專利名稱：動(dòng)態(tài)核極化(dnp)的方法及用于所述方法的化合物和組合物的制作方法
動(dòng)態(tài)核極化(DNP)的方法及用于所述方法的化合物和組合物
本發(fā)明涉及羧酸的動(dòng)態(tài)核極化(DNP)的改良方法及用于所述方法 的4匕合物和纟且合物。
磁共振(MR)顯影(MRI)是一種顯影技術(shù)，這種技術(shù)對(duì)醫(yī)生有特別 的吸引力，因?yàn)樗试S以無損傷方式得到患者身體或其部分的圖像， 而不使患者和醫(yī)療人員暴露于潛在有害的輻射，如X-射線。由于高品 質(zhì)圖像，MRI是軟組織和器官的有利顯影技術(shù)，并且允許區(qū)分正常組 織和患病組織，如肺瘤和損傷。
進(jìn)行MRI可利用或不利用MR造影劑。然而，增強(qiáng)造影的MRI 通常使得能夠檢測非常小的組織變化，使其成為檢測早期組織變化的 有力工具，如小腫瘤或轉(zhuǎn)移。
在MRI中已使用數(shù)種類型的造影劑。水溶順磁性金屬螯合物，例 如釓螯合物，如OmniscanTM(GE Healthcare),廣泛用作MR造影劑。 由于其分子量低，如果將它們提供到維管結(jié)構(gòu)，它們會(huì)快速分配到胞 外空間(即血液和間質(zhì)組織)。它們也相對(duì)快速地從身體清除。
另一方面，血池MR造影劑(例如超順磁性氧化鐵顆粒)，在維管 結(jié)構(gòu)內(nèi)持久保留。已證明它們不僅極有用于增強(qiáng)肝內(nèi)造影，而且用于 檢測毛細(xì)管滲透性異常，例如在腫瘤中的"漏"毛細(xì)管壁，例如由于血 管生成。
盡管前述造影劑具有無可爭辯地極佳性能，但其使用不是沒有任 何風(fēng)險(xiǎn)。雖然順磁性金屬螯合物絡(luò)合物具有通常高穩(wěn)定性常數(shù)，但可 能在給藥后在身體內(nèi)釋放毒性金屬離子。另外，這些類型的造影劑顯 示不良的專一性。
另 一類MR顯影劑為超極化MR顯影劑。WO-A-99/35508公開一 種用超極化高T,劑溶液作為MRI顯影劑MR研究患者的方法。術(shù)語
7"超極化，，意味使在高T,劑中存在的NMR活性核(即，具有非零核自旋 的核，優(yōu)選"C-或"N-核)的核極化作用增強(qiáng)。在增強(qiáng)NMR活性核的 核極化作用時(shí)，這些核的核自旋激發(fā)態(tài)和核自旋基態(tài)之間的總體差異 顯著增加，從而MR信號(hào)強(qiáng)度放大百倍和更多倍。在使用超極化130 和/或"N-增濃的高T,劑時(shí)，由于"C和/或15N的天然豐度可以忽略， 基本沒有來自背景信號(hào)的干擾，因此圖像對(duì)比有利地高。普通MRI 造影劑和這些超極化高T,劑的主要差異是前者的對(duì)比變化是通過影 響身體中水質(zhì)子的松弛時(shí)間所致，而后一類劑可被認(rèn)作為非放射性示
蹤劑，因?yàn)榈玫降男盘?hào)只從所述劑產(chǎn)生。
用作MR顯影劑的各種可能的高劑公開于WO-A-99/35508, 包括非內(nèi)源和內(nèi)源化合物，如乙酸鹽、丙酮酸鹽、草酸鹽或葡糖酸鹽、 糖(如葡萄糖或果糖)、脲、酰胺、氨基酸(如谷氨酸鹽、甘氨酸、半胱 氨酸或天冬氨酸鹽)、核苷酸、維生素(如抗壞血酸)、青霉素衍生物和 氨^s黃酰。另外據(jù)稱，代謝循環(huán)(如檸檬酸循環(huán))中的中間體(如富馬酸和 丙酮酸)為代謝活性的MR顯影的優(yōu)選顯影劑。
在人和非人動(dòng)物體內(nèi)代謝過程中起作用的超極化MR顯影劑最為 有利，因?yàn)榭捎眠@些超極化顯影劑在體內(nèi)MR研究中得到組織代謝狀 態(tài)的信息，即，它們有用于代謝活性的體內(nèi)顯影。例如，可能用組織 的代謝狀態(tài)信息區(qū)別健康組織和患病組織。
丙酮酸鹽是在檸檬酸循環(huán)中起作用的化合物，超極化的"C-丙酮 酸鹽轉(zhuǎn)化成超極化的代謝物可用于體內(nèi)MR研究人體中的代謝過程。 例如，超極化的"C-丙酮酸鹽可作為MR顯影劑用于體內(nèi)腫瘤顯影， 如WO-A-2006/011810和WO-A-2006/011809詳述，也可用于通過MR 顯影評(píng)估心肌組織的生存力，如WO-A-2006/054903詳述。
丙酮酸鹽為人體耐受很好的內(nèi)源性化合物，甚至在高濃度。作為 檸檬酸循環(huán)中的前體，丙酮酸鹽在人體中起重要的代謝作用。丙酮酸 鹽轉(zhuǎn)化成不同的化合物其轉(zhuǎn)氨基作用通過氧化脫羧產(chǎn)生丙氨酸，丙 酮酸鹽轉(zhuǎn)化成乙酰輔酶A和二氧化碳(進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成碳酸氬鹽)，丙酮酸鹽還原產(chǎn)生乳酸鹽，并導(dǎo)致在草酰乙酸鹽中羧化。
另外，超極化的"C-丙酮酸鹽代謝轉(zhuǎn)化成其代謝物超極化"c-乳 酸鹽、超極化"C-碳酸氬鹽(只在"C廣丙酮酸鹽、"d,2-丙酮酸鹽或
"Q,2,r丙酮酸鹽的情況下)和超極化"C-丙氨酸可用于體內(nèi)MR研究人 體內(nèi)的代謝過程。"d-丙酮酸鹽在37。C人全血中具有約42s的T!松弛， 然而已發(fā)現(xiàn)，超極化的"C-丙酮酸鹽轉(zhuǎn)化成超極化"C-乳酸鹽、超極 化"C-碳酸氫鹽和超極化"C-丙氨酸快得足以允許從"C-丙酮酸鹽母 體化合物及其代謝物檢測信號(hào)。丙氨酸、碳酸氫鹽和乳酸鹽的量取決 于研究下組織的代謝狀態(tài)。超極化"C-乳酸鹽、超極化"C-碳酸氫鹽 和超極化"C-丙氨酸的MR信號(hào)強(qiáng)度與這些化合物的量和在檢測時(shí)間 剩余的極化度相關(guān)，因此，通過監(jiān)測超極化130丙酮酸鹽轉(zhuǎn)化為超極 化"C-乳酸鹽、超極化130碳酸氫鹽和超極化"C-丙氨酸，可用無損 傷MR顯影或MR譜研究人或非人動(dòng)物體內(nèi)的體內(nèi)代謝過程。
從不同丙酮酸鹽代謝物產(chǎn)生的MR信號(hào)放大隨組織類型變化。由 丙氨酸、乳酸鹽、碳酸氫鹽和丙酮酸鹽形成的獨(dú)特代謝峰圖案可在檢 查下用作組織代謝狀態(tài)的指紋。
必須強(qiáng)調(diào)，超極化顯影劑的信號(hào)由于松馳和在對(duì)患者體給藥稀釋 而衰減。因此，顯影劑在生物流體(例如，血液)中的T!值必須足夠長 (高)，以使所述劑能夠在高度超極化狀態(tài)分布到患者身體中的靶部位。 除具有高T,值的顯影劑外，達(dá)到高極化度極為有利。如果超極化顯影 劑具有高極化度，則由于松馳和稀釋以相同速率發(fā)生衰減，然而通過
具有更高"起始度"，在給定時(shí)間后超極化顯影中保留的極化更高。顯 影劑中的極化度越高，能夠從顯影劑檢測的MR信號(hào)越強(qiáng)。
得到超極化高L劑的數(shù)種方法公開于WO-A-99/35508,方法之一 是動(dòng)態(tài)核極化(DNP)技術(shù)，其中樣品的極化受極化劑或所謂的DNP劑 (包含不成對(duì)電子的化合物)影響。在DNP過程中提供通常為微波輻射 形式的能量，這種能量將初始激發(fā)DNP劑。在衰減到基態(tài)時(shí)，有從 DNP劑的不成對(duì)電子到樣品NMR活性核的極化轉(zhuǎn)移。通常，在DNP
9過程中使用中或高磁場和極低溫度，例如通過在液態(tài)氦和約IT或高
于1T的磁場中進(jìn)行DNP過程?；蛘?，可利用中等磁場和達(dá)到足夠極 化增強(qiáng)的任何溫度。DNP技術(shù)例如描迷于WO-A-98/58272和 WO-A-01/96895，兩者均通過引用包含在本文中。
DNP劑在DNP過程中起決定性作用，因?yàn)樗倪x擇對(duì)能夠在要 極化的樣品中達(dá)到的極化度有主要影響。已知多種DNP劑，在 WO-A-99/35508中稱為"OMRI造影劑"。如WO-A畫99/35508 、 WO-A-88/10419、 WO-A-90/00904、 WO-A-91/12024、 WO-A-93/02711 或WO-A-96/39367所述，使用基于氧、基于硫或基于碳的穩(wěn)定三苯甲 基自由基在多種不同樣品中產(chǎn)生高極化度。
我們現(xiàn)在已意外地發(fā)現(xiàn)，將某些Gd-螯合物加入到一種組合物顯 著增加丙酮酸的極化度，所述組合物包含作為DNP劑的三苯甲基自 由基和要由DNP方法極化的丙酮酸。這在一種臨床情況尤其有利， 其中在患者的MR檢查步驟中用超極化丙酮酸鹽作為MR顯影劑，超 極化丙酮酸鹽由DNP獲得的固體超極化丙酮酸溶于含堿的水性溶解 介質(zhì)得到。如果丙酮酸的極化度可例如增加x倍，則理論上在MR檢 查步驟中需要使用x分之一濃度的丙酮酸鹽。因?yàn)槟軌虮苊庥捎诟?MR顯影劑濃度和劑量的可能的不需要的副作用，因此不僅從經(jīng)濟(jì)的 觀點(diǎn)有利，而且從安全的觀點(diǎn)也有利。
因此，本發(fā)明第一方面提供一種制備固體超極化羧酸的方法，所 述方法包括制備一種組合物，所述組合物包含所迷羧酸、三苯甲基自 由基和式(l)的Gd-螯合物<formula>formula see original document page 11</formula>
n為1至10; x為0至3;
R相同或不同，并且表示氟、直鏈或支化d-C6-烷基或包含5至 IO個(gè)碳原子的芳族或非芳族環(huán)狀基團(tuán)；并且
Q為H、直鏈或支化CrC6-烷基或包含5至10個(gè)碳原子的芳族或 非芳族環(huán)狀基團(tuán)或
0.1
其中n、 x和R如上限定； 并且對(duì)組合物進(jìn)行動(dòng)態(tài)核極化作用。
術(shù)語"超極化"和"極化"在后文可互換使用，表示核極化度超過 ,，更優(yōu)選超過1。/。，最優(yōu)選超過10%。 例如，可通過固態(tài)NMR測量冷凍的超極化羧酸中的NMR活性 核來測定極化度。例如，如果超極化羧酸中的NMR活性核為13C，則 獲取所述超極化羧酸的固態(tài)13C-NMR。固態(tài)13C-NMR測量優(yōu)選由利 用低傾倒角的簡單脈沖獲取NMR序列組成。將NMR譜中超極化羧 酸的信號(hào)強(qiáng)度與動(dòng)態(tài)核極化過程之前獲取的NMR譜中羧酸的信號(hào)強(qiáng) 度比較。然后從DNP之前和之后信號(hào)強(qiáng)度的比率計(jì)算極化度。
以類似方式，可通過液態(tài)NMR測量液體超極化羧酸中的NMR
ii活性核來測定溶解的超極化羧酸的極化度。同樣，將溶解的超極化羧 酸的信號(hào)強(qiáng)度與動(dòng)態(tài)核極化過程之前的溶解的羧酸的信號(hào)強(qiáng)度比較。 然后從DNP之前和之后信號(hào)強(qiáng)度的比率計(jì)算極化度。
術(shù)語"羧酸"表示包含至少 一個(gè)羧基(即COOH-基團(tuán))的化學(xué)實(shí)體。 雖然以單數(shù)形式書寫，但術(shù)語"羧酸"表示一種或多種化學(xué)實(shí)體， 即某一種羧酸或數(shù)種不同羧酸，例如數(shù)種不同羧酸的混合物。例如， 丙酮酸為確定的羧酸，并且可用本發(fā)明的方法制備超極化的丙酮酸。 又比如，丙酮酸和乳酸為數(shù)種不同的羧酸，可用本發(fā)明的方法制備超 極化的丙酮酸和超極化的乳酸的混合物。
本發(fā)明的方法在要被極化的羧酸中產(chǎn)生高極化度。 本發(fā)明上下文中的羧酸可以為單羧酸，例如甲酸、乙酸、乳酸、 丙酮酸、煙酸或脂肪酸(如棕櫚酸或油酸)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，羧 酸可以為二或多元羧酸，例如蘋果酸、富馬酸、琥珀酸、亞曱基丁二 酸、丙二酸或檸檬酸或草酸。除包含至少一個(gè)羧基外，羧酸可包含其 他官能團(tuán)和/或雜原子。優(yōu)選的官能團(tuán)為氨基，包含氨基的羧酸的實(shí)例 為氨基酸，如標(biāo)準(zhǔn)氨基酸，優(yōu)選甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、 天冬氨酸、谷氨酸鹽、色氨酸和絲氨酸，也包括非標(biāo)準(zhǔn)氨基酸，優(yōu)選 GABA(Y-氨基丁酸)、高半胱氨酸、肌氨酸等?？稍隰人岱肿又写嬖诘?其他優(yōu)選的官能團(tuán)為酮基(此類化合物的優(yōu)選實(shí)例為丙酮酸、草酰乙酸 或a-酮基戊二酸)或羥基(此類化合物的優(yōu)選實(shí)例為乳酸和水楊酸)。在 另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，羧酸包含一個(gè)或多個(gè)雜原子，例如在煙酸 中的氮原子。
在本發(fā)明的方法中使用的優(yōu)選羧酸為候選藥物，更優(yōu)選為小分子 (例如小于2000Da)，或數(shù)種候選藥物的混合物，可在NMR生物測定 中用本發(fā)明的方法獲得的超極化候選藥物例如測定對(duì)某種受體的結(jié) 合親合力或用于酶測定。這些測定描述于WO-A-2003/089656或 WO-A-2004/051300，它們優(yōu)選基于使用液態(tài)NMR譜，這意味包含固 體超極化候選藥物的組合物必須在極化后液化，優(yōu)選通過溶解或熔
12融。羧酸可經(jīng)或可不經(jīng)同位素增濃。
在另 一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，在本發(fā)明的方法中使用的羧酸將用
作MR顯影劑。術(shù)語"MR顯影劑"表示可在MR顯影中用作MR顯影 劑或在MR語中用作MR鐠劑的化合物。在另 一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中， 在本發(fā)明的方法中使用的羧酸為MR顯影劑的前體。對(duì)于這兩個(gè)實(shí)施 方案，優(yōu)選的羧酸為內(nèi)源化合物或內(nèi)源化合物的前體。后者的實(shí)例為 諸如丙酮酸的羧酸(前體)，通過例如在DNP過程后使固體超極化丙酮 酸溶于含堿的含水溶解介質(zhì)并用如此得到的溶解的超極化丙酮酸鹽 作為MR顯影劑，可使所述丙酮酸轉(zhuǎn)化成內(nèi)源化合物丙酮酸鹽(衍生 物，即羧酸的鹽)。優(yōu)選為內(nèi)源羧酸或?yàn)閮?nèi)源化合物(即在人或非人動(dòng) 物體內(nèi)代謝過程中起作用的羧酸的內(nèi)源衍生物)的前體的羧酸。在用這
MR研究中得到組織代謝狀態(tài)的信息，即，這些劑用于代謝活性的體 內(nèi)MR顯影和/或MR譜。例如，可能用組織的代謝狀態(tài)信息區(qū)別健康 (正常)組織和患病組織。
因此，要在本發(fā)明的方法中使用的優(yōu)選羧酸為馬來酸、乙酸、富 馬酸、丙酮酸、丙二酸、琥珀酸、草酰乙酸、乳酸和a-酮基戊二酸， 這些酸為內(nèi)源化合物蘋果酸鹽、乙酸鹽、富馬酸鹽、丙酮酸鹽、丙二 酸鹽、琥珀酸鹽、草酰乙酸鹽、乳酸鹽和a-酮基戊二酸鹽的前體，這
人動(dòng)物體內(nèi)代謝過程中起作用的另一種優(yōu)選的內(nèi)源羧酸為煙酸。在人
如丙氨酸、甘氨酸、半胱氨酸、脯氨酸、酪氨酸、肌氨酸、GABA或 高半胱氨酸。最優(yōu)選的羧酸為丙酮酸、草酰乙酸、a-酮基戊二酸、丙 氨酸和甘氨酸。
如
作用的內(nèi)源羧叛-
的內(nèi)源衍生物的前體的羧酸，則這些超極化內(nèi)源羧酸或羧酸的超極化內(nèi)分子MR顯影和/或化學(xué)位移顯影和/或MR譜。在這些超極化內(nèi)源 羧酸或羧酸的超極化內(nèi)源衍生物中，優(yōu)選為包含顯示慢縱向松弛的極 化核，以便保持相當(dāng)高極化足夠時(shí)間長度，用于轉(zhuǎn)移到人或非人動(dòng)物 體內(nèi)，并且隨后顯影的那些化合物。優(yōu)選的內(nèi)源羧酸或羧酸的內(nèi)源衍
生物包含具有縱向松弛時(shí)間常數(shù)(T,)的核，縱向松弛時(shí)間常數(shù)(T,)在 0.01至5T的磁場強(qiáng)度和20至4(TC范圍的溫度大于10秒，優(yōu)選大于 30秒，甚至更優(yōu)選大于60秒。此類如此稱謂的"高T！劑"例如描述于 WO-A-99/35508?；蛘?，可能的內(nèi)源羧酸或羧酸的內(nèi)源衍生物的^值 可發(fā)現(xiàn)于文獻(xiàn)中，或者可通過獲取可能的化合物的NMR譜(例如 UC-NMR譜)，以測定"C標(biāo)記的可能的內(nèi)源羧酸或羧酸的內(nèi)源衍生物 的1\來測定。
通常，旨在作為MR顯影劑用于體內(nèi)MR顯影和/或化學(xué)位移顯影 和/或MR譜或?yàn)榇藙┑那绑w的羧酸優(yōu)選為同位素增濃的化合物，同位 素增濃更優(yōu)選為非零自旋核(MR活性核)的同位素增濃，非零自旋核 適合為"N(如果在化合物中存在)和/或13C,更優(yōu)選為13C。同位素增 濃可包括在化合物內(nèi) 一個(gè)或多個(gè)部位選擇增濃或所有部位均勻增濃， 并且一個(gè)部位的增濃優(yōu)選在具有高T!值的核。增濃可例如通過化學(xué)合 成或生物標(biāo)記達(dá)到，兩種方法在本領(lǐng)域已知，可根據(jù)要被同位素增濃 的具體化合物選擇適合的方法。
旨在作為體內(nèi)MR顯影劑或?yàn)榇藙┑那绑w的羧酸的優(yōu)選實(shí)施方案 為在分子的僅一個(gè)位置同位素增濃的化合物，優(yōu)選增濃至少10%,更 適合至少25%,更優(yōu)選至少75%，最優(yōu)選至少90%。理想增濃為100%。
同位素增濃的最佳位置取決于MR活性核的松弛時(shí)間。優(yōu)選在本 發(fā)明的方法中使用的羧酸在具有長T!松弛時(shí)間(高T!值)的位置同位素 增濃。在本發(fā)明的方法中使用的"C-增濃的羧酸優(yōu)選在羧基-C-原子、 羰基-C-原子或季C-原子增濃。如果它們在羧酸中存在，當(dāng)然可只使 后兩個(gè)位置增濃，即如果除了羧基外(例如檸檬酸和氨基酸(除甘氨酸外))，羧酸還包含羰基(例如丙酮酸或a-酮基戊二酸)或季C-原子。
用作MR顯影劑的前體的尤其優(yōu)選的羧酸為"C-丙酮酸、"C-乙 酸、"C-草酰乙酸和"C-a-酮基戊二酸。這些化合物為130丙酮酸鹽、 130乙酸鹽、"C-草酰乙酸鹽和"C-a-酮基戊二酸鹽的前體。用作MR 顯影劑的尤其優(yōu)選的羧酸還可以為"C-丙氨酸和"C-甘氨酸，更優(yōu)選 "C廣丙氨酸和3(^-甘氨酸。"C-丙酮酸為最優(yōu)選的羧酸，并且可同位 素富集于C1-位("C廣丙酮酸)、02-位(13(32-丙酮酸)、C3-位("Cr丙酮 酸)、Cl-和C2-位(^d,2-丙酮酸)、Cl-和C3-位("d,3-丙酮酸)、C2-和 C3-位("C2，3-丙酮酸)或Cl-、 C2-和C3-位("C,2,3-丙酮酸)。Cl-位為丙 酮酸13C同位素富集的優(yōu)選位置。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，由本發(fā)明的方法獲得的超極化羧酸 用于固態(tài)NMR譜。在此，超極化固體羧酸可通過靜態(tài)或幻角自旋固 態(tài)NMR譜分析。在此實(shí)施方案中，可在本發(fā)明的方法中使用任何類 型和分子大小的羧酸。
在本發(fā)明的方法中使用的三苯曱基自由基作為DNP劑，該劑在 DNP方法中必不可少，因?yàn)镈NP劑的大電子自旋極化通過接近電子 拉莫爾頻率的微波照射在羧酸中轉(zhuǎn)化成核的核自旋極化。微波通過e-e 和e-n躍遷激勵(lì)電子和核自旋系統(tǒng)之間的傳遞。為了有效DNP， DNP 劑必須穩(wěn)定并且可溶于要被極化的化合物或其溶液，以達(dá)到所述化合 物和DNP之間緊密接觸。此緊密接觸為電子和核自旋系統(tǒng)之間前述 傳遞所必須。就此而論，穩(wěn)定的三苯曱基自由基證明為非常有用的 DNP齊')?；谘酢⒒诹蚧蚧谔嫉姆€(wěn)定三苯曱基自由基例如描述于 WO-A-99/35508、 WO誦A-88/10419、 WO-A-90/00904、 W0-A國91/12024、 WO-A-93緒U或WO-A-96/39367。
三苯曱基自由基的最佳選擇取決于多個(gè)方面。如上所述，為了在
化合物中產(chǎn)生最佳極化度，三苯曱基自由基和要被極化的化合物必須 在DNP過程中緊密接觸。因此，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，三苯 曱基自由基可溶于羧酸或其溶液。如果要被極化的羧酸在室溫為液體(例如丙酮酸)，或者使羧酸例如通過在升高的溫度熔融轉(zhuǎn)變成液態(tài)， 則前者為適合的選擇。為了制備羧酸的溶液，可使用溶劑或溶劑混合 物。然而，如果祐:極化的羧酸用于體內(nèi)應(yīng)用，如作為MR顯影劑用于
體內(nèi)MR顯影或?yàn)榇藙┑那绑w，則優(yōu)選保持溶劑量最低，或者如果可 能，避免使用溶劑。為了用作體內(nèi)MR顯影劑，超極化的化合物通常 需要以相對(duì)高濃度給藥，即，包含羧酸、三苯曱基自由基、式(l)的 Gd-螯合物的高濃組合物優(yōu)選用于DNP過程，因此，優(yōu)選保持溶劑量 最低。在此上下文中，優(yōu)選保持組合物的質(zhì)量盡可能小也很重要。如 果在DNP過程后用溶解使包含超極化羧酸的固體組合物液化，例如 用作MR顯影劑或用作前體并在那個(gè)溶解過程中轉(zhuǎn)化成MR顯影劑，
則高質(zhì)量對(duì)溶解過程的效率有負(fù)面影響。這是由于對(duì)在溶解過程中給 定體積的溶解介質(zhì)，在固體組合物的質(zhì)量增加時(shí)，溶解介質(zhì)與固體組 合物質(zhì)量之比減小。另外，使用某些溶劑可能需要在用作MR顯影劑 的超極化羧酸或其衍生物給予患者之前將其除去，因?yàn)檫@些溶劑可能 在生理學(xué)上不能耐受。
苯甲基自由基也應(yīng)相當(dāng)親油/親水。三苯甲基自由基的親油性/親水性 可能受選擇給予三苯甲基自由基分子親油性/親水性的適合殘基影響。 另外，三苯甲基自由基必須在羧酸存在下穩(wěn)定。因此，如果在本發(fā)明 的方法中使用的羧酸為相當(dāng)強(qiáng)的酸，例如草酸或丙酮酸，則三苯甲基 自由基應(yīng)在強(qiáng)酸性條件下穩(wěn)定。如果羧酸還包含反應(yīng)基，則應(yīng)使用對(duì) 這些反應(yīng)基相對(duì)惰性的三苯甲基自由基。從前述明顯看出，選擇三苯 甲基自由基高度依賴在本發(fā)明的方法中使用的羧酸的化學(xué)性質(zhì)。
在WO-A-2006/011811中公開的三苯甲基自由基為酸性有機(jī)化合 物(即羧酸)DNP極化的尤其有用的DNP劑。優(yōu)選在本發(fā)明的方法中使 用這些三苯曱基自由基。
在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，羧酸為丙酮酸，更優(yōu)選為13C-丙酮酸，最優(yōu)選為"d-丙酮酸，并且三苯甲基自由基為式(2)的三苯甲
16基自由基
COOM
其中
M表示氫或1當(dāng)量的陽離子；并且
Rl相同或不同，表示直鏈或支化C廣C6-烷基或基團(tuán)-(CH2)n-X-R2， 其中
n為1、 2或3;
X為O或S;并且
R2為直鏈或支化d-CV烷基。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，M表示氫或1當(dāng)量生理學(xué)上可耐受的 陽離子。術(shù)語"生理學(xué)上可耐受的陽離子"表示活的人或非人動(dòng)物體耐 受的陽離子。優(yōu)選M表示氫或堿陽離子、銨離子或有機(jī)胺離子(例如 葡甲胺)。最優(yōu)選M表示氫或鈉。
在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，Rl相同，更優(yōu)選為直鏈或支化 d-Gp烷基，最優(yōu)選為曱基、乙基或異丙基。
在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，Rl相同或不同，優(yōu)選相同，并且表 示-CH2-OCH3、 -CH2-OC2H5、 -CH2-CH2-OCH3 、 -CH2-SCH3、 -CH2-SC2H5 或-CH2-CH2-SCH3，最優(yōu)選為-CH2-CH2-OCH3。
在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，M表示氫或鈉，Rl相同并且表示 -CH2-CH2-OCH3。
在本發(fā)明的方法中使用的三苯甲基自由基可如WO-A-88/10419 、WO-A-90/00904、 WO-A誦91/12024、 WO-A-93/02711 、 WO-A-96/39367 和WO-A-2006/011811詳述合成。
如上所述，在本發(fā)明的方法中使用的Gd-螯合物為式(l)的Gd-螯
合物:<formula>formula see original document page 18</formula>n為1至10; x為0至10;
R相同或不同，并且表示氟、直鏈或支化d-CV烷基或包含5至
io個(gè)碳原子的芳族或非芳族環(huán)狀基團(tuán)；并且
Q為H、直鏈或支化CrCV烷基或包含5至10個(gè)碳原子的芳族或 非芳族環(huán)狀基團(tuán)或
Rx
其中n、 x和R如上限定。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，Q為H、直鏈或支化C廣C6-烷基，優(yōu)選為 甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基或叔丁基，或者Q與以下 基團(tuán)相同在以上實(shí)施方案的優(yōu)選實(shí)施方案中，n為l至5，更優(yōu)選1至3。 如果R為直鏈或支化d-Q-烷基，則R優(yōu)選為甲基、乙基、丙基、
異丙基、丁基、異丁基或叔丁基。
如果R為包含5至10個(gè)碳原子的芳族或非芳族環(huán)狀基團(tuán)，則R
優(yōu)選為環(huán)戊基、環(huán)己基、甲基環(huán);1^、甲基環(huán)己基、千基、苯基或曱苯基。
在一個(gè)實(shí)施方案中，x為3，并且相同或不同的三個(gè)R基團(tuán)優(yōu)選 在鄰位和在對(duì)位連接。此實(shí)施方案的實(shí)例為下列部分
<formula>formula see original document page 19</formula>
其中以上部分相當(dāng)于以下所示式(l)的Gd-螯合物的加框部分:<formula>formula see original document page 19</formula>(1)
在另一個(gè)實(shí)施方案中，x為2，并且相同或不同(優(yōu)選相同)的兩個(gè) R基團(tuán)優(yōu)選在間位連接。此實(shí)施方案的優(yōu)選實(shí)例為以下部分，其中所 述部分相當(dāng)于以上所示式(l)的Gd-螯合物的加框部分
<formula>formula see original document page 19</formula>在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，X為1，并且R基團(tuán)優(yōu)選在對(duì)位連接。
在此實(shí)施方案中，R優(yōu)選選自氟、甲基、異丙基、異丁基和叔丁基，
最優(yōu)選選自甲基和叔丁基。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，x為0,并且n為1至5，優(yōu)選1至
——CH
式(l)的Gd-螯合物適合用具有受保護(hù)的羧基的D03A衍生物作原 料作為螯合劑來合成。適合的D03A衍生物為例如1,4,7-三(叔丁氧基 羰基甲基)-l,4,7，10-四氮雜環(huán)十二烷或1,4,7-三(千基氧基羰基曱 基)-l,4,7,10-四氮雜環(huán)十二烷。這些D03A衍生物可通過已知方法制 備，如美國專利4,885,363或WO-A-96/28433所述，所述專利通過引 用結(jié)合到本文中。
D03A書f生物可在溶劑中并且在石J
Q
I

Q v (3)
其中L為離去基團(tuán)，如鹵素，優(yōu)選為氯，并且Q、 n、 x和R如 上限定。
通過在溶劑中并且在^5成存在下Rx-取代的胺或胺(在x為0的情況 下)與2-卣素乙酰氯(優(yōu)選2-氯乙酰氯)反應(yīng)，可得到式(3)的化合物。合 成Rx-取代的胺和胺的方法在本領(lǐng)域已知，多種此類Rx-取代的胺和 胺可以購得。
在已除去存在的保護(hù)基后，例如在具有叔丁氧基保護(hù)的羧基的 D03A衍生物情況下通過與三氟乙酸反應(yīng)，使式(la)的螯合劑
20、
N
N、
N
'N
Q N-
0
'M V—、 n v
Rx
0_、
0
(la)
與適合的Gd"-化合物(如Gd203)或Gd"-鹽(如GdCb)在適合的溶劑(例 如水)中反應(yīng)，以得到式(l)的Gd-螯合物，其中Q、 n、 x和R如上限 定。合成式(la)的螯合劑和式(3)的化合物的其他適合方法描述于美國 專利5，737,752,其內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中。
式(l)的Gd-螯合物尤其用于羧酸的DNP極化，因?yàn)檫@些Gd-螯合 物在此類酸存在下穩(wěn)定。這是一個(gè)重要的特性，因?yàn)镚d-螯合物的絡(luò) 合物離解(解螯)產(chǎn)生游離的Gd"離子，并且對(duì)極化具有有害后果。在 游離順磁性金屬離子(如Gd^離子)存在下極化衰減快得多，這顯著地 縮短旨在用作MR顯影劑的超極化化合物的"壽命"。
如果要被極化的羧酸為液體或溶于溶劑，則優(yōu)選使用可溶于液體 羧酸或其溶液的式(l)的Gd-螯合物。如果要被極化的羧酸相當(dāng)親油， 則式(l)的Gd-螯合物也應(yīng)相當(dāng)親油。親油性可受R基團(tuán)的適合類型和 數(shù)目選擇的影響。
任選在本發(fā)明的方法中使用的包含所述羧酸、三苯甲基自由基和
式(l)的Gd-螯合物的組合物進(jìn)一步包含螯合劑和/或Ca-螯合物。
術(shù)語"螯合劑"表示結(jié)合(絡(luò)合)金屬離子(例如Gd,以形成螯合物 的化學(xué)實(shí)體。
可將螯合劑加入到組合物，以避免在DKP過程后在已溶解或熔 融包含超極化羧酸或其衍生物的固體組合物后液體組合物中的任何 游離Gd"離子。如前所述，游離的G(^+離子對(duì)極化具有有害后果，因 為在游離順磁性金屬離子(如Gd"離子)存在下極化衰減快得多。這又顯著地縮短作為MR顯影劑的超極化羧酸或其衍生物的"壽命"。組合
物中存在的另外的螯合劑與游離的Gd"+離子反應(yīng)生成Gd螯合物，因 此游離的Gd"離子一旦液化(即溶解或熔融)，就4皮從組合物"清除"。 適合的螯合劑為容易并且快速與Gd3+離子形成絡(luò)合物的那些螯合劑， 優(yōu)選為EDTA、 DOTA-BOM或DTPA-BMA。這些螯合劑及其合成在 本領(lǐng)域已知。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，使用式(la)的螯合劑。
可不用螯合劑，而將包含上述螯合劑的Ca-螯合物加到組合物。 效果與加螯合劑類似，因?yàn)镃a-螯合物為弱絡(luò)合物。在游離的Gd"離 子存在下，由于上述螯合劑與Gd^比與Ca^形成更強(qiáng)的絡(luò)合物，在 Ca"離子和Gd"離子之間發(fā)生交換。然而，由于它們不是順磁性離子， 游離的Ca^離子沒有如上所述對(duì)極化的有害后果。因此，優(yōu)選的Ca-螯合物為Ca-EDTA、 Ca-DOTA-BOM和Ca-DTPA-BMA。在另一個(gè)優(yōu) 選的實(shí)施方案中使用式(lb)的Ca-螯合物
、M 、 n
Rx
(lb)
其中Q、 n、 x和R如上限定。
或者，在本發(fā)明的方法中使用的組合物可包含螯合劑和Ca-螯合 物兩者。所述螯合劑可與Ca-螯合物的螯合劑相同或不同，例如，螯 合劑可以為EDTA，且Ca-螯合物可以為Ca-EDTA。在另一個(gè)實(shí)施方 案中，螯合劑可以為EDTA,而Ca-螯合物可以為Ca-DTPA-BMA。 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，螯合劑為式(la)的螯合劑，而Ca-螯合物為 式(lb)的Ca-螯合物。
為了實(shí)施本發(fā)明的方法，制備包含羧酸、三苯甲基自由基、式(l)
22的Gd-螯合物和任選的螯合劑和/或Ca-螯合物的組合物。
如果在本發(fā)明的方法中使用的羧酸在室溫為液體(例如丙酮酸)， 則使所述液體羧酸與選擇的三苯甲基自由基和選擇的式(l)的Gd-螯合 物并任選與螯合劑和/或Ca-螯合物混合，以形成其中組合物的所有組 分緊密接觸的組合物。優(yōu)選選擇的三苯甲基自由基、式(l)的Gd-螯合 物和任選的螯合劑和/或Ca-螯合物可溶于液體羧酸。供選但較不優(yōu)選， 可在適合溶劑(例如水)中制備選擇的三苯曱基自由基的溶液和/或選擇 的式(l)的Gd-螯合物的溶液和/或任選的螯合劑和/或Ca-螯合物的溶 液，然后將溶液加入到液體羧酸。
還可通過本領(lǐng)域已知的幾種方式促進(jìn)均勻混合，如攪拌、渦旋或 聲處理。
如果在本發(fā)明的方法中使用的羧酸在室溫為固體，則可使羧酸熔 融(其條件為不發(fā)生羧酸降解)，并使熔融的羧酸與選擇的三苯曱基自 由基、選擇的式(1)的Gd-螯合物和任選的螯合劑和/或Ca-螯合物混合， 如前面段落所述。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，可制備固體羧酸的溶液，例如通過使羧酸 溶于適合的溶劑或溶劑混合物，優(yōu)選溶于為優(yōu)良玻璃形成劑的溶劑， 以防止在冷卻/冷凍時(shí)組合物結(jié)晶。適合的玻璃形成劑為例如甘油、丙 二醇或乙二醇。隨后使溶解的羧酸與選擇的三苯曱基自由基、式(l) 的Gd-螯合物和任選的螯合劑和/或Ca-螯合物(優(yōu)選全部作為千燥組分) 混合。供選但較不優(yōu)選，可在適合溶劑(例如水)中制備選擇的三苯甲 基自由基的溶液和/或選擇的式(l)的Gd-螯合物的溶液和/或任選的螯 合劑和/或Ca-螯合物的溶液，然后將溶液加入到溶解的羧酸。也可將 玻璃形成劑加入到溶于非玻璃形成溶劑的羧酸，以防止在冷卻/冷凍時(shí) 組合物結(jié)晶。然而，如前所述，加入溶劑和/或玻璃形成劑應(yīng)保持必需 的最低量。因此，優(yōu)選的方式是選擇可溶于或溶混于羧酸的三苯甲基 自由基、式(l)的Gd-螯合物和任選的螯合劑和/或Ca-螯合物，其條件 為羧酸在室溫為液體或者可在不降解下熔融。
23三苯曱基自由基的濃度適合在組合物中5至25mM,優(yōu)選10至 20mM。關(guān)于式(l)的Gd-螯合物的濃度，適合在組合物中0.1至8mM， 0.1至6mM和0.5至4mM的濃度分別為優(yōu)選和更優(yōu)選濃度。如果螯 合劑和/或Ca-螯合物存在于在本發(fā)明的方法中使用的組合物，則所述 螯合劑和/或Ca-螯合物在所述組合物中的濃度適合為0.1至10mM， 優(yōu)選0.5至8mM，更優(yōu)選1.5至7mM。
優(yōu)選以禁止結(jié)晶的方式冷卻和/或冷凍組合物。冷卻和/或冷凍可 通過在本領(lǐng)域已知的方法達(dá)到，例如在冷凍機(jī)或在液氮中冷凍組合 物，或者通過簡單地放入DNP極化器，在此液氦將使其冷凍。
在一個(gè)實(shí)施方案中，使組合物在冷卻/冷凍前脫氣。脫氣可通過氦 氣鼓泡通過組合物(例如2-15分鐘時(shí)間)實(shí)現(xiàn)，但也可通過其他已知的 普通方法實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的方法，組合物經(jīng)過動(dòng)態(tài)核極化(DNP)。 DNP技術(shù)例 如描述于WO-A-98/58272和WO-A-01/96895,兩者均通過引用包含在 本文中。通常，在DNP過程中使用中或高磁場和極低溫度，例如通 過在液態(tài)氦和約1T或高于1T的磁場中進(jìn)行DNP過程?；蛘?，可利 用中磁場和達(dá)到足夠極化增強(qiáng)的任何溫度。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案 中，DNP過程在液態(tài)氦和約1T或高于1T的磁場中進(jìn)行。適合的極 化裝置(=極化器)例如描述于WO-A-02/37132。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案 中，極化裝置包括低溫恒溫器和極化裝置，例如，通過導(dǎo)波器連接到 由磁場產(chǎn)生裝置(如超導(dǎo)磁體)圍繞的中孔中的微波源的微波室。孔向 下垂直延伸到接近超導(dǎo)磁體的至少區(qū)域"P"的平面，其中磁場強(qiáng)度高得 足以使樣品核發(fā)生極化，例如在1和25T之間。用于探針(即要被極化 的組合物)的孔優(yōu)選可密封，并且可抽空到低壓，例如lmbar或更小的 壓力。探針引入裝置，如可移動(dòng)的輸送管，可包含于孔內(nèi)，并且可將 此管從孔的頂部向下插到區(qū)域P中微波室內(nèi)側(cè)的位置。區(qū)域P通過液 氦冷卻到低得足以發(fā)生極化的溫度，優(yōu)選0.1至100K級(jí)的溫度，更 優(yōu)選0.5至IOK，最優(yōu)選1至5K。探針引入裝置優(yōu)選可在其上端以任何適合方式密封，以保持孔內(nèi)部分真空。探針保持容器，如探針保持 杯，可移除地裝配到探針引入裝置的下端內(nèi)部。探針保持容器優(yōu)選由
具有低比熱容和優(yōu)良低溫性能的輕質(zhì)材料制成，例如KelF(聚三氟氯 乙烯)或PEEK(聚醚醚酮)，并且可以能夠容納多于一個(gè)探針的方式設(shè) 計(jì)。
可將探針插入探針保持容器，浸入液氦并用微波照射，優(yōu)選在 200mW以約94GHz的頻率。極化度可如本申請第6頁上公開監(jiān)測。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，由本發(fā)明的方法制備的固體超極化羧 酸在隨后步驟中液化。
因此，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法為制備包含超極 化羧酸或其衍生物的液體組合物的方法，所述方法包括制備包含所述 羧酸、三苯甲基自由基和式(l)的Gd-螯合物的組合物；對(duì)組合物進(jìn)行 動(dòng)態(tài)核極化；并使所述組合物液化。
任選以上組合物包含螯合劑和/或Ca-螯合物。
在本發(fā)明上下文中，術(shù)語"超極化羧酸，，表示已用于制備上述組合 物并且在已進(jìn)行上述方法后超極化的羧酸。術(shù)語"超極化羧酸的衍生 物"表示超極化化學(xué)實(shí)體，該超極化化學(xué)實(shí)體通過在溶解介質(zhì)中溶解超 極化羧酸使組合物液化，使其轉(zhuǎn)化成不同的超極化化學(xué)實(shí)體而從超極 化羧酸衍生。 一個(gè)實(shí)例為在堿中溶解超極化羧酸，并因此使羧基轉(zhuǎn)化 成羧酸鹽基團(tuán)，例如使超極化丙酮酸轉(zhuǎn)化成超極化丙酮酸鹽或使超極 化乙酸轉(zhuǎn)化成超極化乙酸鹽。
通過在DNP過程后使固體組合物溶于適合溶劑或溶劑混合物(例 如含水載體，如緩沖劑溶液)，或使其熔融，任選利用在適合溶劑或溶 劑混合物中的隨后溶解步驟或稀釋步驟，可進(jìn)行液化。用于溶解超極 化固體組合物的適合方法和裝置例如描述于WO-A-02/37132。用于熔 融超極化固體組合物的適合方法和裝置例如描述于WO-A-02/36005。 如果超極化羧酸或其衍生物旨在用作MR顯影劑，則優(yōu)選在含水載體 或適合溶劑中溶解包含超極化羧酸的固體組合物，以得到生理學(xué)上可耐受的溶液。
如前解釋，用于溶解包含超極化羧酸的固體組合物的溶解介質(zhì)也 可為此性質(zhì)，以使超極化的羧酸轉(zhuǎn)化成不同的超極化化學(xué)實(shí)體(衍生 物)。在此情況下，將超極化的羧酸稱為前體。如果例如用包含堿的溶 解介質(zhì)溶解包含超極化羧酸的固體組合物，則將所述超極化的羧酸中 和，并轉(zhuǎn)化成超極化的羧酸鹽。因此，液體組合物中的超極化化合物
為羧酸的鹽，而不再是羧酸本身。
在隨后的任選步驟從液化組合物除去三苯曱基自由基和/或式(1)
的Gd-螯合物和/或任選存在的螯合劑和/或Ca-螯合物和/或Gd-螯合物 (即，為螯合劑或Ca-螯合物與游離Gd3+離子的反應(yīng)產(chǎn)物的Gd-螯合物)。 如果超極化的羧酸或其衍生物旨在活的人或動(dòng)物中用作MR顯影劑， 則優(yōu)選從液化組合物除去三苯曱基自由基、.式(l)的Gd-螯合物和任選 存在的螯合劑和/或Ca-螯合物和/或其Gd-螯合物(后文也稱為"前述化 合物")。
用于除去三苯甲基自由基、式(l)的Gd-螯合物、螯合劑和/或Ca-螯合物和/或Gd-螯合物的方法在本領(lǐng)域已知。通常，可應(yīng)用的方法取 決于已用于制備本發(fā)明方法所用組合物的前述化合物的確切性質(zhì)和 化學(xué)特性。在溶解或熔融包含超極化羧酸的固體組合物時(shí)，三苯甲基 自由基和/或式(l)的Gd-螯合物和/或螯合劑和/或Ca-螯合物和/或Gd-螯合物可能沉淀，因此可很容易地通過過濾從液體組合物分離。是否 發(fā)生沉淀當(dāng)然取決于溶劑和前述化合物的性質(zhì)。
如果不發(fā)生沉淀，則可通過層析分離技術(shù)除去三苯甲基自由基、 式(l)的Gd-螯合物、螯合劑、Ca-螯合物和Gd-螯合物，例如液相層析 (如反相層析)、(固相)萃取或在本領(lǐng)域已知的其他層析分離方法。由于 在液體組合物中超極化羧酸或其衍生物中的極化由于T!松弛衰減，因 此一般優(yōu)選使用能夠在一個(gè)步驟除去所有前述化合物的方法。前述化 合物從液體組合物除去得越快，極化度保持越高。因此，不僅是從待 極化羧酸、三苯甲基自由基和式(l)的Gd-螯合物之間有緊密接觸的觀
26點(diǎn)，而且是從快而有效除去的觀點(diǎn)，有益選擇具有類似化學(xué)性質(zhì)的三 苯甲基自由基和式(l)的Gd-螯合物。這當(dāng)然也適用于選擇螯合物和/
或Ca-螯合物，若是那些化合物用于本發(fā)明方法所用的組合物。如果 例如使用相當(dāng)親油的三苯曱基自由基和相當(dāng)親油的式(i)的Gd-螯合 物，并且任選使用相當(dāng)親油的螯合劑和/或Ca-螯合物，則可全部在一 個(gè)步驟在單一層析柱上通過反相液體層析除去。
在除去前述化合物后，可檢驗(yàn)液體組合物的殘余三苯甲基自由基 和/或式(l)的Gd-螯合物以及任選存在的螯合劑、Ca-螯合物和Gd-螯 合物的殘余量。
由于三苯甲基自由基具有特征UV/可見吸收光譜，因此，可用UV/ 可見吸收測量作為一種方法檢驗(yàn)其在除去后在液體組合物中的存在。 為了得到定量結(jié)果，即在液體組合物中存在的三苯曱基自由基的濃 度，可校準(zhǔn)光學(xué)分光計(jì)，使得在特定波長從液體組合物等分試樣的吸 收得到在液體組合物中相應(yīng)的三苯曱基自由基濃度。
由于在式(l)的Gd-螯合物中存在芳族基團(tuán)，也可用UV/可見吸收 測量作為一種方法檢驗(yàn)式(l)的Gd-螯合物的存在。通過如前面段落所 述校準(zhǔn)分光計(jì)，也可得到定量結(jié)果。如果式(lb)的螯合劑和/或式(lb) 的Ca-螯合物已用于在本發(fā)明的方法中使用的組合物，則由于它們均 包含芳族基團(tuán)，也可用相同的UV/可見吸收測量作為一種方法檢驗(yàn)這 些化合物的存在。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法用于制備液體MR顯影劑， 并且在本發(fā)明的方法中使用的組合物通過溶解液化，優(yōu)選在生理學(xué)上 可耐受的含水載體(如緩沖溶液)中溶解。
在本發(fā)明方法的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述組合物包含13C-丙酮酸(優(yōu)選"C廣丙酮酸)、式(2)的三苯甲基自由基和式(l)的Gd-螯合 物。由于"d-丙酮酸為相當(dāng)親油的化合物，因此優(yōu)選選擇相當(dāng)親油的 式(2)的三苯曱基自由基和相當(dāng)親油的式(l)的Gd-螯合物。
在更優(yōu)選的實(shí)施方案中使用式(2)的三苯甲基自由基，其中M表
27示氫或鈉，Rl相同并且表示-CHrCH2-OCH3，并使用式(l)的Gd-螯合 物，其中Q為H， n為l至3， x為0或l，并且R基團(tuán)(如果存在)在 對(duì)位連接。在很優(yōu)選的實(shí)施方案中，Q為H, n為l至3， x為l，并 且在對(duì)位連接的R為甲基、異丙基、異丁基和叔丁基，最優(yōu)選甲基和 叔丁基。由于在丙酮酸存在下穩(wěn)定，式(l)的這些Gd-螯合物不僅尤其 用于丙酮酸的DNP極化，而且可在單一步驟與式(2)的三苯甲基自由 基一起除去。任選將式(la)的螯合劑和/或式(lb)的Ca-螯合物加入到組 合物。
在此優(yōu)選的實(shí)施方案中，通過在"C-丙酮酸中溶解前述三苯甲基 自由基、式(l)的Gd-螯合物和任選的螯合劑(la)和/或Ca-螯合物(lb) 制備所述組合物。使組合物的組分徹底混合，并使組合物冷卻和/或冷 凍。在動(dòng)態(tài)核極化后，將包含超極化"C-丙酮酸的固體組合物溶解或 熔融，然后轉(zhuǎn)化成超極化的"C-丙酮酸鹽，或者同時(shí)溶解和轉(zhuǎn)化。
在一個(gè)實(shí)施方案中，使包含超極化130丙酮酸的固體組合物與液 體堿反應(yīng)，以使其同時(shí)溶解并轉(zhuǎn)化成"C-丙酮酸鹽，隨后加入緩沖溶 液(優(yōu)選生理學(xué)上可耐受的緩沖溶液)，以完成溶解，并任選使殘余的 "C-丙酮酸轉(zhuǎn)化成"C-丙酮酸鹽。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，堿為 NaOH、 Na2C03或NaHC03的水溶液，更優(yōu)選NaOH的水溶液。緩沖 溶液適合為包含緩沖劑的生理學(xué)上可耐受的緩沖溶液，緩沖劑緩沖于 約pH7至8，例如磷酸鹽緩沖劑(KH2PCVNa2HP04)、 ACES、 PIPES、 咪哇/HCl、 BES、 MOPS、 HEPES、 TES、 TRIS、 HEPPS或TRIC既 優(yōu)選使用TRIS緩沖溶液、檸檬酸鹽緩沖溶液或磷酸鹽緩沖溶液。緩 沖溶液可進(jìn)一步包含諸如EDTA、 DTPA-BMA或DOTA-BOM —類的 螯合劑，以絡(luò)合可能存在的任何游離Gd"離子。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施 方案中，將緩沖溶液和^成混合成一種^M"生溶液，并將此溶液加入到包 含超極化"C-丙酮酸的固體組合物，并使"C-丙酮酸同時(shí)溶解并轉(zhuǎn)化 成130丙酮酸鹽。
優(yōu)選除去上述式(l)的Gd-螯合物、式(2)的三苯甲基自由基和任選
28的式(la)的螯合劑和/或式(lb)的Ca-螯合物，適合通過使用反相液體層 析除去，因?yàn)檫@允許同時(shí)除去所有上述化合物。任選檢驗(yàn)包含超極化"C-丙酮酸鹽的液體組合物的前述殘余化合 物，例如使用前面在本申請中所迷的方法。為了用作體內(nèi)MR顯影劑，包含由本發(fā)明的方法獲得的超極化羧 酸或其衍生物的液體組合物作為一種組合物提供，即，適合給予活的 人或非人動(dòng)物體的顯影介質(zhì)。顯影介質(zhì)優(yōu)選包含生理學(xué)上可耐受的含 水載體，如上述緩沖溶液、水或鹽水。顯影介質(zhì)可進(jìn)一步包含普通的 藥學(xué)上可接受的載體、賦形劑和制劑助劑。因此，顯影介質(zhì)可例如包 含穩(wěn)定劑、重量克分子滲透濃度調(diào)節(jié)劑、增溶劑等。優(yōu)選胃腸外給予所述體(優(yōu)選靜脈內(nèi))包括用于體內(nèi)MR顯影(即在 活的人或非人動(dòng)物體中)的液體組合物的顯影介質(zhì)，所述液體組合物包 含由本發(fā)明的方法獲得的超極化羧酸或其衍生物。一般在檢查下的活人或非人動(dòng)物體位于MR磁體中。專用的 MR-RF-線圈布置成覆蓋感興趣的區(qū)域。顯影介質(zhì)的劑量和濃度將依賴 多種因素，如毒性和給藥途徑。在給藥后小于400s，優(yōu)選小于120s， 更優(yōu)選在給藥后小于60s,尤其優(yōu)選20至50s,施加MR顯影序列來 編碼所感興趣的體積。為了用作用于體外NMR測定或用于離體組織或分離器官的MR 顯影或MR譜的劑，由本發(fā)明的方法獲得的包含超極化羧酸或其衍生 物的液體組合物作為一種組合物提供，即，適用于加入到例如分離蛋 白(如受體、酶)、細(xì)胞培養(yǎng)、從人或非人體得到的樣品(例如血液、尿 或唾液)、離體組織(如生檢組織或分離器官)的顯影介質(zhì)。對(duì)本領(lǐng)域的 技術(shù)人員顯而易見，藥學(xué)上可接受的載體、賦形劑和制劑助劑可存在 于顯影介質(zhì)，但不需要為此目的存在，因此，顯影介質(zhì)優(yōu)選包含含水 載體，如上述緩沖溶液或緩沖溶液的混合物，并且可包含一種或多種 非水溶劑，如DMSO或曱醇(尤其用于體外NMR)?？捎冒ê瑯O化羧酸或其衍生物的液體組合物的顯影介質(zhì)作29為"普通的"MR顯影介質(zhì)，即為解剖學(xué)顯影提供對(duì)比增強(qiáng)。如果超極合物，則可將所述顯影介質(zhì)用于體內(nèi)代謝MR顯影，因此在檢查下提 供組織代謝狀態(tài)的信息。如上所述，丙酮酸鹽是種檬酸循環(huán)中的化合物，因此，可用超極 化的13(3-丙酮酸鹽作為腫瘤顯影的顯影劑，如WO-A-2006/011810所 詳述。另外，用超極化的"C-丙酮酸鹽作為顯影劑評(píng)價(jià)心肌組織的生存 力已詳述于WO-A-2006/054903。本發(fā)明的另一方面為包含羧酸、三苯甲基自由基、式(l)的Gd-螯 合物和任選的螯合劑和/或Ca-螯合物的組合物。優(yōu)選所述組合物用于 動(dòng)態(tài)核極化。所述組合物的優(yōu)選實(shí)施方案，即優(yōu)選的羧酸、三苯曱基 自由基和式(l)的Gd-螯合物，已在本申請前面描述。本發(fā)明的另 一 方面為包含超極化羧酸或其衍生物(優(yōu)選羧酸的 鹽)、三苯甲基自由基、式(l)的Gd-螯合物和任選的螯合劑和/或Ca-螯合物的組合物，其中所述組合物通過動(dòng)態(tài)核極化獲得。在更優(yōu)選的 實(shí)施方案中，所述組合物為通過動(dòng)態(tài)核極化，隨后溶解或熔融由動(dòng)態(tài) 核極化獲得的固體組合物得到的液體組合物。本發(fā)明的另一方面為包含三苯甲基自由基和式(l)的Gd-螯合物的 極化劑。優(yōu)選所述極化劑用于由動(dòng)態(tài)核極化使羧酸極化。本發(fā)明的另一個(gè)方面為式(l)的新的Gd-螯合物其中
n為1至10; x為0至3;
R相同或不同，并且表示氟、直鏈或支化Ci-CV烷基或包含5至 IO個(gè)碳原子的芳族或非芳族環(huán)狀基團(tuán)；并且
Q為H、直鏈或支化CrC6-烷基或包含5至10個(gè)碳原子的芳族或 非芳族環(huán)狀基團(tuán)或
其中n、 x和R如上限定。
式(l)的Gd-螯合物的優(yōu)選實(shí)施方案在本申請前面描述。 本發(fā)明的新Gd-螯合物可用于羧酸的動(dòng)態(tài)核極化，如本申請所述。
然而，它們也可用作MR活性化合物，即在MR顯影所用造影介質(zhì)中
的顯影劑。
本發(fā)明的另 一個(gè)方面為式(l a)的新螯合劑
Q
(la)
其中
n為1至10; x為0至3; R相同或不同，
并且表示氟、直鏈或支化的d-C6-烷基或包含
至10個(gè)碳原子的芳族或非芳族環(huán)狀基團(tuán)，其條件為如果Q為H并且
31x為O,則n為2至10，優(yōu)選2至5，更優(yōu)選2至3;并且
Q為H、直鏈或支化的d-CV烷基或包含5至10個(gè)碳原子的芳族 或非芳族環(huán)狀基團(tuán)或
其中n、 x和R如上限定。
式(la)的螯合劑的優(yōu)選實(shí)施方案與式(l)的Gd-螯合物的優(yōu)選實(shí)施 方案相同，并且在本申請前面描述。
本發(fā)明的另一方面為通過在溶劑中并且在堿存在下使具有受保 護(hù)的羧基的D03A衍生物(優(yōu)選1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環(huán)十二烷)與式(3)的化合物反應(yīng)制備上述式(la)的螯合劑的方 法
其中L為離去基團(tuán)，如鹵素，優(yōu)選為氯，并且Q、 n、 x和R如 以前對(duì)式(la)所限定，隨后除去保護(hù)基。
本發(fā)明的另一個(gè)方面為制備式(l)的Gd-螯合物的方法，所述方法
包括
a)在溶劑中并且在堿存在下使具有受保護(hù)的羧基的D03A衍生物 (優(yōu)選l,4,7-三(叔丁氧基羰基曱基)-l,4,7,10-四氮雜環(huán)十二烷)與式(3)的
化合物反應(yīng)<formula>formula see original document page 32</formula>
其中L為離去基團(tuán)，如鹵素，優(yōu)選為氯，并且Q、 n、 x和R如 以前對(duì)式(l)所限定b)除去保護(hù)基；和
e)使步驟b)的反應(yīng)產(chǎn)物與Gd"-化合物(優(yōu)選GdCl3)在溶劑(優(yōu)選水) 中反應(yīng)。
本發(fā)明的另 一方面為一種試劑盒，所述試劑盒包括《吏用i兌明書和 包含用于動(dòng)態(tài)核極化的組合物的一個(gè)或多個(gè)小瓶，所述組合物包含羧 酸、三苯曱基自由基和式(l)的Gd-螯合物，并且進(jìn)一步任選包含螯合 劑和/或Ca-螯合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述試劑盒包括包含組合物 的單個(gè)小瓶，所述組合物包含羧酸、三苯甲基自由基和式(l)的Gd-螯 合物及任選的螯合劑和/或Ca-螯合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述試 劑盒包含第一小瓶和第二小瓶，第一小瓶包含含有羧酸和三苯甲基自 由基的組合物，第二小瓶包含式(l)的Gd-螯合物和任選的螯合劑和/ 或Ca-螯合物。第一小瓶和第二小瓶的內(nèi)容物在動(dòng)態(tài)核極化之前混合。 小^l中的組合物可以為干燥物質(zhì)的組合物，即所有化合物均可為固 體。或者，組合物可以為液體組合物，即，可將化合物溶于溶劑，或 者如果化合物之一為液體，可將各化合物溶于所迷液體化合物。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的試劑盒包括使用說明書和包 含用于動(dòng)態(tài)核極化的組合物的小瓶，所述組合物包含"C-丙酮酸(優(yōu)選 。C-丙酮酸)、式(2)的三苯甲基自由基、式(l)的Gd-螯合物和任選的螯 合劑和/或Ca-螯合物。
實(shí)施例
實(shí)施例la合成三苯甲基自由基三(8-氯基-2，2,6，6-(四(甲氧基乙基) 苯并-[l，2-4，5'j雙-(l，3)二硫雜環(huán)戊二烯-4-基)甲基鈉鹽，式(2)的三苯甲 基自由基
在氬氣氣氛下，使根據(jù)W0-A1-98/39277的實(shí)施例7合成的10g (70mmol)三(8-羧基-2,2,6,6-(四(羥基乙基)苯并-[l,2-4，5'〗-雙-(l,3)-二硫 雜環(huán)戊二烯-4-基)甲基鈉鹽懸浮于280ml 二甲基乙酰胺。加入氫化鈉 (2.75g),隨后加入甲基碘(5.2ml)，并使輕微放熱的反應(yīng)在34°〇水浴中
33進(jìn)行1小時(shí)。加入氫化鈉和曱基碘重復(fù)兩次，各化合物量相同，并且
在最后加入后，在室溫?cái)嚢杌旌衔?8小時(shí)，然后倒入500ml水中。 用40ml 1MNaOH(含水)將pH調(diào)節(jié)到pH>13,并將混合物在環(huán)境溫度 攪拌15小時(shí)，以使生成的甲酯水解。然后用50ml2MHCl(含水)將混 合物酸化至pH約2，并用乙酸乙酯萃取3次(500ml和2x200ml)。合 并的有機(jī)相經(jīng)Na2S04干燥，然后蒸發(fā)至干。粗產(chǎn)物(24g)用乙腈/水作 為洗脫液通過制備HPLC純化。使收集的部分蒸發(fā)，以除去乙腈。剩 余的水相用乙酸乙酯萃取，有機(jī)相經(jīng)Na2S04干燥，然后蒸發(fā)至干。 將水(200ml)加入到殘余物，用0.1MNaOH(含水)將pH小心調(diào)節(jié)至7， 在此過程中殘余物緩慢溶解。中和后，將水溶液冷凍干燥。
實(shí)施例2合成1，4，7-三(羰基曱基)-10-((4-叔丁基)-芐基氨基羰基 甲基)-l，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷，式(la)的螯合劑
所有化學(xué)藥品購自Sigma-Aldrich或Fluka。如WO-A-96/28433所 述制備1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環(huán)十二烷。 2a制備2-氯-N-(4-叔丁基苯基甲基)-乙酰胺
在室溫向市售的二氯曱烷(100ml)中4-叔丁基芐基胺(8.16g， 50mmol)和碳酸鉀(7.95g， 57.5mmol)的懸浮體滴加二氯曱烷(25ml)中 2-氯乙酰氯(6.21g， 55mmol)的溶液。在室溫?cái)嚢璺磻?yīng)混合物30分鐘 后，使反應(yīng)混合物回流4小時(shí)。使反應(yīng)混合物冷卻并加入水(100ml)。 使相分離，有機(jī)相經(jīng)MgS04千燥，并在真空中蒸發(fā)。標(biāo)題化合物作為 白色結(jié)晶物質(zhì)得到，所述物質(zhì)無需進(jìn)一步純化即可用于下一步驟。
2b制備1，4，7-三(叔丁氧基羰基甲基)-10-((4-叔丁基)-千基氨基羰 基甲基)-l,4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷
將乙腈(100ml)中1，4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-1,4,7,10-四氮雜環(huán) 十二烷(7.57g， 12.7mmo1)、從實(shí)施例2a得到的2-氯-N-(4-叔丁基苯基 甲基)-乙酰胺(3.60g， 15mmol)和碳酸鉀(5.53g， 40mmol)的反應(yīng)混合物加熱到75。C,并在氮?dú)鈿夥障聰嚢柽^夜。將反應(yīng)混合物冷卻到室溫并 且過濾。使濾液在真空中蒸發(fā)，殘余物經(jīng)過快速層析(二氧化硅，
MeOH/CHCl3)。將包含產(chǎn)物的部分合并，并在真空中蒸發(fā)，得到標(biāo)題 化合物，為一種在々者存時(shí)結(jié)晶的黃色油。
2c 1，4，7-三(羰基曱基)-10-((4-叔丁基)芐基#^羰基甲基)-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷
將來自實(shí)施例2b的1,4,7-三(叔丁氧基羰基甲基)-10-((4-叔丁基)-芐基氨基羰基甲基)-l,4,7,10-四氮雜環(huán)十二烷(3.59g， 5mmol)在氮?dú)鈿?氛下溶于三氟乙酸(25ml)。在室溫?cái)嚢璺磻?yīng)過夜，然后在真空中蒸發(fā)。 將殘余物溶于水(lOml)，并在真空中蒸發(fā)。使殘余物重新溶于水(lOml)， 加入交聯(lián)的聚4-乙烯基吡啶(ReillexTM425， 5.2g)，并在過濾前攪拌混 合物20分鐘。使濾液經(jīng)過冷凍干燥，得到標(biāo)題化合物，為一種白色 吸濕物質(zhì)。
以類似方式，從以下胺和Rx-取代的胺開始制備式(la)的其他螯合
劑
.4-甲基卡基胺，得到式(la)的螯合劑，其中n為1， x為1,并且 R為甲基；
.4-乙基卡基胺，得到式(la)的螯合劑，其中n為1， x為1，并且 R為乙基；
.4-異丙基千基胺，得到式(la)的螯合劑，其中n為1， x為1,并 且R為異丙基；
.2,4,6-三甲基芐基胺，得到式(la)的螯合劑，其中n為1， x為3， 并且所有的R均為在鄰位和對(duì)位連接的甲基；
*3,5-二曱基芐基胺，得到式(la)的螯合劑，其中n為l, x為2， 并且所有的R均為在間位的甲基
.4-苯基千基胺，得到式(la)的螯合劑，其中n為1, x為1,并且 R為苯基-4-氟千基胺，得到式(la)的螯合劑，其中n為l, x為l，并且R
為F
苯基丙基胺，得到式(la)的螯合劑，其中n為3，并且x為O 芐基胺，得到式(la)的螯合劑，其中n為l，并且x為O
實(shí)施例3制備1，4，7-三0tt甲基)-10-((4-叔丁基)芐基Jl^tt甲 基)-l，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷合釓，式(l)的Gd-螯合物
在室溫水(1 Oml)中溶解1,4,7-三(羰基曱基)-l 0-((4-叔丁基)-千基氨 基羰基甲基)-l,4,7,10-四氮雜環(huán)十二烷(1.10g， 2mmol)和GdCl3六水合 物(0.74g， 2mmo1)。將反應(yīng)混合物加熱到90。C并攪拌2小時(shí)，通過加 入1M含水NaOH將pH連續(xù)調(diào)節(jié)至7。然后將反應(yīng)混合物冷卻到室 溫，并將pH調(diào)節(jié)至9(含水NaOH， 1M)。過濾得到的不透明混合物， 并通過加入含水HC1(1M)將pH調(diào)節(jié)至7。使混合物經(jīng)過冷凍干燥，得 到標(biāo)題化合物，為 一種白色結(jié)晶物質(zhì)。
以類似方式，從以下式(la)的螯合物開始制備式(l)的其他Gd-螯
合物
式(la)的螯合劑，其中n為l， x為l，并且R為甲基；
式(la)的螯合劑，其中n為l， x為l,并且R為乙基；
式(la)的螯合劑，其中n為l， x為l,并且R為異丙基；
式(la)的螯合劑，其中n為l， x為3，并且所有的R均為在鄰
位和對(duì)位連接的甲基；
式(la)的螯合劑，其中n為l， x為2，并且所有的R均為在間
位的甲基
式(la)的螯合劑，其中n為l， x為l，并且R為苯基 式(la)的螯合劑，其中n為1， x為1,并且R為F 式(la)的螯合劑，其中n為3，并且x為O 式(la)的螯合劑，其中n為l，并且x為O實(shí)施例4在沒有式(l)的Gd-螯合物存在下制備超極化"CV丙酮 酸鹽的溶液(比較實(shí)施例)
通過在Bd-丙酮酸(164^U)中溶解三苯甲基自由基制備一種組合 物，所述組合物具有15mM實(shí)施例的三苯甲基自由基。將組合物混 合至均勻，放入探針保持容器，并插入DNP極化器中。
在用微波(93.950GHz)照射下，使組合物在1.2K在3.35T磁場中 DNP條件下極化。通過13C-NMR監(jiān)測固態(tài)極化，并且繼續(xù)極化，直 到達(dá)到22%最大極化，即在顯示NMR信號(hào)-時(shí)間的曲線圖中得到飽和 曲線。
使用WO-A-02/37132的溶解裝置，將包含超極化"d-丙酮酸的 固體組合物溶于氫氧化鈉、三(羥基曱基)氨基曱烷(TRIS)和 ETDA(0.3mM)的水溶液，以得到超極化"d-丙酮酸鈉的中性溶液。將 層析柱與溶解裝置串聯(lián)。柱由包含Varian提供的疏水填充材料 (Bondesil-C18, 40UM Part 12213012)的柱體(D-38mm; h=10mm) 組成。迫使溶液通過選擇性吸附三苯甲基自由基的柱。過濾后的溶液 用UV分光光度計(jì)在469nm分析，并將殘余的三苯甲基自由基濃度測 定到低于O.lnM檢出限。
實(shí)施例5在式(l)的Gd-螯合物存在下制備超極化"C,-丙酮酸鹽 的溶液
具有15mM實(shí)施例1的三苯甲基自由基、1.5mM式(l)的Gd-螯合 物和3mM相應(yīng)的式(la)的螯合劑的組合物通過在"C廣丙酮酸(164^d) 中溶解前述化合物制備。將組合物混合至均勻，放入探針保持容器， 并插入DNP極化器中。
用以下化合物作為式(l)的Gd-螯合物
Gd-螯合物A:式(l)的Gd-螯合物，其中n為l， x為l，并且R
為甲基；
Gd-螯合物B:式(l)的Gd-螯合物，其中n為l, x為l，并且R為叔丁基；
Gd-螯合物C:式(l)的Gd-螯合物，其中n為3，并且x為0;和 Gd-螯合物D:式(l)的Gd-螯合物，其中n為l，并且x為0 式(la)的相應(yīng)螯合劑為
螯合劑A:式(la)的螯合劑，其中n為1， x為1，并且R為甲基； 螯合劑B:式(la)的螯合劑，其中n為l, x為l,并且R為叔丁
基；
螯合劑C:式(la)的螯合劑，其中n為3，并且x為0;和 螯合劑D:式(la)的螯合劑，其中n為l，并且x為0 如實(shí)施例4中所述進(jìn)行DNP極化和固態(tài)極化的檢測。 經(jīng)檢測，對(duì)包含以下組分的組合物得到的最大固態(tài)極化如下 Gd-螯合物A: 31%極化 Gd-螯合物B: 29%極化 Gd-螯合物C: 34%極化 Gd-螯合物D: 34%極化
因此，與實(shí)施例4中得到的極化比較，通過將式(l)的Gd-螯合物 加入到要被極化的組合物，可提高極化約31-55%。
使用WO-A-02/37132的溶解裝置，將包含超極化"d-丙酮酸的 固體組合物溶于氫氧化鈉和三(羥基曱基)氨基曱烷(TRIS)及 DTPAB-MA(1.5mM)的水溶液，以得到超極化"C廣丙酮酸鈉的中性溶 液。將層析柱與溶解裝置串聯(lián)。柱由包含Varian提供的疏水填充材料 (Bondesil隱C18， 40UM Part #: 12213012)的柱體(D-38mm; h-10mm) 組成。迫使溶液通過選擇性吸附三苯甲基自由基、式(l)的Gd-螯合物 和相應(yīng)螯合劑的柱。在過濾后，溶液用UV分光光度計(jì)在469nm分析， 并測定殘余的三苯甲基自由基、式(l)的Gd-螯合物和相應(yīng)螯合劑的濃 度。發(fā)現(xiàn)三苯甲基自由基的濃度低于O.lpM檢出限，式(l)的Gd-螯合 物和相應(yīng)螯合劑的濃度低于10pM檢出限。
38
權(quán)利要求
1. 一種式(1)的Gd-螯合物其中n為1至10；x為0至3；R相同或不同，并且表示氟、直鏈或支化C1-C6-烷基或包含5至10個(gè)碳原子的芳族或非芳族環(huán)狀基團(tuán)；并且Q為H、直鏈或支化C1-C6-烷基或包含5至10個(gè)碳原子的芳族或非芳族環(huán)狀基團(tuán)或其中n、x和R如上限定。
2.權(quán)利要求1的Gd-螯合物，其中Q為H或<formula>formula see original document page 2</formula>并且R相同或不同，并且為氟、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁 基、異丁基、叔丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、甲基環(huán)戊基、曱基環(huán)己基、 千基、苯基或甲苯基。
3. 權(quán)利要求l或2的Gd-螯合物，其中x為l,并且R在對(duì)位連 接，優(yōu)選其中R在對(duì)位連接，并且為氟、曱基、異丙基、異丁基和叔 丁基。
4. 權(quán)利要求1的Gd-螯合物，其中x為0，并且n為1至5,優(yōu) 選1至3。
5. —種組合物，所述組合物包含羧酸、三苯曱基自由基和權(quán)利要 求1至4的式(l)的Gd-螯合物。
6. 權(quán)利要求5的組合物，所述組合物進(jìn)一步包含螯合劑和/或Ca-螯合物。
7. 權(quán)利要求5和6的組合物，所述組合物用于動(dòng)態(tài)核極化。
8. 權(quán)利要求5至7的組合物，其中所述羧酸為內(nèi)源化合物或其前前體。
9. 權(quán)利要求5至8的組合物，其中所述羧酸為馬來酸、乙酸、富 馬酸、丙酮酸、丙二酸、琥珀酸、草酰乙酸、乳酸、a-酮基戊二酸、 煙酸、丙氨酸、甘氨酸、半胱氨酸、脯氨酸、酪氨酸、肌氨酸、GABA 和高半胱氨酸。
10. 權(quán)利要求5至9的組合物，其中所述羧酸經(jīng)同位素增濃，優(yōu) 選"N和/或^C-增濃，更優(yōu)選"C-增濃。
11. 權(quán)利要求5至10的組合物，其中所述三苯甲基自由基為基于 氧、基于硫或基于碳的穩(wěn)定三苯甲基自由基。
12. 權(quán)利要求5至11的組合物，其中所述三苯甲基自由基為式(2) 的自由基<formula>formula see original document page 4</formula>其中M表示氫或1當(dāng)量的陽離子；并且Rl相同或不同，表示直鏈或支化C!-Q-烷基或基團(tuán)-(CH2)n-X-R2,其中n為1、 2或3;X為O或S;并且R2為直鏈或支化d-Cr烷基。
13. —種組合物，所述組合物包含超極化羧酸或其衍生物、三苯 曱基自由基和權(quán)利要求1至4的式(l)的Gd-螯合物。
14. 權(quán)利要求13的組合物，所述組合物進(jìn)一步包含螯合劑和/或 Ca-螯合物。
15. —種極化劑，所述極化劑包含三苯曱基自由基和權(quán)利要求1 至4的式(l)的Gd-螯合物。
16. 權(quán)利要求15的極化劑，所述極化劑用于羧酸動(dòng)態(tài)核極化。
17. —種制備固體超極化羧酸的方法，所述方法包括制備包含羧 酸、三苯甲基自由基和權(quán)利要求1至4的式(l)的Gd-螯合物的組合物， 并且對(duì)所述組合物進(jìn)行動(dòng)態(tài)核極化。
18. 權(quán)利要求17的方法，其中隨后使得到的固體超極化羧酸液 化，因此產(chǎn)生包含超極化羧酸或其衍生物的液體組合物。
19. 權(quán)利要求17和18的方法，其中所述組合物進(jìn)一步包含螯合 劑和/或Ca-螯合物。
20. —種用于動(dòng)態(tài)核極化的試劑盒，所述試劑盒包括使用說明書 和包含權(quán)利要求5至12的組合物的一個(gè)或多個(gè)小瓶。
21. —種制備權(quán)利要求1至4的式(l)的Gd-螯合物的方法，所述 方法包括a)在溶劑中并且在堿存在下使具有受保護(hù)的羧基的D03A衍生物 與式(3)的化合物反應(yīng) (3)其中L為離去基團(tuán)，并且Q、 n、 x和R如權(quán)利要求1至4限定；b) 除去保護(hù)基；和c) 使步驟b)的反應(yīng)產(chǎn)物與Gc^-化合物在溶劑中反應(yīng)。
22. —種式(la)的螯合劑<formula>formula see original document page 5</formula>其中n為1至10 x為0至3;并且R相同或不同，并且表示氟、直鏈或支化的d-C6-烷基或包含5 至IO個(gè)碳原子的芳族或非芳族環(huán)狀基團(tuán)，其條件為如果Q為H并且 x為0, n為2至10;并且Q為H、直鏈或支化的d-C6-烷基或包含5至10個(gè)碳原子的芳族 或非芳族環(huán)狀基團(tuán)或其中n、 x和R如上限定。
23. —種制備權(quán)利要求22的式(la)的螯合劑的方法，所述方法包括在溶劑中并且在堿存在下使具有受保護(hù)的羧基的D03A衍生物與 式(3)的化合物反應(yīng)Q其中L為離去基團(tuán)，并且Q、 n、 x和R如權(quán)利要求21限定;并且隨后除去保護(hù)基。
全文摘要
本發(fā)明涉及羧酸的動(dòng)態(tài)核極化(DNP)的改良方法及用于所述方法的化合物和組合物。
文檔編號(hào)A61K31/555GK101506179SQ200780031693
公開日2009年8月12日 申請日期2007年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月30日
發(fā)明者C·格洛加德, M·薩寧, R·瑟文 申請人:通用電氣醫(yī)療集團(tuán)股份有限公司