KR100766161B1 - 항암제로서의 티오콜히친 및 바카틴 축합유도체 - Google Patents

Abstract

R 및 n이 본 공개에서 정의된 의미를 갖는 하기 일반식 (I)의 N-데아세틸-티오콜히친(N-deacetyl-thiocolchicine) 및 10-데아세틸-바카틴 III(10-deacetyl-baccatin III) 유도체들은 유용한 항암성 의약품이다.

N-데아세틸티오콜히친, 10-데아세틸-바카틴Ⅲ, 항암제

Description

항암제로서의 티오콜히친 및 바카틴 축합유도체 {CONDENSATION DERIVATIVES OF THIOCOLCHICINE AND BACCATIN AS ANTITUMOR AGENTS}

본 발명은 하기 일반식 (I)의 N-데아세틸-티오콜히친(N-deacetyl-thiocolchicine) 및 10-데아세틸-바카틴 III(10-deacetyl-baccatin III) 유도체에 관한 것이다.

상기식에서:

- n은 0 내지 8의 정수이고;

- R은 하기 구조식 a), b), c), d) 또는 e)의 잔기이며:

상기식에서:

- R₁ 및 R₂는 같거나 서로 다를 수 있으며, 수소 또는 하기 구조식의 그룹인데:

n은 바람직하게는 1 내지 7의 정수이고, 더 바람직하게는 1이다.

콜히친(colchicine) 및 티오콜히친(thiocolchicine)은 세관(tubulin)과의 반응을 통하여 미세관(microtubule)을 불안정화시키는 능력을 가진 세균발육 억제성(antiblastic) 화합물들이다.

콜히친은 현재 통풍 및 그와 관련된 염증성 질환의 치료에 사용되고 있지만, 그러나 위장관 독성이 강한 관계로 급성 질환에만 국한되어 사용된다.

많은 콜히친 및 티오콜히친 유도체들이 항암성 의약품으로서의 가능한 용도의 관점에서 연구되어 왔지만, 그러나 그러한 화합물들이 종종 아주 제한적인 치료학적 지표(therapeutic index)를 보이는 관계로 연구자들의 노력은 현재까지 성공적이지 못하였다.

단 하나의 콜히친 유도체인 데메콜친(demecolcine)만이 백혈병의 치료를 위하여 과거에 병원에서 사용되었는데, 그러나 성공적이지는 못하였다.

탁산(taxane) 유도체들(파클리탁셀[paclitaxel] 및 유도체들)의 항증식 활성(antiproliferative activity)은 알파 및 베타 형태 세관(tubulin)과의 미세관(microtubule)내에서의 비가역적결합 능력과도 또한 관련되어 있다. 이소세린(isoserine) 잔기에 있는 옥세탄(oxethane) 및 페닐 그룹은 활성 발현에 필수적이라고 밝혀졌는데: 실제로 파클리탁셀 및 기타 이소세린의 C₁₃ 에스테르들과 달리 이소세린 잔기가 없는 바카틴은 실질적으로 항증식활성이 없었고, 이러한 이소세린은 미세관(microtubule)의 다른 두 곳과 결합을 형성하여 중합체 분해반응(depolymerization)을 방해하고 따라서 유사분열 방추체(mitotic spindle)의 활성을 정지시킬 수 있게 된다.

놀랍게도 최근에 일반식 (I)의 화합물들이 세관(tubulin)과의 친화력이 결핍되어 있는데도 불구하고 미세관(microtubule) 조합(assembling) 및 분해(disassembling) 단계에서 모두 항증식활성(anti-proliferative activity)이 있음이 밝혀졌다.

따라서, 일반식 (I) 화합물들의 활성은 현재까지의 세관억제(anti-tubulin) 의약품 분야의 지식으로는 입증할 수 없는 예상밖의 작용메커니즘에 기인하고 있다.

본 발명의 화합물들은 매우 큰 유사분열억제(antimitotic) 활성을 가지고 있고, 또 바람직한 치료학적 지표를 보이는 특징을 가지고 있는데, 이는 다양한 형태의 암뿐만 아니라, 과도한 증식 및 백혈구의 비정상적 이동으로 특징되는 질병인 퇴행성 류마티스성 관절염의 치료학적 처치에 적당하게 사용될 수 있도록 해준다.

화합물 (I)은 가장 효과적인 항암성 의약품과 비교되는 세포독성을 가지고 있으면서도, 현저히 넓은 활성 스펙트럼, 특히 기지의 항암제에 대한 저항성 세포에 대해 활성을 가지고 있다.

화합물 (I)의 제조를 위해서는 N-데아세틸-티오콜히친을 무수 용매 하에 반응성이 큰 디카르복시산(dicarboxylic acid) 유도체와 반응시키는데, 이는 N-모노아실화(N-monoacylation) 생성물을 얻은 다음 이어서 디시클로헥실카보디이미드(dicyclohexylcarbodiimide)와 같은 적당한 축합제의 존재하에 최종화합물에 따라 7, 13 또는 10 위치가 임의로 보호된 바카틴 III 유도체와 반응시키는 조건과 유사하다. 임의로 존재하는 보호기들을 제거하고 및/또는 바카틴 III 잔기에 있는 하이드록시 그룹들을 선택적으로 아실화하여 직접 화합물 (I)을 얻는다.

R이 구조식 c)의 그룹인 화합물 (I)의 경우는 이소세린 잔기에 있는 하이드록시 그룹의 반응성이 큰 관계로 탁산 화합물에 존재하는 기타 하이드록시 그룹들을 미리 보호하지 않고도 반응을 진행시킬 수 있다.

반응성이 큰 적당한 디카르복시산(dicarboxylic acid) 유도체의 예로서는 할로겐화 아실(acyl halides), 산 염화물(acid chlorides), 반응성 무수물 또는 에스테르를 포함한다.

다른 방법으로는, 탁산 유도체를 디카르복시산으로 아실화하고, 이어서 얻어진 생성물을 N-데아세틸-티오콜히친과 축합시킬 수도 있다.

본 발명의 화합물들은 항증식 및 항염증 활성이 있으므로 증식성 병리상태 및 특히 다양한 기원의 암종, 류마티스성 관절염 또는 기타 퇴행성 병리상태의 치 료에 유용하다.

이러한 목적으로, 화합물 (I)은 경구, 비경구, 표피 또는 경피 투여에 적당한 약제학적 조성물의 형태로 투여될 것이다. 화합물 (I)의 용량은 투여경로에 따라 1 내지 100 mg/m²(신체면적)의 범위 내에 있게 될 것이다. 화합물들은 바람직하게는 경구로 투여될 것이다.

조성물의 예로서는 캅셀, 정제, 바이알, 크림, 용액, 과립을 포함한다.

하기 실시예들이 본 발명을 더 구체적으로 설명한다.

실시예 1

a) 데아세틸티오콜히친 100 mg(0.268 mmol, 분자량 373 g/mol)을 무수 디옥산(dioxane) 5 ml에 녹이고 무수 호박산(succinic anhydride) 27 mg(0.268 mmol, 분자량 100 g/mol)을 가한 다음 반응 혼합액을 60 ℃로 5 시간동안 가열한다. TLC 조건: AcOEt/MeOH 4:1. 디옥산을 증류해 버리고 생성물을 추가 정제과정 없이 다음 반응에 이용한다. 생성물 130 mg을 얻는다.

b) a) 단계에서 얻은 생성물 126 mg(0.268 mmol, 분자량 473 g/mol)을 무수 톨루엔 8 ml에 녹인다. 7-Tes-바카틴 187 mg(0.268 mmol, 분자량 700 g/mol), DCC 66 mg(0.321 mmol, 분자량 206 g/mol) 및 DMAP 13 mg(0.1 mmol, 분자량 122 g/mol)을 가한다. 출발물질이 사라질 때까지 혼합물을 상온에서 약 12 시간 교반한다. TLC 조건: AcOEt/MeOH 4:1. 혼합물을 쎌라이트(Celite)를 통하여 여과하고 증 류 건조한다. AcOEt/헥산 9:1의 전개액을 사용한 컬럼(실리카겔)에서 정제하여 보호된 축합반응 생성물 120 mg 및 7-탈보호된 생성물 80 mg을 얻는다.

c) b) 단계에서 얻은 생성물 120 mg(0.103 mmol, 분자량 1155 g/mol)을 MeOH/AcCl 5 ml(메탄올 5 ml 및 AcCl 35 μl)에 녹인다. 반응은 15 분내에 완결된다. 혼합물에 중탄산(bicarbonate)을 가하고 AcOEt로 추출하여 n은 1이고 R은 구조식 a)의 잔기인 일반식 (I)의 생성물 100 mg을 얻는다.

실시예 2

a) 10-O-숙시닐(succinyl)-7-Tes-바카틴 III 100 mg(분자량 699 g/mol, 0.14 mmol) 및 N-데아세틸티오콜히친 54 mg(분자량 373 g/mol, 0.14 mmol)을 무수 톨루엔 5 ml 및 염화메틸렌 2 ml의 혼합액에 가한다. DCC 31 mg(분자량 206 g/mol, 0.15 mmol) 및 DMAP 8.5 mg(분자량 122 g/mol, 0.07 mmol)을 상온에서 가한다. 하루가 지난 후, 반응혼합물을 쎌라이트(Celite)를 통하여 여과하고 톨루엔으로 세척한 다음 증류 건조한다. 플래시컬럼(실리카겔, 전개액 CH₂Cl₂:MeOH=25:1)으로 정제하여 생성물 70 mg을 얻는다.

b) a) 단계에서 얻은 생성물 200 mg(0.213 mmol)을 무수 톨루엔 14 ml에 녹인다. 아래에 SHA-9으로 참조된 하기 구조식의 옥사졸리딘 유도체 183 mg(0.426 mmol), DCC 88 mg(0.426 mmol) 및 DMAP 26 mg(0.213 mmol)을 가하고 혼합물을 상온에서 교반한다. TLC 조건: CH₂Cl₂:MeOH=25:1. 4 시간 후에 반응혼합물을 쎌라이트(Celite)를 통하여 여과하고 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 생성물 240 mg을 얻는다.

c) b) 단계에서 얻은 생성물 160 mg(0.12 mmol, 분자량 1338)을 메탄올 10 ml에 AcCl 70 μl를 녹여 얻어진 용액 3.2 ml에 녹인다. 30 분 후에 5% NaHCO₃를 반응혼합물에 가하고 CH₂Cl₂로 추출한 다음 건조하고 용매를 증류한다. 플래시 크로마토그래피로 정제하여 n은 1이고 R은 구조식 b)의 잔기인 화합물 (I) 97 mg을 얻는다.

실시예 3

파클리탁셀 70 mg(0.038 mmol, 분자량 1824)을 무수 디옥산(dioxane) 5 ml에 녹인다. DCC(1.5 당량), DMAP(5 몰%) 및 실시예 1a의 생성물을 가한다. 혼합물을 110 ℃에서 두 시간 교반한 다음 실시예 1a의 생성물 10 mg 및 DCC 11 mg을 추가로 가한다. 그 후, 상온에서 48 시간 방치한 다음 110 ℃에서 추가로 24 시간 가열한다. 용매를 증류해 버리고 잔사를 플래시 크로마토그래피(AcOEt:MeOH=99:1)에 의해 정제하여 n은 1이고 R은 구조식 c)의 잔기인 화합물 (I) 21 mg을 얻는다.

실시예 4

a) 7-숙시닐(succinyl)-10,13-디-Tes-바카틴 III(390 mg, 0.479 mmol, 분자량 814)의 THF용액 10 ml에 TBAF용액(1M THF용액, 0.96 mmol)을 0 ℃에서 가한다. 혼합액을 0 ℃에서 1 시간 30 분, 그리고 상온에서 2 시간 방치한다. 그 후, TBAF 1 당량을 가하고 보호기가 완전히 제거될 때까지 반응을 계속한다. 반응혼합물에 물을 가하고 AcOEt로 추출한 다음 수층을 1N HCl로 산성화하고 AcOEt로 추출하여 생성물 350 mg을 얻는다.

b) a) 단계에서 얻은 화합물(0.479 mmol)을 톨루엔-THF에서 TIO-NH₂(0.479 mmol), DCC(1.5 당량) 및 DMAP(50 몰%)와 1 시간 반응시킨다. 반응혼합물을 쎌라이트(Celite)를 통하여 여과하고 컬럼 크로마토그래피(CH₂Cl₂:MeOH=25:1)로 정제하여 n은 1이고 R은 구조식 d)의 잔기인 화합물 (I)을 얻는다.

실시예 5

실시예 4의 화합물 200 mg(0.206 mmol)을 톨루엔-무수THF 14 ml에 녹인다. 혼합액에 SHA-9 177 mg(2 당량), DCC 84 mg(2 당량) 및 DMAP 26 mg(0.206 mmol)을 가하고 상온에서 교반한다. TLC 조건: CH₂Cl₂:MeOH=25:1. 4 시간 후에 반응혼합물을 쎌라이트(Celite)를 통하여 여과하고 컬럼 크로마토그래피로 정제한다. 얻어진 생성물을 메탄올 10 ml에 AcCl 70 μl를 녹여 얻어진 용액 4.8 ml에 녹인다. 30 분 후에 5% NaHCO₃를 반응혼합물에 가하고 CH₂Cl₂로 추출한다. 추출액을 건조하고 용매 를 증류한다. 잔사를 플래시 크로마토그래피로 정제하여 n은 1이고 R은 구조식 e)의 잔기이며 여기서 R₁ 및 R₂는 하기 구조식의 그룹인 화합물 (I) 110 mg을 얻는다.

[발명의 효과]

본 발명에 따르면 신규 티오콜히친 및 바카틴 축합유도체를 제공할 수 있으며, 이들은 항증식 및 항염증작용이 있어 항암제, 류마티스성 관절염 치료제로 유용하다.

Claims (5)

1. 일반식 (I)의 화합물.

   

   상기식에서:

   - n은 0 내지 8의 정수이고;

   - R은 하기 구조식 a), b), c), d) 또는 e)의 잔기이며:

   

   

   상기식에서:

   - R₁ 및 R₂는 같거나 서로 다를 수 있으며, 수소 또는 하기 구조식의 그룹이다:

   
2. 제1항에 있어서, n이 1 내지 7의 정수인 화합물.
3. 제2항에 있어서, n이 1인 화합물.
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