Le marquage au fluor-18 des substrats de marquage 22a et 22b, précédemment synthétisés a été effectués dans le laboratoire du Centre de Recherche du Cyclotron de l’Université de Liège, au sein de l’équipe du Professeur A. Luxen.
Le fluor-18 nécessaire à ces marquages a été produit au moyen d’un cyclotron après bombardement au moyen de protons d’une cible remplie d’eau enrichie en oxygène-18. Le fluor-18 généré par la réaction nucléaire 18O(p, n) 18F, est séparé de l’eau enrichie par piégeage sur une QMA (Waters, sous forme carbonate). Le fluor-18 est ensuite récupéré du support solide par élution avec un faible volume d’une solution CH3CN/eau/K2CO3/K2.2.2.. Après évaporation azéotropique de l’eau, la réactivité du fluor-18 présent sous la forme d’un complexe K[18F]F/K2.2.2. est encore accrue par utilisation d’un solvant polaire aprotique tel que l’acétonitrile. Ces conditions de marquage, généralement utilisée pour la synthèse du [18F]FDG, ont été utilisées pour marquer nos composés. Cette réaction est illustrée ci dessous (schéma 69).
Chapitre II : Synthèse d’une première génération de groupements prosthétiques O AcO OTf AcO OAc R K[18F]F-K2.2.2,K2CO3, CH3CN, 80°C, 5 min O AcO 18F AcO OAc R a : R = N3 b : R = OCH2CH2N3 22 [18F]20
Schéma 69 : Marquage des précurseurs 22aet22b
Le marquage implique une réaction de substitution nucléophile de type SN2 du groupe partant (le triflate) par le fluor-18. La réaction se déroule dans l’acétonitrile à 80°C pendant 3 minutes. Ces différentes étapes (récupération du fluor-18 et marquage) sont automatisées et ont été réalisées au moyen d’un robot Zymate (Zymark) placé dans une enceinte blindée. Après réaction, l’activité présente en solution et celle perdue sur les parois du réacteur en verre ont été mesurées. Sur une aliquote de l’activité en solution, nous avons déterminé la pureté radiochimique du produit marqué par chromatographie sur couche mince (CCM). Après migration, la distribution et le pourcentage des différents composés marqués ont été déterminées avec le lecteur radiochimique (TLC scanner, Bioscan AR2000). Sur la base de l’activité mise en œuvre, de l’activité en solution en fin de marquage et de la pureté radiochimique, le rendement de marquage corrigé de la décroissance peut être calculé.
Les synthèses radiochimiques étant réalisées au moyen de fluor-18 « no-carrier-added » (nca), les produits marqués sont obtenus en très faibles quantités (quelques ng-µg). Les techniques classiques d’analyse telles que la RMN 1H, 13C, 18F, IR, … sont donc généralement inappropriées pour l’analyse de ce genre de composé. C’est la raison pour laquelle, les composés marqués sont le plus souvent identifiés par comparaison de leur temps de rétention HPLC ou C.C.M. (dans divers systèmes chromatographiques) avec celui des références non radioactives. Celles-ci, sont quant à elles préalablement, bien caractérisées par les techniques d’analyse structurale.
Dans le cas du précurseur 22a, les conditions classiques décrites ci-dessus ne permettent pas après 3 minutes de réaction, d’incorporer le fluor-18 dans la molécule. Sur le profil de la C.C.M., seul le pic de [18F]F- est visible (figure 18) et aucun signal radioactif n’est détectable au niveau du Rf de la référence froide (Rf = 0,93 (acétonitrile/eau : 9/1)).
Chapitre II : Synthèse d’une première génération de groupements prosthétiques
Figure 18 : C.C.M. avec détection de radioactivité après réaction
Dès lors, une nouvelle tentative a été réalisée. Dans ce cas, la température a été abaissée à 60°C et la réaction suivie au cours du temps par divers prélèvements réalisés toutes les 5 minutes. L’analyse de ces données montre que le rendement d’incorporation augmente lentement pour atteindre un maximum de 10 % de pureté radiochimique déterminé par C.C.M. après 45 minutes (figure 19). Les Rf du produit marqué et de la référence froide 23a sont respectivement de 0,92 et de 0,93 (acétonitrile/eau : 9/1). Ces résultats semble indiquer que le produit souhaité [18F]20a a bien été obtenu. Notons cependant qu’il s’agit d’essais préliminaires et que d’autres techniques d’analyse devraient être mises en œuvre pour confirmer à 100 % la nature du produit formé.
Chapitre II : Synthèse d’une première génération de groupements prosthétiques
Figure 19 : C.C.M. avec détection de radioactivité
En ce qui concerne le précurseur 22b, le rendement radiochimique de marquage dans l’acétonitrile est de 17-21 % après 5 minutes de chauffage à 80°C (figure 20). Le produit marqué obtenu a été purifié sur Sep-pak C-18, puis analysé par C.C.M. en présence de la référence froide 23b. Dans les conditions utilisées (acétonitrile/eau : 9/1), le Rf du produit marqué est de 0,93 et celui de la référence froide de 0,90. Sur la base des mêmes restrictions énoncées ci dessus, nous pouvons supposer que le produit [18F]20b a bien été obtenu.
Chapitre II : Synthèse d’une première génération de groupements prosthétiques
Le produit 20b ainsi pré-purifié a été engagé dans un essai de réaction de click chemistry avec la p-Epa. La réaction s’est déroulée dans le diméthylformamide à la température ambiante en utilisant du CuI comme catalyseur. La réaction suivie par C.C.M. est particulièrement lente. L’ajout d’un peu de base (DIEPA) permet d’accélérer la réaction et un nouveau produit de Rf = 0 apparaît tandis que le produit de départ diminue. A ce stade du travail, ces résultats préliminaires semblent indiquer que la réaction de click chemistry est réalisable. Ces résultats doivent cependant encore être confirmés.
Face aux faibles rendements de marquage obtenus avec cette première génération de précurseurs 22a et 22b, fonctionnalisés en C-6 par des groupements azides, ainsi que les difficultés de synthèse rencontrées, nous nous sommes tournés vers une seconde génération d’analogue du FDG dans laquelle le bras portant le motif azide est situé en position C-1.
Chapitre III :
Synthèse d’une seconde génération
de groupements prosthétiques
Chapitre III : Synthèse d’une seconde génération de groupements prosthétiques
Chapitre III : Synthèse d’une seconde génération de
groupements prosthétiques
I. Introduction
Afin d’avoir un accès plus facile et plus rapide à des groupements prosthétiques, nous nous sommes intéressés à la synthèse d’une seconde génération de molécules [18F]21 (figure 21). Ces molécules sont toujours des analogues du FDG avec un fluor-18 en position C-2, mais elles possèdent en position C-1 un bras porteur d'une fonction azide. Les synthèses des deux anomères α ([18F]21a) et β ([18F]21b) ont été envisagées. En ce qui concerne les précurseurs de marquage 82, on notera qu’ils sont dérivés du D-mannose avec un groupement triflate en position C-2 et quant aux références froides 83, elles sont dérivées du glucose avec un fluor en position C-2. O AcO OTf AcO OR OAc O AcO F AcO OR OAc a : R = OCH2CH2N3 (α) b : R = OCH2CH2N3 (β) 82 83 O AcO 18F AcO OR OAc [18F]21
Figure 21 : Seconde génération de précurseurs de marquage et leurs références froides.
Dans cette approche nous avons choisi de mettre en œuvre une réaction de O -glycosylation pour l'introduction du bras espaceur. Nous ferons tout d’abord quelques rappels bibliographiques à propos des méthodes de O-glycosylation. Puis, pour chacune des séries α
et β, la stratégie de synthèse mise en œuvre, ainsi que les différentes étapes de synthèse seront détaillées afin d’accéder aux précurseurs de marquage 82 et à leurs références froides correspondantes 83.
Chapitre III : Synthèse d’une seconde génération de groupements prosthétiques