KR100283474B1

KR100283474B1 - Ｎ₂ｓ₂리간드가 포함된 플루마제닐 유도체 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR100283474B1
Application number: KR1019990001304A
Authority: KR
Inventors: 조정혁; 오창현; 이기수; 이명철; 정준기; 이동수; 정재민
Original assignee: 박호군; 한국과학기술연구원
Priority date: 1999-01-18
Filing date: 1999-01-18
Publication date: 2001-02-15
Also published as: KR20000051066A

Abstract

본 발명에 따라 다음 화학식 1을 갖는 N₂S₂리간드가 포함된 플루마제닐 유도체가 제공된다. 본 발명의 화합물은 벤조디아제핀 영상화에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

화학식 1

Description

Ｎ₂Ｓ₂리간드가 포함된 플루마제닐 유도체 및 그의 제조방법{FLUMAZENIL DERIVATIVE HAVING N2S2LIGAND AND PREPARATION THEREOF}

간질 환자에 있어서 발작을 시작하는 두뇌 병소를 수술로 제거하는 방법은 간질치료의 매우 중요한 분야이다. 이를 위해서는 간질 초점 부위를 정확하게 알아내야만 한다. 이러한 부위를 알기 위해서는 간질 초점 부위인 벤조디아제핀 수용체 영상을 얻어야 한다.

정상 뇌에서 벤조디아제핀 수용체는 대뇌피질, 소뇌 및 시상에 높은 밀도로 존재하며, 이 밖에 미상핵에 낮은 밀도로 존재한다. 벤조디아제핀 수용체는 간질 유발 병소에서 밀도가 감소한다. 이를 이용하여 벤조디아제핀 수용체의 영상을 간질 유발 병소의 국소화 및 간질의 감별 질단에 응용할 수 있다. 또한, 간성 뇌병증에서도 대뇌 피질 수용체의 변화가 일어나는 것으로 알려져 있다.

대부분의 간질 환자는 약물 치료로 상당한 효과를 보여 주지만 약 10-15%에서는 효과가 거의 없는 것으로 보고되고 있다. 이러한 간질 환자에서 발작을 시작하는 두뇌 병소를 수술로 제거하여 치료하는 방법은 간질 치료의 매우 중요한 분야이다. 이를 위해서는 간질 초점 부위를 정확하게 알아내는 것이 중요하다. 간질 부위를 찾아내는 방법으로는 자기공명영상, 단일광자방출전산화단층촬영술 (SPECT), 양전자방출단층촬영술 (PET), 발작간표면 뇌파검사, 발작시 표면 뇌파검사 등 여러 가지 방법이 있다. 이중 가장 널리 사용되고 또한 예민도와 특이도가 뛰어나다고 하는 자기공명영상의 경우 두뇌의 구조적 변화가 있는 경우만 병소를 찾아낼 수 가 있다. 반면에 SPECT, PET은 구조적 변화가 오기 이전에 생화학적 변화만 있는 경우에도 병소를 찾아낼 수가 있으므로 자기공명영상보다 더 나은 결과를 보여준다. 그래서 엑스-레이 CT와 자기공명영상은 해부학적 영상 즉 조직의 구조적인 변화에 관한 정보를 높은 해상력을 제공하지만 조직의 기능에 관한 정보를 제공하지는 않는다. 따라서, 생화학적인 정보를 얻을 수 있는 방법이 요구되어 왔으며 이러한 목적에 부합되는 영상방법이 SPECT와 PET이다. SPECT는 99m 테크네슘 (반감기 = 6시간)과¹²³I (반감기=13시간)같은 단일광자를 내는 동위원소를 필요한 화합물에 표지하여 그 화합물을 인체에 주사하여 생체내에서 분포되는 것을 영상화하는 것으로^99m테크네슘은 반감기, 방출에너지 그리고 환자의 피폭시간 등 많은 장점을 가지고 있는 방사성 화합물로서 실제로 미국 핵의학과에서 90% 이상의 진단에 사용되고 있다.

간질의 동물모델에서 흥분성 뉴런과 억제성 뉴런 모두에서 글루타메이트 수용체와 GABA 수용체의 양에 변화가 있음이 밝혀졌다. 이는 간질환자에서 벤조디아제핀 수용체 양의 변화를 강하게 시사하므로 억제성 뉴런인 GABA_A/벤조디아제핀 수용체를 영상화하기 위한 PET가 시도되었다. 벤조디아제핀 수용체의 차단제로 가장 널리 사용되는 플루마제닐에 탄소-11을 표지하여 PET 영상을 얻은 결과, 간질 병소의 국소화를 FDG에 비하여 더 정확하게 수행할 수 있는 것으로 보고되었다.

그러나 짧은 반감기의 양전자방출핵종인 탄소-11 (반감기 = 20.4분)이나 불소-18 (반감기 = 110분)으로 표지된 방사성의약품으로 신경수용체를 연구하는 분야는 방사핵종을 취급하기가 어렵고 고가여서 많은 단점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 값싸고 취급이 간편하며 적정한 반감기를 가지는 테크네슘을 이용할 수 있도록 그에 대한 리간드를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따라 다음 화학식 1로 표시되는 N₂S₂리간드가 포함된 플루마제닐 유도체 즉, 2-메틸-1-({2-메틸-2-[(2-메틸-2-술파닐프로필)아미노]프로필}아미노)프로판-2-티올,8-플루오로-3-(히드록시메틸)-5-메틸-4H-벤조[f]이미다졸[1,5-al]1,4-디아자퍼하이드로에핀-6-온이 제공되며 이 화합물은 벤조디아제핀 수용체 영상용도를 가질 것으로 예상된다.

본 발명의 화합물은 다음과 같이 합성할 수 있다.

즉, 출발물질로서 화학식 2의 3-플루오로-6-니트로톨루엔을 과망간산칼륨으로 산화시켜 화학식 3의 3-플루오로-6-니트로벤조산을 합성하고,

상기 화학식 3의 3-플루오로-6-니트로벤조산을 팔라듐 착콜 촉매하에 수소화시켜 화학식 4의 2-아미노-5-플루오르벤조산을 얻고 이를 포스겐과 반응시켜 화학식 5의 5-플루오르무수이소탄산을 얻은 후,

상기 화학식 5의 5-플루오르무수이소탄산을 N-메틸글리신과 반응시켜 화학식 6의 벤조디아제핀 화합물을 얻고, 이를 염기로서 t-부틸칼슘염, 촉매로 디에틸클로로포스페이트 존재 하에 이소시아노초산에틸에스테르와 반응시킴으로서 화학식 7의 플루마제닐을 합성한 다음,

상기 화학식 7의 플루마제닐을 리튬보로하이드라이드로 환원시켜 화학식 8의 알콜 화합물을 얻고 이를 염기로서 소듐하이드라이드를 사용하여 N₂S₂-리간드에 결합시켜 화학식 9의 화합물을 얻은 후 이를 리튬보로하이드라이드로 다시 환원시킴으로써 개환시켜, 화학식 1의 화합물을 얻는다.

[화학식 1]

상기 반응을 다음 반응식 1에 요약하였다.

다음에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

실시예 1

3-플루오르-6-니트로벤조산(3)의 합성

500 ml 플라스크에 과망간산나트륨 17.3 g (0.12 mol)을 증류수 (150 ml)에 용해시킨 후 5-플루오로-2-니트로톨루엔 5.0 g (0.033 mol)을 적가하고 가열 환류시켰다. 반응완결 후 반응용액을 여과하고 유기용매 에테르로 추출하여 출발물질을 제거하고 수용액층을 염산으로 산성화하여 유기용매 에틸아세테이트로 추출하였다. 유기용매층을 무수황산나트륨으로 건조 후 여과하고 감압증류로 유기용매를 제거하여 목적화합물을 얻었다.

수율: 1.69g (28%)

m.p.:179~180℃

¹H-NMR (DMSO-d₆) δ 7.1 (s, 1H, Ar-H) 7.6 (m, 2H, Ar-H)

실시예 2

2-아미노-5-플루오르벤조산(4)의 합성

3-플루오로-6-니트로-벤조산 14.82g (0.08 mol)을 메탄올에 용해하고 6N 염산 (26.5 ml)을 첨가하여 파라디움 착콜 (4g)로 수소화반응을 시켰다. 반응완결 후 반응용액을 여과하고 감압증류로 메탄올을 제거하고 탄산나트륨으로 pH를 2로 조정한 후 유기용매 에틸아세테이트로 추출하여 무수황산나트륨으로 건조 후 여과하여 여과액을 감압증류로 제거한 후 목적화합물을 얻었다.

수율: 10.03g (81%)

m.p.:174~177℃

¹H-NMR (DMSO-d₆) δ 7.2 (s, 1H, Ar-H) 7.6 (m, 2H, Ar-H)

실시예 3

5-플루오르무수이소탄산 (5)의 합성

아르곤 하에서 100 ml 2구 둥근바닥 플라스크에 4.0 g (26 mmol)의 2-아미노-5-플루오르벤조산을 52 ml 테트라하이드로퓨란과 26 ml 4N 염산을 1,4-디옥산 혼합용액에 녹였다. 여기에 테트라하이드로퓨란에 녹인 포스겐-트리머 (2.8 g, 28 mmol)을 35∼40℃에서 천천히 적가하고 약 3시간 동안 교반하였다. TLC 상 출발물질의 점이 없어지면 반응 혼합물에 증류수를 가하여 포스겐을 제거하고 생성되는 침전을 여과하여 생성물을 얻었다.

수율: 4.46 g (94%)

¹H-NMR (DMSO-d₆) δ 7.2 (s, 1H, Ar-H) 7.6 (m, 2H, Ar-H) 11.7 (s, 1H, -NH)

실시예 4

7-플루오르-3,4-디하이드로-4-메틸-2H-1,4-벤조디아제핀-2,5-(1H)-디온 (6)의 합성

100 ml 둥근바닥 플라스크에 4.38g (24 mmol)의 5-플루오르무수이소탄산을 24 mL 디메틸술폭사이드에 녹이고 2,37 g (26 mmol)의 N-메틸글리신을 가한 다음 교반하면서 100℃에서 기체가 발생하지 않을 때까지, 반응시켰다 (약 3시간). 기체 발생 유무를 확인한 후 반응물에 100 ml의 물을 붓고 약 10분간 저어주자 흰색 결정이 석출되었다. 이를 여과하여 증류수로 여러번 세척하고 건조시켰다.

수율: 96%

¹H-NMR (DMSO-d₆) δ 3.1 (s, 3H, -N-CH₃) 3.8 (s, 2H, -COCH₂-) 7.1 (s, 1H, Ar-H) 7.4 (m, 2H, Ar-H) 10.4 (s, 1H, -NH)

실시예 5

4-에틸-8-플루오르-5,6-디하이드로-5-메틸-6-옥소-4H-이미다조[1,5-a][1,4]-벤조디아제핀-3-카르복실산에스테르(플루마제닐) (7)의 합성

100 ml 2구 둥근바닥 플라스크에 아르곤 기체하에 출발물질 2.0 g (9.6 mmol)을 건조한 디메틸포름아미드 9 ml에 녹이고 t-부틸칼륨염 1.3 g (11 mmol)을 첨가한 후 35℃에서 약 10분간 처리한 다음 -30℃로 냉각하고 디에틸클로로포스페이트 1.65 g (9.6 mmol)을 적가하고 -20℃에서 10분간 교반하였다.

또 다른 둥근 플라스크에 t-부틸칼륨염을 3 ml의 건조한 디메틸포름아미드에 녹이고 -40℃에서 이소사노초산에틸에스테르 1.78g (15.7 mmol)을 녹인 다음 처음의 100 ml 2구 둥근바닥 플라스크에 -10℃ 내지 -20℃를 유지하면서 천천히 적가하였다. 냉각을 중단하고 약 1시간 동안 교반시킨 다음 1 ml의 빙초산액을 가해주었다. 반응액을 100 ml의 증류수에 들이 붓고 에틸아세테이트로 3회 세척한 다음 유기층을 50 ml의 증류수로 5회 세척하였다. 유기층을 무수황산마그네슘으로 건조시킨 다음 감압 하에서 용매를 제거하였다. 실리카 겔 컬럼으로 분리 정제한 다음 에틸아세테이트/에테르로 재결정시켜 생성물을 얻었다.

수율: 2.01g (72%)

¹H-NMR (DMSO-d₆) δ 1.3 (t, 3H, -CH₂CH₃) 3.1 (s, 3H, -N-CH₃) 4.3 (q, 2H, -CH₂CH₃) 4.6 (d, 2H, -N-CH₂-) 7.6 (m, 1H, Ar-H) 7.8 (m, 2H, Ar-H) 8.3 (s, 1H, -N-CH)

실시예 6

3-히드록시에틸-8-플루오르-5,6-디하이드로-5-메틸-6-옥소-4H-이미다조-1,5-a][1,4]-벤조디아제핀 (8)의 합성

질소 하에서 10 ml 1구 둥근 바닥 플라스크에 0.006 g (0.25 mmol)의 리튬 보로하이드라이드를 넣고 정제한 테트라하이드로퓨란 (1 ml)를 넣었다. 정제한 테트라하이드로퓨란 (1 ml)에 녹인 0.04 g (0.12 mmol)의 화합물 (7)을 천천히 떨어뜨려 수소가 발생한 것을 확인한 다음 상온에서 5 시간 교반하였다. 반응종결을 확인한 다음 0℃에서 증류수를 천천히 떨어뜨리고 반응액을 50 ml의 메틸렌클로라이드로 2회 추출한 다음 유기층을 무수 황산나트륨으로 처리한 뒤 감압 하에서 용매를 제거하고 컬럼으로 분리하여 깨끗한 생성물을 얻었다.

수율: 0.029 g (86%)

¹H-NMR (DMSO-d₆) δ 3.1 (s, 3H, -N-CH₃) 3.3 (s, 2H) 4.6 (d, 2H, -N-CH₂-) 7.6 (m, 1H, Ar-H) 7.8 (m, 2H, Ar-H) 8.3 (s, 1H, -N-CH)

실시예 7

3,3,7,7,10,10-헥사메틸-5-프로필-1,2,5,8-디티아디아자퍼하이드로에신-8-플루오르-3-(히드록시메틸)-5-메틸-4H-벤조[f]이미다졸로-1,5-a]1,4-디아자퍼하이드로에핀-6-온 (9)의 합성

질소 하에서 10 ml 1구 둥근 바닥 플라스크에 0.006 g (0.25 mmol)의 소듐 보로하이드라이드를 넣고 정제한 테트라하이드로퓨란 (2 ml)를 넣었다. 정제한 테트라하이드로퓨란 (1ml)에 녹인 0.04 g (0.14 mmol)의 화합물 (8)을 천천히 떨어뜨려 수소가 발생하는 것을 확인한 다음 상온에서 1시간 교반하였다. 1시간 후 N₂S₂리간드를 천천히 가한 뒤 실온에서 24시간 교반하였다. 반응종결을 확인한 뒤 0℃에서 증류수를 천천히 떨어뜨리고 반응액을 30 ml의 메틸렌 클로라이드로 2회 추출한 다음 유기층을 무수 황산나트륨으로 처리한 뒤 감압 하에서 용매를 제거하고 컬럼으로 분리하여 깨끗한 생성물을 얻었다.

수율: 0.055g (56%)

¹H-NMR (DMSO-d₆) δ 1.15 (m, 6H 2CH₃) 1.27 (m, 6H, 2CH₃) 2.8 (m, 10H) 3.1 (m, 8H) 3.3 (s, 2H) 4.6 (d, 2H, -N-CH₂-) 7.6 (m, 1H, Ar-H) 7.8 (m, 2H, Ar-H) 8.3 (s, 1H, -N-CH)

실시예 8

2-메틸-1-({2-메틸-2-[(2-메틸-2-술파닐프로필)아미노]프로필}아미노)프로판-2-티올,8-플루오로-3-(히드록시메틸)-5-메틸-4H-벤조[f]이미다졸[1,5-al]1,4-디아자퍼하이드로에핀-6-온

질소하에서 10ml 1구 둥근 바닥 플라스크에 화합물 (9)을 0.050 g (0.08 mmol)을 정제한 테트라하이드로퓨란 (3 ml)를 넣었다. 정제한 테트라하이드로퓨란 (1 ml)에 녹인 리튬알루미늄하이드라이드 0.006 g (0.16 mmol)을 천천히 가한 다음 12 시간 이상 환류시켰다. 반응 완결을 확인한 뒤 0℃에서 포화염화암모늄 (2 ml)을 천천히 떨어뜨리고 용매를 제거한 뒤 에탄올 (10 ml)을 가하고 실온에서 1시간 교반하였다. 녹지 않은 물질을 여과한 뒤 용매를 제거하고 실리카겔 컬럼으로 분리하여 깨끗한 생성물을 얻었다.

수율: 0.19g (39%)

¹H-NMR (DMSO-d₆) δ 1.15 (m, 6H 2CH₃) 1.27 (m, 6H, 2CH₃) 2.2 (s, 2H) 2.8 (m, 10H) 3.1 (m, 8H) 3.3 (s, 2H) 4.6 (d, 2H, -N-CH₂-) 7.6 (m, 1H, Ar-H) 7.8 (m, 2H, Ar-H) 8.3 (s, 1H, -N-CH)

본 발명에 따라 벤조디아제핀 수용체 영상화시 저렴하고 취급이 간편하며 적정한 반감기를 갖는 테크네슘의 리간드로서 사용할 수 있는 신규한 화합물이 제공된다.

Claims

다음 화학식 1로 표시되는 N₂S₂리간드가 포함된 플루마제닐 유도체.

화학식 1
다음 화학식 2의 3-플루오로-6-니트로톨루엔을 산화시켜 화학식 3의 3-플루오로-6-니트로벤조산을 합성하고,

화학식 2

화학식 3

상기 화학식 3의 3-플루오로-6-니트로벤조산을 팔라듐 착콜 촉매하에 수소화시켜 화학식 4의 2-아미노-5-플루오르벤조산을 얻고 이를 포스겐과 반응시켜 화학식 5의 5-플루오르무수이소탄산을 얻은 후,

화학식 4

화학식 5

상기 화학식 5의 5-플루오르무수이소탄산을 N-메틸글리신과 반응시켜 화학식 6의 벤조디아제핀 화합물을 얻고, 이를 염기로서 t-부틸칼슘염, 촉매로 디에틸클로로포스페이트 존재 하에 이소시아노초산에틸에스테르와 반응시킴으로서 화학식 7의 플루마제닐을 합성한 다음,

화학식 6

화학식 7

화학식 7의 플루마제닐을 환원시켜 화학식 8의 알콜 화합물을 얻고 이를 염기로서 소듐하이드라이드를 사용하여 N₂S₂-리간드에 결합시켜 화학식 9의 화합물을 얻은 후 이를 다시 환원시킴으로써 개환시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 제 1항에 따른 화학식 1의 N₂S₂리간드가 포함된 플루마제닐 유도체의 제조방법.

화학식 8

화학식 9

화학식 1