WO1999042139A2

WO1999042139A2 - Hydroxyethylstärke-konjugate, verfahren zu ihrer herstellung und diese enthaltenden pharmazeutische mittel

Info

Publication number: WO1999042139A2
Application number: PCT/EP1999/000853
Authority: WO
Inventors: Peter Mareski; Johannes Platzek; Bernd Radüchel; Ulrich Niedballa; Hanns-Joachim Weinmann
Original assignee: Schering AG
Current assignee: Bayer Pharma AG
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1999-02-09
Publication date: 1999-08-26
Anticipated expiration: 2000-08-20
Also published as: DE19808079A1; AU2832899A; WO1999042139A3

Abstract

Die Erfindung betrifft neue Hydroxyethylstärke-Konjugate and ihre Verwendung in der medizinischen Diagnostik.

Description

Hydroxyethylstärke-Konjugate, Verfahren zu ihrer Herstellung und diese enthaltende pharmazeutische Mittel

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

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

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

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

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

Bisher müssen sich die meisten der Patienten, bei denen Verdacht auf eine kardiovaskuläre Erkrankung besteht (diese Erkrankung ist die häufigste

Todesursache in den westlichen Industrielandern), invasiven diagnostischen Untersuchungen unterziehen In der Angiographie wird zur Zeit vor allem die Rontgen-Diagnostik mit Hilfe von jodhaltigen Kontrastmitteln angewandt Diese Untersuchungen sind mit verschiedenen Nachteilen behaftet sie sind mit dem Risiko der Strahlenbelastung verbunden, sowie mit Unannehmlichkeiten und Belastungen, die vor allem daher kommen, daß die lodhaltigen Kontrastmittel, verglichen mit NMR-Kontrastmitteln, in sehr viel höherer Konzentration angewandt werden müssen

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

Der Ansatz, zumindest einen Teil dieser Probleme durch Verwendung von

Komplexbildnem, die an Makro- oder Biomolekule gebunden sind, zu losen, war bisher nur sehr begrenzt erfolgreich

So ist beispielsweise die Anzahl paramagnetischer Zentren in den Komplexen, die in den Europaischen Patentanmeldungen Nr 0 088 695 und Nr 0 150 844 beschrieben sind, für eine zufriedenstellende Bildgebung nicht ausreichend Erhöht man die Anzahl der benotigten Metal oneπ durch mehrfache Einfuhrung komplexierender Einheiten in ein makromolekulares Biomolekul, so ist das mit einer nicht toleπerbaren Beeinträchtigung der Affinitat und/oder Spezifizitat dieses Biomolekuls verbunden [J Nucl Med 24, 1158 (1983)]

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

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

Die in der Europaischen Patentanmeldung Nr 0 430 863 beschriebenen Polymere stellen bereits einen Schritt auf dem Wege zu biood-pooi-agents dar, da sie nicht mehr die für die vorher erwähnten Polymere charakteristische Heterogenitat bezüglich Große und Molmasse aufweisen Sie lassen jedoch immer noch Wunsche im Hinblick auf vollständige Ausscheidung, Verträglichkeit und/oder Wirksamkeit offen

Die in EP 0326226, EP 0166755, EP0184899, WO 95/24225, US-4,986,980, WO 92/07259, US-5,336,762, WO 85/05554, US-4,822,594, US-5,250,672, WO 91/10908, WO 87/02893, WO 92/17214, WO 94/27498, US-5,271 ,929, WO 92/21017, US-5,271 ,924 WO 94/08629 US-5,364 613, US-5,368,840, US- 5,401 ,491 , US-5,512,294, EP 0535668, WO 95/14491 US-5 679,810, US- 5,593,658, US-5,583,206, EP 0271180 und EP 0481526 offenbarten Verbindungen weisen hinsichtlich einer Eignung als blood-pool Kontrastmittel Nachteile vor allem bezüglich chemischer Stabilität, Wasserlosiichkeit, Ausscheidungsverhalten und/oder Verträglichkeit auf Auch Carboxymethyldextrandeπvate wie sie in Bioconjug Chem 1998, 94-99 beschrieben sind, weisen für eine Verwendung als Kontrastmittel ungenügendes Ausscheidungsverhalten sowie eine zu geringe Verträglichkeit auf

Es bestand daher die Aufgabe, neue diagnostische Mittel vor allem zur Erkennung und Lokalisierung von Gefaßkrankheiten, die die genannten Nachteile nicht besitzen, zur Verfugung zu stellen Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gelost

Es wurde gefunden, daß sich Hydroxyethylstärke-Konjugate der allgemeinen Formel I

worin n für die Zahlen 200 bis 1 500 und

R für ein Wasserstoffatom oder jeweils unabhängig voneinander für einen der Reste a ₁ = -(CH2)2θH, a ₂ = -CH2COOH, 8 3 =

-(CH₂)2θCH₂COOH, a 4 = -CH₂CONHK oder a 5 = -( H2)2θCH2CONHK mit K in der Bedeutung eines Metallkomplexes oder eines Komplexbildners stehen, mit der Maßgabe, daß pro Monomereinheit statistisch 0,02 bis 1 ,5 Reste a -| und 0,02 bis 2,5 Reste a 2 und 0,02 bis 1 ,5 Reste a 3 und 0,02 bis 2,5 Reste a 4 und 0,02 bis 1 ,5 Reste a 5 die Hydroxyl-Wasserstoffe substituieren, wobei die im Molekül gegebenenfalls vorhandenen Carboxylgruppeπ durch Kationen anorganischer und/oder organischer Basen, Aminosäuren oder Aminosaureamide ersetzt sind, überraschenderweise hervorragend zur Herstellung von NMR- und Rontgen-Diagnostika, insbesondere zur Darstellung des Vasalraums (d h als blood-pool agent) ohne die genannten Nachteile aufzuweisen, eignen

K steht für einen Rest der allgemeinen Formel II

₍ „ _}

worin

Z unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder ein

Metallionenäquivalent der Ordnungszahlen 20-29, 39, 42, 44 oder 57-83,

A für die Gruppen -CH2CH(OH)- oder -CHR¹ CONH-, wobei R¹ ein Wasserstoffatom oder die Methylgruppe bedeutet,

B für eine C-| -C20-^A|kylenkette, die gegebenenfalls unterbrochen ist durch 1 - 3 -CONH-, 1 -3 -NHCO-, 1 -3 -NH-, 1 -3 -CO-, 1 Phenylengruppe(n) oder 1 -5 Sauerstoffatome oder die gegebenenfalls substituiert ist durch 1 -3 -OHoder 1 -3 -(CH2)θ-3"COOH-gruppen, steht.

Bevorzugt steht n für die Zahlen 240 bis 750.

Bedeutet K einen Metallkompiex, dann stehen mindestens zwei der Reste Z für Metallionenäquivalente der Ordnungszahlen 20-29, 39, 42, 44 oder 57-83, bevorzugt der Ordnungszahlen paramagnetischer Metalle. Besonders bevorzugt ist Gadolinium.

Bevorzugt enthält die Monomereinheit der erfindungsgemäßen Hydroxyethylstärke-Konjugate statistisch 0,05 bis 1 Reste a 4 und 0,05 bis 1 Reste a 5.

Bevorzugt steht B für einen der Reste

-CH₂-

-CH₂CH₂-

-(CH₂)₃-

-CH₂CH2-0-CH₂CH2- -(CH₂-CH2-O)2-CH₂CH2-

-CH₂NHCOCH₂-

-CH₂NHCO-CH₂CH₂-

-CH₂CONHCH₂CH₂-

-CH2CONHCH2CH2CH2-

CH2-CO-NH-C6H4-O-CH2-CH2-

Die erfindungsgemaßen Hydroxyethylstärke-Konjugate weisen die eingangs geschilderten gewünschten Eigenschaften auf

Sie reichern sich in Gebieten mit erhöhter Gefaßpermeabilitat, wie z.B in Tumoren, an. erlauben Aussagen über die Perfusion von Geweben, geben die Möglichkeit, das Blutvolumen in Geweben zu bestimmen, die Relaxationszeiten bzw Densitaten des Blutes selektiv zu verkurzen, und die Permeabilität der Blutgefäße bildlich darzustellen Solche physiologischen Informationen sind nicht durch den Einsatz von extrazellularen Kontrastmitteln, wie z.B Gd-DTPA [Magnevist®], zu erhalten Aus diesen Gesichtspunkten ergeben sich auch die Einsatzgebiete bei den modernen bildgebenden Verfahren Kernspintomographie und Computertomographie spezifischere Diagnose von malignen Tumoren, frühe Therapiekontrolle bei zytostatischer, antiphlogistischer oder vasodilatativer Therapie, frühe Erkennung von minderperfundierten Gebieten (z B im Myokard), Angiographie bei Gefaßerkrankungen, und Erkennung und Diagnose von (sterilen oder infektiösen) Entzündungen

Als weitere Vorteile gegenüber extrazellularen Kontrastmitteln wie z B Gd- DTPA [Magnevist®], muß die höhere Effektivität als Kontrastmittel für die Kernspintomographie (höhere Relaxivitat) hervorgehoben werden, was zu einer deutlichen Reduktion der diagnostisch notwendigen Dosis fuhrt Gleichzeitig können die erfindungsgemaßen Kontrastmittel als Losungen isoosmolar zum Blut formuliert werden und verringern dadurch die osmotische Belastung des Korpers, was sich in einer verringerten Toxizitat der Substanz (höhere toxische Schwelle) niederschlagt Geringere Dosen und höhere toxische Schwelle fuhren zu einer signifikanten Erhöhung der Sicherheit von Koπtrastmittelanweπdungen bei modernen bildgebenden Verfahren Im Vergleich zu den makromolekularen Kontrastmitteln auf der Basis von Kohlenhydraten, z B Dextran (Europaische Patentanmeldung, Publikations-Nr 0 326 226), die in der Regel nur ca 5 % des signalverstarkenden paramagnetischeπ Kations tragen, weisen die erfindungsgemaßen Polymer- Komplexe einen Gehalt von in der Regel ca 20 % des paramagnetischen Kations auf Somit bewirken die erfindungsgemaßen Makromoleküle pro Molekül eine sehr viel höhere Signalverstarkung, was gleichzeitig dazu fuhrt, daß die zur Kernspiπtomographie notwendige Dosis gegenüber anderen makromolekularen Kontrastmitteln erheblich kleiner ist

Mit den erfindungsgemaßen Hydroxyethylstarke-Konjugaten ist es überraschenderweise möglich, auch Verbindungen mit einem Molekulargewicht oberhalb der Nierenfunktionsschwelle als blood-pool agent zu verwenden

Im Vergleich zu den anderen erwähnten Polymer-Verbindungen des Stands der Technik zeichnen sich die erfindungsgemaßen Hydroxyethylstärke-Konjugate durch verbessertes Ausscheidungsverhalten, höhere Wirksamkeit, größere Stabilität und/oder bessere Verträglichkeit aus

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

Die Herstellung der erfindungsgemaßen Hydroxyethylstärke-Konjugate erfolgt nach den dem Fachmann bekannten Verfahren durch basenkatalysierte Veretherung von käuflich erhältlichen Hydroxyethylstarken - vorzugsweise mit einem Substitutionsgrad von 0,5 - mit Halogenessigsauren, bevorzugt

Chloressigsaure (s z B Bioconjug Chem 1998, 94-99) Die so erhaltenen Sauren werden durch Aktivierung (z B als Aktivester) mit den gewünschten, Aminogruppen enthaltenden makrocyclischen Komplexen oder Komplexbildnern nach teraturbekanπten Methoden (z B Houben-Weyl, Methoden der Org Chemie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Band E 5 1985 633) umgesetzt Vorzugsweise werden wasserlösliche Carbodnmide wie z B EDCI verwendet Die hierzu benotigten makrocyclischen Komplexe bzw Komplexbildner sind nach den in WO 95/17451 und WO 97/02051 offenbarten Vorschriften erhaltlich

Im Falle der Umsetzung mit Komplexbildnern erfolgt die Einführung der gewünschten Metalle nach den dem Fachmann bekannten Methoden, wie sie z B in der Deutschen Offenlegungsschnft 34 01 052 offenbart worden ist, indem man das Metalloxid oder ein Metallsalz (beispielsweise das Nitrat, Acetat, Carbonat, Chlorid oder Sulfat) des Elements der Ordnungszahlen 20 - 29, 39, 42, 44, 57 - 83 in Wasser und/oder einem niederen Alkohol (wie Methanol, Ethanol oder Isopropanol) lost oder suspendiert und mit der Losung oder Suspension der äquivalenten Menge des komplexbildenden Liganden umsetzt und anschließend, falls gewünscht, vorhandene acide Wasserstoffatome der Sauregruppen durch Kationen von anorganischen und/oder organischen Basen, Aminosäuren oder Aminosaureamiden substituiert

Die Neutralisation erfolgt dabei mit Hilfe anorganischer Basen (zum Beispiel Hydroxiden, Carbonaten oder Bicarbonaten) von zum Beispiel Natrium, Kalium, Lithium, Magnesium oder Calcium und/oder organischer Basen wie unter anderem primärer, sekundärer und tertiärer Amme, wie zum Beispiel

Ethanolamin, Morpholin, Glucamin, N-Methyl- und N,N-Dιmethylglucamιn, sowie basischer Aminosäuren, wie zum Beispiel Lysin, Arginm und Ornithin oder von Amiden ursprünglich neutraler oder saurer Aminosäuren, wie zum Beispiel Hippursaure, Glycmacetamid

Zur Herstellung der neutralen Komplexverbindungen kann man beispielsweise den sauren Komplexsalzen in wäßriger Losung oder Suspension so viel der gewünschten Basen zusetzen, daß der Neutralpunkt erreicht wird Die erhaltene Losung kann anschließend im Vakuum zur Trockne eingeengt werden Häufig ist es von Vorteil, die gebildeten Neutralsalze durch Zugabe von mit Wasser mischbaren Losungsmitteln, wie zum Beispiel niederen Alkoholen (Methanol, Ethanol, Isopropanol und andere), niederen Ketonen (Aceton und andere), polaren Ethern (Tetrahydrofuran, Dioxaπ, 1 ,2-Dιmethoxyethan und andere) auszufallen und so leicht zu isolierende und gut zu reinigende Kπstallisate zu erhalten Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen die gewünschte Base bereits wahrend der Komplexbildung der Reaktionsmischung zuzusetzen und dadurch einen Verfahrensschritt einzusparen Enthalten die sauren Komplexverbindungen mehrere freie acide Gruppen so ist es oft zweckmäßig, neutrale Mischsalze herzustellen, die sowohl anorganische als auch organische Kationen als Gegenioπen enthalten

Dies kann beispielsweise geschehen, indem man den komplexbildenden

Liganden in wäßriger Suspension oder Losung mit dem Oxid oder Salz des das Zentralion liefernden Elements und der Hälfte der zur Neutralisation benotigten Menge einer organischen Base umsetzt, das gebildete Komplexsalz isoliert, es gewunschtenfalls reinigt und dann zur vollständigen Neutralisation mit der benotigten Menge anorganischer Base versetzt Die Reihenfolge der Basenzugabe kann auch umgekehrt werden

Die Herstellung der erfindungsgemaßen pharmazeutischen Mittel erfolgt ebenfalls in an sich bekannter Weise, indem man die erfindungsgemaßen Komplexverbindungen

- gegebenenfalls unter Zugabe der in der Galenik üblichen Zusätze - in wäßrigem Medium suspendiert oder lost und anschließend die Suspension oder Losung gegebenenfalls sterilisiert Geeignete Zusätze sind beispielsweise physiologisch unbedenkliche Puffer (wie zum Beispiel Tromethamin), Zusätze von Komplexbildnern oder schwachen Komplexen (wie zum Beispiel Diethylen- tπaminpentaessigsaure oder deren Ca-Komplex) oder - falls erforderlich - Elektrolyte wie zum Beispiel Natnumchlorid oder - falls erforderlich - Antioxidantien wie zum Beispiel Ascorbinsaure

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

Prinzipiell ist es auch möglich, die erfindungsgemaßen pharmazeutischen Mittel auch ohne Isolierung der Komplexsalze herzustellen In jedem Fall muß besondere Sorgfalt darauf verwendet werden, die Chelatbildung so vorzunehmen daß die erfindungsgemaßen Salze und Salzlosungen praktisch frei sind von nicht komplexierten toxisch wirkenden Metal onen Dies kann beispielsweise mit Hilfe von Farbindikatoren wie Xylenolorange durch Kontrolltitrationen wahrend des Herstellungsprozesses gewährleistet werden Die Erfindung betrifft daher auch Verfahren zur Herstellung der Komplexverbindungen und ihrer Salze Als letzte Sicherheit bleibt eine Reinigung des isolierten Komplexsalzes

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

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

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

Die gute Wasserloslichkeit und geringe Osmolahtat der erfindungsgemaßen Mittel erlaubt es, hochkonzentrierte Losungen herzustellen, damit die

Volumenbelastung des Kreislaufs in vertretbaren Grenzen zu halten und die Verdünnung durch die Korperflussigkeit auszugleichen, das heißt NMR- Diagnostika müssen 100- bis 1000fach besser wasserlöslich sein als für die NMR-Spektroskopie Weiterhin weisen die erfindungsgemaßen Mittel nicht nur eine hohe Stabilität in-vitro auf, sondern auch eine überraschend hohe Stabilität in-vivo, so daß eine Freigabe oder ein Austausch der in den Komplexen nicht kovalent gebundenen

- an sich giftigen - Ionen innerhalb der Zeit, in der die neuen Kontrastmittel vollständig wieder ausgeschieden werden, nur äußerst langsam erfolgt

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

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

Ferner können die erfindungsgemaßen Komplexverbindungen vorteilhaft als Suszeptibilitäts-Reagenzien und als shift-Reagenzien für die in-vivo-NMR- Spektroskopie verwendet werden.

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

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

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

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

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

Insgesamt ist es gelungen, neue Komplexbildner, Metallkomplexe und Metallkomplexsalze zu synthetisieren, die neue Möglichkeiten in der diagnostischen und therapeutischen Medizin erschließen. Die nachfolgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung des Erfindungsgegenstands:

Beispiel 1

Polyamid aus O-carboxymethyl-Hydroxyethylstarke und dem Gadolinium- Komplex von 10-(2-Hydroxy-3-amιnopropyl)-4,7, 10-tπs(carboxymethyl)- 1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan (backbone 40 KD / Substitutionsgrad an Gadolinium-Komplex K 0,2)

a) Natrium-O-Carboxymethyl-hydroxyethylstarke (dSQM = 1 ,1 )

10,0 g (56,5 mmol) 40 kD Hydroxyethylstarke (ds HE ⁼ °_> ^5/ kommerziell erhaltlich bei der Firma Gerindus) werden in 200 ml Dimethytsulfoxid suspendiert und unter starkem Ruhren mit insgesamt 16,0 ml (172,8 mmol an Natriumhydroxyd ) einer 32%ιgen wassngen Natπumhydroxydlosung bei Raumtemperatur tropfenweise versetzt Nach einer Reaktionszeit von 2 Stunden bei Raumtemperatur wird die Losung des gebildeten Hydroxyethyl- starke-poly-alkoholats mit insgesamt 7,64 g (80,8 mmol ) Chloressigsaure portionsweise versetzt Die so erhaltene Reaktionslosung wird für 3 Stunden bei 65 °C gerührt Nach dem Abkühlen auf 5 °C wird eine Mischung aus 1000ml Isopropanol/ 500 ml Tetrahydrofuran/ 500 Diethylether zugegeben vom ausgefallenen Feststoff abfiltnert , das so erhaltene feste Reaktionsprodukt anschließend dreimal mit jeweils 150 ml Isopropanol gewaschen und im Vakuum bei 30 °C getrocknet Anschließend wird das farblose Reaktionsprodukt in 350 ml destilliertem Wasser gelost Unter Eiskuhlung und starkem Ruhren wird durch Versetzen der so erhaltenen wassngen Produktlosung mit 10 % iger wassnger Salzsaure ein pH-Wert von 10,0 eingestellt und mit destilliertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 500 ml aufgefüllt Nach dreimaliger Ultrafiltration gegen destilliertes Wasser über eine YM10-Ultrafιltratιonsmembran (AMICON®) wird der verbleibende Ruckstand gefriergetrocknet Man erhalt 12,46 g der Titelverbindung als amorphes, farbloses Pulver

Wassergehalt (Karl-Fischer) 8,55 %

Zur Bestimmung des Substitutionsgrades der erhaltenen Hydroxyethylstarke mit Natrium-Carboxymethylfunktionen wird das Verfahren von Eyler Klug und Diephuis angewendet [R W Eyler, E D Klug, F Diephuis, Anal Chem ,19, 24 (1947), vgl auch J W Green in Methods in Carbohydrate Chemistry, Vol III, 322, (1963)] nach welchem ein Substitutionsgrad von ds ^ = 1 , 1 im Produkt vorliegt Elementaraπalyse (berechnet auf wasserfreie Substanz ber C 40,60 H 4,85 Na 9,29 gef C 40,82 H 4,93 Na 9,18

b) Polyamid aus O-carboxymethyl-Hydroxyethylstarke und dem Gadolinium- Komplex von 0-(2-Hydroxy-3-amιnopropyl)-4,7, 10-tπs(carboxymethyl)- 1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan (backbone 40 KD/Substitutioπsgrad an Gadolinium-Komplex K 0,2)

Eine Losung von 8,17 g (30 mmol ) der Titelverbindung aus Beispiel 1 a werden in in 200 ml Wasser gelost und bei Raumtemperatur mit 3 42 g ( 5 97 mmol ) des Gadolinium-Komplexes von 10-(2-Hydroxy-3-amιnopropyl)-4,7,10- trιs(carboxymethyl)-1 ,4,7, 10-tetraazacyclododecan versetzt Man stellt mit 1 N aqu Salzsaure auf pH 6,5 Anschließend gibt man insgesamt 1 14 g (5 97 mmol) EDCI portionsweise hinzu Nach beendeter EDCI Zugabe wird noch 12 Stunden bei Raumtemperatur nachgeruhrt Der pH wird durch Zugabe von 1 N aqu Natronlauge auf pH 7,2 gebracht Die Reaktionslosung wird anschließend mit destilliertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 500 ml aufgefüllt Nach dreimaliger Ultrafiltration gegen destilliertes Wasser über eine YM 3-Ultrafιltra- tionsmembran (AMICON ®) wird der verbleibende Ruckstand gefriergetrocknet

Man erhalt 10,99 g der Titelverbindung als amorphes, farbloses Pulver Wassergehalt ( Karl-Fischer ) 6,53 % Gd-Bestimmung (AAS) 9 45 %

( Plasma ) 14,1 l/mmol sec

Eiementaranalyse (berechnet auf wasserfreie Substanz) ber C 39 94 H 5,03 N 3,70 Gd 8,30 Na 5,46 gef C 40,02 H 5, 12 N 3,60 Gd 8,37 Na 5,55

Beispiel 2

Polyamid aus O-carboxymethyl-Hydroxyethylstarke und dem Gadolinium- Komplex von 10-(2-Hydroxy-3-amιπopropyl)-4 7, 10-tπs(carboxymethyl)- _-j ₅_

1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan (backbone 40 KD / Substitutionsgrad an Gadolinium-Komplex K 0,7)

a) Natrium-O-Carboxymethyl-hydroxyethylstarke (dSQM = 1 ,5 )

10,0 g (56,5 mmol) 40 kD Hydroxyethylstarke (ds HE = 0,5 , kommerziell erhältlich bei der Firma Gerindus) werden in 200 ml Dimethylsulfat suspendiert und unter starkem Ruhren mit insgesamt 21 ,0 ml (226,8 mmol an Natriumhydroxyd ) einer 32%ιgen wassngen Natπumhydroxydlosung bei Raumtemperatur tropfenweise versetzt Nach einer Reaktionszeit von 2 Stunden bei Raumtemperatur wird die Losung des gebildeten Hydroxyethyl- starke-poly-alkoholats mit insgesamt 10,41 g (110,2 mmol ) Chloressigsaure portionsweise versetzt Die so erhaltene Reaktionslosung wird für 3 Stunden bei 65 °C gerührt Nach dem Abkühlen auf 5 °C wird eine Mischung aus 1000ml Isopropanol/ 500 ml Tetrahydrofuran/ 500 Diethylether zugegeben vom ausgefallenen Feststoff abfiltnert , das so erhaltene feste Reaktionsprodukt anschließend dreimal mit jeweils 150 ml Isopropanol gewaschen und im Vakuum bei 30 °C getrocknet Anschließend wird das farblose Reaktionsprodukt in 350 ml destilliertem Wasser gelost Unter Eiskuhlung und starkem Ruhren wird durch Versetzen der so erhaltenen wassngen

Produktlosung mit 10 % iger wassnger Salzsaure ein pH-Wert von 10 0 eingestellt und mit destilliertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 500 ml aufgefüllt Nach dreimaliger Ultrafiltration gegen destilliertes Wasser über eine YM10-Ultrafιltratιonsmembran (AMICON®) wird der verbleibende Ruckstand gefriergetrocknet Man erhalt 13,26 g der Titelverbindung als amorphes, farbloses Pulver Wassergehalt (Karl-Fischer) 8,55 %

Zur Bestimmung des Substitutionsgrades der erhaltenen Hydroxyethylstarke mit Natnum-Carboxymethylfunktionen wird das Verfahren von Eyler, Klug und Diephuis angewendet [R W Eyler, E D Klug, F Diephuis, Anal Chem , 19, 24 (1947) , vgl auch J W Green in Methods in Carbohydrate Chemistry, Vol III, 322, (1963)], nach welchem ein Substitutionsgrad von dSQM ⁼ 1 ,5 im Produkt vorliegt ^{, iUV} -16- PCT/EP99/00853

Elementaranalyse (berechnet auf wasserfreie Substanz ber C 39,48 H 4,47 Na 11 ,34 gef C 39,37 H 4,59 Na 11 ,47

b) Polyamid aus O-carboxymethyl-Hydroxyethylstarke und dem Gadolinium- Komplex von 10-(2-Hydroxy-3-amιnopropyl)-4,7, 10-trιs(carboxymethyl)- 1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan (backbone 40 KD / Substitutionsgrad an Gadolinium-Komplex K 0,7)

Eine Losung von 2 74 g (9,0 mmol) der Titelverbindung aus Beispiel 1a werden in in 200 ml Wasser gelost und bei Raumtemperatur mit 3,42 g (5,97 mmol) des Gadolinium-Komplexes von 10-(2-Hydroxy-3-amιnopropyl)-4,7,10- trιs(carboxymethyl)-1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan versetzt Man stellt mit 1 N aqu. Salzsaure auf pH 6,5 Anschließend gibt man insgesamt 1 ,14 g (5,97 mmol) EDCI portionsweise hinzu Nach beendeter EDCI Zugabe wird noch 12

Stunden bei Raumtemperatur nachgeruhrt Der pH wird durch Zugabe von 1 N aqu Natronlauge auf pH 7,2 gebracht Die Reaktionslosung wird anschließend mit destilliertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 500 ml aufgefüllt Nach dreimaliger Ultrafiltration gegen destilliertes Wasser über eine YM 3-Ultrafιltra- tionsmembran (AMICON ®) wird der verbleibende Ruckstand gefriergetrocknet

Man erhalt 5,73 g der Titelverbindung als amorphes, farbloses Pulver Wassergehalt ( Karl-Fischer ) 8,5 % Gd-Bestimmung (AAS) 16,20 % T-i-Relaxivitat (H2O) 16,3 l/mmol sec ( Plasma ) 16,1 l/mmol sec

Elementaranalyse (berechnet auf wasserfreie Substanz) ber C 38,81 H 5 03 N 7,23 Gd 16,24 Na 2,71 gef C 38,69 H 5,10 N 7,30 Gd 16,35 Na 2,82

Beispiel 3

Polyamid aus O-carboxymethyl-Hydroxyethylstarke und dem Gadolinium- Komplex von 10-(2-Hydroxy-3-amιnopropyl)-4,7,10-trιs(carboxymethyl)- 1 ,4,7, 10-tetraazacyclododecan (backbone 40 KD / Substitutionsgrad an Gadolinium-Komplex K 0 3) a) Natrium-O-Carboxymethyl-hydroxyethylstarke (dsςM ^{= 2}-³ )

10,0 g (56,5 mmol) 40 kD Hydroxyethylstarke (ds HE ⁼ °_> ^{5 !} kommerziell erhältlich bei der Firma Gerindus) werden in 200 ml Dimethylsulfoxid suspendiert und unter starkem Ruhren mit insgesamt 31 ,3 ml (337,9 mmol an Natriumhydroxyd) einer 32%ιgen wassngen Natπumhydroxydlosung bei Raumtemperatur tropfenweise versetzt Nach einer Reaktionszeit von 2 Stunden bei Raumtemperatur wird die Losung des gebildeten Hydroxyethyl- starke-poly-alkoholats mit insgesamt 15,96 g (168,9 mmol ) Chloressigsaure portionsweise versetzt Die so erhaltene Reaktionslosung wird für 3 Stunden bei 65 °C gerührt Nach dem Abkühlen auf 5 °C wird eine Mischung aus 1000ml Isopropanol/ 500 ml Tetrahydrofuran/ 500 Diethylether zugegeben vom ausgefallenen Feststoff abfiltnert , das so erhaltene feste Reaktionsprodukt anschließend dreimal mit jeweils 150 ml Isopropanol gewaschen und im Vakuum bei 30 °C getrocknet Anschließend wird das farblose Reaktionsprodukt in 350 ml destilliertem Wasser gelost Unter Eiskuhlung und starkem Ruhren wird durch Versetzen der so erhaltenen wassngen Produktlosung mit 10 % iger wassriger Salzsaure ein pH-Wert von 10,0 eingestellt und mit destilliertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 500 ml aufgefüllt Nach dreimaliger Ultrafiltration gegen destilliertes Wasser über eine YM10-Ultrafiltra- tionsmembran (AMICON®) wird der verbleibende Ruckstand gefriergetrocknet Man erhalt 14,17 g der Titelverbindung als amorphes, farbloses Pulver Wassergehalt (Karl-Fischer) 7,7 %

Zur Bestimmung des Substitutionsgrades der erhaltenen Hydroxyethylstarke mit Natnum-Carboxymethylfunktionen wird das Verfahren von Eyler, Klug und Diephuis angewendet [ R W Eyler, E D Klug, F Diephuis, Anal Chem ,19, 24 (1947) , vgl auch J W Green in Methods in Carbohydrate Chemistry, Vol III, 322, (1963)], nach welchem ein Substitutionsgrad von dsQM ^{~ 2}-^{3 ιm} Produkt vorliegt

Elementaranalyse (berechnet auf wasserfreie Substanz ber C 38 51 H 3 98 Na 14,61 gef C 38,64 H 4.11 Na 14,74 _- .

b) Polyamid aus O-carboxymethyl-Hydroxyethylstarke und dem Gadolinium- Komplex von 10-(2-Hydroxy-3-amιnopropyl)-4,7, 10-tπs(carboxymethyl)- 1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan (backbone 40 KD / Substitutionsgrad an Gadolinium-Komplex K 0,3)

Eine Losung von 7,24 g (20,0 mmol) der Titelverbindung aus Beispiel 3a werden in 200 ml Wasser gelost und bei Raumtemperatur mit 3 42 g ( 5.97 mmol ) des Gadolinium-Komplexes von 10-(2-Hydroxy-3-amιnopropyl)-4,7,10- tπs(carboxymethyl)-1 ,4,7, 10-tetraazacyclododecan versetzt Man stellt mit 1 N aqu. Salzsaure auf pH 6,5 Anschließend gibt man insgesamt 1 14 g (5 97 mmol) EDCI portionsweise hinzu Nach beendeter EDCI Zugabe wird noch 12 Stunden bei Raumtemperatur nachgeruhrt Der pH wird durch Zugabe von 1 N aqu Natronlauge auf pH 7,2 gebracht Die Reaktionslosung wird anschließend mit destilliertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 500 ml aufgefüllt Nach dreimaliger Ultrafiltration gegen destilliertes Wasser über eine YM 3-Ultrafiltra- tionsmembran (AMICON®) wird der verbleibende Ruckstand gefriergetrocknet Man erhalt 10,51 g der Titelverbindung als amorphes, farbloses Pulver Wassergehalt ( Karl-Fischer ) 6,8 % Gd-Bestimmung (AAS) 8,89 % T-| -Relaxιvιtat (H2O) 14,9 l/mmol sec ( Plasma ) 15,3 l/mmol sec

Elementaranalyse (berechnet auf wasserfreie Substanz) ber C 37,93 H 4 48 N 3,97 Gd 8,92 Na 8,69 gef. C 40,00 H 4.56 N 4,07 Gd 9,01 Na 8,79

Beispiel 4

Polyamid aus O-carboxymethyl-Hydroxyethylstarke und dem Gadolinium- Komplex von 10-(2-Hydroxy-3-amιnopropyl)-4,7, 10-trιs(carboxymethyl)- 1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan (backbone 100 KD / Substitutionsgrad an Gadolinium-Komplex K 0,25)

a) Natrⁱum-O-Carboxymethyl-hydroxyethylstarke (d^SQM ⁼ 1.1 )

10,0 g (56 5 mmol) 100 kD Hydroxyethylstarke (ds HF. ⁼ 0,5 / kommerziell erhältlich bei der Firma Gerindus) werden in 200 ml Dimethylsulfoxid suspendiert und unter starkem Ruhren mit insgesamt 16 0 ml (172,8 mmol an Natriumhydroxyd ) einer 32%ιgen wassngen Natπumhydroxydlosung bei Raumtemperatur tropfenweise versetzt Nach einer Reaktionszeit von 2 Stunden bei Raumtemperatur wird die Losung des gebildeten Hydroxyethylstarke-poly-alkoholats mit insgesamt 7,64 g (80,8 mmol )

Chloressigsaure portionsweise versetzt Die so erhaltene Reaktionslosung wird für 3 Stunden bei 65 °C gerührt Nach dem Abkühlen auf 5 °C wird eine Mischung aus 1000ml Isopropanol/ 500 ml Tetrahydrofuran/500 Diethylether zugegeben vom ausgefallenen Feststoff abfiltnert , das so erhaltene feste Reaktionsprodukt anschließend dreimal mit jeweils 150 ml Isopropanol gewaschen und im Vakuum bei 30 °C getrocknet Anschließend wird das farblose Reaktionsprodukt in 350 ml destilliertem Wasser gelost Unter Eiskuhlung und starkem Ruhren wird durch Versetzen der so erhaltenen wassngen Produktlosung mit 10 % iger wassriger Salzsaure ein pH-Wert von 10 0 eingestellt und mit destilliertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 500 ml aufgefüllt Nach dreimaliger Ultrafiltration gegen destilliertes Wasser über eine YM10-Ultrafιltratιonsmembran (AMICON®) wird der verbleibende Ruckstand gefriergetrocknet Man erhalt 12,63 g der Titelverbindung als amorphes, farbloses Pulver Wassergehalt (Karl-Fischer) 6,8 %

Zur Bestimmung des Substitutionsgrades der erhaltenen Hydroxyethylstarke mit Natnum-Carboxymethylfunktionen wird das Verfahren von Eyler, Klug und Diephuis angewendet [ R W Eyler, E D Klug, F Diephuis, Anal Chem ,19, 24 (1947) , vgl auch J W Green in Methods in Carbohydrate Chemistry Vol III, 322, (1963) ], nach welchem ein Substitutionsgrad von dsςM ⁼ 1 ,1 im Produkt vorliegt

Elementaranalyse (berechnet auf wasserfreie Substanz ber C 40,60 H 4,85 Na 9,29 gef C 40,47 H 4,98 Na 9,38

b) Polyamid aus O-carboxymethyl-Hydroxyethylstarke und dem Gadolinium- Komplex von 10-(2-Hydroxy-3-amιnopropyl)-4 7 IO-trιs(carboxymethyl)- 1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan (backbone 100 KD /Substitutionsgrad an

Gadolinium-Komplex K 0,25) Eine Losung von 6,53 g (24 mmol) der Titelverbindung aus Beispiel 4a werden in in 200 ml Wasser gelost und bei Raumtemperatur mit 3,42 g (5,97 mmol ) des Gadolinium-Komplexes von 10-(2-Hydroxy-3-amιnopropyl)-4,7,10- trιs(carboxymethyl)-1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan versetzt Man stellt mit 1 N aqu. Salzsaure auf pH 6,5 Anschließend gibt man insgesamt 1 14 g (5.97 mmol) EDCI portionsweise hinzu Nach beendeter EDCI Zugabe wird noch 12 Stunden bei Raumtemperatur nachgerührt. Der pH wird durch Zugabe von 1 N aqu. Natronlauge auf pH 7,2 gebracht .Die Reaktionslosung wird anschließend mit destilliertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 500 ml aufgefüllt. Nach dreimaliger Ultrafiltration gegen destilliertes Wasser über eine YM 3-Ultrafiltra- tionsmembran (AMICON®) wird der verbleibende Ruckstand gefriergetrocknet Man erhalt 9,68 g der Titelverbindung als amorphes, farbloses Pulver Wassergehalt ( Karl-Fischer ) 8,6 % Gd-Bestimmung (AAS) 9,70 % T-| -Relaxivitat (H2O) 15,3 l/mmol sec ( Plasma ) 16,0 l/mmol sec

Elementaranalyse (berechnet auf wasserfreie Substanz) ber.. C 39,83 H 5,06 N 4,32 Gd 9,69 Na 4,82 gef/ C 39,91 H 5.15 N 4,40 Gd 9,58 Na 4,90

Beispiel 5

Polyamid aus O-carboxymethyl-Hydroxyethylstärke und dem Gadolinium- Komplex von 10-(2-Hydroxy-3-amιnopropyl)-4,7,10-tπs(carboxymethyl)- 1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan (backbone 100 KD / Substitutionsgrad an Gadolinium-Komplex K 0,32)

a) Natrium-O-Carboxymethyl-hydroxyethylstarke (dsςM = 1.6 )

10,0 g (56,5 mmol) 100 kD Hydroxyethylstarke (ds HE ⁼ °.^{5 s} kommerziell! erhältlich bei der Firma Gerindus) werden in 200 ml Dimethylsulfat suspendiert und unter starkem Ruhren mit insgesamt 23,0 ml (248,4 mmol an

Natriumhydroxyd) einer 32%ιgen wassngen Natπumhydroxydlosung bei Raumtemperatur tropfenweise versetzt Nach einer Reaktionszeit von 2 Stunden bei Raumtemperatur wird die Losung des gebildeten Hydroxy- ethylstarke-poly-alkoholats mit insgesamt 11 , 1 1 g (1 17 6mmol ) Chloressigsaure portionsweise versetzt Die so erhaltene Reaktionslosung wird für 3 Stunden bei 65 °C gerührt Nach dem Abkühlen auf 5 °C wird eine Mischung aus 1000ml lsopropanol/500 ml Tetrahydrofuran/500 Diethylether zugegeben vom ausgefallenen Feststoff abfiltriert, das so erhaltene feste Reaktionsprodukt anschließend dreimal mit jeweils 150 ml Isopropanol gewaschen und im Vakuum bei 30 °C getrocknet Anschließend wird das farblose Reaktionsprodukt in 350 ml destilliertem Wasser gelost Unter Eiskuhlung und starkem Ruhren wird durch Versetzen der so erhaltenen wassngen Produktlosung mit 10 % iger wassnger Saizsaure ein pH-Wert von 10,0 eingestellt und mit destilliertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 500 ml aufgefüllt Nach dreimaliger Ultrafiltration gegen destilliertes Wasser über eine YMI O-Ultrafiltrationsmembran (AMICON ®) wird der verbleibende Ruckstand gefriergetrocknet Man erhalt 13,12 g der Titelverbindung als amorphes, farbloses Pulver

Wassergehalt (Karl-Fischer) 8,3 %

Zur Bestimmung des Substitutionsgrades der erhaltenen Hydroxyethylstarke mit Natnum-Carboxymethylfunktionen wird das Verfahren von Eyler, Klug und Diephuis angewendet [R W Eyler, E D Klug, F Diephuis, Anal Chem ,19, 24 (1947) , vgl auch J W Green in Methods in Carbohydrate Chemistry, Vol III, 322, (1963)], nach welchem ein Substitutionsgrad von dsQM ⁼ 1 ,6 i Produkt vorliegt

Elementaranalyse (berechnet auf wasserfreie Substanz ber C 39,24 H 4,39 Na 11 ,78 gef C 39,39 H 4,51 Na 11 ,90

b) Polyamid aus O-carboxymethyl-Hydroxyethylstarke und dem Gadolinium- Komplex von 10-(2-Hydroxy-3-amιnopropyl)-4,7 I O-tπs(carboxymethyl)- 1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan (backbone 100 KD / Substitutionsgrad an Gadolinium-Komplex K 0,32)

Eine Losung von 5,93 g (19 0 mmol) der Titelverbindung aus Beispiel 5a werden in 200 ml Wasser gelost und bei Raumtemperatur mit 3 42 g ( 5 97 mmol ) des Gadolinium-Komplexes von 10-(2-Hydroxy-3-amιnopropyl)-4 7 10- tπs(carboxymethyl)-1 4 7 10-tetraazacyclododecan versetzt Man stellt mit 1 N aqu Salzsaure auf pH 6,5 Anschließend gibt man insgesamt 1 ,14 g (5 97 mmol) EDCI portionsweise hinzu Nach beendeter EDCI Zugabe wird noch 12 Stunden bei Raumtemperatur nachgeruhrt Der pH wird durch Zugabe von 1 N aqu Natronlauge auf pH 7,2 gebracht Die Reaktionslosung wird anschließend mit destilliertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 500 ml aufgefüllt Nach dreimaliger Ultrafiltration gegen destilliertes Wasser über eine YM 3-Ultrafιltra- tionsmembran (AMICON®) wird der verbleibende Ruckstand gefriergetrocknet Man erhalt 9,03 g der Titelverbindung als amorphes, farbloses Pulver Wassergehalt (Karl-Fischer) 6,3 % Gd-Bestimmung (AAS) 10,41 %

Tι-Relaxιvιtat (H^~2θ) 16,2 l/mmol sec (Plasma) 16 4 l/mmol sec

Elementaranalyse (berechnet auf wasserfreie Substanz) ber C 38,89 H 4,77 N 4,64 Gd 10,42 Na 6,09 gef C 39,00 H 4,86 N 4,71 Gd 10,50 Na 6,16

Beispiel 6

Polyamid aus O-carboxymethyl-Hydroxyethylstarke und dem Gadolinium- Komplex von 10-(2-Hydroxy-3-amιnopropyl)-4,7, 1 O-tπs(carboxymethyl)- 1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan (backbone 40 KD / Substitutionsgrad an Gadolinium-Komplex K 0,5)

a) Natπum-O-Carboxymethyl-hydroxyethylstarke (dscM ^{= 2} _>5 )

10,0 g (56,5 mmol) 100 kD Hydroxyethylstarke (ds HE ⁼ °,5 / kommerziell erhaltlich bei der Firma Gerindus) werden in 200 ml Dimethylsulfat suspendiert und unter starkem Ruhren mit insgesamt 35,0 ml (378,0 mmol an Natriumhydroxyd) einer 32%ιgen wassngen Natπumhydroxydlosung bei Raumtemperatur tropfenweise versetzt Nach einer Reaktionszeit von 2 Stunden bei Raumtemperatur wird die Losung des gebildeten Hydroxyethyl- starke-poly-alkoholats mit insgesamt 17,35 g (183,6 mmol ) Chloressigsaure portionsweise versetzt Die so erhaltene Reaktionslosung wird für 3 Stunden bei 65 °C gerührt Nach dem Abkühlen auf 5 °C wird eine Mischung aus 1000ml Isopropanol/ 500 ml Tetrahydrofuran/ 500 Diethylether zugegeben vom ausgefallenen Feststoff abfiltriert , das so erhaltene feste Reaktionsprodukt anschließend dreimal mit jeweils 150 ml Isopropanol gewaschen und im Vakuum bei 30 °C getrocknet. Anschließend wird das farblose Reaktionsprodukt in 350 ml destilliertem Wasser gelöst . Unter Eiskühlung und starkem Rühren wird durch Versetzen der so erhaltenen wässrigen

Produktlösung mit 10 % iger wässriger Salzsäure ein pH-Wert von 10,0 eingestellt und mit destilliertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 500 ml aufgefüllt. Nach dreimaliger Ultrafiltration gegen destilliertes Wasser über eine YM10-Ultrafiltrationsmembran (AMICON®) wird der verbleibende Rückstand gefriergetrocknet. Man erhält 14,17 g der Titelverbindung als amorphes, farbloses Pulver. Wassergehalt (Karl-Fischer): 9,2 %

Zur Bestimmung des Substitutionsgrades der erhaltenen Hydroxyethylstarke mit Nathum-Carboxymethylfunktionen wird das Verfahren von Eyler, Klug und Diephuis angewendet [ R.W. Eyler, E.D.Klug, F. Diephuis, Anal. Chem. ,19, 24 (1947) ; vgl. auch : J.W. Green in Methods in Carbohydrate Chemistry, Vol III, 322, (1963)], nach welchem ein Substitutionsgrad von dsQM = 2,5 im Produkt vorliegt.

Elementaranalyse (berechnet auf wasserfreie Substanz ber.: C 37,51 H 3,80 Na 14,96 gef.: C 37,44 H 3,87 Na 15,09

b) Polyamid aus O-carboxymethyl-Hydroxyethylstärke und dem Gadolinium- Komplex von 10-(2-Hydroxy-3-aminopropyl)-4,7, 10-tris(carboxymethyl)- 1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan (backbone: 100 KD / Substitutioπsgrad an Gadolinium-Komplex K: 0,5)

Eine Lösung von 4,61 g (12,0 mmol ) der Titelverbindung aus Beispiel 6a werden in in 200 ml Wasser gelöst und bei Raumtemperatur mit 3,42 g (5,97 mmol ) des Gadolinium-Komplexes von 10-(2-Hydroxy-3-aminopropyl)-4,7,10- tris(carboxymethyl)-1 ,4,7, 10-tetraazacyclododecan versetzt. Man stellt mit 1 N aqu.Salzsäure auf pH 6,5 .Anschließend gibt man insgesamt 1.14 g (5.97 mmol) EDCI portionsweise hinzu . Nach beendeter EDCI Zugabe wird noch 12 Stunden bei Raumtemperatur nachgerührt.Der pH wird durch Zugabe von 1 N aqu. Natronlauge auf pH 7,2 gebracht .Die Reaktionslösung wird anschließend mit destilliertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 500 ml aufgefüllt. Nach dreimaliger Ultrafiltration gegen destilliertes Wasser über eine YM 3-Ultrafiltra- tionsmembran (AMICON ®) wird der verbleibende Rückstand gefriergetrocknet. Man erhalt 7,71 g der Titelverbindung als amorphes, farbloses Pulver

Wassergehalt (Karl-Fischer). 6,8 % Gd-Bestimmung (AAS)- 10,1 % T-|-Relaxivität (H2O) 16,6 l/mmol- sec (Plasma) 16,7 l/mmol sec

Elementaranalyse (berechnet auf wasserfreie Substanz) ber.. C 37,79 H 4,56 N 5,37 Gd 12,07 Na 7,06 gef. C 37,91 H 4,66 N 5,28 Gd 12,18 Na 7,17

Beispiel 7

Polyamid aus O-carboxymethyl-Hydroxyethylstärke und dem Gadolinium- Komplex von 10-(2-Hydroxy-3-aminopropyl)-4,7, 10-trιs(carboxymethyl)- 1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan (backbone. 200 KD / Substitutionsgrad an Gadolinium-Komplex K. 0,25)

a) Natπum-O-Carboxymethyl-hydroxyethyistarke (dSQM ⁼ 1 _> ²)

10,0 g (56,5 mmol) 200 kD Hydroxyethylstarke (ds HE ⁼ °,^{5 l} kommerziell erhältlich bei der Firma Gerindus) werden in 200 ml Dimethylsulfat suspendiert und unter starkem Rühren mit insgesamt 17,4 ml (187,9 mmol an Natriumhydroxyd ) einer 32%ιgen wassngen Natπumhydroxydlosung bei Raumtemperatur tropfenweise versetzt Nach einer Reaktionszeit von 2 Stunden bei Raumtemperatur wird die Losung des gebildeten Hydroxyethyl- stärke-poly-alkoholats mit insgesamt 8,33 g (88,2 mmol ) Chloressigsaure portionsweise versetzt. Die so erhaltene Reaktionslosung wird für 3 Stunden bei 65 °C gerührt Nach dem Abkühlen auf 5 °C wird eine Mischung aus 1000 ml Isopropanol/ 500 ml Tetrahydrofuran/ 500 Diethylether zugegeben vom ausgefallenen Feststoff abfiltriert , das so erhaltene feste Reaktionsprodukt anschließend dreimal mit jeweils 150 ml Isopropanol gewaschen und im Vakuum bei 30 °C getrocknet. Anschließend wird das farblose Reaktionsprodukt in 350 ml destilliertem Wasser gelöst . Unter Eiskühlung und starkem Rühren wird durch Versetzen der so erhaltenen wässrigen Produktlösung mit 10 % iger wässriger Salzsäure ein pH-Wert von 10.0 eingestellt und mit destilliertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 500 ml aufgefüllt. Nach dreimaliger Ultrafiltration gegen destilliertes Wasser über eine YM10-Ultrafiltrationsmembran (AMICON ®) wird der verbleibende Rückstand gefriergetrocknet. Man erhält 12,84 g der Titelverbindung als amorphes, farbloses Pulver. Wassergehalt (Karl-Fischer): 7,9 %

Zur Bestimmung des Substitutionsgrades der erhaltenen Hydroxyethylstarke mit Natrium-Carboxymethylfunktionen wird das Verfahren von Eyler, Klug und Diephuis angewendet [R.W. Eyler, E.D.Klug, F. Diephuis, Anal. Chem. ,19, 24 (1947) ; vgl. auch : J.W. Green in Methods in Carbohydrate Chemistry, Vol III, 322, (1963)], nach welchem ein Substitutionsgrad von dSQM = 1 ,2 im Produkt vorliegt.

Elementaranalyse (berechnet auf wasserfreie Substanz ber.: C 39,44 H 4,37 Na 12,05 gef.: C 39,57 H 4,51 Na 12, 14

b) Polyamid aus O-carboxymethyl-Hydroxyethylstärke und dem Gadolinium- Komplex von 10-(2-Hydroxy-3-aminopropyl)-4,7,10-ths(carboxymethyl)-

1 ,4,7, 10-tetraazacyclododecan (backbone: 200 KD / Substitutionsgrad an Gadolinium-Komplex K: 0,25)

Eine Lösung von 6,87 g (24,0 mmol ) der Titelverbindung aus Beispiel 7a werden in in 200 ml Wasser gelöst und bei Raumtemperatur mit 3.42 g ( 5.97 mmol ) des Gadolinium-Komplexes von 10-(2-Hydroxy-3-aminopropyl)-4,7, 10- tris(carboxymethyl)-1 ,4,7, 10-tetraazacyclododecan versetzt. Man stellt mit 1 N aqu. Salzsäure auf pH 6,5. Anschließend gibt man insgesamt 1 , 14 g (5,97 mmol) EDCI portionsweise hinzu . Nach beendeter EDCI Zugabe wird noch 12 Stunden bei Raumtemperatur nachgerührt. Der pH wird durch Zugabe von 1 N aqu. Natronlauge auf pH 7,2 gebracht .Die Reaktionslösung wird anschließend mit destilliertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 500 ml aufgefüllt. Nach dreimaliger Ultrafiltration gegen destilliertes Wasser über eine YM 3-Ultrafiltra- tionsmembran (AMICON ®) wird der verbleibende Rückstand gefriergetrocknet. Man erhält 9,85 g der Titelverbindung als amorphes, farbloses Pulver.

Wassergehalt (Karl-Fischer): 7,4 %. Gd-Bestimmung (AAS): 7,59 %

T<|-Relaxivϊtät (H2θ): 16,0 l/mmol- sec (Plasma): 16,2 l/mmol- sec

Elementaranalyse (berechnet auf wasserfreie Substanz) : ber.: C 39,64 H 4,98 N 4,23 Gd 9,50 Na 5,28 gef.: C 39,78 H 5.11 N 4,30 Gd 9,36 Na 5,41

Beispiel 8

Polyamid aus O-carboxymethyl-Hydroxyethylstärke und dem Gadolinium- Komplex von 10-(2-Hydroxy-3-aminopropyl)-4,7, 10-tris(carboxymethyl)- 1 ,4,7,10-tetraazacyciododecan (backbone: 200 KD / Substitutionsgrad an Gadolinium-Komplex K: 1 ,1 )

a) Natrium-O-Carboxymethyl-hydroxyethylstärke (dscM = ² _>3 )

10.0 g (56.5 mmol) 40 kD Hydroxyethylstarke (ds HE ⁼ °,5 / kommerziell erhältlich bei der Firma Gerindus) werden in 200 ml Dimethylsulfat suspendiert und unter starkem Rühren mit insgesamt 32,5 ml (351 ,0 mmol an Natriumhydroxyd) einer 32%igen wässrigen Natriumhydroxydlösung bei Raumtemperatur tropfenweise versetzt. Nach einer Reaktionszeit von 2 Stunden bei Raumtemperatur wird die Lösung des gebildeten Hydroxyethyl- stärke-poly-alkoholats mit insgesamt 15,96 g (168,9 mmol ) Chloressigsäure portionsweise versetzt. Die so erhaltene Reaktionslösung wird für 3 Stunden bei 65 °C gerührt. Nach dem Abkühlen auf 5 °C wird eine Mischung aus 1000 ml Isopropanol/ 500 ml Tetrahydrofuran/ 500 Diethylether zugegeben vom ausgefallenen Feststoff abfiltriert, das so erhaltene feste Reaktionsprodukt anschließend dreimal mit jeweils 150 ml Isopropanol gewaschen und im Vakuum bei 30 °C getrocknet. Anschließend wird das farblose Reaktionsprodukt in 350 ml destilliertem Wasser gelöst . Unter Eiskühlung und starkem Rühren wird durch Versetzen der so erhaltenen wässrigen Produktlosung mit 10 % iger wassnger Salzsaure ein pH-Wert von 10.0 eingestellt und mit destilliertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 500 ml aufgefüllt Nach dreimaliger Ultrafiltration gegen destilliertes Wasser über eine YM10-Ultrafiltratιonsmembran (AMICON®) wird der verbleibende Rückstand gefriergetrocknet. Man erhalt 14,23 g der Titelverbindung als amorphes, farbloses Pulver. Wassergehalt (Karl-Fischer) 7,7 %

Zur Bestimmung des Substitutionsgrades der erhaltenen Hydroxyethylstarke mit Natrium-Carboxymethylfunktionen wird das Verfahren von Eyler, Klug und Diephuis angewendet [R.W Eyler, E.D Klug, F Diephuis, Anal. Chem ,19, 24 (1947); vgl auch . J W Green in Methods in Carbohydrate Chemistry, Vol III, 322, (1963)], nach welchem ein Substitutionsgrad von dscM ^{= 2}-^{3 ιm} Produkt vorliegt.

Elementaranalyse (berechnet auf wasserfreie Substanz ber.- C 38,51 H 3,98 Na 14,61 gef.. C 38,62 H 4,05 Na 14,70

b) Polyamid aus O-carboxymethyl-Hydroxyethylstärke und dem Gadolinium- Komplex von 10-(2-Hydroxy-3-amιnopropyl)-4,7,10-trιs(carboxymethyl)- 1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan (backbone 200 KD / Substitutionsgrad an Gadolinium-Komplex K 1 ,1 )

Eine Lösung von 3,98 g (11 ,0 mmol ) der Titelverbindung aus Beispiel 8a werden in in 200 ml Wasser gelöst und bei Raumtemperatur mit 3,42 g (5,97 mmol ) des Gadolinium-Komplexes von 10-(2-Hydroxy-3-amιnopropyl)-4,7,10- tris(carboxymethyl)-1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan versetzt. Man stellt mit 1 N aqu.Salzsäure auf pH 6,5 Anschließend gibt man insgesamt 1 ,14 g (5,97 mmol) EDCI portionsweise hinzu Nach beendeter EDCI Zugabe wird noch 12 Stunden bei Raumtemperatur πachgeruhrt.Der pH wird durch Zugabe von 1 N aqu. Natronlauge auf pH 7,2 gebracht Die Reaktionslosung wird anschließend mit destilliertem Wasser auf ein Gesamtvolumen von 500 ml aufgefüllt Nach dreimaliger Ultrafiltration gegen destilliertes Wasser über eine YM 3-Ultrafiltra- tionsmembran (AMICON®) wird der verbleibende Ruckstand gefriergetrocknet Man erhalt 9,52 g der Titelverbindung als amorphes, farbloses Pulver Wassergehalt (Karl-Fischer) 5,9 % Gd-Bestimmung (AAS): 18,18 % T-_|-Relaxivität (H2O): 17,5 l/mmol- sec (Plasma): 17,9 l/mmol- sec

Elementaranalyse (berechnet auf wasserfreie Substanz) : ber.: C 38,08 H 4,92 N 8,06 Gd 18,10 Na 2,89 gef.: C 38,17 H 4,99 N 8,00 Gd 18,27 Na 2,98

Claims

O 99/42139 -29-Patentansprüche

1. Hydroxyethylstärke-Konjugate der allgemeinen Formel

worin n für die Zahlen 200 bis 1 500 und

R für ein Wasserstoffatom oder jeweils unabhängig voneinander für einen der Reste a * = -(CH₂)2θH, a ₂ = -CH2COOH, a $ =

-(CH2)2θCH2COOH, a 4 = -CH₂CONHK oder a 5 =

-(CH2)2θCH2CONHK mit K in der Bedeutung eines Metallkomplexes oder eines Komplexbildners stehen, mit der Maßgabe, daß pro Monomereinheit statistisch 0,02 bis 1 ,5 Reste a -j und 0,02 bis 2,5 Reste a 2 und 0,02 bis 1 ,5 Reste a 3 und 0,02 bis 2,5 Reste a 4 und 0,02 bis 1 ,5 Reste a 5 die Hydroxyl-Wasserstoffe substituieren, wobei die im Molekül gegebenenfalls vorhandenen Carboxylgruppen durch Kationen anorganischer und/oder organischer Basen, Aminosäuren oder Aminosäureamide ersetzt sind.

2. Verbindungen der allgemeinen Formel I gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß K für einen Rest der allgemeinen Formel II

steht,

worin

Z unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder ein

Metallionenäquivalent der Ordnungszahlen 20-29, 39, 42, 44 oder 57-83,

A für die Gruppen -CH2CH(OH)- oder -CHR CONH-, wobei R1 ein Wasserstoffatom oder die Methylgruppe bedeutet,

B für eine C-| -C20-Alkylenkette, die gegebenenfalls unterbrochen ist durch 1 - 3 -CONH-, 1 -3 -NHCO-, 1 -3 -NH-, 1 -3 -CO-, 1 Phenyiengruppe(n) oder 1-5 Sauerstoffatome oder die gegebenenfalls substituiert ist durch 1 -3 -OHoder 1-3 -(CH2)θ-3"COOH-gruppen, steht.

3. Verbindungen der allgemeinen Formel I gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß n für die Zahlen 240 bis 750 steht.

4. Verbindungen der allgemeinen Formel I gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der Reste Z für Metallionenäquivalente der Ordnungszahlen paramagnetischer Metalle stehen.

5. Verbindungen der allgemeinen Formel I gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reste Z für Metallionenäquivalente von Gadolinium stehen.

6. Verbindungen der allgemeinen Formel I gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß pro Monomereinheit statistisch 0,05 bis 1 Reste a 4 und 0,05 bis 1 Reste a 5 vorliegen.

7. Verbindungen der allgemeinen Formel I gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß B für einen der Reste -CH₂-

-CH₂CH₂-

-(CH₂)₃-

-CH₂CH2-0-CH₂CH₂-

-(CH₂-CH2-0)2-CH₂CH2-

-CH₂NHCOCH2-

-CH₂NHCO-CH₂CH₂-

-CH₂CONHCH₂CH₂-

-CH₂CONHCH₂CH₂CH2-

CH2-CO-NH-C6H₄-0-CH₂-CH₂-

steht.

8. Pharmazeutische Mittel enthaltend mindestens ein Hydroxyethylstärke- Konjugat der allgemeinen Formel I gemäß Anspruch 1 , gegebenenfalls mit den in der Galenik üblichen Zusätzen.

9. Verwendung von mindestens einem Hydroxyethylstärke-Konjugat gemäß Anspruch 1 für die Herstellung von Mitteln für die Röntgendiagnostik (konventionelle Methoden und Computertomographie).

10. Verwendung von mindestens einem Hydroxyethylstärke-Konjugat gemäß Anspruch 1 für die Herstellung von Mitteln für die NMR-Diagnostik.

11. Verwendung von mindestens einem Hydroxyethylstärke-Konjugat gemäß Anspruch 9 oder 10 als Blood-pool-Diagnostikum.

2. Verfahren zur Herstellung der pharmazeutischen Mittel gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die in Wasser oder physiologischer Salzlösung gelöste oder suspendierte Hydroxyethylstärke-Konjugate, gegebenenfalls mit den in der Galenik üblichen Zusätzen, in eine für die enterale oder parenteraie Applikation geeignete Form bringt.