专利名称：肝胆磁共振对比剂的制作方法
发明的简述按照本发明，提供新化合物。这些化合物是有用的，例如，作为金属螯合配位体，以金属配合物的形式使用，本发明化合物作为诊断对比剂特别有用。当配合物中金属是顺磁性的时候，诊断对比剂适用于磁共振成像，对于肝和胆道的磁共振成像(MRI)特别有用。
本发明的化合物包括含至少一个稠合的环己基环的四氮杂环十二烷大环，以式I表示，及其盐， 其中R1、R2、R3和R4各自独立地与它们所连接的四氮杂环十四烷大环上的碳原子一起形成完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，它可无取代基，或可被一个或多个卤素、烷基、醚、羟基或羟烷基取代，也可再稠合成碳环，或R1和R2均为氢而R3和R4形成上面定义的完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，或R1和R2形成上面定义的完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环而R3和R4为氢；R5为 或氢、烷基、芳烷基、芳基、烷氧基、羟烷基、 -(CH2)nG， 或 A1为-(CH2)q-，-(CH＝CH)-，-(CH＝CH)2-或一单键；每个-(CH2)q-可各自独立地被烷基或羟烷基取代；R6为氢或烷基；R7为氢、羟烷基、烷氧基、烷基、芳基或芳烷基；G为-NH2，-NCS， ，-CO2H，-NHR8，-N(R8)2或-CN； R8为烷基、羟烷基、 其中A为阴离子 或 R9和R10各自独立地为氢、烷基、-NO2，-NH2， -NCS， 或-NR7COR6；R11为氢、烷基或羟烷基；R12为氢、羟烷基、烷氧基、烷基、芳基或芳烷基；X为氯、溴或碘；m和n各自独立地为0或0-5的整数；p为0或1；q为1-5的整数发明的详述本发明的描述中所用的各种术语定义如下。这些定义应用于说明书通篇所用的术语，除非在某些特殊情况下(个别地或作为大基团的一部分)，另作限定。
术语“烷基”和“烷氧基”指未取代的直链和支链碳原子链。具有1-5个碳原子的链较佳，甲基和甲氧基分别是最佳的烷基和烷氧基。
术语“芳基”指苯基和取代苯基。较佳的取代苯基为被1、2或3个卤原子、羟基、羟烷基、烷基、烷氧基、氨基甲酰基、甲酰胺基、酰胺基或羧基取代的苯基。
“羟烷基”指包含1个或多个羟基、烷基，如-CH2CH2OH、-CH2CH2OHCH2OH、CH(CH(CH2OH)2等(例如，见Sovak，M.，Editor，Radiocontrast Agents，Springer—Verlag，1984，pp.1—125)。
术语“芳烷基”指通过烷基连接的芳基。
术语“醚”指-R-OR型烷基或芳基氧化物，其中各R为独立的烷基或芳基。
术语“碳环”指一种环系，其中所有的环原子为碳，例如，苯基或环己基。此环可无取代基或被诸如烷基、卤素、羟基、烷氧基、烷酰基、烷酰氧基、氨基、烷氨基、二烷氨基、烷酰氨基、硫羟基、烷硫羟基、硝基、氰基、羧基、氨基甲酰基、磺酰胺基、烷氧羰基、烷基磺酰基等基团取代。
术语“卤素”指溴、氯、氟或碘。
术语“烷酰基”指烷基-C(O)-基。
术语“烷酰氧基”指烷基-C(O)-O-基。
术语“氨基”指-NH2基。
术语“烷氨基”指-NHR基，其中R为烷基。
术语“二烷氨基”指-NRR′基，其中R和R′各自独立地为烷基。
术语“烷酰胺基”指烷基-C(O)-NH-基。
术语“硫羟基”指-SH基。
术语“烷硫羟基”指-SR基，其中R为烷基。
术语“硝基”指-NO2基。
术语“氰基”指-CN基。
术语“羧基”指-C(O)OH基或-C(O)OR基，其中R为烷基。
术语“烷氧羰基”指烷氧基-C(O)-。
术语“烷磺酰基”指烷基-SO2-。
术语“磺酰胺基”指-SO2NH2基、-SO2NHR基或-SO2NRR′基，其中R和R′各自独立地为烷基。
术语“氨基甲酰基”指-C(O)NH2基、-C(O)NHR基或-C(O)NRR′基，其中R和R′各自独立地为烷基、烷氧基或羟烷基。
术语“甲酰胺基”指-C(O)NH2基、-C(O)NHR基或-C(O)NRR′基，其中R和R′各自独立地为烷基。
术语“酰胺基”指-NH-C(O)-R基，其中R为烷基。
本发明的较佳化合物为其中R5为 的化合物。最佳的为其中R1、R2、R3和R4形成完全饱和的稠合环己基环，R5为 ，R6为-H，P为O的化合物。
式I化合物及其盐可与顺磁性金属原子复合，用作磁共振成像的驰豫增强剂。这些增强剂施用于哺乳动物宿主(如人)时，以不同浓度分布于不同组织。催化质子(组织中)弛豫，这些质子已通过从磁共振成像仪吸收高频能量而被激活。用磁共振成像仪对宿主进行扫描时，被激活的质子弛豫速率的增加使不同对比剂成像。磁共振成像仪用于在各种时间记录影像，通常在给予对比剂前后，或只在给予对比剂后，因组织中对比剂的存在而产生的影像差异被用于诊断。在质子磁共振成像中，作为式I配位体配合的金属，较佳为顺磁性金属原子，如钆(III)、锰(II)、铬(III)和铁(III)(均为有很好电子性能的顺磁性金属原子)。钆是最佳配合的金属，因为它具有最高的顺磁性，与合适的配位体配合时毒性低，并且配价水不稳定性高。
本发明的金属螯合配位体可与镧系元素(原子序数58-71)配合，在磁共振成像或磁共振体内光谱学中可用作化学位移剂。
本发明的顺磁性金属配合体作为肝胆试剂特别有用，例如，用于肝和胆道磁共振成像。
本发明金属螯合配位体的上述应用虽佳，而诊断技术领域的工作人员会意识到，这些配位体还可与合适的金属配合，在其他成像技术中，如X射线成像、放射性核素成像和超声成像，以及在放射治疗中，用作对比剂。
在成像中的应用为了将本发明的配位体用于成像，首先将它们与适当的金属配合。这可用现有技术中的已知方法学来完成。例如，可将金属以氧化物或卤化物或乙酸盐形式加到水中，用等摩尔量本发明的配位体处理。该配位体可以水溶液或悬浮液形式加入。可加入稀酸或稀碱(适当时)以维持合适的pH。根据金属和螯合剂及其浓度，为加速配合作用，有时可在高达100℃温度下加热长达24小时或更长时间。
本发明配位体的金属配合物的药学上可接受的盐也可用作成像剂。当上面制得的金属配合物还在溶液中时可用碱(如碱金属氢氧化物、麦格鲁明、精氨酸或赖氨酸)中和来制备所述盐。金属配合物中有些形式上不带电荷，它们不需要阳离子作为抗衡离子。这样的中性配合物作为静脉注射X射线和NMR成像剂，可能比带电配合物好，因为它们由于渗透摩尔浓度低，从而可产生生理耐受性较大的溶液。然而，用作肝胆造影剂时，以带负电的配位体为佳。
本发明提供如下药物组合物它包含可任选地与金属配合的式I化合物或其盐及药学上可接受的赋形剂或稀释剂。本发明还提供包括如下步骤的诊断成像的方法。给宿主投与配合有金属的式I化合物或其盐并获得诊断图象，较佳为所述宿主的磁共振图象。
本发明螯合配合物的灭菌水溶液宜于以0.003—1.0摩尔浓度经口、鞘内、特别是静脉内投与哺乳动物(例如人)。本发明金属配合物用作肝胆造影剂是较好的。例如，对于肝造影术，剂量以0.03-0.3毫摩尔/公斤为宜。肝和胆道造影术虽然较佳，然而本发明的金属配合物还可应用于其他部位的造影术。例如，对于用磁共振成像的脑损伤造影，可以每公斤体重0.05-0.5毫摩尔配合物的剂量静脉注射式I配位体的钆配合物，较佳为0.1-0.3毫摩尔/公斤剂量；对于肾脏造影，剂量以0.05-0.20毫摩尔/公斤为佳，对于心脏造影，剂量以0.05-0.3毫摩尔/公斤为佳。
本金属配合体制剂的pH以约6.0-8.0之间为较佳，约6.5-7.5之间为最佳。生理学上可接受的缓冲液(例如三(羟甲基)氨基甲烷)和其他生理学上可接受的添加剂(如对羟苯甲酸[甲、丙]酯类稳定剂)也可存在于制剂中。
采用诸如1993年3月15日申请的序号032,763的待批美国申请“用于金属螯合对比剂的双功能赋形剂”中所描述的双清除赋形剂也是有益的，本说明书引用此文献作为参考。这些赋形剂具有如下通式Ds[D′(L′)]t其中D和D′各自独立地为Ca或Zn，L′是有机配位体，它可与用来配合金属的配位体不同或相同，s和t各自独立地为1，2或3。
式I化合物可按如下通用流程进行制备
本说明书考虑到了本发明化合物和配合物的所有立体异构体，无论它们是单用的(即基本上没有其他异构体)，以某些立体异构体的混合物形式(如外消旋体)或以任何其他混合物形式使用。
本发明将以下面的实施例作进一步描述。这些实施例是阐述性的而不是限制性的。
实施例1 2，5，8，11—四羧甲基—2，5，8，11—四氮杂-二环[10.4.0]十六烷(A)4，9-二氧-2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六烷在氮气中，将碳酸钠(226g，2.13mol)和反-1，2-二氨基环己烷(14.1ml，117mmol)加到N、N′-二氯乙酰乙二胺(25g，117mmol)的干乙腈(3.751)溶液中。N，N′-二氯乙酰乙二胺按“New multidentatepotential ionophors of ether—amide type″，Monat.Chem.，1985，116，217—221所报告的方法进行制备。反应混合物回流20小时。滤去生成的不溶性物质，并将滤液体积蒸发减少至1升。在室温下，单体结晶缓慢形成。过滤收集结晶，产品在乙腈中结晶纯化，得7.43g白色固体。
将过滤化合物(A)后所得的乙腈溶液浓缩，收集几部分结晶。记录每部分的质谱(FAB)和1H、13C核磁共振(NMR)谱，合并主要含同一化合物的部分。每部分从乙腈中结晶两次。
(B)2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六烷在氮气中，将干燥的化合物(A)(2.54g，10mmol)加到1M BH3的四氢呋喃溶液(100ml，100mmol)。反应混合物回流过夜。冷却后，滴加水直至过量BH3完全消除。将生成的悬浮液在旋转式蒸发器中蒸干，留下的固体加到140ml 6M盐酸溶液中。于100℃保温过夜。真空除水，固体残渣溶于最小量的水中。加入LiOH·H2O将pH调节至12-13。混合物用二氯甲烷提取三次。合并有机物质部分，干燥(硫酸镁)，过滤，蒸发，得2g化合物(B)，为白色固体。
(C)2，5，8，11-四羧甲基-2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六烷将溴乙酸(11.9g，86mmol)溶于水(25ml)中，在冰浴中将溶液温度降低至5℃，用氢氧化钠水溶液(3.43g，86mmol，在13ml水中)中加酸。将化合物(B)(3.24g，14.3mmol)加到溴乙酸钠溶液中，升温至70-80℃。滴加氢氧化钠(3.43g，86mmol)水(13ml)溶液使pH保持在9-10之间。滴加结束时，70-80℃保温6小时。然后将反应混合物体积减至40ml，用6M盐酸酸化至pH3，迅速形成不溶物，将其过滤，在水中重结晶，直至用NMR不能检出痕量乙醇酸。进一步浓缩反应混合物后，得到第二部分标题化合物。合并两部分产物，在水中重结晶后得到3.6g白色固体标题化合物。质谱(FAB)m/e459(M＋H)和481(M＋Na)
实施例2 2，5，12，15-四羧甲基-2，5，12，15-四氮杂-三环[14.4.0.06.11]二十碳烷(A)3，14-二氧-2，5，12，15-四氮杂三环-[14.4.0.06.11]二十碳烷按Saburi，M.and yoshikawa，S.，″Stereochemical studies ofN—methyl—(S)—alaninato—cobalt(III)complexes with chiraltetraamines.II.Cobalt(III)—N—Methyl(S)—and(R)—alani-nate—N，N′—bis(β—aminoethyl)—1(R)，2(R)—diaminocyclo-hexane systems，″Bull.Chem.Soc.Jpn.，1974，47，1184—1189概述的方法制备N，N′-二(氯乙酰基)-反-1，2-二氨基环己烷。将无水碳酸钠(250g，2.36mol)加到33.4g(125mmol)N，N′-二(氯乙酰基)-反-1，2-二氨基环己烷和15ml(125mmol)反-1，2-二氨基环己烷的3750ml乙腈溶液中。升温至80℃，将反应混合物剧烈搅拌20小时。反应终末，过滤除去碳酸钠，真空蒸发溶剂。将固体残渣在乙醇中重结晶。真空下逐步浓缩乙醇溶液，得到多达5个连续批量的目的化合物。产量为9.6g白色粉状化合物(A)。
(B)2，5，12，15-四氮杂三环[14.4.0.06.11]二十碳烷将BH3在四氢呋喃(265ml)中的1M溶液缓缓加到10.2g(33.1mmol)化合物(A)中。将溶液煮沸24小时，然后滴加水以破坏剩余的BH3，将反应混合物干燥，固体残渣加到265ml6M盐酸溶液中，混合物回流过夜。真空下除去盐酸。残渣用乙醇加热浸提，过滤并溶解于水。加入浓氨水直至pH变成强碱性。滤除形成的无机沉淀物，用二氯甲烷提取，除去溶剂后得6.3g白色固体化合物(B)。
(C)2，5，12，15-四羧甲基-2，5，12，15-四氮杂-三环[14.4.0.06.11]二十碳烷混合1.88g(6.7mmol)化合物(B)、3.72ml(33.5mmol)Br-CH2COOC2H5和4.63g(33.5mmol)碳酸钾，制得90ml干二甲基甲酰胺悬浮液。在氮气下将混合物90℃加热12小时。过滤悬浮液，在滤液中加入LiOH·H2O(3.09g，73.6mmol)的90ml水溶液。将混合物回流。真空下除去溶剂，残渣溶于最小量水。用浓盐酸调节pH至3-4，结晶析出无色化合物，将其很容易地在沸水中重结晶。真空干燥后，得到1.05g白色粉末标题化合物。13C NMR(D2O，320K，强酸pH，ppm vs TMS)174.2，66.8，66.6，58.2，52.8，52.1，49.6，27.8，26.9，26.5，质谱(FAB)m/e 281(M＋H).
实施例3
2，5，11-三羧甲基-8-(2′-羟乙基)-2，5，8，11-四氮杂二环[10.4.0]十六烷(A)3，10-二氧-8-(2′-羟乙基)-2，5，8，11-四氮杂二环[10.4.0]十六烷在含5升无水乙腈的5升锥形烧瓶中放入17.4g(65mmol)N，N′-二(氯乙酰基)-反-1，2-二氨基环己烷(见实施例2)、6.8g(65mmol)2-(2-氨基乙胺基)乙醇和130g(1.23mmol)碳酸钠。在氮气下将反应混合物82℃加热50小时。过滤除去碳酸钠后，减压除去乙腈直至体积减为500ml。立即形成沉淀，室温下将反应混合物搅拌几小时。滤去沉淀，用少量乙腈洗涤，真空干燥，得到8.2g化合物(A)，为白色固体。
(B)8-(2′-羟乙基)-2，5，8，11-四氮杂二环[10.4.0]十六烷在氮气下，在一干燥烧瓶中放入3.00g(10mmol)化合物(A)和100ml BH3·THF在无水四氢呋喃中的1M溶液。将反应混合物回流12小时。滴加水至无反应发生，BH3·THF剩余。加入少量甲醇以避免过多发泡，然后在旋转蒸发器上除去溶剂。用约10mlLiOF·H2O的浓溶液处理固体残渣，直至pH达到12-13。将此水相用100ml二氯甲烷萃取6次，收集萃提液，以硫酸镁干燥。真空除去溶剂，得到2.62g白色粉状化合物(B)，不经进一步纯化而用于下一步骤。
(C)2，5，11-三羧甲基-8-(2′-羟乙基)-2，5，8，11-四氮杂二环[10.4.0]十六烷将温度保持在5℃以下，向以冰浴冷却的3.19g(23mmol)溴乙酸的10ml水溶液中滴加0.92g(23mmol)氢氧化钠溶于5ml水形成的溶液。将此混合物加到1.38g(5.1mmol)化合物(B)溶于5ml水所形成的溶液中。将反应混合物加热至70-80℃，滴加0.92g氢氧化钠(23mmol)在5ml水中的溶液而维持pH在9-10范围内。滴加完氢氧化钠后，于70-80℃再搅拌反应混合物12小时。将反应混合物冷至室温，加入6M盐酸溶液使pH达到3。将溶液施加于阳离子交换树脂(H 型)。用水洗涤后，以0.5M氨水洗脱大环配位体。旋转蒸发后得到的是1.66g标题化合物，为铵盐形式。在阴离子交换柱(甲酸盐型)上用0.5M甲酸洗脱，得酸型。
13C NMR(D2O，强酸pH，ppm vs TMS)177.6，175.4，170.4，67.7，59.9，57.9，57.2，54.9，53.4，52.2，51.9，49.9，48.9，48.3，26.0—25.6.
质谱(FAB)酸型标题化合物，m/e 445(M＋H)。
实施例4 2，5，8，11-四羧甲基-14，15-苯并-2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六烷(A)4，9-二氧-14，15-苯并-2，5，8，11-四氮杂-环[10.4.0]十六烷按Yano，T.，Kobayashi，H.and Ueno，K.，″Stereospecificsyntheses and acid dissociation of 2，3—diaminotetralins and 2，3—diamino—trans—decalins″，Bull.Chem.Soc.Jpn.，1973 46，985—990报告的方法制备反-2，3-二氨基-1，2，3，4-四氢化萘。在装有机械搅拌器和回流冷凝器的2升烧瓶中，放入5.38g(33.16mmol)反-2，3-二氨基-1，2，3，4-四氢化萘和1升无水乙腈。将N、N′-二氯乙酰乙二胺(7.06g，33.16mmol)和64g(0.60mol)无水碳酸钠加到溶液中。90℃反应20小时后，将反应混合物过滤，蒸发滤液直至体积减少到500ml。使溶液室温下过夜，缓慢形成沉淀。滤去沉淀，真空干燥，得到5，52g浅棕色粉末。将该粉末加到50℃水500ml中，分离出化合物(A)。过滤除去不溶性棕色稠油状物，剩下的水溶液真空浓缩直至形成白色结晶。溶液室温下放置过夜后，过滤收集3.73g化合物(A)。将分离化合物(A)后的反应化合物再经蒸发乙腈而浓缩，但只得到二聚型，熔点230-231℃。
(B)14，15-苯并-2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六烷在氮气喷雾下，将化合物(A)1.5g(4.96mmol)加到1M BH3·THF的干四氢呋喃溶液50ml中，完成其还原反应。将反应混合物煮沸12小时，在冰浴中冷却，缓缓加水，直至不再观察到氢气产生。在旋转蒸发器上除去溶剂，剩下的固体悬浮于6M盐酸50ml中。将反应混合物回流过夜。在旋转蒸发器上除去挥发性物质。剩下的固体溶于水，减压蒸发溶液，从而除去过剩的盐酸。此过程必须重复三次。将除去过剩盐酸后的固体残渣溶于30ml水，加入LiOH·H2O的浓溶液直至pH达到12-13。用200ml二氯甲烷萃提溶液。将有机相倾析分离，干燥(硫酸镁)、过滤和蒸发，得到1.06g淡黄色玻璃状固体。四胺盐酸盐重结晶得到分析纯样品。
(C)2，5，8，11-四羧甲基-14，15-苯并-2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六烷保持温度于5℃以下，将溴乙酸(7.14g，51.4mmol)溶于20ml水，滴加2.05g(51.2mmol)氢氧化钠的10ml水溶液，使其慢慢中和。将反应混合物加到2.35g(8.57mmol)化合物(B)的10ml水溶液中，温度升至70-80℃，滴加氢氧化钠(2.05g，51.42mmol，在10ml水中)水溶液，使pH维持在9-10之间。滴加氢氧化钠在5小时后完成，反应混合物于70-80℃放置过夜。冷却后，在旋转蒸发器上将反应混合物体积减至45ml，滴加6M盐酸溶液至pH降为3，立即生成米色沉淀。过滤收集该沉淀，在水中重结晶(无色针状)并真空干燥。
13C NMR(D2O，强碱介质ppm vs TMS)182.2，182.1，161.9，161.8，140.9，140.3，129.9，129.5，128.8，128.2，64.9，60.7，59.9，58.1，57.3，56.1，55.1，54.9，51.0，50.6，50.4，46.6，28.4.
质谱(FAB)m/e 507(M＋H).
实施例5 二十氢二苯并[b.h][1.4.7.10]四氮杂环十二烷-5，8，13，16-四-(β-丙酸)(A)N，N′-(1，2-亚环己基)-二-(2-氯乙酰胺)将1，2-二氨基环己烷(100g，0.88mmol)在二氯甲烷(875ml)中的溶液在冰浴中冷却至5℃，同时滴加1)氯代乙酰氯(298g，2.64mmol)的二氯甲烷(1050ml)溶液，和2)碳酸钾(279g，2.02mmol)的水(280ml)溶液，对反应混合物进行处理。滴加完成后，将反应混合物在室温下再搅拌2小时，过滤。以同样规模再重复此反应。将过滤后留下的固体与上述样品合并，均以2×1000ml冰致冷的水洗涤，得到278g(68％)白色固体化合物A。
(B)二十氢二苯并[b.h][1.4.7.10]四氮杂环-十二烷-6，15-二酮用碳酸钠(250g，2.36mmol)处理反-1，2-二氨基环己烷(15ml，125mmol)和化合物(A)(33.4g，125mmol)的乙腈(3000ml)溶液，将混合物在氮气下加热回流。用HPLC通过记录起始物质的消失及相应于所需产物的新峰形成来监测反应的进程。将此反应物冷至室温，过滤去除碳酸钠，溶液真空浓缩得到粗产品，在无水乙醇中重结晶，得到9.2g(24％)化合物(B)反-顺-反异构体，为白色固体，熔点251-271℃。
(C)二十氢二苯并[b.h][1.4.7.10]四氮杂环十二烷将化合物(B)(5.1g，16.5mmol)在新蒸馏过的四氢呋喃(250ml)中的悬浮液在氮气下冷却至0℃，滴入乙硼烷的四氢呋喃溶液(1M，132ml，132mmol)进行处理。滴加完毕后，将反应混合物在氮气下加热回流过夜。24小时后，将反应混合物冷却至0℃，通过滴加含20％水的四氢呋喃(约100ml)破坏过剩的乙硼烷。真空去除溶剂。用6N盐酸132ml处理残余物并加热回流过夜。将混合物真空浓缩至干。残渣置于水中，用浓氢氧化钠调节至pH12.5。用二氯甲烷萃取该物质，真空浓缩，得到3.4g(74％)白色固体标题化合物(C)。
(D)(L)-苄基-2-三氟甲磺酰氧丙酸在0℃、氮气下，经注射器滴加三氟甲磺酸酐(12.44g，44.1mmol)处理L-乳酸苄酯(7.95g，44.1mmol)和吡啶(3.66g，46.3mmol)的二氯甲烷(40ml)溶液。20小时后，在己烷∶二氯甲烷(1∶1，V/V)中展开的硅胶薄层色谱(TLC)显示形成单一斑点及起始的乳酸酯消失。将三氟甲磺酸吡啶盐过滤，滤液真空浓缩，得粗产品。将此物质在200g硅胶上以己烷∶二氯甲烷(2∶1，V/V)快速洗脱。收集含产品的流份，得到5.4g(39％)化合物(D)，为无色轻油。
(E)二十氢二苯并[b.h][1.4.7.10]四氮杂环十二烷-5，8，13，16-四-(β-丙酸)，四-5，8，13，16-(苄氧羰基)甲酯在氮气下，用粉状碳酸钾(3.38g，24.5mmol)处理化合物(C)(1.37g，4.91mmol)的乙腈(25ml)溶液。经注射器滴加化合物(D)来处理该反应混合物。22小时后，用50ml乙腈稀释反应混合物并过滤。滤液真空浓缩。残渣悬浮在100ml水中，用4×100ml二氯甲烷萃取。将有机相干燥(硫酸镁)，真空浓缩，得4.6g(101％)产物，为浅淡黄色油状物。将此物质在450g硅胶上作快速色谱，以4升己烷∶乙酸乙酯(3∶1，V/V)，再以2升己烷∶乙酸乙酯(1∶1，V/V)洗脱。收集含产物的流份，得到1.62g(35％)化合物(E)，为淡黄色粘稠油状物。
(F)二十氢二苯并[b.h][1.4.7.10]四氮杂-环十二烷-5，8，13，16-四-(β-丙酸)用10％Pd/C(湿，Degussa型)处理化合物(E)在甲醇(6ml)和2M盐酸(2.5ml)中的溶液，使反应混合物与1大气压氢气的稳定气流接触。22小时后，经Celite过滤反应混合物，用2M盐酸水溶液洗涤。滤液真空浓缩，冷冻干燥，得870mg(73％)。4盐酸盐。将此物质与以前从相同的制备中得到的粗产品合并，将所得固体溶于100ml水，溶液用浓氢氧化铵调节至pH7.5。将所得溶液加于2.5×45cm AG1-X2(甲酸盐型)阴离子交换树脂柱，用水洗涤以去除无机盐。以2000ml水至2000ml0.2N甲酸梯度洗脱该化合物。分别收集两流份并冷冻干燥，得流份1425mg(理论值的40％)；HPLC纯度(见下面)＝99.4％；流份2100mg(理论值的10％)，HPLC纯度＝94.8％。
HPLC保留时间＝8.39分钟，纯度＝99.4％；条件柱PRP—X—100，5μ—100A，250×4.6mmi.d.；溶剂CH3CN/50mM硫酸盐缓冲液pH6.2(1∶4，V/V)流速1.0ml/分钟检测UV@220nmIR(KBr)2942和2866(CH伸展)，1723和1623(C＝O)cm-1.
质谱(FAB)569 (M＋H) ，523 (M＋H－COOH) ，497 (M＋H－CH(CH3)COOH) .
分析值(从C28H48N4O8·2.56H2O(614.8)计算)C，54.70；H，8.71；N，9.11；O，27.48.
实测值C，54.31；H，8.94；N，8.91.
实施例6 1，2，3，4，4a，5，6，7，8，8a，9，12，12a，13，14，15，16，16a—
十八氢二苯并[b.h][1.4.7.10]-四氮杂—环十二烷-5，8，13，16-四乙酸(A)反-4-环己烯-1，2-二胺二氢氯化物在装有Dewar冷凝管和隔膜的烘干的二颈园底烧瓶中。将新鲜蒸镏的富马酰二氯(13.0ml，110mmol)的干乙醚(50ml)溶液在氮气氛围中搅拌冷却至-50℃。将冷凝的丁二烯(40ml)经导管加入该溶液中，使反应混合物暖至室温，溶液自发回流三小时，以后，真空除去过剩丁二烯和乙醚。将无色油状物溶于干燥的1，4-二噁烷(50ml)，用叠氮三甲基硅烷(34ml，250mmol)对溶液进行处理。用80-85℃油浴使氮气放出，反应混合物105℃加热过夜。将溶液冷却至室温，用丙酮(75ml)稀释，小心地用浓盐酸(35ml)处理。过滤收集二胺的盐酸盐，用丙酮和乙醚洗涤，得到14.4g(64.69％)化合物(A)，为白色粉末。
(B)N，N′-(1，2-环己烯)-二-(2-氯乙酰胺)将1，2-二氨基环己烷(50.0g，438mmol)的二氯甲烷(438ml)溶液冷却至0-5℃，用机械搅拌器剧烈搅拌。向该溶液中同时加入氯乙酰氯(105ml，1.28mmol)的二氯甲烷(430ml)溶液和碳酸钾(139.5g，1.01mol)的279ml水溶液，历时4小时，所得混合物室温下搅拌过夜。将悬浮液过滤，固体用冰冷水彻底洗涤以去除碳酸钾。将滤液各层分离，有机层浓缩至接近干燥。将混合物过滤，固体处理如前，合并回收的固体，在真空烘箱中，用五氧化二磷50℃干燥。化合物(B)的产量为109.77g(93.84％)，为白色固体。
(C)1，2，3，4，4a，5，6，6，7，8，8a，9，12，12a，13，14，15，16，16a—十八氢二苯并[b.h][1.4.7.10]-四氮杂-环十二烷-5，8，13，16-四乙酸将含化合物(B)(33.4g，125mmol)，化合物(A)(23.1g，125mmol，盐酸盐)和无水碳酸钠(250g，2.36mmol)的乙腈(3750ml)混悬液剧烈搅拌，回流26小时。冷却后，过滤除去碳酸钠，减压下将滤液蒸发至干。固体残渣(22.1g)在乙醇(150ml)中重结晶，得到7.95g含两种异构体的物质。通过第二次重结晶步骤，得到单一纯异构体(1.28g)。有机母液供给另外1.97g异构体物质。将来自第二次重结晶的母液真空干燥，与第二批结晶合并。将部分物质(3.22g)用硅胶色谱法提纯，用二氯甲烷∶甲醇(4∶1V/V)作为洗脱剂，得到另外2.104g纯产物(65％回收率)。异构体产物合计得到9.92g(26％)。
(D)1，2，3，4，4a，5，6，7，8，8a，9，12，12a，13，14，15，16，16a—十八氢二苯并[b.h][1.4.7.10]-四氮杂—环十二烷-三氢氯化物将四氢呋喃(100ml)中含化合物(C)(3.45g，11.3mmol)和1MLAH(40ml)的混合物在干燥的氮气氛围下回流21小时。将溶液冷却，小心地加入Rochelles′s盐饱和水溶液(10ml)分解过剩的LAH。向悬浮液中加入无水乙醇(50ml)，将混合物回流过夜。过滤后，用热乙醇(2×100ml)处理固体，提取滤饼中的残余产物。合并滤液，蒸发，得到4.0g淡棕色块状物。在乙腈中结晶，给出白色结晶，将其溶于乙醚，己烷洗涤。将此物质部分(400mg，1.6mmol)用氢氯酸甲醇液(7ml)处理，转变为氢氯化物盐。
(E)1，2，3，4，4a，5，6，7，8，8a，9，12，12a，13，14，15，16，16a—十八氢二苯并[b.h][1.4.7.10]四氮杂-环十二烷-5，8，13，16-四乙酸将含粗化合物(D)(1.05g，3.77mmol)、无水碳酸钾(2.61g，18.8mmol)和溴乙酸叔丁酯(3.23g，16.6mmol)的混合物在干燥的氮气氛围中50-55℃加热过夜。冷却后将反应混合物用乙腈(10ml)稀释，过滤，滤饼再用10ml乙腈洗涤。合并滤液，减压蒸发。将残渣悬浮在水(25ml)中，用二氯甲烷(4×10ml)萃提。有机层用盐水(40ml)洗涤，用硫酸镁干燥，蒸发至干，得2.35g粗四酯。在干燥氮气氛围下，用茴香醚(12ml)和TFA(100ml)将该酯处理过夜，完成粗四酯的去保护作用。真空除去TFA，将残渣反复溶于水和减压浓缩直至溶液不浑浊。将粗产物(2.0g)溶于水(50ml)，中和至pH7.0，用AG-1(1.5×30cm)，甲酸盐)阴离子交换色谱法纯化。用甲酸线性梯度(每个柱0-0.2N甲酸2升)洗柱，在约0.05N甲酸时产物洗脱。合并含纯产物的流份，蒸发至干，溶于水并冷冻干燥，得541mg(45％)标题化合物，为蓬松的白色物质。
HPLC柱PRPX—100，5μ，250×4.6mm.
条件20％CH3CN在50mM NaH2PO—4中(pH6.2)；流速1.0ml/分；检测器UV于220nm；tr＝7.31分钟.
IR(KB，cm-1)2940(CH伸展)；1717(C＝0伸展)；1636(C＝C伸展)。
MS(PPINCI NH3/dep 100，m/z)511(M＋H) 分析值(从C24H38N4O8·2.28H2O计算)C，52.26；H，7.78；N，10.16；O，29.81实测值C，52.27；H，7.84；N，10.01；H2O，7.44％(解吸KF)。
实施例7 2，5，8，11-四羧甲基-2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六碳-14-烯(A)4，9-二氧-2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六碳-14-烯Witiak等(J Med.Chem.1987，30，1327—1336)报道了反-4-环己烯-1，2-二胺的合成。将反-4-环己烯-1，2-二胺(9.25g，82.5mmol)和N，N′-二氯乙酰乙二胺(17，55g，82.5mmol)溶于2700ml乙腈中。在溶液中加入无水碳酸钠(158g，1.5mol)，将混合物回流23小时。冷却后，滤去不溶性盐，将滤液干燥。固体残余物在约20ml热乙醇中重结晶。
熔点203-205℃。
(B)2，5，8，11-二环[10.4.0]十六碳-14-烯在氮气下，将化合物(A)(0.8g，3.17mmol)加到用氢化锂铝干燥和蒸馏过的100ml二甘醇二甲醚中。当温度升高时，化合物溶解。将氢化锂铝(3.91g，0.1mol)加到热溶液中，温度升至100℃。将反应混合物搅拌15天。冷却后，小心地加入乙酸乙酯和水，破坏过剩的氢化物。滤去不溶性物质，并用水和乙醇洗涤。80℃真空除去溶剂。将残渣溶于6M盐酸，溶液在旋转式蒸发器上干燥。将残渣加到约20ml乙醇中。混悬液回流1小时，然后在4℃下保持过夜。沉淀过滤，真空干燥。将该氢氯化物加到三氯甲烷中，并以干氨气饱和，得到游离胺。将混合物搅拌过夜，滤去不溶性氯化铵。除去溶剂，留下粘稠的液体。
质谱(FAB，样品在3-硝基苄醇中)m/e 225(M＋H)(C)2，5，8，11-四羧甲基-2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六碳-14-烯将溴乙酸(0.63g，4.5mol)溶于水中，在5℃以下用氢氧化钠水溶液(0.18g，4.55mol，在2ml水中)慢慢中和。将此溶液加到化合物(B)(0.17g，0.76mmol)的3ml水溶液中。将反应混合物于70-80℃加热，经5小时滴加氢氧化钠溶液(0.18g，4.55mol，在2ml水中)，以保持pH在9-10之间。80℃继续搅拌过度。用浓盐酸将pH降低至3，反应混合物在空气流中慢慢浓缩。标题化合物容易地形成结晶，并用少量水重结晶。
得率45％，0.15g.13C NMR(D2O中，质子化形式)177.6，177.0，173.0，172.8，127.5，124.7，64.5，58.4，57.3，57.0，55.7，53.6，52.5，52.4，50.2，48.8，47.6，26.0，25.4质谱(样品在3-硝基苄醇中)m/e 479(M＋Na)，501(M－H＋2Na).
实施例8 2，5，8，11-四羧甲基-15(14)-溴-14(15)-羟基-2，5，8，11-四氮杂二环[10.4.0]十六烷将实施例7化合物的二氢氯化合物(0.2g，0.38mmol)溶于4ml水，调节pH至6。于10℃下向此溶液中加入N-溴代丁二酰亚胺(0.07g，0.38mmol)。将反应混合物于10℃下搅拌1小时，直至N-溴代丁二酰亚胺完全溶解。将此清彻的溶液4℃保温过夜。在旋转式蒸发器上在黑暗中除去溶剂。固体残渣溶于最低限度量甲醇，加入丙酮直至溶液变微混。使化合物4℃过夜结晶析出，在黑暗中过滤收集。
得率45％.13C NMR(在D2O中，质子化形式)179.2，178.6，173.1，172.5，71.6，63.2，62.8，58.5，58.4，57.2，56.7，56.0，53.7，52.9，52.6，51.7，50.2，49.4，48.0，47.7，29.2，28.9，27.8，27.1质谱(样品在3-硝基苄醇中)m/e 575和577(M＋Na)，597和599(M－H＋2Na).
实施例9实施例1-8中报道的配位体的钆(III)配合物通过调节三氯化钆和实施例1-8报道的配位体之一在水中化学计量混合物的pH，制得全部钆(III)配合物。在约pH3时开始配合反应，将溶液加热至60℃约10分钟，然后各加入几滴稀氢氧化钠水溶液。当pH达到6.5时，停止滴加氢氧化钠。最低限度在3-4小时内完成配合反应。将各溶液浓缩，产物用制备型HPLC纯化。蒸发恰当的流份，得无色固体。
权利要求
1. 下式所示化合物或其盐 其中R1、R2、R3和R4各自独立地与它们所连接的四氮杂环十四烷大环上的碳原子一起形成完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，它可无取代基，或可被一个或多个卤素、烷基、醚、羟基或羟烷基取代，也可再稠合成碳环，或R1和R2均为氢而R3和R4形成上面定义的完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，或R1和R2形成上面定义的完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环而R3和R4为氢；R5为 或氢、烷基、芳烷基、芳基、烷氧基、羟烷基、 —(CH2)nG， 或 A1为-(CH2)q-，-(CH＝CH)-，-(CH＝CH)2-或一单键；每个-(CH2)q-可各自独立地被烷基或羟烷基取代；R6为氢或烷基；R7为氢、羟烷基、烷氧基、烷基、芳基或芳烷基；G为-NH2，-NCS， ，-CO2H，-NHR8，-N(R8)2或-CN； R8为烷基、羟烷基、 其中A为阴离子 或 R9和R10各自独立地为氢、烷基、-NO2，-NH2， -NCS， 或-NR7COR6；R11为氢、烷基或羟烷基；R12为氢、羟烷基、烷氧基、烷基、芳基或芳烷基；X为氯、溴或碘；m和n各自独立地为0或0—5的整数；p为0或1；q为1—5的整数
2. 如权利要求1所述的化合物，其中R1和R2各为氢而R3和R4形成完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，它可无取代基，或可被一个或多个卤素、烷基、醚、羟基或羟烷基取代，也可再稠合成碳环。
3. 如权利要求1所述的化合物，其中R3和R4各为氢而R1和R2形成完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，它可无取代基，或可被一个或多个卤素、烷基、醚、羟基或羟烷基取代，也可再稠合成碳环。
4. 如权利要求1所述的化合物，其中R1、R2、R3和R4各自独立地形成完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，它可无取代基，或可被一个或多个卤素、烷基、醚、羟基或羟烷基取代，也可再稠合成碳环。
5. 如权利要求所述的化合物，其中R5为
6. 如权利要求1所述的化合物，其中R1和R2，R3和R4均形成完全饱和的稠合环己其环，R5为 R6为-H，P为O。
7. 如权利要求1所述的化合物，它们选自以下组2，5，8，11—四羧甲基—2，5，8，11—四氮杂—二环[10.4.0]十六烷；2，5，12，15—四羧甲基—2，5，12，15—四氮杂环[14.4.0.06，11]二十碳烷；2，5，11—三羧甲基—8—(2’—羟乙基)—2，5，8，11—四氮杂二环[10.4.0]十六烷；2，5，8，11—四羧甲基—14，15—苯并2，5，8，11—四氮杂二环[10.4.0]十六烷；二十氢二苯并[b.h][1.4.7.10]四氮杂环十二烷—5，8，13，16—四乙酸；1，2，3，4，4a，5，6，7，8，8a，9，12，12a，13，14，15，16，16a-十八氢二苯并[b.h][1.4.7.10]—四氮杂环十二烷—5，8，13，16—四乙酸；2，5，8，11—四羧甲基—2，5，8，11—四氮杂二苯并[10.4.0]十六—14—烯；和2，5，8，11—四羧甲基—15(14)—溴—14(15)—羟基—2，5，8，11—四氮杂二环[10.4.0]十六烷。
8. 金属螯合物，包含与金属原子配合的权利要求1的化合物。
9. 如权利要求8所述的螯合物，其中金属选自原子序数21—29、42、44或57—83的原子。
10. 如权利要求8所述的螯合物，其中所述金属为钆。
11. 诊断成像的方法，其特征在于包括以下步骤给宿主投与权利要求1的化合物，该化合物与金属配合，并得到所述宿主的诊断成像。
12. 如权利要求11所述的方法，其中R1和R2各为氢而R3和R4形成完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，它可无取代基，或可被一个或多个卤素、烷基、醚、羟基或羟烷基取代，也可再稠合成碳环。
13. 如权利要求11所述的方法，其中R3和R4各为氢而R1和R2形成完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，它可无取代基，或可被一个或多个卤素、烷基、醚、羟基或羟烷基取代，也可再稠合成碳环。
14. 如权利要求11所述的方法，其中R1、R2、R3和R4各自独立地形成完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，它可无取代基，或可被一个或多个卤素、烷基、醚、羟基或羟烷基取代，也可再稠合成碳环。
15. 如权利要求11所述的方法，其中所述化合物中的R5为
16. 如权利要求11所述的方法，其中R1和R2，R3和R4均形成完全饱和的稠合环己其环，R5为 ，R6为-H，P为0。
17. 如权利要求11所述的方法，其中化合物选自以下组2，5，8，11—四羧甲基—2，5，8，11—四氮杂—二环[10.4.0]十六烷；2，5，12，15—四羧甲基—2，5，12，15—四氮杂环[14.4.0.06.11]二十碳烷；2，5，11—三羧甲基—8—(2′—羟乙基)—2，5，8，11—四氮杂二环[10.4.0]十六烷；2，5，8，11—四羧甲基—14，15—苯并—2，5，8，11—四氮杂二环[10.4.0]十六烷；二十氢二苯并[b.h][1.4.7.10]四氮杂环十二烷—5，8，13，16—四乙酸；1，2，3，4，4a，5，6，7，8，8a，9，12，12a，13，14，15，16，16a—十八氢二苯并[b.h][1.4.7.10]—四氮杂环十二烷—5，8，13，16—四乙酸；2，5，8，11—四羧甲基—2，5，8，11—四氮杂二苯并[10.4.0]十六—14—烯；和2，5，8，11—四羧甲基—15(14)—溴—14(15)—羟基—2，5，8，11—四氮杂二环[10.4.0]十六烷。
18. 如权利要求11所述方法，其中所述成像为磁共振成像。
19. 如权利要求18所述方法，其中所述金属为钆，所述成像包括所述宿主肝胆系统的成像。
20. 药物组合物，包含权利要求1的化合物，它任意选择地与金属配合，以及药学上可接受的赋形剂或稀释剂。
全文摘要
式(I)化合物及其金属螯合物
文档编号C07F5/00GK1115180SQ94190738
公开日1996年1月17日 申请日期1994年9月29日 优先权日1993年9月30日
发明者德施罗克斯·J·F, 特威德尔·M·F, 拉特赛谱·P·C, 瓦格勒·T·R, 马里内利·E·R 申请人:勃勒柯国际有限公司
发明的简述按照本发明，提供新化合物。这些化合物是有用的，例如，作为金属螯合配位体，以金属配合物的形式使用，本发明化合物作为诊断对比剂特别有用。当配合物中金属是顺磁性的时候，诊断对比剂适用于磁共振成像，对于肝和胆道的磁共振成像(MRI)特别有用。
本发明的化合物包括含至少一个稠合的环己基环的四氮杂环十二烷大环，以式I表示，及其盐， 其中R1、R2、R3和R4各自独立地与它们所连接的四氮杂环十四烷大环上的碳原子一起形成完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，它可无取代基，或可被一个或多个卤素、烷基、醚、羟基或羟烷基取代，也可再稠合成碳环，或R1和R2均为氢而R3和R4形成上面定义的完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，或R1和R2形成上面定义的完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环而R3和R4为氢；R5为 或氢、烷基、芳烷基、芳基、烷氧基、羟烷基、 -(CH2)nG， 或 A1为-(CH2)q-，-(CH＝CH)-，-(CH＝CH)2-或一单键；每个-(CH2)q-可各自独立地被烷基或羟烷基取代；R6为氢或烷基；R7为氢、羟烷基、烷氧基、烷基、芳基或芳烷基；G为-NH2，-NCS， ，-CO2H，-NHR8，-N(R8)2或-CN； R8为烷基、羟烷基、 其中A为阴离子 或 R9和R10各自独立地为氢、烷基、-NO2，-NH2， -NCS， 或-NR7COR6；R11为氢、烷基或羟烷基；R12为氢、羟烷基、烷氧基、烷基、芳基或芳烷基；X为氯、溴或碘；m和n各自独立地为0或0-5的整数；p为0或1；q为1-5的整数发明的详述本发明的描述中所用的各种术语定义如下。这些定义应用于说明书通篇所用的术语，除非在某些特殊情况下(个别地或作为大基团的一部分)，另作限定。
术语“烷基”和“烷氧基”指未取代的直链和支链碳原子链。具有1-5个碳原子的链较佳，甲基和甲氧基分别是最佳的烷基和烷氧基。
术语“芳基”指苯基和取代苯基。较佳的取代苯基为被1、2或3个卤原子、羟基、羟烷基、烷基、烷氧基、氨基甲酰基、甲酰胺基、酰胺基或羧基取代的苯基。
“羟烷基”指包含1个或多个羟基、烷基，如-CH2CH2OH、-CH2CH2OHCH2OH、CH(CH(CH2OH)2等(例如，见Sovak，M.，Editor，Radiocontrast Agents，Springer—Verlag，1984，pp.1—125)。
术语“芳烷基”指通过烷基连接的芳基。
术语“醚”指-R-OR型烷基或芳基氧化物，其中各R为独立的烷基或芳基。
术语“碳环”指一种环系，其中所有的环原子为碳，例如，苯基或环己基。此环可无取代基或被诸如烷基、卤素、羟基、烷氧基、烷酰基、烷酰氧基、氨基、烷氨基、二烷氨基、烷酰氨基、硫羟基、烷硫羟基、硝基、氰基、羧基、氨基甲酰基、磺酰胺基、烷氧羰基、烷基磺酰基等基团取代。
术语“卤素”指溴、氯、氟或碘。
术语“烷酰基”指烷基-C(O)-基。
术语“烷酰氧基”指烷基-C(O)-O-基。
术语“氨基”指-NH2基。
术语“烷氨基”指-NHR基，其中R为烷基。
术语“二烷氨基”指-NRR′基，其中R和R′各自独立地为烷基。
术语“烷酰胺基”指烷基-C(O)-NH-基。
术语“硫羟基”指-SH基。
术语“烷硫羟基”指-SR基，其中R为烷基。
术语“硝基”指-NO2基。
术语“氰基”指-CN基。
术语“羧基”指-C(O)OH基或-C(O)OR基，其中R为烷基。
术语“烷氧羰基”指烷氧基-C(O)-。
术语“烷磺酰基”指烷基-SO2-。
术语“磺酰胺基”指-SO2NH2基、-SO2NHR基或-SO2NRR′基，其中R和R′各自独立地为烷基。
术语“氨基甲酰基”指-C(O)NH2基、-C(O)NHR基或-C(O)NRR′基，其中R和R′各自独立地为烷基、烷氧基或羟烷基。
术语“甲酰胺基”指-C(O)NH2基、-C(O)NHR基或-C(O)NRR′基，其中R和R′各自独立地为烷基。
术语“酰胺基”指-NH-C(O)-R基，其中R为烷基。
本发明的较佳化合物为其中R5为 的化合物。最佳的为其中R1、R2、R3和R4形成完全饱和的稠合环己基环，R5为 ，R6为-H，P为O的化合物。
式I化合物及其盐可与顺磁性金属原子复合，用作磁共振成像的驰豫增强剂。这些增强剂施用于哺乳动物宿主(如人)时，以不同浓度分布于不同组织。催化质子(组织中)弛豫，这些质子已通过从磁共振成像仪吸收高频能量而被激活。用磁共振成像仪对宿主进行扫描时，被激活的质子弛豫速率的增加使不同对比剂成像。磁共振成像仪用于在各种时间记录影像，通常在给予对比剂前后，或只在给予对比剂后，因组织中对比剂的存在而产生的影像差异被用于诊断。在质子磁共振成像中，作为式I配位体配合的金属，较佳为顺磁性金属原子，如钆(III)、锰(II)、铬(III)和铁(III)(均为有很好电子性能的顺磁性金属原子)。钆是最佳配合的金属，因为它具有最高的顺磁性，与合适的配位体配合时毒性低，并且配价水不稳定性高。
本发明的金属螯合配位体可与镧系元素(原子序数58-71)配合，在磁共振成像或磁共振体内光谱学中可用作化学位移剂。
本发明的顺磁性金属配合体作为肝胆试剂特别有用，例如，用于肝和胆道磁共振成像。
本发明金属螯合配位体的上述应用虽佳，而诊断技术领域的工作人员会意识到，这些配位体还可与合适的金属配合，在其他成像技术中，如X射线成像、放射性核素成像和超声成像，以及在放射治疗中，用作对比剂。
在成像中的应用为了将本发明的配位体用于成像，首先将它们与适当的金属配合。这可用现有技术中的已知方法学来完成。例如，可将金属以氧化物或卤化物或乙酸盐形式加到水中，用等摩尔量本发明的配位体处理。该配位体可以水溶液或悬浮液形式加入。可加入稀酸或稀碱(适当时)以维持合适的pH。根据金属和螯合剂及其浓度，为加速配合作用，有时可在高达100℃温度下加热长达24小时或更长时间。
本发明配位体的金属配合物的药学上可接受的盐也可用作成像剂。当上面制得的金属配合物还在溶液中时可用碱(如碱金属氢氧化物、麦格鲁明、精氨酸或赖氨酸)中和来制备所述盐。金属配合物中有些形式上不带电荷，它们不需要阳离子作为抗衡离子。这样的中性配合物作为静脉注射X射线和NMR成像剂，可能比带电配合物好，因为它们由于渗透摩尔浓度低，从而可产生生理耐受性较大的溶液。然而，用作肝胆造影剂时，以带负电的配位体为佳。
本发明提供如下药物组合物它包含可任选地与金属配合的式I化合物或其盐及药学上可接受的赋形剂或稀释剂。本发明还提供包括如下步骤的诊断成像的方法。给宿主投与配合有金属的式I化合物或其盐并获得诊断图象，较佳为所述宿主的磁共振图象。
本发明螯合配合物的灭菌水溶液宜于以0.003—1.0摩尔浓度经口、鞘内、特别是静脉内投与哺乳动物(例如人)。本发明金属配合物用作肝胆造影剂是较好的。例如，对于肝造影术，剂量以0.03-0.3毫摩尔/公斤为宜。肝和胆道造影术虽然较佳，然而本发明的金属配合物还可应用于其他部位的造影术。例如，对于用磁共振成像的脑损伤造影，可以每公斤体重0.05-0.5毫摩尔配合物的剂量静脉注射式I配位体的钆配合物，较佳为0.1-0.3毫摩尔/公斤剂量；对于肾脏造影，剂量以0.05-0.20毫摩尔/公斤为佳，对于心脏造影，剂量以0.05-0.3毫摩尔/公斤为佳。
本金属配合体制剂的pH以约6.0-8.0之间为较佳，约6.5-7.5之间为最佳。生理学上可接受的缓冲液(例如三(羟甲基)氨基甲烷)和其他生理学上可接受的添加剂(如对羟苯甲酸[甲、丙]酯类稳定剂)也可存在于制剂中。
采用诸如1993年3月15日申请的序号032,763的待批美国申请“用于金属螯合对比剂的双功能赋形剂”中所描述的双清除赋形剂也是有益的，本说明书引用此文献作为参考。这些赋形剂具有如下通式Ds[D′(L′)]t其中D和D′各自独立地为Ca或Zn，L′是有机配位体，它可与用来配合金属的配位体不同或相同，s和t各自独立地为1，2或3。
式I化合物可按如下通用流程进行制备
本说明书考虑到了本发明化合物和配合物的所有立体异构体，无论它们是单用的(即基本上没有其他异构体)，以某些立体异构体的混合物形式(如外消旋体)或以任何其他混合物形式使用。
本发明将以下面的实施例作进一步描述。这些实施例是阐述性的而不是限制性的。
实施例1 2，5，8，11—四羧甲基—2，5，8，11—四氮杂-二环[10.4.0]十六烷(A)4，9-二氧-2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六烷在氮气中，将碳酸钠(226g，2.13mol)和反-1，2-二氨基环己烷(14.1ml，117mmol)加到N、N′-二氯乙酰乙二胺(25g，117mmol)的干乙腈(3.751)溶液中。N，N′-二氯乙酰乙二胺按“New multidentatepotential ionophors of ether—amide type″，Monat.Chem.，1985，116，217—221所报告的方法进行制备。反应混合物回流20小时。滤去生成的不溶性物质，并将滤液体积蒸发减少至1升。在室温下，单体结晶缓慢形成。过滤收集结晶，产品在乙腈中结晶纯化，得7.43g白色固体。
将过滤化合物(A)后所得的乙腈溶液浓缩，收集几部分结晶。记录每部分的质谱(FAB)和1H、13C核磁共振(NMR)谱，合并主要含同一化合物的部分。每部分从乙腈中结晶两次。
(B)2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六烷在氮气中，将干燥的化合物(A)(2.54g，10mmol)加到1M BH3的四氢呋喃溶液(100ml，100mmol)。反应混合物回流过夜。冷却后，滴加水直至过量BH3完全消除。将生成的悬浮液在旋转式蒸发器中蒸干，留下的固体加到140ml 6M盐酸溶液中。于100℃保温过夜。真空除水，固体残渣溶于最小量的水中。加入LiOH·H2O将pH调节至12-13。混合物用二氯甲烷提取三次。合并有机物质部分，干燥(硫酸镁)，过滤，蒸发，得2g化合物(B)，为白色固体。
(C)2，5，8，11-四羧甲基-2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六烷将溴乙酸(11.9g，86mmol)溶于水(25ml)中，在冰浴中将溶液温度降低至5℃，用氢氧化钠水溶液(3.43g，86mmol，在13ml水中)中加酸。将化合物(B)(3.24g，14.3mmol)加到溴乙酸钠溶液中，升温至70-80℃。滴加氢氧化钠(3.43g，86mmol)水(13ml)溶液使pH保持在9-10之间。滴加结束时，70-80℃保温6小时。然后将反应混合物体积减至40ml，用6M盐酸酸化至pH3，迅速形成不溶物，将其过滤，在水中重结晶，直至用NMR不能检出痕量乙醇酸。进一步浓缩反应混合物后，得到第二部分标题化合物。合并两部分产物，在水中重结晶后得到3.6g白色固体标题化合物。质谱(FAB)m/e459(M＋H)和481(M＋Na)
实施例2 2，5，12，15-四羧甲基-2，5，12，15-四氮杂-三环[14.4.0.06.11]二十碳烷(A)3，14-二氧-2，5，12，15-四氮杂三环-[14.4.0.06.11]二十碳烷按Saburi，M.and yoshikawa，S.，″Stereochemical studies ofN—methyl—(S)—alaninato—cobalt(III)complexes with chiraltetraamines.II.Cobalt(III)—N—Methyl(S)—and(R)—alani-nate—N，N′—bis(β—aminoethyl)—1(R)，2(R)—diaminocyclo-hexane systems，″Bull.Chem.Soc.Jpn.，1974，47，1184—1189概述的方法制备N，N′-二(氯乙酰基)-反-1，2-二氨基环己烷。将无水碳酸钠(250g，2.36mol)加到33.4g(125mmol)N，N′-二(氯乙酰基)-反-1，2-二氨基环己烷和15ml(125mmol)反-1，2-二氨基环己烷的3750ml乙腈溶液中。升温至80℃，将反应混合物剧烈搅拌20小时。反应终末，过滤除去碳酸钠，真空蒸发溶剂。将固体残渣在乙醇中重结晶。真空下逐步浓缩乙醇溶液，得到多达5个连续批量的目的化合物。产量为9.6g白色粉状化合物(A)。
(B)2，5，12，15-四氮杂三环[14.4.0.06.11]二十碳烷将BH3在四氢呋喃(265ml)中的1M溶液缓缓加到10.2g(33.1mmol)化合物(A)中。将溶液煮沸24小时，然后滴加水以破坏剩余的BH3，将反应混合物干燥，固体残渣加到265ml6M盐酸溶液中，混合物回流过夜。真空下除去盐酸。残渣用乙醇加热浸提，过滤并溶解于水。加入浓氨水直至pH变成强碱性。滤除形成的无机沉淀物，用二氯甲烷提取，除去溶剂后得6.3g白色固体化合物(B)。
(C)2，5，12，15-四羧甲基-2，5，12，15-四氮杂-三环[14.4.0.06.11]二十碳烷混合1.88g(6.7mmol)化合物(B)、3.72ml(33.5mmol)Br-CH2COOC2H5和4.63g(33.5mmol)碳酸钾，制得90ml干二甲基甲酰胺悬浮液。在氮气下将混合物90℃加热12小时。过滤悬浮液，在滤液中加入LiOH·H2O(3.09g，73.6mmol)的90ml水溶液。将混合物回流。真空下除去溶剂，残渣溶于最小量水。用浓盐酸调节pH至3-4，结晶析出无色化合物，将其很容易地在沸水中重结晶。真空干燥后，得到1.05g白色粉末标题化合物。13C NMR(D2O，320K，强酸pH，ppm vs TMS)174.2，66.8，66.6，58.2，52.8，52.1，49.6，27.8，26.9，26.5，质谱(FAB)m/e 281(M＋H).
实施例3
2，5，11-三羧甲基-8-(2′-羟乙基)-2，5，8，11-四氮杂二环[10.4.0]十六烷(A)3，10-二氧-8-(2′-羟乙基)-2，5，8，11-四氮杂二环[10.4.0]十六烷在含5升无水乙腈的5升锥形烧瓶中放入17.4g(65mmol)N，N′-二(氯乙酰基)-反-1，2-二氨基环己烷(见实施例2)、6.8g(65mmol)2-(2-氨基乙胺基)乙醇和130g(1.23mmol)碳酸钠。在氮气下将反应混合物82℃加热50小时。过滤除去碳酸钠后，减压除去乙腈直至体积减为500ml。立即形成沉淀，室温下将反应混合物搅拌几小时。滤去沉淀，用少量乙腈洗涤，真空干燥，得到8.2g化合物(A)，为白色固体。
(B)8-(2′-羟乙基)-2，5，8，11-四氮杂二环[10.4.0]十六烷在氮气下，在一干燥烧瓶中放入3.00g(10mmol)化合物(A)和100ml BH3·THF在无水四氢呋喃中的1M溶液。将反应混合物回流12小时。滴加水至无反应发生，BH3·THF剩余。加入少量甲醇以避免过多发泡，然后在旋转蒸发器上除去溶剂。用约10mlLiOF·H2O的浓溶液处理固体残渣，直至pH达到12-13。将此水相用100ml二氯甲烷萃取6次，收集萃提液，以硫酸镁干燥。真空除去溶剂，得到2.62g白色粉状化合物(B)，不经进一步纯化而用于下一步骤。
(C)2，5，11-三羧甲基-8-(2′-羟乙基)-2，5，8，11-四氮杂二环[10.4.0]十六烷将温度保持在5℃以下，向以冰浴冷却的3.19g(23mmol)溴乙酸的10ml水溶液中滴加0.92g(23mmol)氢氧化钠溶于5ml水形成的溶液。将此混合物加到1.38g(5.1mmol)化合物(B)溶于5ml水所形成的溶液中。将反应混合物加热至70-80℃，滴加0.92g氢氧化钠(23mmol)在5ml水中的溶液而维持pH在9-10范围内。滴加完氢氧化钠后，于70-80℃再搅拌反应混合物12小时。将反应混合物冷至室温，加入6M盐酸溶液使pH达到3。将溶液施加于阳离子交换树脂(H 型)。用水洗涤后，以0.5M氨水洗脱大环配位体。旋转蒸发后得到的是1.66g标题化合物，为铵盐形式。在阴离子交换柱(甲酸盐型)上用0.5M甲酸洗脱，得酸型。
13C NMR(D2O，强酸pH，ppm vs TMS)177.6，175.4，170.4，67.7，59.9，57.9，57.2，54.9，53.4，52.2，51.9，49.9，48.9，48.3，26.0—25.6.
质谱(FAB)酸型标题化合物，m/e 445(M＋H)。
实施例4 2，5，8，11-四羧甲基-14，15-苯并-2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六烷(A)4，9-二氧-14，15-苯并-2，5，8，11-四氮杂-环[10.4.0]十六烷按Yano，T.，Kobayashi，H.and Ueno，K.，″Stereospecificsyntheses and acid dissociation of 2，3—diaminotetralins and 2，3—diamino—trans—decalins″，Bull.Chem.Soc.Jpn.，1973 46，985—990报告的方法制备反-2，3-二氨基-1，2，3，4-四氢化萘。在装有机械搅拌器和回流冷凝器的2升烧瓶中，放入5.38g(33.16mmol)反-2，3-二氨基-1，2，3，4-四氢化萘和1升无水乙腈。将N、N′-二氯乙酰乙二胺(7.06g，33.16mmol)和64g(0.60mol)无水碳酸钠加到溶液中。90℃反应20小时后，将反应混合物过滤，蒸发滤液直至体积减少到500ml。使溶液室温下过夜，缓慢形成沉淀。滤去沉淀，真空干燥，得到5，52g浅棕色粉末。将该粉末加到50℃水500ml中，分离出化合物(A)。过滤除去不溶性棕色稠油状物，剩下的水溶液真空浓缩直至形成白色结晶。溶液室温下放置过夜后，过滤收集3.73g化合物(A)。将分离化合物(A)后的反应化合物再经蒸发乙腈而浓缩，但只得到二聚型，熔点230-231℃。
(B)14，15-苯并-2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六烷在氮气喷雾下，将化合物(A)1.5g(4.96mmol)加到1M BH3·THF的干四氢呋喃溶液50ml中，完成其还原反应。将反应混合物煮沸12小时，在冰浴中冷却，缓缓加水，直至不再观察到氢气产生。在旋转蒸发器上除去溶剂，剩下的固体悬浮于6M盐酸50ml中。将反应混合物回流过夜。在旋转蒸发器上除去挥发性物质。剩下的固体溶于水，减压蒸发溶液，从而除去过剩的盐酸。此过程必须重复三次。将除去过剩盐酸后的固体残渣溶于30ml水，加入LiOH·H2O的浓溶液直至pH达到12-13。用200ml二氯甲烷萃提溶液。将有机相倾析分离，干燥(硫酸镁)、过滤和蒸发，得到1.06g淡黄色玻璃状固体。四胺盐酸盐重结晶得到分析纯样品。
(C)2，5，8，11-四羧甲基-14，15-苯并-2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六烷保持温度于5℃以下，将溴乙酸(7.14g，51.4mmol)溶于20ml水，滴加2.05g(51.2mmol)氢氧化钠的10ml水溶液，使其慢慢中和。将反应混合物加到2.35g(8.57mmol)化合物(B)的10ml水溶液中，温度升至70-80℃，滴加氢氧化钠(2.05g，51.42mmol，在10ml水中)水溶液，使pH维持在9-10之间。滴加氢氧化钠在5小时后完成，反应混合物于70-80℃放置过夜。冷却后，在旋转蒸发器上将反应混合物体积减至45ml，滴加6M盐酸溶液至pH降为3，立即生成米色沉淀。过滤收集该沉淀，在水中重结晶(无色针状)并真空干燥。
13C NMR(D2O，强碱介质ppm vs TMS)182.2，182.1，161.9，161.8，140.9，140.3，129.9，129.5，128.8，128.2，64.9，60.7，59.9，58.1，57.3，56.1，55.1，54.9，51.0，50.6，50.4，46.6，28.4.
质谱(FAB)m/e 507(M＋H).
实施例5 二十氢二苯并[b.h][1.4.7.10]四氮杂环十二烷-5，8，13，16-四-(β-丙酸)(A)N，N′-(1，2-亚环己基)-二-(2-氯乙酰胺)将1，2-二氨基环己烷(100g，0.88mmol)在二氯甲烷(875ml)中的溶液在冰浴中冷却至5℃，同时滴加1)氯代乙酰氯(298g，2.64mmol)的二氯甲烷(1050ml)溶液，和2)碳酸钾(279g，2.02mmol)的水(280ml)溶液，对反应混合物进行处理。滴加完成后，将反应混合物在室温下再搅拌2小时，过滤。以同样规模再重复此反应。将过滤后留下的固体与上述样品合并，均以2×1000ml冰致冷的水洗涤，得到278g(68％)白色固体化合物A。
(B)二十氢二苯并[b.h][1.4.7.10]四氮杂环-十二烷-6，15-二酮用碳酸钠(250g，2.36mmol)处理反-1，2-二氨基环己烷(15ml，125mmol)和化合物(A)(33.4g，125mmol)的乙腈(3000ml)溶液，将混合物在氮气下加热回流。用HPLC通过记录起始物质的消失及相应于所需产物的新峰形成来监测反应的进程。将此反应物冷至室温，过滤去除碳酸钠，溶液真空浓缩得到粗产品，在无水乙醇中重结晶，得到9.2g(24％)化合物(B)反-顺-反异构体，为白色固体，熔点251-271℃。
(C)二十氢二苯并[b.h][1.4.7.10]四氮杂环十二烷将化合物(B)(5.1g，16.5mmol)在新蒸馏过的四氢呋喃(250ml)中的悬浮液在氮气下冷却至0℃，滴入乙硼烷的四氢呋喃溶液(1M，132ml，132mmol)进行处理。滴加完毕后，将反应混合物在氮气下加热回流过夜。24小时后，将反应混合物冷却至0℃，通过滴加含20％水的四氢呋喃(约100ml)破坏过剩的乙硼烷。真空去除溶剂。用6N盐酸132ml处理残余物并加热回流过夜。将混合物真空浓缩至干。残渣置于水中，用浓氢氧化钠调节至pH12.5。用二氯甲烷萃取该物质，真空浓缩，得到3.4g(74％)白色固体标题化合物(C)。
(D)(L)-苄基-2-三氟甲磺酰氧丙酸在0℃、氮气下，经注射器滴加三氟甲磺酸酐(12.44g，44.1mmol)处理L-乳酸苄酯(7.95g，44.1mmol)和吡啶(3.66g，46.3mmol)的二氯甲烷(40ml)溶液。20小时后，在己烷∶二氯甲烷(1∶1，V/V)中展开的硅胶薄层色谱(TLC)显示形成单一斑点及起始的乳酸酯消失。将三氟甲磺酸吡啶盐过滤，滤液真空浓缩，得粗产品。将此物质在200g硅胶上以己烷∶二氯甲烷(2∶1，V/V)快速洗脱。收集含产品的流份，得到5.4g(39％)化合物(D)，为无色轻油。
(E)二十氢二苯并[b.h][1.4.7.10]四氮杂环十二烷-5，8，13，16-四-(β-丙酸)，四-5，8，13，16-(苄氧羰基)甲酯在氮气下，用粉状碳酸钾(3.38g，24.5mmol)处理化合物(C)(1.37g，4.91mmol)的乙腈(25ml)溶液。经注射器滴加化合物(D)来处理该反应混合物。22小时后，用50ml乙腈稀释反应混合物并过滤。滤液真空浓缩。残渣悬浮在100ml水中，用4×100ml二氯甲烷萃取。将有机相干燥(硫酸镁)，真空浓缩，得4.6g(101％)产物，为浅淡黄色油状物。将此物质在450g硅胶上作快速色谱，以4升己烷∶乙酸乙酯(3∶1，V/V)，再以2升己烷∶乙酸乙酯(1∶1，V/V)洗脱。收集含产物的流份，得到1.62g(35％)化合物(E)，为淡黄色粘稠油状物。
(F)二十氢二苯并[b.h][1.4.7.10]四氮杂-环十二烷-5，8，13，16-四-(β-丙酸)用10％Pd/C(湿，Degussa型)处理化合物(E)在甲醇(6ml)和2M盐酸(2.5ml)中的溶液，使反应混合物与1大气压氢气的稳定气流接触。22小时后，经Celite过滤反应混合物，用2M盐酸水溶液洗涤。滤液真空浓缩，冷冻干燥，得870mg(73％)。4盐酸盐。将此物质与以前从相同的制备中得到的粗产品合并，将所得固体溶于100ml水，溶液用浓氢氧化铵调节至pH7.5。将所得溶液加于2.5×45cm AG1-X2(甲酸盐型)阴离子交换树脂柱，用水洗涤以去除无机盐。以2000ml水至2000ml0.2N甲酸梯度洗脱该化合物。分别收集两流份并冷冻干燥，得流份1425mg(理论值的40％)；HPLC纯度(见下面)＝99.4％；流份2100mg(理论值的10％)，HPLC纯度＝94.8％。
HPLC保留时间＝8.39分钟，纯度＝99.4％；条件柱PRP—X—100，5μ—100A，250×4.6mmi.d.；溶剂CH3CN/50mM硫酸盐缓冲液pH6.2(1∶4，V/V)流速1.0ml/分钟检测UV@220nmIR(KBr)2942和2866(CH伸展)，1723和1623(C＝O)cm-1.
质谱(FAB)569 (M＋H) ，523 (M＋H－COOH) ，497 (M＋H－CH(CH3)COOH) .
分析值(从C28H48N4O8·2.56H2O(614.8)计算)C，54.70；H，8.71；N，9.11；O，27.48.
实测值C，54.31；H，8.94；N，8.91.
实施例6 1，2，3，4，4a，5，6，7，8，8a，9，12，12a，13，14，15，16，16a—
十八氢二苯并[b.h][1.4.7.10]-四氮杂—环十二烷-5，8，13，16-四乙酸(A)反-4-环己烯-1，2-二胺二氢氯化物在装有Dewar冷凝管和隔膜的烘干的二颈园底烧瓶中。将新鲜蒸镏的富马酰二氯(13.0ml，110mmol)的干乙醚(50ml)溶液在氮气氛围中搅拌冷却至-50℃。将冷凝的丁二烯(40ml)经导管加入该溶液中，使反应混合物暖至室温，溶液自发回流三小时，以后，真空除去过剩丁二烯和乙醚。将无色油状物溶于干燥的1，4-二噁烷(50ml)，用叠氮三甲基硅烷(34ml，250mmol)对溶液进行处理。用80-85℃油浴使氮气放出，反应混合物105℃加热过夜。将溶液冷却至室温，用丙酮(75ml)稀释，小心地用浓盐酸(35ml)处理。过滤收集二胺的盐酸盐，用丙酮和乙醚洗涤，得到14.4g(64.69％)化合物(A)，为白色粉末。
(B)N，N′-(1，2-环己烯)-二-(2-氯乙酰胺)将1，2-二氨基环己烷(50.0g，438mmol)的二氯甲烷(438ml)溶液冷却至0-5℃，用机械搅拌器剧烈搅拌。向该溶液中同时加入氯乙酰氯(105ml，1.28mmol)的二氯甲烷(430ml)溶液和碳酸钾(139.5g，1.01mol)的279ml水溶液，历时4小时，所得混合物室温下搅拌过夜。将悬浮液过滤，固体用冰冷水彻底洗涤以去除碳酸钾。将滤液各层分离，有机层浓缩至接近干燥。将混合物过滤，固体处理如前，合并回收的固体，在真空烘箱中，用五氧化二磷50℃干燥。化合物(B)的产量为109.77g(93.84％)，为白色固体。
(C)1，2，3，4，4a，5，6，6，7，8，8a，9，12，12a，13，14，15，16，16a—十八氢二苯并[b.h][1.4.7.10]-四氮杂-环十二烷-5，8，13，16-四乙酸将含化合物(B)(33.4g，125mmol)，化合物(A)(23.1g，125mmol，盐酸盐)和无水碳酸钠(250g，2.36mmol)的乙腈(3750ml)混悬液剧烈搅拌，回流26小时。冷却后，过滤除去碳酸钠，减压下将滤液蒸发至干。固体残渣(22.1g)在乙醇(150ml)中重结晶，得到7.95g含两种异构体的物质。通过第二次重结晶步骤，得到单一纯异构体(1.28g)。有机母液供给另外1.97g异构体物质。将来自第二次重结晶的母液真空干燥，与第二批结晶合并。将部分物质(3.22g)用硅胶色谱法提纯，用二氯甲烷∶甲醇(4∶1V/V)作为洗脱剂，得到另外2.104g纯产物(65％回收率)。异构体产物合计得到9.92g(26％)。
(D)1，2，3，4，4a，5，6，7，8，8a，9，12，12a，13，14，15，16，16a—十八氢二苯并[b.h][1.4.7.10]-四氮杂—环十二烷-三氢氯化物将四氢呋喃(100ml)中含化合物(C)(3.45g，11.3mmol)和1MLAH(40ml)的混合物在干燥的氮气氛围下回流21小时。将溶液冷却，小心地加入Rochelles′s盐饱和水溶液(10ml)分解过剩的LAH。向悬浮液中加入无水乙醇(50ml)，将混合物回流过夜。过滤后，用热乙醇(2×100ml)处理固体，提取滤饼中的残余产物。合并滤液，蒸发，得到4.0g淡棕色块状物。在乙腈中结晶，给出白色结晶，将其溶于乙醚，己烷洗涤。将此物质部分(400mg，1.6mmol)用氢氯酸甲醇液(7ml)处理，转变为氢氯化物盐。
(E)1，2，3，4，4a，5，6，7，8，8a，9，12，12a，13，14，15，16，16a—十八氢二苯并[b.h][1.4.7.10]四氮杂-环十二烷-5，8，13，16-四乙酸将含粗化合物(D)(1.05g，3.77mmol)、无水碳酸钾(2.61g，18.8mmol)和溴乙酸叔丁酯(3.23g，16.6mmol)的混合物在干燥的氮气氛围中50-55℃加热过夜。冷却后将反应混合物用乙腈(10ml)稀释，过滤，滤饼再用10ml乙腈洗涤。合并滤液，减压蒸发。将残渣悬浮在水(25ml)中，用二氯甲烷(4×10ml)萃提。有机层用盐水(40ml)洗涤，用硫酸镁干燥，蒸发至干，得2.35g粗四酯。在干燥氮气氛围下，用茴香醚(12ml)和TFA(100ml)将该酯处理过夜，完成粗四酯的去保护作用。真空除去TFA，将残渣反复溶于水和减压浓缩直至溶液不浑浊。将粗产物(2.0g)溶于水(50ml)，中和至pH7.0，用AG-1(1.5×30cm)，甲酸盐)阴离子交换色谱法纯化。用甲酸线性梯度(每个柱0-0.2N甲酸2升)洗柱，在约0.05N甲酸时产物洗脱。合并含纯产物的流份，蒸发至干，溶于水并冷冻干燥，得541mg(45％)标题化合物，为蓬松的白色物质。
HPLC柱PRPX—100，5μ，250×4.6mm.
条件20％CH3CN在50mM NaH2PO—4中(pH6.2)；流速1.0ml/分；检测器UV于220nm；tr＝7.31分钟.
IR(KB，cm-1)2940(CH伸展)；1717(C＝0伸展)；1636(C＝C伸展)。
MS(PPINCI NH3/dep 100，m/z)511(M＋H) 分析值(从C24H38N4O8·2.28H2O计算)C，52.26；H，7.78；N，10.16；O，29.81实测值C，52.27；H，7.84；N，10.01；H2O，7.44％(解吸KF)。
实施例7 2，5，8，11-四羧甲基-2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六碳-14-烯(A)4，9-二氧-2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六碳-14-烯Witiak等(J Med.Chem.1987，30，1327—1336)报道了反-4-环己烯-1，2-二胺的合成。将反-4-环己烯-1，2-二胺(9.25g，82.5mmol)和N，N′-二氯乙酰乙二胺(17，55g，82.5mmol)溶于2700ml乙腈中。在溶液中加入无水碳酸钠(158g，1.5mol)，将混合物回流23小时。冷却后，滤去不溶性盐，将滤液干燥。固体残余物在约20ml热乙醇中重结晶。
熔点203-205℃。
(B)2，5，8，11-二环[10.4.0]十六碳-14-烯在氮气下，将化合物(A)(0.8g，3.17mmol)加到用氢化锂铝干燥和蒸馏过的100ml二甘醇二甲醚中。当温度升高时，化合物溶解。将氢化锂铝(3.91g，0.1mol)加到热溶液中，温度升至100℃。将反应混合物搅拌15天。冷却后，小心地加入乙酸乙酯和水，破坏过剩的氢化物。滤去不溶性物质，并用水和乙醇洗涤。80℃真空除去溶剂。将残渣溶于6M盐酸，溶液在旋转式蒸发器上干燥。将残渣加到约20ml乙醇中。混悬液回流1小时，然后在4℃下保持过夜。沉淀过滤，真空干燥。将该氢氯化物加到三氯甲烷中，并以干氨气饱和，得到游离胺。将混合物搅拌过夜，滤去不溶性氯化铵。除去溶剂，留下粘稠的液体。
质谱(FAB，样品在3-硝基苄醇中)m/e 225(M＋H)(C)2，5，8，11-四羧甲基-2，5，8，11-四氮杂-二环[10.4.0]十六碳-14-烯将溴乙酸(0.63g，4.5mol)溶于水中，在5℃以下用氢氧化钠水溶液(0.18g，4.55mol，在2ml水中)慢慢中和。将此溶液加到化合物(B)(0.17g，0.76mmol)的3ml水溶液中。将反应混合物于70-80℃加热，经5小时滴加氢氧化钠溶液(0.18g，4.55mol，在2ml水中)，以保持pH在9-10之间。80℃继续搅拌过度。用浓盐酸将pH降低至3，反应混合物在空气流中慢慢浓缩。标题化合物容易地形成结晶，并用少量水重结晶。
得率45％，0.15g.13C NMR(D2O中，质子化形式)177.6，177.0，173.0，172.8，127.5，124.7，64.5，58.4，57.3，57.0，55.7，53.6，52.5，52.4，50.2，48.8，47.6，26.0，25.4质谱(样品在3-硝基苄醇中)m/e 479(M＋Na)，501(M－H＋2Na).
实施例8 2，5，8，11-四羧甲基-15(14)-溴-14(15)-羟基-2，5，8，11-四氮杂二环[10.4.0]十六烷将实施例7化合物的二氢氯化合物(0.2g，0.38mmol)溶于4ml水，调节pH至6。于10℃下向此溶液中加入N-溴代丁二酰亚胺(0.07g，0.38mmol)。将反应混合物于10℃下搅拌1小时，直至N-溴代丁二酰亚胺完全溶解。将此清彻的溶液4℃保温过夜。在旋转式蒸发器上在黑暗中除去溶剂。固体残渣溶于最低限度量甲醇，加入丙酮直至溶液变微混。使化合物4℃过夜结晶析出，在黑暗中过滤收集。
得率45％.13C NMR(在D2O中，质子化形式)179.2，178.6，173.1，172.5，71.6，63.2，62.8，58.5，58.4，57.2，56.7，56.0，53.7，52.9，52.6，51.7，50.2，49.4，48.0，47.7，29.2，28.9，27.8，27.1质谱(样品在3-硝基苄醇中)m/e 575和577(M＋Na)，597和599(M－H＋2Na).
实施例9实施例1-8中报道的配位体的钆(III)配合物通过调节三氯化钆和实施例1-8报道的配位体之一在水中化学计量混合物的pH，制得全部钆(III)配合物。在约pH3时开始配合反应，将溶液加热至60℃约10分钟，然后各加入几滴稀氢氧化钠水溶液。当pH达到6.5时，停止滴加氢氧化钠。最低限度在3-4小时内完成配合反应。将各溶液浓缩，产物用制备型HPLC纯化。蒸发恰当的流份，得无色固体。
权利要求
1. 下式所示化合物或其盐 其中R1、R2、R3和R4各自独立地与它们所连接的四氮杂环十四烷大环上的碳原子一起形成完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，它可无取代基，或可被一个或多个卤素、烷基、醚、羟基或羟烷基取代，也可再稠合成碳环，或R1和R2均为氢而R3和R4形成上面定义的完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，或R1和R2形成上面定义的完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环而R3和R4为氢；R5为 或氢、烷基、芳烷基、芳基、烷氧基、羟烷基、 —(CH2)nG， 或 A1为-(CH2)q-，-(CH＝CH)-，-(CH＝CH)2-或一单键；每个-(CH2)q-可各自独立地被烷基或羟烷基取代；R6为氢或烷基；R7为氢、羟烷基、烷氧基、烷基、芳基或芳烷基；G为-NH2，-NCS， ，-CO2H，-NHR8，-N(R8)2或-CN； R8为烷基、羟烷基、 其中A为阴离子 或 R9和R10各自独立地为氢、烷基、-NO2，-NH2， -NCS， 或-NR7COR6；R11为氢、烷基或羟烷基；R12为氢、羟烷基、烷氧基、烷基、芳基或芳烷基；X为氯、溴或碘；m和n各自独立地为0或0—5的整数；p为0或1；q为1—5的整数
2. 如权利要求1所述的化合物，其中R1和R2各为氢而R3和R4形成完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，它可无取代基，或可被一个或多个卤素、烷基、醚、羟基或羟烷基取代，也可再稠合成碳环。
3. 如权利要求1所述的化合物，其中R3和R4各为氢而R1和R2形成完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，它可无取代基，或可被一个或多个卤素、烷基、醚、羟基或羟烷基取代，也可再稠合成碳环。
4. 如权利要求1所述的化合物，其中R1、R2、R3和R4各自独立地形成完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，它可无取代基，或可被一个或多个卤素、烷基、醚、羟基或羟烷基取代，也可再稠合成碳环。
5. 如权利要求所述的化合物，其中R5为
6. 如权利要求1所述的化合物，其中R1和R2，R3和R4均形成完全饱和的稠合环己其环，R5为 R6为-H，P为O。
7. 如权利要求1所述的化合物，它们选自以下组2，5，8，11—四羧甲基—2，5，8，11—四氮杂—二环[10.4.0]十六烷；2，5，12，15—四羧甲基—2，5，12，15—四氮杂环[14.4.0.06，11]二十碳烷；2，5，11—三羧甲基—8—(2’—羟乙基)—2，5，8，11—四氮杂二环[10.4.0]十六烷；2，5，8，11—四羧甲基—14，15—苯并2，5，8，11—四氮杂二环[10.4.0]十六烷；二十氢二苯并[b.h][1.4.7.10]四氮杂环十二烷—5，8，13，16—四乙酸；1，2，3，4，4a，5，6，7，8，8a，9，12，12a，13，14，15，16，16a-十八氢二苯并[b.h][1.4.7.10]—四氮杂环十二烷—5，8，13，16—四乙酸；2，5，8，11—四羧甲基—2，5，8，11—四氮杂二苯并[10.4.0]十六—14—烯；和2，5，8，11—四羧甲基—15(14)—溴—14(15)—羟基—2，5，8，11—四氮杂二环[10.4.0]十六烷。
8. 金属螯合物，包含与金属原子配合的权利要求1的化合物。
9. 如权利要求8所述的螯合物，其中金属选自原子序数21—29、42、44或57—83的原子。
10. 如权利要求8所述的螯合物，其中所述金属为钆。
11. 诊断成像的方法，其特征在于包括以下步骤给宿主投与权利要求1的化合物，该化合物与金属配合，并得到所述宿主的诊断成像。
12. 如权利要求11所述的方法，其中R1和R2各为氢而R3和R4形成完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，它可无取代基，或可被一个或多个卤素、烷基、醚、羟基或羟烷基取代，也可再稠合成碳环。
13. 如权利要求11所述的方法，其中R3和R4各为氢而R1和R2形成完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，它可无取代基，或可被一个或多个卤素、烷基、醚、羟基或羟烷基取代，也可再稠合成碳环。
14. 如权利要求11所述的方法，其中R1、R2、R3和R4各自独立地形成完全或部分饱和的非芳香族稠合环己基环，它可无取代基，或可被一个或多个卤素、烷基、醚、羟基或羟烷基取代，也可再稠合成碳环。
15. 如权利要求11所述的方法，其中所述化合物中的R5为
16. 如权利要求11所述的方法，其中R1和R2，R3和R4均形成完全饱和的稠合环己其环，R5为 ，R6为-H，P为0。
17. 如权利要求11所述的方法，其中化合物选自以下组2，5，8，11—四羧甲基—2，5，8，11—四氮杂—二环[10.4.0]十六烷；2，5，12，15—四羧甲基—2，5，12，15—四氮杂环[14.4.0.06.11]二十碳烷；2，5，11—三羧甲基—8—(2′—羟乙基)—2，5，8，11—四氮杂二环[10.4.0]十六烷；2，5，8，11—四羧甲基—14，15—苯并—2，5，8，11—四氮杂二环[10.4.0]十六烷；二十氢二苯并[b.h][1.4.7.10]四氮杂环十二烷—5，8，13，16—四乙酸；1，2，3，4，4a，5，6，7，8，8a，9，12，12a，13，14，15，16，16a—十八氢二苯并[b.h][1.4.7.10]—四氮杂环十二烷—5，8，13，16—四乙酸；2，5，8，11—四羧甲基—2，5，8，11—四氮杂二苯并[10.4.0]十六—14—烯；和2，5，8，11—四羧甲基—15(14)—溴—14(15)—羟基—2，5，8，11—四氮杂二环[10.4.0]十六烷。
18. 如权利要求11所述方法，其中所述成像为磁共振成像。
19. 如权利要求18所述方法，其中所述金属为钆，所述成像包括所述宿主肝胆系统的成像。
20. 药物组合物，包含权利要求1的化合物，它任意选择地与金属配合，以及药学上可接受的赋形剂或稀释剂。
全文摘要
式(I)化合物及其金属螯合物
文档编号C07F5/00GK1115180SQ94190738
公开日1996年1月17日 申请日期1994年9月29日 优先权日1993年9月30日
发明者德施罗克斯·J·F, 特威德尔·M·F, 拉特赛谱·P·C, 瓦格勒·T·R, 马里内利·E·R 申请人:勃勒柯国际有限公司
再多了解一些
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