人類抑郁的方法，所述方法包括測量["C] 8-(4-曱基哌。秦-1-基)-5-曱基色-2-烯-4-酮-2-(4-嗎啉代苯基)曱酰胺在所述人的腦中的空間分 布。
12. 監(jiān)測人類抑郁的方法，所述方法包括測量["C] 8-(4-曱基哌。秦-1-基)-5-曱基色-2-烯-4-酮-2-(4-嗎啉代苯基)曱酰胺在所述人的腦中的空間分布。
13.鑒定5-HT,B調節(jié)劑劑量的方法，所述方法包括測量["C] 8-(4-曱基 哌。秦_1_基)—5-曱基色-2-烯-4-酮-2-(4-嗎啉代苯基)曱酰胺在人腦中的空間分 布。
全文摘要
本發(fā)明提供了式I的5-HT_1B受體的新放射性配體。
文檔編號A61P25/24GK101384578SQ200780005512
公開日2009年3月11日 申請日期2007年2月14日 優(yōu)先權日2006年2月14日
發(fā)明者威廉·波茨, 愛德華·皮爾森, 約翰·R·海斯 申請人:阿斯利康(瑞典)有限公司