2019 Fiscal Year Research-status Report
Development and application of a facile method for the preparation of hydrogen 11C-cyanide
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19K08189
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
菊池 達矢 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 先進核医学基盤研究部, 主幹研究員(定常) (90392224)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 11C-シアン化水素 / ポジトロン断層撮像法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
11C-シアン化水素を用いることで化合物に11C標識したシアノ基(ニトリル基)を導入できるだけでなく、さらに加水分解などにより11C標識したカルボキシル基、アミド基、アミノ基など種々の官能基に容易に誘導することができるため、11C-シアン化水素は非常に有用な11C標識中間体として知られている。しかしながら、従来の11C-シアン化水素の製造法は煩雑で専用の機器を用いる必要があることから、使用できる施設が限られている。そこで本研究では、11Cを製造している施設であれば何処でも容易に導入し得る11C-シアン化水素の簡便な製造法の開発を行っている。
2019年度では、11C-ヨウ化メチルから11C-シアン化水素を得る簡便な方法の開発を行った。 最も広く用いられる11C標識前駆体である11C-ヨウ化メチルを、アミンN-オキシドと反応させることで11C-ホルムアルデヒドに変換し、これをヒドロキシルアミンの硫酸エステルと反応させることで11C-ホルムアルドキシムの硫酸エステルとし、次いで加熱により11C-シアン化水素を得る方法について検討した。その結果、反応試薬を担持したガラス製カラムにガス状の11C-ヨウ化メチルを加熱下で通じるだけで11C-シアン化水素を短時間に高純度かつ高収率で得ることに成功した。その一方で、2019年度の検討で用いた条件では、11C-シアン化水素の比放射能は、11C-ヨウ化メチルの比放射能から期待される値のおよそ半分程度であった。そこで、今後の課題として高い比放射能の11C-シアン化水素を得るために、反応条件（試薬、溶媒、反応温度、反応時間など）を再検討する必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2019年度の検討により、2020年度中には当初の計画通り、11Cを製造している施設であれば何処でも容易に導入し得る11C-シアン化水素の簡便な製造法を確立することができると期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度では、11C-ヨウ化メチルから11C-シアン化水素を高純度かつ高収率で得ることに成功した。その一方で、比放射能をさらに向上する余地がある。2019年度の検討では、アミンN-オキシドにトリメチルアミンN-オキシドおよびN-メチルモルホリンN-オキシドを用いた。これらのN-オキシドは加熱により分解しホルムアルデヒドを発生することが知られており、このことが11C-ホルムアルデヒドの比放射能低下を招いていると考えられた。また、溶媒としてジメチルスルホキシド(DMSO)を使用したが、DMSOも分解によりホルムアルデヒドを発生することが知られており、このことも11C-ホルムアルデヒドの比放射能低下させる要因のひとつと考えられた。そこで、キヌクリジンN-オキシドのようなN-メチル基を含まないN-オキシドを試薬として用い、溶媒にはジエチルスルホキシドのようなメチル基を含まないスルホキシドを用いることで、非放射性のホルムアルデヒドの発生を防ぎ、比放射能の向上を目指す。
また、この検討で得る高い比放射能の11C-ホルムアルデヒドを、11C-シアン化水素の製造だけでなく、11C-エチレンオキシドや11C-エチレン、11C-アセチレンなどの有用な標識前駆体の製造にも応用することを検討する。
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