KR100720326B1

KR100720326B1 - 3-메틸렌 스테로이드 유도체

Info

Publication number: KR100720326B1
Application number: KR1020027006843A
Authority: KR
Inventors: 랄프 플레이트; 윌헬미나 마리아 바그처스
Original assignee: 엔.브이.오가논
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 2000-11-23
Publication date: 2007-05-22
Also published as: EP1240179B1; CA2391096A1; IL149412A0; AR033503A1; NO323136B1; KR20030024656A; HUP0203596A2; BR0015950A; HK1047595B; NO20022521L; PE20010980A1; CN1402734A; HUP0203596A3; WO2001040253A3; TWI265167B; PT1240179E; AU778773B2; MXPA02005334A; US20040043972A1; DE60026608D1

Abstract

본 발명은 관절염 질환 및/또는 자가면역성 질환의 치료를 위한 하기 화학식 1의 3-메틸렌 스테로이드 유도체 또는 이의 프로드러그에 관한 것이다.

[화학식 1]

(상기 식에서,

R¹은 H이거나 R³와 함께 β-에폭시드를 형성하거나, 또는 5-10 또는 4-5 이중 결합이 존재하는 경우 R¹은 존재하지 않으며,

R²는 (C₁-C₅)알킬 또는 CF₃이고,

R³는 βH, βCH₃이거나 R¹과 함께 β-에폭시드를 형성하거나, 또는 5-10 이중 결합이 존재하는 경우 R³는 존재하지 않으며,

R⁴는 H, 저급 알킬이고,

Y는 [H, H], [OH, H], =O, [OH, 저급 알킬], [OH, (C₂-C₅)알케닐], [OH, (C₂-C₅)알키닐] 또는 (C₁-C₆)알킬리덴(여기서, 상기 알킬, 알케닐, 알키닐 및 알킬리덴은 임의로 할로겐화됨)이거나; 또는 =NOR⁵(여기서 R⁵는 H, 저급 알킬임)이며,

점선은 임의의 이중 결합을 나타냄)

Description

3-메틸렌 스테로이드 유도체{3-METHYLENE STEROID DERIVATIVES}

본 발명은 치료 효과가 있는 신규한 3-메틸렌 스테로이드 유도체 및 3-알킬리덴 스테로이드를 포함하는 약학 제제의 제조 방법에 관한 것이다.

1-2 또는 4-5 이중 결합 및 스테로이드 골격의 3번 위치에 메틸렌 치환기가 있는 스테로이드는 공지되어 있으며, 치료 용도에 유용한 것으로 특허 청구되어 있다(각각 BE 제654,772호 및 BE 제696,235호). 상기 추정되는 의학적 징후는 동화 작용, 에스트로겐 작용 및 프로게스토겐 작용에 기인한다. 이들 화합물 중의 어떤 것도 이들 용도에 대한 기대에 부응하지 못하였으며, 기타의 분야에서 의약품으로의 효용에 대한 기대가 없이 여전히 다수의 질환이 현재 이용가능한 약물로 충분히 치료되지 않는 상태로 남아 있다. 특히, 류마티스성 관절염 및 자가면역성 질환과 같은 면역계 질환은 더 좋은 약물을 요한다. 코르티코스테로이드 약제는 이들 질환의 치료용으로 일부 사용되나, 효능 및 부작용의 수 또는 심각성 모두에 대하여 개선이 요구된다.

본 발명은 3-메틸렌 스테로이드 유도체 및 이의 프로드러그를 제공하며, 여기서 스테로이드 유도체는 하기 화학식 1을 갖는다.

(상기 식에서,

R²는 (C₁-C₅)알킬 또는 CF₃이고,

R⁴는 H, 저급 알킬이고,

Y는 [H, H], [OH, H], =O, [OH, 저급 알킬], [OH, (C₂-C₅)알케닐], [OH, (C₂-C₅)알키닐] 또는 (C₁-C₆)알킬리덴(여기서, 상기 알킬, 알케닐, 알키닐 및 알킬리덴은 임의로 할로겐화됨)이거나; 또는 =NOR⁵(여기서, R⁵는 H, 저급 알킬임)임)

점선은 임의의 이중 결합을 나타낸다.

본 발명에 따른 바람직한 화합물은, R⁴가 H이고, Y가 [OH, H], =O, [OH, 저급 알킬], [OH, (C₂-C₅)알케닐], [OH, (C₂-C₅)알키닐] 또는 (C₁-C₆)알킬리덴인 것이다(여기서, 상기 알킬, 알케닐, 알키닐 및 알킬리덴은 임의로 할로겐화될 수 있다).

본 명세서에 있어서 용어들은 다음의 의미를 갖는다:

저급 알킬은 분지화되거나 분지화되지 않은 알킬기로, 헥실, 이소부틸, 3차 부틸, 프로필, 이소프로필, 에틸 및 메틸과 같이 탄소 원자 수가 1∼6개인 것이 바람직하다. 탄소 원자 수가 1∼3개인 알킬기가 가장 바람직하다.

(C₁-C₅)알킬은 분지화되거나 분지화되지 않은 알킬기로, 메틸, 에틸, 이소프로필, 부틸, sec-부틸, tert-부틸 등과 같이 탄소 원자 수가 1∼5개이다. 탄소 원자 수가 1∼3인 알킬기가 바람직하다.

(C₂-C₅)알케닐은 분지화되거나 분지화되지 않은 알케닐기로, 에테닐, 2-부테닐 등과 같이 탄소 원자 수가 2∼5개이다. 탄소 원자 수가 2∼3개인 알케닐기가 바람직하다.

(C₂-C₅)알키닐은 분지화되거나 분지화되지 않은 알키닐기로, 에티닐 및 프로피닐 등과 같이 탄소 원자 수가 2∼5개이다. 탄소 원자 수가 2∼3개인 알키닐기가 바람직하다.

(C₁-C₅)알킬리덴은 분지화되거나 분지화되지 않은 알킬리덴기로, 메테닐, 부틸리덴 등과 같이 탄소 원자 수가 1∼5개이다. 탄소 원자 수가 2∼3개인 알킬리덴기가 바람직하다.

할로겐은 불소, 염소, 브롬 및 요오드이다.

프로드러그(prodrug)는 치료를 위하여 수용자의 신체 내에서 본 발명의 화합물을 형성하도록 고안된 화합물이다. 일반적으로 이러한 프로드러그는 17-히드록실 작용성의 에스테르 또는 에테르일 수 있다.

본 발명의 바람직한 구체예는 전술한 바와 같이 5-10 이중 결합을 가지는 화합물이다. 화합물 (7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-5(10)-엔-20-인-17-올이 가장 바람직하다. 화합물 (7α,17β)-7α-메틸-3-메틸렌-4-에스트렌-17-올, (7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-4-엔-17-올, (7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19,21-디노르프레근-4-엔-17-올, (7α)-17-케토-7-메틸-3-메틸렌-4-에스트렌, (7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-4-엔-20-인-17-올, 17β-히드록시-7α-메틸-3-메틸렌-17α-2-프로페닐-4-에스트렌 및 17β-히드록시-7α-메틸-3-메틸렌-17α-2-메틸-2-프로페닐-4-에스트렌은 본 발명에서 제외된다. 이 포기는 BE 제696,235호의 명세서와 관련이 있다.

본 발명의 에폭시드 화합물(R₁과 R₃가 함께 β-O-를 형성함)은 하기 화학식 2의 화합물(기호들은 상기 정의된 것과 같은 의미를 가짐)을 메타클로로퍼옥시벤조산으로 산화시켜 제조할 수 있다.

본 발명의 화합물 중 3-메틸렌기는 메틸트리페닐포스포늄 브로마이드와 칼륨 t-부톡시드를 하기 화학식 3(여기서, Y²는 =O인 것을 제외하고 상기 정의한 Y와 같으며, 기타 기호들은 상기 정의한 바와 같은 의미를 가짐)이 특징인 상응하는 3-케토 전구체 스테로이드와 함께 사용하여 비티히 반응(Wittig reaction)을 수행함으로써 얻을 수 있다.

본 발명의 17-알킬리덴 화합물은 하기 화학식 4(여기서, 기호들은 상기 정의한 바와 같은 의미를 가짐)에 따라 17-케토 유도체의 3-케탈 유도체와 알킬트리페닐포스포늄 브로마이드의 비티히 반응에 이어 3-케탈 작용성의 가수분해에 의하여 제조될 수 있다. 17번 위치에 Y=H, H를 갖는 본 발명의 화합물(화학식 2)은 화학식 4(여기서, 기호들은 상기 정의한 바와 같은 의미를 가짐)의 3-케탈 화합물의 17-케토 부위의 울프-키쉬너(Wolff-Kishner) 환원에 의하여 제조될 수 있다. 본 발명의 17-옥심 유도체는 17-케토작용기(화학식 4)와 히드록시아민 유도체의 축합에 의하여 제조될 수 있다. 본 발명의 16-알킬 화합물은 17-케토 화합물(Y=O, 화학식 4)의 16번 위치의 알킬화에 의하여 제조될 수 있다.

출발 화합물의 변형을 위한 전술된 시약 및 이들의 화합물과의 반응 방식은 본 기술 분야에서 공지되어 있으나, 본 발명의 화합물을 얻기 위하여 제조되는 화합물 군에는 아직 적용되지 않는다. 출발 물질은 문헌에 기재된 방법에 의하여 얻을 수 있다. 특히 관련된 문헌은 [Van Vliet et al. Recl. Trav. Chim. Pays-Bas; EN; 105; 4; 1986; 111-115]이며, 이 본문은 참고로 본 명세서에 포함된다. 특히, 화학식 3에 따르는 17-알킬-3-케토-유도체(여기서, Y²는 [OH, 저급 알킬]이고, 기타 기호들은 상기 정의한 바와 같은 의미를 가짐)는, 예를 들어, PtO₂/H₂를 가지고 화학식 3에 따르는 화합물(여기서, Y²는 [OH, 알케닐] 또는 [OH, 알키닐]이고, 기타 기호들은 상기 정의한 바와 같은 의미를 가짐)의 촉매 수소화반응에 의하여 얻을 수 있다.

화학식 5에 따르는 유도체는 화학식 6에 따르는 4-엔-3-온 유도체의 버치(Birch) 환원 후에 형성되는 화합물의 혼합물로부터 정제하여 얻을 수 있다(여기서, 화학식 5 및 화학식 6에서의 기호들은 상기 정의한 바와 같은 의미를 가짐).

화학식 6에 따르는 4-엔-3-온 유도체(여기서, R³는 H이고, 기타 기호들은 상기 정의한 바와 같은 의미를 가짐)는 이중 결합 이성질화(문헌 [van Vliet et. al. 1986]에 기재된 방법에 따름)에 의하여 화학식 7에 따르는 화합물로부터 얻을 수 있다.

화학식 6에 따르는 4-엔-3-온 유도체(여기서, R³는 메틸이고, 기타 기호들은 상기 정의한 바와 같은 의미를 가짐)는 문헌 [Grunwell et. al., Steroids Vol. 27, pages 759-771, 1976]에 기재된 방법에 따라 얻을 수 있으며, 이 간행물은 본 명세서에 참고 인용된다.

출발 물질로서 화학식 7에 따르는 화합물을 얻기 위한 추가 방법은 문헌 [van Vliet et al. 1986]에 기재된 바와 같이 제조할 수 있다.

화학식 1에 의하여 정의된 것과 같은 화합물의 용도는 포유류에서 면역 조절을 위한 것이다. 본 발명의 화합물은 특히 류마티스성 관절염(RA)과 같은 관절염 질환과, 쇼그렌 증후군(Sjogren's syndrome) 및 전신성 홍반성 낭창(SLE)과 같은 자가면역성 질환(AID)의 치료에 사용될 수 있다. 이것은 또한 이들 질환에 대한 예방용으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르는 화합물은 본 발명에 따르는 화합물을 활성 성분으로서 포함하는 의약품을 제조하기 위해 사용할 수 있다.

본 발명은 또한 표준 참고문헌 [Gennaro et al., Remmington's Pharmaceutical Sciences, 18th ed., Mack publishing Company, 1990, 특히 Part 8: Pharmaceutical Preparations and Their Manufacture 참고]에 기재되어 있는 바와 같이, 1종 이상의 약학적 허용 보조제와 혼합된, 본 발명에 따르는 스테로이드 화합물을 포함하는 약학 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따르는 1종 이상의 스테로이드 화합물과 1종 이상의 약학적 허용 보조제의 혼합물은 환약, 정제와 같은 고형 투여 단위로 압축되거나, 캡슐 또는 좌제로 처리될 수 있다. 약학적으로 적절한 액체 수단에 의하여 상기 화합물을 용액, 현탁액, 에멀션 형태의 주사 제제로서 또는 비내 분무제와 같은 분무제로 적용할 수 있다. 정제와 같은 투여 단위를 만들기 위하여, 충전제, 착색제, 중합 결합제 등과 같은 종래의 부가제의 사용이 고려된다. 일반적으로 활성 화합물의 작용을 방해하지 않는 임의의 약학적 허용 부가제를 사용할 수 있다. 본 발명의 스테로이드 화합물은 지속적인 방출을 위하여 이식제, 패치, 겔 및 기타 임의의 제제에 포함될 수도 있다.

상기 조성물과 함께 투여될 수 있는 적절한 담체에는 락토스, 전분, 셀룰로스 유도체 등, 또는 적당한 양으로 사용되는 이들의 혼합물이 있다.

다른 측면에서, 본 발명은 포유류 면역계의 조절용 약물의 생산을 위한 본 발명에 따르는 스테로이드 화합물의 용도에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 류마티스성 관절염(RA)과 같은 관절염 질환, 및 쇼그렌 증후군 및 전신성 홍반성 낭창(SLE)과 같은 자가면역성 질환(AID)의 치료용 약물의 생산을 위한, 본 발명에 따르는 스테로이드 화합물의 용도에 관한 것이다. 이들 약물은 또한 이들 질환의 예방용으로 제조될 수 있다. 상기 약물은 다양한 국가의 보건 기관 규정에 따라 특히 인간의 치료를 위하여 적절하게 만들어지는 것이 바람직하다. 3-메틸렌 스테로이드 유도체인 (7α,17β)-7α-메틸-3-메틸렌-4-에스트렌-17-올, (7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-4-엔-17-올, (7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19,21-디노르프레근-4-엔-17-올, (7α)-17-케토-7-메틸-3-메틸렌-4-에스트렌, (7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-4-엔-20-인-17-올, 17β-히드록시-7α-메틸-3-메틸렌-17α-2-프로페닐-4-에스트렌 및 17β-히드록시-7α-메틸-3-메틸렌-17α-2-메틸-2-프로페닐-4-에스트렌의 용도는 본 발명의 범위 내에 있다.

또한, 본 발명은 류마티스성 관절염(RA)과 같은 관절염 질환, 및 쇼그렌 증후군 및 전신성 홍반성 낭창(SLE)과 같은 자가면역성 질환(AID)의 치료에 적합하며, 이는 전술한 바와 같이 (적절한 약학적 투여 형태로) 화합물을 환자에게 투여하는 것을 포함한다.

본 스테로이드의 투여량은 치료를 요하는 피검체의 1회 투여에 대하여 0.001∼100 ㎎의 범위가 될 것이다. 결과적으로 본 발명 화합물의 실질적인 사용을 위한 투여량 단위는 0.001∼100 ㎎ 범위의 활성 성분의 양을 함유할 수 있다.

본 발명의 화합물의 면역 조절 특성은 후술하는 과정으로 입증되고 사용될 수 있다.

지연형 과민성(DTH) 과정에 있어서, 면역 반응의 진행에 대한 화합물의 효과를 마우스에서 관찰할 수 있다(실시예 16에서 상세히 설명한다). 요약하면, 상기 화합물을 매일 투여한 뒤, 동물들은 보조제 중의 항원으로 면역화시킨다. 7일 후, 상기 동물들에 항원을 국부적으로(주로 발에) 주사함으로써 국부적으로 접종한 뒤, 항원의 침전에 대한 반응으로 일어나는 국부적인 종창을 측정한다. 이러한 종창의 정도는 유도 항원에 대한 면역 반응의 진행과 관련이 있다. 본 발명의 화합물의 이러한 종창의 전개에 대한 억제 작용은 처리군을 플라시보 처리군과 비교하여 측정할 수 있다. 참고 처리로, 글루코코르티코이드의 투여를 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 화합물의 효과를 관절염에 걸린 마우스에서 시험하였다.

이 과정에 있어서, 마우스는 보조제 중의 콜라겐 Ⅱ형(주로 소의 연골로부터 나옴)으로 면역화시킨다. 3주 후, 동일한 항원으로 추가 투여(booster)를 하였다. 추가 투여 반응 후 약 7∼10일 째에 (특히 뒷발과 앞발에서의) 관절 부종을 관찰할 수 있었다. 이러한 종창은 신속하게 증가하여 적색화, 염증 및 정상 기능의 이상을 초래한다. X선 분석으로 정상적인 관절 구조의 이상을 관찰할 수 있었다. 이들 연골의 조직학적 관찰에 의하여, 정상적인 연골 구조의 이상을 일으키는 심각한 염증을 관찰할 수 있었다. 관찰할 수 있는 변형의 정도를 분류할 수 있었고, 조직학적 변형의 정도도 분류할 수 있었다.

또한, 본 발명의 화합물의 효과는 비-비만성 당뇨병(NOD) 마우스에서 관찰할 수 있었다.

이 과정에 있어서, 마우스는 자연적이고 점진적으로 인간의 인슐린 의존성 당뇨병(IDDM) 및 쇼그렌 증후군과 유사한 증상을 보이는 자가면역성 질환을 발달시켰다. 쇼그렌 증후군은 침샘 및 누선(淚腺)으로 침윤을 전개시키는 특징을 나타낸다. NOD 마우스에서, 특히 침샘은 침윤의 점진적인 전개 특징을 나타낸다. 본 발명의 화합물은 하악선(下顎腺)에서 이들 투여량 의존적인 침윤의 전개를 억제한다.

IDDM은 췌장에서의 침윤 전개가 특징으로, 인슐린을 생산하는 랑게르한스 섬을 파괴시킨다. 이들 랑게르한스 섬 모두가 점진적으로 파괴된 후에, 인슐린은 더 이상 생산되지 않고, IDDM이 전개된다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 설명한다.

실시예 1

(7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-5(10)-엔-20-인-17-올의 조제

메틸트리페닐포스포늄 브로마이드(26.4 g, 73.9 mmol)를 질소 대기 하에 건조 THF 130 ㎖ 중 칼륨 t-부톡시드(7.9 g, 70.4 mmol)의 교반 용액에 부가하였다. 황색 현탁액은 실온에서 45분간 교반하였다. 건조 THF 200 ㎖ 중 64 mmol 티볼론 20 g의 용액을 현탁액에 신속하게 부가하여(약 30초), 약간의 발열 반응을 일으켰다(20℃∼30℃). 황색 반응 혼합물을 실온에서 30분간 교반시키고, 얼음물(700 ㎖)에 부은 후, 에틸 아세테이트(700 ㎖)로 추출하였다. 유기층은 물(300 ㎖)로 세척하고, 건조시킨 후(Na₂SO₄), 건조될 때까지 증발시켜 황색 오일 41.8 g을 얻었다. 용리액으로 톨루엔/에틸 아세테이트 95/5(v/v%)를 사용한 컬럼 크로마토그래피에서 약 90%의 (7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-5(10)-엔-20-인-17-올 및 10%의 이성체의 △⁴ 유도체를 함유하는 무색 오일 19.5 g을 얻었다. 용매로 헵탄/석유 에테르를 사용한 재결정화(3회)에서, 백색 고체이고 mp 91.6℃인 표제 화합물(6.44 g, 수득률 32%)을 얻었다.

실시예 2

(7α,17β)-7-메틸-3-메틸렌에스트르-5(10)-엔-17-올의 조제

메틸트리페닐포스포늄 브로마이드(4.21 g, 11.8 mmol)를 질소 대기 하에 건조 THF 20 ㎖ 중 칼륨 t-부톡시드(1.26 g, 11.2 mmol)의 교반 용액에 부가하였다. 황색 현탁액을 실온에서 45분간 교반하였다. 건조 THF 25 ㎖ 중 (7α,17β)-7-메틸-3-케토-에스트르-5(10)-엔-17-올(3.4 g, 11.8 mmol) 용액을 현탁액에 신속하게 부가하였다. 황색 반응 혼합물을 실온에서 30분간 교반하고, 얼음물에 부은 후, 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기층은 물로 세척하고, 건조시킨 후(Na₂SO₄), 건조될 때까지 증발시켜 황색 오일인 표제 화합물 5.3 g을 얻었다. 용리액으로 톨루엔/에틸 아세테이트 95/5(v/v%)를 사용한 컬럼 크로마토그래피에서 무색 오일 2.3 g을 얻었다. 헵탄/석유 에테르를 사용한 재결정화에서, 백색 고체이고 mp 111.8℃인 (7α,17β)-7-메틸-3-메틸렌에스트르-5(10)-엔-17-올(1.47 g, 44%)을 얻었다.

실시예 3

(5β,7α,17α)-5,10-에폭시-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-20-인-17-올의 조제

실시예 1에 따라 얻은 화합물 (7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-5(10)-엔-20-인-17-올(390 ㎎, 1.26 mmol)을 질소 대기 하에 건조 디클로로메탄 15㎖ 중에서 교반시켰다. 이 용액은 0℃로 냉각시키고, 메타-클로로퍼옥시벤조산(1.26 mmol, 310 ㎎ 70% mcpba)을 부가하였다. 반응 혼합물을 0℃에서 2시간 동안 교반하고, 포화된 티오황산나트륨 용액, 포화된 중탄산나트륨 및 포화된 염화나트륨 용액으로 세척한 후, 건조시키고(Na₂SO₄), 건조될 때까지 증발시켜 미정제된 (5β,7α,17α)-5,10-에폭시-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-20-인-17-올 450 ㎎을 얻었다. 용리액으로 헵탄/에틸 아세테이트 95/5(v/v%)를 사용한 컬럼 크로마토그래피에서 발포체인 정제된 표제 화합물(150 ㎎, 37%)을 얻었다.

실시예 4

(5β,7α,17β)-5,10-에폭시-7-메틸-3-메틸렌에스트란-17-올의 조제

실시예 2에 따라 얻은 화합물 (7α,17β)-7-메틸-3-메틸렌에스트르-5(10)-엔-17-올(350 ㎎, 1.22 mmol)을 질소 대기 하에 건조 디클로로 메탄 15 ㎖ 중에서 교반하였다. 이 용액을 0℃로 냉각시킨 후, 메타-클로로퍼옥시벤조산(1.22 mmol, 301 ㎎ 70% mcpba)을 부가하였다. 반응 혼합물은 0℃에서 75분간 교반하고, 포화된 티오황산나트륨 용액, 포화된 중탄산나트륨 용액 및 포화된 염화나트륨 용액으로 세척한 후, 건조시키고(Na₂SO₄), 건조될 때까지 증발시켜 미정제된 (5β,7α,17β)-5,10-에폭시-7-메틸-3-메틸렌에스트란-17-올 370 ㎎을 얻었다. 용리액으로 헵탄/에틸 아세테이트 95/5(v/v%)를 사용한 컬럼 크로마토그래피에서 추가 정제된 표제 화합물(230 ㎎, 63%)을 얻었다. 헵탄/에틸 아세테이트 95/5(v/v%)를 사용한 결정화에서, 백색 고체이고 mp 125℃인 정제된 표제 화합물(120 ㎎, 33%)을 얻었다.

실시예 5

(5α,7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-20-엔-17-올의 조제

메틸트리페닐포스포늄 브로마이드(688 ㎎, 1.93 mmol)를 질소 대기 하에 건조 THF 2 ㎖ 중 칼륨 t-부톡시드(196 g, 1.75 mmol)의 교반 용액에 부가하였다. 황색 현탁액은 실온에서 45분간 교반하였다. 건조 THF 3 ㎖ 중 (5α,7α,17α)-7-메틸-3-케토-19-노르프레근-20-엔-17-올(220 ㎎, 0.7 mmol)의 용액을 현탁액에 신속하게 부가하였다. 황색 반응 혼합물을 실온에서 2.5시간 동안 교반하고, 얼음물에 부은 후, 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기층은 물로 세척하고, 건조시킨 후(Na₂SO₄), 건조될 때까지 증발시켜 오일 500 ㎎을 얻었다. 용리액으로 톨루엔/에틸 아세테이트 95/5(v/v%)를 사용한 컬럼 크로마토그래피에서 미정제된 (5α,7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-20-엔-17-올 200 ㎎을 얻었다. 헵탄으로부터의 재결정화에서, 백색 고체이고 mp 105℃인 정제된 표제 화합물(120 ㎎, 55%)을 얻었다.

실시예 6

(5α,7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-20-인-17-올의 조제

메틸트리페닐포스포늄 브로마이드(1.85 g, 5.18 mmol)를 질소 대기 하에 건조 THF 4 ㎖ 중 칼륨 t-부톡시드(527 ㎎, 4.7 mmol)의 교반 용액에 부가하였다. 황색 현탁액은 실온에서 45분간 교반하였다. 건조 THF 8 ㎖ 중 (5α,7α,17α)-7-메틸-3-케토-19-노르프레근-20-인-17-올(590 ㎎, 1.88 mmol)의 용액을 현탁액에 신속하게 부가하였다. 황색 반응 혼합물은 실온에서 2.5시간 동안 교반하고, 얼음물에 부은 후, 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기층은 물로 세척하고, 건조시킨 후(Na₂SO₄), 건조될 때까지 증발시켜 오일 1.8 g을 얻었다. 용리액으로 톨루엔/에틸 아세테이트 95/5(v/v%)를 사용한 컬럼 크로마토그래피에서 미정제된 (5α,7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-20-인-17-올 590 ㎎을 얻었다. 헵탄으로부터의 재결정화에서, 백색 고체이고 mp 97℃인 정제된 표제 화합물(290 ㎎, 50%)을 얻었다.

실시예 7

(5β,7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레그난-17-올의 조제

메틸트리페닐포스포늄 브로마이드(5.4 g, 15.1 mmol)를 질소 대기 하에 건조 THF 27 ㎖ 중 칼륨 t-부톡시드(1.62 g, 14.4 mmol)의 교반 용액에 부가하였다. 황색 현탁액은 실온에서 40분간 교반하였다. 건조 THF 50 ㎖ 중 (5β,7α,17α)-7-메틸-3-케토-19-노르프레근-17-올(4.56 g, 14.4 mmol)의 용액을 현탁액에 신속하게 부가하였다. 황색 반응 혼합물은 실온에서 30분간 교반하고, 얼음물에 부은 후, 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기층은 물과 염수로 세척하고, 건조시킨 후(Na₂SO₄), 건조될 때까지 증발시켜 오일 8.2 g을 얻었다. 용리액으로 톨루엔/에틸 아세테이트 95/5(v/v%)를 사용한 컬럼 크로마토그래피에서 방치시 고형화되고 mp 104℃인 (5β,7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레그난-17-올(3.65 g, 81%)을 얻었다.

실시예 8

(7α)-7-메틸-3,17-디메틸렌에스트르-(5)10엔의 조제

메틸트리페닐포스포늄 브로마이드(2.2 g, 6 mmol)를 질소 대기 하에 건조 THF 25 ㎖ 중 칼륨 t-부톡시드(680 ㎎, 6 mmol)의 교반 용액에 부가하였다. 황색 현탁액은 실온에서 30분간 교반하였다. 건조 THF 25 ㎖ 중 (7α)-7-메틸-3-케토-17-메틸렌에스트르-(5)10엔(850 ㎎, 3 mmol)의 용액을 현탁액에 신속하게 부가하여(약 30초), 약간의 발열 반응을 일으켰다. 반응 혼합물은 실온에서 30분간 교반하고, 얼음물(100 ㎖)에 부은 후, 에틸 아세테이트(100 ㎖)로 추출하였다. 유기층은 물(50 ㎖)로 세척하고, 건조시킨 후(Na₂SO₄), 건조될 때까지 증발시켜 무색 오일인 (7α)-7-메틸-3,17-디메틸렌에스트르-(5)10엔(680 ㎎, 80%)을 얻었다. [α]_D + 115°(메탄올 중 c 0.185).

실시예 9

(7α,16α,17β)-7,16-디메틸-3-메틸렌-17-(1-프로피닐)에스트르-5(10)-엔-17-올의 조제

증류된 THF 30 ㎖ 중 (7α)-3,3-디메톡시-7-메틸에스트르-5(10)-엔-17-온 (1.5 g, 4.5 mmol) 및 1,3-디메틸-3,4,5,6-테트라히드로-2(1H)-피리미디논(DMPU, 1.2 ㎖, 9.9 mmol) 용액을 질소 대기 하에 -40℃에서 약 8분 내에 증류된 THF 15 ㎖ 중 리튬 비스(트리메틸실릴)아미드(LiHMDS, 4.96 ㎖, THF 중의 1 M)의 교반 용액에 부가하였다. 반응 혼합물은 -40℃에서 45분간 교반하였다. 증류된 THF 1 ㎖ 중 요오드메탄 용액(730 μL, 11.7 mmol)을 부가하고, 1시간 동안 교반하였으며, 0℃까지 온도를 가온하였다. 물 및 포화된 염화암모늄 용액을 부가하고, 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기층은 염수로 세척하고, 건조시킨 후(Na₂SO₄), 건조될 때까지 증발시켰다. 용리액으로 헵탄/에틸 아세테이트 95/5(v/v%)를 사용한 컬럼 크로마토그래피에서 (7α,16α)-3,3-디메톡시-7,16-디메틸에스트르-5(10)-엔-17-온 (990 ㎎, 수득률 65%)을 얻었다.

프로핀(약 4 g, 100 mmol)을 -70℃에서 건조 THF 19 ㎖ 중 n-BuLi(9 ㎖, 헥산 중 1.6 M) 용액을 통하여 거품이 일게 하여 발열 반응을 일으켰다(-70℃∼-30℃). 건조 THF 10 ㎖ 중 (7α,16α)-3,3-디메톡시-7,16-디메틸에스트르-5(10)-엔-17-온(990 ㎎, 2.86 mmol)을 약 5분 내에 질소 대기 하에서 백색 현탁액에 부가하였다. 반응 혼합물은 45분간 교반하고, 온도는 서서히 실온으로 가온하였다. 물 및 포화된 염화암모늄 용액을 부가하고, 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기층은 염수로 세척하고, 건조시킨 후(Na₂SO₄), 건조될 때까지 증발시켜 (7α,16α,17β)-3,3-디메톡시-7,16-디메틸-17-(1-프로피닐)에스트르-5(10)-엔-17-올을 얻었다. 물 6 ㎖ 중 옥살산 용액(72 ㎎, 0.57 mmol)은 에탄올 25 ㎖ 중 (7α,16α,17β)-3,3-디메톡시-7,16-디메틸-17-(1-프로피닐)에스트르-5(10)-엔-17-올(2.86 mmol)에 부가하고, 반응 혼합물은 실온에서 45분간 교반하였다. 포화된 탄산수소나트륨 용액을 부가하고, 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기층은 염수로 세척하고, 건조시킨 후(Na₂SO₄), 건조될 때까지 증발시켰다. 용리액으로 헵탄/에틸 아세테이트 9/1(v/v%)을 사용한 컬럼 크로마토그래피에서 7α,(16α,17β)-7,16-디메틸-17-히드록시-17-(1-프로피닐)에스트르-5(10)-엔-3-온(940 ㎎, 수득률 97%)을 얻었다.

메틸트리페닐포스포늄 브로마이드(1.7 g, 4.7 mmol)를 질소 대기 하에 건조 톨루엔 31 ㎖ 중 칼륨 t-부톡시드(470 g, 4.2 mmol)의 현탁액에 부가하였다. 반응 혼합물은 환류 온도에서 45분간 교반하였다. 반응 혼합물은 4℃까지 냉각시키고, 건조 톨루엔 39 ㎖ 중 (7α,16α,17β)-7,16-디메틸-17-히드록시-17-(1-프로피닐)에스트르-5(10)-엔-3-온(940 ㎎, 2.76 mmol) 용액을 약 10분 내에 부가하였다. 반응 혼합물은 4℃에서 20분간 교반하고, 희석된 염화나트륨을 부가한 후, 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기층은 염수로 세척하고, 건조시킨 후(Na₂SO₄), 건조될 때까지 증발시켰다. 용리액으로 헵탄/에틸 아세테이트 95/5(v/v%)를 사용한 컬럼 크로마토그래피에서 오일인 (7α,16α,17β)-7,16-디메틸-3-메틸렌-17-(1-프로피닐)에스트르-5(10)-엔-17-올(630 ㎎, 수득률 67%)을 얻었다. 이 생성물은 디옥산으로부터 냉동 건조시켰다. [α]_D + 83°(에탄올 중 c 0.15).

실시예 10

(7α,16α,17β)-16-에틸-7-메틸-3-메틸렌-17-(1-프로피닐)에스트르-5(10)-엔-17-올의 합성

이 화합물은 (7α)-3,3-디메톡시-7-메틸에스트르-5(10)-엔-17-온 및 에틸요오드로부터 출발하여 전술한 방법에 따라 제조하였다. [α]_D + 54°(에탄올 중 c 0.13).

실시예 11

(7α,17β)-7-메틸-3-메틸렌-17-(1-프로피닐)에스트르-5(10)-엔-17-올의 합성

이 화합물은 (7α)-3,3-디메톡시-7-메틸에스트르-5(10)-엔-17-온으로부터 출발하여 전술한 방법에 따라 제조하였다. [α]_D + 80°(에탄올 중 c 0.14).

실시예 12

(7α,16β,17β)-16-에틸-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-5(10)-엔-20-인-17-올의 합성

이 화합물은 (7α)-3,3-디메톡시-7-메틸에스트르-5(10)-엔-17-온으로부터 출발하여 전술한 합성 방법에 따라 제조하였다. [α]_D + 94°(에탄올 중 c 0.10).

실시예 13

(7α)-3-메틸렌-7-메틸에스트르-5(10)-엔의 제조

수산화칼륨(1.5 g, 27 mmol) 및 히드라진 단일 수산화물(3 ㎖, 62 mmol)을 질소 대기 하에 실온에서 디에틸렌글리콜 17 ㎖ 중 (7α)-3,3-디메톡시-7-메틸에스트르-5(10)-엔-17-온(1 g, 3 mmol) 현탁액에 부가하였다. 반응 혼합물은 1시간 동안 130℃에서, 그 후 1시간 15분 동안 230℃에서 가열하였다. 물과 과량의 히드라진을 제거하기 위하여 딘-스타크 트랩(Dean-Stark trap)을 사용하였다. 반응 혼합물은 실온으로 냉각시키고, 물을 부가한 후, 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기층은 염수로 세척하고, 건조시킨 후(Na₂SO₄), 건조될 때까지 증발시켜 미정제된 생성물 (7α)-3,3-디메톡시-7-메틸에스트르-5(10)-엔을 얻었고, 이것은 전술한 과정에 따라 mp 57℃인 (7α,16α,17β)-7,16-디메틸-3-메틸렌-17-(1-프로피닐)에스트르-5(10)-엔-17-올로 전환되었다.

실시예 14

(7α)-3-메틸렌-7-메틸에스트르-5(10)-엔-17-온 O-메틸옥심의 합성

(7α)-3,3-디메톡시-7-메틸에스트르-5(10)-엔-17-온(100 ㎎, 0.3 mmol)을 MeOH 6 ㎖ 중 메톡실아민.HCl(100 ㎎, 1.2 mmol) 및 아세트산나트륨(123 ㎎, 1.5 mmol)의 용액에 부가하였다. 반응 혼합물은 실온에서 3일간 교반하였다. 물과 포화된 탄산수소나트륨 용액을 부가한 후, 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기층은 염수로 세척하고, 건조시킨 후(Na₂SO₄), 건조될 때까지 증발시켜 미정제된 (7α)-3,3-디메톡시-7-메틸에스트르-5(10)-엔-17-온 O-메틸옥심을 얻었고, 이는 전술한 방법에 따라 (7α)-3-메틸렌-7-메틸에스트르-5(10)-엔-17-온 O-메틸옥심으로 전환되었다. [α]_D + 149°(에탄올 중 c 0.11).

실시예 15

(7α)-3-메틸렌-7-메틸에스트르-5(10)-엔-17-온 옥심의 합성

이 옥심은 전술한 방법에 따라 mp 149℃인 (7α)-3,3-디메톡시-7-메틸에스트르-5(10)-엔-17-온 및 히드록시아민.HCl로부터 제조하였다.

실시예 16

지연형 과민성(DTH) 반응

실험 시작 시에 생후 약 8주 된 8마리의 암컷 Balb/c(Harlan, Zeist, The Netherlands) 마우스 군을 이용하였다. 이들 마우스를 표준 조건 하에 마크롤론(Macrolon) 케이지에 수용하여 실험 시작 전 3∼5일간 적응시켰다. 상기 군에 화합물 또는 플라시보를 투여하였다.

1일 및 최후 시험일에 이들의 무게를 측정하였다. 동물들은 1일부터 11일까지 1.2, 3, 4, 6 내지 12 ㎎/㎏ 농도 범위의 시험 화합물을 목 뒤에의 피하(sc) 주사 또는 구강 위관(胃管) 영양법에 의하여 1일 1회 처리하였다. 주사 부피는 젤라틴 0.5% 및 만니톨 5%를 함유하는 생리학적 염수로 구성되는 주사용 부형제(vehicle) 0.1 ㎖였다. 플라시보가 처리된 군(단지 부형제) 및 참고 화합물인 4 ㎎/㎏ 덱사메타손으로 처리된 군을 각각의 실험에 포함하였다.

2일 째에, 동물의 가슴 피내(皮內) 중 2곳을 페이스 셉(Phase Sep)으로부터 구입한 디메틸 디옥타데실암모늄 브로마이드(DDA) 1 ㎎/㎖ 중 테타너스 톡소이드(Tetanus Toxoid) 항원(RIVM으로부터 구입한 TT, Zeist, The Netherlands) 3.75 Lf의 안정한 현탁액 0.1 ㎖로 면역화하였다.

9일 째에 동물들을 50 Lf TT 및 1 ㎖ 당 1 ㎎ Al(OH)₃를 함유하는 용액 0.05 ㎖로 우측[R] 발바닥에 면역테스트하였다. 좌측[L] 발바닥(대조군)에는 Al(OH)₃만을 갖는 부형제를 처리하였다. 24시간 및 48시간 후, 좌측 및 우측 발바닥 두께(각각 변수 L 및 R)를 캘리퍼스 밀도계를 이용해 mm 단위로 측정하고, 항원 특이적 발바닥 종창의 백분율은 식 [(R - L)/L] ×100% 에 따라 계산하였다.

결과

화합물	플라시보와 비교하여 DTH 반응의 50% 감소를 일으키는 피하주사 화합물 양(㎎/㎏)
실시예 1	1.9∼3.4
실시예 2	20
실시예 3	11
실시예 4	> 20
실시예 5	10
실시예 7	6

실시예 17

비-비만성 당뇨병(NOD) 마우스

집에서 사육하거나(본래 미국 보스턴 하토리로부터 구입한 번식 쌍, 세대 58) 또는 봄홀트가드(덴마크)로부터 구입한 생후 6∼7주 된 NOD 마우스를 이용하였다.

하악선에서 백혈구 침윤의 특징을 나타내는 자연적인 타액선염 전개에 대한 화합물의 효과를 측정하기 위하여 암컷 마우스만을 사용하였다.

6∼8마리의 암컷 마우스 군을 표준 조건 하에 사육하고, 생후 8주부터 14주 또는 20주까지 화합물 0.1 ㎖(1.2, 4 또는 12 ㎎/㎏/일의 농도) 또는 플라시보(단지 부형제)로 1일 1회(피하 또는 구강으로) 처리하거나 처리하지 않았다. 12주 후부터 요포도당의 존재에 대하여 매주 시험하였다(Diabur-test 5000, Boehringer Mannheim).

각각 처리 6주 또는 12주 후인 8주에(사전 처리군) 또는 14주 또는 20주에, 동물을 에스테르 마취하여 치사시키고, 기관을 제거한 후 지방이 없도록 절개하고 무게를 측정하였다. 하악선을 18∼24시간 동안 승화 포르몰 중에 고정시킨 후 알코올 70%로 옮겼다. 조직 조각은 파라핀에 묻고, 표준 방법에 따라 HE 염색하였다. 조직 조각의 침윤에 대한 기록은 표준 방법에 따라 2명의 독립적인 관찰자가 현미경으로 수행하였다. 이 실험에서 본 발명의 화합물의 활성이 입증될 수 있다.

실시예 18

콜라겐 관절염

암컷 DBA-1J/BOM 마우스를 덴마크의 봄홀트가드로부터 구입하였다. 모든 동물은 표준 조건 하에 수용하여 7일 이상 적응시켰다.

생후 10∼12주 된 모든 동물을 동일한 부피의 완전 프로인트 보조제(Complete Freund's Adjuvant(CFA, MT H37Ra 4 ㎎/㎖ 함유, Difco Laboratories, Detroit, USA))로 유화된 정제된 소의 콜라겐 Ⅱ형[CⅡ](0.05 아세트산 중의 2 ㎎/㎖)의 에멀션 100 ㎍으로 꼬리 기부의 피내(皮內)에서 면역화하였다. 면역화 후 21일에, 염수 중에 용해된 CⅡ 100 ㎍의 추가 주사를 복강내 투여하였다. 1일(면역화되기 전)부터 시작하여 44일에 검시를 할 때까지 1일 1회 처리하였다.

동물 9∼10마리로 구성된 군에 시험 화합물(22일까지 매일 1.5 ㎎/㎏/일, 그 날로부터 일주일에 3회로 감소시킴), 또는 시클로스포린 A(초기에는 100 ㎎/㎏/일, 4일부터 20 ㎎/㎏), 또는 덱사메타손(2 ㎎/㎏/일), 또는 부형제(염수 중의 5% 물고펜(Mulgofen)(EL 719, GAF))를 처리하였다. 비처리 대조군을 포함하였다.

매주 마우스의 무게를 측정하고, 19일부터 2∼3일마다 44일에 검시를 할 때까지 임상적인 관절염 활성(말초 관절의 관절염의 가시적 외관)을 소정의 처리를 알지 못하는 관찰자 1인이 기록하였다(표준 방법에 의함).

임상적인 관절염은 각 발에 대해 0∼2의 단계로 분류하고, 최대 수치는 8로 하여, 각 마우스에 대해 누적되는 관절염 수치로 표현하였다. 실험 마지막에, 무릎 및 발목 관절을 분리하여 골 파괴의 지표로서 X선 분석에 사용한 후, 조직학을 위하여 4% 포름알데히드에 일시적으로 고정시켰다.

입체 현미경을 사용하여 X선 사진을 주의깊게 관찰하고, 관절의 골 파괴를 손상되지 않은 것부터 완전한 파괴가 일어난 것까지, 표준 방법에 따라 0∼5의 단계로 기록하였다. 이 시험에서 본 발명의 화합물의 활성을 입증할 수 있다.

Claims

하기 화학식 1의 3-메틸렌 스테로이드 유도체:

[화학식 1]

(상기 식에서,

R¹은 H이거나 R³와 함께 β-에폭시드를 형성하거나, 또는 5-10 또는 4-5 이중 결합이 존재하는 경우 R¹은 존재하지 않으며,

R²는 (C₁-C₅)알킬 또는 CF₃이고,

R³는 βH, βCH₃이거나 R¹과 함께 β-에폭시드를 형성하거나, 또는 5-10 이중 결합이 존재하는 경우 R³는 존재하지 않으며,

R⁴는 H, (C₁-C₆) 알킬이고,

Y는 [H, H], [OH, H], =O, [OH, (C₁-C₆) 알킬], [OH, (C₂-C₅)알케닐], [OH, (C₂-C₅)알키닐] 또는 (C₁-C₆)알킬리덴(여기서, 상기 알킬, 알케닐, 알키닐 및 알킬리덴은 할로겐화될 수 있음)이거나; 또는 =NOR⁵(여기서, R⁵는 H, (C₁-C₆) 알킬임)이고,

점선은 결합이거나 결합이 아님을 나타내며;

단, 상기 3-메틸렌 스테로이드 유도체는 (7α,17β)-7α-메틸-3-메틸렌-4-에스트렌-17-올, (7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-4-엔-17-올, (7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19,21-디노르프레근-4-엔-17-올, (7α)-17-케토-7-메틸-3-메틸렌-4-에스트렌, (7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-4-엔-20-인-17-올, 17β-히드록시-7α-메틸-3-메틸렌-17α-2-프로페닐-4-에스트렌 및 17β-히드록시-7α-메틸-3-메틸렌-17α-2-메틸-2-프로페닐-4-에스트렌 중 어느 것은 아님).
제1항에 있어서, 상기 3-메틸렌 스테로이드 유도체는 5-10 이중 결합을 가지며 R¹ 및 R³는 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 3-메틸렌 스테로이드 유도체.
3-메틸렌 스테로이드 유도체 (7α,17α)-7-메틸-3-메틸렌-19-노르프레근-5(10)-엔-20-인-17-올.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 약제로 사용하기 위한 3-메틸렌 스테로이드 유도체.
삭제
약학적 허용 보조제와의 혼합물로 하기 화학식 1의 3-메틸렌 스테로이드 유도체 또는 이의 약학적 허용 염 또는 용매화물을 포함하는 관절염 질환, 자가면역성 질환, 또는 관절염 질환과 자가면역성 질환의 치료, 예방 또는 치료 및 예방용 약학 조성물:

[화학식 1]

(상기 식에서,

R¹은 H이거나 R³와 함께 β-에폭시드를 형성하거나, 또는 5-10 또는 4-5 이중 결합이 존재하는 경우 R¹은 존재하지 않으며,

R²는 (C₁-C₅)알킬 또는 CF₃이고,

R³는 βH, βCH₃이거나 R¹과 함께 β-에폭시드를 형성하거나, 또는 5-10 이중 결합이 존재하는 경우 R³는 존재하지 않으며,

R⁴는 H, (C₁-C₆) 알킬이고,

Y는 [H, H], [OH, H], =O, [OH, (C₁-C₆) 알킬], [OH, (C₂-C₅)알케닐], [OH, (C₂-C₅)알키닐] 또는 (C₁-C₆)알킬리덴(여기서, 상기 알킬, 알케닐, 알키닐 및 알킬리덴은 할로겐화될 수 있음)이거나; 또는 =NOR⁵(여기서, R⁵는 H, (C₁-C₆) 알킬임)이고,

점선은 결합이거나 결합이 아님을 나타냄).
삭제