Seminario de grupo
28-2-2013
Elena Nieto Alonso
Departamento Química Orgánica
Universidad de Alcalá
Síntesis y estudios de derivados de FMISO
Estudio de Radiosíntesis
Todos los estudios de radiosíntesis se llevaron a cabo por parte del grupo de investigación del Dr. Miguel A. Pozo en el Instituto Tecnológico PET (ITP) de Madrid.
1b-c 1 d-p1a
BromaciónAcoplamiento C-C
R1,R2= Br, H R1, R2= Ar, H
H
H
N
N
N
N
N
N
NO2
OTsOTHP
NO2
R1
R2
OTsOTHP
NO2
R1
R2
OTsOTHP
Síntesis de derivados Precursores de FMISO
Radiosíntesis
1a-j 2a-j
Rendimientos: R= Br (18%) R = Ar (0%)
[Kryptofix 2.2.2.K]+[18F]- HCl 1M OHF
18
R
N N
R
N N
O2N
OTsOTHP
O2N
18F- Precursor Kryptofix222
K2CO3
1 27167 6473 60693
Reactivo
Equivalentes
Kryptofix 222
4,7,13,16,21,24-Hexaoxa-1,10-diazabicyclo[8.8.8]hexacosane
H18F + H218O
CO32-
29.9 µmol
H218O
Ciclotrón
18O(p,n)18F
H18F + H218O
+ CO2
F-
0.87 nmol
Kriptofix [2.2.2] (5,8 mmol)+ K2CO3 (50,7 mmol)+ MeCN/H2O (600 mL)
[Kriptofix [2.2.2]. K]+ 18F- (0.87 nmol)+ K2CO3 (50,7 mmol)+ MeCN/H2
18O (600 mL)
CO32-
29.9 mmol
Evaporación [Kriptofix [2.2.2]. K]+ 18F- (0,87 mmol)+ K2CO3 (50,7 mmol)
NITTP (5-20 mmol) + MeCN (2mL)
[18F]FMISO
Intercambio aniónico
A1
A2 A3
18F- 0,87 nmolActividad inicial= 1500 mCi
Figura 3.17. Diagrama del modulo para radiosíntesis de [18F]-FMISO.V1-acetonitrilo,V-2 precursor,V-3 HCl 1N, y V-4 NaOH 2N-tampon citrato, respectivamente.
1a-j 2a-j
CsF (3 equiv) AcOH
alcoholterc-amílico3 h, 120 ºC
THF, H2O3-7 h, 65 ºC
Rendimientos: 20-52% (dos etapas)
O H
F
R
NN
R
NN
O2N
OTs
OTHP
O2N
Síntesis de derivados de FMISO
Radiosíntesis
1a-j 2a-j
Rendimientos: R = Ar (0%)
[Kryptofix 2.2.2.K]+[18F]-HCl 1M OH
F18
R
N N
R
N N
O2N
OTsOTHP
O2N
18F- Precursor Kryptofix222
K2CO3
1 27167 6473 60693
Reactivo
Equivalentes
1a-j 2a-j 3a-j
HCl[Kryptofix 2.2.2.K]+[F]-
-OH
O H
O HN
R
NN
R
NO H
R
NN
O2N
OTHP
O2NOTs
OTHP
O2N
Formación del diol
H2O + K2CO3 → CO2 + 2 KOH (Ec. 1)
R-CH2-OTs + KOH → R-CH2-OH + TsOK (Ec. 2)
a)
b)
:
:
N
O HON
R N–
R N
O HO
O HON–
R NO H
O–
N
R N
O HO H
N
R N B–
B–
O H
O
N
N
R O HRON
–
N
O HRON
–
NO HR
N
NO
–O HR
N
NO H
NO2
NO2
O2N
O2N
NO2NO2
NO2
NO2NO2
NO2
Suehiro, M.; Yang, G.; Torchon, G.; Ackerstaff, E.; Humm, J.; Koutcher, J.; Ouerfelli, O. Bioorg. Med. Chem. 2011, 19, 2287-2297.
1g
Fluoración Hidrólisis
2g
OHF
N NN N
MeO
NO2
MeO
OTsOTHP
O2N
Modelo para las pruebas de radiosíntesis
MétodoEntrada
Etapa 1: Fluoración Etapa 2: Hidrólisis
Rto.(%)
Precursormg/
mmol(Equiv.)
KFmg/
mmol(Equiv)
Kryptofixmg/
mmol(Equiv.)
K2CO3
mg/mmol(Equiv.)
MeCN(mL)
T (oC) t (s) HCl 1M(mL)
T (oC) t (s)
UAH1
2,5/4,7
(27167)
10-5/1,710-4
(1)
0,425/1,12
(6473)
------
2 100/70
360/180
3 100 180 22
UAH2
2,5/4,7
(27167)
10-5/1,710-4
(1)
0,425/1,12
(6473)
1,45/10,50
(60693)
2 100/70
360/180
3 100 180 102
ITP3
3,8/7,1(1)
3/51
(7,2)
2,2/5,80(0,8)
7/50,7(7,2)
2,5 130/70
300/180
1 100 300 0,1
ITP4
5,4/10,15
(1)
3/51
(5,0)
2,2/5,80(0,6)
7/50,7(5,0)
2,5 130/70
300/180
1 100 300 6,5
suficientemente enérgicas como para considerar la hidrólisis el problema
las diferencias en rendimiento de síntesis deben ser consecuencia de la etapa de fluoración.
Entrada 1 y 2 :4 ciclos de destilación azeotrópica con MeCN a P reducida (8,4 min. en cada ciclo)
Conclusiones
• Es posible la síntesis en frío de 2g en condiciones similares a las de radiosíntesis con buenos rendimientos.
2a-j
OHF
18
CH 3 O
N N
O2N
• El secado de la mezcla de reactivos que contiene K2CO3 es esencial para evitar la reacción del precursor con iones hidróxido.
Propuestas
• Llevar a cabo una síntesis en frío en el ITP en las mejores condiciones, haciendo varios ciclos de evaporación azeotrópica.
• Disminuir la cantidad de K2CO3 para reducir la formación de iones hidróxidos
• Cuantificación de las muestras de síntesis según el método LC-MS-MS puesto a punto para este estudio
Ensayos in vitro de permeación de FMISO y análogos
1a-j 2a-j
CsF (3 equiv) AcOH
alcoholterc-amílico3 h, 120 ºC
THF, H2O3-7 h, 65 ºC
Rendimientos: 20-52% (dos etapas)
O H
F
R
NN
R
NN
O2N
OTs
OTHP
O2N
Síntesis de derivados de FMISO
Clog P de derivados lipófilos de FMISO
2a-i
FRN
NO H
NO2
ClMeOMeCl
ClProducto R Clog P
1a H 0.27
1b Br 1.25
1c 2.31
1d 2.91
1e 2.15
1f 2.82
1g 3.95
1h 3.30
1i 3.51
Cl
MeO
Cl
Cl
Clog P calculado con Marvin Sketch 5.11.3
NO2
N
R
N
OHF18
Estudios de Permeación de FMISO y análogos
colaboración con la Dra Maria L. de Ceballos
Placas de 24 pocillos con insertos
Incubación
24 horas
37 ºC
Incubación
0-24 horas
Sistema de doble cámara con 50000 células de linea epitelial b. End 5 + medio DMEM
NO2
N
H
N
OHF
10 mg/10µl
600 µl
100 µl
Se toman muestrasdel compartimentode arriba y de abajo
Area = 21.28 C (μg/mL) + 1.832 ; r = 0.999Figura. Rectas de regresión obtenidas del FMISO mediante patrón
externo:
Estudio de linealidad de FMISO
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 24
Tiempo (h)
FM
ISO
(μ
g)
μg superior μg inferior μg superior + inferior
Figura. cuantificación de FMISO por HPLC
Análisis de las muestras para FMISO
Clog P= 0, 27 Clog P= 1,25 Clog P= 2.31
FOH
N
H
N N
OHF
NN
Br OHF
N
NO2 NO2NO2
Derivados de FMISO
Clog P calculado con Marvin Sketch 5.11.3
Incubación
24 horas
37 ºC
Incubación
0-1 hora
Sistema de doble cámara con 50000 células de linea epitelial b. End 5 + medio DMEM
NO2
N
R
N
OHF
10 mg/10µl
600 µl
100 µl
Se toman muestrasdel compartimentode abajo
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 15 30 45 60
FMISO
Br-FMISO
Ph-FMISO
Estudio de Permeación de FMISO y análogos
% Prod.que atraviesa la membrana
Tiempo (min.)
Conclusiones
• La cantidad de producto que atraviesa la membrana parece estar en relación con la lipofilia.
2a-d
OHF
18
R
N N
O2N
Seminario de grupo
28-2-2013
Elena Nieto Alonso
Departamento Química Orgánica
Universidad de Alcalá
Síntesis y estudios de derivados de FMISO