專利名稱：¹⁸F-DOPA多巴類似物的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬分子醫(yī)學(xué)影像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于臨床帕金森氏病 (Parkinson's disease,PD)診斷的正電子放射性示蹤劑18F_D0PA多巴類似物的合成方法。
背景技術(shù)：
6-Fluoro-L-Dopa(3，4-dihydroxy-6-fluoro-L-phenylalaine，6-18F_D0PA)是多 巴胺能神經(jīng)遞質(zhì)L-多巴的類似物，為巴胺能神經(jīng)遞質(zhì)前體。它能透過血腦屏障進(jìn)入腦內(nèi)， 并被多巴脫羧酶脫羧轉(zhuǎn)變?yōu)?-18F-L-氟代多巴胺，被紋狀體攝取、儲(chǔ)存和釋放，根據(jù)紋狀體 對(duì)18F-D0PA攝取和清除的速率及其在中樞和外周血中代謝變化的規(guī)律，可測(cè)定多巴脫羧酶 的活性及神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺在腦內(nèi)的分布。6-18F-D0PA是PET、PET/CT早期診斷PD、監(jiān)測(cè)PD 療效的重要正電子放射性示蹤劑。PET作為PD早期診斷重要的影像設(shè)備已經(jīng)受到廣泛重視和認(rèn)可，但是在實(shí)際臨床 使用中卻存在許多的問題。最主要就是6-18F-D0PA獲得比較困難，表1是6-18F-D0PA合 成方法的和技術(shù)的現(xiàn)狀。6-18F-D0PA親電合成方法和親核取代反應(yīng)合成兩種合成方法各有 優(yōu)缺點(diǎn)。采用親電取代方法合成方法簡(jiǎn)單，但是獲得的6-18F-D0PA比活度底；采用親核取 代方法反應(yīng)過程復(fù)雜，但是可以獲得高的比活度。對(duì)于神經(jīng)系統(tǒng)顯像研究獲得高比活度的 放射性示蹤劑是非常重要的。表 1CN 101863790 A 國內(nèi)(大陸)還沒有一臺(tái)回旋加速器能夠生產(chǎn)18F2氣體。即使在國內(nèi)安裝18F2氣 體生產(chǎn)系統(tǒng)，現(xiàn)階段也無法將其投入臨床使用，主要是因?yàn)樯a(chǎn)18F2氣體需要的耗材極其 昂貴(大約每次5萬元左右)，合成需要專用的合成器?，F(xiàn)在正電子放射性藥物研究者推 薦的親核取代反應(yīng)合成6-18F-D0PA方法非常復(fù)雜，而且需要多步合成才能完成，這并不適 合臨床應(yīng)用，特別是需要采用對(duì)官能團(tuán)保護(hù)的前體明顯增加了成本和增加了合成過程的流 程，這些也限制了 6-18F-D0PA的臨床應(yīng)用。導(dǎo)致6-18F-D0PA合成困難的最主要問題是目前 缺乏理想的采用親核取代方法合成6-18F-D0PA的專用前體。目前采用的方法基本是在合成 6-18F-D0PA的苯環(huán)上先采用親核取代反應(yīng)引入[18F]，然后再引入左旋的氨基酸側(cè)鏈。表2 是兩種在苯環(huán)采用親核取代反應(yīng)引入[18F]的方法。該合成方法設(shè)計(jì)的原理是先在苯環(huán)上 引入[18F]，以免在[18F]親核取代反應(yīng)過程中影響整個(gè)L-D0PA的立體結(jié)構(gòu)。表2 這種多步方法存在的另外一個(gè)問題是在苯環(huán)6位標(biāo)記上[18F]后，需要在側(cè)鏈引入左旋氨基酸。由于反應(yīng)過程中有一定量的右旋氨基酸的生成，導(dǎo)致在采用HPLC分離產(chǎn)物時(shí) 需要復(fù)雜的過程和更長(zhǎng)的分離時(shí)間，對(duì)于淋洗液也需要特殊的要求。如何簡(jiǎn)化合成過程和 縮短合成時(shí)間，特別是保證左旋氨基酸產(chǎn)物是合成6-18F-D0PA技術(shù)的關(guān)鍵。國內(nèi)有學(xué)者研究采取親核取代反應(yīng)方法合成6-18f-d0pa，基本上是重復(fù)6-三氟甲 磺酸三甲基銨鹽作為離去基團(tuán)方法，該方法合成過程非常復(fù)雜，很難作為臨床常規(guī)應(yīng)用加 以推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種反應(yīng)過程一步法，目標(biāo)產(chǎn)物比活 度高，成本低，合成效率高的合成18f-d0pa多巴類似物方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的18F-D0PA多巴類似物的合成方法，在反應(yīng)中采用在L-D0PA的6位引入-N02作為 離去基團(tuán)，并對(duì)L-D0PA的其它官能團(tuán)進(jìn)行保護(hù)，其具體步驟如下1)由醫(yī)用回旋加速器通過180(p，n)18F反應(yīng)生產(chǎn)18F氟化物；用氦氣將照射后的富 氧水[180]傳入合成器接收瓶中；2)回收富氧水[180]后，[18F-]離子保留在陰離子交換柱(QMA)上；使用K2C03、氨 基聚醚和乙腈混合液將[18F_]氟離子洗脫，進(jìn)入反應(yīng)瓶中，對(duì)所述反應(yīng)瓶中的溶液進(jìn)行加 熱及氦氣流干燥處理；3)將N-(叔丁氧羰基)-3，4-雙(叔丁氧羰基醚)-6_(硝基)-L_(苯基丙氨酸乙 基醚)溶于無水二甲基亞砜，加入步驟2)反應(yīng)瓶中進(jìn)行加熱；4)采用酸對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行水解，并采用堿中和成PH值為4 6的混合溶液；5)采用淋洗液對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行稀釋，通過高效液相色譜進(jìn)行純化處理，即得目標(biāo)產(chǎn)物。作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述合成器為GE TRACERlab FX-FN合成器。作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述淋洗液為乙酸及乙酸鈉的混合液。進(jìn)一步地，本發(fā)明所述步驟4)中的酸為HC1 ；所述堿為NaOH ；所述PH值為5。更進(jìn)一步地，本發(fā)明在步驟2)中，對(duì)所述反應(yīng)瓶中溶液的加熱溫度為45 60°C， 經(jīng)流量為20 40ml/min的氦氣流進(jìn)行干燥處理。另外，本發(fā)明在步驟3)中，對(duì)反應(yīng)瓶中溶劑的加熱溫度為110 150°C加熱時(shí)間為 5 20分鐘。本發(fā)明在步驟4)中，將反應(yīng)瓶中的混合液以120 130°C進(jìn)行加熱反應(yīng)5 20分鐘。理想的、好的離去基團(tuán)是一些堿性小的強(qiáng)酸的負(fù)離子，比如鹵代物、磺酸鹽、高氯 酸鹽，或醚、醇等。越是好的離去基團(tuán)越趨向于發(fā)生單分子取代反應(yīng)。即使這樣也需要一些 保護(hù)基團(tuán)對(duì)d0pa官能團(tuán)進(jìn)行保護(hù)，本發(fā)明在于直接在l-d0pa的6位引入-硝基作為離去 基團(tuán)，采用一步法可簡(jiǎn)單、快速、高效的實(shí)現(xiàn)合成18f-dopa多巴類似物，其具有目標(biāo)產(chǎn)物比 活度高，成本低，合成效率高等特點(diǎn)。L-D0PA(臨床常規(guī)使用用于治療巴金森病的藥物)分子中同時(shí)存在-0H，-C00H, 和-NH2。將L-D0PA苯環(huán)上-0H，以及側(cè)鏈上-C00H、-NH2進(jìn)行保護(hù)起來，在苯環(huán)6位上引 入-N02，這樣就可以將-N02作為離去基團(tuán)，合成6-18F-D0PA。
本發(fā)明通過對(duì)L-D0PA的側(cè)鏈進(jìn)行保護(hù)，并在苯環(huán)6位上引入-N02后的N_ (叔丁氧 羰基)-3，4_雙(叔丁氧羰基醚)-6-(硝基)-L-(苯基丙氨酸乙基醚)作為前體。采用親 核取代方法在苯環(huán)6位引入[18F] —步法合成6-18F-D0PA多巴類似物。通過上述方案，本發(fā) 明可將整體合成時(shí)間縮短到50分鐘左右，合成效率15 25%，放射性化學(xué)純度大于97%。 從臨床實(shí)用性(最佳性價(jià)比)的角度出發(fā)，在國內(nèi)開展18F-DOPA多巴類似物合成采用親核 取代合成方法是最佳的、也是目前唯一選擇。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明的保護(hù)范圍將不僅 局限于下列內(nèi)容的表述。圖1為本發(fā)明工藝路線流程框圖；圖2為本發(fā)明合成設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1所示，本發(fā)明以N-(叔丁氧羰基)_3，4_雙(叔丁氧羰基醚)-6_(硝 基)-L-(苯基丙氨酸乙基醚)為原料物，合成6-18F-L-D0PA，其具體合成步驟如下1)由醫(yī)用回旋加速器通過180(p，n)18F反應(yīng)生產(chǎn)18F氟化物；用氦氣將照射后的富 氧水[180]傳入GE TRACERlab FX-FN合成器接收瓶中；2)回收富氧水[180]后，[18F_]離子保留在陰離子交換柱QMA上；使用K2C03(3mg溶 于0. 5ml水)和氨基聚醚Kryptofix 2. 2. 2.與乙腈(15mg的氨基聚醚溶于1ml乙腈)的 混合液將[18F-]氟離子洗脫，進(jìn)入反應(yīng)瓶中，對(duì)所述反應(yīng)瓶中的溶液進(jìn)行加熱及氦氣流干 燥處理；對(duì)所述反應(yīng)瓶中的溶液進(jìn)行加熱處理，其加熱溫度為55°C，流量為30ml/min的氦 氣流干燥處理，3. 5分鐘，再進(jìn)行溫度為85°C的真空干燥，1. 5分鐘；3)將N-(叔丁氧羰基)-3，4-雙(叔丁氧羰基醚)_6_ (硝基)_L (苯基丙氨酸乙基 B|)[N-(tert-butoxycarbonyl)_3，4_di(tert-butoxycarbonyloxy)_6_(nitryl)-L-pheny lalanine ethyl ester]溶于無水二甲基亞砜DMS0，加入步驟2)反應(yīng)瓶中進(jìn)行加熱；加熱 溫度為130°C，加熱時(shí)間為10分鐘；4)對(duì)中間產(chǎn)物采用HCI進(jìn)行水解，加熱溫度為130°C，8分鐘，然后采用NaOH進(jìn)行 中禾口至lj PH = 5 ；5)將粗產(chǎn)物通過陰離子交換柱QMA后，采用淋洗液(濃度為112mmol/L乙酸與濃 度為112mmol/L乙酸鈉混合液)，通過高效液相色譜HPLC進(jìn)行純化處理即得目標(biāo)產(chǎn)物。目標(biāo)產(chǎn)物6-18F-L-D0PA顯像劑的中文名18F_L_左旋多巴；英文名6_ [18F] fluoro-L-D0PA ；簡(jiǎn)寫18F_D0PA。18F-D0PA 分子式C9H9N+F04，分子量212 ；18F-D0PA 結(jié)構(gòu)式
6 18F-D0PA的制備流程 試劑可從Sigma，Merck, ffako等化學(xué)試劑公司購買，所有試劑均須USP或EUPh級(jí) 別。合成所需要的試劑有3mg K2C03 ； 15mg Kryptofix 2. 2. 2 ；lml無水乙腈和DMS0 ； 15mg N-(叔丁氧羰基)_3，4-雙(叔丁氧羰基醚)-6-(硝基)-L-(苯基丙氨酸乙基醚)融于1. 0ml 的DMS0。淋洗液為濃度112mmol/L乙酸與濃度112mmol/L乙酸鈉混合液。實(shí)施例2如圖1所示，本發(fā)明以N-(叔丁氧羰基)_3，4_雙(叔丁氧羰基醚)-6_(硝 基)-L-(苯基丙氨酸乙基醚)為原料物，合成6-18F-L-D0PA，其具體合成步驟如下1)由醫(yī)用回旋加速器通過180 (p,n) 18F反應(yīng)生產(chǎn)18F氟化物；用氦氣將照射后的 富氧水[180]傳入GE TRACERlab FX-FN合成器接收瓶中；2)回收富氧水[180]后，[18F-]離子保留在陰離子交換柱QMA上；使用K2C03(3mg 溶于0. 5ml水)和氨基聚醚Kryptofix 2. 2. 2.與乙腈(15mg的氨基聚醚溶于lml乙腈) 的混合液將[18F-]氟離子洗脫，進(jìn)入反應(yīng)瓶中，對(duì)所述反應(yīng)瓶中的溶液進(jìn)行加熱及氦氣流 干燥處理；對(duì)所述反應(yīng)瓶中的溶液進(jìn)行加熱處理，其加熱溫度為60°C，流量為40ml/min的 氦氣流干燥處理，3. 5分鐘，再進(jìn)行溫度為85°C的真空干燥，1. 5分鐘；3)將N-(叔丁氧羰基)-3，4-雙(叔丁氧羰基醚)_6_ (硝基)_L (苯基丙氨酸乙基 B|)[N-(tert-butoxycarbonyl)_3，4_di(tert-butoxycarbonyloxy)_6_(nitryl)-L-pheny lalanine ethyl ester]溶于無水二甲基亞砜DMS0，加入步驟2)反應(yīng)瓶中進(jìn)行加熱；加熱 溫度為140°C，加熱時(shí)間為18分鐘；4)對(duì)中間產(chǎn)物采用HCI進(jìn)行水解，加熱溫度為130°C，8分鐘，然后采用NaOH進(jìn)行 中禾口至lj PH = 4 ；5)將粗產(chǎn)物通過陰離子交換柱QMA后，采用淋洗液(濃度為112mmol/L乙酸與濃 度為112mmol/L乙酸鈉混合液)，通過高效液相色譜HPLC進(jìn)行純化處理即得目標(biāo)產(chǎn)物。實(shí)施例3如圖2所示，18F-D0PA多巴類似物的合成方法，包括如下步驟1)18F氟化物由醫(yī)用回旋加速器通過180(p，n)18F反應(yīng)生產(chǎn)；用氦氣將照射后的富 氧水傳入GE TRACERlab FX-FN或相應(yīng)的合成器接收瓶中；在試劑瓶VI、V2、V3、V4及V5 中分別加入 K2C03(3mg 溶于 0. 5ml 水)、Kryptofix 2. 2. 2. (15mg 溶于 lml 乙腈)、N-(叔丁氧羰基)-3，4-雙(叔丁氧羰基醚)-6-(硝基)-L-(苯基丙氨酸乙基醚)(15mg溶解于 Iml DMS0)、5M HCI lml、5M NaOHO. 95ml、淋洗液(112mmol/L 乙酸與 112mmol/L 乙酸鈉混合 液)2ml。2)回收18O水后，18F-離子保留在陰離子交換柱QMA上。使用Vl混合溶液將18F-氟離子洗脫，進(jìn)入的反應(yīng)瓶中，加入V2試劑后，溶液通過50°C，35ml/min氦氣流下干燥4分 鐘，90°C真空干燥1.5分鐘。3)將V3試劑加入反應(yīng)瓶中，以130°C加熱10分鐘。4)加入V4試劑，130°C加熱8分鐘后加入V5試劑。5)粗產(chǎn)物通過QMA后，采用HPLC分離。6)采用上述淋洗液，通過HPLC純化18F-DOPA產(chǎn)品。18F-DOPA相對(duì)于18F-衰變未校 正的產(chǎn)率為15-25%。加速器內(nèi)產(chǎn)生的核反應(yīng)有許多，有(ρ，η) (ρ，α ) (ρ, ηρ) (ρ, spallation)等。(ρ, η)指的是用一個(gè)質(zhì)子去撞原子核，結(jié)果一個(gè)質(zhì)子進(jìn)，一個(gè)中子出，原子序便增加一，而質(zhì)量 不改變。這種核反應(yīng)在今天PET的核種生產(chǎn)中，最常用的靶元素是氧18，其在日常用水中的 含量是0.2%，需要經(jīng)過萃取到95%才能用。氧18被質(zhì)子擊中后，會(huì)被吸收放出一個(gè)中子 轉(zhuǎn)變成氟18，氟18即為目前最常用來做核醫(yī)的材料。質(zhì)量控制18F-DOPA應(yīng)該是無色透明、無菌、無熱源、穩(wěn)定的水溶液，其放射化學(xué)純度不應(yīng)小于 90%。18F-FECh的質(zhì)量控制包括ρΗ值ρΗ值范圍在4. 5-8. 5之間。核素純度用適當(dāng)Y能譜儀，只能測(cè)量到0. 5IlMev和1. 02Mev兩個(gè)峰?；瘜W(xué)純度產(chǎn)物中K2. 2. 2含量不能高于0. 22mg/ml。放射化學(xué)純度HPLC，紫外254nm。采用(112mmol/L乙酸+112mmol/L乙酸鈉混合 液)作為淋洗液。TLC采用85%乙腈作為展開劑?？梢岳斫獾厥?，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本 發(fā)明實(shí)施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行 修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
18F-DOPA多巴類似物的合成方法，其特征在于，按如下步驟進(jìn)行1)由醫(yī)用回旋加速器通過18O(p，n)18F反應(yīng)生產(chǎn)18F氟化物；用氦氣將照射后的富氧水[18O]傳入合成器接收瓶中；2)回收富氧水[18O]后，[18F-]離子保留在陰離子交換柱(QMA)上；使用K2CO3、氨基聚醚和乙腈混合液將[18F-]氟離子洗脫，進(jìn)入反應(yīng)瓶中，對(duì)所述反應(yīng)瓶中的溶液進(jìn)行加熱及氦氣流干燥處理；3)將N-(叔丁氧羰基)-3，4-雙(叔丁氧羰基醚)-6-(硝基)-L-(苯基丙氨酸乙基醚)溶于無水二甲基亞砜，加入步驟2)反應(yīng)瓶中進(jìn)行加熱；4)采用酸對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行水解，并采用堿中和成PH值為4～6的混合溶液；5)采用淋洗液對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行稀釋，通過高效液相色譜進(jìn)行純化處理，即得目標(biāo)產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的18F-D0PA多巴類似物的合成方法，其特征在于所述合成器 為 GE TRACERlab FX-FN 合成器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的18F-D0PA多巴類似物的合成方法，其特征在于所述淋 洗液為乙酸及乙酸鈉的混合液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的18F-D0PA多巴類似物的合成方法，其特征在于所述步驟4) 中的酸為HC1 ；所述堿為NaOH ；所述PH值為5。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的18F-D0PA多巴類似物的合成方法，其特征在于在步驟2)中， 對(duì)所述反應(yīng)瓶中溶液的加熱溫度為45 60°C，經(jīng)流量為20 40ml/min的氦氣流進(jìn)行干燥 處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的18F-D0PA多巴類似物的合成方法，其特征在于在步驟3)中， 對(duì)反應(yīng)瓶中溶劑的加熱溫度為110 150°C加熱時(shí)間為5 20分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的18F-D0PA多巴類似物的合成方法，其特征在于在步驟4)中， 將反應(yīng)瓶中的混合液以120 130°C進(jìn)行加熱反應(yīng)5 20分鐘。
全文摘要
本發(fā)明屬分子醫(yī)學(xué)影像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于巴金森氏病診斷的正電子放射性示蹤劑18F-DOPA多巴類似物的合成方法，1)通過18O(p，n)18F反應(yīng)生產(chǎn)18F氟化物；用氦氣將照射后的富氧水傳入合成器接收瓶；2)回收[18O]水后，使用K2CO3和氨基聚醚混合液將[18F-]氟離子洗脫，進(jìn)入的反應(yīng)瓶中，對(duì)其中的溶液進(jìn)行加熱及干燥；3)將N-(叔丁氧羰基)-3，4-雙(叔丁氧羰基醚)-6-(硝基)-L-(苯基丙氨酸乙基醚)溶于無水DMSO，加入步驟2)反應(yīng)瓶中進(jìn)行加熱；4)采用鹽酸去除保護(hù)基，將反應(yīng)瓶中的溶劑進(jìn)行中和；5)將反應(yīng)瓶粗產(chǎn)物經(jīng)過QMA后，分離；6)采用淋洗液，經(jīng)HPLC純化。
文檔編號(hào)C07C229/36GK101863790SQ20091001114
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者辛軍, 郭啟勇 申請(qǐng)人:郭啟勇;中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院