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Title:
USE OF PRECURSORS FOR THE PRODUCTION OF CARBON-11-LABELLED AMINO ACIDS AND DERIVATIVES THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/206728
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the use of a precursor for the production of carbon-11-labelled amino acids or derivatives thereof. According to the invention, the precursor is a compound of formula I: (formula I), where R1 and R2 are selected independently of one another from the group comprising hydrogen, unsubstituted or substituted C1-C6 alkyl, which optionally can be modified by incorporation of at least one group X in the carbon chain, unsubstituted or substituted C2-C6 alkenyl, which optionally can be modified by incorporation of at least one group X in the carbon chain, substituted or unsubstituted alkylaryl, substituted or unsubstituted arylalkyl, substituted or unsubstituted aryl, and substituted or unsubstituted heteroaryl; R3 is a chiral auxiliary selected from the group comprising substituted or unsubstituted C1-C6 alkylsulfinyl, substituted or unsubstituted arylsulfinyl, substituted or unsubstituted arylalkyl, and substituted or unsubstituted arylglycinol; X is selected from the group comprising oxygen, sulphur, -SO-, -SO2- and -N(R10)-; R10 comprises hydrogen, unsubstituted or substituted C1-C6 alkyl, unsubstituted or substituted C2-C6 alkenyl, substituted or unsubstituted aryl, and substituted or unsubstituted heteroaryl, and the groups are optionally unprotected or protected.

Inventors:
HESSE RONNY (DE)
FASEL ANTJE (DE)
BUGDAHN NIKOLAS (DE)
MÜLLER MARCO (DE)
HOEPPING ALEXANDER (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/062147
Publication Date:
November 15, 2018
Filing Date:
May 09, 2018
Export Citation:
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Assignee:
ABX ADVANCED BIOCHEMICAL COMPOUNDS GMBH (DE)
International Classes:
C07B59/00; C07C227/02; C07C253/30; C07C313/06
Other References:
JUNHAO XING ET AL: "High-Yielding Automated Convergent Synthesis of No-Carrier-Added [11C-Carbonyl]-Labeled Amino Acids Using the Strecker Reaction", SYNLETT, vol. 28, no. 03, 7 November 2016 (2016-11-07), DE, pages 371 - 375, XP055483195, ISSN: 0936-5214, DOI: 10.1055/s-0036-1588638
PRASAD B A B ET AL: "Trimethylsilyl cyanide addition to aldimines and its application in the synthesis of (S)-phenylglycine methyl ester", TETRAHEDRON LETTERS, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 45, no. 52, 20 December 2004 (2004-12-20), pages 9565 - 9567, XP027297918, ISSN: 0040-4039, [retrieved on 20041126]
XING, J. ET AL.: "High-yielding automated convergent synthesis of no-carrier-added [1 1C-carbonyl]-labeled amino acids using the strecker reaction", SYNLETT, vol. 28, no. 3, 2017, pages 371 - 375
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE RIECHELMANN & CARLSOHN (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verwendung eines Präkursors für die Herstellung von Kohlenstoff- 1 1 markierten Aminosäuren oder Derivaten davon, wobei der Präkursor eine Verbindung der Formel I ist:

(Formel I) wobei

Ri und R2 unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die Wasserstoff, unsubstituiertes oder substituiertes Ci-Ci-Alkyl, das gegebenenfalls durch Einlagerung zumindest einer Gruppe X in die Kohlenstoffkette modifiziert sein kann, unsubstituiertes oder substituiertes C2-C6-Alkenyl, das gegebenenfalls durch Einlagerung zumindest einer Gruppe X in die Kohlenstoffkette modifiziert sein kann, substituiertes oder unsubstituiertes Alkylaryl, substituiertes oder unsubstituiertes Arylalkyl, substituiertes oder unsubstituiertes A- ryl und substituiertes oder unsubstituiertes Heteroaryl umfasst,

R3 ein chirales Auxiliar ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die substituiertes oder unsubstituiertes Ci-C6- Alkylsulfinyl, substituiertes oder unsubstituiertes Arylsulfinyl substituiertes oder unsubstituiertes Arylalkyl und substituiertes oder unsubstituiertes Arylglycinol umfasst,

X aus der Gruppe ausgewählt ist, die Sauerstoff, Schwefel, -SO-, -S02- und -N(Ri0)- umfasst,

Rio Wasserstoff, unsubstituiertes oder substituiertes Ci-Ci-Alkyl, unsubstituiertes oder substituiertes C2-C6-

Alkenyl, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl und substituiertes oder unsubstituiertes Heteroaryl umfasst und

die Reste gegebenenfalls ungeschützt oder geschützt sind.

2. Verwendung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Präkursor eine Verbindung der Formel Il-a oder ΙΙ-b ist:

o o

(Formel Il-a) (Formel Il-b) wobei i und R2 wie in Anspruch 1 definiert sind und R4 aus der Gruppe ausgewählt ist, die unsubstituiertes oder substituiertes Ci-Cö-Alk l und substituiertes oder unsubstituiertes Aryl umfasst.

Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Ri aus der Gruppe ausgewählt ist, die unsubstituiertes oder substituiertes Ci-Cö-Alk l, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl und substituiertes oder unsubstituiertes Heteroaryl umfasst; R2 Wasserstoff ist; und R4 wie in Anspruch 2 definiert ist.

Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ri aus der Gruppe ausgewählt ist, die Methyl, geschütztes oder ungeschütztes Hydroxymethyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n- Butyl, iso-Butanyl, sec-Butyl, tert-Butyl, Phenyl, geschütztes oder ungeschütztes Hydroxyphenyl, Benzyl und geschütztes oder ungeschütztes Hydro xybenzyl umfasst, und R2 Wasserstoff ist.

Verfahren zur diastereoselektiven Markierung eines Präkursors gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 mit Koh- lenstoff-11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Präkursor mit einem Kohlenstoff- 1 1 -markierten Synthon zu einer Kohlenstoff- 1 1 markierten Verbindung, die eine Kohlensto ff- 1 1 -markierte Carbonylgruppe aufweist, umgesetzt wird.

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoff- 1 1 markierte Verbindung eine Verbindung der Formel X ist:

(Formel X) wobei

R21 und R22 die in den Ansprüchen 1 bis 4 für Ri und R2 angegebenen Bedeutungen haben,

R5 aus der Gruppe ausgewählt ist, die OR6 und NR7R8 umfasst,

R6, R7 und R8 unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die Wasserstoff, unsubstituiertes oder substituiertes Ci-Ci-Alkyl, unsubstituiertes oder substituiertes C2-C6-Alkenyl, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl und substituiertes oder unsubstituiertes Heteroaryl umfasst,

wobei ein Präkursor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Kohlenstoff- 1 1 -markierten Synthon zu der Verbindung der Formel X umgesetzt wird. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenstoff- 1 1 -markierte Synthon [nC] 3iCN ist, wobei R3 J aus der Gruppe ausgewählt ist, die Wasserstoff, ein Alkalimetall wie Lithium, Natrium oder Kalium, Acetyl und Alkylsilyl umfasst.

Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Präkursor mit dem Kohlenstoff- 1 1 -markierten Synthon zu einer Verbindun der Formel V umgesetzt wird:

(Formel V) wobei Ri, R2 und R3 die in den Ansprüchen 1 bis 4 angegebenen Bedeutungen aufweisen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Formel III mittels Alkoholyse oder Hydrolyse in eine Verbindung der Formel XI überführt wird,

(Formel XI) wobei Ri und R2 die in den Ansprüchen 1 bis 4 angegebenen Bedeutungen haben und R5 wie in Anspruch 6 definiert ist, mit der Maßgabe, dass R5 nicht OH ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Formel XI mittels Hydrolyse in eine Verbindung der Formel XII überführt wird

(Formel XII) wobei i und R2 die in den Ansprüchen 1 bis 4 angegebenen Bedeutungen haben. 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung einer Verbindung der Formel XIII:

(Formel XIII)

ein Präkursor der Formel II

o

(Formel II)

verwendet wird, wobei Ri und R2 die in den Ansprüchen 1 bis 4 angegebenen Bedeutungen haben, 5 die in Anspruch 6 angegebenen Bedeutungen hat und R4 die in Anspruch 2 angegebene Bedeutung hat.

Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung der Formel II mit dem Kohlenstoff- 11 -markierten Synthon zu einer Verbindung der Formel III- 1 umgesetzt wird:

(Formel XIV)

wobei i und R2 die in Anspruch 6 angegebenen Bedeutungen haben und R4 die in Anspruch 2 angegebene Bedeutung hat.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Formel XIV mittels Alkoho- lyse in eine Verbindung der Formel XV überführt wird:

(Formel XV) wobei Ri und R2 die in den Ansprüchen 1 bis 4 angegebenen Bedeutungen haben und 5 wie in Anspruch 6 definiert ist, mit der Maßgabe, dass R6 nicht Wasserstoff ist.

Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Formel II mittels Hydrolyi in eine Verbindung der Formel XVI überführt wird:

(Formel XVI) wobei Ri und R2 die in den Ansprüchen 1 bis 4 angegebenen Bedeutungen haben und R9 aus der Gruppe ausgewählt ist, die Wasserstoff, unsubstituiertes oder substituiertes Ci-C6-Alkyl, unsubstituiertes oder substitu- iertes C2-C6-Alkenyl, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl und substituiertes oder unsubstituiertes Hete- roaryl umfasst.

Verfahren nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Formel XV oder XVI mittels Hydrolyse in eine Verbindung der Formel XII überführt wird:

(Formel XII) wobei i und R2 die in den Ansprüchen 1 bis 4 angegebenen Bedeutungen haben.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reste Ri und R2 einer Verbindung der Formeln XI, XII, XIII, XV oder XVI den Resten R2i und/oder R22 der Verbindung X entsprechen, sofern die Reste Ri und R2 ungeschützt sind, oder dass der Rest Ri einer Verbindung der Formeln XI, XII, XIII, XV oder XVI in den Rest R2J der Verbindung X durch Abspalten einer oder mehrerer Schutzgruppen überführt wird und/oder dass der Rest R2 einer Verbindung der Formeln XI, XII, XIII, XV oder XVI in den Rest R22 der Verbindung X durch Abspalten einer oder mehrerer Schutzgruppen überführt wird.

17. Kit zur enantioselektiven Herstellung einer Kohlenstoff- 1 1 -markierten Aminosäure oder eines Derivates davon, aufweisend einen Präkursor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ein oder mehrere Lösungsmittel, einen oder mehrere Hilfsstoffe und eine oder mehrere Reinigungskartuschen.

Description:
Beschreibung

Verwendung von Präkursoren für die Herstellung von Kohlenstoff-ll-markierten Aminosäuren und Derivaten davon

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Präkursoren für die Herstellung von Kohlenstoff- 1 1 -markierten Aminosäuren und Aminosäure-Derivaten sowie ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff-l l -markierten Aminosäuren und Aminosäure-Derivaten unter Verwendung dieser Präkursoren. Mit Kohlenstoff- 1 1 -radiomarkierte Verbindungen werden als Radiopharmazeutika in der Positronenemissionstomo- grafie (PET) verwendet. Sie können dabei in der onkologischen Bildgebung als Tracer eingesetzt werden. Sie werden auch in der Neuro-Onkologie verwendet. Eine wichtige Gruppe dieser radiomarkierten Verbindungen sind Kohlenstoff- 1 1 -radiomarkierte Aminosäuren. Diese Aminosäuren gehören zu den chiralen PET-Radiopharmazeutika. Sie können beispielsweise verwendet werden, um den erhöhten Aminosäuremetabolismus, der für Krebszellen be- schrieben wird, darzustellen. Die radioaktive Markierung von Aminosäuren mit Kohlenstoff- 1 1 bietet den Vorteil, dass die radiomarkierte Aminosäure und das endogene Molekül eine identische Struktur aufweisen. Im Vergleich zu Fluorid- 18-markierten Aminosäuren ist der Aufwand, um Kohlenstoff- 1 1 markierte Aminosäure in der klinischen Praxis einzusetzen zu können, deutlich geringer, weil die dazu jeweils notwendigen pharmakologischen und toxikologischen Tests weniger Aufwand erfordern. Dieser Umstand zeigt sich beispielsweise im Vergleich von [ n C]Cholin, das eine Kohlenstoff- 1 1 -markierte Variante der endogenen Verbindung Cholin ist, und seinem fluorierten Analogon, [ 16 F]Fluorcholin.

Mit variablen Erfolgen und oft in asymmetrischer Weise wurden viele Kohlenstoff- 1 1 -Aminosäure-Isotopologen hergestellt, bei denen Kohlenstoff- 12 mit radioaktivem Kohlenstoff- 1 1 substituiert ist. Die größte Herausforderung bei der Synthese von Kohlenstoff- 1 1 -markierten Aminosäuren liegt immer noch in der Stereo selektiven Reaktion am a-Kohlenstoff zur Vermeidung zeitraubender chiraler Trennung via HPLC, um die enantiomerenreine Form einfach und zuverlässig aus dem Radiomarkierungsprozess zu erhalten, welcher selbst schon durch die Synthesezeit und die spezifische Aktivität begrenzt ist. Die Bedeutung der Enantiomerenremheit von Radiopharmaka ist für radioaktiv markierte Aminosäuren von größter Bedeutung, da die Stereochemie die Geschwindigkeit und Selektivität des Aminosäuretransports beeinflusst. Aus diesem Grund werden L-Enantiomere in Säugetierzellen bevorzugt, wie durch die Anwendung von L- und D- [ n C]Phenylalanin gezeigt werden konnte, wobei das L-Enantiomer von [ n C]Phenylalanin bessere Pankreas-zu- Leber- Verhältnisse zeigte. Dies wurde auch noch durch die besseren bilderzeugenden Eigenschaften von L- i 8 F- markierten F luoralky lphenyl alanin- Analoga nachgewiesen, die alle eine hohe Tumoraufnahme im Vergleich zum umliegenden Gewebe zeigen. Diese Studien, ohne näher auf die Goldstandards L- [ 1 ! C] Methionin und L- [ !S F]Fluorethyltyrosin einzugehen, betonen daher die Notwendigkeit, Methoden zur Synthese von enantiome- renreinen Aminosäuren als PET-Tracer zu entwickeln. Darüber hinaus ermöglicht die Halbwertszeit von Kohlenstoff- 1 1 (20,39 min), dass bei einem Patienten am selben Tag bei einem einzigen Krankenhausbesuch Untersuchungen mit verschiedenen ["CJmarkierten PET- Radiotracern durchgeführt werden können. Die Halbwertszeit bedeutet allerdings auch, dass der Zeitraum, der für die Herstellung und Anwendung des [ n C]markierten PET-Radiotracers zur Verfügung steht, äußert kurz ist. Zeitaufwendige Synthesen verringern die praktische Anwendbarkeit eines [' '(^markierten PET- Radiotracers daher erheblich. In der Regel stehen für die Synthese, Reinigung und Qualitätskontrolle eines [' 'CJmarkierten PET-Radiotracers nur 60 min zur Verfügung. Das heißt, die Anzahl der Syntheseschritte muss so gering wie möglich sein. Außerdem muss die für einen Syntheseschritt erforderliche Reaktionszeit so kurz wie möglich sein.

Zur Synthese Kohlenstoff- 1 1 -markierter Aminosäuren kann die Strecker-Reaktion eingesetzt werden (siehe Xing, J. et al., High-yielding automated convergent synthesis of no-carrier-added [1 lC-carbonyl]-labeled amino acids using the Strecker reaction. Synlett (2017), 28(3), 371 -375). Die von Xing et al. vorgeschlagene Variante der Strecker- Reaktion für die Herstellung von [ n C]Sacrosin, wobei das Kohlenstoffatom der Carbonylgruppe das Kohlenstoff- 1 1 -Atom ist, erfordert die Herstellung von [ n C]a-Aminonitril durch Kondensation von Formaldehyd mit Methylamin und [ n C]Natriumcyanid. Das so erhaltene Aminonitril wird anschließend einer basischen Hydrolyse mit Natri- umhydroxid unterzogen. Diese Variante kann auf andere [ n C]Aminosäuren übertragen werden, wobei das Formaldehyd durch ein anderes Keton oder das Methylamin durch ein anderes Amin oder beide Verbindungen ersetzt werden müssen. Die erforderlichen Synthesezeiten liegen unter 20 min. Die radioaktiven Ausbeuten sind jedoch gering. Darüber hinaus gibt es in diesem Verfahren keine Möglichkeit Aminosäuren enantioselektiv herzustellen. Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es sollen insbesondere eine Verwendung von Präkursoren zur enantioselektiven Herstellung von Aminosäuren und Derivaten davon vorgeschlagen werden. Ferner soll ein Verfahren zur diastereoselektiven Markierung dieser Präkursoren mit Kohlenstoff- 1 1 vorgeschlagen werden. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Nach Maßgabe der Erfindung ist die Verwendung eines Präkursors für die Herstellung von Kohlenstoff- 1 1 markierten Aminosäuren oder Derivaten vorgesehen. Der Präkursor ist eine Verbindung der Formel I:

(Formel I)

wobei Ri und R 2 unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die Wasserstoff, unsubstituiertes oder substituiertes Ci-Ci-Alkyl, das gegebenenfalls durch Einlagerung zumindest einer Gruppe X in die Kohlenstoffkette modifiziert sein kann, unsubstituiertes oder substituiertes C 2 -C6-Alkenyl, das gegebenenfalls durch Einlagerung zumindest einer Gruppe X in die Kohlenstoffkette modifiziert sein kann, substituiertes oder unsubstituiertes Alkylaryl, substituiertes oder unsubstituiertes Arylalkyl substituiertes oder unsubstituiertes Aryl und substituiertes oder unsubstituiertes Heteroaryl umfasst; wobei i vorzugsweise unsubstituiertes oder substituiertes Ci-Ci-Alkyl, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl oder substituiertes oder unsubstituiertes Heteroaryl, stärker bevorzugt substituiertes oder unsubstituiertes Ci-C 6 -Alkyl oder substituiertes oder unsubstituiertes Aryl und besonders bevorzugt unsubstituiertes oder substituiertes Ci-Ci-Alkyl ist; und R 2 vorzugsweise unsubstituiertes oder substituiertes Ci-Ci-Alkyl oder Was- serstoff, besonders bevorzugt Wasserstoff ist;

R 3 ein chirales Auxilar ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die substituiertes oder unsubstituiertes Ci-C 6 - Alkylsulfinyl, substituiertes oder unsubstituiertes Arylsulfinyl, substituiertes oder unsubstituiertes Arylalkyl und substituiertes oder unsubstituiertes Arylglycinol umfasst; wobei R 3 vorzugsweise substituiertes oder unsubstituiertes Ci-C 6 -Alkylsulfmyl ist;

X aus der Gruppe ausgewählt ist, die Sauerstoff, Schwefel, -SO-, -S0 2 - und -N(Ri 0 )- umfasst;

Rio Wasserstoff, unsubstituiertes oder substituiertes Ci-Ci-Alkyl, unsubstituiertes oder substituiertes C 2 -C 6 - Alkenyl, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl und substituiertes oder unsubstituiertes Heteroaryl umfasst und die Reste gegebenenfalls ungeschützt oder geschützt sind. Insbesondere können Ri und/oder R 2 ungeschützt oder geschützt und die anderen Reste ungeschützt sein.

Der erfindungsgemäße Präkursor ermöglicht die diastereo selektive Markierung mit einem Kohlenstoff- 1 1 -Synthon, d. h. es wird ein Diastereomer bevorzugt erhalten. Durch die anschließende Abspaltung des chiralen Auxiliars erlaubt der Präkursor somit die enantioselektive Herstellung von Kohlenstoff- 1 1 -markierten Aminosäuren und Derivaten davon. Der erfindungsgemäße Präkursor kann insbesondere zur enantioselektiven Herstellung von a-Aminosäuren und Derivaten davon wie a-Aminosäure-Ester und a-Aminosäure-Amide, besonders bevorzugt L- a-Aminosäuren und Derivaten davon wie L-a-Aminosäure-Ester und L-a-Aminosäure-Amide verwendet werden. Der erfindungsgemäße Präkursor kann aber auch zur enantioselektiven Herstellung von D-a- Aminosäuren und Derivaten davon wie D-a-Aminosäure-Ester und D-a-Aminosäure-Amide verwendet werden. Der erfindungsgemäße Präkursor ermöglicht somit die enantioselektiven Herstellung entweder der L-a-Aminosäuren und Derivaten davon wie L-a-Aminosäure-Ester und L-a-Aminosäure-Amide oder der D-a-Aminosäuren und Derivaten davon wie D- a-Aminosäure-Ester und D-a-Aminosäure-Amide.

Die Präkursoren der Formel I sollten thermodynamisch stabile Verbindungen sein. Der Ausdruck„substituiert" bezieht sich in der vorliegenden Erfindung insbesondere auf einen oder mehrere Substi- tuenten, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die Halogen, Cyano, Nitro, geschütztes oder ungeschütztes Hydroxy, geschütztes oder ungeschütztes -N(RnRi 2 ) und geschütztes oder ungeschütztes Thiol umfassen. RH und R J2 können unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sein, die Wasserstoff, unsubstituiertes oder substituiertes C C ö -Alk l, unsubstituiertes oder substituiertes C 2 -C6-Alkenyl, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl und substituiertes oder unsubstituiertes Heteroaryl umfasst. R n und R J2 sind vorzugsweise beide Wasserstoff.

Der Ausdruck„geschützt" bezieht sich insbesondere auf eine Schutzgruppe, zum Schutz der Hydroxy-Gruppe, der -N(RnRi 2 )-Gruppe oder der Thiolgruppe. Die Schutzgruppe kann nach Umsetzung des Präkursors entfernt werden. Zum Schutz der Hydroxy-Gruppe können bekannte Schutzgruppen verwendet werden. Eine Schutzgruppe zum Schutz der Hydroxy-Gruppe kann beispielsweise aus der Gruppe ausgewählt sein, die Trityl, Benzyl, Methoxy- benzyl, p-Nitrobenzyl, Benzoyl, substituiertes Benzoyl, Trimethylsilyl, Triethylsilyl, Isopropyldimethylsilyl, tert- Butyldimethylsilyl, tert-Butyldiphenylsilyl, Thexyldimethylsilyl, Allyl, Methoxymethyl, (2-Methoxyethoxy)methyl und Tetrahydropyranyl umfasst. Zum Schutz der Amin-Gruppe, d. h. n und R 12 sind beide Wasserstoff, können bekannte Schutzgruppen verwendet werden. Eine Schutzgruppe zum Schutz der Amin-Gruppe kann beispielsweise aus der Gruppe ausgewählt sein, tert-Butylcarbonyl, Benzylcarbonyl, 9-Fluorenylmethylcarbonyl und Allylcarbonyl umfasst. Zum Schutz der Thiol-Gruppekönnen bekannte Schutzgruppen verwendet werden. Der Ausdruck„Halogene" bezieht sich auf Fluor, Chlor, Brom oder Iod.

Der Ausdruck„Alkyl" bezieht sich insbesondere auf eine gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoff-Gruppe mit einer verzweigten oder unverzweigten Kohlenstoffkette mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Der Ausdruck„Alkylen" bezieht sich insbesondere auf eine ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoff-Gruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, beispielsweise Ethylen, 2,2-Dimethylethylen, Propylen, 2-Methylpropylen, Butylen, Pentylen und dergleichen.

Der Ausdruck„Aryl" bezieht sich auf eine einwertige cyclische aromatische Kohlenwasserstoff-Gruppe, die einen mono-, bi- oder tricyclischen aromatischen Ring umfassen kann. Die Arylgruppe kann gegebenenfalls substituiert sein. Beispiele von Arylgruppen sind - gegebenenfalls substituiertes - Phenyl, Naphthyl, Phenanthryl, Fluorenyl, Indenyl, Azulenyl, Oxydiphenyl, Biphenyl, Methylendiphenyl, Aminodiphenyl, Diphenylsulfidyl, Diphenylsulfonyl, Diphenylisopropylidenyl, Benzodioxanyl, Benzodioxylyl, Benzoxazinyl, Benzoxazinonyl, Benzopiperadinyl, Ben- zopiperazinyl, Benzopyrrolidinyl, Benzomorpholinyl, Methylendioxyphenyl, Ethylendioxyphenyl und dergleichen, wobei die Aufzählung nicht vollständig ist. Vorzugsweise umfasst Aryl gegebenenfalls substituiertes Phenyl und gegebenenfalls substituiertes Naphthyl.

Der Ausdruck„Heteroaryl" bezieht sich insbesondere auf eine monocyclische, bicyclische oder tricyclische Gruppe mit 5 bis 12 Ringatomen, wobei mindestens ein aromatischer Ring ein, zwei oder drei Ringheteroatome, ausgewählt aus N, O oder S, enthält, wobei die verbleibenden Ringatome C sind. Die Heteroaryl-Gruppe kann gegebenenfalls substituiert sein. Beispiele von Heteroaryl-Gruppen sind - gegebenenfalls substituiertes - Imidazolyl, Oxazolyl, Isoxazolyl, Thiazolyl, Isothiazolyl, Oxadiazolyl, Thiadiazolyl, Pyrazinyl, Pyridazinyl, Thiophenyl, Furanyl, Pyranyl, Pyridinyl, Pyrrolyl, Pyrazolyl, Pyrimidyl, Chinolinyl, Isochinolinyl, Chinazolinyl, Benzofuranyl, Benzothiophenyl, Benzothiopyranyl, Benzimidazolyl, Benzoxazolyl, Benzooxadiazolyl, Benzothiazolyl, Benzothiadiazolyl, Benzopy- ranyl, Indolyl, Isoindolyl, Indazolyl, Triazolyl, Triazinyl, Chinoxalinyl, Purinyl, Chinazolinyl, Chinolizinyl, Naph- thyridinyl, Pteridmyl, Carbazolyl, Azepinyl, Diazepinyl, Acridinyl und dergleichen, wobei die Aufzählung nicht vollständig ist.

Der Ausdruck„Alkylaryl" bezieht sich insbesondere auf einwertige, eine Arylgruppe tragende Alkylreste, wobei der Alkylrest, wie oben definiert, 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweisen kann.

Der Ausdruck„Arylalkyl" bezieht sich insbesondere auf einwertige, eine Alkylgruppe tragende Arylreste, wobei der Alkylrest, wie oben definiert, 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweisen kann.

Vorzugsweise ist Rj aus der Gruppe ausgewählt, die Methyl, geschütztes und ungeschütztes Hydroxymethyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butanyl, sec-Butyl, tert-Butyl, Phenyl, geschütztes und ungeschütztes Hydroxy- phenyl, Benzyl und geschütztes und ungeschütztes Hydroxybenzyl umfasst, und ist 2 Wasserstoff.

Der Ausdruck„chirales Auxiliar" bezieht sich insbesondere auf eine Gruppe mit zumindest einem Chiralitätszent- rum. Das chirale Auxiliar ermöglicht eine diastereoselektive Umsetzung des erfindungsgemäßen Präkursors, so dass nach der Abspaltung des chiralen Auxiliars ein Enantiomer bevorzugt erhalten wird. Bevorzugte chirale Auxiliare sind substituiertes oder unsubstituiertes Alkylsulfinyl und substituiertes oder unsubstituiertes Arylsulfmyl, wobei substituiertes oder unsubstituiertes Alkylsulfinyl besonders bevorzugt ist. Aufgrund des chiralen Auxiliars weist der Präkursor der Formeln I zwei Enantiomere auf. Die beiden Enantiomere sind in den Formel I-a und Ib veranschaulicht, wobei die Darstellung der Bindung zwischen dem Stickstoffatom und der Gruppe R 3 lediglich die beiden Enantiomere veranschaulichen soll, aber nicht zwingend den Projektionsregeln entspricht, weil diese vom Aufbau des Restes R3 abhängt. Formel I-a veranschaulicht ein Enantiomer, das bevorzugt zur Herstellung der D-Aminosäure verwendet werden kann. Formel I-b veranschaulicht ein Enantiomer, das bevorzugt zur Herstellung der L- Aminosäure verwendet werden kann:

(Formel I-a) (Formel I-b) wobei Ri, R 2 und R 3 wie oben definiert sind. Je nach chiralem Auxiliar und Reaktionsbedingung wird entweder die L- oder die D-Aminosäure bevorzugt gebildet. Die als Alkylsulfinyl und Arylsulfinyl bezeichneten chiralen Auxiliare stellen eine -S(0)-R4-Gruppe dar, wobei R4 aus der Gruppe ausgewählt ist, die unsubstituiertes oder substituiertes Ci-Ci-Alkyl und substituiertes oder unsubstituiertes Aryl umfasst. In diesem Fall ist die Verbindung der Formel I eine Verbindung der Formel Il-a oder Il-b:

(Formel Il-a) (Formel Il-b) wobei i und R 2 wie oben definiert sind und R4 aus der Gruppe ausgewählt ist, die unsubstituiertes oder substituiertes Ci-Ci-Alkyl und substituiertes oder unsubstituiertes Aryl umfasst. Bevorzugt ist R4 ieri.-Butyl. Für Herstellung von L-Aminosäuren und ihren Derivaten wird vorzugsweise eine Verbindung der Formel Il-b verwendet.

In der bevorzugten Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Präkursor eine Verbindung der Formel Il-a oder Il-b, wobei Ri aus der Gruppe ausgewählt ist, die unsubstituiertes oder substituiertes Ci-C 6 -Alkyl, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl und substituiertes oder unsubstituiertes Heteroaryl umfasst; R 2 Wasserstoff ist; und R4 aus der Gruppe ausgewählt ist, die unsubstituiertes oder substituiertes Ci-C 6 -Alkyl und substituiertes oder unsubstituiertes Aryl umfasst. In einer stärker bevorzugten Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Präkursor eine Verbindung der Formel Il-a oder Il-b, wobei Ri aus der Gruppe ausgewählt sind, die unsubstituiertes oder substituiertes Ci-C 6 - Alkyl, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl und substituiertes oder unsubstituiertes Heteroaryl umfasst; R 2 Wasserstoff ist; und R4 ieri.-Butyl ist. Ein derartiger Präkursor ist eine Verbindung der Formel Ill-a oder Ill-b:

o

(Formel Ill-a) (Formel Ill-b)

In einer stärker bevorzugten Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Präkursor eine Verbindung der Formel Ill-a oder Ill-b, wobei Ri aus der Gruppe ausgewählt ist, die Methyl, geschütztes und ungeschütztes Hydroxymethyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butanyl, sec-Butyl, tert-Butyl, Phenyl, geschütztes und ungeschütztes Hyd- roxyphenyl, Benzyl und geschütztem und ungeschütztem Hydroxybenzyl umfasst. Die als „Arylalkyl" bezeichneten chiralen Auxiliare stellen eine Arylgruppe dar, die eine oder mehrere Ci-C - Alkylgruppen trägt. Die Arylalkyl-Gruppe kann substituiert oder unsubstituiert sein. Beispiele sind - gegebenenfalls substituiertes - Benzyl, Phenylethyl und Arylglycinol, wobei die Aufzählung nicht abschließend ist.

Die als„Arylglycinol" bezeichneten chiralen Auxiliare stellen eine Untergruppe von als„Arylalkyl" bezeichneten chiralen Auxiliare dar. Beispielsweise können Präkursoren mit Arylglycinol-Gruppe eine Gruppe der Formel IV-a oder IV-b sein:

(Formel IV-a) (Formel IV-b) wobei R J3 substituiertes oder unsubstituiertes Aryl, wie oben definiert, ist. Beispiele einer Arylglycinol-Gruppe sind - gegebenenfalls substituiertes oder unsubstituiertes - Phenylglycinol, geschütztes oder ungeschütztes Phenylglyci- nol, wobei die Aufzählung nicht abschließend ist.

Die erfindungsgemäßen Präkursoren erlauben eine schnelle und diastereoselektive Umsetzung mit einem Kohlen- Stoff- 1 l -Synthon. Diese Reaktion, die auch als Markierungsreaktion bezeichnet wird, ist diastereoselektiv. Aufgrund der anschließenden Abspaltung des chiralen Auxiliars, beispielsweise mittels Alkoholyse und/oder Hydrolyse, wird, entsteht ein Enantiomer im Überschuss. Das bedeutet, dass der erfindungsgemäße Verfahren im Ergebnis enantiose- lektiv. Insbesondere können die erfindungsgemäßen Präkursoren verwendet werden, um Aminosäuren, insbesondere a-Aminosäuren und Derivate davon wie Aminosäure-Ester und Aminosäure-Amide herzustellen, deren Car- bonyleinheit ein Kohlenstoff- 1 1 -Atom anstelle eines Kohlenstoff- 12-Atoms aufweist. Die übrigen Kohlenstoffatome der Aminosäuren und Aminosäure-Derivate sind vorzugsweise keine Kohlensto ff- 1 1 -Atome. Die für die Synthese dieser Verbindungen benötigte Zeit liegt unter 20 min. Die radiochemische Ausbeute liegt über 10 % (nicht zer- fallskorrigiert (n. d. c.)) bzw. über 20 % (zerfallskorrigiert (d.c), jeweils bezogen auf gebildetes [ n C]HCN).

Die erfindungsgemäßen Präkursoren können beispielsweise durch Kondensation des entsprechenden Aldehyds mit einem Alkylsulfinyl-Amin in Gegenwart von wasserfreiem Kupfersulfat in Dichlormethan bei Raumtemperatur synthetisiert und optional anschließend chromatographisch gereinigt werden. Nach Maßgabe der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur diastereoselektiven Markierung eines erfindungsgemäßen Präkursors mit Kohlenstoff- 1 1 vorgesehen, wobei der Präkursor mit einem Kohlenstoff- 1 1 -markierten Synthon zu einer Kohlenstoff- 1 1 markierten Verbindung, die eine Kohlenstoff- 1 1 -markierte Carbonylgruppe aufweist, umgesetzt wird. Vorzugsweise ist das Kohlenstoff- 11 -markierte Synthon [ n C] 3 iCN, wobei R 3 J aus der Gruppe ausge- 5 wählt ist, die Wasserstoff, ein Alkalimetall wie Lithium, Natrium oder Kalium, Acetyl und Alkylsilyl umfasst. Vorzugsweise ist 3 i Wasserstoff, Natrium oder Kalium, besonders bevorzugt Wasserstoff oder ein Alkylsilyl, besonders bevorzugt Wasserstoff. Ein bevorzugtes Beispiel eines Alkylsilyls ist Trimethylsilyl. 31 kann als Kation zu dem Anion [ n C]CN " vorliegen. [ n C]R 31 CN wird vorzugsweise als Gasstrom durch das Reaktionsgemisch, das den Präkursor und ggf. Lösungsmittel und Hilfsstoffe enthält, geführt. [ n C]R 3 iCN wird vorzugsweise durch Umwandlet lung aus [ n C]C0 2 hergestellt. Das kann mittels bekannter Verfahren geschehen. Die Umsetzung des Präkursors mit dem Synthon ist keine spezifische Reaktion. Vielmehr hängt es von dem chiralen Auxiliar und/oder den Reaktionsbedingungen, insbesondere dem oder den zugesetzten Hilfsstoffen und/oder dem oder den eingesetzten Lösungsmitteln, ab, welches der beiden Enantiomere bei der Umsetzung des Präkursors mit dem Synthon erhalten wird. Diese Umsetzung ist daher keine spezifische Reaktion.

15

Bei der Kohlenstoff- 11 markierten Verbindung kann es sich beispielsweise um Aminosäuren und Derivate davon, wie Aminosäure-Ester und Aminosäure-Amide, handeln, bevorzugt a-Aminosäuren und Derivate davon, wie a-Aminosäure-Ester und a-Aminosäure-Amide, besonders bevorzugt L-a-Aminosäuren und Derivate davon, wie L- a-Aminosäure-Ester und L-a- Aminosäure-Amide. Bei der Kohlenstoff- 1 1 markierten Verbindung kann es sich aber 20 auch um D-a-Aminosäuren und Derivate davon, wie D-a-Aminosäure-Ester und D-a-Aminosäure-Amide, handeln.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die enantioselektive Herstellung entweder der L-a-Aminosäuren und Derivaten davon, wie L-a-Aminosäure-Ester und L-a-Aminosäure-Amide, oder der D-a-Aminosäuren und Derivaten davon, wie D-a-Aminosäure-Ester und D-a-Aminosäure-Amide.

25 Beispielsweise kann es sich bei den Kohlenstoff- 1 1 markierten Verbindung um eine Verbindung der Formel X handeln:

(Formel X)

30 wobei

R 21 und R 22 die oben im Zusammenhang mit den Resten Ri und R 2 des erfindungsgemäßen Präkursors angegebene Bedeutung haben,

R 5 aus der Gruppe ausgewählt ist, die OR 6 und NR 7 R 8 umfasst, und R- 6 , R- 7 und R 8 unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die Wasserstoff, unsubstituiertes oder substituiertes CI-C Ö - Alkyl, unsubstituiertes oder substituiertes C 2 -C 6 -Alkenyl, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl und substituiertes oder unsubstituiertes Heteroaryl umfasst. Die Ausdrücke„Alkyl",„Alkenyl",„Aryl", „Heteroaryl" und„substituiert" können die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Präkursor angege- benen Bedeutungen haben. R 7 und R 8 sind vorzugsweise Wasserstoff.

Für die Herstellung einer Verbindung der Formel X, die bestimmte Reste R 2 i und R 22 aufweisen soll, wird zweckmäßigerweise ein Präkursor ausgewählt, der - abgesehen von optional vorgesehen Schutzgruppen an den Resten Ri und/oder R 2 - Reste Ri und R 2 aufweist, die mit den Resten R 2J und R 22 der Verbindung der Formel X übereinstim- men. Wird ein Präkursor eingesetzt, der Schutzgruppen an den Resten Ri und/oder R 2 aufweist, so kann das erfindungsgemäße Verfahren die Abspaltung der Schutzgruppen umfassen.

Beispiele für Verbindungen, der Formel X sind in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben, wobei die Aufzählung nicht abschließend ist. Bei diesen Verbindungen ist R 2 jeweils Wasserstoff und R 5 Hydroxy.

Tabelle 1

Formel-

Verbindung Ri

Nr.

o

X-14

NH 2

(iso-Propyl)

[l - n C]-L-Valin

0

II

H 3 c ^r

X-15 ^ΟΗ

NH 2 (Methyl)

[l- n C]-L-Alanin

0

X-16 HO OH

NH 2 (Hydroxymethyl)

[l - n C]-L-Serin

Das erfindungsgemäße Verfahren kann die Umsetzung des erfindungsgemäßen Präkursors mit dem Kohlenstoff- 1 1 - markierten Synthon zu einer Verbindung der Formel V umfassen:

(Formel V) wobei Ri, R 2 und R 3 die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen aufweisen. Die Reaktionsbedingungen werden bevorzugt so gewählt, dass das Kohlenstoff- 1 1 -markierte Synthon durch nukleophile Addition an den Präkursor anbindet. Die Umsetzung erfolgt vorzugsweise in einem aprotischen Lösungsmittel, beispielsweise 1 ,4-Dioxan, Tet- rahydrofuran, Diethylether, Methyl-tert-Butylether, Toluol, Benzol, Dichlormethan und andere halogenierte Lösungsmittel, wobei die Aufzählung nicht abschließend ist, einem protischen organischen Lösungsmittel, beispielsweise Methanol, Ethanol, iso-Proyplalkohol, n-Propylalkohol, n-Butanol, oder den Lösungsmitteln Wasser, DMSO und DMF, wobei die Aufzählung nicht abschließend ist, oder Gemischen aus einem aprotischen Lösungsmittel und einem protischen organischen Lösungsmittel. Bevorzugt ist ein Lösungsmittelgemisch, das ein Mischungsverhältnis des aprotischen Lösungsmittels und dem protischen organischen Lösungsmittel in jedem denkbaren Verhältnis aufweist. Besonders bevorzugt ist ein Mischungsverhältnis von 8 zu 2, bezogen auf das Volumen. Ein besonders bevorzugtes Lösungsmittelgemisch ist ein Gemisch aus 1 ,4-Dioxan und Methanol. Die Umsetzung wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 10 bis 60 °C, besonders bevorzugt bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Reaktionszeit kann zwischen 1 und 10 min liegen. Das Reaktionsgemisch kann neben dem Präkursor, dem Kohlenstoff- 1 1 -markierten Synthon und dem Lösungsmittel einen oder mehrere Hilfsstoffe enthalten. Bei einem solchen Hilfsstoff kann es sich um ein Additivsalz wie Cäsiumfluorid,„Tetrabutylammoniumfluorid" (TBAF), Zinkdiiodid, Aluminiumtrichlorid oder andere Lewissäuren oder Fluoridsalze handeln, wobei Cäsiumfluorid bevorzugt ist. Wird [ n C]HCN als Synthon eingesetzt, so liegen die Markierungsausbeuten bei 70 bis 95 %, bezogen auf das eingesetzte [ n C]HCN.

Vorzugsweise wird eine Verbindung der Formel I-b zu einer Verbindung der Formel V-a umgesetzt (Schema l a):

Schema l a

Die Umsetzung gemäß Schema 2a ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von L-Aminosäuren und deren Derivaten eingesetzt werden soll. Es hängt vom dem Präkursor, insbesondere dem eingesetzen chiralen Auxiliar des Präkursors, und den Reaktionsbedinungen, insbesondere dem oder den Hilfsstoffen und dem oder den Lösungsmitteln ab, welche der beiden Verbindungen V-a oder V-b im Über- schuss erhalten wird. Alternativ kann eine Verbindung der Formel I-a zu einer Verbindung der Formel Va oder V-b umgesetzt werden (Schema lb). Es hängt vom dem Präkursor, insbesondere dem eingesetzten chiralen Auxiliar des Präkursors, und den Reaktionsbedingungen, insbesondere dem oder den Hilfsstoffen und/oder dem oder den eingesetzten Lösungsmitteln ab, welche der beiden Verbindungen V-a oder V-b im Überschuss erhalten wird. Die Umsetzung des Präkursors I mit dem Synthon ist keine spezifische Reaktion.

V-a V-b

Schema lb

Im nächsten Schritt kann die Verbindung der Formel V mittels Alkoholyse, die zu oder Hydrolyse (Alkoholyse führt zu OR6, Hydrolyse führt zu NR7R8 oder OH) in eine Verbindung der Formel XI überführt werden, wobei die Alkoholyse zu R 5 = OR 6 führt und die Hydrolyse zu R 5 = NR 7 R 8 oder OH führt:

(Formel XI) wobei Ri, R 2 und R 5 wie oben definiert sind, mit der Maßgabe, dass R 5 nicht OH ist (d. h. R 6 ist nicht Wasserstoff). Die Verbindung der Formel XI umfasst keine Aminosäuren. Abgesehen davon und sofern der Präkursor keine Schutzgruppe aufweist, entspricht die Verbindung der Formel XI der Verbindung der Formel X. Das heißt Ri und R 2 entsprechen R 2 i und R 22 . Weist der Präkursor hingegen Schutzgruppen auf, so können die Ri und/oder R 2 , je nach dem, ob beide Reste eine Schutzgruppe aufweisen oder nur einer davon, durch Abspalten der Schutzgruppen in die Reste R 2J und R 22 überführt werden.

Die Überführung der Verbindung der Formel V-a in eine Verbindung der Formel XIa ist in Schema 2a, die Überführung der Verbindung der Formel V-b in eine Verbindun der Formel Xlb ist in Schema 2b gezeigt:

Schema 2a

Schema 2b

Die Umsetzung gemäß Schema 2a ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von L-Aminosäuren und deren Derivaten eingesetzt werden soll.

Anschließend kann die Verbindung der Formel XI mittels Hydrolyse in eine Verbindung der Formel XII überführt werden:

(Formel XII) wobei i und R 2 oben definiert sind. Die Verbindung der Formel XII umfasst nur Aminosäuren. Abgesehen davon und sofern der Präkursor keine Schutzgruppe aufweist, entspricht die Verbindung der Formel XII der Verbindung der Formel X. Das heißt Ri und R 2 entsprechen R 2 i und R 22 . Weist der Präkursor hingegen Schutzgruppen auf, so können die Ri und/oder R 2 , je nach dem, ob beide Reste eine Schutzgruppe aufweisen oder nur einer davon, durch Abspalten der Schutzgruppen in die Reste R 2J und R 22 überführt werden. Die Hydrolyse kann unter dem Fachmann bekannten Reaktionsbedingungen durchgeführt werden. Die Hydrolyse kann unter sauren oder basischen Bedingun- gen durchgeführt werden.

Die Überführung der Verbindung der Formel ΧΙ-a mittels Hydrolyse in eine Verbindung der Formel ΧΙΙ-a ist in Schema 3 a, die Überführung der Verbindung der Formel ΧΙ-b mittels Hydrolyse in eine Verbindung der Formel ΧΙΙ-b ist in Schema 3b gezeigt:

Schema 3 a

Schema 3b

Die Umsetzung gemäß Schema 3 a ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von L-Aminosäuren und deren Derivaten eingesetzt werden soll.

Anstelle einer Alkoholyse der Verbindung der Formel V zu einer Verbindung der Formel XI und der optional anschließend Hydrolyse der Verbindung der Formel XI zu einer Verbindung der Formel XII kann eine direkte Hydrolyse der Formel V zu einer Verbindung der Formel XII vorgesehen sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Präkursor der Formel II

(Formel II) zur Herstellung einer Verbindung der Formel XIII:

O

(Formel XIII) verwendet, wobei Ri, R 2 , R4 und R 6 die oben angegebenen Bedeutungen haben. Sofern die Reste Ri und/oder R 2 keine Schutzgruppen aufweisen, kann Verbindung XIII Verbindung X entsprechen, wobei R 5 -0-R 6 ist. R4 ist vorzugsweise tert.-Butyl, R 2 vorzugsweise Wasserstoff. Weisen die Reste Ri und/oder R 2 Schutzgruppen auf, so kann die Verbindung der Formel XIII durch Abspaltung der Schutzgruppen in eine Verbindung der Formel X überführt werden.

Die bevorzugte Ausführungsform kann zunächst das Umsetzen der Verbindung der Formel II mit dem ohlenstoff- 1 1 -markierten Synthon zu einer Verbindung der Formel XIV umfassen:

(Formel XIV) wobei Ri, R 2 und R4 oben angegebenen Bedeutungen haben. Die Reaktionsbedingungen werden bevorzugt so gewählt, dass das Kohlenstoff- 1 1 -markierte Synthon durch nukleophile Addition an den Präkursor anbindet. Die Umsetzung erfolgt vorzugsweise in einem aprotischen Lösungsmittel, beispielsweise 1 ,4-Dioxan, Tetrahydrofuran, Diethylether, Methyl-tert-Butylether, Toluol, Benzol, Dichlormethan und andere halogenierte Lösungsmittel, wobei die (Aufzählung nicht abschließend ist), einem protischen organischen Lösungsmittel, beispielsweise Methanol, Ethanol, iso-Proyplalkohol, n-Propylalkohol, n-Butanol, oder den Lösungsmitteln Wasser, DMSO und DMF, wobei die Aufzählung nicht abschließend ist, oder Gemischen aus einem aprotischen Lösungsmittel und einem protischen organischen Lösungsmittel. Bevorzugt ist ein Lösungsmittelgemisch, das ein Mischungsverhältnis des aprotischen Lösungsmittels und dem protischen organischen Lösungsmittel in jedem erdenklichen Verhältnis, vorzugsweise in einem Bereich von 7 zu 3 bis 9 zu 1 , bezogen auf das Volumen, aufweist. Besonders bevorzugt ist ein Mischungs- Verhältnis von 8 zu 2, bezogen auf das Volumen. Ein besonders bevorzugtes Lösungsmittelgemisch ist ein Gemisch aus 1,4-Dioxan und Methanol. Die Umsetzung wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 10 bis 60 °C, besonders bevorzugt bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Reaktionszeit kann zwischen 1 und 10 min liegen. Das Reaktionsgemisch kann neben dem Präkursor, dem Kohlenstoff- 1 1 -markierten Synthon und dem Lösungsmittel einen oder mehrere Hilfsstoffe enthalten. Beispiele eines solchen Hilfsstoffes sind Cäsiumfluorid, Tetrabutylammoniumfluorid, Zinkdiiodid, Aluminiumtrichlorid oder andere Lewissäuren oder Fluoridsalze. Wird [ n C]HCN als Synthon einge- setzt, so liegen die Markierungsraten bei 70 bis 95 %, bezogen auf das eingesetzte [ n C]HCN. Die Überführung der Verbindung der Formel Il-a in ein Gemisch der Enantiomere der Formel XIV-a-1 und XIV-a-2 ist in Schema 4a, die Überführung der Verbindung der Formel ΙΙ-b in ein Gemisch der Enantiomere der Formel XIV-b-1 und XrV-b-2 ist in Schema 4b gezeigt. Das chirale Auxiliar des Präkursors und die gewählten Reaktionsbedingungen, insbesondere der oder die eingesetzten Hilfsstoffe und/oder das oder die eingesetzten Lösungsmittel bestimmen, welche der beiden Reaktionsprodukte im Überschuss erhalten wird.

Schema 4a

Die Umsetzung gemäß Schema 4b ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von L-Aminosäuren und deren Derivaten eingesetzt werden soll. Die Verbindung der Formel IV kann anschließend mittels Alkoholyse in eine Verbindung der Formel XV überführt werden:

(Formel XV) wobei Ri, R 2 und 5 wie oben definiert sind, mit der Maßgabe, dass R 6 nicht Wasserstoff ist. Die Verbindung der Formel XV umfasst keine Aminosäuren. Abgesehen davon und sofern der Präkursor keine Schutzgruppe aufweist, entspricht die Verbindung der Formel XV der Verbindung der Formel X. Das heißt Ri und R 2 entsprechen R 2 i und R 22 . Weist der Präkursor hingegen Schutzgruppen auf, so können die Ri und/oder R 2 , je nach dem, ob beide Reste eine Schutzgruppe aufweisen oder nur einer davon, durch Abspalten der Schutzgruppen in die Reste R 2J und R 22 überführt werden.

Die Alkoholyse wird unter Einsatz eines Alkohols durchgeführt, der die Gruppe R 6 aufweist und in den Schemen 5a und 5b als R Ö OH dargestellt ist. Die Alkoholyse kann unter dem Fachmann bekannten Reaktionsbedingungen durchgeführt werden. Die Reaktionszeit kann beispielsweise 5 bis 60 Minuten, die Reaktionstemperatur beispielsweise 60 bis 150 °C betragen. Die Überführung der Verbindung der Formel XIV-a-1 in eine Verbindung der Formel XV-a ist in Schema 5a- 1, die Überführung der Verbindung der Formel XIV-a-2 in eine Verbindung der Formel XV- b ist in Schema 5a-2, die Überführung der Verbindung der Formel XIV -b-1 in eine Verbindung der Formel XV-b ist in Schema 5b- 1 und die Überführung der Verbindung der Formel XIV-b-2 in eine Verbindung der Formel XV-a ist in Schema 5b-2 gezeigt.

Schema 5a-l o

XIV-a-2 XV-b

Schema 5a-2

o

Schema 5b- 1

XIV-b-2 XV-a

Schema 5b-2

Für die Herstellung von L-Aminosäuren und ihren Derivaten wird vorzugsweise die Verbindung der Formel XV-a hergestellt.

Die Verbindung der Formel XV kann anschließend mittels Hydrolyse in eine Verbindung der Formel XII überführt werden:

(Formel XII) wobei i und R 2 wie oben definiert sind. . Sofern der Präkursor keine Schutzgruppe aufweist, entspricht die Verbin- dung der Formel XII der Verbindung der Formel X, wobei dass R 5 Hydroxy ist. Das heißt Ri und R 2 entsprechen R 2 i und R 22 . Weist der Präkursor hingegen Schutzgruppen auf, so können die Ri und/oder R 2 , je nach dem, ob beide Reste eine Schutzgruppe aufweisen oder nur einer davon, durch Abspalten der Schutzgruppen in die Reste R 2J und R 22 überführt werden.

Die Hydrolyse kann unter sauren Bedingungen durchgeführt werden. Beispielsweise kann wässerige konzentrierte Salzsäure zur Hydrolyse eingesetzt werden. Die Reaktionstemperatur kann beispielsweise bei 100 bis 250 °C liegen, die Reaktionszeit bei 2 bis 20 min. Die Überführung der Verbindung der Formel XV-a mittels Hydrolyse in eine Verbindung der Formel ΧΙΙ-a ist in Schema 6a, die Überführung der Verbindung der Formel XV -b mittels Hydrolyse in eine Verbindung der Formel ΧΙΙ-b ist in Schema 6b gezeigt:

NH 2 NH 2

Schema 6a

NH 2 NH 2

OH

Ri " / n C ^ QR6 n , saure ► R 1 - / / n C

τ> I I Bedingungen \

K 2 II K 2 I

O O

xv-b XII . b

Schema 6b Für die Herstellung von L-Aminosäuren und ihren Derivaten wird die Verbindung der Formel XV-a zur Verbindung der Formal ΧΙΙ-a umgesetzt. Für die Herstellung von D-Aminosäuren und ihren Derivaten wird die Verbindung der Formel XV-b zur Verbindung der Formal ΧΙΙ-b umgesetzt.

Alternativ zu einer Alkoholyse der Verbindungen der Formel XIV, an die sich optional eine Hydrolyse anschließen kann, können die Verbindungen der Formel XIV direkt einer direkten Hydrolyse unterzogen werden. Dabei wird die Verbindung der Formel XIV zunächst in eine Verbindung der Formel XVI überführt:

(Formel XVI) wobei i und R 2 wie in Anspruch 6 definiert sind und R 9 aus der Gruppe ausgewählt ist, die Wasserstoff, unsubstitu- iertes oder substituiertes Ci-C 6 -Alkyl, unsubstituiertes oder substituiertes C 2 -C6-Alkenyl, substituiertes oder unsub- stituiertes Aryl und substituiertes oder unsubstituiertes Heteroaryl umfasst. R 9 ist vorzugsweise Wasserstoff. Die Hydrolyse kann dann fortgesetzt werden, indem die Verbindung der Formel XVI in eine Verbindung der Formel XII überführt wird:

(Formel XII) wobei Ri und R 2 wie oben definiert sind. Die direkte Hydrolyse kann unter sauren oder basischen Bedingungen, vorzugsweise unter sauren Bedingungen durchgeführt werden. Beispielsweise kann wässrige konzentrierte Salzsäure zur sauren Hydrolyse eingesetzt werden. Die Reaktionstemperatur kann beispielsweise bei 100 bis 250 °C liegen, die Reaktionszeit bei 2 bis 20 min.

Die Überführung der Verbindung der Formel XIV-a-1 in eine Verbindung der Formel XVI-a ist in Schema 7a- 1 , die Überführung der Verbindung der Formel XIV-a-2 in eine Verbindung der Formel XVI-b ist in Schema 7a-2, die Überführung einer Verbindung der Formel XIV -b-1 in eine Verbindung der Formel XVI-b ist in Schema 7b- 1 und die Überführung einer Verbindung der Formel XIV -b-2 in eine Verbindung der Formel XVI-a ist in Schema 7b-2 gezeigt: NHR9

Schema 7a- 1

Schema 7a-2

NHR 9

Schema 7b- 1 o

Schema 7b-2

Die Überführung der Verbindung der Formel XVI-a mittels Hydrolyse in eine Verbindung der Formel ΧΙΙ-a ist in Schema 8a, die Überführung der Verbindung der Formel XVI-b mittels Hydrolyse in eine Verbindung der Formel ΧΙΙ-b ist in Schema 8b gezeigt:

Schema 8a

Schema 8b

Für die Herstellung von L-Aminosäuren und ihren Derivaten wird die Verbindung der Formel XVI-a zur Verbindung der Formal ΧΙΙ-a umgesetzt. Für die Herstellung von D-Aminosäuren und ihren Derivaten wird die Verbindung der Formel XVI-b zur Verbindung der Formal ΧΙΙ-b umgesetzt. Sind die Reste i und R 2 ungeschützte Reste so kann vorgesehen sein, dass die Reste Ri und R 2 einer Verbindung der Formeln XI, XII, XIII, XV oder XVI den Resten R 2J und/oder R 22 der Verbindung X entsprechen. Ist hingegen der Rest Ri ein geschützter Rest, so kann vorgesehen sein, dass der Rest Ri einer Verbindung der Formeln XI, XII, XIII, XV oder XVI in den Rest R 2J der Verbindung X durch Abspalten einer oder mehrerer Schutzgruppen überführt wird. Ist Rest R 2 ein geschützter Rest, so kann vorgesehen sein, dass der Rest R 2 einer Verbindung der Formeln XI, XII, XIII, XV oder XVI in den Rest R 22 der Verbindung X durch Abspalten einer oder mehrerer Schutzgruppen überführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem Mikrofluidik- System, insbesondere einem Mikrofluidik-Reaktor durchgeführt werden. Bei dem Mikrofluidik-System kann es sich beispielsweise um die von General Electric angebotene ISAR ® -Plattform handeln. Das Mikrofluidik-System kann Reinigungskartuschen umfassen, um die Zielverbindung, d. h. eine Verbindung der Formel X, oder eine Zwischenstufe einer Reinigung zu unterziehen. Das Mikrofluidik-System kann einen Polymerchip aufweisen, auf dem die Synthese der Kohlenstoff- 11 -markierten Aminosäuren oder Derivate davon durchgeführt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren kann ein automatisiertes Ver- fahren sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise als nicht-trägergebundene Synthese (n.c.a- Synthese) durchgeführt. Zum Erhalt einer enantiomerenreinen Verbindung der Formel X kann das erfindungsgemäße Verfahren einen Reinigungsschritt zur Abtrennung des ungewünschten Enantiomers umfassen. Der Reinigungsschritt kann beispielsweise eine enzymatische Reinigung oder eine chirale Trennung sein. Ist das Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens die Herstellung einer L-Aminosäure oder eines Derivates davon, so kann mittels des Reinigungsschrittes die entsprechende D-Aminosäure bzw. ihr Derivat abgetrennt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Synthesezeiten von weniger als 20 min für die Herstellung von Kohlenstoff- 1 1 -markierten Aminosäuren oder ihren Derivaten, und zwar einschließlich (i) der Umwandung von [ n C]C0 2 in [ n C]R 3 iCN, (ii) dem Einbau von [ n C]R 3 iCN in den Präkursor und (iii) die Alkoholyse, und optional anschließende Hydrolyse, oder die direkte Hydrolyse der Nitrilgruppe in die ggf. substituierte Carbonsäure.

Die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Kohlenstoff- 1 1 -markierten Aminosäuren oder Derivate davon können weiter zu Peptiden, insbesondere Oligopeptiden, oder Peptidanaloga umgesetzt werden. Die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Kohlenstoff- 1 1 -markierten Aminosäuren oder Derivate davon können zum Einbau in Peptide, Proteine oder Antikörper verwendet werden.

Die Erfindung beruht, ohne an eine Erklärung gebunden sein zu wollen, auf folgenden Erkenntnissen: Durch gezielte Wahl des optimalen Lösungsmittels, vorzugsweise 1 ,4-Dioxan in einem Verhältnis zu Methanol von 4 : 1 , und des Hilfsstoffes, vorzugsweise Cäsiumfluorid (CsF), können hohe Diastereomerenüberschüsse (de) in sehr kurzen Reaktionszeiten erreicht werden. Zum Einen sind in reinem Dioxan, Dichlormethan, Toluol oder anderen aprotisch unpolaren Lösungsmitteln unter Zusatz von Cäsiumfluorid zwar die de- Werte sehr gut (70% bis > 90%). Allerdings ist CsF in diesen Lösungsmitteln nur schlecht löslich, was dazu führt, dass die Reaktionszeit inakzeptabel auf mehrere Stunden bzw. Tage verlängert wird. Zum Anderen ist der Hilfsstoff CsF in protisch polaren Lösungsmitteln wie Wasser, DMSO oder verschiedenen Alkoholen wie Methanol, Ethanol und Propanol zwar besser löslich. Somit verkürzen sich die Reaktionszeiten auf unter eine Stunde. Allerdings verändert sich die Stereoselektivität zum schlechteren (< 50 %) und dreht sich dabei sogar um. Diese beiden gegenläufigen Effekte haben zu der Erkenntnis geführt, dass es prinzipiell möglich ist, durch geschickte Wahl des oder der Lösungsmittel und/oder des oder der Hilfsstoffe aus dem selben enantiomerenreinen (S)-Sulfinylimin-Präkursor sowohl die L-Aminosäure als auch die D- Aminosäure in guter Stereoselektivität (> 30 % ee bzw. de bei der Zwischenverbindung) darzustellen. Die Erfinder haben festgestellt, dass in einem Gemisch aus Dioxan mit wenig Methanol oder Wasser, d. h. einem Anteil von vorzugsweise 10 bis 20 %, bezogen auf das Volumen, an dem Lösungsmittelgemisch die Löslichkeit des Hilfsstoffes CsF stark steigt und somit die Reaktionszeit auf weniger als 20 min sinkt. Dabei lagen die de- Werte bei guten 70 bis 80 %. Nach der Freisetzung der angereicherten Aminosäure oder ihrem Derivat durch saure Hydrolyse, wobei auch eine basische Hydrolyse möglich ist, kann eine enzymatische Reinigung erfolgen. Beispielsweise kann durch immobilisierte D-a-Aminosäure-Oxidase (D-AAO) die D-Aminosäure entfernt werden. Dies ist auch umgekehrt möglich. Durch Verwendung des Enzyms L-a-Aminosäure-Oxidase (L-AAO) ist prinzipiell auch die Darstellung der enanti- omeren D-Aminosäure möglich. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können Aminosäuren und Derivate davon - ohne Reinigung wie eine enzymatische oder chirale Reinigung - mit einem ee-Wert von 30 % oder höher, bevorzugt 50 % oder höher, stärker bevorzugt 70 % oder höher und besonders bevorzugt 90 % oder höher erhalten werden. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können spezifische Aktivitäten von ca. 20 bis 70 GBq/μιηοΙ, erhalten werden. Es ist möglich, höhere spezifische Aktivitäten zu erreichen, was u. a. den Einsatz äußerst sauberer Gase, insbesondere Stickstoff und/oder Wasserstoff erfordert.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Verfahren von Xing et al. liegen insbesondere in der diastereoselektiven Umsetzung eines chiralen Präkursors mit [1 lC]R 3 iCN. Es können gezielt L- oder D- Aminosäuren hergestellt werden. Zudem muss der Präkursor nicht erst im Synthesemodul intermediär hergestellt werden, sondern ist thermodynamisch stabil und somit lagerbar.

Nach Maßgabe der Erfindung kann ferner ein Reagenzienkit zur vorgesehen sein, das einen erfindungsgemäßen Präkursor für die enantioselektive Herstellung einer Kohlenstoff- 1 1 -markierten Aminosäure oder eines Derivates davon, Lösungsmittel und einen oder mehrere Hilfsstoffe umfassen kann. Zusätzlich kann das erfindungsgemäße Reagenzienkit eine oder mehrere Reinigungskartuschen umfassen. Das erfindungsgemäße Reagenzienkit ermöglicht die automatisierte enantioselektive Herstellung der Kohlenstoff- 1 1 -markierten Aminosäure oder des Derivates davon. Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die die Erfindung nicht einschränken sollen, näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 ein radiochemisches HPLC-Chromatogramm, das die Ergebnisse der Markierungsreaktion bei der dias- tereoselektiven Herstellung von [l - n C]-L-Tyrosin (Verbindung X-12) zeigt;

Fig. 2 ein radiochemisches HPLC-Chromatogramm, das die Reaktionsprodukte nach der Hydrolyse und vor der Aufreinigung zeigt;

Fig. 3 ein radiochemisches HPLC-Chromatogramm, das die Ergebnisse der Aufreinigung mit einer SPE- artusche zeigt; und

Fig. 4 ein radiochemisches HPLC-Chromatogramm, das die Ergebniise der enzymatischen Aufreinigung zeigt.

Allgemeine Synthesevorschrift für die diastereoselektive Markierung von a-Aminosäuren mit r n C " |HCN

Start: Bildung von [ n C]HCN aus [ n C]C0 2

Zunächst wird das im Zyklotron gebildete [ n C]C0 2 in die Heißzelle geleitet und dort auf einem Molsieb (4Ä) absorbiert. Währenddessen strömt Stickstoff durch das Molsieb und zieht ungewollte Verunreinigungen mit sich. Das Molsieb wird nun auf eine Temperatur von 350 °C erhitzt, wobei ab ca. 200 °C das abgefangene [ n C]C0 2 vom Molsieb desorbiert wird und durch den Stickstoffstrom (von 40 mL/min) weitergeleitet wird. Im nächsten Reaktionsschritt wird Wasserstoffgas (20 ml/min) zu dem Stickstoff/[ n C]C0 2 -Gemisch geleitet und dieses Gasgemisch wird über einen 400 °C heißen Nickelkatalysator geleitet. Bei diesem Prozess wird das [ n C]C0 2 zu n C-Methan ([ n C]CH 4 ) und Wasser reduziert. Wasser und nicht reagiertes [ n C]C0 2 werden abgefangen (mit Ascarit und Sicca- pent) und zum übrig bleibenden Methanstrom wird gasförmiges Ammoniak (5 ml/min) zugegeben. Dieses Gasgemisch wird über einen Platindraht bei 950 °C geleitet und dabei entsteht [ n C]HCN. Dieser Gasstrom wird nun direkt für die Synthese von Aminosäuren verwendet.

A) Markierungs-Reaktion

In ein kleines Reaktorvial (V=l -3 mL) werden ein Präkursors der Formel II, vorzugsweise der Formel III (zwischen 0,5 -5 mg) und Cäsiumfluorid (1 -2 eq), gelöst in ca 200-800 eines Lösungsgemisches, bestehend aus 1 ,4-Dioxan und Methanol (Mischungsverhältnis 7 : 3 bis 9 : 1 , vorzugsweise 8 : 2, bezogen auf das Volumen), vorgelegt. Das radiomarkierte, gasförmige [ n C]HCN wird mit einem Trägergasstrom (Mix aus N 2 , H 2 und NH 3 ) von ca. 50-500 mL/min in dieses Reaktorvial eingeleitet. Die Reaktion wird bei Raumtemperatur durchgeführt, aber auch höhere und tiefere Temperaturen sind möglich, z. B. 10 bis 60 °C.

Die vollständige Bildung von [ n C]HCN dauert, je nach eingestelltem Gasfluss zwischen 1 und 10 Minuten. Nach Beendigung der [ n C]HCN-Bildungsreaktion wird noch kurz (0,1 -5 min) Wasserstoffgas (ca. 20-150 ml/min) durch das Reaktorvial geleitet um überschüssiges Ammoniak zu entfernen. Auf diese Weise entsteht das Aminosäurenitril der Formel II, vorzugsweise der Formel V als Zwischenverbindung. Die Markierungsraten liegen üblicherweise zwischen 70-95 % des eingesetzten [ n C]HCNs.

B) Automatisierte Hydrolyse

Die Reaktionslösung wird nach beendeter Markierungsreaktion in ein weiteres Reaktorvial (V = 2 bis 4 ml) überführt. (Das ist aber nicht erforderlich. Vielmehr kann die Hydrolyse auch im selben Reaktorvial durchgeführt werden). Das Reaktorvial wird von außen erhitzt und Wasserstoffgas wird durch die Reaktionslösung durchgeleitet, wodurch die Lösung etwas eingeengt wird. Als nächstes wird konzentrierte HCl (400-1000 μΐ) in dieses Reaktorvial gegeben und die Reaktionslösung für 2-20 min bei 100-250 °C erhitzt. Nach beendeter Hydrolyse wird die Lösung mit soviel an Puffer ( 3 P0 4 ) versetzt, so dass der pH- Wert der Lösung auf pH = 2-2,5 eingestellt wird. Vorteilhafterweise liegt der pH-Wert ca. 2 Punkte unter dem isoelektischen Punkt der Zielverbindung, d. h. einer a-Aminosäuren der Formel X.

C) Aufreinigung

Die Aufreinigung der in Schritt B) erhaltenen Zielverbindung kann automatisch oder manuell vorgenommen werden. Zur manuellen Aufreinigung wird die Lösung so auf eine konditionierte SPE- artusche (SPE = Festphasenextraktion) aufgetragen (z. B. PSH+ oder SCX von Machery Nagel ® , ähnliche Kartuschen sind von anderen Anbietern erhältlich), dass die Zielverbindung gebunden wird und die Nebenprodukte abgetrennt werden können. Die SPE- Kartusche wird mit sogenannten Waschlösungen gespült (H 2 0, Acetonitril (ACN), verdünnte Säuren wie Essigsäure (AcOH)) und die aufgereinigte, freie Zielverbindung wird mit einem geeigneten Eluenten (z.B. 0,5 M wässrige NaOH oder 0,4 M NH 3 in H 2 0/ACN) eluiert (wobei andere Eluentenlösungen möglich sind).

Dieses Eluat wird so mit einem Puffergemisch (Tris-Base, FAD-Lösung) versetzt, dass der pH- Wert der Lösung bei ca. 8-9 liegt und die Tris-Konzentration bei 50 mM, die FAD-Konzentration bei 10 μΜ (wobei andere Puffergemi- sehe möglich sind, FAD = Flavin-Adenin-Dinukleotid, das aber nicht zwingend notwendig ist). Diese Lösung wird langsam über eine Kartusche gegeben, welche mit 0,1 -2 g immobilisierter D-a-Aminosäure-Oxidase (D-AAO) gefüllt ist.

Man erhält eine Verbindung der Formel X mit R 5 gleich Hydroxy in ca. 30 bis 50 % zerfallskorrigierter Ausbeute (10 bis 15 % nicht-zerfalls-korrigiert, bezogen auf gebildetes [ n C]HCN, wobei auch höhere Ausbeuten möglich sind), in > 95% radiochemischer Reinheit, und einem ee-Wert von 100 %. Ohne enzymatische Aufreiniung wird die Aminosäure mit einem ee-Wert von 70 bis 90 % erhalten.

Beispiel 1 : Synthese von L-ri- n C1-Phenylalanin (Verbindung X-l 1)

A) Markierung mit Kohlenstoff- 1 1

In ein kleines Reaktorvial (V=l ,3 mL) wurden der Phenylalanin-Sulfinylimin-Präkursor (S,E)-2- et yl-N-(2- phenylethylidene)propane-2-sulfinamide (Formel III-a-11 , 2,1 mg)

(Formel III-a-1 1) und Cäsiumfluorid (2,1 mg, 1 ,5 eq), gelöst in 450 μΐ. eines Lösungsmittelgemisches, bestehend aus 1 ,4-Dioxan und Methanol (Mischungsverhältnis 8 : 2, bezogen auf das Volumen), vorgelegt. Das radiomarkierte, gasförmige [ n C]HCN wurde mit einem Trägergasstrom (Mix aus N 2 , H 2 und NH 3 ) von ca. 65-70 mL/min von unten in dieses Reaktorvial für 8 min bei Raumtemperatur eingeleitet. Es entstand das [l - n C]Phenylalanin-Nitril als Zwischenverbindung mit Markierungsraten von 73 ± 3 % des eingesetzten [ n C]HCN. B) Hydrolyse

Als nächstes wurde konzentrierte HCl (600 μΐ) in dieses Reaktorvial gegeben und die Reaktionslösung für 5 min bei 150 °C erhitzt. Nach beendeter Hydrolyse wurde die Lösung in ein 10 ml-Vial gegeben, in welchem 2,5 ml einer wässrigen 1 M 3 P0 4 -Lösung vorgelegt wurde, so dass der pH- Wert der Lösung auf pH = 2-2,5 eingestellt wurde. C) Aufreinigung

Die Lösung wurde auf eine konditionierte SPE- artusche aufgetragen (z.B. PSH+ von Machery Nagel), 4 ml/min. Die SPE-Kartusche wurde sukzessive mit 2 ml 3 % Essigsäure (AcOH), 2 ml Acetonitril (ACN) und 5 ml H 2 0 gespült und das [l - n C] -Phenylalanin wurde mit 1 ,5 ml 0,5 M wässriger NaOH eluiert. Dieses Eluat wurde mit 500 μΐ eines Tris-Puffers (500 mM Tris-Base, 50 μΜ Flavin-Adenin-Dinukleotid, pH 7,5) versetzt und die Lösung wurde langsam über eine Kartusche gegeben, welche mit 0,5 g immobilisierter D-Alphaaminosäureoxidase (D-AAO) gefüllt war.

Es wurde L-[l- n C] -Phenylalanin in ca. 30 ± 3 % zeitkorrigierter Ausbeute (bezogen auf gebildetes [ n C]HCN), in > 95 % radiochemischer Reinheit, und einem ee-Wert von 100% erhalten.

A) Markierung mit Kohlenstoff- 1 1

In ein kleines Reaktorvial (V=l ,3 mL) wurden der Tyrosin-Sulfinylimin-Präkursor {Sß)-N-{2-{A-{A- methoxybenzyloxy)phenyl)ethylidene)-2-methylpropane-2-sulfin amide (Formel III-a-12, Schutzgruppe p- Methoxybenzyl, 2,7 mg)

(Formel III-a-12) und Cäsiumfluorid (1 ,7 mg, 1 ,5 eq), gelöst in 450 μΐ. eines Lösungsmittelgemisches, bestehend aus 1 ,4-Dioxan und Methanol (Mischungsverhältnis 8 : 2, bezogen auf das Volumen), vorgelegt. Das radiomarkierte, gasförmige [ n C]HCN wurde mit einem Trägergasstrom (Mix aus N 2 , H 2 und NH 3 ) von ca. 65-70 mL/min von unten in dieses Reaktorvial für 8 min bei Raumtemperatur eingeleitet. Es entstand das para-methoxybenzylgeschützte [1- C]Tyrosin-Nitril als Zwischenverbindung mit Markierungsraten von 88 ± 5 % des eingesetzten [ n C]HCN.

B) Hydrolyse und Abspaltung der Schutzgruppe

Das Reaktorvial wurde nun von außen erhitzt und Wasserstoffgas wurde durch die Reaktionslösung durchgeleitet, wodurch die Lösung etwas eingeengt wurde. Als nächstes wurde konzentrierte HCl (800 μΐ) in dieses Reaktorvial gegeben und die Reaktionslösung für 5 min bei 150 °C erhitzt. Nach beendeter Hydrolyse wurde die Lösung mit 3 ml einer wässrigen 1 M 3 P0 4 -Lösung versetzt, so dass der pH- Wert der Lösung auf pH = 2-2,5 eingestellt wurde.

C) Aufreinigung

Die Aufreinigung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt. Man erhielt L-[l- n C]-Tyrosin in ca. 39 ± 6 % zeitkorrigierter Ausbeute (bezogen auf gebildetes [ n C]HCN), in > 95% radiochemischer Reinheit, und einem ee-Wert von

100%.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen radiochemische HPLC-Chromatogramme, die die enantioselektive Herstellung der Ziel- Verbindung X-12 bestätigen. Fig. 1 zeigt die Ergebnisse der Markierungsreaktion. Bei 13,207 min findet man das (S)-N-((R)-l -cyano-2-(4-(4-methoxybenzyloxy)phenyl)ethyl)-2-methylpropan e-2-sulfinamid, bei 13,684 min findet man das (S)-N-((S)-l -cyano-2-(4-(4-methoxybenzyloxy)phenyl)ethyl)-2-methylpropan e-2-sulfinamid. Das bestätigt, dass eines der beiden Diastereomere stark bevorzugt gebildet wird. Fig. 2 zeigt die Reaktionsprodukte nach der Hydrolyse und vor der Aufreinigung. Es ist zu erkennen, dass die Zielverbindung im hohen Überschuss zum ande- ren Enantiomer (D-Tyrosin) vorliegt. Fig. 3 zeigt die Ergebnisse der Aufreinigung mit einer SPE -Kartusche und Fig. 4 die Ergebnisse der enzymatischen Aufreinigung. Es ist zu erkennen, dass durch die Reinigungsschritte die Enanti- omerenreinheit weiter erhöht wurde.

Beispiel 3 : Synthese von L-ri-"Cl-Leucin (Verbindung X-13)

A) Markierung mit Kohlenstoff- 1 1

In ein kleines Reaktorvial (V=l,3 mL) wurden der Leucin-Sulfinylimin-Präkursor (S,E)-2- et yl-N-(3- methylbutylidene)propane-2-sulfinamide (Formel III-a-13, 2,0 mg)

(Formel III-a-13) und Cäsiumfluorid (2,4 mg, 1 ,5 eq), gelöst in 450 μΐ. eines Lösungsmittelgemisches bestehend aus 1 ,4-Dioxan und Methanol (Mischungsverhältnis 8 : 2, bezogen auf das Volumen), vorgelegt. Das radiomarkierte, gasförmige [ n C]HCN wurde mit einem Trägergasstrom (Mix aus N 2 , H 2 und NH 3 ) von ca. 65-70 mL/min von unten in dieses Reaktorvial für 8 min bei Raumtemperatur eingeleitet. Es entstand das [l- n C]Leucin-Nitril als Zwischenverbindung mit Markierungsraten von 70±10% des eingesetzten [ n C]HCNs.

B) Hydrolyse

Die Hydrolyse wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass die Hydrolysetemperatur 130 °C betrug.

C) Aufreinigung

Die Aufreinigung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt. Man erhielt L-[l- n C]-Leucin in ca. 35 ± 5 % zeitkorrigierter Ausbeute (bezogen auf gebildetes [ n C]HCN), in > 95% radiochemischer Reinheit, und einem ee-Wert von 100 %.

Beispiel 4: Synthese von L-ri- n C1-Valin (Verbindung X-14)

A) Markierung mit Kohlenstoff- 1 1

In ein kleines Reaktorvial (V=l ,3 mL) wurden der Valin-Sulfinylimin-Präkursor (/>,ii)-2-methyl-iV-(2- methylpropylidene)propane-2-sulfinamide (Formel III-a-14 1 ,8 mg)

(Formel III-a-14) und Cäsiumfluorid (2,3 mg, 1 ,5 eq), gelöst in 450 μΐ. eines Lösungsmittelgemisches, bestehend aus 1 ,4-Dioxan und Methanol (Mischungsverhältnis 8 : 2, bezogen auf das Volumen), vorgelegt. Das radiomarkierte, gasförmige [ n C]HCN wurde mit einem Trägergasstrom (Mix aus N 2 , H 2 und NH 3 ) von ca. 65-70 mL/min von unten in dieses Reaktorvial für 8 min bei Raumtemperatur eingeleitet. Es entstand das [l- n C]Valin-Nitril als Zwischenverbindung mit Markierungsraten von 70 ± 3 % des eingesetzten [ n C]HCN.

B) Hydrolyse

Die Hydrolyse wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt.

C) Aufreinigung

Die Aufreinigung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt. Man erhielt L-[l- n C]-Valin in ca. 18 ± 6 % zeitkorrigierter Ausbeute (bezogen auf gebildetes [ n C]HCN), in > 95 % radiochemischer Reinheit, und einem ee-Wert von 100%.

Beispiel 5: Synthese von L-P - n C1 Alanin (Verbindung X-15) In ein kleines eaktorvial (V=l ,3 mL) wurden der Alanin- Sulfinylimin-Präkursor (/>,£)-iV-ethylidene-2- methylpropane-2-sulfinamide (Formel III-a-15 1 ,8 mg)

(Formel III-a-15) und Cäsiumfluorid (2,8 mg, 1 ,5 eq), gelöst in 450 μΐ. eines Lösungsmittelgemisches, bestehend aus 1 ,4-Dioxan und Methanol (Mischungsverhältnis 8 : 2, bezogen auf das Volumen), vorgelegt. Das radiomarkierte, gasförmige [ n C]HCN wurde mit einem Trägergasstrom (Mix aus N 2 , H 2 und NH 3 ) von ca. 65-70 mL/min von unten in dieses Reaktorvial für 8 min bei Raumtemperatur eingeleitet. Es entstand das [l- n C] Alanin -Nitril als Zwischenverbindung mit Markierungsraten von 76 ± 5 % des eingesetzten [ n C]HCN.

Beispiel 6: Synthese von L-ri-"Cl-Serin (Verbindung X-16)

In ein kleines Reaktorvial (V=l ,3 mL) wurden der Serin-Sulfinylimin-Präkursor [(S,E)-N-(2-(4- methoxybenzyloxy)ethylidene)-2-methylpropane-2-sulfinamide (Verbindung III-a-16, Schutzgruppe p- Methoxybenzyl, 2,4 mg)

(Formel III-a-16) und Cäsiumfluorid (1 ,9 mg, 1 ,5 eq), gelöst in 450 eines Lösungsmittelgemisches, bestehend aus 1 ,4-Dioxan und Methanol (Mischungsverhältnis 8 : 2, bezogen auf das Volumen), vorgelegt. Das radiomarkierte, gasförmige [ n C]HCN wurde mit einem Trägergasstrom (Mix aus N 2 , H 2 und NH 3 ) von ca. 65-70 mL/min von unten in dieses Reaktorvial für 8 min bei Raumtemperatur eingeleitet. Es entstand das para-methoxybenzylgeschützte [l- n C]Serin- Nitril als Zwischenverbindung mit Markierungsraten von 78±5% des eingesetzten [ n C]HCN.