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· FORSCHUNGSZENTRUM J.UI...ICH GmbH
Berichte des Forschungszentrums JOlich 3263
Zur tragerfreien (n. c.a), regioselektiven<br />
Radioiodierung aromatischer Systeme<br />
Christof Krummeich<br />
[
Abstract<br />
[123I]Iodine is a frequently used radionuclide for analogue tracers in single photon emission<br />
tomography (SPET) The goal of this study was to develop new pathways for the direct<br />
electrophilic radioiodination ofsmall molecules and the application ofthese methods on the no<br />
carrier added (n.c.a.) level in the labelling ofpotential compounds for SPET.<br />
The virtually waterinsoluble radioiodination agent Iodo-Gen-", originally developed for<br />
radioiodination ofproteins and peptides, was evaluated as an oxidant for the radioiodination of<br />
various arenes containing hydroxy or methoxy substituents.. The mechanism ofradioiodination<br />
in aqueous solution and in the strong organic acid trifluoroacetic acid is discussed.<br />
Radioiodination of selected phenols, namely L-a.-methyltyrosine, 4-hydroxyephedrine,<br />
metaraminol and N-succinimidyl-3-(4-hydroxyphenyl)propionate (Bolton-Hunter-Reagent) in<br />
aqueous solution at both pH 4 and pH 8 give rise to radiochemical yields of 280%. The<br />
remarkable pH-dependence ofthe radiochemical yield with maxima at pH 3-4 and pH 7-8 in<br />
aqueous media was investigated. The first maximum at moderate acid conditions is due to the<br />
in situ formed N-radioiodoamide, a strong electrophilic iodination reagent. The second<br />
maximum at pH 7-8 is a result of the starting deprotonation of the phenol to the phenolate<br />
anion At stronger basic conditions the radiochemical yield decreases because more hypoiodite<br />
is formed, which, under basic conditions, is a poor iodination reagent<br />
Iodo-Gen'N is an excellent oxidant for the no carrier added radioiodination of phenols Its<br />
insolubility in water allows kit preparation using solid phase extraction techniques<br />
Nc.a radioiodination of the less activated anisole derivatives has been achieved using a<br />
homogeneous triflluoroacetic acid / Iodo-GenTM / water system Radiochemical yields between<br />
50 and 80% were obtained. This method is not applicable to anisoles containing strong<br />
electron-withdrawing substituents such as nitro or cyano In situ formed trifluoroacetyl<br />
radiohypoiodite is the actual strong electrophilic iodination reagent<br />
In order to improve the brain uptake oftracers for the non-invasive measurement ofamino acid<br />
transport with SPET, O-methylated tyrosine derivatives were radioiodinated and their<br />
Iipophilicity was determined. The brain uptake was measured in vivo using NMRI-mice.. 0<br />
Methylated 3-[123I]iodo-L-a.-methyltyrosine (IMT), namely 3-[123I]Iodo-O-methyl-L-a.methyltyrosine<br />
(OMIMT), not only possesses a higher Iipophilicity and hence a significantly<br />
higher brain uptake in mice than IMT with a maximum dose of 5% dose/g, but also a<br />
significantly higher stability toward in vivo deiodination.<br />
A kit preparation for IMT and OMIMT using Iodo-Gent'" followed by solid phase extraction<br />
with physiological saline solution is described<br />
The described radioiodination methods were applied to the labelling of the adenosinereceptorligands<br />
1,3-dipropyl-8-(4-hydroxybenzyI)-xanthin and 1,3-dipropyl-8-(4methoxybenzyl)-xanthin<br />
and the GABA B-Iigand CGP-62349 which leads to radiochemical<br />
yields between 60 to 70%<br />
For the n c.a radioiodination ofthe non-activated amino acid L-phenylalanine the copper(I)<br />
chloride assisted aromatic iododebromination was investigated After protection ofthe amino<br />
function radiochemical yields of60%were obtained
3 2 .. 1 Direkte elektrophile Radioiodierung von O-MethyI-L-tyrosin, O-MethyI-L-a-<br />
methyltyrosin und O-MethyI-meta-D,L-a-methyltyrosin. . 61<br />
3.2.2. Direkte elektrophile Radioiodierung zcnr-substituierter Anisolderivate ........ ,,67<br />
3.23 Direkte elektrophile Radioiodierung des O-methylierten Bolton-Hunter-Reagens 71<br />
3 24. Entwicklung einer Besteck- (Kit-) Praparation von 3-[123I]Iod-O-methyI-L-tyrosin,<br />
([123I]OMIT) und 3-[123I]Iod-O-methyl-L-a-methyltyrosin, ([123I]OMIMT) .... 72<br />
32.5. Zusammenfassende Bewertung der neuen TFA / Iodo-Gen'>' Markierungsmethode<br />
fur Anisolderivate....... .. .. 73<br />
3 3. N.c ..a. Radioiodierung komplexer Rezeptorliganden 74<br />
33.1 Radioiodierung von 1,3-DipropyI-8-(4-hydroxybenzyI)-xanthin und 1,3-Dipropyl-8-<br />
(4-methoxybenzyI)-xanthin . . 74<br />
33.2. Radioiodierung von CGP-62349 . ..76<br />
3 ..4. Cu(I)-katalysierte Radioioddebromierung...... . 77<br />
3.4.1 Kupfer(I)-unterstiitzte Radioiodierung von p-Brombenzoesaure 77<br />
3.42 Kupfer(I)-unterstiitzte Radioiodierung von L-Phenylalanin 78<br />
4. In vivo Verhalten der radioiodierten Aminosiiuren .... 79<br />
4 .. 1 Vergleich der Hirnaufuahme und der Lipophilie der radioiodierten Aminosauren ..79<br />
4.2 In vivo Deiodierungsstabilitaten verschiedener Biomolekiile. ...83<br />
5. ExperimenteHer Teil 85<br />
5.1 Chemikalien und Material ........ .. ..... ...... ..... ....85<br />
52 Darstellung der Markierungsvorlaufer und der inaktiven Referenzverbindungen.... 88<br />
5.2.1 O-MethyI-L-a-methyltyrosin ..88<br />
5.2.2 3-Iod-L-a-methyltyrosin . 89<br />
5.2 3 3-Iod-O-methyl-L-a-methyltyrosin.. 89<br />
5.2A. 3-Iod-O-methyl-L-tyrosin........ . 90<br />
52.5. 4-Hydroxy-3-iod-(±)-ephedrin .. , . 90<br />
5.2.6. 6-Iodmetaraminoi ((-)-3-Hydroxy-6-iodphenyipropanoiamin) . 91<br />
5.2.7. Allgemeine Vorschiifi zur Iodierung von Alnsolderivaten nach der Methode von<br />
Barluenga et al.. . ." ....92<br />
5.2.8. 3-(4-Methoxyphenylj-propionsaure-N-succinimidylester (O-methyliertes Bolton-<br />
Hunter-Reagens) 93<br />
5.2.9. p-Brom-N-trifluoracetyl-L-phenylalanin.. . ... 94<br />
5.2.10. 1,3-Dipropyl-8-(3-iod-4-methoxybenzyl)-xanthin ...... 94<br />
52 11 1,3-Dipropyl-8-(3-iod-4-hydroxybenzyl)-xanthin...... . .... ...,95<br />
11
1. Einleitung<br />
LL Radioaktrve Markierungsisotope in den Lebenswissenschaften,<br />
Die Kernchemie ist ein junger Zweig der Naturwissenschaften, der erst nach Entdeckung der<br />
Radioaktivitat durch Becquerel (physiknobelpreis 1903) 1896 entstand Gut zwanzig Jahre<br />
nach der ersten Isolierung von in der Natur vorkommenden Radioisotopen, setzte der<br />
Cherniker Georg von Hevesy (Chemienobelpreis 1943) erstmals Radionuklide zur<br />
Untersuchung von biochemischen Prozessen in lebenden Organismen ein Bis in die dreiBiger<br />
Jahre hinein stand dam allerdings nur eine begrenzte Zahl natiirlicher Radionuklide zur<br />
Verfugung<br />
Nach der Entwicklung des Zyklotrons durch Lawrence (Physiknobelpreis 1939) und<br />
Livingstone 1930 lieBen sich geladene Teilchen derart beschleunigen, daB ihre Energie fur<br />
Kernreaktionen ausreicht. Seit Mitte der vierziger Jahre wurden an Kernreaktoren durch<br />
Neutronenbestrahlung eine Vielzahl kunstlicher Reaktornuklide hergestellt, darunter die fur die<br />
Lebenswissenschaften so bedeutenden Radionuklide wie PH]Tritium, [I4C]Kohlenstoff,<br />
P2P]Phosphor und [I25,I31I]Iod.<br />
Seit den sechziger Jahren findet eine intensive Nutzung der Zyklotronradionuklide statt, da sich<br />
dort viele Radionuklide praktisch tragerfrei herstellen lassen. Hierbei handelt es sich urn<br />
neutronenarme Radionuklide, die durch das Aussenden von Positronen undloder durch<br />
Elektroneneinfang zerfallen Erst durch die routinemaBige Erzeugung von<br />
positronenemittierenden Radionukliden wie [1lC]Kohlenstoff, [13N]Stickstoff, [I50]Sauerstoff,<br />
und [lSF]Fluor am Zyklotron konnte sich die Positronenemissionstomographie (PET) unter den<br />
in der Medizin vorhandenen bildgebenden Verfahren etablieren<br />
Heute lassen sich mehr als 1000 kiinstliche Radionuklide im Kernreaktor oder am Zyklotron<br />
erzeugen, von denen aber aufgrund ihrer Zerfallscharakteristik nur wenige einen Einsatz in der<br />
medizinischenDiagnostik oder Therapie finden<br />
Radionuklide werden nur noch selten direkt in ihrer anorganischen Form fur medizinische<br />
Zwecke eingesetzt; vorwiegend nutzt man sie zum Markieren von organischen Mo1ekiilen.<br />
Das ideale Radionuklid fur eine in-vivo Diagnostik sollte kein o- oder /3--Strahler sein, da diese<br />
Teilchen aufgrund ihres hohen Energieverlusts in Materie Korperextern nicht detektiert werden<br />
konnen iliia fum anoerem un KorpergeweDe iiufzelliirarer Ebene groJre Sdiailen annchten, ein<br />
Effekt der jedoch in der Tumortherapie erwiinscht ist Weiterhin sollte das diagnostisch<br />
eingesetzte Radionuklid y-Quanten im Energiebereich von etwa 100-300 keVemittieren, da<br />
dort die Ansprechwahrscheinlichkeit der heute iiblichen Kristalldetektoren am groflten ist, oder<br />
es sollte ein Positronenemitter sein, dessen Positron als Antiteilchen nach wenigen Millimetern<br />
im Korpergewebe mit einem Elektron unter Abstrahlung von y-Quanten vernichtet wIT,1 Die<br />
Halbwertzeiten sollten einige Minuten bis Stunden betragen. Eine kurze Halbwertzeit erlaubt<br />
1
wiederholte Anwendungen, z.B zur Therapiekontrolle, bei gleichzeitig niedriger<br />
Strahlenbelastung fur den Patienten. Ein radioaktives Abfallproblem entsteht naturgemiiJ3 nicht<br />
idealerweise eine stabile Kohlenstoff I Radionuklid Bindung, wie sie z.B. Halogene ausbilden,<br />
voraussetzt. Eine andere Radionuklidgruppe mit interessanter Zerfullscharakteristik sind<br />
Metalle wie das [99mTc]Technetiurn, [67Ga]Ga1lium oder [lllln]Indiurn, die allerdings nur selten<br />
in der organischen Chemie stabile Kohlenstoff-Metallbindungen ausbilden. So1che<br />
Radionuklide lassen sich daher nur uber Komplexe an organische Molekule binden, was oft<br />
eine besonders aufwendige Chemie nach sich zieht.<br />
Die am Zyklotron mit groBer Radionuklidreinheit herstellbaren Radioisotope und ihre hohe<br />
spezifische Aktivitat erlauben ein Arbeiten mit praktisch gewichtslosen Mengen (n.c.a.. = no<br />
carrier added) im subnanomolaren Bereich, was im Normalfall pharmakologische Effekte des<br />
Radiopharmakons ausschlieBt. Es ist daher moglich, toxische bzw. zentralwirksame<br />
Substanzen mit Radionukliden zu markieren ohne toxikologische oder immunologische<br />
Reaktionen befurchten zu mussen. Eine Storung von FlieBgleichgewichten im untersuchten<br />
physiologischen System tritt ebenfalls nicht auf<br />
Allerdings gibt es signifikante Probleme in der Herstellung, Markierung und Anwendung Die<br />
Herstellung eines Radiopharmakons einschlieBlich Synthese, Reinigung, Formulierung und<br />
Qualitatskontrolle sollte hochstens drei Halbwertzeiten in Anspruch nehmen Je aufwendiger<br />
die Herstellung und je kurzer die Halbwertzeit, urnso grofser ist die erforderliche<br />
Ausgangsradioaktivitat, wodurch viele Reaktionen nur noch in fernbedienbaren Apparaturen in<br />
Bleiboxen durchgefuhrt werden konnen Der Anwendungsort sollte in der Nahe des<br />
Herstellungsortes liegen, urn weitere durch die Halbwertzeit bedingte Verluste zu vermeiden<br />
Nicht zuletzt bewirkt das Arbeiten mit einem Reaktionspartner im subnanomolaren Bereich ein<br />
Herunterfahren der Reaktion aus dem Grammbereich in den Nanogrammbereich fur den<br />
tragerfreien radioaktiven Reaktionspartner. Etliche Reaktionen, die im makroskopischen<br />
MaBstab der praparativen organischen Chemie problemlos ablaufen, versagen, wenn ein<br />
Reaktionspartner urn mehrere Zehnerpotenzen niedriger konzentriert ist Storend konnen sich<br />
dabei auch Nebenreaktionen des Radionuklids mit geringsten Verunreinigungen auswirken, die<br />
bei einer normalen praparativ organischen Synthese zwar auch stattfinden, aber erst mer<br />
ro ., t _ ,. . .1. TT . ..' 1 T"I> ,. 1 ,. t • t ,..,. 1· •••<br />
aurgruno aer suonanomoraren ......onzentranon oes KaOlOnUKllOS ill oen voroergruno treten.<br />
Ein Pharmakon bzw. ein Radiopharmakon ist eine Substanz, die mit Organen bzw deren<br />
Gewebe eine spezifische Wechselwirkung eingeht (Ameicherungsmechanismus). Als so1che<br />
Substanzen kommen in Frage -Stoffwechselsubstrate oder deren Analoga, -Enzym-Inhibitoren,<br />
-Rezeptor-bindende Liganden oder -Antikorper-Antigene. Will man die genannten Substanzen<br />
ohne Veranderung markieren, so werden inaktive Isotope gegen radioaktive ersetzt, z.B. durch<br />
die Positronenstrahler [llC]Kohlenstoff (TJ/2 = 20,3min), [I3N]Stickstoff (T1/2 = IOmin),<br />
[150]Sauerstoff (T1/2 = 2,lmin). Die so markierten Substanzen verhalten sich im Organismus<br />
2
iochemisch wie die inaktiven Verbindungen Leider ist die Auswahl an geeigneten,<br />
organischen Radioisotopen begrenzt. Gleichzeitig schlieBen die kurzen Halbwertzeiten<br />
langerdauernde, w'11fiurgreiche Synth.esen aus. Eine Alternative zu dem "Isotopenaustausch" ist<br />
der Austausch gegen RadionukJide, die sich analog zu den ersetzten Atomen oder Gruppen<br />
verhalten, Fur so1che Fremdmarkierungen gilt das Struktur-Analogie-Prinzip, wonach keine<br />
grofse sterische Veranderung der Molekiilstrulctur stattfindet, solange die ausgetauschten<br />
Atome bzw Gruppen von ahnlicher Grobe sind [Tab.1.1-1]<br />
Tab.l.1-1 S. trukturanal'ogieprinzip Radionuk1id Strukturanolza<br />
18f H,OH<br />
75,77Br, 123,124,125,1311 CH 3<br />
73Se S<br />
Obwohl nach dem Struktur-Analogie-Prinzip isosterische Verbindungen erhalten werden,<br />
ergeben sich haufig Unterschiede in der Ladungsverteilung und in der Lipophilie, wodurch sich<br />
das physiologische Verhalten der Substanz deutlich verandern kann, Die veriinderten<br />
Eigenschaften des Tracers konnen allerdings auch positive Auswirkungen haben. So erhoht der<br />
Ersatz einer Hydroxylgruppe durch Fluor die metabolische Stabilitat und die Einfiihrung eines<br />
Halogenatoms in den aromatischen Ring die Lipophilie.<br />
3
1.2. Verwendung von Radioiod in den Lebenswissenschaften<br />
Von den uber dreifsig radioaktiven Isotopen des lads eignen sich aufgrund ihrer Strfu'liungs-<br />
charakteristiken und ihrer Halbwertzeiten nur wenige fur eine Anwendung als Tracer<br />
Haufige Anwendung in den Lebenswissenschaften finden die Isotope [I23I]Iod (TY2 = 13,3 h),<br />
[I25I]Iod (TY2 = 60,14 d) und [131I]Iod (TY2 = 8,02 d)<br />
AIle drei Isotope sind fur die PET - Technik ungeeignet, da [123I]Iod und [I25I]Iod vorwiegend<br />
unter Elektroneneinfang (Be, electron capture) zerfallen und keine, bzw kaum Positronen<br />
emittieren, wahrend [I3II]Iod, ein n- - Strahler ist und u a. eine haufige (85,5 %) GammaIinie<br />
von 364 keY emittiert (siehe Tabelle 1.1.-2).<br />
Das Iodatom mit der Massenzahl 123 eignet sich von den oben genannten Isotopen am besten<br />
fur eine in vivo Anwendung Es besitzt eine vertretbare Halbwertzeit von 13,2 h, die einerseits<br />
noch zeitaufwendige Synthesen zuliiBt, andererseits aber auch kurz genug ist, um die Strahlen<br />
belastung bei einer Anwendung in der Nuklearmedizin fur den Patienten gering zu halten<br />
Gleichzeitig besitzt [I23I]Iod zu 86 % eine fur die Ansprechwahrscheinlichkeit der y<br />
Detektoren ideale 159 keY GammaIinie. Dieses neutronenarme NukIid zerfallt zu 100 % durch<br />
Elektroneneinfang, sodaB abgesehen von Konversions- und Augerelektronen keine gewebe<br />
schadigende Partikelemission auftritt (8,10,11)<br />
[I25I]Iod nutzt man aufgrund seiner langeren Halbwertzeit von 60 Tagen und seiner schwachen<br />
Gammastrahlung von nur 35 keY hauptsachlich fur in vitro Untersuchungen, wie z. B fur<br />
Radioiommunoassays (RIA's)<br />
Diese haufig in der Medizin angewendete immunologische in vitro Methode dient zur<br />
quantitativen Bestinunung kIeinster Substanzmengen, im Nano- bis Pikogrammbereich, von z<br />
B. Erreger-Antigenen, Hormonen, Enzymen u s.w ... Diese empfindliche Methode beruht auf<br />
emer Antigen-Antikorper-Reaktion, die mit Hilfe der Isotopenverdunnungsanalyse<br />
nachgewiesen wird Zunachst wird eine definierte Menge Antigen radioaktiv markiert. Dieses<br />
Tracer-Antigen konkurriert nun mit dem zu bestinunenden Antigen urn einen UnterschuB<br />
Antikorper Es bilden sich Antigen-Antikorperkomplexe durch eme durch das<br />
Massenwirkungsgesetz gegebene Verteilung mit markiertem Antigen und zu bestinunendem<br />
Antigen, Die Antigen-Antikorperkomplexe lassen sich von den ungebundenen Antigenen<br />
trennen. Ails (fer Aktivitatsnienge cler6eRleii Fra.KtfonenIiiJ31 sicn iiur me zu bestiimlleIide<br />
Menge Antigen zuriickschlieBen Eine strahlenchemische Zersetzung der markierten Substanz<br />
findet kaum statt. [I25I]Iod erfuIlt aufgrund seiner Zerfallscharakteristik auch leicht die<br />
Strahlenschutzverordnung, wodurch es bei in vitro Experimenten die langlebigen /3--Strahler<br />
[I4C]Kohlenstoff und Tritium haufig ersetzt Es ist vor allem durch seine kurzere<br />
Halbwertszeit und Rontgenstrahlung leicht nachweisbar, was zu einer hohen Empfindlichkeit<br />
fuhrt. Neuerdings nutzt man [I25I]Iod auch fur therapeutische Zwecke, da seine<br />
niederenergetische Strahlung, vorallem Auger-Elektronen, nur sehr kurze Reichweiten etwa in<br />
5<br />
I
der Grobenordnung eines Zelldurchmessers besitzen und eine hohe spezifische Ionisation auf<br />
weisen Befindet sich das [l25I]Iod an seinem Bestinunungsort, z B im Zellkem einer<br />
umliegendes Gewebe erreichen kann. Diese Technik setzt geeignete Tracer voraus, die das<br />
[J25I]Iod moglichst quantitativ im Zellkem akkumulieren (10-12,201).<br />
Das als Reaktomuklid leicht zugangliche [13II]Iod ist eines der ersten In der Medizin<br />
angewendeten Radionuklide. Bekannt wurde es durch seine Nutzung im Schildriisentest. Heute<br />
ist es infolge seiner energiereichen Ganuna- und Betastrahlung (13) sowie seiner gut<br />
einwochigen Halbwertzeit im Bereich der nuklearmedizinischen Diagnostik weitgehend durch<br />
weniger strahlenbelastende Radionuklide, wie [99tnTc]Technetiurn und [l23I]Iod, verdrangt<br />
worden Anwendung findet es fast nur noch in der Therapie, insbesonders der<br />
Radioiodtherapie der Schilddruse.<br />
AuBerhalb der medizinischen Anwendung ist [I3II]Iod ein beliebtes und preiswertes Nuklid zur<br />
Entwicklung neuer, iodierter Tracer bzw. neuer Markierungstechniken. AIle in dieser Arbeit<br />
genannten radioiodierten Verbindungen wurden zunachst in ihrer Entwicklungsphase mit<br />
[131I]Iod markiert, bevor das im Vergleich teure [J23I]Iod eingesetzt wurde<br />
Unter den oben genannten Radioiodisotopen befindet sich bedauerlicherweise kein<br />
Positronenemitter. Urn dennoch Radioiodverbindungen mittels PET evaluieren zu konnen,<br />
gewinnen zwei Positronen emittierende Iodisotope, [l24I]Iod und [l20I]Iod, trotz schlechter<br />
Zerfallscharakteristik ([l24I]Iod) bzw aufwendiger Herstellung ([l2°I]Iod) an Bedeutung (14<br />
17)<br />
1.3. Herstellung der medizinischwichtigen Radioiodisotope<br />
Im folgenden werden die gangigen Verfahren zur Herstellung der gebrauchlichsten<br />
Radioiodisotope [l23I]Iod, [l25I]Iod und [131I]Iod beschrieben.<br />
Besondere Bedeutung kommt dabei dem [l23I]Iod zu, das ein ideales Nuklid fur die Single<br />
Photonen Emissions Tomographie (SPET) ist Dank einer Halbwertzeit von etwa 13 Stunden<br />
wird [l23I]Iod von verschiedenen kommerziellen Zyklotronbetreibem als Iodid fur<br />
Markierurtgszwecke oder direkt als [l23I]Iod-markiertesRadiopharmaka angeboten. Von einer<br />
kostengiinstigen Herstellung und Vertrieb von [J23I]Iod hangt es u. a. ab, ob sich dieses<br />
Radioiodisotop in der nuklearmedizinischen Routine gegenuber dem z. Z deutlich<br />
preiswerteren Generatomuklid [99IDTc]Technetiurn behaupten kann<br />
6
124Xe(p,2n)123Cs Reaktion bei etwa 550 mb und der der konkurrierenden 124Xe(p,pn)123Xe<br />
Reaktion bei etwa 75 mb Beide Kemreaktionen Iiefern das gewiinschte [123l]lod in einer<br />
hohen Reinheit.<br />
1.3.2. [125JJlod<br />
Durch Bestrahlung von natiirlichem Xenon mit Reaktorneutronen liiBt sich [125I]lod hersteIIen<br />
(zur Ubersicht siehe 31) In einer (n,y)-Reaktion entsteht das Mutternuklid [125Xe]Xenon, das<br />
unter Elektroneneinfang sowie PositronenzerfalI mit einer Halbwertzeit von 16,8h zum<br />
gewunschten [l 25 l]l od zerfallt:<br />
EC,pt<br />
16,8h<br />
Natiirliches Xenon enthalt zwar nur 0,1 % [l 24 Xe[Xenon, das aber mit 128 barn einen<br />
gegenuber den anderen Xenonisotopen urn ein vielfaches hoheren Einfangquerschnitt hat,<br />
wodurch der NachteiI geringer Konzentration ausgeglichen wird<br />
Urn gute Ausbeuten zu erhalten, muB das Xenon in moglichst hoher Dichte vorliegen. In der<br />
Praxis bestrahlt man daher Xenon unter sehr hohem Druck, indem man es in druckfesten<br />
Zircaloy-Kapseln einkondensiert und bei hohen Temperaturen den hohen NeutronenfluBdichten<br />
eines Kemreaktors aussetzt. Bei einer anderen Methode wird das Xenon an Aktivkohle<br />
adsorbiert und diese dann mit Neutronen bestrahlt<br />
Die Bestrahlungsdauer sollte 60 Tage nicht uberschreiten, da aus bereits entstandenem<br />
[125l]lod durch einen weiteren Neutroneneinfang das unerwunschte [126l]lod als<br />
Verunreinigung entsteht. Dies ist auch der Grund, weshalb nach Bestrahlungsende noch eine<br />
Wartezeit von einigen Wochen eingehalten wird, urn das [125l]lod von unerwunschtem<br />
[126l]lod (TYz = 13 d) durch Zerfa1lzu befreien<br />
Das entstandene Radioiod liiBt sich einfach von dem Xenon durch VakuumdestiIIation unter<br />
Stickstoflkiihlung abtrennen, wobei das lod an der GefaBwand zuruck bleibt AnschlieBend<br />
wird es mit einer wassrigen Sulfitlosung aufgenommen und ewer Feinreinigung an<br />
Iorienaustauschern unterzogeri<br />
9
1.3.3. [l31IJIod<br />
[ 131 I]Iod befindet sich in der "nuklearen Landschaft" als B- - Strahler rechts vom Tal der<br />
Stabilitat Es handelt sich daher urn ein typisches neutronenreiches Reaktomuklid, das zum<br />
einen iiber<br />
• Neutroneneinfangreaktionen und zum anderen als<br />
• Produkt del' Kernspaltung schwerer Kerne auftritt<br />
Die Gewinnung des [ l3ll]lod findet heute hauptsachlich iiber eine Neutroneneinfangreaktion an<br />
[13°Te]Tellur start. Dabei lassen sich als Targetmaterial elementares Tellur, Tellurdioxid und<br />
auch wasserlosliche Tellurverbindungen wie die Tellursauren verwenden Da bereits das<br />
natiirliche Isotopengemisch des Tellurs zu 33,8 % aus [ 130Te]Tellur besteht und gleichzeitig<br />
andere, durch Neutroneneinfang entstehende Tellurisotope, nur zu stabilen oder sehr<br />
langjebigen lodisotopen fiihren, ist eine Isotopenanreicherung nicht erforderlich Das<br />
Targetmaterial befindet sich in Bestrahlungskapsein aus Aluminium, die in einen Kernreaktor<br />
eingesetzt werden. Je nach Bauart des Reaktors findet die Bestrahlung bei einer<br />
Neutronenflul3dichte von 10 12 bis 10 14 nlcm 2·s start. Die Bestrahlungsdauer liegt zwischen<br />
einigen Tagen und Wochen.<br />
130 Te (n,r)<br />
IT = 0,02 b<br />
LIT = 0,27 b<br />
131m Te 0;12= 30 h)<br />
!<br />
--------<br />
.i-><br />
Abbildung 1.3-1: Bildung von [I311]loddurch Neutronenbestrahlungvon [I30Te]Tellur.<br />
(31,32)<br />
Wie aus Abbildung 1 3-1 zu entnehmen ist, fiihrt die Bestrahlung vorwiegend direkt Zll<br />
[ l3lTe]Tellur im Grundzustand, das als B'-Strahlermit einer Halbwertzeit von 25 min zu dem<br />
gewiinschten [l3lI]lod zerfallt. Mit etwa 7 % entsteht das metastabile [l3lmTe]Tellur, welches<br />
entweder mit einer Halbwertzeit von 30 h direkt zum [ 1311]lod zerfiillt oder zunachst in seinen<br />
Grundzustand iibergeht und daraus zum [ l3ll]lod zerfallt<br />
Die anschlieJ3ende Aufarbeitung und Isolierung des [ l3ll]lod variiert je nach Targetmaterial<br />
und Hersteller Haufigwird das vorwiegend als lodid vorliegende [!31I]lod nach<br />
naJ3chemischem Losen des Targetmaterials in die 1°-Form iiberfiihrt, wodurch sich das lod<br />
10
abdestillieren laBt. Bei den Tellurdioxidtargets ist auch eine direkte, trockene Destillation<br />
moglich.<br />
In einem anderen Verfahren gewinnt man [l31I]Iod als Produkt der Kemspaltung, es entsteht<br />
mit einer isobaren Ausbeute von knapp 2,9 % tiber die Zerfallskette<br />
Von Nachteil ist hier, daB das Iod wegen seiner kurzen Halbwertzeit von 8,02 Tagen, ohne<br />
grofsere Abklingdauer aus den bestrahlten Urantargets bzw Brennelementen herausgelost, und<br />
von einer Vielzahl anderen hochaktiven Spaltprodukten abgetrennt werden muJ3<br />
Dies erfordert spezielle Bleizellen und femgelenkte Apparaturen Aus diesen Grunden hat<br />
dieses Herstellungsverfahren nur noch eine untergeordnete Bedeutung. Allerdings lassen sich<br />
sehr hohe radioaktive Konzentrationen von 1000 - 2000 mCiJm1 in Losung erreichen<br />
Die Aufarbeitung und Isolierung des [l31I]Iod erfolgt in diesem Fall zumeist durch<br />
naJ3chemisches Losen des uranhaltigen Targetmaterials, in der Regel Uran-Aluminium<br />
Legierungen Das [l31I]Iod wird mittels Wasserdampf und Luft abdestilliert Das [l3II]Iod<br />
haltige Kondensat laBt sich durch Destillation und nachfolgende Reinigungsprozesse wie<br />
elektrochemische, chromatographische oder adsorbierende Verfahren, aufreinigen.<br />
Im Rahmen einer Wiederaufarbeitung von Kembrennstoffen ist die Gewinnung von [l3II]Iod<br />
aus den abgebrannten Brennstaben als Nebenprodukt des Aufbereitungsverfahrens moglich<br />
1.4. Emissionstomographie<br />
Die Positronen Emissionstomographie (PET) und die Single Photonen Emissionstomographie<br />
(SPET) haben einen festen Platz unter den bildgebenden Verfahren der Medizin. Wahrend die<br />
Computertomographie mit Rontgenstrahlung oder die Magnetische Resonanztomographie nur<br />
einen Blick auf die Morphologie des Korpers erlauben, ermoglicht die Emissionstomographie<br />
daruberhinaus eine Betrachtung des physiologisch-biochemischen Geschehens im lebenden<br />
Organismus.. Das applizierte Radiopharmakon reichert sich in einem Zielorgan an und emittiert<br />
entsprechend dem Zerfall seines Radionuklids eine y-Strahlung, die von auJ3en detektiert wird.<br />
Handelt es sich bei dem Radionuklid urn einen Positronenemitter, so nutzt man die Positronen<br />
Emissionstomographie (PET) und bei Verwendung eines Gammastrahlers, die Single Photonen<br />
Emissionstomographie (SPET)<br />
PET ist das genauere aber auch teuere Verfahren. .Hierbei sendet em neutronenarmes<br />
Radionuklid ein Positron aus, das nach wenigen Millimetem im Korpergewebe soweit<br />
11
synthetisiert werden und anschlieBend an umIiegende K1iniken geliefert werden<br />
(SateIIitensystem) .<br />
SPET ist das verbreitetere und kostengunstigere Verfahren Zur Markierung der Pharmaka<br />
werden RadionukIide mit einer dominaten y-Linie zwischen 50 - 300 keY bevorzugt genutzt,<br />
da die Ansprechwahrscheinlichkeit der y-Detektoren in diesem Energiebereich am grofiten ist<br />
Anders als bei der PET-Technik liegt hier keine 180 0 y-Koinzidenz vor, wodurch quantitative<br />
Aussagen mit SPET nicht moglich sind. Die RadionukIide emittieren ihre y-Quanten statistisch<br />
verteilt in aile Richtungen Daher sind Kollimatoren, dies sind Schlitz- bzw. Lochblenden aus<br />
Schwermetallen, vor den Detektoren angeordnet, urn eine Richtungszuordnung zu erhalten<br />
(89) Bei einer SPET-Aufuahme rotieren eine oder mehrere Szintillationskameras urn den zu<br />
untersuchenden Korperbereich und erzeugen dabei Schichtaufnahmen Bei emer<br />
Zweikopfkamera vergehen bei solch einer Untersuchung zwischen erster und letzter Aufuahme<br />
20 Minuten Daher lassen sich schnell ablaufende Stoffwechselvorgange mit SPET nicht gut<br />
messen. Aus den so gewonnenen Daten wird mit HiIfe eines Computersystems ein<br />
aussagekraftiges Bild erzeugt. Die Qualitat einer SPET- oder auch PET-Aufuahme hiingt<br />
letztendlich von der Leistungsfahigkeit der verwendeten Rechner sowie deren Progarnmierung<br />
ab Zusatzlich gibt es heute SPET-Tomographen mit drei Kamaras, Gerate mit noch mehr<br />
Detektoren sind in der EntwickIung, so daB die Aufuahmezeiten bei SPET in Zukunft kurzer<br />
werden.<br />
SPET hat heute dank einiger geeigneter und leicht verfugbarer y-Strahler einen festen Platz<br />
unter den bildgebenden Verfahren der Medizin (33)<br />
Ta b. 14 . .-2 Wi' tchti tige SPET-Ni - uklid. I e<br />
Nuklid Tl/2 Zerfallsart y-Linie<br />
99Mo 66h<br />
(% Haufigkeit) [keY] (%)<br />
.J, Generator<br />
99mTc 6,02 h IT (>95) 141 (95)<br />
123 1 13,2 h EC (100) 159 (83)<br />
20lTI 73,1 h EC (100) 69-82 (10)<br />
67Ga 78,3 h EC (100) 93 (40), 184 (24),<br />
296 (22)<br />
l11In 67,9 h EC 245 (94), 171 (91)<br />
Anhand der Tabelle 14.-2 zeigt sich, daB ein ideales SPET-RadionukIid auBer seiner y<br />
Quanten keine Partikel emitiert, da diese aufgrund ihres hohen LET-Werts (LET = Linear<br />
Energy Transfereffect) eine zusatzliche, unnotige Strahienbelastung des Patienten darstellen<br />
13
wurden. Hervorzuheben ist noch der besondere Stellenwert des [99mTc]Technetium in der<br />
nukleannedizinischen Diagnostik, das als Generatornuklid kostengiinstig und an jedem Ort<br />
verfugbar ist. Selbst das nachteilige Bindungsverhalten eines Metalls verhinderte nicht, daf<br />
[99mTc]Technetium zum meistverwendeten Radionuklid wurde Es sind eine Vielzahl von<br />
[99mTc]Technetium Markierungsbestecken entwickelt worden, in denen das Metall tiber<br />
Komplexbindungen an Biomolekiilegeknupft ist<br />
1.5. Chemische und kinetische Aspekte bei der Verwendung von tragerfreien<br />
Radionukliden.<br />
Urn bei emer nukleannedizinischen Untersuchung phannakodynamische, bzw toxische<br />
Wirkungen des Radiophannakons auszuschIieBen, ist das Ziel kleinste Massen im<br />
Nanogrammbereich zu applizieren Diese Vorgehensweise erlaubt die Betrachtung<br />
biochemischer Ablaufe ohne Verschiebung ihres Gleichgewichts Von besonderem Interesse ist<br />
diese Technik fur die Erforschung von Rezeptor - Rezeptorligand Gleichgewichten Eine<br />
moglichst niedrige Masse eines Radiophannakons setzt eine hohe spezijische Aktivitat voraus<br />
Der Begriff spezijische Aktivitat bezeichnet in der Radiochemie die Radioaktivitat einer<br />
markierten Verbindung pro Stoffinenge.. Sie wird meist als MBq/mM oder als MBq/mg der<br />
markierten Substanz angegeben. Die maximal erreichbare spezifische Aktivitat erhalt man,<br />
wenn jedes Molekiil radioaktiv markiert ist. Sie laBt sich aus den Gleichungen fur den<br />
radioaktiven Zerfall errechnen, wobei die Aktivitat von der Anzahl der radioaktiven Atome und<br />
deren Halbwertzeit abhangt unter Berucksichtigung von t 1l2 = In2/,,- .<br />
ln 2<br />
A=_dN =NA,=N<br />
dt t..,<br />
[Bq]<br />
A = Aktivitat [sol]<br />
N = Anzahl der<br />
radioaktiven Atome<br />
"- = Zerfallskonstante [S-l]<br />
t 1l2 = Halbwertzeit [s]<br />
GI. 1.5-1<br />
Die spezifische Aktivitat erhalt man aus Gleichung 1 5..-1 durch die Verwendung von molaren<br />
Grofien. LaBt sich die Anwesenheit von inaktiven Isotopen ausschlieBen, so erhalt man die<br />
maximal mogliche spezifischeAktivitat (A._,J:<br />
In2<br />
As,max = NAA,= NA- [Bq /mol]<br />
t.,«<br />
N A = Avogadrosche Konstante<br />
14<br />
GI. 1.5-2<br />
I
Die maximale spezifische Aktivitat ist somit durch die Zerfallskonstante bzw. durch die<br />
Halbwertzeit fur das jeweilige Radionuklid vorgegeben<br />
Bei kurzlebigen Radionukliden sind dies praktisch "gewichtslose" Mengen im Nanomolbereich<br />
und darunter Hohe spezifische Aktivitaten eines Radiophannakons erhalt man durch eine<br />
tragerfreie Markierung, d. h. es Iiegen neben den radioaktiven Atomen keine weiteren Isotope<br />
dieses Elements VOL Den Idealfall der totalen Tragerfreiheit erlangt man nur bei den kunstlich<br />
vorkommenden Elementen wie z. B Technetium oder Astat. Bei den anderen Elementen, von<br />
denen immer Spuren vorhanden sind, spricht man stattdessen von einer Synthese ohne<br />
Tragerzusatz, no carrier added, (n.c.a.) Je nach Element stellt sich das Arbeiten mit moglichst<br />
geringen Tragermengen a1s auflerst schwierig da. Dies gilt besonders fur die PET-Radionuklide<br />
[IlClKohienstoff, [13N]Stickstoffund [l50]Sauerstoff, deren inaktive Isotope iiberall zugegen<br />
sind<br />
Das Arbeiten im Nanomolbereich hat auf die Reaktionsablaufe entscheidenden EinfluJ3 Es<br />
besteht z. B die Gefahr von sogenannten "tragerfrei Effekten", bei denen es sich urn<br />
unerwiinschte, die Reaktionsausbeuten erheblich senkende Nebenreaktionen durch oder mit<br />
dem Radionuklid handelt Bei diesen Nebenreaktionen geht es z. B. urn Adsorptionseffekte an<br />
Gefafswanden oder urn Reaktionen mit minimalen Verunreinigungen der eingesetzten<br />
Chemikalien. Urn die Adsorptionseffekte zu verringern, kann man dem Reaktionsgemisch<br />
nichtisotopen Trager zugeben; auch verringern bestirnmte GefiiJ3materialien wie<br />
Glaskohlenstoff, Platin oder Polyethylen die Adsorptionsverluste. Der Ausbeuteruckgang<br />
infolge schon minimaler Chemikalienverunreinigungen stellt ebenfalls ein Problem dar, welches<br />
in der praparativen Chemie normalerweise nicht beobachtet wird. Es konnen zusatzliche<br />
Reinigungsschritte der Edukte, z B. durch chromatographische Verfahren, erforderlich<br />
werden<br />
Naturlich haben Konzentrationen im subnanornolaren Bereich eines Reaktionspartners Aus<br />
wirkungen auf die Kinetik. Bei tragerfreien Radionukliden a1s Reaktionspartner wird daher<br />
immer eine Kinetik pseudo-erster Ordnung beobachtet, d. h. die Konzentration eines<br />
Reaktionspartners, des zu markierenden Eduktes, ist so groJ3 gegeniiber der des Radionuklids,<br />
daf sie als konstant angenommen werden kann<br />
15
1.6. Methoden zur Radioiodierung organischer Molekiile<br />
Heute ist eine Vielzahl von mit Radioiod markierten Verbindungen bekannt. Zuruckzufuhren<br />
ist dies auf vergleichsweise einfache, tragerfrei anwendbare Markierungstechniken, die in den<br />
vergangen 30 bis 40 Jahren entwickelt wurden Dank der probJemlosen Routineproduktion von<br />
[123I]Iod und der weitgehenden Ubertragbarkeit der bereits mit [l3lI]Iod und den anderen<br />
Isotopen gemachten Erfahrungen auf [123I]Iod stehen heute der NukJearmedizin eine Vielzahl<br />
interessante mit Radioiod markierte Produkte fur in vitro und in vivo Anwendungen zur<br />
Auswahl (Zur Ubersicht: 11,34,35).<br />
1.6.1. Direkte elektrophile Substitution<br />
Haufigste Anwendung findet die direkte eJektrophiJe aromatische Substitution, da sie an<br />
aktivierten, aromatischen Systemen probJemlos in hohen Ausbeuten erfolgt GJeichzeitig zeigt<br />
die aromatische Kohlenstoff-Iod-Bindung im Gegensatz zu den meisten aJiphatischen<br />
Iodverbindungen eine zufriedenstellende chemische Stabilitat. Es wurde eine Vielzahl von<br />
speziellen Techniken entwickelt, die aile die in situ Oxidation von Iodid zur Erzeugung eines<br />
positivierten, fur die elektrophile Substitution notigen "I'" zum ZieJ haben. Molekulares<br />
radioaktiv markiertes Iod eignet sich aufgrund seiner FJiichtigkeit, seiner fehlenden<br />
Tragerfreiheit sowie der damit verbundenen maximaJen radiochemischen Ausbeuten von nur 50<br />
% nicht zur Radioiodierung. Urn diese Nachteile zu umgehen, wurden verschiedene andere<br />
Wege entwickelt:<br />
a) IodmonochloridMethode<br />
Einer dieser Wege ist die Verwendung von Iodmonochlorid Inaktives lodmonochlorid wird<br />
mit einer Natriurnradioiodidlosung versetzt, was zu einem Isotopenaustausch fuhrt<br />
Entsprechend des Elektronegativitatsunterschieds zwischen lod und Chlor ist die Iod<br />
Chlorbindung mit einer positiven Teilladung zum lod hin polarisiert Das so gebildete reaktive<br />
eJektrophiJe lod fiihrt zu radiochemischen Ausbeuten von nahezu 100 % Der NachteiJ eines<br />
getragerten Produktes JaBt sich nur dutch eine aufwendige Methode umgehen: man geht von<br />
[123Xe]Xenon aus, das in Chlorgas zu [123I]Iod zerfallt und dort n.c.a [1231]-Cl bildet. Diese<br />
umstandliche n.c.a. Methode hat aIlerdings nie praktische Bedeutung erJangt (34-37)<br />
Eine WeiterentwickJung der lodmonochlorid Methode wurde vor kurzem von Coenen et al.<br />
vorgestellt (73,95,96): Anstelle von Chlor wird das eJektronegativere Fluor verwendet. N.c.a.<br />
Radioiodmonofluorid gewinnt man durch EinJeitung von Fluor in eine Losung aus Radioiodid<br />
in Perfluorohexan oder in Trifluoressigsaure (TFA). Zu dieser Losung wird der zu iodierende<br />
17
Aromat gegeben. Mit TFA als Losungsmittel lassen sich mit dieser Methode neben stark<br />
aktivierten Aromaten wie Phenol und Anilin auch noch miiJ3ig aktivierte Aromaten wie Anisol<br />
in radiochemischenAusbeuten von uber 65% erhalten<br />
b) IodatMethode<br />
Als Oxidationsmittel fungiert hier inaktives Iodat, das der aktiven Natriumiodidlosung zuge<br />
setzt wird. Hervorzuheben ist bei dieser Methode, daB es sich bei dem Iodat urn ein sanftes<br />
Oxidationsmittel handelt. Dies ist besonders fur die Markierung empfindlicher Substanzen, wie<br />
z, E.. Proteine von Nutzen. Zum Beenden der Reaktion wird das Iodat mit Bisulfit zu Iodid<br />
reduziert, das sich leicht chromatographisch oder iiber Ionenaustauscher vom iodierten<br />
Biomolekiil abtrennen liiJ3t, ein Vorteil gegenuber organischen Oxidationsmittel wie z.B.<br />
Chloramin-T. Allerdings kann man bei der Iodat Methode nicht mehr von einem nca. Zustand<br />
sprechen.<br />
Die Iodat-Methode hat u.a Anwendung gefunden bei der Iodierung der aromatischen<br />
Aminosaure a-Methyltyrosin zu 3-Radioiod·L-a-methyltyrosin (IMT), einem Radiopharmakon<br />
das in der Diagnostik von Gehirntumoren Bedeutung erlangt hat Bei der IMT-Produktion<br />
lassen sich radiochemische Ausbeuten bis 85 % erreichen (34,35,39-42, siehe auch Abschnitt<br />
3.1 1.).<br />
c) Chloramin-T (CAT) Methode<br />
Diese schon 1962 von Hunter und Greenwood (43,44) beschriebene Methode ist heute einer<br />
der gelaufigsten Wege zur Radioiodierung aktivierter Aromaten.. Chlorarnin-T (CAT) ist ein<br />
einfach N-chloriertes p-Toluolsulfonsliurearnid (Abb. 1.6.1.-1, Molekul 1), das in wassriger<br />
basischer Losung Hypochlorit und in wassriger saurer Losung Interhalogenverbindungen als<br />
oxidierende Spezies bildet (7).<br />
Als Nachteil der Chlorarnin-T Methode erweisen sich die vergleichsweise starken<br />
Oxidationsbedingungen und die durch das Chlor moglichen chlorierten Nebenprodukte. Als<br />
Folge treten besonders bei empfindlicheren Molekiilen eine Reihe von ungewollten<br />
Nebenreaktionen auf Aus diesen Grunden ist man bestrebt, die Konzentration des CAT so<br />
gering wie moglich, die Reaktionsdauer kurz und die Reaktionstemperatur niedrig zu halten<br />
(zur Ubersicht siehe 34,35).<br />
Urn diese Nachteile zumildern gibt es eine "Festphasen Version" des CAT, das unter dem<br />
Handelsnamen Iodobeads'" angeboten wird (Abb. 1.6.1.-1, Molekul Z). Das CAT-Molekiil ist<br />
dort an eine Polymermatrix gebunden, d.h. es handelt sich urn eine Zweiphasenreaktion, die<br />
18
Nachteilliegt in dem groBen apparativen Aufwand, was g1eichzeitig Erfahrung des Anwenders<br />
voraussetzt (34,60-68) AktueIIe Veroffentlichungen zu dieser Methode sind wie bei den<br />
1.6.2. Elektrophile Substitution durch Demetallierungsreaktionen<br />
Bei den oben beschriebenen Wegen zur elektrophilen aromatischen Substitution handelt es sich<br />
urn eine Deprotonierung des aromatischen Rings, d. h. ein Proton tritt als Abgangsgruppe auf<br />
Dies hat zur Folge, daB in der Regel mit einer Mischung von Substitutionsisomeren zu rechnen<br />
ist, worunter die radiochemische Ausbeute leidet Diese nicht regioselektive Iodierung<br />
erfordert zusatzlich eine Trennung der Substitutionsisomere Gleichzeitig tritt die<br />
Deprotonierung nur an aktivierten Aromaten, wie z .. B. Phenol, Anilin und Anisol auf Eine<br />
direkte Iodierung von Benzol ist kaum noch moglich, eine direkte Iodierung von deaktivierten<br />
Aromaten wie z. B. Nitrobenzol wird unmoglich<br />
Auf der Suche nach besseren Abgangsgruppen fand man in den OrganometaIIderivaten,<br />
besonders denen der IV-Hauptgruppe des Periodensystems, geeignete Verbindungen, die eine<br />
regioselektive Iodierung erlanben<br />
Entsprechend dem elektropositiven Charakter der MetaIIe und der daraus resultierenden<br />
Polarisierung der Kohlenstoff-MetaIIbindung, wird diese Bindung gegenuber einem<br />
elektrophilen Angriff aktiviert, sodaB man meist hohe radiochemische Ausbeuten bel gleich<br />
zeitiger Regioselektivitat erhalt Die Instabilitat der Kohlenstoff-Metallbindung ermoglicht<br />
zusatzlich kurze Reaktionszeiten und milde ReaIctionsbedingungen (35,52,81)<br />
21
In Tabelle 1. 6 ..-1 sind die gebrauchlichsten Metalle fur die Ioddemetallierung mit ihren<br />
charakteristischen Daten in Bezug aufdie Kohlenstoff-Metallbindung aufgefuhrt<br />
Tab. 1.6.-1: Charakteristische Daten von Kohlenstoff-Metallbindunzen (35)<br />
Element Elektronegativitat Kohlenstoff-Metall- % - AnteiI ionischer<br />
(X) Bindungsenergie C-M-Bindung<br />
[kJ/mol]<br />
Wasserstoff 2,20 418,8 2<br />
(zum Vergleich)<br />
Bor 2,01 372,7 6<br />
Silicium 1,74 301,5 16<br />
Zinn 1,72 226,1 16<br />
Thallium 2,04 150,8 5<br />
Quecksilber 2,00 113,1 6<br />
Wie aus Tabelle 16-1<br />
Bindungsenergie bei<br />
Wasserstoffbindung<br />
hervorgeht,<br />
gleichzeitig<br />
besitzt die<br />
starkerer<br />
Kohlenstoff-Metallbindung eine geringere<br />
Polarisierung als die Kohlenstoff-<br />
Da viele Metalle sowie deren Organoverbindungen toxisch sind, ist fur die<br />
Radiopharmakaproduktion im Einzelfall zu prufen, ob eine sichere, quantitative Abtrennung<br />
der Metalle bzw. des Organometallvorlaufers gewahrleistetist.<br />
a) Demetallierung von Organometallverbindungen der IV. - Hauptgruppe<br />
Die Elemente der IV Hauptgruppe Sn, Ge und Si finden Anwendung zur Herstellung von<br />
Organometallverbindungen, die als Vorlaufer zur Gewinnung von tragerfrei radiobromierten<br />
oder radioiodierten Arylverbindungen dienen (zur Ubersicht 78,81) Mit Verbindungen al1er<br />
drei E1emente lassen sich radiochemische Ausbeuten zwischen 70 bis 90 % erzielen, wobei bei<br />
der Radioiodierung die Zinnverbindungen etwas besser reagieren als die anderen (52). Zur<br />
Erzeugung der elektrophilen Iodspezies aus Iodid eignen sich mit Einschrankungen die schon<br />
oben erwahnten Oxidationsmittel. Trotz der Bildlung von Nebenprodukte finden Chloramin-T,<br />
Dichloramin-T und Iodmonochlorid haufig Anwendung als Oxidationsmittel bei der<br />
Radioioddemetallierung Die Ausbeuten sind sehr gut, wie im Fall der Trimethylzinnaromaten,<br />
bei denen mit Essigsaure als Solvens radiochemische Ausbeuten von bis zu 95 % erreicht<br />
werden konnen (70). Urn chlorierte Nebenprodukte zu vermeiden, nutzten Moerlein et. al. in<br />
einem anderen Fall in situ erzeugte Peressigsaure als Oxidationsmittel (52,71)<br />
22
Moerlein et al. (70) stellte ausgehend von Chlor-Quecksilber-benzol Radioiodbenzol in<br />
Ausbeuten von 80 - 90 % dar<br />
1.6.3. Nukleopbile Substitution<br />
Diese in der praparativen organischen Chemie haufig genutzte Reaktion laBt sich ebenfalls fur<br />
die radioaktive Markierung nutzen. Schon recht fruh wurden Aliphaten analog der Finkelstein<br />
Reaktion (90) durch Halogenaustausch markiert. Eine praktische nukIeannedizinische<br />
Bedeutung erIangten in diesem Zusarnmenhang die fur die Herzdiagnostik interessanten<br />
aliphatischen Fettsauren, die tiber einen direkten nukIeophiIen Iod / Radioiod Iso<br />
topenaustausch einfach herzustellen sind. Tragerfreie (n.c.a.) Produkte erhalt man durch<br />
nichtisotopen Austausch, z B. Iod gegen Brom (91,92) Neben den<br />
Halogenaustauschreaktionen laBt sich Radioiod auch durch Ersatz gegen eine gute organische<br />
Abgangsgruppe nukleophil einfiihren. Als organische Abgangsgruppe nutzt man haufig<br />
Tosylreste Diese Reaktionen lassen sich aile leicht durch Erhitzen der Tosylate bzw.<br />
Bromverbindungen mit Radioiodid in Losemitteln wie Wasser, Aceton oder Eisessig erzielen<br />
Das Losemittel mull in der Lage sein, den organischen Vorlaufer sowie das anorganische<br />
Radioiodid zu losen Dem Losemittel kommt je nach seinen polaren Eigenschaften eine<br />
Schlusselrolle in der BeeinfIussung des Reaktionsmechanismus zu und darnit oft der Stereo<br />
chemie des Produkts.. Ausbeuten von bis zu 95 % sind bei nichtisotopem Halogenaustausch an<br />
0)- und a-halogenierten Stearin- und Heptadecansauren erreicht worden (91) Neben dem<br />
Halogenaustausch in Losung wurden auch Verfahren entwickeIt, bei denen der Austausch in<br />
der Schmelze des Vorlaufers durchgefuhrt wird. Bedingung hierfiir ist, daB der Vorlaufer auch<br />
in der Schmelze noch stabil ist und das anorganische Radioiodid losen kann. Besondere<br />
Bedeutung erIangte diese Methode zur Markierung von m- und o-Iodhippursaure (93,94)<br />
Eine Austauschreaktion in einem unpolaren Solvens mit Radioiodid ist nur durch den Einsatz<br />
von Phasentransferkatalysatoren, wie quartaren Ammonium- und Phosphoniumsalzen oder<br />
Kronenethern moglich, Vorteilhaft ist hier aIlerdings, daB in der unpolaren Phase das Iodid als<br />
deutlich starkeres NukIeophiIund starkere Base vorliegt als in einer polaren Phase (35).<br />
1.6.4. Halogenaustauschreaktionen<br />
Bei einem direkten Halogen / Iod Austausch handeIt es sich meistens, wie bereits unter 1.6.3.<br />
beschrieben, urn eine nukleophile Substitutionsreaktion. Es sind aIlerdings auch elektrophile<br />
und homolytische Austauschreaktionen bekannt<br />
26<br />
,
1.7. Aktuelle Entwicklungen in der Synthese neuer Radioiodtracer<br />
D8..L,]c der heutigen flachendeckenden Versorgung mit [123I]Iodid durch komrnerzielle Anbieter<br />
und der damit verbundenen Unabhangigkeit von einem eigenen Zyklotron sowie der<br />
Entwicklung einiger sehr nutzlicher Radioiod-SPET-Diagnostika, erleben Radioiodtracer eine<br />
groBe Nachfrage in der Nuklearmedizin Ob sich ein neues Radioiodpharmakon am Markt<br />
etabliert hangt nicht nur von seinen diagnostischen Moglichkeiten, sondern auch von seiner<br />
Verfugbarkeit ab Letzteres bedeutet, daB das Radioiodpharmakon entweder direkt von den<br />
Zyklotronbeteibern hergestellt und vertrieben wird, wie z.B. im Faile des m-Iodbenzylguanidin<br />
(MIBG) und der o-Iodhippursaure, oder daB es problemlos und schnell vor Ort aus dem<br />
kiiuflichen n.c.a. Na[l 231] in Form einer injizierbaren Losung hergestellt werden kann.. 1st ein<br />
Radiopharmakon klinisch validiert, stellt sich die Frage nach einer moglichst einfachen<br />
Routineproduktion. In vielen Fiillen ist der Vorlaufer kauflich nicht erhiiltlich, was z. T<br />
aufwendige, nicht immer problemlose und g1eichzeitig zeitintensive Vorlaufersynthesen<br />
erfordert Bei besonders komplizierten Verbindungen wird man an einer Kooperation mit<br />
Spezialisten der Pharmaindustrie oder der Hochschulen nicht vorbeikommen. Besitzt man nun<br />
den Vorlaufer in ausreichenden Mengen, so besteht der nachste Schritt darin, die einfachste,<br />
schnellste sowie ausbeuteintensivste Radiosynthese zu erarbeiten. In diesem Zusanunenhang<br />
kommt der direkten elektrophilen Radioiodierung von aktivierten Aromaten eine Schlusselrolle<br />
zu. Sie ist die einfachste Methode zur Radioiodierung organischer Verbindungen (siehe 16.1 )<br />
Neben einer einfachen Synthese mit zugleich hohen Ausbeuten ist eine problemlose und<br />
schnelle Formulierung des Produktes notig. Der Trend geht dahin, durch Kartuschensysteme<br />
(40,108,109) die HPL-chromatographische Aufreinigung zu ersetzen Wunschenswert ist eine<br />
Kartuschenelution des Radiopharmakons mit einer isotonen Kochsalzlosung, die nach einer<br />
Sterilfiltration injektionsfertig ist. Eine weitere Vereinfachung ware, wenn man auf eine<br />
Aufreinigung aufgrund extrem geringer Vorlauferkonzentrationen ganz verzichten konnte<br />
(110), was aIIerdings auch im Hinblick aufnicht abreagiertes Radioiod nicht zu empfehlen ist.<br />
1.8. Kit-Synthesen von Radiotracern<br />
Mit der Bezeichnung Markierungskit oder Markierungsbesteck beschreibt man eine schnelle<br />
und moglichst einfache Synthese eines Radiotracers, ohne daB komplizierte und gerateintensive<br />
Trennmethoden (z.B HPLC) notig sind. Am weitesten verbreitet sind [99mTc]Technetium<br />
Markierungsbestecke, da dieses Generatornuklid uberall verfugbar ist Dabei karm das<br />
Generatoreluat sofort, wie im Fall des Pertechnetats zur Schilddriisenuntersuchung, oder aber<br />
nach einer kurzen "Eintopfreaktion" in injektionsfertigerForm verwendet werden.<br />
Man ist bestrebt solche einfachen Markierungskits auch fur andere Radioisotope und deren<br />
Verbindungen zu entwickeln. Von besonderem Interesse sind solche einfachen<br />
Markierungsbestecke fur Radioiodpharmazeutika, da [l 231]lod heute kommerziell erhaltlich ist<br />
29<br />
I
2. ProblemsteDung<br />
Tragerfreie (n.c.a) Radioiodierungen spielen bei der Entwicklung von Radiopharmaka fur die<br />
Emissionstomographie eine wichtige Rolle<br />
1m Rahmen dieser Arbeit sollten neue effiziente n.c.a.. Radioiodierungstechniken entwickelt<br />
und zur Markierung kleiner Biomolekiile wie z.B. Rezeptorliganden eingesetzt werden.<br />
Fur das in der Nuklearmedizin zur Himtumordiagnostik verwendete 3-[123I]Iod-L-a.<br />
methyltyrosin (IMT) galt es, eine neue, einfache, evtL zur Kit-Praparation geeignete und<br />
gleichzeitig ausbeutesteigemde Syntheseroute zu entwickeln.<br />
Daruber hinaus sollte durch O-Methylierung von IMT eine kiinstliche Aminosaure mit erhohter<br />
Lipophilie entwickelt und tragerfrei radioiodiert werden<br />
Wegen der deutlich geringeren Aktivierung solcher O-methylierter Phenole, d.h Anisole,<br />
beziiglich einer elektrophilen Substitution, lassen sich die zur direkten elektrophilen<br />
Radioiodierung von Phenolen bekannten Techniken nicht oder nur mit geringem Erfolg<br />
anwenden Es sollten daher neue Markierungstechniken fur Anisolderivate entwickelt und auf<br />
ihre Tauglichkeit zur n.c.a Radioiodierung unterschiedlich substituierter Anisole untersucht<br />
werden<br />
Das von der Industrie urspriinglich zur Proteinmarkierung entwickelte Radioiodierungsagens<br />
"Iodo-Gent>" sollte hierzu im Rahmen dieser Arbeit auf seine Moglichkeiten zur<br />
Radioiodierung kleiner Biomolekiile getestet werden Neben einer genauen Untersuchung der<br />
Zweiphasenreaktion in wassrigen Puffersystemen, z.B an a-Methyltyrosin, Metaraminol und<br />
p-Hydroxyephedrin, galt das besondere Interesse der Anwendung von Iodo-Gen''" in<br />
homogener Losung in Trifluoressigsaure, da dies eine direkte elektrophile Substitution der<br />
schwacher aktivierten Anisolderivate erlauben sollte Daruber hinaus sollte p-Radioiod-L<br />
phenylalanin iiber eine Cu-katalysierte Brom gegen Radioiodaustauschreaktion hergestellt<br />
werden<br />
Nach der Entwicklung geeigneter Markierungstechniken sollten einige Rezeptorliganden, wie<br />
das CGP-62349, ein Gabag-Ligand und das 1,3-Dipropyl-8-(4-methoxybenzyl)"xanthin, ein<br />
Adenosinrezeptorligand, tragerfreiwit Radioiodmarkiertwerden.<br />
Fur jede iodierte Substanz war eine leistungsfahige HPL-chromatographische Trennung<br />
auszuarbeiten. Daruberhinaus sollten die biologisch aktiven Substanzen in eine applizierbare<br />
Form iiberfuhrt werden, urn pharmakokinetische Organverteilungsstudien am Tiermodell<br />
vornehmen zu konnen. In diesem Zusammenhang sollte im Hinblick auf eine spatere Kit<br />
Praparation ein besonderes Augenmerk auf eine mogliche Aufreinigung mittels einfacher<br />
Kartuschensysteme gerichtet werden, die eine Elution des Tracers mit physiologischer<br />
Kochsalzlosung erlauben.<br />
31
Zur eindeutigen Identifizierung der n.c.a. radioiodierten Verbindungen muBten deren inaktive<br />
Standards mit den Mitteln der praparativen organischen Chemie synthetisiert und identifiziert<br />
werden. Dariiberhinaus war fur nicht kaufliche Vorlaufer wie O-Methyl-L-a-methyltyrosin<br />
deren praparative Synthese erforderlich<br />
In einem letzten Schritt sollte das in vivo Verhalten der markierten Substanzen am Mausmodell<br />
untersucht werden. Besonderes Augenmerk sollte dabei auf die in vivo Deiodierung und auf<br />
die Himaufualune der verschiedenen radioiodierten Tyrosin- bzw. Phenylalaninderivate<br />
gerichtet werden<br />
32
diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daB physiologisehe Kochsalzlsg. mit 5% Ethanol in<br />
einem Volumen bis lOml problemlos intra venos injiziertwerden kann..<br />
Neben einer sicheren Abtrennung des nicht umgesetzten Radioiodids mull aueh die Abtrennung<br />
des Vorlaufers und Tyrosinhydoxylaseinhibitors cc-Methyltyrosin gewahrleistet sein Zur<br />
Kontrolle wurde von den eluierten O,5m1 Fraktionen jeweils ein UV-HPLC Chromatogramm<br />
aufgenommen Diag. 3 1.2 -2 zeigt die Chromatogramme von den Fraktionen 3,6 und 7, d.h.<br />
bei 1-1,5m1, 2,5-3m1 und 3-3,5m1 Elutionsvolumen.<br />
L--alpha-Methyltyrosin<br />
»:<br />
L-alpha--Methyltyrosin<br />
./'"<br />
Fraktion 3, 1-I,5ml<br />
Fraktion 6, 2,5-3ml<br />
Fraktion 7, 3-3,5ml<br />
Diagramm 3.i.2.-2 UV-HPLC-Chromatograrnme von versehiedenen von der Kartusehe<br />
eluierten Fraktionen.<br />
Man sieht deutlieh, daB fast das gesamte n-Methyltyrosin innerhalb der ersten 2,5m1<br />
Elutionsvolumen abgetrennt wird. Naeh 3m1 Eluat ist kein Vorlaufer mehr nachweisbar. Urn<br />
den Ausbeuteverlust an 1MT gering zu halten, sollte naeh den ersten 2,5m1 Eluat die<br />
Produktlosung aufgefangen werden. Die dann noeh vorhandenen Reste an o-Methyltyrosin<br />
sind vernachlassigbar. Nieht naher definierte Nebenprodukte, wie sie in der lMT Synthese<br />
auftreten konnen (vergl. Absehnitt 3.1.1.), werden unter den genannten Bedingungen nicht von<br />
der Sep-Pakt'" Kartusehe eluiert.<br />
42
Nach diesen mit der Iodo-Gen'P' Methode und der Kartuschentrennung erfolgreichen<br />
Vorversuchen wurde diese neue Produktionsmethode in der radiopharmazeutischen<br />
Herstellungzur GevJLTL'1tL'1g von ThIT fur nuklearmedizinische Zwecke eingese'"LZt<br />
Direkt nach der Qualitatskontrolle kann die injektionsfertige Losung appliziert werden. Unter<br />
Verwendung entsprechender Abschirmungen,wie z.B. mit Bleihiilsenummantelte Spritzen und<br />
Kartuschen, lassen sich auch grofsere Aktivitatsmengen [1850MBq (5OmCi)] sicher handhaben.<br />
Eine Automatisierung dieses einfachen Verfahrens ist ohne grofieren Aufwand moglich.<br />
Bei den Routinesynthesen fur nuklearmedizinische Untersuchungen mit Anfangsaktivitaten von<br />
mindestens 740MBq (20mCi), ausgehend von [l23I]Iodid, fiel des ofteren auf, daB die<br />
radiochemischen Ausbeuten unter den mit [l3II]Iodid gefundenen Werten lagen<br />
Zuruckzufuhren ist dies in erster Linie auf radiochemische Verunreinigungen von [l23I]Iodid,<br />
hauptsachlich bedingt durch Autoradiolyse Entsprechend wurde in reduktionsmittelfreien,<br />
tragerfreien Natrium[l23I]iodidproben mit Hilfe von HPLC Analysen neben einigen<br />
unbekannten Radioiodverbindungen vor allem [l23I]Iodat und [l23I]PeIjodat nachgewiesen Der<br />
Anteil dieser hoher oxidierten Radioiodverbindungen steigt mit dem Alter der Probe an.<br />
Zusatzlich befanden sich in den wassrigen Lieferlosungen diverse artorganischeIonen, wie Z.B.<br />
Bromid, Nitrat, Oxalat, Phosphat und Sulfat in stark variierender Konzentration [135-137]<br />
Infolge der relativ langen Halbwertzeit von [l23I]Iod (13,2h) produzieren die kommerziellen<br />
Hersteller in der Regel [l23I]Iod mindestens einen Tag vor dem Liefertermin mit entsprechend<br />
hoherer Radioaktivitat. Natrium[l23I]iodid., das kurz nach seiner Herstellung zur IMT-Synthese<br />
verwendet wird, liefert dann auch die gewohnten hohen radiochemischen Ausbeuten > 85%<br />
Der Zusanunenhang zwischen Volumen und Aktivitatsmenge einer Natrium[l23I]iodidlosung<br />
zeigt an, wie frisch die Losung ist So kann das Volumen einer 740MBq (20mCi)<br />
Natrium[l23I]iodidlosung zwischen 15 bis 200J.lI variieren Einschrankend zu der Volumen<br />
Altersbeziehung muB allerdings gesagt werden, daB das [I23I]Iodid nach seiner Erzeugung am<br />
Zyklotron uber saulenchromatographische Verfahren gereinigt wird, wobei auch das<br />
Elutionsvolumen variieren kann<br />
Haufig sind aus logistischen Grunden die kommerziell gelieferten Na[l23I]-Proben mindestens<br />
einen Tag alt. In den folgenden Versuchsreihen sollte daher getestet werden, in wie weit die<br />
Zugabe von Reduktionsmitteln moglich ist, ohne daB die folgende Reaktion mit Iodo-Gen''"<br />
als Oxidationsmittel gestort wird .. Diagranun 3 L2.-3 zeigt die Abnahme der radiochemischen<br />
IMT Ausbeute bei Zusatz von Natriumbisulfit und Diagranun 3.1.2-4 zeigt die Abnahme der<br />
Ausbeute bei Zusatz von L-Ascorbinsaure<br />
43
80 1..<br />
T<br />
I 1..<br />
0,01 0,1 1 1)<br />
19(c[AsCOIbinsiiure] x 10- 5 mol/I)<br />
Diagramm 3.1.2.-4 Abnahme der radiochemischen Ausbeute an [13lI]IMT bei Zugabe von<br />
L-Ascorbinsaure am Reaktionsanfang<br />
Reaktionsbedingungen: 4,lmmol/l a-Methyltyrosin (0,4mg in 500plPuffer, pH 8),<br />
0,15mg (3,5 x Itr'mmol) Iodo-Gent» abgeschieden aufder<br />
Reaktionsgefafiinnenwand; 0,37-0, 74MBq (10-20pO) Na l3!!<br />
10min, RT;<br />
Schon sehr geringe Mengen Reduktionsmittel von etwa 1 x lO-6molJl Ascorbinsaure bzw 1 x<br />
IO-5mol/l Natriumbisulfit bewirken eine deutliche Abnahme der radiochemischen Ausbeute an<br />
IMT Eine andere, die radiochemische Ausbeute nicht beeintrachtigende Methode, nutzt die<br />
pH Abhangigkeit des Reduktionspotentials von Natriumbisulfit In saurer Losung wirkt<br />
Natriumbisulfit nicht als Reduktionsmittel. Daher kann man zunachst eine gealterte<br />
Radioiodidlosung in alkalischer Losung reduzieren und damit regenerieren, und anschlieBend<br />
1" • . .1"'. T"Io ,. • '". '. T •• '. T f .". T""" 1. 1 f ...... 1 ....<br />
Ole eigentucne Kauroiouierung III saurer Losung mn roco-oen-« wre gewonnt ourcnrunren. til<br />
der sauren Reaktionslosung stort dann das Natriumbisulfit nicht. Nachteilig ist bei dieser<br />
Technik allerdings, daB nach Reaktionsende die Reaktionslosung neutralisiert, bzw leicht<br />
alkalisch gemacht werden mull, urn durch die dann wieder einsetztende Reduktionswirkung des<br />
Natriumbisulfits fluchtige Iodspezies und die damit verbundene Kontaminationsgefahr zu<br />
vermeiden.<br />
Ein weiterer wichtiger Punkt in der Synthese radioaktiv markierter Verbindungen ist deren<br />
moglichst hohe spezifische Aktivitat (vergl, Abschnitt 1.5) IMT wird durch<br />
Aminosauretransportmechanismen ins Him (42,122) und in die Bauchspeicheldriise (123)<br />
45<br />
i<br />
m<br />
:r<br />
1..
transportiert und konkurriert bei diesem Transportvorgang mit anderen Aminosauren. Darnit<br />
dieses Transportgleichgewicht durch die Gabe von IMT nicht gestort wird, ist eine moglichst<br />
hohe spezifische Aktivitat wunschenswert. Zusatzlich ist zu bedenken, daf neben dem<br />
Vorlaufer L-a-Methyltyrosin auch 3-Iod-L-a-methyltyrosin ein Tyrosinhydroxylaseinhibitor ist<br />
(111,112). Aus diesen Grunden wurde der Versuch untemornrnen, die spezifische Aktivitat<br />
von nach obiger Kit-Methode hergestelltem [123I]IMT zu bestirnrnen. Es zeigte sich, daB ein<br />
Nachweis iiber den iiblichen Weg mittels UV-chromatographischer Analyse (siehe<br />
Experimenteller Teil 5.2.4.) des Trageranteils zu falschen Ergebnissen fuhrt Der Trageranteil<br />
lag unter der sicheren Detektionsgrenze des UV-Detektors von etwa lnmol. Gleichzeitig<br />
wurde festgestellt, daB starke y-Strahlung einen scheinbaren UV-Peak hervorrufen kann infolge<br />
einer Anregung des Halbleiterphotoelements irn Detektor. In abgeklungenen Proben war kein<br />
kaltes IMT zu detektieren. Es ist zu verrnuten, daB die spezifische Aktivitat des [123I]IMT urn<br />
ein vielfaches hoher ist als durch die Nachweisgrenze des UV-Detektors vorgegeben. Sie<br />
durfte nahe der spezifischen Aktivitat des eingesetzten Natriuml-Pljiodids von ><br />
185TBqlrnrnoi (5000 Cilrnrnol) liegen. Die Angabe, daB die spezifische Aktivitat besser ist als<br />
die durch die Empfindlichkeit des UV-Detektors bedingte Nachweisgrenze fur Stoffinengen bis<br />
etwa l nmol fuhrt in diesem Fall zu einer viel zu niedrigen und darnit irrefuhrenden Einordnung<br />
zwischen 150-300 Cilrnmol. In Fallen, in denen man nur die spezifische Aktivitat von<br />
anorganischen Ionen in Losung bestirnrnen mochte, wie z.B. von der gelieferten<br />
Radioiodidlosung, kann man Leitfahigkeitsmessungen zur sicheren Konzentrationsbestimmung<br />
nutzen (137)<br />
3.1.3. Direkte elektrnphile Radieindierung vonp-Hydroxy-(±)-ephedrin.<br />
p-Hydroxy-(±)-ephedrin (1-(4-Hydroxyphenyl)-2-methylarninopropan-1-ol, Abb. 3.1.3.-1) ist<br />
ein Derivat des schon irn Altertum bekarmten Ephedrin, das aus Ephedra vulgaris, einer in<br />
China vorkornrnenden Pflanze, gewonnen wird<br />
MH<br />
-CR,<br />
o<br />
Ephedrin zahlt in der Pharmakologie zu den indirekt<br />
HO N sympathomimetisch wirkenden Substanzen, da es Noradrenalin<br />
HO........-............. 1\ aus seinen Speichem freisetzt. Gleichzeitig bewirkt der<br />
H CR,<br />
methylierte Stickstoffeine direkte<br />
Abb. 3.1.3.-1 sympathomimetische Wirkung auf(3-Rezeptoren. Die a-<br />
Methylgruppe m der Seitenkette erschwert den Abbau des Molekiils durch das Enzym<br />
Monoarninoxidase (MAO). Ephedrin selbst besitzt aufgrund seines unpolaren Phenylrests eine<br />
zentralerregende Wirkung, da es die B1ut-Him-Schranke gut iiberwinden karm (138,139). In<br />
einer kiirzlich veroffentlichten Arbeit wurde ein in der Seitenkette [18F]f1uorierter Abkommling<br />
des Ephedrins hergestellt, und zwar (1R,2S)-1-[18F]Fluor-1-deoxyephedrin aus dem<br />
methoxyrnethylgeschiitzten cyclischen Sulfamat des (1S,2S)-Pseudoephedrin (149)<br />
46
Die Ausbeutekurve zeigt einen iihnIichen Verlauf wie die der IMT-Synthese. Besonders<br />
bemerkenswert ist auch hier, daB sehr geringe Vorlauferkonzentrationen urn O,Olmmol/l noch<br />
nahezu 30% an radiochemischer Ausbeute liefem<br />
In Analogie zur IMT-Kit-Praparation (Abschnitt 3 L2) wurde auch fur 3-[I31I]Iod-4-hydroxy<br />
(±)-ephedrin die Moglichkeit einer Festphasenextraktion untersucht. Entsprechend struktureller<br />
und physikalischer Ahnlichkeiten zwischen 3-[I31I]Iod-4-hydroxy-(±)-ephedrin und 3-[I23I]Iod<br />
L-a-methyltyrosin ist die unter Abschnitt 3 1 2. beschriebene Trennung mittels Sep-Pak C<br />
18 plus Kartuschen nach Anpassung der Elutionsvolumina auch zur Gewinnung von 3<br />
[I31I]Iod-4-hydroxy-(±)-ephedrin in injektionsfertiger Losung geeignet In diesem Fall werden<br />
noch vorhandenes [I31I]Iodidund Vorlaufer in den ersten 6ml physiologischer Kochsalzlosung<br />
mit 5% Ethanolanteil eluiert. 3-[I31I]Iod-4-hydroxy-(±)-ephedrin laBt sich darauf in den<br />
folgenden 20ml Eluens quantitativ von der Kartusche durch ein Sterilfilter in ein steriles<br />
Transportgefaf eluieren, Die Ubertragbarkeit der IMT-Kartuschentrennung auf die<br />
Formulierung von 3-[I31I]Iod-4-hydroxy-(±)-ephedrin zeigt die groBe Anwendungsbreite der<br />
Kartuschentrennung<br />
3.1.4. Direkte elektropbile Radioiodierung von Metaraminol.<br />
Metaraminol, ([ lR,2S]-m-Hydroxyphenylpropanolamin, Abb. 3.1.4 -1) ist ern falscher<br />
Adrenotransmitter. Es benutzt die selben neuronalen Transport-, Lager- und<br />
Freisetzungsmechanismen wie Noradrenalin Infolgedessen ist radioaktiv markiertes<br />
Metaraminol ein geeignets Molekiil fur neuronale Herzuntersuchungen mittels PET bzw. SPET<br />
(140,141,143). Durch nur eine aromatische Hydroxyfunktion und der a-Methylgruppe in der<br />
Seitenkette ist Metaraminol, wie Ephedrin, gegen einen Abbau durch Catechol-O<br />
methyltransferase und Monoaminoxidase (MAO) stabil (141,145). Friihe Untersuchungen der<br />
Bioaktivitat von Metaraminol und Diiodmetaraminol beziiglich einer Blutdruck steigernden<br />
Wirkung im Vergleich zu Adrenalin zeigten bei MetaranIinol noch 1/20, bei Diiodmetaraminol<br />
allerdings nur noch 1/6000 der Wirkung von Adrenalin (142) Die Einfuhrung von zwei [<br />
Iodatomen fuhrt zu einer drastischen Verringerung der Bioaktivitat. Mit [I25I]Iod markiertes<br />
Metaraminol wurde erfolgreich zur Markierung von Blutplattchen verwendet, in die es durch<br />
einenaktiven Transportmechanismus, ahnlich dem HistanIintransportsystem, geiangt (144). Die<br />
in dieser Literaturstelle beschriebene Radioiodierung erfolgt n.c.a. tiber die ChloranIin-T<br />
Methode, allerdings unspezifisch. Es wird nicht berucksichtigt, daB bei der direkten<br />
elektrophilen Radioiodierung von m-HydroxyphenylpropanolanIin (Abb 3 .1.4.-1) mit<br />
Substitutionsimsomeren zu rechnen ist.
HO<br />
H<br />
H<br />
NH,<br />
ell,<br />
6-[I8FJFluormetaraminol (140,141), N-[IlClmethyliertes<br />
Metaraminol ([IlCl-meta-Hydroxyephedrin) (145), und in der<br />
Seitenkette durch PlC]KorJenstoff markiertes Metaraminol<br />
(146) werden zur Zeit in Tierexperimenten aufihre Tauglichkeit<br />
fur Untersuchungen von neuronalen Eigenschaften am<br />
Abb. 3.1.4.-1 Herzen getestet 6-[I8fJFluormetaraminoi wird bisher nur tiber<br />
eine getragerte elektrophile Substitution mit Quecksilberacetat als Abgangsgruppe durch<br />
Acetylhypofluorit hergestellt, wodurch die Gefahr besteht, daB das getragerte Endprodukt<br />
toxikologische Effekte hervorruft Daneben wurde noch ein in der Seitenkette [I8FJfluorierter<br />
Abkommling des Metaraminols hergestellt, und zwar (IS,2S)-I-[I8fJFluor-I-deoxy-meta<br />
hydroxyephedrin aus dem methoxymethylgeschutzten cyclischen Sulfamat des (IR,2S)<br />
Metaraminol (147) Nach der schon oben erwahnten unspezifischen Radioiodierung von<br />
Metaraminol erzeugten Wieland et aI. 4-und 6-[!25IJIodmetaraminol tiber die Chloramin-T<br />
Methode (140)<br />
In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, wieviele Substitutionsisomere bei der<br />
elektrophilen n.c ..a. [13lIJIodierung von Metaraminol nach der Iodo-GenP' Methode auftreten,<br />
und wie hoch deren Ausbeuten je nach Reaktionsbedingungen sind. Eine Radioiodierung von<br />
Metaraminol nach dem unter 3.1.1. und 3.1.3. beschriebenen Verfahren liefert zwei<br />
Substitutionsisomere, 4-[I3JIJIodmetaraminol (Abb 3.14 -2) und 6-[13lIJIodmetaraminoi<br />
(Abb 3.1.4-3), (Chromatograrnme 3.14..-1 und 3.14-2 im Anhang), deren jeweilige<br />
Ausbeute zueinanderje nach Reaktionsbedingungen schwankt<br />
HO<br />
I<br />
H<br />
-s-Iodmetaraminol<br />
Abb. 3.1.4.-2<br />
HO<br />
H<br />
6-Iodmetaraminol<br />
Abb. 3.1.4.-3<br />
Das theoretisch mogliche Isomer 2_[131IJIodmetaraminol tritt nicht auf, was sich auf eine<br />
sterische Blockade der 2-Position durch die Seitenkette zuruckflihren laJ3t Sowohl die<br />
Hydroxy- als auch die Arninofimktion der Seitenkette bilden Wasserstoffbruckenbindungen mit<br />
der aromatischen Hydroxylgruppe aus, wodurch die 2-Position geschutzt ist. Diagrarnm 3 14..<br />
1 zeigt die Ausbeuten der beiden Isomere in Abhangigkeit von der Vorlauferkonzentration.<br />
49
gebildeten Oberflache ab und ist urn ein vielfaches k1einer als die eingesetzte Iodo-Gen'P'<br />
Menge. Bei der Verwendung von Iodo-Gen'>' als Oxidationsmittel ist generell weniger aufdie<br />
tatsachlich eingesetzte Menge an Iodo-GenTM zu achten, als vielmehr auf die Flache des im<br />
Reaktionsgefaf erzeugten Iodo-Genr'< Films. Fur reproduzierbare Ausbeuten muB von<br />
gleichen Iodo-GenP' Oberflachen ausgegangen werden.<br />
Das homogen geloste Chloramin-T wird dagegen nicht durch die Iodidtragerzugabe blockiert<br />
Eine Braunfarbung nach der Tragerzugabe verschwindet innerhalb von 2 Sekunden Die<br />
Abnahme der radiochemischen Ausbeute findet daher erst bei einer Iodidkonzentration start,<br />
die grofler als die Vorlauferkonzentration ist.<br />
In der folgenden Versuchsreihe wurde jeweils eine plf-Abhangigkeit unter Verwendung der<br />
Icdo-Gen'>' Methode und der Chloramin-T Methode aufgenommen Von besonderem<br />
Interesse war, ob der pH-Wert einen EinfluB auf das Ausbeuteverhaltnis der beiden<br />
Substitutionsisomere hat (Diagramme 3 1.4.-4 und 3.1A 5).<br />
m<br />
Iodo-Gen<br />
2<br />
T<br />
6-rI3 lI]IodmetaraminoL I<br />
4<br />
6<br />
Diagramm 3.1.4.-4 pH-Abhiingigkeit der Radioiodierung von Metaraminol mit der<br />
Iodo-Gcn'IM Methode<br />
pH<br />
Reaktionsbedingungen: 0.7'umol Iodo-gen "" abgeschieden aufder Reaktionsgefafi<br />
8<br />
1)<br />
innenwand, Img (3,2pmol) Metaraminol Bitartrat in 300pl<br />
Puffer, pH 8, 0,37-0, 74MBq (10-20pCi) Na 131L 10 min, RT;<br />
53<br />
14
proteineigenen Tyrosylresten lassen sich auch Histidinreste elektrophil radioiodieren, aIIerdings<br />
mit nicht so hohen Ausbeuten, jedoch ahnlichen Konsequenzen fur die biologische Aktivitat<br />
(157)" Proteine oderPeptide, die weder einen Tyrosyl, noch einenHistidinrest besitzen, lassen<br />
sich nicht direkt radioiodieren. 1973 entwickelten Bolton und Hunter ein Reagens, das<br />
Tyrosylreste an Proteine addiert Bei diesem sogenannten Bolton-Hunter-Reagens handelt es<br />
sich urn N-Succinimidyl-3-(4-hydroxyphenyl)propionat (Abb. 3 .. 15.-1), welches als leicht<br />
aIkalisch verseifbarer Aktivester (Linker) den Phenolrest iiber eine Propionatbriicke (Spacer)<br />
0;J mit N-terminalen Aminogruppen oder mit der freien Aminfunktion des Lysins verbindet<br />
o AnschlieBend laBt sich das Protein direkt radioiodieren<br />
HO O-N (151) Markiert man das Bolton-Hunter-Reagens<br />
stattdessen vor seiner Kopplung an das Protein und<br />
o trennt es von dem eingesetzten Oxidationsmittellab, so<br />
Abb. 3.1.5.-1 unterbleiben die fur die Bioaktivitat schadlichen<br />
Einwirkungen des Oxidationsmittels auf das Protein In den bisher beschriebenen direkten<br />
Radioiodierungen des Bolton-Hunter-Reagens wird bei pH 7,5 mit Chloramin-T gearbeitet<br />
(150,152). Aufgrund der unter diesem pH-Wert schon eintretenden Hydrolyse des Aktivesters<br />
muB die Reaktions- und Aufarbeitungszeit moglichst kurz sein. Unter Beriicksichtigung der fur<br />
die Iodo-Gen'" und Chloramin-T Methode beschriebenen pH / Ausbeutebeziehung (vergl.<br />
Diagramme 3.1.1.-1, 3.1.4.-4 und 3.1.4.-5) ist auch im sauren Medium, pH 3-4, mit hohen<br />
radiochemischen Ausbeuten zu rechnen, ohne daB die Gefahr einer HYdrolyse des Aktivesters<br />
besteht. Diagramm 3 .. 1.5 -1 zeigt die Ausbeute an radioiodiertem Bolton-Hunter-Reagens nach<br />
der Iodo-Gen'" Methode in Abhangigkeit vom pH-Wert<br />
58
ansehlieBenden ehromatographisehen Trennung aueh keine hoherwertigen fliiehtigen<br />
lodspezies mehr vorhanden sind.<br />
3.1.6. Zusammenfassende Bewertung der Iodo-Gent" Methode in wassrigen Systemen.<br />
Die lodo-GenTM Methode Iiefert im Vergleieh mit Chloramin-T keine hoheren Ausbeuten<br />
Beide Methoden zeigen ebenfalls dieselbe pfi-Abhangigkeit. Die Gemeinsamkeiten zwischen<br />
der Iodo-Gen'Y und der seit langem bekannten Chloramin-T Methode beruhen auf der selben<br />
funktionellen Stiekstoff - Chlor Gruppierung. Die Vorteile von lodo-GenTM Iiegen in seiner<br />
heterogenen Zweiphasenreaktion in wassrigen Pufferlosungen. Von Bedeutung fur die<br />
Reaktion ist weniger die eingesetzte Menge an Iodo-Gen'", als vielmehr die im<br />
ReaktionsgefaB erzeugte GroBe der Iodo-Gen'Y Oberflache Die direkte elektrophile<br />
Radioiodierung kann nur an der Oberflache stattfinden, wodureh storende Nebenreaktionen bei<br />
der lodo-GenTM Methode weniger stark ausgepragt sind als bei der Anwendung von<br />
Chloramin-T. Der bedeutenste Vorteil der Iodo-GenP' Methode ist die leiehte Abtrennung des<br />
OxidationsmitteIs von der Reaktionslosung. Erst diese Eigensehaft maeht die besehriebenen<br />
einfaehen Trennrnethoden mittels Kartusehensystemen moglich. Dabei geht es nieht nur urn die<br />
Abtrennung des Oxidationsmittels selbst, sondern aueh urn die Abtrennung unbekannter<br />
Radioiodverbindungen wie sie nur bei der Chloramin-T Methode in der Reaktionslosung<br />
auftreten konnen. Vermutlieh handelt es sieh bei diesen Radioiodverbindungen urn<br />
Radioiodamine, entstanden dureh Halogenaustausch. Mit Iodo-GenP' werden diese<br />
Radioiodamine aueh entstehen, aber dort bleiben sie unloslich an dem Iodo-Gen'Y haften, Eine<br />
ahnlich leiehte Abtrennung des OxidationsmitteIs von der Reaktionslosung wird mit an<br />
Polystyrolkugeln fixiertem Chloramin-T, den sogenannten Iodo-BeadsP' erreicht. In diesem<br />
Fall reagiert aueh Chloramin-T in einer Zweiphasenreaktion, die sieh kaum von der<br />
Zweiphasenreaktion des lodo-GenTM unterseheidet, da es letztlieh auf die funktionellen<br />
Stiekstoff- Chlor Gruppierungen ankommt.<br />
Uberlegen ist die im wassrigen homogene Chloramin-T Methode bei Zusatz von Trageriodid<br />
Die nur an der lodo-Gen Oberflache aktiven funktionellen Gruppen sind im Gegensatz zum<br />
komplett gelosten Chloramin-T schnell dureh hohere Mengen an Trageriodid bloekiert, was zu<br />
sinkenden radioehemischen Ausbeuten fuhrt lange bevor die Tragermenge den Wert der<br />
Vorlauferkonzentration erreieht In der Regel versueht man aber gerade ohne Tragerzusatz zu<br />
arbeiten, und dann ist der Iodo-Gent'< Methode gegeniiber der Chloramin-T Methode<br />
eindeutig der Vorrang zu geben.<br />
60
60<br />
T<br />
1 1<br />
Wasseraoteil [Vol %]<br />
T I<br />
I •<br />
• 1<br />
1<br />
Diagramm 3.2.1.-5 EinfluBvon Wasser aufdie radiochemische Ausbeute an 3-[I3I1]1od<br />
O-methyl-L-tyrosin.<br />
Reaktionsbedingungen: 50mmalll O-Methyl-L-tyrasin, 3,86mmal/llodo-Gen 1ll>, 0,37<br />
0,74MBq (10-20 jiCi)Na 131 L 300jilTFA, 45min, 60°C;<br />
Kommerziell erhaltliches Radioiodid wird als wassrige Losung geliefert. Es ist daher fur die<br />
Praxis von groBer Bedeutung, ob die wassrige Losung direkt ohne Ausbeuteverluste eingesetzt<br />
werden kann. Wie Diagramm 321 -5 zeigt, hat ein Wasserzusatz bis 100111, dies entspricht 25<br />
VoL%, keinen Einfluss auf die radiochemischen Ausbeuten Grofsere Zusatze an Wasser<br />
bewirken nur einen leichten Riickgang der Ausbeuten. Oberhalb eines Wasseranteils von 50<br />
Vo1.% fallt das in TFA geloste Iodo-Gen'Y aus, so daB dann das wasserlosliche Chloramin-T<br />
vorteilhafter ist.<br />
Diese mit O-Methyl-L-tyrosin bestimmten Ausbeutekurven gelten ohne Unterschied auch fur<br />
das anaioge O-Methyi-L-a-methyltyrosin.<br />
Die para-substituierten Anisolderivate lassen aufgrund der ortho / para dirigierenden Wirkung<br />
der Methoxyfunktion nur eine Substitution in der ortho Position zu Anders sind die<br />
Verhaltnisse bei meta substituierten Anisolderivaten. Direkte elektrophile n.c.a. Radioiodierung<br />
von meta-O-Methyl-D,L-a-methyltyrosin (meta-Methoxy-D,L-a-methylphenylalanin, Abb<br />
32.L-3)<br />
66<br />
,<br />
1..
H,CO<br />
CH,<br />
COOH<br />
I<br />
NH 2<br />
Iiefert zwei Markierungsprodukte, bei denen es sich<br />
vennutlich urn das 4- und 6-Radioiod-meta-O-methyl-<br />
D,L-o:-methylt-jfosin handelt Unter den bereits fur<br />
das O-Methyltyrosin genannten Reaktions-<br />
bedingungen in TFA mit Iodo-Gen" als Oxidations<br />
Abb. 3.2.1.-3 mittel Iiegt die Gesamtausbeute bei etwa 80%, und<br />
damit urn 25% hoher als beim para substituierten Analogen Die deutlich hohere<br />
Gesamtausbeute liillt sich auf die hier leicht substituierbare para standige Position zur<br />
Methoxyfunktion zuruckfuhren. Die Gesamtausbeute von etwa 80% steht auch im Einklang<br />
mit fruheren Untersuchungen zur Radioiodierung von Anisol Diese Untersuchungen zeigten<br />
ferner, daB 75% der Gesamtausbeute aus para-Produkt besteht (45). Die Radioiodierung von<br />
meta-O-Methyl-D,L-a-methyltyrosin liefert zwei Produkte, von denen das eine 80% und das<br />
andere entsprechend 20% der Gesamtausbeute betragen. In Analogie zu den mit AnisoI<br />
gewonnenen Erkenntnissen kann davon ausgegangen werden, daB das Substitutionsisomer mit<br />
der hoheren Ausbeute das para-Produkt, also 6-[l31I]Iod"meta-O"methyl-D,L-a.-methyItyrosin<br />
(Abb 32 L-4) ist<br />
H,CO<br />
"':::<br />
CH,<br />
COOH<br />
H,CO<br />
"':::<br />
# NH, # NH,<br />
I<br />
I<br />
Abb. 3.2.1.-4 Abb. 3.2.1.-5<br />
CH,<br />
COOH<br />
Bei dem zweiten Substitutionsisomeren mit der geringeren Ausbeute handelt es sich urn das<br />
ortho-Produkt, also 4-[l31I]Iod-meta-O-methyI-D,L-a-methyItyrosin (Abb. 3.2.. I .-5) Ein<br />
drittes Substitutionsisomer (das zweite mogliche ortho-Produkt), 2-[l3II]Iod-meta-O-methyI<br />
D,L-a-methyItyrosin tritt nicht auf Erklaren Iiillt sich dies tiber eine sterische Abschinnung der<br />
2-Position durch die Seitenkette wie in Abschnitt 3. IA. fur Metaraminol diskutiert.<br />
3.2.2. Direkte elektrophile Radioiodierungpara-substituierter Anisolderivate.<br />
Nachdem sich O-Methyl-L-tyrosin bzw.. O-Methyl-L-a-methyltyrosin erfolgreich direkt mit<br />
Iodo-Gen'[" in TFA radioiodieren lieBen, wurde diese Methode im folgenden auf ihre<br />
Tauglichkeit bezuglich anderer para-substituierter Anisolderivate untersucht Dabei wurde ein<br />
besonderes Augenmerk auf die aktivierende bzw. deaktivierende Wirkung des para<br />
Substituenten gelegt. Tabelle 3.2.2."I zeigtdie eingesetzten Anisolderivateund die mit der<br />
Iodo-GenTM I IFA Methode erzielten radiochemischen Ausbeuten<br />
67
Gleichung 3.2.2.-1<br />
Gleichung 3.2.2.-2<br />
Diese Gruppe iodierte u.a. Benzol, Toluol und Anisol in hohen Ausbeuten durch den Einsatz<br />
von Silbertrifluoracetat und Iod, Lediglich Nitrobenzol lieB sich unter diesen Bedingungen<br />
nicht iodieren Die starke elektronenziehende Wirkung der Trifluonnethylgruppe ist fur die<br />
gesteigerte Elektrophi\ie des Iods im Trifluoracetylhypoiodit verantwortlich (AbbJ.22 -1).<br />
0<br />
CF3 • ......<br />
Abb. 3.2.2.-1<br />
0+<br />
COOl<br />
,<br />
,<br />
Haszeldine und Sharp benutzten Silbertrifluoracetat ill<br />
Nitrobenzol und nicht Trifluoressigsaure als Solvens, da<br />
e1ementares Iod in TFA unloslich ist<br />
Eine Weiterentwicklung dieser Methode veroffentlichten 1975 Goosen et al. (129,130). Sie<br />
verwendeten N-Iodacetarnid als Ioddonor fur die direkte e1ektrophile Iodierung u a. von<br />
Benzol, Toluol, Chlorbenzol und Aniso1 und erzielten ahnlich hohe Ausbeuten wie Haszeldine<br />
und Sharpe. Als Losungsmittel kam Trifluoressigsaure zum Einsatz Nitrobenzol lieB sich<br />
allerdings auch mit dieser Methode nicht iodieren Die Vorteile dieser Methode gegenuber der<br />
Silbertrifluoracetatmethode liegen in der Loslichkeit von N-Iodacetarnid in TFA im Gegensatz<br />
Z'J rod, und dcr Unempfindlichkeit von Nelodacetamid gegen Licht im Gegensatz zu<br />
Silbersalzen. Das tatsachliche elektrophile Iodierungsagens ist auch hier das in-situ aus N<br />
Iodacetarnid und TFAgebildete Trifluoracetylhypoiodit (G1. 3.2.2-3)<br />
Gleichung 3.2.2.-3<br />
Eine Iso1ierung des Trifluoracetylhypoiodits gelang bisher nicht, da es bei hoheren<br />
Temperaturen tiber einen Radikalmechanismus zerfallt Dennoch konnten Goosen et al. die in<br />
situ Existenz von Trifluoracetylhypoiodit zweifelsfrei mit Hilfe der NMR-Technik nachweisen<br />
Das Resonanzsignal des aciden Protons der Trifluoressigsaure verschwindet nach Zugabe eines<br />
Uberschusses an N-Iodacetarnid, da sich entsprechend Gleichung 322-3<br />
Trifluoracetylhypoiodit bildet (130)-<br />
Iodo-GenP' ist ein cyclisches, vierfaches, und durch seine unpolaren Phenylreste<br />
wasserunlosliches, N-Chlorarnid (Abb 3.2.2.-2)<br />
69<br />
,
der n.c.a Radioiodierung bzw. Bromierung von Anisol erzielt wurden (45,51,160,177). Die im<br />
Anhydrid vorhandenen Spuren IFA reichen meistens aus, urn katalytisch zu wirken. In einem<br />
Fall beschreiben Coenen et al. (I76}, dall erst durch Zugabe von freier TFA die<br />
Radiobromierung von Toluol in Trifluoressigsaureanhydrid anlauft. In dieses Bild paBt auch,<br />
daB eine Verdiinnung der IFA, Z.E.. mit Wasser (vergl Diag. 3.2.L-5), kaum Auswirkungen<br />
auf die Reaktion hat Goosen et al. gaben die Trifluoressigsaure dem Aromaten hinzu,<br />
wodurch die IFA praktisch durch den zu iodierenden Arornaten verdiinnt war. Hochste<br />
Ausbeuten erhielten Goosen et al. bei einem molaren Verhiiltnis von 3/1 fur IFA zu<br />
Iodacetarnid. Letzteres liiBt sich natiirlich fur eine n.ca. Radioiodierung nicht ubemehmen<br />
An weniger gut aktivierten Aromaten, wie z.B. Phenylalanin, konnte keine direkte elektrophile<br />
n .. C.a .. Radioiodierung beobachtet werden. Dies ist umso bedauerlicher, da Goosen et al. in der<br />
praparativen Chemie mit dieser Technik noch schwach deaktivierte Aromaten wie Chlorbenzol<br />
in einer Ausbeute von 69% iodieren konnten Dieser Unterschied kann nur auf die extrem<br />
niedrige Konzentration an n.c.a. Radioiodid und darnit Trifluoracetylhyporadioiodit zuruck<br />
gefuhrt werden<br />
3.2.3. Direkte elektrophile Radioiodierung des O-methylierten Bolten-Hunter-Reagens,<br />
In Abschnitt 3.1.5. wurde bereits die n.c.a Radioiodierung von N-Succinimidyl-3(4<br />
hydroxyphenyl)propionat (Bolton-Hunter-Reagens) beschrieben Bei Versuchen zur in vivo<br />
Deiodierung von Tyrosinderivaten hatte sich gezeigt, daB 3-Radioiod-O-methyl-L-tyrosin eine<br />
bemerkenswerte Stabilitat aufweist (vergl. Abschnitt 4.2.). In Analogie hierzu bestand die<br />
Hoffnung, daB auch das O-methylierte Bolton-Hunter-Reagens (N-Succinirnidyl-3(4<br />
methoxyphenyl)propionat) eine verbesserte in vivo Deiodierungsstabilitat aufweist Eine<br />
direkte elektrophile Radioiodierung von (N-Succinimidyl-3(4-methoxyphenyl)propionat) lieB<br />
sich nach der IFA / Iodo-Gen'Y Methode problemlos mit guten radiochernischen Ausbeuten<br />
von tiber 60% durchfuhren Der Aktivester ist in Trifluoressigsaure stabil. Nach Evaporation<br />
der IFA kann der radioiodierte Aktivester mit einer schwach essigsauren Losung aus Wasser /<br />
Acetonitril aufgenommen und mittels HPLC gereinigt werden Ein Aufuahme des<br />
radioiodierten Produkts in neutraler bis leicht alkalischer Bisulfitlosung, die nicht umgesetztes<br />
Radioiod zu nicht fluchtigem Iodid reduziert, ist aufgrund der dann sofort eintretenden<br />
Esterhydrolyse nicht moglich. Trotzdem lieB sich der Reaktionsriickstand problemlos<br />
aufarbeiten. Dieses Beispiel der direkten elektrophilen Radioiodierung des O-methylierten<br />
Bolton-Hunter-Reagens zeigt die breite Anwendbarkeit der Radioiodierung in IFA<br />
71
3.2.4. Entwicklung einer Besteck- (Kit) Priiparation von 3-[l23I]Iod-O-methyl-L<br />
tyrosin, [l23I]OMIT und 3-[l23I]Iod-O-methyl-L-a-methyltyrosin, [l23I]OMIMT.<br />
1mHinblickaufeinen moglichen Einsatz von 3-[l23I]Iod-O-methyl-L-tyrosin ([l23I]OMIT) und<br />
3-[l23I]Iod-O-methyl-L-a-methyltyrosin ([l23I]OMIMT) in der Nuklearmedizin wurde im<br />
folgenden fur diese Substanzen eine einfache Bestecksynthese entwickelt. Die Aufreinigung<br />
geIingt auch hier unter Umgehung der HPLC tiber Trennkartuschen.. Dabei sollte, ahnlich wie<br />
in Abschnitt J.L2. fur IMT beschrieben, das Radiopharmakon in einer injektionsfertigen<br />
Losung gewonnen werden. Auch diesmal kamen Sep-Pak'" Kartuschen gefullt mit C-18<br />
Material zum Einsatz. Aufgrund der erhohten Lipophilie der O-methylierten Tyrosine ist mit<br />
einer langeren Retentionszeit des Vorlaufers als auch des radioiodierten Produkts auf der<br />
Kartusche zu rechnen. Urn dennoch eine ausreichende Trennung zu gewahrleisten, muB in<br />
diesem Fall eine etwa doppelt so groBe Kartusche (Sep-Pak'Y C-18 environmental) im<br />
Vergleich zur IMT - Reinigung verwendet werden. Nach Ende der Reaktion wird die TFA<br />
vertrieben und der Ruckstand mit einer wassrigen, leicht alkalischen Bisulfitlosung<br />
aufgenommen und auf eine zuvor konditionierte Kartusche gegeben. Nicht umgesetztes<br />
Radioiodid, Vorlaufer und Nebenprodukte werden mit den folgenden 17m! physiologischer<br />
Kochsalzlosung mit einem Anteil von 9% Ethanol quantitativ von der Kartusche gespiilt<br />
Diagramm 3.2.4.-1 zeigt ein HPLC-UV-Radiochromatogramm dieser Losung.<br />
Inicht umqesetztes ,I Radioiodid<br />
J<br />
Nebenprodukt<br />
0.<br />
uv<br />
Radioaktivitat<br />
etwasOMIMT<br />
Diagramm 3.2.4.-1 HPLC-Chromatogramm der mittels Sep-PakP' Kartusche<br />
abgetrennten Verunreinigungen der OMIMT-Synthese<br />
Das sich noch auf der Kartusche befindende Produkt wird mit zunachst 1,5m! Ethanol und<br />
anscWieBend mit 5m! physiologischer Kochsalzlosung durch ein Sterilfilter von der Kartusche<br />
72<br />
RII<br />
RJI
3.3. N.c.a. Radioiodierung komplexer Rezeptorliganden<br />
3.3.1. Radioiodierung von 1,3-Dipropyl-8-(4-hydroxybenzyI)-xanthin und<br />
1,3-Dipropyl-8-(4-methoxybenzyl)-xanthin.<br />
Die phannakologische Wirkung von Xanthinderivaten ist seit alters her bekannt. Die<br />
gelaufigsten Vertreter sind die in Pflanzen vorkommenden Verbindungen Coffein, Theophyllin<br />
und Theobromin. Aufgrund ihrer psychostimulierenden Wirkung, sind sie in anregenden<br />
Getranken wie Kaffee, Tee oder Cola geschatzt. Neben diesen zentralerregenden<br />
Eigenschaften finden sie auch aufgrund ihrer positiv inotropen Wirkung Anwendung bei akuter<br />
Herzinsuffizienz. Bei der Untersuchung ihres Wirkungsmechanismus wurde festgestellt, daB sie<br />
u.a.. Adenosinrezeptoren blockieren (139). Als Adenosinrezeptor-Antagonisten eignen sich<br />
Xanthinderivate zur Untersuchung von Adenosinrezptoren und deren Subtypen<br />
Adenosinrezeptoren wurden in einzelnen Himarealen gefunden (163-165). Diese<br />
Untersuchungen wurden mit Cyc1ohexyladenosin durchgefuhrt, das eine schlechte Blut-Hirn<br />
Schranken Gangigkeit aufweist Eine deutliche bessere Hirngangigkeit zeigen die<br />
Xanthinderivate, weshalb ihre radioaktiv markierten Verbindungen geeignete in vivo Tracer<br />
von Adenosinrezeptoren darstellen (153,154,166,191). Es wurde deshalb 1,3-Dipropyl-8-(4<br />
hydroxybenzyl)-xanthin und 1,3-Dipropyl-8-(4-methoxybenzyI)-xanthin direkt am Phenol<br />
bzw. AnisoIrest radioiodiert. Bei diesen Xanthinderivaten ist aufgrund ihrer Substituenten mit<br />
einer gesteigerten Lipophilie und damit gesteigerten Himgangigkeit zu rechnen. Die n.c.a.<br />
Radioiodierung erfoIgte mit Iodo-Genl" in wassriger Pufferlosung (pH 8) zu 1,3-DipropyI-8<br />
(3-[13lI]iod-4-hydroxybenzyl)-xanthin (Abb33 1-1) mit etwa 60% radiochemischer Ausbeute<br />
Abbildung 3.3.1.-1 1,3-Dipropyl-8-(3-[1 311jiod-4-hydroxybenzyl}-xanthin<br />
und mit Iodo-Gen''" in Trifluoressigsaure zu I,3-DipropyI-8-(3-[13lI]iod-4-methoxybenzyI)<br />
OH<br />
xanthin (Abb3 3.1.-2) mit etwa 70% radiochemischer Ausbeute problemlos.<br />
74
OCR,<br />
Abbildung 3.3.1.-2 1,3-Dipropyl-8-(3-[13Jljiod-4-methoxybenzyl}-xanthin<br />
Die Produktisolation gelang mit Hilfe der HPLC (vergl. Absclmitt 5A.l.). Urn eine im<br />
Tierversuch injizierbare Losung zu erhalten, wurde das Acetonitrilhaltige Eluat einrotiert und<br />
mit isotonischer Kochsalzlosung aufgenommen<br />
Interessanterweise gelang die nach dem selben Muster vorgenommene Radioiodierung an 1,3<br />
Dipropyl-8-(4-hydroxyphenyl)-xanthin und 1,3-Dipropyl-8-(4-methoxyphenyl)-xanthin nicht<br />
(Abb. 33 1-3) Die inaktive Iodierung des 1,3-Dipropyl-8-(4-hydroxyphenyl)·xanthin mit<br />
ethanolischer Iodlosung in wassriger Ammoniaklosung ist ebenfalls nicht moglich.<br />
Offensichtlich ist der Aromat beziiglich einer direkten elektrophilen Substitution deaktiviert<br />
Abbildung 3.3.1.-3 1,3-Dipropyl-8-(4-hydroxyphenyl)-xanthin (R=H) und<br />
OR<br />
1,3-Dipropyl-8-(4-methoxyphenyl)-xanthin (R=CH}<br />
Hervorgerufen wird diese Deaktivierung von einer durchgehenden Konjugation des<br />
aromatischen n-Elektronensystems mit den Doppelbindungen des Xanthin Die dem Xanthin<br />
eigenen vier Stickstoff- und zwei Sauerstoffatome bewirken als elektronegative Elemente eine<br />
elektronenziehende Wirkung auf das sich in der 8-Position befindende aromatische System<br />
Diese elektronenziehende Eigenschaft des Xanthins ist vergleichbar mit einer durch Nitro- oder<br />
Cyanogruppen hervorgerufenen Deaktivierung des Aromaten. Abbildung 331-4 zeigt zur<br />
Verdeutlichung eine von mehreren moglichen Resonanzstrukturen, in denen der Aromat an<br />
Ladung verarmt ist.<br />
75<br />
I
p-[l3lI]Iodbenzoesaure als Ausgangsstoff fur die Synthese von N-Succinimidyl-p<br />
[l3lI]iodbenzoat wurde entsprechend der allgemeinen Vorschrift von Moerlein (l00) mit CuCl<br />
in DMSO ausp-Brombenzoesaure in radiochemischen Ausbeuten von etwa 60% hergestellt<br />
Verglichen mit den hohen Ausbeuten der Destannylierung (l74) erscheinen die mit der<br />
Kupfer(I)-katalysierten Reaktion moglichen Ausbeuten bescheiden. Dennoch stellt diese<br />
Methode aufgrund der entfallenden Vorlaufersynthese eine sinnvolle Alternative zur<br />
Destannylierung dar, solange nur geringe Aktivitatsmengen fur z.B in vitro Untersuchungen<br />
verarbeitet werden. Benotigt man groBe Aktivitatsmengen fur z.B. die nuklearmedizinische<br />
Diagnostik, so wird man aus Kostengriinden der Methode mit der hochsten radiochemischen<br />
Ausbeute den Vorzug geben. Hinzuweisen ist in diesem Zusammenhang noch auf eine neue,<br />
von Henneken (46) beschriebene Kupfer(I)-katalysierte Methode, die unter Einsatz von<br />
Kupfer(I)sulfat zu ebenfalls hohen radiochemischen Ausbeuten bis zu 90% fuhrt<br />
3.4.2. Kupfer(I) unterstiitzte Radioiodierung von L-Phenylalanin<br />
p-Radioiodphenylalanin ist schon seit langem bekannt (z.B. 178-182) Obwohl es eine<br />
gesteigerte in vivo Aufuahme in der Bauchspeicheldruse zeigt (181), fand es als<br />
Radiopharmakon bis heute keine Routineanwendung Lezteres hangt sicherlich auch mit seiner<br />
im Vergleich zu den Tyrosinderivaten aufwendigen Synthese zusammen In der Vergangenheit<br />
wurdep-Radioiodphenylalanin uber einen Isotopenaustausch in der Schmelze (181), uber einen<br />
Festphasenisotopenaustausch in Ammoniumsulfat (179), tiber eine modifizierte Sandmeyer<br />
Reaktion (178), n.c.a.. uber eine Destannylierung (156) und n.c.a. uber einen Kupfer(I)<br />
katalysierten Halogenaustausch (182) gewonnen. Letztere Veroffentlichung von Mertens et al.<br />
beschreibt die Synthese von p-Radioiodphenylalanin unter dem katalytischen EinfluB von<br />
Kupfer(I), das in situ durch ein Reduktionsmitte1 erzeugt wird. Der Vorteil einer<br />
Radioioddebromierung ist die leichte Zuganglichkeit des kauflichen p-Brom-L-phenylalanin.<br />
Eine Synthese von p-Radioiodphenylalanin nach der Methode von Moerlein (100) in DMSO<br />
als Losungsmittel wurde im folgenden untersucht. Erstaunlicherweise scheiterten alle Versuche<br />
p-Brom-L-phenylalanin entsprechend der Methode von Moerlein zu p-Radioiod-L<br />
phenylalanin urnzusetzen Nun ist schon seit langem bekannt, daB Aminosauren stabile<br />
Kupferkomplexe bilden (zB. 183-185), was vermutlich die Kupferkatalyse stort Aus diesem<br />
Grund wurde die Aminofunktion von p-Brom-L-phenylalanin durch eine Trifluoracetylgruppe<br />
geschiitzt (186). Letzteres ge1ingt durch Losen der Aminosaure in einem Gemisch aus<br />
Trifluoressigsaure und Trifluoressigsaureanhydrid sowie anschlieBendem Evaporieren. Bei dem<br />
festen Ruckstand handelt es sich quantitativ urn N-Trifluoracetyl-p-brom-L-phenylalanin.. Diese<br />
N-geschiiiZie Aminosaure laBt sich problemios mit Cutl als Katalysator in DMsO unter<br />
Zugabe von Zitronensaure in Ausbeuten urn die 60% radioioddebromieren<br />
78
3-Iod-L-tyrosin<br />
Iodo-Gen<br />
Kaliumiodid<br />
Kupfer(I)cWorid F1uka<br />
Kupfer(II)sulfat-pentahydrat Merck<br />
(-)-Metaraminol-bitartrat Sigma<br />
p-Methylanisol Aldrich<br />
L-a-Methyltyrosin Aldrich<br />
Methanol Riedel-de Haen<br />
p-Methoxyacetophenon F1uka<br />
3-(4-Methoxyphenyl)-propionsaureAldrich<br />
Natriumbisulfit Merck<br />
Natriumcarbonat Merck<br />
Natriumhydroxid Merck<br />
Natriumnitrit Merck<br />
Natriumsulfat Merck<br />
p-Nitroanisol Acros<br />
O-Methyl-L-tyrosin Aldrich<br />
meta-O-Methyl-D,L-a-methyl-<br />
tyrosin Aldrich<br />
Pufferlsg. Merck<br />
Quecksilber(lI)oxid, gelb Merck<br />
Salzsaure Riedel-de Haen<br />
Silicagel 60 Merck<br />
Schwefelsaure Riedel-de Haen<br />
O-(N-Succinimidyl)-N,N,N',N'<br />
Aldrich<br />
Pierce<br />
Merck<br />
-tetramethyluronium tetrafluoroborat Fluka<br />
Tetrafluoroborsaure Merck<br />
Tetrafluoroborsaure Merck<br />
Trifluoressigsaure Merck<br />
Trifluoressigsaureanhydrid Merck<br />
L-Tyrosin Merck<br />
Zitronensaure-monohydrat F1uka<br />
Radioiodidliisungen:<br />
>97%<br />
zur Radioiodierung<br />
p.a.<br />
purum, 97%<br />
p.a<br />
keine Angaben<br />
99%<br />
>98%<br />
p.a.<br />
>99%<br />
98%<br />
p.a<br />
p ..a.<br />
p.a<br />
p.a.<br />
p.a.<br />
99+%<br />
>98%<br />
keine Angaben<br />
gebrauchsfertig<br />
pa<br />
p.a<br />
Korngrofle 0,063-0,2rnm<br />
p.a.<br />
>98%<br />
35% wassrigeLosung, reinst<br />
54% in Diethylether, zur Synthese<br />
p.a.<br />
zur Synthese<br />
>99%<br />
puriss., 99,5<br />
Natrium[l23I]iodidlosung wurde geliefert von Cygne BV, Eindhoven University ofTechnology,<br />
Niederlanden<br />
86
Spezifische Aktivitat > 2 X 10 17 Bq/mol (5 x 10 6 Ci/mol)<br />
Radiochemische Reinheit: > 97,5%<br />
NatriumfP'Ijiodidlosung wurde geliefert von Amersham Buchler, Braunschweig,<br />
in einer spezifischen Volumenradioaktivitat von 3,7 • lO-6[Bq/J.l1].<br />
Die angelieferte Probe wurde sofort unter Inertgas (Argon) gestellt<br />
Weitere Materialien<br />
-Reacti Vial von Alltech, Unterhachingen<br />
- Sep-Pak'" C-18 Plus und Sep-Pak" C-18 environmental Kartuschen von Millipore,<br />
Eschbom.<br />
- Sterile isotonische Kochsalzlosung von Braun - Melsungen AG, Melsungen<br />
- Sterilfilter, 22!1m Porenweite, von Millipore, Eschborn<br />
Zur AnaIytik wurden foIgende Gerate bzw. Serviceabteilungen in Anspruch genommen:<br />
IH-NMR-Spektroskopie<br />
Bruker Typ WP-80; Signale wurden gegen TMS als interner Standard gemessen; die<br />
chemische Verschiebung wird in 0 (ppm) angegeben.<br />
Infrarot-Spektroskopie<br />
Shimadzu IR-460; aile Verbindungen wurden als Kaliumbromid-PreBling gemessen<br />
Schmelzpunktbestimmung<br />
Mit einem Mettler FP 61;<br />
Elementaranalyse<br />
Durch die Zentralabteilung fur Chemische Analyse des Forschungszentrum Julich<br />
Durch das Institut fur Erdol- und Organische Chemie des Forschungszentrum Jiilich, Herm U.<br />
Disko, an einem Finnigan 5100 SP (ElektronenstoBionisation bei 70eV und DirekteinlaB)<br />
Garnmacounter<br />
Packard, United Technologies; Typ: Minaxi y, Auto-Ganuna 5000 Series<br />
Hochdruckfliissigkeitschromatographie<br />
Siehe Kapitel 5.4.1.<br />
87
5.2. Darstellung der Markierungsvorliiufer und der inaktiven Referenzverbindungen.<br />
5.2.1. O-MethyI-L-a-methyltyrosin (183,184,192)<br />
In einen 50 ml Zweihalskolben gibt man zu 507 mg (2,6 mmol) a-Methyl-L-tyrosin, gelost in 8<br />
ml 1 N Natronlauge, unter Ruhren 0,32 g (1,3 mmol) Kupfer(II)-sulfat-pentahydrat, gelost in 2<br />
ml Wasser. Die entstandene tietblaue Losung wird 30min bei RT geriihrt. AnsehlieBend tropft<br />
man mit einer Spritze einen Uberschufl, insgesamt 0,45 ml (4,7 mmol) Dimethylsulfat zu,<br />
ruhrt weitere 3 h bei Raumtemperatur und laBt uber Naeht stehen. Es fallt ein tietblauer<br />
Niedersehlag aus, der sieh abnutsehen laBt Dieser Feststoffwird in 7 ml 1 N Salzsaure gelost<br />
In die Losung leitet man 1h Sehwefelwasserstoff, filtriert von dem ausgefallenen Kupfersulfid<br />
ab und erhitzt das Filtrat 15 min, urn uberschussigen Sehwefelwasserstoff zu vertreiben. Die<br />
Losung wird mit 1 N Natronlauge neutralisiert, und zur Isolierung des Produkts im Vakuum<br />
bis aufeinen Milliliter Restvolumen eingeengt. Man erhalt einen weiBen, floekigen Feststoff.<br />
Ausbeute : 160 mg (0,77 mmol) entsprieht 30 % der Theorie.<br />
Dieses Rohprodukt enthalt noeh bis zu 5 % a-Methyl-L-tyrosin, das spater bei der Radio<br />
iodierung stort. Aus diesem Grund ist eine Naehreinigung mittels priiparativer HPLC er<br />
forderlieh<br />
IH-NMR, 0 [ppm], (DP/DCI): 1,65 (s, 3H, C.fl,), 3,2 (q, 2H, CHz), 3,8 (s, 3H, OC.fl,), 7,3<br />
(AA'XX'.4Ii. CR):<br />
, - - '1" "Y-<br />
IR [em-I] (KBr): 3480 (OR), 1700-2000 (sehwaeh, aryl), 1610 (-COO-), 1459, 1504 (-N.fl,+),<br />
1398 (-C.fl,), 1249 (Ar-O-C.fl,), 1117 (Amin (C-N», 1029 (O-C.fl,), 785 (C-R);<br />
Massenspektrum (E I, 70eV, rn/z): M+ = 209, 164 (M+ -45), 121 (M+ -88),107 (M+-I02), 88<br />
(M+-121), 77 (M+ 107-30), 57 (M+ 102-45);<br />
I<br />
Elementaranalyse:<br />
Element<br />
Berechnet<br />
[%]<br />
Gefunden<br />
[%]<br />
T.711 -.....LY:"<br />
l'\..OIlIefiStOll U.),.1 Ul,J<br />
Stiekstoff 6,7 6,6<br />
Wasserstoff 7,2 7,1<br />
88
oder dureh UmkristalIisation in Methanol gereinigt Die Ausbeuten liegen naeh Reinigung bei<br />
50±1O%<br />
Analytisehe Daten der naeh dieser Methode hergestellten Anisolderivate:<br />
2-Iod-4-methylanisol<br />
IH-NMR, /) [ppm], (CDCI 3): 222 (s, 3H, -CH 3), 3.80 (s, 3H, -O-CH 3), 6.71 - 780 (ABC,<br />
3H, aryl); IR [cm-'] (KBr): 2930 (CH 3), 1598 (C=C, aryl), 1487 (C=C, aryl), 1249 (C-O),<br />
1048 (CH 3-O), 800 (C-H, aryl), 728 (C-H, aryl); B.P Smm Hg : 48°C;<br />
2-Iod-4-chloranisol<br />
IH-NMR, /) [ppm], (CDCI 3): 383 (s, 3H,-O-CH 3), 661 - 7.72 (ABC, 3H, aryl); IR [cnrt]<br />
(KBr): 2930 (CH 3), 1576 (C=C, aryl), 1471 (C=C, aryl), 1258 (C-O), 1041 (CH 3-O), 800 (C<br />
H, aryl);<br />
B.PS5mmHg: 110°C;<br />
s-Iod-c-anissaure<br />
Mit ein paar Tropfen Tetrafluorborsaure in Diethylether (54%) wird die Anissaure in<br />
Dichlormethan in Losung gebraeht.<br />
IH_NMR, /) [ppm], (DMSO)· 3.85 (s, 3H, -O-CH 3), 6 87 - 825 (ABC, 3H, aryl); IR [cm-']<br />
(KBr): 3135 (=C-H), 2840 (O-CH 3), 1675 (C=O), 1429 (OH), 1267 (C-O), 1044 (CH 3-O),<br />
801 (C-H, aryl); M.P..: >240°C Zersetzung (Lit. 234-235°C (199»;<br />
s-Iod-s-amssauremethylester<br />
IH-NMR, s [ppm], «CD3)2CO): 3.80 (s, 3H, C(O)-O-CH 3), 3.85 (s, 3H, O-CH 3), 7.00 -8,37<br />
(ABC, 3H, aryl); IR [cm-'] (KBr)· 1697 (C=O), 1249 v.,(C-C(O)-O), 1214 v(C-O), 1114 (C<br />
O-C), 1062 (Aryl-I), 1028 (O·CH 3), (824 (C-H, aryl); MP: 96°C (Lit. 94-95°C (199»;<br />
3-Iod-4-methoxyacetophenon<br />
IH-NMR, s [ppm], (CDCI 3): 253 (s, 3H, C(O)-CH 3), 3.93 (s, 3H, -O-CH 3), 6.78 - 838<br />
2840 (-OeCH 3); 1661 (C=O), 1349/)(CH 3 )sy> 1256 (C-O), 1035 (C-O), 816 (C-H, aryl); M.P..<br />
102°C;<br />
5.2.8. 3-(4-Methoxyphenyl)-propionsaure-N-succinimidylester (O-methyliertes Bolton<br />
Hunter-Reagens) (175,195,196)<br />
50mg (0,28mmol) 3-(4-Methoxyphenyl)-propionsaure werden in Zml Aeetonitril gelost, und<br />
mit 193,5 mg (1,4mmol) wasserfreiem Natriumcarbonat versetzt. Naeh funfminutigem Ruhren<br />
93
Teflonseptum verschlossen 0,4mg (0,2!!moI) L-a-MethyItyrosin werden in SOO!!I<br />
Pufferlosung, pH 8 (Merck), weniger dem VoIumen der Radioiodidlosung, gelost. Urn eine<br />
klare Losung zu erhalten, ist evtl. em leichtes Erwarmen mit dem Fon notig Mit einer lml<br />
Tuberkulinspritze wird die Lce-Methyityrosinlosung in das RadioiodidIiefergefliJ3 gegeben. Bei<br />
dem LiefergefliJ3 der wassrigen Natrium[123I]iodidlosung von Cygne handelt es sich urn ein<br />
Spitzvial mit O,Sml VoIurnen, das durch ein Septum verschlossen ist Daher ist bei dem<br />
Transfer der Lo.-Methylryrosinlosung mit der Spritze das LiefergefliJ3 gIeichzeitig durch eine<br />
zweite Kanule zu entluften. Nach Entfemen der Spritze und der zweiten Kanule wird das<br />
LiefergefliJ3 mit der L-a-MethyItyrosiniosung kraftig geschuttelt, so daB keine grofseren<br />
Radioiodidmengen an der GefliJ3innenwand haften konnen Nun wird die L-a<br />
Methyltyrosinlosung mit dem Radioiodid durch eine lrnl Tuberku1inspritze (Entluften wieder<br />
erforderlich) in das ebenfalls mit einem Septum verschlossene ReaktionsgefliJ3 transferiert. Von<br />
diesem Moment an lauft die Reaktion. Das Reaktionsgefaf wird einige Male Ieicht geschiittelt,<br />
urn die diffusionskontrollierte Zweiphasenreaktion zu erieichtem. Nach lOmin bei<br />
Raumtemperatur wird die Reaktionslosung mit einer Tuberkulinspritze entnommen, mit einer<br />
zweiten Tuberkulinspritze wird das ReaktionsgefliJ3 mit O,Smg (2,6!!moI) Natriumbisulfit,<br />
gelost in 2S0!!I Pufferlosung pH 8, ausgespiilt und auch diese Losung wird von der ersten<br />
Tuberkulinspritze, die noch die Reaktionslosung beinhaltet, aufgenommen Diese<br />
Rohproduktlosung wird zur Reinigung auf die schon konditionierte Sep-Pak C-18 plus<br />
Kartusche, die sich zum Strahlenschutz in einer Bleihulse befindet, gegeben.<br />
Als Eluens wird sterile physiologische Kochsalzlosung mit einem 5% igen Ethanolanteil<br />
verwendet. Die ersten 2,2ml EIuat werden verworfen AnschlieBend wird die Sep-Pak<br />
Kartusche mit einem SterilfiIter und einer neuen steriIen Kanule versehen, durch die das<br />
Produkt direkt mit den foIgenden 10ml EIuat in ein steriles Transportgefaf iiberfuhrt wird<br />
(vergi. Abb. 3.1.2.-1)<br />
Radiochemische Ausbeute: 8S±S%<br />
Radiochemische Reinheit: > 98%<br />
Spezifische Aktivitat >185 TBq/mmoI (5000 CilmmoI)<br />
96
Start der Reaktion durch<br />
Zugabe von 123 lodid<br />
unda-MT<br />
Reaktionsgefiig,<br />
Innenseite belegt mit<br />
lodo-Gen, 10min<br />
Reaktionszeit bei RT<br />
Uberfiihren der<br />
Reaktionslsg. auf eine<br />
Sep-Pak Kartusche<br />
Abbildung 5.3.1.-1 IMT-Synthese<br />
)<br />
! Elution<br />
mit physiol.<br />
Kochsalzlsg. I 5% Ethanol<br />
5 min<br />
Sep-Pak C-18,<br />
in einer Bleihiilse<br />
mm_bimill Sterilfilter<br />
Steriles Transportgefiig<br />
Mit dieser Vorschrift lassen sich Ausgangsaktivitaten an [123I]Iodid zwischen 740 MBq (20<br />
mCi) bis 1850 MBq (50 mCi), wie sie in der radiopharmazeutischen Praxis ublich sind, ohne<br />
Kontaminationsgefahr handhaben. Fur den Strahlenschutz genugen die ublichen<br />
Bleiabschirmungen. Bleihulsen fur die Kartusche und die Spritzen sind zu empfehlen..<br />
5.3.2. 4-Hydroxy-3-[l31I]iod-(±)-ephedrin<br />
0,15mg (0,3511mol) Iodo-Gen?" werden in 200111 Chloroform gelost und in ein Reacti Vial<br />
gegeben. Durch einen Argonstrom wird das Chloroform vertrieben, so daB sich das Iodo-Gen<br />
TM als diinner Film auf der ReaktionsgefaJ3innenwand abscheidet. Dazu werden 0,5mg<br />
(2,311mol) (±)-4-Hydroxyephedrin Hydrochlorid, gelost in 500111 Pufferlosung, pH 8 Merck,<br />
die auch die Radioiodidlosung (typischerweise 1,48MBq, 4011Ci [l31I]Iodid) beinhaltet,<br />
gegeben. Darauf wird das Reaktionsgefii./3 sofort verschlossen. Nach Inkubation bei<br />
Raumtemperatur fur 10min unter gelegentlichem leichtem Schutteln, wird die Reaktionslosung<br />
mit einer Spritzeentnommen. Das ReaktionsgefaJ3 wird mit O,Smg (2,611mol) Natriumbisulfit,<br />
gelost in 25°111 Pufferlosung pH 8, ausgespult AnschlieBend wird die Reaktionslosung mit der<br />
Natriumbisulfitlosungvereinigt und die Ausbeute per Radio-HPLC bestinnnt.<br />
Radiochemische Ausbeuten: 80±5%<br />
4-Hydroxy-3-[l31I]iod-(±)-ephedrin laBt sich ahnlich, wie unter 5.3.1 fur 3-[123I]Iod-L-amethyltyrosin<br />
(IMT) beschrieben, in einer injektionsfertigen Losung durch eine<br />
Kartuschenaufreinigung gewinnen. Dazu wird die Produktlosung auf eine zuvor, wie unter<br />
97
5.3.1. besehrieben, konditionierte Sep-Pak C-18 plus Kartusehe gegeben. Die Elution erfolgt<br />
aueh in diesem Fall mit physiologiseher Kochsalzlosung mit einem Ethanolanteil von 5%.<br />
folgenden 20ml Eluens dureh ein Sterilfilter in ein steriles Transportgefaf eluiert Da in diesem<br />
Fall die einfaehe Kartusehentrennung mit leiehten Produktverlusten verbunden ist, betragt die<br />
Radioehemisehe Ausbeute an Produkt in injektionsfertiger Losung 65±10%<br />
5.3.3. 4-[l31I]Iod-(-)-metaraminol und 6-[l31I]Iod-(-)-metaraminol<br />
03mg (0.7Ilmol) Iodo-Gen?', gelost in 200111 Chloroform, werden in ein Reaktionsgefaf<br />
gegeben AnsehlieBend wird das Chloroform dureh einen Argonstrom vertrieben, so daB sieh<br />
das Iodo-GenP' als dunner Film auf der ReaktionsgefaBinnenwand abscheidet. Dazu werden<br />
300111 Pufferlosung, pH 8 Merck, gegeben. Diese Pufferlosung beinhaltet neben dem<br />
Radioiodid (typiseherweise 1,48MBq, 40llCi [l3lI]Iodid) aueh noeh das [1R, 2S]-m<br />
Hydroxyphenylpropanolamin Bitartrat (Metaraminol) in einer Konzentration zwischen 1.05 x<br />
10- 4 and 0 ..03 mol/l, je naeh Reaktionsbedingungen (vergl.3.1.4} Darauf wird das<br />
Reaktionsgefaf sofort versehlossen. Naeh Inkubation bei der jeweiligen Reaktionstemperatur<br />
(vergl. 3.1 4.) fur lOmin unter gelegentliehem leiehtem Sehiitteln wird die Reaktionslosung mit<br />
einer Spritze entnommen. Das Reaktionsgefaf wird mit 0,5mg (2,6Ilmol) Natriumbisulfit,<br />
gelost in 250lll Pufferlosung pH 8, ausgespiilt. AnsehlieBend wird die Reaktionslosung mit der<br />
Natriumbisulfitlosung vereinigt, und die Ausbeute per Radio-HPLC bestimmt Maximale<br />
radioehemisehe Ausbeuten, in Abhangigkeit von der Vorlauferkonzentration bzw. der<br />
Reaktionstemperatur (vergl. 3.1.4.), liegen fur 4-[l3lI]Iodrnetaraminol bei 27±3% und fur 6<br />
[l3lI]Iodrnetaraminol bei 80±5%.<br />
6-[13II]Iodrnetaraminol laBt sieh ahnlich, wie unter 5.3.1. fur 3-[I23I]Iod-L-a-methyltyrosin<br />
(IMT) und unter 5.3.2. fur 4-Hydroxy-3-[l3lI]iod-(±)-ephedrin besehrieben, in einer<br />
injektionsfertigen Losung dureh eine Kartusehenaufreinigung gewinnen .. Die unter den fur die<br />
Gewinnung von 6-[13II]Iodmetaraminol optimierten Bedingungen gehaltene Reaktionslosung<br />
wird aufeine zuvor, wie unter 5.3 .1 besehrieben, konditionierte Sep-Pak C-18 plus Kartusehe<br />
gegeben. Zunachst werden mit 9mi physiologischer Kochsalzlosung mit einem Ethanoianteil<br />
von 5% nicht umgesetztes Radioiodid, Vorlaufer' und Nebenprodukte von der Kartusche<br />
gespiilt. 6-[l3lI]Iod-(-)-metaraminol wird mit zunachst 1,5ml Ethanol und darauf mit 2ml<br />
physiologiseher Kochsalzlosung dureh ein Sterilfilter in ein steriles Gefaf gespiilt Verdunnung<br />
dieses Eluats mit 20ml physiologiseher Kochsalzlosung fuhrt zu einer injizierbaren Losung<br />
Die radioehemisehe Ausbeute liegt naeh diesem Reinigungssehritt bei 70±5%.<br />
98
5.3.4. 3-(4-Hydroxy-3-p31I]iodphenyl)-propionsaure-N-succinimidylester (Bolton<br />
Hunter-Reagens) (150)<br />
0,15mg (0,35).!mol) Iodo-Gen'v werden in 200).!1 Chloroform gelost und in ein Reacti Vial<br />
gegeben Durch einen Argonstrom wird das Chloroform vertrieben, so daJ3 sich das Iodo-Gen<br />
TM als diinner Film auf der ReaktionsgefaBinnenwand abscheidet Dazu werden 0,5mg<br />
(1,9).!mol) 3-(4-Hydroxyphenyl)-propionsaure-N-succinimidylester, gelost m 500).!1<br />
Pufferlosung, pH 4 Merck, sowie das Radioiodid (typischerweise 1,48MBq, 40).!Ci Na 13l1)<br />
gegeben. Darauf wird das Reaktionsgefafl sofort verschlossen Nach Inkubation bei<br />
Raumtemperatur fur 10min unter gelegentlichem leichtem Schutteln, wird die Reaktionslosung<br />
mit einer Spritze entnommen und HPC-chromatographisch aufgereinigt.<br />
Radiochemische Ausbeute: 80±5%<br />
5.3.5. Synthese der Radioiodanisolderivate 2-p31I]Iod-4-methylanisol, 3-[13lI]Iod-4<br />
anissauremethylester, 3-P31I]Iod-4-methoxyacetophenon, 2-p31I]Iod-4-chloranisol<br />
und 3-[13lI]Iod-4-anissaure.<br />
Natrium[l3lI]iodid (typischerweise 1,48MBq, 40).!Ci), gelost in 30).!1 Wasser, wird in einem<br />
Reacti Vial, ausgestattet mit einem Magnetruhrer und einem aufschraubbaren Teflonseptum,<br />
vorgelegt. 3).!1 (24).!mol) 4-Methylanisol, oder 3mg (18).!mol) 4-Anissauremethylester, oder<br />
3mg (20).!mol) 4-Methoxyacetophenon, oder 3).!1 (24).!mol) 4-Chloranisol, oder 3mg (20).!mol)<br />
p-Anissaure werden in einem EppendorfTM Gefaf in 250).!1 Trifluoressigsaure gelost 0,5mg<br />
(LlSumol) Iodo-Gen'Y werden in einem zweiten EppendorfTM GefaB in 50!!1<br />
Trifluoressigsaure gelost Die Iodo-Gen-" Losung wird zu der Anisolderivatlosung gegeben,<br />
und anschlieBend werden die vereinigten Losungen in das Reaktionsgefaf iiberfiihrt. Das<br />
Reaktionsgefaf wird sofort mit dem Teflonseptum verschlossen, so daB moglichst kein<br />
fluchtiges Radioiod entweichen kano. Das Ansatz wird bei 60°C im Wasserbad fur 45min<br />
geruhrt. AnschlieBend wird das Reaktionsgefaf im Eisbad abgekiihlt, und es wird mit einer<br />
Spritze ein Aliquot der Reaktionslosung in eine lrnl Quenchlosung bestehend aus NaOH aq /<br />
Ethanol (50/50) (v/v) mit 0,5mg (2,6).!mol) Natriurnbisulfit transferiert Die Quenchlosung wird<br />
mit Hilfe dcr Radio-HPLC UtitersuchtDie radiochemischen Ausbeuten der einzelnen<br />
Anisolderivate sind in Tabelle 32.2.-1,Kap 3.22 aufgefuhrt<br />
5.3.6. 3-P23I]Iod-O-methyl-L-tyrosin (OMTI) und 3-p23I]Iod-O-methyl-L-a.<br />
methyltyrosin (OMIMT)<br />
EineSep-Pak" C-18 environmental Kartusche wird mit 15m! Ethanol und anschlieBend mit<br />
15m! physiologischer Kochsalzlosung mit 9% Ethanolanteil konditioniert. 3mg (15umol) 0<br />
Methyl-L-tyrosin oder 3mg (I-tumol) O-Methyl-L-a.-methyltyrosin werden in einem<br />
99
5.3.13. p-[l31I]Iod-L-phenylalanin (100)<br />
Natriuml P'Ijiodid (typischerweise I,48MBq '" 40IlCi), gelost in Sill Wasser, wird in einem<br />
Reacti Vial, ausgestattet mit einem Magnetriihrer und einem aufschraubbaren Teflonseptum,<br />
vorgelegt.lmg (2,4Ilmol) p-Brom-N-triflouracetyl-L-phenylalanin, Img (5,2Ilmol)<br />
Citronensaure und 0,05mg (0,5Ilmol) Kupfer(I)chlorid werden in 250111 Dimethylsulfat gelost,<br />
und in das Reaktionsgefaf gegeben Das ReaktionsgefaB wird sofort mit dem Teflonseptum<br />
verschlossen. Der Ansatz wird bei 170°C im Olbad fur 2h geriihrt Darauf wird das<br />
ReaktionsgefaB zunachst in einem Eisbad abgekiihlt, bevor 400111 IN Natronlauge zum<br />
Abspalten der Trifluoracetylschutzgruppe zugegeben werden. Das Entschutzen ge1ingt<br />
quantitativ. Anschliefiend wird die radiochemische Ausbeute per Radio-HPLC bestimmt<br />
Radiochemische Ausbeute: 57%±5%<br />
104
5.4. Analytische Verfahren<br />
5.4.1. HPLC und Radio-IlPLC<br />
Die Reaktionsgemische wurden mit Hilfe der Hochdruckfliissigkeitschromatographie (HPLC,<br />
High Performance Liquid Chromatography) aufgetrennt und analysiert Die zweifelsfreie Zu<br />
ordnung der tragerfrei (n.c.a.) markierten Verbindungen gelang durch Vergleich der Retenti<br />
onszeiten der radioaktiven Peaks mit den UV-Retentionszeiten der inaktiven Standards<br />
Die verwendete HPLC-Aniage bestand aus einer Knauer-Pumpe (Typ 6400) sowie einem<br />
Knauer UVIVIS-Photometer mit konstanter Wellenlange von 254nm und einem NaI(T1)<br />
Bohrlochkristalldetektor (EG&G Ortec) mit dazugehorendem Fotomultiplier (EG&G Ortec,<br />
Model 276 Photomultiplier Base. Die MeBdatenauswertung erfolgte mit Hilfe eines<br />
handelsiiblichen Personal-Computer, der mit einer HPLC-Software (Ramona) und mit einer<br />
Zusatzkarte zur Analog-Digitalumwandlung, beides von der Firma Nuklear Interface<br />
(Datentechnik fur StrahlenmeligerateGmbl-l), ausgeriistet ist<br />
Die Probenaufgabe erfolgte iiber einen Rheodyne-Injektor (Typ 7125) mit einem<br />
Probenschleifenvolumen von lrnl. Zur sicheren Bestinnnung der radiochemischen Ausbeuten<br />
wurden zwei Aliquots entnommen, eines entsprechend der vor Reaktionsbeginn eingegesetzten<br />
Aktivitat und eines nach Reaktionsende aus der durch die HPL-chromatographische Trennung<br />
gesammelten Produktfraktion. Daher war es moglich auch Aktivitatsverluste durch die<br />
Reaktionsfuhrung, z. B. durch Adsorption an der GefaBwand, an Spritzen oder durch<br />
MitreiBen von Radioiod beim Trocknen mit Argon, zu erkennen Die Aliquots wurden unter<br />
denselben geometrischen Bedingungen ausgemessen wie die Proben.<br />
Fur analytische Zwecke wurde eine Saule gefullt mit RP-18-7/l Multosorbs- (250 x 4 mm), fur<br />
semipraparative Zwecke eine Saule gefullt mit dem g1eichen C-18 Material, (250 x 8 mm), und<br />
fur praparative Zwecke eine Saule gefullt mit ebenfalls dem gleichen C-18 Material, (125 x 16<br />
mm), von der Firma CS-Chromatographie-Service, 52379 Langerwehe, benutzt<br />
Zur Trennung der Reaktionsgemische kamen AcetonitrillWasser oder EthanollWasser<br />
Gemische als Eluens zur Anwendung. Die Losungen wurden meistens mit Essigsaure bzw..<br />
Acetatpuffergemischen angesauert.<br />
Tabelle 5,,4,-1 beschreibt die Trennbedingungen und die jeweiligen k-Werte der in dieser<br />
Arbeit synthetisierten bzw. verwendeten Verbindungeri<br />
105
1=<br />
10 20 31<br />
c IMT [nmol]<br />
Diagramm 5.4.4.-1 U'V-Eichgerade von 3-Iod-L-a-methyltyrosin (IMT) bei 254nm<br />
Wellenlange.<br />
Zur Bestimmung der absoluten Aktivitat wurde em Aliquot der zu untersuchenden<br />
Produktlosung an einem geeichten Detektor ausgemessen.<br />
Die Untersuchten [I23I]IMT Proben lagen aile unterhalb der noch sicher mit der UV-Technik<br />
detektierbaren Menge von Inmol IMT. Wird dennoch entsprechend der Retentionszeit von<br />
IMT, der entsprechende Bereich im UV-Chromatogramm integriert, d.h. parktisch wird das<br />
Rauschen des UV-Detektors integriert, so erhalt man vie! zu niedrige Werte fur die spezifische<br />
Aktivitat zwischen etwa 5-10 TBq/mmol (150 - 300 Ci/mmol)<br />
Eine Bestimmung der spezifischen Aktivitat war bei dem nach Abschnitt 5.3.1 hergestelltem<br />
n.C a. [l23I]Iod-L-a-methyltyrosin mit der ublichen Technik der HPLC-UV<br />
Konzentrationsbestimmung nicht mehr moglich, da die :r-v1enge der radioiodierten Verbindung<br />
ein-schlieBlicn illreskaltert AfiaIogen unterhalb
6. Zusammenfassung<br />
Im Hinblick auf die Bedeutung von [l23I]Iod-markierten Biomolekulen fur die Einzelphotonen<br />
Emissionstomographie (SPET) wurden verschiedene Methoden der tragerfreien (no carrier<br />
added = n.c.a.) Radioiodierung an aromatischen Modellverbindungen systematisch optimiert<br />
und schlieBIich zur Markierung potentielIer Radiopharmaka eingesetzt<br />
Aufgrund der besseren Verfiigbarkeit und langeren Halbwertzeit wurde in der<br />
Entwickiungsphase [13I1]Iod (TI/ 2 = 8,04 d) verwendet<br />
Ausgehend von [13II]Iodid wurde zur direkten elektrophilen aromatischen Radioiodierung das<br />
wasserunlosliche Oxidationsmittel Iodo-GenP' aufseine Tauglichkeit in heterogenen wassrigen<br />
Systemen untersucht. Es zeigte sich, daB die Iodo-GenP' Methode keine grofieren<br />
radiochemischen Ausbeuten aIs die kIassische Chloramin-T Methode liefert, jedoch gestattet<br />
die Wasserunloslichkeit des Iodo-Gent'" seine leichte Abtrennung von der Reaktionslosung<br />
Erst dieser Umstand ermoglicht eine einfache Festphasenelution zu einer injektionsfertigen<br />
Losung. Als Zweiphasenreaktion ist die Iodo-Genl'" Oberflache und weniger die eingesetze<br />
Menge fur die Reaktion von Bedeutung. Bei Iodidtragerzusatz wird die aktive Iodo-Gen'Y<br />
Oberflache durch kaItes Iodid blockiert. Daher ist bei getragerten Radioiodierungen der<br />
homogenen Chioramin-T Methode der Vorzug zu geben, da dort die radiochemischen<br />
Ausbeuten erst oberhalb einer Tragerkonzentration zuruckgehen, die grofer aIs die des<br />
Eduktes ist<br />
Fur 3-[123I]Iod-L-a-methyltyrosin (IMT), einem Radiopharmakon zur Hirntumordiagnostik,<br />
konnte eine neue n.c.a. Synthese entwickelt werden, die auf dem Einsatz des<br />
Radioiodierungsagens Iodo-Gen'Y beruht. Durch anschlieBende Festphasenelution mit<br />
physiologischer Kochsalzlosung mit 5%igem Ethanolanteil laBt sich IMT aIs injektionsfertige<br />
Losung gewirmen Die radiochemischen Ausbeuten nach Formulierung liegen bei 85±5%<br />
3-[131J]Iod-4-hydroxy-(±)-ephedrin laBt sich uber den gIeichen Weg in ahnlich hohen<br />
Ausbeuten wie IMT ebenfaIIs aIs injektionsfertige Losung gewinnen<br />
Nach der gIeichen Methode gelingt auch die n.c ..a. Radioiodierung von Metaraminol, einem<br />
falschen Adrenotransmitter ErwartungsgemaB konnten bei der direkten eiektrophilen<br />
Substitution von Metaraminol zwei Substitutionsisomere, das 6- und 4-Iodmetaraminol<br />
h -A 1:' 1.....f 01.. 1. ..1 • 1 _ -1 l' • 1 1 U·.<br />
nacngewiesen weraen. Entsprechend inrer thermortynamisch una kmetiscn kontrolnerten<br />
Bilc!lmgSfeaktiOlikoiintenihfe relativeii Aiisbeuten durch die Temperatur und die<br />
Eduktkonzentration gesteuert werden.<br />
Die Iodo-Gen" Methode eignet sich auch zur Radioiodierung des zur Proteinmarkierung<br />
verwendeten Bolton-Hunter-Reagens Da die Iodo-Gen'" Methode in der Markierung von<br />
Phenolderivaten in wassriger Losung Ausbeutemaxima bei pH 3-4 und 7-8 zeigt, ist sie<br />
besonders fur eine Radioiodierung desBolton-Hunter-Reagens im leicht sauren Medium bei<br />
pH 3-4 geeignet, da dort der Aktivester gegen Hydrolyse stabil ist<br />
111
Die pH-Abhangigkeit der Iodo-Gen'P' Methode laBt sich tiber die primare Bildung von N<br />
Radioiodamid erklaren, das bei pH 3-4 teilweise protoniert vorliegt, wodurch sich die<br />
Elektrophilie des stickstoffgebundenen Iodatoms erhoht. In starker saurer Losung sind die<br />
Amide quantitativ protoniert, so daB sie nicht mehr als Base den Austritt des Protons aus dem<br />
Carbenium-Ion unterstiitzen konnen. Mit zunehmend hoherem pH macht sich die eintretende<br />
Deprotonierung des Phenols zum Phenolat bemerkbar. Sie erklart das zweite<br />
Ausbeutemaximum bei pH 7-8 Der erneute Ausbeuteriickgangbei pH-Werten > 10 ist mit der<br />
Bildung von Hypoiodit zu erklaren, das in alkalischer Losung keine elektrophile aromatische<br />
Substitution eingehenkann<br />
Mit Trifluoressigsaure als Losungsmittel ist auch mit Iodo-Gent> erne homogene<br />
Reaktionsfiihrung moglich. So gelang in Modellversuchen die in wassrigen Systemen nicht<br />
ablaufende direkte elektrophile n.c.a Radioiodierung verschiedener substituierter<br />
Anisolderivate. Das Iodo-Gen'P' / TFA System erlaubt selbst bei schwacher aktivierten<br />
Anisolen eine direkte elektrophile Substitution mit Ausbeuten bis zu 80%. Mit dieser Methode<br />
wurden u.a. die O-methylierten TyrosinderivateO-Methyl-L-tyrosin (OMIT) und O-Methyl-L<br />
o-methyltyrosin (OMlMT) n.c.a .. radioiodiert.. Auch diese radioiodierten O-methylierten<br />
Tyrosinderivate lassen sich mittels einer Festphasenelution iiber Kartuschen leicht als<br />
injektionsfertigeLosung gewinnen.<br />
Mit dem Iodo-Gen'P' / TFA System wurde ebenfalls ein O-methyliertes Bolton-Hunter<br />
Reagens radioiodiert, wobei die Hoffuung bestand, daB diese Verbindung ahnlich den 0<br />
methylierten Tyrosinderivaten eine gesteigerte in vivo Stabilitat bezuglich einer Deiodierung<br />
besitzt.<br />
Die mit Trifluoressigsaure als Losungsmittel erzielten hohen Ausbeuten bei der n.ca.<br />
Radioiodierung von Anisolderivaten lassen sich auf die intermediare Bildung von<br />
Trifluoracetylhypoiodit, einem starken elektrophilen Agens, zuruckfuhren. Die Trifluor<br />
essigsaure wird als homogener Katalysator bei jedem elektrophilen Substitutionsschritt aus<br />
dem Trifluoracetylhypoiodit regeneriert.. Diese Katalysatoreigenschaft der TFA erklart, warum<br />
in friiheren Arbeiten auch mit dem Anhydrid der Trifluoressigsaure gute radiochemische<br />
Ausbeuten erzielt wurden.<br />
Mit Hilfe der Iodo-Gen Methode konnten auch komplexe Rezeptorliganden direkt<br />
radioiodiert werden, So gelang es, die Adenosinrezeptorliganden 1,3-Dipropyl-8-(4<br />
hydroxybenzyl)-xanthin und 1,3-Dipropyl-8-(4-methoxybenzyl)-xanthin in der 3-Position des<br />
Aromaten mit radiochemischen Ausbeuten von 70 bzw. 60% zu radioiodieren Auch ein von<br />
der Industrie zur Verfugung gestellter GABAB-Rezeptorligand, das CGP-62349, ein<br />
dialkyliertes Phophinsaurederivat, das am Ende einer Alkylseitenkette einen Anisolrest tragt,<br />
konnte nach der gIeichen Methode mit einer radiochemischen Ausbeute von 60% markiert<br />
werden.<br />
112
Mit der Kupfer(I)-katalysierten Radioioddebromierung wurde p-Radioiodbenzoesaure, ern<br />
Vorlaufer zur Bildung vonp-Radioiodbenzoesaure-N-succinimidylester zur Proteinrnarkierung<br />
hergestellt Nach der gleichen Methode gelang auch die Darste!!ung von p-Radioiod-L<br />
phenylalanin, dessen Vorlauferp-Brom-L-phenylalanin fur den Kupfer katalysierten Austausch<br />
allerdings N-geschiitzt sein muB, da ansonsten eine die Kupferkatalyse storende Ausbildung<br />
von Amin-Kupferkomplexen stattfindet<br />
Ein Vergleich der Himaufuahme der Aminosauren 3-[I3lI]Iod-L-tyrosin, 3-[I3lI]Iod-L-a<br />
methyltyrosin, 3-[I3lI]Iod-O-methyl-L-tyrosin, 3-[I3lI]Iod-O-methyl-L-a-methyltyrosin und p<br />
[I3lI]Iod-L-phenylaianin im Mausmodell zeigte, daB die O-methylierten Tyrosinderivate eine<br />
bis zu einem Faktor 5 hohere Anreicherung aufweisen .. Bemerkenswert ist bei dieser<br />
Beobachtung, daB zwar bei den Tyrosinderivaten die Himaufuahme entsprechend der<br />
Lipophilie der Verbindung steigt, aber das Molekiil mit der hochsten Lipophilie, p-[I3lI]Iod-L<br />
phenylalanin, mit einer vergleichsweise niedrigen Hirnaufuahme nicht in diese Reihe paBt. Eine<br />
Erklarung konnte darin liegen, daB die O-methylierten Tyrosinderivate isoster dem natiirlichen<br />
Schilddriisenhormonrnetabolit 3-Iod-L-tyrosin sind, und daher durch ein korpereigenes<br />
Transportsystem erkannt und im Gehim angereichert werden<br />
Die genannten radioiodierten Aminosauren sowie 4- und 6-[I3lI]Iodmetararninol und 3<br />
[I3lI]Iod-4-hydroxy-(±)-ephedrin wurden im Mausmodell auf ihre in vivo Stabilitat beziiglich<br />
einer Deiodierung untersucht Lediglich der Schilddriisenhormonrnetabolit 3-Iod-L-tyrosin<br />
zeigt eine signifikante Deiodierung und eine starke Anreicherung in der Schilddruse. Die<br />
Verbindungen 3-[l3II]Iod-4-hydroxy-(±)-ephedrin und 6-[I3lI]Iodmetararninol weisen dagegen<br />
eine noch hohere Stabilitat als p-[I3lI]Iod-L-phenylaianin auf, das als besonders stabil<br />
angesehen wird. Die groBen Unterschiede beziiglich der in vivo Deiodierung vonp-Hydroxy<br />
3-[I3lI]iodephedrin und 3-[I3lI]Iod-L-tyrosin konnen nicht auf Unterschiede in der<br />
Kohlenstoff-Iod-Bindung zuriickgefuhrt werden. Hieraus folgt, daB auch die sehr einfach<br />
direkt iodierbaren Phenolderivate stabil sind Eine Ausnahme bilden die<br />
Schilddriisenhormonrnetabolite, zu deren Deiodierung der Organismus spezialisierte Enzyme<br />
besitzt. Die bemerkenswerten Stabilitaten von IMT und OMIT zeigen aber gleichzeitig, wie<br />
durch leichte Veranderungen am Molekul der hochspezialisierte Enzymmechanismus aufler<br />
Kraft gesetzt werden kann<br />
113
Literaturverzeichnis<br />
[I]<br />
[2]<br />
[3]<br />
[4]<br />
[5]<br />
[6]<br />
[7]<br />
[8]<br />
[9]<br />
[10]<br />
[11]<br />
[12]<br />
[13]<br />
[14]<br />
[IS]<br />
{lOT<br />
[17]<br />
E. Phelps, J.e. Maziotta,HR Schelbert;PET and Autoradiography;<br />
Raven Press, NY., (1986)<br />
K. Wienhard, R Wagner, W.-D. Heiss; PET - Grundlagen und Anwendungender<br />
Positronenemissionstomographie, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, NY. (1989)<br />
G. Stocklinin "Emissions-Computertomographie mit kurzlebigenzyklotron-produzierten<br />
Radiophannaka." Ans Handbuch der medizinischen Radiologie, Band XV IlB, Springer-Verlag,<br />
Berlin, Heidelberg, NY (1988)<br />
G. Stocklin; Chemievon Herz und Him von auJlenbetrachtet.<br />
Nachr Chern Tech Lab. 34,1057-1064, (1986)<br />
G Stocklinund H.H Coenen; Chemie des Hims von auJlenbetrachtet - PET inder Pharmakologic.<br />
Jahresbericht der Kemforschungsanlage Julich. GmbH, 41-48 (1988)<br />
G. Stiicklin and V W. Pike (Eds..); Radiopharmaceuticalsfor Positronen Emission Tomographie.<br />
Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Boston, London (1993)<br />
C Krummeich,M. Holschbach, G. Stocklin;Direct n.c.a. ElectrophilicRadioiodinationof Tyrosine<br />
Analogues; Their in Vivo Stabilityand Brain-uptake in Mice.<br />
Appl. Radiat Isot., 45, 929-935 (1994)<br />
S.M. Qaim; Nuclear Data Relevant to CyclotronProduced Short-LivedMedical Radioisotopes<br />
RadiochimicaActa.Bll, 147-62 (1982)<br />
John W Babich; Radionuclidegenerators,<br />
in A Theobald (Ed.) Radiopharmaceuticalsusing radiactive compoundsin pharmaceutics and<br />
medicine..<br />
Ellis HorwoodLimited, Publishers Chichester (1989)<br />
G. Stocklin;Bromine-77and Iodine-123 Radiopharmaceuticals<br />
Appl. Radiat.Isot. 28, 131-48 (1977)<br />
MK Dewanjee; Radioiodination: Theory, Practice and Biomedical Applications.<br />
Kluwer Academic Publishers, Boston, Dordrecht, London (1991)<br />
lodine-125 Guide to radioiodinationtechniques, Amersham Life Science,Little ChalfontBucks (I993)<br />
IAEA, Radioisotope Production and Quality Control.<br />
Technical Report Series No. 128 (1971)<br />
K. Langen, H.H. Coenen, N. Roosen, P. Kling, O. Muzik, H. Herzog, T Kuwert, G. Stocklin,L.E.<br />
Feinendegen;SPECT Studiesof Brain Tumors with L-3-[123I]lodo-a-MethylTyrosine: Comparison<br />
with PET, 124IMTand First Clinical Results.<br />
J IVucL Mea. 31,281-86 (i990j<br />
G. Vaidyanathan,BW. Wieland, RH. Larsen, J. Zweit, M.R ZaIutsky; High-YieldProdoction of<br />
Iodine-124using the 125Te(p,2n)I241Reaction.<br />
J Label Compds. Radiopharm.. 37, 811-2 (1995) Abstract;<br />
R Welmelcl1; I:M KozlOrowSKi; L: Wyer,RD: Finn; LliOelfmg ofDN1l:componemsandIigandswirh<br />
124 1<br />
J Label. Compds. Radiopharm. 37, 326-7 (1995) Abstract,<br />
J. Zweit, SK Lutbra, F Brady, P Carnochan, RJ Ott, T. Jones; Iodine-120, ANew<br />
Positron Emitting Radionuclidefor PET Radiophannaceuticals.<br />
J Label. Compds. Radiopharm. 37, 823-5 (1995) Abstract;<br />
114<br />
I
[49] P.I. Fraker, Ie. Speck; Protein and cell membrane iodinations with sparingly soluble chloramide,<br />
1,3,4,6-Tetrachloro-3a,6a-diphenylglycouril<br />
Biophys. Res. Commun. 80, 849-56 (1978)<br />
[50] MAK. Markwell, C.F. Fox; Surface-Specific Iodination ofmembrane proteins ofviruses and<br />
eucaryotic cells using 1,3,4,6-Tetrachloro-3a, 6a-diphenylglycoluril<br />
Biochemistry 17,4807-17 (1978)<br />
[51] H. Youfeng,H.H Coenen, G. Petzold, G. Stocklin; A comparative study ofradioiodinatiou ofsimple<br />
aromatic compounds via N-Halosuccinimides and Chloramine-Tin TFAA.<br />
I Lab Comp. Radiopharm.. 19,807-19 (1982)<br />
[52] S M. Moeriein, W. Beyer, and G Stocklin; No-carrier-added Radiobromation and Radioiodination of<br />
Aromatic Rings using In Situ Generated Peracetic Acid<br />
J. Chern Soc Perkin Trans. 1 779-86 (1988)<br />
[53] G.S Bayse, A W. Michaels, M. Morrison; Lactoperoxidase-catalyzed Iodination ufTyrosine Peptides.<br />
Biochimica et BiophysicaActa 284,30 (1972)<br />
[54] M.Morrison, GS. Bayse; Catalysis ofIodination by Lactoperoxidase<br />
Biochemistry 9, 2995 (1970)<br />
[55] G.S. David, R.A Reisfeld; Protein Iodination with Solid State Lactoperoxidase<br />
Biochemistry 13, 1014 (1974)<br />
[56] GS David; Solid State Lactoperoxidase: A highlystable enzyme for simple, gentle iodination of<br />
Proteins.<br />
Biochem.Biophys. Res. Commun. 48, 464 (1972)<br />
[57] A Gadek, M. Mordarski; Enzymatic method ofincorporation of1-125 into DNA.<br />
Archivum 1mmonologieae et therapiae experimentalis; 31, 541 (1983)<br />
[58] UAM. Hadi, D.l Malcome-Lawes, G Oldham; The labelling ofsmail molecules with radioiodine.<br />
Int. J. Appl.Radiat.lsot. 29, 621 (1978)<br />
[59] J. 1. Thorell, E.G Johansson; Enzymatic Iodination ofPolypeptides with 125] to h;gh specific Activity<br />
Biochim. Biophys. Acta.. 251, 363 (1971)<br />
[60] 0 Hladik; Markierung von Humanserumalbumin mit 1-131 durch elektrochemische Oxydation von<br />
IodidzuIod<br />
Isotopenpraxis 2,296 (1966)<br />
[61] J.Katz, G. Bonorris, Electrolytic iodiantion ofproteins with 1-125 and 1-131<br />
J.Lab.& Clin Med 72,966 (1968)<br />
[62] K. Krohn, L Sherman, M.. Welch; Physicochemical Properties ofthe lCI, CAT and Electrolytic<br />
Reaction Products.<br />
Biochim. Biophys Acta 285, 404 (1972)<br />
[02] lTH Moore, W Wolf; Electrocheli:rical Radioiodination ofEstradiol<br />
J.Label. Compd. Radiopharm. 15,443-50 (1978)<br />
[63] F. Pennisi, U Rosa; Preparation ofradioiodinated isulin by constant current electrolysis.<br />
J Bioi. Nucl. Med 13, 64-70 (1969)<br />
[64] U'Rosa, GA Scassellati, F. Pemtisi; Labelling ofHuman Fibrinogen with 13I I by Electrolytic<br />
IQ
[81]<br />
[82]<br />
[83]<br />
[84]<br />
[85]<br />
[86]<br />
[87]<br />
[88]<br />
[89]<br />
[90]<br />
[91]<br />
[92]<br />
[93]<br />
G W. Kabalka, RS. Vanna; The synthesis ofradiolabeled compounds via organometallic<br />
intermediates<br />
Tetrahedron 45, 6601-21 (1989)<br />
G W Kabalkaand E E. Gooch; Synthesis ofOrganic Iodides via Reaction ofOrganoboranes with<br />
Sodium Iodide<br />
J.Org Chem.46, 2582-84 (1981)<br />
GW Kabalka, M.M Goodman, JT Maddox;<br />
J Label. Compds. Radiopharm., Symposium Abstracts 32,202 (1993)<br />
AMcKillop, JD. Hunt, M.J Zelesko,JS Fowler, EC. Taylor, G. McGillivray, F. Kienzle; Thallium<br />
in org. Synthesis. XXII. Electrophilic Aromatic ThaIlation using Thallium (III) Trifluoroacetate A<br />
Simple Syntheseis ofaromatic Iodides.<br />
JAm Chem.Soc. 93, 4841- (1971)<br />
E.C Taylor, F. Kienzle, RL Robey, A McKillop, J.D. Hunt; Thallium in org. Synthesis. XIII<br />
Electrophilic aromatic ThaIlation. Kinetics and applications to orientation control in the Synthesis of<br />
aromatic Iodides.<br />
JAm. Chem. Soc. 92, 4845-50 (1970)<br />
D.L. Gilliland, G.P. Basmadjian, AP. Marchand, G.H Hinkle, A Earlywine, RD. Ice;<br />
Iodine labelled Radiophannaceuticals from ArylthaIlium Bis(Trifluoracetate) Intermediates.<br />
LRadioanal. Chem. 65, 107 (1981)<br />
RJ. Flanagan; The synthesis ofhalogenated radiophannaceuticals using organomercurials, S. 279<br />
288; in "New Trends in Radiophannaceutical Synthesis, Quality Assnrance and Regulatory Control";<br />
A.M Emran (Ed), Plenum Press, N.Y. (1991)<br />
G. Visser, E Diemer, F. Kaspersen; The preparation ofaromatic astatine compounds through aromatic<br />
mercury-compounds. '.<br />
J. Label. Compds. Radiopharm. 17, 657 (1979)<br />
D.E. KuhI et al. The Mark IV System for Radionuclide Computed Tomography ofthe Brain.<br />
Radiology 121,405-413 (1976)<br />
H Finkelstein; Chem. Ber 43, 1528 (1910)<br />
H.J MachuIla, G. Stocklin, Ch. Kupfernagel, C. Freundlieb, A Hock, K Vyska, L.E. Feinendegen;<br />
Comparative evaluation offatty acids labelled with C-lI, CI-34In, Br-77 and 1-123 for metabolic<br />
stodies ofthe myocardium.<br />
J Nucl. Med. 19, 298-302 (1978)<br />
C.FreundIieb, A Hock, K Vyska,L.E Feinendegery R.J. Machulla, G. Stocklin;<br />
Myocardial imaging and metabolic stodies with 17- 23I-heptadecanoic acid.<br />
J Nucl. Med 21, 1043-1050 (1980)<br />
H Sinn, W Maier-Borst, H. Elias; An efficient Method for routine Production of o-Iodohippmic A-cid<br />
Labelled with 131I, 1251 or 1231.<br />
Iiii J .Ajlpl. Ridiiil lSot.28, 809:12(1977)<br />
[94] G. Westera, H J. M. van GiIswijk, P. J. vander Jagt, J F W Tertoolen;<br />
Int. J Appl. Radiat Isot 29, 339 (1978)<br />
[95] 0. Thinius, K Dntschka, R.H Coenen; Reactivity ofMonofluoride on Sub-Micromolar Scale with<br />
Arenes.<br />
Tetrahedron Lett 35, 9701-02 (1994)<br />
[96] S. Rozen, D. Zamir; A novel aromatic iodination method using F2<br />
J Org. Chem. 55, 3552-55 (1990)<br />
119
[112]<br />
[113]<br />
[114]<br />
[lI5]<br />
[116]<br />
[117]<br />
[118]<br />
[119]<br />
[120]<br />
[121]<br />
[122]<br />
GA Smythe, I.E. Bradshaw; Different Acute Effects ofthe Tyrosine Hydroxylase Inhibitors a<br />
Methyl- p-tyrosine and 3-1odo-L-Tyrosine on Hypothalamic Noradrenaline Activity and<br />
Adrenocorticotrophin Release in the Rat.<br />
Aust. J. Bioi Sci 36,519-23 (1983)<br />
G Kloster, HH. Coenen, Z Szabo, F. Ritzel, G. Stocklin; Radiohalogenated Lce-Methyltyrosines as<br />
Potential Pancreas Imaging Agents for PET and SPECT. in: PH. Cox (Hrsg.), "Progress in<br />
Radiopharmacology" Vol 3, Nijhoff, Den Haag, (1982)<br />
H Bockslaff, G. Kloster, D. Dausch, K. Schad, H. Hundeshagen, G Stocklin; First clinical Results<br />
using L-3-[l231]-«_methyl tyrosine for the non-invasive detection ofIntraocular melanomas.<br />
Nuklearmed Suppl. 18, 840-44 (1981)<br />
G Kloster, H. Bockslaff; L-3-[123I]-«-methyl tyrosine for melanoma detection: a comarative<br />
evaluation.<br />
Int. J. Nucl Med. Bioi 9, 259-69, (1982.)<br />
G. Kloss, M Leven; Accumulation ofradioiodinated tyrosine derivatives in the adrenal Medulla and<br />
in Melanomas.<br />
EurJNucl.Med. 4, 179-86, (1979)<br />
H. Bockslaff, G Kloster, N. Safi, P Blanquet; L-3_l 231odo-«-methyltyrosine or 6_ 1231odochloroquine<br />
as imaging agents for the detection ofmaliguaut melanoma: A comparative study oftumor bearing<br />
Syrian Golden Hamsters.. in R. Hofer, H. Bergmann (Hrsg.), Radioaktive Isotope in Klinik und<br />
Forschung 14. Band- BadGasteiner Int. Symp. 1980, Verlag H. Egermann, Seite 171-178<br />
H Bockslaff, M. Spitznas, I Hahn, G Kloster; Noncontact Detection ofExperimental Amelanotic<br />
Ocular Melanoma with L-3_ 1231 -Iodo-c-Methyltyrosine,<br />
Albrechts von Graefes Arch Klin. OphthalomoI217, 255-66 (1981)<br />
H. Bockslaff, G. Kloster, D Dausch, K. Schad, H Hundeshagen; ; Noncontact Detection ofOcular<br />
Melanoma with L-3- 1231-1odo-«-Methyltyrosine: First Clinical Results<br />
Graefe's Arch Clin. Exp Ophthalmal219, 149-54 (1982)<br />
B. Bubeck, M. Eisenhut, U. Heimke, K. ZUlU Winkel; Melanom affine Radiopharmaceuticals, a<br />
comprative study of1-I 3f-labeled quinoline andtyrosine derivatives.<br />
EurJNuclMed. 6,227-233 (1981)<br />
K. Kawai, Y. Fujibayashi, H. Saji, J Konishi, Y. Yokoyama; New radioiodinated<br />
radiopharmaceutical for cerebral amino acid transport studies, 3-1odo-alpha-L-methyl-tyrosine.<br />
J. Nucl .. Med. 29, 778 (1988.) (abstract)<br />
K. Kawai, Y Fujibayashi, H Saji, Y. Yonekura, J Konishi, A Kubodera,<br />
Y. Yokoyama; A Strategy for the Study ofCerebral Amino Acid Transport Using Iodine-123 Labelled<br />
Antino Acid Radiopharmaceutical'. 3-1odo-«-methyl-L-tyrosine..<br />
J. Nucl. Med. 32, 819-24 (1991)<br />
[123] K. Kawai, Y Fujibayashi, Y. Yonekura, J Konishi, H. Saji, A Kubodera Y.Yokoyarua; An artificial<br />
amino-acid-radiapharmaccutical for single photonemissionromputedtOm:ogllipmc study Ofpancreatic<br />
amino acid transports 1231-3-iodo-«-methyl-L-tyrosine.<br />
Annals ofNuclear Medicine, 6, 169-75 (1992)<br />
[124] B. Guth-Tougelidis, S. Miil1er, M.M.. Mehdorn, EI Kuust, K. Dutschka, C Reiners;<br />
Anreicherung von D,L-3- 1231-Iod-«-Methyltyrosin in Himtumorrezidiven.<br />
NuklearMedizin 34, 71-5 (1995)<br />
[125] EJ Kuust, K. Dutschka, H-I. Machul1a; Radiopharmacutical Preparation of3-[I-123]-«-methyl<br />
tyrosine for nuclearmedical applications.<br />
J.Radiaanal Nucl. chem. Letters 144,107-113 (1990)<br />
121<br />
I
[126] G. Kloss, M. Leven; Accumulation of radioiodinated tyrosine derivatives in theadrenal Medulla and<br />
in Melanomas<br />
Eur J Nucl Med 4, 179-86 (1979)<br />
[127] S. Fischer, H Wolf, W. Brandau, M. Clausen, E. Henze, O. Schober; lodierungvon ce-Methyltyrosin<br />
(AMT): Optimierung der Methode fur die Routinepraparation.<br />
NuklearMedizin 32, A 113 (1993) (abstract)<br />
[128] SA Glover, A Goosen, HAH Laue; Reactions ofN-lodoamides: Aromatic Iodination.<br />
J South African Chem.lnst 26, 127-131 (1973)<br />
[129] A Goosen and B. Taljaard; Reactions ofN-lodoamides: The Effect ofAcid Catalysis on Aromatic<br />
Iodination.<br />
J South African Chem.lnst. 28,196-214 (1975)<br />
[130] A Goosen, J. Lovelock, B Taljaard; Reactions ofNslodoamides A novel Preparation of<br />
Trifluoroacetyl Hypoiodite.<br />
J. South African Chem. lnst 28, 235-240 (1975)<br />
[131] AF. Hollemann, N. Wiberg; Lehrbuch der Anoganischen Chemie, S152<br />
91-100. Auflage, Walter de Gruyter, Berlin, New York (1985)<br />
[132] VI, Jennings; eRC: Crit, Rev. Anal Chem. 3, 407 (1974)<br />
[133] E. Bishop, V.J. Jennings; Titrimetric analysis with chloramine-To<br />
Talanta 8, 697-704 (1961)<br />
[134] F.E. Hardy and J.P. Johnston; The interacton ofn-bromo-n-sodiobenzene-sulphonamide (Bromamine<br />
B) with p-Nitrophenoxide Ion:<br />
JC.S Perkin II, 742-46 (1973)<br />
[135] M. Sajjad, RM. Lambrecht, SA Bakr; Chromatographic Evalluation of the radiochemical puity of<br />
reductan-free lodine-123<br />
Nucl. Med. Bioi 15, 721-722 (1988)<br />
[136] M. Sajjad, RM. Lambrecht, SA Bakr; Autoradolytic Decomposition ofreductant free sodium 1-124<br />
and 1-123 Iodide.<br />
RadiochimicaActa 50, 123-127 (1990)<br />
[137] DR Hunter, K Mueller, G. Wong Won; HPLC Analysis ofRadioiodides: Direct Determination of<br />
Isotopic and Chemical Purity<br />
J Label. Compds. Radiopharm. 37, 684-5 (1995) Abstract;<br />
[138] G Kuschinsky undH. Liillmann; Kurzes Lehrbuch der Pharmakologie und Toxikologie. 12. Aufl.<br />
Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1989;<br />
[139] E. Mutschler; Arzneimittelwirkungen, Lehrbuch der Pharmakologie und Toxikologie<br />
6, Aufl. Wissenschafiliche Verlagsgesellschaft mbll, Stuttgart; 1991;·<br />
---- ---_ .._------- -- ----_ ...._--------- ------- --_._-- -_.- - -- ----_. - - ---- ----- - - -------- -- -<br />
[140] D.M. Wieland, KC. Rosenspirc, G.D. Hutchins, M. van Dort, JM. Rothley, S.G. Mislankar, HT Lee,<br />
CC Massin, D.L. Gildersleeve, P.S. Sherman, M. Schwaiger;<br />
Neuronal Mapping ofthe Heart with 6-[18F]Fluorometaraminol<br />
J. Med Chern 33, 956-64 (1990)<br />
[141] S.G. Mislankar, D L. Gildersleeve, DW. Wieland, CC. Massin, G.K. Mulholland, SA Toorongian;<br />
6-[F-18]Fluorometaraminol: A Radiotracer for in Vivo Mapping ofAdrenergic Nerves of the Heart.<br />
JMed Chem. 31,362-66(1988)<br />
[142] 1. Klepping, A Escousse, R Truchot, J.P. Didier, H Tron-Loisel; Etude experimentale des proprietes<br />
sympathicomimetiques de differents types d' amines et de leurs derives iodes.<br />
Arch. Sci. Pysiol 25,85-131 (1971)<br />
122
[190]<br />
[I9l]<br />
[192]<br />
[193]<br />
[194]<br />
[195]<br />
[196]<br />
[197]<br />
[198]<br />
[199]<br />
[200]<br />
[201]<br />
[202]<br />
[203]<br />
J.C.Leonhard, T.JVisser; Biochemistry ofDeiodination. in G.Hennemann, Herausg. "Thyroid<br />
hormone metabolism" Marcel Dekker INC. New York and Basel (1987) in der Reihe Basic and<br />
clinical endocrinology 8, 189-229<br />
C.Q. Earl, A Patel, RH. Crait: S.M. Daluge, 1 Linden; Photoaffinity Labeling Adenosine Al<br />
Receptros with an Antagonist 25 1-Labeled Aryl Azide Derivative of8-Phenylxanthine.<br />
J Med. Chem. 31, 752-56 (1988)<br />
M. Hoischbach; Institut fur Nuklearchemie, Forschungszentnnu Julich, Hausinterne Mitteilung.<br />
F.B. Davis, F. Eberly; Org. Syn. Colt Vol 2, 355-6 (1963)<br />
J Barluenga, P.J. Campos, 1M. Gonzalez, G.Asensio; A simple and general route to aI)'1 iodides from<br />
arenes<br />
J.Chem. Soc, Perkin Trans.l, 2623-4 (1984)<br />
R Knorr, A Trzeciak, W Bannwarth, D. Gillessen; New coupling reagents in peptide chemistry<br />
Tetrahedron Lett. 30, 1927-30 (1989)<br />
R Knorr, A Trzeciak, W. Bannwarth, D. Gillessen; 1,1,3,3-Tetramethyluronium compounds as<br />
coupling reagents in peptide and protein chemistry Peptides 1990, Eds. E Giralt andD. Andreu<br />
ESCOMscience Publishers B. V. (1991)<br />
C.M. Lederer, V.S Shirley (Eds.); Table ofIsotopes. 7 Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York,<br />
Chichester, Brisbane, Toronto, 1978<br />
GB Saba, J. Whitten, R T. Go; Conditions ofRadioiodination with Iodogen as Oxidizing Agent<br />
Nucl.. Med BioI 16, 431-3 (1989)<br />
F.G. Baddar, L.S. El-Assal, VB Baghos; I-PhenylnaphthaIenes. Part II. The Cyclisation ofEthyl<br />
Hydrogen yy-Di-o-methoxyphenyl- and yy-Di-p-methoxyphenyl-itaconate to the Corresponding 1<br />
Phenylnaphthalenes.<br />
J Chem. Soc. 1714-18 (1955)<br />
M.K. Pillay and S. Palanivelu; Nuclear Magentic Resonace Study on some 4-Methoxyacetophenones<br />
J Ind Chem Soc .. 64, 257-8 (1987)<br />
G. Makrigiorgos, S.l Adelstein, AI. Kassis;<br />
Radiat.. Eniviron. Biophys. 29, 75 (1990)<br />
AL. Allred, E G. Rochow; A scale ofelectronegativity based on electrostatic force.<br />
J Inorg Nucl. Chem. 5, 264-8 (1958)<br />
AL. Allred; Eleetronegativity values from thermochemical data.<br />
J 1norg. Nucl. Chern. 17,215, (1961)<br />
126
Anhang<br />
Abkiinungsverzeichnis:<br />
bzw<br />
f3-CIT<br />
CAT<br />
CGP<br />
d. h.<br />
EC<br />
evtl.<br />
GABA<br />
GC<br />
IH-NMR<br />
HPLC<br />
UV-HPLC<br />
IMT<br />
Iodo-Gen<br />
IT<br />
l.V<br />
Kap.<br />
LET<br />
MAO<br />
MlBG<br />
nnn<br />
M.P.<br />
NBS<br />
NCS<br />
NCTFS<br />
OMIT<br />
OMIMT<br />
RT<br />
s. o.<br />
TFA<br />
u.a<br />
vergl,<br />
z.B.<br />
ZNS<br />
z.T.<br />
z.z<br />
beziehungsweise<br />
2f3-carbomethoxy-3f3-(4-iodphenyl)tropan<br />
Chloramin-T<br />
Ciba-Geigy Produkt<br />
das heiBt<br />
electron capture (Elektroneneinfang)<br />
eventuell<br />
y-Aminobuttersaure<br />
Gaschromatographie<br />
Proton Nuclear Magentic Resonance<br />
High Performance Liquid Chromatography<br />
Detektion der HPL-chromatographisch aufgetrennten Substanzen mittels einem<br />
Ultraviolett Detektor.<br />
3-Radioiod-L-a-methyltyrosin<br />
1,3,4,6-Tetrachloro-3a,6a-diphenylglycouril<br />
isomeric transition (isomerer Ubergang)<br />
intra venos<br />
Kapitel<br />
Linear Energie Transfer<br />
Monoaminoxidase<br />
m-Iodobenzylguanidin<br />
Minuten<br />
Melting point, Schmelzpunkt<br />
N-Bromsuccinimid<br />
N-Chlorsuccinimid<br />
N-Chlortetrafluorsuccinimid<br />
3-Iod-O-methy1-L-tyrosin<br />
3-Iod-O-methyl-L-a-methyltyrosin<br />
Raurntemperatur<br />
siehe oben<br />
Trifluoressigsaure<br />
unter Anderem<br />
Vergleich<br />
zum Beispiel<br />
Zentralesnervensystem<br />
zum Teil<br />
zur Zeit<br />
127
Danksagung<br />
Herrn Prof Dr G Stocklin gilt mein besonderer DaP_1( PM die interessante Themenstellung<br />
verbunden mit der Moglichkeit zur freien, wissenschaftlichen Arbeit Sein stets offenes Ohr fur<br />
die Fragen der taglichen Forschungsarbeit, sowie seine unzahligen Anregungen haben<br />
maBgeblich zu dem Gelingen dieser Arbeit beigetragen<br />
Gleichfalls gilt mein Dank Herrn Dr M Holschbach fur die Betreung der Arbeit und die<br />
vielfaltigen Anregungen. Dank seiner immer geoffneten Burotur kam es zu einem steten<br />
fruchtbaren Ideenaustausch<br />
Herrn Dr. K Hamacher schulde ich herzlichen Dank fur seinen stets kompetenten Rat<br />
verbunden mit einer erfiischenden Freundlichkeit<br />
Meinem KommiIitonen Herrn Dr H-J. Wester danke ich fur seinen nicht quantifizierbaren<br />
Ideenreichtum und seine ebenfalls unzahlige, tatkriiftige Hilfe in der taglichen Laborarbeit<br />
Meinem Kommilitonen Herrn Dr. H. Henneken mochte ich fur die vielen, manchmal schon<br />
philosophischen Gesprache und die kollegiale Zusammenarbeit in der Radioiodchemie danken.<br />
Ein groBes Dankeschon gilt den Herrn W Wutz fur die Durchfuhrung der Tierexperimente und<br />
Herrn D. Unterlugauer fur die Aufualune unzahliger NMR-Spektren.<br />
Nicht zuletzt gilt mein Dank allen Kolleginnen und Kollegen des Instituts fur Nuklearchemie,<br />
die durch ihre freundliche Art zum Erfolg der Arbeit beigetragen haben.<br />
f
Publikationsliste<br />
In Zeitschriften:<br />
(1) C Krummeich, M. Holschbach, G. Stocklin; Direct n.c.a.. Electrophilic<br />
Radioiodination ofTyrosine Analogues; Their in vivo Stability and Brain-uptake in<br />
Mice<br />
Appl. Radiat. Isot. 45, 929-35 (1994)<br />
(2) C Krummeich, M. Holschbach; Kit Preparation ofn.ca. 3-[123I]Iodo-L-amethyltyrosine<br />
[123I]IMT, 3-[l23I]Iodo-O-methyl-L-a-methyltyrosine [l23I]OMlT and<br />
3-[123I]Iodo-O-methyl-L-a.-methyltyrosine [l23I]OMlMT Using Sep-Pak C-18<br />
Cartridges.<br />
Appl. Radiat. Isot. 46, 917-21 (1995)<br />
(3) C Krummeich, M Holschbach, G Stocklin; Convenient Direct n.c.a Electrophilic<br />
Radioiodination ofAromatic Compounds Using Icdo-Gen'P'.<br />
Appl. Radiat. Isot. (vom Verlag zum Druck akzeptiert)<br />
AufKongressen<br />
Als Vortrage:<br />
(4) C. Krummeich, M. Holschbach, G Stocklin; Synthesis and Biodistribution of<br />
Radioiodinated Amino Acids; A Comparative Evaluation<br />
SNM Meeting 1994 in Orlando, Florida<br />
J. Nucl. Med. 35, 94P (1994) (Abstract)<br />
(5) C Krummeich, M. Holschbach, G. Stocklin; A new Radioiodinated Amino Acid for<br />
Measuring Amino Acid Transport with SPET<br />
EANM Meeting 1994 in Diisseldorf<br />
Europ. J. Nucl. Med 21, 785 (1994) (Abstract)<br />
(6) HI. Wester, C Krummeich, A Fixmann, W Former, HW Muller-Gartner, G.<br />
Stocklin; 18p_ and 13lI-Labeling ofthe Octadecapeptide Apamine: A selective Blocker<br />
ofthe Ca 2+ Dependent K+ - Channel Syntheses an In-Vivo Evaluation in NMRI Mice<br />
XI. Int. Symp. Radiopharm, Chern. in Vancouver, Kanada, 1995<br />
J. Label. Compds.. Radiopharm. 37, 513-5 (1995) (Abstract)<br />
(7) A Fixmann, H.I Wester, C. Krummeich, W Former, M Holschbach, K Hamacher,<br />
HW Muller-Gartner, G Stocklin; [F-18]- and [I-123]-Labelled Apamin:<br />
Radiolabelling, In-Vitro and Ex-Vivo Evaluation with Mice<br />
EANM Meeting 1995 in Brussel<br />
Europ. J. Nucl. Med 22, 770 (1995) (Abstract)
A1s Posterbeitrage<br />
(8) C. Krummeich, M Holschbach, G. Stocklin; Convenient High Yield Direct<br />
Electrophilic n c.a .. Radioiodination ofPoorly Activated Anisole Derivatives Using the<br />
Iodo-Gen''" Trifluoroacetic Acid System.<br />
XI. Int. Symp. Radiopharrn Chern. in Vancouver, Kanada, 1995<br />
J. Label. Compds. Radiopharm. 37, 628-30 (1995) (Abstract)<br />
(9) H Henneken, C. Krummeich, M. Holschbach, G Stocklin; Copper(I) Assisted n.c ..a.<br />
Radioiododebromination Using Cuprous Sulfate; Radioiodination ofReduction<br />
Sensitive 2-Nitroimidazole Amino Acid Conjugates.<br />
XI. Int Symp Radiopharm. Chern. in Vancouver, Kanada, 1995<br />
J. Label. Compds. Radiopharm. 37, 208-10 (1995) (Abstract)
FORSCHUNGSZENTRuMtrUc.1CH Gmbfl<br />
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