氟代二硫代磷酸酯类化合物及其制备方法与应用

IPC分类号 : C07H19/20I,C07H1/00I,C07F9/20I,C07B59/00I,A61K51/08I,A61K51/04I,A61K51/02I

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CN201910847244.6

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专利摘要

本发明涉及氟代二硫代磷酸酯类化合物及其制备方法与应用，所述氟代二硫代磷酸酯类化合物具有式(I)所示结构。本发明首次以1,3,2‑二硫磷杂环戊烷为18/19F标记前体，通过亲核取代‑消去的低反应能垒标记策略来超快速、一步构建氟代二硫代磷酸酯类化合物；本发明的氟代二硫代磷酸酯类化合物可以在含水溶液中制备，同时标记条件温和，反应时间短，在20℃的条件下反应30秒即可达到97％的产率，无需干燥F‑，比活度高、纯化方便，标记产物体内外稳定性好，在制备磷酸类似物分子探针、热敏感和溶剂敏感的多肽或蛋白质等生物分子的正电子药物领域具有广阔的应用前景。

权利要求

1.氟代二硫代磷酸酯类化合物，其特征在于，具有如式(I)所示结构：

其中，R选自：

其中m，n，o，p，q，r，s均为0-7；X选自-H，-CN，-NO2，-OCH3，-OC6H5，-N(CH3)2或-CHO。

2.权利要求1所述氟代二硫代磷酸酯类化合物的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：

将式(Ⅱ)所示化合物与[18F]F-发生亲核取代反应制得所述氟代二硫代磷酸酯类化合物；

其中，R指代同权利要求1所述。

3.根据权利要求2所述的氟代二硫代磷酸酯类化合物的制备方法，其特征在于，式(Ⅱ)所示化合物与[18F]F-的亲核取代反应具体步骤如下：

在纯有机相条件下，以上述前体化合物式(Ⅱ)为原料经[18F]F-亲核取代进行18F标记，或直接以氟离子水溶液以及前体化合物式(Ⅱ)为原料经[18F]F-亲核取代进行18F标记。

4.根据权利要求3所述的氟代二硫代磷酸酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述亲核取代反应过程中，反应温度为20～80℃，反应时间为10～300秒。

5.根据权利要求4所述的氟代二硫代磷酸酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述亲核取代反应过程中，反应温度为20～37℃，反应时间为10～30秒。

6.权利要求1所述的氟代二硫代磷酸酯类化合物在制备正电子发射显像剂中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述正电子发射显像剂为磷酸类似物探针。

8.根据权利要求7所述应用，其特征在于，所述磷酸类似物为磷酸酪氨酸和单磷酸腺苷。

9.权利要求1所述的氟代二硫代磷酸酯类化合物在标记多肽和蛋白用于制备正电子发射显像剂中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述多肽为c(RGDfK)[环(Arg-Gly-Asp-dPhe-Lys)]，奥曲肽、PSMA配体和/或适配体。

11.权利要求1所述的氟代二硫代磷酸酯类化合物作为假肢在温和的条件下标记和修饰蛋白、多肽或金属纳米颗粒，具体标记方式如下：

其中，R指代同权利要求1所述，R2为蛋白、多肽或金属纳米颗粒。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种新型的氟代二硫代磷酸酯类化合物的合成以及标记，特别涉及该化合物在正电子发射显像剂制备中的应用。

背景技术：

正电子发射显像(Positron emission tomography，PET)是可在活体上显示生物分子代谢、各种受体及神经介质活动的影像技术，现已广泛用于肿瘤、神经系统及心血管系统等多种疾病的诊断与鉴别诊断、病情判断、疗效评价、脏器功能研究和新药开发等方面。

在PET显像常用的核素中，¹⁸F是应用最为广泛的正电子核素，具有优良的化学性质和核素特征：氟原子范德华半径与氢原子类似，对标记化合物的生物性质影响小；¹⁸F半衰期较合适(为109.8分钟)，允许进行多步的标记反应和延迟PET 成像；97％β⁺衰变，射线最大能量为0.635MeV，对正常组织辐射损伤较小而且能够提高显像空间分辨率。这些优点使¹⁸F标记方法的研究以及PET探针的研发成为了当今研究热点。

近年来，在非碳原子上的¹⁸F标记方法逐渐被开发并用于PET探针的制备。这类标记方法选择性好、放化产率(Radiochemical yields，RCYs)高，与在碳原子上标氟相比，标记条件相对温和。但是，这类非碳原子的¹⁸F标记方法存在如下缺点：1)需要在特定的pH环境中才能标记；2)标记前体分子量大；3)存在体内脱氟现象等等。

由于P-F键的离解能与C-F的离解能相当(在25℃条件下，H₂P-F键离解能 461.5±10.5kjmol^-1，CH₃-F键离解能460±8.4kjmol-1)，因此构建P-¹⁸F来替代传统C-¹⁸F标记方法具有很大的应用前景。在20世纪60年代就有报道，800℃下通过固相反应合成¹⁸F和³²P双核素标记的Na³²PO₂¹⁸F。2005年，有报道在室温下通过磷酰氯和[¹⁸F]F^-经卤素复分解反应来构建带有P-¹⁸F，放化产率高达96％，遗憾的是该P^-18F表现出较差的稳定性。因此提高P-F键的稳定性是P-F标记的关键。

发明内容

本发明通过以1,3,2-二硫磷杂环戊烷类化合物为前体通过亲核取代的策略实现超快速、温和的构建P-¹⁸F或P-¹⁹F键。通过硫化的方法降低P的电负性并且引入阴离子成内盐以提高稳定性。并将此超快温和的标记方法应用于多肽，核苷等多种生物分子的¹⁸F标记上，以根据此方法获得一批制备简单、比活度高、体内稳定性好、高靶向性的新型疾病早期诊断探针。

本发明的第一目的在于提供一种氟代二硫代磷酸酯类化合物，其具有如式 (I)所示结构：

其中，R选自：

其中m，n，o，p，q，r，s均为0-7，X选自-H，-CN，-NO₂，-OCH₃，-OC₆H₅， -N(CH₃)₂或-CHO。

本发明提供的上述氟代二硫代磷酸酯类化合物在体内具有极高的稳定性，且体积小、分子量低，与磷酸基团极为相似可以用于标记和模仿磷酸基团，并且自身也是极好的标记假肢可以在温和的条件下实现对多种多肽、蛋白、金属分子的放射性标记。

作为本发明尤为典型的技术方案，所述氟代二硫代磷酸酯类化合物具有如下之一的结构：

上述两种氟代二硫代磷酸酯类化合物相较于其他结构在结构上最为简单并代表着取代基非共轭与共轭两种情况，以其为例可以更好的探讨标记和标记反应的性质。共轭结构和非共轭结构在纯有机溶剂中均展现出较高的标记效率，但在含水条件下非共轭结构相比于共轭结构展现出更高的标记效率。含有¹⁹F的氟代二硫代磷酸酯类化合物可以通过连接其他荧光结构或是标记的形式达到类似的效果。

本发明的第二目的在于提供上述氟代二硫代磷酸酯类化合物的前体化合物，其具有式(Ⅱ)所示结构：

其中，R的指代同上述关于上述氟代二硫代磷酸酯类化合物的限定。

本发明首次以式(Ⅱ)所示结构，即1,3,2-二硫磷杂环戊烷为所述氟代二硫代磷酸酯类化合物的^18/19F标记前体，通过亲核取代的标记策略来构建正电子核素探针，在标记条件方面存在明显优势。该标记方法与传统的标记方法相比有更高的标记率，标记时间更短，标记的耐水性更好，在20％的含水率下仍能保持一定的标记效率。

本发明的第三目的在于提供上述前体化合物的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)化合物a与1，2-乙二硫醇经加成反应得化合物b；

(2)化合物b与醇经亲核取代反应得化合物c；

(3)化合物c与硫粉经加成反应得前体化合物d；

其中，R的指代同上述关于上述氟代二硫代磷酸酯类化合物的限定。

优选地，步骤1)以苯为溶剂，优选无水苯。

优选地，步骤2)和步骤3)均以二氯甲烷为溶剂。

作为更理想的实施方式，所述前体化合物的制备包括如下步骤：

1)将化合物a置于反应瓶中，氩气保护下加入无水苯后，将1，2-乙二硫醇在冰水浴条件下逐滴滴加到反应瓶中反应10分钟以上，再室温下反应1-3小时再过滤，减压旋干；

2)将化合物b和5-乙硫基四氮唑置于反应瓶中，加入无水二氯甲烷，将醇类化合物加入其中，在室温下反应2-3小时，减压旋干；

3)将化合物c置于反应瓶中，加入无水二氯甲烷，加入过量硫粉并反应过夜，减压旋干后加入少量乙酸乙酯再过滤除去多余硫粉，柱色谱纯化，得前体化合物 d。

进一步地，步骤3)中反应时长优选为24小时。

本发明的第四目的提供了上述氟代二硫代磷酸酯类化合物的制备方法：

其以上述前体化合物为原料，通过亲核取代的标记策略制得所述氟代二硫代磷酸酯类化合物；

或以上述制备方法先制得所述前体化合物，再经亲核取代的标记策略制得所述氟代二硫代磷酸酯类化合物。

优选地，亲核取代标记¹⁹F的策略为：以所述前体化合物与四丁基氟化铵为原料制得。

具体而言，亲核取代标记¹⁹F的策略为：将式(Ⅱ)所示化合物置于反应瓶中加入无水四氢呋喃，加入四丁基氟化铵，在室温条件下反应2分钟，减压旋干，柱色谱纯化，得¹⁹F标记的氟代二硫代磷酸酯类化合物。

优选地，亲核取代标记¹⁸F的策略为：在纯有机相条件下，以上述前体化合物式(Ⅱ)为原料经[¹⁸F]F^-亲核取代进行¹⁸F标记，或直接以氟离子水溶液以及前体化合物式(Ⅱ)为原料经[¹⁸F]F^-亲核取代进行¹⁸F标记,亲核取代过程中反应温度为20～80℃，反应时间为10～300秒。

优选地，亲核取代过程中反应温度为20～37℃，反应时间为10～30秒。

更优选地，亲核取代过程中反应温度为20℃，反应时间为30秒。

本发明的氟代二硫代磷酸酯类化合物可以直接在氟离子水溶液中完成，同时和现有的¹⁸F标记方法相比反应条件更为温和，反应时间也大幅度缩短至30秒，使得标记过程更加简洁，标记效率在很大程度上得到提升。

具体而言，本发明根据标记条件的不同提供2种不同的亲核取代的¹⁸F标记策略：

方法一：在纯有机相条件下，以上所述前体化合物式(Ⅱ)为原料经[¹⁸F]F^-亲核取代进行¹⁸F标记。

用8mg 4，7，13，16，21，24-六氧杂-1，10-二氮杂双环[8.8.8]二十六烷(K2.2.2)和1mg K₂CO₃的乙腈水溶液淋洗[¹⁸F]F^-富集的QMA-Sep-Pak柱，乙腈共沸除水后，用含K₂CO₃，K2.2.2，[¹⁸F]F^-的混合物与0.5mg标记前体式(Ⅱ)化合物溶解在100μL乙腈溶剂中，以20～80℃的条件下反应10～300秒。停止反应，加入大约10mL水将反应体系稀释，活化的Sep-PakC18柱，将滤液收集到1号瓶中(主要是没有参与反应的[¹⁸F]F^-)，然后再用10mL水洗涤柱子，将滤液收集到2号瓶中(确保将没有参与反应的[¹⁸F]F^-彻底淋洗干净)，用氮气将Sep-PakC18柱吹干，用2mL 乙腈洗涤C18柱，将滤液收集到3号瓶中，氮气吹浓缩后经HPLC分离纯化，用氮气将溶液中的乙腈吹干得到¹⁸F标记的终产物式(I)，标记物放化纯大于99％。

方法二：直接以氟离子水溶液以及前体化合物式(Ⅱ)为原料经[¹⁸F]F^-亲核取代进行¹⁸F标记。

含[¹⁸F]F^-的氟离子水溶液(10μL)与0.5mg标记前体式(Ⅱ)化合物溶解在100 μL乙腈溶剂中，以20～80℃的条件下反应10～300秒。停止反应，加入大约10mL 水将反应体系稀释，再通过Sep-Pak C18柱，将滤液收集到1号瓶中(主要是没有参与反应的[¹⁸F]F^-)，然后再用10mL水洗涤柱子，将滤液收集到2号瓶中(确保将没有参与反应的[¹⁸F]F^-彻底淋洗干净)，用氮气将Sep-Pak C18柱吹干，用2mL乙腈洗涤Sep-Pak C18柱，将滤液收集到3号瓶中，氮气吹浓缩后经HPLC分离纯化，用氮气将溶液中的乙腈吹干得到¹⁸F标记的终产物式(I)，标记物放化纯大于99％。

本发明所提供的上述制备方法，HPLC纯化操作为本领域的常规技术手段，本发明对此不作特别限定。

本发明所提供的上述制备方法，原料和溶剂等的相对用量，以及减压旋干，柱色谱纯化等操作均为本领域的常规技术手段，本发明对此不作特别限定。

本发明的第五目的在于提供上述氟代二硫代磷酸酯类化合物或其前体化合物在正电子发射显像中的应用；优选在制备正电子发射显像剂制备中的应用包括制备磷酸类似物探针、热敏感和溶剂敏感的生物分子(优选多肽或蛋白质等)的正电子药物。

优选地，所述的磷酸类似物为磷酸酪氨酸和单磷酸腺苷。

优选地，所述多肽为c(RGDfK)[环(Arg-Gly-Asp-dPhe-Lys)]，奥曲肽、PSMA 配体和/或适配体。

本发明的第六目的在于提供上述的氟代二硫代磷酸酯类化合物作为假肢(linker)在温和的条件下标记和修饰蛋白、多肽或金属纳米颗粒的应用：

其中，R的指代同上述关于上述氟代二硫代磷酸酯类化合物的限定，R²为蛋白、多肽或金属纳米颗粒。

标记方式可以采用形成二硫键或与金属形成配位键的形式进行标记。

本发明至少实现了如下有益效果：

(1)本发明通过硫化的方法降低P的电负性并且引入阴离子形成内盐以提高稳定性来改善氟代磷酸酯的体内稳定性。

(2)首次利用以1,3,2-二硫磷杂环戊烷为标记前体，通过亲核取代的标记策略，标记条件温和，在20℃左右即可进行，比活度高，标记速度极快，仅需30 秒。

(3)创新性地首次利用氟代二硫代磷酸酯用于正电子发射显像剂的¹⁸F标记。

(4)氟代二硫代磷酸酯结构新颖功能多样与磷酸结构极为相似可以用作模仿和标记磷酸类似物。

附图说明

图1为实施例2所制备的化合物[¹⁸F]4所示¹⁸F标记的氟代二硫代磷酸酯的 HPLC结果示意图；

图2为实施例5所制备的化合物[¹⁸F]7所示¹⁸F标记的氟代二硫代磷酸酯的 HPLC结果示意图；

图3为实施例13所制备的化合物[¹⁸F]26所示¹⁸F标记的氟代二硫代磷酸酯的 HPLC结果示意图；

图4为实施例15所制备的化合物[¹⁸F]29所示18F标记的氟代二硫代磷酸酯的 HPLC结果示意图；

图5为实验例1中化合物[¹⁸F]4和[¹⁸F]7标记时间和放化产率的关系示意图，其中，横坐标为时间(单位：秒)，纵坐标为产率(单位：百分比)；

图6为实验例1中对照组常规标记方法的标记时间和放化产率示意图；

图7为实验例2中化合物[¹⁸F]4和[¹⁸F]7标记温度和含水量(1-乙腈比例)与放化产率的关系示意图，横坐标为乙腈比例(单位：百分比)，纵坐标为产率(单位：百分比)；

图8为实验例2中对照组常规标记方法温度和含水量与放化产率的关系示意图；

图9为实验例3提供的化合物[¹⁸F]4在正常Balb/C小鼠体内正电子发射动态60 分钟显像结果示意图；

图10为实验例3提供的化合物[¹⁸F]4在正常Balb/C小鼠体内的时间-活度曲线，其中，横坐标为时间(单位：分钟)，纵坐标为每克组织放射性占注入量的百分比(单位：％ID/g)；

图11为实验例4提供的化合物[¹⁸F]7在正常Balb/C小鼠体内正电子发射动态 60分钟显像结果；

图12为实验例4提供的化合物[¹⁸F]7在正常Balb/C小鼠体内的时间-活度曲线，其中，横坐标为时间(单位：分钟)，纵坐标为每克组织放射性占注入量的百分比(单位：％ID/g)；

图13为实验例5提供的化合物[¹⁸F]7标记的人血清白蛋白(HAS)在正常 Balb/C小鼠体内的正电子发射15分钟血池显像结果；

图14为实验例6提供的化合物[¹⁸F]7标记的纳米钯片在4T1皮下瘤雌性Balb/C 小鼠体内的正电子发射120分钟肿瘤成像结果；

图15为实验例7提供的化合物[¹⁸F]29在MDA-MB-453皮下瘤裸鼠体内的正电子发射15分钟肿瘤成像结果。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例提供一种¹⁹F标记的氟代二硫代磷酸酯类化合物，其制备历程及具体步骤如下：

化合物1的合成步骤：

将10mmol二氯(二乙氨基)膦置于反应瓶中，氩气保护下加入40mL无水苯后，将10mmol 1，2-乙二硫醇在冰水浴条件下逐滴滴加到反应瓶中反应30分钟后，再室温下反应2小时再过滤，减压旋干。

化合物1的核磁数据：

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃):δ106.98.

化合物2的合成步骤：

将5mol化合物1和6mmol 5-乙硫基四氮唑置于反应瓶中，加入40mL无水二氯甲烷，将5mmol 3-丁炔-1-醇加入其中，在室温下反应3小时再过滤，减压旋干。

化合物2的核磁数据：

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃):δ148.93.

化合物3的合成步骤：

将5mmol化合物2置于反应瓶中，加入20mL无水二氯甲烷，加入过量硫粉并反应过夜，减压旋干后加入少量乙酸乙酯再过滤除去多余硫粉，柱色谱纯化。

化合物3的核磁数据：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ2.07(t,1H,J＝27.5Hz),2.68(m,2H),3.69(m, 4H),4.27(m,2H).¹³C NMR(101MHz,CDCl₃)δ79.59(s),70.34(s),65.65(d,J＝ 8.8Hz),41.44(s),20.42(d,J＝9.1Hz).³¹P NMR(161.9MHz,CDCl₃):δ125.84.

化合物4的合成步骤：

将1mmol化合物3置于反应瓶中加入5mL无水四氢呋喃，加入2mmol四丁基氟化铵，在室温条件下反应3小时，减压旋干，柱色谱纯化得到¹⁹F标记的氟代二硫代磷酸酯类化合物4。

化合物4的核磁数据：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ1.04(t,12H),1.51(m,8H),1.69(m,8H),1.99(t, 1H,J＝9.7Hz),2.66(m,2H),3.35(t,8H,J＝52.9Hz),4.25(m,2H).¹³C NMR(101 MHz,CDCl₃):δ80.73(s),69.48(s),64.30(d,J＝7.9Hz),59.03(s),24.16(s),20.60 (d,J＝8.3Hz),19.76(s),13.69(s).³¹P NMR(162MHz,CDCl₃):δ122.84(s)；116.03 (s).¹⁹F NMR(376MHz,CDCl₃):δ-5.81(s),-8.75(s).

实施例2

本实施例提供了一种用于正电子发射显像的¹⁸F标记的氟代二硫代磷酸酯类化合物，化合物3的合成步骤与实施例1相同，其标记具体步骤如下：

方法一：用8mg K2.2.2和1mg K₂CO₃的乙腈水溶液淋洗[¹⁸F]F^-富集的 QMA-Sep-Pak柱，乙腈共沸除水后，用含K₂CO₃，K2.2.2，[¹⁸F]F^-的混合物与0.5mg 化合物3溶解在100μL乙腈溶剂中，在20℃的条件下反应30秒。停止反应，加入大约10mL水将反应体系稀释，再通过Sep-Pak C18柱，将滤液收集到1号瓶中(主要是没有参与反应的[¹⁸F]F^-)，然后再用10mL水洗涤柱子，将滤液收集到2号瓶中(确保将没有参与反应的[¹⁸F]F^-彻底淋洗干净)，用氮气将Sep-Pak C18柱吹干，用2mL乙腈洗涤C18柱，将滤液收集到3号瓶中，氮气吹浓缩后经HPLC分离纯化，用氮气将溶液中的乙腈吹干得到¹⁸F标记的氟代二硫代磷酸酯类化合物[¹⁸F]4，如图1所示，标记物放化纯大于99％。

实施例3(产物结构同实施例2)

方法二：含[¹⁸F]F^-的氟离子水溶液与0.5mg化合物3溶解在100μL乙腈溶剂中，在20℃的条件下反应30秒。停止反应，加入大约10mL水将反应体系稀释，再通过Sep-Pak C18柱，将滤液收集到1号瓶中(主要是没有参与反应的[¹⁸F]F^-)，然后再用10ml水洗涤柱子，将滤液收集到2号瓶中(确保将没有参与反应的[¹⁸F]F^-彻底淋洗干净)，用氮气将Sep-Pak C18柱吹干，用2mL乙腈洗涤Sep-Pak C18柱，将滤液收集到3号瓶中，氮气吹浓缩后经HPLC分离纯化，用氮气将溶液中的乙腈吹干得到¹⁸F标记的氟代二硫代磷酸酯类化合物[¹⁸F]4，标记物放化纯大于99％。

实施例4

本实施例提供了¹⁹F标记的氟代二硫代磷酸酯类化合物，其制备历程及具体步骤如下：

化合物7的合成步骤与实施例1中的化合物4相同。

化合物5的核磁数据：

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃):δ146.55.

化合物6的核磁数据：

¹H NMR(400MHz,CD₃OD):δ1.43(m,12H,c₁＝7.6Hz,J₂＝7.3Hz)；2.68(m, 2H)；3.69(m,4H)；4.27(m,4H).

化合物7的核磁数据：

¹H NMR(400MHz,MeOD):δ1.04(t,12H),1.43(m,8H),1.68(m,8H),3.26(t, 8H,J＝17.7Hz),7.16(t,1H,J₁＝14.3Hz),7.30(m,4H).¹³C NMR(101MHz, MeOD):δ152.49(d,J＝10.3Hz),128.69(s),123.76(s),121.55(s),58.34(s),23.59 (s),19.37(s),12.72(s).³¹PNMR(162MHz,MeOD):δ118.27(s),111.39(s).¹⁹F NMR(376MHz,MeOD):δ-2.68(s),-5.61(s).

实施例5

本实施例提供了一种用于正电子发射显像的¹⁸F标记的氟代二硫代磷酸酯类化合物，化合物6的合成步骤与实施例4中相同，其标记具体步骤如下：

方法一：化合物[¹⁸F]7的标记步骤和实施例2中化合物[¹⁸F]4标记步骤相同，结果如图2所示，化合物[¹⁸F]7放化纯大于99％。

实施例6(产物结构同实施例5)

方法二：化合物[¹⁸F]7的标记步骤和实施例3中化合物[¹⁸F]4标记步骤相同，标记物放化纯大于99％。

实施例7

化合物10的合成步骤与实施例1中的化合物4相同。

化合物8核磁数据：

³¹P NMR(162MHz,CDCl3):δ146.55.

化合物9核磁数据：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ4.88(tt,J＝12.7,6.3Hz,1H),3.78–3.58(m, 4H),1.83–1.67(m,1H),1.58(td,J＝13.5,6.6Hz,1H),1.50–1.35(m,5H).

¹³C NMR(101MHz,CDCl₃):δ78.07(d,J＝9.8Hz),41.49(d,J＝13.6Hz), 39.46(d,J＝6.0Hz),21.46(d,J＝3.1Hz),18.55(s),13.90(s).

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃):δ118.86.

化合物10核磁数据：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ4.80(td,J＝12.7,6.3Hz,1H),3.42–3.33(m, 8H),1.75–1.68(m,8H),1.56–1.37(m,12H),1.34(d,J＝6.2Hz,3H),1.04(t,J＝ 7.3Hz,12H),0.93(t,J＝7.1Hz,3H).

¹³C NMR(101MHz,CDCl₃)δ74.56(s,1H),59.02(s,4H),39.97(s,1H),24.21 (s,5H),21.69(s,2H),19.78(s,7H),18.77(s,2H),14.15(s,2H),13.73(s,7H).

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃)δ122.71(s,1H),115.92(s,1H).

¹⁹F NMR(376MHz,CDCl₃)δ0.33(s,1H),-2.59(s,1H).

实施例8

化合物13的合成步骤与实施例1中化合物4相同。

化合物11核磁数据：

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃):δ146.25.

化合物12核磁数据：

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃):δ121.07.

化合物13核磁数据：

³¹P NMR(162MHz,CD₃OD):δ117.27(s),110.39(s).

实施例9

化合物16的合成步骤与实施例1中的化合物4相同。

化合物14核磁数据：

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃):δ147.87.

化合物15核磁数据：

¹³C NMR(101MHz,CDCl₃:δ79.44(d,J＝9.6Hz),41.42(s),33.29(s),25.11 (s),23.63(d,J＝13.3Hz).

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃):δ118.14.

化合物16核磁数据：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ4.62(s,1H),3.43–3.30(m,8H),2.05(d,J＝ 11.6Hz,2H),1.87–1.62(m,12H),1.58–1.41(m,12H),1.04(t,J＝7.3Hz,12H).

¹³C NMR(101MHz,CDCl₃)δ76.31(d,J＝8.6Hz),59.04(s),33.84(s),25.49 (s),24.19(s),19.74(s),13.66(s).

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃)δ120.87(s),113.48(s).

¹⁹F NMR(376MHz,CDCl₃)δ-1.67(s),-4.59(s).

实施例10

化合物19的合成步骤与实施例1中的化合物4相同。

化合物17核磁数据：

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃):δ151.61.

化合物18核磁数据：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ7.32(s,1H),7.30(s,1H),7.28(s,1H),6.88(t,J ＝17.1Hz,3H),3.93–3.52(m,7H).

¹³C NMR(101MHz,CDCl₃):δ160.49(s,),151.83–151.63(m),129.79(s), 114.01(s),107.95(s),55.45–55.25(m),41.97(s).

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃):δ118.31.

化合物19核磁数据：

¹H NMR(400MHz,MeOD)δ7.19(d,J＝7.2Hz,2H),6.88(d,J＝9.0Hz,2H), 3.81(s,3H),3.31–3.23(m,8H),1.70(dt,J＝15.8,7.9Hz,8H),1.44(dt,J＝14.6, 7.4Hz,8H),1.05(t,J＝7.3Hz,12H).

¹³C NMR(101MHz,MeOD)δ156.32(s),146.04(d,J＝10.7Hz),122.29(s), 113.60(s),58.19(s),54.63(s),23.47(s),19.32(s),12.58(s).

³¹P NMR(162MHz,MeOD)δ121.77(s),114.94(s).

¹⁹F NMR(376MHz,MeOD)δ-10.36(s),-13.30(s).

实施例11

化合物22的合成步骤与实施例1中的化合物4相同。

化合物20核磁数据：

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃):δ148.12

化合物21核磁数据：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ7.49–7.33(m,5H),5.20(d,J＝10.9Hz,2H), 3.78–3.59(m,4H).

¹³C NMR(101MHz,CDCl₃):δ128.59(d,J＝4.5Hz,2H),128.33(s,2H),69.75 (s,1H),41.42(s,2H).

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃):δ121.30.

化合物22核磁数据：

¹H NMR(400MHz,MeOD)δ7.38(ddd,J＝23.9,21.9,7.3Hz,5H),5.13(d,J ＝9.4Hz,2H),3.31–3.24(m,8H),1.76–1.63(m,8H),1.52–1.39(m,8H),1.05(t, J＝7.3Hz,12H).

¹³C NMR(101MHz,MeOD)δ137.75(d,J＝9.6Hz),127.90(s),127.37(d,J＝6.8Hz),67.95(s),58.18(s),23.47(s),19.32(s),12.59(s).

³¹P NMR(162MHz,MeOD)δ124.06(s),117.22(s).

¹⁹F NMR(376MHz,MeOD)δ-7.29(s),-10.26(s).

实施例12

化合物25的合成步骤与实施例1中的化合物4相同，此实施例仅多一步由化合物25制备化合物26的去保护过程，不影响化合物本身的应用，去保护过程如下：

将1mmol化合物25置于反应瓶中加入5mL的THF，在冰浴的条件下逐滴滴加5mL浓度为1mol/L的HCl，10分钟后移去冰浴在室温下反应2小时。在冰浴条件下，逐滴滴加浓度为5mol/L的NaOH调pH至14，在室温下反应2小时。反应结束后加盐酸调pH至中性并减压旋干并通过柱色谱纯化。

化合物23核磁数据：

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃):δ148.12

化合物24核磁数据：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ7.49–7.33(m,5H),5.20(d,J＝10.9Hz,2H), 3.78–3.59(m,4H).

¹³C NMR(101MHz,MeOD)δ172.64(s),156.35(s),149.95(d,J＝13.0Hz), 134.68(s),130.10(s,37H),121.71(s),79.29(s),55.02(s),51.17(s),41.67(s),27.31 (s).

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃):δ121.04.

化合物25核磁数据：

¹H NMR(400MHz,MeOD)δ7.45(dd,J＝200.4,29.1Hz,4H),4.39–4.25(m, 1H),3.72(s,2H),3.35(s,3H),3.35–3.25(m,8H),1.71(dt,J＝16.2,8.3Hz,8H), 1.54–1.33(m,17H),1.06(t,J＝7.1Hz,12H).

化合物26核磁数据：

¹H NMR(400MHz,D₂O)δ7.53–7.26(m,4H),4.03(dd,J＝8.1,5.1Hz,1H), 3.39(dd,J＝14.4,5.1Hz,1H),3.25–3.07(m,1H).

实施例13

化合物[¹⁸F]25的合成步骤与实施例2的化合物[¹⁸F]4相同，此实施例仅多一步由化合物[18F]25制备化合物[¹⁸F]26的去保护过程，不影响化合物本身的应用，去保护过程如下：

将¹⁸F标记的化合物[¹⁸F]25置于反应瓶中加入10μL的HCl反应10分钟。在室温条件下，用氮气吹干，逐滴滴加浓度为5mol/L的NaOH调pH至14，在室温下反应10分钟，加盐酸调pH至中性,通过HPLC纯化得¹⁸F标记的化合物[¹⁸F]26，HPLC 纯化结果如图3所示，标记物放纯化大于99％。

实施例14

化合物29的合成步骤与实施例12相同：

化合物26核磁数据：

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃):δ148.54

化合物27核磁数据：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.37(s,1H),8.07(s,1H),6.66(s,2H),6.20(s, 1H),5.48(s,1H),5.10(s,1H),4.60(s,1H),4.31(s,2H),3.52(ddd,J＝20.0,13.7, 7.8Hz,4H),1.62(s,3H),1.41(s,3H).

³¹P NMR(162MHz,CDCl₃):δ121.34.

化合物28核磁数据：

¹H NMR(400MHz,MeOD)δ7.45(dd,J＝200.4,29.1Hz,4H),4.39–4.25(m, 1H),3.72(s,2H),3.35(s,3H),3.35–3.25(m,8H),1.71(dt,J＝16.2,8.3Hz,8H), 1.54–1.33(m,17H),1.06(t,J＝7.1Hz,12H).

化合物29核磁数据：

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ8.71(s,1H),8.30(s,1H),7.93(s,2H),5.99(s, 1H),4.68–4.56(m,1H),4.28–4.02(m,5H),3.45(d,J＝14.4Hz,1H).

实施例15

化合物[¹⁸F]29的合成步骤与实施例13相同，去保护过程如下：¹⁸F标记的 [¹⁸F]28置于反应瓶中加入10μL TFA反应10分钟，加NaOH调pH至中性,通过HPLC 纯化得¹⁸F标记的化合物[¹⁸F]29，结果如图4所示，标记物放纯化大于99％。

为了进一步验证本发明所述¹⁸F标记的氟代二硫代磷酸酯类化合物的应用效果，本发明同时提供了如下实验例：

实验例1

实验对象：化合物[¹⁸F]4和[¹⁸F]7的¹⁸F标记时间与产率的关系。

对照对象：常规标记方法的标记时间及放化产率。

实验方法：

将无载体添加[¹⁸F]F^-，共沸干燥3次。将大约0.2nmol的前体溶于100μL乙腈中加入到含共沸干燥后的[¹⁸F]F^-的青霉素瓶中。混合物在室温下孵育10-300秒，用radio-HPLC测定放化产率。结果如图5所示，10秒时产率及可达到90％以上， 30秒时达到最高97％-98％。对照组常规标记方法的标记时间及产率如图6所示，反应时间通常为5-30分钟，产率为7％-90％。常规标记方法的标记时间及放化产率来源于Angew.Chem.Int.Ed.2019,58,2580–2605(Chemistry for Positron Emission Tomography:Recent Advances in ¹¹C^-,18F^-,13N^-,and ¹⁵O^-Labeling Reactions)。

实验例2

实验对象：化合物[¹⁸F]4和[¹⁸F]7的¹⁸F标记温度，含水量与产率的关系。

对照对象：常规的标记方法标记温度，含水量及产率。

实验方法：

将无载体添加[¹⁸F]F^-水溶液。将大约0.2nmol的前体溶于100μL乙腈中直接加入适量的将无载体添加[¹⁸F]F^-水溶液(根据含水比例调整[¹⁸F]F^-水溶液的量)。混合物在指定温度下孵育30秒，用radio-HPLC测定放化产率。结果如图7所示，反应在纯有机相中，在室温条件下便可得到较高的放化产率(97％)，并在含水 0％-20％条件下依然有令人满意的放化产率。对照组常规标记方法的反应条件及产率如图8所示，常规方法往往需要在高温加热的条件下进行，并且不能在含水的条件下进行¹⁸F标记，需要在纯有机相中反应。常规标记方法的标记温度，含水量和产率的关系来源于Angew.Chem.Int.Ed.2019,58,2580–2605(Chemistry for Positron Emission Tomography:Recent Advances in ¹¹C^-,¹⁸F^-,13N^-,and ¹⁵O-Labeling Reactions)。

实验例3

实验对象：正常Balb/C小鼠。

实验试剂：

实验组：实施例3所制备的[¹⁸F]4所示¹⁸F标记的氟代二硫代磷酸酯。

实验方法：

将实施例3所制得的[¹⁸F]4以每只老鼠约100μL/100μCi的剂量通过尾静脉注入到正常雄性Balb/C小鼠体内(体重为25g-30g)，后进行60分钟的正电子发射显像，然后分别计算15分钟，30分钟，60分钟放射性在骨头，膀胱的摄取情况，实验重复三次，实验结果见图9和图10。

图9和图10的结果均说明¹⁸F标记的氟代二硫代磷酸酯类似物[¹⁸F]4在体内随时间变长，并没有明显骨头摄取，说明其在体内稳定，不易脱氟，并能通过代谢器官快速清除。

实验例4

实验对象：[¹⁸F]7在正常Balb/C小鼠的体内分布。

实验试剂：

实验组：实施例5所制备的[¹⁸F]7所示¹⁸F标记的氟代二硫代磷酸酯。

实验方法：

将实施例5所制得[¹⁸F]7以每只老鼠约100μL/100μCi的剂量通过尾静脉注入到正常雄性Balb/C小鼠体内(体重为25g-30g)，后进行60分钟的正电子发射显像，然后分别计算15分钟，30分钟，60分钟放射性在骨头，肝脏的摄取情况,实验重复三次。实验结果见图11和图12。

图11和图12的结果均说明¹⁸F标记的氟代二硫代磷酸酯类似物[¹⁸F]7在体内随时间变长，并没有明显骨头摄取，说明其在体内稳定，不易脱氟，并能通过代谢器官快速清除。

实验例5

实验对象：[¹⁸F]7标记的人血清白蛋白(HAS)在正常Balb/C小鼠体内的血池显像。

实验试剂：

实施例5所制备的[¹⁸F]7所示¹⁸F标记的氟代二硫代磷酸酯和HAS。

实验方法：

将实施例5所制得的[¹⁸F]7与2mg人血清白蛋白(HAS)在室温下以纯水为溶剂(200μL)反应30分钟得到[¹⁸F]7标记的人血清白蛋白，以每只老鼠约100μL/100 μCi的剂量的[¹⁸F]7标记的HAS注入正常雄性Balb/C小鼠体内(体重为25-30g)，后进行60分钟的正电子发射显像，实验重复三次。实验结果见图13。

实验例6

实验对象：化合物[¹⁸F]7标记的纳米钯片在4T1皮下瘤雌性Balb/C小鼠的肿瘤成像。

实验试剂：

实施例5所制备的化合物[¹⁸F]7所示的¹⁸F标记的氟代二硫代磷酸酯和大小为40nm的纳米钯片。

实验方法：

将实施例5所制得的[¹⁸F]7与200mg的40nm的纳米钯片溶于100μL的水中，在室温下反应15分钟得[¹⁸F]7标记的纳米钯片。以每只老鼠约100μL/100μCi的剂量的[¹⁸F]7尾静脉注射到4T1皮下瘤雌性Balb/C小鼠体内(体重为25g-30g)，后进行120分钟的正电子发射显像，实验重复三次。实验结果见图14。

实验例7

实验对象：化合物[¹⁸F]29在MDA-MB-453皮下瘤裸鼠的肿瘤成像。

实验试剂：

实施例5所制备的[¹⁸F]29所示的¹⁸F标记的氟代二硫代磷酸酯。

实验方法：

将实施例5所制得的[¹⁸F]29以每只老鼠约100μL/100μCi的剂量通过尾静脉注射到4T1皮下瘤雌性Balb/C小鼠体内(体重为20g左右)，后进行60分钟的动态正电子发射显像，实验重复三次。实验结果见图15。

氟代二硫代磷酸酯类化合物及其制备方法与应用专利购买费用说明