Способ получения высокомеченного тритием или дейтерием по этильному радикалу 4-этил-2,6,7-триокса-1-фосфабицикло(2,2, 2)октан-1-оксида

 

Использование изобретения: в органической химии и химии физиологически активных соединений, может найти применение в медико-биологических исследованиях. Сущность изобретения: для получения нового высокомеченного тритием или дейтерием по этильному радикалу вещества - 4-этил-2,6,7-триокса-1-фосфабицикло [2.2.2] октан-1-оксида его исходное вещество подвергают реакции каталитического твердофазного гетерогенного изотопного обмена между водородами вещества и газообразным тритием. Реакцию изотопного обмена проводят в течение 15 - 25 мин при 160 - 180^oС с использованием катализатора 5% Pt/C. Соотношение катализатора и вещества равно (8 - 12) : 1.

Изобретение относится к органической химии, химии физиологически активных соединений и может найти применение в медико-биологических исследованиях.

Известен высокомеченный тритием по пропильному фрагменту 4-[2',3'-³H₂] пропил-1[4-[(триметилсилил)этинил] фенил] -2,6,7-триоксабицикло[2.2.2]октан общей формулы I (Labelled Compounds and Radiopharmacenticols, 1991, v. XXIX; N 7, p. 829 - 839).

Однако известное соединение обладает низкой физиологической активностью и поэтому не нашло широкого применения в медико-биологических исследованиях.

В настоящее время актуальной является задача изучения синтетических и природных соединений, способных взаимодействовать с рецепторами j-аминомасляной кислоты (ГАМК) как позвоночных, так и беспозвоночных. Основными объектами и инструментами медико-биологических исследований механизма действия веществ с ГАМК-тройной активностью признаны фосфабициклосоединения (БЦФ). А поскольку одним из наиболее распространенных методов исследования данных вопросов является радиолигандный метод, стоит задача получения меченых лигандов.

Из общий требований, предъявляемых к лигандам для таких соединений, вытекает необходимость поиска меченых соединений с максимально возможным сродством к рецептору и возможностью предсказания результатов исследований.

Таким требованиям удовлетворяют меченные тритием 2,6,7-триокса-1-фосфабицикло[2.2.2]октан-1-оксиды.

Известен 4-[2', 3'-³H] [пропил-2,6,7-триокса-1-фосфабицикло [2.2.2]октан-1-оксид общей формулы II (Мартынов И. В. , Фетисов В. И., Соколов В.Б. Бициклические ортоэфиры кислот фосфора. - Итоги науки и техники. Серия "Органическая химия", т. II "Бициклические ортоэфиры кислот фосфора". - М.: ВИНИТИ, 1989, с. 70 - 71).

Однако физиологическая активность данного высокомеченного тритием БЦФ недостаточно высока.

Известен 4-этил-2,4,7-триокса-1-фосфабицикло[2.2.2] октан-1-оксид общей формулы III .

Указанный БЦФ обладает высокой физиологической активностью.

Однако в виде высокомеченного тритием или дейтерием по этильному радикалу данное соединение не описано.

Известен способ получения высокомеченного тритием 4-[2',3'-³H]пропил-2,6,7-триокса-1-фосфабицикло[2.2.2] октан-1-оксида общей формулы II реакцией присоединения трития по двойной связи соответствующего аллильного предшественника .

Однако известный способ не может быть использован для получения высокомеченного тритием или дейтерием по этильному радикалу 4-этил-БЦФ, поскольку не описан соответствующий непредельный предшественник.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является получение нового высокомеченного тритием или дейтерием высоко физиологически активного БЦФ и разработка способа его получения.

Это достигается тем, что впервые получен высокомеченный тритием или дейтерием по этильному радикалу 4-этил-2,6,7-триокса-1-фосфабицикло[2.2.2.]октаноксид.

Цель достигается также тем, что способ получения высокомеченного тритием или дейтерием по этильному радикалу 4-этил-2,6,7-триокса-1-фосфабицикло[2.2.2. ] октаноксида заключается в проведении реакции твердофазного каталитического гетерогенного изотопного обмена между водородами этильного радикала 4-этил-2,6,7-триокса-1-фосфабицикло[2.2.2. ]октаноксида и газообразным тритием или дейтерием в течение 15-25 мин в присутствии катализатора 5% Pt/C при 160-180^oC и соотношении катализатора и вещества, равном (8-12):1.

Сущность предлагаемого способа заключается в проведении реакции изотопного обмена газообразного трития с предварительно нанесенным на катализатор 4-этил-2,6,7-триокса-1-фосфабицикло[2.2.2.]октан-1-оксидом при повышенной температуре. При этом наблюдается частичная возгонка вещества с катализатора, что является одной из причин падения молярной радиоактивности при более высоких температурах.

Соотношение катализатор:вещество также оказывается одним из важных параметров, учет которого приводит к оптимизации условий проводимой реакции изотопного обмена. По-видимому, чем больше соотношение катализатор:вещество, тем больше вероятность каждой молекулы органического соединения адсорбироваться на активном центре катализатора. При дальнейшем увеличении относительно указанного соотношения молярная радиоактивность падает за счет увеличения возгонки, а также за счет роста необратимой сорбции вещества.

В качестве катализатора в реакциях изотопного обмена обычно используют 5% Pt/C и 10% Pd/C. Лучшим из них для получения целевого продукта предлагаемым способом оказался 5% Pt/C.

При исходном давлении газообразного трития 300-400 гПа эффективность изотопного обмена не меняется, поэтому реакцию проводят при максимально возможном давлении (400 гПа), чтобы подавить возгонку 4-этил-БЦФ с катализатора.

Пример 1. В реакционную ампулу объемом 10 см³ помещают 1,0 мг 5% Pt/C, 10 мкл метанольного раствора 4-этил-2,6,7-триокса-1-фосфабицикло-[2.2.2]октан-1-оксида (10 мг/мл; соотношение катализатор:вещество равно 10:1) и вещество упаривают на роторном испарителе. Адсорбированное на катализаторе вещество вакуумируют до остаточного давления 1·10^-3 гПа. Затем ампулу заполняют газообразным тритием до давления 390 гПа и нагревают при 170^oC в течение 15 мин. После охлаждения до комнатной температуры удаляют избыточный тритий и экстрагируют меченый БЦФ метанолом (4 мл·4), катализатор отфильтровывают. Упаривают реакционную смесь с метанолом 1-2 раза на роторном испарителе. Продукты реакции разделяют на силикагельных пластинках "Силуфол" (ЧССР) в системе бензол:метанол (2:1). Зону, содержащую целевой продукт (R_f = 0,45), вырезают, меченый препарат элюируют метанолом, метанольный раствор фильтруют. Выход 4-[1', 2', -³H]-этил-2,6,7-триокса-1-фосфабицикло[2.2.2.]-октан-1-оксида 50%, молярная радиоактивность 31,1 Ки/ммоль. Радиохимическая чистота, установленная методом тонкослойной радиохроматографии (ТСРХ) - 95%.

Пример 2. В реакционную ампулу объемом 10 см³ помещают 1,0 мг 10% Pd/C и 10 мкл метанольного раствора 4-этил-БЦФ (10 мг/мл; соотношение катализатор: вещество равно 10:1) и упаривают на роторном испарителе. Затем проводят операцию по примеру 1. Выход целевого продукта 40 - 60%, радиохимическая чистота, определенная методом ТСРХ - не менее 95%. Молярные радиоактивности приведены в табл. 1.

Пример 3. Для определения места вхождения метки и идентификации целевого меченного тритием продукта проводят реакцию изотопного обмена с газообразным дейтерием. В реакционную ампулу объемом 20 см³ помещают 15 мг 5% Pt/C и 150 мкл 4-этил-ЦБФ (10 мг/мл; соотношение катализатор:вещество составляет 10:1) и упаривают на роторном испарителе. Адсорбированное на катализаторе вещество вакуумируют до остаточного давления 1·10^-3 гПа. Затем ампулу заполняют газообразным дейтерием до давления 410 гПа и нагревают при температуре 160^oC в течение 25 мин. После охлаждения до комнатной температуры удаляют избыточный дейтерий и экстрагируют меченный дейтерием 4-этил-БЦФ метанолом, катализатор отфильтровывают. Затем проводят операции по примеру 1. Полученный очищенный препарат анализировали на масс- и ЯМР-спектрометрах. Анализ показал, что меченный дейтерием полученный продукт содержит дейтерий в этильном радикале 4-этил-2,6,7-триокса-1-фосфабицикло[2.2.2]октан- 1-оксида.

Предлагаемый способ позволяет получить специфически меченый 4-этил-ЦБФ с молярной радиактивностью 31,1 Ки/ммоль или дейтериевый аналог с содержанием 1-2 атомов дейтерия.

Пример 4. Изучили зависимость молярной радиоактивности высокомеченного тритием целевого продукта от температуры реакции твердофазного гетерогенного каталитического изотопного обмена и от используемого катализатора. Катализатор и вещество взяты в соотношении 10:1. Время проведения реакции - 20 мин. Результаты, приведенные в табл. 1, показывают, что лучшие показания достигаются при использовании катализатора 5% Pt/C и при проведении реакции в интервале 160 - 180^oC. Молярная радиоактивность целевого продукта, полученного в этих условиях, составляет 24,7-31,1 Ки/ммоль.

Изучена зависимость молярной радиоактивности 4-этил-БЦФ от соотношения масса катализатора: масса вещества, при этом использовали катализатор 5% Pt/C, реакцию проводили при 170^oC в течение 20 мин. Результаты, приведенные в табл. 2, показывают, что оптимальное соотношение масс катализатора и вещества равно (8-12):1. В этих условиях молярная радиактивность целевого продукта составляет 28,4 - 31,1 Ки/ммоль, а его молярная радиоактивность относительно максимума составляет 7,0 - 9,8% (за 100% принята теоретическая молярная радиактивность 4-этил-БЦФ, в молекуле которого все атомы водорода замещены на тритий).

Изучение целевого продукта по изобретению показало значительную перспективность его применения в медико-биологических исследованиях.

Формула изобретения

Способ получения высокомеченного тритием или дейтерием по этильному радикалу 4-этил-2,6,7-триокса-1-фосфабицикло(2,2,2)октан-1-оксида, заключающийся в проведении реакции твердофазного каталитического гетерогенного изотопного обмена между водородами этильного радикала 4-этил-2,6,7-триокса-1-фосфабицикло (2,2,2)октан-1-оксида и газообразным тритием или дейтерием в течение 15 - 25 мин в присутствии катализатора 5 мас.% Pt/C при температуре 160 - 180^oС и массовом соотношении катализатора и исходного вещества 8 - 12 : 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1