Nukleophile 18 F-Markierungen der Aminosäure Asparagin

-31Nukleophile F-Markierungen der Aminosäure Asparagin
B2
18
B. Wolf, R. Schirrmacher, M. Piel, W. Hamkens, F. Rösch
Institut für Kernchemie, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
H
H2N
O H
COOH
H2 N
H
1
N
H
O H
NH
2
18
O
H
18
F
80
60
RT
60 °C
80 °C
95 °C
40
20
0
0
2
4
6
8
t [min]
Die Boc-Schutzgruppe ließ sich mittels F3CCOOH quantitativ
abspalten. Anschließend wird der Ester mit NaOH in hohen
Ausbeuten gespalten.
Die Synthese des C1-Derivats erfolgte nach dem Schema
durchgeführt in Abb.2. 10 mg N1-Boc-C1-NitrophenolesterAsparagin werden in 500 µl DMF gelöst, mit 17 µl Ethylamin
und 4 MBq 2-[18F]Fluorethylamin-Lösung [2] versetzt. Die
höchsten Ausbeuten ließen sich in DMF bei 80°C nach 6 min
mit fast 100% erzielen. Die Boc-Schutzgruppe wird anschließend mit Trifluoressigsäure quantitativ abgespalten.
boc
O
H
N
18
H2N
O
O
F
boc
NH 2
O
O
boc
DCC
H
N
H
N
O
80
O
O
boc
NH2
O
OH
O
F
100
O
O
18
N
H
O
N
RCA [%]
boc
N
O
Abb.4: Synthese von C1-(2-[18F]Fluorethyl)-Asparagin
OH
O
H
N
H
N
O
NO2
Abb.1: Fluorierte Derivate des Asparagins
Die Markierung des N2-Derivats wurde nach folgendem
Schema durchgeführt (Abb. 2).
10
Abb.3: Ausbeuten von N1-Boc-N2-(2-[18F]Fluorethyl)Asparagin, bezogen auf 2-[18F]Fluorethylamin.
H
NH2
F
100
RCA [%]
Die 2-[18F]FDG ist der am breitesten eingesetzte PET-TumorTracer. Da sie als Glykolyse-Marker für Tumor- wie auch für
Normalzellen relevant ist, reichert sich 2-[18F]FDG zum einen
nicht nur in Tumoren, sondern auch in entzündlichem Gewebe
an. Die Diagnostik malignen Gewebes wird dadurch erschwert. Zum anderen ist die Diagnostik von Hirntumoren
nicht trivial, da das Gehirn seinen Energiebedarf ausschließlich durch Glukose bestreitet und damit einen hohen Aktivitätsuntergrund liefert.
Alternativ werden Tumor-Tracer gesucht, die auf anderen
Stoffwechselparametern beruhen. Als Proliferationsmarker
eignen sich dazu die verschiedene 18F- bzw. 11C-markierte Aminosäuren. Da die meisten gesunden Zellen proliferieren,
sind die Anreicherungsunterschiede zwischen Tumor und
Normalgewebe jedoch auch hier stets qualitativ. Eine wesentliche Ausnahme bildet das Gehirn.
Um auch für periphere Tumore die Akkumulationsverhältnisse
zu verbesser, sollten Asparaginderivate 18F-fluoriert werden.
Asparagin ist für gesunde Zellen nichtessenziell, für gewisse
Tumorarten aber essenziell [1]. Man kann in diesen Fällen erwarten, daß zugeführtes Asparagin sich primär in Tumoren anreichert und somit einen hohen Kontrast zwischen Tumor und
gesundem Gewebe erzielt. Es wurden folgende zwei Derivate
des Asparagins synthetisiert (Abb. 1).
O
NH 2
18
F
60
70 °C
80 °C
95 °C
105 °C
40
O
20
O
NH
0
0
18
F
2
2
4
18
Abb.2: Synthese von N -(2-[ F]Fluorethyl)-Asparagin
1
1
In einem typischem Versuchsverlauf werden 15 mg N -BocC4-[N-Hydroxysuccinimidester]-C1-Benzylester-Asparaginsäure in 500 µl DMF gelöst, mit 17 µl Triethylamin und 4
18
MBq 2-[ F]Fluorethylamin-Lösung [2] versetzt. Es werden
nach bestimmten Zeiten Aliquots entnommen, um die radiochemische Ausbeute (RCA, bezogen auf 2-[18F]Fluorethylamin) mittels Radio-Dünnschicht-Chromatographie zu
bestimmen. Die besten Ausbeuten ließen sich in DMF bei
95°C nach 8 min mit 80% erzielen.
6
8
10
t [min]
1
18
Abb.5: Ausbeuten von N -Boc-C -(2-[ F]Fluorethylamino)Asparagin, bezogen auf 2-[18F]Fluorethylamin.
[1] F.Mutschler, Arzneimittelwirkung, 7. Auflage, Wissenschaftliche Verlagsgesselschaft, 1994
[2] B. Wolf et al., 2-[18F]Fluorethylamin, ein möglicher sekundärer Markierungsvorläufer für die Markierung von
Proteinen, dieser Jahresbericht, Beitrag B1