专利名称：用于诊断成像和放射治疗的叶酸轭合物和相应的金属螯合物络合物的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及新的叶酸(folate)轭合物和相应的金属-螯合物络合物及其药物组合物，它们的制备方法以及它们在诊断和治疗医学应用例如诊断成像和放射治疗中的用途。
背景技术：
用于诊断或治疗剂递送的细胞特异性靶向作用是一个广泛研究的领域，并且已导致非侵入性诊断和/或治疗医学应用的发展。特别是，在核医学操作和治疗的领域，其应用放射活性物质发射电磁辐射如γ-射线或光子，这些放射活性物质在靶向的细胞或组织中的选择性定位是需要的，以实现用于特异性组织的显像的高信号强度、评价疾病和/或监测治疗性疗法的作用，或者高辐射剂量以用于给特定患病位置递送充足剂量的电离辐射，而在其它组织例如健康组织中无辐射损伤的风险。
叶酸受体(FR)是一种高度亲和性的膜相关蛋白，其在健康细胞中表现为表达受限，但通常在多种特定细胞类型中过表达，例如上皮肿瘤细胞(例如卵巢、子宫内膜、乳房、结肠直肠、肾、肺、鼻咽)以及活化的(但不是休眠的)巨噬细胞，其与炎症和自身免疫疾病有关。这导致将叶酸及其衍生物用作靶向剂以用于给这些特定的细胞群递送药物和/或诊断剂，以实现药物和/或诊断剂在这些特异性细胞中与正常细胞相比达到选择性地浓集。此类叶酸-轭合物包括叶酸放射性药物(Leamon and Low，Drug Discov.Today 2001；644-51)、化学治疗剂的叶酸-轭合物(Leamon and Reddy，Adv.Drug Deliv.Rev.2004；561127-41；Leamon等人，Bioconjugate Chem.2005；16803-11)、蛋白和蛋白毒素(Ward等人，.J.Drug Target.2000；8119-23；Leamon等人，J.Biol.Chem.1993；26824847-54；Leamon and Low，J.Drug Target.1994；2101-12)、反义寡核苷酸(Li等人，Pharm.Res.1998；151540-45；Zhao and Lee，Adv.Drug Deliv.Rev.2004；561193-204)、脂质体(Lee and Low，Biochim.Biophys.Acta-Biomembr.1995；1233134-44)；Gabizon等人，Adv.DrugDeliv.Rev.2004；561177-92)、半抗原分子(Paulos等人，Adv.Drug Deliv.Rev.2004；561205-17)；MRI造影剂(Konda等人，Magn.Reson.Mat.Phys.Biol.Med.2001；12104-13)等。
已知的叶酸放射性药物包括例如与125I-标记的组胺的轭合物(US 4,136,159)、与小的金属-螯合剂的轭合物例如去铁胺(US 5,688,488)、非环状或环状聚氨基羧酸酯(例如DTPA、DTPA-BMA、DOTA和DO 3A；US 6,221,334)、二氨基硫醇(US 5,919,934)、6-肼基烟酰氨基-酰肼基(Shuang Liu，Topics in Current Chemistry，vol252(2005)，Springer Berlin/Heidelberg)、和亚乙基双半胱氨酸(US 7,067,111)，以及小肽(US 7,128,893)。
然而，仍然需要备选的、高选择性的放射性核素轭合物，其可以容易地合成并且其对非靶组织比例，呈现出最佳的靶(即肿瘤细胞、活化的巨噬细胞等)，而且经肾消除，以在高度选择性和非-侵入性操作中用作肿瘤成像剂，使得容易检测和治疗肿瘤细胞、活化的巨噬细胞(以及尚未鉴别的其它表现出高度FR表达的靶细胞)。
申请人:现已发现新的叶酸-轭合物，其通过显示若干优点例如在低配体浓度下的改善的标记效率、稳定的络合物形成、更好的生物分布、靶组织摄取增加以及从非靶组织和器官的更好的清除，从而能够克服已知轭合物的缺点，并且符合目前的需求。这些新的叶酸-轭合物包括螯合部分和药理学转运/结合部分。该新的叶酸-轭合物可以与多种适用于诊断成像和放射治疗应用的放射性核素形成稳定的螯合物。更特别地，该新的轭合物是以五元杂环为基础而设计的，使得该药理学实体对其受体的亲和力不是通过结合到至少一种放射性核素而实现的。
发明内容
本发明第一方面涉及新的叶酸-轭合物，下文亦称为本发明化合物，以及它们与至少一种放射性核素的络合物，其可以克服与上文讨论的相关领域有关的一种或多种缺点。
在一个具体的实施方案中，本发明涉及式I化合物
其中 F是叶酸(folate)或其衍生物， Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N， S1、S2、S3相互独立地是单键或间隔基，例如直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代-CN、-Hal、-OH、-NH2、-SH、-SO3H或-NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-N＝、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-NR′-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-、-S-、-SO3R′-、-PR′-或者5-或6-元芳族碳环或杂环，该环是未取代的或被以下取代-CN、-Hal、-NO2、-COR′或-COOR′，其中R′表示H或者直链或支链C1-C6烷基， Ra、Ra′、Rb相互独立地是H、-OR′、-COOR′、-NHR′、-CONHR′、-SR′、膦或杂环基团，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者如上文定义的F，并且其中基团Ra、Ra′和Rb中的至少两个相邻基团是供电子基团-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH、膦或杂环基团。
Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，或者如上文定义的F， m是0、1、2、3或4，且 n是1或2 在一个实施方案中，本发明涉及式I化合物，其中F是由蝶酰基-衍生物表示，其如式II和II′化合物所示
其中 X1、X2、X3、X4和X5相互独立地是C或N， Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N， R1和R2相互独立地是H、Hal、-OR′、-NHR′、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，其中R′是H或C1-C6烷基， R3和R4相互独立地是H、甲酰基、亚氨基甲基、亚硝基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、卤素取代的C1-C12烷酰基， R5是H、CN、Hal、NO2、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基， S1、S2、S3相互独立地是单键或间隔基，例如直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代-CN、-Hal、-OH、-NH2、-SH、-SO3H或-NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-N＝、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-NR′-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-、-S-、-SO3R′-、-PR′-或者5-或6-元芳族碳环或杂环，该环是未取代的或被以下取代CN、Hal、NO2、COR′或COOR′，其中R′表示H或C1-C6烷基， Ra、Ra′、Rb相互独立地是H、-OR′、-COOR′、-NHR′、-CONHR′、-SR′、膦或杂环基团，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者如上文定义的F，并且其中基团Ra、Ra′和Rb中的至少两个相邻基团是供电子基团-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH、膦或杂环基团， Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′、或链或支链C1-C12烷基，该环是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2、其中R′表示H、C1-C6烷基， m是0、1、2、3或4， n是1或2， p具有0、1或2的值， q具有1至7的值，且 r是0或1。
本发明的范围包括基团Ra、Ra′和Rb的所有可能的变型(显示或未显示)，所述基团Ra、Ra′和Rb为如下文进一步描述的式II和II′化合物中的基团F。
在另一实施方案中，本发明涉及式I化合物，其中F是由如式III所示的叶酸(即蝶酰-谷氨酸)衍生物表示
其中 X1、X2、X3、X4和X5相互独立地是C或N； Y1、Y2相互独立地是C、O或N， R1至R4和p、q和r如上文定义， R5是H、CN、Hal、NO2、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基， R6和R7相互独立地是H、直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal或NO2，或者式IV的基团
其中 Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N， S2、S3、S4相互独立地是单键或间隔基，例如直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代-CN、-Hal、-OH、-NH2、-SH、-SO3H或-NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-N＝、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-NR′-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-、-S-、-SO3R′-、-PR′-或者5-或6-元芳族碳环或杂环，该环是未取代的或被以下取代CN、Hal、NO2、COR′或COOR′，其中R′表示H或C1-C6烷基， Ra、Ra′、Rb相互独立地是H、-OR′、-COOR′、-NHR′、-CONHR′、-SR′、膦或杂环基团，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者如上文定义的F，并且其中基团Ra、Ra′和Rb中的至少两个相邻基团是供电子基团-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH、膦或杂环基团 Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，或者如上文定义的F， m是0、1、2、3或4，且 n是1或2， 条件是R6和R7中至少一个是式IV的基团。
在一个优选的实施方案中，m是0。在另一优选的实施方案中，m是1。
在另一方面，本发明提供了络合物，其包含本发明化合物和99mTc、186/188Re、111In+3、67/68Ga+3、90Y+3、109Pd+2、105Rh+3、177Lu、64/67Cu、166Ho、213Bi。
在进一步的方面，本发明提供了合成本发明化合物及其相应的金属-螯合物络合物的方法。
在再进一步的方面，本发明提供了药物组合物，其包含诊断成像量或治疗有效量的至少一种本发明络合物和药学可接受的载体。在优选的实施方案中，该药物组合物含有至少一种含有Tc-99m、Re-186或Re-188的络合物。
在进一步的方面，本发明提供了本发明络合物和/或药物组合物方便且有效地施用于有诊断成像或放射治疗需要的受试者的用途。本发明方法的受试者优选是哺乳动物，例如动物或人，优选人。
在进一步的方面，本发明提供了一种单瓶或多瓶装试剂盒，其含有除放射性核素离子本身以外的需要制备本发明化合物的全部组分。
本发明的其它特征和优点根据以下详细说明和权利要求而变得显而易见。
图1.本发明式III化合物(4)及其络合物(5)的一般性合成，其中Z1是N，并且Z2和Z3是C(LG表示适合的离去基团，PG表示适合的保护基)。
图2.本发明式III化合物(9)及其络合物(10)的一般性合成，其中Z1和Z2是N并且Z3是C。
图3(A)99mTc-His-叶酸4h和24h p.i.的生物分布； (B)99mTc-His-叶酸4h p.i.并预先注射培美曲塞的生物分布。
图4(A)99mTc(CO)3-三唑-叶酸1h、4h和24h p.i.的生物分布； (B)99mTc(CO)3-三唑-叶酸4h p.i.并预先注射培美曲塞的生物分布。
图5.KB肿瘤和肾的(A)离体和(B)体外放射自显影图，其使用99mTc-His-叶酸，有或没有培美曲塞。
图6.在无胸腺裸鼠中生物分布研究的SPECT/CT-图，其使用99mTc-His-叶酸。
具体实施例方式 本发明第一方面涉及新的叶酸-轭合物(下文亦称为本发明化合物)，以及它们与放射性核素的络合物，它们克服了与现有技术有关的一种或多种缺点。
在一个具体的实施方案中，本发明涉及式I化合物
其中 F是叶酸或其衍生物， Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N， S1、S2、S3相互独立地是单键或间隔基，例如直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代-CN、-Hal、-OH、-NH2、-SH、-SO3H或-NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-N＝、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-NR′-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-、-S-、-SO3R′-、-PR′-或者5-或6-元芳族碳环或杂环，该环是未取代的或被以下取代-CN、-Hal、-NO2、-COR′或-COOR′，其中R′表示H或C1-C6烷基， Ra、Ra′、Rb相互独立地是H、-OR′、-COOR′、-NHR′、-CONHR′、-SR′、膦或杂环基团，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者如上文定义的F，并且其中基团Ra、Ra′和Rb中的至少两个相邻基团是供电子基团-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH、膦或杂环基团 Rc是H、COOR′、COR′、-SO3R′、-NHR′，其中R′表示H、C1-C6烷基，或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，或者如上文定义的F， m是0、1、2、3或4，且 n是1或2。
本领域技术人员将知晓，在位置Ra、Ra′、Rb(和Rc)处结合了一个或多个基团F的式I化合物的变型可以是本发明的一部分(在图解1中用表示供电子基团的DG作了示意性的说明) (i)一些特别的变型包括例如式I化合物，其中m＝0，即，其中仅有的剩余基团Ra和Rb表示两个相邻的选自以下的供电子基团-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH、膦和杂环基团，并且Rc可表示基团F。
(ii)其它变型包括例如式I化合物，其中Ra及其邻近的Ra′(即m≥1)表示两个相邻的选自以下的供电子基团-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH、膦和杂环基团，并且Ra′(对于m＞1)、Rb和Rc中的一个或多个可以相互独立地表示基团F。
(iii)进一步的特别的变型包括例如式I化合物，其中Rb及其邻近的Ra′(即m≥1)表示两个相邻的选自以下的供电子基团-OH，-COOH，-NHR′，-CONH2，-SH、膦和杂环基团，并且Ra、一个或多个Ra′(对于m＞1)和Rc可以相互独立地表示基团F。
更进一步的特别的变型(未显示于图解1中)包括例如式I化合物，其中两个邻近的Ra′基团(即m≥2)表示两个相邻的选自以下的供电子基团-OH，-COOH，-NHR′，-CONH2，-SH、膦和杂环基团并且Ra、一个或多个Ra′(对于m＞2)、Rb和Rc可以相互独立地表示基团F。
所有这些变型均需要相同的偶合化学，因此它们对于本领域技术人员是容易合成的。因此，要理解，具有基团F和两个相邻供电子基团的式I化合物的所有这些可能的变型(显示或未显示)均是本发明的一部分。
图解1 在优选的实施方案中，叶酸或其衍生物，下文亦简单地称之为″叶酸″或″多个叶酸″用于本发明包括基于稠合的嘧啶杂环的化合物，其通过苯甲酰基部分连接到连接基S1(如下文定义的)。如用于本文的“稠合的嘧啶杂环”包括与其它5-或6-元杂环稠合的嘧啶，例如蝶啶或吡咯并嘧啶二环。
优选的代表性的叶酸类如用于本文的是基于叶酸(蝶酰-谷氨酸)骨架，并且包括任选取代的叶酸、亚叶酸、蝶酰聚谷氨酸(pteropolyglutamic acid)和结合叶酸受体的蝶啶类例如四氢蝶呤类、二氢叶酸类、四氢叶酸类以及它们的脱氮杂(deaza)和二脱氮杂(dideaza)类似物。叶酸是用于本发明化合物的优选的形成轭合物的配体。术语″脱氮杂″和″二脱氮杂″类似物是指本领域公知的类似物，其具有取代天然存在的叶酸结构中的一个或两个氮原子的碳原子。例如，该脱氮杂类似物包括1-脱氮杂、3-脱氮杂、5-脱氮杂、8-脱氮杂和10-脱氮杂类似物。该二脱氮杂类似物包括，例如，1，5-二脱氮杂、5，10-二脱氮杂、8，10-二脱氮杂和5，8-二脱氮杂类似物。优选的脱氮杂类似物化合物包括N-[4-[2-[(6R)-2-氨基-1，4，5，6，7，8-六氢-4-氧代吡啶并[2，3-d]嘧啶-6-基]乙基]苯甲酰基]-L-谷氨酸(洛美曲索)和N-[4-[1-[(2，4-二氨基-6-蝶啶基)甲基]丙基]苯甲酰基]-L-谷氨酸(依达曲沙)。
在一个具体的实施方案中，本发明涉及式II和II′化合物，
其中 X1、X2、X3、X4和X5相互独立地是C或N， Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N， R1和R2相互独立地是H、Hal、-OR′、-NHR′、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，其中R′是H或C1-C6烷基， R3和R4相互独立地是H、甲酰基、亚氨基甲基、亚硝基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、卤素取代的C1-C12烷酰基， R5是H、CN、Hal、NO2、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基， S1、S2、S3相互独立地是单键或间隔基，例如直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代-CN、-Hal、-OH、-NH2、-SH、-SO3H或-NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-N＝、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-NR′-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-、-S-、-SO3R′-、-PR′-或者5-或6-元芳族碳环或杂环，该环是未取代的或被以下取代GN、Hal、NO2、COR′或COOR′，其中R′表示H或G1-C6烷基， Ra、Ra′、Rb相互独立地是H、-OR′、-COOR′、-NHR′、-CONHR′、-SR′、膦或杂环基团，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者如上文定义的F，并且其中基团Ra、Ra′和Rb中的至少两个相邻基团是供电子基团-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH、膦或杂环基团 Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，其中R′表示H、C1-C6烷基， m是0、1、2、3或4， n是1或2， p具有0、1或2的值， q具有1至7的值，且 r是0或1。
要理解，本发明的范围包括基团Ra、Ra′和Rb为上文定义的式II和II′化合物中的基团F的所有可能的变型 首先，这些变型包括具有一个其它基团F的式II或II′化合物。它们包括式II或II′化合物，其中(i)Ra是基团F，或者(ii)Rb是基团F，或者(iii)Ra′是基团F。
其次，这些变型进一步包括具有两个其它基团F的式II或II′化合物。它们包括式II或II′化合物，其中(i)Ra和Ra′是基团F，或者(ii)Ra和Rb是基团F，或者(iii)Ra′和Rb是基团F。
要理解，在所有的这些变型中，需要调整“m”以便具有两个相邻供电子基团的需求仍然能实现。
根据本发明的上述变型的选择的实施方案例如是式IIa、IIb、IIc、IId和IIe的化合物
其中 X1、X2、X3、X4和X5相互独立地是C或N， Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N， R1和R2相互独立地是H、Hal、-OR′、-NHR′、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，其中R′是H或C1-C6烷基， R3和R4相互独立地是H、甲酰基、亚氨基甲基、亚硝基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、卤素取代的C1-C12烷酰基， R5是H、CN、Hal、NO2、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基， S1、S2、S3相互独立地是单键或间隔基，例如直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代-CN、-Hal、-OH、-NH2、-SH、-SO3H或-NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-N＝、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-NR′-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-、-S-、-SO3R′-、-PR′-或者5-或6-元芳族碳环或杂环，该环是未取代的或被以下取代CN、Hal、NO2、COR′或COOR′，其中R′表示H或C1-C6烷基， Ra、Ra′、Rb相互独立地是-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH、膦或杂环基团，其中R′表示H、C1-C6烷基， Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，其中R′表示H、C1-C6烷基， n是1或2， p具有0、1或2的值， q具有1至7的值，且 r是0或1。
要理解，本发明的范围包括式II和IIa′的所有可能的变型(显示或未显示)。
在一个实施方案中，Z1是N，Z3是C，并且Z2是C或N。
在另一个实施方案中，Z1是C，并且Z2和Z3是N。
S1优选是单键或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、OH、NH2、SH、SO3H或NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-，或者5-或6-元芳香环，该芳香环是未取代的或被以下取代CN、Hal、NO2、COR′或COOR′，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者其组合。
更优选地，S1是单键或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-NR′-、-NR′-CO-、-CO-NR′-，其中R′表示H或C1-C6烷基。
S2、S3相互独立地优选是单键或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、OH、NH2或NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-NR′-、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-，其中R′表示H或C1-C6烷基。
更优选地，S2、S3相互独立地是直链或支链C1-C8烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-NR′-、-NR′-CO-、-CO-NR′-，其中R′表示H或C1-C6烷基，最优选地，S2、S3相互独立地是直链或支链C1-C6烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、OH或NO2。
在一个优选的实施方案中，m＝0、在另一优选的实施方案中，m＝1。
在进一步优选的实施方案中，Rc是H、CO2R′、COR′、-NHR′或未取代的C1-C6烷基，其中R′表示H或C1-C6烷基。
S1和Rc的优选实施方案包括氨基酸、短肽、糖分子。本领域技术人员将知道如何选择。
为此，在进一步优选的实施方案中，本发明涉及式II化合物，其中S1是氨基酸部分，即其中F表示叶酸结构，其中包含连接到氨基酸部分的蝶酰基部分。用于本文的术语″氨基酸″包括含有氨基(例如，NH2或NH3+)和羧酸基团(例如，COOH或COO-)的化合物。在具体的实施方案中，该氨基酸可以是α-氨基酸、β-氨基酸、D-氨基酸或L-氨基酸。该氨基酸可以是天然存在的氨基酸(例如，丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸或组氨酸等)或者其可以为其衍生物。衍生物的实例包括任选取代的氨基酸，例如具有一个或多个选自CN、Hal和/或NO2的取代基。该氨基酸还可包括任何其它的非-天然存在的氨基酸，例如正亮氨酸、正缬氨酸、L-或D-萘基丙氨酸(naphthalanine)、鸟氨酸、高精氨酸以及其它肽技术领域公知的氨基酸(参见，例如M.Bodanzsky，″Principles of Peptide Synthesis，″第1和第2修订版，Springer-Verlag，New York，NY，1984和1993，以及Stewartand Young，″Solid Phase Peptide Synthesis，″2nd ed.，PierceChemical Co.，Rockford，IL，1984，二者通过引用并入本文)。氨基酸和氨基酸类似物/衍生物可以商业购得(Sigma Chemical Co.；Advanced Chemtech)或者使用本领域已知的方法合成。在另一特定的实施方案中，该氨基酸还可以是聚氨基酸的一部分(亦称为多肽)，其中如上文定义的多种相同或不同的氨基酸是共价连接的，即通过常规肽或其它键连接。
优选的氨基酸包括例如谷氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、赖氨酸、精氨酸、半胱氨酸及其衍生物，并且优选的聚氨基酸包括它们各自的均聚物(即聚谷氨酸、聚天冬氨酸等)。最优选的是任选取代的天冬氨酸和谷氨酸。
因此在更特定的实施方案中，本发明涉及式II化合物，其中F表示具有两个连接点的蝶酰谷氨酸(或叶酸)骨架，如式III化合物表示的，
其中 X1、X2、X3、X4和X5相互独立地是C或N； Y1、Y2相互独立地是C、O或N， R1和R2相互独立地是H、Hal、-OR′、-NHR′、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，其中R′是H或C1-C6烷基， R3和R4相互独立地是H、甲酰基、亚氨基甲基、亚硝基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、卤素取代的C1-C12烷酰基， R5是H、CN、Hal、NO2、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基， p具有0、1或2的值， q具有1至7的值， r是0或1， R6和R7相互独立地是H、直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal或NO2，或者式IV的基团
其中 Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N， S2、S3、S4相互独立地是单键或间隔基，例如直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代-CN、-Hal、-OH、-NH2、-SH、-SO3H或-NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-N＝、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-NR′-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-、-S-、-SO3R′-、-PR′-或者5-或6-元芳族碳环或杂环，该环是未取代的或被以下取代CN、Hal、NO2、COR′或COOR′，其中R′表示H或C1-C6烷基， Ra、Ra′、Rb相互独立地是H、-OR′、-COOR′、-NHR′、-CONHR′、-SR′、膦或杂环基团，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者如上文定义的F，并且其中基团Ra、Ra′和Rb中的至少两个相邻基团是供电子基团-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH、膦或杂环基团。
Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′，其中R′表示H、C1-C6烷基，或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，或者如上文定义的F， m是0、1、2、3或4，且 n是1或2， 条件是R6和R7中至少一个是式IV的基团。
在特定的实施方案中，(i)Z1是N，Z3是C，并且Z2是C或N，或者(ii)Z1是C，并且Z2和Z3是N。
在优选的实施方案中，S2、S3、S4相互独立地是单键或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、OH、NH2或NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-NR′-、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-，其中R′表示H或C1-C6烷基。
更优选地，S2、S3、S4相互独立地是直链或支链C1-C8烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-NR′-、-NR′-CO-、-CO-NR′-，其中R′表示H或C1-C6烷基。
最优选地，S2、S3、S4相互独立地是直链或支链C1-C6烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、OH或NO2。
在进一步优选的实施方案中，Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′或C1-C12烷基，其中R′表示H或C1-C6烷基。
在一个具体的实施方案中，本发明涉及式III化合物，其中(a)R6是H、直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal或NO2，并且R7是式IV的基团，(b)R6是式IV的基团，并且R7是H、直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal或NO2，或者(c)R6和R7均为式IV的基团。
在进一步特定的实施方案中，m是0或1。
因此，本发明涉及式III化合物，其中R6和R7中至少一个是式IVa、IVb的基团和/或式IVb′的基团
其中 Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N， S2、S3、S4相互独立地是单键或间隔基，例如直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代-CN、-Hal、-OH、-NH2、-SH、-SO3H或-NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-N＝、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-NR′-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-、-S-、-SO3R′-、-PR′-或者5-或6-元芳族碳环或杂环，该环是未取代的或被以下取代CN、Hal、NO2、COR′或COOR′，其中R′表示H或C1-C6烷基， A相互独立地表示-COOH、-NH2、-CONH2或-SH， Ra、Rb相互独立地是H、-OR′、-COOR′、-NHR′、-CONHR′、-SR′、膦或杂环基团，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者如上文定义的F， Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′，其中R′表示H、C1-C6烷基，或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，或者如上文定义的F，且 n是1或2。
要理解，式III化合物连同结合有基团F和两个相邻供电子基团的式IV基团的所有可能的变型(显示或未显示)是本发明的一部分。它们包括式III化合物，其中R6或R7或者这二者是式IV的基团，其中Ra、Ra′、Rb和/或Rc在这些化合物的每一个中可表示基团F(由此Ra、Ra′、Rb中的两个是相邻的供电子基团，例如在式IVa、IVb和IVb′基团的特定的实施方案中显示的)。所选化合物是由式V和V′、Va和Va′、Vb和Vb′所描述的，其中说明了Rc为基团F的可能性。要理解，Ra、Ra′和Rb为基团F的所有其它变型(包括未说明的)亦在本发明范围内。
其中 X1、X2、X3、X4和X5相互独立地是C或N； Y1、Y2相互独立地是C、O或N， Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N； R1和R2相互独立地是H、Hal、-OR′、-NHR′、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，其中R′是H或C1-C6烷基， R3和R4相互独立地是H、甲酰基、亚氨基甲基、亚硝基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、卤素取代的C1-C12烷酰基， R5是H、CN、Hal、NO2、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基， R6、R7相互独立地是H、直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal或NO2， S2、S3、S4相互独立地是单键或间隔基，例如直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代-CN、-Hal、-OH、-NH2、-SH、-SO3H或-NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-N＝、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-NR′-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-、-S-、-SO3R′-、-PR′-或者5-或6-元芳族碳环或杂环，该环是未取代的或被以下取代CN、Hal、NO2、COR′或COOR′，其中R′表示H或C1-C6烷基， Ra、Ra′、Rb相互独立地是H、-OR′、-COOR′、-NHR′、-CONHR′、-SR′、膦或杂环基团，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者如上文定义的F，并且其中基团Ra、Ra′和Rb中的至少两个相邻基团是供电子基团-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH、膦或杂环基团 Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′，其中R′表示H、C1-C6烷基，或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，或者如上文定义的F， m是0、1、2、3或4， p具有0、1或2的值， q具有1至7的值，且 r是0或1。
在更优选的实施方案中，本发明预期这样的化合物，其中S2、S3、S4相互独立地是直链或支链C1-C8烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、OH或NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-NR′-、-NR′-CO-、-CO-NR′-，其中R′表示H或C1-C6烷基。
在进一步特定的实施方案中，m是0或1。
因此，在进一步优选的实施方案中，本发明例如涉及式VI和VI′、VIa和VIa′以及VIb和VIb′的化合物，
其中 X1、X2、X3、X4和X5相互独立地是N或C， Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N， Y1、Y2相互独立地是C、O或N， R1和R2相互独立地是H、Hal、-OR′、-NHR′、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，其中R′是H或C1-C6烷基， R3和R4相互独立地是H、甲酰基、亚氨基甲基、亚硝基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、卤素取代的C1-C12烷酰基， R5是H、CN、Hal、NO2、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基， R6、R7相互独立地是H或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal或NO2， Ra、Rb相互独立地是供电子基团例如-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH或选自以下的杂环基团吡啶基、吡咯基和噻唑基，其中R′表示H或C1-C6烷基 Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2， p具有0、1或2的值， q具有1至7的值， s是1至8，且 o是1至6。
优选地，(i)Z1是N，Z3是C，并且Z2是C或N，或者(ii)Z1是C，并且Z2和Z3是N。
因此，在进一步优选的实施方案中，本发明涉及VII和VII′、VIIa和VIIa′以及VIIb和VIIb′的化合物
其中 X1、X2、X3、X4和X5相互独立地是N或C， Y1、Y2相互独立地是C、O或N， R1和R2相互独立地是H、Hal、-OR′、-NHR′、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，其中R′是H或C1-C6烷基， R3和R4相互独立地是H、甲酰基、亚氨基甲基、亚硝基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、卤素取代的C1-C12烷酰基， R5是H、CN、Hal、NO2、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基， R6是H或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal或NO2， Ra和Rb相互独立地是供电子基团，例如-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH或选自以下的杂环基团吡啶基、吡咯基和噻唑基，其中R′表示H或C1-C6烷基 Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2， p具有0、1或2的值， q具有1至7的值， s是1至8，且 o是1至6。
在进一步优选的实施方案中，Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者C1-C12烷基。
在最优选的实施方案中，Ra是-NH2，Rb是-OH，并且Rc是H。
优选地，o是1、2、3或4。
要理解，缩写″N″和″C ″表示所有可能的饱和度，即N包括-NH-和-N＝键，并且C包括-CH2-和-CH＝键。
要理解，缩写(H)q表示在指定环上(即在X3、C6、C7和X4上)的所有H取代基。例如q＝5为完全饱和的未取代的类似物(X3＝X4＝N，p＝0)或者q＝7为完全饱和的未取代的5，8-二脱氮杂类似物(X3＝X4＝C，p＝0)以及q＝1为完全不饱和的类似物，其中X3＝X4＝N，p＝0。
在优选的实施方案中，R1和R2可以相互独立地表示H、烷基、-OR′、-NHR′，更优选-OR′、-NHR′。
在优选的实施方案中，R3是H、甲酰基、C1-C12烷基或C1-C12烷酰基。
在另一优选的实施方案中，R4是H、亚硝基、C1-C12烷氧基或C1-C12烷酰基。
在优选的实施方案中，R6是H或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal或NO2，更优选R6是H或者直链或支链C1-C12烷基。在最优选的实施方案中，R6是H。
在另一优选的实施方案中，Ra、Ra′、Rb相互独立地是H、-OR′、-COOR′、-NHR′、-CONHR′、-SR′或选自以下的杂环基团吡啶基、吡咯基和噻唑基，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者如上文定义的F。更优选地，Ra、Ra′、Rb相互独立地是H、-OR′、-COOR′、-NHR′、-CONHR′、-SR′，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者如上文定义的F。
Ra、Ra′、Rb的优选的供电子基团是-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH或选自以下的杂环基团吡啶基、吡咯基和噻唑基，其中R′表示H或C1-C6烷基。Ra、Ra′、Rb的更优选的供电子基团相互独立地是-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH，其中R′表示H或C1-C6烷基。
进一步优选的实施方案包括 (i)X1至X5是N，R1是NH2，R2是O，R4是H，s是1、3或5，并且所有其它参数如式VII、VIIa或VIIb中定义 (ii)X1至X5是N，Y是O，R1是NH2，R2是O，R3是H、甲基或甲酰基，R4是H、甲基或甲酰基，R6是H、甲基或乙基，s是1、3或5，并且所有其它参数如式VII、VIIa或VIIb中定义 (iii)X1至X5是N，Y是O，R1是NH2，R2是O，R3是H、甲基或甲酰基，R4是H，R6是H，s是1、3或5，Ra和Rb是-OH，并且所有其它参数如式VII、VIIa或VIIb中定义 因此，在进一步特定的实施方案中，本发明涉及式VIII化合物，
其中， Y1、Y2相互独立地是C、N或O， R8、R9相互独立地是H、甲酰基、直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal或NO2， R4选自H、亚硝基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、卤素取代的C1-C12烷酰基，并且 R5是H、CN、Hal、NO2、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基， R6和R7相互独立地是H、直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal或NO2，或者式IVa、IVb的基团和/或式IVb′的基团
其中 Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N， S2、S3、S4相互独立地是单键或间隔基，例如直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代-CN、-Hal、-OH、-NH2、-SH、-SO3H或-NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-N＝、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-NR′-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-、-S-、-SO3R′-、-PR′-或者5-或6-元芳族碳环或杂环，该环是未取代的或被以下取代CN、Hal、NO2、COR′或COOR′，其中R′表示H或C1-C6烷基， A相互独立地表示-COOH、-NH2、-CONH2或-SH， Ra、Rb相互独立地是H、-OR′、-COOR′、-NHR′、-CONHR′、-SR′、膦或杂环基团，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者如上文定义的F， Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′，其中R′表示H、C1-C6烷基，或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，或者如上文定义的F，和 n是1或2。
优选地，(i)Z1是N，Z3是C，并且Z2是C或N，或者(ii)Z1是C，并且Z2和Z3是N。
术语″烷基″，当单独或组合使用时，是指含有1至12个碳原子的直链或支链烷基基团，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、己基等。优选的烷基基团含有1至8，更优选1至4个碳原子。
用于本文的术语″烯基″，单独或者与其它基团组合，是指含有2至12个碳原子的直链或支链烯基基团，例如亚甲基、乙烯基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、叔丁烯基、仲丁烯基、异丁烯基、戊烯基、异戊烯基、戊二烯基、异戊二烯基、己烯基等。优选的烯基含有2至6个碳原子。
用于本文的术语″炔基″是指具有一个或多个碳-碳三键的碳原子的直链或支链。优选的炔基含有2至12，更优选2至6个碳原子。
用于本文的术语″烷氧基″是指被氧取代的如上文定义的烷基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、叔丁氧基等。
用于本文的术语″烷酰基″是指甲酰基，或者是被羰基末端取代的如上文定义的烷基例如乙酰基、丙酰基、丁酰基、戊酰基等。
用于本文的术语″烷基氨基″是指被氮取代的如上文定义的烷基，其包括单烷基氨基例如甲基氨基、乙基氨基、丙基氨基、叔丁基氨基等，以及二烷基氨基例如二甲基氨基、二乙基氨基、甲基丙基氨基等。
用于本文的术语″卤素″是指任何第7族元素，包括氟、氯、溴、碘和砹(o)。
术语“5-或6-元芳族碳环或杂环”是指5-或6-元芳族碳环例如苯基、环庚基、环己基和环戊基，以及含有至少一个选自N、S、O和P的杂原子的5-或6-元芳族杂环，例如吡啶基、哌啶子基、哌嗪子基、吗啉代、咪唑基、三唑基、四唑基、噁唑基、噻唑基、吡咯烷基和吡唑基。
用于本文的术语″杂环基团″是指饱和的杂环基团或者不饱和的杂环基团，其具有至少一个选自N、S、O和P的杂原子，优选N或S。饱和的杂环基团的实例包括四氢呋喃基、吡咯烷基、吡唑烷基、咪唑烷基、哌啶基、吗啉基、硫代吗啉基和哌嗪基。不饱和的杂环基团的实例包括呋喃基、吡咯基、噻吩基、噻唑基、异噻唑基、噁唑基、异噁唑基以及吡唑基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基和哒嗪基。这些杂环基团可以被烷基例如甲基或乙基、卤素原子或者苯基取代。当该杂环基团被苯基取代时，其可以形成稠合环，该稠合环在该杂环基团中与该苯基基团以两个相邻的碳原子结合。稠合环的实例包括苯并噻唑基、苯并呋喃基、喹唑啉基和喹噁啉基。优选的杂环基团是吡啶基、吡咯基和噻唑基。
用于本文的术语″膦”包括，例如，三芳基膦、三烷基膦和三(二烷基氨基)膦，其可以具有取代基，等等。它们的具体实例包括，例如，1，2-二(二甲基膦)乙烷和三羟基亚甲基膦。
用于本文的术语″任选取代的″包括C(1-6)烷基、C(1-6)烯基、C(1-6)酰基、芳基C(1-6)烷基芳基、氰基、硝基和卤代，优选C(1-6)烷基、氰基、硝基和卤代，最优选C(1-4)烷基。
在另一方面，本发明提供了络合物，其包含本发明化合物和99mTc、186/188Re、111In+3、67/68Ga+3、90Y+3、109Pd+2、105Rh+3、177Lu、64/67Cu166Ho、213Bi，下文亦称为本发明络合物。优选地，本发明络合物包含99mTc、186Re或186Re。锝作为诊断成像剂特别有用，优选为放射性核素99mTc、94mTc或96Tc中的一种或多种。如上文所示，用于医学成像的优选的放射性同位素是99mTc。它的140keV.γ.-光子用于广泛应用的γ照相机是理想的。其具有短的(6小时)半衰期，当考虑患者放射量测定时是需要的。铼作为放射治疗剂是特别有用的，其优选是放射性核素186Re或188Re中的一种或者其混合物。
在进一步的方面，本发明还提供了合成本发明化合物的方法。在第一合成方法中，用于放射性核素的杂环配体位置(site)首先被合成，接着通过适合的连接基连接到适合的受保护的蝶酸或叶酸衍生物上，以获得所选的最终化合物(参见例如图1)。
在一个特定的实施方案中，此合成方法例如包括在第一步骤中使组氨酸片段(图1中，化合物1)偶合到具有适宜离去基团LG的连接基S3上，所述组氨酸片段在氨基-和羧基-末端处被适宜地保护。接着首先偶合到谷氨酸残基，然后偶合到叶酸残基，产生最终的叶酸轭合物，其在脱保护时可以与适合的放射性核素络合。
对于本领域技术人员而言，选择适当的条件以用于各种偶合步骤以及选择适当的保护基团PG(例如参见Greene & Wuts，Eds.，Protective Groups in Organic Synthesis，2nd Ed.，1991，JohnWiley & Sons，NY.)和离去基团LG(例如卤素、甲苯磺酸酯、甲磺酸酯、三氟甲磺酸酯、碳酸酯基团)，这将会是显而易见的。
在第二合成方法中，叶酸或蝶酸部分以及配体位置部分首先被合成，其中该叶酸或蝶酸部分带有叠氮基并且该配体位置部分带有炔基(或者反之亦然)，接着在环加成作用中在加热条件下或在催化剂存在下偶合，获得所选的最终化合物(Kolb and Sharpless，DrugDiscovery Today 2003，8，1128；Kolb等人.Angew.Chem.Int.Ed.2001，40，2004；Rostovtsev，V.V.等人.Angew.Chem.Int.Ed.2002，41，2596；US 2005/02222427；WO 06/116629)。
这些反应称为Huisgen 1，3-偶极环加成作用(加热条件)和Click反应(催化条件)，并且已描述于现有技术中(Kolb and Sharpless，Drug Discovery Today 2003，8，1128；Kolb等人.Angew.Chem.Int.Ed.2001，40，2004；Rostovtsev等人.Angew.Chem.Int.Ed.2002，41，2596；US 2005/02222427；WO 06/116629)。更特别地，其中的五元杂环是三唑的式I化合物是通过叠氮化物Ra-N3与炔Rb-C≡C-Rc的环加成作用而获得的，其中的五元杂环是四唑的式I化合物是通过叠氮化物Ra-N3与氰化物Rb-C≡N的环加成作用而获得的。所有可能的组合均在本文的考虑中，即Ra为叶酸衍生物并且Rb为螯合部分或其前体，以及Rb为叶酸衍生物并且Ra为螯合部分或其前体。因此，该反应的模块化和通用性质使得广泛多样的连接基可用于放射性同位素偶合到叶酸。
在一个特定的实施方案中，该环加成作用是在加热条件下进行的，即在10至200℃的温度范围内进行，优选为10至100℃。
在另一实施方案中，该环加成作用是在催化剂存在下进行的，该催化剂例如为过渡金属络合物，例如Ru和Cu(I)。优选的催化剂是Cu(I)盐，例如Cu(I)的氯化物、溴化物、碘化物。或者，Cu(I)可以通过Cu(II)盐的原位还原而获得。此反应可以在多种质子性或非质子性溶剂中、在宽范围的温度(例如10至100℃，优选室温)以及多种pH(例如4至12)下，在氧化或还原条件下并且在其它官能团存在下进行而不需要保护基团，所述溶剂例如甲醇、乙醇、2-丙醇、叔丁醇、正丁醇和/或水或其缓冲液。
对于本领域技术人员来说，选择适合的条件是显而易见的(亦参见US 2005/0222427，该文献以及该文献中引证的文献通过引用并入本文)。
因此，在一个示例性的反应中，炔基衍生的螯合部分或其前体(例如炔丙基甘氨酸)与叠氮基叶酸在标准条件下(例如抗坏血酸钠、Cu(OAc)2、tBuOH/H2O(1∶1)，室温)偶合。或者，在Cu(I)-催化的环加成作用中在标准条件下，用叠氮基官能化的螯合部分或其前体被偶合到所选的炔取代的叶酸或衍生物。然后两种链接(click)产物均用例如[99mTc(CO)3(H2O)3]+标记，得到SPECT示踪剂。
明显地，两种路线均允许使广泛多样的连接基掺入，以使不同的螯合部分(并由此为放射性金属)偶合到叶酸。
具体的实施方案讨论于实施例部分。
本发明进一步提供了合成本发明络合物的方法，其包括标记本发明化合物，这包括第一步获得本发明化合物以及使该化合物与如上文说明的放射性核素优选Tc-99m、Re-186或Re-188在还原剂存在下反应，以在本发明化合物与该放射性核素之间形成金属螯合物络合物。该还原剂可以是任何已知的还原剂，但是优选是二硫酸盐离子或二价锡离子。在特定的实施方案中，含有铼作为金属的本发明络合物的制备可以使用铼在+5或+7氧化态下来完成。其中的铼呈Re(VII)态的化合物的实例是NaReO4或KReO4。可用的Re(V)如Re-葡糖酸盐、Re-葡庚糖酸盐、Re-酒石酸盐、Re-柠檬酸盐。也可以使用能够形成铼络合物的其它铼试剂。
在进一步的方面，本发明提供了药物组合物，其包含诊断成像量或治疗有效量的至少一种本发明络合物和药学可接受的载体。在优选的实施方案中，该药物组合物含有至少一种含有Tc-99m、Re-186或Re-188的络合物。
如用于本文的，以适宜剂量存在的药学可接受的载体包括溶剂、分散介质、抗细菌剂和抗真菌剂、等渗剂等，它们是生理学可接受的。此类介质和试剂的使用是本领域公知的。
在进一步的方面，本发明提供了本发明络合物和/或药物组合物用于方便且有效地施用于有诊断成像或放射治疗需要的受试者的用途。本发明方法的受试者优选是哺乳动物，例如动物或人，优选人。
因此，在特定的实施方案中，本发明提供了用于表达叶酸受体的细胞或细胞群的诊断成像的方法，所述方法包括以诊断成像量施用至少一种本发明络合物或组合物的步骤，以及获得所述细胞或细胞群的诊断影像的步骤。
本发明的络合物和/或组合物还可用作用于治疗有此需要的受试者的放射治疗剂。
因此，在另一特定的实施方案中，本发明提供了用于放射治疗的方法，其包括给有此需要的受试者以治疗有效量施用至少一种本发明络合物或组合物，以及在需要的组织中定位所述至少一种络合物或组合物之后，使该组织经受辐射以实现需要的治疗作用的步骤。
在再另一实施方案中，本发明提供用于同时诊断和放射治疗的方法，其包括给有此需要的受试者以诊断和治疗有效量施用至少一种本发明络合物或组合物，以及在需要的组织中定位所述至少一种络合物或组合物之后，使该组织经受辐射，获得所述组织的诊断影像以观察治疗过程的步骤。
可以使用辐射探测器例如γ-辐射探测器检测表达该叶酸受体的细胞或组织即肿瘤细胞或组织(其用一种或多种本发明的络合物或组合物标记)的图像。一种这样的操作法使用了闪烁显像法。断层摄影成像操作例如单光子发射计算机断层成像(SPECT)也可用于改善显影。此类辐射探测器的选择和使用是本领域普通技术人员范围内的技能。因此，本发明要施用的络合物或组合物的诊断成像量可以选择为足以产生如上文所述受试者的器官或其它组织的诊断影像的量。本发明要施用的络合物或组合物的治疗有效量可以选择为足以产生需要的放射治疗作用的量。更特别地，治疗有效量是至少一种本发明络合物的量，该量将允许足够的络合物的肿瘤定位，从而中止和/或减少肿瘤生长或大小。如本文提供的，可以使用本发明方法或任何其它已知的诊断成像操作来监测肿瘤生长或大小。显然，所选放射性核素例如99mTc、186/188Re、111In+3、67/68Ga+3、90Y+3、109Pd+2、105Rh+3、177Lu、64/67Cu、166Ho、213Bi，优选Tc-99m、Re-186或Re-188的比放射性将在确定用于诊断成像或放射治疗的剂量中被考虑在内。
通常，待施用的单位剂量具有约0.01mCi至约300mCi，优选10mCi至约200mCi的放射活性。对于待注射的溶液，优选的单位剂量是约0.01mL至约10mL。在例如静脉施用之后，如果需要，器官或肿瘤体内成像可以发生在该放射标记的试剂被施用于受试者之后的数分钟至数小时或者甚至更长的时间内。通常，足够量的施用剂量将会在待成像的靶区内在约0.1至1小时之内累积。
本发明的络合物和/或组合物可以通过适合的途径例如胃肠外(例如，静脉内)、肌内或腹膜内或者任何其它适合的方法施用。例如本发明的络合物和/或组合物可以通过推注或缓慢输注、静脉注射施用于受试者。用于注射的适宜形式包括上文所述本发明的络合物和/或组合物的无菌水溶液或分散液以及无菌粉末。
该络合物或药物组合物优选是无菌的。杀菌可通过任何领域公知的技术来完成，包括但不限于，添加抗菌剂或抗真菌剂，例如，对羟基苯甲酸酯、三氯叔丁醇、苯酚、山梨酸、硫柳汞等。
本发明的络合物和/或组合物还可以用于在取自受试者的组织检查物中表达叶酸受体的细胞的体外检测。因此，在进一步的实施方案中，本发明提供了在组织样品中表达叶酸受体的细胞例如肿瘤细胞的体外检测的方法，该方法包括使所述组织样品与有效量的本发明络合物或组合物接触达足够的时间和条件，使结合发生并通过成像技术检测此结合。
可以通过本领域技术人员已知的操作收集样品，例如通过收集组织检查物或者体液，通过抽吸气管或肺样品等。
要测定的组织样品包括怀疑含有表达叶酸受体的细胞的任何组织，所述细胞例如肿瘤细胞、上皮细胞、肾、胃肠或肝胆管系统及其它。可以用例如显微镜用薄片切片机将样品切开以有助于显微镜检查和观测结合的络合物。在与本发明络合物或组合物的一种孵育之前或者之后，还可以将样品用适合的固定剂固定，以改善样品组织的组织学质量。
足以使本发明络合物与细胞上的叶酸受体结合的时间和条件包括标准组织培养条件，即样品可以在体外培养并且与本发明络合物或组合物的一种在生理介质中孵育。这些条件是本领域技术人员已知的。另选地，可以将样品固定，然后与本发明络合物或组合物在等渗或生理缓冲液中孵育。
用于体外检测肿瘤细胞的本发明所述络合物的典型量可以是约1ng/l至约1000μg/l。优选的量是约1μg/l至约100μg/l。用于体外诊断肿瘤细胞的优选络合物与体内应用的相同，包括99mTc、186/188Re、111In+3、67/68Ga+3、90Y+3、109Pd+2、105Rh+3、177Lu、64/67Cu、166Ho、213Bi，优选Tc-99m、Re-186或Re-188。
为了检测一种本发明化合物的细胞结合，可以将样品在所选络合物存在下孵育，然后洗涤，再在标准闪烁计数器中计数。应用备选方法，并且它们是本领域技术人员已知的。
为了诊断或放射治疗应用，方便的是在或者接近它们使用的地方制备本发明络合物。因此，在进一步的方面，本发明提供了一种单瓶或多瓶装试剂盒，其含有除放射性核素离子本身以外的需要制备本发明络合物或组合物的全部组分。因此，本发明优选的单-瓶装试剂盒包括本发明化合物以及药学可接受的还原剂源，例如二价锡盐。此外，该试剂盒包括任选的其它添加剂，例如该试剂盒被药学可接受的酸或碱缓冲以调节pH至用于络合物制剂的期望的值。此单瓶装试剂盒可任选含有交换配体例如葡庚糖酸根、葡萄糖酸根、甘露醇、马来酸根、柠檬酸或酒石酸，并且还可以含有反应改性剂，例如二乙三胺五乙酸或乙二胺四乙酸。其它添加剂例如增溶剂(例如环糊精)、抗氧化剂(例如抗坏血酸)和/或填充剂(例如NaCl)可以被用于改善终产物的放射化学纯度和稳定性，或者有助于生产该试剂盒。该放射性核素例如Tc或Re优选以溶液的形式分别地添加，例如以高锝酸盐(pertechnetate)或高铼酸盐(perrhenate)溶液的形式添加。
本发明优选的多瓶装试剂盒包括，在一个瓶中，除了放射性核素本身以外的需要形成不稳定的放射性核素络合物的各组分，即交换配体和药学可接受的还原剂例如二价锡盐。本发明化合物包含在第二个瓶中，其中还包含任选的添加剂例如适当的缓冲剂以调节pH至其最佳值。任选地，该放射性核素将以要加入的溶液形式例如高锝酸盐或高铼酸盐溶液的形式来提供，。
试剂盒中的全部组分可以呈液体、冷冻或者干燥的形式。在优选的实施方案中，试剂盒组分是以冷冻干燥的形式提供的。
根据本公开内容，本文公开和要求保护的所有化合物、络合物、组合物和/或方法可以被制备并完成而不需要过多的试验。对于本领域技术人员显而易见的是，可以将变型用于本发明而不会偏离本发明范围。本文提供的实施例将是说明性的并且不是穷尽的；因此，说明性的实施例将不会认为是以任何方式限制本发明。
实施例 材料和方法 熔点在B üchi-535仪上得到，并且未经校正。红外光谱是在JascoFT/IR-6200 ATR-IR上记录的。核磁共振波谱是用Bruker 300MHz、400MHz或500MHz波谱仪以相应的溶剂信号作为内标记录的。化学位移δ是以相对于四甲基硅烷(0.00ppm)的百万分之一(ppm)分部分报告的。偶合常数值nJ是以赫兹(Hz)给出；以下缩写用于试验部分以用于描述H-NMR波谱单峰(s)、宽单峰(bs)、二重峰(d)、三重峰(t)、多重峰(m)、双二重峰(dd)。复杂多重峰的化学位移是以它们出现的范围给出的。低分辨率质谱(LR-MS)是用Micromass Quattro microTM APILC-ESI记录的，高分辨率质谱(HR-MS)是用Bruker FTMS 4.7TBioAPEXII(ESI)记录的。
所有对水敏感的反应是在氩气下在火焰干燥的玻璃器皿中进行的。反应是通过薄层色谱法(TLC，在EM Science 0.25mm厚、预涂覆硅胶60F-254玻璃载板上进行)或HPLC监测的。HPLC是在配备有L-7400可调吸收检测器的Merck-Hitachi L-7000系统上进行的。以下系统用于分析型HPLCHPLC系绕1
柱(C18，5μm，4.6x 150mm，Waters)；0.1％TFAaq(溶剂A)，乙腈(溶剂B)，1mL/min；0-1min，95％A；1-15min，95→5％A；15-20min，5％A；20→22min，5→95％A；22→25min，95％A；HPLC系绕2
柱(MSC18，5μm，4.6x150mm，Waters)；0-15min 5→80％B；15-20min 95％B。半制备型HPLC是用XBridge柱(C18，5μm，10x150mm，Waters)、使用各试验描述中所示的溶剂系统进行的。
[Re(Br)3(CO)3][Et4N]2是根据Alberto等人，J.Chem.Soc.Dalton.Trans.1994，2815制备的。[99mTc(H2O)3(CO)3]+是根据Alberto等人，J.Am.Chem.Soc.2001，123，3135制备的。
[Na][99mTcO4])是从99Mo/99mTc-发生器(Mallinckrodt-Tyco，Petten，The Netherlands)中用0.9％盐水溶液洗脱的。前体[188Tc(OH2)3(CO)3]+是使用IsolinkTM-试剂盒(Mallinckrodt-Tyco，Petten，The Netherlands)合成的。对于体外研究和生物分布试验，放射性叶酸是从未标记的叶酸配体中通过HPLC的方式分离的，以便获得最大的比放射性。未纯化的络合物用于SPECT/CT-研究。
实施例1Pte-Glu(H-His(τ-(4-N-丁基))-OH)-OH(5-(4-(4-(2-氨基-2-羧乙基)-1H-咪唑-1-基)丁基氨基)-2-(4-((2-氨基-4-氧代-3，4-二氢蝶啶-6-基)甲基氨基)苯甲酰氨基)-5-氧代戊酸)的合成 (a)Boc-His(τ(4-NH2Bu))-OMe的合成 根据基于Yao，L.等人，J.J.Org.Chem.2004，69，1720的修改的方法制备1-叠氮基-4-氯丁烷。这样将7.87g(121mmol)NaN3在氩气下混悬在220ml二噁烷中。向该混悬液中加入18.86g的1-溴-4-氯丁烷，再将该混合物在室温下搅拌18小时。添加550ml水之后，将该混合物用330ml乙醚萃取两次。将合并的醚萃取物用330ml水和330ml氯化钠水溶液(10％)洗涤，用硫酸钠干燥，浓缩，得到14.11g的浅黄色油状物，纯度为约95％的1-叠氮基-4-氯丁烷(1H-NMR(300MHz，CDCl3)δ＝1.65-1.95(m，C(2)H2，C(3)H2，4H)；3.33(t，3J＝3.3，C(1)H2，2H)；3.57(t，3J＝6.2，C(4)H2，2H)。
向24,24g(90mmol，1.0当量)Boc-His-OMe(购自Bachem)在50ml丙酮中的混悬液中在氩气下加入13.68g(99mmol，1.1当量)碳酸钾、13.22g(99mmol，1.1当量)1-叠氮基-4-氯丁烷和3.75g(25mmol，0.28当量)碘化钠，再将该混合物加热至回流直到TLC显示完全转化(TLCSiO2，二氯甲烷/甲醇/9∶1，Rf(产物)＝0.58，Rf(起始物质)＝0.37)。2天之后，大约85％的起始物质被消耗。通过色谱法分离产物(SiO2，乙酸乙酯/正己烷/4∶1)，得到11.74g的Boc-His(τ(4-N3Bu))-OMe，为黄褐色树脂状物(1H-NMR(300MHz，CDCl3)δ＝1,44(s，C(CH3)3，9H)；1,5-1,6(m，CBu(3)H2，2H)；1,8-1,9(m，CBu(2)H2，2H)；3,00(dd，2J＝14,4，3J＝4,7，Cβ-HisHA，1H)；3,08(dd，2J＝14,8；3J＝5,5，Cβ-HisHB，1H)；3,31(t，3J＝6,6，N3CBu(4)H2，2H)；3,70(s，CH3，3H)；3,90(t，3J＝7,0，CBu(1)H2，2H)；4,53(ddd，Cα-HisH，1H)；5,99(d，3J＝8,2，NH，1H)；6,68(s，Cim(5)H，1H)；7,37(s，Cim(2)H，1H))。
向11.73g(32mmol，1.0当量)以上获得的中间体Boc-His(τ(4-N3Bu))-OMe在320ml四氢呋喃中的溶液中在氩气下加入10.49g(40mmol，1.25当量)三苯膦。将该混合物在室温下搅拌19小时。添加32ml的水后，再进一步搅拌4小时，将该混合物在真空下浓缩，得到21.70g的需要的杂环配体位置Boc-His(τ(4-NH2Bu))-OMe，为微黄色树脂状物，其含有大约50％氧化三苯膦。
1H-NMR(300MHz，CDCl3)δ＝1,43(s，C(CH3)3，9H)；1,4-1,55(m，CBu(3)H2，2H)；1,7-1,9(m，CBu(2)H2，2H)；)；2,69(t，3J＝6,9，CBu(4)H2，2H)；3,00(dd，Cβ-His HA，1H)；3,08(dd，Cβ-His HB，1H)；3,70(s，CH3，3H)；3,88(t，3J＝7,0，CBu(1)H2，2H)；4,52(ddd，C α-His H，1H)；5,95(d，3J＝7,9，NH，1H)；6,67(s，Cim(5)H，1H)；在7,20至7,75之间(s，Cim(2)H，1H)。
氧化三苯膦δ＝7,20-7,75(m，Ph3)。
(b)H-Glu(NH(Boc-His(τ-Bu-4-基)OMe)-OtBu的合成 向4.26g(10mmol，1.0当量)Fmoc-Glu-OtBu(购自Bachem)在40ml单甘醇二甲醚(1，2-二甲氧基乙烷)中的溶液中加入1.38g(12mmol，1.2当量)的N-羟基-琥珀酰亚胺。将该混合物冷却到5℃，再加入2.48g(12mmol，1.2当量)的N，N′-二环已基-碳二亚胺(DCC)。在室温下搅拌22小时之后，消耗了全部的起始物质(TLC，SiO2，乙酸乙酯/己烷/1∶1，Rf产物＝0.43，Rf起始物质＝0.35)，形成溶液，其直接用于后续步骤。
因此，向以上获得的Fmoc-Glu(OSu)-OtBu在40ml单甘醇二甲醚(1，2-二甲氧基乙烷)中的溶液中加入6.88g(10mmol，纯度～50％，1.0当量)的Boc-His(τ(4-NH2Bu))-OMe(参见步骤(a))。在环境温度下搅拌2小时之后，将该混合物浓缩至大约15g，再将产物通过快速色谱法纯化(SiO2，二氯甲烷/甲醇/25∶1，TLC，SiO2，二氯甲烷/甲醇9∶1，Rf产物＝0.46，Rf起始物质＝0.05)，得到2.29g的Fmoc-Glu(NH(Boc-His(τ-Bu-4-基)OMe)-OtBu，为微黄色泡沫状物(1H-NMR(300MHz，CDCl3)δ＝1,39(s，C(CH3)3，9H)；1,3-1,5(m，CBu(3)H2，2H)；1,44(s，C(CH3)3，9H)；1,63-1,75(m，CBu(2)H2，2H)；1,85-1,95(m，Cβ-GluHA，1H)；2,1-2,3(m，Cβ-GluHB，1H)；2,24(m，Cγ-GluH2，2H)；2,97(2dd，Cβ-HisH2，2H)；3,1-3,3(m，CBu(4)H2，2H)；3,64(s，CH3，3H)；3,79(t，CBu(1)H2，2H)；4,1-4,25(t，Cα-GluH；t，Cβ-FmocH，2H)；4,25-4,45(m，Cα-FmocH2，2H)；4,52(q，Cα-HisH，1H)；5,82(d，3J＝7,6，Nα-GluH，1H)；5,95(d，3J＝8,1，Nα-HisH，1H)；6,36(s，Nγ-GluH，1H)；6,61(s，Cim(5)H，1H)；7,20-7,30(s，Cim(2)H，1H)；在7,20至7,80之间(m，CFmocH8，8H)))。
向2.29g(3.06mmol，1.0当量)Fmoc-Glu(NH(Boc-His(τ-Bu-4-基)OMe)-OtBu和50ml二氯甲烷的混合物中加入3.0ml哌啶。在室温下搅拌3小时之后，将产物通过快速色谱法分离(SiO2，二氯甲烷/甲醇4∶1，TLC，SiO2，二氯甲烷/甲醇9∶1，Rf产物＝0.20，Rf起始物质＝0.51)，得到892mg的H-Glu(NH(Boc-His(τ-Bu-4-基)OMe)-OtBu，为粉红色泡沫状物。
1H-NMR(300MHz，CDCl3)δ＝1,42(s，C(CH3)3)；1,35-1,55(m，CBu(3)H2)；1,46(s，C(CH3)3)；1,75-1,9(m，CBu(2)H2；m，Cb-GluHA)；2,05-2,2(m，Cβ-GluHB)；2,35(″t″，Cγ-GluH2)；2,95-3,1(2dd，Cβ-HisH2)；3,22(q，CBu(4)H2)；3,41(″dd″，Cα-GluH)；3,67(s，CH3)；3,90(t，CBu(1)H2)；4,53(ddd，Cα-HisH)；5,94(d，3J＝8,4，Nα-HisH)；6,65-6,7(s，NH；s，Cim(5)H)；7,42(s，Cim(2)H)。
(c)Pte-Glu(H-His(τ-(4-N-丁基))-OH)-OH(5-(4-(4-(2-氨基-2-羧乙基)-1H-咪唑-1-基)丁基氨基)-2-(4-((2-氨基-4-氧代-3，4-二氢蝶啶-6-基)甲基氨基)苯甲酰氨基)-5-氧代戊酸)的合成 将25.3g蝶酸和1175ml甲酸的混合物回流3小时。冷却至室温之后，加入2350ml的甲基-叔丁基醚。将所得混悬液在室温下搅拌2小时，滤出沉淀物，用1600ml的水洗涤，再在真空、40℃下干燥，得到27.28g的10-甲酰基蝶酸(1H-NMR(300MHz，DMSO-d6)δ＝12.90(bs，COOH，1H)；11.40(b s，N(3)H，1H)；8.85(s，CHO，1H)；8.65(s，C(7)H，1H)；7.95(d，Ph，2H)；7.56(d，Ph，2H)；6.90(bs，NH2，2H))。
向8.5g以上获得的10-甲酰基蝶酸在128ml N，N-二甲基甲酰胺中的混悬液中加入52ml N，N-二甲基甲酰胺-二异丙基乙缩醛。将该混合物在室温下搅拌18小时。滤出形成的沉淀物，用4ml的N，N-二甲基甲酰胺和50ml丙酮洗涤，在40℃、真空下干燥，得到8.7g的受保护的N2，N，N-二甲基氨基亚甲基-10-甲酰基蝶酸(1H-NMR(300MHz，DMSO-d6+D2O)δ＝8.70(s，CHN，1H)；8.63(s，C(7)-H，CHO，2H)；7.81(d，Ph，2H)；7.30(d，Ph，2H)；5.18(C(6)CH2，2H)；3.19(s，NCH3，3H)；3.08(s，NCH3，3H))。
向391mg(0.90mmol，1.0当量)以上获得的N2，N，N-二甲基氨基亚甲基-10-甲酰基-蝶酸在3ml四氢呋喃中的溶液中在氩气下加入274mg(0.99mmol，1.1当量)DMTMM(4-(4，6-二甲氧基[1，3，5]三嗪-2-基)-4-甲基-吗啉鎓氯化物，根据Kunishima等人，TetrahedronLetters，40，5327-5330，1999合成)和473mg(0.99mmol，1.1当量)H-Glu(NH(Boc-His(t-Bu-4-基)OMe)-OtBu(参见步骤(b))。将该混悬液在室温下搅拌3小时，然后在真空下浓缩至大约1.5g。添加2ml水之后，通过离心将形成的沉淀物与溶液分离。将该沉淀物混悬于0.5ml水中，通过离心分离，再在真空下干燥，得到526mg的N2-N，N-二甲基氨基亚甲基-10-甲酰基-Pte-Glu(NH(Boc-His(τ-Bu-4-基)OMe)-OtBu，为黄色泡沫状物。
1H-NMR(300MHz，CDCl3)δ＝1,39(s，C(CH3)3)；1,3-1,45(m，CBu(3)H2)；1,46(s，C(CH3)3)；～1,7-1,8(m，CBu(2)H2)；1,8-1,9(m，Cβ-GluHA)；2,1-2,4(m，Cβ-GluHB；m，Cγ-GluH2)；2,95-3,05(2dd，Cβ-HisH2)；3,14(s，CDMAMH3A)；3.22(s，CDMAMH3B)；3,2-3,3(m，CBu(4)H2)；3,69(s，CH3)；3,8-3,9(m，CBu(1)H2)；4,4-4,6(m，Cα-HisH；m，Cα-GluH)；5,29(s，CPte(9)H 2)；5,60(d，NH)；5,94(d，NH)；6,70(s，Cim(5)H)；6,95(s，NH)；7,40(d，3J＝8,6，2x CPte(5′)H)；7,48(s，Cim(2)H)；7,87(d，3J＝8,6，2x CPte(6′)H)；8,70(s，CDMAMH)；8,80(s，CForH)；8,93(s，CPte(7)H)。
向200mg(0.22mmol，1当量)以上获得的N2-N，N-二甲基氨基亚甲基-10-甲酰基-Pte-Glu(NH(Boc-His(t-Bu-4-基)OMe)-OtBu中加入22ml 1M HCl。将该混合物在50℃下搅拌2小时。冷却至大约15℃之后，加入1.76g固体氢氧化钠。在室温下搅拌1小时之后，通过添加甲酸将pH调节至pH＝2.5。通过反相中压高效液相色谱法将产物分离(RP-MPLC，固定相Europrep 60-60C-18；
35-70μm，140g；36cmx26mm，液相0-10min.99,9％H2O，0,1％HCOOH，10-40min.34,9％MeOH，65％H2O，0,1％HCOOH)，得到120mg的Pte-Glu(H-His(τ-(4-N-丁基))-OH)-OH，为微黄色树脂状物。
1H-NMR(300MHz，D2O&D2SO4，计算值δ(H2O)＝4,79)δ＝0,4-0.6(m，CBu(3)H2)；0,75-0,9(m，CBu(2)H2)；～1,1-1,25(m，Cβ-GluHA)；1,25-1,4(m，Cβ-GluHB)；1,50(t，3J＝7,1，Cγ-GluH2)；2,1-2,3(m，CBu(4)H2)；2,45(2dd，Cβ-HisH2)；3,1-3,3(t，CBu(1)H2)；3,4-3,5(t，Cα-HisH)；3,5-3,6(q，3JE＝4,6，3JZ＝9,44，Cα-GluH)；4,08(s，CPte(9)H2)；～6,49(s，Cim(5)H)；6,65(d，3J＝6,7，2x CPte(5′)H)；6,95(d，3J＝6,1，2x CPte(6′)H)；7,68(s，Cim(2)H)；7.83(s，CPte(7)H)。
实施例2Re(CO)3-His-叶酸络合物的合成 将根据实施例1获得的Pte-Glu(H-His(τ-(4-N-丁基))-OH)-OH(5-(4-(4-(2-氨基-2-羧乙基)-1H-咪唑-1-基)丁基氨基)-2-(4-((2-氨基-4-氧代-3，4-二氢蝶啶-6-基)甲基氨基)苯甲酰氨基)-5-氧代戊酸)(15.0mg，23μmol)和[Re(Br)3(CO)3][Et4N]2(20.0mg，26μmol)混悬于H2O/MeOH(4mL，1∶1)中，再用稀NaHCO3将pH调节至pH8。将所得黄色溶液在50℃下搅拌1.5h，此后HPLC显示起始物质完全转化。将该混合物冷却至室温，通过添加稀HCl(0.1M)将pH调节至pH2-3。通过离心分离沉淀物(10min，3500rpm)，再在减压下干燥，得到Re-络合物(5)，为褐色固体。HR-MS[M+H]+＝920.2131(C32H35N11O10Re的计算值920.2126)，HPLC纯度＞70％。
实施例399mTc(CO)3-His-叶酸络合物的合成 类似于实施例2，99mTc(CO)3-His-叶酸是通过将根据实施例1获得的Pte-Glu(H-His(τ-(4-N-丁基))-OH)-OH(5-(4-(4-(2-氨基-2-羧乙基)-1H-咪唑-1-基)丁基氨基)-2-(4-((2-氨基-4-氧代-3，4-二氢蝶啶-6-基)甲基氨基)苯甲酰氨基)-5-氧代戊酸)在磷酸盐缓冲盐水(PBS)中的贮备溶液添加到[Na][99mTcO4]中导致最终浓度为10-5M而制备的。
将密封的反应瓶在100℃下加热60min，以极好的产率(＞98％)形成产物。
实施例4三唑-叶酸的合成 a)4-叠氮基-丁烷-胺的合成。
将Boc-保护的中间体叠氮化物(0.42g，2.0mmol；根据Link等人，J.Am.Chem.Soc.2004，126，10598制备)溶解于CH2Cl2(5mL)中，再加入三氟乙酸(TFA，1.0mL)。将该混合物在室温下放置过夜，然后在减压下浓缩，得到相应于叠氮胺的胺的TFA盐，其为无色油状物(450mg，定量的)1H-NMR(CDCl3)δ＝8.19-7.80(bs，3H)，4.76-4.50(bs，1H)，3.32(t，2H，J＝6.5)，3.30-2.92(m，2H)，1.81-1.70(m，2H)，1.70-1.58(m，2H)；LR-MS[M+H]+＝115.10(C4H10N4的计算值114.15)。
b)Glu(4-叠氮基-丁酰胺)OMe的合成 在火焰干燥的烧瓶中在氩气下将BocGluOMe(261mg，1.0mmol)溶解在干燥的DMF(5mL，过分子筛
)中，再加入Et3N(210μL，1.5当量)。在0℃下加入HBTU(380mg，1.0mmol)，再将该混合物搅拌半小时。在0℃下将该活化的酸的溶液通过插管转移到a)获得的叠氮胺的TFA盐(228mg，1.0mmol)在干燥的含有的Et3N(210μL，1.5当量)DMF(5mL)中的溶液中。2小时之后，将该混合物温热至室温，搅拌过夜。在减压下除去挥发性成分，再通过快速色谱法在硅胶上用CH2Cl2/MeOH(60∶1→30∶1)纯化该残余物，得到相应的Boc-保护的酰胺产物，为无色油状物(330mg，92％)1H-NMR(CDCl3)δ＝6.32-6.19(bs，1H)，5.35-5.24(bs，1H)，4.30-4.21(m，1H)，3.72(s，3H)，3.35-3.21(m，4H)，2.24(t，2H，J＝6.8)，2.21-2.10(m，1H)，195-1.80(m，1H)，1.67-1.52(m，4H)，1.43(s，9H)；LR-MS[M+H]+＝358.20(C15H27N5O5的计算值357.41)。
将以上获得的Boc-保护的中间体(0.72g，2.0mmol)溶解于CH2Cl2(10mL)，再加入三氟乙酸(TFA，1.5mL)。将该混合物在室温下放置过夜，然后在减压下浓缩，得到相应的胺的TFA盐，为浅黄色油状物(740mg，定量的)1H-NMR(CDCl3)δ＝10.15-8.60(bs，3H)，6.74(t，1H，J＝5.6)，4.14(dd，1H，J＝7.7and 3.7)，3.80(s，3H)，3.31-3.26(m，2H)，3.25-3.18(m，2H)，2.59-2.45(m，2H)，2.38-2.27(m，1H)，2.24-2.13(m，1H)，1.63-1.50(m，4H)；LR-MS[M+H]+＝258.23(C10H19N5O3的计算值257.29)。
c)受保护的γ-(4-叠氮基-丁酰基)-叶酰胺的合成 在火焰干燥的烧瓶中在氩气下将N2-N，N-二甲基氨基亚甲基-10-甲酰基-蝶酸(198mg，0.5mmol)混悬于干燥的DMF(10mL，过分子筛
)中，再加入Et3N(104μL，0.75mmol)。在0℃下加入HBTU(380mg，0.5mmol)，再将该混合物搅拌1小时。在0℃下向所得橙色溶液中加入c)中获得的胺的TFA盐(180mg，0.5mmol)在含有Et3N(210μL，1.5mmol)的干燥的DMF(9mL)中的溶液。将所得澄清黄色溶液在0℃下搅拌1小时，然后使之温热至室温。在减压下除去挥发性组分，再通过快速色谱法在硅胶上用CH2Cl2/MeOH(17∶1→10∶1)纯化该残余物，得到相应的受保护的叠氮基-叶酸，为黄色固体(290mg，92％)mp125-130℃；HR-MS[M+Na]+＝657.2617(C9H15N4O4Na的计算值657.2624)。
将d)中获得的产物(63mg，0.1mmol)溶解于1M NaOH(3mL)中，再在室温下搅拌过夜。将所得浑浊溶液通过硅薄土(CeliteTM)过滤来澄清。通过添加HCl(首先为37％HCl，然后为1M HCl)将该黄色溶液的pH调节至pH～2，这导致产物沉淀。将该混悬液离心(10min，3500rpm)，倾析出浅黄色上清液，再在减压下干燥该固体产物，得到叠氮基叶酸的五盐酸盐，为黄色粉末(75mg，定量的)mp＞200℃；1H-NMR(DMSO-d6)δδ＝12.21-11.95(bs，1H)，8.64(s，1H)，8.18(d，1H，J＝7.2)，7.85(t，1H，J＝5.7)，7.65(d，2H，J＝9.0)，7.00-6.82(bs，2H)，6.93(t，1H，J＝6.2)，6.64(d，2H，J＝9.0)，4.49(d，2H，J＝5.9)，4.32-4.22(m，1H)，3.29(t，2H，J＝6.8)，3.03(q，2H，J＝6.5)，3.09-2.96(m，2H)，2.12-1.83(m，2H)，1.55-1.45(m，2H)，1.45-1.35(m，2H)(一个NH未测到)；HR-MS[M]+＝537.2127(C23H27N11O5的计算值537.2197)；元素分析(括弧内为C23H27N11O5(HCl)5算得％-的值)C 39.16(38.38)，H 4.09(4.48)，N 21.43(21.40)，O(11.11)，Cl(24.63)。
f)三唑-叶酸的合成 合成A将受保护的叠氮基叶酸(95mg，0.15mmol，由d)获得)溶解于tBuOH/H2O(1∶1，6mL)中，加入L-炔丙基甘氨酸(17mg，0.15mmol)、Cu(OAc)2(5.5mg，20mol％)和抗坏血酸钠(12mg，40mol％)。将褐色溶液在室温下搅拌过夜，此后HPLC显示底物完全转化(HPLC系绕1)。加入金属净化剂树脂QuadraPure IDATM(0.3g)，将该混合物保持在室温下1天并不时振摇。倾析所得黄色溶液，再在减压下浓缩。将残余物溶解在1M NaOH(4mL)中，再在室温下搅拌过夜，此后HPLC显示中间体X完全脱保护。通过添加HCl(首先为37％HCl，然后为1M HCl)将该黄色溶液的pH调节至pH～2，导致产物沉淀。将该混悬液离心(10min，3500rpm)，倾析出浅黄色上清液，再在减压下干燥该固体产物。对粗产物进行HPLC纯化(Xbridge半制备柱，恒强度10％CH3CN，90％aq.TFA(0.1％))，得到所需的三唑-叶酸的三-TFA盐一水合物，为黄色粉末(113mg，2步，75％)1H-NMR(DMSO-d6，使用水信号抑制程序)δ＝8.68(bs，1H)，8.27(bs，2H，用D2O交换)，8.20(d，1H，用D2O交换，J＝6.8)，7.92(s，1H)，7.85(t，1H，用D2O交换，J＝5.7)，7.65(d，2H，J＝8.1)，7.5-7.0(多重bs，2H，用D 2O交换)，6.64(d，2H，J＝8.1)，4.50(s，2H)，4.35-4.20(m，5H，一个质子用D2O交换)，3.23-3.13(m，2H)，3.09-2.94(m，2H)，2.18(t，2H，J＝8.2)，2.10-1.98(m，1H)，1.93-84(m，1H)，1.80-1.72(m，2H)，1.45-1.27(m，2H)；HR-MS[M+H]+＝651.2738(C28H34N12O7的计算值650.2673)；元素分析(括弧内为C28H34N12O7(TFA)3(H2O)算得％的-值)C40.30(40.40)，H 4.20(3.98)，N 16.86(16.63)，O(22.16)；滴定法测得的氟化物的含量14.95(计算值16.63)。
合成B将脱保护的叠氮基叶酸(36mg，0.05mmol；由e)获得)混悬于tBuOH/H2O(1∶1，3mL)中，再加入L-炔丙基甘氨酸(6mg，0.053mmol)、Cu(OAc)2(2mg，20mol％)和抗坏血酸钠(4mg，40mol％)。将该混合物在80℃下搅拌20min，此后HPLC(HPC系绕1)显示起始底物完全转化。通过添加1M NaOH将该褐色混悬液溶解，再通过硅藻土过滤使之澄清。通过用1M HCl调节溶液的pH至pH～2而使产物沉淀。将该混悬液离心(10min，3500rpm)，倾析上清液，再在减压下使固体产物干燥，得到所需的三唑-叶酸的五盐酸盐，为橙色固体(42mg，定量的)。
实施例599mTc(CO)3-三唑-叶酸络合物的合成 合成A将50μL的三唑-叶酸配体的贮备溶液(102M至10-7M，在生理(0.15M)磷酸盐缓冲液中，pH＝7.4)加至[99mTc(CO)3(OH2)3]+(根据Alberto等人，J.Am.Chem.Soc.2001，123，3135制备；100μL；～1GBq/mL)的溶液中。加入磷酸盐缓冲盐水(PBS pH7.4，350μL)以调节最终浓度。在100℃下将反应物加热50min。放射标记产率通过HPLC测定。通过HPLC分析络合物，并根据常规操作，通过使用HPLC系统2的UV，与相应的Re-络合物(参见实施例6)进行比较来确证鉴定。
一锅法-合成B将脱保护的叠氮基叶酸(根据步骤4e获得)；40μL，约10-3M，在MeOH/PBS中，pH7.4(5∶1))与L-炔丙基甘氨酸(20μL，10-2M，在水中)、Cu(OAc)2(5μL，10-2M，在水中)和抗坏血酸钠(20μL，10-2M，在水中)混合。加热至100℃达30min之后，将该混合物冷却至室温，再加至在PBS(0.6mL，0.15M，pH7.4)中的[99mTc(H2O)3(CO)3]+(100μL，～1GBq/mL)。再加热至100℃达60min之后，通过HPLC(HPLC系绕2)确认需要的络合物完全形成。
实施例6Re(CO)3-三唑-叶酸络合物的合成 将三唑-叶酸(上述获得的)；三-三氟乙酸酯一水合物，0.7mg，0.7μmol)和[Re(Br)3(CO)3][Et4N]2(1.0mg，1.4μmol)混悬于水(0.5mL)中。添加NaOH(0.1M)至最终pH为8，得到黄色溶液，将其在50℃下搅拌1h，此后HPLC(HPC系绕1)显示起始叠氮基叶酸完全转化。将该溶液冷却至室温，再通过添加稀HCl水溶液将pH调节至pH～2。通过离心(3min，16000rpm)分离沉淀，将沉淀溶解于NaOH(0.1M)中，再通过HPLC(HPLC系绕1)纯化，得到冷的Re-络合物在CH3CN/0.1％TFA中的参比溶液。HR-MS[M+H]+＝921.2074(C31H34N12O10Re的计算值921.2078)。HPLC纯度＞95％。
实施例7体内试验 生物分布研究是用4-5周龄雄性无胸腺裸鼠(NMRI nu/nu；CharlesRiver，The Netherlands)进行的。使动物适应环境，并在开始5天喂以缺乏叶酸的啮齿类动物饲料，然后接种肿瘤细胞。在小鼠皮下接种KB-肿瘤细胞混悬液(5x106细胞)至每个肩膀的皮下组织。在肿瘤细胞接种之后约14天，此时的肿瘤大小达到约0.5-1.5cm3的大小，进行放射性叶酸生物分布研究。实验按一式三份进行。从侧面尾静脉分别施用99mTc(CO)3-His-叶酸和99mTc(CO)3-三唑-叶酸，(1.5MBq，在100μL中)。对于与抗叶酸组合的试验，将培美曲塞(PMX；
Lilly，Bad Homburg，Germany)用NaCl 0.9％根据制造商说明书进行稀释。在施用放射性示踪剂之前1h，通过侧面尾静脉施用上述所得稀释液(400μg，在100μL中)。在单独施用99mTc-放射性叶酸或者在预注射PMX后施用99mTc-放射性叶酸之后的1h、4h和24h，将动物处死。取出选择的组织，称重，在γ-计数器中对放射活性计数，以测定每克组织注射活性的百分数(％IA/g)。
在KB肿瘤雄性裸鼠中获得的99mTc-His-叶酸(表1a，b)和99mTc-三唑-叶酸(表2a，b)的生物分布数据(有或者没有预注射抗叶酸培美曲塞(表1b，2b))显示于表1至4。数值是以每克组织注射的活性百分数[％IA/g]表示的。表1a和2a中的结果清楚地显示，本发明化合物达到了极好的肿瘤血液值。
与抗叶酸(培美曲塞)组合的试验显示于表1b和2b。结果显示，在之前施用抗叶酸甚至可以观测到更高的特异性。
表1a
表1b
表2a
表2b
*400μg，在放射性示踪剂之前1h注射 实施例8离体/体外放射自显影法 离体放射自显影法安乐死之后立即摘除肿瘤和肾并冷冻，在-80℃下包埋在TissueTe中。将冷却的肿瘤和肾用显微镜用薄片切片机(Cryo-Star HM 560M，Walldorf，Germany)切成10μm的切片，再装载到载玻片(Superfrost plus，Menzel，Braunschweig，Germany)上。将该载玻片暴露于在X射线胶片暗匣中的荧光成像屏(多敏感屏，Packard Instruments Co.，Meriden，USA)上过夜。然后通过荧光成像仪(Cyclone，Packard，Instruments Co.，Groningen，TheNetherlands)对荧光屏读数。
体外放射自显影法体外放射自显影法在由肿瘤和肾制备的用于离体放射自显影法的那些邻近的切片上进行的。在室温下将有肿瘤切片的载玻片在Tris-HCL缓冲液8170mM，pH7.6(含5mM MgCl2，含0.25(w/v)BSA)中预孵育10min。然后在室温下将切片与99mTc-His-叶酸或99mTc-三唑-叶酸的溶液(0.5MBq/mL，在Tris-HCl缓冲液中，含有1％BSA)孵育60min。孵育之后，将切片在冷Tris-HCl缓冲液(有25％BSA)中漂洗2次达5min，然后在纯净的Tris-HCl缓冲液中洗涤5min，最后用冷MilliQ漂洗。将切片风干，暴露于荧光成像屏中。
结果显示于图5。
实施例9SPECT/CT-研究 SPECT/CT成像是用四头多支路多孔NanoSPECT(Bioscan Inc.，Washington D.C.)进行的。每个头装配有9个1.4mm-直径的针孔的钨准直器，对直径37mm、长16mm的圆柱状视野成像。轴FOV是使用动物的一步一照(step-and-shoot)螺旋扫描来扩展的，根据待成像区域，由用户确定范围为16至180mm。用于此研究的缝隙在140keV下以亚毫米范围提供了重建的分辩率。每个视图的采集时间选择为1000s。使用45kV的管电压以及每个视图1000ms的暴光时间，以整合的CT来进行CT。采集之后，将SPECT和CT数据用HiSPECT软件(Bioscan Inc.，Washington D.C.，USA)反复重建。SPECT和CT融合是使用MIPtool软件(1.20版本，Bioscan Inc.)来进行的。
结果显示于图6。
权利要求
1.式I化合物
其中
F是叶酸或其衍生物，
Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N，
S1、S2、S3相互独立地是单键或间隔基，例如直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代-CN、-Hal、-OH、-NH2、-SH、-SO3H或-NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-N＝、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-NR′-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-、-S-、-SO3R′-、-PR′-或者5-或6-元芳族碳环或杂环，该环是未取代的或被以下取代-CN、-Hal、-NO2、-COR′或-COOR′，其中R′表示H或C1-C6烷基，
Ra、Ra′、Rb相互独立地是H、-OR′、-COOR′、-NHR′、-CONHR′、-SR′、膦或杂环基团，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者如上文定义的F，并且其中基团Ra、Ra′和Rb中的至少两个相邻基团是供电子基团-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH、膦或杂环基团，
Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′，其中R′表示H、C1-C6烷基，或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，或者如上述定义的F，
m是0、1、2、3或4，且
n是1或2。
2.权利要求1的化合物，其具有式II和II′
其中
X1、X2、X3、X4和X5相互独立地是C或N，
Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N，
R1和R2相互独立地是H、Hal、-OR′、-NHR′、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，其中R′是H或C1-C6烷基，
R3和R4相互独立地是H、甲酰基、亚氨基甲基、亚硝基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、卤素取代的C1-C12烷酰基，
R5是H、CN、Hal、NO2、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，
S1、S2、S3相互独立地是单键或间隔基，例如直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少-个取代-CN、-Hal、-OH、-NH2、-SH、-SO3H或-NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-N＝、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-NR′-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-、-S-、-SO3R′-、-PR′-或者5-或6-元芳族碳环或杂环，该环是未取代的或被以下取代CN、Hal、NO2、COR′或COOR′，其中R′表示H或C1-C6烷基，
Ra、Ra′、Rb相互独立地是H、-OR′、-COOR′、-NHR′、-CONHR′、-SR′、膦或杂环基团，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者如上述定义的F，并且其中基团Ra、Ra′和Rb中的至少两个相邻基团是供电子基团-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH、膦或杂环基团，
Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，其中R′表示H、C1-C6烷基，
m是0、1、2、3或4，
n是1或2，
p具有0、1或2的值，
q具有1至7的值，且
r是0或1。
3.权利要求1或2的化合物，其具有式IIa、IIb、IIc、IId和Iie，
其中
X1、X2、X3、X4和X5相互独立地是C或N，
Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N，
R1和R2相互独立地是H、Hal、-OR′、-NHR′、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，其中R′是H或C1-C6烷基，
R3和R4相互独立地是H、甲酰基、亚氨基甲基、亚硝基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、卤素取代的C1-C12烷酰基，
R5是H、CN、Hal、NO2、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，
S1、S2、S3相互独立地是单键或间隔基，例如直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代-CN、-Hal、-OH、-NH2、-SH、-SO3H或-NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-N＝、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-NR′-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-、-S-、-SO3R′-、-PR′-或者5-或6-元芳族碳环或杂环，该环是未取代的或被以下取代CN、Hal、NO2、COR′或COOR′，其中R′表示H或C1-C6烷基，
Ra、Ra′、Rb相互独立地是-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH、膦或杂环基团，其中R′表示H、C1-C6烷基，
Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，其中R′表示H、C1-C6烷基，
n是1或2，
p具有0、1或2的值，
q具有1至7的值，且
r是0或1。
4.前述权利要求任一项的化合物，其中S1是单键或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、OH、NH2、SH、SO3H或NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-，或者5-或6-元芳香环，该环是未取代的或被以下取代CN、Hal、NO2、COR′或COOR′，其中R′表示H或C1-C6烷基。
5.前述权利要求任一项的化合物，其中S2、S3相互独立地是单键或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、OH、NH2或NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-NR′-、-NR′-CO-，其中R′表示H或C1-C6烷基。
6.前述权利要求任一项的化合物，其中Z1是N，Z3是C，并且Z2是C或N。
7.前述权利要求任一项的化合物，其中Z1是C，并且Z2和Z3是N。
8.前述权利要求任一项的化合物，其中m是0或者m是1。
9.权利要求1的化合物，其具有式III，
其中
X1、X2、X3、X4和X5相互独立地是C或N；
Y1、Y2相互独立地是C、O或N，
R1和R2相互独立地是H、Hal、-OR′、-NHR′、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，其中R′是H或C1-C6烷基，
R3和R4相互独立地是H、甲酰基、亚氨基甲基、亚硝基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、卤素取代的C1-C12烷酰基，
R5是H、CN、Hal、NO2、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，
p具有0、1或2的值，
q具有1至7的值，
r是0或1，
R6和R7相互独立地是H、直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal或NO2，或者式IV的基团
其中
Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N，
S2、S3、S4相互独立地是单键或间隔基，例如直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代-CN、-Hal、-OH、-NH2、-SH、-SO3H或-NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-N＝、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-NR′-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-、-S-、-SO3R′-、-PR′-或者5-或6-元芳族碳环或杂环，该环是未取代的或被以下取代CN、Hal、NO2、COR′或COOR′，其中R′表示H或C1-C6烷基，
Ra、Ra′、Rb相互独立地是H、-OR′、-COOR′、-NHR′、-CONHR′、-SR′、膦或杂环基团，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者如上述定义的F，并且其中基团Ra、Ra′和Rb中的至少两个相邻基团是供电子基团-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH、膦或杂环基团，
Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′，其中R′表示H、C1-C6烷基，或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，或者如上述定义的F，
m是0、1、2、3或4，且
n是1或2，
条件是R6和R7中至少一个是式IV的基团。
10.权利要求9的化合物，其中Z1是N，Z3是C，并且Z2是C或N。
11.权利要求9的化合物，其中Z1是C，并且Z2和Z3是N。
12.权利要求9的化合物，其中R6是H或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal或NO2，并且R7是式IV的基团。
13.权利要求9的化合物，其中R6是式IV的基团，并且R7是H或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal或NO2。
14.权利要求9的化合物，其中R6和R7均是式IV的基团。
15.权利要求9的式III化合物，其中R6和R7中的至少一个是式IVa、IVb的基团和/或式IVb′的基团，
其中
Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N，
S2、S3、S4相互独立地是单键或间隔基，例如直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代-CN、-Hal、-OH、-NH2、-SH、-SO3H或-NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-N＝、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-NR′-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-、-S-、-SO3R′-、-PR′-或者5-或6-元芳族碳环或杂环，该环是未取代的或被以下取代CN、Hal、NO2、COR′或COOR′，其中R′表示H或C1-C6烷基，
A相互独立地表示-COOH、-NH2、-CONH2或-SH，
Ra、Rb相互独立地是H、-OR′、-COOR′、-NHR′、-CONHR′、-SR′、膦或杂环基团，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者如上述定义的F，
Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′，其中R′表示H、C1-C6烷基，或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，或者如上述定义的F，且
n是1或2。
16.权利要求1的化合物，其具有式V和V′、Va和Va′、Vb和Vb′的化合物
其中
X1、X2、X3、X4和X5相互独立地是C或N；
Y1、Y2相互独立地是C、O或N，
Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N；
R1和R2相互独立地是H、Hal、-OR′、-NHR′、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，其中R′是H或C1-C6烷基，
R3和R4相互独立地是H、甲酰基、亚氨基甲基、亚硝基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、卤素取代的C1-C12烷酰基，
R5是H、CN、Hal、NO2、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，
R6、R7相互独立地是H或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal或NO2，
S2、S3、S4相互独立地是单键或间隔基，例如直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代-CN、-Hal、-OH、-NH2、-SH、-SO3H或-NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR′-、-N＝、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-NR′-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C ≡C-、-S-、-SO3R′-、-PR′-或者5-或6-元芳族碳环或杂环，该环是未取代的或被以下取代CN、Hal、NO2、COR′或COOR′，其中R′表示H或C1-C6烷基，
Ra、Ra′、Rb相互独立地是H、-OR′、-COOR′、-NHR′、-CONHR′、-SR′、膦或杂环基团，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者如上述定义的F，并且其中基团Ra、Ra′和Rb中的至少两个相邻基团是供电子基团-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH、膦或杂环基团，
Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′，其中R′表示H、C1-C6烷基，或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，或者如上述定义的F，
m是0、1、2、3、或4，
p具有0、1或2的值，
q具有1至7的值，且
r是0或1。
17.权利要求16的化合物，其中S2、S3、S4相互独立地是直链或支链C1-C8烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、OH、或NO2，并且其中一个或多个非相邻的CH2基团可独立地被以下代替-O-、-CO-、-CO-O-、-NR′-、-NR′-CO-、-CO-NR′-，其中R′表示H或C1-C6烷基。
18.权利要求16的化合物，其中m是0。
19.权利要求16的化合物，其中m是1。
20.权利要求1的化合物，其具有式VI和VI′、VIa和VIa′、以及VIb和VIb′，
其中
X1、X2、X3、X4和X5相互独立地是N或C，
Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N，
Y1、Y2相互独立地是C、O或N，
R1和R2相互独立地是H、Hal、-OR′、-NHR′、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，其中R′是H或C1-C6烷基，
R3和R4相互独立地是H、甲酰基、亚氨基甲基、亚硝基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、卤素取代的C1-C12烷酰基，
R5是H、CN、Hal、NO2、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，
R6、R7相互独立地是H或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal或NO2，
Ra、Rb相互独立地是供电子基团例如-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH或选自以下的杂环基团吡啶基、吡咯基和噻唑基，其中R′表示H或C1-C6烷基，
Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，
p具有0、1或2的值，
q具有1至7的值，
s是1至8，且
o是1至6。
21.权利要求20的化合物，其中Z1是N，Z3是C，并且Z2是C或N。
22.权利要求20的化合物，其中Z1是C，并且Z2和Z3是N。
23.权利要求1的化合物，其具有式VII和VII′、VIIa和VIIa′、以及VIIb和VIIb′的化合物，
其中
X1、X2、X3、X4和X5相互独立地是N或C，
Y1、Y2相互独立地是C、O或N，
R1和R2相互独立地是H、Hal、-OR′、-NHR′、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，其中R′是H或C1-C6烷基，
R3和R4相互独立地是H、甲酰基、亚氨基甲基、亚硝基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、卤素取代的C1-C12烷酰基，
R5是H、CN、Hal、NO2、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C1-C12烷酰基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、(C1-C12烷氧基)羰基和(C1-C12烷基氨基)羰基，
R6是H或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal或NO2，
Ra和Rb相互独立地是供电子基团例如-OH、-COOH、-NHR′、-CONH2、-SH或选自以下的杂环基团吡啶基、吡咯基和噻唑基，其中R′表示H或C1-C6烷基，
Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′，其中R′表示H或C1-C6烷基，或者直链或支链C1-C12烷基，其是未取代的或被以下至少一个取代CN、Hal、或NO2，
p具有0、1或2的值，
q具有1至7的值，
s是1至8，且
o是1至6。
24.前述权利要求任一项的化合物，其中Rc是H、CO2R′、COR′、-SO3R′、-NHR′或C1-C12烷基，其中R′表示H或C1-C6烷基。
25.前述权利要求任一项的化合物，其中Ra是-NH2，Rb是-OH，并且Rc是H。
26.前述权利要求任一项的化合物，其中R6是H或者直链或支链C1-C12烷基。
27.一种络合物，其包含前述权利要求任一项的化合物和放射性核素。
28.权利要求27的络合物，其中所述的放射性核素选自99mTc、186/188Re、111In+3、67/68Ga+3、90Y+3、109Pd+2、105Rh+3、177Lu、64/67Cu166Ho、213Bi。
29.制备权利要求1至26的化合物的方法，其包括以下步骤(i)合成用于该放射性核素的杂环配体位置，(ii)通过适合的连接基将所述位置连接到适合的受保护的蝶酸或叶酸衍生物，和(iii)分离该化合物。
30.制备权利要求1至26的化合物的方法，其包括以下步骤(i)使叠氮基衍生的叶酸与18F-标记的炔或炔取代基在1，3-环加成作用中反应，和(ii)分离该化合物。
31.制备权利要求1至26的化合物的方法，其包括以下步骤i)使用炔或炔取代基衍生的叶酸与18F-标记的叠氮化物在1，3-环加成作用中反应，和(ii)分离该化合物。
32.制备权利要求27或28的络合物的方法，其包括使所述化合物与放射性核素任选在还原剂的存在下反应以形成所述络合物的步骤。
33.一种药物组合物，其包含诊断成像量或治疗有效量的至少一种权利要求27或28的络合物和药学可接受的载体。
34.权利要求27或28的络合物或者权利要求33的药物组合物在制备用于方便且有效地施用于有诊断成像需要的受试者的诊断剂中的用途。
35.权利要求27或28的络合物或者权利要求33的药物组合物在制备用于方便且有效地施用于有放射治疗需要的受试者的放射治疗剂中的用途。
36.用于表达叶酸受体的细胞或细胞群的诊断成像的方法，所述方法包括以诊断成像量施用至少一种权利要求27或28的络合物或者权利要求33的组合物的步骤，并获得所述细胞或细胞群的诊断影像的步骤。
37.用于放射治疗的方法，其包括给有此需要的受试者以治疗有效量施用至少一种权利要求27或28的络合物或者权利要求33的组合物的步骤，以及在需要的组织中定位所述至少一种络合物或组合物之后，使该组织经受辐射以实现需要的治疗作用的步骤。
38.在组织样品中表达叶酸受体的细胞的体外检测方法，其包括使所述组织样品与有效量的权利要求27或28的络合物或者权利要求33的组合物接触并达到足够的时间和条件以使结合发生，并通过成像技术检测此结合。
39.一种单瓶或多瓶装试剂盒，其在一个或分离的瓶中包含权利要求1-25的化合物，药学可接受的还原剂源，以及任选的添加剂例如二价锡盐。
全文摘要
本发明涉及新的式I的叶酸-轭合物，其中F是叶酸或其衍生物，Z1、Z2、Z3相互独立地是C或N，S1至S4相互独立地是单键或间隔基，Ra、Ra′和Rb是供电子基团和/或另一基团F，Rc是任选的另一基团F，n是1或2。本发明进一步预期相应的金属-螯合物络合物及其药物组合物，以及它们在诊断成像和放射治疗中的用途。
文档编号C07D487/04GK101646672SQ200880002741
公开日2010年2月10日 申请日期2008年4月11日 优先权日2007年4月11日
发明者R·莫泽, R·施布利, C·M·穆勒, V·格罗恩, U·米歇尔, C·斯帕尔, T·L·曼德 申请人:默克阿泼洛发股份公司