（有机化学专业论文）188ren配合物制备及其生物性质初步研究.pdf

四川大学硕士学位论文1 8 8 r e n 配合物制备及其生物性质初步研究有机化学专业研究生王关全指导教师余孝其t d d 及其衍生物是很好的n 2 s 2 配位体，能与”8 r e 形成脂溶性配合物。这些配合物的碘化罂粟油溶液通过肝动脉注射后在肝肿瘤中有很好的摄取，显示出作为肝肿瘤治疗剂良好的应用前景。但是这些配合物放射性标记率普遍较低，其碘化罂粟油溶液在肝肿瘤中滞留效果也有待提高。本文以t d d 为基础，设计合成了三种t d d 的n 原子上带哌啶环取代基的配位体n e p t d d 、n e m p t d d 和n e m m p t d d 。这些配位体均通过熔点、红外、核磁、质谱和元素分析等手段确认并能满足后续实验的需要。改进了以淋洗1 船w 一1 8 8 r e 发生器得到的1 8 8 r e o 为起始物的1 踮r e 标记方法，通过比较a h 、o d h 和s d h 等几种n 给予体，确定了a h 作为n 给予体，并加入草酸根离子作为促进剂，s n c h 作为还原剂，利用两步法制备了三种配位体的1 8 8 r e n 配合物，标记率达到9 5 以上。这些配合物在体外具有很好的稳定性，并能容易的形成碘化罂粟油溶液。通过普通小鼠生物分布实验，初步考查了三种1 8 8 r e n 配合物水溶液的生物性质，它们在肝中有一定的浓集，体内清除较快。建立了兔肝荷v x - 2 肿瘤模型，并进行肝动脉插管栓塞手术，考查了三种墉8 r e n 配合物碘化罂粟油溶液在兔肝肿瘤模型中的生物性质，s p e c t 显像结果表明它们在肝肿瘤中有明显的浓集和较长时间的滞留，且随着哌啶环上取代基的增加，滞留时间增长。从目前的结果看，有望从这些配合物中开发出可用于肝肿瘤治疗的新型放射性治疗药物。关键词：t d d ，1 8 8 r e ，标记，肝动脉栓塞，肝肿瘤治疗四川大学硕士学位论文p r e p a r a t i o na n dp r i m a r yb i o l o g i c a le v a l u a t i o no f1 8 8 r e nc o m p l e x e st d da n di t sd e r i v a t i v e sa r ce x c e l l e n tl i g a n d s a n dt h e i r1 8 8 r el a b e l e dc o m p o u n d sa r eh i g h l yl i p o p h i l i c t h es o l u t i o n so fl i p i o d o lo ft h e s e1 9 s r el a b e l e dc o m p o u n d sc o u l da c c u m u l a t ei nl i v e rt u m o u l b yp e r f o r m i n gt r a n s o a t h e t e ra r t e r i a le m b o l i z a t i o n , s ot h a tt h e ym i g h tb ep o t e n t i a lr a d i o p h a r m a c e u t i c a l sf o rl i v e rc a n c e l b u tt h er a d i o l a b e l i n gy i e l d so ft h e s ec o m p o u n d sa r cp o o ra n di ti sn e c e s s a r yt oi m p r o v et h er e t e n t i o no f t h e i rl i p i o d o ls o l u t i o n si nl i v e rt u l l l o i l l b a s eo nt h es t r u c t u r eo ft d d ，w ed e s i g n e da n ds y n t h e s i z e dt h r e en -p i p e r i d i n y l e t h y l t d dd e r i v a t i v e st h a tw a sn e p t d d ，n e m p t d da n dn e m m p t d d w ei m p r o v e dt h em e t h o d si n1 船r el a b e l i n gp r o c e s sb yc o m p a r i n gt h ee f f e c t so fd i f f e r e n td o n o r s o fn i t r i d on i t r o g e na t o m sa n da d d i n go x a l a t ea sa c t i v a t o r , t h e nw eg o tt h r e e1 8 8 r e nc o m p o u n d sw i t hh i g l ly i e l dt h a tb e y o n d9 5 t h e s ec o m p o u n d sw e r es t a b l ei nv i 订oa n dc o u l dd i s s o l v ei nl i p i o d o le a s i l y t h ea n i m a le x p e r i m e n t si nn o r m a lm i c es h o w e dt h a tt h et h r e e1 鸽r e nc o m p o u n d se l i m i n a t e dq u i c k l yf r o mm i c ea n dt h e r ew e r es o m eu p t a k ei nl i v e r w eh a de s t a b l i s h e dr a b b i t sl i v e rc a n c e rm o d e l sw i t hv x - 2c a r c m o m aa n dp e r f o r m e dt a et oe v a l u a t eb i o l o g i c a lp r o p e r t i e so ft h el i p i o d o ls o l u f i o mo ft h et h r e e1 8 8 r e nc o m p o u n d s t h er e s u l t so fs p e c ts h o w e dt h a tt h e r ew e r eh i g hu p t a k ea n dl o n gt i m er e t e n t i o ni nl i v e rt u m o u s i ti n d i c a t e dt h a tt h e s el i p i o d o ls o l m i o n so ft h e1 站r e nc o m p o u n d sc o u l db ep r o m i s i n gr a d i o p h m a r m c e u t i c a l sf o rl i v e rc a n c e r k e yw o r d s ：t d d ，m r e ，l a b e l ，t a e ，t h e r a p yf o rl i v e rc a n c e r2四川大学硕士学位论文声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得四川大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文成果是本人在四川大学读书期间在导师指导下取得的，论文成果归四川大学所有，特此声明。导师签名：学生签名：四川大学硕士学位论文第一章放射性药物在肝癌介入治疗中的应用1 1 核药物概述核药物( n u c l e a rp h a r m a c e u t i c a l ) 是用于人体内进行医学诊断或治疗的某种特定核素及其标记的单质、化合物或生物制剂。它是利用特定核素及其标记物同时发挥作用的特殊药物，既具有普通药物的性质和用途，又具有标记核素的性质和作用。核医学发展到今天，已经形成集化学、放射化学、医学、分子生物学和药理学等多学科知识于一体的交叉学科，其研制及显像设备的进步，支持了临床上某些重要领域的进展。按照核药物用途的不同可以分为诊断核药物( n u c l e a rp h a r m a c e u g c a l sf o rd i a g n o s i s ) 和治疗核药物( n u c l e a rp h a r m a c e u t i c a l sf o rt h e r a p y ) 两大类。诊断核药物是作为病人体内的示踪剂用于诊断目的。这些药物多数放射t 射线，可以通过体外监测装置( t 射线探测器，如扫描机，1 ，相机、s p e c t ( 单光子发射计算机断层术) 装置和p e t ( 正电子发射计算机断层术) 装置等) 记录它们在体内的位置、在不同器官中的浓度以及随时间的变化，如咖1 一m i b i( 六甲氧基异丁基异腈，h e x a k i s m e t h o x y i s o b u t y l i s o n i u i l e ) 用于心肌显像。治疗核药物是对病人提供体内器官的放射性照射，以达到治疗的目的，如b 1 in a i 用来治疗甲状腺机能亢进和甲状腺转移癌等。按照特定核素是否具有放射性的性质，核药物可分为放射性核素药物( 简称放射性药物，r a d i o p h a r m a c e u l i c a l ) 和稳定核素药物( s t a b l en u c l i d ep h a r m a c e u t i c a l ) 两类目前用于诊断的大多数核药物都是放射性的，通过探测其放射性或显像来进行诊断；而大多数治疗药物则主要是利用药物的辐照效应来进行治疗【l 。因此，大部分核药物都是放射性核素药物，稳定核素药物相对较少。1 2 治疗核药物研究概述体内治疗核药物的使用甚至比诊断核药物更早，最初用的大部分是1 3 1 i 当一系列体外监测装置以及9 9 m o 一蜘1 发生器等出现后，诊断核药物迅猛发展，其品种和应用范围远远超过了治疗核药物。但诊断的目的最终还在于治四川大学硕士学位论文疗。由于射线对病变细胞具有杀伤能力，且其毒副作用一般来说较化学治疗和体外放射性治疗要小，因此体内放射性治疗核药物近二十年来又重新受到重视【3 l 。研究较早并己广泛使用的如”1 i - - n a l 治疗甲状腺机能亢进和甲状腺转移癌【4 i ，眇s r c h 、5 3 s m - e d t m p ( e t h y l e n ed i a m i n et e t r a m e t h y l e n ep h o s p h o n i ca c i d ，乙二胺四亚甲基膦酸) 、1 ”r e h e d p ( h y d r o x y e t h y l i d e n e d i p h o s p h o n a t e ，羟基亚乙基二膦酸盐) 治疗骨转移癌 6 - 1 1 1 ，r e 硫化铼胶体治疗关节炎等【1 2 1 。治疗的要求是有效浓度的药物尽可能长时间发挥作用以提高药效。治疗用放射性药物在浓集达到预期浓度后保持一定时间、幅度以发挥药效，同时尽可能减少对其它非靶组织的辐射损伤。治疗药物中的放射性核素发出非贯穿粒子流，在病理组织中释放能量，作用于细胞各种成分，产生放射生物学的直接作用和间接作用，通过原发效应和继发效应从而破坏细胞表面和内部的膜结构，改变酶的活性和有序作用，造成遗传物质( d 咐a ，r n a ) 的分子损伤，产生有害物质，抑制细胞分裂和代谢，导致细胞退变或死亡，从而达到削弱和清除病理组织的目的，出现良好治疗效果【1 3 i 。理想的治疗核素应具有如下主要原则：第一，能产生适合类型且足够能量的衰变发射形式，主要包括b 发射粒子，发射粒子等，另外若伴有适宜的t 射线，更有利于显像定位和剂量估算。第二，核素物理半衰期为id 5d且其衰变子体是稳定核素。第三，具有良好的化学生物特性，能和具有特殊生化性质的系列载体稳定结合，在相对较短时间内完成在靶组织中的沉积，在靶与非靶组织中的分布比足够高，游离的或与载体结合的放射性核素能经代谢排出体外。在现有发现的核素中，几乎没有完全满足以上理想原则的同位素，但是在多年的实践中，还是发展出很多具有实际意义的治疗核素( 及其标记化合物) 。目前常用的治疗用放射性核素列于表1 治疗用放射性药物按其浓集于靶组织的途径而区分为直接应用( d i r e c ta p p l i c a t i o n ) 和远隔应用( r e m o t ea p p l i c a t i o n ) 。直接应用是指为使治疗药物中的放射性核素浓集于治疗的靶组织中，采取使药物更易接触病变组织的给药方法，使药物在尚未经过血流送到体内各部位之前即以最初的高浓度保持在病变组织中相当长时间，以充分发挥其放射生物学效应。一般直接注入病变组织或其所在脏器的供血动脉。这种使用方法并不要求药物本身的高度选择2四川大学硕士学位论文核素粒子发射类型半衰期( d )主要能量( k e v ) 和绝对强度( )1 4 3”c ub 一，t2 65 0 52 71 0 3 p de1 7 07 “s ni t1 3 61 i60 5 51 2 5 i85 9 4b 一，78 01 5 3 s mb 一，t1 91 6 6 h op 一，t1 11 7 1 0 ( 1 0 0 )p - ：3 9 1 ( 5 7 o ) ：t ：1 8 4 ( 4 8 7 )1 4 9 5 ( 1 0 0 0 ) ：2 2 7 0 ( 1 0 0 )2 0 2 ( 4 1 9 )1 5 9 ( 8 6 4 )1 5 8 9 7 ( 8 3 3 )2 7 5 ( 7 4 5 )b 一：6 0 6 3 ( 8 9 9 ) ；t ：3 6 4 5 ( 8 1 7 )b 一：7 0 5 0 ( 4 9 6 ) ，6 3 5 3 ( 3 2 2 )y ：1 0 3 2 ( 2 9 8 )p - ：1 7 7 3 3 ( 4 8 7 ) ，1 8 5 3 9 ( 5 0 o )竹8 0 6 ( 6 7 l )3四川大学硕士学位论文r r ：同核异能跃迁( 亚稳态衰变到基态) ；e ：轨道电子俘获集，但须造成其在病变部位长时间滞留以充分发挥药物疗效。多数情况是选择适当的剂型来达到此目的。此种方法在给药后即开始发挥作用，所给药物向全身其它组织的散失很少。远隔应用是指放射性药物进入体内后经过转运，或包括代谢过程后仍由于其高度选择性浓集而达到靶组织，在病变部位产生密集的电离辐射，以抑制恶性细胞增殖或清除之。此种用法一般为静脉注射给药，使药物不经吸收过程即直接进入血液运转阶段，以保持药物原有性质。从给药到药物在靶组织达到有效浓度需相对较长时间。由于靶组织远隔给药部位并进入血液循环，药物有较多散失于转运过程中，故用药量须较直接应用大【1 3 】。目前，直接应用和远隔应用放射性药物的研究都受到国内外核医学工作者的重视。直接应用集中在放射性“种子源”、放射性支架、放射性核素标记的栓塞剂等形式的研究应用上，如用于治疗冠状动脉狭窄使用的3 2 p 、邶p d放射性支架g s 2 9 ，蚧y 、1 9 2 i r 和嗍a u 种子源”2 6 1 ，用于治疗脑胶质瘤3 2 p 、1 2 5 i 、1 6 6 h o 胶体微球【3 0 3 2 1 ，用于肝癌治疗的1 3 1 i ，1 赫- 1 8 8 r c 标记栓塞剂等【3 3 3 6 1 四川大学硕士学位论文而远隔应用目前更多进行的是受体配体、肽类或一些特定的生物学活性分子的放射性核素标记研究【3 7 。3 8 】。1 3 放射性药物在肝癌介入治疗中的应用肝癌，尤其是肝细胞癌一直是威胁人类生命最普遍的致命疾病之一，全世界每年大概有1 0 0 0 0 0 0 名患者被它夺去了生命。在许多发达国家及发展中国家( 尤其在东亚，东南亚，非洲及南欧) ，肝癌的发病率都很高【3 9 叫”。在我国，肝癌在各种癌症造成的死亡人数中居第三位，仅次于胃癌与食道癌。手术切除虽是肝癌治疗的首选疗法，但由于其早期发现困难，一旦发现大多是中、晚期病例，手术切除率低。而以肝动脉栓塞( t r a m c a t h e t c ra r t e r i a le m b o l i z a t i o n ，t a e ) 并辅助适当的肝癌治疗药物的介入治疗被认为是肝癌非手术疗法中的首选方法【4 2 4 5 1 。1 3 1 ”y 、”o i 在肝癌介入治疗中的应用进展作为直接应用的放射性治疗药物的一种形式，放射性核素标记的栓塞剂在肝癌治疗中早有报道。y 二9 0 玻璃微球通过动脉灌注治疗肝癌最早出现在1 9 6 0 年。y a nz i i i p i n g 等人于1 9 9 3 年进行了y 0 9 0 玻璃微球通过肝动脉灌注后研究其对早期肝癌的治疗情况【蛔。1 9 9 5 年，w a n gs hj 等人通过e d t b ( n ，n ，n ，n - t e t r a k i s 一( 2 - b e n z i m i d a z o l y l m e t h y l ) 1 ，2 - e t h a n e d i a m i n e ：n ，n ，n ，n - 四( 2 一苯并咪唑甲基) 乙撑二胺) 偶联，用9 标记碘化罂粟油，将其溶液通过大鼠肝动脉灌注后研究了其在生物体内分布的情况1 4 7 1 。研究结果表明，药物经肝动脉灌注后大部分聚集在肝部，几天以后逐渐减少。但在非目标组织，尤其是骨骼中仍有较多的放射性物质。这可能是药物进入体内后”y 有部分脱落的情况，由于钇具有较强的亲骨作用，游离的如y 在骨骼系统有明显的浓集，这对于相对脆弱的骨髓伤害很大，因此妨碍了它在临床上的应用。上世纪8 0 年代起，p a r kc h 、r a o u lj l 和m a d s e nm t 等人分别报道了”1 i标记的碘化罂粟油用于治疗肝肿瘤研究，显示出该方法在临床使用中良好的应用前景胁3 4 聃5 0 1 。目前，1 3 1 i 标记的碘化罂粟油己在放射性动脉栓塞治疗四川大学硕士学位论文肝细胞癌中使用。研究表明，这一方法疗效不亚于化学栓塞，而且毒性要小很多，明显延长了肝细胞癌患者的生存时耐”5 2 1 。另外，该方法作为一套治疗手段中的一个步骤，用于肝移植手术前的辅助给药也有较好的调节作用【5 ”。尽管如此，i3 1 i 标记的碘化罂粟油仍有一些无法避免的问题，这主要是由于”1 i 的核素性质造成的。如表1 所示，b 1 i 的b 粒子最大能量较低，在组织中有效射程相对较短，仅为约3 0 衄，对于半径稍大的肿瘤块治疗效果不明显；”i 半衰期较长( 8d ) ，同时还伴有较高能量的t 射线( 3 6 4k e y ，丰度为8 2 ) ，这就延长了病人给药后的住院周期，并增加了更多辐射防护要求翊。1 3 21 u r e 在肝癌介入治疗中的应用进展近年来，”8 r e 标记碘化罂粟油的研究发展较快。1 8 8 l k 具有优良的适于肿瘤治疗的核素性质，它的半衰期为1 7 0h ，是母体核素1 8 w 的衰变子体，b粒子的最大能量为2 1 2m e v ( 7 1 1 ) ，在组织中最大射程约为1 2 衄。“8 r e的t 射线能量为1 5 5k e v ，可用于显像，便于定位和剂量估算。而且1 8 8 r c 通常是由淋洗1 耜w m r c 发生器制得，适于远距离运输，可多次制备，使用方便，因此更受到研究工作者和临床医学工作者的青睐1 9 9 6 年，w a n gs h j 等人通过e d t b 偶联，用m r e 标记碘化罂粟油，标记率大于9 7 ，其体外稳定性较好。经大鼠肝动脉灌注后，大部分放射性停留在肝中，肺、肾和血中的放射性量处于一般水平，随时间迅速降低，脾、肌肉和骨的放射性活度较少【强s g 。t d d ( 2 ，2 ，9 ，9 - t e t t a m e t h y l - 4 ，7 - d i a z a - 1 ，1 0 d e c a n e d i t h i o l ；2 ，2 ，9 ，9 四甲基- 4 ，7 二氮1 ，1 0 - - - 硫癸烷) 是一种很好的n 2 s 2 配体，能与瑚r e形成脂溶性配合物。j e o n gjm 等人于2 0 0 1 年报道1 u r e 标记t d d ，在最佳制备条件下1 。8 r e t d d 标记率为8 8 ，然后将m r e t d d 用碘化罂粟油萃取( 图1 给出了配合物碘化罂粟油溶液的制备流程) ，m r e t d d 碘化罂粟油溶液在体外4 8h 内稳定将r e - t d d 碘化罂粟油溶液通过尾静脉注射到正常小鼠中，其生物分布值用i d g - 1 ( p e r c e n t a g eo f 嘶e c t e dd o s e p e r g l a n a ；每克组织剂量百分率) 表示，显示出较高的肺栓塞。在注射后1 0m i n ，肺内i d g - 1值达到6 2 44 - 2 0 6 ，注射后1h 迅速降低为4 74 - 1 3 。说明”8 r e - t d d 碘化罂6四川大学硕士学位论文粟油溶液有很强的毛细管栓塞作用，但同时也表明其滞留效果较差。将1 u r e t d d 碘化罂粟油溶液通过荷瘤鼠肝动脉灌注后( 图2 给出了肝动脉灌注过程示意图) ，观察到肝肿瘤中较高的放射性浓集。在灌注后5r a i n ，1h ，2 4h ，肿瘤内i d g 1 值分别为3 3 14 - 2 4 1 ，1 3 5 士1 0 6 ，3 0 2 士2 7 8 ，肝内分别为4 2 84 - 2 7 8 ，2 0 8 士0 7 0 ，0 2 5 士0 0 4 ，肿瘤内和肝内i d - g - 1 的比值分别为7 9 4 士4 9 0 ，6 2 54 - 4 5 6 ，1 1 74 - 1 0 3 【砷】。围l1 u r e - - t d d 碘化罂粟油溶液制备流程a n e 吖图2 肝动脉灌注过程示意图啪为了改善m r e 标记配合物的碘化罂粟油溶液在组织中的滞留特性，2 0 0 2年l 艚ys 等人合成了t d d 氮原子上带长链烷烃取代基的系列衍生物，通过正常小鼠尾静脉注射”8 r e 配合物碘化罂粟油溶液观察它们在组织中的生物分布，并以这些配合物碘化罂粟油溶液在肺上栓塞得到的i d g - 1 值比较它们在组织中的滞留性能。结果表明，随着衍生物n 原子上侧链烷烃基长度增加，它们的瑚r e 配合物碘化罂粟油溶液在肺中的浓集和滞留性能越好。图3 给出了尾静脉注射这些配合物的碘化罂粟油溶液后肺中的i d g 1 值变化比较。可以看出注射后1 0r a i n ，“r e h d d ( 4 - h e x a d e c y l 2 ，2 ，9 ，9 - t e l r a m e t d a y l 4 ，7 - d i a z a - i ，1 0 d e c a n e d i t h i o l ；2 ，2 ，9 ，9 - 四甲基4 ，7 一二氮4 正十六烷基一l ，1 0 二硫癸烷) 碘化罂粟油溶液在肺中的i d g - 1 值高达2 1 1 34 - 3 0 0 ，远高于其他配合物溶液，注射后3 0r a i n 到2 4h 的数据也表明埔s r e - h d d 在肺中的i d 9 4 值高出其他制剂很多，显示出在生物组织中良好的浓集和滞留性能7毒一日旷甫h艮| 、j | 篙趋驴艮四川大学硕士学位论文i 叫。但在用1 8 8 r e 标记这些配位体时，其标记率都比较低，仅在5 0 7 0 之间。虽然”8 r e 标记的这些配合物具有良好的亲脂性，从而能保证最终进入碘化罂粟油的配合物放化纯大于9 7 ，但是从放射性核素的利用率、最终溶液( 药品) 活度以及配合物稳定性等方面考虑，这一标记率显然过低了。对用于肝癌内介入治疗的m r c 碘化罂粟油溶液，还有一些其他的尝试。2 0 0 4 年g a r i ne ，n i c o l a sl 和e t i e n n eg 等人报道了1 8 8 r e - - s s s ( 1 8 8 i k 一( p h c s 2 ) ( p h c s 3 ) 2 ) 碘化罂粟油溶液的制备及其生物性质【6 2 - 6 4 。n i c o l a sl等人优化了1 s s r e 标记条件，利用s n c l 2 作为还原剂。草酸钾作为促进剂，抗坏血酸作为抗氧化剂，得到了标记率约9 0 的瑚r e - - s s s 配合物，该配合物的碘化罂粟油萃取率为8 8 ，体外实验表明该溶液4 8h 内较稳定。e t i e n n eg等人对博8 r e - - s s s 的性质进行了进一步研究，他们建立了大鼠荷n i s i 肿瘤细胞肝癌模型，利用显微外科手术行1 8 s r e - - s s s 碘化罂粟油溶液肝动脉灌注，观察到放射性在肝肿瘤中有较好的滞留，在肺和消化系统中摄取很少。肿瘤与正常肝在灌注后1h ，2 4 h ，4 8h 的i d g - 1 值比值分别为2 94 - 1 5 ，4 1 士4 1 ，4 1 士0 7 。w a n gs hj 等人在2 0 0 4 年报道了一种不加螯合剂，用淋洗1 髓w 一1 8 8 r e 发生器得到的高铼酸盐水溶液直接制备1 8 8 r e 碘化罂粟油溶液的方法( 其制备流程如图5 ) 1 6 5 1 。他们建立了大鼠荷肝肿瘤模型，通过肝动脉灌注1 8 8 r c 碘化罂粟油溶液考察其生物体内性质。在灌注后1h ，2 4h ，4 8h ，都观察到肝肿瘤内高放射性浓集，而且除了正常肝、肾和肺，其他脏器内放射性水平都很低。肝肿瘤和正常肝的i d g 1 比值分别为7 6 2 ( 1h ) ，8 0 3 ( 2 4h ) 和7 7 0 ( 4 8h ) 。虽然他们的方法获得了满意的标记率和较好的动物实验结果，但正如图5 中流程所示，在制备过程中需要对高铼酸盐水溶液在1 5 0 下加热1 5m i n进行浓缩。这样的操作对于一种放射性药物的制备是不可取的，尤其考虑到金属铼的易挥发性，高温加热浓缩对放射性核素的利用率是不利的，而且会大大增加辐射防护的负担。因此这种方法可能只能作为实验室研究的一种有益尝试。四川大学硕士学位论文p h 、c - - s 占f 飞三筹嘲，占这户p 一。”吾：岬r ) 。“图3 正常小鼠尾静脉注射1 r e 标记配合物图41 。r e - s s s 的结构碘化罂粟油溶液后肺中i d g - 1 值变化1 船w 懈r eg e n e r a t o rl0 9 n n c h审= 砌( 砷l l e ) - p e r r l h e n a t eh c if h r i l l1 5 0 c l s m l nl - ”r 。) - p e r r h e n a t ea l c o h o l , 帆b v lm c e t a u s n c i u d d i j 0 c m d n0 ci t l , cl 黼r e l i p i o d o l0 9 n n c ie 认c e 幻hh _ o = 怖，1 )图5 高铼酸盐直接制备1 r e 碘化罂粟油溶液流程图9四川大学硕士学位论文b o s c h ia 等人在2 0 0 4 年的一篇报道值得关注嗍。他们以很高的产率制备了一种新型的配合物r c n d e d c ( d i e t h y l d i t h i o c a r b a m a t e ，二乙基二硫代氨基甲酸盐) 的碘化罂粟油溶液，制备方法如图6 。该方法先是在一种n 给予体、促进剂和还原剂存在下制备1 8 s r e n 中间体，然后加入配位体形成埔8 r e n 配合物，再加入碘化罂粟油得到1 8 8 r c n d e d c的碘化罂粟油溶液。该配合物稳定性较好，在正常大鼠中的体内分布实验表明静脉注射后6h ，注射的总放射性约有三分之一浓集在正常肝中，注射后7 2h 降i【i 舶_ r e 0 4 1 - + s n c l 2 + c 哩0 4 1 2 一+ h 2 n ，n1 r e 三n i mc a r b o n a t eb u 仃斜一s 且n j) 筻铲(ii 岫捌i8 e r e - l i p i o d o l图6 u r e n d e d c 碘化罂粟油溶液的制备低到2 。大鼠全身y 显像显示肠管中有少量放射性分布，但4 8h 以后就只有肝脏中的放射性明显存在。对十二名不适于手术治疗的肝癌患者进行了经股动脉插管肝动脉注射试验，这些患者注射i s s r e n d e d c 的碘化罂粟油溶液四川大学硕士学位论文后lh 4h 的t 显像都显示出很好的肝肿瘤浓集，在其他脏器中几乎没有放射性积累，仅在肺中有不易辨别的放射性存在。灌注后2 0h 的y 显像显示出放射性在肝肿瘤中很好的滞留效果。除了一名本身患有门静脉栓塞症的受试患者在试验过程中发现有骨髓抑制的现象，其他受试患者均未发现有不良的反应。但文中并未对手术后的疗效作进一步说明。1 4 小结作为直接应用放射性治疗药物的一种形式，放射性核素标记栓塞剂用于肝肿瘤治疗近十余年来得到研究工作者的极大关注。正常肝细胞主要靠门静脉供血，而肝肿瘤细胞的血液供应主要靠肝动脉完成。所以，可以通过肝动脉灌注、插管等方式使栓塞剂浓集在肝癌细胞。碘化罂粟油是碘取代并酯化了的罂粟种子油，由于具有高度的脂溶性和粘性，被用作肝癌诊断的对比剂，或作为栓塞剂用于肝癌的诊断及与化疗剂( 如亚德里亚霉素) 混合后用于肝癌治疗。因此许多研究人员利用碘化罂粟油易浓集在肝肿瘤的特性，用放射性核素如9 0 y 、1 3 1 i 和1 8 8 r e 等标记碘化罂粟油制成栓塞剂，以期开发可用于肝癌治疗的放射性药物。目前的研究认为，碘化罂粟油浓集在肝肿瘤中的可能机制如下i 叫：1 ) 由于肿瘤组织高度的血管分布，其血流量高于正常肝，所以，通过肝动脉灌注后，碘化罂粟油流向肿瘤的量高于流向正常肝的量。2 ) 由于肿瘤组织微血管的弯曲度高，其血流速低于正常肝，碘化罂粟油更易浓集在肿瘤的微血管里。3 ) 窦状血管倾向于向肝肿瘤扩张，碘化罂粟油流向并阻塞在扩张的窦状血管里。4 ) 肿瘤组织微血管的渗透性由于潜在的渗透一扩张因素而增加，导致碘化罂粟油渗入肿瘤组织的空隙。单纯从核素性质来讲，贝是比较理想的核素，但是它易于浓集在骨骼系统的特性限制了作为肝肿瘤治疗剂的应用。1 3 i 标记碘化罂粟油用于肝肿瘤治疗的研究比较多，这些标记基本上都是利用1 3 1 i 取代碘化罂粟油结构中碘的位置形成碳碘键，但是这种键本来就是比较弱的化学键，因此1 3 1 i 也很容易被取代，这也决定了1 3 1 i 标记碘化罂粟油的标记率不会太高。同时，由于前四川大学硕士学位论文面已提及的1 3 1 i 本身核素性质上的不足和1 8 8 r e 核素性质及应用上的优势，使得研究人员近年来在1 髓r e 标记碘化罂粟油的研究中投入了更多努力。1 船r e、) c 。芒 扎田7 啪r e - e d t b 标记碘化罂粟油可能的位置【，i 】对碘化罂粟油标记主要有三种方式：一是利用一种可以直接连接在碘化罂粟油分子中的偶联剂( 如e d t b ) 与1 耶r e 结合( 如图7 ) ，但是这种方式的问题在于标记重现性不好；二是埽8 r e 与碘化罂粟油形成溶液，但该方法在实际应用中可操作性较差；三是利用m r e 与一种合适的配位体形成亲脂性的配合物，再将这种配合物用碘化罂粟油萃取从而制成埔8 r e 配合物的碘化罂粟油溶液。目前的研究结果显示最后一种方式更有利，虽然前期的一些研究中存在啪r e 配合物标记率较低，稳定性较差等问题，但在近期的研究中这些情况已有所改善。随着性质更优良的新型配位体出现、标记手段的丰富以及给药途径的完善，开发出更有效的放射性肝肿瘤治疗药物必将指日可待。j 2。叫l l 曲l 、一四川大学硕士学位论文第二章t d d 系列衍生物的合成2 1 引言t d d 是一种n 2 s 2 配位体，能与金属铼形成稳定的配合物。曾有报道用1 8 8 r e 标记t d d ，形成脂溶性较好的配合物，并溶于碘化罂粟油中，通过肝动脉灌注显示出在肝肿瘤中有一定的浓集和滞留【删。动物实验结果表明，1 髓r e - t d d 碘化罂粟油溶液虽然在组织中浓集很高，但是清除也非常快。因此，又有人合成了t d d 氮原子上带一长链烷烃取代基的系列衍生物，并研究了它们的配合物碘化罂粟油溶液在动物体内的性质1 6 1 】。引入烷基可以提高配合物的脂溶性，并改善配合物在动物组织中的滞留效果。但引入长链烷烃取代基的t d d 衍生物，由于毛细血管的阻塞作用，虽然提高了在目标组织( 肝肿瘤)中的滞留，在其他非目标组织( 如肺、正常肝) 中的摄取也很高，对正常组织会造成一定的辐射损伤。因此，我们设计了带哌啶环取代基的配位体，减小侧链取代基长度，以期这些配位体的”8 r e 配合物碘化罂粟油溶液生化性能会有所改善。根据文献方法i 6 1 , 6 7 卅i ，拟定合成路线，分别经六步反应合成三种t d d系列衍生物：n e p t d d ：2 ，2 ，9 ，9 - t e t r a m e t h y l - 4 ，7 - d i a z a - 4 - e t h y l p i p e r i d i n y l 1 ，1 0 d e c a n e d i t h i o l ( 2 ，2 ，9 ，9 - 四甲基4 ，7 二氮- 4 乙撑哌啶1 ，l o 二硫癸烷) ，n e m p t d d ：2 ，2 ，9 ，9 - t e t r a m e t h y l - 4 ，7 - d i a z a - 4 - e t h y l 一( 4 - m e t h y l )- p i p c r i d i n y l - i ，1 0 - d e c a n e d i t h i o l ( 2 ，2 ，9 ，9 - 四甲基- 4 ，7 - 二氮- 4 乙撑( 4 甲基) 哌啶- 1 ，1 0 一二硫癸烷) ，。n e m m p t d d ：2 ，2 ，9 ，9 - t e t r a m e t h y l - 4 ，7 - d i a z a - 4 - e t h y l 一( 3 ，5 - d i m e t h y l )- p i p c r i d i n y l - 1 ，1 0 d e c a n e d i t h i o l ( 2 ，2 ，9 ，9 - 四甲基- 4 ，7 二氮4 乙撑( 3 ，5 二甲基) 哌啶1 ，1 0 二硫癸烷) 。合成路线如图l 所示。四川大学硕士学位论文s 2 l i a i h v 一1 ：r l r 2r 3hv 一2 ：r l = r 3 = hr 2 = c i - 1 v 一3 ：r 1 = r 3 = c h ，r 2 ，h1 1 i - - 1 ：r 1 = r 2 = r 3 t hv l - 2 ：r 1 = r 3 = hr 2 = c h ，一3 ：r l = r 3 = c h 3r 2 = h图l t d d 系列衍生物的合成1 4。一四川大学硕士学位论文2 2 实验部分2 2 1 仪器和试剂1 ) 仪器熔点仪：t c 1 显微熔点测定仪，温度计未经校正；质谱：f i u n i g a nl c q 跳a g l i e n te s i m s 质谱仪，f i n n i g a nm a t4 5 1 0 质谱仪；核磁：v a r i a ni n o a - 4 0 0 ( o 5 t m s 为内标) 核磁共振仪：红外：f t - i r ( 1 6p cp e r k i ne l m e r ) 。2 ) 试剂硅胶h ：青岛海洋化工厂生产，未加活化；所有试剂均为市售分析纯或者化学纯，除文中特别注明的外，未经进一步处理2 2 2n e p t d d 、n e m p t d d 和n e m m p t d d 的合成2 2 2 1 化合物i 的合成在1 0 0 0 0m l 三颈烧瓶中加入氯仿3 0 0 0m l ，异丁醛1 0 0 0m l ( 1 0m 0 1 ) 。于5 0 条件下，慢慢滴加一氯化硫3 6 0m l ( o 4 4m 0 1 ) 。反应4h 后，室温放置过夜。减压除去溶剂，剩余物溶于3 0 0 0m l 乙酸乙酯，依次用1m o l l 1n a o h 溶液、饱和n a c l 溶液洗涤( 5 0 0m l 3 ) ，有机层用无水硫酸钠干燥，过滤，除去溶剂，得到淡黄色油状物8 9 og ，收率9 8 0 。未纯化，直接用于下一步反应。2 2 2 2 化合物i i 的合成将8 9 0g ( o 4 3m 0 1 ) 化合物i 溶于2 0 0m l 苯中，连接分水器，在回流情况下慢慢滴加乙二胺。滴加完后，继续回流2h ，冷至室温，减压除去溶剂。剩余物溶于3 0 0 0m l 氯仿，过滤，除去溶剂。将产物在乙腈中重结晶，得白色固体9 8 6 9 ，收率9 8 o ( 按s 2 c 1 2 计) 。m p ：1 6 7 0 1 6 9 0 。1 h - n m r( 4 0 0m i - i z ，c d c l 3 ，6 ) ：6 8 6 ( 2 c h = n ，s ) ；4 1 6 4 1 5 ( c h 2 ，d ，j = 4h z ) ：3 2 5 3 2 4 ( c h 2 ，d ，j = 4h z ) ；1 4 5 ( 2c h 3 ，s ) ；l _ 3 7 ( 2c h 3 ，s ) e l e m e n t a la n a l y s i s f o r c i 0 h i 8 n 2 s 2 ( 2 3 0 0 9 ) ，c a l c a ( ) ：c5 2 1 3 ，h7 8 7 ，n 1 2 1 6 ：f o u n d四川大学硕士学位论文( ) ：c5 1 8 2 ：h7 8 0 ；n1 2 1 0 。t ( k b r ，c m 1 ) ：1 6 5 2 ( v ，c = _ n ) 。2 2 2 3 化合物的合成将2 3 0 9 ( o 1 m 0 1 ) 化合物溶于4 0 0 0 m l 、5 0 的无水乙醇中，在氦气保护下，分批小心加入硼氢化钠7 5 6g ( o 2t 0 0 1 ) 。加完后，室温继续反应3h ，缓慢滴加5 0 o m l 丙酮，继续反应lh ，放置过夜。减压除去溶剂，得白色固体残余物。加入3 0 0 0m l 乙醚和2 0 0 0m lh 2 0 溶解，并用乙醚再萃取两次。用lt o o l l 。1h c i 溶液洗涤乙醚层( 1 0 0 0 m l x 3 ) ，收集水层，调节p h =9 o ；用乙醚萃取( 2 0 0 0m l x 3 ) 。乙醚层用饱和n a c l 溶液洗涤( 5 0 0m l 3 ) ，用无水硫酸钠干燥，过滤，除去溶剂，得白色固体。产物用乙醚重结晶，得白色针状晶体2 0 0 9 ，收率8 5 0 0 4 。m p ：6 8 0 7 0 0 1 h - n m r ( 4 0 0 m h z ，c d c l 3 ，6 ) ：1 8 4 ( n h ，s ) ；1 3 5 ( c h 3 ，s ) ；1 3 0 ( c h 3 ，s ) ；1 2 5 一1 2 2 ( 2c h 3 ，d ，j _ 1 2 h z ) 。e s i - m s ：m z 2 3 5 1 ( m + 1 ，1 0 0 ) 。e l e m e n t a la n a l y s i s f o r c l o h z 2 n 2 s 2( 2 3 4 1 2 ) ，c a l c d ( ) ：c5 t 2 3 ，h9 4 6 ，n1 1 9 5 ，s2 7 3 6 ；f o u n d ( ) ：c5 1 5 2 ，h9 1 7 ，n1 1 6 7 ，s2 7 1 3 【r ( k b r ，c m 1 ) ：3 2 8 8 ( v ，n h ) 。2 2 2 4 化合物的合成将5 0g ( 0 0 2t 0 0 1 ) 化合物m 溶于2 0 0 0m l 无水t h f 中，加入无水k 2 c 0 31 4 9g ( o 1t 0 0 1 ) ，在冰浴、氮气保护条件下搅拌3 0r a i n 后，慢慢滴加氯乙酰氯2 6 m l ( o 0 3 t 0 0 1 ) 的无水t h f 溶液，滴加完后，继续反应3 h 。过滤，减压除去溶剂，用乙醚和水溶解，用0 1t o o l l 。1h c i 溶液洗涤乙醚层( 5 0 0m l x 3 ) ，再用饱和n a c i 溶液洗涤( 5 0 0 m l x 3 ) ，用无水硫酸钠干燥，过滤，除去溶剂，得白色固体。产物用乙醇和石油醚( 6 0 9 0 ) 重结晶，得白色针状晶体4 8g ，收率7 5 o 。m p ：9 2 0 c 9 4 0 。1 h - n m r ( 4 0 0m h z ，c d c l 3 ，8 ) ：4 7 4 ( n h ，s ) ；4 0 6 ( c h 2 c i ，s ) ；1 3 7 ( c h 3 ，s ) ；1 3 l ( c h 3 ，s ) ；1 2 7 1 2 6( 2c h 3 ，d ，j = 4h z ) 。e s i m s ：m z3 1 1 0 ( m + 1 ，1 0 0 ) - 3 1 0 1 ( m ，4 0 ) 。e l e m e n t a la n a l y s i sf o rc 1 2 h 2 3 c i n 2 0 s 2 ( 3 1 0 0 9 ) ，c a l c d ( ) ：c4 6 3 6 ，h7 4 6 ，n9 0 1 ：f o u n d ( ) ：c4 6 0 9 1h 7 2 3 1n8 8 8 。i r ( k b r ，c m - 1 ) ：3 4 3 4 ( v ，n h ) ，1 6 3 3 ( m ，c = o ) 。1 6四川大学硕士学位论文2 2 2 5 化合物v 1 的合成将5 0g ( o 0 2t 0 0 1 ) 化合物溶于1 5