Макромолекулярное парамагнитное соединение, способ получения макромолекулярного парамагнитного соединения, диагностическое контрастное средство, способ получения диагностического контрастного средства - RU2081881C1

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение касается макромолекулярных парамагнитных соединений, способов их получения, соединения и их использование для получения диагностических средств, применяемых в изображении магнитного резонанса (МРИ) человека и нечеловеческих субъектов, хелатирующих агентов для использования при изготовлении таких соединений и использования таких хелатирующих агентов и хелатов и их солей в терапии и диагностике.

Применение парамагнитных соединений в качестве контрастных агентов в МРИ уже широко известно и уже известен целый класс парамагнитных соединений для этих целей. Так, например, были предложены соли марганца и другие парамагнитные неорганические соли и комплексы (см. Lauterbur et al. Frontiers of Biological Energetics, u.1 pp. 752-759, Academie Press (1978). Lauterbur in Phil. Frans. R. Soc. Long. B 289: 483-487 (1980) and Doyle et al, in J. Comput. Assist. Fomogr. S(2): 295-296 (1980), Runge et al. предложили использование оксалата гадолиния (см. США-А-4615879 и Радиология 147(3): 789-791 (1983), Schering AG предложили использование хелатов парамагнитных металлов, например аминополикарбоновых кислот, таких как нитрилотриэтановой кислоты (НТА), N,N,N',N',-этилендиаминтетрауксусной кислоты ЕДТА), N-гидроксиэтил-N-N'-,N'-этилендиаминтриэтановой кислоты НЕДТА), N-N-N',N'',N''-диэтилентриэтано-пентаэтановой кислоты (ДТРА) и 1,4,7, 10-тетраазациклододекантетрауксусной кислоты (ДОТА) (см. например, ЕП-А-71564, ЕП-А-130934 и ДЕ-А-3401052), и Nycomed AS предложили использование парамагнитных металлов иминодвухуксусных кислот (см. ЕП-А-165728).

Парамагнитные соединения, в которых парамагнитный центр связан в хелатный комплекс, как и другие токсичные тяжелые металлы, такие как гадолиний, например, могут быть представлены в биодопустимой форме. Использование хелатирующих агентов, таких как ЕДТА, ДТРА, и т.д. известно благодаря их действию в качестве агентов обезвреживания тяжелых металлов, которые привлекли особое внимание (см. например, Weinmann et al. in AIR 142: 619-624 (1984).

Поскольку токсичность парамагнитных хелатов вообще ниже, чем токсичность неорганических солей таких же видов парамагнитных металлов, эффективность таких хелатных комплексов в усилении контрастности не значительно выше, чем эффективность солей.

Тем не менее, было установлено, что связыванием парамагнитных продуктов с довольно тяжелым носителем, например макромолекулой, усиливающий эффект контрастности, может быть достигнут, возможно, по меньшей мере частично, за счет действия тяжелого носителя по замедлению акробатического падения вниз парамагнитных продуктов. Это хорошо проиллюстрировано в ЕП-А-136812 (Technicare Corporation). Связывание макромолекул с парамагнитными соединениями было предложено также в качестве средства, которым можно получать парамагнитные контрастные агенты специально для тканей. Таким образом, например, Schenirg AG в ЕП-А-71564 предлагает соединение парамагнитных хелатов с биомолекулами, такими как гормоны, протеины и т.п. с целью заставить контрастный агент после введения скапливаться в конкретных местах тела. В ЕП-А-136812 предложено также соединение парамагнитных ионов с конкретными макромолекулами ткани, такими как, например, антитела.

Связывание парамагнитных хелатов с альбумином для получения контрастного агента для кровеносных сосудов было предложено в Радиологии 162: 205 (1987), где рассмотрен Gd ДТРА-альбумин. Протеины, такие как альбумин, являются веществами очень сложной структуры и обладают, как правило, ограниченной стойкостью. В частности, вещества, связанные с протеином трудно выразить формулой в растворах и они не должны подвергаться теплообработке, и, таким образом, контрастные агенты, содержащие такие вещества, нельзя стерилизовать с применением тепла. Более того, для того, чтобы уменьшить опасность аллергической ответной реакции, как правило, целесообразно использовать производный человеческий протеин, например, человеческий альбумин, и, тем самым, возникает возможная опасность вирусного заражения от человеческого источника. Вследствие этого в ЕП-А-1848999 и ЕП-А-186947 предложены контрастные агенты МРИ, включающие парамагнитные хелаты, связанные с теплостойкими, легко характеризующимися, биологически относительно пассивными макромолекулами, такими как полисахариды, например декстраны. Таким образом, в ЕП-А-186947 раскрыты растворимые макромолекулярные парамагнитные соединения, которые там, где они имеют молекулярные веса выше характерного почечного порога, могут действовать как контрастные агенты МРИ скопления крови.

В WO85/05554 Amersham International PLC предложили также использование макромолекулярных носителей для парамагнитных хелатов в качестве контрастных агентов. Однако, подчеркивая важность того, что хелатное соединение должно быть стойким в организме (в частности, там, где сам ион парамагнитного металла является токсичным), авторы указывали, что возможность хелатирования, замедляющего пространственное движение макромолекулы парамагнитных металлов хелатирующим комплексом можно избежать связыванием хелатирующего комплекса с макромолекулой посредством связующей молекулы, например, для получения соединения X-OCONH-(CH₂)_n NHCO-Y, где X- макромолекула и Y - хелатирующий комплекс. Одно такое соединение хелат-связующее-макромолекула, Gd ДОТА-глицин-декстран также раскрыто в ЕП-А-18647.

Когда парамагнитное соединение вводится в кардиососудистую систему подготавливаемого к снимку субъекта, судьба соединения зависит от ряда факторов. Если оно содержит нерастворимый компонент, он будет перемещаться с потоком крови ретикулоэндотелиальной системой (РЭС), в частности клетками Купфера печени; если оно содержит довольно крупные частицы, такие как липосомы, они могут оседать в легких; и если соединение растворяется и имеет относительно малый молекулярный вес, оно может быть выведено из крови через почки довольно быстро (как в случае с Gd ДТРА-димеглумином, веществом, созданным и испытанным в Schering AG). Так, Gd ДТРА-димеглумин имеет половину жизни в крови около 20 минут (см. Weinmann et al. в АУР 142: 619-624 (1984).

Однако для контрастных агентов МРИ, предлагаемых в качестве агентов кровеносной системы, то есть таких, которые не быстро удаляются из кардиососудистой системы, необходимо, чтобы парамагнитное соединение было растворимым, чтобы оно имело довольно высокий молекулярный вес для предотвращения быстрого выведения через почки, и чтобы оно в организме имело устойчивость, которая достигает баланса между стабильностью, требуемой для обеспечения адекватной половины жизни в крови и нестабильностью, требуемой для соединения, или в частности парамагнитных веществ, содержащихся в нем, которые должны быть выведены.

Теперь мы установили, что используя половину соединения, которая связывается с макромолекулой эфирной группой и с хелатирующей половиной амидной группой и которая обеспечивает углеродную цепь по меньшей мере 2 атомов в длину между эфирной и амидной группами, можно получить макромолекулярные парамагнитные контрастные агенты МРИ с улучшенными свойствами, в частности для изображения кардиососудистой системы. В частности, мы установили, что использование таких связующих половин обеспечивает достижение особенно желательного баланса между стабильностью в организме и нестабильностью в организме.

Таким образом, в одном из воплощений настоящее изобретение предлагает парамагнитное соединение, включающее разновидности парамагнитных металлов, хелатированные хелатирующей половиной, связанной амидной группой со связующей группой, самой связанной эфирной группой с макромолекулой, в котором связующая группа обеспечивает углеродную цепочку из 2-11 атомов между названной амидной группой и названной эфирной группой.

Связующая группа в парамагнитном соединении, согласно настоящему изобретению, предпочтительно состоит из остатка аминокислоты формулы 1.

NH₂ (CH₂)_n+1COOH (1)
(в которой n целое число от 1 до 3, и каждый R, который может быть одним и тем же или другим, представляет атом водорода или гидроксильную, гидроксиалкиловую или C_1-4 алкиловую группу, с условием, что R, в углероде, присоединенном к аминовой группе, не должен представлять гидроксильной группы).

В приведенной выше формуле предпочтительно целое число от 1 до 3, и R - предпочтительно водород, метил, этил, гидроксил, моно- или полигидрокси (C_1-6 алкил), в частности моно- или поли-гидрокси (C_1-4 алкил), например, гидроксиметил или 2,3-дигидрокси-пропил. В этом случае, когда R представляет собой полигидрокси-алкиловую группу, отношение гидроксильных групп к атомам углерода предпочтительно равно 1:1. Остатки соединений формулы 1, в который n от 1 до 3 и R водород, также предпочтительны в качестве связующей группы в парамагнитных соединениях согласно изобретению. Наиболее предпочтительные примеры связующей группы включают остатки бета и гамма аминокислот, например, бета-аланин и 4-аминобутановой кислоты.

Хелатирующий агент в парамагнитных соединениях настоящего изобретения может соответственно быть остатком соответствующего металлического хелатирующего агента.

При этом макромолекулярное парамагнитное соединение будет иметь общую формулу
MM(L-Ch-PM)_m,
где MM остаток полисахарида, выбранного из группы, состоящей из декстрана, гидроксиэтилкрахмала и гликогена;
L связывающая группа, представляющая собой остаток аминокислоты формулы NH₂(CH₂)_n+1•COOH, где n целое число от 1 до 3;
CH остаток бифункционального хелатирующего агента аминополикарбоновой кислоты или производного аминополикарбоновой кислоты;
PM ион парамагнитного металла, хелатируемый Ch;
m положительное число, имеющее такое значение, что молекулярный вес макромолекулярного соединения принимает величину до 2 млн. причем связь MM-L является сложноэфирной связью;
а связь Ch-L амидной связью;
L является остатком β аланина или аминопентановой кислоты;
а Ch является остатком этилендиаминтетрауксусной кислоты, или диэтилентриаминопентауксусной кислоты, или 3,6,9-трискарбоксиметил-4/2-гидроксиэтил/-3,6-9 триазаундеканодикислоты или N,N',N'',N'''-тетракарбоксиметил-1,4,7,10-тетраазациклододекана.

В этом случае, когда хелатирующий агент в парамагнитных соединениях настоящего изобретения имеет неустойчивый встречный ион, такой встречный ион должен быть физиологически допустимым ионом, например ионом щелочного металла, нетоксичным амином (например, три/гидроксиметил/аминометаном, этаноламином, диэтаноламином и N-метилглюкамином), галогеном или нетоксичной органической или неорганической кислотой.

В качестве макромолекулярного компонента парамагнитного соединения настоящего изобретения может использоваться любая из макромолекул, предложенных ранее для макромолекулярных парамагнитных контрастных агентов МРИ. Предпочтительно, чтобы выбранная макромолекула была физиологически приемлемой и содержала бы гидроксильные группы, или чтобы она была химически изменяемой для введения гидроксильных групп или для освобождения от защиты защищенных гидроксильных групп.

Особенно предпочтительно, чтобы макромолекула была гидроксильной группой, содержащей материал, выбранный из группы, состоящей из полимерных или полимеризованных углеводов и полимеризованных сахарных спиртов и их производных. Термин "полимерные углеводы" используется для обозначения имеющихся в природе полимеров, состоящих из мономеров углевода, а термин "полимеризованный углерод" используется для обозначения синтетического полимера, полученного полимеризацией молекул углевода, например, с помощью купелирующих или поперечно связывающих агентов. Подобно этому термин "полимеризованный сахарный спирт" используется для обозначения синтетического полимера, полученного полимеризацией молекул сахарного спирта, например, с помощью купелирующего или поперечно связывающего агентов.

Макромолекула может, таким образом, соответственно быть циклическим или нециклическим полисахаридом, таким как глюкан, например, крахмал, амилаза, амилопектин (включая его макромолекулярные декстрины), гликоген, декстран и пуллалан или фруктан, например, инулин и леван, циклодекстрин или другие физиологически допустимые полисахариды растительного, микробиологического или животного происхождения.

Примеры полимеризованных углеводов или сахарных спиртов, которые могут использоваться в качестве макромолекулы, включают так называемую полиглюкозу, которую получают полимеризацией глюкозы, и макромолекулярные продукты, получаемые поперечным соединением углеводов или сахарных спиртов (например, маннитола или сорбитола) с по меньшей мере одним бифункциональным поперечно-связывающим агентом, например, эпихлоргидрином, диэпоксидом или соответствующим гидрином галогена или с бифункциональным ацилирующим агентом. Примером такого продукта, коммерчески доступного, является Фикол (Фикол это фабричная марка фирмы Pharmacia Fine Chemicals AB of Uppsala, Швеция), который получен поперечным связыванием сахарозы с помощью эпихлоргидрина.

Другие примеры веществ, которые могут образовывать основу для макромолекулы, включают физиологически приемлемые производные полисахариды, упомянутые выше, например гидроксильные, карбоксиалкиловые, ациловые или алкиловые производные, например гидроксиэтиловые, дигидроксипропиловые, карбоксиметиловые, ацетиловые и метиловые производные таких полисахаридов.

Водорастворимые производные нерастворимых полисахаридов (например, целлюлоза) могут рассматриваться как водорастворимые макромолекулы, упомянутые выше. Большинство таких макромолекул являются коммерчески доступными и/или широко описанными в литературе.

Хотя парамагнитные соединения изобретения являются предпочтительными для использования в качестве агентов кровеносной системы, когда соединения растворимы и имеют молекулярные веса выше почечного порога, парамагнитные соединения с более низким молекулярным весом согласно изобретению могут применяться в других контрастных агентах МРИ, например агентах для исследования почек, мочевого пузыря или желудочно-кишечного тракта.

Макромолекулу следует вообще выбирать в зависимости с намечаемым применением макромолекулярного парамагнитного хелата. Если, например, хелат должен быть использован для исследования полостей тела, имеющих выводящие протоки, например, кишечно-желудочного тракта, мочевого пузыря и матки, макромолекула не требует быть биодеградирующейся. Более того, когда хелат предназначен для парентерального введения, не требуется, чтобы макромолекула была биодеградирующей, поскольку ее молекулярный вес достаточно велик для ее выделения в мочу. Тем не менее, когда хелат предназначен для использования в агенте кровеносной системы, желательно применять либо биодеградирующие макромолекулы, чей молекулярный вес превышает почечный порог, либо использовать макромолекулярные соединения, в которых каждая молекула содержит более чем одну макромолекулу, например соединения, имеющие структуру макромолекула-связующее-хелатсвязующее-макромолекула. Когда используется биодеградирующая макромолекула, ею может быть, например, такая макромолекула, которая подвергается энзиматически деградации под действием гидролиза, например эндогидролаз, которая гидролизует гликозидные связи в макромолекуле. Таким образом, можно выбирать, например, макромолекулы, разлагаемые альфа-амилазой, например макромолекулы на основе крахмала.

Макромолекулы, используемые для парамагнитных соединений изобретения могут быть нейтральными или могут иметь общий отрицательный или положительный заряд в растворе. Для парентерального применения предпочтительными являются макромолекулы с не общим зарядом или с общим отрицательным зарядом в растворе. Общий отрицательный заряд может быть получен, например, введением карбоксильных групп или других отрицательно заряженных групп в макромолекулы, если такие группы в них еще не присутствуют.

Особенно предпочтительно, чтобы микромолекулы в соединениях изобретения были полисахаридами и, в частности, предпочтителен декстран или его производное, в частности имеющие средний молекулярный вес от 40 000 до 500 000, конкретнее около 70 000.

Молекулярный вес парамагнитных соединений настоящего изобретения может быть легко выбран в соответствии с конкретным назначением соединения. Как указано выше, это может осуществляться даже выбором макромолекул соответствующего размера или соединением вместе двух или более макромолекул для образования конечного соединения. Для общих диагностических целей средний молекулярный вес парамагнитного соединения предпочтительно должен быть в пределах от 1 000 до 2 000 000, предпочтительно от 3 000 до 2 000 000. Для приготовления таких парамагнитных соединений макромолекулы заданного молекулярного веса могут быть получены соответствующими методами.

Если желательно, чтобы парамагнитные соединения выводились в мочу без предварительной деградации, молекулярный вес предпочтителен менее чем 40 000, например, менее чем 30 000 и в частности менее чем 20 000. Однако, если парамагнитные соединения настоящего изобретения должны применяться в качестве агентов кровеносной системы, для чего они конкретно предназначены, молекулярный вес парамагнитного соединения предпочтительно должен быть в пределах от 40 000 до 2 000 000, и в частности от 40 000 до 150 000, и более конкретно от 60 000 до 100 000. Когда парамагнитное соединение включает единственный макромолекулярный остаток, перечисленный выше порядок молекулярных весов может считаться пределами соответствующего порядка и для молекулярного веса макромолекулы.

В парамагнитных соединениях настоящего изобретения виды парамагнитных металлов, то есть атом или ион парамагнитного металла, предпочтительно не являются радиоактивным и целесообразно выбирать их из группы элементов, имеющих атомное число 21-29, 42, 44 и 57-71, причем более предпочтительными являются элементы, имеющие атомные номера 24-29 или 62-69. Полимеры соответствующих лантанидов включают гадолиний, европий, диспрозий, гольмий и эрбий, и примеры других соответствующих элементов включают марганец, железо, никель, хром и медь. Особенно предпочтительные виды парамагнитных металлов включают Cr (III), Mn (II), Fe (II), Dy (III) и Gd (III), особенно Gd и Dy и Cr.

В другом воплощении настоящее изобретение предлагает способ получения макромолекулярных парамагнитных соединений настоящего изобретения, который включает примешивание к растворителю по меньшей мере умеренно растворимого парамагнитного металлического соединения, например хлорида, оксида или карбоната, вместе с макромолекулярным хелатирующим агентом, включающим хелатирующую половину, связанную амидной группой со связующей группой, самой связанной эфирной группой с макромолекулой, в котором названная связующая группа обеспечивает углеродную цепочку из по меньшей мере двух атомов между названной амидной группой и названной эфирной группой.

Макромолекулярный хелатирующий агент, упомянутый в предыдущих абзацах, сам по себе представляет еще один аспект настоящего изобретения.

Таким образом, в следующем воплощении настоящее изобретение предлагает макромолекулярное хелатирующее соединение, включающее хелатирующую половину, связанную амидной группой со связующей группой, самой связанной эфирной группой с макромолекулой, в котором названная связующая группа обеспечивает цепочку из по меньшей мере двух атомов между названной амидной группой и названной эфирной группой, или ее хелатом соли или металла.

Макромолекулярный хелатирующий агент сам может быть получен конденсированием гидроксильной группы, содержащей макромолекулу, с аминокислотой или ее солью и взаимодействием полученного таким образом продукта с карбоксильной группой, или реактивным карбоксильным производным, содержащим хелатирующий агент. Таким образом, в еще одном воплощении настоящее изобретение предлагает способ получения макромолекулярного хелатирующего агента, согласно настоящему изобретению, который включает: взаимодействие гидроксильной группы, содержащей макромолекулу, с аминокислотой или ее солью, причем названная аминокислота имеет углеродную цепочку из по меньшей мере двух атомов между ее карбоксильной и аминовой группами, и соответственно аминокислотой по формуле I, указанной выше; взаимодействие полученного таким образом продукта с карбоксильной группой, или реактивным карбоксильным производным, содержащим хелатирующий агент; и, по желанию, преобразование полученного таким образом продукта в его хелат соли или металла.

В том случае, когда парамагнитные соединения настоящего изобретения вводятся в тело человека или животного в качестве контрастных агентов МРИ, они соответственно будут выражаться формулой вместе с одним или несколькими фармацевтическими носителями или эксципиентами. Таким образом, в следующим воплощении настоящего изобретения предлагается диагностическое контрастное средство, включающее макромолекулярное парамагнитное соединение согласно настоящему изобретению вместе с по меньшей мере одним фармацевтическим носителем.

Составы, например контрастное средство настоящего изобретения, могут включать известные вспомогательные средства, например стабилизаторы, антиоксиданты, осмолитически регулирующие агенты, буферы, агенты, регулирующие pH, и т. д. и могут быть в формах, приемлемых для парентерального или энтерального введения, например, инъекции или инфузии или введения непосредственно в полость тела, имеющую внешний вывод, например кишечно-желудочный тракт, мочевой пузырь или матку. Таким образом, составы настоящего изобретения могут быть в известной форме фармацевтического введения, такой как таблетки, капсулы, порошок, раствор, суспензия, дисперсия, сироп, суппозиторий и т.д. тем не менее растворы, суспензии и дисперсии в физиологически приемлемой среде-носителе, например воде для инъекций, в основном предпочтительнее.

В тех случаях, когда составы изобретения содержат хелат разновидностей различных металлов, например ион тяжелого или радиоактивного металла, может оказаться желательным включать в состав небольшой излишек, например 0,5-20 мол. предпочтительно 1-10 мол. хелатирующего соединения или его более слабый хелат с физиологически приемлемым противоионом, например, как указано в ДЕ-A-3640708 (и Австралия-A-81889/87).

В том случае, когда состав предназначен для парентерального введения, например когда контрастное средство должно использоваться в качестве агента кровеносной системы, предпочтительным является раствор в стерильном физиологически приемлемом средстве, например изотонический или несколько менее гипертонический водный раствор.

Для МРИ обследования контрастное вещество настоящего изобретения, в виде раствора, суспензии или дисперсии, должно содержать элементы парамагнитного металла в концентрации в пределах от 1 микромоля до 1,5 микромоля на литр, предпочтительно от 0,1 до 700 ммол. Контрастное средство может тем не менее использоваться в более концентрированной форме для разведения перед введением. Контрастное средство изобретения может соответственно вводиться в количествах от 10^-4 до 3 ммол, например, 10^-3 до 1 ммол. элементов парамагнитного металла на килограмм веса тела, например, примерно 1 ммол Ду/кг веса тела.

В еще одном воплощении настоящее изобретение предлагает также способ диагностирования, применяемый в теле человека или животного, который включает введение в названное тело макромолекулярный металлический хелат, предпочтительно парамагнитное соединение согласно настоящему изобретению и образование рентгеновского, магнито-резонансного, ультразвукового или сцинтиграфического изображения по меньшей мере части названного тела.

В еще одном воплощении изобретение предлагает способ обезвреживания тяжелых металлов, осуществляемый в теле человека или животного, который включает введение в названное тело хелатирующего соединения согласно изобретению по желанию в форме соли или хелата с физиологически приемлемым противоионом.

В еще одном воплощении изобретение предлагает также способ радиотерапии, осуществляемый на теле человека или животного, который включает введение в названное тело хелата элементов радиоактивного металла с хелатирующим соединением, согласно изобретению.

В еще одном воплощении настоящее изобретение предлагает также использование макромолекулярного соединения или его соли, или его хелата согласно изобретению для изготовления диагностического агента для использования в способах создания изображения, обезвреживания или терапии, осуществляемых на теле человека или животного.

Как упоминалось выше, в результате использования особых связующих групп парамагнитные соединения настоящего изобретения обладают свойствами, которые в значительной степени совершеннее по сравнению со свойствами известных соединений.

Так, в том случае, когда парамагнитный хелат Gd ДТРА соединяется непосредственно с декстраном, полученное соединение не отличается стойкостью ни в организме, ни вне его. При введении такого соединения Gd ДТРА-декстран (молекулярный вес 70 000) кроликам, не было отмечено воздействие на кровеносную систему и быстрого удаления в мочу гадолиния, и то, что наблюдалось, было очень похоже на то, что наблюдалось для Gd ДТРА или его солей. И наоборот, Gd ДТРА, связанный бета-аланином с декстраном молекулярного веса 70 000, соединение согласно настоящему изобретению является устойчивым в организме и обладает едва ли ни идеальными свойствами в отношении кровеносной системы, поскольку оно проводит половину жизни в крови (примерно 6 ч) и обладает объемом распределения 0,05 л/кг, который показывает, что по меньшей мере до расщепления распределение соединения происходит по существу только в крови.

Тем не менее, большее воздействие на кровь, достигаемое при использовании связи остатка аминокислоты не достигается за счет быстрого выделения парамагнитных элементов вследствие присутствия в парамагнитном соединении между макромолекулой и эфирной связью, которая в отличие от по существу небиораспадающихся амидных связей в макромолекуле-связи-хелатных соединениях согласно WO-85/05554 является биорасщепляемым.

Открытия, описанные во всех упомянутых здесь документах, упоминаются в ссылках.

Следующие примеры предлагаются для иллюстрации настоящего изобретения без какого-либо ограничения.

Продукты примеров 1 и 14, однако, особенно предпочтительны. Здесь используются следующие сокращения.

Декстран X: декстран с молекулярным весом X•10³ дальтонов (такие декстраны опубликованы у Sigma Chemicals)
DMSO-A: диметилсульфоксид
ДТРА-A: диэтилентриамин-пентауксусная кислота бис-ангидрид
ЕСДI: N-этил-N'-/3-диметиламинопропил/-карбодиимид
FMOC-BA: флуоренилметилоксикарбонил-бета-аланин
PP: 4-пирролидинопиридин
Вода: вода, деионизированная обратным осмосом.

Пример 1. Gd/ДТРА-бета-аланин-декстран /молекулярный вес 70 000/.

В раствор 15,9 г Декстрана 70 в 650 мл сухого ДMSO добавили 20,3 г FMOC-BA, 13,7 г ECДI и 968 мг PP, растворенного в 350 мл сухого ДMSO. Реакционную смесь перемешивали при окружающей температуре в течение 18 часов и в нее добавили 43,1 г пиперидина. Спустя 70 минут по каплям добавили 7,3 мл концентрированной соляной кислоты, и, охлаждая на водно/ледяной ванне и добавив капельно 1,7 л смеси эфир/хлороформ /7:3 в/в/, получили желтое масло. После отстоя масло растворили в дистиллированной воде и установили pH 4. Добавили поваренную соль для того, чтобы концентрация соли достигла 0,9% в 1400 мл раствора, продукт был подвергнут диализу по отношению к 0,9% поваренной соли в воде при pH 4 в полом фибровом патроне /Amicon HP 10-20/ в течение 24 ч. Затем раствор был концентрирован в том же оборудовании относительно дистиллированной воды до объема 1150 мл, pH было доведено до 9 добавкой N-метил-морфолина, и 29,18 г ДТРА-A добавили тогда, когда pH было равно 8, используя то же самое основание. Когда раствор стал прозрачным, реакционную смесь подвергли перемешиванию в течение 2 часов, добавили 43,78 г лимонной кислоты, разбавленной в 47,4 мл 10 N NaOH, и установили pH 6,0 с помощью концентрированной соляной кислоты. Быстро добавили 30,37 г гексагидрата хлористого гадолиния, разведенного в 200 мл дистиллированной воды и установили pH 5,5, используя 10 N NaOH. Раствор диализировали относительно дистиллированной воды до времени релаксации T₁ 9/определяемое с использованием NMR Proton Spin анализатор, RAДX Corporation, Хьюстон, Техас, США, до 10 MHz и 37 C/ более 2 000 мс. Лиофилизация раствора дала 15,3 г светло-желтого порошка.

Анализ
Элементарный анализ:
Gd/4,6% N 2.15% Na 0,16% Cl менее чем 0,01%
Свободный Gd/титрование оранжевый ксилол/, ДТРА, Gd ДТРА, лимонная кислота, или ДMSO /HPLC/: менее чем 0,01%
/В результатах анализа указаны вес./.

Определенное усиление скорости релаксации /T₁/ /SRRE/ /измеряемой в NMR Proton Spin анализаторе RAДX Corp. Хьюстон, Техас, США до 10 MHz и 37^oC /в дистиллированной воде составило 9,6 с^-1 ммол^-1 Gd.

Пример 2. Инъекционный раствор.

78,6 мг гадолиний /III/ ДТРА-бета-аланин-декстрана /молекулярный вес 70 000/ были получены по примеру 1 и разбавлены в 10 мл дистиллированной воды. Раствор был стерильно отфильтрован и залит в 10 мл склянку. Раствор содержал 0,05 ммол Gd/мл.

Пример 3. Фармакокинетика у кроликов
Раствор по примеру 2 внутривенно был введен трем кроликам в количестве 0,05 ммол Gd/кг веса тела. Три других кролика получили гадолиний /III/ ДТРА-димеглуминовую соль внутривенно в количестве 0,05 ммол Gd/кг веса тела.

Пробы крови были взяты из ушной вены перед инъекцией и через 1, 5, 10, 15, 30, 120, 180 и 300 мин и 24 и 48 ч после инъкции. Приготовили сыворотку из проб крови, время T₁ и T₂ релаксации определяли в RAДХNМР спектрометре /37^oC, 10 MHz/. Концентрация гадолиния в пробах сыворотки определялась посредством ICP /индукционно связанная плазма/. Кажущийся объм распределения /V_d/ и половина биологической жизни /t_1/2/ определялись с использованием двуотсечной модели. Результаты приведены в предлагаемой ниже таблице. Представленные выше результаты показывают соединение по примеру 1, которое имеет значительно большую половину жизни, чем Gd ДТРА и все же оно остается биоразлагающимся, так как в сыворотке спустя 48 ч после инъкции не отмечались эффекты релаксации и не было отмечено присутствие гадолиния сыворотки. Отмеченный кажущийся объем распределения 0,05 подтверждает его свойства в крови.

Пример 4. Декстран 70-бета-аланин-ДТРА
10,0 г декстрана 70 были подвергнуты реакции с 12,8 г FMOC-BA, 8,7 г ECДI, 0,61 г PP и 31,5 мл пиперидина в 600 мл сухого ДМSO, и затем с 22 г ДТРА-A, как описано в примере 1 до того момента, когда была добавлена буферная лимонная кислота. pH было установлено равным 5,1 и 6M HCl и раствор подвергли диализу относительно 4 л воды. Раствор подвергли лиофилизации до получения 5,5 г светло-желтого твердого вещества.

Элементарный анализ
N 2,82% C 42,52% H 6,74%
Пример 5. Декстран 70-бета-аланин-ДТРА-Fe /III/.

0,5 г продукта по примеру 4 разбавили в 70 мл воды и добавили в него 1,38 г лимонной кислоты, 1,49 г 10 N NaOH и 417 мг FeCl₃, растворенных в 10 мл воды. pH было установлено равным 5 с помощью 10 N NaOH и, после взаимодействия в течение ночи, раствор подвергли диализу относительно воды до T₁ в фильтрате более 2 000 мс. Лиофилизация дала 0,47 г светло-коричневого твердого вещества, 5, 5% Fe, время релаксации 0,8 с^-1 ммол^-1.

Пример 6. Декстран 70-бета-аланин-ДТРА-Dy.

0,5 г продукта по примеру 4 смешали с 1,1 г ДyCl₃ и выделен, как описано в примере 5. Выход 0,57 г белого твердого вещества, 9,8% ДV, время релаксации 0,2 с^-1 ммол^-1.

Пример 7. Декстран 70-бета-аланин-ДТРА-Yb.

0,5 г продукта по примеру 4 смешали с 1,15 г Yb /NO₃/₃ и выделен, как описано в примере 5. Выход 0,5 г желтоватого твердого вещества, 3,5% Yb, время релаксации 0,03 с^-1 ммол^-1.

Пример 8. Декстран 70-бета-эланин-ДТРА-Cu.

0,5 г продукта по примеру 4 смешали с 642 мг CuSO₄ и выделен, как описано в примере 5. Выход 0,55 г светло-синего твердого вещества, 1,5% Cu, время релаксации 0,3 с^-1 ммол^-1.

Пример 9. Декстран 40-бета-аланин-ДТРА-Gd.

2.0 г Декстрана 40 подвергли реакции с 2,6 г FMOC-BA, 1,73 г ECДI, 122 мг PP и 6,3 мл пиперидина в сухом ДМSO, как описано в примере 1. Затем продукт подвергли реакции с 3,77 г ДТРА-A, как описано здесь, и после введения в буферный цитрат 3,82 г GdCl₃•6 H₂O продукт был подвергнут диализу и лиофилизован до выхода 1,05 г белого твердого вещества, 5,1% Gd, время релаксации 5, 1 с^-1 ммол^-1.

Пример 10.

Гидроксиэтилкрахмал-бета-аланин-ДТРА-Gd.

2,0 г гидроксиэтилкрахмала /полученного гидроксиэтилированием воскового крахмала окисью этилена по методу, описанному в США-А-2516634/ молекулярный вес 131000 и степень замещения 0,52, разбавили в 120 мл сухого ДМSO. Он был подвергнут взаимодействию с теми же реагентами и в тех же количествах, и выделен, как описано в примере 9. Выход 2,3 г белого твердого вещества, 5,1% Gd, время релаксации 6,1 с¹ ммол^-1.

Пример 11. Декстран 40-бета-аланин-ЕДТА-Cr.

2,0 г декстрана 40 подвергли реакции, как описано в примере 9, до того момента, когда декстран 40-бета-аланин в водном растворе подвергли диализу при pH 4,2. 2,65 г ЕДТА-бис-ангидрид /полученный по методу Eckelman at al. I. Pharm. Sci, 64 /1975/704/ был подвергнут реакции с производным декстрана вместе с 2,74 г CrCl₃, 6H₂O и продукт разделили, как описано в примере 9. Выход 2,9 г пурпурного твердого вещества, 3,1% Cr, релаксация 1,1 с^-1 ммол^-1.

Пример 12. Декстран 500-бета-аланин-ДТРА-Bi.

2,0 г декстрана 500 подвергли реакции, как описано в примере 9, за исключением того, что было использовано 4,4 г ДТРА-A. Реакционную смесь перемешивали в течение 3 часов, поддерживая pH равным 8 с помощью N-метилморфолина. pH было доведено до 5 посредством 6 N HCl и был добавлен буферный раствор, содержащий 5,5 г лимонной кислоты и 5,96 мл 10 N NaOH. Приготовили раствор Bi /III/ разведением 3,89 г BiCl₃ в 100 мл 1 M HCl и установили pH равным 7 с помощью насыщенного аммиака в воде. Суспензию центрифугировали, а плавающий верхний слой отфильтровывали. Осадок вторично суспензировали и дважды центрифугировали, а белый студенистый осадок добавили в буферный раствор декстрана. pH было 5,0 и, после ночной реакции, прозрачный раствор подвергли диализу относительно 12 л воды, и лиофилизация дала 0,8 г белого твердого вещества, 9,4% Bi.

Пример 13. Декстран 2000-бета-аланин-HetДТРА-Gd.

/а/ ДТРА-производное 3,6,9-три-карбоксиметил-4-/2-гидроксиэтил/-3,6, 9-триазаундекан диасид/HetДТРА/ было синтезировано, согласно способу PCF/GB88/00572. HEtДTRA тригидрохлорид был получен в сильном анион-ионообменнике и элюировано с помощью 1 М HCl с последующим выпариванием. Продукт представляет собой более твердое вещество, температура плавления выше, чем 350^oC /разлож./.

Элементарный анализ:
Расч. C 35,14% H 5,54% N. 7, 69% Cl 19,45%
Устан. C 34,76% H 5,46% N. 7,74% Cl 19,56%
/б/ 2.0 г декстрина 2 000 подвергли реакции, как в примере 9, до момента перед реакцией ДТРА-A. Лиофилизация раствора дала 1, 9 г белого твердого вещества. Продукт растворили в 200 мл сухом ДMSO и в него был добавлен HEtДТРА тригидрохлорид в количестве 2,24 г, 0,86 г ECД1 и 35 мг PP. После перемешивания в течение 24 ч раствор добавили в смесь 300 мл эфира и 125 мл CHCl₃. Для отделения поверхностно плавающего слоя продукт был отфильтрован. Продукт развели в 120 мл воды и установили pH равным 5 с помощью 10 N NaOH. В раствор добавили буфер, содержащий 5,5 г лимонной кислоты и 5,96 мл 10 N NaOH, и затем 1,53 г Gd Cl₃• 6H₂O растворили в 10 мл воды. pH было установлено равным 5 с помощью 10 N NaOH и спустя 3 часа продукт был подвергнут диализу и выделен, как описано в примере 9. Выход 2,5 г светло-коричневого твердого вещества, 5,7% Gd, релаксация 1,4 с^-1 ммоль^-1.

Пример 14. Декстран 70-бета-аланин-ДОТА-Gd /а/ N,N',N'',N'''-Тетракарбоксиметил-1,4,7, 10-тетраазациклододекан/ДОТА/
5,26 г 1,4,7,10-тетраазациклододекан /полученный как описано у Stetter et al. Тетраэдрон, 37 /1981/767/ был растворен в 5 мл воды. pH установлено равным 10 концентрированной HBr, 20, 16 г бромуксусной кислоты растворили в 7 мл воды и осторожно добавили раствор ZiOH с охлаждением на холодноводяной ванне. Раствор лития в бромуксусной кислоте добавили к 1,4, 7,10-тетраазациклододеканового раствора. pH поддерживали между 8 и 9,5 с помощью 4 N ZiOH, тогда как температуру постепенно повышали до 80^oC в течение 4 часов. После охлаждения раствор смешали с 494 мл мокрой Доwex 50 WX 4 кислой ионообменной смолы в 1,5 л воды и перемешивали в течение 1 часа. После тщательной промывки водой гель промыли 2 x 750 мл насыщенного аммиака. Фильтрат был подвергнут выпариванию до образования 10,9 г белого твердого вещества, температура плавления выше 350^oC, FAB-mc M+1 411 и 417-моно и ди-литиевая соль.¹³C- и¹H-NMR подтвердил структуру.

8,72 г твердого вещества растворили в 16 мл воды и pH довели до 2,5 концентрированной соляной кислотой. Белое твердое вещество отфильтровали и повторили процесс с выпариванием фильтрата. Собранное твердое вещество было подвергнуто сушке до получения 4,5 г белого твердого вещества, температура плавления выше, чем 350^oC /разлож./.

/б/ Декстран 70-бета-аланин-ДOTA-Gd.

2,0 г декстрана 70 подвергли реакции, как описано в примере 9 до момента введения в реакцию ДТРА-A. Продукт был подвергнут лиофилизации и растворен в 100 мл сухого ДMSO. 1,66 г ДOTA в виде осадка, 0,86 г ECД1 и 62 мг PP добавили и подвергли смесь перемешиванию в течение ночи при окружающей температуре.

В реакционную смесь добавили смесь 150 мл эфира и 62 мл CHCl₃, белый осадок отделили фильтрацией и промыли эфиром, после чего растворили в 80 мл воды. pH довели до 5 с помощью 10 N NaOH и добавили смесь 5,5 г лимонной кислоты и 5,96 мл 10 N NaOH, а затем 0,766 г Gd Cl₃•6H₂O. Реакционную смесь перемешивали в течение 50 часов, после чего продукт был выделен диализом и лиофилизацией. Выход 2,4 г белого твердого вещества, 7,4% Gd, релаксация 11,7 с^-1 ммол^-1.

Пример 15. Декстран 70-5-аминопентановая кислота-ДТРА-Gd.

5,65 г 9-флуоренметилоксикарбонил-5-аминовалериановой кислоты /полученной из 5-амино-валериановой кислоты и 9-флуоренметил хлороформата, как описано у Carpino et al. J. Org. Chem. 37 /1972/3404/ были подвергнуты реакции с 2,0 г декстрана 70. 3,5 г ECД1 и 0,25 г PP, как описано в примере 9. Реакционная смесь была обработана 12,75 мл пиперидина, продукт был выделен и растворен в воде и подвергнут реакции с 7,44 г ДТРА-A, как описано здесь. Продукт смешали с 7,74 г Gd Cl₃•6H₂O в цитратном буфере и выделили диализом и лиофилизацией, как описано выше. Выход 6,6 г светло-коричневого твердого вещества 11,4% Gd, релаксация 5,5 с^-1 ммол^-1.

Пример 16. Гликоген-бета-аланин-ДТРА-Gd
2,0 г гликогена бычьей печени /Sigma Chemicals/ подвергли реакции и выделили, как описано в примере 9. Выход 2,7 г белого твердого вещества, 7,5% Gd, релаксация 6,8 с^-1 ммол^-1.

Пример 17. Склянка, содержащая декстран 70-бета-аланин-ДТРА.

Склянку заполнили 20 мг декстрана 70-бета-аланин-ДТРА /пример 4/ и 0,2 мг Sn/II/Cl₂ в виде сухого твердого вещества.

Раствор^99mTc в виде пертехнетата перед употреблением дополняется 0,9/стерильной поваренной солью. Хелат технеция с декстраном 70-бета-алания ДТРА предназначен для внутривенного или подкожного введения и представляет собой контрастный агент для сосудистой системы или для лимфангиографии.

Пример 18. Декстран 70-бета-аланин-ДТРА-Gd и кальций-двухлористый натрий декстрана 70-бета-аланин-ДТРА.

760 мг декстрана 70-бета-аланин-ДТРА /пример 4/ растворили в 10 мл воды и добавили 28 мг Ca/OH/₂• pH поддерживали с помощью NaOH при окружающих условиях. 1 мл полученного раствора добавили к раствору 1,0 г декстрана 70-бета-аланин-ДТРА-Gd /пример 1/ в 9 мл воды, и полученный раствор был отфильтрован в стерильных условиях, залит в 20 мл склянку и лиофилизован.

Пример 19. Декстран 70-бета-аланин-ДТРА-Gd и кальций-трихлористый натрий ДТРА.

В раствор 1,0 г декстрана 70-бета-аланин-ДТРА-Gd /пример 1/ в 10 мл воды добавили 17 мг кальций-трихлористого натрия ДТРА /Fluka/. Раствор был стерильно отфильтрован, залит в 20 мл склянку и лиофилизован.

Реферат

Использование: синтез макромолекулярных парамагнитных соединений, диагностические контрастные средства, используемые для получения изображения магнитного резонанса. Сущность изобретения: макромолекулярное парамагнитное соединение общей формулы MM(L-Ch-PM)_m ,где MM -остаток полисахарида, выбранного из группы, состоящей из декстрана, гидроксиэтилкрахмала и гликогена, L - связывающая группа, представляющая собой остаток аминокислоты, Ch - остаток бифункционального хелатирующего агента-аминополикарбоновой кислоты, PM - ион парамагнитного металла, хелатируемый Ch, m - положительное число, имеющее такое значение, что молекулярный вес макромолекулярного парамагнитного соединения принимал величину до 2 млн, причем связь MM-L является сложноэфирной связью, а связь Ch-L - амидной связью; способ получения вышеуказанного соединения; диагностическое контрастное средство и способ получения диагностического контрастного средства. 4 с. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула