Siirtymämetallien käyttö 18F-fluorireaktioissa

Fluori-18 on hyvin suosittu nuklidi PET-kuvantamisessa ja yhä useampi merkkiaine halutaan leimata sillä. Kaikkia molekyylejä ei kuitenkaan pystytä 18F-fluoraamaan perinteisillä menetelmillä tai niiden radiokemialliset saannot ovat olleet huonoja. Varsinkin aromaattisten renkaiden suora, yhdenvaiheen 18F-fluoraus on ollut synteesimenetelmillä vaikeaa tai lähes mahdotonta. Siirtymämetallivälitteisellä 18F-fluorauksella voidaan välttää perinteisen fluorauksen heikkouksia. Uusilla menetelmillä voidaan syntetisoida [18F]fluoridilla merkkiaineita, joita on aiemmin pystytty tuottamaan vain elektrofiilisellä [18F]F2-kaasulla. Tähän mennessä aryylien siirtymämetallivälitteistä 18F-radiofluorausta on tutkittu esimerkiksi palladiumillä, nikkelillä, hopealla, kuparilla ja ruteniumilla. Pro Gradu-työn tarkoituksena oli optimoida siirtymämetallivälitteisiä radiofluorausmenetelmiä (kupari ja rutenium) ja tutkia niiden toimivuutta. Synteesit tehtiin Turku PET-keskuksessa lyijykaapissa puoliautomatisoidulla synteesilaitteella ja radiokemialliset saannot analysoitiin käyttäen radio-HPLC:tä. Kuparivälitteisissä radiosynteeseissä [18F]fluoridi irrotettiin kuparitriflaatin ja litiumtriflaatin avulla ja mallisynteesinä käytettiin tert-butyyli-(1R,3S,5S)-3-((6-([18F]fluori-pyridiini-2-yyli)oksi)-8-atsabisyklo[3.2.1]oktaani-8-karboksylaatin ([18F]7) synteesiä. Ruteniumvälitteisissä synteeseissä pyrittiin tuottamaan kahta aivokuvantamisen radiomerkkiainetta: 5-(3-[18F]fluorifenyyli)-3-(((R)-1-fenyylietyyli)amino)-1-(4-(trifluori-metyyli)fenyyli)pyrrolidiini-2-onia ([18F]4), sekä N,N-dietyyli-2-(2-(4-[18F]fluorifenyyli)-5,7-dimetyylipyratsoli[1,5-a]pyrimidiini-3-yyli)asetamidia ([18F]6). [18F]7 synteesitulos saatiin 7 mg:n anioninvaihtopatruunalla, jolloin irrotusprosentti oli 56 % ja tuotteen radiokemiallinen saanto 83 %. [18F]4 synteesi optimoitiin onnistuneesti ja sen radiokemiallinen saanto oli 86,2 %. Synteesin kriittisiä vaiheita olivat tarpeeksi korkea lämpötila (T= 160 ℃) ja 1,3-bis(2,6-diisopropyylifenyyli)-2-kloroimidatsoliumkloridin lisääminen kuumaan kompleksoituun lähtöaine-rutenium-kompleksi-seokseen, jolloin se pystyi muodostamaan sidoksen lähtöaine-kompleksin kanssa ja auttamaan [18F]fluoridin nukleofiilisessä substituutio reaktiossa. Toisella ruteniumvälitteisellä synteesimenetelmällä valmistetun [18F]6:n synteesin tulokset olivat heikkoja (8,3 %)