KR100195377B1 - 할로에틸-치환된 스테로이드성 효소 억제제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 할로에틸-치환된 스테로이드성 효소 억제제인 화합물 그룹에 관한 것이다. 이들 화합물은 아로마타제, 19-하이드록실라제 및 알도스테론 생합성 억제제로서 유용하다.

Description

할로에틸-치환된 스테로이드성 효소 억제제

다수의 생리학적 과정에 관련되는 에스트로겐 호르몬인 에스트론 및 에스트라디올은 수회의 효소적 단계를 거쳐 콜레스테롤로부터 형성된다. 효소 아로마타제는 안드로겐 호르몬인 테스토스테론 및 안드로스테디온의 에스트로겐 호르몬인 에스트라디올 및 에스트론으로의 비가역성 전환에 있어서 최종적인 속도제한 효소이다. 따라서, 아로마타제 억제제와같은 화합물은 안드로겐의 에스트로겐으로의 전환을 조절하거나 억제할 수 있는, 에스트로겐의 존재에 의해 상승된 임상적 상태를 치료하는데 있어 치료학적 유용성을 갖는다.

19-노르데옥시코르티코스테론(19-norDOC)은 광성피질양 호르몬 고혈압을 유도하는 것으로 공지되어 있다. 19-노르스테로이드(예:19-norDOC)의 생합성 형성에 있어서, 초기 단계는 적합한 스테로이드[예:데옥시코르티코스테론(DOC)]의 부신C₁₉하이드록실화이다. 따라서, DOC의 19-하이드록실화의 억제에 의한 19-norDOC의 생합성적 형성의 억제는 관련된 동물내에 존재하는 19-norDOC 농도를 감소시키고 이 물질의 존재로 인한 고혈압성 작용을 감소시킨다.

알도스테론은 부신의 구상대 세포내에서 합성되는 스테로이드성 호르몬이다. 이 화합물의 일차적인 생물학적 기능은 염 보유의 조절이다. 특히, 알도스테론은 신장 여과물로부터 나트륨 이온의 재흡수를 조절하는데 중요한 역할을 한다. 따라서, 알도스테론의 합성에 필요한 효소의 결핍은 염-손실 증상이 있는 환자의 특징인 한편, 1차 과알도스테론증은 부신 피질 종양 또는 특정 약물의 투여에 의해 야기되는 것으로서 알도스테론의 생합성 과다로부터 초래될 수 있다. 과알도스테론증에는 고혈압, 저칼륨혈증, 알칼리증, 근쇠약증, 다뇨증 및 다음다갈증이 포함된다. 그러므로, 과알도스테론증 및 이와 관련된 상태의 치료는 알도스테론의 효소적 합성을 차단함으로써 가능하다.

본 발명은 신규의 할로에틸-치환된 스테로이드성 효소 억제제, 이들과 관련된 중간체 및 이들의 제조방법에 관한 것이다. 이들 화합물들은 하기 화학식1, 2 또는 3으로나타낼 수 있다:

상기식에서,는 단일 또는 이중 결합으로 나타내고, X는 Br, Cl 또는 I이며, R은 CHOH 또는 C=O이고, R₁은 H, C_1-4알킬, =O 또는 -OH이며, R₂는 =O, -OH 또는 -O-(C_1-4알카노일)이며, Y는 H, -OH또는 -O-(C_1-4알카노일)이고, Y가 H, -OH 또는 -O-(C_1-4알카노일)인 경우, Z는 -OH를 포함하지 않을 수 있으며, R₁은 =O 또는 -OH를 포함하지 않을 수 있다.

C_1-4알킬의 예에는 메틸, 에틸, 이스프로킬, 부틸 및 이소부틸이 포함된다. C_1-4알카노일의 예에는 포르밀, 아세틸, 프로피오닐 및 부티릴이 포함된다. R이 CHOH인 경우, 2개의 광학 이성체가 가능하다. 본 발명은 각각의 순수한 이성체 또는 어느 비율로든 두 이성체가 가능하다. 본 발명은 각각의 순수한 이성체 또는 어느 비율로든 두 이성체의 혼합물을 포함한다. C₁₀에서의 할로하이드린 잔기에 대한 (R)이성체가 아로마타제 활성을 위해 바람직하다.

본 발명의 화합물은 아로마타제, 19-하이드록실라제 및 알도스테론 생합성의 억제제이다. 아로마타제 억제제로서, 이들은 과에스트로겐혈증의 치료에 유용하다. 이 화합물들은 관찰된 고농도의 에스트로겐이 비교적 일정하거나, 인체 순환작용의 일부로서 발생하는 상승된 농도의 단시간내 변동이 있을 경우 모두에 있어, 비정상적으로 높은 농도의 에스트로겐을 조절하는데 유용하다. 여성 및 남성 모두를 치료할 수 있음이 명백하지만, 남성에게서 높다고 여겨지는 에스트로겐의 농도는 여성에게서 높다고 여겨지는 에스트로겐 농도보다 훨씬 더 낮다. 또한, 이들 화합물들은 불임제제로서도 유용하여 여성에 있어서 배란 또는 수정란의 착상을 방지하거나, 남성에 있어서 뇌 방향화가 요구되는 교배 행위를 감소시킨다. 이들 화합물들은 또한 상승된 에스트로겐 농도로부터 귀결되는 여성형 유방, 남성 불임증 및 심근 경색증으로 진행될 수 있는 과에스트로겐혈증의 치료에 유용하다. 본 화합물들은 또는 유방암 및 에스트로겐-유도되거나 에스트로겐-자극된 각종 질환(예:양성 전립선 비대 및 자궁내막 과형성)의 치료에 유용하다.

19-하이드록실라제 경로를 통한 데옥시코르티코스테론의 19-노르테옥시코르티코스테론으로의 생전환은 이의 광성피질양 호르몬 활성을 상승시킨다. 과량의 광성피질양 호르몬은 저칼륨혈증, 대사성 알칼리증, 다음다갈증, 다뇨증 및 고혈압 상태를 특징으로 하는 증상을 유발시킨다. 1차 알도스테론증, 쿠싱 증후군(Cushing's syndrome), 17α-하이드록실라제 결핍증이 있는 환자들 및 필수적으로 고혈압인 개인들을 포함하는 고혈압 환자들의 경우에 19-노르데옥시코르티코스테론의 분비가 증가함이 보고되었다. 19-하이드록실라제 억제제로서, 이들 화합물은 고혈압억제제로서 및 흔히 나트륨 보유 및 칼륨 손실과 관련된 부종 상태의 치료에 유용하다.

알도스테론의 억제제로서, 이들 화합물들은 과알도스테론증 및 상태에 필요한 과량의 알도스테론의 감소가 이로운 각종 상태의 치료에 유용하다. 그러므로, 이들은 신체적 장애의 결과이든지, 또는 일부 제제의 투여로부터 생긴 것이든지 간에 과알도스테론 증 및 관련된 고혈압, 부종 및 나트륨 보유의 치료시 유용하다. 부종 또는 나트륨 보유의 원인인 요인에 대한 이들 효과의 결과로서, 지시된 화합물은 이뇨제로서의 치료 방법에 유용하다.

목적한 효과를 성취하기 위해서는, 치료가 필요한 환자에게 활성 성분을 조직 또는 종양 부위로 직접 주입함을 포함하여, 본 발명의 화합물을 경구, 비경구(예:정맥내, 복막내, 근육내 또는 피하내) 투여할 수 있다. 용어 환자는, 예를 들면 포유동물(예:사람, 영장류, 소, 개, 고양이, 말, 양, 마우스, 랫트 및 돼지)과 같은 온혈동물을 의미한다. 또한 이들 화합물들은 약제학적 제제의 형태로 투여할 수 있고, 서방성 투여 장치내로 혼입시킬 수 있다. 화합물 투여량은 광범위한 범위에서 변할 것이다. 유효량이 될 것이다. 치료할 환자, 치료할 상태 및 투여 형태에 따라서, 화합물 투여 유효량은 1일 체중 1㎏당 약 0.01 내지 150㎎, 및 바람직하게는 1일 체중 1㎏당 약 0.1 내지 50㎎으로 변화될 것이다.

경구 투여를 위해, 화합물은 고체 또는 액체 제제(예:캡슐제, 환제, 정제, 트로키제, 산제, 액제, 현탁제 또는 유제)로 제형화시킬 수 있다. 고체 단위 용량 형태는 활성 화합물 및 예를 들면 윤활제 및 불활성 충전젱(예:락토오즈, 수크로오즈 및 옥수수전분)와 같은 담체를 포함하는 통상의 젤라틴 형태일 수 있는 캡슐제일 수있다. 다른 실시양태에 있어, 본 발명의 활성 화합물은 결합제(예:아카시아, 옥수수 전분 또는 젤라틴), 붕해제(예:감자전분 또는 알긴산) 및 윤활제(예:스테아르산 또는 마그네슘 스테아레이트)와 배함된 통사억 정제 기제(예:락토오즈, 슈크로오즈 및 옥수수 전분)와 함께 타정할 수 있다.

비경구 투여를 위해, 화합물을 계면활성제 및 다른 약제학적으로 허용되는 보조제를 가하거나 배제한 채 멸균액(예:유중수)일 수 있는 약제학적 담체와 함께 생리학적으로 허용되는 희석제 중 화합물의 액제 또는 현탁제의 주사가능한 용량으로서 투여할 수 있다. 이들 제제에 사용될 수 있는 오일의 예는 낙화생유, 대두유 및 광유와같은 석유, 동물성유, 식물성유 또는 합성유이다. 일반적으로 물, 염수, 수성 덱스트로오즈 및 관련된 당 용액, 에탄올 및 글리콜(예:프로필렌 글리콜 또는 폴리에틸렌 글리콜)이 특히 주사용 액제용으로 바람직한 액체 담체이다.

화합물은 활성 성분을 지속적으로 방출시키는 방식으로 제형화시킬 수 있는 피부 첩제(cutaneous patch),데포우 주입제 또는 이식 제제 형태로 투여할 수 있다. 활성 성분은 펠렛 또는 작은 실린더내로 압축시킬 수 있는, 데포우 주입제 또는 이식제로서 피하 또는 근육 내에 이식할 수 있다. 이식제는, 예를들면, 다우코닝사(Dow Corning Corporation)가 제조한 실리콘 고무인 실라스틱(Silastic^R)과 같은 불활성 물질(예:생분해성 중합체 및 합성 실리콘)을 사용할 수 있다. 적합한 약제학적 담체 및 제형화 기술에 추가 교시는 문헌[참조:Remington's Pharmaceutical Science, Mack Publishing Company, Easton. Pennylvania]과 같은 표존 교제에 기술되어 있다.

아로마타제 활성의 억제는 미합중국 특허 제4,322,416호 및 문헌[참조:Johnston et al., Endocrinology, 115:776, 1984, 및 Brukhart et al., Steroids 45:357, 1985]에 기술된 방법과 유사한 실험실 방법을 사용함에 의해 입증된다.

이 검정에서는, 억제제르르 고농도의 기질 존재하에 활성에 대해 검정하기 전 효소와 함께 예비 항온처리한다. 시간에 따른 효소 활성의 감소는 억제제와 효소의 비가역적 결합의 지표일 수 있다.

시간-의존적 검정에서, 보통 1nM 내지 10μM의 검정 농도로 공급되는 상기 검정 완충액 100㎕ 중 효소 억제제의 양을 NADPH 생성 시스템 600㎕를 함유하는 35㎖ 원심분리 튜브에 가한다. 예비 항온처리는 아로마타제 제제 700㎕, 보통 검정 완충액 1㎖당 과립성 단백질 50 내지 800㎕를 가함으로써 시작한다. 이들 제제들을 와동 혼합기를 사용하여 혼합하고, 25℃에서 0, 5, 10 또는 20분 동안 항온처리한다. 이어서, 1β-³H안드로스텐디온을 함유한 안드로스텐디온(~6.8μM)100㎕를 검정 완충액에 가해 안드로스텐디온Km(0.04μM)의 10배 이상인 기질의 검정 농도(0.05μM)를 제공한다. 와동에 이어, 효소 항온처리를 10분 동안 계속하고 클로로포름을 가함으로써 종결시킨다. 수성 분획 중 방사능의 양은 섬광 방법으로 측정한다. 예비 항온처리의 각 경과 시간에서 각 농도의 억제제에 대한 효소 활성을 임의로 100%로 고정시킨 각각의 비히클 대조군의 %로서 계산한다. 그러므로, 상대적인 효소억제를 %로서 표시한다:(100% - 억제제가 존재하는 경우의 효소 활성%).

효소 역학 분석은 시간-의존적 검정에 대한 킷츠-윌슨(Kitz-Wilson) 플롯을 사용한다. 이들 분석들은 효소 불활성화의 1/2 최대 속도를 제공하는데 필요한 억제제 농도를 나타내는 불활성화의 겉보기 K_i평가치를 제공한다. 효소 불활성화에 대한 가성 일차 속도 상수(k_cat) 및 무한 억제제 농도의 불활성화 반감기(τ₅₀)를 측정한다. k_cat/K_i(불활성화)의 비는 효소 불활성화의 증가된 효율 및 효소 활성 부위에 대한 억제제의 증가된 친화도에 따라 증가되는 지수를 제공한다.

하기 열거된 화합물은 하기 결과를 나타낸다.

활성을 억제하는 11β/19-하이드록실라제에 대해 검정할 화합물을 10mM의 농도로 디메틸설폭사이드(DMSO)에 용해시키고 검정 완충액(10mM HCl, 1mM EDTA, pH8.0의 100mM 트리스)으로 희석하여 필요할 농도를 제공한다. 검정을 더브노프(Dubnoff) 진탕기내에서 95% O₂/5% CO₂대기하에 25℃로 유지시킨 35㎖ 유리 튜브 중에서 수행한다. 검정 튜브는 하기를 함유한다: NADPH-생성 시스템(NAPD 5mM, 글루코오스-6-포스페이트 15mM 및 글루코오스-6-포스페이트 하이드로게나제 5 I.U./㎖) 100㎕, 햄스터(hamster) 부신 미토콘드리아 단백질 300㎕, 시험 화합물 또는 완충액(대조군) 50㎕ 및 삼중 수소-표지된 기질(즉:1μM[₃H]DOC)50㎕.

화합물을 NADPH-생성 시스템이 보충된 효소 제제와 함께 사용하여 25℃에서 0 내지 60분 동안 예비 항온처리하고 방사능 표지된 기질을 가함으로써 이들의 억제에 대해 평가한다. 시간 간격을 1 내지 60분으로 변화시키면서 검정물을 항온처리한다. 에틸 아세테이트 5㎖를 가함으로써 검정물을 급냉시킨다. 비방사능 표지된 스테로이드를 가하고 샘풀을 에틸 아세테이트 5㎖를 사용하여 2회 추출한 다음, 용매를 질소하 30 내지 40℃에서 증발시킨다.

잔사를 10mM 나트륨 아세테이트:아세토니트릴 1:1 v/v(pH6.0)에 재용해시키고, 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)를 사용하여 2개의 C₁₈라디알 패크(Radial Pak) 칼럼(Waters, Millipore Corporation, Milford, MA) 상에서 생성물을 크기별(입자 5μM, 각각 0.8×10㎝)로 분리한다. 크로마토그래피성 완충액 A는 10% 나트륨 아세테이트(pH6.0)이다. 표지된 DOC 기질 및 하이드록실화된 생성물, 코르티코스테론 및 19-하이드록시-DOC의 잔여량을 분리하고, 각 피크에 함유된 방사능을 정량한다. 19-하이드록시랄제 활성은, 햄스터 부신 코르티코스테론 및 19-하이드록시-DOC가 단일 효소의 생성물이므로, 방사능 표지된 DOC대사물의 양을 기준으로 한다.

비표지된 스테로이드는 인라인(inline)분광계를 사용하여 240㎚에서의 이의 흡광도로써 모니터링한다. DOC 유도체에 대한 흡광계수는 DOC의 흡광계수(ε=17,200M^-1㎝^-1)와 유사한 것으로 추측된다. DOC 대사물의 방사능은 1㎖ 유동 셀이 장착된 인라인 섬광 분광계를 사용하여 측정한다.

시간-의존적 효소 억제는 25℃에서 0 또는 60분 동안 효소를 스테로이드성 화합물과 함께 예비 항온처리한 다음, 5분 동안 검정용 방사능 표지된 기질을 가함으로써 평가한다. DOC의 초기 하이드록시화에 대한 겉보기 Km은 Lineweaver-Burk의 이중 역 플롯으로 평가할 수 있다. IC₅₀은 효소 활성의 선형 로그 플롯 및 억제제 농도의 로그로부터 그래프식으로 평가할 수있다. 알도스테론 생합성 억제제로서 본 화합물들의 활성은 알도스테론의 합성에서 효소의 억제를 측정하는 하기 방법으로 입증할 수 있다.

어린 수컷 스프라그-돌리(Sprague-Dawley) 랫트에게 사용하기 전 약 2주 동안 나트륨-배제 식이를 섭취시킨다. 이들 랫트로부터, 부신 피막/사구체 균질물을 pH7.4 검정 완충액[MgCl₂8.5mM, CaCl₂2.7mM, KCl 3.13mM, NaCl 7.59mM, 트리스 50mM 및 0.1% 트리에틸아민]중에서 제조(6㎎/㎖)하고 10분간 500xg에서 원심분리한다.

검정은 95% O₂/5% CO₂가 함유된 더브노프 진탕기 중에서 25℃로 유지시킨 35㎖ 유리 튜브에서 수행한다. 튜브는 하기 물질을 함유한다:NADPH 생성 시스템 100㎕, 부신 피막/사구체 시토졸 300㎕ 및 시험 화합물 또는 완충액(대조용) 50㎕. 20분의 초기 항온배양 간격 후, 삼중 수소-표지된 기질(즉, 1μM[³H]-DOC)50㎕를 가함으로써 10분 검정을 개시한다. 반응물을 에틸 아세테이트 5㎖를 가함으로써 급냉시키고 비방사능 표지된 스테로이드를 또한 가한다. 샘플을 에틸 아세테이트 5㎖로 2회 추출하고 용매를 질소하 30 내지 40℃에서 증발시킨다.

잔사를 0.1% 트리에틸아민과 함께 메탄올:물(40:60)에 재용해시키고, 메탄올:물 구배(용매 A 10/90:용매 B 90/10)를 사용하여 유속 1㎖/분으로 C18 역상(5μODS-하이퍼실) 칼럼(4.6×250㎜, Shannon)상에서 고성능 액체 크로마토그래피를 사용하여 생성물을 분리한다. 비변화된 기질 및 형성된 생성물을 246nM에서 UV 흡광도에 의해 모니터링하고 존재하는 삼중 수소화된 스테로이드 화합물의 양을 방사능 측정에 의해 정량한다.

이들 화합물의 제조방법은 하기 반응식1로 나타낼 수 있다:

공지된 스테로이드성 알콜, 3,3:17,17-비스[1,2-에탄디일비스(옥시)]-안드로스트-5-엔-19-올(1)을 CH₂Cl₂중에서 디메틸 설폭사이드 및 옥살릴 클로라이드와 반응시킨다. Et₃N을 생성된 혼합물에서 가한다. 이 혼합물을 CH₂Cl₂/H₂O로 처리하고 층을 분리한다. 유기 중의 섬광 크로마토그라피로 목적한 스테로이드성 알데히드 화합물(2)를 수득한다.

스테로이드성 알데히드(2)를 나트륨 딤실레이트 및 트리메틸설포늄 요오다이드로 처리한다. 이어서, 이 혼합물으르 Et₂O/H₂O의 혼합물에 가하고 층을 분리한다. 유기 층은 스테로이드성 에폭사이드(3)의 디아스테레오머의 혼합물을 생성시킨다. 스테로이드성 에폭사이드(3)의 아세톤 용액에 수성 할로-산(HX, 여기서 X는 Br, Cl 또는 I이다)을 가한 다음, CH₂Cl₂를 가한다. 유기 층을 섬광 크로마토그라피하여 할로-알콜(4)을 생성시킨다.

예를들면, 10-(2-브로모-1-하이드록시에틸)-에스트르-1,4-디엔-3,17-디온과 같은, 상응하는 1,4-디엔 화합물을 제조하기 위해, 촉매량의 산(예:p-톨루엔설폰산)을 스테로이드성 에폭사이드(3)의 아세톤 수용액에 가한다. 생성된 혼합물을 EtOAc/NaHCO₃의 혼합물에 가한다. 유기 층의 섬광 크로마토그래피로 디아스테레오머의 혼합물로서 스테로이드성 에폭사이드 4-엔-디온이 수득된다. 이 생성물을 가열하면서 디옥산 중에서 2,3-디클로로-5,6-디시아노-1,4-벤조퀴논과 반응시켜 상응하는 에폭사이드 1,4-디엔 디온을 수득한다. 이어서, 이 생성물을 아세톤 중에서 브롬화수소산과 반응시켜 10-(2-브로모-1-하이드록시에틸)-에스트르-1,4-디엔-3,17-디온을 수득한다.

예를들면, 10-(2-브로모-1-하이드록시에틸)-에스트르-4,6-디엔-3,17-디온과 같은, 상응하는 4,6-디엔 화합물을 제조하기 위해, 상응하는 에폭사이드 4-엔-디온을 톨루엔 중에서 테트라-클로로-1,4-벤조퀴논과 반응시켜 상응하는 에폭사이드-4,6-디엔 디온을 수득한다. 이어서,이 생성물을 아세톤 중에서 브롬화수소산과 반응시켜 10-(2-브로모-1-하이드록시에틸)에스트르-4,6-디엔-3,17-디온을 수득한다.

예를들면, 10-(2-브로모-1-하이드록시에틸)-에스트르-1,4,6-트리엔-3,17-디온과 같은 1,4,6-트리엔 화합물을 제조하기 위해, 상응하는 에폭사이드 4,6-디엔디온을 가열하면서 디옥산 중에서 2,3-디클로로-5,6-디시아노-1,4-벤조퀴논과 반응시켜 상응하는 에폭사이드 1,4,6-트리엔 디온을 수득한다. 이어서, 이 생성물을 아세톤 중에서 브롬화수소산과 반응시켜 10-(2-브로모-1-하이드록시에틸)-에스트르-1,4,6-트리엔-3,17-디온을 수득한다.

할로-케톤(5)을 하기 반응식2에 따라 알콜(4)의 산화로써 제조할 수 있다:

아세톤 중의 할로-알콜(4)의 용액에 존스(Jones) 시약(CrO₃/H₂SO₄/H₂O)을 적가한다. 반응을 이소프로칸올로 급냉시키고, CH₂Cl₂/H₂O로 희석시킨 다음, 층을 분리한다. 크로마토그래피로 할로-케톤(5)을 수득한다.

17-위치에 하이드록시아세틸 치환체를 갖는 화합물을 제조하기 위해, 반응식3을 이용한다.

상기 식에서, P₁은이고, P₂는이거나, P₁은이고, P₂는 CH₃OCH₂이며, X는 Br, Cl, 또는 I이다.

특히, 본 발명의 21-하이드록시프레그난 화합물은 적합한 17-케토 스테로이드로부터 제조할 수 있다. 그러므로, 예를들면, 3,3-에틸렌디옥시-19-하이드록시 안드로스트-5-엔-17-온(6)을 (2-클로로-메톡시에틸)트리메틸실란 및 디이소프로필 에틸아민 메틸렌 클로라이드와 반응시켜 19-알콜이 2-(트리메틸실릴)에톡시메틸 그룹에 의해 보호된 상응하는 화합물(7)을 수득한다. 이어서, 이 화합물을 메틸 메톡시아세테이트 및 리튬 디이소프로필아미드와 반응시킨 후, 지시된 에스트르(즉, 이의 메틸렌 그룹)를 17-케톤에 가해 17-치환된 17-하이드록시 스테로이드(8)를 수득한다. 티오닐 클로라이드 및 피리딘을 사용하여 탈수시켜 17-환외 이중 결합을 도입하고 생성된 α-메톡시 에스테르(9)를 DIBAL을 사용하여 상응하는 20-메톡시알콜(10)로 환원시킨 다음, 메틸렌 클로라이드 중에서 클롤메틸 메틸 에테르 및 디이소프로필 아민으로 추가로 처리하여 메톡시메틸 에테르(11)로 하이드록시 그룹을 보호한다. 이어서, 19-알콜을 보호하는 실릴 그룹을 테트라하이드로푸란 중에서 테트라(n-부틸)암모늄 플루오라이드로 처리함으로써 선택적으로 제거하여 19-하이드록시 화합물(120을 수득한다. 이어서, 19-하이드록시 그룹을 표준 스원(Swern)산화를 사용하여 상응하는 알데히드(13)로 산화시킨다. 디메틸설폭사이드 중에서 알데히드와 트리메틸설포늄 요오다이드의 반응으로 상응하는 옥시란(14)을 수득한다. 아세톤 중에서 옥시란과 수성 할로화수소산, 브롬화수소산과의 반응으로 옥시란 환이 개환되어 상응하는 할로하이드린(예:브로모하이드린)을 수득한다. 옥시란 환이 개환됨과 동시에, 사용된 산은 또한 분자 상의 다른 곳에 위치한 보호 그룹을 제거하는 역할을 한다. 즉, 스테로이드의 17-치환체의 일부분인 에놀 에테르 및 메톡시메틸 에테르가 제거되고 17-하이드록시 아세틸 그룹이 생성된다. 또한, 3,3-에틸렌-디옥시 그룹이 제거되고 3-케토-△⁴화합물(15)이 생성된다. R₂가 -OH인 화합물을 제조하기 위해, 하기 반응식4를 이용할 수 있다:

출발 화합물, 즉, 19-아세톡시-3,3,17,17-비스(에틸렌디옥시)안드로스트-5-엔(16)을 3급-부탄올 및 메틸렌 클로라이드 중에서 0.15% 과염소산을 사용하여 선택적으로 가수분해함으로써 17-위치의 케탈 그룹을 제거하고 상응하는 17-케톤(17)을 수득한다. 이어서, 케톤 작용기를 에탄올 중의 수소화붕소나트륨을 사용하여 환원시켜 상응하느느 17β-하이드록시 화합물(18)을 수득한다. 이어서, 17-하이드록시 화합물으르 4-디메틸아미노피리딘 및 트리에틸아민의 존재하에 불활성 용매(예:디메틸포름아미드) 중에서 3급-부틸디메틸실릴 글로라이드와 반응시켜 상응하는 17-(3급-부틸디메틸실릴옥시) 화합물(19)을 수득한다. 이어서, 19-아세톡시 그룹을, 화합물과 수성 수산화리튬을 메탄올 및 테트라하이드로푸란 중에서 반응시킴으로써 제거하여 17β-(3급-부틸디메틸실릴옥시)-3,3-에틸렌디옥시안드로스트-5-엔-19-올(20)을 수득한다. 이어서, 메틸렌 클로라이드 중의 디메틸 설폭사이드 19-올을 상응하는 알데히드(21)로 산화시킨다. 이어서, 알데히드를 디메틸설폭사이드 중에서 트리메틸설포늄 요오다이드와 반응시켜 상응하는 옥시란(22)을 수득한다.

이어서, 옥시란을 아세톤 중의 브로모수소산을 사용하여 목적한 상응하는 브로모하이드린(23)으로 전환시킨다. 또한, 옥시란 환을 개환시키는데 사용된 조건이 3-위치의 케탈 보호 그룹 및 17-위치의 실릴 에테르 그룹을 제거하는 역할을 하여 10-(2-브로모-1-하이드록시에틸)-17β-하이드록시에스트르-4-엔-3-온(23)을 수득한다.

18-할로하이드린 화합물의 제조방법은 하기 반응식5로 설명할 수 있다:

화합물 18-시아노프레그느-5-엔-3,20-디온-3-에틸렌 케탈(24)[참조:Freerksen et al., J. Am. Chem. Soc., 99, 1536(1977)]을 수소화붕소나트륨과 반응시켜 20-케톤을 환원시키고, 2개의 에피머성 20-하이드록시 화합물(25)의 혼합물을 수득한다. 이 알콜의 혼합물은 알콜과 (3급-부틸)디메틸실릴 클로라이드, 4-디메틸아미노피리딘을 디메틸포름아미드 중에서 반응시킴으로써 상응하는 (3급-부틸)디메틸실릴 에테르(26)의 혼합물로 전환시킨다. 이어서, 생성된 18-시아노 실릴 에테르를 테트라하이드로푸란 및 헥사메틸포스포르아미드 중에서 강염기(예:리튬 디이소프로필 아미드)와 반응시키고 산화시킨 다음, 트리알킬 포스파이트(예:트레메틸 또는 트리에틸 포스파이트)와 반응시켜 상응하는 13-카복스 수득한다. 이어서, 알데히드를 트리메틸설포늄 요오다이드, 테트라하이드로푸란 중의 나트륨 디메틸 설폭사이드 및 디메틸 설폭사이드와 반응시켜 상응하는 13-옥시라닐 화합물(28)을 수득한다. 이어서, 실릴 보호 그룹을 테트라부틸암모늄 플루오라이드로 실릴 에티르를 처리함으로써 제거하여 유리 20-하이드록시 화합물(29)을 수득한 다음, 이를 스윈 산화시켜 상응하는 20-케톤(30)을 수득한다. 이어서, 옥시란을 트리메틸실릴 브로마이드와 반응시킨 다음, 희석 산과 반응시켜 18-브로모메틸-18-하이드록시프레그느-4-엔-3,20-디온으로 전환시켜 브로모하이드린(31)을 수득한다. 달리는, 옥시란(30)을 아세톤 중에서 48% 브롬화수소산과 반응시켜 브로모하이드린을 생성하는 동시에 3-케탈 보호 그룹을 제커시킬 수 있으며, 목적한 생성물(31)을 직접 수득할 수 있다. 상응하는 클로로하이드린 또는 요오도하이드린을 옥시란을 각각 염산 또는 요오드화수소산과 반응시킴으로써 제조할 수 있다.

상기 합성은 예이며, 다수의 다른 통상적 반응을 사용하여 본 발명 화합물을 생성시키거나 상호 전환시킬 수 있다. 이들 통상적 반응 및 조건은 문헌[참조:Fieser et al., Steroids(Renhold, New York, 1959);Djerassi, Ed.,Steroid Reactions(Holden-Day, San Francisco, 1963);Kirt et al.,Steroid Reaction Mechanisms(Elsevier, Amsterdam,1968);Carruthers,Some Modern Methods of Organic Synthesis(Camgridge U. Press, Cambridge, 1971); 및 Harrison et al.,Compendium of Organic Synthetic Methods(Wiley-Interscience, New York, 1971)]에 기술되어 있다.

하기 실시예에는 본 발명을 설명하기 위해 제시한다. 이들은 어떤 방법으로든 본 발명을 제한하지 않는다.

[실시예 1]

[3,3:17,17-비스[1,2-에탄디일비스(옥시)]-안드로스트-5-엔-19-알(2)]

아르곤 대기하에 -55℃로 냉각된 CH₂Cl₂(13㎖) 중의 옥살릴 클로라이드의 교반 용액(0.43㎖, 4.88mmol)에 CH₂Cl₂(2㎖)로 희석한 DMSO(0.69㎖, 9.75mmol)을 서서히 가한다. 4분 후, CH₂Cl₂(5㎖) 및 DMSO(0.5㎖) 중의 3,3:17,17-비스[1,2-에탄디일비스(옥시)]-안드로스트-5-엔-19-올(1)(1.27g, 3.25mmol)을 서서히 가한다. 생성된 현탁액을 -55℃에서 35분 동안 교반하고, Et₃N(2.72㎖, 19.50mmol)을 가한 다음, 이 혼합물을 추가로 5분 동안 교반하고, 실온으로 가온한다. 혼합물을 CH₂Cl₂(50㎖)/H2O(50㎖)에 붓는다. 층을 분리하고 수성 층을 CH₂Cl₂(20㎖) 및 추가로 추출한다. 합한 유기층을 0.5N HCl(15㎖), 포하 NaHCO₃(25㎖) 및 염수(25㎖)로 세척한 다음, 건조(MgSO₄) 및 농축시켜 황갈색 고체를 수득하고 이를 CH₂Cl₂(2㎖)에 용해시킨 다음, 칼럼 상에 부하한다. 용출제로서 EtOAc-헥산(35:65)을 사용하는 섬광 크로마토그래피로 목적한 알데히드, 3,3:17,17-비스[1,2-에탄디일비스(옥시)]-안드로스트-5-엔-19-알(2)(1.07g, 수율 85%)을 백색 고체로서 수득한다.

(융점은 168 내지 170℃)

[실시예 2]

[10β-[(R)-옥시라닐] 및 10β-[(S)-옥시라닐] 화합물(3)]

나트륨 딤실레이트(27㎖, 1.52M, 41.11mmol)의 교반 용액을 아르곤 대기하 실온에서 THF(80㎖)로 희석한 다음, 빙염욕 중에서 냉각시킨다. DMSO(32㎖) 중의 트리메틸설포늄 요오다이드(8.39g, 41.11mmol)의 용액을 서서히 가한다. 10분 후, THF(35㎖) 중의 실시예1의 화합물(3.55g, 9.14mmol)의 용액을 추가로 가한다. 빙염욕 중에서 1시간 도안 냉각시킨 후 냉각욕을 제거하고 혼합물을 실온으로 가온한다. 실온에서 75분 후, 혼합물을 Et₂O(850㎖)/H₂O(350㎖로 2회)로 세척한 다음, 염수(150㎖)로 세척한다. 건조(MgSO₄) 및 농축시켜 유성 발포체를 수득한다. Et₂O-헥산으로부터 결정화시켜 10β-[(R)-옥시라닐] 및 10β-[(S)-옥시라닐]화합물(1.12g, 디아스테레오머의 혼합물; 비 9R:19S::9:1)을 수득한다. 여액을 EtOAc/헥산(3:7)으로 용출시키며 섬광 크로마토그래피하여, 추가 화합물(3)(1.62g, 디아스테레오머의 혼합물; 비 19R:19S::9:1)을 수득한다.

[실시예 3]

[10-(2-브로모-1-하이드록시에틸)-에스트르-4-엔-3,17-디온(4)]

아세톤 3㎖ 중의 실시예2의 화합물(165㎎, 0.41mmol) 교반 용액에 48% 수성 브롬화수소산 0.5㎖를 가한다. 30분 후, 반응물을 H₂O를 사용하여 25㎖로 희석하고 CH₂Cl₂(35㎖)/H₂O(25㎖)에 붓는다. 층을 분리하고 수성 층으르 추가 CH₂Cl₂(15㎖)로 추출한다. 합한 유기물을 H₂O(35㎖)로 세척한 다음, 염수(20㎖)로 세척한다. 건조(MgSO₄) 및 농축시켜 조 브로모하이드린, 10-(2-브로모-1-하이드록시에틸)-에스트르-4-엔-3,17-디온(4)을 백색의 오일성, 왁스 고체로서 수득한다. 이 생성물을 CH₂Cl₂(1㎖)에 용해시키고, EtOAc/헥산(40/60)으로 용출시키면서 2×12㎝실리카 겔 칼럼 상에 섬광 크로마토그라피를 위해 부하하고, 분획 15㎖를 수집한다. 분획 8 내지 14를 합하고 백색의 왁스 고체(131㎎)로 농축시킨다. 1H-NMR 스펙트럼의 수득올 브로모하이드린이 약 6:1 비의 디아스테레오머 둘다의 혼합물임이 밝혀졌다. 분획 8 내지 14의 생성된 고체를 Et2O 수㎖로 연마하고, 플라스크 측면을 문지른 다음, 여과하여 생성물(103㎎)을 수득한다.

[실시예 4]

[10-(2-클로로-1-하이드록시에틸)-에스트르-4-엔-3,17-디온(4)]

아세톤 5㎖ 중 실시예2의 화합물(0.25g, 0.62mmol)의 교반 용액에 37% 염산 수용액1㎖를 가한다. 30분 후, H₂O를 사용하여 반응물을 25㎖로 희석하고 CH₂Cl₂(35㎖)/H₂O(40㎖)를 함유한 분리 깔대기로 옮긴다. 층을 분리하고 수성 층을 추가의 CH₂Cl₂(15㎖)로 추출한다. 합한 유기물을 H₂O(40㎖)로 세척한 다음, 염수(20㎖)로 세척한다. 건조 및 농축시켜 조 클로로하이드린, 10-(2-클로로-1-하이드록시에틸)-에스트르-4-엔-3,17-디온(4)을 백색의 왁사 고체(0.02g)로서 수득한다. 이 생성물을 CH₂Cl₂(1㎖)에 용해시키고 EtOAc/헥산(50:30)으로 용출시키면서, 섬광 크로마토그래피용 2×12㎝ 실리카 겔 칼럼 상에 부하하여 분획 15㎖를 수집한다. 분획 5 내지 7을 합하고, 백색의 왁스 고체(163㎎)로 농축시킨다. 플라스크의 측면을 문지르면서 이 생성물에 Et₂O/헥산(2:1) 5㎖를 가한 다음, 생성된 백색 고체를 여과하고 고 진공하에 환류 아세톤 상에서 건조시킨다. 가열 중 백색 고체로부터 황갈색 고체로 약간의 탈색이 있으며, 가열으르 중지한다. 이어서, 샘플을 고 진공하에 가열하지 않고 추가로 2시간 동안 건조시킨다.

[실시예 5]

[10-(2-요오드-1-하이드록시에틸)-에스트르-4-엔-3,17-디온(4)]

아세톤 5㎖ 중의 실시예2의 화합물(0.25g, 0.62mmol)의 교반 용액에 50% 요오드화수소한 수용액 1㎖를 가한다. 20분 후, 반응을 H₂O를 사용하여25㎖로 희석하고 CH₂Cl₂(35㎖)/H₂O(60㎖)를 함유한 분리 깔대기로 옮긴다. 층을 분리하고 수성층을 추가의 CH₂Cl₂(10㎖로 2회)로 추출한다. 합한 유기물을 10% 수성 Na₂S₂O₃(25㎖)로 세척한 다음, 염수(20㎖)로 세척한다. 건조(MgSO₄) 및 농축시켜 조 요오드하이드린. 10-(2-요오드-1-하이드록시에틸)-에스트르-4-엔-3,17-디온(4)을 오렌지색 오일로서 수득한다. 이 생성물에 Et₂O를 가하고 혼합물을 농축시켜 황색 고체(0.26g)를 수득한다. 이 생성물을 CH₂Cl₂(1㎖)에 용해시키고 EtOAc/헥산(50:50)으로 용출시키면서 섬광 크로마토그래피용 2.5×12㎝ 실리카 겔 칼럼 상에 부하하고, 분획 15 내지 20㎖를 수집한다. 분획 6 내지 10을 합하고 농축시켜 백색 고체(220㎎)를 수득한다. 플라스크의 측면을 문지르면서 이 생성물에 Et₂O/헥산(2:1) 4.5㎖를 가하고, 생성된 백색 고체를 여과(171㎎)한 다음, 고진공하에 4시간 동안 건조(166㎎)시킨다.

[실시예 6]

[10-(2-브로모아세틸-에스트르-4-엔-3,17-디온(5)]

아세톤 6㎖ 중의 실시예3의 화합물(45㎎, 0.11mmol)의 교반 용액에 수분 도안 적갈색이 상충액에 유지될 때까지 존스 시약(CrO₃/H₂SO₄/H₂O)을 적가한다. 과량의 존스 시약을 이소프로필 알콜에 가함으로써 급냉시키고 반응을 CH₂Cl₂(35㎖)/H₂O(50㎖)로 희석시킨다. 층을 분리하고 수성층을 추가의 CH₂Cl₂(15㎖)로 추출한다. 합한 유기물을 H₂O(20㎖)로 세척한 다음, 염수(15㎖)로 세척한다. 건조(MgSO₄) 및 농축시켜 조 10-(2-브로모메틸)-에스트르-4-엔-3,17,19-트리온(5)을 담황색 오일로서 수득한다. 이 생성물을 CH₂Cl₂(1㎖)에 용해시키고 EtOAc/헥산(50:50)으로 용출시키면서 섬광 크로마토그래피용 2×8㎝ 실리카 겔 칼럼 상에 부하하고, 분획 15㎖를 수집한다. 분획 5 내지 8을 수집하고 농축시켜 백색 발포체(36㎎)로서 화합물(5)를 수득한다.

할로에틸-치환된 스테로이드성 효소 억제제인 화합물은 아로마타제, 19-하이드록실라제 및 알도스테론 생합성 억제제로서 유용하다.

Claims (4)

1. 하기 화학식3의 화합물.

   [화학식 3]

   상기식에서,는 단일 또는 이중 결합을 나타내고, X는 Br, Cl 또는 I이며, R은 CHOH또는 C=O이고, R₁은 H, C_1-4알킬, =O 또는 -OH이며, Z는 =O, =CH₂, -OH 또는 -O-(C_1-4알카노일)이며, Y는 H, -OH 또는 -O-(C_1-4알카노일)이고, Y가 H,-OH 또는 -O-(C_1-4알카노일)인 경우, Z는 -OH를 포함하지 않을 수 있으며, R₁은 =O 또는 -OH를 포함하지 않을 수 있다.
2. 제1항에 있어서, 하기 화학시3의 화합물.

   [화학식 3]

   상기식에서,는 단일 또는 이중 결합을 나타내고, X는 Br, Cl 또는 I이며, R은 CHOH이고, R₁은 H 또는 C_1-4알킬이며, Z는 =O, -OH 또는 -O-(C_1-4알카노일)이고, Y가 H,-OH 또는 -O-(C_1-4알카노일)이며, Y는 H,-OH 또는 -O-(C_1-4알카노일)인 경우, Z는 -OH를 포함하지 않을 수 있다.
3. 제2항에 있어서, 하기 화학식3a의 화합물.

   [화학식 3a]

   상기식에서, X는 Br, Cl 또는 I이며, R은 CHOH이며, Z는 =O이고, Y는 H,-OH 또는 -O-(C_1-4알카노일)이다.
4. X-CH₂-R-이이고, =O 또는 -OH 그룹이 보호되거나 보호되지 않은 상응하는 하기 화학식3의 화합물을 불활성 용매 중에서 화학식HX(여기서, X는 후술하는 바와 같다)의 산과 반응시킨 다음, 산화시키지 않거나, 산화시키는 경우에는 R이 C=O인 화합물을 수득함을 특징으로 하여, 하기 화학식3의 화합물을 제저하는 방법.

   [화학식 3]

   상기식에서,는 단일 또는 이중 결합을 나타내고, X는 Br, Cl 또는 I이며, R은 CHOH또는 C=O이고, R₁은 H 또는 C_1-4알킬, =O 또는 -OH이며, Z는 =O, =CH₂, -OH 또는 -O-(C_1-4알카노일)이며, Y는 H, -OH 또는 -O-(C_1-4알카노일)이고, Y가 H,-OH 또는 -O-(C_1-4알카노일)인 경우, Z는 -OH를 포함하지 않을 수 있으며, R₁은 =O 또는 -OH를 포함하지 않을 수 있다.