專利名稱:近紅外熒光造影劑以及用于熒光成像的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及近紅外熒光造影劑、以及使用所述近紅外熒光造影劑進(jìn)行熒光成像的方法。
背景技術(shù):
在治療疾病時(shí),重要的是在疾病的早期于活體內(nèi)檢測(cè)到由所述疾病導(dǎo)致的形態(tài)學(xué)和功能變化。特別是對(duì)于癌癥的治療,事先知道腫瘤的部位和大小對(duì)于確定進(jìn)一步治療的策略和方案都是極為重要的。目前應(yīng)用的方法包括通過(guò)針刺等進(jìn)行活組織檢查以及成像診斷如X射線成像、MRI、超聲成像等?;罱M織檢查對(duì)于確定性診斷是一種有效的手段,但給待診斷的患者施加了非常大的負(fù)擔(dān),而且也不適合于跟蹤損傷中隨時(shí)間的變化。X射線成像和MRI不可避免地使進(jìn)行診斷的患者暴露于輻射或者電磁波。另外,如上所述的常規(guī)成像診斷在進(jìn)行測(cè)量和診斷時(shí)需要復(fù)雜的操作和長(zhǎng)的時(shí)間。大型儀器也使得難以在手術(shù)期間應(yīng)用這些方法。
已報(bào)道的圖像診斷方法之一包括熒光成像(Lipspn R.L.等人,J.Natl.Cancer Inst.,26,1-11(1961))。該方法使用作為造影劑的物質(zhì),該物質(zhì)在暴露于特定波長(zhǎng)的激發(fā)光時(shí)發(fā)射熒光。該方法包括以下步驟使身體暴露于身體外側(cè)的激發(fā)光,然后檢測(cè)由體內(nèi)的熒光造影劑發(fā)射出的熒光。
熒光造影劑的例子包括例如卟啉化合物,該化合物累積在腫瘤中并用于光動(dòng)力學(xué)療法(PDT),如血卟啉。其他的例子包括photophyrin和苯并卟啉(參見(jiàn)Lipspn R.L.等人,同上;Meng T.S.等人,SPIE,1641,90-98(1992),WO84/04665等)。但是,這些化合物具有光毒性,因?yàn)樗鼈冊(cè)臼怯糜赑DT(PDT需要此等性質(zhì)),并且因此這些化合物作為診斷劑并不是理想的。
使用已知的熒光染料如熒光素、fluorescamine和riboflabin進(jìn)行視網(wǎng)膜循環(huán)微血管造影是眾所周知的(U.S.4945239)。但是,這些熒光染料在400-600nm的可見(jiàn)光區(qū)域發(fā)射的熒光僅能實(shí)現(xiàn)低的活組織透射作用,并且因而幾乎不可能檢測(cè)身體更深部分中的損傷。
包括靛花菁(indocyanine)綠(以下簡(jiǎn)稱為“ICG”)的花菁化合物可用于檢測(cè)肝臟功能和心輸出,有報(bào)道稱還可用作熒光造影劑(HaglundM.M.等人,Neurosurgery,35,930(1994),Li,X.等人,SPIE,2389,789-797(1995))。花菁化合物在近紅外光區(qū)域(700-1300nm)具有吸收。
近紅外光具有透過(guò)活組織的高度透射性質(zhì),而且可由約10cm的頭骨中穿過(guò),并由于這些原因,最近在臨床醫(yī)藥領(lǐng)域中已開始關(guān)注所述光。例如,在臨床領(lǐng)域中已注意到作為新技術(shù)的光學(xué)CT技術(shù)(使用介質(zhì)的光透射作用的CT技術(shù)),因?yàn)榻t外光可透過(guò)活體,并且使用該區(qū)域范圍內(nèi)的光可檢測(cè)體內(nèi)的氧濃度和循環(huán)。
花菁化合物在近紅外區(qū)域發(fā)射熒光,該區(qū)域中的光如上所述在活組織中具有優(yōu)異的滲透性,并且因此有人提議將其用作熒光造影劑。近些年來(lái)已開發(fā)出各種花菁化合物,而且已被用作熒光造影劑(WO96/17628、WP97/13490等)。但是,現(xiàn)在仍未得到具有令人滿意的區(qū)別損傷和正常組織的能力的藥劑,即、對(duì)于待成像部位具有令人滿意的選擇性的藥劑。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供在近紅外區(qū)域中發(fā)射熒光的熒光造影劑,在活組織中具有優(yōu)異的滲透性,而且能夠使腫瘤和/或血管特異性地成像。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用所述近紅外熒光造影劑進(jìn)行熒光成像的方法。
本發(fā)明的發(fā)明人為實(shí)現(xiàn)上述目的進(jìn)行了各種研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn),在花菁染料中引入羧酸或芳基,由此成功地得到具有高度腫瘤選擇性的熒光造影劑。他們還成功地確立了使用所述造影劑進(jìn)行熒光成像的方法。
本發(fā)明就是基于上述這些發(fā)現(xiàn)而完成的。
因此,本發(fā)明提供包含以下式[I]所示化合物或其藥物學(xué)可接受的鹽的近紅外熒光造影劑 其中R1、R2、R7和R8相互獨(dú)立地代表取代或未取代的C1-10烷基或取代或未取代的芳基,而且R1和R2和/或R7和R8可相互連接在一起形成環(huán);R3、R4、R5、R6、R9、R10、R11和R12相互獨(dú)立地代表氫原子、取代或未取代的C1-6烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的雜芳基、鹵原子、氰基、羧基或磺基,而且R3、R4、R5、R6、R9、R10、R11和R12可相互連接在一起形成環(huán);X1和X2獨(dú)立地代表取代或未取代的C1-15烷基或取代或未取代的芳基,而且X1和X2總共具有0-4個(gè)羧基,條件是當(dāng)羧基的數(shù)目為0或1時(shí),X1和X2中的每一個(gè)都是C1-5羧基烷基或磺基烷基,而且R3、R4、R5、R6、R9、R10、R11和R12中至少一個(gè)代表取代或未取代的芳基或取代或未取代的雜芳基;m1代表0或1;m2代表0或1;m3代表0或1;L1、L2、L3、L4、L5、L6和L7獨(dú)立地代表取代或未取代的次甲基,條件是當(dāng)兩個(gè)或者更多個(gè)次甲基具有取代基時(shí),這些取代基可以相互連接在一起形成環(huán),而且當(dāng)X1和X2每一個(gè)都具有一個(gè)羧基時(shí),X1和X2都是羧基取代的烴基,且L1、L2、L3、L4、L5、L6和L7所代表的至少一個(gè)次甲基是取代的次甲基,以及R4和R10代表磺基;M代表氫原子、金屬或季銨鹽;以及n代表中和電荷所需要的1-7整數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案,m1、m2和m3都同時(shí)是1,而X1是以下式(i)表示的基團(tuán) 其中Y1和Y2獨(dú)立地代表取代或未取代的二價(jià)連接基團(tuán)。
根據(jù)本發(fā)明更優(yōu)選的實(shí)施方案,X1和X2獨(dú)立地代表以下式(i)表示的基團(tuán) 其中Y1和Y2獨(dú)立地代表取代或未取代的二價(jià)鍵。
根據(jù)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案,R3、R4、R5、R6、R9、R10、R11和R12中至少一個(gè)是取代或未取代的芳基或取代或未取代的雜芳基。根據(jù)更進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方案,R4、R5、R10和R11中至少一個(gè)是取代或未取代的芳基或取代或未取代的雜芳基;而且X1和X2每一個(gè)都獨(dú)立地是C1-5羧基烷基或磺基烷基。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案,X1和X2獨(dú)立地代表以下式的基團(tuán)
其中Y3代表C1-10烴基,而且L1、L2、L3、L4、L5、L6和L7所代表的至少一個(gè)次甲基是取代的次甲基,以及R4和R10代表磺基。
優(yōu)選地,分子中的磺基數(shù)量為2或更少。
根據(jù)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案,Y1代表-(CH2)pCONH-,其中p代表1-4的整數(shù),而Y2代表-(CH2)-或(CH2)2-。
上述近紅外熒光造影劑可優(yōu)選用于腫瘤成像和血管造影。
在另一個(gè)方面,本發(fā)明提供進(jìn)行熒光成像的方法,其包括以下步驟在活體內(nèi)引入上述近紅外熒光造影劑,使所述活體暴露在激發(fā)光下,然后檢測(cè)由造影劑發(fā)射的近紅外熒光。
圖1是顯示在給藥本發(fā)明的化合物2后給定時(shí)間處的熒光成像結(jié)果的圖。
圖2是顯示在給藥作為參比化合物的ICG后給定時(shí)間處的熒光成像結(jié)果的圖。
圖3是顯示在給藥作為參比化合物的化合物A后給定時(shí)間處的熒光成像結(jié)果的圖。
圖4是測(cè)試實(shí)施例2中進(jìn)行熒光成像的試驗(yàn)構(gòu)成的示意圖。在該圖中,SHG代表第二諧波產(chǎn)生,THG代表第三諧波產(chǎn)生,而OPO代表光學(xué)參數(shù)振蕩器。
圖5是顯示在給藥本發(fā)明的化合物5后給定時(shí)間處的熒光成像結(jié)果的圖。
圖6是顯示在給藥本發(fā)明的化合物7后給定時(shí)間處的熒光成像結(jié)果的圖。
圖7是顯示在給藥本發(fā)明的化合物10后給定時(shí)間處的熒光成像結(jié)果的圖。
圖8是顯示在給藥作為參比化合物的化合物B后給定時(shí)間處的熒光成像結(jié)果的圖。
具體實(shí)施例方式
R1、R2、R7和R8代表的C1-10烷基可以是線性、支鏈、環(huán)狀或者它們的組合(烷基以及包含烷基的官能團(tuán)中的烷基部分具有說(shuō)明書中所述的含義,除非另有說(shuō)明)。作為未取代烷基,例如可以使用甲基、乙基、丙基、丁基和己基。取代烷基上的取代基的數(shù)量、種類或位置沒(méi)有具體的限定。作為取代烷基,例如可以使用磺基烷基、羧基烷基、羥基烷基、烷氧基烷基、氨基烷基、鹵代烷基、氰基烷基、芳基取代的烷基、雜芳基取代的烷基等。
R1、R2、R7和R8代表的芳基可以是單環(huán)或稠合環(huán),例如可以使用C6-14芳基,優(yōu)選C6-10芳基(芳基以及包含芳基的官能團(tuán)中的芳基部分具有說(shuō)明書中所述的含義,除非另有說(shuō)明)。作為芳基,可優(yōu)選使用苯基或萘基,更優(yōu)選的是苯基。作為取代芳基,可以使用磺基苯基、羥基苯基、氨基苯基。
另外,R1和R2、R7和R8代表的可以相互連接在一起形成環(huán)。所形成的環(huán)的例子包括例如環(huán)戊基環(huán)、環(huán)己基環(huán)等。R1、R2、R7和R8優(yōu)選是甲基或乙基,更優(yōu)選是甲基。
R3、R4、R5、R6、R9、R10、R11和R12相互獨(dú)立地代表氫原子、取代或未取代的C1-6烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的雜芳基、鹵原子、氰基、羧基或磺基,而且選自于R3、R4、R5和R6中的兩個(gè)相鄰基團(tuán)以及選自于R9、R10、R11和R12中的兩個(gè)相鄰基團(tuán)可獨(dú)立地相互連接在一起形成環(huán)。所形成的環(huán)可以是飽和或不飽和的,而且可以是烴環(huán)或雜環(huán)。例如,R3和R4、R4和R5、R5和R6、R9和R10、R10和R11、或者R11和R12可相互連接在一起形成苯環(huán)或芳香雜環(huán)如吡啶環(huán)。優(yōu)選的例子包括R3和R4或R9和R10相互連接在一起而形成的苯環(huán)。
作為R3、R4、R5、R6、R9、R10、R11和R12所表示的芳基,例如可以使用苯基或萘基。作為雜芳基,例如可以使用噻吩基、苯并噻吩基、呋喃基、苯并呋喃基、吡咯基、咪唑基或喹啉基。在芳基和雜芳基上可存在1-4個(gè)任選的取代基。取代基的位置沒(méi)有特殊的限制,而且當(dāng)存在2個(gè)或者更多個(gè)取代基時(shí),它們可相同或不同。對(duì)于此等取代基,可以使用例如羥基,鹵原子如氟、氯、溴和碘原子;C1-6烷基如甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、仲丁基、叔丁基;C1-6鹵代烷基如三氟甲基;C1-6烷氧基如甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、異丙氧基、n-丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基;C1-6亞烷基二氧基如亞甲二氧基、亞乙二氧基;羧基;C1-6烷氧基羰基;未取代的氨基;C1-6烷基取代的氨基如甲基氨基、二甲基氨基、乙基氨基;磺基;或氰基等。
X1和X2相互獨(dú)立地代表取代或未取代的C1-15烷基或取代或未取代的芳基,而且X1和X2在X1和X2中總共具有1-4個(gè)羧基。作為X1和X2代表的未取代的烷基,例如可以使用甲基、乙基、丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、異戊基、新戊基、叔戊基、2-甲基丙基或1,1-二甲基丙基。烷基可以是線性、支鏈、環(huán)狀或者它們的組合,優(yōu)選直鏈或支鏈烷基。
作為X1和X2代表的取代烷基,例如可以使用磺基烷基(如2-磺基乙基、3-磺基丙基、3-甲基-3-磺基丙基、4-磺基丁基等)、羧基烷基(如1-羧基甲基、2-羧基乙基、3-羧基丙基、4-羧基丁基等)、羥基烷基、烷氧基烷基、氨基烷基、鹵代烷基、氰基烷基、雜芳基取代的烷基、芳基或雜芳基。這些基團(tuán)中的烷基部分與以上所定義的未取代烷基具有相同的定義。作為R1、R2、R7和R8代表的取代或未取代的芳基,可以使用苯基、磺基苯基、羥基苯基或氨基苯基。
當(dāng)X1和X2中的羧基數(shù)量為0或1時(shí),可以使用C1-5羧基烷基或磺基烷基作為X1和X2。
作為Y1和Y2代表的二價(jià)連接基團(tuán),例如可以使用取代或未取代的C1-6亞烷基如亞甲基、亞乙基、亞正丁基、甲基亞丙基或亞苯基。作為其他的例子,可以使用以下式表示的連接基團(tuán) 其中q代表1-4的整數(shù),符號(hào)“·”代表連接位置。這些烴基可以具有取代基,而且可包含一個(gè)或者多個(gè)雜原子。例如,它們可包含醚鍵、硫醚鍵、二硫鍵、酰胺鍵、酯鍵、磺酰胺鍵或者磺基酯鍵。
作為Y1和Y2代表的二價(jià)連接基團(tuán),例如還可以使用以下式代表的鍵 其中p代表1-4的整數(shù),符號(hào)“·”代表連接位置。Y1的優(yōu)選例子包括以下式代表的連接基團(tuán) 其中p代表1-4的整數(shù)。Y1最優(yōu)選的是-(CH2)p-CO-NH-(其中p代表1-4的整數(shù))。Y2的優(yōu)選例子包括亞甲基或亞乙基。
L1、L2、L3、L4、L5、L6和L7獨(dú)立地代表取代或未取代的次甲基,其中m1、m2和m3獨(dú)立地代表0或1。優(yōu)選的是,m1、m2和m3各同時(shí)為1。次甲基上的取代基的例子包括取代或未取代的烷基、鹵原子、取代或未取代的芳基或低級(jí)烷氧基等。取代芳基的具體例子包括4-氯苯基等。低級(jí)烷氧基優(yōu)選為C1-6烷氧基,其可以是直鏈或支鏈的。具體的例子包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、叔丁氧基、戊氧基等,并且優(yōu)選甲氧基或乙氧基。作為次甲基的取代基,優(yōu)選使用甲基或苯基。
當(dāng)選自于L1、L2、L3、L4、L5、L6和L7中的次甲基是取代的時(shí),則次甲基上的取代基可相互連接在一起形成環(huán)。優(yōu)選地,次甲基上的取代基可連接形成包含三個(gè)連續(xù)的選自于L1、L2、L3、L4、L5、L6和L7中的次甲基的環(huán)。作為其中次甲基上的取代基連接形成包含三個(gè)連續(xù)的選自于L1、L2、L3、L4、L5、L6和L7中的次甲基的環(huán)的例子,包括例如其中形成4,4-二甲基環(huán)己烯以包含環(huán)L3、L4和L5的化合物。其中由選自于L1、L2、L3、L4、L5、L6和L7的次甲基形成共扼次甲基鏈的部分結(jié)構(gòu)的特別優(yōu)選例子包括以下通式(a)表示的基團(tuán) 其中Z代表形成5或6元環(huán)所必需的非金屬原子基團(tuán),而A代表氫原子或單價(jià)基團(tuán)。
Z所代表的用于形成5-10元環(huán)所必需的非金屬原子基團(tuán)的例子包括例如碳原子、氮原子、氧原子、氫原子、硫原子、鹵原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)等。通式(a)所代表的部分結(jié)構(gòu)中的5或6元環(huán)的例子包括例如環(huán)戊烯環(huán)、環(huán)己烯環(huán)和4,4-二甲基己烯環(huán),其中優(yōu)選環(huán)戊烯環(huán)或環(huán)己烯環(huán)。
A所代表的單價(jià)基團(tuán)的例子包括例如取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的芳烷基、取代或未取代的低級(jí)烷氧基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的烷基羰基氧基(如乙酰氧基)、取代或未取代的烷硫基、取代或未取代的芳硫基、氰基、硝基、鹵原子等。
A所代表的芳烷基的具體例子包括芐基、2-苯基乙基、3-苯基丙基等。芳烷基上的取代基的例子包括例如磺基、羧基、羥基、取代或未取代的烷基、烷氧基、鹵原子等。A所代表的取代氨基的具體例子包括例如烷基氨基(如甲基氨基、乙基氨基等)、二烷基氨基(如二甲基氨基、二乙基氨基等)、苯基氨基、二苯基氨基、甲基苯基氨基、環(huán)氨基(如嗎啉基、咪唑烷基、乙氧基羰基piperadino基等)。如果取代的氨基具有額外的取代基,則可以使用磺基、羧基等作為該取代基。A所代表的芳硫基的具體例子包括苯硫基、萘硫基等,而芳硫基的取代基的例子包括磺基、羧基等。
A所代表的單價(jià)基團(tuán)的例子包括苯基氨基、二苯基氨基、乙氧基羰基哌嗪基、芳硫基等。
Y代表形成5-10元雜環(huán)、優(yōu)選5-6元雜環(huán)(該雜環(huán)可以是稠合環(huán))所必需的非金屬原子。Y所形成的5-10元雜環(huán)的例子包括以下環(huán)噻唑環(huán)(如噻唑、4-甲基噻唑等)、苯并噻唑環(huán)(如苯并噻唑、4-氯苯并噻唑等)、萘并噻唑環(huán)(如萘并[2,1-d]-噻唑、萘并[1,2-d]噻唑等)、噻唑啉環(huán)(如噻唑啉、4-甲基噻唑啉等)、噁唑環(huán)(如噁唑、4-硝基噁唑等)、苯并噁唑(如苯并噁唑、4-氯苯并噁唑等)、萘并噁唑(如萘并[2,1-d]噁唑、萘并[1,2-d]噁唑等)、硒唑環(huán)(如硒唑、4-苯基硒唑等)、苯并硒唑環(huán)(如苯并硒唑、4-氯苯并硒唑)、萘并硒唑環(huán)(如萘并[2,1-d]硒唑、萘并[1,2-d]硒唑等)、3,3-二烷基假吲哚環(huán)(如3,3-二硝基假吲哚、3,3-二乙基假吲哚、3,3-二甲基-5-硝基假吲哚等)、咪唑環(huán)(如1-烷基咪唑、1-烷基-4-苯基咪唑等)、吡啶環(huán)(如2-吡啶、5-甲基-2-吡啶等)、喹啉環(huán)(如2-喹啉、3-甲基-2-喹啉等)、咪唑并[4,5-b]喹喔啉環(huán)(如1,3-二乙基咪唑并[4,5-b]喹喔啉等)等。Y所形成的5-10元雜環(huán)的優(yōu)選例子包括3,3-二烷基假吲哚環(huán)。
M代表氫原子、金屬、季銨鹽或藥物學(xué)上可接受的其他鹽?!八幬飳W(xué)上可接受的鹽”可以是用通式[I]所示的化合物形成的任意的無(wú)毒性鹽。其例子包括例如堿金屬鹽如鈉鹽、鉀鹽等;堿土金屬鹽如鎂鹽、鈣鹽等;有機(jī)銨鹽如銨鹽、三乙基銨鹽、三丁基銨鹽、吡啶鎓鹽等;氨基酸的鹽如賴氨酸鹽、精氨酸鹽等。特別優(yōu)選的是對(duì)活體具有較低毒性的鈉鹽。
根據(jù)取代基的類型,本發(fā)明的化合物可具有1個(gè)或者多個(gè)不對(duì)稱碳原子。硫原子可作為不對(duì)稱中心?;谝粋€(gè)或者多個(gè)不對(duì)稱碳原子的光學(xué)純形式的旋光異構(gòu)體、上述旋光異構(gòu)體的任意混合物、外消旋體、基于兩個(gè)或者更多個(gè)不對(duì)稱碳原子的非對(duì)映異構(gòu)體、上述非對(duì)映異構(gòu)體的任意混合物等,都落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
本發(fā)明化合物的具體例子見(jiàn)以下所示。但是,本發(fā)明的范圍不僅限于以下化合物。
化合物1 化合物2 化合物3 化合物4
化合物5 化合物6 化合物7 化合物8
化合物9 化合物10 化合物11 化合物12
化合物13 化合物14 化合物15 化合物16
化合物17 化合物18 化合物19 化合物20
化合物21 化合物22 化合物23 化合物24
化合物25 化合物26 化合物27
化合物28 化合物29 化合物30 化合物31
化合物32 化合物33 化合物34 化合物35 式[I]或[II]所示的花菁染料可根據(jù)花菁染料化合物的已知制備方法來(lái)合成,例如以下文獻(xiàn)中公開的方法the Cyanines and RelatedCompounds,F(xiàn).M.Hamer,John Wiley and Sons,New York,1964,Cytometry,11,416-430(1990),Cytometry,12,723-730(1990),Bioconjugate Chem,4,105-111(1993),Anal.Biochem.,217,197-204(1994),Tetrahedron,45,4845-4866(1989),EP-A-0591820A1,EP-A-0580145A1等。或者,它們可由市售的花菁染料化合物通過(guò)已知方法進(jìn)行半合成。更具體而言,它們可通過(guò)使二芳基化合物與雜環(huán)季鹽反應(yīng)來(lái)合成。
制備式[I]或[II]所示的花菁染料化合物的方法沒(méi)有具體的限制,而且這些化合物可通過(guò)各種合成途徑進(jìn)行合成。本發(fā)明之典型化合物的具體制備方法公開在本發(fā)明說(shuō)明書的實(shí)施例中。因此,本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過(guò)實(shí)施例中描述的方法,并且在必要時(shí)對(duì)這些方法增加合適的變化或改進(jìn),適當(dāng)?shù)剡x擇起始物和試劑,制得在上述通式范圍之內(nèi)的花菁染料化合物。在制備時(shí),可以單獨(dú)或者組合使用選自于縮合、加成、氧化、還原等各種反應(yīng)的反應(yīng)。這些反應(yīng)在文獻(xiàn)中都有詳細(xì)的解釋。例如,可以適當(dāng)?shù)厥褂迷凇癑ikken Kagaku Kouza”(由Maruzen,Ltd.出版,在第一至第四版中包括每一單獨(dú)的卷都是可得的)中描述為單元合成操作的各種方法和原料化合物。另外,本發(fā)明化合物的合成具體描述在PCT/JP01/06689的說(shuō)明書中,該文獻(xiàn)的公開內(nèi)容在此并入作為參考。
例如,如果上述定義的官能團(tuán)可在反應(yīng)步驟中發(fā)生變化或者它們?cè)谥苽渲胁贿m合進(jìn)行反應(yīng)步驟,則有時(shí)可通過(guò)使用有機(jī)合成化學(xué)領(lǐng)域中常規(guī)使用的各種方法來(lái)有效地進(jìn)行所希望的步驟,例如用于官能團(tuán)的保護(hù)或者脫保護(hù)的方法,或者進(jìn)行各種處理,如氧化、還原、水解等。在上述步驟中的合成中間體化合物以及目標(biāo)化合物可通過(guò)有機(jī)合成化學(xué)中使用的常規(guī)純制方法進(jìn)行分離和純制,例如過(guò)濾、萃取、洗滌、干燥、濃縮、重結(jié)晶、以及各種色譜法等。合成的中間產(chǎn)物可無(wú)需分離即用于接下來(lái)的步驟中。
作為本發(fā)明的近紅外熒光造影劑的活性成分,通式[I]或[II]所示的化合物或其鹽可單獨(dú)使用或者組合使用。更具體而言,活性成分可以在溶劑中的懸浮液或者溶液的形式包含在造影劑中,所述溶劑例如是注射用蒸餾水、生理鹽水、Ringer溶液等。如果需要,也可配制加入諸如藥物學(xué)可接受的載體、賦形劑等的添加劑。這些添加劑的例子包括諸如藥物學(xué)可接受的電解質(zhì)溶液、緩沖液、去污劑的物質(zhì)、以及用于調(diào)節(jié)滲透壓的物質(zhì)、用于提高穩(wěn)定性或溶解度的物質(zhì)如環(huán)糊精、脂質(zhì)體等??梢允褂帽绢I(lǐng)域中通??梢缘玫降娜我馓砑觿T谟米髋R床使用的藥物時(shí),本發(fā)明的近紅外熒光造影劑優(yōu)選通過(guò)無(wú)菌工藝進(jìn)行合成。
本發(fā)明的造影劑可通過(guò)注射、噴霧或者局部施用如血管內(nèi)給藥(靜脈、動(dòng)脈)、口服給藥、腹膜內(nèi)給藥、經(jīng)皮給藥、皮下給藥、囊內(nèi)給藥、或支氣管內(nèi)給藥等途徑進(jìn)行給藥。優(yōu)選地,該造影劑可以水溶液、乳液或者混懸液的形式給藥于血管內(nèi)。
本發(fā)明近紅外熒光造影劑的劑量沒(méi)有具體的限制,只要該劑量能夠使待診斷的部位被檢測(cè)出來(lái)。根據(jù)待使用的發(fā)射近紅外熒光的化合物的類型、待給藥的患者的年齡、體重和目標(biāo)器官等,該劑量可增加或者減少。通常情況下,以化合物的重量表示的劑量可以是0.1-100mg/kg體重,優(yōu)選為0.5-20mg/kg體重。
本發(fā)明的造影劑也可適當(dāng)?shù)赜糜谌艘酝獾母鞣N動(dòng)物中。給藥劑型、給藥途徑以及劑量等,可根據(jù)目標(biāo)動(dòng)物的體重和條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡x擇。
以上式[I]和[II]所示的本發(fā)明化合物具有高度累積在腫瘤組織中的性質(zhì)。利用該性質(zhì),本發(fā)明還提供能夠特異性地使腫瘤組織成像的熒光造影劑。另外,該類的本發(fā)明化合物可長(zhǎng)期地保留在血管中,并且本發(fā)明的熒光造影劑因此還可用于血管造影。
本發(fā)明之用于熒光成像的方法的特征在于使用本發(fā)明的近紅外熒光造影劑。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可根據(jù)已知的方法實(shí)施該成像方法,而且根據(jù)待給藥的近紅外熒光造影劑的種類以及待給藥的患者,可適當(dāng)?shù)卮_定各個(gè)參數(shù),如激發(fā)波長(zhǎng)和待檢測(cè)的熒光波長(zhǎng),以達(dá)到最佳的成像和評(píng)估。從給藥本發(fā)明的近紅外熒光造影劑到開始根據(jù)本發(fā)明的熒光成像的時(shí)間間隔,可根據(jù)待使用的近紅外熒光造影劑的種類以及待給藥的患者而變化。例如當(dāng)給藥包含式[I]或式[II]的化合物的造影劑進(jìn)行腫瘤成像使,時(shí)間間隔可以是在給藥后約10分鐘-24小時(shí)。如果時(shí)間間隔太短,每個(gè)部位中發(fā)出的熒光仍然過(guò)強(qiáng),而且目標(biāo)部位不能與其他部位區(qū)別出來(lái)。如果時(shí)間間隔太長(zhǎng),造影劑有可能被從身體中排泄掉。當(dāng)希望對(duì)血管進(jìn)行成像時(shí),可在給藥后立即或者在給藥后約30分鐘內(nèi)檢測(cè)式[I]或式[II]的化合物。
例如,可按照以下步驟進(jìn)行熒光成像。將本發(fā)明的近紅外熒光造影劑給藥于待診斷的患者,使用產(chǎn)生激發(fā)光的裝置,使所述患者暴露于所述激發(fā)光。接著,使用熒光檢測(cè)器檢測(cè)由所述近紅外熒光造影劑發(fā)出并由所述激發(fā)光產(chǎn)生的熒光。激發(fā)波長(zhǎng)可根據(jù)所用近紅外熒光造影劑的類型進(jìn)行變化,而且沒(méi)有限制,只要所述化合物在近紅外區(qū)域中有效地發(fā)射出熒光。優(yōu)選使用具有優(yōu)異生物滲透性的近紅外光。待檢測(cè)的近紅外熒光的波長(zhǎng)也根據(jù)所用造影劑來(lái)變化。通常情況下,可以使用波長(zhǎng)為600-1000nm、優(yōu)選700-850nm的激發(fā)光,并檢測(cè)波長(zhǎng)為700-1000nm、優(yōu)選750-900nm的近紅外熒光。作為產(chǎn)生激發(fā)光的裝置,可使用常規(guī)激發(fā)光源,如各種激光(如離子激光、染料激光和半導(dǎo)體激光)、鹵素光源、氙光源等。如果需要,可使用各種濾光器以得到最佳的激發(fā)波長(zhǎng)。在檢測(cè)熒光時(shí),可使用各種濾光器用于選擇由近紅外熒光造影劑產(chǎn)生的熒光。
檢測(cè)到的熒光作為熒光信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,以構(gòu)建待記錄的熒光圖像。形成熒光圖像的方法的例子包括例如包含以下步驟的方法寬范圍地照射目標(biāo)組織,用CCD照相機(jī)檢測(cè)熒光,然后對(duì)得到的熒光信息進(jìn)行圖像處理;使用光學(xué)CT裝置的方法;使用內(nèi)窺鏡的方法;或者使用眼底照相機(jī)的方法,等等。
根據(jù)本發(fā)明的熒光成像方法,在不破壞活體的情況下可觀察到系統(tǒng)疾病、腫瘤、血管等。
實(shí)施例以下將參考合成實(shí)施例和測(cè)試實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)的說(shuō)明。但是,本發(fā)明的范圍絕不僅限于以下實(shí)施例。在這些實(shí)施例中,化合物的序列號(hào)相應(yīng)于在以上化學(xué)結(jié)構(gòu)中所列的化合物的編號(hào)。
實(shí)施例1化合物1、化合物2和化合物3的合成化合物1的合成路線見(jiàn)以下所示。
中間體1的合成加熱起始物1(20.9g,0.1mol)、2-溴丙酸(23.0g,0.15mol)、和o-二氯苯(20ml),并在140℃下攪拌2小時(shí)。反應(yīng)完成后,在反應(yīng)混合物中添加丙酮(200ml),并冷卻至室溫,然后過(guò)濾所得的晶體,得到中間體1(20.3g,產(chǎn)率56%)。
中間體2的合成將如上得到的中間體1(10.0g,28mmol)和1,7-二氮雜-1,7-二苯基-1,3,5-庚三烯鹽酸鹽(3.9g,14mmol)溶解在乙腈(70ml)和水(11ml)中,所得溶液中加入三乙胺(8.4g,91mmol)和醋酸酐(8.5g,91mmol),該混合物在室溫下攪拌過(guò)夜。將反應(yīng)混合物滴加至0.1N鹽酸(900ml)中,并過(guò)濾沉淀出的結(jié)晶。該結(jié)晶通過(guò)柱色譜進(jìn)行純制(洗脫劑二氯甲烷∶甲醇=95∶5-90∶10),得到中間體2(2.1g,產(chǎn)率12%)。
中間體3的合成將如上得到的中間體2(21.0g,1.5mmol)、L-天冬氨酸-二叔丁基酯單水合物(1.3g,4.5mmol)、4-二甲基氨基吡啶(40mg,0.3mmol)溶解在二氯甲烷(50ml)中,并在冰上冷卻該溶液。在所得溶液中添加1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)-碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)(700mg,4mmol)和三乙胺(340mg,3mmol),并在4℃下攪拌過(guò)夜。在反應(yīng)混合物中添加二氯甲烷(200ml)和1N鹽酸(200ml),萃取二氯甲烷層,并用飽和氯化鈉溶液(200ml)洗滌,然后在硫酸鈉上干燥。減壓蒸發(fā)溶劑,并通過(guò)柱色譜進(jìn)行純制(洗脫劑乙酸乙酯∶甲醇=95∶5-80∶20),得到中間體3(1.1g,產(chǎn)率64%)。
化合物1、化合物2和化合物3的合成將中間體3(500mg,0.5mmol)溶解在三氟乙酸(5ml)中,在4℃下反應(yīng)過(guò)夜,然后減壓蒸發(fā)三氟乙酸。過(guò)濾收集晶體,然后用水和乙酸乙酯洗滌,得到化合物1(390mg,產(chǎn)率90%)。
使用Sephadex(LH-20,Pharmacia)通過(guò)柱色譜(洗脫劑甲醇)對(duì)化合物1進(jìn)行純制,得到化合物2。
將化合物1放在離子交換樹脂柱CR 11(Mitsubishi Chemical,Co.,Ltd.)上,得到化合物3。
化合物11H-NMR(CD3OD)δ1.98(s,12H),2.70(d,J=7.2Hz,4H),2.80(t,J=7.2Hz,4H),3.30(MeOH),4.50(t,J=7.2Hz,4H),4.60(t,J=7.2Hz,2H),4.80(H2O),6.40(d,J=13.2Hz,2H),6.63(dd,J=13.2,13.2Hz,2H),7.40-7.50(m,2H),7.58-7.66(m,5H),7.95-8.07(m,6H),8.20(d,J=7.2Hz,2H)化合物21H-NMR(CD3OD)δ1.99(s,12H),2.72(d,J=7.2Hz,4H),2.80(t,J=7.2Hz,4H),3.30(MeOH),4.50(t,J=7.2Hz,4H),4.60(t,J=7.2Hz,2H),4.80(H2O),6.38(d,J=13.2Hz,2H),6.61(dd,J=13.2,13.2Hz,2H),7.40-7.50(m,2H),7.58-7.67(m,5H),7.96-8.07(m,6H),8.21(d,J=7.2Hz,2H)化合物31H-NMR(CD3OD)δ1.98(s,12H),2.56-2.65(m,4H),2.75-2.85(m,4H),3.30(MeOH),4.45-4.50(m,4H),4.80(H2O),6.20(d,J=13.2Hz,2H),6.65(dd,J=13.2,13.2Hz,2H),7.40-7.50(m,2H),7.58-7.70(m,5H),7.95-8.07(m,6H),8.20(d,J=7.2Hz,2H)實(shí)施例2化合物5的合成按照類似于化合物1的方法由中間體1和1,7-二氮雜-5-甲基-1,7-二苯基-1,3,5-庚三烯單水合物合成化合物5。
1H-NMR(CD3OD)δ2.00(s,12H),2.44(s,3H),2.73(d,J=7.2Hz,4H),2.82(t,J=7.2Hz,4H),3.31(MeOH),4.50(t,J=7.2Hz,4H),4.69(t,J=7.2Hz,2H),4.88(H2O),6.41(d,J=13.2Hz,2H),6.65(d,J=13.2Hz,2H),7.43-7.50(m,2H),7.58-7.67(m,4H),7.95-8.05(m,4H),8.10-8.27(m,4H)實(shí)施例3化合物6的合成按照類似于化合物1的方法由中間體1和1,7-二氮雜-5-甲基-1,7-二苯基-1,3,5-庚三烯單水合物合成化合物6,不同之處在于使用L-谷氨酸-二叔丁基酯單水合物替代L-天冬氨酸-二叔丁基酯單水合物。
1H-NMR(CD3OD)δ1.80-2.15(m,4H),2.01(s,12H),2.28(t,J=7.2Hz,4H),2.44(s,3H),2.82(t,J=7.2Hz,4H),3.31(MeOH),4.40-4.50(m,2H),4.51(t,J=7.2Hz,4H),4.88(H2O),6.42(d,J=13.2Hz,2H),6.65(d,J=13.2Hz,2H),7.42-7.50(m,2H),7.57-7.67(m,4H),7.95-8.05(m,4H),8.10-8.27(m,4H)實(shí)施例4化合物7的合成按照類似于化合物1的方法由2,3,3-三甲基假吲哚合成化合物7。
1H-NMR(CD3OD)δ1.70(s,12H),2.05-2.13(m,4H),2.55(t,J=7.2Hz,4H),2.78-2.92(m,4H),3.30(MeOH),4.10(t,J=7.2Hz,4H),4.89(H2O),6.45(d,J=13.2Hz,2H),6.50(J=13.2Hz,2H),7.29-7.50(m,8H),7.92(dd,J=13.2,13.2Hz,2H)實(shí)施例5化合物8的合成按照類似于化合物1的方法由2,3,3-三甲基假吲哚合成化合物8,不同之處在于使用1,7-二氮雜-5-甲基-1,7-二苯基-1,3,5-庚三烯單鹽酸鹽替代1,7-二氮雜-1,7-二苯基-1,3,5-庚三烯單水合物。
1H-NMR(CD3OD)δ1.70(s,12H),1.72-1.90(m,8H),2.35-2.39(m,7H),2.73-2.84(m,4H),3.30(MeOH),4.08(t,J=7.2Hz,4H),4.66(t,J=7.2Hz,2H),4.89(H2O),6.33(d,J=13.2Hz,2H),6.63(d,J=13.2Hz,2H),7.18-7.50(m,8H),8.05(dd,J=13.2,13.2Hz,2H)實(shí)施例6化合物9的合成按照類似于化合物1的方法由6-苯基-2,3,3-三甲基假吲哚(按照美國(guó)專利6,004,536中描述的方法合成的)合成化合物9。
1H-NMR(CD3OD)δ1.75(s,12H),2.05-2.15(m,4H),2.45-2.55(m,4H),2.75-2.84(m,4H),3.30(MeOH),4.20(t,J=7.2Hz,4H),4.80(H2O),6.38(J=13.2Hz,2H),6.62(J=13.2Hz,2H),7.43-7.70(m,17H),7.95(dd,J=13.2,13.2Hz,2H)實(shí)施例7化合物10的合成由6-溴-2,3,3-三甲基-假吲哚按照類似于化合物1的方法合成化合物10。
1H-NMR(CD3OD)δ1.68(s,12H),2.00-2.15(m,4H),2.40-2.55(m,4H),2.77-2.92(m,4H),3.30(MeOH),4.08(t,J=7.2Hz,4H),4.82(m,2H),6.38(J=13.2Hz,2H),6.65(J=13.2Hz,2H),7.30-7.40(m,4H),7.50-7.72(m,3H),7.90-8.02(m,2H)實(shí)施例8化合物11的合成由5-苯基-2,3,3-三甲基-假吲哚按照類似于化合物1的方法合成化合物11。
1H-NMR(CD3OD)δ1.78(s,12H),2.39(s,3H),2.70-2.84(m,8H),3.30(MeOH),4.30-4.46(m,4H),4.60-4.68(m,2H),6.39(J=13.2Hz,2H),6.66(J=13.2Hz,2H),7.30-7.48(m,9H),7.56-7.72(m,3H),8.05(J=13.2Hz,13.2Hz)實(shí)施例9化合物13和化合物14的合成化合物13和化合物14的合成路線如下所示。
將通過(guò)使5-磺基-2,3,3-三甲基假吲哚(根據(jù)日本尚未審查的專利申請(qǐng)公開(Hei)2-233658中描述的方法制備的)和1,7-二氮雜-1,7-二苯基-1,3,5-庚三烯單鹽酸鹽在甲醇中于三乙胺和醋酸酐存在下反應(yīng)而制得的中間體化合物(375mg)溶解在5ml的甲醇中,然后施放在填充有離子交換樹脂IRC-50的柱(Organo,洗脫劑甲醇)中。蒸發(fā)溶劑,得到質(zhì)子形式的羧酸。將所得產(chǎn)物溶解在3ml的二甲基甲酰胺中,并在該溶液中添加338mg(1.2mmol)的天冬氨酸二丁基酯鹽酸鹽、24mg(0.2mmol)的二甲基氨基吡啶、以及121mg(1.2mmol)的三乙胺,然后在冰浴上冷卻該混合物。向該混合物中添加230mg(2mmol)的羥基琥珀酰亞胺(HOSI)和288mg(1.4mmol)的N,N-二環(huán)己基-碳二亞胺(DCC),所得混合物攪拌過(guò)夜。向反應(yīng)混合物中添加200ml的乙酸乙酯/己烷(1∶1)混合溶劑,過(guò)濾收集沉淀出的晶體。該晶體通過(guò)柱色譜進(jìn)行純制(洗脫劑二氯甲烷∶甲醇=10∶1-2∶1),得到二酰胺化合物(135mg)和單酰胺化合物(94mg)。
將所得的二酰胺化合物(120mg)和單酰胺化合物(60mg)分別溶解在2ml的三氟乙酸中,然后在室溫下攪拌混合物1小時(shí)。反應(yīng)混合物溶解在水/甲醇(1/1(v/v))中,然后使用Sephadex(LH-20,Pharmacia,洗脫劑甲醇)通過(guò)柱色譜進(jìn)行純制。將所得晶體溶解在少量的甲醇中,并在該溶液中添加乙酸鉀在甲醇中的飽和溶液。過(guò)濾收集沉淀出的晶體,得到化合物13(35mg,產(chǎn)率7%)和化合物14(15mg,產(chǎn)率5%)。
化合物131H-NMR(D2O)δ1.73(s,12H),2.50-2.65(m,4H),2.68-2.73(m,4H),4.28-4.38(m,4H),4.39-4.50(m,2H),4.90(D2O),6.47(d,J=13.2Hz,2H),6.74(t,J=13.2Hz,2H),7.40-7.50(m,2H),7.60(t,J=13.2Hz,1H),7.80-8.05(m,6H)
化合物141H-NMR(D2O)δ1.65(s,6H),1.70(s,6H),2.40(d,J=7.2Hz,2H),2,58(t,J=7.2Hz,2H),2.70(t,J=7.2Hz,2H),4.18-4.30(m,4H),4.90(D2O),6.18(d,J=13.2Hz,1H),6.34(d,J=13.2Hz,1H),6.48-6.62(m,2H),7.20(d,J=7.2Hz,1H),7.30(d,J=7.2Hz,1H),7.48(t,J=13.2Hz,1H),7.68-7.95(m,6H)實(shí)施例10化合物15的合成化合物15的合成路線如下所示。
將起始物(41.8g,0.2mol)溶解在濃硫酸(156ml,2.9mol)中,并在140℃下反應(yīng)1小時(shí),然后將該混合物冷卻至80℃。將所得的溶液添加在冰水(300ml)中后,小心地將氫氧化鈉(96.6g,2.4mol)在水(100ml)中的溶液添加至上述混合物中。過(guò)濾收集沉淀出的晶體,并用水(120ml)洗滌。所得的粗晶體中添加水(300ml)和甲醇(100ml),混合物在攪拌下回流30分鐘,然后冷卻至室溫。過(guò)濾收集所得的晶體,并用水(100ml)和甲醇(120ml)洗滌,得到中間體5(37.9g,產(chǎn)率66%)。
按照類似于化合物13的方法由中間體5制得化合物15。
1H-NMR(CD3OD)δ2.00(s,12H),2.72(d,J=7.2Hz,4H),2.82(t,J=7.2Hz,4H),3.30(MeOH),4.58(t,J=7.2Hz,4H),4.70(t,J=7.2Hz,4H),4.86(H2O),6.42(d,J=13.2Hz,2H),6.62(dd,J=13.2,13.2Hz,2H),7.62-7.70(m,3H),7.95-8.12(m,6H),8.28(d,J=7.2Hz,2H),8.42(s,2H)
實(shí)施例11化合物23的合成化合物23的合成路線如下所示。
中間體6的合成加熱5-磺基-2,3,3-三甲基假吲哚(根據(jù)日本尚未審查的專利申請(qǐng)公開(Hei)2-233658中描述的方法制備的)(24.0g,0.1mol)、2-溴丙酸(23.0g,0.15mol)和三乙胺(10.1g,0.1mol),并在160℃下攪拌6小時(shí)。反應(yīng)完全后,向反應(yīng)混合物中添加甲醇(200ml),冷卻至室溫,然后過(guò)濾收集所得的晶體,得到中間體6(6.0g,產(chǎn)率19.3%)。
化合物23的合成將如上得到的中間體1(3.1g,10mmol)和1,7-二氮雜-1,7-二苯基-4-甲基-1,3,5-庚三烯單鹽酸鹽(日本尚未審查的專利申請(qǐng)公開(Hei)8-295658)(1.5g,5mmol)溶解在甲醇(20ml)中,并向所得的溶液中添加三乙胺(2.5g,25mmol)和醋酸酐(4.6g,45mmol),然后在室溫下攪拌混合物3小時(shí)。向反應(yīng)混合物中添加醋酸鈉(3.3g,33mmol),然后在室溫下攪拌30分鐘。過(guò)濾收集所得的晶體,并用甲醇(20ml)洗滌,得到化合物23(2.0g,產(chǎn)率50.0%)。
1H-NMR(CD3OD)δ(ppm)1.60(s,12H),2.30(s,3H),2.60(t,4H,J=7.2Hz),4.20(t,4H,J=7.2Hz),6.25(d,2H,J=14.5Hz),6.55(dd,2H,14.5,14.5Hz),7.25(d,2H,J=7.0Hz),7.70-7.80(m,4H),8.00(dd,2H,J=14.5,14.5Hz)實(shí)施例12化合物25和化合物26的合成化合物25和化合物26的合成路線如下所示。
中間體7的合成由5-磺基-2,3,3-三甲基假吲哚和溴乙酸按照類似于中間體6的方法合成中間體7(16.6g)。
化合物25的合成由中間體7和中間體8(根據(jù)Zh.Org.Khim.,13,pp.1189-1192,1977中描述的方法制得的)按照類似于化合物23的方法合成化合物25(15.0g)。
MS(FAB-,甘油)m/z=844化合物26的合成將化合物25(4.2g,5mmol)和三乙胺(1.0g)添加至水(20ml)中,向所得的溶液中添加o-巰基苯甲酸(0.93g,6mmol),然后在室溫下攪拌1小時(shí)。所得的混合物中添加醋酸鉀,然后添加乙醇(20ml),過(guò)濾所得的晶體,得到化合物26(1.3g,產(chǎn)率27%)。
MS(FAB-,甘油)m/z=962實(shí)施例13化合物32的合成化合物32的合成路線如下所示。
中間體9的合成將4-溴苯肼單鹽酸鹽(73.8g,0.33mmol)和3-甲基-2-丁酮(33.2g,0.40mmol)溶解在乙醇(450ml)中,向所得的溶液中添加濃硫酸(7.5ml),然后在攪拌下回流8小時(shí)。將混合物冷卻至室溫后,將溶液減壓濃縮至100ml。向殘留物中添加水(400ml)和乙酸乙酯(400ml),然后用氫氧化鈉溶液將含水層的pH調(diào)節(jié)至7-8。所得的溶液用乙酸乙酯萃取,用飽和氯化鈉溶液洗滌,然后在無(wú)水硫酸鈉上干燥。所得的殘留物通過(guò)硅膠柱色譜進(jìn)行純制(洗脫劑己烷∶乙酸乙酯=5∶1-1∶1),得到棕色液體狀的中間體9(58.6g,產(chǎn)率76%)。
中間體10的合成將中間體9(4.76g,20mmol)和噻吩硼酸(3.84g,30mmol)添加至二甲基酰胺(50ml)中,向所得的溶液中添加四苯基膦鈀(1.16g,9mmol)和氯化銫(13.3g,40mmol),然后在氮?dú)夥障录訜岵⒃?00℃下攪拌4小時(shí)。添加水(200ml)后,用乙酸乙酯(200ml)萃取混合物,并用飽和氯化鈉溶液洗滌,有機(jī)層在無(wú)水硫酸鈉上干燥,然后進(jìn)行減壓蒸發(fā)。殘留物通過(guò)硅膠柱色譜進(jìn)行純制(洗脫劑己烷∶乙酸乙酯=2∶1-1∶1),得到棕色固體狀的中間體10(2.8g,產(chǎn)率58%)。
中間體11的合成將中間體10(1.40g,6mmol)和三乙胺(0.59g,6mmol)添加至二甲基甲酰胺(3ml)中,并在冰冷卻下向該混合物中滴加2-氯乙烷亞硫酰氯(1.42g,9mmol)。繼續(xù)在室溫下攪拌30分鐘后,向溶液中添加氫氧化鈉(0.23g,6mmol)在水(2ml)中的溶液,然后進(jìn)一步在室溫下攪拌1小時(shí)。向該混合物中添加乙酸乙酯,傾析掉上層。干燥殘留物,得到中間體11。該中間體11未經(jīng)純制即用于下一步反應(yīng)中。
化合物32的合成將如上得到的中間體11和1,7-二氮雜-1,7-二苯基-1,3,5-庚三烯單鹽酸鹽溶解在甲醇(5ml)中,向所得的溶液中添加三乙胺(160mg,2mmol)和無(wú)水乙酸(230mg,2mmol),然后在室溫下攪拌混合物7小時(shí)。向該混合物中添加乙酸乙酯(20ml),過(guò)濾收集沉淀出的晶體,并用乙酸乙酯(10ml)洗滌。將該晶體溶解在甲醇(10ml)中,并向該溶液中添加飽和醋酸鉀在甲醇(10ml)中的飽和溶液。過(guò)濾收集沉淀出的晶體,并用甲醇(5ml)洗滌。晶體通過(guò)Sephadex LH-20(洗脫劑甲醇)進(jìn)行純制,得到化合物32(15mg,產(chǎn)率2%,由中間體2計(jì)算)。
1H-NMR(CD3OD)δ(ppm)1.75(s,12H),3.25(t,4H,J=7.2Hz),4.50(t,4H,J=7.2Hz),6.40(d,2H,J=14.5Hz),6.63(dd,2H,14.5,14.5Hz),7.07-7.12(m,2H),7.33-7.45(m,6H),7.53-7.75(m,5H),7.96(dd,2H,J=14.5,14.5Hz)MS(FAB-,甘油)m/z=760實(shí)施例14化合物33的合成化合物33的合成路線如下所示。
中間體12的合成由中間體9和二羥基苯基硼烷按照類似于中間體10的方法合成中間體12(3.6g,產(chǎn)率77%)。
中間體13的合成將中間體12(1.40g,6mmol)和1,4-丁烷磺內(nèi)酯(1.22g,9mmol)溶解在二甲基乙酰胺(2ml)中,并在135℃下攪拌該溶液5小時(shí)。向該溶液中添加乙酸乙酯(20ml),然后冷卻至室溫。過(guò)濾收集沉淀出的晶體,然后用乙酸乙酯洗滌,得到中間體13(10ml)(1.84g,產(chǎn)率84%)。
化合物33的合成將中間體13(1110mg,3mmol)和1,7-二氮雜-1,7-二苯基-1,3,5庚三烯單鹽酸鹽(285mg,1mmol)溶解在甲醇(5ml)中,向所得的溶液中添加三乙胺(480mg,5mmol)和無(wú)水乙酸(670mg,7mmol),然后在室溫下攪拌7小時(shí)。將乙酸乙酯(10ml)添加至反應(yīng)混合物中,過(guò)濾收集沉淀出的晶體,然后用乙酸乙酯(10ml)洗滌。將晶體溶解在甲醇(5ml)中,并添加醋酸鉀在甲醇(10ml)中的飽和溶液,過(guò)濾沉淀出的晶體,并用5ml洗滌。該晶體用Sephadex LH-20(稀釋劑甲醇)純制,得到化合物33(250mg,產(chǎn)率30%)。
1H-NMR(CD3OD)δ(ppm)1.80(s,12H),1.95-2.05(m,8H),2.90(t,4H,J=7.2Hz),4.20(t,4H,J=7.2Hz),6.38(d,2H,J=14.5Hz),6.62(dd,2H,14.5,14.5Hz),7.30-7.48(m,8H),7.60-7.74(m,9H),7.93(dd,2H,J=14.5,14.5Hz)MS(FAB-,硝基芐基醇)m/z=803實(shí)施例15化合物34的合成由中間體9和4-甲基巰基苯基硼酸按照類似于化合物33的方法合成化合物34(15mg)。
1H-NMR(CD3OD)δ(ppm)1.68(s,12H),1.95-2.10(m,8H),2.50(s,6H),3.00(t,4H,J=7.2Hz),4.10(t,4H,J=7.2Hz),6.30(d,2H,J=14.5Hz),6.62(dd,2H,14.5,14.5Hz),7.20-7.70(m,19H)實(shí)施例16化合物35的合成化合物35的合成路線如下所示。
中間體14的合成將25.0g的3-氨基聯(lián)苯(0.15mol)添加至100ml的三氟乙酸中,然后將該混合物冷卻至0℃的內(nèi)部溫度。向該混合物中滴加10.2g亞硝酸鈉(0.15mol)在100ml水中的溶液,同時(shí)將反應(yīng)混合物的溫度保持在低于5℃。滴加完成后,在相同的溫度下攪拌混合物15分鐘,然后向混合物中添加100g氯化錫(0.54mol)在50ml濃鹽酸中的溶液,同時(shí)將反應(yīng)混合物的溫度保持在低于10℃。滴加完成后,添加250ml的水,過(guò)濾收集沉淀出的晶體,并用200ml的二氯甲烷洗滌。干燥所得的中間體14,而且沒(méi)有進(jìn)行純制即用于中間體15的合成中。
中間體15的合成將如上得到的中間體14(全部量)和12.9g的3-甲基-2-丁酮(0.15mol)添加至140ml的乙酸中,該混合物在攪拌下加熱2.5小時(shí)。將混合物冷卻至室溫后,過(guò)濾除去沉淀出的晶體,并減壓濃縮濾液至1/4體積。殘留物中添加300ml的水和300ml的乙酸乙酯,用celite過(guò)濾除去不溶性的沉淀物。用乙酸乙酯(300ml,200ml×2)萃取濾液,而萃取液用飽和碳酸氫鈉溶液和飽和鹽水洗滌,然后在硫酸鈉上干燥,并減壓蒸發(fā)除去溶劑。殘留物通過(guò)硅膠色譜純制(洗脫劑己烷∶乙酸乙酯=3∶1-2∶1)。所得的晶體用50ml的己烷進(jìn)行重結(jié)晶,得到中間體15(1.3g,產(chǎn)率4%)。
化合物35的合成由中間體15按照類似于中間體13和化合物33的方法合成化合物35(65mg)。
MS(FAB-,甘油)m/z=842.8041H-NMR(D2O)δ(ppm)1.70(s,12H),1.90-2.00(m,8H),2.90(t,4H,J=7.2Hz),4.10(t,4H,J=7.2Hz),6.22(d,2H,J=14.5Hz),6.55(dd,2H,14.5,14.5Hz),7.30-7.60(m,17H),7.77(dd,2H,J=14.5,14.5Hz)測(cè)試實(shí)施例1熒光成像測(cè)試將小鼠結(jié)腸癌(結(jié)腸26癌)的腫瘤組織切片皮下移植到BALB/c無(wú)毛小鼠(5周齡,Clea Japan,Inc.)的左胸部。10天后,當(dāng)腫瘤生長(zhǎng)至約8mm時(shí),將小鼠用于試驗(yàn)中。作為熒光激發(fā)光源,使用鈦藍(lán)寶石激光。使用環(huán)型光導(dǎo)器(Sumita Optical Glass Co.),其中照射的分散度在10%以內(nèi),由此使測(cè)試小鼠均勻地暴露在激光的光中。調(diào)節(jié)照射功率輸出,使得該功率在接近小鼠的皮膚表面時(shí)約為40μW/cm2。在各化合物的最大激發(fā)波長(zhǎng)時(shí)激發(fā)出熒光,然后檢測(cè)小鼠中發(fā)射的熒光并通過(guò)帶有CCD照相機(jī)(C4880,Hamamatsu Photonics K.K.)的短波截止濾光器(IR84,IR86,IR88,F(xiàn)uji Photo Film CO.,LTD.)進(jìn)行照像。截止濾光器的選擇應(yīng)適合于化合物的激發(fā)波長(zhǎng)。暴露時(shí)間的調(diào)節(jié)取決于各化合物的熒光強(qiáng)度。作為測(cè)試化合物的化合物2(0.5mg/ml)溶解在生理鹽水或磷酸鹽緩沖液(pH7.4)中,然后通過(guò)尾靜脈以5.0mg/Kg的劑量給藥于小鼠。在給藥測(cè)試化合物后的給定時(shí)間處,用乙醚麻醉小鼠,并對(duì)小鼠整個(gè)身體的熒光圖像進(jìn)行照像。為進(jìn)行對(duì)比,分別給藥ICG(5mg/kg,i.v.)和以下化合物(化合物A),然后按照與以上相同的方法進(jìn)行成像。結(jié)果示于圖1-3中。
與參比化合物相比,化合物2在給藥后的更短時(shí)間內(nèi)給出了清晰的腫瘤圖像。在給藥參比化合物1小時(shí)內(nèi),腫瘤的位置不清晰。在給藥后10-30分鐘時(shí),化合物2成功地給出了腫瘤的清晰圖像,而且顯示可高效地作為熒光造影劑(圖1)。
測(cè)試實(shí)施例2熒光成像測(cè)試按照與測(cè)試實(shí)施例1相同的方式準(zhǔn)備攜帶腫瘤的小鼠,而且照射條件與測(cè)試實(shí)施例1中描述的相同。
使用化合物5、化合物7、和化合物10作為測(cè)試化合物。將各測(cè)試化合物(0.5mg/ml)溶解在生理鹽水或磷酸鹽緩沖液(pH7.4)中,然后通過(guò)尾靜脈以5.0mg/Kg的劑量給藥于小鼠。為進(jìn)行對(duì)比,向小鼠給藥以下化合物(化合物B,5mg/kg,i.v.)。
使用可調(diào)諧的、脈沖固體激光系統(tǒng)產(chǎn)生光,該激光系統(tǒng)由通過(guò)Nd:Yag激光(Coherent Inc.)的第三諧波驅(qū)動(dòng)的光學(xué)參數(shù)振蕩器(OPO)組成。選擇λex=740nm的激發(fā)波長(zhǎng)并用光導(dǎo)纖維導(dǎo)向至攜帶腫瘤的無(wú)毛小鼠。使用濾光器組合(Corion)以及增強(qiáng)型CCD照相機(jī)(RoperScientific.)在給藥染料后的不同時(shí)間處對(duì)染料特異性的熒光發(fā)射進(jìn)行成像(圖4)。在給藥之前以及通過(guò)側(cè)尾靜脈以5mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)劑量靜脈給藥染料后的1分鐘、10分鐘、30分鐘、60分鐘、2小時(shí)、4小時(shí)、24小時(shí)進(jìn)行熒光成像。在頭一個(gè)60分鐘內(nèi),用加熱墊將動(dòng)物的身體溫度保持在38℃。在無(wú)毛小鼠腫瘤模型中對(duì)比各化合物的熒光成像性質(zhì)。結(jié)果示于圖5-8中。與參比化合物(化合物B)相比,化合物5、化合物7和化合物10在給藥后的更短時(shí)間內(nèi)給出了清晰的腫瘤圖像。在給藥參比化合物1小時(shí)內(nèi),腫瘤的位置不清晰(圖8)。在給藥后10-30分鐘時(shí),本發(fā)明的化合物成功地給出了腫瘤的清晰圖像(圖5-7),而且顯示可高效地作為熒光造影劑。
產(chǎn)業(yè)上的利用性本發(fā)明的近紅外熒光造影劑可通過(guò)激發(fā)光發(fā)射出近紅外熒光。該近紅外熒光在生物組織的滲透性方面是優(yōu)異的,并且該造影劑因此能夠檢測(cè)活體更深部分中的損傷。
權(quán)利要求
1.一種包含以下式[I]所示化合物或其藥物學(xué)可接受的鹽的近紅外熒光造影劑 其中R1、R2、R7和R8相互獨(dú)立地代表取代或未取代的C1-10烷基或取代或未取代的芳基,而且R1和R2和/或R7和R8可相互連接在一起形成環(huán);R3、R4、R5、R6、R9、R10、R11和R12相互獨(dú)立地代表氫原子、取代或未取代的C1-6烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的雜芳基、鹵原子、氰基、羧基或磺基,而且R3、R4、R5、R6、R9、R10、R11和R12可相互連接在一起形成環(huán);X1和X2獨(dú)立地代表取代或未取代的C1-15烷基或取代或未取代的芳基,而且X1和X2總共具有0-4個(gè)羧基,條件是當(dāng)羧基的數(shù)目為0或1時(shí),X1和X2中的每一個(gè)都是C1-5羧基烷基或磺基烷基,而且R3、R4、R5、R6、R9、R10、R11和R12中至少一個(gè)代表取代或未取代的芳基或取代或未取代的雜芳基;m1代表0或1;m2代表0或1;m3代表0或1;L1、L2、L3、L4、L5、L6和L7獨(dú)立地代表取代或未取代的次甲基,條件是當(dāng)兩個(gè)或者更多個(gè)次甲基具有取代基時(shí),該取代基可以相互連接在一起形成環(huán),而且當(dāng)X1和X2都具有一個(gè)羧基時(shí),X1和X2每一個(gè)都是羧基取代的烴基,且L1、L2、L3、L4、L5、L6和L7所代表的至少一個(gè)次甲基是取代的次甲基,以及R4和R10代表磺基;M代表氫原子、金屬或季銨鹽;以及n代表中和電荷所需要的1-7整數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的近紅外熒光造影劑,其中m1、m2和m3分別是1。
3.如權(quán)利要求1或2所述的近紅外熒光造影劑,其中X1是以下式(i)表示的基團(tuán) 其中Y1和Y2獨(dú)立地代表取代或未取代的二價(jià)連接基團(tuán)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的近紅外熒光造影劑,其中X1和X2獨(dú)立地代表以下式(i)表示的基團(tuán) 其中Y1和Y2獨(dú)立地代表取代或未取代的二價(jià)鍵。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的近紅外熒光造影劑,其中R3、R4、R5、R6、R9、R10、R11和R12中至少一個(gè)是取代或未取代的芳基或取代或未取代的雜芳基。
6.如權(quán)利要求1或2所述的近紅外熒光造影劑,其中R4、R5、R10和R11中至少一個(gè)是取代或未取代的芳基或取代或未取代的雜芳基;而且X1和X2每一個(gè)都獨(dú)立地是C1-5羧基烷基或磺基烷基。
7.如權(quán)利要求1或2所述的近紅外熒光造影劑,其中X1和X2獨(dú)立地代表以下式的基團(tuán) 其中Y3代表C1-10烴基,而且L1、L2、L3、L4、L5、L6和L7所代表的至少一個(gè)次甲基是取代的次甲基,以及R4和R10代表磺基。
8.如權(quán)利要求3或4所述的近紅外熒光造影劑,其中Y1代表-(CH2)pCONH-,其中p代表1-4的整數(shù),而Y2代表-(CH2)-或(CH2)2-。
9.如權(quán)利要求1-8之一所述的近紅外熒光造影劑,其是用于腫瘤成像。
10.如權(quán)利要求1-8之一所述的近紅外熒光造影劑,其是用于血管造影。
11.一種熒光成像的方法,其包括以下步驟在活體內(nèi)引入如權(quán)利要求1-8之一所述的近紅外熒光造影劑,使所述活體暴露在激發(fā)光下,然后檢測(cè)由造影劑發(fā)射的近紅外熒光。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在活組織中具有優(yōu)異滲透性并能夠特異性地使腫瘤和/或血管造影的近紅外熒光造影劑,其包含以下式[I]所示化合物或其藥物學(xué)可接受的鹽其中R
文檔編號(hào)C07D209/60GK1638810SQ03805460
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2003年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月7日
發(fā)明者川上雅之, 北口博司, 凱·利恰, 克里斯廷·佩利茨, 江口博明, 津田奈津子, 相川和廣 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社, 舍林股份公司