KR101258537B1 - A novel curcumin derivative with improved water solubility and stability compared with curcumin and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 커큐민의 문제점으로 지적되어 온 수용성 및 안정성을 개선하기 위해 개발된 신규 커큐민 유도체에 관한 것으로 더욱 상세하게는 항암활성을 갖는 수용성 및 안정성을 개선된 신규 커큐민 유도체 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a new curcumin derivative developed to improve the water solubility and stability that has been pointed out as a problem of curcumin, and more particularly, to a new curcumin derivative having improved water solubility and stability having anticancer activity and a method of preparing the same.

Description

커큐민에 비해 개선된 수용성 및 안정성을 갖는 신규한 커큐민 유도체 {A novel curcumin derivative with improved water solubility and stability compared with curcumin and method thereof}A novel curcumin derivative with improved water solubility and stability compared with curcumin and method

본 발명은 커큐민의 문제점으로 지적되어 온 수용성 및 안정성을 개선하기 위해 개발된 신규 커큐민 유도체에 관한 것으로 더욱 상세하게는 항암활성을 갖는 수용성 및 안정성을 개선된 신규 커큐민 유도체 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a new curcumin derivative developed to improve the water solubility and stability that has been pointed out as a problem of curcumin, and more particularly, to a new curcumin derivative having improved water solubility and stability having anticancer activity and a method of preparing the same.

일반적으로 커큐민 (Curcumin)은 아래 화학식 1의 구조를 가진 화합물로 강황 또는 울금 (Curcuma longa)이라 불리는 식물의 뿌리에서 나오는 노란색 색소로서, 향신료로서의 기능뿐만 아니라 강력한 항산화효과를 가지고 있어서 오래 전부터 상처의 치료 등에 이용되어 왔다. Curcumin is a yellow pigment from the root of a plant called turmeric or Curcuma longa, which has the structure of Chemical Formula 1 below.It has a strong antioxidant effect as well as a spice, and has been used for the treatment of wounds for a long time. It has been used.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112010067807272-pat00001
Figure 112010067807272-pat00001

한편 최근에는 암 예방 효과 (chemopreventive effect) 및 항암효과 (anticancer effect)에 대한 연구 결과들이 많이 발표되고 있으며 [(a) Bemis, D. L.; Katz, A. E.;p Buttyan, R. Expert Opin . Invest. Drugs 2006, 15, 1191-1200; (b) Nonn, L.; Duong, D.; Peehl, D. M. Carcinogenesis 2006, 28, 1188-1196], 특히 전립선암 [Deeb, D.; Jiang, H.; Gao, X.; Al-Holou, S.; Danyluk, A. L.; Dulchavsky, S. A.; Gautam, S. C. J. Pharmacol . Exp . Ther . 2007, 321, 616-625], 신장암 [Woo, J. H.; Kim, Y. H.; Choi, Y. J.; Kim, D. G.; Lee, K. S.; Bae, J. H.; Min, D. S.; Chang, J. S.; Jeong, Y. J.; Lee, Y. H.; Park, J. W.; Kwon, T. K. Carcinogenesis 2003, 24, 1199-1208], 간암 [Yoysungnoen, P.; Wirachwong, P.; Bhattarakosol, P.; Niimi, H.; Patumraj, S. Clin . Hemorheol . Microcirc. 2006, 34, 109-115], 림프종 및 골수종 [Anuchapreeda, S.; Limtrakul, P.; Thanarattanakorn, P.; Sittipreechacharn, S.; Chanarat, P. Arch . Pharm . Res . 2006, 29, 80-87], 그리고 피부암 [Odot, J.; Albert, P.; Carlier, A.; Tarpin, M.; Devy, J.; Madoulet, C. Int . J. Cancer 2004, 111, 381-387] 등의 세포주에서 커큐민에 의한 항암 효과가 보고된 바 있다. Recently, many studies on the chemopreventive and anticancer effects have been published. [(A) Bemis, DL; Katz, AE; p Buttyan, R. Expert Opin . Invest. Drugs 2006, 15 , 1191-1200; (b) Nonn, L .; Duong, D .; Peehl, DM Carcinogenesis 2006, 28 , 1188-1196, especially prostate cancer [Deeb, D .; Jiang, H .; Gao, X .; Al-Holou, S .; Danyluk, AL; Dulchavsky, SA; Gautam, SC J. Pharmacol . Exp . Ther . 2007, 321 , 616-625, kidney cancer [Woo, JH; Kim, YH; Choi, YJ; Kim, DG; Lee, KS; Bae, JH; Min, DS; Chang, JS; Jeong, YJ; Lee, YH; Park, JW; Kwon, TK Carcinogenesis 2003, 24 , 1199-1208, liver cancer [Yoysungnoen, P .; Wirachwong, P .; Bhattarakosol, P .; Niimi, H .; Patumraj, S. Clin . Hemorheol . Microcirc. 2006, 34 , 109-115, lymphoma and myeloma [Anuchapreeda, S .; Limtrakul, P .; Thanarattanakorn, P .; Sittipreechacharn, S .; Chanarat, P. Arch . Pharm . Res . 2006, 29 , 80-87, and skin cancer [Odot, J .; Albert, P .; Carlier, A .; Tarpin, M .; Devy, J .; Madoulet, C. Int . J. Cancer 2004, 111 , 381-387] has been reported anti-cancer effect by curcumin.

NF-kB는 커큐민의 대표적인 세포 내 표적 단백질로 알려져 있으며 [Tomita, M.; Kawakami, H.; Uchihara, J. M.; Okudaira, T.; Masuda, M.; TAkasu, N.; Matsuda, T.; Ohta, T.; Tanaka, Y.; Ohshiro, K.; Mori, N. Int . J. Cancer 2006, 118, 765-772] 커큐민에 의한 NF-kB 활성 저해는 세포자멸사 (apoptosis) 유발을 비롯하여, protein kinase C, epidermal growth factor receptor tyrosine kinase, HER-2 등의 효소 활성 저해 등으로 귀결된다 [(a) Aggarwal, B. B.; Shishodia, S. Biochem . Pharmacol . 2006, 71, 1397-1421; (b) Sharma, R. A.; Gescher, A. J.; Steward, W. P. Eur . J. Cancer 2005, 41, 1955-1968]. NF-kB is known as a representative intracellular target protein of curcumin [Tomita, M .; Kawakami, H .; Uchihara, JM; Okudaira, T .; Masuda, M .; TAkasu, N .; Matsuda, T .; Ohta, T .; Tanaka, Y .; Ohshiro, K .; Mori, N. Int . J. Cancer 2006, 118 , 765-772] Curcumin inhibited NF-kB activity by inducing apoptosis and inhibiting enzyme activity such as protein kinase C, epidermal growth factor receptor tyrosine kinase, and HER-2. Results in [(a) Aggarwal, BB; Shishodia, S. Biochem . Pharmacol . 2006, 71 , 1397-1421; (b) Sharma, RA; Gescher, AJ; Steward, W P Eur . J. Cancer 2005, 41 , 1955-1968].

또한, 커큐민은 유방암 세포주 (MCF-7)에서 mitotic spindle disruption 및 G2/M phase cell arrest 등의 기작을 통해 항암효과를 보이며 [Holy, J. M. Mutat . Res . 2002, 518, 71-84], 대장암 세포주 (HT29)에서는 세포 축소, DNA 분해 등의 기작을 통해 항암효과를 나타낸다 [Jiang, M. C.; Yang-Yen, H. F.; Yen, J. J.; Lin, J. K. Nutr . Cancer 1996, 26, 111-120].In addition, curcumin has anticancer effects through mitotic spindle disruption and G2 / M phase cell arrest in breast cancer cell line (MCF-7) [Holy, JM Mutat . Res . 2002, 518 , 71-84], colorectal cancer cell line (HT29) exhibits anti-cancer effects through cell shrinkage, DNA degradation and the like [Jiang, MC; Yang-Yen, HF; Yen, JJ; Lin, JK Nutr . Cancer 1996, 26 , 111-120.

다른 항암제와 비교해서 커큐민이 가지는 가장 큰 특징은 인체에 무해하다는 것으로서, 임상 I상에서 일일 경구투여량 8 g 까지 [Cheng, A. L.; Hsu, C. H.; Lin, J. K.; Hsu, M. M.; Ho, Y. F.; Shen, T. S.; Ko, J. Y.; Lin, J. T.; Lin, B. R.; Ming-Shiang, W.; Yu, H. S.; Jee, S. H.; Chen, G. S.; Chen, T. M.; Chen, C. A.; Lai, M. K.; Pu, Y. S.; Pan, M. H.; Wang, Y. J.; Tsai, C. C.; H냐도, C. Y. Anticancer Res . 2001, 21, 2895-2900], 그리고 임상 II상에서 일일 경구투여량 3.6 g 까지 아무런 약물제한적 독성 (dose-limiting toxicity)이 발견되지 않았다 [Sharma, R. A.; Euden. A.; Platton, S. L.; Cooke, D. N.; Shafayat, A.; Hewitt, H. R.; Marczylo, T. H.; Morgan, B.; Hemingway, D.; Plummer, S. M.; Pirmohamed, M.; Gescher, A. J.; Steward, W. P. Clin. Cancer Res . 2004, 10, 6847-6854].The biggest feature of curcumin compared to other anticancer drugs is that it is harmless to the human body. In Phase I, up to 8 g of daily oral dose [Cheng, AL; Hsu, CH; Lin, JK; Hsu, MM; Ho, YF; Shen, TS; Ko, JY; Lin, JT; Lin, BR; Ming-Shiang, W .; Yu, HS; Jee, SH; Chen, GS; Chen, TM; Chen, CA; Lai, MK; Pu, YS; Pan, MH; Wang, YJ; Tsai, CC; H, CY Anticancer Res . 2001, 21 , 2895-2900], and no phase-limiting toxicity was found in Phase II up to 3.6 g of the daily oral dose [Sharma, RA; Euden. A .; Platton, SL; Cooke, DN; Shafayat, A .; Hewitt, HR; Marczylo, TH; Morgan, B .; Hemingway, D .; Plummer, SM; Pirmohamed, M .; Gescher, AJ; Steward, WP Clin. Cancer Res . 2004, 10 , 6847-6854.

그러나, 이와 같은 우수한 효능에도 불구하고 커큐민은 매우 낮은 수용성으로 인해 생체 내에서의 약효에 큰 제약을 받을 수밖에 없으며, 궁극적으로 커큐민의 낮은 생체이용률과 생체분포의 원인이 된다. 실제로, 간전이성 결장암 환자에 하루 0.45 ~ 3.6 g의 커큐민을 투여했을 때, 혈청 내에서 매우 미미한 양 (low-nanomolar)의 커큐민 혹은 그 대사체가 발견되었을 뿐, 간에서는 전혀 발견되지 않았다 [Garcea, G.; Jones, D. J.; Sin호, R.; Dennison, A. R.; Farmer, P. B.; Sharma, R. A.; Steward, W. P.; Gescher, A. J.; Berry, D. P. Br . J. Cancer 2004, 90, 1011-1015].However, in spite of such excellent efficacy, curcumin is inevitably restricted to its efficacy in vivo due to its very low water solubility and ultimately causes curcumin's low bioavailability and biodistribution. In fact, when 0.45 to 3.6 g of curcumin was administered to patients with liver metastatic colon cancer, only a very low amount of curcumin or its metabolites were found in serum, but not in the liver at all [Garcea, G. .; Jones, DJ; Sin, R .; Dennison, AR; Farmer, PB; Sharma, RA; Steward, WP; Gescher, AJ; Berry, DP Br . J. Cancer 2004, 90 , 1011-1015.

또한, 커큐민은 산성은 물론, 중성 조건하에서도 불안정하여 바닐린 (vanillin)을 비롯하여 feruroylmethane과 ferulic acid와 같은 다양한 물질들로 분해된다고 알려져 있는데 [Wang, Y.-J.; Pan, M.-H.; Cheng, A.-L.; Lin, L.-I.; Ho, Y.-S.; Hsido, C.-Y.; Lin, J.-K. J. Pharm . Biomed . Anal. 1997, 15,1867-1876], 커큐민의 α,β-unsaturated 1,3-diketone moiety는 잘 알려진 Michael acceptor로서 nucleophile의 conjugate addition이 쉽게 일어나므로 [M.W. Amolins, M. W.;Peterson, L. B.; Blagg, B. L. J. Bioorg . Med . Chem . 2009, 17, 360-367] 이에 근거하여 도 1과 같은 domino Michael addition-retro-Aldol condensation을 분해 기작으로 제시할 수 있다. 이와 같은 커큐민의 불안정성, 특히 산성 pH에서의 불안정성은 소화관에서의 커큐민의 불안정성을 의미하며 따라서 커큐민의 경구투여 효율은 물론 전체 생체이용률을 감소시키는 또 다른 요인으로 작용할 수 있음은 자명하다. Curcumin is also unstable under acidic as well as neutral conditions and is known to decompose into various substances such as vanillin, feruroylmethane and ferulic acid [Wang, Y.-J .; Pan, M.-H .; Cheng, A.-L .; Lin, L.-I .; Ho, Y.-S .; Hsido, C.-Y .; Lin, J.-K. J. Pharm . Biomed . Anal. 1997, 15, 1867-1876], curcumin of the α, β-unsaturated 1,3-diketone moiety is because of the nucleophile conjugate addition easily get up as the well-known Michael acceptor [Amolins MW, MW; Peterson, LB; Blagg, BLJ Bioorg . Med . Chem . 2009, 17 , 360-367] based on this, domino Michael addition-retro-Aldol condensation as shown in Figure 1 can be presented as a degradation mechanism. Such instability of curcumin, especially in acidic pH, indicates instability of curcumin in the digestive tract, and thus, it may be apparent that curcumin may act as another factor to reduce the overall bioavailability as well as oral administration efficiency of curcumin.

결론적으로, 커큐민의 낮은 수용성 및 불안정성은 커큐민의 약제화에 커다란 제한요인으로 작용한다.In conclusion, the low water solubility and instability of curcumin act as a significant limiting factor in curcumin pharmacology.

최근에 두 개의 서로 다른 길이(PEG3500, PEG750)를 갖는 poly(ethylene glycol)과 커큐민의 콘쥬게이트 (conjugate) 형태의 프로드러그 (CCMNPEG3500, CCMNPEG750) ([화학식 2] )를 개발함으로써 커큐민의 수용성이 증가하면서 여러 암 세포주에서 세포독성(IC50)이 증가한다는 사실이 보고된 바 있다 [Safavy, A.; Raisch, K. P.; Mantena, S.; Sanford, L. L.; Sham, S. W.; Krishna, N. R.; Bonner, J. A. J. Med . Chem . 2007, 50, 6284-6288].Recently, water-soluble curcumin has been developed by developing prodrugs (CCMNPEG 3500 , CCMNPEG 750 ) ([Formula 2]) in the form of conjugates of poly (ethylene glycol) and curcumin having two different lengths (PEG3500 and PEG750). This increase has been reported to increase cytotoxicity (IC 50 ) in several cancer cell lines [Safavy, A .; Raisch, KP; Mantena, S .; Sanford, LL; Sham, SW; Krishna, NR; Bonner, JA J. Med . Chem . 2007, 50 , 6284-6288.

[화학식 2][Formula 2]

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한편, 커큐민의 1,3-diketone moiety를 electron-rich pyrazole 혹은 isoxazole로 치환시킨 커큐민 유도체([화학식 3])는 Michael acceptor로 작용하지 않아 안정성이 제고되며 또한 암세포주에 대한 세포독성은 커큐민과 비슷하게 유지된다는 사실이 보고된 바 있다 [Amolins, M. W.; Peterson, L. B.; Blagg, B. S. J. Bioorg . Med . Chem . 2009, 17, 360-367].On the other hand, curcumin derivatives (Chemical Formula 3) in which 1,3-diketone moiety of curcumin is replaced with electron-rich pyrazole or isoxazole do not act as Michael acceptor, which improves stability and cytotoxicity to cancer cell lines is similar to curcumin. Has been reported [Amolins, MW; Peterson, LB; Blagg, BSJ Bioorg . Med . Chem . 2009 , 17 , 360-367].

[화학식 3] (3)

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Figure 112010067807272-pat00003

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고, 상기의 필요성에 의하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 커큐민에 비해 제고된 수용성 및 안정성을 갖는 신규 커큐민 유도체를 개발하기 위함이다.The present invention has been made to solve the above problems, and the object of the present invention is to develop a novel curcumin derivative having improved water solubility and stability compared to curcumin.

따라서, 본 발명의 주된 목적은 상기에서 언급한 특성을 가진 커큐민 유도체를 제공하는 것이다.It is therefore a main object of the present invention to provide curcumin derivatives with the abovementioned properties.

본 발명의 다른 목적은 커큐민 유도체의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for preparing the curcumin derivative.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 유도체의 항암 용도를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an anticancer use of the derivative.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하기 [화학식 4-1] 및 [화학식 4-2]의 화합물을 포함하는 조성물을 제공한다.

Figure 112012030244707-pat00024

[화학식 4-1]
Figure 112012030244707-pat00025

[화학식 4-2] In order to achieve the above object, the present invention provides a composition comprising a compound of the following [Formula 4-1] and [Formula 4-2].
Figure 112012030244707-pat00024

[Formula 4-1]
Figure 112012030244707-pat00025

[Formula 4-2]

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상기 화학식에서, R1, R2는 OH이고, R3는 OCH3인것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.In the above formula, R 1 , R 2 is OH, R 3 is preferably OCH 3 but is not limited thereto.

또한 본 발명은 상기 화학식 4-1 및 4-2의 화합물, 그 화합물의 유도체 및 그의 염을 유효성분으로 포함하는 커큐민에 비해 개선된 수용성 및 안정성을 갖는 조성물을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a composition having improved water solubility and stability compared to curcumin containing the compounds of Formulas 4-1 and 4-2, derivatives thereof and salts thereof as an active ingredient.

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또한 본 발명은 상기 화학식 4-1 및 4-2의 화합물 및 약학적으로 허용 가능한 그 염을 유효성분으로 포함하는 약학 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 화학식 4-1 및 4-2의 화합물 및 약학적으로 허용 가능한 그 염을 유효성분으로 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
In another aspect, the present invention provides a pharmaceutical composition comprising the compound of Formula 4-1 and 4-2 and a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.
In another aspect, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer, comprising the compounds of Formulas 4-1 and 4-2 and pharmaceutically acceptable salts thereof as an active ingredient.

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본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 암은 대장암 또는 간암인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.을 특징으로 하는 암 예방 또는 치료용 약학 조성물.In a preferred embodiment of the present invention, the cancer is preferably colon cancer or liver cancer, but is not limited thereto. Cancer pharmaceutical composition for preventing or treating cancer.

또한 본 발명은 a) 3-클로로아세토아세톤을 다이메틸 설폭사이드(DMSO)에 녹인 후, 아세트산나트륨을 첨가하여 3-아세톡시아세틸아세톤을 수득하는 단계; 및In addition, the present invention comprises the steps of a) dissolving 3-chloroacetoacetone in dimethyl sulfoxide (DMSO), and then adding sodium acetate to obtain 3-acetoxyacetylacetone; And

b) 보릭 옥사이드(Boric oxide)를 디메틸포름아마이드(DMF)에 녹인 후, 트리부틸 보레이트(tributyl borate와 상기 a)단계로부터 얻은 3-아세톡시아세틸아세톤 을 첨가하여 교반하고, 이 혼합액에 3,4-디하이드록시-5-메톡시벤즈알데히드를 첨가하여 교반한 후, 1,2,3,4-테트라하이드로퀴놀린과 디메틸포름아마이드에 희석한 아세트산을 첨가하여 교반하는 단계를 포함하는 하기 화학식 4-1 및 4-2의 화합물의 제조방법을 제공한다.

Figure 112012030244707-pat00026

[화학식 4-1]
Figure 112012030244707-pat00027

[화학식 4-2]
상기 화학식에서, R1, R2는 OH이고, R3는 OCH3인것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.b) After dissolving boric oxide in dimethylformamide (DMF), tributyl borate and 3-acetoxyacetylacetone obtained from step a) are added and stirred, and 3,4 After adding and stirring dihydroxy-5-methoxybenzaldehyde, and adding and diluting acetic acid diluted in 1,2,3,4-tetrahydroquinoline and dimethylformamide to the following formula 4-1 And 4-2.
Figure 112012030244707-pat00026

[Formula 4-1]
Figure 112012030244707-pat00027

[Formula 4-2]
In the above formula, R 1 , R 2 is OH, R 3 is preferably OCH 3 but is not limited thereto.

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상기 화학식으로 표시되는 본 발명의 화합물은 약학적으로 허용 가능한 염의 형태로 사용할 수 있으며, 염으로는 약학적으로 허용 가능한 유리산(free acid)에 의해 형성된 산 부가염이 유용하다. The compound of the present invention represented by the above formula may be used in the form of a pharmaceutically acceptable salt, and as the salt, an acid addition salt formed by a pharmaceutically acceptable free acid is useful.

상기 화학식으로 표시되는 화합물은 당해 기술분야에서 통상적인 방법에 따라 약학적으로 허용되는 산 부가염을 형성할 수 있다. 유리산으로는 유기산과 무기산을 사용할 수 있으며, 무기산으로는 염산, 브롬산, 황산, 인산 등을 사용할 수 있고 유기산으로는 구연산(citric acid), 초산, 젖산, 주석산(tartaric acid), 말레인산, 푸마르산(fumaric acid), 포름산, 프로피온산(propionic acid), 옥살산, 트리플루오로아세트산, 벤조산, 글루콘산, 메탄술폰산, 글리콜산, 숙신산, 4-톨루엔술폰산, 갈룩투론산, 엠본산, 글루탐산 또는 아스파르트산 등을 사용할 수 있다.The compound represented by the above formula may form a pharmaceutically acceptable acid addition salt according to a conventional method in the art. As the free acid, organic acids and inorganic acids can be used. As the inorganic acids, hydrochloric acid, bromic acid, sulfuric acid, phosphoric acid and the like can be used. As the organic acids, citric acid, acetic acid, lactic acid, tartaric acid, fumaric acid, formic acid, propionic acid, oxalic acid, benzoic acid, gluconic acid, methanesulfonic acid, glycolic acid, succinic acid, 4-toluenesulfonic acid, galacturonic acid, embonic acid, glutamic acid or aspartic acid Can be used.

본 발명에 사용된 용어 "암" 또는 "종양"은 대장암, 간암, 유방암, 흑색종, 편평세포암, 결장 및 일반적으로 GI 관, GIST의 암, 폐암, 두부 및 경부 암, 비뇨생식계암, 혈액암, 특히 백혈병, 자궁경부암, 자궁암, 난소암, 고환암, 전립선암 또는 방광암; 호지킨(Hodgkin's) 질환 또는 카포시(Kaposi's) 육종을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.As used herein, the term "cancer" or "tumor" refers to colorectal cancer, liver cancer, breast cancer, melanoma, squamous cell cancer, colon and generally GI tract, cancer of GIST, lung cancer, head and neck cancer, genitourinary cancer, Hematological cancers, especially leukemia, cervical cancer, uterine cancer, ovarian cancer, testicular cancer, prostate cancer or bladder cancer; Hodgkin's disease or Kaposi's sarcoma, including but not limited to.

본 발명에 사용된 용어 "항암" 또는 "항종양"은 상기에서 열거한 암의 개시, 진행 등의 억제, 또는 암 세포의 사멸 등을 의미하지만 이에 한정되지 아니한다.The term "anticancer" or "antitumor" as used herein means, but is not limited to, the initiation, progression, or the like, or death of cancer cells, as listed above.

본 발명의 조성물은 주사제, 경구투여제제, 경피투여제제 등 암 환자에게 가능한 어떠한 투여 경로로도 적용 가능하다.The composition of the present invention can be applied by any route of administration possible for cancer patients such as injections, oral and transdermal agents.

본 발명의 조성물은 경구투여, 비경구 투여, 피하투여, 피내투여 등의 다양한 방법으로 투여될 수 있다. 본 발명의 화합물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당 업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 바람직하게는, 상기 본 발명의 화합물로 1일 0.001 ~ 100mg/체중 kg으로, 보다 바람직하게는 0.01 ~30mg/체중 kg으로 투여한다. 투여는 하루에 한번 이루어질 수 있고, 여러 번 나누어 이루어질 수도 있다. 조성물에서 본 발명의 화합물은 전체 조성물 총 중량에 대하여 0.0001 ~ 99 중량%의 양으로 존재할 수 있다.The composition of the present invention can be administered by various methods such as oral administration, parenteral administration, subcutaneous administration, intradermal administration and the like. Preferred dosages of the compounds of the present invention vary depending on the condition and weight of the patient, the severity of the disease, the form of the drug, the route of administration and the duration, and may be appropriately selected by those skilled in the art. Preferably, the compound of the present invention is administered at 0.001-100 mg / kg body weight per day, more preferably 0.01-30 mg / kg body weight. Administration can be done once a day or may be divided several times. The compounds of the present invention in the composition may be present in an amount of 0.0001 to 99% by weight relative to the total weight of the total composition.

본 발명의 조성물은 일반적으로 약제학적 제제로 투여되며, 이는 약제학적으로 허용되는 담체 또는 희석제와 그것을 혼합함으로써 만들어진다. 약제학적 제제는 예를 들어, 산제, 정제, 캡슐, 액제 등과 같은 경구 투여제제, 경피흡수제, 로션제,유제 및 현탁제, 첩부제, 크림제, 카타플라스마제 등과 같은 외용제, 정맥주사제, 근육주사제 등과 같은 주사제 등이 있다.The composition of the present invention is generally administered in a pharmaceutical formulation, which is made by mixing it with a pharmaceutically acceptable carrier or diluent. Pharmaceutical preparations include, for example, oral dosage forms such as powders, tablets, capsules, solutions, and the like, transdermal absorbents, lotions, emulsions and suspensions, external preparations such as patches, creams, cataplasmas, intramuscular injections, intramuscular injections, etc. Injections, and the like.

이들 약제학적 조성물은 통상적인 방법에 의해 조제된다. 그 중 특히 바람직한 것은 외용제로, 그 구체적인 예로는 크림상,연고상, 겔상, 로션상, 유액상, 스틱상, 팩상, 유기용매에 의한 용액상 등의 제형이 있으나, 제형의 범위가 이에 한정되어 있는 것은 아니다.These pharmaceutical compositions are prepared by conventional methods. Particularly preferred is an external preparation, and specific examples thereof include cream, ointment, gel, lotion, emulsion, stick, pack, and organic solvent solution, but the scope of the formulation is limited thereto. It is not there.

약제학적으로 허용되는 담체 또는 희석제는 약제학 분야에서 사용되는 일반적인 어떤 통상의 것도 될 수 있으며, 본 발명의 화합물과 반응하지 않는다. 산제, 정제, 캡슐 등을 위한 약제학적으로 허용되는 담체 또는 희석제의 적절한 예는 옥수수전분, 유당, 만니톨, 미결정형 셀룰로오스 등의 부형제, 크로스카멜로오즈 소디움, 감자 전분, 정제백당 등의 붕해제, 정제젤라틴, 아라비아 고무, 메칠셀룰로오스, 에칠셀룰로오스, 포비돈 등의 결합제, 스테아린산 마그네슘, 경질무수규산, 탈크 등의 활택제가 있다.Pharmaceutically acceptable carriers or diluents can be any conventional ones used in the pharmaceutical art and do not react with the compounds of the present invention. Suitable examples of pharmaceutically acceptable carriers or diluents for powders, tablets, capsules and the like are excipients such as corn starch, lactose, mannitol, microcrystalline cellulose, disintegrants, tablets such as croscarmellose sodium, potato starch, white sugar, tablets Binders such as gelatin, gum arabic, methylcellulose, ethylcellulose, povidone and the like, and lubricants such as magnesium stearate, hard silicic anhydride and talc.

정제는 히드록시프로필메칠셀룰로오스, 프탈산히드록시프로필메칠셀룰로오스, 초산프탈산셀룰로오스, 산화티탄, 폴리소르베이트, 정제백당 등의 코팅제로 통상의 방법에 의해 코팅될 수 있다.Tablets may be coated by conventional methods with a coating agent such as hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose phthalate, cellulose acetate phthalate, titanium oxide, polysorbate, purified white sugar and the like.

피부 외용제에 사용되는 성분으로는 예를 들어, 액체유지, 고체유지, 밀랍, 탄화수소, 고급지방산, 고급알코올, 에스테르류,계면활성제, 보습제, 수용성 고분자화합물, 점증제, 피막제, 저급알코올, 다가알코올, 당류, 아미노산류, 유기아민류, pH조정제, 산화방지제, 향료, 물 등을 필요에 따라 적절히 배합할 수 있다. 이들 성분은 각각 1종 이상을 사용하여도 된다.Examples of ingredients used in external preparations for skin include liquid oils, oils and fats, beeswax, hydrocarbons, higher fatty acids, higher alcohols, esters, surfactants, humectants, water-soluble high molecular compounds, thickeners, coatings, lower alcohols, and polyhydric alcohols. , Sugars, amino acids, organic amines, pH adjusters, antioxidants, fragrances, water and the like can be appropriately blended as necessary. You may use 1 or more types of these components, respectively.

패취제의 점착 기제의 적절한 예에는 아크릴계 공중합체, 폴리비닐피롤리돈, 폴리이소부틸렌 등과 같은 폴리머 기제, 트리에칠시트레이트, 트리에칠아세틸시트레이트, 글리세린, 프로필렌글리콜, 폴리에칠렌글리콜 등의 가소제를 들 수 있다.Suitable examples of the adhesive base of the patch include an acrylic copolymer, a polymer base such as polyvinylpyrrolidone, polyisobutylene, and the like, a plasticizer such as triethyl citrate, triethylacetyl citrate, glycerin, propylene glycol, and polyethylene glycol. Can be mentioned.

주사제는 주사를 위해 증류수에 3-하이드록시플라본의 염을 용해시킴으로써 조제할 수 있지만, 필요시, 등장화제, 무통화제, pH 조정제, 용해보조제, 완충제, 보존제 등을 첨가할 수 있다. 주사제는 또한 현택액의 형태가 될 수 있는 데, 이는 주사용 증류수 또는 식물유에 본 발명의 화합물 그 자체를 현탁시킴으로써 조제할 수 있으며 필요 시, 기제, 현탁화제 등을 첨가할 수 있다. 또한 주사제는 산제의 형태이거나, 동결건조된 것일 수 있고, 이는 사용시 용해되고, 부형제 등을 더 첨가할 수 있다.Injectables can be prepared by dissolving a salt of 3-hydroxyflavone in distilled water for injection, but if necessary, isotonic agents, analgesics, pH adjusters, dissolution aids, buffers, preservatives and the like can be added. Injectables can also be in the form of suspensions, which can be prepared by suspending the compound of the present invention in distilled water or vegetable oil for injection, as necessary, adding a base, a suspending agent and the like. Injectables may also be in the form of powders or lyophilized, which may dissolve upon use and further add excipients and the like.

상기의 제제들은, 환자의 투약계획에 따라 일정량의 약물이 일정속도로 방출되어 환자의 순환계로 흡수될 수 있도록 적절한 방법에 의하여 제어방출제제로서 제공될 수도 있다. 제어방출의 예로서는 매트릭스 형태의 또는 코팅막 형태의 정제, 또는 과립제 또는 이를 봉입한 캅셀제, 또는 경피흡수제제 등을 들 수 있다.The above formulations may be provided as controlled release agents by appropriate methods such that a certain amount of drug can be released at a constant rate and absorbed into the patient's circulatory system according to the patient's dosing schedule. Examples of controlled release include tablets in the form of a matrix or in the form of a coating film, granules or capsules encapsulated therein, or transdermal absorbents.

본 발명의 조성물의 약학적 투여 형태는 본 발명의 화합물 단독으로 또는 타 약학적 활성 화합물과 결합뿐만 아니라 적당한 집합으로 사용될 수 있다.Pharmaceutical dosage forms of the compositions of the present invention may be used alone or in combination with other pharmaceutically active compounds, as well as in a suitable collection.

본원 발명의 다양한 실시양태에서, 함께 사용될 수 있는 항암제는 화학요법제, 방사능요법제, 또는 둘 다이다.In various embodiments of the invention, the anticancer agent that can be used together is a chemotherapeutic agent, radiotherapy agent, or both.

이하 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.

본 발명에서는 커큐민 유도체의 중심골격에 전자밀도를 증가시킴으로써 1) 극성의 제고에 의한 수용성 증가 및 2) 친핵체의 Michael addition에 의한 커큐민 분해를 방지할 수 있을 것으로 기대하고 커큐민의 1,3-diketo moiety에 위치한 central methylene unit에 전자주게 (electron donating group)를 도입하였다. 전자 주게로서는 비교적 합성이 용이한 아세톡시 (acetoxy)기를 이용하였으며, 더불어 양쪽 방향족 고리에는 수용성 제고를 위해 커큐민보다 OH기를 하나 더 추가한 유도체([화학식 4])를 합성하여 수용성, 안정성 및 항암활성 등을 평가함으로써 신규 커큐민 유도체의 유용성을 입증하고 본 발명을 완성하였다.In the present invention, 1,3-diketo moiety of curcumin is expected by increasing the electron density in the central skeleton of the curcumin derivative, 1) increase in water solubility due to the enhancement of polarity and 2) curcumin degradation by Michael addition of nucleophiles An electron donating group was introduced into the central methylene unit located at. As an electron donor, an acetoxy group, which is relatively easy to synthesize, was used, and both aromatic rings were synthesized by adding a derivative ([Chemical Formula 4]) having one more OH group than curcumin to enhance water solubility. By evaluating and the like, the usefulness of the new curcumin derivative is demonstrated and the present invention has been completed.

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112010067807272-pat00009

Figure 112010067807272-pat00009

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 상기 화학식 4으로 표기되는 커큐민 유도체를 합성하였다. 구체적으로, 도 2는 커큐민 유도체를 시중 구입 가능한 출발물질로부터 합성하는 과정을 나타낸 것이다. 커큐민 유도체의 합성을 위해 요구되는 주중간체인 3-acetoxyacetoacetone (2)은 3-chloroacetoacetate (1)의 아세틸화 반응에 의해 합성하였으며, 합성된 화합물 2는 공지된 방법[Lin, L.; Shi, Q.; Su, C. -Y.; Shih, C. C. -Y.; Lee, K. -H. Bioorg . Med . Chem . 2006, 14, 2527-2534]에 의하여 boric anhydride와 complex를 이룬 후, 3,4-dihydroxy-5-methoxybenzaldehyde와 1,5-bis-aldol condensation을 통해 목적하는 커큐민 유도체로 전환되었다 .The present invention synthesized a curcumin derivative represented by the formula (4). Specifically, Figure 2 shows the process of synthesizing curcumin derivatives from commercially available starting materials. 3-acetoxyacetoacetone (2), the main intermediate required for the synthesis of curcumin derivatives, was synthesized by the acetylation reaction of 3-chloroacetoacetate (1), and the synthesized compound 2 was known in [Lin, L .; Shi, Q .; Su, C.-Y .; Shih, CC-Y .; Lee, K.-H. Bioorg . Med . Chem . 2006, 14 , 2527-2534] complexed with boric anhydride and converted to the desired curcumin derivatives through 3,4-dihydroxy-5-methoxybenzaldehyde and 1,5-bis-aldol condensation.

이하, 합성된 커큐민 유도체의 수용성, 안정성과 항암활성을 분석한 결과를 상세히 설명한다. Hereinafter, the results of analyzing the water solubility, stability and anticancer activity of the synthesized curcumin derivative will be described in detail.

합성된 커큐민 유도체의 수용성을 측정한 결과는 도 3에 나타낸 바와 같다. 세로축 (Relative Nephelometry Unit, RNU)은 용해되지 않은 분자에 의한 빛의 산란도를 의미하므로 산란도가 적을수록 용해도는 높다고 평가된다. 도 3에 나타난 바와 같이 커큐민의 용해도는 저농도 (5 mM)에서조차 상당히 낮고 농도가 높아지면서 급격히 감소하는 것을 확인할 수 있으나 커큐민 유도체의 용해도는 농도에 관계없이 일정하게 높은 것을 확인할 수 있다.As a result of measuring the water solubility of the synthesized curcumin derivative is shown in FIG. Since the vertical axis (Relative Nephelometry Unit, RNU) refers to the scattering of light by undissolved molecules, the smaller the scattering degree, the higher the solubility. As shown in FIG. 3, the solubility of curcumin is significantly low even at low concentrations (5 mM), and it is confirmed that the solubility decreases rapidly as the concentration increases, but the solubility of the curcumin derivative is consistently high regardless of the concentration.

합성된 커큐민 유도체와 커큐민의 안정성을 비교하기 위해 세포배양액에서(37 ℃) 배양한 결과는 아래 도 4와 도 5에 나타난 바와 같다. 도 4는 커큐민 배양 결과를 나타내는데, 4a는 배양 전 (t = 0 min) 커큐민의 chromatogram이며 4b는 배양 30 분 경과 후 (t = 30 min) chromatogram으로서 배양 30 분 후에 남아있는 커큐민의 양이 절반으로 줄어드는 것으로 보아 커큐민의 반감기(half-life, t 1/2)가 약 30분 정도임을 보여준다. 한편, 커큐민 유도체의 배양 결과를 보여주는 도 5에서 도 5a는 배양 전 (t = 0 min) 커큐민 유도체의 chromatogram이며 도 5b는 배양 12 시간 경과 후 (t =1 2 hours) chromatogram으로서 커큐민 유도체는 12 시간 배양 후에도 분해되지 않고 안정하게 유지되고 있음을 보여주고 있다 (t 1 /2 > 12 h).In order to compare the stability of the synthesized curcumin derivatives and curcumin cultured in the cell culture (37 ℃) is shown in Figures 4 and 5 below. 4 shows the results of curcumin culture, 4a is the chromatogram of curcumin before incubation ( t = 0 min) and 4b is the chromatogram after 30 minutes ( t = 30 min) in culture, halving the amount of curcumin remaining after 30 minutes in culture. Decreasing shows that the curcumin's half-life ( t 1/2 ) is about 30 minutes. In FIG. 5, which shows the culture results of curcumin derivatives, FIG. 5A is a chromatogram of curcumin derivatives before incubation ( t = 0 min), and FIG. 5B is a chromatogram after twelve hours of culture ( t = 1 2 hours). show that remains stable without decomposition even after incubation (t 1/2> 12 h ).

한편, 항암활성 분석 결과 (도 6), 커큐민은 대장암 세포주 (HCT116) 및 유방암 세포주 (MCF-7)에서 좋은 항암활성을 보이는 반면, 커큐민 유도체는 대장암 세포주 (HCT116)와 간암 세포주 (Huh-7)에서 커큐민과 비슷하거나 커큐민보다 우수한 항암활성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.Meanwhile, as a result of anticancer activity analysis (FIG. 6), curcumin showed good anticancer activity in colorectal cancer cell line (HCT116) and breast cancer cell line (MCF-7), whereas curcumin derivatives were shown in colorectal cancer cell line (HCT116) and liver cancer cell line (Huh-). 7) showed similar anti-cancer activity to curcumin or superior to curcumin.

상기의 과제해결 수단 및 하기 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 커큐민의 낮은 수용성 및 불안정성을 극복하기 위해 커큐민의 중심 methylene unit에 전자주게인 아세톡시기를 도입하고 양쪽 방향족 고리에 수산화기를 추가한 신규 커큐민 유도체를 개발하였다. 신규 커큐민 유도체는 커큐민과 대등한 암세포주에 대한 세포독성을 보이지만 커큐민에 비해 획기적으로 증가된 수용성 및 세포 밖 환경에서의 안정성을 보임을 확인함으로써 커큐민의 단점으로 지적되어 온 낮은 생체이용률을 극복할 수 있을 것으로 기대된다.As can be seen from the above-mentioned problem solving means and the following examples, in order to overcome the low water solubility and instability of curcumin, the electron donor acetoxy group was introduced into the central methylene unit of curcumin and a hydroxyl group was added to both aromatic rings. Curcumin derivatives have been developed. The new curcumin derivatives can overcome the low bioavailability that has been pointed out as a curcumin's shortcoming by confirming its cytotoxicity against cancer cell lines comparable to curcumin but showing dramatically increased water solubility and stability in the extracellular environment compared to curcumin. It is expected to be.

도 1은 세포 밖 환경에서 커큐민이 분해되어 효용을 잃는 과정을 보여준다.
도 2는 신규 커큐민 유도체의 합성 과정을 보여준다.
도 3은 커큐민과 신규 커큐민 유도체의 수용성 검증 결과를 보여준다.
도 4는 세포가 없는 배지에서 커큐민의 안정성을 보여준다.4a는 배양 전 (t = 0 min) 커큐민의 chromatogram이며 4b는 배양 30 분 경과 후 (t = 30 min) chromatogram을 나타낸 그래프이다.
도 5는 세포가 없는 배지에서 신규 커큐민 유도체의 안정성을 보여준다.도 5a는 배양 전 (t = 0 min) 커큐민 유도체의 chromatogram이며 도 5b는 배양 12 시간 경과 후 (t =1 2 hours) chromatogram을 나타낸 그래프이다.
도 6은 커큐민과 신규 커큐민 유도체의 대장암 (HCT116), 간암 (Huh-7), 유방암 (MCF-7) 세포주에서의 항암활성을 보여준다.
도 7은 본 발명의 신규 커큐민 유도체의 구조를 나타낸 화학식이다.
1 shows a process in which curcumin is degraded and lost its utility in an extracellular environment.
Figure 2 shows the process of synthesis of the new curcumin derivatives.
Figure 3 shows the results of water solubility verification of curcumin and novel curcumin derivatives.
Figure 4 shows the stability of curcumin in cell-free medium. 4a is the chromatogram of curcumin before incubation ( t = 0 min) and 4b is the chromatogram after 30 minutes in culture ( t = 30 min).
Figure 5 shows the stability of the new curcumin derivative in cell-free medium. Figure 5a shows the chromatogram of the curcumin derivative before incubation ( t = 0 min) and Figure 5b shows the chromatogram after twelve hours in culture ( t = 1 2 hours). It is a graph.
Figure 6 shows the anticancer activity of curcumin and novel curcumin derivatives in colorectal cancer (HCT116), liver cancer (Huh-7), breast cancer (MCF-7) cell lines.
7 is a chemical formula showing the structure of a novel curcumin derivative of the present invention.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 아니하는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not to be construed as limited by these examples.

본 발명에 사용된 3-chloroacetoacetate, 아세트산 나트륨 (NaOCOCH3)과 MTT [(3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5- diphenyltetrazolium bromide)]를 포함한 모든 시약과 용매는 시그마-알드리치에서 구입하였다. All reagents and solvents including 3-chloroacetoacetate, sodium acetate (NaOCOCH 3 ) and MTT [(3- (4,5-Dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide)] used in the present invention are sigma- It was purchased from Aldrich.

또한 DMEM (Dulbeccos Modified Eagle Medium)과 페니실린, 스트렙토마이신 그리고 송아지혈청(FBS)은 인비트로젠에서 구입하였다.In addition, DMEM (Dulbeccos Modified Eagle Medium), penicillin, streptomycin and calf serum (FBS) were purchased from Invitrogen.

실시예 1: 3- 아세톡시아세틸아세톤 (2)의 제조: Example 1: Preparation of 3- acetoxyacetylacetone (2)

3-클로로아세토아세톤 (1, 4.4 mmol)을 DMSO (5 ml)에 녹인 후, 아세트산나트륨(8.8 mmol)을 첨가하고 3시간 동안 상온에서 교반한다. 반응물에 물 (20 mL)을 첨가하고 디에틸에테르(30 mL)로 3번 추출한다. 얻어진 유기층에 황산마그네슘을 더하여 물을 제거한 후, 여과지를 통하여 걸러낸다. 이를 감압 농축한 후, 얻어진 농축액을 실리카겔 관크로마토그래피(헥산:에틸아세테이트 = 8:1)로 정제하여 3-아세톡시아세틸아세톤 (2)을 (수율 60%) 오일 형태로 얻었다.3-chloroacetoacetone (1, 4.4 mmol) is dissolved in DMSO (5 ml), then sodium acetate (8.8 mmol) is added and stirred at room temperature for 3 hours. Water (20 mL) is added to the reaction and extracted three times with diethyl ether (30 mL). Magnesium sulfate is added to the obtained organic layer to remove water, and then filtered through a filter paper. After concentration under reduced pressure, the obtained concentrate was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 8: 1) to give 3-acetoxyacetylacetone (2) in the form of an oil (yield 60%).

실시예 2: 커큐민 유도체의 제조: Example 2: Preparation of Curcumin Derivatives

Boric oxide (3.2 mmol)를 DMF (1 mL)에 녹인 후, tributyl borate (6.4 mmol)와 위에서 얻은 3-아세톡시아세틸아세톤 (2, 3.2 mmol)을 첨가하여, 20분 동안 65 ℃에서 환류 교반한다. 이 혼합액에 3,4-dihydroxy-5-methoxybenzaldehyde (6.4 mmol)를 첨가하고, 10분 동안 65 ℃에서 환류 교반한 후, 1,2,3,4-tetrahydroquinoline (0.1 mL)과 DMF (1 mL)에 희석한 아세트산(0.3 mL)을 첨가하여 4시간 동안 95 ℃에서 다시 환류 교반한다. 이 반응물을 15 ℃로 냉각한 후, 20% 아세트산을 첨가하여 70 ℃로 1시간 동안 환류 교반한다. 이 반응물을 다시 15 ℃로 냉각한 후, 에틸아세테이트(30 mL)로 세 번 추출하여 얻어진 유기층에 황산마그네슘을 더하여 물을 제거 한 후, 여과지를 통하여 걸러낸다. 이를 감압 농축한 후, 얻어진 농축액을 실리카겔 관크로마토그래피(헥산:에틸아세테이트 = 1:1)로 정제하여 커큐민 유도체를 diketo form과 keto-enol form의 mixture로 얻었다 (초록색 가루, 수율 35%, di-keto:keto-enol = 1.25:1); For di-keto form, 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm) 7.64 (d, J = 19.5 Hz, 2H), 6.90 (br s, 2H), 6.86 (d, J = 19.5 Hz, 2H), 6.70 (br s, 2H), 5.73 (s, 1H), 3.96 (s, 6H), 2.12 (s, 3H); For keto-enol form, 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm) 15.49 (s, OH), 7.51 (d, J = 19.5 Hz, 2H), 6.87 (br s, 2H), 6.60 (br s, 2H), 6.46 (d, J = 19.5 Hz, 2H), 3.91 (s, 6H), 2.12 (s, 3H); LC/MS (ESI) m/z Found: 459.55 [M+H]+; Calcd for C23H22O10: 458.12.
Boric oxide (3.2 mmol) was dissolved in DMF (1 mL), tributyl borate (6.4 mmol) and 3-acetoxyacetylacetone (2, 3.2 mmol) obtained above were added thereto, and the mixture was stirred under reflux at 65 ° C. for 20 minutes. . 3,4-dihydroxy-5-methoxybenzaldehyde (6.4 mmol) was added to the mixture, and the mixture was stirred under reflux at 65 ° C for 10 minutes. Then, 1,2,3,4-tetrahydroquinoline (0.1 mL) and DMF (1 mL) were added. Dilute acetic acid (0.3 mL) was added and stirred under reflux again at 95 ° C. for 4 hours. After cooling the reaction to 15 ° C., 20% acetic acid was added and stirred under reflux at 70 ° C. for 1 hour. The reaction mass was cooled to 15 ° C. again, magnesium sulfate was added to the organic layer obtained by extracting three times with ethyl acetate (30 mL), and water was removed. After concentration under reduced pressure, the obtained concentrate was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 1: 1) to obtain a curcumin derivative as a mixture of diketo form and keto-enol form (green powder, yield 35%, di-). keto: keto-enol = 1.25: 1); For di-keto form, 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm) 7.64 (d, J = 19.5 Hz, 2H), 6.90 (br s, 2H), 6.86 (d, J = 19.5 Hz, 2H ), 6.70 (br s, 2 H), 5.73 (s, 1 H), 3.96 (s, 6 H), 2.12 (s, 3 H); For keto-enol form, 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm) 15.49 (s, OH), 7.51 (d, J = 19.5 Hz, 2H), 6.87 (br s, 2H), 6.60 (br s, 2H), 6.46 (d, J = 19.5 Hz, 2H), 3.91 (s, 6H), 2.12 (s, 3H); LC / MS (ESI) m / z Found: 459.55 [M + H] + ; Calcd for C 23 H 22 O 10 : 458.12.

실시예 3: 커큐민 유도체의 수용성 측정: Example 3: Determination of Water Solubility of Curcumin Derivatives

합성된 커큐민 유도체를 DMSO에 녹여 250, 200, 150, 50, 25, 10 mM stock solution을 확보한다. 각 stock solution을 1% DMSO-99% PBS buffer (pH 7.4)의 비율로 PBS buffer를 가하여 각각 2500, 2000, 1500, 1000, 500, 250, 100 μM로 희석시킨다. 각 stock solution 250 μL을 취하여 96-well microplate에 넣고 NEPHELOstar laser based microplate nephelometer를 이용하여 forward light scattering을 측정한다. BMG LABTECH NEPHELOstar Galaxy Evaluation software를 이용하여 forward light scattering으로부터 용해도를 산출한다.
Dissolve the synthesized curcumin derivative in DMSO to obtain a 250, 200, 150, 50, 25, 10 mM stock solution. Dilute each stock solution to 2500, 2000, 1500, 1000, 500, 250, 100 μM by adding PBS buffer at the rate of 1% DMSO-99% PBS buffer (pH 7.4). Take 250 μL of each stock solution into a 96-well microplate and measure forward light scattering using a NEPHELOstar laser based microplate nephelometer. Solubility is calculated from forward light scattering using BMG LABTECH NEPHELOstar Galaxy Evaluation software.

실시예 4: 세포배양액에서 커큐민의 화학적 안정성 측정: Example 4 Determination of Chemical Stability of Curcumin in Cell Cultures

메탄올에 녹아 있는 합성된 커큐민 유도체들의 stock solution (10 mM) 2 ㎕를 취하여 RPMI 1640 배지 (198 ㎕)에 가하고 37 ℃에서 배양한다. 배양 후 0, 5, 10, 15, 30 분 후에 각각 분액을 100 ㎕씩 취하여 여과하고 여과액을 HPLC를 통해 분석한다. HPLC 분석조건: C-18 reverse phase column; flow rate, 1 mL/min; detection, UV 300 nm; mobile phase, 20 min (60 % acetonitrile and 0.1 % acetic acid)
Take 2 μl of stock solution (10 mM) of the synthesized curcumin derivatives dissolved in methanol, add to RPMI 1640 medium (198 μl), and incubate at 37 ° C. 0, 5, 10, 15, 30 minutes after the incubation, take 100 μl of the aliquots, respectively, and filter the filtrate. HPLC analysis conditions: C-18 reverse phase column; flow rate, 1 mL / min; detection, UV 300 nm; mobile phase, 20 min (60% acetonitrile and 0.1% acetic acid)

실시예 5: 세포배양액에서 커큐민 유도체의 화학적 안정성 측정: Example 5 Determination of Chemical Stability of Curcumin Derivatives in Cell Culture Solution

메탄올에 녹아 있는 합성된 커큐민 유도체들의 stock solution (10 mM) 2 ㎕를 취하여 RPMI 1640 배지 (198 ㎕)에 가하고 37 ℃에서 배양한다. 배양 후 0, 30, 60 분, 그리고 12 시간 후에 각각 분액을 100 ㎕씩 취하여 여과하고 여과액을 HPLC를 통해 분석한다. HPLC 분석조건: C-18 reverse phase column; flow rate, 1 mL/min; detection, UV 300 nm; mobile phase, 0 - 4 min (20% acetonitrile and 0.1% acetic acid), 5 - 9 min (25% acetonitrile and 0.1% acetic acid), 10 - 15 min (35% acetonitrile and 0.1% acetic acid), 16 - 20 min (80% acetonitrile and 0.1% acetic acid), 21 - 25 min (20% acetonitrile and 0.1% acetic acid).
Take 2 μl of stock solution (10 mM) of the synthesized curcumin derivatives dissolved in methanol, add to RPMI 1640 medium (198 μl), and incubate at 37 ° C. 0, 30, 60 minutes, and 12 hours after incubation, take 100 μl of the aliquot and filter the filtrate, respectively, and analyze the filtrate via HPLC. HPLC analysis conditions: C-18 reverse phase column; flow rate, 1 mL / min; detection, UV 300 nm; mobile phase, 0-4 min (20% acetonitrile and 0.1% acetic acid), 5-9 min (25% acetonitrile and 0.1% acetic acid), 10-15 min (35% acetonitrile and 0.1% acetic acid), 16- 20 min (80% acetonitrile and 0.1% acetic acid), 21-25 min (20% acetonitrile and 0.1% acetic acid).

실시예 6: 커큐민 유도체의 항암활성 측정: Example 6: Determination of anticancer activity of curcumin derivatives :

간암(Huh-7), 대장암(HCT116), 및 유방암(MCF-7) 세포주에 대한 cell viability를 각각 실시하였으며, 정상세포주인 HS27을 대조군으로 설정하였다. Cell suspension을 haemacytometer를 사용하여 counting한 다음, 96 well plate의 각 well에 원하는 적정농도의 cell 부유액 180 μL를 가한다 [Blank: 배지 180 μL와 PBS 20 μL, Control: 세포 부유액 180 μL와 PBS 20 μL]. 커큐민 유도체를 인산완충용액에 녹인 후 농도별로 20 μL씩 각 well에 첨가하고 96-well plate를 37 oC, 5% CO2, 95% 상대습도 하에서 72 시간 동안 배양한다. 시료를 제거하고, 각 well에 MTT solution을 100 μL씩 첨가한 후 4시간 동안 배양하고 MTT 희석액을 조심스럽게 제거한다. 각 well에 100 μL의 DMSO를 첨가하여 15-20분간 plate shaker로 교반한 후 ELISA reader를 사용하여 wavelength 540 nm에서 흡광도를 측정하면 이 흡광도는 MTT가 세포의 의해 환원된 양을 나타내며 각 well에 존재하는 생존 세포수와 비례하게 된다.Cell viability was performed for the liver cancer (Huh-7), colon cancer (HCT116), and breast cancer (MCF-7) cell lines, respectively, and HS27, a normal cell line, was set as a control. Count the cell suspension using a haemacytometer and add 180 μL of the cell suspension of the desired concentration to each well of a 96 well plate [Blank: 180 μL of medium and 20 μL of PBS, Control: 180 μL of cell suspension and 20 μL of PBS ]. After dissolving curcumin derivative in phosphate buffer solution, add 20 μL of each well to each well and incubate the 96-well plate for 72 hours at 37 o C, 5% CO 2 , 95% relative humidity. Remove the sample, add 100 μL of MTT solution to each well, incubate for 4 hours, and carefully remove the MTT diluent. Add 100 μL of DMSO to each well, stir with a plate shaker for 15-20 minutes, and measure the absorbance at wavelength 540 nm using an ELISA reader. This absorbance represents the amount of MTT reduced by cells and is present in each well. Is proportional to the number of viable cells.

Claims (6)

하기 [화학식 4-1] 및 [화학식 4-2]의 화합물을 포함하는 조성물.
Figure 112012030244707-pat00028

[화학식 4-1]
Figure 112012030244707-pat00029

[화학식 4-2]
상기 화학식에서, R1 및 R2는 OH이고, R3는 OCH3
A composition comprising the compound of [Formula 4-1] and [Formula 4-2].
Figure 112012030244707-pat00028

[Formula 4-1]
Figure 112012030244707-pat00029

[Formula 4-2]
In the above formula, R 1 and R 2 is OH, R 3 is OCH 3
하기 [화학식 4-1] 및 [화학식 4-2]의 화합물, 또는 그들의 염을 유효성분으로 포함하는 커큐민에 비해 개선된 수용성 및 안정성을 갖는 조성물.

Figure 112012095096084-pat00030

[화학식 4-1]
Figure 112012095096084-pat00031

[화학식 4-2]
상기 화학식에서, R1 및 R2는 OH이고, R3는 OCH3
A composition having improved water solubility and stability compared to curcumin comprising the compounds of the following [Formula 4-1] and [Formula 4-2], or salts thereof as an active ingredient.

Figure 112012095096084-pat00030

[Formula 4-1]
Figure 112012095096084-pat00031

[Formula 4-2]
In the above formula, R 1 and R 2 is OH, R 3 is OCH 3
하기 [화학식 4-1] 및 [화학식 4-2]의 화합물, 및 약학적으로 허용 가능한 그 염을 유효성분으로 포함하는 약학 조성물.
Figure 112012030244707-pat00032

[화학식 4-1]
Figure 112012030244707-pat00033

[화학식 4-2]
상기 화학식에서, R1 및 R2는 OH이고, R3는 OCH3
A pharmaceutical composition comprising the compounds of [Formula 4-1] and [Formula 4-2], and a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.
Figure 112012030244707-pat00032

[Formula 4-1]
Figure 112012030244707-pat00033

[Formula 4-2]
In the above formula, R 1 and R 2 is OH, R 3 is OCH 3
하기 [화학식 4-1] 및 [화학식 4-2]의 화합물, 및 약학적으로 허용 가능한 그 염을 유효성분으로 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학 조성물.

Figure 112012030244707-pat00034

[화학식 4-1]
Figure 112012030244707-pat00035

[화학식 4-2]
상기 화학식에서, R1 및 R2는 OH이고, R3는 OCH3
A pharmaceutical composition for preventing or treating cancer comprising the compounds of the following [Formula 4-1] and [Formula 4-2], and pharmaceutically acceptable salts thereof as an active ingredient.

Figure 112012030244707-pat00034

[Formula 4-1]
Figure 112012030244707-pat00035

[Formula 4-2]
In the above formula, R 1 and R 2 is OH, R 3 is OCH 3
제 4항에 있어서, 상기 암은 대장암 또는 간암인 것을 특징으로 하는 암 예방 또는 치료용 약학 조성물.The pharmaceutical composition for preventing or treating cancer according to claim 4, wherein the cancer is colorectal cancer or liver cancer. a) 3-클로로아세토아세톤을 다이메틸 설폭사이드(DMSO)에 녹인 후, 아세트산나트륨을 첨가하여 3-아세톡시아세틸아세톤을 수득하는 단계; 및
b) 보릭 옥사이드(Boric oxide)를 디메틸포름아마이드(DMF)에 녹인 후, 트리부틸 보레이트(tributyl borate)와 상기 a)단계로부터 얻은 3-아세톡시아세틸아세톤 을 첨가하여 교반하고, 이 혼합액에 3,4-디하이드록시-5-메톡시벤즈알데히드를 첨가하여 교반한 후, 1,2,3,4-테트라하이드로퀴놀린과 디메틸포름아마이드에 희석한 아세트산을 첨가하여 교반하는 단계를 포함하는 하기 화학식 4-1 및 4-2의 화합물의 제조방법.
Figure 112012095096084-pat00036

[화학식 4-1]
Figure 112012095096084-pat00037

[화학식 4-2]
상기 화학식에서, R1 및 R2는 OH이고, R3는 OCH3
a) dissolving 3-chloroacetoacetone in dimethyl sulfoxide (DMSO) and then adding sodium acetate to obtain 3-acetoxyacetylacetone; And
b) After dissolving boric oxide in dimethylformamide (DMF), tributyl borate and 3-acetoxyacetylacetone obtained from step a) are added and stirred, and 3, 4-dihydroxy-5-methoxybenzaldehyde was added and stirred, followed by addition and stirring of 1,2,3,4-tetrahydroquinoline and acetic acid diluted in dimethylformamide. Process for the preparation of compounds of 1 and 4-2.
Figure 112012095096084-pat00036

[Formula 4-1]
Figure 112012095096084-pat00037

[Formula 4-2]
In the above formula, R 1 and R 2 is OH, R 3 is OCH 3
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