Authors:	Heß, Tobias
Title:	Synthese, Tritierung, 99m Tc-Markierung und Evaluierung von Benzamid-Derivaten zur Visualisierung der D 2, D 3-Rezeptoren
Online publication date:	6-May-2009
Year of first publication:	2009
Language:	german
Abstract:	Die Diagnose und Therapie von neurodegenerativen Krankheiten, wie beispielsweise Morbus Parkinson besitzt in der heutigen Gesellschaft eine immer größere Bedeutung. Über moderne, bild¬gebende nuklear¬medizinische Verfahren wie SPECT und PET ist es mit geeigneten Radioliganden möglich, Morbus Parkinson vor dem Auftreten von Symptomen zu diagnostizieren. Ein wichtiger Ansatzpunkt zur Diagnose von Morbus Parkinson ist die Visualisierung der postsynaptischen Dopamin-Rezeptoren über radioaktiv (11C, 18F, 123I) markierte Benz¬amid-Derivate. Auf Grundlage der (S)-Pyrolidin-2,3-dimethoxy-Benzamid-Struktur des 18F-Liganden Fallypride wurden verschiedene 99mTc-markierte Benzamid-Derivate als potentielle Radio¬liganden zur Parkinson-Diagnostik entwickelt. Um das Potential von Metall-konjugierten Benzamiden abschätzen zu können, wurden zunächst einfache Vergleichssubstanzen entwickelt. Diese sollten die Einführung eines Chelators simulieren und wurden hierfür hinsichtlich ihrer in vitro-Bindungsaffinitäten zu den Dopamin-, Serotonin- und adrenergen Rezeptoren evaluiert. Die zunächst entwickelten Derivate mit unterschiedlichen Kettenlängen zur Kopplung des Chelators zeigten für die Propylkette Affinitäten im nanomolaren Bereich. Im Anschluss sollten basierend auf diesen Ergebnissen vier verschiedene Chelatoren (Carbony-Cyclopentadienyl, Amido-Cyclopentadienyl, 2-Pyridyl-Imin und N2S2) über eine Propylkette an die 5-Position der Benzamidgrundstruktur gekoppelt werden. Die geplante Synthese des Carbonyl-Cyclopentadienyl-Derivates gelang jedoch nicht. Für die weiteren Chelatoren (Amido-Cyclopentadieny, 2-Pyridyl-Imin und N2S2) konnten die jeweiligen Markierungs¬vorläufer und Rhenium-Komplexe dargestellt werden, die ebenfalls hinsichtlich ihrer Bindungs¬affinitäten evaluiert wurden. Die erzielten Affinitäten zeigten, dass eine Über¬tragung der Affinitäten der einfachen Vergleichssubstanzen auf die komplexeren Metall-Benzamide nicht möglich war. Insbesondere der N2S2-Rhenium-Komplex besitzt nur noch geringe Affinität (490 - 900 nM) zu den D2- und D3-Rezeptoren. Die mittel-affinen 2-Pyridyl-Imin- und Amdio¬cyclopentadien-Komplexe wurden mit 99mTc markiert und die Markierungsausbeute hinsichtlich Reaktionstemperatur, Markierungs-vorläuferkonzentration und Heizmethoden optimiert. Dabei konnte der Imin-Komplex quantitativ mittels fac-[99mTc(CO)3(H2O)3]+ in 30 Minuten bei 45°C markiert werden. Der Amido-Cyclopentadien-Komplex konnte über die Umsetzung des Ferrocen-Markierungsvorläufer mit Mn(CO)5Br und [99mTcO4]- in Ausbeuten von bis zu 60 % markiert werden. Im Anschluss an die Markierungen wurden die 99mTc-Komplexe über HPLC isoliert und in in vitro-Auto¬radiographien von Rattenhirnschnitten weiter evaluiert. Die erhaltenen Ergebnisse bestätigten die für die Rhenium-Komplexe erzielten Affinitäten und zeigten keine spezifische Anreicherung in bestimmten Hirnarealen. Aus diesen Ergebnissen kann ge¬schlossen werden, dass die dargestellten 99mTc-Benzamide aufgrund mangelnder Affinitäten und einer hohen unspezifischen Bindung keine geeigneten Liganden zur Darstellung der D2- und D3- Rezeptoren sind. Um die dargestellten 99mTc-Benzamide mit [18F]Fallypride vergleichen zu können, wurde zusätzlich [3H]Fallypride dargestellt. Hierfür wurde zunächst der Nor-Markierungsvor¬läufer synthetisiert und die Markierungsausbeute optimiert. Die finale Umsetzung mit [3H]Methylnosylat ergab nach HPLC-Aufreinigung 15 mCi [3H]Fallypride mit einer radio¬chemischen Reinheit von >99,5 %. Erste Autoradiographien zeigten eine hohe Anreicherung des Liganden im Striatum, verbunden mit einer sehr niedrigen unspezifischen Bindung. Neurodegenerative diseases such as Morbus Parkinson are of growing importance in the modern society. Molecular imaging via SPECT and PET enables an early diagnosis of Parkinson before the occurrence of symptoms. One of the most important approaches for the diagnosis of Morbus Parkinson is the use of radio-labelled (11C, 18F, 123I) benzamides for the visualization of the D2- and D3-receptors. Based on the (S)-pyrrolidine-2,3-dimethoxy-benzamide-structure of the 18F-ligand Fallypride various 99mTc-labelled benzamides as potential radioligands for the diagnosis of Parkinson were developed. To estimate the potential of metal-based benzamidess several model compounds containing a phenyl ring were synthesized. Variation of the alkyl chain length between the pharmacophore benzamide structure and the phenyl ring gave 12 model compounds which were analysed towards their in vitro affinities for various CNS-receptors (D1, D2s, D2l, D3, D4, 5HT1A, 5HT2A, and 1). The obtained phenyl-derivatives showed excellent affinities and selectivities towards the D2/D3-receptors in the low nanomolare range. Based on these results 4 different chelators (carbonyl-cyclopentadienyl, 2-pyridine-imine, amido-cyclopentadienyl and N2S2) were chosen to be linked to the 5-position of the benzamide via a propyl-chain. However, the planned synthesis of the carbonylcyclopentadienyl-derivative did not succeed. For the further chelators (2-pyridine-imine, amido-cyclopentadienyl and N2S2) the respective labelling precursors and corresponding rhenium-complexes were synthesised and determined towards their in vitro affinities. The obtained affinities showed that a transfer of the affinities of the simple model compounds onto the complex metal-benzamides was not possible. Particularly the N2S2-rhenium complex possesses minor affinity towards the D2- and D3-receptors. The medium-affine 2-pyridyl-imine- and amido-cyclopentadienyl-complexes (Ki=70-400 nM for the Re-analogues) were labelled with 99mTc and the radiochemical yield optimized towards the reaction temperature, labelling precursor concentration and heating method. A quantitative labelling of the imine-complex was achieved with fac-[99mTc(CO)3(H2O)3]+ after 30 minutes at 45 °C. The amido-cyclopentadienyl complex was prepared in yields of up to 60 % by the reaction of the ferrocene-precursor with Mn(CO)5Br and [99mTcO4]-. Subsequent to the labelling the 99mTc-complexes were purified by HPLC and evaluated in in vitro-autoradiographies. The results showed no specific enrichment in certain brain areas confirming the for the rhenium-complexes obtained affinities. From these results it can be concluded that the synthesized 99mTc-benzamides due to too low affinities and a high unspecific binding are no suitable ligands for the vizualisation of the D2- and D3-receptors. In order to be able to compare the various 99mTc-benzamides with the starting structure Fallypride, additionally [3H]Fallypride was synthesised via a 3H-methylation with [3H]methyl nosylate. Therefore the desired labelling precursor, Norfallypride, was synthesised starting from 2-hydroxy-3-methoxy-benzoic acid using a benzyl-protecting group in 10 steps with an overall yield of 14%. The optimization of the labelling reaction was achieved with [1H]methyl nosylate and gave 98 % yield with CsCO3 in DMF after 2 hours at room temperature. The [3H]methyl nosylate was synthesized starting from tritium gas over 5 steps. Purification via semi-preparative HPLC resulted in 15 mCi of [3H]fallypride with a radiochemical purity of >99 % (HPLC). First autoradiographies showed a high enrichment in the striatum combined with a very low unspecific binding.
DDC:	540 Chemie 540 Chemistry and allied sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-4339
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-19933
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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