Synthesis of a Dopamine Transporter Imaging Agent, N-(3-[$^{18}F$]fluoropropyl)-$2{\beta}$-carbomethoxy-$3{\beta}$-(4-iodophenyl)nortropane

도파민운반체 방사성추적자 N-(3-[$^{18}F$Fluoropropyl)-$2{\beta}$-carbomethoxy-$3{\beta}$-(4-iodophenyl)nortropane의 합성

Purpose: N-(3-[$^{18}F$]Fluoropropyl)-$2{\beta}$-carbomethoxy-$3{\beta}$-(4-iodophenyl)nortropane [$^{18}F$]FP-CIT) has been shown to be very useful for imaging the dopamine transporter. However, synthesis of this radiotracer is somewhat troublesome. In this study, we used a new method for the preparation of [$^{18}F$]FP-CIT to increase radiochemical yield and effective specific activity. Materials and Methods: [$^{18}F$]FP-CIT was prepared by N-alkylation of nor-${\beta}$-CIT (2 mg) with 3-bromo-1-[$^{18}F$]fluoropropane in the presence of $Et_3N$ (5-6 drops of $DMF/CH_3CN$, $140^{\circ}C$, 20 min). 3-Bromo-1-[$^{18}F$]fluoropropane was synthesized from $5{\mu}L$ of 3-bromo-1-trifluoromethanesulfonyloxypropane (3-bromopropyl-1-triflate) and $nBu_4N^{18}F$ at $80^{\circ}C$. The final compound was purified by reverse phase HPLC and formulated in 13% ethanol in saline. Results: 3-Bromo-1-[$^{18}F$]fluoropropane was obtained from 3-bromopropyl-1-triflate and $nBu_4N^{18}F$ in 77-80% yield. N-Alkylation of nor-${\beta}$-CIT with 3-bromo-1-[$^{18}F$]fluoropropane was carried out at $140^{\circ}C$ using acetonitrile containing a small volume of DMF as the solvents. The overall yield of [$^{18}F$]FP-CIT was 5-10% (decay-corrected) with a radiochemical purity higher than 99% and effective specific activity higher than the one reported in the literature based on their HPLC data. The final [$^{18}F$]FP-CIT solution had the optimal pH (7.0) and it was pyrogen-free. Conclusion: In this study, 3-bromopropyl-1-triflate was used as the precursor for the [$^{18}F$]fluorination reaction and new conditions were developed for purification of [$^{18}F$]FP-CIT by HPLC. We established this new method for the preparation of [$^{18}F$]FP-CIT, which gave high effective specific activity and relatively good yield.

목적: PET을 이용하여 도파민운반체를 영상화하는데 유용한 [$^{18}F$]FP-CIT는 그 동안 여러 연구팀들에 의하여 합성이 시도되어졌으나 합성의 난이성 때문에 문제가 되어왔다. 이 연구에서는 새로운 방법에 의하여 유효비방사능이 높은 [$^{18}F$]FP-CIT를 높은 수율로 합성하고자 하였다. 대상 및 방법: [$^{18}F$]Fluoropropyl기를 도입하기 위하여 사용된 3-bromo-1-[$^{18}F$]Fluoropropane은 THF 용매 하에서 3-bromo-propyl-1-triflate $5{\mu}L$와 $nBu_4N^{18}F$를 $80^{\circ}C$에서 2분 동안 가열하여 얻어졌으며 정제하지 않고 직접 알킬화반응에 사용하였다. 이렇게 생성된 3-bromo-1-[$^{18}F$]fluoropropane에 nor-${\beta}$-CIT를 넣고 DMF $5{\sim}6$방울이 함유된 아세토니트릴을 반응용매, $Et_3N$을 생성된 산의 중화제로 사용하여 140f에서 20분동안가열하였다. 생성된 [$^{18}F$]FP-CIT는 HPLC에 의해 정제되고 13% 에탄올이 함유된 생리식염수를 사용하여 제제화하였다. 정도관리는 HPLC 및 방사능 박층크로마토그라피에 의한 분석, pH, 발열성 검사로 이루어졌다. 결과· 3-Bromo-1-[$^{18}F$]Fluoropropane은 3-bromopropyl-1-triflate의 triflate기를 $^{18}F$으로 치환하여 $77{\sim}80%$의 높은 방사화학적 수율로 얻어졌으며 같은 반응용기에 nor-${\beta}$-CIT를 넣고 $140^{\circ}C$의 반응온도에서 아세토니트릴과 최소량의 DMF를 사용하여 알킬화반응을 실행하였다. 이때 DMF의 높은 극성과 비점 때문에 HPLC로 정제할 때 문제가 되었으므로 초기에 0.8% $Et_3N$을 포함한 물만을 사용하는 정제방법을 개발하였다. [$^{18}F$]FP-CIT의 동정은 비방사성 동일물질인 FP-CIT와 동시에 HPLC에 주입하여 확인되었다. [$^{18}F$]FP-CIT의 정도관리를 실행한 결과, 방사화학적 순도는 99% 이상, 유효비방사능은 $37GBq/{\mu}mol$ 이상으로 우수하였으며 총 감쇠보정된 방사화학적 수율도 $5{\sim}10%$로 높았다. 최종생성물의 pH는 약 7.0이었으며 발열물질은 없었다. 결론: 이 연구에서는 [$^{18}F$]fluorination 반응의 전구물질로서 3-bromopropyl-1-triflate를 사용하였고 HPLC 정제 조건을 새롭게 개발함으로써 유효비방사능이 높고 비교적 수율도 높은 [$^{18}F$]FP-CIT를 합성하는 새로운 방법을 확립하였다. 이 [$^{18}F$]FP-CIT는 뇌 도파민운반체의 체내 연구에 유용하게 사용될 것으로 사료된다.