KR100845511B1 - 항비만 효과를 나타내는 히드록삼산 유도체 및 이의제조방법 - Google Patents

항비만 효과를 나타내는 히드록삼산 유도체 및 이의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항비만 효과를 나타내는 하기 화학식 1로 표시되는 히드록삼산(Hydroxamic acid) 유도체 및 그 제조방법에 관한 것이다:
[화학식 1]
Figure 112007023588568-pat00001
상기 식 중에서, R1 은 CONH, NHCO, CONR4 또는 NR4CO 이고 이때, R4는 수소 또는 C1 -10의 알킬이고; R2는 -(CH2)n- 이며, n = 0, 1이고; 및 R3는 수소 또는 C1 -10의 알킬이다.
히드록삼산 유도체, 항비만, 루시퍼라아제, IDH3α, TCA회로, CPT1, 중성지방, 비만 생쥐, 혈당

Description

항비만 효과를 나타내는 히드록삼산 유도체 및 이의 제조방법{Hydroxamic acid derivative having anti-obesity activity and the preparation method thereof}
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 항비만 효과를 나타내는 히드록삼산(Hydroxamic acid) 유도체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112007023588568-pat00002
상기 식 중에서, R1 은 CONH, NHCO, CONR4 또는 NR4CO 이고 이때, R4는 수소 또는 C1 -10의 알킬이고; R2는 -(CH2)n- 이며, n = 0, 1이고; 및 R3는 수소 또는 C1 -10의 알킬이다.
지질이 분해되어 에너지원으로 이용되는 과정은 3단계로 나눌 수 있는데, 1단계는 지질이 분해되어 지방산 등의 구성성분으로 되는 단계이고, 2단계는 β-산화(β-oxidation) 등을 거쳐 아세틸코에이(acetyl-CoA, 이하 acetyl-CoA라 칭함)가 되는 단계이며, 3단계는 이것이 TCA회로(tricarboxylic acid cycle, 이하 TCA회로라 칭함)에서 완전히 산화 분해되는 것이다. 여러 가지 에너지원이 대사되어 acetyl-CoA가 되고 이것이 탄소(CO2)와 물(H2O)로까지 산화되는 반응(TCA 회로)은 모두 미토콘드리아(mitochondria)의 기질(matrix)이나 내막에 존재하는 효소군에 의해 일어난다. TCA회로 내에서 구연산(citrate)은 아코니테이즈 효소(aconitase)에 의해 히드록시기(-OH)의 위치가 이동되어 이소시트레이트(isocitrate, 이하 isocitrate라 칭함)로 되는데 isocitrate는 이소시트레이트 탈수소 효소(isocitrate dehydrogenase, 이하 IDH3α라 칭함)에 의해 산화되어 효소에 결합된 상태의 중간물질인 옥살로숙신산(oxalosuccinate)을 생성하고 보효소 NAD+를 환원하며 곧바로 탈탄산되어 알파케토글루타르산(α-ketoglutarate)와 탄소(CO2)를 생성한다. 이때 생성된 NADH는 바로 미토콘드리아 기질 내에 존재하는 전자전달계로 이동이 되어 생체내 활성 에너지인 ATP를 생성하게 된다(Journal of Biological Chemistry. 22199-22205 (1991), Journal of Theoretical Biology., 33-44 (2003)). 한편, 카르니틴 팔미토일 트랜스퍼라아제 1(Carnitine palmitoyl transferase 1:이하 CPT1이라 칭함) 효소는 세포내의 미토콘드리아 내부에 존재하는 단백질로서 긴 사슬의 지방산을 미토콘드리아 내부로 전달하는 역할을 한다. 이 효소는 세포내 미토콘드리아에서 일어나는 긴 사슬 지방산의 산화 과정에서 속도 결정 단계에 관여하는 것으로 알려져 있다. 세포수준의 실험 및 동물 수준의 실험에서 CPT1의 발현을 증가시켰을 경우 지방산의 산화를 촉진시켜 에너지의 소비를 증가 시킨다는 것이 알려졌다(Progress in Lipid Research, 231-268 (2001)). 렙틴은 음식물 섭취, 체중, 에너지 소비를 조절하는데 있어서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며 이러한 렙틴이 녹아웃(knockout) 된 생쥐가 비만이 유도된 생쥐(ob/ob mice)이고, 이러한 렙틴에 대한 수용체에 대한 유전자(leptin receptor)가 녹아웃(knockout) 된 것이 비만 생쥐(db/db mice, Nature, 632-635 (1996); Cell, 491-495 (1996))이다. 이 비만 생쥐들은 대사성 질환 등 당뇨, 고지혈증, 비만 등을 연구하는데 실험모델로서 사용되고 있다.
이에 본 발명자들은 항비만 효과를 나타내는 화합물에 대한 연구를 진행한 결과 신규 히드록삼산 유도체 들이 효과를 나타냄을 확인하였다. 신규 히드록삼산 유도체들이 에너지 소비 대사 촉진을 유발함으로써, 중성 지방의 감소와 체중의 감소를 유발하였는지 확인하기 위하여, 에너지 소비 대사에 관여하는 단백질들 중에서 IDH3α와 CPT1의 각 프로모터와 루시퍼라아제 융합구조물을 함유하는 인간 세포주를 제조하여 이 프로모터들의 활성을 촉진하는지를 확인하였다.
따라서 본 발명의 목적은 비만, 고지혈증, 당뇨 등의 예방 및 치료에 효과를 나타내는 신규 히드록삼산 유도체 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 항비만 효과를 나타내는 하기 화 학식 1로 표시되는 히드록삼산 유도체를 제공한다.
Figure 112007023588568-pat00003
상기 식 중에서, R1 은 CONH, NHCO, CONR4 또는 NR4CO 이고 이때, R4는 수소 또는 C1 -10의 알킬이고; R2는 -(CH2)n- 이며, n = 0, 1이고; 및 R3는 수소 또는 C1 -10의 알킬이다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1의 히드록삼산 유도체를 제조하는 방법을 제공한다.
상기 화학식 1의 히드록삼산 유도체를 제조하는 과정을 살펴보면,
1) 피페로닉산을 메틸 4-아미노 벤조에이트 또는 4-아미노 페닐 아세트산 메틸에스테르와 반응시켜 아미드 결합을 만드어 벤즈아미드 화합물을 제조하는 단계;
2) 피페로닐 아민과 모노 메틸 테레프탈레이트를 반응시켜 아미드 결합을 만들어 벤즈아미드 화합물을 제조하는 단계;
3) 상기 1) 또는 2)단계에서 생성된 벤즈아미드의 아미드 결합을 알킬기로 치환하는 단계;
4) 상기 1) 또는 2)단계에서 생성된 벤즈아미드 또는 상기 3)단계에서 알킬기로 치환된 벤즈아미드의 에스테르를 가수분해하여 산을 생성하는 단계; 및
5) 상기 4)단계에서 가수분해를 통해 생성된 산을 히드록삼산 또는 아민에 알킬기가 치환된 히드록삼산으로 변형시키는 단계;
를 포함한다.
특히, 상기 과정의 마지막 단계인 5)단계에서 히드록삼산 유도체를 제조하는 과정에서 보호/탈보호 반응을 거치지 않고 한 단계로 반응시킴으로써 효율성을 높였다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명에서 제조하는 히드록삼산 유도체는 하기에서 구체적인 예로든 다음과 같은 두 가지 제조 방법을 통해 얻을 수 있다.
먼저, 첫 번째 제조공정을 살펴보면 제조공정 1은
a) 피페로닉산을 메틸 4-아미노 벤조에이트 또는 4-아미노 페닐 아세트산 메틸에스테르와 반응시켜 아미드 결합을 만들어 벤즈아미드 화합물을 제조하는 단계;
b) 상기 a)단계에서 생성된 벤즈아미드의 아미드 결합을 알킬기로 치환하는 단계 ;
c) 상기 a)단계에서 생성된 벤즈아미드 또는 상기 b)단계에서 알킬기로 치환된 벤즈아미드 화합물이 가지고 있는 메틸에스테르를 가수분해하여 산을 제조하는 단계; 및
d) 상기 c)단계에서 제조된 산과 히드록실 아민 염산염 또는 N-메틸 히드록실 아민 염산염을 반응시켜 히드록삼산 또는 아민에 알킬기가 치환된 히드록삼산 유도체를 제조하는 단계;
를 포함한다.
본 발명에 따른 제조방법을 하기 반응식을 통해 보다 구체적으로 설명한다. 먼저, 상기 제조공정 1은 하기 반응식 1로 나타낼 수 있다.
Figure 112007023588568-pat00004
상기 식 중에서, R2는 -(CH2)n- 이며, n = 0, 1이고; R3는 수소 또는 C1 -10의 알킬 및 R4는 수소 또는 C1 -10의 알킬이다.
우선 에틸 클로로포름산염을 피페로닉산에 대해 1.2 당량 사용하여 피페로닉산을 무수화합물로 전환한다. 이 때, 사용할 수 있는 용매로는 피리딘, N-메틸 모르폴린 등이 있다. 이 단계에서 합성한 무수화합물을 메틸 4-아미노 벤조에이트 또는 4-아미노 페닐 아세트산 메틸 에스테르와 반응하여 벤즈아미드 화합물을 생성한다. 이 반응에 사용할 수 있는 용매로는 피리딘, N-메틸 모르폴린 등을 들 수 있다. 또한 N,N-디메틸포름아미드, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름 등의 용매에서는 트리에틸 아민을 메틸 4-아미노 벤조에이트 또는 4-아미노 페닐 아세트산 메틸 에 스테르 1.2 당량 만큼 함께 사용하여 반응을 진행시킬 수 있다. 가장 바람직하게는 피리딘을 사용하는 것이 좋다. 반응온도는 10~20℃가 가장 이상적이다. 10℃ 미만의 온도에서는 반응물인 메틸 4-아미노 벤조에이트 또는 4-아미노 페닐 아세트산 메틸 에스테르가 남아 반응 생성물로부터 제거가 용이하지 않고, 반면에 20℃ 초과의 온도에서는 무수화합물이 가수분해되어 반응생성물의 수득율이 줄기 때문이다.
합성한 벤즈아미드 화합물을 N,N-디메틸포름아미드 용매에서 알킬 할라이드와 반응하여 아미드결합에 알킬기가 치환된 벤즈아미드 화합물을 합성한다. 이때,염기로는 소디움 하이드라이드(sodium hydride)를 벤즈아미드의 1.2 당량비로, 알킬 할라이드도 벤즈아미드의 1.2 당량비로 사용한다. 또한 알킬 할라이드로는 브로모 메탄, 브로모 에탄, 브로모 프로판, 브로모 이소프로판, 브로모 부탄, 브로모 tert-부탄 등을 사용할 수 있다.
그런 다음 아미드 결합에 알킬기가 치환되지 않은 벤즈아미드와 아미드 결합에 알킬기가 치환된 벤즈아미드 화합물들이 가지고 있는 메틸 에스테르를 가수분해하여 산으로 전환한다. 생성된 산을 에틸 클로로포름산염을 사용하여 무수화합물로 전환하고, 이때 에틸 클로로포름산염의 양은 산에 대해서 1.2 당량으로 사용한다. 이 때에도 용매로는 피리딘, N-메틸 모르폴린 등을 사용할 수 있다.
상기 단계에서 합성한 무수화합물을 히드록실 아민 염산염 또는 N-메틸 히드록실 아민 염산염과 반응하여 히드록삼산 화합물을 생성한다. 이 반응에서도 용매로는 피리딘, N-메틸 모르폴린 등을 사용할 수 있으며, 또는 N,N-디메틸포름아미드, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름 등의 용매에서는 트리에틸 아민을 히드록실 아 민 염산염의 1.2 당량의 양 만큼 함께 사용하여 반응을 진행시킬 수 있다. 가장 바람직하게는 용매로 피리딘을 사용하는 것이 좋다. 반응온도는 0~10℃가 가장 이상적이다. 0℃ 미만의 온도에서는 반응물인 히드록실 아민 염산염 또는 N-메틸 히드록실 아민 염산염이 남아 반응생성물의 수득율이 줄어들게 되고, 10℃ 초과의 온도에서는 히드록실아민 또는 N-메틸 히드록실 아민의 히드록시기와 반응하는 부 생성물이 얻어져 반응 생성물로부터 제거가 용이하지 않기 때문이다.
본 발명에 의한 히드록삼산 유도체를 제조하는 또 다른 방법인 제조공정 2는
a) 피페로닐 아민과 모노 메틸 테레프탈레이트를 반응시켜 아미드 결합을 만들어 벤즈아미드 화합물을 제조하는 단계;
b) 상기 a)단계에서 생성된 벤즈아미드의 아미드 결합을 알킬기로 치환하는 단계;
c) 상기 a)단계에서 생성된 벤즈아미드 또는 상기 b)단계에서 알킬기로 치환된 벤즈아미드 화합물이 가지고 있는 메틸에스테르를 가수분해하여 산을 제조하는 단계; 및
d) 상기 c)단계에서 제조된 산과 히드록실 아민 염산염 또는 N-메틸 히드록실 아민 염산염을 반응시켜 히드록삼산 또는 아민에 알킬기가 치환된 히드록삼산 유도체를 제조하는 단계;
를 포함하며, 이를 하기 반응식 2에 나타내었다.
Figure 112007023588568-pat00005
상기 식 중에서, R2는 -(CH2)n- 이며, n = 0, 1이고; R3는 수소 또는 C1 -10의 알킬 및 R4는 수소 또는 C1 -10의 알킬이다.
먼저, 반응식 1에서 살펴본 바와 같이 에틸 클로로포름산염을 사용하여 모노 테레프탈레이트를 무수화합물로 전환한다. 이와 같이 합성한 무수화합물을 피레로닐 아민과 반응하여 벤즈아미드 화합물을 생성한다. 추후 진행되는 반응은 반응식 1과 동일한 방법으로 실시한다.
상기와 같은 제조방법에 의해 얻어지는 화학식 1의 히드록삼산 유도체의 구체적인 예로는,
1. N-(4-(히드록시카바모일)페닐)벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드,
2. N-(4-((히드록시카바모일)메틸)페닐)벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드,
3. N-(4-(히드록시카바모일)페닐)-N-메틸벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이 드,
4. N-(4-(N-히드록시-N-메틸카바모일)페닐)벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드,
5. N-(4-((N-히드록시-N-메틸카바모일)메틸)페닐)벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드,
6. N-(4-(N-히드록시-N-메틸카바모일)페닐)-N-메틸벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드,
7. N1-(벤조[d][1,3]디옥솔-6-일)-N4-히드록시터프탈아마이드,
8. N1-(벤조[d][1,3]디옥솔-6-일)-N4-히드록시-N1-메틸터프탈아마이드,
9. N1-(벤조[d][1,3]디옥솔-6-일)-N4-히드록시-N4-메틸터프탈아마이드,
10. N1-(벤조[d][1,3]디옥솔-6-일)-N4-히드록시-N1,N4-디메틸터프탈아마이드,
등을 들 수 있다.
상기한 공정에 의해 제조한 화학식 1의 히드록삼산 유도체는 에너지 대사에 관여하는 단백질 중에서 IDH3α와 CPT1의 각 프로모터의 활성을 촉진한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 따른 히드록삼산 화합물의 제조방법을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다.
[실시예 1] N-(4-(히드록시카바모일)페닐)벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드의 제조
20.0g의 피페로닉산(0.12mol)을 피리딘 250ml에 녹이고, 10℃ 빙수욕에서 냉각하여 에틸 클로로포름산염 15.6g(0.14mol)을 30분 동안 적가하였다. 상온에서 2시간 교반한 다음 반응액을 여과하여 염을 제거한 후 무수화합물을 얻었다. 메틸 아미노 벤조에이트 18.1g(0.12mol)을 피리딘 250ml에 녹이고, 10℃ 빙수욕에서 냉각하여 앞 단계에서 얻은 무수화합물을 30분 동안 적가하였다. 추가로 2시간 동안 교반한 뒤 용매를 증류하고 잔사를 초산에틸 300ml에 녹인 후, 초산에틸 용액을 5% 염산과 증류수로 세척하고 황산마그네슘과 활성탄을 가하여 건조, 탈색하였다. 불용물을 여과하고 여액을 감압 하에서 증발시켜 반응 생성물인 메틸 4-(벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사이미도)벤조에이트(30.5g, 85% 수율)를 미색 고체로 얻었다.
다음으로 메틸 4-(벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사이미도)벤조에이트(30.5g)를 메탄올 500ml에 넣어 녹인 뒤 KOH 10% 용액 50ml를 넣고 3시간 동안 교반하였다. 교반 후 염산 용액으로 중화하여 생성된 고체를 여과하여 산 화합물인 4-(벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사이미도)벤조익산(23.2g, 80% 수율)을 얻었다.
생성된 4-(벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사이미도)벤조익산(23.2g, 0.08mol)을 피리딘 200ml에 녹이고, 10℃ 빙수욕에서 냉각하여 에틸 클로로포름산염 8.7g(0.08mol)을 30분 동안 적가하였다. 상온에서 2시간 교반한 뒤 반응액을 여과하고 염을 제거하여 생성된 무수화합물을 얻었다.
5.5g의 히드록실 아민 염산염(0.08mol)을 피리딘 100ml에 녹이고, 10℃ 빙수욕에서 냉각하여 앞 단계에서 얻은 무수화합물을 30분 동안 적가하였다. 추가로 2시간 동안 교반한 뒤 용매를 증류하고 잔사를 초산에틸 300ml에 녹인 후, 초산에틸 용액을 5% 염산과 증류수로 세척하고 황산마그네슘과 활성탄을 가하여 건조, 탈색하였다. 불용물을 여과하고 여액을 감압 하에서 증발시켜 최종 생성물인 N-(4-(히드록시카바모일)페닐)벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드 (15.6g, 65% 수율)를 미색 고체로 얻었다.
TLC(초산에틸:헥산 = 1:1); Rf = 0.51
1H NMR(DMSO-d6): δ11.22(s, 1H), 10.26(s, 1H), 9.23(s, 1H), 8.01(m, 4H), 7.45(s, 1H), 7.10(m, 2H), 6.07(s, 2H).
[실시예 2] N-(4-((히드록시카바모일)메틸)페닐)벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드의 제조
메틸 4-아미노 벤조에이트 대신에 4-아미노 페닐아세트산 메틸 에스테르를 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 목적물(11.9g, 44%)을 미색의 고체로 얻었다.
TLC(초산에틸:헥산 = 1:1); Rf = 0.53
1H NMR(DMSO-d6): δ11.21(s, 1H), 10.24(s, 1H), 9.21(s, 1H), 8.01(m, 4H), 7.45(s, 1H), 7.10(m, 2H), 6.06(s, 2H), 3.10(s, 2H).
[실시예 3] N-(4-(히드록시카바모일)페닐)-N-메틸벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드의 제조
실시예 1의 중간 단계에서 얻은 메틸 4-(벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사이미도)벤조에이트(47g, 0.15mol)를 N,N-디메틸포름아미드 250ml에 녹이고, 10℃ 빙수욕에서 냉각하여 소디움 하이드라이드(3.6g, 0.15mol)를 N,N-디메틸포름아미드 500ml에 녹여 천천히 적가하였다. 이 반응액에 브로모 메탄(14.2g, 0.15mol)을 적가하고 반응액을 1시간 동안 추가 교반하였다. 추가로 2시간 동안 교반한 뒤 용매를 증류하고 잔사를 초산에틸 300ml에 녹인 다음, 초산에틸 용액을 5% 염산과 증류수로 세척하고 황산마그네슘과 활성탄을 가하여 건조, 탈색하였다. 불용물을 여과하고 여액을 감압 하에서 증발시켜 반응 생성물인 메틸 4-(N-메틸 벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사이미도)벤조에이트 (39.9g, 85% 수율)를 미색 고체로 얻었다. 이 이후의 방법은 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 목적물(12.8g, 38%)을 미색의 고체로 얻었다.
TLC(초산에틸:헥산 = 1:1); Rf = 0.53
1H NMR(DMSO-d6): δ11.22(s, 1H), 9.23(s, 1H), 8.01(m, 4H), 7.45(s, 1H), 7.10(m, 2H), 6.07(s, 2H), 3.20(s, 3H).
[실시예 4] N-(4-(N-히드록시-N-메틸카바모일)페닐)벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드의 제조
히드록실 아민 염산염 대신에 N- 메틸 히드록실 아민 염산염을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 목적물(11.4g, 39%)을 미색의 고체로 얻었다.
TLC(초산에틸:헥산 = 1:4) Rf = 0.54
1H NMR(DMSO-d6): δ10.26(s, 1H), 9.23(s, 1H), 8.01(m, 4H), 7.45(s, 1H), 7.10(m, 2H), 6.07(s, 2H), 3.21(s, 3H).
[실시예 5] N-(4-((N-히드록시-N-메틸카바모일)메틸)페닐)벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드의 제조
히드록실 아민 염산염 대신에 N- 메틸 히드록실 아민 염산염을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법을 사용하여 목적물(11.4g, 39%)을 미색의 고체로 얻었다.
TLC(초산에틸:헥산 = 1:1); Rf = 0.52
1H NMR(DMSO-d6): δ10.24(s, 1H), 9.21(s, 1H), 8.01(m, 4H), 7.45(s, 1H), 7.10(m, 2H), 6.06(s, 2H), 3.15(s, 3H), 3.10(s, 2H).
[실시예 6] N-(4-(N-히드록시-N-메틸카바모일)페닐)-N-메틸벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드의 제조
히드록실 아민 염산염 대신에 N- 메틸 히드록실 아민 염산염을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 3과 동일한 방법을 사용하여 목적물(11.4g, 39%)을 미색의 고체로 얻었다.
TLC(초산에틸:헥산 = 1:1); Rf = 0.50
1H NMR(DMSO-d6): δ9.23(s, 1H), 8.01(m, 4H), 7.45(s, 1H), 7.10(m, 2H), 6.07(s, 2H), 3.21(s, 3H), 3.10(s, 3H).
[실시예 7] N1-(벤조[d][1,3]디옥솔-6-일)-N4-히드록시터프탈아마이드의 제조
피페로닉산 대신에 모노 테레프탈레이트, 메틸 4-아미노 벤조에이트 대신에 피페로닐 아민을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 목적물(11.8g, 46%)을 미색의 고체로 얻었다.
TLC(초산에틸:헥산 = 1:1); Rf = 0.53
1H NMR(DMSO-d6): δ11.21(s, 1H), 10.23(s, 1H), 9.21(s, 1H), 8.00(m, 4H), 7.44(s, 1H), 7.12(m, 2H), 6.05(s, 2H).
[실시예 8] N1-(벤조[d][1,3]디옥솔-6-일)-N4-히드록시-N1-메틸터프탈아마이드의 제조
피페로닉산 대신에 모노 테레프탈레이트, 메틸 4-아미노 벤조에이트 대신에 피페로닐 아민을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 3과 동일한 방법을 사용하여 목적물(11.8g, 46%)을 미색의 고체로 얻었다.
TLC(초산에틸:헥산 = 1:1); Rf = 0.51
1H NMR(DMSO-d6): δ11.20(s, 1H), 9.22(s, 1H), 8.03(m, 4H), 7.43(s, 1H), 7.11(m, 2H), 6.05(s, 2H), 3.21(s, 3H).
[실시예 9] N1 -(벤조[d][1,3]디옥솔-6-일)-N4-히드록시-N4-메틸터프탈아마이드의 제조
히드록실 아민 염산염 대신에 N- 메틸 히드록실 아민 염산염을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 7과 동일한 방법을 사용하여 목적물(11.4g, 39%)을 미색의 고체로 얻었다.
TLC(초산에틸:헥산 = 1:1); Rf = 0.51
1H NMR(DMSO-d6): δ10.23(s, 1H), 9.21(s, 1H), 8.01(m, 4H), 7.42(s, 1H), 7.13(m, 2H), 6.06(s, 2H), 3.21(s, 3H).
[실시예 10] N1-(벤조[d][1,3]디옥솔-6-일)-N4-히드록시-N1,N4-디메틸터프탈아마이드의 제조
히드록실 아민 염산염 대신에 N- 메틸 히드록실 아민 염산염을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 8과 동일한 방법을 사용하여 목적물(11.4g, 39%)을 미색의 고체로 얻었다.
TLC(초산에틸:헥산 = 1:1); Rf = 0.54
1H NMR(DMSO-d6): δ9.22(s, 1H), 8.03(m, 4H), 7.44(s, 1H), 7.12(m, 2H), 6.05(s, 2H), 3.22(s, 3H), 3.11(s, 3H).
[시험예 1] IDH3α 프로모터의 활성 측정
<1단계> 세포주와 세포 배양
IDH3α 프로모터-루시퍼라아제 및 세포내에서 유전자의 지속적인 발현을 위한 네오마이신(neomycin)-선택적 표지 융합 유전자를 함유하는 Huh7 세포주를 10% 우혈청(fetal calf sefum)을 함유한 DMEM 배지(Dulbecco's modifided Eagle's Medium, Invitrogen, 1210-0038) 및 페닐실린/스트렙토마이신(peniciliin/streptomycin) 항생제 (Invitrogen, 15140-122)에서 배양하였고, 배양은 모두 37℃, 5% CO2 배양기에서 수행하였다.
<2단계> 상기 화합물의 IDH3α 프로모터의 활성 증가
단계 1에서 배양된 세포주를 각각 트립신 처리하여 단일세포 현탁액을 만들고 96 공평판 배양기(well plate)에서 24시간 배양하였다. 그 후 DMEM 배지에 DMSO (dimethyl sulfoxide)에 녹인 실시예 1 ~ 10으로부터 얻은 히드록삼산 유도체들을 10ppm의 농도로 세포에 24시간 처리하였다. 처리 후 프로메가(promega)사의 루시퍼라아제 활성 측정 키트(Luciferase assay kit)를 이용해 발현되는 루시퍼라아제의 활성을 측정함으로써 프로모터의 활성을 측정할 수 있었다. 음성대조군으로 비처리군을 사용하고, 양성대조군으로 비만에 효과적인 것으로 알려진 제니스테인(Genistein)(특허 출원 : 10-2003-0095226)을 함께 사용하였으며, 측정 결과는 표 1에 나타내었다.
물질 루시퍼라아제 활성
비처리군 2000
제니스테인 6000
실시예 1 12000
실시예 2 11000
실시예 3 12500
실시예 4 11600
실시예 5 12100
실시예 6 12000
실시예 7 13210
실시예 8 12100
실시예 9 11100
실시예 10 10230
IDH3α 프로모터의 활성 분석을 해 본 결과, 대조군과 비교할 때 루시퍼라제 활성 증가 효과를 확인할 수 있었다. 이를 통해 히드록삼산 유도체가 IDH3α 프로모터 활성을 촉진하는 역할을 하며, 지질의 분해를 촉진시키는 역할을 한다는 것을 알 수 있다.
[시험예 2] CPT1 프로모터의 활성 측정
<1단계> 세포주와 세포 배양
CPT1 프로모터-루시퍼라아제 및 세포내에서 유전자의 지속적인 발현을 위한 네오마이신(neomycin)-선택적 표지 융합 유전자를 함유하는 Huh7 세포주를 10% 우혈청(fetal calf sefum)을 함유한 DMEM 배지(Dulbecco's modifided Eagle's Medium, Invitrogen, 1210-0038) 및 페니실린/스트렙토마이신(peniciliin/streptomycin) 항생제 (Invitrogen, 15140-122)에서 배양하였고, 배양은 모두 37℃, 5% CO2 배양기에서 수행하였다.
<2단계> 상기 화합물의 CPT1 프로모터의 활성 증가
단계 1에서 배양된 세포주를 각각 트립신 처리하여 단일세포 현탁액을 만들고 96 공평판 배양기(well plate)에서 24시간 배양하였다. 그 후 DMEM 배지에 DMSO (dimethyl sulfoxide)에 녹인 실시예 1 ~ 10으로부터 얻은 히드록삼산 유도체들을 10ppm의 농도로 세포에 24시간 처리하였다. 처리 후 프로메가(promega)사의 루시퍼라아제 활성 측정 키트(Luciferase assay kit)를 이용해 발현되는 루시퍼라아제의 활성을 측정함으로써 프로모터의 활성을 측정할 수 있었다. 음성대조군으로 비처리군을 사용하고, 양성대조군으로 비만에 효과적인 것으로 알려진 제니스테인(Genistein)(특허 출원 : 10-2003-0095226)을 함께 사용하였으며, 측정 결과는 표 2에 나타내었다.
물질 루시퍼라아제 활성
비처리군 10000
제니스테인 19000
실시예 1 33000
실시예 2 34200
실시예 3 35000
실시예 4 32100
실시예 5 31000
실시예 6 30000
실시예 7 29800
실시예 8 33200
실시예 9 32100
실시예 10 32200
CPT1 프로모터의 활성 분석을 해 본 결과, 대조군과 비교할 때 루시퍼라제 활성 증가 효과를 확인할 수 있었다. 이를 통해 히드록삼산 유도체가 CPT1 프로모터 활성을 촉진하는 역할을 하며 CPT1의 발현이 증가되어 지방산의 산화를 촉진시켜 에너지의 소비를 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.
본 발명에 의한 히드록삼산 유도체들은 에너지 소비 대사에 관여하는 단백질 중에서 IDH3α와 CPT1의 각 프로모터의 활성 증가를 유발함으로, 향후 비만, 고지혈증, 당뇨병 등의 지방대사 이상 질환에 대한 예방 또는 치료용에 유용하게 사용 될 수 있다.

Claims (9)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 히드록삼산 유도체:
    [화학식 1]
    Figure 112007023588568-pat00006
    상기 식 중에서, R1 은 CONH, NHCO, CONR4 또는 NR4CO 이고 이때, R4는 수소 또는 C1 -10의 알킬이고; R2는 -(CH2)n- 이며, n = 0, 1이고; 및 R3는 수소 또는 C1 -10의 알킬이다.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 화학식 1의 히드록삼산 유도체는 N-(4-(히드록시카바모일)페닐)벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드; N-(4-((히드록시카바모일)메틸)페닐)벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드; N-(4-(히드록시카바모일)페닐)-N-메틸벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드; N-(4-(N-히드록시-N-메틸카바모일)페닐)벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드; N-(4-((N-히드록시-N-메틸카바모일)메틸)페닐)벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드; N-(4-(N-히드록시-N-메틸카바모일)페닐)-N-메틸벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드; N1-(벤조[d][1,3]디옥솔-6-일)-N4-히드록시터프탈아마이드; N1-(벤조[d][1,3]디옥솔-6-일)-N4-히드록시-N1-메틸터프탈아마이 드; N1-(벤조[d][1,3]디옥솔-6-일)-N4-히드록시-N4-메틸터프탈아마이드; 및 N1-(벤조[d][1,3]디옥솔-6-일)-N4-히드록시-N1,N4-디메틸터프탈아마이드;로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 히드록삼산 유도체.
  3. a) 에틸 클로로포름산염을 피페로닉산에 대해 1.2 당량 사용하고 피리딘 또는 N-메틸 모르폴린을 용매로 사용하여 합성한 무수화합물을 메틸 4-아미노 벤조에이트 또는 4-아미노 페닐 아세트산 에틸에스테르와 10~20℃에서 피리딘 또는 N-메틸 모르폴린을 용매로 사용하여 반응시켜 아미드 결합을 만들어 벤즈아미드 화합물을 제조하는 단계;
    b) 상기 a)단계에서 생성된 벤즈아미드의 아미드 결합을 N,N-디메틸포름아미드 용액을 용매로 사용하고 브로모 메탄, 브로모 에탄, 브로모 프로판, 브로모 이소프로판, 보롬 부탄 및 브로모 tert-부탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 알킬 할라이드와 반응시켜 알킬기로 치환하는 단계;
    c) 상기 a)단계에서 생성된 벤즈아미드 또는 상기 b)단계에서 알킬기로 치환된 벤즈아미드 화합물이 가지고 있는 메틸에스테르를 가수분해하여 산을 제조하고, 생성된 산을 에틸 클로로포름산염을 산에 대하여 1.2당량 사용하고 피리딘 또는 N-메틸 모르폴린을 용매로 사용하여 무수화합물로 전환하는 단계; 및
    d) 상기 c)단계에서 제조된 무수화합물과 히드록실 아민 염산염 또는 N-메틸 히드록실 아민 염산염을 0~10℃에서 피리딘 또는 N-메틸 모르폴린을 용매로 사용하여 반응시켜 히드록삼산 또는 아민에 알킬기가 치환된 히드록삼산 유도체를 제조하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하기 화학식 1로 표시되는 히드록삼산 유도체를 제조하는 방법.
    [화학식 1]
    Figure 112008022969875-pat00007
    상기 식 중에서, R1 은 CONH, NHCO, CONR4 또는 NR4CO 이고 이때, R4는 수소 또는 C1-10의 알킬이고; R2는 -(CH2)n- 이며, n = 0, 1이고; 및 R3는 수소 또는 C1-10의 알킬이다.
  4. a) 에틸 클로로포름산염을 사용하여 무수화합물로 전환시킨 모노 테레프탈레이트의 무수화합물을 피레로닐 아민과 반응시켜 아미드 결합을 만들어 벤즈아미드 화합물을 제조하는 단계;
    b) 상기 a)단계에서 생성된 벤즈아미드의 아미드 결합을 N,N-디메틸포름아미드 용액을 용매로 사용하고 브로모 메탄, 브로모 에탄, 브로모 프로판, 브로모 이소프로판, 브로모 부탄 및 브로모 tert-부탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 알킬 할라이드와 반응시켜 알킬기로 치환하는 단계;
    c) 상기 a)단계에서 생성된 벤즈아미드 또는 상기 b)단계에서 알킬기로 치환된 벤즈아미드 화합물이 가지고 있는 메틸에스테르를 가수분해하여 산을 제조하고, 생성된 산을 에틸 클로로포름산염을 산에 대하여 1.2당량 사용하고 피리딘 또는 N-메틸 모르폴린을 용매로 사용하여 무수화합물로 전환하는 단계; 및
    d) 상기 c)단계에서 제조된 무수화합물과 히드록실 아민 염산염 또는 N-메틸 히드록실 아민 염산염을 0~10℃에서 피리딘 또는 N-메틸 모르폴린을 용매로 사용하여 반응시켜 히드록삼산 또는 아민에 알킬기가 치환된 히드록삼산 유도체를 제조하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 화학식 1로 표시되는 히드록삼산 유도체를 제조하는 방법.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 화학식 1의 히드록삼산 유도체는 N-(4-(히드록시카바모일)페닐)벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드; N-(4-((히드록시카바모일)메틸)페닐)벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드; N-(4-(히드록시카바모일)페닐)-N-메틸벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드; N-(4-(N-히드록시-N-메틸카바모일)페닐)벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드; N-(4-((N-히드록시-N-메틸카바모일)메틸)페닐)벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드; N-(4-(N-히드록시-N-메틸카바모일)페닐)-N-메틸벤조[d][1,3]-디옥솔-5-카복사마이드; N1-(벤조[d][1,3]디옥솔-6-일)-N4-히드록시터프탈아마이드; N1-(벤조[d][1,3]디옥솔-6-일)-N4-히드록시-N1-메틸터프탈아마이드; N1-(벤조[d][1,3]디옥솔-6-일)-N4-히드록시-N4-메틸터프탈아마이드; 및 N1-(벤조[d][1,3]디옥솔-6-일)-N4-히드록시-N1,N4-디메틸터프탈아마이드;로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 히드록삼산 유도체의 제조방법.
  6. 제 1항 또는 제 2항의 히드록삼산 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 항비만제.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 히드록삼산 유도체는 IDH3α(isocitrate dehydrogenase) 또는 CPT1(carnitine palmitoyl transferase 1) 프로모터의 활성을 유발하는 것을 특징으로 하는 항비만제.
  8. 제 1항 또는 제 2항의 히드록삼산 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 당뇨병치료제.
  9. 제 1항 또는 제 2항의 히드록삼산 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 고지혈증 치료제.
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