2-[18F]Fluorophenylalanine: Synthesis by Nucleophilic 18F-Fluorination and Preliminary Biological Evaluation

Daniel J. Modemann; Boris D. Zlatopolskiy; Elizaveta A. Urusova; Johannes Zischler; Austin Craig; Johannes Ermert; Mehrab Guliyev; Heike Endepols; Bernd Neumaier

doi:10.1055/s-0037-1611370

Synthesis, Inhaltsverzeichnis

Synthesis 2019; 51(03): 664-676
DOI: 10.1055/s-0037-1611370

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2-[¹⁸F]Fluorophenylalanine: Synthesis by Nucleophilic ¹⁸F-Fluorination and Preliminary Biological Evaluation

Daniel J. Modemann §

^aForschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Neurowissenschaften und Medizin, INM-5, Nuklearchemie, Wilhelm-Johnen-Straße, 52428 Jülich, Germany eMail: b.neumaier@fz-juelich.de

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Boris D. Zlatopolskiy §

^aForschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Neurowissenschaften und Medizin, INM-5, Nuklearchemie, Wilhelm-Johnen-Straße, 52428 Jülich, Germany eMail: b.neumaier@fz-juelich.de

^bUniklinik Köln, Institut für Radiochemie und Experimentelle Molekulare Bildgebung, Kerpener Str. 62, 50937 Köln, Germany

^cUniklinik Köln, Klinik für Nuklearmedizin, Kerpener Str. 62, 50937 Köln, Germany

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Elizaveta A. Urusova

^aForschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Neurowissenschaften und Medizin, INM-5, Nuklearchemie, Wilhelm-Johnen-Straße, 52428 Jülich, Germany eMail: b.neumaier@fz-juelich.de

^bUniklinik Köln, Institut für Radiochemie und Experimentelle Molekulare Bildgebung, Kerpener Str. 62, 50937 Köln, Germany

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Johannes Zischler

^aForschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Neurowissenschaften und Medizin, INM-5, Nuklearchemie, Wilhelm-Johnen-Straße, 52428 Jülich, Germany eMail: b.neumaier@fz-juelich.de

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Austin Craig

^aForschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Neurowissenschaften und Medizin, INM-5, Nuklearchemie, Wilhelm-Johnen-Straße, 52428 Jülich, Germany eMail: b.neumaier@fz-juelich.de

^bUniklinik Köln, Institut für Radiochemie und Experimentelle Molekulare Bildgebung, Kerpener Str. 62, 50937 Köln, Germany

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Johannes Ermert

^aForschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Neurowissenschaften und Medizin, INM-5, Nuklearchemie, Wilhelm-Johnen-Straße, 52428 Jülich, Germany eMail: b.neumaier@fz-juelich.de

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Mehrab Guliyev

^bUniklinik Köln, Institut für Radiochemie und Experimentelle Molekulare Bildgebung, Kerpener Str. 62, 50937 Köln, Germany

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Heike Endepols

^aForschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Neurowissenschaften und Medizin, INM-5, Nuklearchemie, Wilhelm-Johnen-Straße, 52428 Jülich, Germany eMail: b.neumaier@fz-juelich.de

^bUniklinik Köln, Institut für Radiochemie und Experimentelle Molekulare Bildgebung, Kerpener Str. 62, 50937 Köln, Germany

^cUniklinik Köln, Klinik für Nuklearmedizin, Kerpener Str. 62, 50937 Köln, Germany

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Bernd Neumaier *

^aForschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Neurowissenschaften und Medizin, INM-5, Nuklearchemie, Wilhelm-Johnen-Straße, 52428 Jülich, Germany eMail: b.neumaier@fz-juelich.de

^bUniklinik Köln, Institut für Radiochemie und Experimentelle Molekulare Bildgebung, Kerpener Str. 62, 50937 Köln, Germany

^dMax-Planck-Institut für Stoffwechselforschung, Gleueler Str. 50, 50931 Köln, Germany

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^§ These authors contributed equally.

Abstract

2-[¹⁸F]Fluorophenylalanine (2-[¹⁸F]FPhe), a promising PET tracer for imaging of cerebral infarction and tumors, was efficiently prepared from an easily accessible iodonium salt precursor using Cu-mediated radiofluorination under ‘low base’ or ‘minimalist’ conditions. Whereas significant racemization was initially observed if the ‘minimalist’ protocol was applied for radiolabeling, it was completely suppressed by the careful adjustment of ¹⁸F^– preprocessing. The initial biological study revealed a higher uptake of 2-[¹⁸F]FPhe in different tumor cells in comparison to that of [¹⁸F]FET. In contrast to 4-[¹⁸F]FPhe, which suffered from rapid defluorination in vivo, 2-[¹⁸F]FPhe demonstrated a sufficient in vivo stability. Conclusively, 2-[¹⁸F]FPhe is a promising PET probe that is now readily available using Cu-mediated radiofluorination under ‘minimalist’ or ‘low base’ conditions. The simplicity of the translation of the proposed procedures to automated synthesis modules allows a broad biological evaluation of 2-[¹⁸F]FPhe. Notably, a novel protocol for the preparation of N-Boc protected amino acids from the respective Ni-Schiff base complexes was developed that avoided application of strongly acidic conditions.

Key words

amino acids tracer - fluorine-18 - positron emission tomography - radiolabeling

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