金属螯合配合体在诊断药物中用作衬比剂。金属原子与螯合配合体结合可分别促进X-射线成像、放射核素成像、超声成像和磁共振成像。例如，螯合配合体与99mTc、111In、67Ga、140La、169Yb、68Ga、90Y、188Re、152Sm或其它放射活性金属离子制备成螯合复合物时，它可变成放射药物。当分子量高于碘的镧系元素、钽、铋或其它元素的稳定同位素与螯合配合体复合时，得到的复合物能充分吸收X-射线，起X-射线衬比剂的作用。在某些情况下，用于X-射线成像的试剂能充分地吸收、反射或消散超声辐射，可用作超声试剂。如果螯合配合体与具有对称电子基态的顺磁金属原子（例如Gd+3和八面体Mn+2、Fe+3、Cr+3）复合，得到的复合物可用作自旋张弛催化剂，作为衬比剂用于磁共振成像（也称NMR成像）。如果螯合剂与具有不对称电子基态的顺磁金属原子例如镝（Ⅲ）、钬（Ⅲ）和铒（Ⅲ）复合时，得到的复合物在磁共振成像或体内光谱学的磁共振中用作化学位移剂。此外，如Villringer等人所述，任何顺磁金属离子复合物由于其磁敏感性，均可用作衬比剂（参见Magnetic Resonance in Medicine，6，164-174，1988）。 螯合配合体也可是双重功能的，即：它们能够牢固地与金属离子结合而形成螯合物，同时具有第二种功-给予其理想的化学、物理和/或生物性质。螯合剂的理想的物理性质各不相同，它取决于金属螯合物的诊断或治疗目的。通常对所有用途而言，理想的物理性质是对与螯合剂结合金属的高亲合力及易于合成。期望使用金属螯合物作为NMR成像或一般目的的X-射线成像的衬比介质时，理想的物理性质是高的水溶解性和配成药物溶液后与人体血液尽可能接近的粘度和渗透压度。此外，在自旋张弛催化剂的具体情况下，最大可能地张弛性是理想的。本文所用的张弛性应理解为每摩尔复合物改变成像核的张弛时间的效果。
人血的渗透压度为0.3 Osmol/kg水，对于注射衬比介质的有害的耐受反应，高渗透压度是公知的贡献者;较新的X-射线剂的低渗透压度是由于它们是非离子分子（净总电荷为零），参见下列文献：
Shehadi，W.H.;“Contrast media adverse reactions：occurrence，reoccurrence and distribution patterns”，Radiol，1982，143，11-17.Bettman，M.A.;“Angiographic contrast agents;conventional and new media compared”，Am.J.Roentgen，1982，139，787-794.Bettman，M.A.and Morris，T.W.;Recent advances in contrast agents，Radiol.Clin.North Am.，1986，24，347-357.
先有技术中使用的许多钆基NMR试剂具有负的净总电荷，因此它们的水配制溶液有高的渗透压度。例如Gd（DTPA）2（其中DTPA代表二亚乙基三胺五乙酸）作为N-甲基还原葡糖胺盐配制成0.5M的水溶液使用。该溶液的渗透压度是1.6-2.0 Osmol/kg水。新的非离子Gd复合物在U.S.4，859，451和4，687，659中描述过。本发明的更佳的新轧复合物是非离子的，它们不是盐。这些非离子钆复合物当配制成0.5M水溶液时，该水溶液的渗透压度是0.3-0.6 Osmol/kg水。除了通常的组织分配和经肾路排泄外，该复合物应不与机体发生反应，长期使用在组织中没有或很少有Gd金属沉积。大环氨基羧化物的Gd复合物在化学上通常比线形氨基羧化物的Gd复合物更惰性，参见下列文献：
P.Wedeking and M.Tweedle，Nucl.Med.Biol.，15，395-402，1988;M.Tweedle et al.，Magn.Reson.Imog.，9，409-415，1991;and M.Tweedle，“Contrast and Contrast Agents in Magnetic Resonance Imaging”，edited by P.A.Rink，European Workshop on Magnetic Resonance in Medicine，1989。
因此，Gd的优选的氨基羧化物配合体是大环氨基羧化物类的成员，而且是非离子的。这些性质对于NMR成像是重要的，此外，通过改变化学结构使金属螯合能力增加从而影响水质子的张弛时间，可增加NMR成像剂的效果。
在放射药物成像中，所给的剂量相当小，所以药物制剂的物理性质与人血的物理性质的一致性并不十分重要，在这种情况下，生物专一性更重要。具体地讲，可以使用金属99mTc和具有生物活性存在的螯合配合体（例如：胆酸、脂肪酸、氨基酸、肽、蛋白或已知能与体内受体结合的许多化合物之一）。NMR衬比介质也可以利用生物专一性。
在放射药物治疗中，金属离子可以选自本专业已知的那些金属离子，例如90Y、188Re、和153Sm。对此目的，螯合配合体通常共价地与疾病专一实体（例如单克隆抗体）结合。当这种金属-螯合剂-抗体结合物注入人体时，它集中在疾病部位，通常是恶性肿瘤。在这方面应用中，螯合配合体必须含有反应性官能团，该官能团允许在螯合配合体和抗体间形成共价键。反应性官能团的重要特征如下：（1）它必须是共价地连到螯合剂上，以便其不明显降低该螯合剂对金属离子的亲合力;（2）它必须允许以高产率合成金属-螯合剂-抗体结合物，所形成的结合物对其抗原应具有最大的亲合力，由于共价地连接金属-螯合剂，所述亲合力降低最小;（3）它最好应能允许当金属-螯合剂-抗体结合物在体内分解或代谢时，放射活性金属螯合剂能迅速排泄和/或最理想地测定其剂量。
当金属是非放射活性的和顺磁的，例如钆（Ⅲ）时，双重功能的螯合物作为衬比剂用于磁共振成像中，所述螯合剂或者作为分离的分子，或者与物质结合，例如与脂、糖、醇、但酸、脂肪酸、键合受体的配合体、氨基酸、肽、多肽、蛋白和单克隆抗体。当金属是放射活性的例如钇（Ⅲ）（90Y）时，双重功能螯合物用于放射治疗中标记单克隆抗体。当金属是99mTc、111In、201T1、67Ga、68Ga等时，螯合物用于放射药物成像。
两个普通方法已用来由螯合剂制备双重功能螯合物。在第一个方法中，将多氨基、多羧酸螯合剂的一个或多个羧酸基团活化，将其转变成活化基团，例如分子内的或混合的酸酐、活化酯（如对硝基苄基酯，N-羟基琥珀酰亚胺等）或专业人员公知的其它衍生物。活化过的羧酸基团然后与蛋白反应。金属离子再加成到蛋白-螯合剂复合物上。
该方法存在两个问题。首先，由于使用潜在的供体基团，与蛋白反应的羧酸不仅降低螯合强度，而且贡献化学易变性给金属离子。由于该螯合配合体具有反应活性不同的几种羧化物，这就产生了第二个问题。当该螯合配合体与活化剂结合时，由于不能充分控制活化基团的数目和化学位置，故可产生多种结果。当将这些不同活化的螯合配合体混合物加到蛋白上时，可形成可变的和不确定的螯合强度蛋白-螯合剂复合物。此外，螯合剂上羧酸的多种活化导致分子内和分子间交联，这是降低免疫专一性的主要原因。通过分离由活化剂与螯合配合体反应形成的所有产物能克服上述问题，但此方法是非常费力的，而且使整个合成效率极低。
制备双重功能螯合物的第二种方法是用活性一致的官能团（例如异硫氰酸酯）制备螯合配合体，将其连到螯合配合体的基本不降低强度的某一位置上，螯合配合体用它键合金属离子。一篇标题为“DTPA和EDTA的1-（对异硫氰酸基苄基）衍生物的合成，抗体标记和肿瘤研究”的文章解释了上述的第二种方法，参见：Martin W.Brechbiel，Otto A.Gansow，Robert W.Atcher，Jeffrey Schlom，Jose Esteban，Diane E.Simpson，David Colcher，Inorganic Chemistry，1986，25，2772
美国专利4885363号也描述了这些方法，他们特别应用于非离子的大环氨基羧化物。
下述文献描述了下式化合物;
在磁共振成像中，该化合物用于螯合顺磁离子，尽管张弛性是可接受的，但该化合物水溶性很差。所述文献是：
Wedeking et al.，“Biodistribution and Excretion of New Gd-Complexes in Mice”，Abstracts of the 8th Annual Meeting of the Society of Magnetic Resonance in Medicine，801，1989.
本发明目的之一是提供新的金属-螯合配合体。
本发明目的之二是提供新的非离子的金属螯合复合物。
本发明目的之三是提供金属螯合配合体，当该配合体与比碘重的金属（例如：Ba、Ta、Pb、Bi、镧系金属）复合时，它是有效的X-射线衬比剂。
本发明目的之四是提供金属螯合配合体，当其与γ放射核素（例如99mTc或111In）复合时，是有效的成像放射药物。
本发明目的之五是提供金属螯合配合体，当其与β或α放射核素（例如90Y、153Sm、188Re、212Bi）复合时，是有效的治疗性放射药物。
本发明目的之六是提供金属螯合配合体，它的金属螯合复合物的水溶液具有低的渗透压度。
本发明目的之七是提供金属螯合配合体，它的金属螯合复合物具有低的急性毒性。
本发明目的之八是提供金属螯合配合体，当其与顺磁金属原子复合时，在磁共振成像中它是有效的张弛催化剂。
本发明目的之九是提供双重功能的金属螯合配合体，它具有共价地结合到蛋白质或其它生物活性分子上去的能力，因此将生物专一性给予了该金属螯合复合物。用上述方法可完成本文描述的新分子的转变，成为双重功能的螯合物。
本发明的目的之十是提供具有较高张驰性的新的金属复合物。
本发明目的之十一是提供双重功能的金属螯合配合物，该配合体在热力学上是稳定的，动力学上是惰性的，并且需要时，在电学上是中性的。
会受到本发明实施者赞赏的上述和其它目的可通过下法达到：在氨基羧化物配合体的氮原子之一上用下式Ⅰ的取代芳酰胺部分进行取代：
式中
A1是-（CH2）m′或单键;
（CH2）m和（CH2）m′可分别用烷基或羟烷基取代;
R13是氢，烷基，芳烷基，芳基，烷氧基，羟烷基;
R1和R2各自是氢，烷基，-NO2，-NH2，-NH-C（S）-NHR12，NCS，-CO-NR3R4，-NR3COR9，其中R9是烷基或羟烷基，前提是至少R1和R2中之一必须不是氢;
R3和R4分别是氢，烷基，芳烷基，芳基，烷氧基和羟烷基;
R12是氢，烷基或羟烷基;
m和m′分别是1至5;
及其多聚体形式。
A1是单键的那些化合物是优选的。
说明书中所用“烷基”和“烷氧基”指的是直链和支链基团，含1至5个碳原子的基团是优选的，最优选的烷基是甲基。
说明书中用的“芳基”指的是苯基和取代的苯基。优选的取代苯基是用1，2或3个囟素、羟基、羟烷基、烷基、烷氧基、氨甲酰基、羧酰胺基、酰氨基或羧基取代的那些基团。
“羟烷基”指的是带有基团R-OH的直链和支链烷基，例如-CH2-CH2OH、-CH2CHOHCH2OH、-CH（CH2OH）2等。这些化学是专业人员熟知的，参见：
Sovak，M.，editor Radiocontrast Agents，Springer-Venlag，1984，pp.1-125.
如上所述，用式Ⅰ的取代芳酰胺部分可提供本专业公知的氨基羧化物核，以得到本发明的新化合物。
具有取代芳酰胺部分的新氨基羧化物实例包括下列各式化合物：
在式Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc和Ⅰd中，m、R13、A1、R1、R2和R16的定义同上述式Ⅰ中定义，另外
X1是-COOY1，PO3HY1或-CONHOY1;
Y1是氢原子，金属离子当量和/或无机或有机碱或氨基酸的生理学上生物适合的阳离子;
A2是
其中X1的定义同上;
每个R5是氢或甲基;
R6和R7一起代表亚丙基或亚丁基，或者分别是氢原子，低级烷基（例如1-8碳），苯基，苄基，或者R6是氢原子和R7是-（CH2）p-C6H4-W-蛋白，其中p是0或1，W是-NH-，-NHCOCH2-或-NHCS-，蛋白代表蛋白残基;
n是1，2或3;
Z是氧原子或硫原子，或者是基团NCH2X1或NCH2CH2OR8，其中X1的定义同前和R8是C1-8烷基;
V是X1或是-CH2OH，-CONH（CH2）rX1或-COB，其中X1的定义同上，B是蛋白或脂残基，r是整数1-12，或者当R5、R6和R7都是氢时，两个V一起形成下式基团
其中X1的定义同前，W是1、2或3，前提是至少两个取代基Y1代表元素的金属离子当量，所述元素的原子序数为21-29，42，44，或57-83;1至4个M，优选2或3个M，最好3个M是-OH，其余的分别是-OR13，-NH2，-NHR10和/或NR10R′10，其中R10和R′10选自可被取代的多至18个碳原子的有机烷基。
式Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc和Ⅰd化合物及其盐可以与顺磁金属原子复合，用作磁共振成像的张弛促进剂。这些试剂当给予哺乳宿主（例如人类）时，以各种浓度分配于不同的组织。并催化由于吸收了来自磁共振成像仪的射频能量而激发的质子（组织中）的张弛。当用磁共振成像仪扫描宿主时，激发质子张弛速率的加速提供了不同衬比的图像。磁共振成像仪用于记录各种时间点的图像，通常是所述试剂经予之前和之后，由组织中试剂的存在而产生的图像差异用于诊断。在质子核磁共振成像中，顺磁金属原子例如钆（Ⅲ），八面体锰（Ⅱ），铬（Ⅲ）和铁（Ⅲ）（都是具有对称电子构型的顺磁金属原子）作为式Ⅰ配合体的复合金属是优选的，钆（Ⅲ）是最优选的，因为当与适宜的配合体复合时，它具有最高的顺磁性，低的毒性和协调水的高易变性。
本发明的金属螯合配合体能够与镧系金属（原子序数58-71）复合，并且在磁共振成像或体内光谱学的磁共振中用作化学位移剂。
尽管本发明金属螯合配合体的上述用途是优选的，但诊断领域的工作者鉴赏下述用途：本发明的配合体可与适宜金属复合，在X射线成像、放射核素成像和超声成像中用作衬比剂。
本发明的配合体要用于成像的话，它们必须首先与适当的金属复合。这可按本专业公知的方法学进行。例如：将金属以氧化物或囟化物或醋酸盐形式加入水中，用等摩尔量的本发明配合体处理。配合体以水溶液或混悬液形式加入。必要时可加入稀酸或碱以维持中性PH。有时需要在高达100℃的温度下加热多至4小时，这取决于金属和螯合剂及它们的浓度。
本发明配合体的金属复合物的药学上可接受盐也可用作成像剂。所述盐可按下法制得：用一种碱（例如碱金属氢氧化物，葡甲胺或精氨酸）中和上述制备的金属复合物溶液。某些金属复合物形式上是无电荷的，不需要阳离子作为抗衡离子。这样的中性复合物作为静脉给药的X射线和NMR成像剂比有电荷复合物优越，因为它们的较低渗透压度可提供更大生理耐受的溶液。
可将螯合复合物的无菌水溶液以口服、膜内和最好静脉给药形式给予哺乳动物（例如人类），浓度为0.003-1.0摩尔。例如：将磁共振成像用于狗脑损伤的显影，以每公斤动物体重0.05-0.5毫摩尔，最好以每公斤体重0.1-0.3毫摩尔的剂量静脉给予式Ⅰ配合体的钆复合物。就肾显影而言，剂量最好是0.05-0.25毫摩尔/公斤体重。心脏显影的剂量最好是0.25-1.0毫摩尔/公斤体重。制剂的PH是约6.0-8.0，优选6.5-7.5。制剂中可存在生理学上可接受的缓冲剂（例如：三（羟甲基）氨基甲烷）和其它生理学可接受的添加剂（例如稳定剂，如对羟苯甲酸酯类）。
最好利用双重清除赋形剂，例如：共同未决申请U.S.Ser NO.682487（1991.4.9日提交，标题为;“金属螯合衬比剂的双功能赋形剂”）中所述的赋形剂。这些赋形剂的通式为
式中X和X′分别是Ca或Zn;L′是有机配合体，它可不同或相同于用于复合金属的配合体;m和n分别是1，2或3。
双功能金属螯合配合体可与单克隆抗体或其碎片结合，用于放射治疗中。单克隆抗体是十分有用的，当它们以放射核素为目标用于癌或肿瘤时具有极大的专一性。R1不是氢的本发明化合物然后连于单克隆抗体或其碎片上。
将双功能螯合物连接到抗体或抗体碎片上的方法是本领域公知的（Brechbiel，文献同前），它首先取决于具体的双功能螯合物，其次取决于抗体或其碎片。例如：当式Ⅰ化合物是R1＝H，R2＝-NCS或-NH-C（S）NHR12时，将10μl式Ⅰ螯合剂的5.0mM水溶液与0.5ml单克隆抗体（5.0mg/ml，B72.3，可以Damon Biotech公司买到）在PH8.5的50mM Hepes缓冲液中反应，加入16μl 1.5M三乙胺水溶液。反应2小时后，渗析纯化单克隆抗体。此方法使一至二个式Ⅰ螯合剂分子与每一单克隆抗体结合。然后按本专业已知方法，将放射活性金属离子（例如90Y）加入单克隆抗体结合的螯合剂中。例如90Y以90Y（Ⅲ）（醋酸根）3·（H2O）4（水溶液中的大概结构式）形式与单克隆抗体结合的螯合物溶液反应，所述溶液的浓度是10-5至10-7，PH是6。然后用柠檬酸盐的渗析来纯化该产物。
一个变异的和优选的方法如下：如上所述，只是用金属螯合复合物代替螯合配合体。要使用此方法，首先将金属氧化物或囟化物或硝酸盐或醋酸盐等与式Ⅰ螯合剂反应，制得金属螯合复合物。对于上述的螯合剂，90Y（浓度＜10-6M）与螯合剂（浓度约为10-3，PH6）反应，通过离子交换或反相HPLC色谱法纯化该螯合复合物，然后与上述的螯合剂的单克隆抗体反应。按下法应用双功能的、含金属的连接的抗体：例如，用90Y-式Ⅰ螯合剂-单克隆抗体化合物的水溶液，通过静脉、皮下、腹膜内或淋巴内注射，给予患有肿瘤的人或动物，对于所述肿瘤，该单克隆抗体是专一的。这就允许放射活性金属离子指向欲治疗的肿瘤。静脉注射所用的剂量是每公斤体重0.1-0.4毫居里。
当本发明化合物与蛋白相连接时，优选实例是：R1和/或R2是-NCS，并与蛋白反应，得到蛋白结合物。优选的蛋白是血清中的那些蛋白，其中将R1和/或R2是-NCS的化合物直接注射。
应该知道：本专业公知的其它官能团也可用来连接本发明的双功能金属螯合配合体到单克隆抗体或其碎片上。
在形成用于一般目的的磁共振成像的Gd（Ⅲ）螯合物的优选实例中，每个R1和R2是-CO-NR3R4，而每个R3是羟烷基。形成Gd（Ⅲ）螯合物的最优选实施例是：每个R3是-CH2-CH（OH）-CH2OH或-CH（CH2OH）2特别是-CH2-CH（OH）-CH2OH，每个R4基团是氢。
本发明也包括式Ⅰ化合物的多聚体形式，例如二聚体，三聚体，四聚体等。如上面关于与生物分子结合的讨论一样，已知的官能团和工艺很容易用于提供这样的多聚体。提供到下式苯环上的官能团可以是：例如R2＝NCS或-NH-C（S）NHR12，特别是R12甲基或乙基，所述苯环是
式中Q是Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc或Ⅰd的氨基羧化物核，它的多聚体实例表示如下：
二聚体
三聚体
八聚体
其中X是：
要制备式Ⅰa化合物，在碱（例如NaOH）存在下，于溶剂（例如水）中，将式Ⅱa化合物与式Ⅲ化合物反应，式Ⅱa是
式中L是离去基团，如囟素。式Ⅱ化合物的制备是公知的（例如，参见U.S.4，885，363，Tweedle et al）。例如在制备式Ⅱ化合物中，式Ⅳ化合物与式Ⅴ化合物的反应最好在PH8.5-9的水中进行，式Ⅳ为
其中L是离去基团，例如囟素。反应温度保持在约45-55℃。最好开始只用约2当量的式Ⅴ化合物进行反应，反应开始2-3小时后再将其余当量的式Ⅴ化合物分多次加入。总反应时间优选8-24小时。通过本专业已知的技术，包括选择性沉淀、色谱和结晶法，从反应混合物中可分离到期望的三取代产物，反应混合物含有一、二、三和四取代衍生物。
R12是氢的式Ⅱ化合物最好按下法制备：在苯的存在下，将本专业已知的1，4，7，10-四氮杂环十二烷与二甲基甲酰胺二甲基乙缩醛反应得到1，4，7，10-四氮杂三环[5.5，1.0]十三烷。该“三环”化合物与乙醇/水混合物反应，得1-甲酰基-1，4，7，10-四氮杂环十二烷。此甲酰基化合物再与溴代乙酸叔丁酯反应，得1-甲酰基-4，7，10-三羧甲基-1，4，7，10-四氮杂环十二烷三叔丁基酯。最后在强酸存在下（例如硫酸），除去该酯基，得式Ⅱ化合物，其中R12是氢。最优选的方法包括在下述文献中：Dischino，et al，Inorg.Chem.30，1265，1991.
每个R1和R2是-CONHR3和X是-NH-的式Ⅲ化合物按下法制备：在溶剂（例如甲醇）中，将式Ⅵ化合物
与式Ⅶ化合物
Ⅶ H2NR3
反应，得式Ⅷ中间体
然后，例如在钯/炭催化剂存在下用氢还原式Ⅶ化合物，得式Ⅸ化合物
在溶剂（例如二甲基乙酰胺）中，将式Ⅸ化合物与式Ⅹ化合物反应
Ⅹ
式中L和L′是相同或不同的离去基团，例如囟素，得到式Ⅲ′化合物
即R1和R2分别是-CO-NHR3、A1是单键和X是NH的式Ⅲ化合物。
当中间体Ⅶ中R3基团含有羟烷基部分时，在化合物Ⅵ和Ⅶ的反应中，该羟基被转变成乙酰氧基。于是，按已知的方法处理，例如于溶剂（如甲醇）中用甲醇钠处理，将中间体Ⅲ′中的乙酰氧基转变成羟基。例如，如果式Ⅶ化合物是下述式Ⅶ′时
按上述与式Ⅵ化合物的反应，得到式Ⅷ′化合物
式中Ac是乙酰基。然后还原成相应的苯胺，接着再与化合物X反应，将式Ⅲ′的相应中间体转变成上述的它们的羟烷基对应物。
其中A1是-CH2-，X是，p是0，Y是＝0，L是氯，R1和R2分别是-CO-NHR3的式Ⅲ化合物按下法制备：在催化剂（例如钯/炭）存在下，于稀无机酸中将式Ⅷ化合物
与氢气反应，制得式Ⅸ的苯胺
该苯胺在酸性介质中用亚硝酸重氮化，然后用NaCN处理，得式Ⅺ化合物
在铂催化剂存在下，于低压（如3个大气压）下用氢气还原腈Ⅺ，得式Ⅻ化合物
式Ⅻ化合物与式ⅩⅢ化合物反应，
式中L是离去基团，例如氯，得到式Ⅲ″化合物
如果R4不是氢（例如是甲基），在还原条件（例如用硼氢化钠）下用醛R8CHO（例如甲醛，其中R8是氢）处理式Ⅻ化合物，得式Ⅸ′化合物
式中R4是甲基。式Ⅸ′化合物与式ⅩⅢ的氯化物反应可提供期望的式Ⅲ′′′中间体
其中X是-CH2-或单键，P是1，Y是-OH，m是1，R1和R2分别是-CONHR3的式Ⅰ化合物按下法制备：在碱水介质中，将式Ⅱ化合物与式ⅪⅤ的环氧化合物物反应。
式中q是1或0。如果q是1，反应产生X是CH2的式Ⅰ化合物;如果q是0，反应产生X是单键的式Ⅰ化合物。
式ⅪⅤ化合物按下法制备：重氮化式Ⅸ的胺，得式ⅩⅤ的重氮盐
式中X-是非亲核基团（例如BF-4）。用四烯丙基锡和醋酸钯催化剂处理式ⅩⅤ化合物，得式ⅩⅥ化合物
用过酸（例如间氯过氧苯甲酸）使ⅩⅥ环氧化，得式ⅪⅤ′化合物
即q是1的式ⅪⅤ化合物。另外，用三丁基乙烯基锡（式ⅩⅦ）化合物
处理式ⅩⅤ的重氮盐，得式ⅩⅧ化合物
在苯腈存在下用过酸或H2O2或者用专业人员已知的任何其它方法环氧化式ⅩⅧ化合物，得式ⅪⅤ″化合物
即q是0的式ⅪⅤ化合物。
同样，在碱（例如NaOH）存在下，于溶剂（如水）中将式Ⅰ的各种化合物与下列相应的化合物反应，可制得式Ⅰb、Ⅰc和Ⅰd化合物：
美国专利4，647，447号中描述了式Ⅱb和Ⅱc化合物。美国专利4，859，451号描述了式Ⅱd化合物。
通过下述实施例进一步描述本发明，而不是限制本发明。
实施例1
10-[2-[[3，5-二[[2，3-二羟基丙基）氨基]羰基]苯基]氨基]-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸，单钆复合物
A. N，N′-二[[2，3-二（乙酰氧基）丙基]-5-硝基-1，3-苯二甲酰胺
将1-氨基-2，3-丙二醇（20.2g）加入5-硝基间苯二甲酸二甲酯（23.9g，100mmol）的甲醇（300ml）溶液中，回流48小时，真空除去甲醇，残余物溶于吡啶（150ml）中，用乙酸酐（80ml）在室温下处理16小时，加水50ml至反应混合物中分解过量的乙酸酐。真空除去溶剂，残余物溶于乙酸乙酯（400ml）中，用水（2×100ml）、10%盐酸（200ml）和盐水（100ml）洗涤，干燥乙酸乙酯层，除去溶剂得标题A的硝基二酰胺（51.8g），亮黄色粘浆状物质，不纯化直接用于下步反应。
B. 5-氨基-N，N′-二[2，3-二（乙酰氧基）丙基]-1，3-苯二甲酰胺
用10%钯/炭将标题A的硝基二酰胺（31.5g，60mmol）的甲醇（180ml）溶液氢化3小时，滤除催化剂，真空除去溶剂，得纯的标题B的苯胺（28.6g），粘浆状物质。不需纯化直接用于下步反应。
C. N，N′-二[2，3-二（乙酰氧基）丙基]-5-N-[（氯乙酰基）氨基]-1，3-苯二甲酰胺
将标题B的苯胺溶于二甲基乙酰胺（150ml），用20分钟滴入氯代乙酰氯（11.28g，100mmol），搅拌3小时，真空除去二甲基乙酰胺，得到的残余物溶于乙酸乙酯（300ml）中，用水（150ml，100%碳酸氢钠溶液（150ml）和水（150ml）洗，干燥乙酸乙酯层，除去溶剂，得氯代乙酰苯胺粗品（32.0g），于硅胶柱上层析纯化，得标题C化合物（26.3g），无色玻璃状固体。将该物质1.0g于乙酸乙酯（5ml）和己烷（1.0ml）中结晶制得分析样品。
元素分析：C24H30N3ClO11：
C，50.40;H，5.29;N，7.35;Cl，6.20;O，30.77;
测定值：C，50.28;H，5.15;N，7.11;Cl，6.25.
D. 5-[（氯代乙酰基）氨基-N，N′-二[2，3-二羟基丙基）-1，3-苯二甲酰胺
用甲醇钠（20mmol）处理标题C化合物（25.6g，45mmol）的甲醇（200ml）溶液，于0℃搅拌30分钟，加Dowex 50（H+）树脂调反应混合物的PH至7，滤除树脂，真空除去甲醇，得纯的标题D化合物，无色玻璃状固体（16.8g），不需纯化，直接用于下一步反应。
E. 10-[2-[[3，5-二[[2，3-二羟基丙基）氨基]羰基]苯基]氨基]-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸
将DO3A硫酸盐（12.0g，27mmol;DO3A二1，4，7-三羧甲基-1，4，7，10-四氮杂环十二烷，按Tweedle等人的美国专利4885363号方法制得）溶于80ml水中，加5M NaOH调PH至9.8。保持溶液PH9.8，同时于80℃将标题D化合物（16.4g，40.6mmol）的水（50ml）溶液慢慢加入D03A溶液中，45分钟加完，17小时后冷却反应混合物至室温，加1N盐酸使PH降到3.5，通过阳离子交换色谱使溶液脱盐，用阴离子交换色谱进一步纯化，得标题E化合物的三乙胺盐（19.9g）取6.00g三乙胺盐将其溶于水（1L）中，用于阴离子交换柱，然后用50mM甲酸洗脱，得期望的标题E化合物HAA-DO3A（4.9g）
IR：3400（OH）;3115（NH）;1631（COOH和ArCONH）cm-1.
质谱：714（M+H）+;712（M-H）-.
元素分析： C30H47N7O13·0.38H2O：
C，50.01;H，6.68;N，13.61;O，29.71;
测定值：C，49.91;H，6.97;N，13.42;H2O，0.95.
F 10-[2-[[3，5-二[[（2，3-二羟基丙基）氨基]羰基]苯基]氨基]-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸，单钆盐
将Gd（OAc）34H2O（9.83g，24mmol）的水（80ml）溶液加入标题E的三乙胺盐（19.00g，18.7mmol）的水（80ml）溶液中，室温搅拌12小时，用非离子树脂HP-20经低压反相柱色谱纯化，得标题化合物，无色玻璃状固体（17.5g），纯产物（17.00g）用热乙醇（300ml）结晶，得Gd（HAA-D03A），无色针状结晶，纯度大于99.9%。该样品再溶于水（200ml）中，除去溶剂，样品在80℃真空（1mm）干燥4天，质谱：869（M+H）+，867（M-H）-。
元素分析 ：C30H44N7O13·0.36 H2O：
C，41.20;H，5.15;N，11.21;O，24.45
测定值：C，40.96;H，5.07;N，10.93;H2O，0.75.
实施例2
10-[2-[[3，5-二[[[2-羟基-1-（羟甲基）乙基]氨基]羰基]苯基]氨基]-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸
A.N，N′-二-[2-（乙酰氧基）-1-[（乙酰氧基）甲基]乙基]-5-硝基-1，3-苯二甲酰胺
将2-氨基-1，3-丙二醇（16.5g，181mmol）加入5-硝基间苯二甲酸二甲酯（14.0g，58mmol）的甲醇（150ml）溶液中，回流48小时，冷却至室温，滤出分离出的结晶，干燥得二酰胺（19.5g）。室温下用乙酸酐（40ml）处理二酰胺（19.0g）的吡啶（7.5ml）溶液16小时，加入水（50ml）分解过量的乙酸酐，真空除去溶剂，残余物溶于乙酸乙酯（400ml）中。该溶液用水（2×100ml）、10%HCl（200ml）和盐水（100ml）洗，干燥乙酸乙酯层，除去溶剂，得纯的标题A的硝基二酰胺（23.6g），无色固体，于丙酮和己烷中结晶后，m.p.105-107℃。
B. 5-氨基-N，N′-二[2-（乙酰氧基）-1-[（乙酰氧基）甲基]乙基]-1，3-苯二甲酰胺
用钯/炭（0.5g）将标题A化合物（18.0g，34mmol）的甲醇（180ml）溶液氢化3小时，滤去催化剂，真空除去溶剂，于丙酮和己烷中结晶后得纯的标题B的苯胺（16.6g），m.p.152-154℃。
元素分析 C24H30N3ClO11：
C，50.40;H，5.29;N，7.35;Cl，6.20;
测定值：C，50.64;H，5.20;N，7.22;Cl，6.57.
C. N，N′-二[2-（乙酰氧基）-1-[（乙酰氧基）甲基]乙基]-5-（氯乙酰基）氨基-1，3-苯二甲酰胺
将标题B化合物（17.0g，34mmol）溶于二甲基乙酰胺（150ml）中，用20分钟滴入氯代乙酰氯（7.52g，64mmol），搅拌3小时，真空除去二甲基乙酰胺，得到的残余物溶于乙酸乙酯（300ml）中，用水（150ml）、碳酸氢钠水溶液（10%，150ml）和水（150ml）洗，干燥乙酸乙酯层，除去溶剂，得N-氯乙酰苯胺粗品（18.5g），于乙酸乙酯和己烷中结晶，得纯的标题C化合物（16.8g），m.p.135-137℃;质谱：572（M+H）+;570（M-H）-。
元素分析 C24H30N3ClO11：
C，50.40;H，5.29;N，7.35;Cl，6.20;O，30.77;
测定值 C，50.64;H，5.20;N，7.22;Cl，6.57.
D. 5-[（氯乙酰基）氨基]-N，N′-二[2-羟基-1-（羟甲基）乙基]-1，3-苯二甲酰胺
用甲醇钠（10mmol）处理标题C化合物（16.0g，28mmol）的甲醇（200ml）溶液，该溶液在0℃搅拌30分钟，滤出沉淀的固体，干燥得纯标题D化合物，无色玻璃状固体（10.8g），m.p.222-224℃;质谱：m/z404（M+H）+
元素分析 C16H22N3ClO7：
C，47.59;H，5.49;N，10.41;Cl，8.78;O，27.73;
测定值：C，47.66;H，5.55;N，9.98;Cl，8.88.
E. 10-[2-[[3，5-二[[[2-羟基-1-（羟甲基）乙基]氨基]羰基]苯氨基]-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂十二烷-1，4，7-三乙酸
将DO3A硫酸盐（6.0g，13.5mmol）溶于水中，用5M NaOH调PH至9.8，保持PH9.8，用45分钟于80℃将N，N′-二[2-羟基-1-[（羟基）甲基]乙基]-5-N-（氯代乙酰基）氨基苯-1，3-二甲酰胺固体（8.2g，20.4mmol）一点一点地加入D03A溶液中，20小时后冷却至室温，加1N盐酸使PH降至3.5，用阳离子交换柱色谱脱盐，再用阴离交换柱色谱进一步纯化，得标题E化合物，相应的三乙胺盐（5.2g），将该盐（5.2g）溶于水（1L）中，用于阴离子交换柱，用50mM甲酸洗脱，得纯的标题化合物HAS-D03A（4.4g），无色玻璃状固体，质谱：714（M+H）+;712（M-H）-。
元素分析 C30H47N7O13：
C，50.48;H，6.64;N，13.74;O，29.14;
测定值：C，50.34;H，6.83;N，13.54.
用实施例1的相同方法，制备了该配合体的Gd复合物。
元素分析 C30H44N7O13Gd 3.48 H2O：
C，38.72;H，5.52;N，10.53;O，28.33;
测定值：C，39.01;H，5.37;N，10.26.
实施例3
10-[2-[[3，5-二[[（2-甲基丁基）氨基]羰基]苯基]氨基]-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸，单钆复合物
A. N，N′-二[（2-甲基丁基）氨基]-5-硝基-1，3-苯二甲酰胺
将2-甲基丁胺（12.5g，150mmol）加入5-硝基间苯二甲酸二甲酯（14.0g，50mmol）的甲醇溶液中，回流48小时，真空除去甲醇，残余物溶于乙酸乙酯（200ml）中，分别用10%HCl（200ml）、10% NaHCO3液（20ml）和水（100ml）洗，干燥乙酸乙酯层，除去溶剂，得期望化合物，将其于乙酸乙酯和己烷中结晶，得标题A化合物，无色针状结晶（19.6g），m.p.147-148℃
B. 5-氨基-N，N′-二[（2-甲基丁基）氨基]-1，3-苯二甲酰胺
用10%钯/炭（500mg）将标题A化合物（17.45g，50mmol）的甲醇（180ml）溶液氢化3小时，滤去催化剂，真空除去溶剂，得标题苯胺，无色固体，于两酮和己烷中结晶，得标题B化合物，无色针状结晶（15.8g），m.p.170-172℃。
C. 5-[（氯代乙酰基）氨基]-N，N-二[（2-甲基丁基）氨基]-1，3-苯二甲酰胺
用20分钟将氯代乙酰氯（5.6g，50mmol）滴入标题B化合物（11.48g，36mmol）的二甲基乙酰胺（200ml）溶液中，搅拌3小时，真空除去二甲基乙酰胺，得到的残余物溶于乙酸乙酯（200ml）中，用水（100ml）、10% NaHCO水溶液（100ml）和水（100ml）洗，干燥乙酸乙酯层，除去溶剂，得N-氯代乙酰基苯胺粗品（12.8g），将其于乙酸乙酯和己烷中结晶，得标题C化合物，无色针状结晶（11.2g），m.p.160-162℃。
D. 10-[2-[[3，5-二[[（2-甲基丁基）氨基]羰基]苯基]氨基]-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸
将DO3A硫酸盐（6.0g，13.5mmol）溶于水（100ml），用5M NaOH调PH至9.8。保持PH9.8，用1小时于80℃将N-氯代乙酰基苯胺（8.2g，27mmol）的乙醇（100ml）溶剂慢慢加入D03A溶液中，17小时后冷却至室温，加1N HCl将PH降至3.5，通过阳离交换色谱将溶液脱盐，经阳离子交换色谱进一步纯化，得标题化合物的三乙胺盐（2.8g），将其溶于水，用于阴离子交换柱，然后甲50mM甲酸洗脱，得期望的AAA-DO3A（2.2g），通过反相CHP-20柱色谱再除去样品中存在的少量不纯物，得标题化合物，无色玻璃状固体（1.8g），质谱：706（M+H）+;704（M-H）-。
元素分析 C34H55N7O9·1.7 H2O：
C，55.45;H，7.99;N，13.31;O，23.24;
测定值：C，55.85;H，8.37;N，13.19;H2O：4.15.
按实施例1所用的同一方法制备了该配合体的Gd复合物。
元素分析 C34H52N7O9Gd，6.44 H2O：
C，41.84;H，6.70;N，10.04;O，26.31;
测定值：C，41.80;H，6.65;N，10.28.
测定了9个已知钆复合物（1-9）的T张弛性，并与用实施例1、2和3配合体（下表中的编号分别是＃10，11，12）的新钆复合物比较。用IBM Minisepec回旋分析仪在20MH和39±1℃测定张弛性。用水溶液测定，浓度范围是0.1-5mM Gd。
表1
水溶性Gd复合物和离子数据，表明通过N-羟基烷基或N-烷基间苯二甲酰胺基和通过芳基或通过羟基芳基或烷酰氨基可促进张弛性：
Gd(L),L= T1（张弛性）
1. DTPA 3.7
2. DTPA-HA 4.4
3. DOTA 3.4
4. NH2-DO3A 3.6
5. MA-DO3A 4.3
6. HEA-DO3A 4.3
7. PA-DO3A 4.1
8. HP-DO3A 3.7
9. PG-DO3A 3.4
10. HAA-DO3A (Ex. 1) 5.8
11. HAS-DO3A (Ex. 2) 5.4
12. AAA-DO3A (Ex. 3) 5.9
只是在取代的芳基化合物（10，11和12），即Gd（HAA-DO3A）、Gd（HAS-D03A）和Gd（AAA-D03A）中张弛性特别高。单独的一或二个羟基并不促进张弛性，这从L＝HP-DO3A，PG-DO3A中可以看出。如MA-DO3A和PA-DO3A中所见，烷基或芳基取代基只轻微促进张弛性。芳环上的烷基和羟基烷基取代基促进张弛性是有效的。（就增加水溶性而言，羟烷基是优选的）。
实施例4
10-[2-[甲基-[3，5-二[[（2-甲基丁基）氨基]羰基]苯基]氨基]-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二环-1，4，7-三乙酸，单钆盐
A. N，N′-二（2-甲基丁基）-5-[[（苯甲氧基）羰基]氨基]-1，3-苯二甲酰胺
将氯甲酸苄酯（9.4g，55.2mmol）于0℃加入实施例3化合物A（15.4g，46mmol）的无水DMA（75ml）冷溶液中，将该清澈溶液于0℃搅拌2小时，真空除去DMA，残余物溶于Et OAc（150ml）中，用NaHCO3水溶液（30ml）和水（2×50ml）洗，用无水MgSO4干燥有机层，除去溶剂，得油状液体粗产物，于Et OAc/己烷（5/1）中结晶，得标题A化合物，白色固体（17.0g），m.p.130.5-132.5℃。
元素分析 C26H35N3O4：
C，68.85;H，7.78;N，9.26;O，14.11;
测定值：C，68.64;H，7.91;N，9.20.
B. N，N′-二（2-甲基丁基）-5-[甲基[（苯甲氧基）羰基]氨基]-1，3-苯二甲酰胺
将标题A化合物（10.0g，22mmol）的无水THF（60ml）溶液加入NaH（0.58g，24.2mmol）的无水THF（25ml）混悬液中，室温下搅拌1小时，真空除去THF，固体溶于Et OAc（150ml）中，用水（2×50ml），然后用NaCl水溶液（50ml）洗，用无水MgSO4干燥Et OAc层，除去溶剂得标题B化合物。
元素分析 C27H37N3O4：
C，69.35;H，7.98;N，8.99;O，13.69;
测定值：C，69.10;H，8.03;N，8.91.
C. 5-（甲氨基）-N，N′-二（2-甲基丁基）-1，3-苯二甲酰胺
将1，4-环己二烯（20ml）和10%Pd/C（3.24g）加入标题B化合物（13g，27.8mmol）的MeOH（50ml）溶液中，回流0.5小时，通过硅藻土垫除去固体。除去溶剂后得粗产物，于热Et OAc中重结晶得标题C化合物，白色结昌（5.2g），m.p.160-160.8℃。
元素分析 C19H31N3O2：
C，68.43;H，9.37;N，12.60;
测定值：C，68.13;H，9.50;N，12.57.
D. 5-[（氯代乙酰基）甲基氨基]-N，N′-二（2-甲基丁基）-1，3-苯二甲酰胺
将氯代乙酰氯（2.43g，5.9mmol）加入标题C化合物（5.2g，15.6mmol）的无水DMA（150ml）溶液中，室温下搅拌1.5小时，冷却，加入水（20ml），真空除去溶剂，残余物溶于Et OAc（200ml）中，用NaHCO3水溶液（50ml）和水（2×50ml）分别洗，用无水MgSO4干燥有机层，除去溶剂得粗产物，于热Et OAc中重结晶，得标题D化合物，白色结晶（6.0g），m.p170.0-171.5℃。
元素分析 C21H32N3O3Cl：
C，61.53;H，7.87;N，10.25;Cl，8.65;O，11.71
测定值：C，61.77;H，7.83;N，10.39;Cl，8.41.
E. 10-[2-甲基[3，5-二[[（2-甲基丁基）氨基]羰基]苯基]氨基]-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸
将DO3A硫酸盐（4.35g，9.8mmol）溶于水（100ml）中，用10N NaOH调PH至9.8。于85℃用45分钟将标题D化合物（5.7g，13.9mmol）的EtOH（100ml）溶液加入上述溶液中，加5N NaOH保持PH9.8，于85℃加热44小时。真空除去溶剂，固体溶于水（300ml）和Et OAc（100ml）中，将该浑浊液于85℃搅拌2小时，溶液变清澈为止。分成两层，含有粗产物的水层（PH7）用于300ml CHP-20树脂柱，用EtOH/H2O（0-10%）洗脱。合并含期望化合物的馏分，除去溶剂，得标题E化合物，单钠盐（2.9g）
F. 10-[2-[甲基[[3，5-二[[（2-甲基丁基）氨基]羰基]苯基]氨基]-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸，单钆盐
将标题E化合物（700mg，0.97mmol）溶于水（8ml）中，用稀HOAc调PH至4.5，加入Gd（OAc）3·4H2O（1.21g，1.3mmol）的水（10ml）溶液，于45℃搅拌24小时后，该溶液用于600ml的CHP-20树脂柱上，用EtOH/H2O（0-50%）洗脱，含目标化合物的镏分合并，除去溶剂，得标题产物770mg。
元素分析 C34H52N7O9Gd·1.10H2O：
C，46.42;H，6.21;N，11.14;Gd，18.28;O，16.74;
测定值：C，46.68;H，6.35;N，10.88.
实施例5
10-[2-[[4-[[（2，3-二羟基丙基）氨基]羰基]苯基]氨基]-2-氧代乙基-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸，单钆盐。
A. N-（2，3-二羟基丙基）-4-甲酰胺基硝基苯
将3-氨基-1，2-丙二醇（18.2g，200mmol）加入4-硝基苯甲酸甲酯（18.1g，100mmol）的MeOH（200ml）溶液中，回流24小时，产物然后直接乙酰化。真空除去甲醇，残余物溶于100ml吡啶中，加入80ml乙酐，室温下搅拌24小时，冷却，加水分解过量的乙酐，真空除去溶剂，残余物溶于Et OAc（300ml）中，先后用水（2×80ml）、10%HCl（150ml）和盐水（150ml）洗，有机层干燥，除去溶剂，得28.3g标题A化合物，淡黄色固体（87.3mmol），m.p.101.5-102.8℃。
元素分析 C14H16N2O7：
C，51.85;H，4.97;N，8.64;
测定值：C，51.69;H，5.00;N，8.58.
B. N-（2，3-二乙酰基丙基）-4-甲酰胺基苯胺
将标题A化合物（12g，37mmol）的EtOAc（120ml）溶液与5%Pd/c（1.2g）混合，在45Psi氢气压力下氢化至压力降至恒定值为止。滤去固体，浓缩滤液至干，得10.8g标题B产物，发泡液体（36.7mmol）TLC：硅胶，Rf0.70 Et OAc，UV可见。
C. 4-[（氯代乙酰基）]-氨基]-N-（2，3-二羟基丙基）-1-苯甲酰胺
将氯代乙酰氯（5.3g，46.9mmol）加入标题B化合物（9.3g，31.6mmol）的无水DMA（120ml）冷溶液中，室温搅拌1小时，冷却，加入20ml饱和的NaHCO水溶液，真空浓缩，残余物溶于200ml Et OAc中，用水（2×50ml）和盐水（50ml）提取，用无水MgSO4干燥有机层，蒸干。为了除去乙酸酯基保护基，残余物溶于130ml MeOH中，加入230mg Na的甲醇（5ml）溶液，室温下搅拌1小时，加入Bowex 50（H+型）至PH7，滤去该树脂，溶液浓缩至50ml体积，结晶，得6.2g标题C化合物（21.6mmol），固体，m.p.184.6-185.5℃。
元素分析 C12H15N2O4Cl：
C，50.40;H，5.39;N，9.48;Cl，12.00;
测定值：C，50.78;H，5.28;N，9.59;Cl，12.19.
D. 10-[2-[[4-[[（2，3-二羟基丙基）氨基]苯基]氨基]-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸
将DO3A硫酸盐（6.0g，13.5mmol）溶于200ml水中，加入10N NaOH调PH至9.8，用45分钟将标题C化合物（5.8g，20.2mmol）的200ml乙醇溶液于85℃加入该溶液中，加5N NaOH保持PH9.8，反应进行后溶液变清澈。混合物于85℃加热26小时，真空除去溶剂，粗产物溶于500ml水中，用于2升的CHP-20树脂柱，用Et3NH+-HCO3缓冲液梯度洗脱，先用5mM至100mM（各4升），然后用100mM至200mM（各1升）。合并含期望化合物的镏分，真空浓缩，得到标题D化合物（6.1g）的单三乙胺盐（8.8mmol）。
元素分析：C32H55N7O10·0.29H2O
C，54.67;H，7.97;N，13.95;
测定值：C，54.71;H，8.14;N，13.94.
E. 10-[2-[[4-[[2，3-二羟基丙基）氨基]羰基]苯基]氨基]-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸，单钆盐
将700mg（1.0mmol）标题D化合物（单三乙胺盐）溶于10ml水中，加稀HOAc调PH至4.5，加入Gd（OAc）3·4H2O（540.4mg，1.3mmol）的水（15ml）溶液，于45℃搅拌24小时，稀释至100ml，用于600ml CHP-20树脂柱上，用水洗柱，然后用乙醇量不断增加（5-20%）的水洗柱，合并含产物的镏分，蒸发，得300mg纯的标题化合物（0.40mmol）。
元素分析 C26H37N7O10Gd·0.82H2O：
C，40.79;H，5.09;N，10.98;
测定值：C，40.81;H，5.14;N，10.91.
实施例6
10-[N-（4-硝基苯基）乙酰胺基]-1，4，7，10-四氮杂环十二环-1，4，7-三乙酸，单钆盐
A. 10-[N-（4-硝基苯基）乙酰胺基]-1，4，7，10-四氮杂环十二环-1，4，7-三乙酸
将DO3A（5.8g，16.8mmol）的水（30ml）溶液用10N NaOH调PH至10，于50℃慢慢加入2-氯-4-硝基-N-乙酰基苯胺（3g，16mmol）的DMSO（30ml）溶液，反应在50°-60℃进行54小时，PH保持在10，滤出黄色沉淀，并溶于水（150ml），加1N HCl将溶液PH调至约2，然后将该溶液用于600ml CHP-20树脂柱上，顺序用水（3L），5%（1L）、10%（1L）和20%（1.5L）乙醇洗柱，合并含期望化合物的馏分，真空浓缩，得黄色标题A产物（2.6g）
元素分析 C22H32N6O91.30 H2O：
C，48.23;H，6.36;N，15.34;
测定值：C，47.94;H，6.48;N，15.72;H2O，4.26.
B. 10-[N-（4-硝苯苯基）乙酰胺基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸，单钆盐
用乙酸钆（602mg，1.48mmol，1.33eq.）的水（3.5ml）溶液于65℃处理标题A游离酸（580mg，1.114mmol）的水（5ml）混悬液，当混合起始物时，溶液变成匀相，25分钟后，沉淀出淡黄色固体，过滤，用水（2ml×2）洗固体，得标题产物（470mg）。
元素分析 C22H29N6O9Gd·0.69 H2O：
C，38.23;H，4.43;N，12.16;
测定值：C，38.34;H，4.48;N，12.09;H2O，1.80%
实施例7
10-[N-（4-氨基苯基）乙酰胺基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸，单钆盐
A. 10[N-（4-氨基苯基）乙酰胺基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸，单三乙铵盐
加10N NaOH将实施例6化合物A（5.3g，10.1mmol）的水（150ml）溶液的PH调至7.0，加入10%Pd/C催化剂（2.17g，1.0mmol Pd），于室温下氢环境（20-25Psi）中氢化3小时后滤去催化剂，滤液浓缩后用于5×20cm DEAE Sephadex树脂柱上分别用5mM、10mM、25mM、40mM、80mM和100mM碳酸氢根三乙铵盐缓冲液（每次1L）洗该柱，含期望化合物的馏分合并，浓缩，得4.2g标题A三乙铵盐。
B. 10-[N-（4-氨基苯基）乙酰胺基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸，单钆盐
将标题A化合物（3.39g，5mmol）溶于甲醇（95ml）和水（18ml）中，加入10%Pd/C催化剂（1.06g，0.5mmol Pd），于室温下在氢气压力（20-25Psi）下氢化10小时，滤去催化剂，将滤液蒸发至干，残余物于甲醇30ml中重结晶，得产物（3.04g）。
元素分析 C22H33N7O7Gd·4.18 H2O：
C，36.49;H，5.48;N，11.61;
测定值：C，36.22;H，5.41;N，11.41;H2O，10.4%.
实施例8和9
10-[[N-4-（N′-异硫氰基）苯基]乙酰胺基]]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸，单钆盐和
10-[[N-4-（N′-甲硫脲基）苯基]乙酰胺基]]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸，单钆盐
将实施例7标题化合物（194.7mg，0.3mmol）溶于水（7.5ml），加入硫光气（138mg，1.2mmol）的氯仿（6ml）溶液，两相混合物在室温下搅拌至化合物完全反应为止，分出水层（PH1.0-1.5），用水（1ml×2）洗氯仿层、合并水层，用1N NaOH处理，调节形成的标题8化合物溶液的PH至6.0，加入甲胺（18.04mg，0.58mmol），搅拌10分钟，得到的溶液上色谱柱，用水和乙醇洗脱，10%乙醇洗脱出期望的标题9化合物，得产物129mg。
元素分析 C24H34N7O7SGd·2.99 H2O：
C，37.16;H，5.19;N，12.64;
测定值：C，37.00;H，5.16;N，12.39;H2O，6.94%.
实施例10
10-[N-[4-（N′，N′-二乙氨基硫脲基）苯基]乙酰胺基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸，单钆盐
将硫光气（230mg，2mmol）的氯仿（10ml）溶液加入实施例7的标题钆螯合物（324mg，0.5mmol）的水（15ml）溶液中，室温下搅拌该两相混合物至该螯合物完全消耗为止，得实施例8的异硫氰基产物的溶液，分出水层（PH1.0-1.5），用水（2ml×2）洗氯仿层，合并水层，用1N NaOH处理，调异硫氰基化合物的溶液PH至6.0，加入二乙胺（73.1mg，1.0mmol），搅拌10分钟，得到的溶液上CHP-20P柱，用水和乙醇洗脱。用10%乙醇洗脱出期望的化合物，得产物286mg.
元素分析 C27H40N7O7SGd 2.31 H2O：
C，40.26;H，5.58;N，12.17;
测定值：C，40.30;H，5.71;N，11.99;H2O，5.16%.
实施例11
10，10′-[[[[（1，2-亚乙基）二亚氨基]二（硫代甲基）二亚氨基]-二（4，1-亚苯基）]二亚氨基-二（2-氧代-2，1-亚乙基）]二[1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸]，钆（1∶2）盐
按实施例8，9和10的方法制备实施例8的异硫氰基衍生物溶液后，加入乙二胺（11.2mg，0.19mmol），混合物的PH开始增加至10.04，搅拌3小时后降至7.88。用浓氢氧化铵清除过量的实施例8螯合物。除去水和氢氧化铵后得到的粗产物经CHP-20P（75-150μ）色谱（2.5×20cm）纯化，用10%乙醇洗脱出期望的产物，得二聚体钆螯合物（150mg）
元素分析 C48H66N14O14S2Gd2·2.19 H2O：
C，38.92;H，4.79;N，13.24;S，4.33;
测定值：C，39.07;H，4.77;N，13.19;S，3.95;H2O，2.66%
实施例12
N，N′-二[N″-[2-（1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸）-1-氧代乙基]氨基苯基]硫脲，钆（1∶2）盐
将实施例7产物（194.7mg，0.3mmol）溶于水（0.5ml），并加入上述的实施例8的异硫氰基化合物溶液中。室温下搅拌10小时，得到的溶液用于CHP-20P柱，依次用水，2%、4%和6%乙醇洗柱，6%乙醇洗出期望的化合物，得标题产物259mg。
元素分析 C45H60N12O14SGd2·4.37H2O：
C，38.11;H，4.88;N，11.85;
测定值：C，38.35;H，5.03;N，11.80;H2O，5.55%.
实施例13
10，10′-[[[[[[亚氨基三（1，2-亚乙基）三亚氨基]三（硫代甲基）]-三亚氨基]三-（4，1-亚苯基）]-三亚氨基-三（2-氧代-2，1-亚乙基）]三[1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸]钆（1∶3）盐
将三（2-氨基乙基）胺（19.7mg，0.135mmol）溶于水（0.5ml）中，加入上述的实施例8的异硫氰基化合物溶液中，混合后溶液的PH为10.10，搅拌18小时后降至7.88，加入浓氢氧化铵清除过量的实施例8化合物，除去水和氢氧化铵后得到的粗产物经CHP-20P（75-150μ）色谱柱（2.5×20cm）纯化，用20%乙醇洗脱期望的化合物，得三聚体钆螯合物（230mg）
元素分析 C75H105N22O21S3Gd3·6.92H2O：
C，38.44;H，5.11;N，13.15;S，4.10
测定值：C，38.75;H，5.09;N，13.14;S，3.76;H2O，5.32%
实施例14
10-[2-[[2-（4-硝基苯基）乙基]氨基]-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸，单钆盐
A. 2-氯-N-[2-（4-硝基苯基）乙基]乙酰胺
将对硝基苯乙胺盐酸盐（6.0g，29.7mmol）溶于DMA（50ml）和Et3N（3.0g，29.7mmol）中，加入氯代乙酰氯（6.71g，59.4mmol），室温下搅拌2小时，真空除去溶剂，残余物溶于Et OAc中，用NaHCO3水溶液（30ml）和盐水（30ml）洗，干燥有机层，除去溶剂，得粗产物，黄色固体，于热Et OAc/己烷（10∶1）中重结晶，得苯胺化合物，白色结晶（5.5g）。
元素分析 C10H11N2ClO3：
C，49.50;H，4.57;N，11.54;Cl，14.61;O，19.78;
：C，49.74;H，4.50;N，11.12;Cl，14.35.
B.10-[2-[[2-（4-硝基苯基）乙基]氨基]-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸
将DO3A硫酸盐（6.0g，13.5mmol）溶于水（100ml）中，加10N NaOH调PH至9.5，用30分钟将标题A化合物（5.5g，22.7mmol）的乙醇（80ml）溶液于80℃加入上述溶液中，加5N NaOH保持PH在9.5，于80℃加热48小时，真空除去溶剂，固体溶于水（200ml）中，用Et OAc（2×50ml）洗，通过水泵于40℃蒸发水层，除去微量的Et OAc，稀释至600ml，用于1.5升的DEAE Sephadex树脂柱，用Et3NH+-HCO3缓冲液梯度洗脱，先用5mM至100mM（各4L），然后用100mM至200mM（各1.5L）。合并含期望化合物的镏分，真空浓缩，得标题B化合物（7.67g），单三乙铵盐。
C. 10-[2-[[2-（4-硝基苯基）乙基]氨基]-2-氧代乙基]-1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸，单钆盐
将标题B化合物（单三乙铵盐，65.3mg，0.1mmol）溶于水（5ml），加稀HoAc调溶液PH至4.5，加入Gd（OAc）3·4H2O（52.8mg，0.13mmol）的水（5ml）溶液，室温搅拌1小时，溶液用于400ml的CHP-20树脂柱，用EtOH/H2O（0-15%）洗脱，合并含期望化合物的馏分，除去溶剂，得标题化合物，单钆盐（450mg）。
元素分析 C24H33N6GdO9·1.93 H2O：
C，38.88;H，5.01;N，11.33;Gd，21.21;O，23.57;
测定值：C，38.81;H，5.15;N，11.40.