Title:
Konjugate aus [F-18]-Traegern mit bioaktiven, organischen Verbindungen und deren Darstellung
Kind Code:
A1


Abstract:

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf neuartige chemische Verbindungen, die unter besonders milden Bedingungen mit 18F-fluoriert werden können. Sie ermöglichen hierdurch die Verwendung eines neuartigen, erfindungsgemäßen Fluorierungsverfahrens, bei dem das zu fluorierende Substrat während der Fluorierung auf einem Polymer immobilisiert ist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, weniger und einfachere Manipulationen zu erfordern als Verfahren des bisherigen Standes der Technik. Gerade beim Arbeiten mit dem Radionuklid 18F wird hierdurch die Arbeitssicherheit im Labor oder Krankenhaus erhöht.




Inventors:
gleich Anmelder
Application Number:
DE102010007097
Publication Date:
08/11/2011
Filing Date:
02/06/2010
Assignee:
Scabini, Matteo (Seregno, IT)
Domestic Patent References:
DE602004003948D1N/A2007-02-08



Foreign References:
WO2009033876A12009-03-19
Other References:
J. Nucl. Med. 1978, 19, 1154-1161
Friebe, Matthias et al. PCT Int. Appl.
Hoppe-Seyler F, Butz K. J. Mol. Med. 2000, 78, 426-30
The Aptamer Handbook: Functional Oligonucleotides and Their Applications, Sven Klussmann (Editor) ISBN: 978-3-527-31059-3 March 2006, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA
Seminar in Nuclear Medicine 2004, XXXIV, 2, 122-133
Rapp Polymere GmbH, Ernst-Simon-Str. 9, D-72072 Tübingen, Germany
Mimotopes Pty Ltd, 11 Duerdin Street, Clayton Victoria 3168, Australien, www.mimotopes.com
Bayer Schering Pharma Aktiengesellschaft, Germany. PCT Int. Appl. 2008, 236pp. Application: WO 2007-EP8042 20070907. Priority: EP 2006-90166 20060908; EP 2007-90079 20070423.9
Mu et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 4922-4925
Andreas Gansaeuer et al. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11622-11623
Li Ming Gao et al. J. Biol. Inorg. Chem. 2007, 12, 959-967
Methoden der Organischen Chemie, E. Müller ed., Band XV/1-2, "Synthese von Peptiden", Georg Thieme Verlag 1974
Laurianne Bareille et al. Eur. J. Inorg. Chem. 2005, 2451-2456
Kleiner et al. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 4646-4659
Heemstra et al. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 11347-11349, Ura et al. Science (Washington) 2009, 325, 73-77
Gansaeuer, et al. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11622-11623.
Hanyoung, Kim et al. Chem. Lett. 2006, 8, 1149-51
Gansaeuer et al. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11622-11623
Hanyoung Kim, et al. Chem. Lett. 2006, 8, 1149-51
Attorney, Agent or Firm:
Dickmann, Torsten, Dipl.-Biol., 79098, Freiburg, DE
Claims:
1. Ein Träger der allgemeinen Formeln V der ein es ein unlösliches organisches oder anorganisches Polymer, eine Metalloberfläche oder makromolekulare Oberfläche beinhaltet, auf deren Oberfläche in wässrigen und organischen Milieu chemische Reaktionen durchgeführt werden können und das mindestens eine fluorophile Gruppen trägt.

2. Ein Träger nach Anspruch 1 das ohne für nachfolgende Konjugationreaktion inaktiviert zu werden an seiner/seinen fluorophilen Gruppe(n) so fluoriert werden kann, wobei ein Material der allgemeinen Formel ”III” entsteht.

3. Ein ”Kit” bestehend aus dem Reagenz ”III” nach Anspruch 2 das geschützt durch seine Säulenummantelung gefahrlos ohne hohe Strahlenbelastung transferierbar ist.

4. Eine bioaktive Substanz der allgemeinen Formel ”IX” die selektiv an spezielle Zellen binden kann und mindestens eine fluorierte Gruppe trägt und aus der Umsetzung des Reagenzes ”III” aus Anspruch 3 mit einem Organylazid ”VI” entstanden ist.

5. Eine fluorophile Gruppe nach Anspruch 4, die ein Element der 4. oder 14 Gruppe des Periodensystems ist.

6. Eine fluorophile Gruppe nach Anspruch 5, die durch folgende allgemeine Formeln (Schema 19) beschrieben ist. Schema 19

7. Eine Verbindung nach Anspruch 6, die mindestens ein Fluoratom trägt, das an ein Titan-Atom (M2 = Ti) gebunden ist.

8. Eine fluorophile Gruppe nach Anspruch 7 worin X2 eine Gruppe verwendet, deren konjugierte organisch oder anorganische Säure einen pKa < 12 hat.

9. Ein Träger nach Anspruch 8 worin X2 Cl ist.

10. Ein Träger nach Ansprüchen 1, 2, 3 worin die Bindung zwischen ”Pol” und ”L1” aus einer Thioether- oder Sulfongruppe ist.

Description:

Unter den in der Radiologie angewendeten Verfahren ist die Positronemissionstomographie (PET) ein bevorzugtes um Krankheitsverläufe und deren Therapie in vielen Indikationsgebieten z. B. in der Onkologie zu verfolgen. Hierzu wird bevorzugt das, künstlich in einem Cyclotron dargestellte, Fluorisotop 18F verwendet. Mit ihm werden markierte Verbindungen dargestellt, die selektiv durch das krankhaft verändertes Gewebe aufgenommen werden, oder an krankhaft veränderte Zellen selektiv binden können. Solche 18F-markierten Verbindungen werden hier weiterhin als PET-”Tracer” bezeichnet. Sie ermöglichen die Sichtbarmachung des Gewebes an das sie binden oder in das sie aufgenommen werden mittels Autoradiaographie. Durch die Positronemissionstomographie (PET), mit PET-”Traceren” lässt sich das erkrankte Gewebe im Körper des Patienten lokalisieren und seine Größe bestimmen.

Unter den Positronen emittierenden Radionukliden wird das Fluorisotop 18F bevorzugt, weil es in viele organische Verbindungen einführbar die dann als PET-”Tracer” verwendet werden können. Vorteilhaft hierfür ist die relativ lange Halbwertszeit von 109.6 Min. und eine niedrig energetische β+ Emission (635 keV) dieses Nuklids.

Das bekannteste Beispiel eines solchen Präparats ist die 2-18F-fluorodeoxyglucose (18FDG) (J. Nucl. Med. 1978, 19, 1154–1161).

In letzter Zeit werden auch, mit 18F markierte kurze, synthetische Nukleinsäuren oder Peptide, sogenannte Aptamere verwendet, die selektiv an die Oberflächen krankhaft veränderter Zellen binden können. (Friebe, Matthias et al. PCT Int. Appl., WO2009033876 A1). Beispielsweise werden in der Onkologie in letzter Zeit Aptamere verwendet, sind so hergestellt worden sind, dass sie Tumormarker, binden können. (Hoppe-Seyler F, Butz K. J. Mol. Med. 2000, 78, 426–30; The Aptamer Handbook: Functional Oligonucleotides and Their Applications, Sven Klussmann (Editor) ISBN: 978-3-527-31059-3 March 2006, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA) Mit solchen, neuartigen Aptameren kann eine selektivere PET durchgeführt werden.

Die Markierung organischer Moleküle mit radioaktivem 18F erfordert oft mehrere nasschemische Stufen, darunter einige, die oberhalb 100°C durchgeführt werden müssen, sowie aufwendige Chromatographieschritte. Das herkömmliche Einführen von 18F ist somit aufgrund der hohen Radioaktivität mit hohen Risiken für die durchführenden Personen verbunden.

Ein weiterer Nachteil der Anwendung des heute fest etablierten 18FDG sind Artefakte, die durch mangelnde Selektivität des Diagnostikums bewirkt werden. So wird z. B. 18FDG wir nicht nur von Tumorgewebe sondern auch aktiven skeletalen Muskeln aufgenommen. (Seminar in Nuclear Medicine 2004, XXXIV, 2, 122–133).

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf neuartige chemische Verbindungen, die unter besonders milden Bedingungen fluoriert werden können. Ziel ist stabile chemischen Bindungen zu Fluoratomen zu erhalten. Sie sollen unter physiologischen Bedingungen so stabil sein, dass die fluorierten Verbindungen sich als ”PET-Tracer” eignen.

Ein weiteres Ziel ist mit einem neuartigen, erfindungsgemäßen Fluorierungsverfahren unter minimalen Aufwand einen hohen Grad an Arbeitssicherheit zu gewährleisten. Dies geschieht dadurch, dass die Manipuationen mit Radionukliden minimiert werden und der radioaktive Abfall konzentriert anfällt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist mit einem generell anwendbaren, sicheren, schnellen Verfahren bioaktive Moleküle die spezielle Gewebearten z. B. Tumore binden, mit 18F zu konjugieren.

Somit ist es einfacher als bisher Moleküle, die selektiv an als selektive 18F-”PET”-Tracer zu verwenden.

Beschreibung

Das neuartige, erfindungsgemäßen Fluorierungsverfahren und Konjugationsverfahren wird an einem speziellen Polymer durchgeführt. Hierbei wird zunächst das zu fluorierende Substrat auf einem Polymer immobilisiert. Anschleissend erfolgt die Fluorierung des immobilisierten Substrates auf fester Phase. Überschüssige Radionuklide werden von der Polymer eluiert. Schleisslich erfolgt die Konjugationsreaktion mit einer bioaktiven Verbindung, die spezielle Gewebearten z. B. Tumore binden kann. Bei der Konjugationsreaktion, einer Staudinger Reaktion, wird der fertige 18F-markierte ”PET-Tracer” von der Festphase abgespalten.

Der Träger:

Die Konjugationsreaktion oder Markierungsreaktion erfolgt an einem in wässrigen und organischen Lösungen unlöslichen Träger ”Pol” (Schema 1). Die bevorzugten Trägermaterialien sind so beschaffen, dass die an ihnen konjugierten funktionellen Gruppen und/oder Moleküle mit anderen Molekülen reagieren können, unabhängig davon, ob der Träger in deren organische oder in wässrige Lösungen eintaucht. (Schema 1) Schema 1

  • Schema 1: Der unlösliche Träger ”Pol” mit den Gruppen L1, L2 und L4; M1 ist ein Heteroatom (bevorzugt P an dem eine Staudinger Kupplung stattfinden kann; X1 ist eine acylierbare Gruppe, bevorzugt SH, NH oder OH

Pol:

Hierin ist ”Pol” (Schema 1) ein unlösliches organisches oder anorganisches Polymer, eine Metalloberfläche oder makromolekulare Oberfläche auf welcher organischen und wässrigen Milieu chemische Reaktionen durchgeführt werden können.

Unter den organischen Polymeren z. B. folgende Materialien als Homo- oder Misch-polymer in allen möglichen Variationen verwendet: Polystyrol, Polyethylen, Polypropylen, Polyphenylen, Polyacrylamiden, Polyacrylestern, Polyamiden, Polysulfonen, Oligosacchariden z. B. Dextran, PEG, Polypropylenglycol sowie alle partiell oder erschöpfend fluorierten Derivaten der vorgenannten Materialien.

Bevorzugt sind Polymere ähnlich oder -identisch dem ”Pol” Tentagel® (Rapp Polymere GmbH, Ernst-Simon-Str. 9, D-72072 Tübingen, Germany), Polymerkörper der durch ”injektion molding” erzeugt wurde z. B. (Mimotopes Pty Ltd, 11 Duerdin Street, Clayton Victoria 3168, Australien, www.mimotopes.com) oder Materialien die aus ferromagnetischen Substanzen bestehen.

L1:

Mit vorgenannten Trägermaterialien ist die Gruppe ”L1” kovalent oder durch starke ionische oder Van der Vaals Wechselwirkungen gebunden.

L1 besteht aus 1-200 Kohlenstoff-Atomen und/oder 0-200 Heteroatomen besteht, die in aromatische Zyklen, heteroaromatische Zyklen, aliphatische Zyklen, hetroaliphatischen Zyklen alipahtische Ketten Für L1 können Heteroatome aus folgender Liste in allen möglichen Kombinationen verwendet werden: F, Cl, Br, I, S, O, N, Se, Te, Si, Al, Ge, P, As, Sb. B, Li, Na, K, Cs, Ca, Mg, Sr, Ba, Fe, Ce, Sn, H und deren Isotope.

L2:

L2 besteht aus 1-200 Kohlenstoff-Atomen und/oder 0-200 Heteroatomen besteht, die in aromatische Zyklen, heteroaromatische Zyklen, aliphatische Zyklen, hetroaliphatischen Zyklen aliphatische Ketten und heteroaliphatische Ketten vorkommen können.

Für L2 können Heteroatome aus folgender Liste in allen möglichen Kombinationen verwendet werden: F, Cl, Br, I, S, O, N, Se, Te, Si, Al, Ge, P, As, Sb. B, Li, Na, K, Cs, Ca, Mg, Sr, Ba, Fe, Ce, Sn, H und deren Isotope.

Bevorzugt sind allerdings Gruppen L2 der allgemeinen Formeln -CR12R13- oder (-CR12R13 -CH2-) wobei die Reste R12 und R13 H oder kurze Alkylgruppen mit bis zu 20 C-Atomen aber auch Phenyl sein können, und ihre teilweise oder erschöpfend fluorierte Derivate.

In spezieller Ausführung sind die C-Atome der Reste R12 und R13 miteinander verbrückt und Teil der eines Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl Ringes sowie dessen heterozyklische Derivate die O und S Atome enthalten sind. Siehe Formeln XI und XII. (Schema 2) Schema 2

  • Schema 2: Einige bevorzugte Gruppen L2

X1:

X1 stellt eine acylierbare Gruppe dar. Hierzu zählen auch Verbindungen worin L2-X1 in ein Heterozyclus mit 1-10 Kohlenstoffatomen und/oder 0-10 Heteroatomen eingebunden sein kann. Die hier verwendeten Heteroatome sind N, S, O. In bevorzugter Ausführung sind X1 SH, OH, NH deren silylierte oder stannylierte Derivate.

M1:

M1 ist ein trivalentes Atom ist das ein freies Elektronenpaar trägt. hierzu zählen P, As, Sb und Bi. L4 ist ein Rest ist der aus 1-200 Kohlenstoff-Atomen und/oder 0-200 Heteroatomen besteht, die in aromatische Zyklen, heteroaromatische Zyklen, aliphatische Zyklen, hetroaliphatischen Zyklen alipahtische Ketten und heteroaliphatische Ketten vorkommen können.

L4 kann Heteroatome aus folgender Liste enthalten: F, Cl, Br, I, S, O, N, Se, Te, Si, Al, Ge, P, As, Sb. B, Li, Na, K, Cs, Ca, Mg, Sr, Ba, Fe, Ce, Sn, H und deren Isotope.

Das allgemeine polymere Konjugationsreagenz III.

Im ersten Schritt erfolgt die Beladung des Trägers ”I” mit einer markierten Verbindung ”II” oder mit einer Verbindung ”IV” die erfindungsgemäß fluoriert werden kann.

Der Rest X1 des in Formel I beschriebenen Materials kann mit einem 18F markierten Carbonsäure oder einer Carbonsäure Molekül, das mit 18F markierbar ist, verestert werden. Beispiel für 18F markierte bekannte Carbonsäure oder deren acylierungsfähige Derivate ”II” (Schema 3) werden in folgenden Publikationen aufgeführt (Bayer Schering Pharma Aktiengesellschaft, Germany. PCT Int. Appl. 2008, 236pp. Application: WO 2007-EP8042 20070907. Priority: EP 2006-90166 20060908; EP 2007-90079 20070423.9 oder Mu et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 4922-4925) Schema 3

  • Schema 3: Die Acylierung von Träger ”I” mit einer schon vorhandenen 18F-makierten Säure ”II”.

Auf diese Weise kann ein allgemeines, polymeres Konjugationsreagenz erhalten werden. Ein besonderer Vorteil des beschriebenen Verfahrens liegt darin, dass das allgemeine polymere Konjugationsreagenz ”III” in eine Chromatographiesäule gepackt werden kann. Alle nachfolgend geschilderten chemischen Umwandlungen können somit in dieser einen Chromatographiesäule unter Überschuss des zugegebenden Reagenzes durchgeführt werden. Auf diese Weise können hohe Ausbeuten erzielt und überschüssige Reagenzien und Nebenprodukte durch Waschungen mit entsprechenden Lösungsmittel eluiert werden.

Alternativ hierzu kann der Polymerkörper ”III” durch ”injektion molding” erzeugt worden sein und für nachfolgende Umwandlungen in die entsprechenden Reagenzien eingetaucht werden. Überschüssige Reagenzien können leicht durch Eintauchen in Spüllösungen abgewaschen werden.

Die erfindungsgemäße Ausführung des Verfahrens um allgemeine polymere Konjugationsreagenz ”III” zu erhalten erfolgt mittels Acylierung des Trägers ”I” mit einer erfindungsgemäßen Carbonsäure oder dessen acylierungsfähiges Derivats ”IV”. Sie trägt mindestens eine funktionelle ”X2”Gruppe in die 18F eingeführt so werden ”kann. Aus dem so darstellbaren Träger ”V”, kann leicht nachfolgend das Konjugationsreagenz ”III” erhalten werden. (Schema 4)

Verbindungen der allgemeinen Formel ”IV” können analog folgender Literaturvorschriften dargestellt werden. (Andreas Gansaeuer et al. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11622–11623; Li Ming Gao et al. J. Biol. Inorg. Chem. 2007, 12, 959–967) Schema 4

  • Schema 4: Die Acylierbarung von Träger ”I” mit einer unmarkierten Säure ”IV” eine Gruppe trägt in die selektiv 18F eingeführt werden kann.

Schema 5 zeigt eine fluoraffine Gruppe, die erfindungsgemäß verwendet werden kann. Schema 5: n = 1, 2

  • Schema 5: Die fluoraffine Gruppe basierend auf ein Element der 4. Gruppe des Periodensystems (M2 = Ti, Zr, Hf)

Z:

Hierbei ist ”Z” der Rest von L3 ohne die fluorophile Gruppe die aus folgenden Resten besteht.

R1–R9:

Die Reste R1–R9 unabhängig variierbar von einander H-Atome oder organische Reste aus 1-200 Kohlenstoff-Atomen und/oder 0-200 Heteroatomen bestehen, die in aromatische Zyklen, heteroaromatische Zyklen, aliphatische Zyklen, hetroaliphatischen Zyklen alipahtische Ketten und heteroaliphatische Ketten vorkommen können. Als Heteroatome können folgende verwendet werden: F, Cl, Br, I, S, O, N, Se, Te, Si, Al, Ge, P, As, Sb. B, Li, Na, K, Cs, Ca, Mg, Sr, Ba, Fe, Ce.

X2

X2 ist eine Gruppe ist, die durch Fluorid substituiert werden kann. Hierzu zählen z. B. folgende Heterocyclen in unsubstituierter oder substituierter Form: Imidazol, Triazole, Tetrazol, Thiazol, Benzimidazol, Benzotriazol, Indol, Imdazole, Anilin, Pyrazol, Pyrrolidon, Azetan, Azepin, Benzodiazepin, Pipeidin, Purin, Morpholin, Piperazin, Triazin, Oxazol, Hydantoin, Aziridin, Pyrrolidin, Pyrrol, Hexamethyeneimine, Azaindol oder eine Gruppen deren konjugierte organische oder anorganische Säuren einen pKa < 12 haben. Darunter entsprechend mit Halogenen, Pseudohalogenen und Nitrogruppen substituierte Phenoxy, Alkoxy, Thiophenoxy oder Thioalkoxy Gruppen. Ferner OH, SH, Cl, Br, und I.

Q:

Q ist eine Abgangsgruppe für Acylierungen oder eine Gruppe die durch Reaktion mit Kopplungsreagenzien die für Veresterungen gebräuchlich sind zur Acylierung befähigt wird. (Methoden der Organischen Chemie, E. Müller ed., Band XV/1–2, ”Synthese von Peptiden”, Georg Thieme Verlag 1974) Hierzu zählen folgende Heterocyclen in unsubstituierter oder substituierter Form: Imidazol, Triazole, Tetrazol, Thiazol, Benzimidazol, Benzotriazol, Indol, Imdazole, Anilin, Pyrazol, Pyrrolidon, Azetan, Azepin, Benzodiazepin, Pipeidin, Purin, Morpholin, Piperazin, Triazin, Oxazol, Hydantoin, Aziridin, Pyrrolidin, Pyrrol, Hexamethyeneimine, Azaindol, Hydroxysuccinimid, Oxybenzotriazol oder eine Gruppen deren konjugierte organisch oder anorganische Säuren einen pKa < 12 haben. Darunter entsprechend mit Halogenen, Pseudohalogenen und Nitrogruppen substituierte Phenoxy, Alkoxy, Thiophenoxy oder Thioalkoxy Gruppen. Ferner die Gruppen OH, SH, Cl, Br, F und I.

Die Fluorierung auf fester Phase:

Besonders vorteilhaft ist, wenn das Säulenmaterial ”V” mit hochradioaktiven z. B. 18F-markierten Verbindungen oder 18F zur Reaktion gebracht wird, wobei das Radioisotop auf dem Säulenmaterial immobilisiert wird.

Hier kommt der Vorteil des Restes ”L3” in Verbindungen ”IV” und ”V” zu tragen, der die Einführung des 18F durch Substitution der Gruppe(n) ”X2” unter Bedingungen ermöglicht, die das Trägermaterial toleriert.

Bevorzugt ist hierbei ein Organdiyl ”L3” an das ein Element der 4. oder der 14 Gruppe des Periodensystems chemisch gebunden ist. An jenem Element der 4. oder 14 Gruppe befindt(en) sich das eine bzw. zwei Fluchtgruppe(n) ”X2”, die durch Fluorid unter milden Bedingungen substituierbar ist (sind).

Der Fall des Elementes der 4. Gruppe des Periodensystems mit M2 = Ti, Zr, Hf ist in Schema 5 dargestellt. Die Substitution einer bevorzugten Abgangsgruppe X2 in Schema 5 durch Fluorid ist nachfolgend beschrieben. (Laurianne Bareille et al. Eur. J. Inorg. Chem. 2005, 2451–2456)

Die Fluorierung wird mit Fluorid-ionen durchgeführt, weil alle 18F markierten Verbindungen sich bevorzugt aus dem im Cyclotron dargestellten K 18F herleiten.

Während der Fluorierund schützt die Säulenummantelung das Bedienungspersonal. Überschüssiges radioaktives Material kann von dem Polymer gewaschen werden und fällt am Säulenausgang sehr konzentriert und leicht abtrennbar an. Somit kann das Konjugationsreagenz ”III” sicher erhalten werden. (Schema 6) Schema 6

  • Schema 6: Die Fluorierung von Träger ”V”. (Substitution von X2 durch 18F)

Auch kann der erfindungsgemäße Träger ”III” entweder als Chromatographiesäule gepackt, oder als durch ”injection molding” dargestellter makroskopischer Polymerkörper ohne Gefahr für das Personal zu dem Ort transportiert werden, was seine Anwendungsflexibität für die Klinik erhöht. Der Fluorierte Träger dessen fluoraffine Gruppe ein Element der 4. Gruppe des Periodensystems ist, ist in Schema 7 dargestellt. Schema 7

  • Schema 7: Die fluoraffinen Gruppe der Verbindung ”V”. Hierbei kann sich Fluor an ein Element der 4. Gruppe des Periodensystems unter Bildung einer sehr festen Bindung anlagern.

Die Konjugation eines bioaktiven Moleküls:

Essentiell für das erfindungsgemäße Verfahren ist das Atom M1 des Trägers ”III” (Schema 3, 4), das eine Staudinger-Kopplung mit einem bioaktiven Organylazid ”VI” ermöglicht, das selektiv an spezifische Zellen, z. B. Tumorzellen, binden kann (Schema 8).

Hierzu wird das allgemeine Reagenz ”III” das nach Schema 3 oder erfindungsgemäß nach Schema 6 dargestellt werden kann, mit einer bioaktiven Substanz ”VI”, die eine Azidgruppe trägt zur Reaktion gebracht. (Schema 8). Aufgrund der, auf der Festphase stattfinden Staudinger Reaktion kann die selektiv spezielle Zelltypen erkennende z. B. tumorbindende, 18F-markierte Verbindung ”IX” von dem Träger eluiert werden und als Diagnostikum und/oder Therapeutikum genutzt werden. Schema 8

  • Schema 8: Die Staudinger Reaktion des Träger ”III” mit einem Oraganylazid ”VI”.

Besonders vorteilhaft ist hierbei Anwendung des polymeren Konjugationsreagenzes ”III” auf eine außergewöhnlich breite Vielzahl von tumorbindenden Bioaktiva ”L5” ”VI”. (Schema 8)

Hierbei ist L5 eine bioaktive Substanz die aus einem Oligonucleotid das aus 0-200 natürlichen Nucleotiden oder künstlichen Analoga und Isosteren bestehen kann, das als Internucleotidbindungen: Phosphorothioate, Phosphorodithioate, Phosphorotrithioate, Phosphortetrathioate, Arsenates, Thioarsenate, Dithioasenate, Trithioarsenate, Tetrathioarsenate, Fluorophosphate, Phosphorofluorothioate, Phosphorofluorodithioate, Phosphorofluorotrithioate, H-Phosohonate, Alkylphosohonate, Arylphosphonate, H-Phosphonothioate, Alkylphosphonothioate, Arylphosphonodithioate, H-Phosphonodithioate, Alkylphosphonodithioate, Arylphosphonodithioate, H-Phosphonotrithioate, Alkylphosphonotrithioate, Arylphosphonotrithioate, Phosphoramide, Phosphorodiamides, Phosphorotriamide, Phosphoroamidothioate, Phosphoroamidodithioate, Phosphorodiamidothioate, Phosphorotriamidothioate, Actale, Ketale, Phosphinoxide, Phosphinsulfide, Silylgruppen, Carbonsaeureamide, Triazole, Oxadiazole, Sulfate, Sulfamide, Sulfonamide, Dissulfide, Amineoxide, Nitrone, sowie BH3-Addukte der Phosphite, Thiophosphite, Dithiophosphite, Trithiophosphite, Phosphoamidite, Phosphodiamidite, Triaminophosphine, Phosphorothioamidite; Alkylboran Addukte der Phosphite, Thiophosphite, Dithiophosphite, Trithiophosphite, Phosphoamidite, Phosphodiamidite, Triaminophosphine, Phosphorothioamidite, oder Dialkylboranaddukte der Phosphite, Thiophosphite, Dithiophosphite, Trithiophosphite, Phosphoamidite, Phosphodiamidite, Triaminophosphine, Phosphorothioamidite ferner Trialkylboranaddukte der Phosphite, Thiophosphite, Dithiophosphite, Trithiophosphite, Phosphoamidite, Phosphodiamidite, Triaminophosphine, Phosphorothioamidite in jeder möglichen Kombination, aufweisen kann.

Die bioaktive Substanz L5 kann aber auch ein synthetisches Polymer sein, das aus 0 bis zu 50 Einheiten der Gruppen Ethylen, Propylen Ethylenglycol, Propylenglycol, Acrylester, Acrylamid, Ppyruvat, Caprolactam, Styrol, Polyamine verschiedener Kettenlänge, ein durch ROM-dargestelltes Polymer und dessen arylierte und alkylierte Derivate in allen möglichen Mischungen und Kombinationen besteht. Diese Polymer kann durch aromatische Zyklen, heteroaromatische Zyklen, aliphatische Zyklen, hetroaliphatischen Zyklen alipahtische Ketten und heteroaliphatische Ketten substituiert sein und die Heteroatome F, Cl, Br, I, S, O, N, Se, Te, Si, Al, Ge, P, As, Sb. B, Li, Na, K, Cs, Ca, Mg, Sr, Ba, Fe, Ce, Sn, H und deren Isotope aufweisen. Beispiele für solch ein synthetisches Polymer sind beschrieben durch Kleiner et al. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 4646–4659, Heemstra et al. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 11347–11349, Ura et al. Science (Washington) 2009, 325, 73–77.

Die bioaktive Substanz L5 kann aber auch aus einem Peptid oder Protein aus 0-2000 Aminosäuren deren Analoga, Stereoisomeren oder Isosteren bestehen und z. B. D-Aminosäuren, α-o-Aminosäuren Taurinderivate und PNA-Bausteine aufweisen können.

Ferner kann die bioaktive Substanz L5 ein Kohlenhydrat aus 0-50 Saccharidbaustainen, seinen Analoga oder Stereoisomeren, sein.

Schließlich kann L5 ein bioaktives niedermolekulares Molekül, ein natürlicher oder künstlicher Protein Agonist, Antagonist, Enzyminhibitor, oder Nukleinsäurenbinder, ein Lipid der Gruppe der Steroide, Terpene, Macrolide, Poliketide und/oder deren natürliche und künstliche Derivate sein.

Schema 9 zeigt eine Zusammenfassung des erfindungsgemäß neuen Markierungsverfahrens. Schema 9

  • Scheme 9 zeigt die Verwendung des, in eine Säule gepackten erfindungsgemäß beschriebenen Markierungsreagenzes ”I” das mit Carbonsäuren ”II” und ”IV” verestert werden kann. Im Falle ”II” ist die Carbonsäure 18F-markiert, in Falle ”IV” trägt sie eine fluoraffine Gruppe. Die letztere kann auf der Festphase fluoriert werden. Der Acylierte Träger ”III” kann danach mit einer tumorbindenden Substanz z. B. einem Aptamer konjugiert werden wobei das Konjugat ”IX” freigesetzt wird.

Beispiele:Beispiel 1) Darstellung einer Verbindung des Typs ”V” (XVIII) mit einer fluoraffinen Gruppe:

Schema 10

Die Titanocencarbonsäure (Gansaeuer, et al. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11622–11623.) wird in das Säurechlorid überführt:
(313 mg, 1.0 mmol) of I wir mit SOCl2 (1.0 mL) innerhalb einer Stunden bei Raumtemperatur umgesetzt. Überschüssiges SOCl2 wird abdestilliert. Der Rückstand wird dann in CH2Cl2 (5 mL) gelöst und zu eine Suspension des Mercaptomethylphospinyl Tentagels (0.25 Äquivalente SH), (Hanyoung, Kim et al. Chem. Lett. 2006, 8, 1149–51) und DIPEA (120 mg, 5.0 mmol) in CH2Cl2 (5 mL) gegeben. Die Reaktionsmischung wird 16 Stunden bei Raumtemperatur geschüttelt. Das Harz wird abfiltriert mit DMF, Dioxan, DCM and Ether gewaschen und anschließend im Vakuumexsikkator getrocknet.

Beispiel 2) Darstellung einer Verbindung des Typs ”V” mit einer fluoraffinen Gruppe

Schema 11

Das Carbonsaeurechlorid von Beispiel 2 ”XVII” (Gansaeuer et al. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11622–11623) wird in CH2Cl2 (5 mL) gelöst und tropfenweise zu einer Mischung CH2Cl2 (5 mL) NaH (5.00 mmol) und Sarkosin tert. Butylester (1.20 mmol) gegeben. Die Reaktionsmischung wird 5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Nach Filtration über Celit wird das Filtrat im Vakuum eingedampft. Der resultierende Feststoff wird mit CH2Cl2 (20 mL) aufgenommen und mit einer Lösung aus je 10 mL (1 N) NH4Cl and NaCl gewaschen. Die organische Phase über MgSO4 getrocknet und über Kieselgel 60 chromatographiert. Die Produktfraktionen werden im Vakuumexsikkator getrocknet.

Beispiel 3) Abspaltung der tert. Butylgruppe des Sarkosinderivats aus Beispiel 3:

Schema 12

Der tert-Butylester wird mit eine gesättigten Lösung aus HCl in Dioxan abgespalten.

Beispiel 4) Immobilisierung der Verbindung aus Beispiel 3 auf den Träger des Typs ”I” (XXIII)

Schema 13

Die Immobilisierung der Verbindung aus Beispiel 3 geschieht nach der Vorschrift aus Beispiel 1.

Beispiel 5) Fluorierung des Trägers ”V” aus Beispiel 1 zum Erhalt eines Reagenzes mit der allgemeinen Formel ”III” (XXV) das eine fluoraffinen Gruppe enthält.

Schema 14

Das Harz aus Bespiel 2 wird für 30 min. mit wässriger KF-Lösung bei Raumtemperatur behandelt. Anschließend wird das Harz mit Wasser salzfrei gewaschen.

Beispiel 6) Fluorierung des Trägers ”V” aus Beispiel 4 zum Erhalt eines Reagenzes mit der allgemeinen Formel ”III” (XXVI) das eine fluoraffine Gruppe enthält.

Schema 15

Das Harz aus Bespiel 5 wird für 30 min. mit wässriger KF-Lösung bei Raumtemperatur behandelt. Anschließend wird das Harz mit Wasser salzfrei gewaschen.

Beispiel 7) Darstellung einer Verbindung des Typs ”II” mit einer fluoraffinen Gruppe aus einem Element der 4 Gruppe:

Die Verbindung aus Beispiel 4 wird für 30 min. mit wässriger KF-Lösung bei Raumtemperatur behandelt. Anschließend wird die Verbindung das Harz mit Wasser salzfrei gewaschen.

Beispiel 8) Acylierung einer Verbindung mittels Reagenz ”III” aus Beispiel 5 wobei eine Verbindung der allgemeinen Formel ”IX” (XXVIII) entsteht.

Schema 16

5'-Azido Thymidin wurde mit Reagenz ”III” aus Beispiel 5 umgesetzt analog der Vorschrift von Hanyoung Kim, et al. Chem. Lett. 2006, 8, 1149–51.

Beispiel 9) Acylierung eines Oligonucleotids mittels Reagenz ”III” aus Beispiel 6 wobei eine Verbindung der allgemeinen Formel ”IX” (XXX) entsteht.

Schema 17

To Zu 0.01 g des Harzes aus Beispiel 6 werden in 2 mL einer wässrigen Pufferlösung aus 100 mg eines Oligonucleotids gegeben der eine Azidogrouppe am 5'-Ende trägt. Das fluorierte Oligonucleotid diffundiert aus dem Harz und kann nach einer Stunde nach Filtration des Harzes aus dem Filtrat isoliert werden.

Beispiel 10) Acylierung eines Peptids mittels Reagenz ”III” aus Beispiel 6 wobei eine Verbindung der allgemeinen Formel ”IX” (XXXIII) entsteht.

Schema 18

Zu 0.01 g des Harzes aus Beispiel 6 das sich in einer Säule befindet, die am Auslauf verschlossen werden kann, werden in 2 mL einer wässrigen Pufferlösung aus 100 mg eines Peptids gegeben der eine Azidgrouppe trägt. Nach Inkubation von einer Stunde öffnet man den Auslauf und eluiert das fluorierte Oligonucleotid mit physiologischer NaCl-Lösung.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

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