KR100477976B1

KR100477976B1 - 폴리리보푸라난 화합물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100477976B1
Application number: KR10-2002-0064742A
Authority: KR
Inventors: 박준호
Original assignee: (주)열린기술컨설팅
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2005-03-23
Also published as: KR20040035999A

Abstract

본 발명은 새로운 폴리리보푸라난 화합물에 관한 것으로서, 상기 폴리리보푸라난 화합물은 아래의 화학식 1을 기본단위로 한다.

화학식 1

상기 화학식 1에서 n은 15 - 150의 정수이고, R은 수소 원자, 아세틸기, SO₃H 또는 SO₃M(여기서 M은 알칼리금속 또는 알칼리토금속임)이고, m은 2내지 16의 정수이다.

본 발명은 또한 상기 화합물의 제조방법에 관한 것으로서, 상기한 제조방법은 촉매로서 루이스산의 존재하에 1,4-안하이드로-2,3-디-O-벤질-α-리보피라노즈를 고리개환 중합반응을 유도하여 폴리(2,3-디-O-벤질-(1→5)-α-D-리보푸라난(poly(2,3-di-O-benzyl-(1→5)-α-D-ribofuranan)을 얻고, 얻어진 화합물을 탈벤질화하여 폴리(2,3-디-O-하이드로-(1→5)-α-D-리보푸라난(poly(2,3-di-O-hydro-(1→5)-α-D-ribofuranan)을 얻고, 얻어진 화합물을 아세틸화하여 폴리(2,3-디-O-아세틸-(1→5)-α-D-리보푸라난(poly(2,3-di-O-acetyl-(1→5)-α-D-ribofuranan)을 얻은 후, 얻어진 화합물을 촉매로서 SnCl₄의 존재하에 화학식 HO(CH₂)_mOH(m은 2 내지 16의 정수임)를 갖는 알킬렌 디알콜과 반응시켜 글리코실화하는 단계를 포함한다. 한편, 상기 방법은 탈아세틸화 및 설페이트화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

Description

폴리리보푸라난 화합물 및 그 제조방법{POLYRIBOFURANAN COMPOUNDS AND THEIR PREPARATION}

본 발명은 새로운 폴리리보푸라난 화합물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상기한 화합물은 아래의 화학식 1을 기본단위로 한다.

후천성면역결핍증(AIDS, acquired immuno-deficiency syndrome)은 레트로바이러스(retrovirus)의 일종인 인간면역결핍바이러스(HIV, human immuno-deficiency virus)에 의해 발생되는 질병으로서, 세포성 면역기능에 이상이 발생하여 감기와 비슷한 증세를 보이는 급성 감염기를 거쳐 발열, 오한, 설사, 심한 피로감 등 전신적 증세를 보이는 시기를 거쳐 종양 등으로 발전하여 궁극적으로는 인간의 목숨을 위협하는 질병이다. AIDS환자는 1981년 미국에서 처음으로 발견되었으며, 과거에는 HTLV-III, LAV, ARV 등으로 다양하게 명명되어 왔으나 현재는 HIV로 통일하여 사용하고 있다.

HIV는 T-세포에 기생하고, 외피(envelope)에 있는 항원은 교차성이 있으며, 거대 다핵 T-세포를 형성한다. HIV의 주된 공격목표는 면역기능을 조절하는 T-세포 중의 보조 T-세포로서, 보조 T-세포가 HIV에 감염되어 괴사를 일으키면 인체의 면역기능이 파괴되어 면역결핍상태를 일으키며, 이로 인해 사소한 질병에 감염되더라도 면역기능의 파괴에 의해 인체에 치명적이게 된다.

현재 항에이즈제로서 아지도티미딘(AZT, azidothymidine), 디데옥시이노신(ddI, dideoxyinosine) 및 디데옥시시티딘(ddc, dideoxytidine) 등이 임상적으로 연구되고 있으며, 이들은 역전사 효소를 억제하는 기능을 갖는 것으로 알려져 있다. 그러나. AZT는 장기간 사용시 AZT-저항 바이러스를 생산하여 그 치료효과를 지속시킬 수 없다는 단점을 가지고 있으며, 이에 대한 대체 의약으로서 ddI와 ddC가 개발되었다. 그러나 ddI와 ddC는 완치능력을 갖고 있지 아니하며, 단지 AIDS 환자의 감염 증세를 완화시키고, AIDS로의 이행을 늦추는 역할만을 하는 것으로 알려져 있다.

또한 한편, 인간 T4 세포의 응용 억제제로서 작용하는 덱스트란 설페이트(dextran sulfate)가 항에이즈 치료제로서 연구되고 있으나, 최근의 보고에 따르면, 혈액 응고방지 활성은 항에이즈 활성에 심각한 부작용을 야기하는 것으로 보고되었으며(Flexner C. et al., Antimicrob. Agents Chemother., 35, 2544, 1991), 상기한 화합물은 높은 혈액응고 방지 활성을 나타낸다는 문제점을 안고 있다.

따라서, 항에이즈 활성을 나타낼 뿐만 아니라 설페이트기를 갖더라도 혈액응고 방지활성을 갖지 않는 새로운 화합물에 대한 요구가 증가되고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은 새로운 본 발명은 새로운 폴리리보푸라난 화합물을 제공하는 것이다. 본 발명의 구체예에 따르면, 상기한 화합물은 혈액응고방지 활성이 낮아 에이즈 치료에 부작용을 나타내지 아니한다는 장점을 갖는다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 폴리리보푸라난 화합물의 제조방법을 제공하는 것으로서, 상기한 방법은 촉매로서 루이스산의 존재하에 1,4-안하이드로-2,3-디-O-벤질-α-리보피라노즈를 고리개환 중합반응을 유도하여 폴리(2,3-디-O-벤질-(1→5)-α-D-리보푸라난(poly(2,3-di-O-benzyl-(1→5)-α-D-ribofuranan)을 얻고, 얻어진 화합물을 탈벤질화하여 폴리(2,3-디-O-하이드로-(1→5)-α-D-리보푸라난(poly(2,3-di-O-hydro-(1→5)-α-D-ribofuranan)을 얻고, 얻어진 화합물을 아세틸화하여 폴리(2,3-디-O-아세틸-(1→5)-α-D-리보푸라난(poly(2,3-di-O-acetyl-(1→5)-α-D-ribofuranan)을 얻은 후, 얻어진 화합물을 촉매로서 SnCl₄의 존재하에 화학식 HO(CH₂)_mOH(m은 2 내지 16의 정수임)를 갖는 알킬렌 디알콜과 반응시켜 글리코실화하는 단계를 포함한다. 한편, 상기 방법은 탈아세틸화 또는 설페이트화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 폴리리보푸라난 화합물은 아래의 화학식 1을 기본단위로 한다.

화학식 1

상기 화학식 1에서 n은 15 - 150의 정수이고, R은 수소 원자, 아세틸기, SO₃H 또는 SO₃M(여기서 M은 알칼리금속 또는 알칼리토금속임)이고, m은 2내지 16의 정수이다. 바람직하게는 n은 20 - 100, 보다 바람직하게는 n = 50 - 100 사이의 정수이고, 상기 폴리리보푸라난 화합물은 3.5 × 10³ ~ 5.0 × 10⁴ 범위 내의 수평균분자량을 나타내며, 중량평균분자량( _w)/수평균분자량( _n)이 1.07 ~ 1.28의 범위 내에서 존재한다. 또한, 링커로서 작용하는 C₂-C₁₆의 알킬렌기는 그 치환도가 75-99%의 범위이다.

상기한 화합물은 다음의 단계를 거쳐 제조된다: 촉매로서 루이스산의 존재하에 1,4-안하이드로-2,3-디-O-벤질-α-리보피라노즈(1,4-anhydro-2,3-di-O-benzyl-α-ribopyranose)를 고리개환중합반응을 유도하여 폴리(2,3-디-O-벤질-(1→5)-α-D-리보푸라난(poly(2,3-di-O-benzyl-(1→5)-α-D-ribofuranan)을 얻고, 얻어진 화합물을 탈벤질화하여 폴리(2,3-디-O-하이드로-(1→5)-α-D-리보푸라난(poly(2,3-di-O-hydro-(1→5)-α-D-ribofuranan)을 얻고, 얻어진 화합물을 아세틸화하여 폴리(2,3-디-O-아세틸-(1→5)-α-D-리보푸라난(poly(2,3-di-O-acetyl-(1→5)-α-D-ribofuranan)을 얻은 후, 얻어진 폴리(2,3-디-O-아세틸-(1→5)-α-D-리보푸라난을 촉매로서 SnCl₄의 존재하에 화학식 HO(CH₂)_mOH(m은 2 내지 16의 정수임)를 갖는 알킬렌 디알콜과 반응시켜 글리코실화하는 단계. 한편, 상기 방법은 탈아세틸화 및 설페이트화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 반응은 도 1 및 반응식 1에 자세히 기술되어 있으며, 이를 참조하여 상기 방법을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

(1) 고리개환 중합반응(Ring-opening polymerization reaction)

출발물질인 화학식 2의 1,4-안하이드로-2,3-디-O-벤질-α-리보피라노즈은 촉매로서 루이스산의 존재하에 고리개환 중합을 경험하여 화학식 3을 갖는 폴리(2,3-디-O-벤질-(1→5)-α-D-리보푸라난으로 전환된다. 즉, 출발물질인 1,4-안하이드로-2,3-디-O-벤질-α-리보피라노즈의 1,5-절단이 순차 반복되어 폴리(2,3-디-O-벤질-(1→5)-α-D-리보푸라난으로 전환되게 되는 것이다. 상기 반응의 조건은 다음의 문헌에 자세히 기술되어 있다: Uryu T., Models of Biopolymers by Ring Opening Polymerization, 133, 1990; Uryu., Prog. Polym. Sci., 18, 717, 1993; Uryu et al., J. Polymer. Sci. Chem. Ed., 20, 343, 1982; 및 Uryu et al., Macromolecules, 14, 1, 1981. 상기 반응의 촉매로 작용하는 루이스산의 예로는 BF₃·OEt₂ 또는 PF₅를 들 수 있으며, 바람직하게는 BF₃·OEt₂이다. 상기 고리개환중합반응의 결과로 생성되는 폴리(2,3-디-O-벤질-(1→5)-α-D-리보푸라난은 최대 41×10⁴ 정도의 수평균분자량을 가질 수 있으며, 일반적으로 0.9 × 10⁴ ~ 14.0 ×10⁴ 정도의 수평균 분자량을 갖는다.

(2) 탈벤질화 반응(Debenzylation reaction)

고리개환중합반응의 결과로 생성되는 화학식 3의 폴리(2,3-디-O-벤질-(1→5)-α-D-리보푸라난은 탈벤질화 반응을 경험하여 화학식 4를 갖는 폴리(2,3-디-O-하이드로-(1→5)-α-D-리보푸라난(poly(2,3-di-O-hydro-(1→5)-α-D-ribofuranan)으로 전환된다. 상기 반응에 사용되는 탈벤질화제의 예로는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있다. 본 발명의 구체적 예에서는 NH₃/Na를 사용하여 탈벤질화를 수행하였으며, 63 ~ 80%의 수율로 5×10³ - 1.0×10⁴의 수평균분자량을 갖는 목적화합물을 용이하게 얻을 수 있었다.

(3) 아세틸화 반응 (Acetylation reaction)

탈벤질화 반응의 결과 생성된 화학식 4의 폴리(2,3-디-O-하이드로-(1→5)-α-D-리보푸라난은 아세틸화 반응에 의해 화학식 5를 갖는 폴리(2,3-디-O-아세틸-(1→5)-α-D-리보푸라난(poly(2,3-di-O-acetyl-(1→5)-α-D-ribofuranan)으로 전환된다. 탈아세틸화 반응에 사용되는 아세틸화제의 예로는 아세트산, 무수 아세트산 및 무수 아세트산과 아세트산의 염의 혼합 시스템을 들 수 있다. 무수 아세트산과 아세트산의 염의 혼합시스템이 가장 바람직한 결과를 제공하였으며, 이 때 아세트산의 염으로서는 CH₃COONa, CH₃COOK, (CH₃COO) ₂Mg, (CH₃COO)₂Ca를 들 수 있다.

(4) 글리코실화 반응(Glycosylation reaction)

아세틸화 반응의 결과 생성된 화학식 5의 폴리(2,3-디-O-아세틸-(1→5)-α-D-리보푸라난은 촉매로서 SnCl₄의 존재하에 화학식 HO(CH₂)_mOH(m은 2 내지 16의 정수임)를 갖는 알킬렌 디알콜과 반응하여 글리코실화하여 화학식 1을 갖는 본 발명의 폴리리보푸라난 화합물 중 R=아세틸기(Ac)인 화합물의 얻어진다. 상기 반응에 사용될 수 있는 알킬렌 디알콜의 예로는 HOCH₂CH₂OH, HOCH₂CH₂CH ₂OH, HOCH₂CH₂CH₂CH₂OH, HOCH₂CH₂CH₂CH₂CH₂OH, HOCH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂OH, HOCH₂CH₂CH ₂CH₂CH₂CH₂CH₂OH, HOCH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH ₂OH, HOCH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH ₂CH₂CH₂OH, HOCH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH ₂CH₂CH₂OH, HOCH₂CH₂CH₂CH₂CH ₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂OH, HOCH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH ₂CH₂CH₂CH₂CH₂OH, HO(CH₂)₁₃OH, HO(CH₂)₁₄OH, HO(CH₂)₁₅OH, HO(CH₂)₁₆OH를 들 수 있다. 상기 알킬렌 디알콜은 링커 또는 스페이서로서 작용하여 최종산물인 폴리리보푸라난 화합물의 구조적 안정화와 폴리리보푸라난 화합물의 신축성(flexibility)을 향상시키는 역할을 한다. 바람직한 알킬렌 디알콜의 예로는 HOCH₂CH₂OH, HOCH₂CH₂CH₂OH, HOCH₂CH ₂CH₂CH₂CH₂CH₂OH, HO(CH₂)₁₂OH 또는 HO(CH₂)₁₆OH를 들 수 있다.

(5) 탈아세틸화 및/또는 설페이트화 반응(Deacetylation and/or Sulfation reaction)

상기 반응의 결과 생성된 화학식 1을 갖는 본 발명의 폴리리보푸라난 화합물 중 R=아세틸기(Ac)인 화합물은 탈아세틸화되어 화학식 1의 폴리리보푸라난 화합물 중 R=H인 화합물이 얻어지며, 이를 설페이트화함으로써 화학식 1의 폴리리보푸라난 화합물 중 R=SO₃H 또는 SO₃M(M은 알칼리금속 또는 알칼리토금속)으로 전환된다. 탈아세틸화 반응은 당해 분야에서 널리 알려져 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 적절한 반응조건을 용이하게 성취할 수 있다. 본 발명의 구체적 예에서는 NH₃를 사용하여 용이하게 탈아세틸화를 수행할 수 있었다. 한편, 설페이트화제로서는 피페리딘-N-설폰산(PSA: piperidine-N-sulfonic acid)를 사용하였으며, 상기한 설페이트화제는 온화한 조건에서 설페이트화를 성취하여 폴리리보푸라난 화합물의 주쇄의 분해를 야기하지 아니하였다. 이에 반해 설퍼 트리옥사이드-피리딘 착물을 사용하여 설페이트화를 수행한 결과 폴리리보푸라난 화합물의 주쇄의 분해가 발생하였으며 더 나아가 수율도 매우 낮았다. 따라서, 설페이트화제로서는 피페리딘-N-설폰산(PSA: piperidine-N-sulfonic acid)이 바람직하다. 본 발명의 구체예에 따르면, 설페이트화된 산물의 경우 설페이트화가 진행되었음에도 불구하고 종래의 덱스트란 설페이트보다 혈액응고 방지 활성이 현저히 낮아, 에이즈 치료시 혈액응고 방지활성에 의해 야기될 수 있는 심각한 부작용을 현저히 저하시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 화합물은 경구 또는 비경구(예를 들면, 피하, 근육 또는 정맥)로 투여될 수 있다. 경구 투여는 정제, 환제, 과립, 분말, 용액, 현탁액, 캡슐 등의 형태로 이루어질 수 있다. 정제는 예컨대 락토스, 전분 및 결정 셀룰로스와 같은 부형제; 카르복시메틸셀룰로스, 메틸셀룰로스 및 폴리비닐피롤리돈과 같은 결합제; 소디움 알기네이트, 소디움 비카르보네이트 및 소디움 라우릴 술페이트과 같은 붕해제 등을 사용하여 제조될 수 있다. 환제, 분말 및 과립 제제는 상기 부형제를 사용하여 표준 방법에 의해 제조될 수 있다. 용액 또는 현탁액은 트리카프릴린 및 트리아세틴과 같은 글리세린 에스테르 또는 에탄올과 같은 알코올을 사용하여 표준방법에 의해 제조될 수 있다. 캡슐은 겔라틴 등에 과립, 분말 또는 용액을 충전함으로써 제조될 수 있다. 피하, 근육내 또는 정맥내 제제는 수용액 또는 비수용액을 사용하여 주사제로서 제조될 수 있다. 수용액은 예컨대, 등장성 염화나트륨 용액을 포함한다. 비수용액은 예컨대, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 올리브유, 에틸 올레에이트 등을 포함하며, 임의로 방부제 및 안정화제를 첨가할 수 있다. 주사용으로는 세균 필터를 통한 여과 또는 붕괴제의 조합에 의해 안정화될 수 있다.

본 발명의 화합물은 환자에게 나타나는 증상의 임상적 징후 발생을 예방하거나 그러한 징후들을 치료하는데 효과적인 유효량이 투여된다. 즉. 증상들의 예방 또는 증상의 임상적 징후 개시를 늦추거나 지연시킬 수 있는 유효량으로 투여된다. 유효 복용량은 환자의 상태, 질병 또는 질환의 병세, 약학적 조성물의 투여 방법에 따라 달라질 수 있다. 통상의 경우, 환자 1명당 하루에 약 1 ㎍ - 1 mg의 양으로 투여된다.

이하 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다.

단, 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 고리개환 중합반응

1-1) 1,4-안하이드로-2,3-디-0-벤질-α-D-리보피라노즈(1.0 g)을 메틸렌 클로라이드 10 ㎖에 첨가한 후, 여기에 BF₃· OEt₂(10 mol%)를 첨가한 후 -40℃의 감압상태에서 12 시간 동안 반응시켜 고리개환 중합반응을 수행하였다. 메탄올을 첨가하여 반응을 종료시킨 후, 반응 혼합물을 클로로포름 50 ml에 첨가하고, 10% 중탄산나트륨 및 물로 세척하고, 무수 황산나트륨으로 건조한 후 감압농축시켜 시럽형태의 잔사를 얻었다. 얻어진 시럽 형태의 잔사를 메탄올-클로로포름 시스템을 이용한 재침전을 3회 반복하여 정제한 후 벤젠으로부터 냉동건조하여 흰색 분말상의 폴리(2,3-디-0-벤질-(1→5)-α-D-리보푸라난)(이하 "폴리(ADBR)") 0.88g을 얻었다. 상기 폴리(ADBR)의 수평균분자량을 GPC를 이용하여 측정한 결과, 5.5×10⁴을 나타내었다.

1-2) 반응 조건을 변화시켜 가면서 상기 실시예 1-1에 개시된 고리개환 중합반응을 반복 수행하였으며, 그 결과를 아래의 표 1에 정리하였다.

촉매종류	촉매 mol%	온도(℃)	CH₂Cl₂의양(㎖)	시간(h)	수율(%)	_n (×10⁴)^a	[α]_D ²⁵ (deg)^b	α-함량^c (%)
BF₃ㆍOEt₂	10	-20	5	15	89	2.6	+101	90
BF₃ㆍOEt₂	10	-20	10	24	88	1.0	+128	100
BF₃ㆍOEt₂	15	-20	10	24	76	0.9	+110	95
BF₃ㆍOEt₂	15	-40	10	24	93	5.1	+138	100
BF₃ㆍOEt₂	20	-20	10	24	90	0.9	+125	99
BF₃ㆍOEt₂	20	-60	10	3	82	14.0	+145	100
PF₅	5	-40	1	0.5	88	4.6	+121	99
PF₅	10	-40	1	1	82	4.0	+111	95
a : GPC에 의한 측정 b : CHCl₃(농도 1%)에 용해시켜 측정 c :¹³C NMR 스펙트럼으로부터의 계산값

실시예 2: 탈벤질화 반응

2-1) 실시예 1-1에서 얻어진 폴리(ADBR) 0.88 g을 디메톡시에탄에 용해시킨 후, 상기 용액을 나트륨(0.7~0.8 g)을 함유한 액체 암모니아 80 ㎖ 용액에 적가하였다. 상기 용액을 -78℃에서 1 시간동안 교반한 후, 어두운 파란색이 없어질 때까지 무수 암모늄 클로라이드를 첨가하고, 약간의 메탄올을 첨가하였다. 암모니아를 증발시킨 후 물을 첨가하였다. 수용액을 클로로포름으로 세척하고 증류수로 1일 동안 투석한 후 물로부터 냉동건조하여 탈벤질화된 폴리(2,3-디-O-하이드로-(1→5)-α-D-리보푸라난 0.24 g을 얻었다.

2-2) 반응 조건을 변화시켜 가면서 상기 실시예 2-1에 개시된 탈벤질화 반응을 반복 수행하였으며, 그 결과를 아래의 표 2에 정리하였다.

폴리(ADBR)		(1→5)-α-D-리보푸라난
양(g)	수평균분자량(×10³)		수율(g,%)	수평균분자량(×10³)^a	[α]_D ²⁵ (deg)^b
0.90	7		0.23(64 %)	6	+128
0.87	11		0.29(80 %)	10	+127
0.82	9		0.22(63 %)	5	+122
0.88	10		0.24(65 %)	5	+125
a : GPC에 의한 측정값 b : 물에 용해시켜 측정한 값(농도 1 %)

실시예 3: 아세틸화 반응

무수아세트산 80 ㎖에 아세트산 나트륨염 1.8 g을 첨가한 후 120℃로 가열한 후 격렬하게 교반하면서, 실시예 2-1에서 얻어진 폴리(2,3-디-O-하이드로-(1→5)-α-D-리보푸라난 0.24 g을 첨가하였다. 상기 용액을 1.5 시간 동안 교반한 후 상온으로 냉각시켰다. 과량의 무수 아세트산을 증발시킨 후, 아세틸화된 고분자를 클로로포름으로 추출하였다. 클로로포름층을 여러 차례 물로 세척하고 무수 황산나트륨으로 건조한 후 벤젠으로부터 냉동-건조시켜 폴리(2,3-디-O-아세틸-(1→5)-α-D-리보푸라난 0.24 g(수율 61%)을 얻었다. 얻어진 폴리(2,3-디-O-아세틸-(1→5)-α-D-리보푸라난의 수평균분자량을 GPC로 측정한 결과 8×10³이였다.

실시예 4: 글리코실화 반응

4-1) 20 mol%의 SnCl₄의 메틸렌 클로라이드 5 ㎖에 첨가한 후, 여기에 실시예 3에서 얻어진 폴리(2,3-디-O-아세틸-(1→5)-α-D-리보푸라난 0.24 및 1,12-디히드록시도데칸 0.30 g을 각각 첨가하였다. 상기 용액을 50℃에서 2시간 동안 반응시켰다. 얻어진 반응 혼합물을 클로로포름-물 시스템으로 추출하였다. 클로로포름층을 여러 차례 증류수로 세척하고 무수 황산나트륨으로 건조하고, 감압농축시켰다. 잔사를 클로로포름 및 헥산을 이용하여 3차례 이상 재침전시켜 정제하고 벤젠으로부터 냉동-건조하여 화학식 1의 폴리리보푸라난 화합물 중 R=아세틸기인 목적화합물 0.75 g을 얻었다. 얻어진 화합물의 수평균분자량을 GPC를 이용하여 측정한 결과 5.6×10³이였다.

4-2) 반응 조건을 변화시켜 가면서 상기 실시예 4-1에 개시된 탈벤질화 반응을 반복 수행하였으며, 그 결과를 아래의 표 3에 정리하였다.

아세틸화된폴리리보푸라난		디히드록시도데칸(g, mol)	촉매(mol%)	수율(㎎)	수평균분자량(×10³)^a	중량평균분자량/수평균분자량^b	도데실렌기의치환도(%)^c
양(g)	수평균분자량(×10³)	디히드록시도데칸(g, mol)	촉매(mol%)	수율(㎎)	수평균분자량(×10³)^a	중량평균분자량/수평균분자량^b	도데실렌기의치환도(%)^c
0.14	2.9	0.19(0.94)	20	70	4.0	1.07	73
0.15	4.8	0.11(0.52)	20	100	5.7	1.28	93
0.15	3.2	0.11(0.52)	15	86	4.2	1.20	93
0.20	4.8	0.14(0.69)	15	140	5.7	1.22	97
0.20	5.0	0.14(0.69)	15	135	6.1	1.27	92
a : GPC에 의해 측정된 값 b : CHCl₃에 용해시켜 측정된 값 c :¹H NMR 스펙트럼으로 부터의 계산값

상기 도데실렌기의 치환도가 73% 및 97%일때의 ¹H NMR을 도 2에 나타내었다.

4-3) 알킬렌 디알콜의 종류를 변화시켜 가면서 실시예 4-1에 개시된 글리코실화 반응을 반복 수행하였으며 그 결과를 표 4에 나타내었다.

사용한 알킬렌 디알콜		수율(%)	수평균분자량(×10³)
종류	양 (mol)	수율(%)	수평균분자량(×10³)
HO(CH₂)₂OH	0.94	95	4.0
HO(CH₂)₃OH	0.94	93	4.1
HO(CH₂)₄OH	0.94	84	3.8
HO(CH₂)₅OH	0.94	82	3.9
HO(CH₂)₆OH	0.94	93	5.2
HO(CH₂)₇OH	0.94	88	5.0
HO(CH₂)₈OH	0.94	89	5.3
HO(CH₂)₉OH	0.94	90	5.4
HO(CH₂)₁₀OH	0.94	92	5.0
HO(CH₂)₁₁OH	0.94	88	4.9
HO(CH₂)₁₂OH	0.94	99	5.7
HO(CH₂)₁₃OH	0.94	87	5.6
HO(CH₂)₁₄OH	0.94	88	5.3
HO(CH₂)₁₅OH	0.94	89	5.8
HO(CH₂)₁₆OH	0.94	92	6.0

실시예 5: 탈아세틸화 반응

실시예 4-1에서 얻어진 화합물 0.14 g을 암모니아가 포화된 메탄올 용액 40 ㎖에 첨가한 후 상온에서 48 시간 동안 교반하였다. 반응혼합물을 메탄올에 용해시킨 후 아세톤으로부터 침전시켜 흰색 고체인 화학식 1의 폴리리보푸라난 화합물 중 R=수소 원자인 목적화합물 화합물 0.09 g을 얻었다. 상기 화합물의 ¹H NMR 및 ¹³C NMR을 도 3 및 도 4에 각각 나타내었다.

실시예 6: 설페이트화 반응

실시예 5에서 얻어진 화합물 0.09 g을 DMSO 20 ml에 용해시킨 후, 여기에 피리딘-N-설폰산을 첨가하고 80℃에서 2시간 동안 교반하였다. 반응혼합물을 상온으로 냉각시킨 후 NaHCO₃로 중화시켰다. 중화된 용액을 탈이온수를 사용하여 24시간 동안 투석을 실시한 결과 화학식 1의 폴리리보푸라난 화합물 중 R=SO₃Na인 목적 화합물 0.09 g이 얻어졌다. 얻어진 화합물을 산성용액에 첨가하면 R=SO₃H인 화합물이 얻어지며, 중화시 사용하는 염의 종류를 변화시킬 경우 다양한 형태의 염을 얻을 수 있다. 본 화합물의 수평균분자량을 GPC로 측정한 결과 8×10³을 나타내었으며, 반응조건을 변화시키면서 수평균분자량을 조사한 결과 5.0×10³ 내지 5×10⁴의 범위 내의 값을 각각 나타내었다.

실험예 1 : 항 HIV 활성 및 혈액응고 방지활성 테스트

(1) 항 HIV 활성도 테스트

본 발명의 폴리리보푸라난 화합물의 항에이즈 바이러스 활성은 MT-4세포 및 HIV_HTLV-IIIB 바이러스를 이용한 MTT 방법(Pouwels et al., J. Viol. Methods., 20, 309, 1988)에 의해 측정하였다. MT-4 세포를 다중도가 0.01인 HIV로 감염시켰다. 그리고 HIV-또는 모의-감염된 MT-4세포(각각1.5×10⁵cells/㎖)를 화학식 1의 본 발명의 리보푸라난 화합물의 존재하여 37℃에서 5일 동안 배양하였다. 세포 생존율을 분광광도계로 측정하였고, 생존된 세포가 3-(4,5-디메틸티아졸-2-일)-2,5-디페닐테트라졸리움 브로마이드(MTT)를 푸른색을 띤 포르마잔 생성물로 환원시킬 수 있는 능력을 관찰하였다. 활성은 EC₅₀으로서 나타내었으며, 이것은 HIV 감염을 50% 저해하는데 요구되는 테스트 물질의 양을 나타낸다. 세포독성은 CC₅₀으로 나타내었으며, 이것은 MT-4세포에 대한 테스트 물질의 세포독성이 50%일 때의 농도를 나타낸다.

(2) 혈액응고 방지활성 테스트

항응고 방지 활성도는 소의 플라즈마를 이용하는 미국약전(U.S. Pharmacopeia National Formulary, USP XXI, 1985)에 개시된 변형된 방법으로 측정하였다. 덱스트란 설페이트(Meito Sangyo Co.,Ltd., H-039)를 기준 물질로 사용하였다.

상기 항 HIV 활성 및 혈액응고 방지활성의 테스트 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

샘플	농도	n(×10³)	EC₅₀ ^a (㎍/㎖)	CC₅₀ ^b (㎍/㎖)	혈액응고방지 활성(unit/㎎)
R=H인 화학식 1의화합물	15.7	6	2.3	>1000	3.8
R=H인 화학식 1의화합물	15.5	5.5	2.3	>1000	3.3
R=Ac인 화학식 1의화합물	15.7	7	3.5	>1000	6
R=Ac인 화학식 1의화합물	15.5	6.5	3.5	>1000	5.5
R=SO₃Na인 화학식 1의화합물	15.7	8	1.9	>1000	13
	15.5	7	0.6	>1000	12
	13.0	6	0.6	>1000	11
덱스트란 설페이트	15.7	-	4.0	>1000	22.7
미글리코실화된 산물	13.0	17	68.6	>1000	-
a : 50% Effective concentrationb : 50% Cytotoxic concentration

상기 표 5에서 알 수 있는 바와 같이, HIV 바이러스 저해 활성에 있어서, 본원 발명의 폴리리보푸라난 화합물은 종래 HIV 치료제로 알려진 덱스트란 설페이트보다 우수할 뿐만 아니라, 혈액응고 방지활성이 덱스트란 설페이트보다 현저히 저하되어 혈액응고 방지활성에 의해 발생할 수 있는 부작용을 현저히 감소시킬 수 있다는 장점을 갖는다.

제제예 1: 캡술제의 제조방법

본 발명은 폴리리보푸라난 화합물 (R=SO₃H) 0.5 ㎎을 락토오스 1.5 ㎎, 폴리비닐 피롤리돈 1.0 ㎎.마그네슘 스테아레이트 0.2 ㎎과 함께 섞었다. 혼합물을 적당한 장치를 이용하여 단단한 No. 5 젤라틴 캡슐에 채웠다.

상기 분말 및 캡술제의 구성성분은 다음과 같다.

폴리리보푸라난 화합물 (R=SO₃H) 0.5 ㎎

락토오스 1.5 ㎎

폴리비닐 피롤리돈 1.0 ㎎

마그네슘 스테아레이트 0.2 ㎎

제제예 2 주사액제의 제조방법

본 발명의 고분자 화합물 0.5 ㎎, 만니톨 1.5 ㎎, Na₂HPO_4·· H₂O 1.0 ㎎ 및 증류수 20 mg을 함유시켜 주사제를 제조하였다.

상기 주사액제의 구성성분은 다음과 같다.

폴리리보푸라난 화합물 (R=SO₃H) 0.5 ㎎

만니톨 1.5 ㎎

Na₂HPO₄· H₂O 1.0 ㎎

증류수 20 ㎎

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리리보푸라난 화합물은 HIV 바이러스에 대한 저해 활성이 뛰어날 뿐만 아니라, 혈액응고 방지활성이 낮아 혈액응고 방지활성에 의해 초래될 수 있는 부작용을 저하시킬 수 있다는 장점을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 폴리리보푸라난 화합물은 항에이즈 치료에 이용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 폴리리보푸라난 화합물의 제조 공정을 도시한 것이다.

도 2는 본 발명의 폴리리보푸라난 화합물 중 R=아세틸기인 화합물로서 디옥시도데실렌기의 치환도가 73% 및 97%일 때의 ¹H NMR이다.

도 3은 본 발명의 폴리리보푸라난 화합물 중 R=H인 화합물의 ¹H NMR을 도시한 것이고,

도 4는 본 발명의 폴리리보푸라난 화합물 중 R=H인 화합물의 ¹³C NMR을 보여준다.

Claims

아래의 화학식 1을 기본단위로 하는 폴리리보푸라난 화합물:

화학식 1

상기 화학식 1에서 n은 15 - 150의 정수이고, R은 수소 원자, 아세틸기, SO₃H 또는 SO₃M(여기서 M은 알칼리금속 또는 알칼리토금속임)이고, m은 2내지 16의 정수이다.
제 1항에 있어서, 상기 m이 2, 3, 6, 12 또는 16인 것을 특징으로 하는 폴리리보푸라난 화합물.
촉매로서 루이스산의 존재하에 1,4-안하이드로-2,3-디-O-벤질-α-리보피라노즈를 고리개환 중합반응을 유도하여 폴리(2,3-디-O-벤질-(1→5)-α-D-리보푸라난(poly(2,3-di-O-benzyl-(1→5)-α-D-ribofuranan)을 얻고, 얻어진 화합물을 탈벤질화하여 폴리(2,3-디-O-하이드로-(1→5)-α-D-리보푸라난(poly(2,3-di-O-hydro-(1→5)-α-D-ribofuranan)을 얻고, 얻어진 화합물을 아세틸화하여 폴리(2,3-디-O-아세틸-(1→5)-α-D-리보푸라난(poly(2,3-di-O-acetyl-(1→5)-α-D-ribofuranan)을 얻은 후, 얻어진 화합물을 촉매로서 SnCl₄의 존재하에 화학식 HO(CH₂)_mOH(m은 2 내지 16의 정수임)를 갖는 알킬렌 디알콜과 반응시켜 글리코실화하는 단계를 포함하는 제1항의 폴리리보푸라난 화합물의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 제조방법이 글리코실화된 산물을 NH₃의 존재하에 탈아세틸화하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제4항에 있어서, 상기 제조방법이 탈아세틸화된 산물을 피페리딘-N-설폰산과 반응시켜 설페이트화하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.