間[*I]芐胍的合成

陳志明，王 剛，汪 洋，吳二明，黃荷云

國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)核醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇省分子核醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇省原子醫(yī)學(xué)研究所，無(wú)錫 214063

間碘芐胍 （Metaiodobenzylguanidine，MIBG）是去甲腎上腺素神經(jīng)遞質(zhì)（NE）的一種同系物，借助于NE，可以被富含交感神經(jīng)的細(xì)胞所吸收。它是一種在診斷和治療心肌異常及神經(jīng)內(nèi)分泌瘤方面非常寶貴的載體，125I-MIBG可用于PET顯像，123I-MIBG可用于心肌顯像，131I-MIBG也被廣泛用于神經(jīng)內(nèi)分泌瘤的顯像和治療。目前臨床上使用的[*I]MIBG是采用同位素交換法制備的，這種方法制得的藥液中含有大量的未標(biāo)記的MIBG載體，而這些未標(biāo)記的MIBG在給藥過(guò)程中會(huì)與標(biāo)記的 [*I]MIBG競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)入目標(biāo)細(xì)胞，降低細(xì)胞對(duì)有效成分的吸收。如果能把未標(biāo)記的MIBG完全去掉——即制備無(wú)載體的MIBG，則其藥效可能會(huì)大大提升[1-3]。

為了提高藥效和降低可能的副作用，無(wú)載體[*I]MIBG的合成方法被廣泛研究。Hunter DH等[4]報(bào)道了利用固相合成的方法在樹(shù)脂上制備無(wú)載體[*I]MIBG（合成路線(xiàn)見(jiàn)圖1），但此方法合成復(fù)雜，樹(shù)脂不易獲取。

Ganesan V等[5,6]報(bào)道了分別以間位三甲基硅基芐胍和N，N-二叔丁氧羰基，3-三丁基錫基芐胍為前體合成無(wú)載體[*I]MIBG的方法，前者合成步驟繁多，標(biāo)記復(fù)雜；后者在前體中引入的BOC保護(hù)基團(tuán)，在標(biāo)記的時(shí)候會(huì)以雜質(zhì)的形式殘留在體系中，影響后續(xù)藥效研究。合成路線(xiàn)見(jiàn)圖2。

本課題組在合成含BOC保護(hù)基團(tuán)的無(wú)載體[*I]MIBG錫前體的基礎(chǔ)上[7]，再次開(kāi)發(fā)出以間碘芐胍的碳酸氫鹽為原料，一步得到目標(biāo)化合物3-三丁基錫基芐胍作為不含保護(hù)基團(tuán)的無(wú)載體 [*I]MIBG錫前體。此合成反應(yīng)條件溫和，步驟簡(jiǎn)便，收率較高，適合實(shí)驗(yàn)室制備，而且在標(biāo)記的時(shí)候不會(huì)引入多余的雜質(zhì)基團(tuán)，利于后續(xù)藥盒的研發(fā)。

圖1 Hunter DH等報(bào)道的合成路線(xiàn)圖

圖2 Ganesan V等報(bào)道的合成路線(xiàn)圖

現(xiàn)對(duì)得到的錫前體進(jìn)行了初步的標(biāo)記研究。見(jiàn)圖3。

1 材 料

1.1 儀器

圖3 本研究的合成路線(xiàn)圖

TENSOR-27 FT-IR型紅外光譜儀、AvanceⅢ400核磁共振譜儀 （德國(guó)Bruker公司）；SQ Detector 2質(zhì)譜儀 （美國(guó) Waters公司）；Calirad Isotope Calibrator CRC-250放射性活度計(jì) （美國(guó)Victoreen公司）；γ-計(jì)數(shù)器（γ-counter 2480，美國(guó) PE 公司）；Waters 1525型高效液相色譜系統(tǒng) （1525高壓泵和2487紫外檢測(cè)器），Waters Symmetr C18（4.6mm ×150mm，5μm）色譜柱。

1.2 藥品與試劑

間碘芐胺鹽酸鹽（上海畢得有限公司）；碘[131I]化鈉溶液（批號(hào) 20170108，規(guī)格 7.51GBq·mL-1，放射化學(xué)純度98.6%，成都中核高通同位素有限公司）；氨基腈（NH3CN）、雙（三丁基錫）(（SnBu3）2）、雙三苯基磷二氯化鈀[Pd（PPh3）2Cl2]、氯胺 T、雙氧水（均為Sigma Aldrich）；其余試劑均為化學(xué)純。

2 方法和結(jié)果

2.1 化合物1

化合物1由間碘芐胺鹽酸鹽為原料，參照文獻(xiàn)方法合成得到[8]。m.p.124℃～126℃（文獻(xiàn) 124℃～126 ℃）。IR （KBr）ν（cm-1）：1628，1696，3061，3472。1H-NMR （500 MHz，CDCl3） δ4.34 （-CH2，s，2H），7.10～7.14 （Ph-5，t，1H），7.34～7.36 （Ph-6，d，1H），7.63～7.65（Ph-4，d，1H），7.69（Ph-2，s，1H）；ESI-MS[M+H]+：276。

2.2 3-（三丁基錫基）-芐胍（2）的合成

在50mL的圓底燒瓶中，加入500mg（1.48mmol）化合物1溶于10mL二甲亞砜（DMSO），再加入947mg（1.63mmol）雙（三丁基錫）溶于 30mL 1，4-二氧六環(huán)，最后加入104mg（0.15mmol）雙三苯基磷二氯化鈀，在100℃下恒溫反應(yīng)至溶液變黑。離心旋干，用乙酸乙酯溶解后水洗3遍，離心再旋干，甲醇溶解后用正己烷洗3遍，將多余的錫試劑洗掉，后加無(wú)水硫酸鈉干燥。用制備色譜分離得453mg淡黃色液體，收率 68.7%。1H-NMR（400MHz，CD3OD） δ0.88～0.91（Bu-CH3，m，9H），1.08～1.11（Bu-CH2，m，6H），1.32～1.37（Bu-CH2，m，6H），1.55～1.58（Bu-CH2，m，6H），4.39 （-CH2，s，2H），7.24～7.26 （Ph-5，m，1H），7.33～7.37（Ph-6，m，1H），7.41（Ph-4，Ph-2，m，2H）；ESI-MS[M+H]+：439.4。

2.3 3-（三丁基錫基）-芐胍（2）的標(biāo)記

在 0.25mL（約 0.5mCi）[131I]碘化鈉溶液中加入50μg化合物 2，0.5mL 磷酸二氫鉀（pH=6.5）緩沖溶液（按《中國(guó)藥典》2015版方法配制），10μL氯胺T溶液（50mg·mL-1）后振蕩，常溫反應(yīng) 5min，再加入10 μL Na2S2O5溶液（100mg·mL-1）終止反應(yīng)，HPLC法分析結(jié)果。

圖4是化合物2標(biāo)記后溶液紫外檢測(cè)的HPLC圖譜；圖5是放射性檢測(cè)γ計(jì)數(shù)的HPLC圖譜。在RT=5min處的吸收峰對(duì)應(yīng)的是 [131I]-MIBG的吸收峰，與純的MIBG在同一系統(tǒng)中的保留時(shí)間吻合，以峰面積計(jì)算[131I]-MIBG標(biāo)記率達(dá)到89.4%。

圖4 化合物2標(biāo)記后的紫外檢測(cè)HPLC圖譜

圖5 化合物2標(biāo)記后的放射性HPLC圖譜

3 討 論

在化合物2中，由于強(qiáng)極性的胍基團(tuán)的存在，使得無(wú)法用常規(guī)的柱層析來(lái)分離提純，這對(duì)反應(yīng)的分離純化提出了挑戰(zhàn)。Ganesan V等[5，6]為了解決這個(gè)問(wèn)題，在化合物中引入了Boc保護(hù)基團(tuán)，降低了分子的極性，使得能用常規(guī)的柱層析來(lái)分離；但是這樣做的缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn)，在后續(xù)的標(biāo)記過(guò)程中，Boc保護(hù)基團(tuán)將會(huì)以雜質(zhì)小分子的形式殘留在藥液中，可能對(duì)后續(xù)藥液的純度產(chǎn)生影響。

這在當(dāng)時(shí)也許只能用這種間接的方法來(lái)分離提純含胍基的化合物，但是隨著制備色譜的廣泛應(yīng)用，使得在實(shí)驗(yàn)室中大量分離提純含胍基的這類(lèi)強(qiáng)極性的化合物成為可能，所以本研究果斷放棄了在分子中引進(jìn)其他輔助基團(tuán)的做法，而是直接用制備色譜分離提純目標(biāo)產(chǎn)物。

需要指出的是，特意選用間碘芐胍的碳酸氫鹽作為起始原料，而不是經(jīng)典的硫酸鹽，是因?yàn)槟繕?biāo)化合物含錫基團(tuán)，在酸性條件下易離去，被氫離子取代，不利于反應(yīng)產(chǎn)物的穩(wěn)定。

在對(duì)化合物2進(jìn)行標(biāo)記研究的時(shí)候，選擇了常用的兩組氧化劑進(jìn)行比較對(duì)照——氯胺T和雙氧水。固定化合物 2（50μg）和131I溶液（0.5mCi）的量，分別考察了不同量的氧化劑對(duì)標(biāo)記率的影響，即得到圖6的結(jié)果。

由圖6看出，大體上氯胺T的量越多，化合物2的標(biāo)記率越低，這可能是因?yàn)殡S著氧化劑量的增多，其氧化能力越來(lái)越強(qiáng)，導(dǎo)致氧化過(guò)程產(chǎn)生的副產(chǎn)物增多。以雙氧水作為氧化劑時(shí)也觀察到了相似的現(xiàn)象。另外，值得關(guān)注的是，同樣多量的氧化劑，雙氧水的標(biāo)記率要超過(guò)氯胺T，這同樣可能與氯胺T的氧化性強(qiáng)于雙氧水有關(guān)。雙氧水的標(biāo)記率峰值在93%左右，而氯胺T的峰值只有89%。

圖6 氯胺T的量對(duì)最終放射化學(xué)產(chǎn)率的影響曲線(xiàn)

同樣，對(duì)標(biāo)記的反應(yīng)時(shí)間也進(jìn)行了考察，氯胺T標(biāo)記達(dá)到峰值所需的時(shí)間大約是5min，而雙氧水標(biāo)記達(dá)到峰值所需的時(shí)間則大約是2 h。

4 結(jié) 論

本研究從簡(jiǎn)單原料間碘芐胍的碳酸氫鹽開(kāi)始，通過(guò)一步反應(yīng)制得了無(wú)載體MIBG的錫前體，可以直接用于制備無(wú)載體MIBG，且標(biāo)記率在85%以上。該合成方法簡(jiǎn)便易行，條件溫和，適合在大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室合成，而且得到的產(chǎn)物在標(biāo)記的時(shí)候無(wú)多余雜質(zhì)，適合用于后續(xù)藥盒的研究。

致謝

感謝江南大學(xué)食品工程學(xué)院提供的核磁和質(zhì)譜測(cè)試。