式1示出了[18F]FDOPA及其α-甲基化衍生物的结构。其中，X＝H或CH3。
式(1)![]()
式2示出了[18F]FTyr及其α-甲基化衍生物的结构。其中，X＝H或CH3。
式(2)![]()
式(3)示出了所述前体的结构。其中，X＝H或CH3，
式(3)![]()
在下文中以本发明的一般形式对其进行描述：
在所述式中和附图中作为取代基Rn、X可以表示下列基团：
R1＝Br、I
R2＝苄基(Bn)、甲基(Me)
R3＝四氢吡喃基(THP)、甲硫基甲基(MTM)、甲氧基甲基(MOM)、TBDMS、TBDPS、常规的甲硅烷基保护基
R4＝(S)-BOC-BMI：(S)-1-(叔丁氧基羰基)-2-叔丁基-3-甲基-4-咪唑啉酮，
(S)-Cbz-BMI：(S)-1-(苯甲酰基羰基)-2-叔丁基-3-甲基-4-咪唑啉酮，
(S)-BDI：(S)-叔丁基2-叔丁基-4-甲氧基-2，5-二氢咪唑-1-甲酸酯，
甲基-(S)-BOC-BMI：(2S，5R)-叔丁基-2-叔丁基-3，5-二甲基-4-氧代咪唑烷-1-甲酸酯，
甲基-(S)-Cbz-BMI：(S)-1-(苯甲酰基羰基)-2-叔丁基-3，5-二甲基-4-咪唑啉酮，或者
甲基-(S)-BDI：(S)-叔丁基-2-叔丁基-5-甲基-4-甲氧基-2-氢咪唑-1-甲酸酯
表达式：
![]()
R5＝亲核性离去基团，例如F、Br、Cl、NO2、-NR3+，其中R＝烷基，例如
CH3、C2H5
X＝H或CH3。
在图1中给出了一般性反应流程图，据此可以制备根据式3的针对[18F]FDOPA和[18F]FTyr的前体。
在根据本发明的前体的合成准备中，将根据式a的化合物根据反应步骤i卤化得到产物b。
作为卤素尤其可以使用溴或碘。
所述卤化可以在-20℃至-80℃、优选-50℃至-80℃、特别优选在-78℃的温度范围，也即干冰温度实施。
优选地，卤化在使用缓冲剂的条件下进行。作为缓冲剂可以使用例如乙酸钠。
作为溶剂可以使用不含缓冲剂的甲醇、乙醇或乙酸。
在进一步的步骤ii中，式b的化合物在羧酸基处受到保护，优选被酯化。优选地，所述酯化用甲基进行。为此可以使用例如三甲基甲硅烷基重氮甲烷作为甲基化试剂。
其中作为溶剂可以使用至少一种选自下列的组分：甲醇或氯仿。
优选使用甲醇和氯仿的混合物。其中1/5的混合比是特别优选的。
所述反应可以在室温实施。
备选地，也可以酯化得到乙基酯。
根据式c的化合物的酯的OH基团在步骤iii中配备上保护基。
作为保护基可以使用苄基或甲基。引入甲基作为保护基可以通过与碘代甲烷或溴代甲烷反应而实施。
引入苄基可以借助苄基溴或苄基碘来实施。
原则上溶剂的选择是自由的。然而，可以使用例如丙酮或卤代烃例如氯甲烷、二氯甲烷或氯仿。
反应优选在回流条件下进行。
优选地，所述反应在存在碱例如碳酸钾或胺例如伯胺、仲胺或叔胺或者NaH的条件下进行。
溶剂的选择是自由的。例如可以使用丙酮或者卤代烃，例如氯代甲烷、二氯甲烷或氯仿。
优选地，所述反应在存在碱例如碳酸钾的条件下进行。
借助该制造方法，可以示例性制备化合物d作为本发明的前体制备方法的原料物。但是，对于d也可以给出其它合成路径。
现在，化合物d的酯基根据本发明被还原。所述还原例如借助氢化物、特别优选借助氢化锂铝进行。
所述氢化优选在室温进行。
作为溶剂可以使用醚，例如乙醚或者THF。优选地，使用乙醚作为溶剂。
所得的醇e在步骤v中用保护基保护起来。作为保护基可以使用THP、MTM或MOM。为此可以向其中添加对甲苯磺酸作为催化剂。
对于R2是甲基的情况，对于R3可以使用叔丁基二甲基甲硅烷基(TBDMS)。
作为溶剂可以使用二氯甲烷或四氢呋喃。
反应温度优选为0℃至室温，例如17℃至25℃。
在接下来的步骤vi中，在化合物f中取代基R1由甲酰基替代。
在此情况下，所述甲酰基化可以例如借助N-酰苯胺(Anilid)、甲酰基哌啶或者二甲基甲酰胺在存在甲基化剂例如仲丁基锂、正丁基锂、叔丁基锂、锂或镁的情况下进行。
作为溶剂可以使用四氢呋喃或例如其它醚。
所述反应可以在-20℃至-80℃、优选-50℃至-80℃、特别优选在-78℃的温度范围，也即干冰温度实施。
所得的化合物g在下一步骤vii中被还原成醇h。
作为还原剂可以使用例如金属氢化物，例如硼氢化钠、氢化锂铝。
特别是在使用硼氢化钠的情况下，合适的溶剂是甲醇或其它醇。
优选地，所述反应在室温进行。
所述醇h在下一反应viii中被卤化或者甲苯磺酰化得到化合物i。
为此可以在存在作为氧清除剂的三苯膦的情况下优选使用四溴甲烷。
作为溶剂可以使用二氯甲烷或者常规卤代烃。
优选的温度为0℃至约4℃。
化合物i在反应步骤ix中与手性氨基酸试剂反应。为此，化合物i与(S)-BOC-BMI：(S)-1-(叔丁氧基羰基)-2-叔丁基-3-甲基-4-咪唑啉酮、(S)-Cbz-BMI：(S)-1-(苯甲酰基羰基)-2-叔丁基-3-甲基-4-咪唑啉酮、(S)-BDI：(S)-叔丁基2-叔丁基-4-甲氧基-2，5-二氢咪唑-1-甲酸酯、甲基-(S)-BOC-BMI：(2S，5R)-叔丁基-2-叔丁基-3，5-二甲基-4-氧代咪唑烷-1-甲酸酯、甲基-(S)-Cbz-BMI：(S)-1-(苯甲酰基羰基)-2-叔丁基-3，5-二甲基-4-咪唑啉酮或甲基-(S)-BDI：(S)-叔丁基-2-叔丁基-5-甲基-4-甲氧基-2-氢咪唑-1-甲酸酯反应。所述反应在存在二异丙基氨基锂的条件下反应。
作为溶剂可以使用四氢呋喃或醚，优选乙醚、至少一种其组分。
所得化合物j在步骤x中在官能OR3处脱保护。
为此可以使用例如吡啶鎓对甲苯磺酸。但是也可以使用每一种用于去除保护基的已知方法，例如使用酸或MgBr2。
作为溶剂可以使用醇例如乙醇。
反应产物k被氧化成醛。
为此可以使用已知的温和氧化方法。
所述反应在-20℃至-80℃、-30℃至-80℃或者优选-50℃至-80℃的范围进行。通常，在大约-78℃的干冰温度进行。
为此例如实施根据Swern的氧化。所述反应借助草酰氯、二甲亚砜在存在三乙胺的条件下进行。
作为溶剂可以使用卤代烃，例如二氯甲烷。
反应产物是本发明的根据式3的前体。
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在进一步反应中，可以将根据式3的前体转变成[18F]FDOPA或[18F]FTyr。
为此，根据式3的前体的氟原子或其它亲核性离去基团由18F-取代。
这种氟化可以通过标准方法进行。其中可以使用相转移催化剂穴状化合物(Kryptofix)-草酸钾或者四丁基碳酸氢铵作为[18F-]氟离子的阴离子活化剂。
[18F]氟化的中间产物在进一步的步骤中被分离并在[18F]FDOPA及其α-甲基化衍生物的情况下被氧化成酯。
所述分离可以通过固相萃取进行。为此，所述反应混合物通过反相柱(Reverse-phase-Kartusche)纯化。
醛基的氧化可以借助mCPBA或者过氧乙酸或过硼酸盐进行。作为溶剂可以使用卤代烃例如氯仿或二氯甲烷。
在[18F]FTyr或其α-甲基化衍生物的情况下，在氧化位置发生脱羰(Decarbonylierung)。
对于脱羰合适的催化剂优选合乎目的地包括一种或多种第Ⅰ.、Ⅱ.、Ⅵ.、Ⅶ.和Ⅷ.副族的过渡金属，例如铬、锰、镍、铜或锌，还优选一种或多种选自铂族金属的金属，特别是铑。其中可以在多相体系中用位于载体上的固态催化剂操作或者在均相体系中在液相中操作。
溶解性的铑配合物(藉此能够在均匀的液体体系中操作或者藉此能够浸渍载体)例如是例如铑(Ⅰ)-配合物，例如ClRh(PPh3)3(″Wilkinson-催化剂″)、ClRh(CO)(PPh3)2、[ClRh(CO)2]2、acacRh(CO)(PPh3)、acacRh(CO)2、(C5H5)Rh(C8H14)和(C3H5)Rh(PPh3)，其中Ph表示苯基，acac表示乙酰丙酮酸根、C8H14表示环辛烯、C5H5表示环戊二烯基和C3H5表示烯丙基。合适的还有铑(Ⅱ)-和铑(Ⅲ)-配合物，例如乙酸铑(Ⅱ)、铑(Ⅱ)-2，4-二氟-苯甲酸盐、Rh(acac)3、RhCl3xH2O、Rh(NO3)3和(C3H5)RhCl2(PPh3)2。还可以有利地向该铑-配合物中加入能够起配体作用的化合物，例如膦烷、亚磷酸盐/酯或胺。
在进一步的步骤中，所得的酯经水解，其中得到[18F]FDOPA或[18F]FTyr或它们的α-甲基化衍生物。
所述水解可以在含水的HI或HBr，优选浓HI或HBr或者在含有KI和HBr的溶液中进行。
产物的分离可以通过HPLC进行。
本发明主题还在于式3的化合物，其中X＝H或CH3，且R5＝亲核性离去基团(nukleophile Abgangsgruppe)，例如F、Br、Cl、NO2、-NR3+，其中R＝烷基，例如CH3、C2H5，R2＝苄基(Bn)、甲基(Me)，和R4＝(S)-BOC-BMI：(S)-1-(叔丁氧基羰基)-2-叔丁基-3-甲基-4-咪唑啉酮、(S)-Cbz-BMI：(S)-1-苯甲酰基羰基)-2-叔丁基-3-甲基-4-咪唑啉酮、(S)-BDI：(S)-叔丁基2-叔丁基(tert.-utyl)-4-甲氧基-2，5-二氢咪唑-1-甲酸酯、甲基-(S)-BOC-BMI：(2S，5R)-叔丁基-2-叔丁基-3，5-二甲基-4-氧代咪唑烷-1-甲酸酯、甲基-(S)-Cbz-BMI：(S)-1-(苯甲酰基羰基)-2-叔丁基-3，5-二甲基-4-咪唑啉酮或甲基-(S)-BDI：(S)-叔丁基-2-叔丁基-5-甲基-4-甲氧基-2-氢咪唑1-甲酸酯。
表达式：
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通过使用这种新的标记前体，通过亲核合成仅用三个放射活性步骤就成功地制备了根据式3的对映体纯的产物(ee≥98％)。由此使得自动路径合成能够实现。放射化学产率为22％。还可以以≥98％的对映体纯度得到最终产物[18F]FDOPA和[18F]FTyr。
本发明的方法和根据式3的前体使得能够进行以自动化操作的合成。
用于自动化合成操作的设备通常包括接受容器(![]()
)，该接受容器由与该接受容器经导管连接的存储容器经过调节器供给试剂。所述接受容器的充填和排空通常通过产生过压和欠压进行。可以示例性提到可商业购得的装置TRACERlab FX F-N，其除了试剂存储容器、由玻璃碳(Glaskohlenstoff)制成的接受容器和磁力搅拌器以及可抽出的针管之外，还装备有活性检测器和带冷阱的真空系统。所述装置具有[18O]水-后处理以及具有制备HPLC、两个HPLC洗脱液和HPLC流量控制、针对该HPLC的UV和放射活性检测器的固相萃取单元，针对级分的收集容器、固相萃取以及HPLC溶剂返回装置。类似的装置由″One-stephigh-radiochemical-yield synthesis of[18F]FP-CIT using a protic solventsystem″在Nuc.Med.Biol.，2007中；34：345-351，S.Lee，S Oh，D.Chi，S.Kang，H.Kil，J Kim，D.Moon等人Chen X，Park r；Shahinian AH，等人，18F-labeled RGD peptide：initial evaluation for imaging brain tumorangiogenesis/Nuc.Med.Biol..2004；31：179-189获知。
本发明的前体使得能够使用这类装置完全自动化地反应，其中进行根据式3的前体的18F-氟化和然后后处理成最终产物，也即处理成[18F]FDOPA或[18F]FTyr。[18F]FDOPA和[18F]FTyr以≥98％的对映体纯度得到。
实施例I：
根据图1的合成可以借助下列试剂实施：
i)甲醇、乙酸钠、溴
ii)甲醇、氯仿、三甲基甲硅烷基重氮甲烷
iii)丙酮、碳酸钾、碘代甲烷
iv)乙醚、氢化锂铝
v)二氯甲烷、二氢吡喃、对甲苯磺酸
vi)四氢吡喃、仲丁基锂、二甲基甲酰胺
vii)甲醇、硼氢化钠
viii)二氯甲烷、四溴甲烷、三苯膦
ix)四氢吡喃、二异丙基氨基锂、(S)-Boc-BMI
x)乙醇、吡啶鎓-对甲苯磺酸
xi)二氯甲烷、草酰氯、二甲亚砜、三乙胺
具体工作实施例：
5-溴-4-氟-2-羟基苯甲酸
将1g(6.4mmol)4-氟-2-羟基苯甲酸和2.2g(26.88mmol)乙酸钠溶于10ml无水甲醇中，并冷却到-70℃。在30分钟内添加溶解在10ml甲醇中的0.33ml(6.4mmol)溴，将该反应溶液温热到室温，在真空中去除溶剂，并将残留物容纳在稀盐酸中。抽吸滤出产生的沉淀，用水洗涤和将其容纳在乙酸乙酯中。在用硫酸钠干燥后在真空中去除溶剂，并得到纯产物。
形式：无色固体
产率：1.23g(5.2mmol；82％)
Rf：0.50(氯仿/甲醇＝2∶1+0.1％TEA)
甲基-5-溴-4-氟-2-羟基苯甲酸酯
将1.23g(5.2mmol)5-溴-4-氟-2-羟基苯甲酸溶解在10ml无水二氯甲烷和2ml无水甲醇中，混以3.4ml(6.76mmol)三甲基甲硅烷基重氮甲烷并在室温搅拌30分钟。在真空下除去挥发性组分，得到纯物质形式的产物。
形式：无色固体
产率：1.27g(5.1mmol；99％)
Rf：0.85(乙醚/石油醚＝1∶2)
甲基-2-(苄氧基)-5-溴-4-氟苯甲酸酯
12.7g(51mmol)甲基-5-溴-4-氟-2-羟基苯甲酸酯，6.7ml(56.1mmol)苄基溴和14.01g(102mmol)碳酸钾在100ml丙酮中的悬浮液在回流条件下被加热12h。冷却后，将碳酸钾过滤掉并用丙酮洗涤，在真空下除去溶剂，和在凝胶上使用乙醚/石油醚1∶3以柱色谱法纯化粗产物。
形式：无色固体
产率：13.14g(38.76mmol；76％)
Rf：0.58(乙醚/石油醚＝1∶3)
[2-(苄氧基)-5-溴-4-氟苯基]甲醇
在氩气氛中，向13.14g(38.76mmol)甲基-2-(苄氧基)-5-溴-4-氟苯甲酸酯在100ml无水乙醚中的溶液中缓慢滴加23.25ml(23.25mmol)氢化锂铝-溶液(1M，在乙醚中)。然后在回流条件下加热60分钟，冷却，将该反应溶液倒入冰水中并酸化，直至沉淀物溶解。反应混合物用乙醚萃取，用氯化钠洗涤并经硫酸钠干燥。除去溶剂后得到纯产物。
形式：无色固体
产率：10.25g(32.95mmol；85％)
Rf：0.58(乙醚/石油醚＝1∶3)
2-[2-(苄氧基)5-溴-4-氟苄氧基]四氢-2H-吡喃
在0℃，向10.25g(32.95mmol)[2-(苄氧基)-5-溴-4-氟苯基]甲醇和1.9ml(20.5mmol)3，4-二氢-2H-吡喃在二氯甲烷中的溶液混以1刮刀尖的甲苯磺酸一水合物，并搅拌45分钟。向该反应溶液混以乙醚，用氯化钠和碳酸钠溶液以及水和再次用氯化钠溶液洗涤，经硫酸钠干燥和在真空中去除溶剂。
形式：无色油
产率：12.76g(32.29mmol；98％)
Rf：0.75(乙醚/石油醚＝1∶2)
4-(苄氧基)-2-氟-5-[四氢-2H-吡喃-2-基氧基]甲基)苯甲醛
将12.76g(32.29mmol)2-[2-(苄氧基)5-溴-4-氟苄氧基]四氢-2H-吡喃溶于70ml无水四氢呋喃中，在-78℃在氩气氛中，向其中缓慢混入24.2ml(33.9mmol)sec.-BuLi(1.4M，在环己烷中)并搅拌45分钟。在添加3.5ml(45.21mmol)二甲基甲酰胺后，在室温下继续搅拌该反应溶液60分钟。在添加水后，用乙醚萃取，所述有机相经硫酸钠干燥和在真空下去除溶剂。所述粗产物在凝胶上用乙醚/石油醚1∶3色谱法提纯。
形式：无色固体
产率：4.33g(12.59mmol；39％)
Rf：0.53(乙醚/石油醚＝1∶3)
[4-苄氧基-2-氟-5-(四氢-吡喃-2-基氧基甲基)-苯基]甲醇
在搅拌条件下，向4.33g(12.59mmol)4-(苄氧基)-2-氟-5-[四氢-2H-吡喃-2-基氧基]甲基)苯甲醛在50ml无水甲醇中的溶液中逐份加入0.71g(18.89mmol)硼氢化钠，并在室温搅拌30分钟。在添加水后用乙醚萃取，所述有机相经硫酸钠干燥和在真空下去除溶剂。
形式：无色油
产率：4.27g(12.34mmol；98％)
Rf：0.43(乙醚/石油醚＝1∶1)
2-(2-苄氧基-5-溴甲基-4-氟-苄氧基-四氢吡喃
在10分钟内，向4.27g(12.34mmol)[4-苄氧基-2-氟-5-(四氢吡喃-2-基氧基甲基)-苯基]甲醇和5.11g(15.42mmol)四溴甲烷在100ml无水二氯甲烷中的冰冷却溶液中缓慢添加4.53g(17.27mmol)三苯膦并搅拌45分钟。向所述反应溶液混以戊烷，沉淀物经抽吸过滤并用二氯甲烷洗涤。所述滤液用5％碳酸氢钠溶液、水和氯化钠溶液洗涤，经硫酸镁干燥。在除去溶剂后，在凝胶上用乙醚/石油醚1∶5柱色谱法纯化残余物。
形式：无色油
产率：1.95g(4.77mmol；39％)
Rf：0.67(乙醚/石油醚＝1∶5)
叔丁基-5-{4-(苄氧基)-2-氟-5-[(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)甲基]苄基-2-叔丁基-3-甲基-4-氧代咪唑烷-1-甲酸酯
在-78℃在氩气氛下向1.22g(4.77mmol)BOC-BMI在无水乙醚中的溶液中添加3.2ml(4.77mmol，1.5M，在THF中)LDA并搅拌40分钟。在添加1.95g(4.77mmol)2-(2-苄氧基-5-溴甲基-4-氟苄氧基-四氢吡喃后，在室温搅拌该反应溶液18小时，混以饱和NH4Cl-溶液，并将其容纳在乙醚和水中。有机相用乙醚萃取两次；合并的有机萃取物经NaSO4干燥并在真空下减少溶剂。然后在凝胶上用乙醚/石油醚2∶1以色谱法提纯该残余物。
形式：无色泡沫
产率：0.75g(1.29mmol；27％)
Rf：0.69(乙醚/石油醚＝2∶1)
叔丁基-5-[4-苄氧基-2-氟-5-(羟甲基)苄基]2-叔丁基-3-甲基-4-氧代咪唑烷-1-甲酸酯
将0.75g(1.29mmol)叔丁基-5{4-(苄氧基)-2-氟-5-[(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)甲基]苄基-2-叔丁基-3-甲基-4-氧代咪唑烷-1-甲酸酯溶解在30ml乙醇中，混以28mg(0.13mmol)PPTS并在55℃搅拌18h。冷却后，除去溶剂，将残余物容纳在乙醚中，所述有机相用氯化钠溶液洗涤并经硫酸镁干燥。在真空中去除溶剂，和残余物在凝胶上使用乙醚/石油醚5∶1以柱色谱法纯化。
形式：无色泡沫
产率：0.60g(1.20mmol；93％)
Rf：0.78(乙醚/石油醚＝2∶1)
叔丁基-5-(4-苄氧基-2-氟-甲酰基苄基)-2-叔丁基-3-甲基-4-氧代咪唑烷-1-甲酸酯
在氩气氛下在-60℃中，向0.11ml(1.32mmol)草酰氯在1ml二氯甲烷中的溶液缓慢添加0.2ml(2.88mmol)二甲亚砜并搅拌10分钟。在添加0.60g(1.20mmol)叔丁基-5-[4-苄氧基-2-氟-5-(羟甲基)苄基]2-叔丁基-3-甲基-4-氧代咪唑烷-1-甲酸酯在5ml二氯甲烷中的溶液后，继续搅拌15分钟，先向该反应溶液中混入0.83ml(6mmol)三乙胺，缓慢温热到室温，并在添加5ml水后继续搅拌10分钟。分离出水相并用二氯甲烷萃取。有机相经硫酸钠干燥，在真空下除去溶剂，和残余物在凝胶上用乙醚/石油醚2∶1以色谱法提纯。
形式：无色泡沫
产率：0.42g(0.85mmol；71％)
Rf：0.78(乙醚/石油醚＝2∶1)
活性合成
在带磁力搅拌棒的锥形反应容器(Rectivial，5ml)中，为了干燥[18F]氟化物水溶液，添加在0.9ml无水乙腈(用于DNA合成，Merck)中的130μl四丁基碳酸氢铵。所述反应器用带硅隔膜的螺旋盖封闭，穿过该螺旋盖插入用于真空连接和氩气连接的两个一次性针头。然后所述溶液在降低压力和在80℃的温度蒸发至干燥。该共沸干燥用每次0.8ml乙腈重复两次，随后将该装置抽真空5分钟。在对该反应器充氩气后，将温度调节到120℃，将23μmol叔丁基-5-(4-苄氧基-2-氟-甲酰基苄基)-2-叔丁基-3-甲基-4-氧代咪唑烷-1-甲酸酯容纳在0.8ml的N，N-二甲基甲酰胺中，并借助结核菌素注射器输送到反应容器中。在8分钟反应时间后，为了分离掉溶剂和相转移催化剂，将所述18F-标记的反应混合物容纳到9ml水中，并将其引导经过![]()
RP-18e-柱(500mg)。在用5ml水冲洗该柱后，用强烈氩气流干燥2分钟。经固定的有机成分用1.5ml乙腈洗脱到反应器中并经共沸干燥。在添加在1ml氯仿中的22mg(92μmol，77％)mCPBA后，在60℃搅拌20分钟，然后除去溶剂。向所述残留物混以1ml 48％的HBr，并加热到150℃达30分钟。在冷却后，将HBr相容纳在1ml水中，并借助半制备HPLC纯化该产物。