Seminario de grupo

28-2-2013

Elena Nieto Alonso

Departamento Química Orgánica

Universidad de Alcalá

Síntesis y estudios de derivados de FMISO

Estudio de Radiosíntesis

Todos los estudios de radiosíntesis se llevaron a cabo por parte del grupo de investigación del Dr. Miguel A. Pozo en el Instituto Tecnológico PET (ITP) de Madrid.

1b-c 1 d-p1a

BromaciónAcoplamiento C-C

R1,R2= Br, H R1, R2= Ar, H

H

H

N

N

N

N

N

N

NO2

OTsOTHP

NO2

R1

R2

OTsOTHP

NO2

R1

R2

OTsOTHP

Síntesis de derivados Precursores de FMISO

Radiosíntesis

1a-j 2a-j

Rendimientos: R= Br (18%) R = Ar (0%)

[Kryptofix 2.2.2.K]+[18F]- HCl 1M OHF

18

R

N N

R

N N

O2N

OTsOTHP

O2N

18F- Precursor Kryptofix222

K2CO3

1 27167 6473 60693

Reactivo

Equivalentes

Kryptofix 222

4,7,13,16,21,24-Hexaoxa-1,10-diazabicyclo[8.8.8]hexacosane

H18F + H218O

CO32-

29.9 µmol

H218O

Ciclotrón

18O(p,n)18F

H18F + H218O

+ CO2

F-

0.87 nmol

Kriptofix [2.2.2] (5,8 mmol)+ K2CO3 (50,7 mmol)+ MeCN/H2O (600 mL)

[Kriptofix [2.2.2]. K]+ 18F- (0.87 nmol)+ K2CO3 (50,7 mmol)+ MeCN/H2

18O (600 mL)

CO32-

29.9 mmol

Evaporación [Kriptofix [2.2.2]. K]+ 18F- (0,87 mmol)+ K2CO3 (50,7 mmol)

NITTP (5-20 mmol) + MeCN (2mL)

[18F]FMISO

Intercambio aniónico

A1

A2 A3

18F- 0,87 nmolActividad inicial= 1500 mCi

Figura 3.17. Diagrama del modulo para radiosíntesis de [18F]-FMISO.V1-acetonitrilo,V-2 precursor,V-3 HCl 1N, y V-4 NaOH 2N-tampon citrato, respectivamente.

1a-j 2a-j

CsF (3 equiv) AcOH

alcoholterc-amílico3 h, 120 ºC

THF, H2O3-7 h, 65 ºC

Rendimientos: 20-52% (dos etapas)

O H

F

R

NN

R

NN

O2N

OTs

OTHP

O2N

Síntesis de derivados de FMISO

Radiosíntesis

1a-j 2a-j

Rendimientos: R = Ar (0%)

[Kryptofix 2.2.2.K]+[18F]-HCl 1M OH

F18

R

N N

R

N N

O2N

OTsOTHP

O2N

18F- Precursor Kryptofix222

K2CO3

1 27167 6473 60693

Reactivo

Equivalentes

1a-j 2a-j 3a-j

HCl[Kryptofix 2.2.2.K]+[F]-

-OH

O H

O HN

R

NN

R

NO H

R

NN

O2N

OTHP

O2NOTs

OTHP

O2N

Formación del diol

H2O + K2CO3 → CO2 + 2 KOH (Ec. 1)

R-CH2-OTs + KOH → R-CH2-OH + TsOK (Ec. 2)

a)

b)

:

:

N

O HON

R N–

R N

O HO

O HON–

R NO H

O–

N

R N

O HO H

N

R N B–

B–

O H

O

N

N

R O HRON

–

N

O HRON

–

NO HR

N

NO

–O HR

N

NO H

NO2

NO2

O2N

O2N

NO2NO2

NO2

NO2NO2

NO2

Suehiro, M.; Yang, G.; Torchon, G.; Ackerstaff, E.; Humm, J.; Koutcher, J.; Ouerfelli, O. Bioorg. Med. Chem. 2011, 19, 2287-2297.

1g

Fluoración Hidrólisis

2g

OHF

N NN N

MeO

NO2

MeO

OTsOTHP

O2N

Modelo para las pruebas de radiosíntesis

MétodoEntrada

Etapa 1: Fluoración Etapa 2: Hidrólisis

Rto.(%)

Precursormg/

mmol(Equiv.)

KFmg/

mmol(Equiv)

Kryptofixmg/

mmol(Equiv.)

K2CO3

mg/mmol(Equiv.)

MeCN(mL)

T (oC) t (s) HCl 1M(mL)

T (oC) t (s)

UAH1

2,5/4,7

(27167)

10-5/1,710-4

(1)

0,425/1,12

(6473)

------

2 100/70

360/180

3 100 180 22

UAH2

2,5/4,7

(27167)

10-5/1,710-4

(1)

0,425/1,12

(6473)

1,45/10,50

(60693)

2 100/70

360/180

3 100 180 102

ITP3

3,8/7,1(1)

3/51

(7,2)

2,2/5,80(0,8)

7/50,7(7,2)

2,5 130/70

300/180

1 100 300 0,1

ITP4

5,4/10,15

(1)

3/51

(5,0)

2,2/5,80(0,6)

7/50,7(5,0)

2,5 130/70

300/180

1 100 300 6,5

suficientemente enérgicas como para considerar la hidrólisis el problema

las diferencias en rendimiento de síntesis deben ser consecuencia de la etapa de fluoración.

Entrada 1 y 2 :4 ciclos de destilación azeotrópica con MeCN a P reducida (8,4 min. en cada ciclo)

Conclusiones

• Es posible la síntesis en frío de 2g en condiciones similares a las de radiosíntesis con buenos rendimientos.

2a-j

OHF

18

CH 3 O

N N

O2N

• El secado de la mezcla de reactivos que contiene K2CO3 es esencial para evitar la reacción del precursor con iones hidróxido.

Propuestas

• Llevar a cabo una síntesis en frío en el ITP en las mejores condiciones, haciendo varios ciclos de evaporación azeotrópica.

• Disminuir la cantidad de K2CO3 para reducir la formación de iones hidróxidos

• Cuantificación de las muestras de síntesis según el método LC-MS-MS puesto a punto para este estudio

Ensayos in vitro de permeación de FMISO y análogos

1a-j 2a-j

CsF (3 equiv) AcOH

alcoholterc-amílico3 h, 120 ºC

THF, H2O3-7 h, 65 ºC

Rendimientos: 20-52% (dos etapas)

O H

F

R

NN

R

NN

O2N

OTs

OTHP

O2N

Síntesis de derivados de FMISO

Clog P de derivados lipófilos de FMISO

2a-i

FRN

NO H

NO2

ClMeOMeCl

ClProducto R Clog P

1a H 0.27

1b Br 1.25

1c 2.31

1d 2.91

1e 2.15

1f 2.82

1g 3.95

1h 3.30

1i 3.51

Cl

MeO

Cl

Cl

Clog P calculado con Marvin Sketch 5.11.3

NO2

N

R

N

OHF18

Estudios de Permeación de FMISO y análogos

colaboración con la Dra Maria L. de Ceballos

Placas de 24 pocillos con insertos

Incubación

24 horas

37 ºC

Incubación

0-24 horas

Sistema de doble cámara con 50000 células de linea epitelial b. End 5 + medio DMEM

NO2

N

H

N

OHF

10 mg/10µl

600 µl

100 µl

Se toman muestrasdel compartimentode arriba y de abajo

Area = 21.28 C (μg/mL) + 1.832 ; r = 0.999Figura. Rectas de regresión obtenidas del FMISO mediante patrón

externo:

Estudio de linealidad de FMISO

0

2

4

6

8

10

12

0 2 4 6 8 24

Tiempo (h)

FM

ISO

(μ

g)

μg superior μg inferior μg superior + inferior

Figura. cuantificación de FMISO por HPLC

Análisis de las muestras para FMISO

Clog P= 0, 27 Clog P= 1,25 Clog P= 2.31

FOH

N

H

N N

OHF

NN

Br OHF

N

NO2 NO2NO2

Derivados de FMISO

Clog P calculado con Marvin Sketch 5.11.3

Incubación

24 horas

37 ºC

Incubación

0-1 hora

Sistema de doble cámara con 50000 células de linea epitelial b. End 5 + medio DMEM

NO2

N

R

N

OHF

10 mg/10µl

600 µl

100 µl

Se toman muestrasdel compartimentode abajo

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 15 30 45 60

FMISO

Br-FMISO

Ph-FMISO

Estudio de Permeación de FMISO y análogos

% Prod.que atraviesa la membrana

Tiempo (min.)

Conclusiones

• La cantidad de producto que atraviesa la membrana parece estar en relación con la lipofilia.

2a-d

OHF

18

R

N N

O2N

Seminario de grupo

28-2-2013

Elena Nieto Alonso

Departamento Química Orgánica

Universidad de Alcalá

Síntesis y estudios de derivados de FMISO