打开放射性同位素

发展以来的正电子发射断层扫描(PET)在1970年代,它已成为一个日益重要的生物学的成像工具。通过检测正电子放射性同位素,宠物可以图像标记药物或生物分子的生物分布,使疾病和生物学途径的研究。这项技术也可以确定药物达到组织在有效的治疗水平。

Carbon-11和氟18是最普遍的同位素用作宠物追踪器。合成化学carbon-11方法已经很成熟,但它的相对较短的半衰期为20分钟意味着放射性示踪剂必须合成的位置他们会被使用。不幸的是并不是每个人都有自己的回旋!另一方面,氟18的半衰期是110分钟,这使得合成放射性示踪剂运输,并允许更复杂(长)动力学研究。因此,有效的合成方法氟18越来越受欢迎。

氟化学的当之无愧的声誉是最硬的储备合成化学家,因为其方法往往是苛刻的和危险的。但是最近的进步催化提供安全、温和的选择。Photoredox催化方面发挥了作用在增强氟化化学家的工具箱。去年,联合商业银行在比利时、药品研究人员合作GIGA-CRC体内成像部门列日大学的,比利时,报道轻微photoredox方法引入氟18贴上difluoromethyl组直接缺电子杂环化合物,包括一些药物分子。¹

用什么可以被描述为古典photoredox反应条件,团队生成difluoromethyl激进从[¹⁸F]苯并噻唑砜functionalise缺电子杂环化合物通过Minisci自由基取代反应(图1)。在流动反应器,该模型反应了氟18的标签形式antiherpetic药物阿昔洛韦(Zovirax) 70±7%放射化学的收益率在短短两分钟,摩尔活动适合临床应用。

不出所料,放射性示踪剂的发展为人类研究更为复杂。大量的辐射和可再生的方法,以满足严格的良好生产规范标准的意思是完全自动化合成理想,正如研究者们展示在他们的最近的作品。²

使用一个从Trasis AllinOne合成器,团队开始优化difluoromethylating试剂的准备。从溴前体,亲核取代氟18被称为氟化钾给,被称为苯并噻唑在五分钟。这是然后直接氧化给试剂在合理的放射化学10±1.6%的收益率和高59.2±4 gbq /µmol摩尔活动。团队致力于自动化光化学反应,首先开发一个3 d打印photoreactor兼容AllinOne合成器然后reoptimising反应条件。

最初,光源的新反应堆产生更高的反应温度,退化砜试剂,导致放射化学收率下降。幸运的是,交换iridium-based光催化剂对1、2、3,5-tetrakis (carbazol-9-yl) 4, 6-dicyanobenzene (4 czipn)恢复收益率的额外的好处是便宜,据说从反应混合物容易去除。

使用高活动执行的完全自动化的辐射合成一批(¹⁸F]氟(160 gbq)给的最后化合物总反应时间95分钟,放射化学收率为1.4±0.1%和35 gbq /µmol -摩尔活动适合临床PET研究(图2)。

这是一个很好的研究,验证潜在宠物追踪器的完全自动化的光化学合成与受欢迎的安全处理和再现性方面,虽然有局限性。综合,Minisci反应往往unselective,不是可调当functionalising特定分子:你得到你得到的。同时,一群difluoromethyl引入生物活性分子在体内可能影响其行为——在最坏的情况下完全抑制其活动或导致副作用。最后,放射化学的收益率很低,但团队认为这源于compound-specific净化问题。

有人说,小说在现代合成化学是有限的价值研究。与合成越来越被视为服务功能在生命科学领域,这一信念往往是钢筋在工业环境中。虽然它可能是真的,合成很少今天药物发现研究的限制因素,显然这样的工作展示了影响巨大的合成方法可以帮助我们研究疾病。