[发明专利]可用于细胞内磁共振研究的DO3A型高稳定顺磁探针及制备方法

权利要求书

1.一种可用于细胞内磁共振研究的DO3A型高稳定顺磁探针——以(2,2',2”-(1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三)三乙酸为骨架以苯砜基为特点的顺磁探针T₁，亦即1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-(2-亚甲基-4-苯砜基-5-溴)吡啶-2,3,4-三乙酸负离子-Ln³⁺配合物，其化学结构式如下所示：

2.权利要求1所述可用于细胞内磁共振研究的DO3A型高稳定顺磁探针T₁的制备方法，合成步骤如下：

1)2-甲基-5-溴吡啶氮氧化物的合成，即路线中化合物1的合成；

将2-甲基-5-溴吡啶、冰乙酸、30％质量分数的过氧化氢混合，所述2-甲基-5-溴吡啶与过氧化氢的摩尔比为1：2，保持70-80℃加热搅拌回流12-24h直至原料不能再转化；减压浓缩，然后倒入冰水混合物中，用碳酸钾固体将体系pH调至碱性；二氯甲烷萃取，无水硫酸钠干燥，过滤，旋干，柱分离，得到白色固体2-甲基-5-溴吡啶氮氧化物，即化合物1；

2)2-甲基-4-硝基-5-溴吡啶氮氧化物的合成，即路线中化合物2；

往容器中加入步骤1)得到的2-甲基-5-溴吡啶氮氧化物作为原料，冰浴降温，搅拌，慢慢滴加浓硫酸、发烟硝酸，所述2-甲基-5-溴吡啶氮氧化物、浓硫酸与发烟硝酸的用量比为13.0g：40ml：30ml；加毕，撤冰浴，保持100-120℃加热搅拌回流3-6h直至反应完全；将反应液稀释至冰水中，二氯甲烷萃取，碳酸钾溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，旋干，得到黄色固体2-甲基-4-硝基-5-溴吡啶氮氧化物，即化合物2；

3)2-甲基-4,5-二溴吡啶氮氧化物的合成，即路线中化合物3；

往容器中加入步骤2)得到的2-甲基-4-硝基-5-溴吡啶氮氧化物和溴化氢的冰乙酸溶液，所述的2-甲基-4-硝基-5-溴吡啶氮氧化物与溴化氢的冰乙酸溶液的用量比为10.0g：20ml；70-80℃加热搅拌回流6-12h直至反应完全；将反应液倒入冰水中，用碳酸钾和氢氧化钾将体系pH调至11，二氯甲烷萃取，无水硫酸钠干燥，过滤，旋干，得到白色固体2-甲基-4,5-二溴吡啶氮氧化物，即化合物3；

4)2-羟甲基-4,5-二溴吡啶的合成，即路线中化合物4；

往容器中加入步骤3)得到的2-甲基-4,5-二溴吡啶氮氧化物和二氯甲烷，冰浴降温，搅拌，慢慢加入三氟乙酸酐，所述的2-甲基-4,5-二溴吡啶氮氧化物与三氟乙酸酐的摩尔比为1：3.3；加毕，撤冰浴，保持40-45℃加热搅拌回流9-18h直至反应完全；旋干，加水和四氢呋喃，用碳酸钾固体将体系pH调至9，室温搅拌5h，水解完全；旋出四氢呋喃，加入氢氧化钾将pH升至12，二氯甲烷萃取，氢氧化钾溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，旋干，得到淡黄色固体2-羟甲基-4,5-二溴吡啶，即化合物4；

5)2-羟甲基-4-苯砜基-5-溴吡啶的合成，即路线中化合物5；

往容器中加入步骤4)得到的2-羟甲基-4,5-二溴吡啶、苯亚磺酸钠、乙腈，所述的2-羟甲基-4,5-二溴吡啶与苯亚磺酸钠的摩尔比为1：3；氩气保护，保持80-90℃加热搅拌回流24-48h直至反应完全；过滤，二氯甲烷洗涤滤渣，旋干，得到黄色固体2-羟甲基-4-苯砜基-5-溴吡啶，即化合物5；

6)2-溴甲基-4-苯砜基-5-溴吡啶的合成，即路线中化合物6；

将步骤5)得到的2-羟甲基-4-苯砜基-5-溴吡啶与二氯甲烷混合，搅拌，加入三溴化磷，所述的2-羟甲基-4-苯砜基-5-溴吡啶与三溴化磷的摩尔比为1：2；保持40-50℃加热搅拌回流4-10h直至转化完全；将反应液倒入冰水中，用碳酸钾将体系pH调至9，二氯甲烷萃取，无水硫酸钠干燥，过滤，旋干，得到白色固体2-溴甲基-4-苯砜基-5-溴吡啶，即化合物6；

7)1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-(2-亚甲基-4-苯砜基-5-溴)吡啶的合成，即路线中化合物7；

往容器中加入1,4,7,10-四氮杂环十二烷和氯仿，搅拌，用滴液漏斗缓慢滴加步骤6)得到的2-溴甲基-4-苯砜基-5-溴吡啶的氯仿溶液，所述的1,4,7,10-四氮杂环十二烷与2-溴甲基-4-苯砜基-5-溴吡啶的摩尔比为1.5：1；加毕，室温反应12-24h直至2-溴甲基-4-苯砜基-5-溴吡啶转化完全；过滤，旋干，柱分离，即得淡黄色固体1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-(2-亚甲基-4-苯砜基-5-溴)吡啶，即化合物7；

8)1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-(2-亚甲基-4-苯砜基-5-溴)吡啶-2,3,4-三乙酸乙酯的合成，即路线中化合物8；

往容器中加入步骤7)得到的1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-(2-亚甲基-4-苯砜基-5-溴)吡啶、无水碳酸钾、溴乙酸乙酯、乙腈，所述的1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-(2-亚甲基-4-苯砜基-5-溴)吡啶，无水碳酸钾与溴乙酸乙酯的摩尔比为1：6：4.5；加毕，氩气保护下保持55-60℃反应24-36h直至反应完全；过滤，旋干，柱分离，即得淡黄色半固体1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-(2-亚甲基-4-苯砜基-5-溴)吡啶-2,3,4-三乙酸乙酯，即化合物8；

9)1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-(2-亚甲基-4-苯砜基-5-溴)吡啶-2,3,4-三乙酸的合成，即路线中化合物9；

往容器中加入步骤8)得到的1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-(2-亚甲基-4-苯砜基-5-溴)吡啶-2,3,4-三乙酸乙酯、氢氧化钠、水、四氢呋喃，所述1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-(2-亚甲基-4-苯砜基-5-溴)吡啶-2,3,4-三乙酸乙酯与氢氧化钠的摩尔比为1：2；加毕，室温搅拌过夜，水解完全后，用盐酸将体系pH调至2，过滤，旋干，加入无水甲醇，微波震荡，过滤，滤液旋干；重复用无水甲醇提取一次，旋干，得到黄色固体粉末1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-(2-亚甲基-4-苯砜基-5-溴)吡啶-2,3,4-三乙酸，即化合物9；

10)1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-(2-亚甲基-4-苯砜基-5-溴)吡啶-2,3,4-三乙酸负离子-Gd³⁺配合物的合成，即路线中化合物10；

往容器中加入步骤9)得到的1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-(2-亚甲基-4-苯砜基-5-溴)吡啶-2,3,4-三乙酸、Ln(NO₃)₃.6H₂O、水，所述1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-(2-亚甲基-4-苯砜基-5-溴)吡啶-2,3,4-三乙酸与硝酸Ln六水合物的摩尔比为1：1.3；用氢氧化钾溶液调体系pH至中性后保持70-90℃加热5-10h；反应完全后，冷至室温，用碳酸钾将体系pH调至9，旋干，加入无水甲醇，微波震荡，过滤，滤液旋干；重复用无水甲醇提取一次，旋干，得到最终产物黄色固体粉末1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-(2-亚甲基-4-苯砜基-5-溴)吡啶-2,3,4-三乙酸负离子-Ln³⁺配合物，即化合物10。