放射性药物前体的稳定化

本发明涉及一种改善非氟化糖衍生物，特别是葡萄糖衍生物稳 定性的方法，所述葡萄糖衍生物用作生产体内成像过程如正电子发 射断层摄影术(PEF)使用的放射性氟化糖衍生物的前体。本发明进一 步包括非氟化糖衍生物的制剂，以及包含该制剂的用于自动化合成 装置的盒(cassette)。

非氟化糖衍生物，如1，3，4，6-四-O-乙酰基-2-O-三氟甲基磺酰基- β-D-吡喃甘露糖(通常称作三氟甘露糖(mannose triflate))，商业上目前 是以干粉供应，且需要在低于室温下贮存，以保证适当时段内的稳 定性，干粉三氟甘露糖的保存期是5℃下6个月。在自动化放射性 氟化反应系统如TracerLab MX(Coincidence Technologies)下，这意 味着必须将三氟甘露糖与其它试剂分开贮存，并且在进行放射性氟 化反应过程之前由操作者装入盒内。因此，需要一种能改善非氟化 糖衍生物如三氟甘露糖稳定性的方法，从而改善保存期，优选容许 在室温下贮存，例如，使用与其它试剂一样的包装或者作为预装盒 的一部分。

本发明人惊讶地发现，将非氟化糖衍生物如三氟甘露糖贮存在 有机溶剂中而不是以干粉贮存，其稳定性得到了改善。这与通常预 期相反，因为通常以为降解在溶液中会发生得更快。在有机溶剂中 提供非氟化糖衍生物如三氟甘露糖的进一步优势为：已经在溶液里， 就可避免在进行放射性氟化反应前将非氟化糖衍生物如三氟甘露糖 溶解，这在自动化放射化学的操作中有显著益处。

因此，依照本发明的一个方面，提供了一种改善非氟化糖衍生 物稳定性的方法，该方法包括将上述非氟化糖衍生物贮存在密封容 器内的溶剂里。

本方法所用溶剂可以是疏质子溶剂(如下更完全地说明)或者质 子溶剂。适合的质子溶剂包括C1-8的醇，例如甲醇、乙醇、异丙醇、 异丁醇、丙酮或者辛醇。所用溶剂可以是无水的，意思是含水量为 10000ppm或者更少，适合为1000ppm或者更少，更适合少于600 ppm，且优选少于100ppm。

本发明的一个方面，有利的是，将非氟化糖衍生物贮存在和随 后氟化反应将使用的一样的溶剂里。这样避免了在氟化反应前去除 溶剂的额外步骤。因此，依照本发明的进一步方面，提供了改善非 氟化糖衍生物稳定性的方法，该方法包括将上述非氟化糖衍生物贮 存在密封容器内的疏质子溶剂里。

为此目的，适合的疏质子溶剂包括乙腈、二甲基甲酰胺、二甲 基亚砜、四氢呋喃、二烷、1，2-二甲氧基乙烷、环丁砜和N-甲基 吡咯烷酮。然而，发现乙腈是特别适合贮存的溶剂。所用疏质子溶 剂可以是无水的，意思是含水量为1000ppm或者更少，适合少于600 ppm，且优选少于100ppm。在本发明可供选择的实施方案中，所用 疏质子溶剂的含水量可在1000ppm到50000ppm之间，适合含水量 为1000ppm至15000ppm，更适合1500ppm至7000ppm或者1800 ppm至7000ppm，且更适合1500ppm至7000ppm或者1800ppm 至2500ppm。使用这种控制含水量的疏质子溶剂的额外优点是，非 氟化糖衍生物可在对于进行随后的放射性氟化反应而言含水量最佳 的溶液中提供，因此不必再例如通过干燥步骤或者加入更多的水或 溶剂以调整水份。

这里所用的，术语“ppm”，在描述给定溶剂的含水量时，意思 是微克水/克。

适合的是，非氟化糖衍生物存在于溶剂中，适合为疏质子溶剂 中，以适合进行随后放射性氟化反应的浓度存在，例如0.1mg/ml至 50mg/ml，更适合为5mg/ml至25mg/ml，甚至更适合为10mg/ml至 18mg/ml。在一个具体实施方案中，非氟化糖衍生物以15mg/ml浓度 存在于溶剂中，适合为疏质子溶剂中。在进一步实施方案中，非氟 化糖衍生物以17.5至21.5mg/ml浓度存在于溶剂中，适合为疏质子 溶剂中。

适合的密封容器是那些不与溶剂或非氟化糖衍生物相互作用的 容器，任选容许保持无菌完整性，另外任选惰性顶空气体(如氮气或 者氩气)，同时还任选容许用注射器加入和取出溶液。这种容器包括 不透液或不透气的广口瓶、烧瓶、安瓿和管瓶，通过不透液或不透 气的封闭物如盖子、塞子或隔膜来提供密封。优选这种容器是隔膜 密封的管瓶，其中不透气封闭物使用盖封(通常为铝)进行卷边密封。 这种容器的额外优点是，若想例如改变顶空气体或使溶液脱气，封 闭物能够经受住真空，且能经受住过压，例如有助于从容器取走溶 液。

使用这里所述的方法，非氟化糖衍生物可以长期贮存，可贮存 2天或更长时间，例如，至18个月，适合至6个月，更适合至8周， 贮存在室温或低于室温下，如在-10℃至35℃，适合10℃至35℃。 如上所述，在室温下贮存是非常方便的。

可选择地，提供了非氟化糖衍生物制剂，该制剂包含上述非氟 化糖衍生物，以及如上所述密封容器内的溶剂。制剂中的溶剂可以 是如上所述的疏质子溶剂或者质子溶剂。

可选择地，进一步提供了非氟化糖衍生物制剂，该制剂包含上 述非氟化糖衍生物，以及如上所述密封容器内的疏质子溶剂。

在本说明书中，术语“非氟化糖衍生物”指多糖、寡糖、二糖或 者单糖，糖上有一个OH基被离去基团取代，糖上其它OH基各自 任选地被适合的保护基团保护。适合的是，这种非氟化糖衍生物是 单糖如葡萄糖、果糖、核糖、阿拉伯糖、甘露糖或半乳糖的衍生物， 最适合是葡萄糖衍生物。本发明使用的具体的非氟化糖衍生物具有 式(I)结构：

其中，L是离去基团，且P1至P4各自是适合的保护基团。

本发明所用的非氟化糖衍生物中可存在的适合保护基团是本技 术领域周知且有记述的，例如，在“有机合成中的保护基团(Protecting Groups in Organic Synthesis)”中，Theodora W.Greene and Peter G.M. Wuts，John Wiley&Sons Inc出版。但是所选的具体保护基团，将依 赖于预期的制备氟化产物的方法，例如，可通过转变为烷基酯或芳 族酯来保护羟基，如通过与烷酰基氯如乙酰基氯反应。作为选择， 羟基可以转变为醚，例如烷基醚或苯甲基醚。优选保护基团P1至P4 各自是酰基。

适合的离去基团也是本技术领域周知的，包括芳基磺酸酯，如 甲苯磺酸酯；卤代烷基磺酸酯；和烷基磺酸酯，如甲磺酸酯。然而， 特别优选的离去基团是三氟甲基磺酸酯(三氟甲磺酸酯)基团。

特别优选的非氟化糖衍生物是1，3，4，6-四-O-乙酰基-2-O-三氟甲 基磺酰基-β-D-吡喃甘露糖，通常被称作“三氟甘露糖”。三氟甘露糖 是商业上可获得的非氟化糖衍生物，该非氟化糖衍生物通过受保护 的中间体2-氟-1，3，4，6-四-O-乙酰基-D-葡萄糖(四乙酰基氟脱氧葡萄糖 或者pFDG)，用作合成2-[18F]氟-D-葡萄糖([18F]FDG)的前体。

正如对所属技术领域的专业人员是显而易见的，依照本发明的 制剂，可任选地包含其它的成分，如缓冲剂、药学上可接受的增溶 剂(如环糊精或者表面活性剂如普流尼克(Pluronic)、吐温或者磷脂)、 药学上可接受的稳定剂或者抗氧剂(如抗坏血酸、龙胆酸或者对-氨基 苯甲酸)。而且可作为本发明方法的一部分，加入这样的成分。然而 可能的话，要避免这样的成分存在，以便能尽量以纯的形式产生放 射性氟化糖衍生物，供随后在体内成像过程中使用。因此，在此所 述的制剂和方法中，密封容器内有非氟化糖衍生物和溶剂，没有其 它成分。

放射性示踪剂如[18F]FDG，现在通常是基于试剂KryptofixTM 2.2.2，使用亲核的放射性氟化反应化学与18F在自动化放射性合成装 置上制备。该装置商业上可获得的几个例子包括，Tracerlab MX (Coincidence Technologies SA)和Tracerlab FX(Nuclear Interface GmbH)。一般这种装置含有在里面进行放射性化学反应的盒，该盒 通常是一次性的，装在该装置上以进行放射性合成。该盒通常包括 流体通道、反应容器、接受试剂管瓶的进出口，以及任何用于放射 性合成后净化步骤的固相萃取柱。

如此所述，非氟化糖衍生物的制剂可以放在设计用于自动化合 成装置的一次性或抽取式盒里。因此，本发明进一步提供了用于自 动化合成装置的盒，该盒包含非氟化糖衍生物制剂，所述制剂含有 所述非氟化糖衍生物和上述密封容器内的溶剂。正如这里所表明的， 当依照本发明以制剂形式贮存时，非氟化糖衍生物稳定性改善，这 意味着，能提供具有氟化反应所需的除放射性氟以外的所有试剂的 盒，而且该盒可在室温下贮存，不需要冷藏。

本发明通过以下实施例来说明，其中会用到下列缩写：

MT或三氟甘露糖：1，3，4，6-四-O-乙酰基-2-O-三氟甲基磺酰基-β- D-吡喃甘露糖。

HPLC：高效液相色谱法

IR：红外光谱法

UV：紫外

RCP：放射性化学纯度

pFDG：2-氟-1，3，4，6-四-O-乙酰基-D-葡萄糖

实施例1：三氟甘露糖在无水乙腈中的稳定性

关于附图：

图1：购自ABX的三氟甘露糖(固态材料)开始时的HPLC-UV 色谱图。

图2：购自ABX的三氟甘露糖(溶于乙腈)开始时的HPLC-UV 色谱图。

图3：购自ABX的三氟甘露糖(固态材料)在50℃下贮存2周后 的HPLC-UV色谱图。

图4：购自ABX的三氟甘露糖(溶于乙腈)在50℃下贮存2周后 的HPLC-UV色谱图。

材料：

乙腈(MeCN)：VWR/Merck，4L，含水量约600ppm。

三氟甘露糖ABX：超纯质量1g单位。

管瓶：Fiolax 5ml玻璃管瓶(13mm)，Munnerstdter。

塞子：West 4432/50灰色13mm，特氟纶涂层。

帽子：Helvoet Pharma。

实验部分

将要用的玻璃管瓶在使用前，在Lytzen热灭菌器中于210℃下 干燥5个小时。塞子不以任何方式处理。

在排气罩下，称2.0g三氟甘露糖放入Erlenmeyer烧瓶中，溶 解于133ml无水乙腈里，得到乙腈溶液。溶解很迅速，固体一旦与 乙腈接触就不见了。

分装：

该溶液用10ml玻璃量筒分装成大约4.2～4.4ml的管瓶样品。

同样制备在空气和氮气下的三氟甘露糖对照样品(没有溶剂)。

将填充并压盖的单元贮存在温控箱内，在25℃和50℃下保持规 定时间，到“取出点”时将管瓶从贮存中取出并进行下列试验。

所使用的试验方法：

进行的非放射性方法(冷的)：

外观/感官试验，所有取出点

HPLC-UV法测纯度，所有取出点

19F-NMR，所有取出点

水份分析，在零时间点

HPLC方法：十八烷基硅烷键合硅胶(5μm)柱(Hichrom Nucleosil 100-5C18)，温度为25℃；进样量为20μl；流动相为水：乙腈梯度，1 ml/min。分光光度计在220nm处检测。

进行的放射性方法(热的)：在玻璃碳反应器中用18F进行放射性 标记(所有取出点)。将每份无水三氟甘露糖样品(20mg)溶解于无水 乙腈(1.6ml)中。对贮存在乙腈中的三氟甘露糖，取出等分试样(3.3 ml)，并用乙腈稀释到4.0ml，取该溶液1.6ml用于放射性标记试验。 对50℃下贮存2周后取出的样品，1.6ml三氟甘露糖溶液样品不用 进一步稀释，直接使用。在所有例子中，在加入三氟甘露糖乙腈试 液之前，将含Kryptofix 2.2.2(19.4mg)、碳酸钾(41.0mg)、乙腈(0.32ml) 和水(0.04ml)的18F溶液在80℃下干燥4分钟后，然后再进行放射 性标记。标记反应在玻璃碳反应器中，在80℃下进行4分钟。

结果：

图1和图2分别显示了固体三氟甘露糖对照试验和三氟甘露糖 乙腈溶液的HPLC-UV迹线。三氟甘露糖在32.5分钟洗脱。

在50℃下贮存2周后，所有以干粉贮存的三氟甘露糖样品是黑 色的且有强烈乙酸味。没有尝试放射性标记，IR显示该材料不再是 三氟甘露糖。图3显示其HPLC-UV迹线，没有检测到三氟甘露糖。

然而，在50℃下贮存2周和4周后，乙腈溶液仍然无色且看上 去无变化。HPLC-UV结果显示为一个峰，表明MT没有降解(图4)。

表1显示零时间点时和在50℃下贮存不同时段后在玻璃碳反应 器中的放射性标记的结果。

表1

样品 贮存时间(周)  MT(mg)  乙腈  (ml)  pFDG  RCP％ 对照(空气) 0  20  1.6  87 对照(空气) 0  20  1.6  86 对照(氮气) 0  20  1.6  82 对照(氮气) 0  20  1.6  93 MT/乙腈 (15mg/ml) 0  20  1.6  91 MT/乙腈 (15mg/ml) 0  20  1.6  92 MT/乙腈 (15mg/ml) 2  24  1.6  86 MT/乙腈 (15mg/ml) 2  24  1.6  85

MT/乙腈 (15mg/ml) 3  20  1.6  65 MT/乙腈 (15mg/ml) 3  20  1.6  90 MT/乙腈 (15mg/ml) 4  20  1.6  88 MT/乙腈 (15mg/ml) 4  20  1.6  90 MT/乙腈 (15mg/ml) 8  20  1.6  76 MT/乙腈 (15mg/ml) 8  20  1.6  95

结论：

甚至在50℃下8周后，仍同时具有好的标记结果和好的化学稳 定性(HPLC)，由此可得出结论：将三氟甘露糖溶解于乙腈中获得了 明确的稳定化效果。

实施例2：三氟甘露糖在乙腈/水中的稳定性

采用与实施例1相似的方法，评价三氟甘露糖在乙腈中的稳定 性，所述乙腈中的含水量约为725、1450和2500ppm。

表2显示了在零时间点和在50℃下贮存不同时段后，玻璃碳反 应器中放射性标记的结果。

表2

样品 三氟甘露 糖溶液的 含水量 (ppm)  贮存时间  (周)  MT(mg)  乙腈/水(ml)  pFDG  RCP％ MT/乙腈 (15mg/ml) 2435  0  20  1.6  90 MT/乙腈 (15mg/ml) 2435  0  20  1.6  78 MT/乙腈 (15mg/ml) 1402  0  20  1.6  93 MT/乙腈 (15mg/ml) 725  0  20  1.6  89 MT/乙腈 (15mg/ml) 725  0  20  1.6  92 MT/乙腈 (15mg/ml) 2499  2  20  1.6  91 MT/乙腈 (15mg/ml) 2499  2  20  1.6  76 MT/乙腈 (15mg/ml) 1450  2  20  1.6  94 MT/乙腈 (15mg/ml) 1450  2  20  1.6  91 MT/乙腈 (15mg/ml) 2524  4  20  1.6  96 MT/乙腈 (15mg/ml) 2524  4  20  1.6  87 MT/乙腈 (15mg/ml) 1470  4  20  1.6  87 MT/乙腈 (15mg/ml) 1470  4  20  1.6  87

对比实施例：干粉三氟甘露糖的稳定性

干粉三氟甘露糖贮存于管瓶中，在不同温度下保持不同的时间 段。

放射性标记的方法

将碳酸钾溶液(41mg醋酸钾溶于40μl水中)加到玻璃碳反应器 中，然后单独加入kryptofix 222(19.4mg溶于320μl)溶液。随后加入 18-氟化物水溶液(0.05ml)，该溶液用干燥的氮气流(0.3升/分钟)加 热到80℃干燥4分钟。然后加入1，3，4，6-四-O-乙酰基-2-O-三氟甲基 磺酰基-β-D-吡喃甘露糖溶液(20mg溶于1.6ml无水乙腈中)，该反应 在80℃下再加热4分钟。然后将反应冷却到50℃，取出样品进行 ITLC(快速薄层色谱法)分析，在薄层层析铝片硅胶60 F254上用95％ 乙腈、5％水洗脱。通过1，3，4，6-四-O-乙酰基-2-氟-β-D-吡喃甘露糖相 对糖和游离氟化物(该反应单独的两种成分)总量的比值来计算放射化 学纯度。表3显示放射性标记的结果。

表3

贮存条件和时间 ％RCP 空气下0天 87 空气下0天 86 室温干燥氮气下1天 82 室温干燥氮气下1天 93 25℃空气下127天 1 50℃空气下5天. 5

该数据表明，三氟甘露糖在室温下明显不稳定，在加热到50℃ 时稳定性更差。三氟甘露糖在升高的温度下很快变黑，且越来越难 溶于乙腈中。