KR100255031B1

KR100255031B1 - 스쿠알아민의 제조방법

Info

Publication number: KR100255031B1
Application number: KR1019980006425A
Authority: KR
Inventors: 이철해; 송지섭; 이상옥; 곽현정; 김용주; 김홍석; 최보승; 최원준
Original assignee: 김충섭; 한국화학연구소
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 2001-03-02
Also published as: KR19990071150A

Abstract

본 발명은 스쿠알아민의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3-케토-비스노콜레놀을 출발물질로 사용하여 경제적이고 적은 반응단계로 다음 화학식 1로 표시되는 스쿠알아민을 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

스쿠알아민의 제조방법

화학식 1

상기 화학식 1로 표시되는 스쿠알아민은 상어의 위 조직으로부터 처음으로 추출된 수용성 양이온 스테로이드로서 그람음성균, 그람양성균 및 진균에 대해 광범위한 항균 스펙트럼을 갖는다[Moore et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 90, 1993, 1354∼1358; 미국특허 제5,192,756호]. 스쿠알아민의 생물학적 작용에 대한 분자수준에서의 메카니즘은 현재 잘 알려져 있지 않지만, 항생제 이외에도 NHE 억제제로서도 중요한 역할을 하고 있어 부정맥, 심근경색, 협심증, 빈혈, 당뇨, 암, 전립선 비대증 등의 치료 및 예방에 관한 연구가 이루어 지고 있으며, 동맥경화, 뇌종양, 항바이러스제로서의 효과도 밝혀져 있다[국제특허공개 제96/40728호].

그러나, 천연물로부터 추출될 수 있는 스쿠알아민의 양이 적고 이에 대한 생리활성을 검증하는데 보다 많은 양이 요구되어 이의 합성을 시도하고 있으나 합성이 매우 복잡하다. 그럼에도 불구하고 이의 필요성이 절실히 요구됨에 따라 많은 연구그룹에서는 스쿠알아민의 합성을 시도하고 있다.

또한, 스쿠알아민은 여러 범위에서 그 효능이 입증되고 있어서 그 유도체들 중에서 보다 탁월한 효능을 갖는 신규 의약이 개발될 것이 기대된다.

현재까지 알려진 스쿠알아민의 제조방법으로서, 다음 반응식 1에 나타낸 바와 같이 다음 화학식 11로 표시되는 5-콜레닉산을 출발물질로 사용하여 17단계의 제조과정을 걸쳐 화학식 1로 표시되는 스쿠알아민을 제조하는 방법이 공지되어 있다[Moriarty, R. M et. al., Tetrahedron Letters 1994, 35, 8103; Pechulis, A. D. et. al. J. Org. Chem. 1995, 60, 5121].

상기 반응식 1에서: OBn은 벤질옥시 그룹을 나타내고, OTBS는 t-부틸디메틸실릴옥시 그룹을 나타낸다.

상기 반응식 1에서는 화학식 11로 표시되는 5-콜레닉산의 C5 이중결합을 환원하여 트랜스 AB 고리구조를 갖게 하기 위해서 C7 위치의 알릴 산화반응으로 키토 그룹을 도입하고, C5 이중결합을 백금촉매하에서 환원하는 방법, C24 위치에 이소프로필 그룹을 도입하기 위해 카복실 그룹을 알데하이드 그룹으로 변환 시킨 후 이소프로필 그룹을 도입하는 방법, 그리고 C7 키토 그룹은 K-셀렉트라이드로 환원하고 벤질 그룹으로 보호한 후 C3 그룹의 하이드록시 그룹을 산화하는 방법 등 13단계 제조공정을 걸쳐 화학식 12로 표시되는 스쿠알아민 중간체를 제조하였다. 그리고나서, 화학식 12로 표시되는 화합물의 C3 키토 그룹에 스퍼미딘을 도입하고, C24 하이드록시 그룹을 술폰화시켜 술페이트 그룹을 도입하는 등 4단계 제조공정에 의해 목적으로 하는 화학식 1로 표시되는 스쿠알아민을 제조하고 있다.

또다른 제조방법으로서, 다음 반응식 2에 나타낸 바와 같이 화학식 21로 표시되는 스티그마스테롤을 출발물질로 하여 19단계의 제조과정을 걸쳐 화학식 1로 표시되는 스쿠알아민을 제조하는 방법이 공지되어 있다[Tetrahedron Lett. 1995, 36, 5139∼5142].

상기 반응식 2에서는 화학식 21로 표시되는 스티그마스테롤의 C3 하이드록시 그룹과 C5 이중결합을 동시에 보호하고, 오존으로 C22 이중결합을 산화하여 i-스테롤 알데하이드 화합물로 변환시킨 다음, 그리고 알데하이드 그룹을 환원하여 생성된 하이드록시 그룹을 요오드 그룹으로 치환한 후 소디움 페닐술페네이트로 처리하는 등 7단계 제조과정에 의해 화학식 22로 표시되는 C22 페닐술폰 화합물를 제조하였다. 그리고나서, 화학식 22로 표시되는 페닐술폰 화합물을 강염기로 처리하고 (2R)-1,2-에폭시-3-메틸부탄과 반응시켜 C24 위치에 하이드록시 그룹과 이소프로필 그룹을 동시에 도입한 다음, 보호 그룹으로 도입된 C6 메톡시 그룹을 제거하여 C3 β-하이드록시 그룹과 C5 이중결합을 다시 생성시키고, C3 β-하이드록시 그룹과 C24 (R)-하이드록시 그룹을 동시에 아세테이트 그룹으로 보호한 후 알릴 산화반응으로 C7 위치에 키토 그룹을 도입하여 이논 화합물을 얻었다. 이렇게 얻어진 이논 화합물은 액체 암모니아 용매하에서 리티움으로 환원하여 트랜스 AB 고리구조를 갖는 화합물을 제조하고, K-셀렉트라이드로 환원하여 C7 키토 그룹을 α-하이드록시 그룹으로 변환시킨 후 아세테이트로 보호하여 3개의 하이드록시 그룹이 모두 아세테이트로 보호된 화합물을 제조하였다. 이 화합물은 시안화나트륨으로 처리하여 C3 아세테이트 그룹만 선택적으로 제거시킨 후 생성된 하이드록시 그룹은 산화하여 C3 키토 그룹으로 변환시켜 화학식 23으로 표시되는 스쿠알아민 중간체를 16단계에 걸쳐 제조하였다. 그리고나서, 3단계 제조과정에 의해 화학식 23으로 표시되는 화합물에 스퍼미딘을 도입하여 C24 위치에 술페이트 그룹이 도입되지 않은 스쿠알아민을 제조하였다. 이 방법은 C24 위치의 하이드록시 그룹의 에피머(Epimer)가 아닌 순수한 광학이성체를 제조하는 것으로서 천연 스쿠알아민과 같은 구조를 합성하는 기술이다.

이에, 본 발명자들은 화학식 1로 표시되는 스쿠알아민을 보다 경제적으로 개선된 제조방법을 연구하였고, 그 결과 비교적 가격이 저렴한 3-키토-비스노콜레놀을 출발물질로 사용하고 C22 위치의 하이드록시 그룹을 알데하이드로 변환시켜 C24 위치에 하이드록시 그룹과 이소프로필 그룹을 동시에 도입하는 방법; C7 위치에 키토 그룹을 도입하는 방법과 C5 이중결합을 백금 촉매하에서 환원하여 트랜스 AB 고리구조를 도입하고, C7 키토 그룹을 환원하여 C7 α-하이드록시 그룹을 도입하는 방법; C3 키토 그룹을 아민 그룹으로 변환시키고 스퍼미딘 유도체인 폴리아민 알데하이드 화합물과 짝지움 반응으로 스퍼미딘 사슬을 C3 위치에 도입하는 방법으로 스쿠알아민을 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 값싼 출발물질인 3-케토-비스노콜레놀로부터 경제적이고 적은 반응단계로 스쿠알아민을 제조하는 방법을 제공하며, 추후 축적된 이런 기술을 토대로 신규 스테로이드 의약품을 개발하는데 그 목적이 있다.

본 발명은

a) 다음 화학식 2로 표시되는 3-케토-비스노콜레놀의 3-케토 그룹을 에틸렌키탈 그룹으로 보호하고, C22 위치의 1급 알콜을 알데하이드 그룹으로 변환시켜 다음 화학식 3으로 표시되는 3-에틸렌키탈-23,24-비스노콜라-5-엔-22-알 화합물을 제조하는 과정;

b) 화학식 3으로 표시되는 화합물의 알데하이드 그룹에 알돌 축합반응시켜 C22 위치에 이소펜틸 그룹을 도입하여 이논 화합물을 생성시키고, 얻어진 이논 화합물은 백금 촉매하에서 수소화 반응시켜 C22 위치의 이중결합을 환원하여 다음 화학식 4로 표시되는 3-에틸렌키탈-콜레스트-5-엔-24-온 화합물을 제조하는 과정;

c) 화학식 4로 표시되는 화합물을 t-부틸 하이드로퍼옥사이드와 알릴 산화반응시켜 C7 위치에 키토 그룹을 도입시켜 다음 화학식 5로 표시되는 3-에틸렌키탈-콜레스트-5-엔-7,24-디온 화합물을 제조하는 과정;

d) 화학식 5로 표시되는 화합물 C5 위치의 이중결합을 선택적으로 환원시켜 트랜스 AB 고리구조를 갖는 5α-콜레스탄 화합물을 제조하고, C7 위치의 키토 그룹을 광학 입체 선택적 환원하여 7α-하이드록시 그룹을 도입한 후, 염산으로 처리하여 다음 화학식 6으로 표시되는 3-키토-5α-콜레스탄-7,24-디올 화합물을 제조하는 과정;

e) 화학식 6으로 표시되는 화합물 C24 위치의 하이드록시 그룹을 t-부틸디메틸실릴 그룹으로 보호한 다음, C3 위치의 키토 그룹을 3α-아미노 그룹으로 변환시켜 다음 화학식 7로 표시되는 3α-아미노-7,24-디하이드록시콜레스트-5-엔을 제조하는 과정;

f) 화학식 7로 표시되는 화합물과 다음 화학식 8로 표시되는 폴리아민 알데하이드 화합물을 환원반응 조건에서 반응시켜 다음 화학식 9로 표시되는 스퍼미딘 그룹이 도입된 화합물을 제조하는 과정; 그리고

g) 화학식 9로 표시되는 화합물은 산처리하여 실릴 및 카바메이트 보호 그룹들을 동시에 제거하고, C24 위치에 술폰 그룹을 도입하는 과정으로 구성되는 다음 화학식 1로 표시되는 스쿠알아민의 제조방법을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 스쿠알아민의 제조과정을 간략히 나타내면 다음 반응식 3과 같다.

상기 반응식 3에서: Boc는 t-부톡시카보닐 그룹을 나타내고, OTBS는 t-부틸디메틸실릴옥시 그룹을 나타낸다.

먼저, 상기 화학식 2로 표시되는 3-케토-비스노콜레놀의 3-케토 그룹을 에틸렌키탈 그룹으로 보호하고, C22 위치의 1급 알콜을 알데하이드 그룹으로 변환시켜 화학식 3으로 표시되는 3-에틸렌키탈-23,24-비스노콜라-5-엔-22-알 화합물을 제조한다. 화학식 2로 표시되는 3-케토-비스노콜레놀의 3-케토 그룹을 에틸렌키탈 그룹으로 보호하는 과정에서 C4 위치의 이중결합이 C5 위치로 이동되어 나중에 C7 위치에 알릴 산화반응으로 케토그룹을 도입할 수 있게 된다. C22 위치의 1급 알콜을 알데히드 그룹으로 변환시키기 위해 본 발명에서는 스원 산화반응을 선택하였는 바, 스원 산화반응 대신에 다른 산화반응들을 적용시키게 되면 C21 메틸 그룹의 입체 구조가 변화되는 문제가 있었다.

그리고나서, 화학식 3으로 표시되는 화합물의 알데하이드 그룹에 알돌 축합반응시켜 C22 위치에 이소펜틸 그룹을 도입하여 이논 화합물을 생성시키고, 얻어진 이논 화합물은 백금 촉매하에서 수소화 반응시켜 C22 위치의 이중결합을 환원하여 다음 화학식 4로 표시되는 3-에틸렌키탈-콜레스트-5-엔-24-온 화합물을 제조한다. C22 위치에 이소펜틸 그룹 도입을 위하여, 이소프로필메틸 케톤을 리티움 디이소프로필아마이드로 처리한 후 알데하이드 화합물과 알돌 축합반응시키며, 또한 반응중에 물 한 분자가 탈수되어 C22 위치에 이중결합이 생성므로써 이논 화합물이 제조된다.

그리고나서, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물을 t-부틸 하이드로퍼옥사이드와 촉매인 루테니움 클로라이드 존재하에서 알릴 산화반응시켜 C7 위치에 키토 그룹이 도입된 화학식 5로 표시되는 3-에틸렌키탈-콜레스트-5-엔-7,24-디온 화합물을 얻는다. 상기 알릴 산화반응시 수율은 약 75% 정도이나, 이와 다른 산화반응을 적용시키는 경우는 수율이 매우 좋지 않은 결과를 나타내었다.

그리고나서, 상기 화학식 5로 표시되는 화합물에서 이중결합을 선택적으로 환원시켜 트랜스 AB 고리구조를 갖는 5α-콜레스탄 화합물을 제조하고, C7 위치의 키토 그룹을 광학 입체 선택적 환원하여 C7 위치에 α-하이드록시 그룹을 도입한다. 이렇게 얻어진 화합물을 4N 염산으로 처리하여 화학식 6으로 표시되는 3-키토-5α-콜레스탄-7,24-디올을 제조한다.

그리고나서, 상기 화학식 6으로 표시되는 화합물의 C24 위치의 하이드록시 그룹을 t-부틸디메틸실릴 그룹(-TBS)으로 보호시킨 실릴에테르 화합물을 제조한 다음, C3 위치의 키토 그룹을 벤질옥시아민으로 반응시켜 벤질옥시이민으로 만들고 리티움알미늄하이드라이드로 환원하여 α-아미노 그룹으로 변환시켜 다음 화학식 7로 표시되는 3α-아미노-7,24-디하이드록시콜레스트-5-엔을 제조한다.

그리고나서, 상기 화학식 7로 표시되는 3-아미노-7,24-디하이드록시콜레스트-5-엔을 화학식 8로 표시되는 폴리아민 알데하이드 화합물과 환원반응 조건하에서 반응시켜 화학식 9로 표시되는 스퍼미딘 그룹이 도입된 화합물을 얻는다.

그리고나서, 상기 화학식 9로 표시되는 스퍼미딘 그룹이 도입된 화합물은 산처리하여 실릴 및 카바메이트 보호 그룹들을 동시에 제거하고, 피리디니움 술포트리옥사이드와 반응시켜 C24 위치에 술폰 그룹을 도입하여 본 발명이 목적으로 하는 화학식 1로 표시되는 스쿠알아민을 제조한다.

또한, 본 발명에서 사용된 상기 화학식 8로 표시되는 폴리아민 알데하이드 유도체는 다음 반응식 4와 같은 방법으로 제조하였다.

상기 반응식 4에서: Boc는 t-부톡시카보닐 그룹을 나타낸다.

상기 반응식 4에 따르면, 4-브로모부티르니트릴과 3-하이드록시프로필아민을 짝지움반응시켜 제조한 N,N-(3-시아노프로필 3-하이드록시프로필)아민을 사용하는데, 이때 3-하이드록시프로필아민의 아민 그룹에 2개의 4-브로모부티르니트릴이 도입되는 것을 막기 위해서 3-하이드록시프로필아민에 대한 4-브로모부티르니트릴의 사용 몰비를 줄여서 천천히 첨가하는 방법을 채택하여 조절하도록 한다.

N,N-(3-시아노프로필 3-하이드록시프로필)아민의 2급 아미노 그룹은 t-부톡시카보닐 그룹으로 보호하고, 리티움알미늄하이드라이드로 처리하여 니트릴 그룹을 아민 그룹으로 환원한다. 이때 생성된 아민 그룹도 역시 t-부톡시카보닐 그룹으로 보호한다. 또한, 하이드록시 그룹은 피리디니움 클로로크로메이트로 산화하여 알데하이드 그룹으로 변화시킴으로써 화학식 8로 표시되는 폴리아민 알데하이드 화합물을 제조한다.

이와 같은 본 발명은 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

3-케토-비스노콜레놀(5.00g, 15.15 mmol)을 벤젠(300 ㎖)에 녹인 후 촉매량의 톨루엔술폰산(30 ㎎)과 에틸렌 글리콜(16 ㎖, 227.25 mmol)을 넣고 22시간동안 환류 교반하였다. 반응혼합물을 냉각시킨 후 포화 중탄산나트륨(NaHCO₃) 수용액을 넣고 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기층을 포화 소금물로 세척하고, 무수 황산나트륨(Na₂SO₄)으로 건조한 후 감압하에서 용매를 제거하였다. 얻은 혼합물을 실리카겔 칼럼으로 분리 정제하여 3-에틸렌키탈-23,24-비스노콜라-5-엔-22-올(4.82g, 12.89 mmol, 수율 85%)과 미반응 3-케토-비스노콜레놀(650 ㎎, 1.97 mmol, 수율 13%)을 얻었다.

m.p. : 173∼174℃

IR(KBr) : 3443, 2943, 2881, 1098 ㎝^-1

¹H-NMR : δ 0.703(s, 3H, 18-CH₃), 1.028(s, 3H, 19-CH₃), 1.048(d, J=6.6Hz, 3H, 21-CH₃), 3.34(dd, J=10.2, 6.9Hz, 1H, 22-H_a), 3.62(dd, J=10.2, 3.0Hz, 1H, 22-H_b), 3.95(m, 4H, -OCH₂CH₂O-), 5.34(d, J=2.7Hz, 1H, 6-H)

MS(relative intensity, %), m/z : 375(M+1, 2), 374(M⁺, 7), 99(100), 55(19)

실시예 2

3구 둥근 플라스크에 2개의 드롭핑 펀넬을 설치하고, 한쪽에는 건조된 디메틸술폭사이드(DMSO, 1.3 ㎖, 17.16 mmol, 2.2 eq)와 건조된 디클로로메탄(5 ㎖)의 혼합 용액을 넣고 다른 한쪽에는 3-에틸렌키탈-23,24-비스노콜라-5-엔-22-올(2.90 g, 7.80 mmol)을 건조된 디클로로메탄(10 ㎖)에 녹인 용액을 넣었다. 이때 반응 중 가스가 발생되기 때문에 황산칼슘(CaSO₄) 건조관을 장치하였다. 둥근 플라스크에 옥살릴 클로라이드(0.8 ㎖, 8.58 mmol, 1.1 eq)와 건조된 디클로로메탄(6 ㎖)을 넣고 -60℃에서 기계식 교반기로 교반하면서 먼저 디메틸술폭사이드를 2분 동안 적하하고 나서 3-에틸렌키탈-23,24-비스노콜라-5-엔-22-올을 5분 이내에 적하시키고 15분간 교반하였다. 트리에틸아민(5.5 ㎖, 5.0 eq)을 반응용액에 넣어주어 흰 염이 생기는 것을 확인하였다. 5분 후 반응액을 천천히 상온으로 온도를 올린 다음, 물(30 ㎖)을 넣어주었다. 반응혼합물에 10% 염산을 넣고, 디클로로메탄으로 추출하였다. 유기층을 포화 소금물로 세척한 다음, 무수 황산나트륨으로 건조하고 감압하에서 용매를 제거하여 얻은 혼합물을 실리카겔 칼럼으로 분리 정제하여 3-에틸렌키탈-23,24-비스노콜라-5-엔-22-알(2.70g, 7.33 mmol, 수율 94%)을 얻었다.

m.p. : 136∼138℃

IR(KBr) : 2935, 2889, 2732, 1724, 1083 ㎝^-1

¹H-NMR : δ 0.738(s, 3H, 18-CH₃), 1.034(s, 3H, 19-CH₃), 1.128(d, J=6.9Hz, 3H, 21-CH₃), 3.95(m, 4H, -OCH₂CH₂O-), 5.35(d, J=2.7Hz, 1H, 6-H), 9.57(s, 1H, 22-CHO)

MS(relative intensity, %), m/z : 372(M⁺, 21), 99(88), 55(100)

실시예 3

3-메틸-2-부탄온(0.4 ㎖, 4.00 mmol, 1.5 eq)을 건조된 테트라하이드로퓨란(5 ㎖)에 녹인 후, -78℃ 및 아르곤 기류하에서 2M 리티움 디이소프로필아마이드 용액(2.2 ㎖, 4.30 mmol, 1.6 eq)을 주사기를 이용하여 천천히 적하하고 2시간 교반한 후, 건조된 테트라하이드로퓨란(10 ㎖)에 녹아 있는 3-에틸렌키탈-23,24-비스노콜라-5-엔-22-알(1.00 g, 2.70 mmol) 용액을 천천히 적하하였다. 3시간 지난 후 온도를 서서히 상온으로 올려주면서 8시간 교반하였다. 반응이 완결된 것을 확인한 후 반응혼합물에 포화 암모니움 클로라이드 용액을 넣고, 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기층을 포화 소금물로 세척한 다음, 무수 황산나트륨으로 건조하고 감압하에서 용매를 제거하였다. 얻은 혼합물을 일차적으로 실리카겔 칼럼으로 분리 정제한 후 크로마토트론으로 분리하여 3-에틸렌키탈-콜레스트-5,22-디엔-24-온(890 ㎎, 2.10 mmol, 수율 76%)과 3-에틸렌키탈-22-(3-메틸-2-부타노일)-콜레스트-5-엔-24-온(22 ㎎, 0.43 mmol, 수율 16%)을 얻었다.

3-에틸렌키탈-콜레스트-5,22-디엔-24-온 측정치 :

m.p. : 148∼149℃

IR(KBr) : 2969, 2938, 2883, 1693, 1627, 1460, 1366, 1105 ㎝^-1

¹H-NMR : δ 0.726(s, 3H, 18-CH₃), 1.048(s, 3H, 19-CH₃), 1.102(d, J=6.9Hz, 6H, 26, 27-CH₃), 1.103(dd, J=6.9Hz, 3H, 21-H_a), 2.84(septet, J=6.9Hz, 1H, 25-H), 3.95(m, 4H, -OCH₂CH₂O-), 5.35(d, J=2.7Hz, 1H, 6-H), 6.07(d, J=15.8Hz, 23-H), 6.72(dd, J=15.8, 8.6Hz, 22-H)

MS(relative intensity, %), m/z : 440(M-C₄H₉, 2), 99(100)

3-에틸렌키탈-22-(3-메틸-2-부타노일)-콜레스트-5-엔-24-온 측정치 :

m.p. : 150℃

IR(KBr) : 2968, 2925, 2857, 1704, 1459, 1099 ㎝^-1

¹H-NMR : δ 0.670(s, 3H, 18-CH₃), 0.817(d, J=6.9Hz, 3H, 21-CH₃), 1.022(s, 3H, 19-CH₃), 1.088(d, J=6.9Hz, 12H, 26,26',27,27'-CH₃), 2.65(m, 2H, 25,25'-H), 3.95(m, 4H, -OCH₂CH₂O-), 5.35(d, J=2.7Hz, 1H, 6-H)

MS(relative intensity, %), m/z : 526(M⁺,3), 483(M-C₃H₇, 2), 441(M-2C₃H₇+1, 2) 99(100)

실시예 4

3-에틸렌키탈-콜레스트-5,22-디엔-24-온(450 ㎎, 0.91 mmol)을 에틸 아세테이트(30 ㎖)에 녹인 용액에 5% Pd/C 촉매(30 ㎎)를 넣고 상온 및 1기압의 수소하에서 4시간 동안 반응시켰다. 반응이 완결된 것을 확인한 후 반응혼합물을 셀라이트 칼럼에 통과시켜 촉매를 제거하고 에틸 아세테이트로 여러 번 세척한 후 용매를 감압하에서 제거하였다. 얻은 혼합물을 실리카겔 칼럼으로 분리 정제하여 3-에틸렌키탈-콜레스트-5-엔-24-온(382 ㎎, 0.86 mmol, 수율 95%)을 얻었다.

m.p. : 143∼145℃

IR(KBr) : 2628, 2865, 1701, 1459, 1102 ㎝^-1

¹H-NMR : δ 0.678(s, 3H, 18-CH₃), 0.916(d, J=6.0Hz, 3H, 21-CH₃), 1.025(s, 3H, 19-CH₃), 1.091(d, J=6.9Hz, 6H, 26, 27-CH₃), 2.62(m, 1H, 25-H), 3.94(m, 4H, -OCH₂CH₂O-), 5.35(d, J=2.7Hz, 1H, 6-H)

MS(relative intensity, %), m/z : 442(M⁺, 5), 99(100)

실시예 5

3-에틸렌키탈-콜레스트-5-엔-24-온(700 ㎎, 1.58 mmol)을 시클로헥산(15 ㎖)에 녹인 다음, 촉매 루테니움 클로라이드(RuCl₃)를 넣고 15∼20℃를 유지하면서 70% t-부틸 하이드로퍼옥사이드로 산화 반응시켜 3-에틸렌키탈-콜레스트-5-엔-7,24-디온(526 ㎎, 1.15 mmol, 73%)을 얻었다.

m.p. : 172℃

IR(KBr) : 2924, 2855, 1702, 1669, 1459, 1378, 1102 ㎝^-1

¹H-NMR : δ 0.684(s, 3H, 18-CH₃), 1.924(d, J=6.9Hz, 3H, 21-CH₃), 1.092(d, J=6.6Hz, 6H, 26,27-CH₃), 1.204(s, 3H, 19-CH₃), 3.95(m, 4H, -OCH₂CH₂O-), 5.66(d, J=1.8Hz, 1H, 6-H)

MS(relative intensity, %), m/z : 456 (M⁺, 5), 99(100)

실시예 6

3-에틸렌키탈-콜레스트-5-엔-7,24-디온(400 ㎎, 0.88 mmol)을 에틸 아세테이트(15 ㎖)에 녹인 후 백금 촉매를 넣고, 1기압 수소하에서 10시간 동안 반응시켰다. 반응이 완결된 후 반응물을 셀라이트 칼럼을 통해 여과하여 촉매를 제거하고 여액을 감압 농축하였다. 얻은 혼합물은 실리카겔 칼럼으로 분리 정제하여 3-에틸렌키탈-5α-콜레스트-7,24-디온(370 ㎎, 0.81 mmol, 92%)을 얻었다.

m.p. : 164℃

IR(KBr) : 2966, 2888, 1703, 1466, 1382, 1102 ㎝^-1

¹H-NMR : δ 0.648(s, 3H, 18-CH₃), 0.906(d, J=6.9Hz, 3H, 21-CH₃), 1.086(s, 3H, 19-CH₃), 1.086(d, J=6.9Hz, 6H, 26,27-CH₃), 3.92(m, 4H, -OCH₂CH₂O-)

MS(relative intensity, %), m/z : 458 (M⁺, 7), 373(6), 139(5), 99(100)

실시예 7

아르곤 기류하에서 3-에틸렌키탈-5α-콜레스트-7,24-디온(480 ㎎, 1.05 mmol)을 건조된 테트라하이드로퓨란(20 ㎖)에 녹이고 -60℃에서 1M K-셀렉트라이드 용액(5.3 ㎖, 5.0 eq)을 천천히 적하 교반하고 3시간 후 -33℃로 온도를 올려서 20시간 교반하였다. 반응이 완결된 것을 확인한 후 반응혼합물에 30% 과산화수소, 포화 중탄산나트륨 용액을 넣고 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기층을 포화 소금물로 세척한 다음, 무수 황산나트륨으로 건조하고 감압하에서 용매를 제거하였다. 얻은 혼합물을 일차적으로 실리카겔 칼럼으로 분리 정제 후 3-에틸렌키탈-7α,24R(S)-디하이드록시-5α-콜레스탄의 1:1 에피머 305 ㎎(0.66 mmol, 수율 63%)을 얻었다. 크로마토트론으로 혼합물을 분리하여 24R 에피머(78 ㎎)와 24S 에피머(103 ㎎)를 얻어 기기 분석 하였다.

3-에틸렌키탈-7α,24S-디하이드록시-5α-콜레스탄의 분석

m.p. : 196∼197℃

IR(KBr) : 3401, 2941, 2867, 1470, 1380, 1108, 1034 ㎝^-1

¹H-NMR : δ 0.661(s, 3H, 18-CH₃), 0.812(s, 3H, 19-CH₃), 1.897(d, J=6.9Hz, 3H, 21-CH₃), 0.928(d, J=6.9Hz, 6H, 26-27CH₃), 3.31(m, 1H, 24-H), 3.82(m, 1H, 7β-H), 3.94(m, 4H, -OCH₂CH₂O-)

MS(relative intensity, %), m/z : 462 (M⁺, 4), 444(M-H₂O, 2), 400(M-HOCH₂H₂OH, 2), 141(51), 99(100)

3-에틸렌키탈-7α,24R-디하이드록시-5α-콜레스탄의 분석

m.p. : 167∼168℃

IR(KBr) : 3376, 2939, 2867, 1467, 1375, 1108, 1037㎝^-1

¹H-NMR : δ 0.662(s, 3H, 18-CH₃), 0.809(s, 3H, 19-CH₃), 0.912(d, J=6.9Hz, 3H, 21-CH₃), 0.912(d, J=6.9Hz, 6H, 26-27CH₃), 3.32(m, 1H, 24-H), 3.83(m, 1H, 7β-H), 3.93(m, 4H, -OCH₂CH₂O-)

MS(relative intensity, %), m/z : 462(M⁺, 4), 14(51), 99(100)

실시예 8

3-에틸렌키탈-7α,24R-디하이드록시-5α-콜레스탄(70 ㎎, 0.15 mmol)을 상온 및 아르곤 기류하에서 테트라하이드로퓨란(10 ㎖)에 녹이고, 1N 염산(1.0 ㎖)를 넣고 5시간 교반하여 반응이 완결된 것을 확인한 후 반응혼합물에 포화 중탄산나트륨 용액을 넣고 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기층을 포화 소금물로 세척한 다음, 무수 황산나트륨으로 건조하고 감압하에서 용매를 제거하였다. 얻은 혼합물을 실리카겔 칼럼으로 분리 정제하여 7α,24R-디하이드록시-5α-콜레스트-3-온(72 ㎎, 0.14 mmol, 96%)을 얻었다.

m.p. : 194∼148℃

IR(KBr) : 3495, 2942, 2868, 1705, 1468, 1377, 1033, 734 ㎝^-1

¹H-NMR : δ 0.692(s, 3H, 18-CH₃), 0.893(d, 3H, J=6.0Hz, 3H, 21-CH₃), 0.932(d, J=6.0Hz, 6H, 26-27CH₃), 1.003(s, 3H, 19-CH₃), 3.31(m, 1H, 24-H), 3.86(m, 1H, 7β-H)

MS(relative intensity, %), m/z : 401 (M-OH, 5), 400(M-H₂O, 19), 382(M-2H₂O, 22), 367(M-2H₂O-CH₃, 21), 358(M-C₃H₇-OH, 3), 357(M-C₃H₇-H₂O, 14), 269(M-SC-2CH₃, 45), 121(37), 109(45), 95(62), 55(100)

실시예 9

상온에서 50 ㎖ 반응기에 디메틸포름아마이드(20 ㎖), 7α,24R-디히록시-5α-콜레스트-3-온(560 ㎎) 및 이미다졸(270 ㎎)을 첨가하고 용해시킨 다음, 클로로-t-부틸디메틸실란(200 ㎎)과 소량의 p-디메틸아미노피리딘을 넣고 상온에서 5시간 교반하였다. 반응 완결후 에테르(100 ㎖)로 묽힌 후 물 10 ㎖와 포화 소금물(10 ㎖)로 수세하였다. 유기층을 무수 황산마그네시움으로 건조시켜 여과하고, 여액은 감압농축하였다. 정제되지 않은 실릴에테르 화합물을 실리카겔 칼럼 크로마토그라피하여 순수한 C24 실릴에테르 화합물(749 ㎎, 수율 95% )을 얻었다.

¹H-NMR(500MHz, CDCl₃) : δ3.83(s, 1H), 3.33(m, 1H), 2.37∼2.17(m, 3H), 2.14∼1.92(m, 4H), 1.90∼1.85(m, 1H), 1.69∼1.62(m, 3H), 1.61∼1.06(m, 17H), 0.97(s, 3H), 0.89(d, J=6.5Hz, 3H), 0.86(s, 9H), 0.82(d, J=6.7Hz, 3H), 0.72(d, J=0.67Hz, 3H), 0.65(s, 3H), 0.0(s, 6H)

실시예 10

상기 실시예 9에서 얻은 C24 실릴에테르 화합물(100 ㎎, 0.19 mmol)을 메탄올(50 ㎖)에 녹인후 분자체(molecular sieve 4Å)를 넣고 10분 동안 교반한 다음 o-벤질하이드록실 아민(0.32g; 0.2 mmol)을 넣고 30분 동안 교반하였다. 반응이 완결됨을 확인한 후 셀라이트를 통해 여과하여 분자체를 제거한 후 감압증류하여 메탄올을 제거한 다음 에테르(300 ㎖)과 포화 중탄산나트륨 용액(10 ㎖)로 추출한 후 무수 황산나트륨으로 건조 시킨 다음 감압증류하여 얻어진 정제되지 않은 화합물을 건조된 에테르(50 ㎖)에 녹인 후 리티움 알루미늄 하이드라이드(140 ㎎, 0.372 mmol)로 에테르(100 mmol) 용매하에서 16시간 동안 환류 교반하였다. 반응이 완결됨을 확인 한 후 물(10 ㎖)를 첨가한 다음 셀라이트를 통해 여과한 후 감압증류하여 실리카겔 컬럼 분리하여 순수한 3-아미노콜레스탄(76 ㎎, 0.14 mmol, 수율 75%)을 얻었다.

¹H-NMR(500MHz) : δ 3.83(m, 1H), 3.70(m, 1H), 3.33(m,1H)

¹³C-NMR(500MHz) : 68.06, 56.11, 50.63

실시예 11

아세토니트릴(150 ㎖)에 1-아미노-3-프로판올(3.0g, 39.94 mmol)과 무수 탄산칼륨(6.10 g, 44.16 mmol) 그리고 소디움요오드(0.6g)를 섞고 환류 교반하였다. 반응 혼합물에 4-브로모부티르니트릴(5.91g, 39.67 mmol)을 아세토니트릴(50 ㎖)에 용해된 용액을 7시간에 걸쳐 적가하였다. 완전히 가한 후 20시간 동안 환류 교반하였다. 반응 완결을 확인 후 이 반응 혼합물을 감압 증류하여 아세토니트릴을 제거한 다음 에테르(500 ㎖)와 물(50 ㎖)로 추출하여 감압 증류하여 정제되지 않은 화합물(6g)을 정제함 없이 메탄올(50 ㎖)에 녹인 후 교반하였다. 이 반응 혼합물에 디-t-부틸 디카보네이트(11g, 50 mmol)을 메탄올(30 ㎖)에 용해된 용액을 서서히 적가하였다. 완전히 가한 후 2시간 동안 교반하였다. 반응이 끝난 것을 확인 후 이 반응 혼합물을 감압 증류하여 메탄올을 제거한 다음 에테르(500 ㎖)와 물(50 ㎖)로 추출하여 감압 증류하여 실리카겔 칼럼 분리하여 목적물(8.24g, 34 mmol, 수율 85%)을 얻었다.

MS(m/z) : 242(M⁺)

¹H-NMR(300MHz) : δ 3.59(m, 3H) 3.318(s,1H) 3.251(t, J=6.97Hz, 2H) 2.319(t, J=7.1Hz) 1.851(q, J=7.04Hz, 2H) 1.636(m, 2H) 1.426(s, 9H)

¹³C-NMR(200MHz) : 156.02, 118.86, 80.26, 58.09, 45.37, 42.68, 30.28, 28.03, 24.16, 14.38

IR(㎝^-1) : 3446.5, 2984.5, 1667.5

실시예 12

상기 실시예 11에서 얻어진 화합물(8g, 33 mmol)을 건조된 에테르(50 ㎖)에 녹인 후 0℃로 냉각된 리티움알미늄하이드라이드(1.5g, 40 mmol)와 에테르(100 ㎖) 용액에 천천히 적가시켰다. 적가가 완료된 후 2시간 동안 교반하였다. 반응이 완결됨을 확인 한 후 물(10 ㎖)을 첨가시킨 다음 셀라이트를 통해 여과한 후 여액을 감압증류 하여 정제되지 않은 화합물(8g)을 얻었다. 이 화합물을 정제함 없이 메탄올(50 ㎖)에 녹인 후 교반하였다. 이 반응 혼합물에 디-t-부틸 디카보네이트(87g, 40 mmol)을 메탄올(30 ㎖)에 용해된 용액을 서서히 적가하였다. 완전히 가한 후 2시간 동안 교반하였다. 반응이 끝난 것을 확인 후 이 반응 혼합물을 감압 증류하여 메탄올을 제거한 다음 에테르(500 ㎖)와 물(50 ㎖)로 추출하여 감압 증류하여 실리카겔 컬럼 분리하여 순수한 디아미노알콜 화합물(8g, 2.31 mmol, 수율 70%)을 얻었다.

MS(m/z) 347(M⁺)

¹H-NMR(300MHz) : δ 3.514(m, 2H), 3.344(m, 2H), 3.119(m, 4H), 1.637(m, 3H), 1.513(m, 3H), 1.413(m, 18H)

¹³C-NMR(200MHz) : 155.96, 80.06, 58.26, 46.68, 42.53, 40.11, 30.61, 28.39, 28.26, 27.46, 25.73

IR(㎝^-1) : 3357.26, 2976.79, 2934.96, 2871.89, 1692.88

실시예 13

상기 실시예 12에서 얻어진 디아미노알콜 화합물(1g, 2.89 mmol)을 디클로로메탄(50 ㎖)에 녹인 후 0℃로 맞춘 다음 피리디니움 클로로크로메이트(647 ㎎; 3 mmol)를 가한 후 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 완결됨을 확인 한 후 에테르(300 ㎖)로 희석 시킨 다음 셀라이트를 통해 여과한 후 감압증류 하여 디아미노알데하이드 화합물(2.9g)을 얻었다. 이 화합물은 실리카겔 컬럼 분리하여 순수한 디아미노알데하이드 화합물(749 ㎎, 2.17 mmol, 수율 75%)을 얻었다.

¹H-NMR(300MHz) : δ 9.775(d, J=1.2, 1H), 3.456(m, 2H), 3.109(m, 5H), 2.651(s, 2H), 1.502(m, 3H), 1.402(m, 18H)

¹³C-NMR(200MHz) : 200.80, 155.95, 47.01, 43.30, 41.00, 40.08, 29.63, 28.21, 28.13, 27.31, 25.68

실시예 14 :

상기 실시예 13에서 얻어진 디아미노알데하이드 화합물(34 ㎎, 0.1 mmol)을 디클로로메탄(5 ㎖)에 녹인 후 0℃로 냉각 후 실시예 10에서 얻어진 3-아미노콜레스탄(50 ㎎, 0.1 mmol)을 가한 다음 10분 동안 교반하고 소디움 트리아세테이트보론하이드라이드[NaBH(OAc)₃] 용액(1 ㎖)을 천천히 적가하였다. 1시간 후 반응이 완결 된 것을 확인 한 후 중탄산나트륨(5 ㎖)를 넣고 10분 동안 교반한 다음 디클로로메탄(100 ㎖)와 물(10 ㎖)로 추출한 후 무수 황산나트륨으로 건조시킨 다음 감압 증류하여 얻어진 화합물을 디클로로메탄(50 ㎖)에 녹인 후 10분 동안 교반한 후 트리플로로아세트산(0.16 ㎖, 2.1 mmol, 60eq)을 가한 후 1시간 동안 교반하였다. 반응이 끝난 것을 확인 후 이 반응 혼합물을 감압 증류하여 용매를 제거한 다음 실리카겔 컬럼 분리하여 순수한 C24 데술페이트 스쿠알아민(17 ㎎, 0.032 mmol, 수율 91%)을 얻었다.

¹H-NMR(300MHz) : δ 3.79(s, 1H), 3.22∼3.13(m, 6H), 3.09(t, J=7.4Hz, 2H), 2.99(t, J=7.3Hz, 2H), 0.87(s, 3H), 0.69(d, J=1.5, 3H),

실시예 15

상기 실시예 14에서 얻어진 C24 데술페이트 스쿠알아민(20 ㎎, 0.037 mmol)을 용매(메탄올/진한 염산=10/1(v/v))에 녹인 다음 15분 동안 교반하였다. 이 혼합물을 감압증류하여 용매를 제거한 다음 아르곤 가스하에서 피리디니움 설퍼트리옥사이드(8 ㎎, 0.04 mmol)를 가한 다음 건조된 피리딘(1 ㎖)를 첨가하였다. 이 화합물을 40℃에서 2시간 동안 교반한 후 메탄올(1 ㎖)을 가한 후 상온에서 15분 동안 교반하여 반응을 완결시켰다. 이 반응물은 셀라이트를 통해 여과하고, 감압증류한 후 실리카겔 컬럼 분리하여 순수한 스쿠알아민(7 ㎎, 0.011 mmol, 수율 30%)을 얻었다.

¹H-NMR(300MHz) : δ 4.13∼4.10(m, 1H), 3.79(s, 1H), 3.22∼3.10(m, 5H), 3.08(t, J=6.7Hz, 2H), 2.98(t, J=6.8Hz, 2H), 0.87(s, 3H), 0.70(s, 3H),

IR : 3447, 2943, 1690, 1471 ㎝^-1

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 값이 싼 상기 화학식 2로 표시되는 3-케토-비스노콜레놀을 출발물질로 사용하고 있고, 그 제조과정도 종래기술보다는 적은 반응단계로 구성되어 있어 경제적으로 유익하다.

Claims

a) 다음 화학식 2로 표시되는 3-케토-비스노콜레놀의 3-케토 그룹을 에틸렌키탈 그룹으로 보호하고, C22 위치의 1급 알콜을 알데하이드 그룹으로 변환시켜 다음 화학식 3으로 표시되는 3-에틸렌키탈-23,24-비스노콜라-5-엔-22-알 화합물을 제조하는 과정;

b) 화학식 3으로 표시되는 화합물의 알데하이드 그룹에 알돌 축합반응시켜 C22 위치에 이소펜틸 그룹을 도입하여 이논 화합물을 생성시키고, 얻어진 이논 화합물은 백금 촉매하에서 수소화 반응시켜 C22 위치의 이중결합을 환원하여 다음 화학식 4로 표시되는 3-에틸렌키탈-콜레스트-5-엔-24-온 화합물을 제조하는 과정;

c) 화학식 4로 표시되는 화합물을 알릴 산화반응시켜 C7 위치에 키토 그룹을 도입시켜 다음 화학식 5로 표시되는 3-에틸렌키탈-콜레스트-5-엔-7,24-디온 화합물을 제조하는 과정;

d) 화학식 5로 표시되는 화합물 C5 위치의 이중결합을 선택적으로 환원시켜 트랜스 AB 고리구조를 갖는 5α-콜레스탄 화합물을 제조하고, C7 위치의 키토 그룹을 광학 입체 선택적 환원하여 7α-하이드록시 그룹을 도입한 후, 염산으로 처리하여 다음 화학식 6으로 표시되는 3-키토-5α-콜레스탄-7,24-디올 화합물을 제조하는 과정;

e) 화학식 6으로 표시되는 화합물 C24 위치의 하이드록시 그룹을 t-부틸디메틸실릴 그룹으로 보호한 다음, C3 위치의 키토 그룹을 3α-아미노 그룹으로 변환시켜 다음 화학식 7로 표시되는 3α-아미노-7,24-디하이드록시콜레스트-5-엔을 제조하는 과정;

f) 화학식 7로 표시되는 화합물과 다음 화학식 8로 표시되는 폴리아민 알데하이드 화합물을 환원반응 조건에서 반응시켜 다음 화학식 9로 표시되는 스퍼미딘 그룹이 도입된 화합물을 제조하는 과정; 그리고

g) 화학식 9로 표시되는 화합물은 산처리하여 실릴 및 카바메이트 보호 그룹들을 동시에 제거하고, C24 위치에 술폰 그룹을 도입하는 과정

으로 구성되는 것을 특징으로 하는 다음 화학식 1로 표시되는 스쿠알아민의 제조방법.

화학식 2

화학식 3

화학식 4

화학식 5

화학식 6

화학식 7

화학식 8

화학식 9

화학식 1
제 1 항에 있어서, c) 상기 화학식 4로 표시되는 화합물의 알릴산화반응은 t-부틸 하이드로퍼옥사이드와 루테니움 클로라이드 촉매 존재하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 스쿠알아민의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 화학식 8로 표시되는 폴리아민 알데하이드 화합물은 3-하이드록시프로필아민과 4-브로모부티르니트릴의 짝지움반응, 니트릴 그룹의 환원반응 그리고 하이드록시 그룹의 산화반응에 의해 제조하는 것을 특징으로 하는 스쿠알아민의 제조방법.
제 1 항에 있어서, f) 상기 화학식 7로 표시되는 화합물과 화학식 8로 표시되는 화합물의 환원반응은 소디움 트리아세테이트보론하이드라이드(NaBH(OAc)₃) 존재하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 스쿠알아민의 제조방법.