Die Erfindung betrifft den in den Patentansprüchen gekennzeichneten Gegenstand, das heißt neue Kaskaden-Polymer-Komplexe, diese Verbindungen enthaltende Mittel, die Verwendung der Komplexe in der Diagnostik und Therapie sowie Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen und Mittel.

Die zur Zeit klinisch eingesetzten Kontrastmittel für die modernen bildgebenden Verfahren Kernspintomographie (MRI) und Computertomographie (CT) [Magnevist ®, Pro Hance ® , Ultravist® und Omniscan ®] verteilen sich im gesamten extrazellulären Raum des Körpers (Intravasalraum und Interstitium). Dieser Verteilungsraum umfaßt etwa 20 % des Körpervolumens.

Extrazelluläre MRI-Kontrastmittel sind klinisch zuerst erfolgreich bei der Diagnostik von zerebralen und spinalen Krankheitsprozessen eingesetzt worden, da sich hier eine ganz besondere Situation hinsichtlich des regionalen Verteilungsraumes ergibt. Im Gehirn und im Rückenmark können extrazelluläre Kontrastmittel im gesunden Gewebe aufgrund der Blut-Hirn-Schranke nicht den Intravasalraum verlassen. Bei krankhaften Prozessen mit Störung der Blut-Hirn-Schranke (z.B. maligne Tumoren, Entzündungen, demyelini- sierende Erkrankungen etc.) entstehen innerhalb des Hirns dann Regionen mit erhöhter Blutgefäß-Durchlässigkeit (Permeabilität) für diese extrazellulären Kontrastmittel (Schmiedl et al., MRI of blood-brain barrier permeability in astrocytic gliomas: application of small and large molecular weight contrast media, Magn. Reson. Med. 22: 288, 1991). Durch das Ausnutzen dieser Störung der Gefäßpermeabilität kann erkranktes Gewebe mit hohem Kontrast gegenüber dem gesunden Gewebe erkannt werden.

Außerhalb des Gehirns und des Rückenmarkes gibt es allerdings eine solche Permeabili¬ tätsbarriere für die oben genannten Kontrastmittel nicht (Canty et al., First-pass entry of nonionic contrast agent into the myocardial extravascular space. Effects on radiographic estimate of transit time and blood volume. Circulation 84: 2071, 1991). Damit ist die Anreicherung des Kontrastmittels nicht mehr abhängig von der Gefäßpermeabilität, sondern nur noch von der Größe des extrazellulären Raumes im entsprechenden Gewebe. Eine Abgrenzung der Gefäße gegenüber dem umliegenden interstitiellen Raum bei Anwendung dieser Kontrastmittel ist nicht möglich.

Besonders für die Darstellung von Gefäßen wäre ein Kontrastmittel wünschenswert, das sich ausschließlich im vasalen Raum (Gefäßraum) verteilt. Ein solches blood-pool-agent soll es ermöglichen, mit Hilfe der Kernspintomographie gut durchblutetes von schlecht durchblutetem Gewebe abzugrenzen und somit eine Ischämie zu diagnostizieren. Auch infarziertes Gewebe ließe sich aufgrund seiner Anämie vom umliegenden gesunden oder ischämischen Gewebe abgrenzen, wenn ein vasales Kontrastmittel angewandt wird. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn es z.B. darum geht, einen Herzinfarkt von einer Ischämie zu unterscheiden.

Bisher müssen sich die meisten der Patienten, bei denen Verdacht auf eine kardiovaskuläre Erkrankung besteht (diese Erkrankung ist die häufigste Todesursache in den westlichen Industrieländern), invasiven diagnostischen Untersuchungen unterziehen. In der Angio- graphie wird zur Zeit vor allem die Röntgen-Diagnostik mit Hilfe von jodhaltigen Kontrastmitteln angewandt. Diese Untersuchungen sind mit verschiedenen Nachteilen behaftet: sie sind mit dem Risiko der Strahlenbelastung verbunden, sowie mit Unannehm¬ lichkeiten und Belastungen, die vor allem daher kommen, daß die jodhaltigen Kontrast¬ mittel, verglichen mit NMR-Kontrastmitteln, in sehr viel höherer Konzentration angewandt werden müssen.

Es besteht daher ein Bedarf an NMR-Kontrastmitteln, die den vasalen Raum markieren können (blood-pool-agent). Diese Verbindungen sollen sich durch eine gute Verträglich¬ keit und durch eine hohe Wirksamkeit (hohe Steigerung der Signalintensität bei MRI) auszeichnen.

Der Ansatz, zumindest einen Teil dieser Probleme durch Verwendung von Komplex¬ bildnern, die an Makro- oder Biomoleküle gebunden sind, zu lösen, war bisher nur sehr begrenzt erfolgreich.

So ist beispielsweise die Anzahl paramagnetischer Zentren in den Komplexen, die in den Europäischen Patentanmeldungen Nr. 0 088 695 und Nr. 0 150 844 beschrieben sind, für eine zufriedenstellende Bildgebung nicht ausreichend.

Erhöht man die Anzahl der benötigten Metallionen durch mehrfache Einführung komplexierender Einheiten in ein makromolekulares Biomolekül, so ist das mit einer nicht tolerierbaren Beeinträchtigung der Affinität und/oder Spezifizität dieses Biomoleküls verbunden [J. Nucl. Med. 24, 1158 (1983)].

Makromoleküle können generell als Kontrastmittel für die Angiographie geeignet sein. Albumin-GdDTPA (Radiology 1987: 162: 205) z.B. zeigt jedoch 24 Stunden nach intravenöser Injektion bei der Ratte eine Anreicherung im Lebergewebe, die fast 30 % der Dosis ausmacht. Außerdem werden in 24 Stunden nur 20 % der Dosis eliminiert.

Das Makromolekül Polylysin-GdDTPA (Europäische Patentanmeldung, Publikations-Nr. 0 233 619) erwies sich ebenfalls geeignet als blood-pool-agent. Diese Verbindung besteht jedoch herstellungsbedingt aus einem Gemisch von Molekülen verschiedener Größe. Bei Ausscheidungsversuchen bei der Ratte konnte gezeigt werden, daß dieses Makromolekül unverändert durch glomeruläre Filtration über die Niere ausgeschieden wird. Synthese¬ bedingt kann Polylysin-GdDTPA aber auch Makromoleküle enthalten, die so groß sind, daß sie bei der glomerulären Filtration die Kapillaren der Niere nicht passieren können und somit im Körper zurückbleiben.

Auch makromolekulare Kontrastmittel auf der Basis von Kohlenhydraten, z.B. Dextran, sind beschrieben worden (Europäische Patentanmeldung, Publikations-Nr. 0 326 226). Der Nachteil dieser Verbindungen liegt darin, daß diese in der Regel nur ca. 5 % des signalverstärkenden paramagnetischen Kations tragen.

Die in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 0 430 863 beschriebenen Polymere stellen bereits einen Schritt auf dem Wege zu blood-pool-agents dar, da sie nicht mehr die für die vorher erwähnten Polymere charakteristische Heterogenität bezüglich Größe und Molmasse aufweisen. Sie lassen jedoch immer noch Wünsche im Hinblick auf vollständige Ausscheidung, Verträglichkeit und/oder Wirksamkeit offen.

Es bestand daher die Aufgabe, neue diagnostische Mittel vor allem zur Erkennung und Lokalisierung von Gefäßkrankheiten, die die genannten Nachteile nicht besitzen, zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gelöst.

Es wurde gefunden, daß sich Komplexe, die aus stickstoffhaltigen, mit komplexbildenden Liganden versehenen Kaskaden-Polymeren, mindestens 16 Ionen eines Elements der Ordnungszahlen 20 - 29, 39, 42, 44 oder 57 - 83 sowie gegebenenfalls Kationen anorganischer und/oder organischer Basen, Aminosäuren oder Aminosäureamide bestehen und gegebenenfalls acylierte Aminogruppen enthalten, überraschenderweise hervorragend zur Herstellung von NMR- und Röntgen-Diagnostika ohne die genannten Nachteile aufzuweisen, eignen.

Die erfindungsgemäßen komplexbildenden Kaskaden-Polymere lassen sich durch die allgemeine Formel I beschreiben

A-{X-[Y-(Z-< W-K k) _y ] _x }„ (I),

woπn

A für einen stickstoffhaltigen Kaskadenkern der Basismultiplizität a,

X und Y unabhängig voneinander für eine direkte Bindung oder eine Kaskaden¬ reproduktionseinheit der Reproduktionsmultiplizität x bzw. y,

Z und W unabhängig voneinander für eine Kaskadenreproduktionseinheit der Reproduktionsmultiplizität z bzw. w,

K für den Rest eines Komplexbildners, a für die Ziffern 2 bis 12, x, y, z und w unabhängig voneinander für die Ziffern 1 bis 4 stehen, mit der Maßgabe, daß mindestens zwei Reproduktionseinheiten unterschiedlich sind und daß für das Produkt der Multiplizitäten gilt 16 < a ^• x • y ^• z ^• w < 64.

Als Kaskadenkern A sind geeignet: Stickstoffatom,

u u

ι Q-__-ι- ι -N — CH -CH N — CH ₂ CH ₂

— Q — "-L - C ^" _ΛH I' -N

-CH ₂ CH

U U

U O

woπn m und n für die Ziffern 1 bis 10, p für die Ziffern 0 bis 10,

U ¹ für Q ¹ oder E, U ² für Q ² oder E mit

,Q

E in der Bedeutung der Gruppe (CH ₂ ) ₀ CH ₂ — N

O wobei o für die Ziffern 1 bis 6,

Q ¹ für ein Wasserstoffatom oder Q ² und Q ² für eine direkte Bindung M für eine Cj-Cio-Alkylenkette, die gegebenenfalls durch 1 bis 3 Sauerstoffatome unterbrochen ist und/oder gegebenenfalls mit 1 bis 2 Oxogruppen substituiert ist, R° für einen verzweigten oder unverzweigten C _j -C-^-Alkylrest, eine Nitro-, Amino-, Carbonsäuregruppe oder für

1

U M— N

\ 2 u

stehen, wobei die Anzahl Q ² der Basismultiplizität a entspricht.

Den einfachsten Fall eines Kaskadenkerns stellt das Stickstoffatom dar, dessen drei Bindungen (Basismultiplizität a = 3) in einer ersten "inneren Schicht" (Generation 1) von drei Reproduktionseinheiten X bzw. Y (wenn X für eine direkte Bindung steht) bzw. Z (wenn X und Y jeweils für eine direkte Bindung stehen) besetzt sind; anders formuliert: die drei Wasserstoffatome des zugrundeliegenden Kaskadenstarters Ammoniak A(H) _a = NH ₃ sind durch drei Reproduktionseinheiten X bzw. Y bzw. Z substituiert worden. Die im Kaskadenkern A enthaltene Anzahl Q ² gibt dabei die Basismulitplizität a wieder.

Die Reproduktionseinheiten X, Y, Z und W enthalten -NQ -^-Gruppen, worin Q ¹ ein Wasserstoffatom oder Q ² und Q ² eine direkte Bindung bedeuten. Die in der jeweiligen Reproduktionseinheit (z.B. X) enthaltene Anzahl Q ² entspricht der Reproduktionsmultipli¬ zität dieser Einheit (z.B. x im Falle von X). Das Produkt aller Multiplizitäten a xyz w gibt die Anzahl der im Kaskadenpolymeren gebundenen Komplexbildner-Reste K an. Die erfindungsgemäßen Polymere enthalten mindestens 16 und höchstens 64 Reste K im Molekül, die jeweils ein bis maximal drei (im Falle von zweiwertigen Ionen), vorzugs¬ weise ein Ion, eines Elements der oben genannten Ordnungszahlen binden können.

Die letzte Generation, d.h. die an die Komplexbildner-Reste K gebundene Reproduktions¬ einheit W ist über NH-Gruppen (-NQ-'Q ² mit Ql in der Bedeutung eines Wasserstoff¬ atoms und Q ² = direkte Bindung) an K gebunden, während die vorangehenden Repro¬ duktionseinheiten sowohl über NHQ ² -Gruppen (z.B. durch Acylierungsreaktionen) als auch über NQ ² Q ² -Gruppen (z.B. durch Alkylierungsreaktionen) miteinander verknüpft sein können.

Die erfindungsgemäßen Kaskaden-Polymer-Komplexe weisen maximal 10 Generationen auf (d.h. es können auch mehr als jeweils nur eine der Reproduktionseinheiten X, Y und Z im Molekül vorhanden sein), vorzugsweise jedoch 2 bis 4 Generationen, wobei mindestens zwei der Reproduktionseinheiten im Molekül unterschiedlich sind.

Als bevorzugte Kaskadenkerne A seien diejenigen angeführt, die unter die oben genannten allgemeinen Formeln fallen, wenn m für die Ziffern 1 - 3, besonders bevorzugt für die Ziffer 1, n für die Ziffern 1 - 3, besonders bevorzugt für die Ziffer 1, p für die Ziffern 0 - 3, besonders bevorzugt für die Ziffer 1, o für die Ziffer 1,

M für eine -CH ₂ -, -CO- oder -CH ₂ CO-Gruppe und R° für eine -O^NU-LU ² -, CH ₃ - oder NO ₂ -Gruppe steht.

Als weitere bevorzugte Kaskadenstarter A(H) _a seien z.B. aufgeführt:

(In der Klammer wird die Basismultiplizität a angegeben für den Fall der zum Aufbau der nächsten Generation dienenden nachfolgenden Mono- bzw. Disubstitution)

Tris(aminoethyl)amin (a = 6 bzw. 3)

Tris(aminopropyl)amin (a = 6 bzw. 3)

Diethylentriamin (a = 5 bzw. 3)

Triethylentetramin (a = 6 bzw. 4)

Tetraethylenpentamin (a = 7 bzw. 5) l,3,5-Tris(aminomethyl)benzol (a = 6 bzw. 3)

Trimesinsäuretriamid (a = 6 bzw. 3)

1,4,7-Triazacyclononan (a = 3)

1,4,7,10-Tetraazacyclododecan (a = 4)

1,4,7, 10, 13-Pentaazacyclopentadecan (a = 5)

1,4,8,11-Tetraazacyclotetradecan (a = 4)

1 ,4,7, 10, 13, 16-Hexaazacyclooctadecan (a = 6)

1,4,7,10,13,16,19,22,25,28-Decaazacyclotriacontan (a = 10);

Tetrakis(aminomethyl)methan (a = 8 bzw. 4) l,l,l-Tris(aminomethyl)ethan (a = 6 bzw. 3)

Tris(aminopropyl)-nitromethan (a = 6 bzw. 3)

2,4,6-Triamino-l,3,5-triazin (a = 6 bzw. 3)

1,3,5, 7-Adamantantetracarbonsäureamid (a = 8 bzw. 4)

3,3',5,5'-Diphenylether-tetracarbonsäureamid (a = 8 bzw. 4) l,2-Bis[Phenoxyethan]-3',3",5',5"-tetracarbonsäureamid (a = 8 bzw. 4) l,4,7,10,13,16,21,24-Octaazabicyclo[8.8.8.]hexacosan (a = 6).

Es sei darauf hingewiesen, daß die Definition als Kaskadenkern A und damit die Trennung von Kaskadenkern und erster Reproduktionseinheit rein formal und damit unabhängig von dem tatsächlichen synthetischen Aufbau der gewünschten Kaskaden-Polymer-Komplexe gewählt werden kann. So kann man z.B. das in Beispiel 4 verwendete Tris(aminoethyl)- amin sowohl selbst als Kaskadenkern A (vergleiche die erste für A angegebene allgemeine Formel mit m = n = p = l, U ¹ = E mit o in der Bedeutung der Ziffer 1 und U ¹ = U ² = Q ² ) aber auch als Stickstoffatom (= Kaskadenkern A), das als erste Generation drei Reproduk-

1

Q tionseinheiten * . Q_ ^* ^ (vergleiche die Definition von E) aufweist,

Q

ansehen.

Die Kaskadenreproduktionseinheiten X, Y, Z und W werden unabhängig voneinander durch

1

3

U— N 2

,u

,N J O

3

U— V

5 1

O

bestimmt, worin

U ¹ für Q ¹ oder E,

U ² für Q ² oder E mit

,Q

E in der Bedeutung der Gruppe — (CH ₂ ) ₀ — CH ₂ -N Q wobei o für die Ziffern 1 bis 6,

Q ¹ für ein Wasserstoffatom oder Q ² , Q ² für eine direkte Bindung, U ³ für eine C ₁ -C ₂ o-Alkylenkette, die gegebenenfalls durch 1 bis 10 Sauerstoff¬ atome und/oder 1 bis 2 -N(CO) _Q -R ² -, 1 bis 2 Phenylen- und/oder 1 bis 2 Phenylenoxyreste unterbrochen ist und/oder gegebenenfalls durch 1 bis 2 Oxo-, Thioxo-, Carboxy-, C ₁ -C ₅ -Alkylcarboxy-, C _j -Cs-Alkoxy-, Hydroxy-, C ₁ -C ₅ -alkylgruppen substituiert ist, wobei q für die Ziffern 0 oder 1 und

R ² für ein Wasserstoffatom, einen Methyl- oder einen Ethylrest, der gegebenenfalls mit 1 - 2 Hydroxy- oder 1 Carboxygruppe(n) substituiert ist, L für ein Wasserstoffatom oder die Gruppe

1

U

3 /

U— N s 2 u

V für die Methingruppe — CH wenn gleichzeitig U ⁴ eine direkte Bindung

I ^' oder die Gruppe M bedeutet und U^ eine der Bedeutungen von U ³ besitzt oder

V für die Gruppe , wenn gleichzeitig U ⁴ und U ⁵

identisch sind und die direkte Bindung oder die Gruppe M bedeuten, stehen.

Bevorzugte Kaskadenreproduktionseinheiten X, Y, Z und W sind diejenigen, bei denen in den oben genannten allgemeinen Formeln der Rest U ³ für

-CO-, -COCH ₂ OCH ₂ CO-, -COCH ₂ -, -CH ₂ CH ₂ -, -CONHC ₆ H ₄ -,

-COCH ₂ CH ₂ CO-, -COCH ₂ -CH ₂ CH ₂ CO-, -COCH ₂ CH ₂ CH ₂ CH ₂ CO-, der Rest U ⁴ für eine direkte Bindung, für -CH ₂ CO-,

der Rest U ⁵ für eine direkte Bindung, für -(CH^-, -CH ₂ CO-, -CH(COOH)-, CH ₂ OCH ₂ CH ₂ -, -CH ₂ C ₆ H -, CH ₂ -C ₆ H ₄ OCH ₂ CH ₂ -,

1 Q / der Rest E für eine Gruppe CH ₂ CH ₂ N

Q

steht.

Als beispielhaft genannte Kaskadenreproduktionseinheiten X, Y, Z und W seien angeführt:

-CH ₂ CH ₂ NH-; -CH ₂ CH ₂ N< ;

-COCH(NH-)(CH2) ₄ NH-; -COCH(N< )(CH2) ₄ N< ;

-COCH ₂ OCH ₂ CON(CH ₂ CH ₂ NH-) ₂ ; -COCH ₂ OCH ₂ CON(CH ₂ CH ₂ N< ) ₂ ;

-COCH ₂ N(CH ₂ CH ₂ NH-) ₂ ; -COCH ₂ N(CH ₂ CH ₂ N< ) ₂ ;

-COCH ₂ NH-; -COCH ₂ N< ;

-COCH ₂ CH ₂ CON(CH ₂ CH ₂ NH-) ₂ ; -COCH ₂ CH ₂ CON(CH ₂ CH ₂ N< ) ₂ ;

-COCH ₂ OCH2CONH-C ₆ H ₄ -CH[CH ₂ CON(CH ₂ CH ₂ NH-) ₂ ]2;

-COCH ₂ OCH ₂ CONH-C ₆ H ₄ -CH[CH ₂ CON(CH ₂ CH ₂ N< ) ₂ ] ₂ ;

-COCH ₂ CH ₂ CO-NH-C ₆ H ₄ -CH[CH ₂ CON(CH ₂ CH ₂ NH-) ₂ ] ₂ ;

-COCH ₂ CH ₂ CO-NH-C ₆ H ₄ -CH[CH ₂ CON(CH ₂ CH ₂ N<) ₂ ] ₂ ;

-CONH-C ₆ H ₄ -CH[CH ₂ CON(CH ₂ CH ₂ NH-) ₂ ] ₂ ;

-CONH-C ₆ H ₄ -CH[CH ₂ CON(CH ₂ CH ₂ N<) ₂ ] ₂ ;

-COCH(NH-)CH(COOH)NH-; -COCH(N< )CH(COOH)N< ;

-COCH ₂ OCH ₂ CONH

OCH, ₂ C ^* __ιH 1-2,N' H OCH ₉ 2 ^, C ^JΠ H,2 ^I N<

O(CH ₂ CH ₂ O) ₂ CH ₂ CH ₂ NH- O(CH ₂ CH ₂ θ) ₂ CH ₂ CH ₂ <

Die Komplexbildner- Reste K werden durch die allgemeinen Formeln IA und IB beschrieben:

R

R OOC-R HC.

ΗR -COOR (IA),

(IB)

steht, worin

R ¹ unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder ein Metallionen¬ äquivalent der Ordnungszahlen 20 - 29, 39, 42 - 44 oder 57 - 83,

R ² für ein Wasserstoffatom, einen Methyl- oder einen Ethylrest, der gegebenenfalls mit 1 - 2 Hydroxy- oder 1 Carboxygruppe(n) substituiert ist,

R ⁴ R ²

R ³ für eine -CH ^~ CO -N -U ^β - _T -Gruppθ _f

R ⁴ für eine geradkettige, verzweigte, gesättigte oder ungesättigte C _J -C3 _Q -

Alkylkette, die gegebenenfalls durch 1 - 10 Sauerstoffatome, 1 Phenylen-, 1 Phenylenoxygruppen unterbrochen und/oder gegebenenfalls durch 1 - 5 Hydroxy-, 1 - 3 Carboxy-, 1 Phenylgruppe(n) substituiert ist,

R ⁵ für ein Wasserstoffatom oder für R ⁴ ,

U ⁶ für eine gegebenenfalls 1-5 Imino-, 1-3 Phenylen-, 1-3 Phenylenoxy-, 1-3 Phenylenimino-, 1-5 Amid-, 1-2 Hydrazid-, 1-5 Carbonyl-, 1-5 Ethylenoxy-, 1 Harnstoff-, 1-Thioharnstoff-, 1-2 Carboxyalkyl imino-, 1-2 Estergruppen, 1-10 Sauerstoff-, 1-5 Schwefel- und/oder 1-5 Stickstoff-Atom(e) enthaltende und/oder gegebenenfalls durch 1-5 Hydroxy-, 1-2 Mercapto-, 1-5 Oxo-, 1-5 Thioxo-, 1-3 Carboxy-, 1-5 Carboxyalkyl-, 1-5 Ester- und/oder 1-3 Aminogruppe(n) substitu¬ ierte geradkettige, verzweigte, gesättigte oder ungesättigte C _j -C^-Alkylen- gruppe, wobei die gegebenenfalls enthaltenden Phenylengruppen durch 1-2 Carboxy-, 1-2 Sulfon- oder 1-2 Hydroxygruppen substituiert sein können,

T für eine -CO-α, -NHCO-α- oder -NHCS-α-Gruppe und

α für die Bindungsstelle an die terminalen Stickstoffatome der letzten

Generation, der Reproduktionseinheit W

stehen.

Als bevorzugte Komplexbildner-Reste K seien diejenigen genannt, bei denen in der oben angegebenen Formel IA die für U ⁶ stehende C _j -C^-, bevorzugt C _j -C*-^-, Alkylenkette die Gruppen

-CH ₂ -, -CH ₂ NHCO-, -NHCOCH ₂ O-, -NHCOCH ₂ OC ₆ H ₄ -, -N(CH ₂ CO ₂ H)-,

-NHCOCH ₂ C ₆ H ₄ -, -NHCSNHC ₆ H ₄ -, -CH ₂ OC ₆ H ₄ -, -CH ₂ CH ₂ O-, enthält und/oder durch die Gruppen -COOH, -CH ₂ COOH substituiert ist.

Als Beispiele für U ⁶ seien folgende Gruppen angeführt:

-CH ₂ -, -CH ₂ CH ₂ -, -CH ₂ CH ₂ CH ₂ -, -C ₆ H -, -C ₆ H ₁₀ -, -CH ₂ C ₆ H ₅ -,

-CH ₂ NHCOCH ₂ CH(CH ₂ CO ₂ H)-C ₆ H ₄ -,

-CH ₂ NHCOCH ₂ OCH ₂ -,

-CH ₂ NHCOCH ₂ C ₆ H ₄ -,

C0 ₂ H

-CH ₂ NHCSNH-C ₆ H ₄ -CH(CH ₂ COOH)CH ₂ -,

-CH ₂ OC ₆ H ₄ -N(CH ₂ COOH)CH ₂ -,

-CH ₂ NHCOCH ₂ O(CH ₂ CH ₂ O) ₄ -C ₆ H ₄ -,

-CH ₂ O-CgH ₄ -,

-CH ₂ CH ₂ -O-CH ₂ CH ₂ -, -CH ₂ CH ₂ -O-CH ₂ CH ₂ -O-CH ₂ CH ₂ -,

Als Beispiele für R ⁴ seien folgende Gruppen angegeben:

-CH ₃ , -C ₆ H ₅ , -CH ₂ -COOH ,

-CH ₂ -C ₆ H ₅ , -CH ₂ -O-(CH ₂ CH ₂ -O-) ₆ CH ₃ , -CH ₂ -OH

Ist das erfindungsgemäße Mittel zur Anwendung in der NMR-Diagnostik bestimmt, so muß das Zentralion des Komplexsalzes paramagnetisch sein. Dies sind insbesondere die zwei- und dreiwertigen Ionen der Elemente der Ordnungszahlen 21 - 29, 42, 44 und 58 - 70. Geeignete Ionen sind beispielsweise das Chrom(III)-, Eisen(II)-, Cobalt(II)-, Nickel(II)-, Kupfer(II)-, Praseodym(III)-, Neodym(III)-, Samarium(III)- und Ytterbium(III)-ion. Wegen ihres sehr starken magnetischen Moments sind besonders bevorzugt das Gadolinium(III)-, Terbium(III)-, Dysprosium(III)-, Holmium(III)-, Erbium(III)-, Mangan(II)- und Eisen(III)-ion.

Ist das erfindungsgemäße Mittel zur Anwendung in der Röntgen-Diagnostik bestimmt, so muß sich das Zentralion von einem Element höherer Ordnungszahl ableiten, um eine ausreichende Absorption der Röntgenstrahlen zu erzielen. Es wurde gefunden, daß zu diesem Zweck diagnostische Mittel, die ein physiologisch verträgliches Komplexsalz mit Zentralionen von Elementen der Ordnungszahlen zwischen 21 - 29, 39, 42, 44, 57 - 83 enthalten, geeignet sind; dies sind beispielsweise das Lanthan(III)-ion und die oben genannten Ionen der Lanthanidenreihe.

Die erfindungsgemäßen Kaskaden-Polymer-Komplexe enthalten mindestens 16 Ionen eines Elements der oben genannten Ordnungszahl.

Die restlichen aciden Wasserstoffatome, das heißt diejenigen, die nicht durch das Zentralion substituiert worden sind, können gegebenenfalls ganz oder teilweise durch Kationen von anorganischen und/oder organischen Basen, Aminosäuren oder Aminosäure- amiden ersetzt sein.

Geeignete anorganische Kationen sind beispielsweise das Lithiumion, das Kaliumion, das Calciumion, das Magnesiumion und insbesondere das Natriumion. Geeignete Kationen organischer Basen sind unter anderem solche von primären, sekundären oder tertiären Aminen, wie zum Beispiel Ethanolamin, Diethanolamin, Morpholin, Glucamin, N,N-Dimethylglucamin und insbesondere N-Methylglucamin. Geeignete Kationen von Aminosäuren sind beispielsweise die des Lysins, des Arginins und des Ornithins sowie die Amide ansonsten saurer oder neutraler Aminosäuren.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen, die ein Molekulargewicht von 10.000 - 80.000 D, vorzugsweise 15.000 - 40.000 D, besitzen, weisen die eingangs geschilderten gewünschten Eigenschaften auf. Sie enthalten die für ihre Verwendung benötigte große Anzahl von Metallionen im Komplex stabil gebunden.

Sie reichern sich in Gebieten mit erhöhter Gefaßpermeabilität, wie z.B. in Tumoren, an, erlauben Aussagen über die Perfusion von Geweben, geben die Möglichkeit, das Blut¬ volumen in Geweben zu bestimmen, die Relaxationszeiten bzw. Densitäten des Blutes selektiv zu verkürzen, und die Permeabilität der Blutgefäße bildlich darzustellen. Solche physiologischen Informationen sind nicht durch den Einsatz von extrazellulären Kontrast¬ mitteln, wie z.B. Gd-DTPA [Magnevist®], zu erhalten. Aus diesen Gesichtspunkten ergeben sich auch die Einsatzgebiete bei den modernen bildgebenden Verfahren Kern¬ spintomographie und Computertomographie: spezifischere Diagnose von malignen Tumoren, frühe Therapiekontrolle bei zytostatischer, antiphlogistischer oder vaso- dilatativer Therapie, frühe Erkennung von minderperfundierten Gebieten (z.B. im Myokard), Angio-graphie bei Gefäßerkrankungen, und Erkennung und Diagnose von (sterilen oder infektiösen) Entzündungen.

Die erfindungsgemäßen Kaskaden-Polymer-Komplexe eignen sich auch hervorragend für die (interstitielle und i.v.) Lymphographie.

Als weitere Vorteile gegenüber extrazellulären Kontrastmitteln, wie z.B. Gd-DTPA [Magnevist®], muß die höhere Effektivität als Kontrastmittel für die Kernspintomographie (höhere Relaxivität) hervorgehoben werden, was zu einer deutlichen Reduktion der diagnostisch notwendigen Dosis führt. Gleichzeitig können die erfindungsgemäßen Kontrastmittel als Lösungen isoosmolar zum Blut formuliert werden und verringern dadurch die osmotische Belastung des Körpers, was sich in einer verringerten Toxizität der Substanz (höhere toxische Schwelle) niederschlägt. Geringere Dosen und höhere toxische Schwelle führen zu einer signifikanten Erhöhung der Sicherheit von Kontrastmittel anwen- dungen bei modernen bildgebenden Verfahren.

Im Vergleich zu den makromolekularen Kontrastmitteln auf der Basis von Kohlen¬ hydraten, z.B. Dextran (Europäische Patentanmeldung, Publikations-Nr. 0 326 226), die - wie erwähnt - in der Regel nur ca. 5 % des signalverstärkenden paramagnetischen Kations tragen, weisen die erfindungsgemäßen Polymer-Komplexe einen Gehalt von in der Regel ca. 20 % des paramagnetischen Kations auf. Somit bewirken die erfindungsgemäßen Makromoleküle pro Molekül eine sehr viel höhere Signalverstärkung, was gleichzeitig dazu führt, daß die zur Kernspintomographie notwendige Dosis gegenüber der makro¬ molekularer Kontrastmittel auf Kohlenhydratbasis erheblich kleiner ist.

Mit den erfindungsgemäßen Polymer-Komplexen ist es gelungen, Makromoleküle so zu konstruieren und herzustellen, daß diese ein einheitlich definiertes Molekulargewicht haben. Es ist somit überraschenderweise möglich, die Größe der Makromoleküle so zu

steuern, daß diese groß genug sind, um den vasalen Raum nur langsam verlassen zu können, aber gleichzeitig klein genug, die Kapillaren der Niere, welche 300 - 800 Ä groß sind, noch passieren zu können.

Im Vergleich zu den anderen erwähnten Polymer- Verbindungen des Stands der Technik zeichnen sich die erfindungsgemäßen Kaskaden-Polymer-Komplexe durch verbessertes Ausscheidungsverhalten, höhere Wirksamkeit, größere Stabilität und/oder bessere Verträg¬ lichkeit aus.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß nunmehr Komplexe mit hydrophilen oder lipophilen, makrocyclischen oder offenkettigen, niedermolekularen oder hochmolekularen Liganden zugänglich geworden sind. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, Verträglichkeit und Pharmakokinetik dieser Polymer-Komplexe durch chemische Substitution zu steuern.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kaskaden-Polymer- Komplexe erfolgt dadurch, daß man Verbindungen der allgemeinen Formel I'

A-{X-[Y-(Z-< W-ß _w ^y]^ (I ^* ),

worin

A für einen stickstoffhaltigen Kaskadenkern der Basismultiplizität a,

X und Y unabhängig voneinander für eine direkte Bindung oder eine Kaskaden¬ reproduktionseinheit der Reproduktionsmultiplizität x bzw. y,

Z und W unabhängig voneinander für eine Kaskadenreproduktionseinheit der Reproduktionsmultiplizität z bzw. w, a für die Ziffern 2 bis 12, x, y, z und w unabhängig voneinander für die Ziffern 1 bis 4 und ß für die Bindungsstelle der terminalen NH-Gruppen der letzten Generation, der Reproduktionseinheit W stehen mit der Maßgabe, daß mindestens zwei Reproduktionseinheiten unterschiedlich sind und daß für das Produkt der Multiplizitäten gilt 16 < a ^• x ^• y ^• z ^• w < 64, mit einem Komplex oder Komplexbildner K der allgemeinen Formel I'A oder I'B

R=

R OOC-H ₂ C CH-C*0- CH ₂ -COOR ^1'

N — CH '2. C ^' H, ^" IST -CH H, N

(l'B) ,

R ¹ OOC-H ₂ C CH ₂ -C OOR

wobei

Rl' unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom, ein Metallionen¬ äquivalent der Ordnungszahlen 20 - 29, 39, 42 - 44 oder 57 - 83 oder eine Säureschutzgruppe,

R ² für ein Wasserstoffatom, einen Methyl- oder einen Ethylrest, der gegebenenfalls mit 1 - 2 Hydroxy- oder 1 Carboxygruppe(n) substituiert ist,

R ⁴ R

R3' für eine ^~ CH -CO -N -U ⁶ - _T -Gruppe

R ⁴ für eine geradkettige, verzweigte, gesättigte oder ungesättigte C _j -C^-

Alkylkette, die gegebenenfalls durch 1 - 10 Sauerstoffatome, 1 Phenylen-, 1 Phenylenoxygruppen unterbrochen und/oder gegebenenfalls durch 1 - 5 Hydroxy-, 1 - 3 Carboxy-, 1 Phenylgruppe(n) substituiert ist,

R ⁵ für ein Wasserstoffatom oder für R ⁴ ,

U ⁶ für eine gegebenenfalls 1 - 5 Imino-, 1 - 3 Phenylen-, 1 - 3 Phenylenoxy-, 1 - 3 Phenylenimino-, 1 - 5 Amid-, 1 - 2 Hydrazid-, 1 - 5 Carbonyl-, 1 - 5 Ethylenoxy-, 1 Harnstoff-, 1-Thioharnstoff-, 1 - 2 Carboxyalkyl- imino-, 1 - 2 Estergruppen, 1 - 10 Sauerstoff-, 1 - 5 Schwefel- und/oder 1 - 5 Stickstoff-Atom(e) enthaltende und/oder gegebenenfalls durch 1 - 5 Hydroxy-, 1 - 2 Mercapto-, 1 - 5 Oxo-, 1 - 5 Thioxo-, 1 - 3 Carboxy-, 1 - 5 Carboxyalkyl-, 1 - 5 Ester- und/oder 1 - 3 Aminogruppe(n) substitu¬ ierte geradkettige, verzweigte, gesättigte oder ungesättigte C _j -C^-Alkylen- gruppe, wobei die gegebenenfalls enthaltenden Phenylengruppen durch 1 - 2 Carboxy-, 1 - 2 Sulfon- oder 1 - 2 Hydroxygruppen substituiert sein können,

T" für eine -C*O-, -COOH-, -N=C=O- oder -N=C=S-Gruppe und

C*O für eine aktivierte Carboxylgruppe

stehen mit der Maßgabe, daß - sofern K' für einen Komplex steht - mindestens zwei (bei zweiwertigen Metallen) bzw. drei (bei dreiwertigen Metallen) der Substituenten R ¹ für ein Metallionenäquivalent der oben genannten Elemente stehen und daß gewünschtenfalls weitere Carboxylgruppen in Form ihrer Salze mit anorganischen und/oder organischen Basen, Aminosäuren oder Aminosäureamiden vorliegen,

umsetzt, gegebenenfalls vorhandene Schutzgruppen abspaltet, die so erhaltenen Kaskaden- Polymere - sofern K' für einen Komplexbildner steht - in an sich bekannter Weise mit mindestens einem Metalloxid oder Metallsalz eines Elements der Ordnungszahlen 20 - 29, 39, 42, 44 oder 57 - 83 umsetzt und gegebenenfalls anschließend in den so erhaltenen Kaskaden-Polymer-Komplexen noch vorhandene acide Wasserstoffatome ganz oder teilweise durch Kationen von anorganischen und/oder organischen Basen, Aminosäuren oder Aminosäureamiden substituiert und gegebenenfalls noch vorhandene freie terminale Aminogruppen gewünschtenfalls - vor oder nach der Metallkomplexierung - acyliert.

Einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung stellen die neuen Verbindungen der allgemeinen Formel I'A dar

wobei

Rl' unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom, ein Metallionen¬ äquivalent der Ordnungszahlen 20 - 29, 39, 42 - 44 oder 57 - 83 oder eine Säureschutzgruppe,

R ² für ein Wasserstoffatom, einen Methyl- oder einen Ethylrest, der gegebenenfalls mit 1 - 2 Hydroxy- oder 1 Carboxygruppe(n) substituiert ist,

R Ff

R3' für eine ^" > ^■ -CO -N -U ⁶ - _T -Gruppe

R ⁴ für eine geradkettige, verzweigte, gesättigte oder ungesättigte C _j -C ₃ o-

Alkylkette, die gegebenenfalls durch 1 - 10 Sauerstoffatome, 1 Phenylen-, 1 Phenylenoxygruppen unterbrochen und/oder gegebenenfalls durch 1 - 5 Hoydroxy-, 1 - 3 Carboxy-, 1 Phenylgruppe(n) substituiert ist,

U ⁶ für eine gegebenenfalls 1-5 Imino-, 1-3 Phenylen-, 1 - 3 Phenylenoxy-, 1 - 3 Phenylenimino-, 1-5 A id-, 1 - 2 Hydrazid-, 1 - 5 Carbonyl-, 1-5 Ethylenoxy-, 1 Harnstoff-, 1-Thioharnstoff-, 1-2 Carboxyalkyl- imino-, 1-2 Estergruppen, 1-10 Sauerstoff-, 1-5 Schwefel- und/oder 1-5 Stickstoff-Atom(e) enthaltende und/oder gegebenenfalls durch 1-5 Hydroxy-, 1-2 Mercapto-, 1 - 5 Oxo-, 1-5 Thioxo-, 1 - 3 Carboxy-, 1-5 Carboxyalkyl-, 1-5 Ester- und/oder 1-3 Aminogruppe(n) substitu¬ ierte geradkettige, verzweigte, gesättigte oder ungesättigte C _j -C^ -Alkylen- gruppe, wobei die gegebenenfalls enthaltenden Phenylengruppen durch 1-2 Carboxy-, 1-2 Sulfon- oder 1-2 Hydroxygruppen substituiert sein können,

T für eine -C*O-, -COOH-, -N=C=O- oder -N=C=S-Gruppe und

C*O für eine aktivierte Carboxylgruppe

stehen.

Sie dienen als wichtige Zwischenprodukte für die Herstellung der Kaskaden-Poly er- Komplexe der allgemeinen Formel I.

Als Beispiel für eine aktivierte Carbonylgruppe C*O in den Komplexen bzw. Komplex¬ bildnern K' seien Anhydrid, p-Nitrophenylester, N-Hydroxysuccinimidester, Pentafluor- phenylester und Säurechlorid genannt.

Die zur Einführung der Komplexbildner-Einheiten vorgenommene Addition oder Acylierung wird mit Substraten durchgeführt, die den gewünschten Substituenten K (eventuell gebunden an eine Fluchtgruppe) enthalten, oder aus denen der gewünschte Substituent durch die Reaktion generiert wird.

Als Beispiele für Additionsreaktionen seien die Umsetzung von Isocyanaten und Isothio- cyanaten genannt, wobei die Umsetzung von Isocyanaten bevorzugt in aprotischen Solventien wie z.B. THF, Dioxan, DMF, DMSO, Methylenchlorid bei Temperaturen zwischen 0 und 100 °C, bevorzugt zwischen 0 und 50 °C, gegebenenfalls unter Zusatz einer organischen Base wie Triethylamin, Pyridin, Lutidin, N-Ethyldiisopropylamin, N-Methylmorpholin, durchgeführt wird. Die Umsetzung mit Isothiocyanaten wird in der Regel in Lösungsmitteln wie z.B. Wasser oder niederen Alkoholen wie z.B. Methanol, Ethanol, Isopropanol oder deren Mischungen, DMF oder Mischungen aus DMF und Wasser bei Temperaturen zwischen 0 und 100 °C, bevorzugt zwischen 0 und 50 °C, gegebenenfalls unter Zusatz einer organischen oder anorganischen Base wie z.B. Triethylamin, Pyridin, Lutidin, N-Ethyldiisopropylamin, N-Methylmorpholin oder Erdalkali-, Alkalihydroxiden wie z.B. Lithium-, Natrium-, Kalium-, Calciumhydroxid oder deren Carbonate wie z.B. Magnesiumcarbonat, durchgeführt.

Als Beispiele für Acylierungsreaktionen seien die Umsetzung von freien Carbonsäuren nach den dem Fachmann bekannten Methoden [z.B. J.P. Greenstein, M. Winitz, Chemistry of the Amino Acids, John Wiley & Sons, N.Y. (1961), S. 943 - 945] genannt. Als vorteil¬ haft hat sich jedoch erwiesen, die Carbonsäuregruppe vor der Acylierungsreaktion in eine aktivierte Form wie z.B. Anhydrid, Aktivester oder Säurechlorid zu überführen [z.B. E. Gross, J. Meienhofer, The Peptides, Academic Press, N.Y. (1979), Vol. 1, S. 65 - 314; N.F. Albertson, Org. React. 12, 157 (1962)].

Im Falle der Umsetzung mit Aktivester sei auf die dem Fachmann bekannte Literatur [z.B. Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Band E 5 (1985), 633] verwiesen. Sie kann unter den oben für die Anhydridreaktion angegebenen Bedingungen durchgeführt werden. Es können aber auch aprotische Lösungsmittel wie z.B. Methylenchlorid, Chloroform verwendet werden.

Im Falle der Säurechlorid-Umsetzungen werden nur aprotische Lösungsmittel wie z.B. Methylenchlorid, Chloroform, Toluol oder THF bei Temperaturen zwischen -20 bis 50 °C, bevorzugt zwischen 0 bis 30 °C, verwendet. Des weiteren sei auf die dem Fachmann bekannte Literatur [z.B. Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg- Thieme-Verlag, Stuttgart, (1974), Band 15/2, S. 355 - 364] verwiesen.

Falls Rl' für eine Säureschutzgruppe steht, kommen niedere Alkyl-, Aryl- und Aralkyl- gruppen, beispielsweise die Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Phenyl-, Benzyl-, Diphenyl- methyl-, Triphenylmethyl-, bis-(p-Nitrophenyl)-methylgruppe, sowie Trialkylsilylgruppen in Frage.

Die gegebenenfalls gewünschte Abspaltung der Schutzgruppen erfolgt nach den dem Fachmann bekannten Verfahren, beispielsweise durch Hydrolyse, Hydrogenolyse, alkalische Verseifung der Ester mit Alkali in wäßrig-alkoholischer Lösung bei Tempera¬ turen von 0 °C bis 50 °C oder im Fall von tert.-Butylestern mit Hilfe von Trifluoressig- säure.

Gegebenenfalls unvollständig mit Ligand oder Komplex acylierte terminale Amino- gruppen können, wenn gewünscht, in Amide oder Halbamide überführt werden. Beispiel¬ haft genannt sei die Umsetzung mit Acetanhydrid, Bernsteinsäureanhydrid oder Diglykolsäureanhydrid.

Die Einführung der gewünschten Metallionen erfolgt in der Weise, wie sie z.B. in der Deutschen Offenlegungsschrift 34 01 052 offenbart worden ist, indem man das Metalloxid oder ein Metallsalz (beispielsweise das Nitrat, Acetat, Carbonat, Chlorid oder Sulfat) des Elements der Ordnungszahlen 20 - 29, 42, 44, 57 - 83 in Wasser und/oder einem niederen Alkohol (wie Methanol, Ethanol oder Isopropanol) löst oder suspendiert und mit der Lösung oder Suspension der äquivalenten Menge des komplexbildenden Liganden umsetzt und anschließend, falls gewünscht, vorhandene acide Wasserstoffatome der Säuregruppen durch Kationen von anorganischen und/oder organischen Basen, Aminosäuren oder Aminosäureamiden substituiert.

Die Einführung der gewünschten Metallionen kann sowohl auf der Stufe der Komplex¬ bildner I'A oder I'B, d.h. vor der Kopplung an die Kaskaden-Polymere, als auch nach Kopplung der unmetallierten Liganden I'A oder I'B erfolgen.

Die Neutralisation erfolgt dabei mit Hilfe anorganischer Basen (zum Beispiel Hydroxiden, Carbonaten oder Bicarbonaten) von zum Beispiel Natrium, Kalium, Lithium, Magnesium oder Calcium und/oder organischer Basen wie unter anderem primärer, sekundärer und tertiärer Amine, wie zum Beispiel Ethanolamin, Morpholin, Glucamin, N-Methyl- und N,N-Dimethylglucamin, sowie basischer Aminosäuren, wie zum Beispiel Lysin, Arginin und Ornithin oder von Amiden ursprünglich neutraler oder saurer Aminosäuren, wie zum Beispiel Hippursäure, Glycinaceta id.

Zur Herstellung der neutralen Komplexverbindungen kann man beispielsweise den sauren Komplexsalzen in wäßriger Lösung oder Suspension so viel der gewünschten Basen zusetzen, daß der Neutralpunkt erreicht wird. Die erhaltene Lösung kann anschließend im Vakuum zur Trockne eingeengt werden. Häufig ist es von Vorteil, die gebildeten Neutral¬ salze durch Zugabe von mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln, wie zum Beispiel niederen Alkoholen (Methanol, Ethanol, Isopropanol und andere), niederen Ketonen (Aceton und andere), polaren Ethern (Tetrahydrofuran, Dioxan, 1,2-Dimethoxyethan und andere) auszufällen und so leicht zu isolierende und gut zu reinigende Kristallisate zu erhalten. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die gewünschte Base bereits während der Komplexbildung der Reaktionsmischung zuzusetzen und dadurch einen Verfahrensschritt einzusparen.

Enthalten die sauren Komplexverbindungen mehrere freie acide Gruppen, so ist es oft zweckmäßig, neutrale Mischsalze herzustellen, die sowohl anorganische als auch organische Kationen als Gegenionen enthalten.

Dies kann beispielsweise geschehen, indem man den komplexbildenden Liganden in wäßriger Suspension oder Lösung mit dem Oxid oder Salz des das Zentralion liefernden Elements und der Hälfte der zur Neutralisation benötigten Menge einer organischen Base umsetzt, das gebildete Komplexsalz isoliert, es gewünschtenfalls reinigt und dann zur voll¬ ständigen Neutralisation mit der benötigten Menge anorganischer Base versetzt. Die Reihenfolge der Basenzugabe kann auch umgekehrt werden.

Die Reinigung der so erhaltenen Kaskaden-Polymer-Komplexe erfolgt, gegebenenfalls nach Einstellung des pH-Wertes durch Zusatz einer Säure oder Base auf pH6 bis 8, bevorzugt ca. 7, vorzugsweise durch Ultrafiltration mit Membranen geeigneter Posengröße (z.B. Amicon®XM30, Amicon®YM10, Amicon®YM3) oder Gelfiltration an z.B. geeigneten Sephadex®-Gelen.

Im Falle von neutralen Komplexverbindungen ist es häufig von Vorteil, die polymeren Komplexe über einen Anionenaustauscher, beispielsweise IRA 67 (OH"-Form) und gegebenenfalls zusätzlich über einen Kationenaustauscher, beispielsweise IRC 50 (H ⁺ -Form) zur Abtrennung ionischer Komponenten zu geben.

Die Herstellung der für die Kopplung an die Komplexbildner K' (bzw. auch die entsprechenden metallhaltigen Komplexe) benötigten terminale Aminogruppen tragenden Kaskaden-Polymere geht im allgemeinen aus von käuflichen bzw. nach oder analog literaturbekannten Methoden herstellbaren stickstoffhaltigen Kaskadenstartern A(H) _a . Die Einführung der Generationen X, Y, Z und W erfolgt nach literaturbekannten Methoden [z.B. J. March, Advanced Organic Chemistry, 3 ^rd ed.; John Wiley & Sons, (1985), 364 - 381] durch Acylierungs- bzw. Alkylierungsreaktionen mit die gewünschten Strukturen aufweisenden geschützten Aminen, die zur Bindung an den Kaskadenkern befähigte funktionelle Gruppen wie z.B. Carbonsäuren, Isocyanate, Isothiocyanate oder aktivierte Carbonsäuren (wie z.B. Anhydride, Aktivester, Säurechloride) bzw. Halogenide (wie z.B. Chloride, Bromide, Iodide), Aziridin, Mesylate, Tosylate oder andere dem Fachmann bekannte Fluchtgruppen enthalten.

Es sei jedoch hier nochmals betont, daß die Unterscheidung zwischen Kaskadenkern A und Reproduktionseinheiten rein formal ist. Es kann synthetisch von Vorteil sein, daß man nicht den formalen Kaskadenstarter A(H) _a verwendet, sondern die per Definition zum Kaskadenkern gehörigen Stickstoffatome erst zusammen mit der ersten Generation einfuhrt. So ist es z.B. zur Synthese der in Beispiel lb) beschriebenen Verbindung vorteil¬ hafter, nicht den formalen Kaskadenkern Trimesinsäuretriamid mit z.B. Benzyloxy- carbonylaziridin (sechsfach) zu alkylieren, sondern Trimesinsäuretrichlorid mit Bis[2-(benzyloxycarbonylamino)-ethyl]-amin (dreifach) umzusetzen.

Als Aminschutzgruppen seien die dem Fachmann geläufigen Benzyloxycarbonyl-, tertiär- Butoxycarbonyl-, Trifluoracetyl-, Fluorenylmethoxycarbonyl-, Benzyl- und Formyl- gruppe [Th. W. Greene, P.G.M Wuts, Protective Groups in Organic Syntheses, 2nd ed, John Wiley and Sons (1991), S. 309-385] genannt. Nach Abspaltung dieser Schutz¬ gruppen, die ebenfalls nach literaturbekannten Methoden erfolgt, kann die nächste gewünschte Generation in das Molekül eingeführt werden. Neben diesem aus jeweils zwei Reaktionsstufen (Alkylierung bzw. Acylierung und Schutzgruppenabspaltung) bestehen¬ den Aufbau einer Generation ist auch mit ebenfalls nur zwei Reaktionsstufen die gleich¬ zeitige Einführung von zwei, z.B. X-[Y]x, oder mehrerer Generationen, z.B. X-[Y-(Z) _y ] _x , möglich. Der Aufbau dieser Mehrgenerationen-Einheiten erfolgt durch Alkylierung bzw. Acylierung von die Strukturen der gewünschten Reproduktionseinheiten aufweisenden ungeschützten Aminen ("Reproduktionsamin") mit einem zweiten Reproduktionsamin, dessen Amingruppen in geschützter Form vorliegen.

Die als Kaskadenstarter benötigten Verbindungen der allgemeinen Formel A(H) _a sind käuflich zu erwerben oder nach bzw. analog literaturbekannten Methoden [z.B. Houben- Weyl, Methoden der Org. Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stutgart (1957), Bd. 11/1; M. Micheloni et al., Inorg. Chem. (1985), 24, 3702; T.J. Atkins et al., Org. Synth., Vol. 58 (1978), 86 - 98; The Chemistry of Heterocyclic Compounds: J.S. Bradshaw et al., Aza- Crown-Macrocycles, John Wiley & Sons, N.Y. (1993)] herstellbar. Beispielhaft angeführt seien:

Tris(aminoethyl)amin [z.B. Fluka Chemie AG, Schweiz; Aldrich-Chemie, Deutschland];

Tris(aminopropyl)amin [z.B. C. Woerner et al., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. (1993), 32,

1306];

Diethylentriamin [z.B. Fluka; Aldrich];

Triethylentetramin [z.B. Fluka; Aldrich];

Tetraethylenpentamin [z.B. Fluka; Aldrich]; l,3,5-Tris(aminomethyl)benzol [z.B. T.M. Garrett et al., J. Am. Chem. Soc. (1991), 113.

2965];

Trimesinsäuretriamid [z.B. H. Kurihara; Jpn. Kokai Tokkyo Koho JP 04077481;

CA 117. 162453]:

1,4,7-Triazacyclononan [z.B. Fluka; Aldrich];

1,4,7,10,13-Pentaazacyclopentadecan [z.B. K.W. Aston, Eur. Pat. Appl. 0524 161,

CA 120, 44580]:

1,4,7,10-Tetraazacyclododecan [z.B. Aldrich]

1,4,8,11-Tetraazacyclotetradecan [z.B. Fluka; Aldrich];

1,4,7,10,13,16, 19,22,25,28-Decaazacyclotriacontan [z.B. A. Andres et al., J. Chem. Soc.

Dalton Trans. (1993), 3507]; l,l,l-Tris(aminomethyl)ethan [z.B. R.J. Geue et al., Aust. J. Chem. (1983), 36, 927];

Tris(aminopropyl)-nitromethan [z.B. G.R. Newkome et al., Angew. Chem. 103, 1205

(1991) analog zu R.C. Larock, Comprehensive Organic Transformations, VCH Publishers,

N.Y. (1989), 419 - 420]

1,3,5,7-Adamantantetracarbonsäureamid [z.B. H. Stetter et al., Tetr. Lett. 1967. 1841]; l,2-Bis[Phenoxyethan]-3',3",5',5"-tetracarbonsäurearnid [z.B. J.P. Collman et al.; J. Am.

Chem. Soc. (1988), HO, 3477 - 86 analog zur Vorschrift für das Beispiel lb)]; l,4,7,10,13,16,21,24-Octaazabicyclo[8.8.8.]hexacosan [z.B. P.H. Smith et al., J. Org.

Chem. (1993), 58, 7939].

Die Herstellung der für den Aufbau der Generationen benötigten die oben genannten funktionellen Gruppen enthaltenden Reproduktionsamine erfolgt nach bzw. analog den im experimentellen Teil beschriebenen Vorschriften bzw. nach literaturbekannten Verfahren.

Beispielhaft genannt seien:

N ^α ,N ^ε -Di-Benzyloxycarbonyl-Lysin-p-nitrophenylester [s. Vorschrift für Beispiel lc)]; HOOC-CH ₂ OCH ₂ CO-N(CH ₂ CH ₂ NH-CO-O-CH ₂ C ₆ H ₅ ) ₂ ; HOOC-CH ₂ N(CH ₂ CH ₂ NH-CO-O-CH ₂ C ₆ H ₅ ) ₂ ;

HOOC-CH ₂ CH ₂ CO-N(CH ₂ CH ₂ NH-COCF ₃ ) ₂ [herzustellen nach Vorschrift für das Beispiel 3a), indem man anstelle von Bis(benzyloxycarbonylaminoethyl)amin von Bis(trifluoracetylaminoethyl)amin und anstelle von Diglycolsäureanhydrid von Bernsteinsäureanhydrid ausgeht];

HOOC-CH ₂ OCH ₂ CONH-C ₆ H ₄ -CH[CH ₂ CON(CH ₂ CH ₂ NH-CO-O-CH ₂ C ₆ H ₅ ) ₂ ] ₂ [herzustellen analog der Vorschrift für Beispiel 3a); O-=C=N-C ₆ H ₄ -CH[CH ₂ CON(CH ₂ CH ₂ NH-CO-O-CH ₂ C ₆ H ₅ ) ₂ ] ₂

(CH ₂ CH ₂ NH-CO-O-CH ₂ C ₆ H ₅ ) ₂

CON(CH ₂ CH ₂ NH-CO-O-CH ₂ C ₆ H ₅ ) ₂

N-Benzyloxycarbonyl-aziridin herzustellen nach M. Zinic et al.,

J. Chem. Soc, Perkin Trans 1, 21-26 (1993)

N-Benzyloxycarbonyl-glycin käuflich bei z.B. Bachern California

herzustellen nach C.J. Cavallito et al.,

J. Amer. Chem. Soc. 1943, 65. 2140, indem man anstelle von Benzylchlorid von

N-CO-O-CH ₂ C ₆ H ₅ -(2-Bromethyl)amin

[A.R. Jacobson et al.,

J. Med. Chem. (1991), 34, 2816] ausgeht.

Die Herstellung der Komplexe und Komplexbildner der allgemeinen Formel I'A und I'B erfolgt nach bzw. analog den im experimentellen Teil beschriebenen Vorschriften bzw. nach literaturbekannten Methoden (s. z.B. Europäische Patentanmeldungen Nr. 0 512 661, 0 430 863, 0 255 471 und 0 565 930.

So kann die Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I'A z.B. dadurch erfolgen, daß als Vorstufe der funktionellen Gruppe T' eine Gruppe T" dient, entweder in der Bedeutung einer geschützten Säurefunktion, die unabhängig von den Säureschutz¬ gruppen R ¹ ' nach den oben aufgeführten Verfahren in die freie Säurefunktion überführt werden kann, oder in der Bedeutung einer geschützten Aminfunktion, die nach literatur¬ bekannten Verfahren deblockiert [Th.W. Greene, P.G.M. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 2nd edition, John Wiley & Sons (1991), S. 309-385] und anschließend in die Isocyanate bzw. Isothiocyanate überführt werden kann [Methoden der Org. Chemie (Houben-Weyl), E 4, S. 742-749, 837-843, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York (1983)]. Solche Verbindungen sind nach bzw. analog den im experimentellen Teil beschriebenen Vorschriften durch Monoalkylierung von Cyclen mit geeigneten α- Halogen-carbonsäureamiden [in aprotischen Lösungsmitteln, wie z.B. Chloroform] herstellbar.

Die Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I'B kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß als Vorstufe der aktivierten Carboxylgruppe-C*O- eine geschützte Säurefunktion dient, die unabhängig von den Säureschutzgruppen R ¹ ' nach den oben aufgeführten Verfahren in die freie Säurefunktion überfuhrt und nach den ebenfalls oben beschriebenen literaturbekannten Verfahren aktiviert werden kann. Solche Verbindungen sind nach bzw. analog den im experimentellen Teil beschriebenen Vorschriften herstellbar oder beispielsweise dadurch, daß ein Aminosäurederivat der allgemeinen Formel II

worin

R ⁵ ' die für R ⁵ angegebene Bedeutung hat, wobei gegebenenfalls in R ⁵ enthaltene Hydroxy- oder Carboxygruppen gegebenenfalls in geschützter Form vorliegen und

V ¹ eine geradkettige oder verzweigte Cl-C6-Alkylgruppe, eine Benzyl-, Trimethylsilyl-, Triisopropylsilyl-, 2,2,2,-Trifluorethoxy- oder 2,2,2,-Trichlorethoxygruppe, wobei V ¹ verschieden von R ¹ " ist, mit einem Alkylierungsagenz der allgemeinen Formel III

Ha

worin

R ¹ " für eine Schutzgruppe und

Hai für ein Halogenatom wie Cl, Br oder I, bevorzugt jedoch Cl, steht, umgesetzt wird [siehe auch M.A. Williams, H. Rapoport, J. Org. Chem. 58, 1151 (1993)].

Bevorzugte Aminosäurederivate sind die Ester von natürlich vorkommenden α-Aminosäuren.

Die Reaktion von Verbindung (II) mit Verbindung (III) erfolgt bevorzugt in einer gepufferten Alkylierungsreaktion, wobei als Puffer eine wäßrige Phosphat-Pufferlösung dient. Die Umsetzung erfolgt bei pH-Werten von 7-9, bevorzugt jedoch bei pH8. Die Pufferkonzentration kann zwischen 0,1 - 2,5 M liegen, bevorzugt wird jedoch eine 2 M-Phosphat-Pufferlösung verwendet. Die Temperatur der Alkylierung kann zwischen 0 und 50 °C liegen; die bevorzugte Temperatur ist Raumtemperatur.

Die Reaktion wird in einem polaren Lösungsmittel, wie z.B. Acetonitril, Tetrahydrofuran, 1,4-Dioxan oder 1,2-Dimethoxyethan durchgeführt. Bevorzugt wird Acetonitril verwendet.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen pharmazeutischen Mittel erfolgt ebenfalls in an sich bekannter Weise, indem man die erfindungsgemäßen Komplexverbindungen - gegebenenfalls unter Zugabe der in der Galenik üblichen Zusätze - in wäßrigem Medium suspendiert oder löst und anschließend die Suspension oder Lösung gegebenen¬ falls sterilisiert. Geeignete Zusätze sind beispielsweise physiologisch unbedenkliche Puffer (wie zum Beispiel Tromethamin), Zusätze von Komplexbildnern oder schwachen Komplexen (wie zum Beispiel Diethylentriaminpentaessigsäure oder die korrespon¬ dierenden Ca-Kaskaden-Polymer-Komplexe) oder - falls erforderlich - Elektrolyte wie zum Beispiel Natriumchlorid oder - falls erforderlich - Antioxidantien wie zum Beispiel Ascorbinsäure.

Sind für die enterale Verabreichung oder andere Zwecke Suspensionen oder Lösungen der erfindungsgemäßen Mittel in Wasser oder physiologischer Salzlösung erwünscht, werden sie mit einem oder mehreren in der Galenik üblichen Hilfsstoff(en) [zum Beispiel Methyl- cellulose, Lactose, Mannit] und/oder Tensid(en) [zum Beispiel Lecithine, Tween®, Myrj® ] und/oder Aromastoff(en) zur Geschmackskorrektur [zum Beispiel ätherischen Ölen] gemischt.

Prinzipiell ist es auch möglich, die erfindungsgemäßen pharmazeutischen Mittel auch ohne Isolierung der Komplexsalze herzustellen. In jedem Fall muß besondere Sorgfalt darauf verwendet werden, die Chelatbildung so vorzunehmen, daß die erfindungsgemäßen Salze und Salzlösungen praktisch frei sind von nicht komplexierten toxisch wirkenden Metallionen.

Dies kann beispielsweise mit Hilfe von Farbindikatoren wie Xylenolorange durch Kontrolltitrationen während des Herstellungsprozesses gewährleistet werden. Die Erfindung betrifft daher auch Verfahren zur Herstellung der Komplexverbindungen und ihrer Salze. Als letzte Sicherheit bleibt eine Reinigung des isolierten Komplexsalzes.

Die erfindungsgemäßen pharmazeutischen Mittel enthalten vorzugsweise lμMol - 1,3 Mol/1 des Komplexsalzes und werden in der Regel in Mengen von 0,0001 - 5 mMol/kg dosiert. Sie sind zur enteralen und parenteralen Applikation bestimmt. Die erfindungsgemäßen Komplexverbindungen kommen zur Anwendung

1. für die NMR- und Röntgen-Diagnostik in Form ihrer Komplexe mit den Ionen der Elemente mit den Ordnungszahlen 21 - 29, 39, 42, 44 und 57 - 83;

2. für die Radiodiagnostik und Radiotherapie in Form ihrer Komplexe mit den Radio¬ isotopen der Elemente mit den Ordnungszahlen 27, 29, 31, 32, 37 - 39, 43, 49, 62, 64, 70, 75 und 77.

Die erfindungsgemäßen Mittel erfüllen die vielfältigen Voraussetzungen für die Eignung als Kontrastmittel für die Kernspintomographie. So sind sie hervorragend dazu geeignet, nach oraler oder parenteraler Applikation durch Erhöhung der Signalintensität das mit Hilfe des Kernspintomographen erhaltene Bild in seiner Aussagekraft zu verbessern. Ferner zeigen sie die hohe Wirksamkeit, die notwendig ist, um den Körper mit möglichst geringen Mengen an Fremdstoffen zu belasten, und die gute Verträglichkeit, die notwendig ist, um den nichtinvasiven Charakter der Untersuchungen aufrechtzuerhalten.

Die gute Wasserlöslichkeit und geringe Osmolalität der erfindungsgemäßen Mittel erlaubt es, hochkonzentrierte Lösungen herzustellen, damit die Volumenbelastung des Kreislaufs in vertretbaren Grenzen zu halten und die Verdünnung durch die Körperflüssigkeit auszu¬ gleichen, das heißt NMR-Diagnostika müssen 100- bis lOOOfach besser wasserlöslich sein als für die NMR-Spektroskopie. Weiterhin weisen die erfindungsgemäßen Mittel nicht nur eine hohe Stabilität in-vitro auf, sondern auch eine überraschend hohe Stabilität in-vivo, so daß eine Freigabe oder ein Austausch der in den Komplexen nicht kovalent gebundenen - an sich giftigen - Ionen innerhalb der Zeit, in der die neuen Kontrastmittel vollständig wieder ausgeschieden werden, nur äußerst langsam erfolgt.

Im allgemeinen werden die erfindungsgemäßen mittel für die Anwendung als NMR-Diagnostika in Mengen von 0,0001 - 5 mMol/kg, vorzugsweise 0,005 - 0,5 mMol/kg, dosiert. Details der Anwendung werden zum Beispiel in H.-J. Weinmann et al., Am. J. of Roentgenology 142, 619 (1984) diskutiert.

Besonders niedrige Dosierungen (unter 1 mg/kg Körpergewicht) von organspezifischen NMR-Diagnostika sind zum Beispiel zum Nachweis von Tumoren und von Herzinfarkt einsetzbar.

Ferner können die erfindungsgemäßen Komplexverbindungen vorteilhaft als Suszeptibi- litäts-Reagenzien und als shift-Reagenzien für die in-vivo-NMR-Spektroskopie verwendet werden.

Die erfindungsgemäßen Mittel sind aufgrund ihrer günstigen radioaktiven Eigenschaften und der guten Stabilität der in ihnen enthaltenen Komplexverbindungen auch als Radio- diagnostika geeignet. Details ihrer Anwendung und Dosierung werden z.B. in "Radiotracers for Medical Applications", CRC-Press, Boca Raton, Florida, beschrieben.

Eine weitere bildgebende Methode mit Radioisotopen ist die Positronen-Emissions-Tomo¬ graphie, die positronenemittierende Isotope wie z.B. ³ Sc, ^Sc, ⁵² Fe, ⁵⁵ Co und ⁶⁸ Ga verwendet (Heiss, W.D.; Phelps, M.E.; Positron Emission Tomography of Brain, Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New York 1983).

Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind überraschenderweise auch zur Differenzierung von malignen und benignen Tumoren in Bereichen ohne Blut-Hirn-Schranke geeignet.

Sie zeichnen sich auch dadurch aus, daß sie vollständig aus dem Körper eliminiert werden und somit gut verträglich sind.

Da sich die erfindungsgemäßen Substanzen in malignen Tumoren anreichern (keine Diffusion in gesunde Gewebe, aber hohe Durchlässigkeit von Tumorgefäßen), können sie auch die Strahlentherapie von malignen Tumoren unterstützen. Diese unterscheidet sich von der entsprechenden Diagnostik nur durch die Menge und Art des verwendeten Isotops. Ziel ist dabei die Zerstörung von Tumorzellen durch energiereiche kurzwellige Strahlung mit einer möglichst geringen Reichweite. Hierzu werden Wechselwirkungen der in den Komplexen enthaltenen Metalle (wie z.B. Eisen oder Gadolinium) mit ionisierenden Strahlungen (z.B. Röntgenstrahlen) oder mit Neutronenstrahlen ausgenutzt. Durch diesen Effekt wird die lokale Strahlendosis am Ort, wo sich der Metallkomplex befindet (z.B. in Tumoren) signifikant erhöht. Um die gleiche Strahlendosis im malignen Gewebe zu erzeugen, kann bei Anwendung solcher Metallkomplexe die Strahlenbelastung für gesunde Gewebe erheblich reduziert und damit belastende Nebenwirkungen für die Patienten vermieden werden. Die erfindungsgemäßen Metallkomplex-Konjugate eignen sich deshalb auch als radiosensibilisierende Substanz bei Strahlentherapie von malignen Tumoren (z.B. Ausnutzen von Mössbauer-Effekten oder bei Neutroneneinfangtherapie). Geeignete ß-emittierende Ionen sind zum Beispiel ⁶ Sc, ⁴⁷ Sc, ⁸ Sc, ⁷² Ga, ⁷³ Ga und ⁹⁰ Y. Geeignete geringe Halbwertzeiten aufweisende α-emittierende Ionen sind zum Beispiel ²¹¹ Bi, ²¹² Bi, ²¹³ Bi und ²¹⁴ Bi, wobei ²¹² Bi bevorzugt ist. Ein geeignetes Photonen- und Elektronen¬ emittierendes Ion ist ¹⁵⁸ Gd, das aus ¹⁵⁷ Gd durch Neutroneneinfang erhalten werden kann.

Ist das erfindungsgemäße Mittel zur Anwendung in der von R.L. Mills et al. (Nature Vol. 336, (1988), S. 787] vorgeschlagenen Variante der Strahlentherapie bestimmt, so muß sich das Zentralion von einem Mößbauer-Isotop wie beispielsweise ⁵⁷ Fe oder ¹⁵¹ Eu ableiten.

Bei der in-vivo-Applikation der erfindungsgemäßen therapeutischen Mittel können diese zusammen mit einem geeigneten Träger wie zum Beispiel Serum oder physiologischer Kochsalzlösung und zusammen mit einem anderen Protein wie zum Beispiel Human Serum Albumin verabreicht werden. Die Dosierung ist dabei abhängig von der Art der zellulären Störung, dem benutzten Metallion und der Art der bildgebenden Methode.

Die erfindungsgemäßen therapeutischen Mittel werden parenteral, vorzugsweise i.V., appliziert.

Details der Anwendung von Radiotherapeutika werden z.B. in R.W. Kozak et al. TIBTEC, Oktober 1986, 262, diskutiert.

Die erfindungsgemäßen Mittel sind hervorragend als Röntgenkontrastmittel geeignet, insbesondere für die Computertomographie (CT), wobei besonders hervorzuheben ist, daß sich mit ihnen keine Anzeichen der von den jodhaltigen Kontrastmitteln bekannten anaphylaxieartigen Reaktionen in biochemisch-pharmakologischen Untersuchungen erkennen lassen. Besonders wertvoll sind sie wegen der günstigen Absorptionseigenschaften in Bereichen höherer Röhrenspannungen für digitale Substrakti onstechni ken.

Im allgemeinen werden die erfindungsgemäßen Mittel für die Anwendung als Röntgen¬ kontrastmittel in Analogie zu zum Beispiel Meglumin-Diatrizoat in Mengen von 0,1 - 5 mMol/kg, vorzugsweise 0,25 - 1 mMol/kg, dosiert.

Details der Anwendung von Röntgenkontrastmittel n werden zum Beispiel in Barke, Röntgenkontrastmittel, G. Thieme, Leipzig (1970) und P. Thurn, E. Bücheier "Einführung in die Röntgendiagnostik", G. Thieme, Stuttgart, New York (1977) diskutiert.

Insgesamt ist es gelungen, neue Komplexbildner, Metallkomplexe und Metallkomplexsalze zu synthetisieren, die neue Möglichkeiten in der diagnostischen und therapeutischen Medizin erschließen.

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung des Erfindungsgegenstands:

Beispiel 1

a) Bis[2-(benzyloxycarbonylamino)-ethyl]-amin

51,5 g (500 mmol) Diethylentriamin und 139 ml (1 mol) Triethylamin werden in Dichlor- methan gelöst und bei -20°C mit 161 g Benzylcyanformiat (Fluka) in Dichlormethan ver¬ setzt und anschließend über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Nach Beendigung der Reaktion wird im Abzug eingedampft, der Rückstand in Diethylether aufgenommen, die organische Phase mit Natriumcarbonatlösung gewaschen und mit Natriumsulfat getrocknet. Das Filtrat wird mit Hexan versetzt, der Niederschlag abfiltriert und getrocknet. Ausbeute: 163,4 g (88 % d. Th.)

b) N,N,N',N',N",N"-Hexakis[2-(benzyloxycarbonylamino)-ethyl]-tr imesinsäuretriamid

13,27 g (50 mmol) Trimesinsäure-trichlorid (Aldrich) und 34,7 ml (250 mmol) Triethylamin werden in Dimethylformamid (DMF) gelöst und bei 0°C mit 65,0 g (175 mmol) des in Beispiel la) beschriebenen Amins versetzt und anschließend über Nacht bei Raumtempe¬ ratur gerührt. Die Lösung wird im Vakuum eingedampft und der Rückstand mit Ethylacetat an Kieselgel chromatographiert. Ausbeute: 39,4 g (62 % d. Th.)

Elementaranalyse: ber.: C 65,24 H 5,95 N 9,92 gef.: C 65,54 H 5,95 N 9,87

c) N ^α , N ^ε -Bis(N,N'-dibenzyloxycarbonyl-lysyl)-lysin, geschütztes "Tri-Lysin"

3,6 g (20 mmol) Lysin-Hydrochlorid und 6,95 ml (50 mmol) Triethylamin werden in DMF gelöst, mit 26,8 g (50 mmol) N ^α , N ^ε -Dibenzyloxycarbonyl-Lysin-p-nitrophenylester (Bachem) versetzt und 2 Tage bei Raumtemperatur gerührt. Nach Beendigung der Reaktion wird im Vakuum eingedampft, der Rückstand in Ethylacetat aufgenommen und mit ver¬ dünnter Salzsäure ausgeschüttelt. Die organische Phase wird mit Natriumsulfat getrocknet,

das Lösungsmittel eingedampft und der Rückstand mit Ethylacetat/Ethanol in einem Stufengradienten Chromatographien. Ausbeute: 10,7 g (57 % d. Th.)

Elementaranalyse: ber.: C 63,95 H 6,65 N 8,95 gef.: C 63,63 H 6,69 N 8,93

d) Vollgeschütztes Benzyloxycarbonyl-24-Polyamin auf der Basis des N,N,N',N',N",N"- Hexakis[2-(trilysyl-amino)-ethyl]-trimesinsäuretriamids

1,27 g (1 mmol) des im Beispiel lb) beschriebenen Hexa-Benzyloxycarbonylamins werden in Eisessig gelöst und unter Rühren mit 33 %igem Bromwasserstoff in Eisessig versetzt. Nach 60 Minuten wird mit Diethylether die begonnene Fällung vervollständigt, das entstandene Hexaaminhydrobromid mit Ether gewaschen, im Vakuum getrocknet und ohne weitere Reinigung in die weiter unten beschriebene Reaktion eingesetzt. Ausbeute: 0,95 g (quantitativ)

7,0 g (7,5 mmol) des in Beispiel lc) beschriebenen geschützten "Tri-Lysins", 1,2 g (7,5 mmol) 1-Hydroxybenzotriazol und 2,4 g (7,5 mmol) 2-(lH-Benzotriazol-l-yl)-l, 1,3,3- tetramethyluronium tetrafluorborat (TBTU; Peboc Limited, UK) werden in DMF gelöst und 15 Minuten gerührt. Diese Lösung wird anschließend mit 5,16 ml (30 mmol) N-Ethyldiisopropylamin und mit 0,95 g (1 mmol) des oben beschriebenen Hexaamin- hydrobromids versetzt und über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Nach Beendigung der Reaktion wird im Vakuum eingedampft und der Rückstand mit Ethylacetat/Ethanol (2:1) an Kieselgel chromatographiert. Ausbeute: 4,55 g (76 % d. Th.)

Elementaranalyse: ber.: C 64,35 H 6,71 N 10,52 gef.: C 64,08 H 6,57 N 10,29

e) 2-Brompropionylglycin-benzylester

Zu 100 g (296,4 mmol) Glycinbenzylester-p-Toluolsulfonsäuresalz und 33,0 g

(326,1 mmol) Triethylamin in 400 ml Methylenchlorid tropft man bei 0 °C 55,9 g

(326,1 mmol) 2-Brompropionsäurechlorid zu. Man läßt die Temperatur nicht über 5 °C kommen. Nach beendeter Zugabe wird eine Stunde bei 0 °C gerührt, anschließend

2 Stunden bei Raumtemperatur. Man setzt 500 ml Eiswasser zu und stellt die Wasserphase mit 10 % aqu. Salzsäure auf pH 2. Die organische Phase wird abgetrennt, je einmal mit

300 ml 5 % aqu. Sodalösung und 400 ml Wasser gewaschen. Man trocknet die organische

Phase über Magnesiumsulfat und dampft im Vakuum zur Trockne ein. Der Rückstand wird aus Diisopropylether umkristallisiert.

Ausbeute: 68,51 g (75 % d. Th.) eines farblosen kristallinen Pulvers

Schmelzpunkt: 69-70°C

f) l-[4-(Benzyloxycarbonyl)-l-methyl-2-oxo-3-azabutyl]-l,4,7,10 -tetraazacyclododecan

Zu 55,8 g (324,4 mmol) 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan, gelöst in 600 ml Chloroform, gibt man 50 g (162,2 mmol) der Titelverbindung aus Beispiel le) und rührt über Nacht bei Raumtemperatur. Man gibt 500 ml Wasser zu, trennt die organische Phase ab und wäscht sie noch jeweils 2 mal mit 400 ml Wasser. Man trocknet die organische Phase über Magnesiumsulfat und dampft im Vakuum zur Trockne ein. Der Rückstand wird an Kieselgel chromatographiert (Laufmittel: Chloroform/Methanol/aqu. 25 % Ammoniak = 10/5/1). Ausbeute. 40,0 g [63 % d. Th.bezogen auf eingesetztes le)] eines leicht gelblichen zähen Öls.

Elementaranalyse: ber.: C 61,36 H 8,50 N 17,89 gef.: C 61,54 H 8,68 N 17,68

g) 10-[4-(Benzyloxycarbonyl)-l-methyl-2-oxo-3-azabutyl]-l,4,7-t ris(tert.-butoxycarbonyl- methyl)-l,4,7,10-tetraazacyclododecan (Natriumbromid-Komplex)

Zu 20 g (51,08 mmol) der Titelverbindung aus Beispiel lf) und 17,91 (169 mmol) Natrium- carbonat in 300 ml Acetonitril gibt man 33 g (169 mmol) Bromessigsäure-tert.-butylester zu und rührt 24 Stunden bei 60 °C. Man kühlt auf 0 °C ab, filtriert von den Salzen ab und dampft das Filtrat zur Trockne ein. Der Rückstand wird an Kieselgel chromatographiert (Laufmittel: Essigsäureethylester/Ethanol: 15/1). Die das Produkt enthaltenden Fraktionen werden eingedampft und der Rückstand aus Di isopropyl ether umkristallisiert. Ausbeute: 34,62 g (81 % d. Th.) eines farblosen kristallinen Pulvers Schmelzpunkt: 116 - 117 °C

h) 10-(4-Carboxy-l-methyl-2-oxo-3-azabutyl)-l,4,7-tris(tert.-bu toxycarbonylmethyl)- 1,4,7, 10-tetraazacyclododecan (Natriumbromid-Komplex)

30 g (35,85 mmol) der Titelverbindung aus Beispiel lg werden in 500 ml Isopropanol gelöst und 3 g Palladiumkatalysator (10 % Pd/C) hinzugegeben. Man hydriert über Nacht bei

Raumtemperatur. Es wird vom Katalysator abfiltriert, das Filtrat im Vakuum zur Trockne eingedampft und aus Aceton umkristallisiert.

Ausbeute: 22,75 g (85 % d. Th.) eines farblosen kristallinen Pulvers

Schmelzpunkt: 225 °C (Zers.)

i) 24-mer N-(5-DO3A-yl-4-oxo-3-azahexanoyl)-Kaskadenpolyamid auf der Basis des N,N,N',N',N",N"-Hexakis[2-(trilysylamino)-ethyl]-trimesinsä uretriamids *)

6,0 g (1 mmol) des in Beispiel ld) beschriebenen Poly-Benzyloxycarbonylamins werden in Eisessig gelöst und unter Rühren mit 33 %igem Bromwasserstoff in Eisessig versetzt. Nach 3 Stunden wird mit Diethylether die begonnene Fällung vervollständigt, das entstandene 24-Amin-hydrobromid mit Ether gewaschen und im Vakuum getrocknet.

35,84 g (48 mmol) der im vorstehenden Beispiel lh) beschriebenen Säure werden in DMF gelöst, mit 7,35 g (48 mmol) 1-Hydroxybenzotriazol, mit 15,41 g (48 mmol) TBTU (Peboc Limited, UK) und mit 49,3 ml (288 mmol) N-Ethyldiisopropylamin versetzt und 20 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Diese Lösung wird anschließend mit dem oben beschriebenen (1 mmol) 24-Aminhydrobromid versetzt und 4 Tage bei Raumtemperatur gerührt. Die Lösung wird im Vakuum eingeengt, das verbleibende Öl im Eisbad gekühlt und mit Trifluoressigsäure versetzt, über Nacht bei Raumtemperatur gerührt und anschließend mit Diethylether gefällt. Der Niederschlag wird im Vakuum getrocknet, in Wasser aufge¬ nommen, auf pH 7 eingestellt, über eine YM3 Amicon® -Ultrafiltrationsmembran von niedermolekularen Anteilen gereinigt und das Retentat schließlich membranfiltriert und gefriergetrocknet. Ausbeute: 13,5 g (83 % d.Th.) H ₂ O-Gehalt (Karl -Fischer): 6,2 %

Elementaranalyse (bezogen auf wasserfreie Substanz): ber.: C 45,82 H 6,09 N 15,07 Na 10,79 gef.: C 45,56 H 6,15 N 14,80 Na 10,52

^•* ) DO3A= l,4,7-Tris(carboxymethyl)-l,4,7,10-tetraazacyclododecan

k) 24-mer-Gd-Komplex des N-(5-DO3A-yl-4-oxo-3-azahexanoyl)-Kaskadenpolyamids auf der Basis des N,N,N',N',N",N"-Hexakis[2-(trilysylamino)-ethyl]-trimesinsä uretriamids

8,13 g (0,5 mmol) der im vorstehenden Beispiel li) beschriebenen Komplexbildnersäure werden in Wasser mit verd. Salzsäure auf pH 3 gestellt, mit 2,17 g (6 mmol) Gd ₂ O ₃ versetzt, 30 Minuten bei 80 °C gerührt, nach dem Abkühlen auf pH 7 eingestellt und über eine YM3 AMICON®-Ultrafiltrationsmembran entsalzt. Das Retentat wird schließlich membranfiltriert und gefriergetrocknet. Ausbeute: 8,89 g (92,1 % d. Th.) H ₂ O-Gehalt (Karl-Fischer): 9,6 % Gd-Bestimmung (AAS): 19,6 %

Elementaranalyse (bezogen auf wasserfreie Substanz): ber.: C 40,26 H 5,35 N 13,24 Gd 21,62 gef.: C 39,98 H 5,51 N 13,42 Gd 21,37

Beispiel 2

a) 2-Brompropionyl-ß-alanin-benzylester

Zu 100 g (285 mmol) ß-Alaninbenzylester-p-Toluolsulfonsäuresalz und 31,67 g (313 mmol) Triethylamin in 400 ml Methylenchlorid tropft man bei 0 °C 53,65 g (313 mmol) 2-Brom- propionsäurechlorid zu. Man läßt die Temperatur nicht über 5 °C kommen. Nach beendeter Zugabe wird 1 Stunde bei 0 °C gerührt, anschließend 2 Stunden bei Raumtemperatur. Man setzt 500 ml Eiswasser zu und stellt die Wasserphase mit 10 % aqu. Salzsäure auf pH 2. Die organische Phase wird abgetrennt, je einmal mit 300 ml 5 % aqu. Salzsäure, 300 ml 5 % aqu. Sodalösung und 400 ml Wasser gewaschen. Man trocknet die organische Phase über Magnesiumsulfat und dampft im Vakuum zur Trockne ein. Der Rückstand wird aus Diisopropylether umkristallisiert. Ausbeute: 71,36 g (78 % d. Th.) eines farblosen kristallinen Pulvers

b) l-[5-(Benzyloxycarbonyl)-l-methyl-2-oxo-3-azapentyl]-l,4,7,1 0-tetraazacyclododecan

Zu 53,32 g (310 mmol) 1,4,7,10 Tetraazacyclododecan gelöst, in 600 ml Chloroform, gibt man 50 g (155,2 mmol) der Titelverbindung aus Beispiel 2a) und rührt über Nacht bei Raumtemperatur. Man gibt 500 ml Wasser zu, trennt die organische Phase ab und wäscht sie noch jeweils 2 mal mit 400 ml Wasser. Man trocknet die organische Phase über Magnesiumsulfat und dampft im Vakuum zur Trockne ein. Der Rückstand wird an Kieselgel chromatographiert (Laufmittel: Chloroform/Methanol/aqu. 25 % Ammoniak: 10/5/1). Ausbeute: 38,39 g [61 % d. Th.bezogen auf eingesetztes 2a)] eines leicht gelblichen zähen Öls.

Elementaranalyse: ber.: C 62,20 H 8,70 N 17,27 gef.: C 62,05 H 8,81 N 17,15

c) 10-[5-(Benzyloxycarbonyl)-l-methyl-2-oxo-3-azapentyl]-l,4,7- tris(tert.-butoxycarbonyl- methyl)-l,4,7,10-tetraazacyclododecan (Natriumbromid-Komplex)

Zu 20 g (49,32 mmol) der Titelverbindung aus Beispiel 2b) und 17,28 g (163 mmol) Natriumcarbonat in 300 ml Acetonitril gibt man 31,8 g (163 mmol) Bromessigsäure-tert.- butylester zu und rührt 24 Stunden bei 60 °C. Man kühlt auf 0 °C ab, filtriert von den Salzen ab und dampft das Filtrat zur Trockne ein. Der Rückstand wird an Kieselgel chromatographiert (Laufmittel: Essigsäureethylester/Ethanol = 10/1). Die das Produkt enthaltenden Fraktionen werden eingedampft und der Rückstand aus Diisopropylether umkristallisiert. Ausbeute: 31,89 g (76 % d. Th.) eines farblosen, kristallinen Pulvers

d) 10-[5-(carboxy)-l-methyl-2-oxo-3-azapentyl]-l,4,7-tris(tert. -butoxycarbonylmethyl)- 1,4,7, 10-tetraazacyclododecan (Natriumbromid- Komplex)

30 g (35,26 mmol) der Titelverbindung aus Beispiel 2c) werden in 500 ml Isopropanol gelöst und 3 g Palladiumkatalysator (10 % Pd/C) hinzugegeben. Man hydriert über Nacht bei Raumtemperatur. Es wird vom Katalysator abfiltriert, das Filtrat im Vakuum zur Trockne eingedampft und aus Aceton umkristallisiert. Ausbeute: 24,41 g (91 % d. Th.) eines farblosen, kristallinen Pulvers

e) 24-mer N-(6-DO3A-yl-5-oxo-4-azaheptanoyl)-Kaskadenpolyamid auf der Basis des N,N,N ^, ,N',N",N"-Hexakis[2-(trilysylamino)-ethyl]-trimesinsä uretriamids

6,0 g (1 mmol) des in Beispiel ld) beschriebenen Poly-Benzyloxycarbonylamins werden in Eisessig gelöst und unter Rühren mit 33 %igem Bromwasserstoff in Eisessig versetzt. Nach 3 Stunden wird mit Diethylether die begonnene Fällung vervollständigt, das entstandene 24-Amin-hydrobromid mit Ether gewaschen und im Vakuum getrocknet. 36,52 g (48 mmol) der im vorstehenden Beispiel 2d) beschriebenen Säure werden in DMF gelöst, mit 7,35 g (48 mmol) 1-Hydroxybenzotriazol, mit 15,41 g (48 mmol) TBTU (Peboc Limited, UK) und mit 49,3 ml (288 mmol) N-Ethyldiisopropylamin versetzt und 20 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Diese Lösung wird anschließend mit den oben beschriebenen (1 mmol) 24-Aminhydrobromid versetzt und 4 Tage bei Raumtemperatur gerührt. Die Lösung wird im Vakuum eingeengt, das verbleibende Öl im Eisbad gekühlt und mit Trifluoressigsäure versetzt, über Nacht bei Raumtemperatur gerührt und anschließend mit Diethylether gefällt. Der Niederschlag wird im Vakuum getrocknet, in Wasser aufge¬ nommen, auf pH 7 eingestellt, über eine YM3 Amicon® -Ultrafiltrationsmembran von niedermolekularen Anteilen gereinigt und das Retentat schließlich membranfiltriert und ge¬ friergetrocknet. Ausbeute: 14,4 g (85 % d.Th.) H ₂ O-Gehalt (Karl -Fischer): 8,7 %

Elementaranalyse (bezogen auf wasserfreie Substanz): ber.: C 46,82 H 5,98 N 14,79 Na 10,59 gef.: C 47,04 H 6,23 N 14,96 Na 10,26

f) 24-mer-Gd-Komplex des N-(6-DO3A-yl-5-oxo-4-azaheptanoyl)-Kaskadenpolyamids auf der Basis des N,N,N',N',N",N"-Hexakis[2-(trilysylamino)-ethyl]-trimesinsä uretriamids

8,5 g (0,5 mmol) der im vorstehenden Beispiel 2e) beschriebenen Komplexbildnersäure werden in Wasser mit verd. Salzsäure auf pH 3 gestellt, mit 2,17 g (6 mmol) Gd ₂ O ₃ versetzt, 30 Minuten bei 80 °C gerührt, nach dem Abkühlen auf pH 7 eingestellt und über eine YM3 AMICON®-Ultrafiltrationsmembran entsalzt. Das Retentat wird schließlich membranfiltriert und gefriergetrocknet. Ausbeute: 8,50 g (88 % d. Th.) H ₂ O-Gehalt (Karl-Fischer): 7,9 % Gd-Bestimmung (AAS): 19,4 %

Elementaranalyse (bezogen auf wasserfreie Substanz): ber.: C 41,12 H 5,52 N 12,99 Gd 21,21 gef.: C 40,86 H 5,34 N 13,25 Gd 20,95

Beispiel 3

a) N,N'-Bis(benzyloxycarbonyl)-3-[carboxymethoxyacetyl]-3-azape ntan-l,5-diamin

37,14 g (100 mmol) des in Beispiel la) beschriebenen Bis(benzyloxycarbonyl-aminoethyl) amins werden in DMF gelöst, im Eisbad mit 17,4 g (150 mmol) Diglykolsäureanhydrid (Janssen Chimica) und 21 ml (150 mmol) Triethylamin versetzt und anschließend über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Die Lösung wird im Vakuum eingedampft, der Rückstand in Ethylacetat aufgenommen und mit verdünnter Salzsäure ausgeschüttelt. Die organische Phase wird mit Natriumsulfat getrocknet und nach Filtration vom Trocknungs¬ mittel durch Zugabe von Hexan kristallisiert. Ausbeute: 41,4 g (85 % d. Th.)

Elementaranalyse: ber.: C 59,13 H 6,00 N 8,62 gef.: C 58,99 H 5,93 N 8,70

b) N,N ^, ,N",N"'-Tetrakis{8-(Benzyloxycarbonylamino)-6-[2-(benz yloxycarbonylamino- ethyl]-5-oxo-3-oxaoctanoyl}cyclen

345 mg (2 mmol) 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan (Cyclen; Fluka) werden mit Toluol azeotrop entwässert. Zu der abgekühlten Lösung von Cyclen in Toluol wird bei Raum¬ temperatur eine Lösung von 4,88 g (10 mmol) N,N'-Bis(benzyloxycarbonyl)-3-[carb- oxymethoxyacetyl]-3-azapentan-l,5-diamin [Beispiel 3a)] in Tetrahydrofuran (THF) sowie 2,47 g (10 mmol) 2-Ethoxy-l-ethoxycarbonyl-l,2-dihydrochinolin (EEDQ; Fluka) zuge¬ geben und über Nacht gerührt. Nach Beendigung der Reaktion wird das Produkt durch Zugabe von Hexan ausgefallt, vom Lösungsmittel abdekantiert und noch einmal aus THF/Hexan und anschließend aus THF/Toluol umgefällt. Man erhält nach Trocknung im Vakuum 2,78 g (68 % d. Th.) eines blaßgelben Feststoffs.

Elementaranalyse: ber.: C 60,93 H 6,29 N 10,93 gef.: C 60,68 H 6,40 N 10,97

c) Vollgeschütztes Benzyloxycarbonyl-32-Polyamin auf der Basis des aus N,N',N",N'"- Tetrakis{8-Benzyloxycarbonylamino)-6-[2-(benzyloxycarbonylam ino)-ethyl]-5-oxo-3- oxaoctanoyl} cyclen mit N ^α ,N ^ε -bis(lysyl)-Lysin("Tri-Lysin") kondensierten 32-Amins

2,05 g (1 mmol) des im Beispiel 3b) beschriebenen Okta-Benzyloxycarbonylamins werden in Eisessig gelöst und unter Rühren mit 33 igem Bromwasserstoff in Eisessig versetzt. Nach 90 Minuten wird mit Diethylether die begonnende Fällung vervollständigt, das entstandene Okta-amin-hydrobromid mit Ether gewaschen, im Vakuum getrocknet und ohne weitere Reinigung in die weiter unten beschriebene Reaktion eingesetzt. Ausbeute: 1,6 g (quantitativ)

9,4 g (10 mmol) des in Beispiel lc) beschriebenen geschützten "Tri-Lysins", 1,5 g (10 mmol) 1 -Hydroxy benzotriazol und 3,2 g (10 mmol) 2-(lH-Benzotriazol-l-yl)-l, 1,3,3- tetramethyluronium tetrafluorborat (TBTU; Peboc Limited, UK) werden in DMF gelöst und 15 Minuten gerührt. Diese Lösung wird anschließend mit 5,16 ml (30 mmol) N-Ethyldiisopropylamin und mit 1,6 g (1 mmol) des oben beschriebenen Oktaamin- hydrobromids versetzt und über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Nach Beendigung der Reaktion wird im Vakuum eingedampft und der Rückstand mit Dichlormethan/Methanol (10:1) an Kieselgel chromatographiert. Ausbeute: 6,0 g (72 % d. Th.)

Elementaranalyse: ber.: C 63,32 H 6,76 N 10,74 gef.: C 62,98 H 6,91 N 10,43

d) 32-mer N-(5-DO3A-yl-4-oxo-3-azahexanoyl)-Kaskadenpolyamid auf der Basis des im vorstehenden Beispiel 3c) beschriebenen 32-mer Amins

8,35 g (1 mmol) des in Beispiel 3c) beschriebenen 32-mer-Benzyloxycarbonylamins werden in Eisessig gelöst und unter Rühren mit 33 %igem Bromwasserstoff in Eisessig versetzt. Nach 3 Stunden wird mit Diethylether die begonnene Fällung vervollständigt, das entstan¬ dene 32-Amin-hydrobromid mit Ether gewaschen und im Vakuum getrocknet.

47,8 g (64 mmol) der im Beispiel lh) beschriebenen Säure werden in DMF gelöst, mit 9,8 g (64 mmol) 1-Hydroxybenzotriazol, mit 20,5 g (64 mmol) TBTU (Peboc Limited, UK) und mit 65,7 ml (384 mmol) N-Ethyldiisopropylamin versetzt und 20 Minuten bei Raumtem¬ peratur gerührt. Diese Lösung wird anschließend mit den oben beschriebenen (1 mmol) 32-Aminhydrobromid versetzt und 4 Tage bei Raumtemperatur gerührt. Die Lösung wird im Vakuum eingeengt, das verbleibende Öl im Eisbad gekühlt und mit Trifluoressigsäure versetzt, über Nacht bei Raumtemperatur gerührt und anschließend mit Diethylether gefällt. Der Niederschlag wird im Vakuum getrocknet, in Wasser aufgenommen, auf pH 7 eingestellt, über eine YM3 Amicon® -Ultrafiltrationsmembran von niedermolekularen Anteilen gereinigt und das Retentat schließlich membranfiltriert und gefriergetrocknet. Ausbeute: 17,2 g (76,4 % d.Th.) H ₂ O-Gehalt (Karl-Fischer): 7,6 %

Elementaranalyse (bezogen auf wasserfreie Substanz): ber.: C 45,73 H 6,12 N 15,08 Na 10,61 gef.: C 45,89 H 6,30 N 14,84 Na 10,31

e) 32-mer-Gd-Komplex des N-(5-DO3A-yl-4-oxo-3-azahexanoyl)-Kaskadenpolyamids auf der Basis in Beispiel 3c) beschriebenen 32-mer Amins

10,4 g (0,5 mmol) der im vorstehenden Beispiel 3d) beschriebenen Komplexbildnersäure werden in Wasser mit verd. Salzsäure auf pH 3 gestellt, mit 2,89 g (8 mmol) Gd ₂ O ₃ versetzt, 30 Minuten bei 80 °C gerührt, nach dem Abkühlen auf pH 7 eingestellt und über eine YM3 AMICON®-Ultrafiltrationsmembran entsalzt. Das Retentat wird schließlich membranfiltriert und gefriergetrocknet. Ausbeute: 12,1 g (91,1 % d. Th.) H ₂ O-Gehalt (Karl-Fischer): 11,0 % Gd-Bestimmung (AAS): 18,6 %

Elementaranalyse (bezogen auf wasserfreie Substanz): ber.: C 40,26 H 5,39 N 13,28 Gd 21,30 gef.: C 40,10 H 5,21 N 13,04 Gd 21,03

In analoger Weise erhält man mit Yb ₂ (CO ₃ ) ₃ den Ytterbium-Komplex:

Elementaranalyse (bezogen auf wasserfreie Substanz): ber.: C 39,42 H 5,28 N 13,00 Yb 22,94 gef.: C 39,29 H 5,40 N 12,81 Yb 22,65

Beispiel 4

a) Hexaethylenglycolmonomethylether-p-toluolsulfonsäureester

Zu 20 g (67,49 mmol) Hexaethylenglycolmonomethylether und 7,59 g (75 mmol) Triethyl¬ amin in 200 ml Chloroform gibt man bei 0 °C portionsweise 14,3 g (75 mmol) p-Toluol- sulfonsäurechlorid zu und rührt anschließend 4 Stunden bei dieser Temperatur. Man dampft im Vakuum zur Trockne ein und chromatographiert den Rückstand an Kieselgel (Laufmittel: Chloroform/Methanol= 5/1). Ausbeute: 27,67 g (91 % d. Th.) eines schuppenartigen, glasigen Feststoffes

Elementaranalyse: ber.: C 53,32 H 7,61 S 7,12 gef.: C 53,15 H 7,70 S 7,03

b) l-Benzyloxy-5-(benzyloxycarbonyl)-2-chloro-3-oxo-4-azapentan

Zu 100 g (296,4 mmol) Glycinbenzylester-p-Toluolsulfonsäuresalz und 33,0 g (326,1 mmol) Triethylamin in 400 ml Methylenchlorid tropft man bei 0 °C 76 g (326,1 mmol) 2-Chlor-3-(benzyloxy)-propionsäurechlorid (hergestellt nach Inorg. Chem. Vol. 31; 2422, 1992) zu und rührt 2 Stunden bei dieser Temperatur. Man setzt 500 ml Eiswasser zu und stellt die Wasseφhase mit 10 % aqu. Salzsäure auf pH 2. Die organische Phase wird abgetrennt, je einmal mit 300 ml 5 % aqu. Salzsäure, 300 ml 5 % aqu. Soda¬ lösung und 400 ml Wasser gewaschen. Man trocknet die organische Phase über Magne¬ siumsulfat und dampft im Vakuum zur Trockne ein. Der Rückstand wird an Kieselgel chromatographiert (Laufmittel: Methylenchlorid/Hexan/Aceton= 15/5/1). Ausbeute: 75,07 g (70 % d. Th.) eines schwach gelbgefärbten zähen Öls

c) l-[4-(Benzyloxycarbonyl)-l-(benzyloxyme.hyl)-2-oxo-3-azabuty l]-l,4,7,10-tetraaza- cyclododecan

70 g (193,5 mmol) der Titelverbindung aus Beispiel 4b) und 11,1 g (64,5 mmol) 1,4,7,10- Tetraazacyclododecan werden in 70 ml Dimethylformamid gelöst und 2 Tage bei 50 °C gerührt. Man dampft im Vakuum zur Trockne ein, nimmt den Rückstand in 700 ml Wasser auf und extrahiert 2 mal mit je 250 ml Chloroform. Die organische Phase wird über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird an Kieselgel chromatographiert (Laufmittel: Chloroform/Methanol/25 % aqu. Ammoniak = 10/5/1). Ausbeute: 13,16 g (41 % d. Th.bezogen auf Cyclen) eines zähen, farblosen Öls

Elementaranal y se : ber.: C 65,17 H 7,90 N 14,07 gef.: C 65,24 H 7,77 N 14,18

d) 10-[4-(Benzyloxycarbonyl)- 1 -(benzy loxymethyl)-2-oxo-3-azabutyl]- 1 ,4,7-tris(tert. - butoxycarbonylmethyl)-l,4,7,10-tetraazacyclododecan (Natriumbromid-Komplex)

Zu 13 g (26,12 mmol) der Titelverbindung aus Beispiel 4c) und 9,14 g (86,2 mmol) Natriumcarbonat in 200 ml Acetonitril gibt man 16,81 g (86,2 mmol) Bromessigsäure-tert. butylester zu und rührt 24 Stunden bei 60 °C. Man kühlt auf 0 °C ab, filtriert von den Salzen ab und dampft das Filtrat zur Trockne ein. Der Rückstand wird an Kieselgel chromatographiert (Laufmittel: Essigsäureethylester Ethanol = 15/1). Ausbeute: 19,46 g (79 % d. Th.) eines wachsartigen Feststoffes

e) 10-[4-carboxy-2-oxo-l-hydroxymethyl-3-azabutyl]-l,4,7-tris(t ert.-butoxycarbonyl- methyl)-l,4,7,10-tetraazacyclododecan (Natriumbromid-Komplex)

Zu 19 g (20,15 mmol) der Titelverbindung aus Beispiel 4d) in 300 ml Isopropanol gibt man 3 g Palladiumkatalysator (10 % Pd/C) und hydriert über Nacht bei Raumtemperatur. Man filtriert vom Katalysator ab, dampft das Filtrat im Vakuum zur Trockne ein und kristallisiert den Rückstand aus Aceton um. Ausbeute: 13,06 g (85 % d. Th.) eines farblosen, kristallinen Pulvers

f) 10[4-(Benzyloxycarbonyl)-l-(hydroxymethyl)-2-oxo-3-azabutyl] -l,4,7-tris(tert.-butoxy- carbonylmethyl)-l,4,7,10-tetraazacyclododecan

Zu 13 g (17,04 mmol) der Titelverbindung aus Beispiel 4e) und 6,11 g (18,75 mmol) wasserfreiem Cäsiumcarbonat in 70 ml Dimethylformamid gibt man 3,42 g (20 mmol) Benzylbromid und rührt über Nacht bei 50 °C. Man kühlt auf 0 °C ab und gibt 700 ml Wasser zu. Anschließend wird 2 mal mit je 300 ml Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden 2 mal mit Wasser gewaschen, über Magnesium-

sulfat getrocknet und im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird an Kieselgel chromatographiert (Laufmittel: Essigsäureethylester/Ethanol) Ausbeute: 9,97g (78 % d. Th.) eines farblosen, zähen Öls

Elementaranalyse: ber.: C 60,86 H 8,47 N 9,34 gef.: C 60,95 H 8,61 N 9,21

g) 10-[4-(Benzyloxycarbonyl)-l-(2,5,8,ll,14,17,20-heptaoxa-hene icosanoyl)-2-oxo-3- azabutyl]-l,4,7-tris(tert.-butoxycarbonylmethyl)-l,4,7,10-te traazacyclododecan

9,7 g (12,93 mmol) der Titelverbindung aus Beispiel 4f) werden in 50 ml THF gelöst und bei -10 °C 0,43 g (14,22 mmol) Natriumhydrid (80 % in Paraffin) zugegeben. Man rührt 30 Minuten bei 0 °C. Dann werden 11,65 g (25,86 mmol) der Titelverbindung aus Beispiel 4a) und 3,46 g (25,86 mmol) Lithiumjodid zugegeben. Man rührt 24 Stunden bei Raumtemperatur. Es werden vorsichtig 3 ml Wasser zugegeben und anschließend zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird an Kieselgel chromatographiert (Laufmittel: Chloroform/ Methanol= 10:1). Ausbeute: 12,1 g (91 % d. Th.) eines glasigen Feststoffes

Elementaranalyse: ber.: C 59,57 H 8,72 N 6,81 gef.: C 59,65 H 8,91 N 6,62

h) 10-[l-(2-8,ll,14,17,20-Heptaoxa-heneicosanoyl)-2-oxo-3-aza-4 -(carboxy)-butyl]-l,4,7- tris(tert.-butoxycarbonylmethyl)-l,4,7,10-tetraazacyclododec an

12 g (11,67 mmol) der Titelverbindung aus Beispiel 4g) werden in 300 ml Isopropanol gelöst und 2 g Palladiumkatalysator (10 % Pd/C) zugegeben. Man hydriert über Nacht bei Raumtemperatur. Es wird vom Katalysator abfiltriert und das Filtrat zur Trockne einge¬ dampft. Der Rückstand wird aus Aceton/Diisopropylether umkristallisiert. Ausbeute: 10,18 g (93 % d. Th.) eines wachsartigen Feststoffes

Elementaranalyse: ber.: C 56,33 H 8,92 N 7,46 gef.: C 56,20 H 9,03 N 7,35

i) 24-mer Gd-Komplex des N-(5-DO3A-yl-4-oxo-3-aza-7,10,13,16,19,22,25-heptaoxa- hexacosanoyl)-Kaskadenpolyamids auf der Basis des N,N,N',N',N",N"-Hexakis[2- (trilysylamino)-ethyl]-trimesinsäuretriamids

6,0 g (1 mmol) des in Beispiel ld) beschriebenen 24-mer-Benzyloxycarbonylamins werden in Eisessig gelöst und unter Rühren mit 33 %igem Bromwasserstoff in Eisessig versetzt. Nach 3 Stunden wird mit Diethylether die begonnene Fällung vervollständigt, das entstan¬ dene 24-Amin-hydrobromid mit Ether gewaschen und im Vakuum getrocknet. 45,03 g (48 mmol) der im vorstehenden Beispiel 4h) beschriebenen Säure werden in DMF gelöst, mit 7,35 g (48 mmol) 1-Hydroxybenzotriazol, mit 15,41 g (48 mmol) TBTU (Peboc Limited, UK) und mit 49,3 ml (288 mmol) N-Ethyldiisopropylamin versetzt und 20 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Diese Lösung wird anschließend mit den oben beschriebenen (1 mmol) 24-Aminhydrobromid versetzt und 4 Tage bei Raumtemperatur gerührt. Die Lösung wird im Vakuum eingeengt, das verbleibende Öl im Eisbad gekühlt und mit Tri- fluoressigsäure versetzt, über Nacht bei Raumtemperatur gerührt und anschließend mit Diethylether gefällt. Der Niederschlag wird im Vakuum getrocknet, in Wasser aufge¬ nommen, mit verd. Salzsäure auf pH 3 gestellt, mit 8,70 g (24 mmol) Gd ₂ O ₃ versetzt, 4 Stunden bei 80 °C gerührt, nach dem Abkühlen auf pH 7 eingestellt und über eine YM3 AMICON®-Ultrafiltrationsmembran von niedermolekularen Anteilen gereinigt und das Retentat schließlich membranfiltriert und gefriergetrocknet. Ausbeute: 19,6 g (73,3 % d. Th.) H ₂ O-Gehalt (Karl-Fischer): 8,3 % Gd-Bestimmung (AAS): 14,0 %

Elementaranalyse (bezogen auf wasserfreie Substanz): ber.: C 43,94 H 6,38 N 9,43 Gd 15,39 gef.: C 44,27 H 6,22 N 9,29 Gd 15,09

Beispiel 5

a) l,7-Bis(trifluoracetyl)-l,4,7-triazaheptan

In eine Lösung aus 41,14 g (390 mmol) 1,4,7-Triazaheptan in 350 ml Tetrahydrofuran werden bei 80 °C und unter Stickstoff 113,3 g (790 mmol) Trifluoressigsäureethylester zugetropft. Man läßt über Nacht bei Raumtemperatur rühren, engt im Vakuum ein. Das verbleibende Öl wird aus Hexan kristallisiert. Ausbeute: 115 g (99,9 % d. Th.) Schmelzpunkt: 68 - 70 °C

b) 1 ,7-Bis(tri fluoracetyl)-4-benzy loxycarbony 1 - 1,4,7-tri azaheptan

In 120 ml Dichlormethan werden 14,75 g (50 mmol) der unter Beispiel 5a) hergestellten Trifluoracetylverbindung sowie 8,3 ml (60 mmol) Triethylamin gelöst und auf 0 °C gekühlt. Unter Rühren werden nun 7,5 ml (53 mmol) Chlorameisensäurebenzylester (97 %), gelöst in 20 ml Dichlormethan, zugetropft. Man läßt über Nacht bei Raumtemperatur rühren, extrahiert die Salze mit destilliertem Wasser, trocknet die Dichlormethanlösung über Natriumsulfat, engt im Vakuum zur Trockne ein und kristallisiert den Rückstand aus Ether/ Hexan.

Ausbeute: 18,40 g (85,7 % d.Th.) Schmelzpunkt: 131 - 32 °C

c) 3,9-Bis(tert.-butoxycarbonylmethyl)-6-benzyloxycarbonyl-3,6, 9-triazaundecandicarbon- säure-di-tert.-butylester

In 30 ml Ethanol werden 4,29 g (10 mmol) des unter Beispiel 5b) hergestellten Trifluor- acetylderivates gelöst und mit 800 mg (20 mmol) Natronlauge in 10 ml destilliertem Wasser versetzt. Man rührt 3 Stunden bei Raumtemperatur, engt bei 40 °C Badtemperatur im Vakuum zur Trockne ein, entfernt Wasserreste durch azeotrope Destillation mit Isopro¬ panol und nimmt in 30 ml Dimethylformamid auf. Dann gibt man 6,9 g (50 mmol) Kalium- carbonat sowie 9,7 g (50 mmol) Bromessigsäure-tert.-butylester dazu und alkyliert das 4-Benzyloxycarbonyl-l,4,7-triazaheptan bei Raumtemperatur über Nacht. Man zieht dann das Dimethylformamid im Ölpumpenvakuum ab, verteilt den Rückstand zwischen Wasser und Dichlormethan, trocknet die organische Lösung über Natriumsulfat, engt im Vakuum zur Trockne ein und reinigt den Rückstand durch Chromatographie an Kieselgel. Die Titel¬ verbindung wird mit Essigester/Hexan eluiert. Sie wird als Schaum erhalten. Ausbeute: 6,49 g (93,6 % d. Th.)

Elementaranalyse: ber.: C 62,32 H 8,57 N 6,06 gef.: C 62,41 H 8,66 N 6,01

d) 3,9-Bis(tert.-butoxycarbonylmethyl)-3,6,9-triazaundecandicar bonsäure-di-tert.-butylester

In 100 ml Ethanol werden 3,5 g (5 mmol) der unter Beispiel 5c) hergestellten Verbindung gelöst, mit 200 mg Pearlman-Katalysator (Pd 20 % auf Aktivkohle) versetzt und bis zur Aufnahme der berechneten Menge Wasserstoff hydriert. Man saugt vom Katalysator ab und engt im Vakuum zur Trockne ein. Die Titelverbindung wird als weißer Schaum erhalten. Ausbeute: 2,80 g (99,9 % d.Th.)

Elementaranalyse: ber.: C 60,08 H 9,54 N 7,51 gef.: C 60,02 H 9,62 N 7,56

e) 3,9-Bis(tert.-butoxycarbonylmethyl)-6-[l-(ethoxycarbonyl)-et hyl]-3,6,9-triazaunde- candisäure-di-tert.-butylester

In 30 ml Dimethylformamid werden 5,60 g (10 mmol) der unter Beispiel 5d) hergestellten Aminoverbindung gelöst. Dann gibt man bei Raumtemperatur 1,66 g (12 mmol) Kalium- carbonat sowie 2,17 g (12 mmol) 2-Brompropionsäureethylester dazu und rührt über Nacht. Man gießt dann auf Eiswasser, extrahiert mit Essigester, trocknet die organische Lösung über Natriumsulfat, engt im Vakuum zur Trockne ein und gewinnt die Titelverbindung durch Chromatographie an Kieselgel. Als Elutionsmittel dient ein Gemisch aus Essigester/ Hexan. Ausbeute: 4,18 g (63,4 % d.Th.)

Elementaranal yse : ber.: C 60,07 H 9,32 N 6,37 gef.: C 60,18 H 9,40 N 6,31

f) 3,9-Bis(tert.-butoxycarbonylmethyl)-6-[l-(carboxy)-ethyl]-3, 6,9-triazaundecandisäure- di-tert.-butylester

In 50 ml Ethanol werden 6,60 g (10 mmol) der unter Beispiel 5e) hergestellten Verbindung gelöst. Man gibt dann die Lösung von 400 mg (10 mmol) Natriumhydroxid in 5 ml destil¬ liertem Wasser dazu und rührt 3 Stunden bei 50 °C. Nach dem Dünnschichtchromatogramm ist die Verseifung quantitativ . Man engt im Vakuum zur Trockne ein, entfernt Spuren von Wasser durch Kodestillation mit Ethanol und trocknet den Rückstand bei 40 °C im Vakuum. Die Titelverbindung wird als weißes Pulver erhalten. Der verbliebene weiße Rückstand wird in 80 ml feuchtem Ethanol (9:1) gelöst und unter Rühren mit der Lösung von 535 mg (10 mmol) Ammonchlorid in 10 ml destilliertem Wasser versetzt. Man engt im Vakuum zur Trockne ein, nimmt die löslichen Anteile in Butanol auf und engt nochmals im Vakuum zur Trockne ein. Der Rückstand wird mit Toluol extrahiert. Man engt die organische Lösung im Vakuum zur Trockne ein und erhält die Titelverbindung als Schaum. Ausbeute: 5,35 g (84,7 % d. Th.)

Elementaranalyse: ber.: C 58,93 H 9,09 N 6,65 gef.: C 59,01 H 9,16 N 6,60

g).24-mer N-{N,N-Bis[2-(N,N-Bis(carboxymethyl))-aminoethyl]-alanyl }-Kaskaden- polyamid auf der Basis des N,N,N',N',N",N"-Hexakis[2-(trilysylamino)-ethyl]- trimesinsäuretriamids, Natriumsalz

6,0 g (1 mmol) des in Beispiel ld) beschriebenen Poly-Benzyloxycarbonylamins werden in Eisessig gelöst und unter Rühren mit 33 igem Bromwasserstoff in Eisessig versetzt. Nach 3 Stunden wird mit Diethylether die begonnene Fällung vervollständigt, das entstandene 24-Amin-hydrobromid mit Ether gewaschen und im Vakuum getrocknet.

30,33 g (48 mmol) der im vorstehenden Beispiel 5f) beschriebenen Säure werden in DMF gelöst, mit 7,35 g (48 mmol) 1-Hydroxybenzotriazol, mit 15,41 g (48 mmol) TBTU (Peboc Limited, UK) und mit 49,3 ml (288 mmol) N-Ethyldiisopropylamin versetzt und 20 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Diese Lösung wird anschließend mit den oben beschriebenen (1 mmol) 24-Aminhydrobromid versetzt und 4 Tage bei Raumtemperatur gerührt. Die Lösung wird im Vakuum eingeengt, das verbleibende Öl im Eisbad gekühlt und mit Trifluoressigsäure versetzt, über Nacht bei Raumtemperatur gerührt und anschließend mit Diethylether gefällt. Der Niederschlag wird im Vakuum getrocknet, in Wasser aufge¬ nommen, auf pH 7 eingestellt, über eine YM3 Amicon®-Ultrafiltrationsmembran von niedermolekularen Anteilen gereinigt und das Retentat schließlich membranfiltriert und gefriergetrocknet. Ausbeute: 11,0 g (86,3 % d.Th.) H ₂ O-Gehalt (Karl-Fischer): 8,2 %

Elementaranalyse (bezogen auf wasserfreie Substanz): ber.: C 42,87 H 5,41 N 11,96 Na 12,08 gef.: C 42,78 H 5,66 N 12,11 Na 11,89

h) 24-mer-Gd-Komplex des N-{N,N-Bis[2-(N,N-Bis(carboxymethyl))-aminoethyl]-alanyl}- Kaskadenpolyamids auf der Basis des N,N,N',N',N",N"-Hexakis[2-(trilysylamino)-ethyl]- trimesinsäuretriamids, Natriumsalz

8,13 g (0,5 mmol) der im vorstehenden Beispiel 5g) beschriebenen Komplexbildnersäure werden in Wasser mit verd. Salzsäure auf pH 3 gestellt, mit 2,17 g (6 mmol) Gd ₂ O ₃ versetzt, 30 Minuten bei 80 °C gerührt, nach dem Abkühlen auf pH 7 eingestellt und über eine YM3 AMICON®-Ultrafiltrationsmembran entsalzt. Das Retentat wird schließlich membranfiltriert und gefriergetrocknet. Ausbeute: 8,0 g (90,5 % d. Th.) H ₂ O-Gehalt (Karl-Fischer): 7,5 % Gd-Bestimmung (AAS): 21,0 %

Elementaranalyse (bezogen auf wasserfreie Substanz): ber.: C 35,93 H 4,38 N 10,03 Gd 23,09 Na 3,38 gef.: C 35,71 H 4,65 N 9,88 Gd 22,84 Na 3,50

Beispiel 6

a) 3,9-Bis(tert.-butoxycarbonylmethyl)-6-benzyloxycarbonylmethy l-3,6,9-triazaunde- candisäure-di-tert.-butylester

In 30 ml Dimethylformamid werden 5,60 g (10 mmol) der unter Beispiel 5d) hergestellten Aminoverbindung gelöst. Dann gibt man bei Raumtemperatur 1,66 g (12 mmol) Kalium- carbonat sowie 2,58 g (12 mmol) Bromessigsäurebenzylester dazu und rührt über Nacht. Man gießt dann auf Eiswasser, extrahiert mit Essigester, trocknet die organische Lösung über Natriumsulfat, engt im Vakuum zur Trockne ein und gewinnt die Titelverbindung durch Chromatographie an Kieselgel. Als Elutionsmittel dient ein Gemisch aus Essigester/ Hexan. Ausbeute: 6,32 g (89,3 % d. Th.)

Elementaranalyse: ber.: C 64,65 H 9,00 N 5,95 gef.: C 64,62 H 9,07 N 5,90

b) 3,9-Bis(tert.-butoxycarbonylmethyl)-6-carboxymethyl-3,6,9-tr iazaundecandisäure-di- tert.-butylester

In 100 ml Ethanol werden 7,08 g (10 mmol) des unter 6a) hergestellten Benzylesters gelöst und mit 0,4 g Pearl man-Katalysator (Pd 20 %, C) versetzt. Man hydriert bis zur Aufnahme von 224 ml Wasserstoff, saugt vom Katalysator ab, wäscht gut mit Ethanol nach und engt die Lösung im Vakuum zur Trockne ein. Das Produkt wird als Schaum erhalten, der aus Ether/Hexan kristallisiert. Ausbeute: 6,87 g (97,3 % d. Th.) Schmelzpunkt: 73 - 75 °C

Elementaranalyse: ber.: C 57,85 H 9,00 N 5,95 gef.: C 57,91 H 9,11 N 6,01

c) 32-mer N-{N,N-Bis[2-(N,N-Bis(carboxymethyl))-aminoethyl]-glycyl}-Ka skaden- polyamid auf der Basis des im Beispiel 3c) beschriebenen 32-mer Amins, Natriumsalz

8,35 g (1 mmol) des in Beispiel 3c) beschriebenen 32-mer-Benzyloxycarbonylamins werden in Eisessig gelöst und unter Rühren mit 33 %igem Bromwasserstoff in Eisessig versetzt. Nach 3 Stunden wird mit Diethylether die begonnene Fällung vervollständigt, das entstan¬ dene 32-Amin-hydrobromid mit Ether gewaschen und im Vakuum getrocknet.

39,5 g (64 mmol) der im vorstehenden Beispiel 6b) beschriebenen Säure werden in DMF gelöst, mit 9,8 g (64 mmol) 1-Hydroxybenzotriazol, mit 20,5 g (64 mmol) TBTU (Peboc Limited, UK) und mit 65,7 ml (384 mmol) N-Ethyldiisopropylamin versetzt und 20 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Diese Lösung wird anschließend mit den oben beschriebenen (1 mmol) 32-Aminhydrobromid versetzt und 4 Tage bei Raumtemperatur gerührt. Die Lösung wird im Vakuum eingeengt, das verbleibende Öl im Eisbad gekühlt und mit Trifluoressigsäure versetzt, über Nacht bei Raumtemperatur gerührt und anschließend mit Diethylether gefällt. Der Niederschlag wird im Vakuum getrocknet, in Wasser aufge¬ nommen, auf pH 7 eingestellt, über eine YM3 Amicon® -Ultrafiltrationsmembran von niedermolekularen Anteilen gereinigt und das Retentat schließlich membranfiltriert und ge¬ friergetrocknet.

Ausbeute: 15,7 g (78,6 % d.Th.) H ₂ O-Gehalt (Karl-Fischer): 9,0 %

Elementaranalyse (bezogen auf wasserfreie Substanz): ber.: C 41,77 H 5,24 N 12,33 Na 12,14 gef.: C 41,49 H 5,36 N 12,49 Na 11,93

d) 32-mer-Gd-Komplex des N-{N,N-Bis[2-(N,N-Bis(carboxymethyl))-aminoethyl]-glycyl}- Kaskadenpolyamids auf der Basis in Beispiel 3c) beschriebenen 32-mer Amins, Natrium¬ salz

10,0 g (0,5 mmol) der im vorstehenden Beispiel 6c) beschriebenen Komplexbildnersäure werden in Wasser mit verd. Salzsäure auf pH 3 gestellt, mit 2,89 g (8 mmol) Gd ₂ O ₃ versetzt, 30 Minuten bei 80 °C gerührt, nach dem Abkühlen auf pH 7 eingestellt und über eine YM3 AMICON®-Ultrafiltrationsmembran entsalzt. Das Retentat wird schließlich membranfiltriert und gefriergetrocknet. Ausbeute: 10,9 g (90,9 % d. Th.) H ₂ O-Gehalt (Karl-Fischer): 9,5 % Gd-Bestimmung (AAS): 20,9 %

Elementaranalyse (bezogen auf wasserfreie Substanz): ber.: C 34,98 H 4,24 N 10,33 Gd 23,19 Na 3,39 gef.: C 35,20 H 4,08 N 10,46 Gd 22,89 Na 3,60

Beispiel für einen in-vivo Vergleich mit einem extrazellulären Kontrastmittel

Die Eignung der im Beispiel lk) beschriebenen Verbindung als blood-pool-agent wird im folgenden Versuch gezeigt.

Als Versuchstiere dienen fünf 300 - 350 g schwere männliche (Schering-SPF-)Ratten. Vor dem Versuch wird das Abdomen eröffnet, der Darm verlagert und dann durch das hintere Bauchfell hindurch mit einer chirurgischen Nadel die Nierengefäße (arteriell+venös) beider Seiten abgebunden. Anschließend wird die Bauchhöhle wieder verschlossen. Danach werden je Tier 0.3 ml (jeweils 50 mmol/L) der folgenden Kontrastmittel-Lösung intravenös appliziert: Gemisch aus je 1 Teil der Verbindung aus Beispiel lk), im folgenden Verbin¬ dung 1 genannt, und dem Dysprosium-Komplex des 10-(l-Hydroxymethyl-2,3-dihydroxy- propyl)-l,4,7-tris(carboxymethyl)-l,4,7,10-tetraazacyclodode cans, hergestellt analog der Vorschrift in der Europ. Patentanmeldung EP 448 191, im folgenden Verbindung 2 genannt. Über einen Katheter in der Arteria carotis communis werden Blutproben zu folgenden Zeitpunkten entnommen: 15, 30, 45, 60, 90 sec, 3, 5, 10, 15 min p.i. In den gewonnenen Blutproben werden jeweils parallel die Konzentrationen an Gadolinium (Gd) und Dysprosium (Dy) mittels Atomemissionsspektrometrie (ICP-AES) gemessen. Der im Blutraum verbliebene Anteil der injizierten Kontrastmittel Verbindung 1 (Gd) und Verbindung 2 (Dy, Vergleichssubstanz) kann durch die unterschiedliche Markierung im gleichen Tier verglichen werden. Da eine renale Ausscheidung nicht möglich ist, kann der Abfall der Blutkonzentration nur auf eine Verteilung in den Bluträumen und auf die Diffusion in das interstitielle Gewebe zurückzuführen sein.

Ergebnisse: Die Diffusion von Verbindung 1 in das Interstitium ist im Vergleich zu einem extrazellulären Kontrastmittel Verbindung 2 deutlich verlangsamt (siehe Figur 1).

Das extrazelluläre Kontrastmittel (Verbindung 2) diffundiert so schnell in die interstitiellen Räume des Köφers, daß bereits nach 3-5 Minuten p.i. ein Equilibrium erreicht wird (angezeigt durch konstanten Blutspiegel). Im Gegensatz dazu werden beim Kaskadenpolymer (Verbindung 1) nicht nur stets höhere Blutkonzentrationen gemessen (Hinweis auf kleineres Verteilungsvolumen), sondern es wird auch über den gesamten Untersuchungszeitraum von 15 Minuten noch kein Equilibrium erreicht (Hinweis auf nur sehr langsam verlaufende Diffusion ins interstitielle Gewebe). Das bedeutet, daß sich Verbindung 1 als Blutpool-Kontrastmittel verhält.

Beispiel für eine MR Angiographie am Kaninchen

Die unter Beispiel lk genannte Verbindung wurde an Kaninchen (CH.R. Kisslegg, => 4 kg Köφergewicht) in einem MR Angiographie-Experiment untersucht (Ganzköφer MRT System Siemens Vision. 1.5 Tesla, FISP 3D; TR: 400 ms; TE 15 ms: flip angle: 45°; coronal).

In der pre contrast Aufnahme (s. Foto) sind nur ein bis zwei größere Gefäße sichtbar (z.B. Aorta abdominalis) bei relativ schwachem Kontrast (Signalintensität SI dieser Gefäße zum background). Nach i.v. Applikation von SO mol Gd/kg Köφergewicht der im Beispiel lk beschriebenen Verbindung sieht man eine deutliche Zunahme des Kontrasts (SI der Gefaße/SI des backgrounds) und eine Vielzahl kleiner und kleinster Blutgefäße (z.B. A. und V. femoralis, A. und V. mesenterica caudalis, A. und V. renalis, A. und V. subrenalis etc), die vor Kontrastmittelgabe nicht detektierbar waren.

Beispiel für eine Lymphknotenanreicherung am Meerschweinchen

Die unter Beispiel lk genannte erfindungsgemäße Verbindung wurde 30 min bis 24 h nach subkutaner Gabe (lO μmol Gadolinium/kg Köφergewicht, Hinteφfote s.c.) an stimulierten Meerschweinchen (komplettes Freund-Adjuvant; jeweils 0,1 ml i.m. in den rechten und linken Ober- und Unterschenkel; 2 Wochen vor Gabe der Prüfsubstanzen) hinsichtlich ihrer Lymphknotenanreicherung in drei aufeinanderfolgenden Lymphknotenstationen (popliteal, inguinal, iliakal) untersucht. Hierbei wurden die nachfolgend aufgelisteten Ergebnisse (Ermittlung der Gadolinium-Konzentration mittels ICP-AES) erhalten:

ERSATZBLÄTT (REGEL 26)