1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraessigsäure

Strukturformel
Allgemeines
Name	1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraessigsäure
Andere Namen	2-[4,7,10-Tris(carboxymethyl)-1,4,7,10-tetrazacyclododec-1-yl]essigsäure (IUPAC); (1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetrayl)-tetraessigsäure; Tetraxetan; DOTA;
Summenformel	C16H28N4O8
Kurzbeschreibung	hellgelber Feststoff[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	611-959-5
ECHA-InfoCard	100.113.833
PubChem	121841
ChemSpider	108701
Wikidata	Q161515
Eigenschaften
Molare Masse	404,42 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1] Achtung
H- und P-Sätze	H: 315‐319‐335
	P: 261‐305+351+338 [1]
	Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraessigsäure, meist nur als DOTA bezeichnet, ist eine vierprotonige Säure und chemisch mit der Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) verwandt. DOTA wird in der Medizin als chelatisierender Komplexbildner verwendet.

Synthese

DOTA wird am einfachsten durch die Umsetzung von Cyclen (1,4,7,10-Tetraazacyclododecan) mit vier Äquivalenten Bromessigsäure hergestellt.[2][3] Auf diese Weise wurde DOTA erstmals 1976 von Hermann Stetter und Wolfram Frank am Institut für Organische Chemie der TH Aachen synthetisiert.[4]

Verwendung

Die ausgezeichneten Komplexbildungseigenschaften bei zwei- und dreiwertigen Metall-Kationen prädestinieren DOTA für den Einsatz in der Medizin. Sowohl in der Diagnostik, als auch in der Therapie, werden DOTA beziehungsweise Derivate des DOTA (sogenannte Konjugate) eingesetzt. So wird beispielsweise der 1:1-Komplex aus Gd³⁺ und DOTA zum Transport als Kontrastmittel bei MRT-Untersuchungen genutzt. Die Verbindung hat den internationalen Freinamen Gadotersäure (Markenname Dotarem, Multihance, Gadovist).

In der Nuklearmedizin wird unter anderem die Verbindung DOTATOC, ein DOTA-Tyrosin-Konjugat mit Octreotid, für Diagnostik und Therapie metastasierter neuroendokriner Tumoren verwendet. Für die Diagnostik wird das DOTA beispielsweise mit dem Isotop ⁶⁸Gallium beladen, für die Therapie mit β-Strahlern wie beispielsweise ⁹⁰Yttrium. DOTA ist der in der Nuklearmedizin am häufigsten verwendete Chelator, da es mit vielen Nebengruppen- und Übergangsmetallen Komplexe extrem hoher Stabilität bildet.[5]

Literatur

C. Wängler u. a.: Improved syntheses and applicability of different DOTA building blocks for multiply derivatized scaffolds. In: Bioorganic & Medicinal Chemistry 16/2008, S. 2606–16.
B. Yooa, M. D. Pagel: A facile synthesis of greek small letter alpha-amino-DOTA as a versatile molecular imaging probe. In: Tetrahedron Letters 47/2006, S. 7327–30
L. H. Bryant u. a.: Pharmacokinetics of a High-Generation Dendrimer–Gd-DOTA. In: Academic Radiology 9/2002, S. 29–33.
R. S. Ranganathan u. a.: Polymethylated DOTA ligands. 1. Synthesis of rigidified ligands and studies on the effects of alkyl substitution on acid-base properties and conformational mobility. In: Inorg. Chem. 41/2002, S. 6846–55. PMID 12470083
U. Cosentino u. a.: Conformational characterization of lanthanide(III)-DOTA complexes by ab initio investigation in vacuo and in aqueous solution. In: J. Am. Chem. Soc. 124/2002, S. 4901–9. PMID 11971741
M. F. Tweedle: Gadolinium chelates as relaxation agents in magnetic resonance imaging. In: Journal of Alloys and Compounds 180/1992, S. 317–23.
M. Ginja, H. R. Maecke: Synthesis of trifunctional somatostatin based derivatives for improved cellular and subcellular uptake. In: Tetrahedron Letters 46/2005, S. 2821–4
P. Winter u. a.: Improved paramagnetic chelate for molecular imaging with MRI. In: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 293/2005, S. 540–5.

Einzelnachweise

Datenblatt 1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 23. Oktober 2016 (PDF).
B. Wängler u. a.: Application of tris-allyl-DOTA in the preparation of DOTA–peptide conjugates. In: Tetrahedron Letters 57/2006, S. 5985–5988.
S. Knör u. a.: Synthesis of novel 1,4,7,10-tetraazacyclodecane-1,4,7,10-tetraacetic acid (DOTA) derivatives for chemoselective attachment to unprotected polyfunctionalized compounds. In: Chemistry 13/2007, S. 6082–6090. PMID 17503419.
H. Stetter, W. Frank: Complex Formation with Tetraazacycloalkane-N,N',N'',N'''-tetraacetic Acids as a Function of Ring Size. In: Angewandte Chemie International Edition Band 15, Nummer 11, 1976, S. 686. doi:10.1002/anie.197606861.
C. Wängler: Synthese, Charakterisierung und Evaluierung von Antikörperkonjugaten mit Dendrimer-basierten Chelator- und Fluoreszenzfarbstoffmultimeren für die Krebsdiagnostik und Therapie. Dissertation, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, 2007.

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[sigma-1] Datenblatt 1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 23. Oktober 2016 (PDF).

[2] B. Wängler u. a.: Application of tris-allyl-DOTA in the preparation of DOTA–peptide conjugates. In: Tetrahedron Letters 57/2006, S. 5985–5988.

[3] S. Knör u. a.: Synthesis of novel 1,4,7,10-tetraazacyclodecane-1,4,7,10-tetraacetic acid (DOTA) derivatives for chemoselective attachment to unprotected polyfunctionalized compounds. In: Chemistry 13/2007, S. 6082–6090. PMID 17503419.

[4] H. Stetter, W. Frank: Complex Formation with Tetraazacycloalkane-N,N',N'',N'''-tetraacetic Acids as a Function of Ring Size. In: Angewandte Chemie International Edition Band 15, Nummer 11, 1976, S. 686. doi:10.1002/anie.197606861.

[5] C. Wängler: Synthese, Charakterisierung und Evaluierung von Antikörperkonjugaten mit Dendrimer-basierten Chelator- und Fluoreszenzfarbstoffmultimeren für die Krebsdiagnostik und Therapie. Dissertation, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, 2007.