1-[18F]氟代乙基-L-色氨酸的半自動(dòng)化合成

孫 婷,王世真,唐剛?cè)A,李兆隴

(1.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院,北京協(xié)和醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科,北京 100730;2.中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科,廣東廣州 510080;3清華大學(xué) 化學(xué)系,北京 100084)

18F-氟脫氧葡萄糖(18F-FDG)是目前臨床應(yīng)用最廣泛的一種PET顯像劑,它可以反映體內(nèi)葡萄糖代謝。但18F-FDG PET顯像的特異性不高,不是所有腫瘤細(xì)胞對(duì)18F-FDG都有攝取,而且有時(shí)炎癥也出現(xiàn)陽(yáng)性,難以區(qū)分炎癥和腫瘤[1,2]。

腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)除了需要大量攝取葡萄糖,還需要大量氨基酸,尤其是必需氨基酸。腫瘤濃集氨基酸的主要原因是腫瘤細(xì)胞氨基酸代謝高于正常組織,表現(xiàn)在氨基酸需要量增加和氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)增加兩個(gè)方面[2]。根據(jù)這一特點(diǎn),設(shè)計(jì)新型氨基酸類(lèi)似物,尋找新的 PET顯像劑,彌補(bǔ)FDG顯像的不足,特別是對(duì)炎癥和腫瘤的鑒別。最近 Lee等研究核素標(biāo)記的酪氨酸18F-FET與18F-FDG在小鼠炎癥和腫瘤模型對(duì)比顯像,發(fā)現(xiàn)18F-FET在區(qū)分炎癥腫瘤方面有可能克服FDG的不足[3],并在腦腫瘤顯像方面日益顯示出一定的潛力[4]。

幾乎所有的氨基酸都可進(jìn)行11C標(biāo)記,如甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸、絲氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、賴(lài)氨酸和環(huán)丁氨酸等[5]。但11C的半衰期只有20 min,使其應(yīng)用受到限制;18F的半衰期為110 min,可用于較長(zhǎng)時(shí)間、復(fù)雜的放化合成標(biāo)記,是較理想的標(biāo)記用同位素。18F標(biāo)記方法分為親核反應(yīng)和親電反應(yīng)兩種[6]。用分子態(tài)氟(18F·F)進(jìn)行的親電反應(yīng)對(duì)設(shè)備要求高,副產(chǎn)物多,分離純化復(fù)雜,因此,其推廣應(yīng)用深受限制。目前國(guó)內(nèi)的18F標(biāo)記研究多采用離子態(tài)氟(18F-)進(jìn)行親核氟化,但只有少數(shù)具有活潑基團(tuán)的氨基酸才能夠采用這種親核氟化標(biāo)記方法。

已用18F標(biāo)記的氨基酸有酪氨酸[4,7-8]、蛋氨酸[9]、亮氨酸[10]、3,4-二羥苯基-L-丙氨酸(L-多巴)[11]等,其中臨床應(yīng)用最廣泛的氟標(biāo)記氨基酸是L-多巴[11]。最近李瑞芬等[12]合成了一種新型5-羥基色氨酸衍生物5-18FEHTP。上述標(biāo)記的氨基酸大多數(shù)是含有酚羥基或巰基等活潑基團(tuán)的氨基酸。而色氨酸既是必需氨基酸,又是體內(nèi)唯一含有吲哚環(huán)的氨基酸,但它不含有酚羥基或巰基,標(biāo)記困難,國(guó)內(nèi)外均未見(jiàn)到直接在吲哚環(huán)上進(jìn)行18F標(biāo)記的報(bào)道。

本研究擬采用親核氟化方法及18F-FET的合成思路,使用多功能合成模塊,設(shè)計(jì)并合成新的PET顯像劑1-[18F]氟代乙基-L-色氨酸(1-[18F]FETrp),期望用于炎癥和腫瘤的鑒別。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及合成路線(xiàn)

根據(jù)色氨酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn),除了功能團(tuán)外,在吲哚環(huán)的N-H鍵用氟乙基取代,形成1-FETrp,具有化學(xué)反應(yīng)的可行性,步驟簡(jiǎn)單,符合放射化學(xué)合成的要求[13]。但吲哚環(huán)上的氮不活潑,必須先將氨基和羧基保護(hù),才能夠與1-氟-2-對(duì)甲苯磺?；彝?FCH2 CH2 OTs)反應(yīng),最后脫掉氨基和羧基保護(hù)。合成路線(xiàn)示于圖1。

圖1 1-[19 F]FETrp的合成路線(xiàn)

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 儀器與試劑

JOEL JNM-ECA 300型核磁共振波譜儀:清華大學(xué)產(chǎn)品;Bruker Esquire-LC/MSn型質(zhì)譜儀:Bruker Daltonics公司產(chǎn)品;高效液相層析紫外檢測(cè)器:配1200Series二元泵,安捷倫科技有限公司產(chǎn)品;Finpak SIL C-18S HPLC分析柱(4.6 mm×150 mm),日本JASCO產(chǎn)品;放射性檢測(cè)器:美國(guó)BIOSCAN產(chǎn)品;計(jì)算機(jī)控制化學(xué)合成模塊(CPUC):北京PET公司產(chǎn)品;固相萃取柱(Sep-Pak):Waters公司產(chǎn)品。

無(wú)水 DMSO、無(wú)水乙腈、無(wú)水 K2 CO3、氨基聚醚K2.2.2購(gòu)于Sigma-A ldrich;1,2-對(duì)甲苯磺?；彝橘?gòu)于 Tokyo KASEI,其他試劑購(gòu)于北京化學(xué)試劑公司。

2.2 1-[19 F]FETrp的合成

2.2.1 1-氟-2-對(duì)甲苯磺酰基乙烷(19FCH2 CH2OTs)的合成

將3.15 g(10 mmol)四正丁基氟化銨三水合物溶于30m L無(wú)水乙腈中,在N2保護(hù)下加熱至90℃,蒸干溶劑。再加入30 m L無(wú)水乙腈,蒸干溶劑,重復(fù)3次,得到黃色油狀物,然后在N2保護(hù)下加入30 m L溶有3.7 g(10 mmo l)TsOCH 2 CH 2OTs的無(wú)水乙腈,90℃下反應(yīng)6 h,蒸干溶劑,產(chǎn)物用硅膠柱分離,洗脫劑為V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=10∶1。所得產(chǎn)品為淡黃色油狀物,0.76 g,產(chǎn)率60%,熔點(diǎn)21～22 ℃[14]。

2.2.2 N-BOC-L-色氨酸(1)的合成

L-色氨酸4.08 g(20 mmol)置于200m L圓底燒瓶,加入100 m L水和1,4二氧六環(huán)的混合物(體積比為 1∶1)和 1 mol/L氫氧化鈉(NaOH)20 m L,然后緩慢滴入 4.36 g(20 mm ol)二碳酸二叔丁酯。室溫下攪拌24 h,用1 mol/L鹽酸將反應(yīng)液pH調(diào)至2.4,用乙酸乙酯萃取2次,每次40 m L,干燥、減壓蒸干得到白色固體 4.56 g。產(chǎn)率 75%,熔點(diǎn) 136～138 ℃[15]。

2.2.3 N-BOC-L-色氨酸乙酯(2)的合成

將3.04 g(10 mm ol)N-BOC-L-色氨酸溶于30 m L無(wú)水二甲基亞砜(DM SO)中,加入0.48 g(12 mm ol)NaOH,加熱到 40℃,攪拌20 m in。加入2.16 g(20mm ol)溴乙烷,再快速攪拌2 h,此后加入120 m L去離子水,析出淡黃色固體,過(guò)濾、干燥,得到固體3.1 g。分別采用硅膠柱和雙相重結(jié)晶方法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分離。硅膠柱分離:所得粗品溶于少量二氯甲烷,過(guò)硅膠柱;洗脫劑為石油醚與乙酸乙酯,洗脫梯度依次為10∶1、8∶1和6∶1;得到2.39 g化合物2,白色固體,產(chǎn)率72%,熔點(diǎn)168℃。雙相重結(jié)晶分離:將所得粗品加熱溶于10 m L乙酸乙酯,加入6倍體積的石油醚,靜置5 h,出現(xiàn)針狀白色晶體,過(guò)濾、干燥得到化合物2。此法操作簡(jiǎn)單,適合大量制備,但產(chǎn)率只有60%,低于硅膠柱分離法。

2.2.4 N-BOC-1-氟乙基-L-色氨酸乙酯(3)的合成

0.996 g(3mmol)化合物2溶于6m L無(wú)水DMSO,加入NaOH 0.12 g(3mm ol),室溫下攪拌 5 min,加入19FCH2 CH2 OTs 0.654 g(3mmol),繼續(xù)攪拌20min,產(chǎn)物中加入30m L去離子水,用乙酸乙酯萃取3次,每次10m L,合并有機(jī)相,以無(wú)水MgSO4干燥。蒸干溶劑,得到0.685 g產(chǎn)物。將所得產(chǎn)物溶于少量二氯甲烷,用硅膠柱分離;按照石油醚與乙酸乙酯濃度比為20∶1、18∶1、15∶1、12∶1和 10∶1依次洗脫。最后得到0.325 g化合物3。產(chǎn)品為白色固體,產(chǎn)率30%,熔點(diǎn)99～101℃。

2.2.5 1-[19F]FETrp(4)的合成

0.225 g化合物3溶于3m L無(wú)水DMSO,加入1 m ol/L NaOH 0.72 m L(1.2 equiv),室溫下攪拌15 m in。加入17 m L去離子水,乙酸乙酯萃取后,用1 mo l/L鹽酸將水相調(diào)pH至2.4,用乙酸乙酯萃取3次,每次10 m L,合并有機(jī)相,干燥、減壓蒸干溶劑,得到淡黃色固體。在該物質(zhì)中加入10 m L飽和鹽酸甲醇溶液,室溫下攪拌30min,減壓蒸干溶劑,得到的產(chǎn)物用乙酸乙酯洗3次,每次5 m L,干燥,得到化合物4的鹽酸鹽形式,為白色固體,久置后呈淡黃色。產(chǎn)率80%,留樣備用,作為合成1-[18F]FETrp的標(biāo)準(zhǔn)品。

2.2.6 HPLC分析

將上述各種中間產(chǎn)物及1-[19F]FET rp進(jìn)行HPLC分析,檢測(cè)波長(zhǎng)為254 nm。配制不同的流動(dòng)相,根據(jù)產(chǎn)物保留時(shí)間的長(zhǎng)短,選擇適合的流動(dòng)相和流速。

2.3 自動(dòng)化合成

多功能合成模塊主要包括18F-分離、氟化水解和HPLC分離等部分。它是由氣體傳輸系統(tǒng)、真空泵、反應(yīng)瓶、貯液瓶、接收瓶、廢物瓶、閥門(mén)、分離小柱,HPLC、電加熱、管路及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成。

2.3.1 C1-[19F]FETrp的半自動(dòng)化合成

24 mg19FCH2CH2OTs和24 mg N-BOCL-色氨酸乙酯前體溶解在1m L無(wú)水DMSO/NaOH(pH=9)中,在反應(yīng)瓶中通入氮?dú)鈹嚢?加熱至100℃,反應(yīng)10min,反應(yīng)液中加入1m L 8 mol/L鹽酸,水解 10 min,此后加入 1 m L 8m ol/L NaOH 中和,用 HPLC分析,檢測(cè)波長(zhǎng)254 nm。

2.3.2 1-[18F]FET rp的半自動(dòng)化合成

采用18O(p,n)F核反應(yīng)生成F-,應(yīng)用2m L H2O[18O]富氧水(95%)靶,在回旋加速器上用16.5 MeV、25μA的質(zhì)子束流連續(xù)轟擊20m in,得到反應(yīng)所需要的18F-富氧水溶液。富集在QMA離子交換樹(shù)脂柱上的18F-用1.5 m L K2.2.2溶液洗脫至反應(yīng)瓶,通入氮?dú)?在116℃下蒸干。加入2m L乙腈除去殘留水,加入1m L溶有8 mg(NH2OTs)2的無(wú)水乙腈,95℃反應(yīng)5min。冷卻,加入10 m L無(wú)水乙醚,過(guò)硅膠小分離柱(Silica Sep-Pak,Waters公司),蒸除乙醚。加入溶有8 mg N-BOC-L-色氨酸乙酯的無(wú)水DMSO/NaOH(pH=9)1m L,120℃攪拌反應(yīng)15 min。加入 1 m L 8 m ol/L HCl水解,100℃密閉反應(yīng)10min,最后加入1m L 8 mol/L NaOH中和。

酵母菌與人類(lèi)的生產(chǎn)生活關(guān)系密切。在史前時(shí)期，酵母菌就幫助人類(lèi)的祖先釀酒，人類(lèi)才開(kāi)始有甘潤(rùn)醇香的美酒享用。約在6 000年前，酵母菌開(kāi)始幫助人類(lèi)發(fā)面，人類(lèi)開(kāi)始有松軟的饅頭、面包享用。

3 結(jié)果與討論

3.1 標(biāo)準(zhǔn)品1-[19 F]FETrp的合成與鑒定

1-[19F]FET rp的合成雖然比較復(fù)雜,國(guó)內(nèi)外均未見(jiàn)到有關(guān)報(bào)道,但是從化學(xué)反應(yīng)機(jī)制考慮,反應(yīng)可以進(jìn)行。1-[19F]FETrp標(biāo)準(zhǔn)品的合成采用有機(jī)合成方法,以色氨酸為原料,經(jīng)七步反應(yīng),每一步都分離純化,得到目標(biāo)產(chǎn)物。采用ESI-MS、1H NMR和13C NMR對(duì)各個(gè)中間產(chǎn)物和終產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。

(1)19FCH2CH2OTs的鑒定結(jié)果。ESIMS:m/z=241[M+Na]+;1H NMR(300 MHz,CDCl3):δ7.75(d,2H,J=7.9),7.31(d,2H,J=7.9),4.17(s,1H),4.53(d t,2H,JH-F=47.0 Hz,JH-H=4.80 Hz),4.21(dt,2H,JH-F=27.5 H z,JH-H=4.80 H z),2.40(s,3H)[13]。

(2)N-BOC-L-色氨酸鑒定結(jié)果。ESI-MS:m/z=327[M+Na]+;1H NMR(CDCl3):δ 8.13(br,1H,Ind-NH),7.61(d,1H,J=7.6H z,Ind-7-H),7.37(d,1H,J3=8.1Hz,Ind-4-H),7.15～7.11(m,2H,Ind-5,6-H),7.03(s,1H,Ind-2-H),5.06(br,1H,NHBoc),4.68～4.64(m,1H,C*H),3.37～3.31(m,2H,NH2)1.43(s,9H,CH3)。

(3)N-BOC-L-色氨酸乙酯鑒定結(jié)果。ESIMS:m/z=355[M+Na]+;1H NMR(300 MHz,CDCl3):δ8.12(s,1H),7.55(d,1H,J=8.01 H z),7.33(d,1H,J=7.89 H z),7.07～7.21(m,2H),6.99(s,1H),5.08(br,1H),4.62(br,1H),4.11(m,2H),3.28(br,2H),1.41(s,9H),1.16(t,3H);13C NMR(75 MHz,CDCl3):δ172.4、155.4、136.2、127.8 、122.8、122.2、119.6、118.9、111.2、110.4 、79.9 、61.4 、54.4 、28.4 、14.2 。

(4)N-BOC-1-氟乙基-L-色氨酸乙酯鑒定結(jié)果。ESI-MS:m/z=401[M+Na]+;1H NMR(300 MHz,CDCl3):δ7.59(d,1H,J=7.53 Hz),7.18～7.32(m,2H),7.13(t,1H,J=7.21 H z),6.96(s,1H,J=7.53 H z),4.64(dt,2H,JH-F=47.0 Hz,JH-H=4.80 H z),4.64(m,1H),4.30(dt,2H,JH-F=26.1 Hz,J H-H=4.80 H z),4.29(m,2H),3.29(br,2H),1.45(s,9H),1.20(t,3H,J=7.20 Hz);13C NMR(75 MH z,CDCl3):δ172.2、155.3、136.2、128.5 、126.8、121.9、119.4、119.1、109.7、109.1 、82.3(J=172.5 Hz),79.7 、61.3 、54.3 、46.4(J=22.5 H z),28.3 、27.9 、14.0 。

(5)1-[19F]FETrp鑒定結(jié)果。ESI-MS:m/z=273[M+Na]+;1H NMR(300 MHz,D2O):δ7.46(d,1H,J=8.01 Hz),7.18(d,1H,J=8.01 Hz),6.96～7.14(m,3H),4.51(dt,2H,JH-F=46.95 Hz,JH-H=4.80 H z),4.04～4.30(m,3H),3.19(m,2H);13C NMR(75 MHz,D2O):δ171.7 、136.4 、128.6 、127.2 、122.2 、119.7 、118.5 、110.0 、106.2 、83.5(J=165 Hz),53.2 、45.9(J=15 Hz),25.5。

1-[19F]FET rp合成過(guò)程中,最關(guān)鍵的一步反應(yīng)是吲哚環(huán)氟乙基化,反應(yīng)能否進(jìn)行,取決于強(qiáng)堿能否順利將吲哚環(huán)N上的氫奪下[16]。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在奪氫這步反應(yīng)中,盡量保證無(wú)水條件和較快的攪拌速率,可以加快反應(yīng)進(jìn)程并提高產(chǎn)率。這步反應(yīng)原料用的是保護(hù)的氨基酸,酯鍵在堿性條件下極易水解,因此堿的選用非常關(guān)鍵。強(qiáng)堿會(huì)使酯鍵水解,弱堿奪氫困難,反應(yīng)速度慢,產(chǎn)率低,不適合放化反應(yīng)的要求。工作中曾用氫氧化鈉、叔丁醇鉀、碳酸鉀三種堿奪氫,但叔丁醇太強(qiáng),碳酸鉀太弱。溶劑的選用也比較重要,曾使用的多種溶劑中,只有用DMSO時(shí)發(fā)生反應(yīng)。用NaOH和 DMSO,氟乙基化反應(yīng)產(chǎn)率為30%,水解的產(chǎn)率為 80%,這 2步的總產(chǎn)率為24%。

3.2 1-[19 F]FETrp的 HPLC分析

圖2 中間產(chǎn)物各標(biāo)準(zhǔn)品紫外吸收峰

3.3 1-[19 F]FETrp的半自動(dòng)化合成

冷實(shí)驗(yàn)反應(yīng)條件不適于微量的放射化學(xué)合成,因此將此反應(yīng)路線(xiàn)半自動(dòng)化,尋找適合放化合成的反應(yīng)條件。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備,以及合成自動(dòng)化加藥的限制,只能將奪氫反應(yīng)與親核反應(yīng)一步完成,先將強(qiáng)堿溶于溶劑,制備DMSO/NaOH溶液。尋找合適的堿強(qiáng)度,以及反應(yīng)溫度、時(shí)間。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn),在反應(yīng)液pH為7時(shí),加熱到100℃,反應(yīng)10 min已經(jīng)有產(chǎn)物生成,但是產(chǎn)率很低。隨著pH的升高,產(chǎn)率逐漸增加,但是pH過(guò)高時(shí),由于酯鍵的水解加速,形成了羧基,使得氟乙基與羧基鹽反應(yīng),不與吲哚N反應(yīng),產(chǎn)物也將減少,甚至得不到產(chǎn)物。因此,將反應(yīng)液pH調(diào)為8,在100℃下反應(yīng)10m in,此條件下可以得到少量的產(chǎn)物。水解反應(yīng)已經(jīng)比較成熟,只要反應(yīng)液中鹽酸濃度達(dá)到4 m ol/L,100℃10min即可大部分水解。

3.4 1-[18F]FETrp的半自動(dòng)化合成

3.4.1 半自動(dòng)化合成條件的確定

本工作使用親核氟化方法標(biāo)記了新型色氨酸類(lèi)似物1-[18F]FET rp。1-[18F]FET rp的放化合成需要三步反應(yīng),因此采用二鍋法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。第一步是合成18FCH 2 CH 2OTs,第二步是N-BOC-L-色氨酸乙酯的氟乙基化反應(yīng),第三步是水解脫BOC和脫酯。合成最關(guān)鍵的一步是氟烷基化反應(yīng),這步反應(yīng)的標(biāo)記率決定了總的放化產(chǎn)率。

與冷實(shí)驗(yàn)相比,氟烷基化熱實(shí)驗(yàn)反應(yīng)條件苛刻,要求高,產(chǎn)率低;需要更強(qiáng)的堿性、更高的溫度和更長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,18FNH2NH2OTs的放化產(chǎn)率約為30%～35%,整個(gè)合成過(guò)程大約需要 20 min;第二步反應(yīng)中,18FCH2CH2OTs在堿性條件下,極易水解成18F-,使放化產(chǎn)率很低。在冷實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上分別測(cè)試了反應(yīng)溫度、時(shí)間、pH等因素對(duì)合成的影響,結(jié)果表明,只有當(dāng)兩種前體的質(zhì)量比為1∶1、pH達(dá)到9時(shí),100℃下反應(yīng) 20 m in,才能生成少量的N-BOC-1-[18F]氟乙基-L-色氨酸乙酯,將反應(yīng)溫度升高到120℃,反應(yīng)時(shí)間可縮短至15min。

3.4.2 各步產(chǎn)物的HPLC分析

對(duì)第一步反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行HPLC分析,流動(dòng)相為V(乙腈)∶V(水)=50∶50,流速2 m L/min,結(jié)果示于圖 3。由圖 3 可見(jiàn),18FCH2CH2OTs保留時(shí)間為2.8 min;反應(yīng)前體N-BOC-L-色氨酸乙酯保留時(shí)間為5.0m in。在9.3 m in處出現(xiàn)新放射峰,與標(biāo)準(zhǔn)品N-BOC-1-氟乙基-L-色氨酸乙酯保留時(shí)間一致(圖2D),由此可推斷新放射峰為N-BOC-1-氟乙基-L-色氨酸乙酯的放射峰。反應(yīng)投入148 MBq的18F-,得到 51.8 MBq18FCH2CH2OTs,放化產(chǎn)率35%;氟乙基化得到 N-BOC-1-[18F]氟乙基-L-色氨酸乙酯 3.8 MBq,這步反應(yīng)產(chǎn)率僅為8.6%。于是增加投入252 MBq的18F-,經(jīng)過(guò)水解得到3.7 MBq 1-[18F]FETrp,對(duì)該步反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)行 HPLC分析,流動(dòng)相 0.1 mol/L NaH2PO4-5%EtOH,流速 2 m L/min,分析結(jié)果示于圖4。圖4中新出現(xiàn)的放射性吸收峰保留時(shí)間為9.1min,與標(biāo)準(zhǔn)品1-[19F]FETrp在pH值為12時(shí)的保留時(shí)間(圖2C)一致。由圖4放射吸收峰的積分面積計(jì)算可得,該步反應(yīng)的產(chǎn)率為1.5%。經(jīng)過(guò)至少 20 min的 HPLC分離純化,根據(jù)半衰期計(jì)算產(chǎn)率,終產(chǎn)物放化產(chǎn)率不到1%,因此,未繼續(xù)加大放射性投入量進(jìn)行進(jìn)一步分離純化實(shí)驗(yàn)。

1-[18F]FET rp的放化產(chǎn)率很低,與冷實(shí)驗(yàn)條件下所得結(jié)果不符合,與反應(yīng)本身的特點(diǎn)有關(guān)。反應(yīng)前體N-BOC-L-色氨酸乙酯在堿性條件下極易發(fā)生酯鍵水解,使氟乙基與羧基反應(yīng),不與吲哚的N反應(yīng)。反應(yīng)中吲哚N基團(tuán)不活潑,存在酯鍵競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng),只有酯鍵水解的速度明顯低于吲哚奪氫的速度,才能夠得到目標(biāo)產(chǎn)物。要提高產(chǎn)率,盡量提高18FCH2CH2OTs的投入量,至少要使兩種原料的比例適合,在冷實(shí)驗(yàn)中,投入的氟乙基量和色氨酸前體的量大致相等,因此,反應(yīng)產(chǎn)率較高,反應(yīng)容易進(jìn)行。放化合成反應(yīng)屬于微量反應(yīng),計(jì)算的產(chǎn)率是放化產(chǎn)率而不是產(chǎn)物的劑量。18FCH2CH2OTs的質(zhì)量是可估算的,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于色氨酸前體的質(zhì)量,致使產(chǎn)率較低。從反應(yīng)結(jié)果推測(cè),在第二步親核取代反應(yīng)過(guò)程中,產(chǎn)生大量的18F-,使產(chǎn)率較低。另外,放化合成時(shí),第一步親核反應(yīng)結(jié)束,18FCH2CH2OTs中可能存在少量分離不完全的TsOCH2CH2OTs參與第二步親核反應(yīng),使反應(yīng)復(fù)雜,副產(chǎn)物增多,產(chǎn)率降低。

圖3 第一步反應(yīng)產(chǎn)物的HPLC分析

圖4 第二步合成產(chǎn)物的HPLC分析

4 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)采用半自動(dòng)化法合成了新型氟標(biāo)記色氨酸類(lèi)似物1-[18F]FETrp,總合成時(shí)間為50 min,分離純化前,總放化產(chǎn)率1.5%;由于放化產(chǎn)率低,合成時(shí)間長(zhǎng),目前尚不適合推廣應(yīng)用,今后需要嘗試其他堿性試劑或者尋找新的合成路線(xiàn)。

致謝:感謝中科院化學(xué)研究所博士生郝鵬、申淼,清華大學(xué)化學(xué)系博士生嚴(yán)曉宇、廖騫、研究生劉蘊(yùn)東、陸文超在實(shí)驗(yàn)中給予的熱心幫助;感謝中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科易暢在實(shí)驗(yàn)中給予的幫助;感謝滕寶在論文書(shū)寫(xiě)方面給予的指導(dǎo)和幫助。

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