KR101378067B1 - （ｒ,ｒ）―페노테롤 및 （ｒ,ｒ）―또는 （ｒ,ｓ）―페노테롤 유사체의 제조방법 및 이의 울혈성 심부전증 치료를 위한 용도 - Google Patents

（ｒ,ｒ）―페노테롤 및 （ｒ,ｒ）―또는 （ｒ,ｓ）―페노테롤 유사체의 제조방법 및 이의 울혈성 심부전증 치료를 위한 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 β2-아드레날린 작용성 수용체의 결합에 매우 효과적인 (R,R)- and (R,S)-페노테롤(fenoterol)의 발견에 관한 것이다. 상기 유사체들의 구체예를 위한 화학적 구조들이 제공된다. 또한, 개시된 (R,R)-페노테롤 및 페노테롤 유사체, 및 울혈성 심부전증과 같은 심장 질환 및 천식 또는 만성 폐색성 폐질환과 같은 폐질환의 치료를 위한 상기 화합물 및 조성물의 사용방법을 제공한다.
페노테롤, 울혈성 심부전증, 만성 폐색성 폐질환, 약물저항

Description

（Ｒ,Ｒ）―페노테롤 및 （Ｒ,Ｒ）―또는 （Ｒ,Ｓ）―페노테롤 유사체의 제조방법 및 이의 울혈성 심부전증 치료를 위한 용도 {PREPARATION OF （Ｒ,Ｒ）―FENOTEROL AND （Ｒ,Ｒ）― OR （Ｒ,Ｓ）―FENOTEROL ANALOGUES AND THEIR USE IN TREATING CONGESTIVE HEART FAILURE}
본 발명은 약학적 조성물에 관한 것이며, 특히 (R,R)-페노테롤 및 (R,R)- 또는 (R,S)-페노테롤 유사체의 제조방법 및 이의 울형성 심부전(congestive heart failure) 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.
페노테롤(Fenoterol; 5-[1-히드록시-2[[2-(4-히드록시페닐)-1-메틸에틸]-아미노]에틸] 1,2-벤젠디올; 5-[1-hydroxy-2[[2-(4-hydroxyphenyl)-1-methylethyl]-amino] ethyl] 1,2-benzenediol)은 종래 천식(ahthma)과 같은 폐질환의 치료용도로 사용되는 β2-아드레날린 수용체의 작용제(β2-adrenergic receptor agonist)이다. 페노테롤은 각각 독립적으로 R 또는 S 형태를 가지는 두 개의 카이랄(비대칭)탄소를 가지고 있어, 광학이성질체로 서로 구분되는 (R,R), (R,S), (S,R) 및 (S,S) 형태로 존재한다. 페노테롤은 (R,R)- 및 (S,S)- 화합물의 라세믹 혼합물로 상업적 으로 이용될 수 있다.
페노테롤은 작용제로서 β2-아드레날린 수용체에 결합하여 활성화 시키는 것으로 알려져 있다. 이러한 작용제의 활성은 수축된 기도를 팽창시키기 때문에, 이러한 활성으로 인하여 천식의 치료용도로 사용될 수 있다. 이외의 페노테롤의 추가적인 치료용도에 대해서는 여전히 연구되어야 할 영역으로 남아있다. 페노테롤을 포함하는 의약의 약리학적 연구는 오직 하나의 이성질체만이 기관지 확장(brochodilation)에 관여하는 것을 밝혀내었다. 예를 들어, 라세믹 (±)-페노테롤의 주된 기관지 확장 활성(bronchodilatory activity)은 페노테롤의 (R,R)-이성질체에 있다는 것을 밝혀내었다. 또한, 비활성 이성질체는 역효과와 관련된다는 것이 최근에 명백하게 되었다. 예를 들어, 부분입체 이성질체 (S,S)-페노테롤은 종종 β2-아드레날린 수용체의 작용제 치료와 관련된 역부작용(adverse side effects) 과 내성의 발생을 유발하는 것이 증명되었다.
그러므로, 천식(asthma), 만성폐쇄성폐질환(chronic obstructive pulmonary disease) 또는 울혈성 심부전(congestive heart failure)의 치료에는 효과적이면서도, 과민증(hypersensitivity) 및 약물저항(drug resistance (tolerance))과 같은 부작용이 감소된 페노테롤 조성물을 제공하는 것이 요구된다.
본 발명은 β2-아드레날린 수용체에 매우 효율적으로 결합하는 페노테롤 유사체와 관련된 것이다. 이러한 유사체에 대한 대표적인 화합구조는 본 명세서를 통하여 제공된다. 예를 들면, 이러한 화합물은 하기 화학식과 같다:
Figure 112009007931474-pct00001
여기서, 상기 R1-R3는 독립적으로 수소, 아실, 알콕시 카르보닐, 아미노 카르보닐(카바보일) 또는 이들의 조합이고;
R4는 H 또는 저급알킬이고;
R5는 저급알킬,
Figure 112009007931474-pct00002
또는
Figure 112009007931474-pct00003
이고,
여기서, X, Y1, Y2 및 Y3는 독립적으로 수소, -OR6 및 -NR7R8이고;
R6는 독립적으로 수소, 저급알킬, 아실, 알콕시카르보닐 또는 아미노 카르보닐; 및
R7 및 R8는 독립적으로 수소, 저급알킬, 알콕시 카르보닐, 아실 또는 아미노 카르보닐이다.
(R,R)-페노테롤 및 페노테롤 유사체를 포함하는 약학적 조성물 및 이를 이용한 방법 또한 제공된다. 예를 들어, 본 명세서에 기재된 (R,R)-페노테롤 및 (R,R)- 또는 (R,S)-페노테롤 유사체(예를 들어, (R,R)-메톡시페노테롤, (R,R)-나프틸페노테롤 및 (R,S)-나프틸페노테롤)은 심장질환(cardiac disorders) 또는 폐질환(pulmonary disorder)의 치료에 효과적이다.
상술한 바 및 다른 특징과 이점은, 도면과 함께 하기 기재된 여러 구체화된 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
I. 도입
본 발명은 β2-아드레날린 수용체에 결합하는 페노테롤과 상응하거나 보다 우수한 활성을 가진 페노테롤 유사체를 제공한다. 일례로, 광학적 활성 페노테롤 유사체는 실질적으로 라세믹 혼합물로부터 정제된다. 예를 들어, 광학적 활성 페노테롤 유사체는 조성물의 90 %이상, 종종 95 % 이상으로 정제된다. 이러한 유사체는 종래 (±)-페노테롤 로 치료되어 왔던 천식(asthma) 및 만성폐쇄성 폐질환(chronic obstructive pulmonary disease)와 같은 폐질환의 치료에 사용된다.
(±)-페노테롤과 동등하거나 보다 효율적인 페노테롤 유사체의 사용은 종래 (±)-페노테롤에서 관찰되던 역효과를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 효과적인 치료 반응을 얻기 위하여 페노테롤 유사체를 낮은 농도로 사용하는 것은 상업적으로 이용될 수 있는 (±)-페노테롤에서 관찰되던 과민증(hypersensitivity) 및 약물 내성(drug resistance (tolerance))과 같은 부작용을 감소시킬 것으로 기대된다. 또한, 유사체의 정제는 이러한 역작용과 관련될 수 있는 비활성 거울상이성질체(enantiomer)와 같은 물질들을 제거한다.
본 발명은 또한 (R,R)-페노테롤이 상업적으로 이용가능한 (±)-페노테롤의 활성 조성임을 증명한다. 기재된 (R,R)- 및 (R,S)-페노테롤 유사체 뿐만 아니라 (R,R)-페노테롤 또한 심부전(congestive heart failure)과 같은 심장질환(cardiac disorders)의 치료에 사용될 수 있음을 특히 고려하였다. 심부전(congestive heart failure)의 치료를 위하여 실질적으로 광학적으로 순수한 (R,R)-페노테롤 또는 (R,R)- 또는 (R,S)-페노테롤 유사체의 사용은 생리학적으로 덜 활성인 약의 형태에 의한 부작용의 발생을 줄일 것으로 예상된다.
II. 약어와 용어
AR: 아드레날린 수용체 (adrenergic receptor)
CD: 원편광 이색성 분광 분석 (circular dichroism)
CoMFA: 비교 분자장 분석 (comparative molecular field analysis)
HPLC: 고속액체크로마토그라피 (high performance liquid chromatography)
IAM-PC: 부동성 인공막 크로마토그래피 지지체 (immobilized artificial membrane chromatographic support)
ICYP: [125I]시아노핀도놀 ([125I]cyanopindolol)
UV: 자외선 (ultraviolet)
　　　
특별한 다른 언급이 없다면, 본 발명에 사용되는 모든 기술적이고 과학적인 용어들은 본 발명의 기술분야에 속하는 당업자가 일반적으로 이해할 수 있는 용어와 같은 의미를 가진다. 일반적인 화학용어에 대해서는 The McGraw-Hill Dictionary of Chemical Terms, 1985, 및 The Condensed Chemical Dictionary, 1981 에서 찾을 수 있을 것이다.
특별히 언급하는 것을 제외하고, 모든 정량적인 수치들은 "약", "대략" 또는 이와 유사한 의미의 단어가 사용되는 것과 관계없이, 근사값을 나타낸다. 본 발명에 기재된 물질, 방법, 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 특별히 언급하는 것을 제외하고, 본 발명의 방법과 기술들은 본 발명의 기술분야에 알려진 종래 방법과 본 발명에서 인용되는 여러 일반적이고 보다 구체적인 참조문헌에 따라 일반적으로 수행된다(Loudon, Organic Chemistry, Fourth Edition, New York: Oxford University Press, 2002, pp. 360-361, 1084-1085; Smith and March, March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, Fifth Edition, Wiley-Interscience, 2001; 또는 Vogel, A Textbook of Practical Organic Chemistry, Including Qualitative Organic Analysis, Fourth Edition, New York: Longman, 1978.).
본 발명에 기재된 여러 실시예들의 검토를 용이하게 하기 위하여, 특별한 용어에 대한 하기의 설명이 제공된다:
아실(Acyl): RC(O)- 구조를 가지는 기, 여기서 R은 유기기(organic group)이다.
아실옥시(Acyloxy): -OC(O)R 구조를 가지는 기, 여기서 R은 선택적으로 치환된 알킬 또는 선택적으로 치환된 아릴일 수 있다. "저급아실옥시"기는 1 내지 10의 탄소를 포함하는 R을 가지는 아실옥시이다.
알콕시(Alkoxy): -O-R 구조를 가지는 라디칼(또는 치환기)이고, 여기서 R은 치환되거나 비치환된 알킬이다. 메톡시(OCH3)는 알콕시기의 일예이이다. 치환된 알콕시에서, R은 비간섭 치환기(non-interfering substituent)로 치환된 알킬이다. "티오알콕시"는 -S-R을 의미하며, 여기서 R은 치환 또는 비치환된 알킬이다. "할로알킬옥시"는 -OR 라디칼을 의미하며, 여기서 R은 할로알킬이다.
알콕시 카르보닐(Alkoxy carbonyl): -C(O)OR 구조를 가지는 기, 여기서 R은 선택적으로 치환된 알킬 또는 비치환된 알킬이다. "저급 알콕시 카르보닐"기는 1 내지 10 (예컨데, 1 내지 6)의 탄소를 포함하는 R을 가지는 알콕시 카르보닐이다.
알킬(Alkyl): 별다른 언급이 없다면, 1 내지 15 탄소; 예를 들어, 1 내지 10, 1 내지 6 또는 1 내지 4의 탄소를 포함하는 아크릴, 포화, 분쇄형 또는 직쇄형 탄화수소 라디칼이다. 알킬은 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 이소부틸, t-부틸, 펜틸, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실 또는 도데실과 같은 기를 포함한다. "저급알킬"이라는 용어는 1 내지 10 탄소를 가지는 알킬기를 의미한다. 특별히 "비치환 알킬"로 언급하지 않는다면, 알킬기는 치환되거나 비치환된 것일 수 있다. 알킬기는 하나 또는 그 이상의 치환기(예를 들어, 알킬사슬의 각 메틸렌 탄소에 2개까지의 치환기)로 치환될 수 있다. 전형적인 알킬 치환기로는 예를 들어, 아미노기, 아마이드, 설폰아마이드, 할로겐, 시아노, 카르복시, 히드록시, 머캅토, 트리플루오로메틸, 알킬, 알콕시(예를 들어, 메톡시), 알킬티오, 티오알콕시, 아릴알킬, 헤테로아릴, 알킬아미노, 디알킬아미노, 알킬설파노, 케토, 또는 다른 작용기가 있다.
아미노 카르보닐(Amino carbonyl, 카바모일(carbamoyl)): -OCN(R)R'- 구조를 가지는 기, 여기서 R 및 R'은 독립적으로 각각 수소 또는 저급알킬기이다.
천식 (Asthma): 천식은 종종 환경적 자극(또는 알레르겐(allergen))에의 노출, 찬공기, 운동 또는 감정적 스트레스와 같은 하나 또는 그 이상의 요인(trigger)에 대한 반응으로 기도가 수축하여 염증이 생기고, 상당한 양의 점액으로 채워지는 호흡계통(respiratory system )의 질병이다. 이러한 기도의 수축은 숨이 차거나(wheezing), 호흡곤란(shortness of breath), 흉부압박감(chest tightness) 및 기침(oughing)과 같은 증상을 유발한다. 만성 또는 순환하는(recurring) 염증 질병은 기관지과민도(bronchial hyper-responsiveness), 염증(inflammation), 증가된 점액 생성(increased mucus production) 및 간헐성 기도폐쇄(intermittent airway obstruction)로 특징되는, 기도가 바이러스 자극에 더욱 반응하게되는 질병이다.
카바메이트(Carbamate): -OC(O)N(R)- 구조를 가지는 기, 여기서 R은 H, 또는 저급알킬기 또는 아르알킬기와 같은 지방족기(aliphatic group)이다.
심장질환(Cardiac Disorder or Disease): 일반적으로 심장질환은 심장 및/또는 혈관(동맥 및 정맥)과 관련된 질환이다. 특별한 예로는 심장질환은 울혈성 심부전(congestive heart failure)을 포함한다.
만성 폐쇄성 폐질환(Chronic Obstructive Pulmonary Disease): 완전히 회복될 수 없는 기류 폐쇄(airflow obstruction or limitation)를 특징으로 하는 만성기관지염(chronic bronchitis), 폐기종(emphysema) 및 기관지확장증(bronchiectasis)을 포함하는 기도 질병(respiratory tract diseases)이다. 기류폐쇄는 일반적으로 폐(lung)의 유해한 입자나 기체에 대한 비특이 염증반응(abnormal inflammatory response)과 진행되거나 관련된다.
울혈성 심부전(Congestive Heart Failure): 심장이 신체 조직에서 적절한 혈액순환을 유지할 수 없거나 또는 정맥에 의하여 돌아오는 정맥혈을 배출할 수 없는 심부전이다.
유도체(Derivative): 다른 화학물질과 하나 또는 그 이상의 반응기가 다른 화학물질이다. 특히, 유도체(페노테롤과 같은 유도체)는 모체(페노테롤과 같은 모체)의 생리학적 활성(β2-아드레날린 수용체의 작용제와 같은 생리학적 활성)을 가진다.
이성질체(Isomers): 동일한 분자식을 가지나 이들의 원자의 결합의 성질이나 순서가 다르거나, 이들의 원자의 공간에서의 배열이 다른 화합물을 "이성질체(isomers)"라고 한다. 이들 원자의 공간에서의 배열이 다른 화합물을 "광학이성질체(stereoisomers)"라고 한다. 서로 거울상이 아닌 광학이성질체를 "부분입체이성질체(diastereomers)"라고 하며, 서로 포개지지 않는 거울상인 광학이성질체를 "거울상 이성질체(enantiomer)"라고 한다. 화합물이 비대칭 중심(asymmetric center)을 가지는 경우, 예를 들어, 탄소 원자가 네 개의 다른 기와 결합되어 있다면, 한쌍의 거울상 이성질체가 가능하다. 거울상 이성질체는 비대칭 중심의 절대배열에 의해 특정될 수 있으며, Cahn 및 Prelog의 규칙에 따라 R- 및 S- 로 기재되거나, 또는 분자가 편광된 빛의 면을 회전시키는 방식에 따라 우회전(dextrorotatory) 또는 좌회전(levorotatory) (즉, 각각 (+) 또는 (-)이성질체)으로 기재된다. 카이랄(chiral) 화합물은 각각의 거울상 이성질체로 존재하거나, 이들의 혼합물로 존재할 수 있다. 거울상 이성질체들을 동일한 비율로 포함하는 혼합물을 "라세믹 혼합물"이라 한다.
본 발명에 기재된 화합물은 하나 또는 그 이상의 비대칭 중심을 가질 수 있다; 이러한 화합물들은 그러므로 각각의 (R)- 또는 (S)-광학이성질체로 또는 이들의 혼합물로 제조될 수 있다. 별다른 언급이 없다면, 발명의 상세한 설명 및 청구항에서의 특정 화합물의 기재 및 명명은 각각의 거울상 이성질체 및 이들의 혼합물, 라세믹 또는 다른 것들을 포함하는 것을 의미한다. 입체화학을 측정하는 방법과 광학이성질체를 분리하는 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려져 있다(예를 들어, March, Advanced Organic Chemistry, 4th edition, New York: John Wiley and Sons, 1992, Chapter 4).
선택적: "선택적"이라는 용어는 기재된 결과나 상황이 일어날 수 있으나 반드시 일어나는 것이 아닐 수도 있는 것을 의미하여, 또한 이러한 용어는 상기 결과나 상황이 일어나거나 일어나지 않는 것을 포함한다.
약학적으로 허용가능한 담체(Pharmaceutically Acceptable Carriers): 본 발명에 유용한 약학적으로 허용가능한 담체는 본 기술이 속하는 기술분야에서 잘 알려져 있다. Remington’s Pharmaceutical Sciences, by E. W. Martin, Mack Publishing Co., Easton, PA, 19th Edition (1995) 에는 하나 또는 그 이상의 핵산 분자, 단백질 또는 이러한 단백질에 결합하는 항체, 및 추가적인 의약품과 같은 하나 또는 그 이상의 치료용 화합물 또는 분자의 약학적 전달에 적합한 조성물과 제형을 기재하고 있다.
일반적으로, 담체의 성질은 채택되는 특별한 방법에 의존할 것이다. 예를 들어, 비경구제형은 일반적으로 물, 생리식염수, 평형염액, 수성포도당, 글리세롤 또는 담체와 유사한 것들과 같이 약학적이고 생리학적인 유체를 포함하는 주사가능한 유체를 포함한다. 고체 조성물의 경우(예를 들어, 가루, 알약, 정제, 또는 캡슐 형태), 전통적인 비독성 고체 담체는, 예를 들어 만니톨(mannitol), 락토즈(lactose), 녹말(starch) 또는 마그네슘 스테아레이트(magnesium stearate)를 포함할 수 있다. 생물학적으로 중성인 담체 외에, 투여되는 약학적 조성물은 습윤제 또는 유화제, 방부제, 및 pH 완충제 및 예를 들어 소디움 아세테이트 또는 솔비판 모노러레이트(sorbitan monolaurate)와 같은 비독성 보조물질을 적은 양으로 포함할 수 있다.
페닐(Phenyl): 페닐기는 비치환되거나 또는 하나, 둘 또는 그 이상의 치환기로 치환된 페닐기이며, 치환기는 각각 독립적으로 알킬, 헤테로알킬, 지방기(aliphatic), 헤테로 지방기, 티오알킬, 할로, 할로알킬(예를 들어, CF3), 니트로, 시아노, -OR(여기서 R은 수소 또는 알킬), N(R)R'(여기서 R 및 R'은 각각 독립적으로 수소 또는 알킬), -COOR(여기서 R은 수소 또는 알킬) 또는 -C(O)N(R')R＂ (여기서 R' 및 R＂은 독립적으로 수소 또는 알킬로부터 선택됨)이다.
폐질환(Pulmonary Disorder or Disease): 일반적으로, 폐질환은 폐(lung)와 관련된 모든 질환을 포함한다. 특별한 일례로, 폐질환은 천식(asthma) 및 만성 폐쇄성 폐질환(chronic obstructive pulmonary disease)을 포함한다.
정제(Purified): "정제"라는 용어는 절대적인 정제를 의미하는 것이라기 보다는 상대적인 의미로서 사용된다. 따라서, 예를 들어, 정제된 제조는 페노테롤의 (R,R)-거울상 이성질체와 같은 목적화합물이 (±)-페노테롤 혼합물과 같은 전술한 상황(a preceding environment)보다 더 많이 존재하는 것을 의미한다. 페노테롤의 (R,R)-거울상 이성질체와 같은 목적화합물은, 예를 들어 적어도 샘플에 대하여 70 %, 80 %, 85 %, 90 %, 92 %, 95 %, 97 %, 98 %, 또는 99 %의 질량비로 정제되는 경우, 정제된 것으로 간주된다. 화합물의 순도는 HPLC 또는 다른 종래 방법에 의하여 결정될 수 있다. 일례로, 특정 페노테롤 유사체 거울상이성질체는 정제된 제조에서 다른 거울상 이성질체에 대하여 90 % 이상, 종종 95 % 이상을 나타내도록 정제된다. 다른 경우에 있어서는, 다른 거울상 이성질체가 1 % 미만으로 단일하게 정제될 수 있다.
본 발명에 기재된 화합물은 정제된 형태로 얻어지거나 실리카 겔 및/또는 알루미나 크로마토그라피를 포함하는 본 발명이 속하는 기술분야에서 알려진 수단에 의하여 정제될 수 있다(예를 들어, Introduction to Modern Liquid Chromatography, 2nd Edition, ed. by Snyder and Kirkland, New York:John Wiley and Sons, 1979; 및 Thin Layer Chromatography, ed. by Stahl, New York: Springer Verlag, 1969). 예를 들어, 화합물은 정제된 페노테롤 또는 다른 조성에 질량비로 샘플의 적어도 약 70 %, 80 %, 85 %, 90 %, 92 %, 95 %, 97 %, 98 % 또는 99 % 의 순도를 가지는 페노테롤 유사체를 포함한다. 또 다른 예로, 화합물은 각각 다른 조성에 질량비로 샘플의 적어도 약 70 %, 80 %, 85 %, 90 %, 92 %, 95 %, 97 %, 98 % 또는 99 % 의 순도를 가지는 적어도 두 정제된 광학이성질체를 포함한다. 예를 들면, 화합물은 실질적으로 정제된 (R,R)-페노테롤 유사체와 실질적으로 정제된 (R,S)-페노테롤 유사체를 포함할 수 있다.
대상(subject): 대상이라는 용어는 인간 및 동물을 모두 포함하며, 예를 들면, 인간, 인간외의 영장류, 개, 고양이, 말, 래트(rat), 마우스(mouse) 및 소를 포함한다. 유사하게 포유동물이라는 용어는 인간 및 인간외의 포유동물을 모두 포함한다.
치료(Treating or treatment): 질병과 관련하여 (1) 질병을 예방하거나, 예를 들어 아직 질병의 증상이 나타나지는 않았으나 질병에 노출되거나 질병에 걸릴 수 있는 대상에 질병의 증상이 유발되지 않도록 하거나, (2) 질병을 억제하거나, 예를 들어 질병의 진행이나 이의 임상적 증상을 억제하거나, 또는 (3) 질병을 완화시키는 것, 예를 들어 질병이나 이의 임상적 증상을 쇄퇴시키는 것을 포함한다.
치료학적으로 유용한 양(Therapeutically Effective Amount): 약물로 치료된 대상에서 목적한 효과를 충분히 달성되는 특정 약물의 양. 예를 들어, 이는 울혈성 심부전과 같은 심장질환의 예방, 경감, 및/또는 억제, 및/또는 치료에 유용한 (R,R)-페노테롤 또는 (R,R)- 또는 (R,S)-페노테롤 유사체의 양이 될 수 있다. 이상적으로, 치료학적으로 유용한 양은 대상에 상당한 세포독성효과(cytotoxic effect)를 유발하지 않으면서 질환의 예방, 경감, 및/또는 억제, 및/또는 치료에 충분한 양을 말한다. 대상에 질환의 예방, 경감, 및/또는 억제, 및/또는 치료에 유용한 약물의 효과적인 양은 치료되는 대상, 질병의 심화정도, 그리고 치료학적 조성물의 투여방법에 의존할 것이다.
III. (R,R)-페노테롤 및 페노테롤 유사체
A. 화학구조(Chemical Structure)
본 발명에 기재된 대표적인 페노테롤 유사체는 다음과 같은 화학구조를 가진다:
Figure 112009007931474-pct00004
여기서, R1-R3는 독립적으로 수소, 아실, 알콕시, 카르보닐, 아미노 카르보닐 또는 이들의 조합이고;
R4는 H 또는 저급알킬이고;
R5는저급알킬,
Figure 112009007931474-pct00005
또는
Figure 112009007931474-pct00006
이고,
여기서 X 및 Y는 독립적으로 수소, 저급 -OR6 및 -NR7R8로부터 선택되고;
R6는 저급알킬 또는 아실이고; 그리고
R7 및 R8는 독립적으로 수소, 저급알킬, 알콕시 카르보닐, 아실 또는 아미노 카르보닐이다.
페노테롤 유사체의 구조와 관련하여, Y는 -OH일 수 있다.
일 실시예에서, R5는 선택적으로 하나, 둘 또는 세 개의 치환기를 가지는 1- 또는 2-나프틸 유도체이다. 이러한 R5기의 예는 다음과 같이 표시된다
Figure 112009007931474-pct00007
여기서, Y1, Y2 및 Y3는 독립적으로 수소, 저급 -OR6 및 -NR7R8이고;
R6는 각각 독립적으로 저급알킬 및 아실로부터 선택되고; 그리고
R7 및 R8는 독립적으로 수소, 저급알킬, 알콕시 카르보닐, 아실 또는 아미노 카르보닐(카바모일)이다. 특별히, Y1, Y2 및 Y3 중 적어도 하나는 -OCH3이다.
특별히 R5기는 다음과 같이 표시되는 것을 포함한다
Figure 112009007931474-pct00008
Figure 112009007931474-pct00009
여기서 R6는 메틸, 에틸, 프로필 또는 이소프로필 같은 저급알킬 또는 아세틸 같은 아실이다.
대표적인 R5기는 다음을 포함한다
Figure 112009007931474-pct00010
Figure 112009007931474-pct00011
Figure 112009007931474-pct00012
일 실시예에서, R4는 저급알킬이고, R5는
Figure 112009007931474-pct00013
또는
Figure 112009007931474-pct00014
이며,
여기서, X 및 Y 는 독립적으로 H, 저급알킬 -OR6 및 -NR7R8로부터 선택되고;
R6는 저급알킬이고; 그리고
R7 및 R8는 독립적으로 수소 또는 저급알킬이다.
　　　
다른 일 실시예에서, R4는 에틸, n-프로필 및 이소프로필로부터 선택되고, R5는
Figure 112009007931474-pct00015
이고,
여기서 X는 수소, -OR6 또는 -NR7R8이다. 예를 들어, R6는 메틸일 수 있고 또는 R7 및 R8는 수소이다.
다른 일 실시예에서, R5는
Figure 112009007931474-pct00016
이다.
다른 실시예에서, R4는 메틸, 에틸, n-프로필 및 이소프로필이고, R5는
Figure 112009007931474-pct00017
Figure 112009007931474-pct00018
이다.
생체내에서(in vivo) 히드록시기를 제공하기 위하여 분리될 수 있는 R1-R3의 적절한 기의 예로는, 이제 제한되지는 않으나, 아실, 아실옥시 및 알콕시 카르보닐기를 포함한다. 이러한 분리 가능한 기를 가지는 화합물을 "프로드러그(prodrug)"라고 한다. "프로드러그(prodrug)"라는 용어는, 여기서 사용되는 바와 같이, 생체내에서(in vivo) 히드록시기로 변화될 수 있는 치환기를 포함하는 화합물을 의미한다. 프로드러그의 다양한 형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려져 있으며, 예를 들면 Bundgaard, (ed.), Design of Prodrugs, Elsevier (1985); Widder, et al. (ed.), Methods in Enzymology, Vol. 4, Academic Press (1985); Krogsgaard-Larsen, et al., (ed), Design and Application of Prodrugs, Textbook of Drug Design and Development, Chapter 5, 113 191 (1991); Bundgaard, et al., Journal of Drug Delivery Reviews, 8:1 38(1992); Bundgaard, Pharmaceutical Sciences, 77:285 et seq. (1988); 및 Higuchi and Stella (eds.) Prodrugs as Novel Drug Delivery Systems, American Chemical Society (1975) 에 기재된 바와 같다.
대표적인 (R,R)-화합물은 다음과 같은 화학구조를 가진다:
Figure 112009007931474-pct00019
X 및 R1-R3는 상기 정의된 바와 같다.
다른 대표적인 (R,R)-화합물은 다음과 같은 화학구조를 가진다:
Figure 112009007931474-pct00020
대표적인 (R,S)-화합물은 다음과 같은 화학구조를 가진다:
Figure 112009007931474-pct00021
여기서 X 및 R1-R3는 상기 정의된 바와 같다.
다른 대표적인 (R,S)-화합물은 다음과 같은 화학구조를 가진다:
Figure 112009007931474-pct00022
대표적인 (S,R)-화합물은 다음과 같은 화학구조를 가진다:
Figure 112009007931474-pct00023
여기서 X 및 R1-R3는 상기 정의된 바와 같다.
대표적인 (S,S)-화합물은 다음과 같은 구조를 가진다:
Figure 112009007931474-pct00024
여기서 상기 X 및 R1-R3는 상기 정의된 바와 같다.
페노테롤의 다양한 광학이성질체의 화학구조의 예들은 하기와 같이 제공된다.
Figure 112009007931474-pct00025
(R,R)-페노테롤
Figure 112009007931474-pct00026
(R,S)- 페노테롤
Figure 112009007931474-pct00027
(S,R)- 페노테롤
Figure 112009007931474-pct00028
(S,S)- 페노테롤
(R,R)-페노테롤의 수화물과 같은 용매화물, 약학적으로 허용가능한 염 및/또는 다른 물리적 형태 또는 개시된 다른 페노테롤 유사체의 용도가 특별한 예로서 고려되었다.
1. 용매화물, 염 및 형태(Solvates, Salts and Physical Forms)
"용매화물"은 화합물과 하나 또는 그 이상의 분자의 물리적 집합을 의미한다. 공유 생성물 및 수소 결합된 용매화물과 같은 방법을 포함하는 이온 및 공유결합이 이러한 물리적 집합에 관여한다. 어떤 경우에는 용매화물은 분리될 수 있는데, 예를 들어 하나 또는 그 이상의 용매 분자가 결정 고체의 결정 격자에 결합되는 경우에는 용매화물은 분리될 수 있다. "용매화물"은 용액-상과 고립된 용매화물 모두를 포함한다. 대표적인 용매화물은 화합물과 조합된 에탄올, 화합물과 조합된 메탄올 및 이와 유사한 것을 포함한다. "수화물"은 용매 분자가 H2O인 용매화물이다.
또한 개시된 화합물은, 만약 염을 형성하는 기가 존재하는 경우, 혼합된 염 및/또는 분자내 염을 포함한다. 염은 일반적으로 비독성인 약학적으로 허용가능한 염이다. 염은 푸마레이트(fumarate), 히드로브로마이드(hydrobromide), 히드로클로라이드(hydrochloride), 설페이트(sulfate) 및 포스페이트(phosphate)와 같은 다양한 형태(유기형태 및 무기형태)가 될 수 있다.일례로, 염은 주기율표상의 VII을 형성하는 비금속(예를 들어, 할로겐)을 포함한다. 예를 들면, 화합물은 히드로브로마이드 염으로 제공될 수 있다.
염을 형성하는 기의 다른 예는 적절한 염과 염을 형성할 수 있는 카르복시기, 포스포닉산기 또는 보론산기를 포함한다. 이러한 염은, 예를 들어 원소주기율표의 IA, IB, IIA 및 IIB 족의 금속으로부터 유래한 비독성 금속 양이온을 포함할 수 있다. 일례로, 리튬, 나트륨 또는 칼륨이온과 같은 알칼리 금속 양이온, 도는 마그네슘 또는 칼슘이온과 같은 알칼리토금속이 사용될 수 있다. 염은 또한 아연 또는 암모늄 양이온일 수 있다. 또한 염은, 비치환 또는 히드록시로 치환된 모노-, 디- 또는 트리알킬아민, 특별히 모노-, 디- 또는 트리알킬아민과 같은 유기 아민, 또는 4차 암모늄 염과 염을 형성할 수 있으며, 예를 들어 N-메틸-N-에틸아민(N-methyl-N-ethylamine), 디에틸아민(diethylamine), 트리에틸아민(triethylamine), 모노-, 비스- 또는 트리스- (2-히드록시에틸)아민(mono-, bis- or tris- (2-hydroxyethyl)amine), 2-히드록시-테트-부틸아민(2-hydroxy-tert-butylamine) 또는 트리스(히드록시메틸)메틸아민(tris(hydroxymethyl)methylamine)과 같은 모노-, 비스- 또는 트리스-(2-히드록시-저급알킬)아민(mono-, bis- 또는 tris- (2-hydroxy-lower alkyl)amines), N,N-디메틸-N-(2-히드록시에틸)아민(N,N-dimethyl-N-(2-hydroxyethyl)amine) 또는 트리-(2-히드록시에틸)아민(tri-(2-hydroxyethyl)amine)과 같은 N,N-디-저급알킬-N-(히드록시-저급알킬)아민(N,N-di-lower alkyl-N-(hydroxy-lower alkyl)amines), 또는 N-메틸-D-글루카민(N-methyl-D-glucamine)과 염을 형성할 수 있으며, 테트라부틸암모늄염(tetrabutylammonium salts)과 같은 4차 암모늄 화합물(quaternary ammonium compounds)과도 염을 형성할 수 있다.
개시된 대표적인 화합물은 무기산과 산-염기 염을 형성할 수 있는 적어도 하나의 기본적인 기를 가지고 있다. 기본적인 기의 예는 이에 제한되는 것은 아니나, 아미노기 또는 이미노기를 포함한다. 이러한 기본적인 기와 염을 형성할 수 있는 무기산의 예로는 이에 제한되는 것은 아니나, 염산(hydrochloric acid), 히드로브로모산(hydrobromic acid), 술폰산(sulfuric acid) 또는 인산(phosphoric acid)과 같은 무기산을 포함한다. 이러한 기본기들은 또한 유기카르복시산(organic carboxylic acid), 술폰산(sulfonic acid), 설포산(sulfo acid) 또는 포스포산(phospho acid) 또는 N-치환된 술팜산(N-substituted sulfamic acid)과 염을 형성할 수 있으며, 그 예로 아세트산(acetic acid), 프로피온산(propionic acid), 글리콜산(glycolic acid), 숙신산(succinic acid), 말레산(maleic acid), 히드록시말레산(hydroxymaleic acid), 메틸말레산(methylmaleic acid), 푸마르산(fumaric acid), 말산(malic acid), 타르타르산(tartaric acid), 글루콘산(gluconic acid), 글루카르산(glucaric acid), 글루쿠론산(glucuronic acid), 구연산(citric acid), 벤조산(benzoic acid), 신남산(cinnamic acid), 만델산(mandelic acid), 살리실산(salicylic acid), 4-아미노살리실산(4-aminosalicylic acid), 2-페녹시벤조산(2- phenoxybenzoic acid), 2-아세톡시벤조산(2-acetoxybenzoic acid), 엠본산(embonic acid), 니코틴산(nicotinic acid) 또는 이소니코틴산(isonicotinic acid)이 있으며, 그리고 이에 더하여 α-아미노산과 같은 아미노산과 염을 형성할 수 있으며, 그리고 메탄설폰산(methanesulfonic acid), 에탄설폰산(ethanesulfonic acid), 2-히드록시메탄설폰산(2-hydroxymethanesulfonic acid), 에탄-1,2-디솔폰산(ethane-1,2-disulfonic acid), 벤젠디설폰살(benzenedisulfonic acid), 4-메틸벤젠설폰산(4-methylbenzenesulfonic acid), 나프탈렌-2-설폰산(naphthalene-2- sulfonic acid), 2- 또는 3-포스포글리세레이트(2- or 3-phosphoglycerate), 글루코즈-6-포스페이트(glucose-6-phosphate) 또는 N-사이클로헥실술팜산(N-cyclohexylsulfamic acid; 시클라메이트(cyclamates)의 형성이 수반된다) 또는 아스코르브산(ascorbic acid)과 같은 다른 산성 유기 화합물과 함께 염을 형성할 수 있다. 바람직한 예로는, 페노테롤은 히드로브로마이드염으로 제공되고, 대표적인 페노테롤 유사체는 이들의 푸바레이트염(fumarate salt)으로 제공된다.
약학적으로 허용가능한 염을 형성하기 위한 추가적인 반대이온은 Remington’s Pharmaceutical Sciences, 19th Edition, Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995에서 확인된다. 하나의 관점에서, 약학적으로 허용가능한 염을 채택하는 것은 조성물의 삼투압(osmotic pressure)을 조절하는 것을 제공할 수 있다.
다른 예로는, 본 발명에 사용되는 화합물은 여러가지 형태로 제공된다. 이러한 것들로는, 다른 결정 형태, 결정체, 액상 결정체 또는 비 결정체(무결정체) 형태와 같이 둘 또는 그 이상의 물리적 형태로 제공될 수 있다.
2. 의약의 제조를 위한 용도
상기 기재된 화합물(예를 들어, (R,R)-페노테롤 또는 페노테롤 유사체 또는 수화물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염) 또는 이의 조성물은 대상에서 β2-아드레날린 수용체 자극 또는 폐 및 심장질환(예를 들어, 천식 및 울혈성 심부전)의 치료를 위한 의약의 제조에 사용된다. 이러한 의약 및 동일하거나 다른 관련된 특징으로부터 이익을 얻는 대상에 적합한 제형에 대해서는 본 발명의 명세서에 기재되어 있다.
B. 합성방법
개시된 페노테롤 유사체는 본 발명이 속하는 기술분야에서 알려진 방법으로 합성될 수 있다. 본 발명에 기재된 화합물을 합성하기 위하여 유용한 통상적으로 알려진 화학합성식과 조건을 제공하는 많은 일반적인 참조문헌을 이용할 수 있다(예를 들면, Smith and March, March’s Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, Fifth Edition, Wiley-Interscience, 2001; 또는 Vogel, A Textbook of Practical Organic Chemistry, Including Qualitative Organic Analysis, Fourth Edition, New York: Longman, 1978).
개시된 화합물은 HPLC, 분취박층크라마토그라피(preparative thin layer chromatography), 플래쉬 컬럼크로마토그라피(flash column chromatography) 및 이온교환 크로마토그라피(ion exchange chromatography)와 같은 크로마토그라피 수단을 포함하는 본 발명이 속하는 기술분야에서 알려진 방법에 의하여 정제될 수 있다. 이온상 레진(ionic resin) 뿐만 아니라 일반 및 역상을 포함하여 어떠한 적절한 이동상도 사용될 수 있다.
적절한 대표적인 페노테롤 유사체의 합성 방법은 하기와 같이 제공된다:
반응식 I: (R)- 또는 (S)-3',5'-디벤질옥시페닐브로모하이드린 ((R)- 또는 (S)-3',5'-dibenzyloxyphenylbromohydrin)으로부터 형성되는 에폭사이드(epoxide)와, 적절하게 벤질이 보호된 2-아미노-3-벤질프로판(1-5; benzyl-protected 2-amino-3-benzylpropane)의 (R)- 또는 (S)-거울상 이성질체 또는 N-벤질-2-아미노헵탄(6; N-benzyl-2-aminoheptane)의 (R) 또는 (S)-거울상 이성질체와 커플링 반응을 포함하는 1-6의 4개의 광학이성질체의 대표적인 제조방법.
Figure 112009007931474-pct00029
반응식 II: 2-펜에틸아민(2-phenethylamine)을 사용한 (R)-7 및 (S)-7의 대표적인 합성방법. 생성물은 Pd/C하의 수소화반응으로 탈보호화되고 푸마레이트 염(fumarate salt)으로 정제될 수 있다.
Figure 112009007931474-pct00030
반응식 III은 반응식 II에서 사용된 키랄 화합물(chiral building block)의 대표적인 합성방법을 나타낸다. (R)- 및 (S)-3',5'-디벤질옥시페닐-브로모하이드린 거울상이성질체((R)- 및 (S)-3',5'-dibenzyloxyphenyl-bromohydrin enantiomers)는 보론-메틸 설파이드 복합체(boron-methyl sulfide complex; BH3SCH3) 및 (1R,2S)- 또는 (1S,2R)-시스-1-아미노-2-인다놀((1R,2S)- 또는 (1S,2R)-cis-1-amino-2-indanol)을 사용하여 3,5-디벤질옥시-α-브로모아세토페논(3,5-dibenzyloxy-α-bromoacetophenone)의 거울상 환원반응(enantiospecific reduction)으로 얻어진다. (R)- 및 (S)-2-벤질아미노프로판((R)- 및 (S)-2-benzylaminopropanes)은 (R)- 또는 (S)-만델산((R)- 또는 (S)-mandelic acid)을 반대이온(counter ion)으로 사용하여 라세믹-2-벤질아미노프로판(rac-2-benzylaminopropane)의 거울상 선택적인 결정화(enantioselective crystallization)로 제조된다.
Figure 112009007931474-pct00031
IV. 약학적 조성물
개시된 (R,R)-페노테롤 및 페노테롤 유사물은 폐기관 장애, 예컨대 천식 및 만성 폐쇄성 폐질환 (COPD) 및 심장 장애, 예컨대 울혈성 심부전의 치료에 적어도 유용할 수 있다. 따라서, 개시된 하나 이상의 페노테롤 화합물 또는 유사물을 포함하는 약학적 조성물은 또한 본 명세서에 기재되어 있다.
약학적 조성물용 제형은 선행기술에 공지되어 있다. 예를 들어, Remington's Pharmaceutical Sciences (E. W. Martin, Mack Publishing Co., Easton, PA, 19th Edition, 1995)에는, (R,R)-페노테롤 및 개시된 페노테롤 유사물의 약학적 전달에 적합한 예시적인 제형(및 이의 성분)이 기재되어 있다. 이들 화합물의 하나 이상을 포함하는 약학적 조성물은 인간 또는 동물 약학적에 사용하도록 제형될 수 있다. 개시된 약학적 조성물의 특별한 제형은 예를 들어 투여 방식 (예를 들어, 경구 또는 비경구) 및/또는 치료될 장애 (예를 들어, 폐기관 장애 또는 심장 장애, 예컨대 울혈성 심부전)에 좌우될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제형은 페노테롤 화합물과 같은, 하나 이상의 활성 성분에 추가하여 약학적으로 허용가능한 담체를 포함한다.
개시된 방법 및 조성물에 유용한 약학적으로 허용가능한 담체는 선행기술에 기재되어 있다. 약학적 담체의 본성은 적용되는 특별한 투여 방식에 좌우될 것이다. 예를 들어, 비경구 제형은 통상 약학적 및 생리학적으로 허용가능한 유체, 예컨대 물, 생리 식염수, 평행 염 용액, 수성 덱스트로스, 글리세롤 등을 비클(vehicle)로서 포함하는 주사제를 포함한다. 고형 조성, 예컨대 파우더, 알약, 정제, 또는 캅셀형에 대해서는, 종래의 비독성 담체는 예를 들어, 약학적 등급의 만니톨, 락토스, 전분 또는 스테아르산마그네슘을 포함할 수 있다. 생리적 중성 담체에 추가하여, 투여될 약학적 조성물은 소량의 비독성 보조 물질 또는 부형제, 예컨대 습윤제 또는 에멀젼화제, 보존제, 및 pH 버퍼제 등; 예를 들어 아세트산나트륨 또는 모노라우레이트산소르비탄을 임의로 함유할 수 있다. 다른 비제한적인 부형제는 비이온성 가용화제, 예컨대 크레모포(cremophor), 또는 단백질, 예컨대 인간 혈청 알부민 또는 플라즈마 제형을 포함한다.
개시된 약학적 조성물은 약학적으로 허용가능한 염으로서 제형될 수 있다. 약학적으로 허용가능한 염은 유리 염기의 원하는 약리학적 활성을 갖는 화합물의 유리 염기 형태의 비독성 염이다. 이들 염은 무기 또는 유기 산으로부터 유래될 수 있다. 적당한 무기 산의 비제한적인 예는 염산, 질산, 브롬화수소산, 황산, 요오드화수소산 및 인산이다. 적당한 유기 산의 비제한적인 예는 아세트산, 프로피온산, 글리콜산, 락트산, 피루브산, 말론산, 숙신산, 말산, 말레산, 푸마르산, 타르타르산, 시트르산, 벤조산, 신남산, 만델산, 메탄술폰산, 에탄술폰산, p-톨루엔술폰산, 메틸 술폰산, 살리실산, 포름산, 트리클로로아세트산, 트리플루오로아세트산, 글루콘산, 아스파라긴산, 아스파르트산, 벤젠술폰산, p-톨루엔술폰산, 나프탈렌술폰산 등이다. 다른 적당한 약학적으로 허용가능한 염의 목록은 Remington's Pharmaceutical Sciences (19th Edition, Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995)에 기재되어 있다. 약학적으로 허용가능한 염은 조성물의 삼투압을 조절하는데 사용될 수 있다.
개시된 약학적 조성물의 복용 형태는 선택된 투여 방식에 의해 결정될 것이다. 예를 들어, 주사액에 추가하여, 경구 복용 형태가 적용될 수 있다. 경구 제형은 액체, 예컨대, 시럽, 용액 또는 서스펜션 또는 고형물, 예컨대 파우더, 알약, 정제, 또는 캅셀일 수 있다. 그와 같은 복용 형태를 제조하는 방법은 공지되어 있고, 또는 당업자에게 분명할 것이다.
개시된 화합물을 포함하는 약학적 조성물의 어떤 구현예는 정확한 복용의 개별 투여에 적합한 단위 복용량으로 제형될 수 있다. 투여된 (R,R)-페노테롤과 같은 활성 성분의 양은 치료 대상, 장애의 심각도, 및 투여 방식에 좌우될 것이고, 당업자에게 공지되어 있다. 이들 범위 내에, 투여될 제형은 치료 대상에서 원하는 효과를 달성하는데 효과적인 양으로 본 명세서에 기재된 추출물 또는 화합물의 양을 함유할 것이다. 특별한 예에서, 경구 투여에서, 조성물은 치료 대상에 대한 복용량의 증상 조절을 위해 약 1.0 - 약 50 mg 의 활성 성분, 특히 약 2.0　mg, 약 2.5 mg, 5　mg, 약 10　mg, 또는 약 50 mg 의 활성 성분을 함유하는 정제 형태로 제공된다. 하나의 예시적인 경구 복용 계획에서, 약 1　mg - 약 50　mg (예를 들어, 약 2 mg - 약 10 mg) 활성 성분을 함유하는 정제는 2회 내지 4회/1일, 예컨대 2회, 3회 또는 4회 투여된다.
V. 사용 방법
본 발명은 폐기관 및 심장 장애를 포함하는 장애를 치료하는 방법을 포함한다. 어떤 예에서, 폐기관 장애는 천식 또는 만성 폐쇄성 폐질환이다. 다른 예에서, 심장 장애는 울혈성 심부전이다.
개시된 방법은 (R,R)-페노테롤 또는 개시된 페노테롤 유사물 (및, 임의로, 하나 이상의 다른 약효제) 을 대상에 약학적으로 허용가능한 담체 내에 및 유효량으로 투여하여 폐기관 및/또는 심장 장애를 치료하는 것을 포함한다. 개시된 방법에 유용한 투여 경로는 경구 및 비경구 경로를 포함하지만 그에 제한되지는 않고, 비경구 경로의 예는 정맥 (iv), 복강 (ip), 직장, 국소, 눈, 비강, 및 경피이다. 이들 복용의 제형은 상기에 기재되어 있다.
유효량의 (R,R)-페노테롤 또는 개시된 페노테롤 유사물은 적어도 특별한 사용 방법, 치료 대상, 장애의 심각도 및 치료 조성물의 투여 방식에 좌우될 것이다. 조성물의 "치료학적 유효량"은 치료 대상에서 원하는 효과를 달성하는데 충분한 특정 화합물의 양이다. 예를 들어, 이는 대상의 폐기관 및/또는 심장 장애, 및/또는 장애의 하나의 증상을 예방, 억제, 감소 및 경감시키는데 필요한 (R,R)-페노테롤의 양일 수 있다. 이상적으로, 치료학적 유효량의 (R,R)-페노테롤 또는 개시된 페노테롤 유사물은 숙주 세포에 대한 상당한 세포독성 효과를 야기하지 않으면서 폐기관 및/또는 심장 장애, 및/또는 장애의 하나의 증상을 예방, 억제, 감소 및 경감하는데 충분한 양이다.
개시된 페노테롤 화합물 또는 약학적 조성물의 치료학적 유효 복용량은 본 실시예에 개시된 적용가능 화합물의 EC50 만큼 높은 농도를 달성하기 위한 목적으로 당업자에 의해 결정될 것이다. 복용 범위의 예는 경구로 1회 또는 나누어서 약 0.001 - 약 10 mg/kg 체중이다. 특히, 복용 범위는 경구로 1회 또는 나누어서 약 0.005 - 약 5 mg/kg 체중이다(평균 체중 약 70　kg 로 가정; 평균 체중 초과 또는 미만인 사람에 대해 조절된 값). 경구 투여에 있어서, 조성물은, 치료 대상에 대한 복용량의 증상 조절을 위해, 예를 들어 약 1.0 - 약 50 mg 의 활성 성분, 특히 약 2.5　mg, 약 5　mg, 약 10　mg, 또는 약 50 mg 의 활성 성분을 함유하는 정제 형태로 제공된다. 하나의 예시적인 경구 복용 계획에서, 약 1　mg - 약 50　mg 활성 성분을 함유하는 정제는 2회 내지 4회/1일, 예컨대 2회, 3회 또는 4회 투여된다.
어떤 특별한 대상을 위한 구체적인 복용 레벨 및 복용 빈도는 변할 수 있고, 다양한 구체적인 화합물의 활성, 화합물의 대사 안정성 및 작용 기간, 대상의 연령, 체중, 건강 상태, 성별 및 식이요법, 투여 방식 및 시간, 분비율, 약물 배합, 및 치료 중인 대상의 상태의 심각도를 포함하는 인자에 좌우될 것이다.
도 1은 (S,S)- 및 (R,R)-페노테롤의 크로마토그라피 분리를 나타낸다.
도 2A는 (R,R)- 및 (S,S)-페노테롤의 자외선 스펙트럼을 나타낸다.
도 2B는 (R,R)- 및 (S,S)-페노테롤의 원평광 이색성 분석 스펙트럼(circular dichroism spectra)을 나타낸다.
도 3은 러닝버퍼에 (R,R)-페노테롤이 첨가됨으로써 생성된 [+H]-(±)-페노테롤의 프론트 크로마토그라피 용리 프로파일(frontal chromatographic elution profiles)을 나타낸다.
도 4A는 분리된 래트의 심실근세포(isolated rat ventricular myocytes)에 (±)-페노테롤, (R,R)-페노테롤 또는 (S,S)-페노테롤을 처리하여 발생된 용량-의존 곡선(dose-response curves)을 포함하는 그래프를 나타낸다.
도 4B는 분리된 래트의 심실근세포(isolated rat ventricular myocytes)에서 (±)-페노테롤, (R,R)-페노테롤 또는 (S,S)-페노테롤을 처리하여 발생된 T50 % 이완(relaxation)의 용량-의존 곡선(dose-response curves)을 포함하는 그래프를 나타낸다.
도 5는 페노테롤의 광학이성질체와 페노테롤 유사체(화학식 2-7)의 화학구조를 나타낸다.
도 6은 화학식 47-51의 화학구조를 나타낸다.
도 7은 단일 심실근세포(single ventricular myocytes)의 세포수축에 대한 페노테롤과 페노테롤의 효과를 나타낸다.
도 8은 주입(5 mg/mL)후 (R,R)-페노테롤, (R,R)-메톡시페노테롤 및 (R,S)-나프틸페노테롤의 시간-의존 평균 플라즈마 농도(time-dependent mean plasma concentration)를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 요지를 하기의 비제한적인 실시예를 통해 추가로 설명한다.
<실시예 1>
물질 및 방법
시약. 페닐메틸술포닐 플루오라이드 (PMSF), 벤즈아미딘, 류펩틴(류펩틴), 펩스타틴(렙스타틴) A, MgCl2, EDTA, Trizma-히드로클로라이드 (Tris-HCl), (±)-프로프라노롤 및 최소 필수 배지(minimal essential medium; MEM)를 Sigma Aldrich (St. Louis, MO) 로부터 얻었다. 달걀 포스파티딜콜린 지질(PC)을 Avanti Polar Lipids (Alabaster, AL)로부터 얻었다. (±)-페노테롤을 Sigma Aldrich 로부터 구매하고, [3H]-(±)-페노테롤을 Amersham Biosciences (Boston, MA)로부터 얻었다. 유기 용매 n-헥산, 2-프로판올 및 트리에틸아민을 초순수 HPLC 등급 용매로서 Carlo Erba (Milan, Italy)로부터 얻었다. 소태아혈청 및 페니실린-스트렙토마이신을 Life Technologies (Gaithersburg, MD)로부터 구매했고, [125I]-(±)-이오도시아노핀도롤(ICYP) 을 NEN Life Science Products, Inc. (Boston, MA)로부터 구매했다. .
( R,R)-페노테롤 및 (S,S)-페노테롤의 제조 및 확인. (R,R)-페노테롤 및 (S,S)-페노테롤을, 아밀로스 트리스-(3,5-디메틸페닐카르바메이트) 키랄 고정상 (CHIRALPAK®AD CSP, Chiral Technologies, West Chester, PA; CHIRALPAK 는 Daicel Chemical Industries Ltd., Exton, PA 의 등록 상표임)을 함유하는 HPLC 칼럼 (25 cm×0.46 cm i.d.)을 사용하는 키랄 HPLC 기술을 사용하여 (±)-페노테롤로부터 제조했다. 크로마토그래픽 시스템은 JASCO®PU-980 용매 전달 시스템, 및 컴퓨터 워크스테이션에 연결된 JASCO®MD-910 다파장 검출기(λ = 230 nm)로 구성되고, 상기 JASCO 는 JASCO, Inc., Tokyo, Japan 의 등록상표이다. Rheodyne 모델 7125 인젝터(20 ㎕ 샘플 루프)를, 0.2-0.3 mg (±)-페노테롤을 크로마토그래픽 시스템에 주입하기 위해 사용했다. 이동상은 0.1 % 트리에틸아민을 갖는 n-헥산/2-프로판올 (88/12 v/v)이고, 유속은 1 mL/분ute 이고, 시스템의 온도를, 칼럼 히터/칠러(chiller) (Model 7955, Jones Chromatography Ltd., UK) 를 사용하여 25℃ 에서 유지했다. 분리된 (R,R)-페노테롤 및 (S,S)-페노테롤을, 크로마토그래픽 칼럼으로부터 용출된 각 피크로서 10 mL 분획물에서 수집했다. 2 mL 중간 분획물을 수집하고, 수집된 이성질체의 거울상이성질체 순도를 향상시키기 위해 버렸다.
용해된 (R,R)-페노테롤 및 (S,S)-페노테롤의 입체화학 구조를, JASCO®J-800 편광분광분석기로 얻은 원형 2색 측정값을 이용하여 확인했다. (R,R)-페노테롤 및 (S,S)-페노테롤을 2-프로판올에 용해시키고, 측정값을, 1 cm 패스 길이를 사용하여 실온에서 얻었다.
고정된 β2-AR 프론트 크로마토그래피(Frontal Chromatography). 고정된 β2-AR 을 함유하는 액체 크로마토그래피 칼럼을, 상기에 기재된 기술(Beigi 등, Anal. Chem., 76: 7187-7193, 2004)을 사용하여 제조했다. 요약하면, 세포막을, cDNA 인코딩 인간 β2-AR 와 함께 전사된 HEK 293 세포주로부터 얻었다. 마이크로 BCA 법으로 측정된, 5-7 mg 의 전체 단백질에 해당하는 세로 펠렛 서스펜션의 시료를, 칼럼을 만들기 위해 사용했다. 상기 세포막을, MgCl2 (2mM), 벤즈아미딘 (1 mM), 류펩틴 (0.03 mM) 렙스타틴 A (0.005 mM) 및 EDTA (1 mM)을 함유하는 Tris-HCl [50 mM, pH 7.4]로 이루어진 10 mL 버퍼에서 제조했다.
고정된 인공 막 크로마토그래픽 지지체 (IAM-PC, 12 마이크론 입자 크기, 300Å 공극 크기, Chemical Co., Morton Grove, IL) 의 180 mg 시료 및 80 μM PC 을 막 준비에 첨가하고, 수득한 혼합물을 실온에서 3시간 동안 교반하고, (5 cm 길이) 니트로셀룰로스 투석막 (분획 MW 10,000 Da, Pierce Chemical, Rockford, IL) 으로 옮기고, EDTA (1 mM), MgCl2 (2 mM), NaCl (300 mM) 및 PMSF (0.2 mM)을 함유하는 Tris-HCl [50 mM, pH 7.4]로 이루어진 1 L 의 투석 버퍼에 4℃에서 24시간 동안 위치시켰다. 투석 단계를, 새로운 버퍼로 2회 반복했다.
투석 후, 혼합물을 120×g 에서 3분 동안 원심분리하고, 상청액을 버리고, 고정된 수용체 보류 막을 함유하는 IAM 지지체의 펠렛을 수집했다. 펠렛을, EDTA (1 mM) 및 MgCl2 (2 mM) 을 함유하는 Tris-HCl [10 mM, pH 7.4] 로 이루어진 2mL 크로마토그래피 런닝 버퍼에서 재현탁시키고, 서스펜션을, 정량펌프로 유속 0.3 mL/분utes 에서 HR 5/2 을 통해 펌프했다. 칼럼을, 미사용시에는 4℃ 에서 저장했다.
고정된 β2-AR 고정상을 함유하는 칼럼을, 모두가 순차적으로 결합되어 있는, HPLC 펌프 (10-AD, Shimadzu Inc., Columbia, MD), 50 μL 샘플 루프가 구비된 수동 제어 FPLC 인젝터 (Amersham Biotechnology, Uppsala, Sweden), 충전된, 고정된 수용체 칼럼 및 온라인 방사능 유동 검출기 (IN/US, Tampa, FL)으로 구성된 크로마토그래피 시스템에 위치시켰다. 프론트 크로마토그래피 연구에서, 용출 프로파일이 평탄역을 보여줄 때까지, 5-7 mL 의 샘플 체적을, 계속해서 적용했다. 런닝 버퍼(running buffer)는 EDTA (1mM) 및 MgCl2 (2 mM) 및 0.05 nM [3H]-(±)-페노테롤(마커 리간드)을 함유하는 Tris-HCl [10 mM, pH 7.4] 로 구성되어 있다. (R,R)-페노테롤 또는 (S,S)-페노테롤을 순차 농도 0.1, 80.0, 240, 및 700 nM 로 런닝 버퍼에 첨가하고, 칼럼에 적용했다. 고정된 수용체 칼럼을, (R,R)-페노테롤 또는 (S,S)-페노테롤의 첨가없이 각 샘픔 주입 사이에서 약 80 mL 의 런닝 버퍼로 균형을 유지했다. 모든 크로마토그래피 연구는 실온에서 유속 0.2 mL/분 에서 수행했다.
데이터를 분석하여, 비선형 방정식 (1) 로 결합 위치 및 해리 상수를 결정했다.
[M](V i -V min ) = P[M] ÷ (K d 현미경±[M]) (방정식 1)
(식 중, Vi 는 용질 용출 체적이고, Vmin 는 포화 시점에서의 용출 체적이고, P 는 이용가능 결합 위치의 수이고, M 은 마커 리간드의 농도이고, Kd 는 리간드의 해리 상수임).
리간드 변위 결합. 인간 β2-AR 에 의한 아데노바이러스 감염 24시간 후, HEK293 세포를, 라이시스 버퍼(lysis buffer), EGTA [5 mM] 를 함유하는 Tris-HCl [5 mM, pH 7.4] 에서 배양하고, 얼음 상에서 15회 스트로크(stroke)로 균질화했다. 샘플을 30,000×g 에서 15분 동안 원심분리하여 펠렛 막을 얻었다. 막을, 결합 버퍼, 즉 NaCl (120 mM), KCl (5.4 mM), CaCl2 (1.8 mM), MgCl2 (0.8 mM) 및 글루코스 (5 mM) 을 함유하는 Tris-HCl [20 mM, pH 7.4]에서 재현탁하고, 시료 내에 -80℃ 에서 저장했다. 결합 분석을, 포화량의 (1-300 pM) 의 β-AR 특정 리간드 [125I]시아노인도롤(ICYP)을 사용하여 5 - 10 μg 의 막 단백질에 대해 수행했다. 경합 결합에 대해, 5-10 μM 의 막 단백질을 50 mM 의 GTPγs (비가수분해성 구아노신 트리포스페이트)로 예비처리하고, 그 다음, 125ICYP (50 pM) 및 상이한 농도의 페노테롤 또는 이의 이성질체와 함께 250 μL 의 총체적으로 배양했다. 비특정 결합을 20　μM 프로프라노롤의 존재에서 측정했다. 반응을 250　μL 의 결합 버퍼에서 37℃ 에서 1시간 동안 수행했다. 결합 반응을, 빙냉 Tris-HCl [10 mM, pH 7.4]의 막 서스펜션에의 추가로 종결하고, 유리 섬유 필터(Whatman GF/C)를 통해 급속 진공 여과를 수행했다. 각 필터를 추가의 7 mL 의 빙냉 Tris-HCl [10 mM, pH 7.4]로 3회 세정했다. 젖은 필터의 방사능을 감마 카운터에서 측정했다. 모든 분석을 중복 수행하고, 수용체 밀도를 mg 의 막 단백질로 표준화했다. Kd, 및 ICYP 의 결합 위치의 최대 수(Bmax)를 포화 결합 등온선의 Scatchard 분석으로 측정했다. 경합 연구로부터의 데이타를, 1- 또는 2- 부위 경합 결합 곡선을 사용하여 GRAPHPAD PRISM®Software (GraphPad Software, Inc., San Diego, CA)로 분석했다.
<실시예 2>
( R,R )-페노테롤 및 ( S,S )-페노테롤의 정제 및 확인
본 실시예는 (±)-페노테롤로부터 (R,R)-페노테롤 및 (S,S)-페노테롤의 고순도의 거울상이성질체 순도로의 분해능을 설명한다.
실시예 1 에 기재된 크로마토그래피 조건을 사용하여, (±)-페노테롤을, AD-CSP 상에서 그의 구성 거울상이성질체, (R,R)-페노테롤 및 (S,S)-페노테롤로 분리했다. 도1에 나타나 있는 바와 같이, 2개의 입체이성질체를 1.21 의 비대칭선택성 인자 (α) 및 1.06 의 분해 인자 (RS) 로 분해했다. 크로마토그래프 피크의 관찰된 말단부 때문에, 2 mL 중간 분획물을 수집하여 버렸다. 수집된 피크를, 동일한 크로마토그래피 조건으로 분석하고, 데이타는, 거울상이성질체 모두가 >97 % 입체화학 순도로 제조되었음을 보여주었다.
분리된 분획물의 절대 배열의 할당을 키랄 광회전성으로 달성했다. 분획물 모두의 자외선(UV) 스펙트럼은 280 및 230 nm 에서 동일한 최대값을 갖는데, 이는 2개의 거울상이성질체에 대해 동일한 UV 발색단을 나타낸다. 원편광 2색성 (CD) 스펙트럼은, 덜 유지된 거울상이성질체 분획물에 대해, 약 280 및 215 nm 에서 네가티브 CD 밴드를 보여주고, 한편, 상기 스펙트럼은 230 및 200 nm 에서 포지티브(positive)이다. CD 밴드의 표시는 최상의 페노테롤 분획물에 대해 반대로 되어 있는데, 이는 2개 분획물의 거울상이성질체 본성을 확인시켜 준다. 상기 2개의 거울상이성질체 분획물의 가장 낮은 에너지 UV 및 CD 스펙트럼은 각각 도2A 및 도2B에 나타낸다. 덜 유지된 크로마토그래피 분획물은 약 280 nm 에서 네거티브 CD 밴드를 보여주고, 잘 유지된 크로마토그래피 분획물의 CD 스펙트럼은 동일한 파장에서 포지티브 CD 밴드를 가지고 있었다(도2B). 이들 결과에 따르면, 각 분획 물은 페노테롤 거울상이성질체 중의 하나를 가지고 있었다.
최저 에너지 CD 의 표시는, 키랄 벤질 유도체의 Brewster-Buta/Smith-Fontana 섹터 룰(sector rule)을 적용하여, 절대 배열을 분리된 페노테롤 거울상이성질체에 할당하기 위해 사용될 수 있다 (Brewster 및 Buta, J. Am. Chem. Soc., 88: 2233-2240, 1996). 이러한 섹터 룰은 히드록실 또는 아민 부분과 함께 벤질 화합물의 1Lb 전자 전이와 관련된 CD 밴드의 표시를 예측하기 위해 사용되고, 단일 입체 중심을 갖는 구조적 이동상 방향족 화합물에 본래 적용되었다. 페노테롤의 경우에, 2개의 입체 중심이 있다. 그러나, 관찰된 광학 활성은 방향족 고리와 입체 중심 사이의 거리 때문에 아릴카르비놀 부분에 의해 주로 측정되는 것으로 믿는다. 이 룰의 적용은 (S,S) 의 절대 배열의, 280 nm 에서 네가티브 CD 밴드를 보여주는 덜 유지된 분획물에 함유된 페노테롤 거울상이성질체 및 (R,R) 의 절대 배열의, 280 nm 에서 포지티브 CD 밴드를 보여주는 잘 유지된 분획물에 함유된 페노테롤 거울상이성질체로의 할당을 허용했다. 이 할당은 (S,S)-페노테롤 및 (R,R)-페노테롤의 독립적인 합성에 의해 확인되었다.
이들 연구는, (R,R)-페노테롤 및 (S,S)-페노테롤이 (±)-페노테롤로부터 고도의 거울상이성질체 순도로 분리될 수 있다는 것을 보여준다.
<실시예 3>
( R,R )-페노테롤 및 ( S,S )-페노테롤의 고정된 β2-AR 로의 결합의 크로마토그래피 측정
본 실시예는, (R,R)-페노테롤이 임상적으로 사용된 약학적 (±)-페노테롤의 β2-AR 결합에 책임이 있다는 것을 설명한다.
β2-AR HEK-293 세포주로부터 수득한 고정된 막을 갖는 액체 크로마토그래피 고정상의 제조, 특성 및 적용은 이전에 보고되었다 (Beigi 등, Anal. Chem., 76: 7187-7193, 2004). 예를 들어, Beigi 등(Anal. Chem., 76: 7187-7193, 2004)은, 고정된 β2-AR이 고정된 2개의 길항제, 즉 (S)-프로프라노롤 및 CGP 12177A 의 결합을 위한 해리 상수를 측정하기 위해 프론트 치환 크로마토그래피를 사용할 수 있다는 것을 증명했다. 마커 리간드로서 CGP 12177A 을 사용하는 구역(zonal) 치환 크로마토그래피는, (S)-프로프라노롤의 이동상에의 첨가가 (R)-프로프라노롤 (Id.)의 첨가보다 더 큰 치환을 생성하기 때문에, 고정된 β2-AR 가 비대칭선택성을 유지한다는 것을 증명해 주었다. (±)-페노테롤의 이동상에의 첨가는 또한 고정된 β2-AR (Id.)에서 구조 변화를 생기게 하는 것을 보였다. 휴지(休止)로부터 활성 상태까지의 β2-AR 의 작용제 유도 구조 변화, 및 대부분의 G-단백질 커플 수용체)GPCR)는 증명되었다 (Ghanoui 등, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 98: 5997-6002, 2001).
현재, 고정된 β2-AR 칼럼은, 치환 연구의 개시 전에, 마커 리간드인 [3H]-페노테롤를 함유하는 런닝 버퍼와 평형을 유지했다. 프론트 치환 크로마토그래피로 계산된 결합 데이타는 (R,R)-페노테롤 및 (S,S)-페노테롤의 수용체의 활성 상태로의 결합을 반응하는 것으로 추정되었다. 프론트 크로마토그래피에서, 크로마토그래피 자취의 초기 평탄부는, 고정된 표적, 이 연구에서는 β2-AR, 및 고정된 막 단편 상의 다른 부위에의 비특이적 결합에 대해서 특이적인 마커 리간드의 결합을 나타낸다. 특이적 결합 부위의 포화는 새로운 평형의 확립을 나타내는 평탄역이 뒤따르는 충돌 프론트(breakthrough front)를 생기게 한다. 제2 화합물의 이동상으로의 첨가는 크로마토그래피 자취의 좌측으로의 이동을 일으킬 것인데, 이는, 상기 화합물이 β2-AR로의 결합을 위해 마커와 경합한다는 것을 조건으로 한다. 상기 이동의 크기와 마커 리간드의 농도 사이의 관계는 표적용 디스플레이서(displacer)의 결합 친화도 및 활성 결합 부위의 수를 계산하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 접근 방식은 최근에 재검토되었다(Moaddel 및 Wainer, Anal. Chem. Acata, 546: 97-105, 2006).
도3 (곡선 1)에 나타나 있는 바와 같이, [3H]-페노테롤의 런닝 버퍼로의 첨가는 기대된 프론트 크로마토그래피 자취를 산출했다. 런닝 버퍼에 대한 (R,R)-페노테롤의 농도를 증가시키는 연속적인 첨가는 더 작은 유지 체적을 향하는 크로마토그래피 자취에서의 상응하는 이동을 산출했다(도3, 곡선 2-4). (R,R)-페노테 롤의 크기, 이동 및 상응하는 농도를 방정식 1 로 분석했고, 계산된 해리 상수 Kd 는 472 nM 였고, 이용가능 결합 부위의 양[P]는 176 pmole/칼럼, r2 = 0.9999 (n = 2) 였다.
런닝 버퍼에 대한 (S,S)-페노테롤의 농도를 증가시키는 순차적인 첨가는 더 짧은 유지 시간을 향하는 크로마토그래피 자취에서의 상응하는 이동을 산출하지 않았다. 따라서, (S,S)-페노테롤은 고정된 β2-AR 에 대한 상당한 친화도를 갖지 않았다.
크로마토그래피 결과를 확인하기 위하여, 표준 막 결합 연구를, 고정된 β2-AR 칼럼을 창작하기 위하여 사용된 동일한 HEK-293 세포주로부터 얻은 막을 사용하여 수행했다. 데이타는 (R,R)-페노테롤에 대해서는 (평균 현미경±SD) Kd = 457 현미경±55 nM (n = 4) 및 (S,S)-페노테롤에 대해서는 109,000 현미경±10,400 nM (n = 4)을 갖는 단일 결합 부위의 존재를 반영했다. 이들 데이타는, 고정된 세포막 칼럼 상의 프론트 친화도 크로마토그래피가 표적 수용체에 결합하는 리간드의 크기 및 비대칭선택성을 측정하기 위해 사용될 수 있다는 것을 나타낸다. 또한, 프론트 친화도 크로마토그래피 및 리간드 경합 결합 연구 모두의 결과는, (R,R)-페노테롤이 임상적으로 사용된 약학적 (±)-페노테롤의 β2-AR 결합에 책임있다는 것을 증명한다.
<실시예 4>
심근세포 수축성에 대한 ( R,R )-페노테롤 및 ( S,S )-페노테롤의 효과
본 실시예는, R,R)-페노테롤 및 (S,S)-페노테롤이 별도로 세포 수축성에 관해서 β2-아드레날린성 수용체/자극성 이질성삼단위체 G 단백질 (AR/Gs) 신호를 활성화한다는 것을 증명한다.
(R,R)-페노테롤 및 (S,S)-페노테롤이 별도로 세포 수축성의 조절에서 β2-AR/Gs 신호를 활성화하는 지를 측정하기 위해서, 새롭게 분리된 성체 래트 심근세포를, 다양한 농도의 (R,R)-페노테롤 또는 (S,S)-페노테롤로 살포했다. 이들 연구를, 이전에 기재된 접근 방식으로 수행했다(Zhou 등, Mol. Pharmacol., 200, 58: 887-894). 간단히, 단일 심실 근세포를, 표준 효소 기술로 2-4월령 래트로부터 분리했다. 분리된 세포를, NaCl (137 mM), KCl (5.4 mM), MgCl2 (1.2 mM), NaH2PO4 (1.0 mM), CaCl2 (1.0 mM), 및 글루코스 (20 mM) 를 함유하는 HEPES 버퍼 용액 [20 mM, pH 7.4]에 재현탁시켰다. 모든 연구를 세포 분리 8시간 내에 수행했다.
세포를, 도립 현미경 (Zeiss model IM-35, Zeiss, Thornwood, NY)의 스테이지에 위치시키고, 유속 1.8 mL/분 으로 HEPES 버퍼 용액으로 살포하고, 0.5 Hz 에서 23℃ 에서 전기로 자극했다. 세포 길이를, 3 ms 시간 분해의 포토다이오드 어 레이(photodiode array; Model 1024 SAQ, Reticon, Boston, MA)로 광학 에그 트래킹법(optical edge-tracking method)으로 모니터했다. 세포 수축을, 전기 자극 후의 세포 길이의 퍼센트 단축으로 측정했다.
(R,R)-페노테롤 (10-8 to 10-5 M)의 첨가는 현저히 상승된 포지티브 수축촉진효과, 및 (±)-페노테롤과 비교하여 농도-반응 곡선의 상당한 상향 이동을 산출했다(도4A). 이는, 265 현미경±11.6 %-306 현미경±11.8 % 휴식 세포 길이 (p<0.05)로부터의 최대 수축 반응의 증가 및 -7.0±0.2 - 7.0±0.2 log [M](p<0.05)의 EC50 의 감소에 의해 증명되었다. 반대로, (S,S)-페노테롤은 단지 작은 포지티브 수축촉진 효과를 갖는다(도 4B).
심근세포 수축성 연구는, (R,R)-페노테롤이 심근세포 중 관찰된 β2-AR 작용제 활성에 책임이 있다.
<실시예 5>
합성
일반적인 절차: 모든 반응을, 시판되는 시약 및 용매를 사용하여 실시했다. 테트로히드로푸란(THF)을 소듐 및 벤조페논 상에서 환류하여 건조했다. 디클로로메탄을 칼슘 히드라이드 상에서 환류하여 건조했다. 자외선 스펙트럼을 Cary 50 Concentration 분광광도계 상에 기록했다. 광학 회전을 Rudolph Research Autopol IV 상에서 실시했다. NMR 스펙트럼을, 내부 표준으로서 테트라메틸실란을 사용하는 Varian Mercury VMX 300-MHz 분광광도계 상에 기록했다. NMR 다중도를, 하기 약어로 기록했다: s, 단일선(singlet); d, 이중선(doublet); t, 삼중선(triplet); q, 사중선(quartet); p, 오중선(pentet); m, 다중선(multiplet); apt., 겉보기(apparent); 및 br, 브로드(broad). 저분해 질량 스펙트럼을, 전기분무기(ESI) 및 대기압 화학 이온화(APCI) 프로브(probe) 모두가 구비된 Finnigan LCQDuo LC MS/MS 대기압 화학 이온화(API) 사중극자 이온 트랩 MS 시스템 상에서 얻었다. 분석 HPLC 데이타를, PDA 검출기가 구비된 Waters 2690 Separations Module 를 사용하여 얻었다. 방법(a): ThermoHypersil BDS 100×4.6 mm C18 Column, H2O/CH3CN/TFA. 방법(b): Brownlee Phenyl Spheri-5 100×4.6 mm, 물/아세토니트릴/TFA. 방법(c): Vydac 150×4 mm C18 Column, H2O /이소프로판올/TFA. 방법(d): CHIRALPAK®AD-H 250×10 mm, 95/5/0.05 CH3CN /이소프로판올/디에틸아민. Merck 실리카겔 (230-400 메쉬) 를 개방 칼럼 크로마토그래피에 사용했다.
3',5'-디벤질옥시-α-브로모아세토페논 (46).
45 mL 의 CHCl3 중 2.4 mL (46 mmol) 의 Br2 의 용액을 1시간에 걸쳐 40 mL 의 CHCl3 중 9.66 g (29 mmol) 의 3',5'-디벤질옥시아세토페논 (45) 의 차가운 교반 용액에 적가했다. 수득한 용액을, 교반하면서 1시간에 걸쳐 실온으로 따뜻하게 하고, 그 다음, 100 mL 의 차가운 H2O 에 붓고, 분별 깔때기로 옮기고, 여기서 CHCl3 분획을 분리하고, 염수 용액으로 세정하고, 건조하고(Na2SO4), 여과하고, 10.8 g 로 농축했다. 이 물질을 500 g 의 실리카겔에 적용하고, CHCl3 로 용출하여 2.65 g (22 %) 의 화합물 46 을 백색 고형물로서 얻었다.
1H NMR (CDCl3) δ 4.39 (s, 2H), 5.08 (s, 4H), 6.85 (t, 1H, J=2.1 Hz), 7.20 (d, 2H, J=2.4 Hz), 7.31-7.44 (m, 10H).
화합물 46 의 3',5'-디벤질옥시페닐-브로모히드린 [ (R) -8, (S) -8] 로의 에난티오선택적(에난티오선택적) 환원의 일반적인 절차.
아르곤 대기 하에서, 디에틸 에테르 중 ~0.06 mL (0.316 mmol, 10 mol %) 의 5.0 M 보론-메틸 술파이드 착체 (BH3SCH3)를 한 번에 3 mL 의 건조 THF 중 25 mg (0.16 mmol, 5 mol %) 의 적당한 cis-1-아미노-2-인단올의 용액에 첨가했다. 이 물질을 아르곤 하에서 30 분에 걸쳐 20 mL 의 건조 THF 중 1.3 g (3.16 mmol) 의 3',5'-디벤질옥시-α-브로모아세토페논의 용액에 첨가하고, 한편, 동시에 ~0.05 mL+0.45 mL 의 5.0 M 보론-메틸 술파이드 착체를 첨가했다. 수득한 용액을 아르곤 하에서 2시간 동안 교반하고, 그 다음, 3 mL 의 메탄올로 급랭시키고, 가스 방 출을 제어했다. 용매를 진공하에서 제거하고, 수득한 잔류물을 30 mL 의 CHCl3 에서 취하고, 25 mL 의 0.2 M 황산, 그 다음 20 mL 의 염수로 세정하고, 그 다음 건조하고(Na2SO4), 여과하고, 증발시켰다.
(R) -(-)-3',5'-디벤질옥시페닐브로모히드린 [ (R) -8].
(1R, 2S)-(+)-cis-1-아미노-2-인단올을 에난티오선택적 환원 촉매로서 제조하여 1.02 g (78 %) 의 (R)-8 을 미세 백색 파우더로서 얻었다.
1H NMR (CDCl3) δ 3.44 (dd, 1H, J=9.0, 10.5 Hz), 3.55 (dd, 1H, J=3.3, 10.5 Hz), 4.79 (dd, 1H, J=3.3, 8.7 Hz), 4.97 (s, 4H), 6.51 (t, 1H, J=2.4 Hz), 6.57 (d, 2H, J=1.8 Hz), 7.21-7.38 (m, 10H); [α]D = -12.1°(c = 1.0 MeOH).
(S)-(+)- 3',5'-디벤질옥시페닐브로모히드린 [ (S) -8].
(1S, 2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인단올을 에난티오선택적 환원 촉매로서 제조하여 1.07 g (82 %) 의 (S)-8 을 미세 백색 파우더로서 얻었다.
1H NMR (CDCl3) δ 3.43 (dd, 1H, J=9.0, 10.5 Hz), 3.55 (dd, 1H, J=3.3, 10.5 Hz), 4.78 (dd, 1H, J=3.3, 8.7 Hz), 4.96 (s, 4H), 6.50 (t, 1H, J=2.4 Hz), 6.57 (d, 2H, J=1.8 Hz), 7.21-7.39 (m, 10H); [α]D = +11.8°(c = 0.90 MeOH).
4-벤질옥시페닐아세톤 (34).
10.0 g (41.3 mmol) 의 4-벤질옥시페닐아세트산 (31) 에 20 mL 의 아세트산 무수물 및 20 mL 의 피리딘을 첨가하고, 이를 아르곤 대기 하에서 6시간 동안 교반하면서 가열환류했다. 용매를 증발시키고, 잔류물을 CHCl3 (50 mL) 에 용해시키고, 1N NaOH (2×50 mL) 로 세정했다. 유기 층을 건조시키고(MgSO4), 여과하고, 증발시켜 11.8 g 의 황색 오일을 얻었다. 170℃ 로 설정된 오일 배스에서 0.1 mm Hg 에서 진공 증류한 다음, 8/2 CH2Cl2-헥산으로 용출하는 실리카겔 크로마토그래피를 수행하여 2.68 g (27 %) 을 얻었다.
1H NMR (CDCl3) δ 2.14 (s, 3H), 3.63 (s, 2H), 5.05 (s, 2H), 6.94 (d, 2H, J=8.7 Hz), 7.10 (d, 2H, J=8.7 Hz), 7.26-7.47 (m, 5H).
페닐아세톤 (35).
20.4 g (0.15 mol) 의 페닐아세트산, 아세트산 무수물 (70 mL) 및 피리딘 (70 mL) 의 용액을, 아르곤 대기 하에서 6시간 동안 교반하면서 가열 환류했다. 용매를 증발시키고, 잔류물을 CHCl3 (100 mL) 에 용해시키고, 1N NaOH (2×100 mL)으로 세정하고, 유기 층을 건조하고(MgSO4), 여과하고, 증발하여 20.4 g 을 얻었다. 160℃ 로 설정된 오일 배스에서 0.1 mm Hg 에서 진공 증류한 다음, 1/1 헥산 /CH2Cl2 로 용출하는 실리카겔 크로마토그래피를 실시하여 5.5 g (27 %) 을 얻었다.
1H (CDCl3) δ 2.15 (s, 3H), 3.70 (s, 2H), 7.20-7.36 (m, 5H).
1-나프탈렌-1-일-프로판-2-온 (36).
37.2 g (20 mmol) 의 나프토산 (33), 아세트산 무수물 (100 mL) 및 피리딘 (100 mL) 의 용액을, 아르곤 대기 하에서 6시간 동안 교반하면서 가열환류했다. 용매를 증발시키고, 잔류물을 CHCl3 (200 mL) 에 용해시키고, 1N NaOH (2×150 mL)로 세정하고, 유기 층을 건조하고(MgSO4), 여과하고, 증발하여 34.6 g 을 얻었다. 170 ℃ 로 설정된 오일 배스에서 0.5 mm Hg 에서 증류하고, 1/1 헥산/CH2Cl2 으로 용출하는 실리카겔 크로마토그래피를 실시하여 9.7 g (26 %) 을 얻었다.
1H (CDCl3) δ 2.11 (s, 3H), 4.12 (s, 2H), 7.40-7.53 (m, 4H), 7.81 (d, 1H, J=8.4 Hz), 7.87-7.90 (m, 2H).
2-벤질아미노프로판 (37-39, 42, 43)의 제조의 일반적인 절차
0 ℃ 로 냉각된, CH2Cl2, (c=0.5M) 중 적당한 케톤 (1 eq)에, 얼음같이 찬 HOAc (1 eq), 그 다음 벤질아민 (1 eq) 및 NaBH(AcO)3 (1.4 eq) 을 첨가했다. 반 응 혼합물을 실온으로 따뜻하게 하고, 아르곤 하에서 20시간 동안 교반했다. 반응 혼합물을 냉각시키고(빙욕), 10 % NaOH (5 eq) 을 적가하고, 그 다음 CH2Cl2 로 추출하고, 염수로 세정했다. 그 다음, 생성물을 건조하고 (Na2SO4), 여과하고, 증발시켰다.
1-(4-벤질옥시)-2-벤질아미노프로판 (37).
4-벤질옥시-페닐아세톤 (34; 2.0 g, 8.3 mmol) 로부터 제조하여 2.61 g (95 %) 을 황갈색 고형물로서 얻었다.
1H (CDCl3) δ 1.10 (d, 3H, J=6.3 Hz), 2.50-2.58 (m, 1H), 2.68-2.77 (m, 1H), 2.82-2.89 (m, 1H), 3.75 (dd, 2H, J=12 Hz, J=30 Hz), 5.05 (s, 2H), 6.90 (d, 2H, J=8.7 Hz), 7.04 (d, 2H, J=8.7 Hz), 7.17-7.42 (m, 10H); MS (APCI+) m/z (rel): 332 (100).
1-페닐-2-벤질아미노프로판 (38).
페닐아세톤 (35; 5.5 g, 41 mmol)으로부터 제조하여 8.4 g (91 %) 을 황갈색 고형물로서 얻었다.
1H (CDCl3) δ 1.09 (d, 3H, J=6.3 Hz), 2.61-2.81 (m, 2H), 2.92 (m, 1H), 3.80 (dd, 2H), 7.14-7.30 (m, 10H); MS (APCI+) m/z (rel): 226 (100).
1-(1'-나프틸)-2-벤질아미노프로판 (39).
1-나프탈렌-1-일-프로판-2-온 (36; 5.0 g, 27.1 mmol) 로부터 제조하여 7.0 g (94 %) 을 황갈색 고형물로서 얻었다.
1H (CDCl3) δ 1.14 (d, 3H, J=6.0 Hz), 3.02-3.18 (m, 2H), 3.27 (m, 1H), 3.80 (dd, 2H, J=13.2, 43.8 Hz), 7.13-7.23 (m, 5H), 7.31-7.48 (m, 4H), 7.73 (d, 1H, J=7.8 Hz), 7.83-7.86 (m, 1H), 7.96-7.99 (m, 1H); MS (APCI+) m/z (rel): 276 (100).
1-(4'-메톡시페닐)-2-벤질아미노프로판 (42).
4-메톡시페닐-아세톤 (40; 2.75 g, 13.1 mmol) 으로부터 제조하여 2.31 g (97 %)을 얻었다.
1H (CDCl3) δ 1.10 (d, 3H, J=6.3 Hz), 2.56-2.75 (m, 2H), 2.90 (m, 1H), 3.79 (s, 1H), 3.79 (m, 2H, J=13.2 Hz), 6.82 (d, 2H, J=8.7 Hz), 7.07 (d, 2H, J=8.7 Hz), 7.18-7.32 (m, 5H); MS (APCI+) m/z (rel): 256 (100).
1-(4'-니트로페닐)-2-벤질아미노프로판 (43).
4-니트로페닐-아세톤 (41; 4.95 g, 28 mmol) 으로부터 제조하여 7.32 g (98 %) 을 황색 오일로서 얻었다.
1H (CDCl3) δ 1.60 (d, 3H, J=6.3 Hz), 2.73-2.85 (m, 1H), 3.00-3.12 (m, 2H), 3.86 (dd, 2H, J=26 Hz, J=60 Hz), 7.23-7.40 (m, 5H), 7.30 (d, 2H, J=9.0 Hz), 8.14 (d, 2H, J=8.7 Hz). MS (APCI+) m/z (rel): 271 (100).
2-벤질아미노프로판의 거울상이성질체 분리의 일반적인 절차 [ (R) -10-14, (S) -10-14].
적당한 라세미체 2-벤질아미노프로판 (1 eq) 을, 메탄올 (c= 0.5 M) 중 적당한 광학 활성 만델산 (1 eq)과 결합하고, 용액이 균질화될 때까지 환류한 다음, 실온으로 냉각했다. 결정을 여과하고, 수집하고, 메탄올 (c = 0.3 M)로부터 2회 재결정화하여 광학 활성 2-벤질아미노프로판·만델산 염을 얻었다. 염을, 10 % K2CO3 및 CHCl3 사이에서 만델산 염을 분배하여 NMR 및 회전 데이터를 수집하기 위 해 유리 아민으로 전환하고, 유기 추출물을 건조하고(Na2SO4), 증발시켰다.
(R) -(-)-1-(4'-벤질옥시)-2-벤질아미노프로판 [ (R) -10].
2.13 g (6.42 mmol) 의 1-(4-벤질옥시)-2-벤질아미노프로판 (37) 의 샘플을 972 mg (6.42 mmol) 의 (R)-(-)-만델산과 반응시켜, 진전 후에 295 mg (거울상이성질체 존재를 기준으로 28 %) 의 유리 아민을 얻었다.
1H NMR (CDCl3) δ 1.12 (d, 3H, J=6.3 Hz), 2.58-2.78 (m, 2H), 2.82-2.91 (m, 1H), 3.75 (dd, 2H, J=12 Hz, J=30 Hz)), 5.07 (s, 2H), 6.93 (d, 2H, J=8.7 Hz), 7.10 (d, 2H, J=8.7 Hz), 7.21-7.42 (m, 10H); MS (APCI+) m/z (rel): 332 (100); [α]D = -19.1°(c = 1.4, MeOH).
(S)-(+)- 1-(4'-벤질옥시)-2-벤질아미노프로판 [ (S) -10].
(R)-10 의 분리로부터의 세정액을 농축하고, 물 중 50 mL 의 클로로포름 및 50 mL 의 10 % K2CO3 사이에서 분리했다. 유기물을 염수로 세정하고, 건조하고(Na2SO4), 여과하고, 증발시켜 1.70 g (5.1 mmol)을 얻었다. 유기물을, 782 mg (5.1 mmol) 의 (S)-(+)-만델산 (상기에 기재됨) 로 환류시키고, 3회 결정화하여 670 mg 의 (S)-아민 (S)-만델산 염을 얻었다. 그 다음, (S)-아민·(S)-만델산 염을, 물 중 30 mL 의 클로로포름 및 20 mL 의 10 % K2CO3 사이에서 분리했다. 유기 분배물을 염수로 세정하고, 그 다음, 건조시키고(Na2SO4), 여과하고, 증발하여 366 mg 의 유리 아민 (거울상이성질체 존재를 기준으로 33 %)을 얻었다.
1H NMR (CDCl3) δ 1.10 (d, 3H, J=6.3 Hz), 2.58-2.78 (m, 2H), 2.82-2.91 (m, 1H), 3.76 (dd, 2H, J=12, 30 Hz), 5.06 (s, 2H), 6.93 (d, 2H, J=8.7 Hz), 7.09 (d, 2H, J=8.7 Hz), 7.21-7.42 (m, 10H); MS (APCI+) m/z (rel): 332 (100); [α]D = +19.2°(c = 1.5 MeOH).
(R) -(-)-1-(4'-메톡시페닐)-2-벤질아미노프로판 [ (R) -11].
3.02 g (11.8 mmol) 의 1-(4'-메톡시페닐)-2-벤질아미노프로판 (42) 의 샘플을 1.8 g (11.8 mmol) 의 (S)-(+)-만델산과 반응시켜 530 mg (거울상이성질체 존재를 기준으로 35 %) 의 유리 아민을, 워크업(workup) 후 얻었다.
1H NMR (CDCl3) δ 1.10 (d, 3H, J=6.3 Hz), 2.57-2.76 (m, 2H), 2.88-2.94 (m, 1H), 3.79 (s, 3H), 3.72-3.88 (m, 2H), 6.82 (d, 2H, J=8.7 Hz), 7.07 (d, 2H, J=8.4 Hz), 7.15-7.31 (m, 5H); MS (APCI+) m/z (rel): 256 (100); [α]D = -30.4°(c = 1.25 MeOH).
(S)-(+)- 1-(4'-메톡시페닐)-2-벤질아미노프로판 [ (S) -11].
3.36 g (13.2 mmol) 의 라세미체 1-(4'-메톡시페닐)-2-벤질아미노프로판 (42) 의 샘플을 2.0 g (13.2 mmol) 의 (R)-(-)-만델산을 반응시켜서 740 mg (거울상이성질체 존재를 기준으로 44 %) 의 유리 아민을, 워크업 후 얻었다.
1H NMR, (CDCl3) δ 1.10 (d, 3H, J=6.2 Hz), 2.55-2.76 (m, 2H), 2.88-2.95 (m, 1H), 3.73-3.88 (m, 2H), 3.79 (s, 3H), 6.80 (d, 2H, J=8.7 Hz), 7.08 (d, 2H, J=8.4 Hz), 7.15-7.30 (m, 5H); MS (APCI+) m/z (rel): 256 (100); [α]D = +30.5°(c = 1.1 MeOH).
(R) -(-)-1-(4'-니트로페닐)-2-벤질아미노프로판 [ (R) -12].
2.0 g (7.3 mmol) 의 1-(4'-니트로페닐)-2-벤질아미노프로판 (43) 의 샘플을 1.13 g (7.3 mmol) 의 (S)-(+)-만델산과 반응시켜서 486 mg (거울상이성질체 존재를 기준으로 49 %) 의 유리 아민을, 워크업 후 얻었다.
1H NMR (CDCl3) δ 1.60 (d, 3H, J=6.3 Hz), 2.73-2.85 (m, 1H), 3.00-3.12 (m, 2H), 3.86 (dd, 2H, J=26 Hz, J=60 Hz), 7.23-7.40 (m, 5H), 7.30 (d, 2H, J=9.0 Hz), 8.14 (d, 2H, J=8.7 Hz); MS (APCI+) m/z (rel): 271 (100); [α]D = -9.3°(c = 1.0 MeOH).
(S)-(+)- 1-(4'-니트로페닐)-2-벤질아미노프로판 [ (S) -12].
2.0 g (7.3 mmol) 의 1-(4'-니트로페닐)-2-벤질아미노프로판 (43) 의 샘플을 1.13 g (7.3 mmol) 의 (R)-(-)-만델산과 반응시켜 640 mg (거울상이성질체 존재를 기준으로 65 %) 의 유리 아민을, 워크업 후 얻었다.
1H NMR (CDCl3) δ 1.60 (d, 3H, J=6.3 Hz), 2.73-2.85 (m, 1H), 3.00-3.12 (m, 2H), 3.86 (dd, 2H, J=26, 60 Hz), 7.23-7.40 (m, 5H), 7.30 (d, 2H, J=9.0 Hz), 8.14 (d, 2H, J=8.7 Hz); MS (APCI+) m/z (rel): 271 (100); [α]D = +8.2°(c = 1.0 MeOH).
(R) -(-)-1-페닐-2-벤질아미노프로판 [ (R) -13].
2.62 g (11.6 mmol) 의 1-페닐-2-벤질아미노프로판 (38) 의 샘플을 1.77 g (11.6 mmol) 의 (S)-(+)-만델산과 반응시켜 747 mg (거울상이성질체 존재를 기준으로 57 %) 의 유리 아민을, 워크업 후 얻었다.
1H NMR (CDCl3) δ 1.13 (d, 3H, J=6.0 Hz), 2.62-2.84 (m, 2H), 2.92-2.99 (m, 1H), 3.81 (dd, 2H, J=13.2, 34.5 Hz) 7.14-7.29 (m, 10H); MS (APCI+) m/z (rel): 226 (100); [α]D = -24.5°(c = 1.10 MeOH).
(S)-(+)- 1-페닐-2-벤질아미노프로판 [ (S) -13].
5.0 g (22.2 mmol) 의 라세미체 1-페닐-2-벤질아미노프로판 (38) 의 샘플을 3.4 g (22.2 mmol) 의 (R)-(-)-만델산과 반응시켜 2.15 g (거울상이성질체 존재를 기준으로 86 %) 의 유리 아민을, 워크업 후 얻었다.
1H NMR (CDCl3) δ 1.11 (d, 3H, J=6.0 Hz), 2.62-2.84 (m, 2H), 2.92-2.99 (m, 1H), 3.81 (dd, 2H, J=13.2, 34.5 Hz), 7.14-7.29 (m, 5H); MS (APCI+) m/z (rel): 226 (100); [α]D = +18.2°(c = 0.85 MeOH).
(R) -(-)-1-(1'-나프틸)-2-벤질아미노프로판 [ (R) -14].
(S)-14 의 분리로부터 회수된 세정물을 농축하고, 물 중 40 mL 의 클로로포름 및 40 mL 의 10 % K2CO3 사이에서 분리했다. 유기 분리물을 20 mL 의 염수로 세정하고, 그 다음, 건조하여(Na2SO4) 1.16 g (4.2 mmol) 의 유리 아민을 얻었고, 이를 640 mg (4.2 mmol) 의 (S)-(+)-만델산과 반응시켰다. 588 mg (거울상이성질체 존재를 기준으로 46 %) 의 유리 아민을 얻었다.
1H NMR (CDCl3) δ 1.07 (d, 3H, J=6.0 Hz), 3.02-3.18 (m, 2H), 3.27 (m, 1H), 3.74 (dd, 2H, J=13.2, 30.9 Hz), 7.13-7.23 (m, 5H), 7.31-7.48 (m, 4H), 7.73 (d, 1H, J=7.8 Hz), 7.83-7.86 (m, 1H), 7.96-7.99 (m, 1H); MS (APCI+) m/z (rel): 276 (100); [α]D = -5.8°(c = 1.0 MeOH).
(S)-(+)- 1-(1'-나프틸)-2-벤질아미노프로판 [ (S) -14].
2.6 g (9.4 mmol) 의 1-(1'-나프틸)-2-벤질아미노프로판 (39) 의 샘플을 1.44 g (9.4 mmol) 의 (R)-(-)-만델산과 반응시켜 420 mg (거울상이성질체 존재를 기준으로 21 %) 의 유리 아민을, 워크업 후 얻었다.
1H NMR (CDCl3) δ 1.07 (d, 3H, J=6.0 Hz), 3.02-3.18 (m, 2H), 3.27 (m, 1H), 3.74 (dd, 2H, J=13.2, 30.9 Hz), 7.13-7.23 (m, 5H), 7.31-7.48 (m, 4H), 7.73 (d, 1H, J=7.8 Hz), 7.83-7.86 (m, 1H), 7.96-7.99 (m, 1H); MS (APCI+) m/z (rel): 276 (100); [α]D = +6.3°(c = 1.0 MeOH).
(R) -(-)-2-벤질아미노헵탄 [ (R) -15].
샘플 0.65 mL (4.4 mmol) 의 (R)-(-)-2-아미노헵탄 (R-44) 0.44 mL (4.4 mmol) 의 벤즈알데히드 및 0.1 mL 의 HOAc 을 40 mL 의 CH2Cl2 에서 결합하고, 그 다음, 0 ℃ 로 냉각했다. 반응 혼합물에 2.75 mg (13 mmol) 의 소듐 트리아세톡시보로히드라이드을 한 번에 첨가하고, 이를 아르곤 하에서 실온에서 28시간 동안 교반했다. 반응 혼합물을 30 mL 의 CH2Cl2 로 희석하고, 빙욕에서 냉각하고, (물 중) 80 mL 의 5 % NaOH 를 첨가했다. 분획물을 분리하고, 유기물을 건조하 고(Na2SO4), 증발시켜 638 mg (71 %) 의 (R)-15 를 얻었다.
1H NMR (CDCl3) δ 0.88 (m, 3H), 1.08 (d, 3H J=6.6Hz), 1.20-1.39 (m, 6H), 1.41-1.67 (m, 2H), 3.62-3.77 (m, 1H), 3.75 (p, 2H, J=12 Hz), 7.17-7.41 (m, 5H); MS (APCI+) m/z (rel): 206 (100); [α]D = +6.9°(c = 1.0, MeOH).
(S)-(+)- 2-벤질아미노헵탄 [ (S) -15].
샘플 0.15 mL (1 mmol) 의 (S)-(+)-2-아미노헵탄 ((S)-44) 0.1 mL (1 mmol) 의 벤즈알데히드 및 0.1 mL 의 HOAc 를 10 mL 의 CH2Cl2 에서 결합하고, 0 ℃ 로 냉각하고, 그 다음 650 mg (3 mmol) 의 소듐 트리아세톡시보로히드라이드를 한 번에 첨가했다. 반응 혼합물을 아르곤 하에서 실온에서 28시간 동안 교반했다. 혼합물을 10 mL 의 디클로로메탄로 희석하고, 빙욕에서 냉각하고, (물 중) 20 mL 의 5 % NaOH 를 첨가했다. 분획물을 분리하고, 유기물을 건조하고(Na2SO4), 증발시켜 154 mg (70 %) 을 얻었다.
1H NMR (CDCl3) δ 0.88 (m, 3H), 1.08 (d, 3H J=6.6 Hz), 1.19-1.37 (m, 6H), 1.41-1.67 (m, 2H), 3.62-3.77 (m, 1H), 3.75 (p, 2H, J=12 Hz), 7.17-7.41 (m, 5H); MS (APCI+) m/z (rel): 206 (100); [α]D = +7.8°(c = 1.0, MeOH).
페노테롤 유사물의 제조, 절차 A.
에폭시드를 형성하기 위해, 적당한 3',5'-디벤질옥시페닐브로모히드린 ((R)-8) 또는 (S)-8 (1 eq) 을, 1:1 THF/MeOH (c = 0.3 M) 에서 K2CO3 (1.4 eq) 와 결합하고, 2시간 동안 아르곤 하에서 실온에서 교반했다. 용매를 제거하고, 잔류물을 톨루엔 및 H2O 사이에서 분리했다. 톨루엔 분획을 분리하고, 건조하고(Na2SO4), 여과하고, 증발시켰다. 잔류물을 상당한 양의 톨루엔에서 적당한 유리 벤질아민 (R)- 또는 (S)-10-15, 28 (0.95 eq) 으로 용해시키고, 고진공 하에서 다시 증발시켜서 극소량의 H2O 를 제거했다. 수득한 무색 잔류물을 120℃ 로 아르곤 하에서 20시간 동안 가열하고, 냉각하고, 1H NMR 및 질량 분석법으로 체크하여 커플링을 확인했다. 잔류물을, 가열 하에서 EtOH (c = 0.07 M) 에 용해시키고, 파(Parr) 플라스크에 옮기고, 여기에서, 50 psi 의 수소에서 10 % (wt) Pd/C (10 mg cat/65 mg 브로모히드린) 에 대해서 24시간 동안 수소화했다. 완전한 탈벤질화를 질량 분석법으로 확인했다. 혼합물을 셀라이트로 여과하고, 필터 케이크를 이소프로판올로 린스하고, 여과물을 농축했다. 잔류물을 1:1 이소프로판올/EtOH (c = 0.2 M) 에서 용해시키고, 0.5 eq 의 푸마르산과 함께 30분 동안 환류했다. 반응물을 냉각하고, 용매를 제거했다. 미정제 물질을 개방 칼럼 크로마토그래피 또는 분취 크 로마토그래피로 정제했다.
( R,R )-1 및 ( S,S )-1의 칼럼 분리, 절차 B.
샘플 75 mg 의 페노테롤 HBr 를 1.5 mL 의 95/5/0.05 CH3CN/이소프로판올/HNEt2 에 용해시키고, 100 mL 주사제 내에서 Waters 2690 Separations Module, PDA (280 nm 로 설정됨)을 사용하는 CHIRALPAK?AD-H 10×250 mm 5 ㎛ 세미분취용 칼럼에 적용했다. 용출 용매는 95/5/0.05 CH3CN/이소프로판올/HNEt2, 5 mL/분 였다. (S,S) 및 (R,R) 이성질체에 대한 유지 시간은 각각 4.8분 및 7.8분였다.
( R,R )-(-)-페노테롤 [( R,R )-1].
절차 B 에 따라, 증발 후에 수집된 40 mg 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.05 (d, 3H, J=6.3 Hz), 2.49 (q, 1H, J=6.9 Hz), 2.62-2.74 (m, 2H), 2.80-2.91 (m, 2H), 4.55 (dd, 1H, J=5.1, J=3.3 Hz), 6.16 (t, 1H, J=2.4 Hz), 6.27 (d, 2H, J=2.1 Hz), 6.68 (d, 2H, J=8.4 Hz), 6.94 (d, 2H, J=8.4 Hz); 13C NMR (CD3CN) δ 20.3, 43.2, 55.1, 55.2, 72.4, 102.2, 105.4, 116.0, 131.3, 131.8, 147.4, 156.2, 159.0; UV (MeOH) λmax 279 nm (ε 2,760), 225 (12,900), 204 (32,600); MS (APCI+) m/z (rel): 304 (100, M+H); [α]D= -29.0 °(conc.=0.2 % MeOH); HPLC: (a) 0.1 % 디에틸아민 in H2O, 0.5 mL/분, 254 nm, tR 2.90분, 99 % 순도; (d) tR 7.8 분, >99 % 순도.
( S,S )-(+)-페노테롤 [( S,S )-1].
절차 B 에 따라, 증발 후에 35 mg 를 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.05 (d, 3H, J=6.6 Hz), 2.49 (q, 1H, J=7.2 Hz), 2.62-2.76 (m, 2H), 2.80-2.94 (m, 2H), 4.55 (dd, 1H, J=4.8, J=3.3 Hz), 6.16 (t, 1H, J=2.1 Hz), 6.27 (d, 2H, J=2.4 Hz), 6.68 (d, 2H, J=8.4 Hz), 6.94 (d, 2H, J=8.4 Hz); 13C (CD3CN) δ 20.3, 43.2, 55.0, 55.2, 72.4, 102.2, 105.4, 116.0, 131.3, 131.8, 147.4, 156.2, 159.0; UV (MeOH) λmax 279 nm (ε 2,680), 224 (12,700), 204 (32,800); MS (APCI+) m/z (rel): 304 (100, M+H); [α]D = +28.5°(conc.=0.20 % MeOH);HPLC: (a) 0.1 % 디에틸아민 in H2O, 0.50 mL/분, 254 nm, tR 2.72 분, > 99 % 순도; (d) tR 4.8 분, > 99 % 순도.
( R,S )-(-)-페노테롤 푸마레이트 [( R,S )-1].
절차 A 에 따라 (R)-8 및 (S)-10 로부터 제조하여 168 mg (64 %) 를 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.22 (d, 3H, J=6.6 Hz), 2.64 (dd, 1H, J=9.9 Hz, J=13.2 Hz), 3.01-3.51 (m, 4H), 4.79 (dd, 1H, J=3.0 Hz, J=9.9 Hz), 6.23 (t, 1H, J=2.4 Hz), 6.36 (d, 2H, J=2.1 Hz), 6.75 (s, 1H), 6.76 (d, 2H, J=8.4 Hz), 7.05 (d, 2H, J=8.1 Hz); 13C NMR (CD3OD) δ 16.2, 39.1, 52.5, 57.4, 70.4, 103.4, 105.3, 116.7, 127.8, 131.4, 135.2, 144.6, 157.7, 160.0, 168.2; UV (MeOH) λmax 278 nm (ε 2,520), 205 (27,900); MS (ESI+) m/z (rel): 304 (100, M+H); [α]D= -7.5°(conc.=0.75 % MeOH); HPLC: (a) 70/30/0.05. 1.00 mL/분, 282 nm, tR 1.35 분, >99 % 순도; (b) 50/50/0.05. 1.0 ml, 0.50 mL/분, 254 nm, tR 2.72 분, >99 % 순도; (d) tR 4.8 분, 1.00 mL/분, 280 nm, tR 2.10 분, 97.5 % 순도.
( S,R )-(+)-페노테롤 푸마레이트 [( S,R )-1].
절차 A 에 따라 (S)-8 및 (R)-10 로부터 제조하여 104 mg (39 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.22 (d, 3H, J=6.6 Hz), 2.64 (dd, 1H, J=9.9 Hz, J=13.5 Hz), 3.47-3.04 (m, 4H), 4.80 (dd, 1H, J=2.7, J=9.6 Hz), 6.23 (t, 1H, J=2.4 Hz), 6.36 (d, 2H, J=2.1 Hz), 6.75 (s, 1H), 6.76 (d, 2H, J=8.4 Hz), 7.05 (d, 2H, J=8.4 Hz); 13C NMR (CD3OD) δ 16.2, 39.1, 52.5, 57.4, 70.4, 103.4, 105.3, 116.7, 127.8, 131.4, 135.2, 144.6, 157.7, 159.9, 168.2; UV (MeOH) λmax 278 nm (ε 2,640), 202 (36,600); MS (ESI+) m/z (rel): 304 (100, M+H), 413 (10); [α]D= +6.4°(conc.-0.50 % MeOH); HPLC: (a) 70/30/0.05, 1.00 mL/분, 282 nm, tR 1.35 분, 95.9 % 순도; (b) 50/50/0.05, 1.0 mL/분, 280 nm, tR 2.06 분, 99 % 순도.
( R,R )-(-)-1- p -메톡시페닐-2-(β-3',5'-디히드록시-페닐-β-옥시)에틸아미노-프로판 푸마레이트 [( R,R )-2].
절차 A 에 따라 (R)-8 및 (R)-11 로부터 제조하여 172 mg (38 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.08 (d, 3H, J=6.3 Hz), 3.05-2.56 (m, 5H), 4.57 (dd. 1H, J=8.4, 5.4 Hz), 6.16 (m, 1H), 6.26 (d, 2H, J=2.7 Hz), 6.81 (d, 2H, J=8.7 Hz), 7.03 (d, 2H J=8.7 Hz); 13C NMR (CD3OD) δ 18.8, 42.3, 54.5, 55.6, 56.0, 72.6, 103.0, 105.4, 115.0, 131.1, 131.2, 131.3, 146.2, 159.8, 159.9; UV (MeOH) λmax ??277 nm (ε 3,590), 224 (17,700), 207 (29,500); MS (ESI+) m/z (rel): 318 (100, M+H); [α]D = -24.9°(c = 0.8 MeOH); HPLC: (a) 70/30/0.05, 1.0 mL/분, 282 nm, tR 1.54 분, 96.5 % 순도; (b) 50/50/0.05, 2.0 mL/분, 276 nm, tR 1.51 분, 95.9 % 순도.
( S,S )-(+)-1- p -메톡시페닐-2-(β-3',5'-디히드록시-페닐-β-옥시)에틸아미노-프로판 푸마레이트 [( S,S )-2].
절차 A 에 따라 (S)-8 및 (S)-11 로부터 제조하여 318 mg (53 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.15 (d, 3H, J=6.0 Hz), 2.58-3.22 (m, 5H), 3.77 (s, 3H), 4.68 (dd, 1H, J=4.8, 8.4 Hz), 6.18 (t, 1H, J=2.1 Hz), 6.31 (d, 2H, J=2.1 Hz), 2.23 (s, 0.5 H, 푸마레이트), 6.84 (d, 2H, J=8.7 Hz), 7.10 (d, 2H, J=9.0 Hz); 13C NMR (CD3OD) δ 16.1, 39.9, 52.4, 54.5, 55.3, 70.4, 101.9, 104.2, 114.0, 129.2, 130.1, 144.4, 158.7, 158.9; UV (MeOH) λmax 277 nm (ε 2,100), 224 (11,00), 205 (22,700); MS (ESI+) m/z (rel): 318 (100, M+H); [α]D = +28.6°(c = 0.95 MeOH); HPLC: (a) 70/30/0.05, 1.0 mL/분, 282 nm, tR 1.67 분, 96.0 % 순도; (b) 50/50/0.05, 2.0 mL/분, 276 nm, tR 1.51 분, 97.1 % 순도.
( R,S )-(-)-1- p -메톡시페닐-2-(β-3',5'-디히드록시-페닐-β-옥시)에틸아미노프로판 푸마레이트 [( R,S )-2].
절차 A 에 따라 (R)-8 및 (S)-11로부터 제조하여 160 mg (38 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.20 (d, 3H, J=6.6 Hz), 2.62-2.71 (m, 1H), 2.98-3.20 (m, 3H), 3.30-3.42 (m, 2H), 4.73-4.81 (m, 1H), 6.21 (m, 2H), 3.35 (m, 2H), 6.71 (s, 0.5H, 푸마레이트), 6.56-6.89 (m, 2H), 7.11-7.19 (m, 2H); 13C NMR (CD3OD) δ 15.6, 38.5, 51.8, 54.5, 55.9, 69.7, 102.1, 104.1, 114.1, 128.5, 130.2, 136.0, 143.8, 158.8, 159.1; UV (MeOH) λmax 277 nm (ε 4,100), 224 (21,400), 203 (50,600); MS (ESI+) m/z (rel): 318 (100, M+H); [α]D = -7.2°(c = 1.5 MeOH); HPLC: (a) 70/30/0.05,1.00 mL/분, 282 nm, tR 1.40 분, 99 % 순도; (b) 50/50/0.05, 2.0 mL/분, 276 nm, tR 1.51 분, 96.1 % 순도.
( S,R )-(+)-1- p -메톡시페닐-2-(β-3',5'-디히드록시-페닐-β-옥시)에틸아미노 프로판 푸마레이트 [( S,R )-2].
절차 A 에 따라 (S)-8 및 (R)-11 로부터 제조하여 200 mg (51 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.12 (d, 3H, J=6.0 Hz), 2.58-3.13 (m, 5H), 3.77 (s, 3H), 4.62 (dd, 1H, J=3.6, 9.0 Hz), 6.15 (m, 1H), 6.30 (d, 2H, J=1.8 Hz), 6.85 (d, 2H, J=8.7 Hz), 7.11 (d, 2H, J=8.7 Hz); 13C NMR (CD3OD) δ 18.2, 41.4, 54.1, 55.7, 56.5, 64.7, 103.0, 105.3, 115.1, 130.7, 131.3, 145.9, 159.8, 160.0; UV (MeOH) λmax ?277 nm (ε 3,150), 224 (3,310), 205 (30,600); MS (ESI+) m/z (rel): 318 (100, M+H); [α]D = +14.1°(c = 0.95 MeOH); HPLC: (a) 70/30/0.05, 1.00 mL/분, 282 nm, tR 1.42 분, 97.7 % 순도; (b) 50/50/0.05, 2.0 mL/분, 276 nm, tR 1.52 분, 97.8 % 순도.
( R,R )-(-)-5-{2-[2-(4-아미노페닐)-1-메틸에틸아미노]-1-히드록시에틸}-1,3-벤젠디올 푸마레이트 [( R,R )-3].
절차 A 에 따라 (R)-8 및 (R)-12 로부터 제조하여 88 mg (42 %) 을 얻었다. 1H NMR (CD3OD) δ 1.23 (m, 3H), 2.70-3.24 (m, 4H), 3.54 (m, 1H), 4.84 (dd, 1H, J=3.3, 9.6 Hz), 6.23 (t, 1H, J=2.4 Hz), 6.38 (d, 2H, J=2.1 Hz), 6.75 (s, 2H, 푸마레이트), 7.35 (dd, 4H, J=8.1, 21.0 Hz); 13C (CD3OD) δ 15.5, 39.6, 52.7, 56.6, 70.3, 103.4, 105.3, 123.8, 132.0, 132.1, 135.2, 137.5, 144.7, 160.0, 168.1; UV (MeOH) λmax 284 nm (ε 1,520), 206 (21,700); MS (ESI+) m/z (rel): 303 (100, M+H); [α]D=-6.8°(conc=1.0 % MeOH); HPLC: (a) 80/20/0.05, 0.70 mL/분, 276 nm, tR 2.07 분, 95.5 % 순도; (b) 50/50/0.05, 1.0 mL/분, 282 nm, tR 2.60, 97.16 % 순도.
( S,S )-(+)-5-{2-[2-(4-아미노페닐)-1-메틸에틸아미노]-1-히드록시에틸}-1,3-벤젠디올 푸마레이트 [( S,S )-3].
절차 A 에 따라 (S)-8 및 (S)-12 로부터 제조하여 56 mg (25 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.23 (m, 3H), 2.62-3.27 (m, 4H), 3.55 (m, 1H), 4.74-4.88 (m, 1H), 6.22 (t, 1H, J=1.8 Hz), 6.37 (d, 2H, J=2.4 Hz), 6.75 (s, 2H, 푸마레이트), 7.32 (dd, 4H, J=8.7, 25.8 Hz); 13C NMR (CD3OD) δ 15.5, 39.6, 52.5, 56.7, 70.7, 103.4, 105.3, 123.3, 131.8, 132.0, 135.2, 136.9, 144.7, 160.0, 168.1; UV (MeOH) λmax 284 nm (ε 1,720), 207 (28,400); MS (ESI+) m/z (rel): 303 (100, M+H), 329 (20); [α]D=+11.1°(conc=0.50 % MeOH); HPLC: (a) 80/20/0.05, 0.7 mL/분, 276 nm, tR 2.01 분, <99 % 순도; (b) 50/50/0.05, 1.0 mL/분, 282 nm, tR 2.50 분, 99.4 % 순도.
( R,S )-(-)-5-{2-[2-(4-아미노페닐)-1-메틸에틸아미노]-1-히드록시에틸}-1,3-벤젠디올 푸마레이트 [( R,S )-3].
절차 A 에 따라 (R)-8 및 (S)-12 로부터 제조하여 72 mg (35 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.23 (m, 3H), 2.73-3.24 (m, 4H), 3.51 (m, 1H), 4.80 (dd, 1H, J=2.7, 9.6 Hz), 6.22 (t, 1H, J=2.1 Hz), 6.36 (d, 2H, J=2.4 Hz), 6.75 (s, 2H, 푸마레이트), 7.32 (dd, 4H, J=8.4, 25.2 Hz); 13C NMR (CD3OD) δ 16.1, 39.12, 5.16, 56.9, 70.4, 103.4, 105.3, 123.4, 132.0, 132.0, 135.2, 136.8, 144.6, 160., 168.10; UV (MeOH) λmax 284 nm (ε 1,620), 205 (27,200); MS (ESI+) m/z (rel): 303 (100, M+H), 134 (14); [α]D = -7.5°(conc=0.50 % MeOH); HPLC: (a) 80/20/0.05, 0.7 mL/분, 276 nm, tR 2.08 분, 95.0 % 순도; (b) 50/50/0.05, 1.0 mL/분, 282 nm, tR 2.51 분, 97.4 % 순도.
( S,R )-(+)-5-{2-[2-(4-아미노페닐)-1-메틸에틸아미노]-1-히드록시에틸}-1,3-벤젠디올 푸마레이트 [( S,R )-3].
절차 A 에 따라 (S)-8 및 (R)-12 로부터 제조하여 93 mg (42 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.23 (d, 3H, J=6.3 Hz), 2.70-3.78 (m, 4H), 3.42-3.62 (m, 1H), 4.80 (dd, 1H, J=3.0, 9.9 Hz), 6.22 (t, 1H, J=2.1 Hz), 6.37 (d, 2H, J=2.1 Hz), 6.75 (s, 2H, 푸마레이트), 7.33 (dd, 4H, J=8.4, 26.7 Hz); 13C NMR (CD3OD) δ 16.2, 39.1, 52.6, 56.9, 70.5, 103.4, 105.3, 123.5, 132.1, 133.7, 135.2, 137.1, 144.7, 160.0, 168.1 UV (MeOH) λmax 284 nm (ε 8,230), 207 (100,000); MS (ESI+) m/z (rel): 303 (100, M+H), 134 (18); [α]D = +11.4°(conc=0.50 % MeOH); HPLC: (a) 70/30/0.05, 1.00 mL/분, 280 nm, tR 1.45 분, 99 % 순도; (b) 50/50/0.05, 1.0 mL/분, 282 nm, tR 2.63 분, 95.33 % 순도.
( R,R )-(-)-5-[1-히드록시-2-(1-메틸-2-페닐에틸아미노)에틸]-1,3-벤젠디올 푸마레이트 [( R,R )-4].
절차 A 에 따라 (R)-8 및 (R)-13 로부터 제조하여 92 mg (26 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.22 (m, 3H), 2.68-3.28 (m, 2H), 3.10-3.28 (m, 2H), 3.53 (br-m, 1H), 4.75-4.80 (m, 1H), 6.24 (t, 1H, J=2.4 Hz), 6.38 (d, 2H, J=2.1 Hz), 6.75 (s, 1H, 푸마레이트), 7.22-7.33 (m, 5H); 13C NMR (CD3OD) δ 15.5, 40.3, 56.9, 70.2, 103.4, 105.3, 128.3, 129.9, 130.3, 135.2, 137.3, 144.6, 144.6, 159.9, 168.1; UV (MeOH) λmax 277 nm (ε 926), 204 (18,700); MS (APCI+) m/z 288 (100, M+H); [α]D = -21.2°(conc=0.85 % MeOH); HPLC: (a) 50/50/0.05, 1.00 mL/분, 282 nm; tR 1.73 분; 99 % 순도; (b) 50/50/0.05, 2.0 mL/분, 276 nm, tR 1.46 분, 97.5 % 순도.
( S,S )-(+)-5-[1-히드록시-2-(1-메틸-2-페닐에틸아미노)에틸]-1,3-벤젠디올 푸마레이트 [( S,S )-4].
절차 A 에 따라 (S)-8 및 (S)-13 로부터 제조하여 184 mg (51 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.21 (m, 3H), 2.70-3.13 (m, 2H), 3.15-3.23 (m, 2H), 3.54 (br-m, 1H), 4.79-4.86 (m, 1H), 6.24 (t, 1H, J=2.1 Hz), 6.39 (t, 2H, J=2.7 Hz), 6.76 (s, 1H, 푸마레이트), 7.22-7.32 (m, 5H); 13C NMR (CD3OD) δ 15.5, 40.3, 56.9, 70.2, 103.4, 105.3, 128.3, 129.9, 130.3, 135.1, 137.3, 144.6, 144.6, 159.9, 168.1 UV (MeOH) λmax 278 nm (ε 1,510), 207 (26,600); MS (APCI+) m/z 288 (100, M+H); [α]D = +19.3°(conc=0.90 % MeOH); HPLC: (a) 50/50/0.05, 1.00 mL/분, 282 nm, tR 1.49 분; 98.4 % 순도; (b) 50/50/0.05, 2.0 mL/분, 276 nm, tR 1.35 분, 99 % 순도.
( R,S )-(-)-5-[1-히드록시-2-(1-메틸-2-페닐에틸아미노)에틸]-1,3-벤젠디올 푸마레이트 [( R,S )-4].
절차 A 에 따라 (R)-8 및 (S)-13 로부터 제조하여 170 mg (45 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.22 (m, 3H), 2.68-3.28 (m, 2H), 3.13-3.28 (m, 2H), 3.53 (br-m, 1H), 4.76-4.80 (m, 1H), 6.23 (t, 1H, J=2.1 Hz), 6.37 (t, 2H, J=3.0 Hz), 6.75 (s, 1H, 푸마레이트), 7.24-7.37 (m, 5H); 13C NMR (CD3OD) δ 16.3, 24.2, 39.8, 57.2, 70.5, 103.4, 105.3, 128.4, 130.0, 130.4, 135.2, 137.4, 144.6, 160.1 UV (MeOH) λmax 278 nm (ε 1,110), 205 (31,000); MS (APCI+) m/z (rel): 288 (100, M+H); [α]D = -6.9°(conc=0.85 % MeOH); HPLC: (a) 50/50/0.05, 1.00 mL/분, 282 nm, tR 1.53 분, 99 % 순도; (b) 50/50/0.05, 2.0 mL/분, 276 nm, tR 1.46 분, 98.5 % 순도.
( S,R )-(+)-5-[1-히드록시-2-(1-메틸-2-페닐에틸아미노)에틸]-1,3-벤젠디올 푸마레이트 [( S,R )-4].
절차 A 에 따라 (S)-8 및 (R)-13 로부터 제조하여 212 mg (59 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.22 (m, 3H), 2.72 (dd, 1H J=10.2, 13.2 Hz), 3.11 (dd, 1H, J=10.2, 12.6 Hz), 3.18-3.27 (m, 2H), 3.48-3.61 (m, 1H), 4.83 (dd, 1H, J=3.3, 9.9 Hz), 6.22 (t, 1H, J=2.4 Hz), 6.36 (d, 2H, J=2.4 Hz), 6.75 (s, 1H, 푸마레이트), 7.24-7.37 (m, 5H); 13C NMR (CD3OD) δ 16.3, 24.2, 39.8, 57.2, 70.5, 103.4, 105.3, 128.4, 130.0, 130.4, 135.2, 137.4, 144.6, 160.1; UV (MeOH) λmax 278 nm (ε 1,680), 206 (35,500); MS (APCI+) m/z (rel): 288 (100, M+H), 270 (19, M-OH); [α]D = +9.1°(conc=1.1 %, MeOH); HPLC: (a) 50/50/0.05,1.00 mL/분, 282 nm, tR 1.51 분, 99 % 순도; (b) 50/50/0.05, 2.0 mL/ 분, 276 nm, tR 1.43 분, 99 % 순도.
( R,R )-(-)-5-{1-히드록시-2-[1-메틸-2-(1-나프틸)에틸아미노]에틸}-1,3-벤젠디올 푸마레이트 [( R,R )-5].
절차 A 에 따라 (R)-8 및 (R)-14 로부터 제조하여 135 mg (46 %)을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.18-1.23 (m, 3H), 3.16-3.34 (m,1H, 2H), 3.69-3.74 (m, 2H), 4.78-4.80 (m, 1H), 6.23 (t, 1H, J=2.4 Hz), 6.38 (m, 2H), 7.41-7.61 (m, 4H), 7.83 (d, 1H, J=7.5 Hz), 7.90 (d, 1H, J=7.8 Hz), 8.10 (m, 1H); 13C NMR (CD3OD) δ 16.2, 37.2, 54.5, 56.1, 70.3, 103.4, 105.3, 124.3, 126.5, 127.0, 127.7, 129.3, 130.1, 133.2, 135.2, 135.6, 144.7, 160.1, 168.2; UV (MeOH) λmax 282nm (ε 5,860), 224 (50,900), 208 (35,500); MS (APCI+) m/z (rel): 338 (100, M+H), 169 (15, 단편); [α]D = -20.4°(conc=0.50 % MeOH); HPLC: (a) 60/40/0.05, 1.00 mL/분, 282 nm, tR 2.08 분, 95.7 % 순도; (b) 50/50/0.05, 1.5 mL/분, 282 nm, tR 2.20 분, 99 % 순도.
( S,S )-(+)-5-{1-히드록시-2-[1-메틸-2-(1-나프틸)에틸아미노]에틸}-1,3-벤젠 디올 푸마레이트 [( S,S )-5].
절차 A 에 따라 (S)-8 및 (S)-14로부터 제조하여 118 mg (40 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.13-1.17 (m, 3H), 3.14-3.26 (m, 1H, 2H), 3.61-3.76 (m, 2H), 4.44-4.75 (m, 1H), 6.18 (t, 1H, J=2.4 Hz), 6.33 (m, 2H), 7.36-7.52 (m, 4H), 7.77 (dd, 1H, J=1.8, 7.5 Hz), 7.84 (d, 1H, J=8.1 Hz), 8.04 (t, 1H, J=8.4 Hz); 13C NMR (CD3OD) δ 16.1, 37.1, 54.4, 56.0, 70.3, 103.3, 105.3, 124.3, 126.5, 127.0, 127.7, 129.2, 130.0, 133.2, 135.2, 135.7, 144.5, 160.0, 168.1; UV (MeOH) λmax 282 nm (ε 6,210), 223 (56,400), 208 (42,700); MS (APCI+) m/z (rel): 338 (100, M+H), 169 (8, 단편); [α]D = +20.0°(conc=1.1 % MeOH); HPLC: (a) 60/40/0.05, 1.00 mL/분, 282 nm, tR 2.35 분, 98.9 % 순도; (b) 50/50/0.05, 1.5 mL/분, 282 nm, tR 2.26 분, 97.2 % 순도.
( R,S )-(-)-5-{1-히드록시-2-[1-메틸-2-(1-나프틸)에틸아미노]에틸}-1,3-벤젠디올 푸마레이트 [( R,S )-5].
절차 A 에 따라 (R)-8 및 (S)-14 로부터 제조하여 114 mg (39 %)을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.08-1.11 (m, 3H), 3.02-3.24 (m, 1H, 2H), 3.54-3.68 (m, 2H), 4.45-4.75 (m, 1H), 6.11 (t, 1H, J=1.8 Hz), 6.26 (m, 2H), 6.63 (s, 2H 푸마레이트), 7.28-7.48 (m, 4H), 7.70 (d, 1H, J=7.5 Hz), 7.77 (d, 1H, J=7.8 Hz), 7.97 (t, 1H, J=7.8 Hz); 13C NMR (CD3OD) δ 16.0, 37.1, 52.5, 56.0, 70.4, 103.4, 105.3, 124.4, 126.5, 127.0, 127.6, 129.2, 130.1, 133.1, 135.2, 135.5, 144.7, 159.9, 168.2; UV (MeOH) λmax 281 nm (ε 12,600), 224 (61,900), 204 (47,200); MS (APCI+) m/z (rel): 338 (100, M+H), 190 (15, 단편); [α]D = -11.3°(conc=0.85 % MeOH); HPLC: (a) 60/40/0.05, 1.00 mL/분, 282 nm, tr 2.30 분, 98.6 % 순도; (b) 50/50/0.05, 1.5 mL/분, 282 nm, tR 2.36 분, 99 % 순도.
( S,R )-(+)-5-{1-히드록시-2-[1-메틸-2-(1-나프틸)에틸아미노]에틸}-1,3-벤젠디올 푸마레이트 [( S,R )-5].
절차 A 에 따라 (S)-8 및 (R)-14 로부터 제조하여 123 mg (42 %) 을 얻엇다.
1H NMR (CD3OD) δ 1.18-1.22 (m, 3H), 3.10-3.28 (m, 1H, 2H), 3.69-3.78 (m, 2H), 4.45-4.75 (m, 1H), 6.23 (t, 1H, J=2.1 Hz), 6.39 (m, 2H), 6.73 (s, 2H 푸마레이트), 7.39-7.59 (m, 4H), 7.80 (d, 1H, J=7.5 Hz), 7.88 (d, 1H, J=7.8 Hz), 8.01 (t, 1H, J=9.0 Hz); 13C NMR (CD3OD) δ 16.4, 37.4, 52.5, 56.2, 70.6, 103.4, 105.3, 124.4, 126.5, 127.0, 129.3, 130.1, 133.1, 133.4, 135.6, 136.3, 144.8, 160.0, 171.4; UV (MeOH) λmax 282 nm (ε7,740), 224 (70,900), 206 (55,800); MS (ESI+) m/z (rel): 338 (100, M+H); [α]D = +15.5°(conc=1.0 % MeOH) HPLC: (a) 60/40/0.05, 1.0 mL/분, 282 nm, tR 1.95, 95.7 % 순도; (b) 50/50/0.05, 1.5 mL/분, 282 nm, tR 2.29 분, 95.7 % 순도.
( R,R )-(-)-5-[1-히드록시-2-(1-메틸헥실아미노)에틸]-1,3-벤젠디올 푸마레이트 [( R,R )-6].
절차 A 에 따라 (R)-8 및 (R)-15로부터 제조하여 45 mg (29 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 0.920 (t, 3H, J= 6.9 Hz), 1.30 (d, 3H, J=6.9 Hz), 1.29-1.64 (m, 8H), 3.01-3.18 (m, 2H), 3.14-3.30 (m, 1H), 4.80 (dd, 1H, J=3.3, 9.6 Hz), 6.22 (t, 1H, J=2.1 Hz), 6.36 (d, 2H, J=2.4 Hz), 6.75 (s, 1H, 푸마레이트); 13C NMR (CD3OD) δ 14.3, 16.0, 23.5, 26.2, 32.6, 34.2, 52.1, 55.7, 70.2, 103.3, 105.3, 135.2, 144.7, 160.0, 168.0; UV (MeOH) λmax 278 nm (ε 931), 203 nm (20,100); MS (ESI+) m/z (rel): 268 (100, M+H); [α]D = -8.8°(conc=1.1 % MeOH); HPLC: (c) 70/30/0.1, 1.0 mL/분, 276 nm, tR 2.18 분, 96.6 % 순도; (b) 50/50/0.05, 1.0 mL/분, 279 nm, tR 2.06 분, 98.9 % 순도.
( S,S )-(+)-5-[1-히드록시-2-(1-메틸헥실아미노)에틸]-1,3-벤젠디올 푸마레이트 [( S,S )-6].
절차 A 에 따라 (S)-8 및 (S)-15 로부터 제조하여 96 mg (43 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 0.923 (t, 3H, J=6.6 Hz); 1.31 (d, 3H, J=6.6 Hz), 1.26-1.84 (m, 8H), 2.01-3.18 (m, 2H), 3.14-3.30 (m, 1H), 4.81 (dd, 1H, J=3.3, 9.6 Hz), 6.23 (t, 1H, J=2.4 Hz), 6.39 (d, 2H, J=2.1 Hz), 6.76 (s, 1H, 푸마레이트): 13C NMR (CD3OD) δ 14.2, 16.0, 23.4, 26.3, 32.6, 34.1, 52.1, 55.8, 70.2, 103.4, 105.3, 135.2, 144.7, 159.9, 168.2; UV (MeOH) λmax 278 nm (ε 1,340), 203 (28,800); MS (APCI+) m/z (rel): 268 (100, M+H); [α]D = +10.8°(conc=0.50 % MeOH); HPLC: (c) 70/30/0.1, 1.0 mL/분, 276 nm, tR 2.16 분, 97.0 % 순도; (b) 50/50/0.05, 1.0 mL/분, 279 nm, tR 2.11 분, 99 % 순도.
( R,S )-(-)-5-[1-히드록시-2-(1-메틸헥실아미노)에틸]-1,3-벤젠디올 푸마레이트 [( R,S )-6].
절차 A 에 따라 (R)-8 및 (S)-15 로부터 제조하여 83 mg (38 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 0.924 (m, 3H); 1.32 (d, 3H, J=6.6 Hz), 1.26-1.84 (m, 8H), 2.98-3.20 (m, 2H), 3.32-3.22 (m, 1H), 4.78 (dd, 1H, J=3.0, 9.9 Hz), 6.23 (t, 1H, J=2.1 Hz), 6.37 (d, 2H, J=1.8 Hz), 6.76 (s, 1H, 푸마레이트); 13C NMR (CD3OD) δ 14.2, 16.4, 23.4, 26.2, 32.6, 33.5, 52.2, 56.0, 70.4, 103.4, 105.3, 135.2, 144.7, 160.0, 168.1; UV (MeOH) λmax 276 nm (ε 2,770), 203 (35,900); MS (APCI+) m/z (rel): 268 (100, M+H); [α]D = -15.9° (conc=0.70 % MeOH); HPLC: (c) 70/30/0.1, 1.0 mL/분, 276 nm, tR 2.16 분, 97.0 % 순도; (b) 50/50/0.05, 1.0 mL/분, 279 nm, tR 2.07 분, 96.2 % 순도.
( S,R )-(+)-5-[1-히드록시-2-(1-메틸헥실아미노)에틸]-1,3-벤젠디올 푸마레이 트 [( S,R )-6].
절차 A 에 따라 (S)-8 및 (R)-15로부터 제조하여 81 mg (38 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 0.920 (t, 3H, J=6.3 Hz), 1.32 (d, 3H, J=6.9 Hz), 1.30-1.77 (m, 8H), 2.99-3.17 (m, 2H), 3.23-3.26 (m, 1H), 4.76 (dd, 1H, J=3.0, 9.6 Hz), 6.22 (t, 1H, J=2.4 Hz), 6.36 (d, 2H, J=2.1 Hz), 6.75 (s, 1H, 푸마레이트); 13C NMR (CD3OD) δ 14.2, 16.5, 23.5, 26.2, 32.6, 39.5, 52.2, 56.0, 70.4, 103.4, 105.3, 135.2, 144.7, 160.0, 168.0; UV (MeOH) λmax 278 nm (ε 1,440), 204 (29,900); MS (APCI+) m/z (rel): 268 (100, M+H); [α]D = +12.7° (conc=1.0 % MeOH); HPLC: (c) 70/30/0.1, 1.0 mL/분, 276 nm, tR 2.16 분, 99 % 순도; (b) 50/50/0.05, 1.0 mL/분, 279 nm, tR 2.02 분, 95.7 % 순도.
(R) -(-)-5-(1-히드록시-2-펜에틸아미노에틸)-1,3-벤젠디올 푸마레이트 [ (R) -7].
(R)-8 및 28 로부터 제조하여 37 mg (15 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 2.94-3.23 (m, 6H), 4.73 (dd, 1H, J=3.3, 9.9 Hz), 6.15 (t, 1H, J=2.4 Hz), 6.29 (d, 2H, J=1.8 Hz), 7.19-7.28 (m, 5H), 6.69 (s, 1H); UV (MeOH) λmax 278 nm (ε 1,360), 205 (32,600); MS (APCI+) m/z (rel): 274 (100, M+H); [α]D = -13.0° (conc=1.0 % MeOH); HPLC: (a) 80/20/0.05, 1.00 mL/분, 282 nm, tR 1.47 분, 96.7 % 순도; (b) 50/50/0.05, 1.0 mL/분, 272 nm, tR 2.78 분, 95.1 % 순도.
(S)-(+)- 5-(1-히드록시-2-펜에틸아미노에틸)-1,3-벤젠디올 푸마레이트 [ (S) -7].
(S)-8 및 28 로부터 제조하여 51 mg (17 %) 을 얻었다.
1H NMR (CD3OD) δ 2.87-3.21 (m, 6H), 4.68 (dd, 1H, J=3.6, 9.9 Hz), 6.10 (t, 1H, J=2.4 Hz), 6.24 (d, 2H, J=2.1 Hz), 6.63 (s, 1H), 7.12-7.21 (m, 5H); UV (MeOH) λmax 278 nm (ε 1,280), 204 (33,700); MS (APCI+) m/z (rel): 274 (100, M+H); [α]D = +14.64°(conc=1.1 % MeOH); HPLC: (a) 80/20/0.05, 1.00 mL/분, 282 nm, tR 1.47 분, 98.6 % 순도; (b) 50/50/0.05, 1.0 mL/분, 272 nm, tR 2.74 분, 98.8 % 순도.
(R,R)-(-)-에틸페노테롤
Figure 112009007931474-pct00032
1H NMR: (300 MHz, CD3OD): δ 0.950 (t, 3H, J=7.5 Hz), 1.67 (m, 2H), 2.83-3.18 (m, 4H), 3.33-3.40 (m, 1H), 3.37 (s, 4H), 4.82 (m, 1H), 6.24 (d, 1H, J=2.1 Hz), 6.37 (d, 2H, J=1.8 Hz), 6.73 (s, 2H, fum), 6.76 (d, 2H, J=8.4 Hz), 7.05 (d, 2H, J=8.7 Hz) ppm. CMR: 13C (75 MHz, CD3OD): δ 9.43, 23.28, 36.56, 52.29, 62.16, 70.02, 103.4, 105.3, 116.7, 127.8, 131.3, 136.5, 144.6, 157.6, 159.9, 172.3 ppm. UV: (메탄올), λmax (e): 206 nm (22,500), 223 (12,300), 278 (2,460). MS: (LCQ DUO ESI 양이온 질량 스펙트럼) M/z (rel): 318 (100, M+H). HPLC 1: 칼럼: Varian Sunfire C18 100×4.6; 70/30/0.1 물/아세토니트릴/TFA; 1.0 mL/분; Det: 278 nm; 2.76 분 (푸마레이트, 6.99 %), 3.57 분 (90.11 %); 순도: 97.1 %. HPLC 2: 칼럼: Chiralpak IA 250×10; 90/10/0.05 아세토니트릴/메탄올/TFA; 2.0 mL/분; Det: 278 nm; 5.26 (RR isomer, 92.37 %), 7.11 분 (푸마레이트, 5.02 %); 순도 97.5 %. 비선광도: [α]D = -15.6 (유리 아 민, 0.5 % MeOH).
( R , S )-(-)-에틸페노테롤.
Figure 112009007931474-pct00033
1H NMR: (300 MHz, CD3OD): δ 0.972 (t, 3H, J=7.5 Hz), 1.70 (p, 2H, J=6.9 Hz)), 2.86-3.22 (m, 4H), 3.32-3.37 (m, 1H), 3.34 (s, 4H), 4.82 (m, 1H), 6.25 (t, 1H, J=2.1 Hz), 6.36 (d, 2H, J=1.8 Hz), 6.74 (s, 2H, fum), 6.77 (d, 2H, J=8.4 Hz), 7.08 (d, 2H, J=8.7 Hz) ppm. CMR: 13C (75 MHz, CD3OD): δ 9.820, 24.16, 36.48, 52.30, 62.32, 69.92, 103.3, 105.3, 116.8, 127.7, 131.3, 136.1, 144.4, 157.6, 159.8, 171.3 ppm. UV: (메탄올), λmax (e): 204 nm (26,900), 224 (11,500), 278 (2,320). MS: (LCQ DUO ESI 양이온 질량 스펙트럼) M/z (rel): 318 (100, M+H). HPLC 1: 칼럼: Varian Sunfire C18 100×4.6; 70/30/0.1 물/아세토니트릴/TFA; 1.0 mL/분; Det: 278 nm; 2.79 분 (푸마레이트, 3.34 %), 3.56 분 (96.11 %); 순도: 99.5 % HPLC 2: 칼럼: Chiralpak IA 250×10; 90/10/0.05 아세토니트릴/메탄올/TFA; 2.0 mL/분; Det: 278 nm; 5.88 (RS isomer, 97.08 %), 7.12 분 (푸마레이트, 2.92 %); 순도 >99 %. 비선광도: [α]D = -7.2 (유리 아민, 0.5 % MeOH).
C 22 H 25 NO 4 ·0.5C 4 H 4 O 4
Figure 112009007931474-pct00034
1H NMR: (300 MHz, CD3OD): δ 1.22 (t, 3H, J= 6.6 Hz), 3.09-3.21 (m, 3H), 3.59-3.69 (m, 2H), 3.99 (s, 3H), 4.74-4.83 (m, 1H), 6.23 (t, 1H, J=2.4 Hz), 6.37 (dd, 2H, J=2.4, 5.7 Hz), 6.74 (s, 1H), 6.86 (d, 1H, J=7.8 Hz), 7.32 (d, 1H, J=7.8 Hz), 7.48 (t, 1H, J=6.9 Hz), 7.56 (t, 1H, J=6.9 Hz), 8.02 (dd, 1H, J=8.4, 12.0 Hz), 8.27 (d, 1H, J=8.7 Hz) ppm. CMR: 13C (75 MHz, CD3OD): δ 15.78, 36.66, 52.39, 55.96, 70.20, 103.4, 104.5, 105.3, 123.8, 124.3, 124.9, 126.2, 127.4, 128.1, 129.5, 133.8, 135.2, 144.6, 156.6, 160.0, 168.3 ppm. UV: (메탄올), λmax (e): 298 nm (4,970), 286 (9,920), 234 (22,600), 210 (42,500). MS: (LCQ DUO ESI 양이온 질량 스펙트럼) M/z (rel): 368 (100, M+H). 비선광도: [α]D = -28.8 (유리 아민; 0.5 % MeOH).
C 22 H 25 NO 4 ·0.5C 4 H 4 O 4
Figure 112009007931474-pct00035
1H NMR: (300 MHz, CD3OD): δ 1.20 (t, 3H, J= 6.6 Hz), 3.07-3.21 (m, 3H), 3.52-3.75 (m, 2H), 3.97 (s, 3H), 4.69-4.83 (m, 1H), 6.24 (t, 1H, J=2.1 Hz), 6.39 (dd, 2H, J=2.4, 5.4 Hz), 6.74 (s, 1H), 6.84 (d, 1H, J=7.8 Hz), 7.31 (d, 1H, J=8.1 Hz), 7.48 (t, 1H, J=6.9 Hz), 7.56 (t, 1H, J=6.9 Hz), 8.01 (dd, 1H, J=8.4, 13.5 Hz), 8.27 (d, 1H, J=7.8 Hz) ppm. CMR: 13C (75 MHz, CD3OD): δ 15.77, 36.64, 52.37, 55.94, 70.46, 103.4, 104.5, 105.3, 123.8, 124.3, 124.9, 126.2, 127.4, 128.1, 129.4, 133.8, 135.5, 144.7, 156.6, 160.0, 169.0 ppm. UV:(메탄올), λmax (e): 298 nm (5,430), 286 (5,710), 233 (25,100), 210 (43,200). MS: (LCQ DUO ESI 양이온 질량 스펙트럼) M/z (rel): 368 (100, M+H). 비선광도: [α]D = -15.8 (유리 아민; 0.5 % MeOH).
1 - 6 의 4개의 입체이성질체의 합성에서의 단계는 (R)- 또는 (S)-3',5'-디벤질옥시페닐브로모히드린으로부터 적당한 벤질 보호 2-아미노-3벤질프로판의 (R)- 또는 (S)-거울상이성질체(1 - 5) 또는 N-벤질-2-아미노헵탄의 (R)- 또는 (S)-거울상이성질체 (6) (반응식 I)과 함께 형성된 에폭시드의 커플링이었다.
반응식 I
Figure 112009007931474-pct00036
(R)-7체 와 (S)-7체의 합성이 2-페닐에틸아민을 이용하여 수행되었다(반응 식 II). 이 같은 방법은 Trofast etal.(Chirality3:443-450,1991)에 의하여 개발되어진 포르모테롤, 즉 화합물 47(도 6)의 합성방법과 유사한 것이다. 상기 반응 생성 화합물들은 Pd/C에 의하여 환원되어 탈보호화되었고, 퓨마레이트 염으로 정제되었다.
반응식 II
Figure 112009007931474-pct00037
합성에 사용된 키랄 빌딩 블록(chiral building blocks)은 반응식 III을 통 하여 합성하였다. 상기 (R)- 및 (S)-3',5'-디벤질옥시페닐-브로모히드린 이성질체들은 보론-메틸-설피드 복합체 (BH3SCH3)및 (1R,2S)- 혹은 (1S,2R)- 시스-1-아미노-2-인다놀을 이용한 이성질체에 특이적인 환원 반응에 의하여 획득되었다. 상기 요구되는 (R)-, (S)-2-벤질아미노프로판(benzylaminopropanes)은, 교환 이온으로서 (R)- or (S)-만델릭산을 이용하여2-벨질아미노프로판라세미체의 이성질체에 선택적인 결정화에 의하여 제조되었다.
반응식 III
Figure 112009007931474-pct00038
<실시예 6>
전형적인 페노테롤 유사체의 β1 및 β2 아드레날린성 수용체들에 대한 결합 친화도 측정
본 실시예는 페노테롤 유사체가 페노테롤과 비교하여 β2-아드레날린성 수용체에 대하여, 동등하거나 혹은 더 큰 결합 친화도를 보임을 확인하였다.
화합물들의 β1- 및 β2-아드레날린성 수용체에 대한 결합 친화도를 각각 3회에 거쳐 테스트하였다. 표준화합물(standard)과 미지 화합물들에 대한 경쟁 곡선(Competition curves)은 적어도 6개의 농도들을 포함하였다(3회 반복). 화합물 각각에 대하여, 그래프는 테스트된 화합물들에 대하여 획득된 개별의 경쟁 곡선을 포함하여 작성되었다. IC50 수치 및 힐 계수(Hill coefficients)는 GraphPad Prismⓡ소프트웨어를 통하여 산출하였다. Ki 수치들은 Cheng-Prusoff transformation (BiochemPharmacol22:3099-3108,1973)을 이용하여 산출하였다. 각각의 실험에서 표준 화합물들이 96-웰 플래이트에 동시에 도입되었다. 상기 표준 화합물들이 상기 화합물들의 측정된 평균치에 도달하지 못하는 경우에는 전체 실험을 포기하고 재 실험을 실시하였다.
β1-아드레날린성 수용체의 결합은 당해 분야에서 공지된 방법(Beer etal.,Biochem.Pharmacol. 37:1145-1151,1988)에 의거하여 래트의 피질 막에서 측정되었다. 간략히 언급하면, 무게 250-350 g의 수컷Sprague-Dawley 래트들을 죽이고(decapitated), 이들의 뇌(brain)를 빨리 제거하였다. 이들의 대뇌 피질을 적출하여 얼음에 넣고, 무게를 측정한 후 그리고 신속하게 30 ml의 pH 7.8 50 mM Tris-HCl 용액(상온)이 담겨있는 50 ml 용량의 테스트튜브에 옮겨 담았다. 상기 조직들은 폴리트론(polytron)에 의하여 균질화되었고 4oC, 20,000x g에서 12 분간 원심분리되었다. 이때 얻어진 잔사(pellet)는 동일한 방법으로 다시 한 번 세척되었고, 에세이 버퍼 (20 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl2,1mM EDTA, 0.1mM 아스코르빅산, pH 7.8) 1ml당 20mg(original wet wt)의 농도로 재분산되었다. 피질 막 프레파레이션(preparation)에 존재하는 β2 위치(sites)와의 결합을 억제하기 위하여, 30 nM ICI 118-551을 에세이 버퍼에 추가하였다. 100 μl의 실험약물과 100 μl의 [3H]CGP-12177 (1.4 nM 최종농도)을 함유하고 있는 웰에 0.8 ml의 조직 균질화제를 첨가하였다. 25˚C에서 2시간 배양 후, 급속 여과(rapid filtration)에 의하여 반응을 종결하였다. 비 선택적인 결합이 약10 mM의 프로프라놀올에 의한 비선택적인 결합이 관찰되었다.
인간 β2-아드레날린성 수용체를 인코딩하는 cDNA로 형질전환된 HEK 293 세포주들 (Brian Kobilka 박사, Stanford Medical Center, Palo Alto, CA에 의하여 제공됨)을 10 % fetal bovine serum (FBS), 0.05 % penicillin-streptomycin, 및400μg/ml G418를 함유하는 DMEM배지(Dulbecco's Modified Eagle Medium) 에서 배양하였다 (Pauwels etal.,Biochem.Pharmacol. 42: 1683-1689, 1991). 상기 세포주들을 150 x 25 mm 플레이트에 스크래피(scrape)하였고, 500 x g에서 5 분간 원심분리 하였다. 여기서 얻은 잔사(pellet)를 폴리트론과 함께 pH 77, .50 mM의 Tris-HCl 버퍼에 균질화하였고, 27,000 x로 원심 분리한 후 동일한 버퍼에 재분산하였다. 마지막 과정을 반복한 후 잔사를 120 mM NaCl, 5.4 mM KCl, 1.8 mM CaCl2, 0.8 mM MgCl2, 및 5 mM 글루코오스가 함유된 pH 7.4, 25 mM Tris-HCl버퍼에 재분산시켰다. 결합 에세이(binding assay)들은1.0 ml볼륨의 0.3 nM [3H]CGP-12177을 담고있다. 1 mM 프로프라놀올에 의한 선택적 결합이 관찰되었다.
상기 언급한 방법에 의하여, Ki수치로 표현되는 결합 친화도를, 마커 리간드로서 [3H]CGP-12177를 가지고, 인간 β2-아드레날린성 수용체로 인코딩된 cDNA로 안전하게 형질전환된 HEK 293세포주로부터 획득된 막(Pauwels etal.,Biochem.Pharmacol.42:1683-1689,1991)을 이용하여 측정하였다. 각 테스트 화합물들에 대하여 IC50 수치와 Hill 계수를 Graph Pad Prism ⓡ소프트웨어를 이용하여 산출하였고, Ki 수치를 Cheng-Prusoff transformation (BiochemPharmacol22:3099-3108,1973)을 이용하여 산출하였다:
Ki = IC50/(1 + L/Kd) + Eqn. 1.
상기에서: L 은 [3H]CGP-12177의 농도이고, Kd는 [3H]CGP-12177의 결합친화도를 의미한다. 각 테스트 화합물들에 대한 실험이 3회씩 반복하여 수행되었다.
화합물 1-4 및 6의 입체이성질체의 β2-아드레날린성 수용체에 대한 상대적인 결합 친화도는 R,R > R,S >S,R ≒S,S 순서로 측정되었다 (하기 표1, 도 5 참조). 이러한 입체선택성은 이전에 발표된 포르모테롤 입체이성질체들의 역가(potency)(Trofast etal.,Chiralty3:443-450,1991) 및 이소프로테레놀 유사체 PTFAM인 화합물 48(도 6)의 결합 연구에 대한 결과(Eimerl etal.,Biochem.Pharmacol.36:3523-3527,1987)와 일치된다. 화합물 5에 대해서는, R,R와 R,S 이성질체간의 Ki수치에 있어서 중대한 차이점이 발견되지 않았고, 따라서 그 순서는 R,R = R,S>S,R>S,S이 된다.(R)-7의 Kivalue는 (S)-7의 그것보다 더 컸는데, 이는 이미 확립된 β2-아드레날린성 수용체와 β-OH 모이어티를 함유하는 스테레오제닉 센터에서의 R-체(configuration)의 이성질체선택적 결합 선호도와 일치한다, 참조:(Eimerl etal.,Biochem.Pharmacol. 36: 3523-3527, 1987; Wieland etal.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA93:9276-9281,1996;Kikkawaetal.,Mol.Pharmacol. 53: 128-134, 1998; 및 Zuurmond etal.,Mol.Pharmacol.56:909-916,1999).
β2-아드레날린성 수용체(β2-아드레날린성 수용체)에 대한 본 실험에 의하여 합성된 화합물들의 결합 친화도를 Ki" SEM (nM), n = 3으로 산출한 결과. 페노테롤 이성질체의 β1- 및 β2 아드레날린성 수용체에 대한 결합 친화도의 비교

화합물
K i β 1
K i β 2
K i β 1 / K i β 2
(R,R)-1 14750 ±2510 345 ±34 43
(R,S)-1 18910 ±2367 3695 ±246 5
(S,R)-1 >100,000 10330 ±1406 NC
(S,S)-1 >100,000 27749 ±6816 NC
(R,R)-2 21992 ±3096 474 ±35 46
(R,S)-2 30747 ±6499 1930 ±135 16
(S,R)-2 33378 ±9170 5269 ±509 6
(S,S)-2 >100,000 15881 ±2723 NC
(R,R)-3 24956 ±2100 2934 ±168 9
(R,S)-3 31324 ±3485 7937 ±397 4
(S,R)-3 77491 ±3583 23125 ±2093 3
(S,S)-3 31440 ±1681 28624 ±906 1
(R,R)-4 17218 ±1270 1864 ±175 9
(R,S)-4 33047 ±2779 6035 ±434 4
(S,R)-4 >100,000 30773 ±3259 NC
(S,S)-4 >100,000 28749 ±1811 NC
(R,R)-5 3349 ±125 241 ±38 14
(R,S)-5 15791 ±6269 341 ±23 46
(S,R)-5 34715 ±9092 1784 ±148 19
(S,S)-5 >100,000 2535 ±209 NC
(R,R)-6 10185 ±499 9275 ±902 1
(R,S)-6 >100,000 31440 ±1681 NC
(S,R)-6 61295 ±5821 >100,000 NC
(S,S)-6 52609 ±1434 56420 ±5186 1
(R) -7 42466 ±3466 10466 ±1461 4
(S)-7 52178 ±3006 20562 ±3721 3
R,R 이성질체만을 비교하면, 비록 (R,R)-5와 (R,R)-1간에서는 통계학적인 유의성에 도달되지는 못하였지만, (R,R)-5가 실험된 화합물들 가운데서 가장 높은 상대적 친화도를 가짐을 확인할 수 있다(표 1).(R,R)입체이성질체만이 마이크로몰 이하의 친화도를 나타냈는데, 이는 (R,R)-5,p=0.0051,및 (R,R)-1,p=0.0291,과 비교할 때 매우 낮은 수치이며, 반면에 (R,R)-2에 대한 Ki의 평균값은 (R,R)-1의 그것보다는 단지 23 % 정도 만이 컸다. 이처럼 p-OH 모이어티를 메틸 에스테르로의 전환함에 따른 감소 효과(minimal effect)는 Schirrmacher등 (Bioorg.Med.Chem.Lett.13:2687-92,2003)이 언급하고 있는 자료와 일치함을 알 수 있다. 기존 연구에 의하면, 라세미체-1이 인비트로상의 활성에 있어서의 현격한 감소 없이 [18F]-플루오로에톡시 에테르(fluoroethoxy ether)로 전환이 가능하고, 따라서 실험의 오차범위 내에서, 상기 유사체화(derivatization)은 β2-아드레날린성 수용체의 결합 친화도를 변화시키지 않는다고 알려져 있었다.
Ki수치로 표현되는 β1-아드레날린성 수용체에 대한 결합 친화도는, 마커 리간드로서 [3H]-CGP-12177을 가지는 래트 피질 막을 이용하여 측정되었다 (Beer etal.,Biochem.Pharmacol.37:1145-1151,1988.).산출된 Ki는 (R,R)-5가 3,349 nM이었고, 다른 화합물들의 결합 친화도는 10,000 nM을 초과(>10,000 nM)하였다(표 1). β2-아드레날린성 수용체 결합에 대한 연구로부터의 자료(data)와는 상이하게, 화합물들의 입체이성질체와 관련된 명확한 경향성은 나타나지 않았다.
β2-아드레날린성 수용체와 β1-아드레날린성 수용체에대한 화합물들의 상대적인 선택성이 Kiβ1/ Kiβ2비율을 이용하여 측정되었다(표 1). 특히, β2-아드레날린성 수용체에 대하여 마이크로몰 이하의 친화도를 가지는 화합물들인, (R,R)-1,(R,R)-2,(R,R)-5및 (R,S)-5은, 각각46, 43, 14 및 46의 비율을 나타내었다. (R,R)-1및 (R,R)-2에 대한 결과는 이전에 보고된 β2-아드레날린성 수용체-선택적 작용제 (R,R)-TA-2005인 화합물 49(도 6)의 Kiβ1/ Kiβ2 비율이 53이라는 것과 일치한다
(R,R)-5의 β2-아드레날린성 수용체에 대한 선택성이 낮은 것으로 관찰되었는데, 이는 (R,R)-5와 비교하여 3배나 높은 선택성이 (R,S)-5에서 관찰되었기 때문에, 이와 같은 결과는 예상할 수 없는 것이었다. 47개의 입체이성질체들에 대한 이전의 연구에 의하면, (R,R)-,(R,S)-이성질체 둘 다 β1-아드레날린성 수용체와 비교하여 β2-아드레날린성 수용체에 대한 높은 선택성을 나타내었고, (R,R)-이성질체의 선택성이 (R,S)-이성질체의 그것보다 더 높았다 (Trofast etal.,Chirality3:443-450,1991). 화합물 1과 2에서는 이와 같은 경향이 나타났으나, 화합물 5의 경우에는 이와 반대되는 경향이 나타났다. 또한, (S,R)-5의 선택성은 19배로서 유사한 반면, β2-아드레날린성 수용체에 대한 친화도는 (R,R)-5보다 7배나 더 약하여 각각 1783 nM 과 241 nM을 나타내었다는 점은 흥미롭다.
이러한 연구들에 의하면, (R,R)-혹은 (R,S)-나프틸페노테롤 유사체가, 다른 페노테롤의 이소폼(isoform)들에 비하여 β2-아드레날린성 수용체에 대하여 높은 결합 친화도를 보였다. (R,R)-메톡시 페노테롤 유사체는 (R,R)-페노테롤과 비교하여 β2-아드레날린성 수용체에 대하여 유사한Ki 수치를 보였다. 따라서 이러한 유사체들은 β2-아드레날린성 수용체 작용제의 가능한 후보물질들이고, 상업적으로 사용가능한 (±)-페노테롤을 이용하여 현재 치료되고 있는 질환들에 대한 치료에 사용될 수 있다
<실시예 7>
페노테롤 유사체를 이용한 심근세포 수축력 실험
본 실시예는 β2-아드레날린성 수용체에 대하여 마이크로몰 이하의 친화도를 나타내는 화합물들 및 (R,S)-1와 (S,S)-1의 약리학적 효과를 확인하였다.
본 실험에 따르면, 세포 길이의 단축을 유도하는 전기적 페이싱(pacing)에 의해 나타내어지는 수축도를 테스트 화합물들의 단일 용량에 대한 노출 전 및 후에 있어서 단일 심근세포 내에서 측정하였다. 작용제에 대한 수축 반응은 기초 수축력의 비율로서 표현되었고, β2-아드레날린성 수용체에 대한 작용제의 선택성은, 선택적인 β2-아드레날린성 수용체 저해제인 ICI 118,551 (10-7mol/L;TocrisCooksonLtd.,Bristol,U.K.)의 억제 효과에 의하여 측정되었다.
(S,S)-1을 제외한 측정된 모든 화합물들이 현저한 수축 반응을 생산해 내는 것으로 나타났는데, 이때 이러한 수축반응은 ICI 118,551에 의해 억제되는 것이다. 반면에 (S,S)-1은 약리효과가 관찰되지 않았다(도 7). 이와 같은 결과는 선행의 연구결과(Beigi etal.,Chirality,18:822-827,2006)및 β-OH 모이어티를 가지는 스테레오제닉 센터에서 R-체(configuration)가 더 선호된다는 연구들과 일치한다. (Eimerl etal.,Biochem.Pharmacol. 36: 3523-3527, 1987; Wieland etal.,Proc.Natl.Acad. Sci. USA 93: 9276-9281, 1996; Kikkawa etal., Mol.Pharmacol.53:128-134,1998; 및 Zuurmond et al., Mol. Pharmacol. 56:909-916, 1999).(R,R)-5와 (R,S)-5은 0.1 mM에서 최대효과가 도출된 반면에, 다른 활성 화합물들은 0.5 mM이 요구되었다는 점은 흥미롭다. 또한, (R,R)-5과 (R,S)-5이 동등한 활성을 나타낸다는 것은 이전의 결합 데이터에서 제시된 것이지만, (R,S)-1에 대하여 관찰된 활성은, 입체 이성질체 47(Trofast etal.,Chiralty3:443-450,1991)과 48 (Eimerl etal.,Biochem.Pharmacol.36:3523-3527,1987)에 대한 이전의 연구결과에서 (R,R)-이성질체의 활성이, 이에 상응하는 (R,S)-이성질체의 활성과 비교하여 탁월했음을 기재하고 있음에 비추어, 예측불가능하였다.
<실시예 8>
비교분자장분석(Comparative Molecular Field Analysis)
본 실시예에서는 비교분자장분석(CoMFA)를 이용하여 상기 개시된 화합물들을 분석하였다.
상기 화합물들은, 선택된 타겟에서의 입체 이성질체 및/또는 입체 이성질체들의 상대적인 활성을 분석하는데 사용되는 3D QSAR 테크닉인 비교분자장 분석법을 통하여 분석되었다.
CoMFA를 SYBYL 7.2. 프로그램(TRIPOS Inc., St. Louis, MO)으로 실행하였다. 골격에 있어서 동일한 컴포메이션을 확인하기 위한 ModelBuild 절차(Procedure)를 이용하여, 모든 유도체들에 대한 분자 모델들이 HyperChem v. 6.03 (HyperCube Inc., Gainesville,FL)에 준비되었다. 모델들을 SYBYL로 추출하였고, 부분적인 분자적 변화들(Gasteiger-Huckel type)을 산출하였다. 또한, 페노테롤 분자들의 핵심 부분에 있는 두 개의 비대칭 탄소들(-C*-CH2-NH-C*-CH2-)의 기본적인 골격구조를 이용하여 리간드 모델들을 정렬하였다. 두 가지 타입의 분자장들 (입체적 및 전기학적)은 각각의 구조로 둘러싸인 격자 무늬 그리드(2 Å spacing)에서 샘플화 되었다. 거리-의존적인 유전상수가 전기적인 계산에 사용되었고, 입체적 그리고 전기학적 에너지에 대한 30 kcal/mol의 에너지적 차단이 설정되었다.
[0205] PLS관련절차(Partial Least Square correlation procedure)에 결과적 데이터베이스를 적용하여, 4개의 통계학적으로 유효한 화합물들을 산출하였고, 이에 따른 확정 파라메타(validation parameter)들이 최적 용액을 위하여 수득 되었다: R2=0.920,F(4,21)=60.380, 측정 표준오차 = 0.223, 교차 확인(leave-one-out) R2=0.847. 일반적으로, 전기장은 설명되는 오차 중 48.1 %에 영향을 미치고, 입체장(steric fields)는 51.9 %영향을 미친다. 3D QSAR모델의 결과에 의하면, R2=0.920andF=60.380의 실험적 데이터에 의거하여 좋은 통계학적 관련성을 가졌고, 교차 확정된 R2수치 (Q2)=0.847,SEP(thestandarderrorofprediction)=0.309을 나타내므로 좋은 예측 파워(prediction power)를 가짐을 알 수 있다, 표 2.
CoMFA모델에 의해 예측된pKd.
유도체 pKd 측정치 pKd 예상치
( R,R )-1 6.46 5.84
(R,S)-1 5.43 5.48
(S,R)-1 4.99 5.02
(S,S)-1 4.56 4.66
(R,R)-2 6.32 6.17
(R,S)-2 5.71 5.80
(S,R)-2 5.28 5.34
(S,S)-2 4.80 4.99
(R,R)-3 5.53 5.57
(R,S)-3 5.10 5.21
(S,R)-3 4.64 4.75
(S,S)-3 4.54 4.39
(R,R)-4 5.73 5.58
(R,S)-4 5.22 5.25
(S,R)-4 4.51 4.75
(S,S)-4 4.54 4.43
(R,R)-5 6.62 6.72
(R,S)-5 6.47 6.36
(S,R)-5 5.75 5.90
(S,S)-5 5.60 5.54
(R,R)-6 5.03 5.01
(R,S)-6 4.50 4.66
(S,R)-6 4.00 4.19
(S,S)-6 4.25 3.84
(R)-7 4.98 5.33
(S)-7 4.69 4.51
첫 번째 단계에서, 입체 이성질체들을 식별할 수 있는 부분을 확인하기 위하여 상기 모델이 사용되었다. 상기CoMFA 절차를 통하여 카이랄센터(chiral center) 각각에 근접한 곳에 위치되어 있는 몇 개의 서로 다른 비대칭 부분들을 생산하였다. 첫번째 카이랄센터(chiral center) (β-hydroxyl 그룹을 가짐)는 분자 뒤쪽의 양전성 부분에 의하여 둘러싸여 있다. 양전성 부분은 수소결합의 형성과 관련될 수 있고, 이는 유사 수용체에 대한 부적합한 수용자(acceptor)적 성질, 혹은 적합한 공여자적(donor)성질을 가짐을 의미한다. 본 발명에 있어서, 양전성 장(field)의 위치는, 모델의 평면(plane)의 아래쪽으로의 β-OH 모이어티 도입 (즉 카이랄센터에서의 S 형)은 리셉터와 수소결합의 형성을 방해할 것이다. 양전성 장부분은 첫번째 카이랄센터 뒤의 입체 부적합 부분과 매우 밀접하게 관련되어 있다. 이는 부가적으로, 상기 모델이 R 형의 베타-히드록시 그룹을 선호함을 보여준다. 이러한 센터에서의 R형의 선호는, β-아드레날린성 수용체에 대한 기능적 작용에 있어서 R형이 더 선호된다는 이전의 모델 및 실험 데이터들(c.f., Eimerl etal.,Biochem.Pharmacol.36:3523-3527, 1987; Wielandetal., Proc. Natl. Acad. Sci., USA93:9276-9281, 1996 ;Kikkawaetal., Mol. Pharmacol., 53:128-134, 1998; 및 Zuurmond et al., Mol.Pharmacol., 56:909-916, 1999)과 일치한다.
상기CoMFA 모델은 또한 두번째 카이랄센터에 대한 효과를 나타낸다. 선호되는 컨피규레이션(configuration)은 결합데이터로부터 획득할 수 있는데, 이에 의하면 화합물 1 - 4 및 6의 (R,R)-이성질체들은 그들의 (R,S)-이성질체와 비교하여 친화도가 더 높은 반면에, (R,R)-5 및 (R,S)-5에 대한 Ki수치는 동등하게 나타났다, 표 1. 따라서, 본 모델에 있어서, 더 활성이 높은 이성질체들은 CoMFA 모델의 형상의 면(plane)의 외부로 향하고 있는, 분자의 아미노알킬 부분에서의 스테레오제닉 센터의 메틸모이어티를 가지고 있다. 이것은, 분자의 두 번째 카이럴센터의 뒤에 존재하는 입체 비선호적 부분으로 설명될 수 있고, 또한 이 부분에서는 R 형이 선호됨을 의미한다.
본 연구에 의하면, 페노테롤 분자의 아미노알킬 부분만이 대체되었으므로, 따라서, 핵심적인 CoMFA 부분들은 분자의 상기 부분과 관련이 있음을 알 수 있다. 결과 분석에 따르면, 모든 4개의 상호작용하는 부분들은 방향족 모이어티의 근처에서 확인되었고, 모두 연구된 유도체들의 결합 작용의 형태와 관련된 가정을 형성하는데 있어서 사용될 수 있다.
상기 모델에서, -OH 혹은 OCH3치환체의 근접 부분을 둘러싸고 있는 거대 양전자성 부분은, 이들 모이어티들에 대한 유사 유도체의 수소 결합 도너의 성질을 나타낸다. 이러한 상호작용에 의하여 O-유도체들인, 화합물 1, 2는 화합물 3, 4에 비하여, 상대적으로 높은 결합 친화도를 가지고, 마지막 화합물에서 p-아미도 치환체는 실험 조건하에서 양성으로 유도되어야 한다.
아로마틱 시스템(aromatic system)의 양 끝(side)부분에 평행하게 존재하는 거대 음전성(electronegative) 부분과 또 다른 양전성부분들은 주로 나프틸환(naphthyl ring)과 같은 전자가 풍부한 방향족 모이어티들과 β2-아드레날린성 수용체사이에서 상호작용하는 п-수소결합이나 혹은 п-п결합을 나타낸다. 이는 화합물 1,2 및 5에서의 친화도가 실험된 다른 화합물들과 비교할 때, 상대적으로 증가하였다는 점과 관련된다. 이러한 상호작용의 역할은 (R,R)-5과 (R,S)-5에 대한 Ki수치가 (R,R)-1및 (R,R)-2과 동등하다는 점에 의하여 제시되고 있다(표 1).
두 개의 입체적 부분들이 전기적 부분들과 가까이 위치하고 있는데, 그 중 하나는 개개의 지역에서 입체(bulkiness) 비선호적이고, 그 중 하나는 입체 선호적이다. 이는 분자의 아미노알킬 부분에 대한 결합 또한 입체적으로 제한된다는 것을 의미한다
상기 작용제 및 길항제의 β2-아드레날린성 수용체에 대한 결합에 대한 연구가 site-directed mutagenesis 및 분자 모델링 테크닉을 이용하여 수행되었다. (Eimerl etal.,Biochem.Pharmacol. 36: 3523-3527, 1987; Wieland etal., Proc.Natl.Acad.Sci., USA93:9276-9281, 1996; Kikkawaetal., Mol.Pharmacol., 53:128-134, 1998; Zuurmondetal., Mol.Pharmacol., 56:909-916, 1999; Kontoyianni, et al., J.Med.Chem., 39:4406-4420, 1996; Furse et al., J.Med.Chem., 46: 4450-4462, 2003; 및 Swaminath, et al., J.Biol.Chem., 279:686-691, 2004). 작용제의 "카테콜" 부분에의 결합이, TM3, TM5 및 TM6로 확인된 막통과헬릭스(transmembrane(TM) helices)에 의해 만들어지는 결합 부위 내에서 일어난다는 점이 알려져 있다. 이러한 결합 과정은 G-단백질의 활성화를 유도하는 컨포메이션의 변화를 생성하는 순차적 과정이다 (Furse etal.,J.Med.Chem. 46: 4450-4462, 2003). 이 과정에 있어서, TM6의 293위치 Asn과 작용제의 부재(chiral)탄소에 존재하는 히드록시 모이어티와의 상호작용이 중요하게 작용하고, 그리고 이러한 상호작용을 위해서는 부재 탄소의 R-형이 이 더 선호된다 (Eimerl etal.,Biochem.Pharmacol. 36: 3523-3527, 1987; Kikkawa etal., Mol.Pharmacol.53:128-134,1998;andSwaminathetal.J. Biol. Chem. 279: 686-691, 2004). 페노테롤 분자의 "카테콜" 부분은 이 연구에서 대체되지 않았기 때문에, 본 CoMFA 모델에서는, 대부분의 안정한 복합체들에서는 첫번째 스테레오제닉 센터가 R-형인 것이 선호되었다.
β2-아드레날린성 수용체의 결합 및 기능에 대한 연구 대다수는, 메틸기, 이소프로필기 및 t-부틸기와 같이 작은 N-알킬 치환체를 이용하여 수행되었다. (Kontoyianni etal.,J.Med.Chem.39:4406-4420,1996).하지만, 이러한 화합물들은 β2-아드레날린성 수용체에 활성을 보이는 반면, 이들은 서브타입(subtype)에는 선택성을 가지지 않았다. 이 같은 점은 화합물 49,50 및 51(도 6)의 Kiβ1/ Kiβ2 비율이 각각 53, 1.7 및 1.3으로 나타난 것에서 보여진다(Kikkawa, etal.Mol.Pharmacol.53:128-134,1998)).p-메톡시페닐 모이어티의 제거는 선택성 뿐만 아니라 친화도도 감소시켜 각β2Ki수치는 12 nM, 170 nM 및 6300 nM이 되었다 (Kikkawa, etal.Mol.Pharmacol., 53:128-134, 1998).
부위지정 돌연변이 유도(site-directed mutagenesis)와 분자모델링 기법을 이용하여 β2-AR 선택성에서의 아미노알킬 치환기의 역할에 대한 연구가 진행되어 왔다(Kikkawa,et al. Mol. Pharmacol. 53: 128-134, 1998; Furse et al., J.Med. Chem. 46:4450-4462, 2003 및 Swaminath et al. J. Biol. Chem. 279:686-691, 2004). Kikkawa 등은 모델 리간드로서 (R,R)-49를 이용하여, 화합물 49 상의 p-메톡시기의 산소와 TM7의 세포외 말단에 위치한 티로신 308(Y308)의 히드록시기 사이의 수소결합 형성이 β2-AR 선택성의 근원임을 밝혔다(Kikkawa,et al. Mol. Pharmacol. 53: 128-134, 1998).
Furse와 Lybrand는 β2-AR의 새로운 모델을 개발하고, β2-AR 아형(subtype)으로 여러 리간드의 분자복합체(작용제(agonist) 및 길항제(antagonist))를 연구하였다(J.Med. Chem. 46: 4450-4462, 2003). 연구된 화학구조 중에서, (R,R)-49가 화합물 2와 동일한 아미노알킬 치환기를 갖는다. (R,R)-49/β2-AR 복합체 실험은 (R,R)-49의 p-메톡시기 산소가 Y308의 히드록시기와 수소결합을 형성함을 나타내었으며, 이는 Kikkawa 등에 의해 제안된 모델을 뒷받침한다(Kikkawa,et al. Mol. Pharmacol. 53: 128-134, 1998). 상기 모델에서 결합된 두 산소 원자 간 거리는 3.22 Å이다. 그러나, 리간드의 메톡시 부분은 또한 3 개의 다른 극성 잔기인 TM6의 히스티딘 296(Histidine 296, H296), TM3의 트립토판 109(tryptophan 109. W109) 및 TM7의 아스파라긴 312(asparagine 312, N312)에 근접하여 존재하고 있으며, 이들 각각은 (R,R)-49의 아미노알킬 부분의 방향족기와 상호작용할 수 있다.
상기 Furse와 Lybrand 모델에서, 리간드의 산소 원자와 히스티딘 296(H296)의 수소 원자의 거리는 5.88 Å이고, 히스티딘 296(H296)은 (R,R)-49의 메톡시기와의 상호작용을 위해 대안적인(alternative) 수소결합주개(hydrogen bond donor)로 제안되었다. Y308과 H296은 β2-AR에서만 발견되고, β1-AR에서 발견되는 대응 잔기(corresponding residues)는 각각 F359와 K347이므로, H296과 Y308 간의 상호작용은 β1/β2 선택성의 근원으로서 제안되었다(Furse et al., J. Med. Chem. 46:4450-4462, 2003).
β1/β2 선택성에 대한 종래의 연구는 (R,R)-49를 이용하였기 때문에, 본 발명자들의 연구에서 합성된 화합물의 (R,R)-입체이성질체의 아형 선택성이 (R,R)-49의 아형 선택성과 비교되었다. 연구결과는 Y308 및/또는 H296과 상기 작용제(agonist)의 p-치환기 상의 산소와의 수소결합 형성이 β2-AR 선택성과 관련있음을 제안한다. 상기 상호작용은 (R,R)-1 와 (R,R)-2 사이에서 가능하고, 이들 화합물에 대한 Kiβ1/Kiβ2 비율은 각각 43, 46이며, 이는 (R,R)-49에 대해 결정된 Kiβ1/Kiβ2 비율인 53과 비교할 만하다. 화합물 3, 4, 6 및 7에 대한 Kiβ1/Kiβ2 비율은 < 10 이었으며, 이는 상기 화합물들이 Y308 또는 H296과 수소결합을 형성할 능력이 없음을 반영한다. 또한, 상기 수소결합 상호작용은 가상수용체(pseudoreceptor)의 수소결합주개 성질을 나타내는, -OH 또는 -OCH3 치환기에 근접한 영역을 둘러싸고 있는 넓은 양전성 지역(electropositive region)을 확인하는 CoMFA 모델에 의하여 제안되었다.
본 연구자료는 또한 방향족 부분이 상기 수용체와 수소결합을 형성할 수 없는 경우에 상기 화합물의 아미노알킬 부분의 방향족 부분은 Ki 및 아형 선택성에 기여함을 제시한다. 이것은 9,000 nM의 (R,R)-6의 대한 Kiβ2 값과 함께 <3,000 nM의 (R,R)-이성질체 화합물 1-5에 대한 Kiβ2 값을 어떠한 아형 선택성도 나타내지 않는 화합물 6에 반하여 9≥인 화합물 1-5의 Kiβ1/Kiβ2 비율을 비교함으로써 증명된다(표 1 참조). 상기 연구자료를 설명하는 하나의 가능한 메커니즘은 π-수소결합 형성이다. 상기 상호작용이 정상적인 수소결합의 절반 정도의 세기임에도 불구하고, 방향족 고리의 π-전자구름은 수소 결합 받개(hydrogen bond acceptors)로서 작용할 수 있다(Levitt and Perutz J. Mol. Biol. 201: 751-754, 1998). (R,R)-3 및 (R,R)-4 또는 (R,R)-7 대비 (R,R)-5의 높은 친화도 및 아형 선택성은 다른 방향족 고리 대비 나프틸 고리상에서의 더 큰 π 전자 분포와 일치한다.
또한, 상기 CoMFA 모델은 양자 모두 방향족 시스템에 평행하게 위치한 음전성 지역과 양전성 지역을 확인하였으며, 이는 상기 음전성 지역과 양전성 지역은 β2-AR과 나프틸 고리와 같이 전자가 풍부한 방향족 부분 사이의 π-π 또는 π-수소 결합 상호작용과 매우 관련성이 있다. 상호작용 리간드로서 (R,R)-49를 갖는 Furse와 Lybrand에 의해 개발된 상기 모델을 이용하여, Y308, H296, W109 및 N312가 π-π 및/또는 π-수소 결합 상호작용의 가능한 근원으로 확인되었다. 상기 β2-AR 모델에서, (R,R)-49 상의 p-메톡시 부분과 W109 및 N312와의 거리는 각각 4.80Å, 3.45Å이다. W109와 N312는 모든 β-AR 아형에서 완전히 보존되기 때문에, 상기 CoMFA 모델에 의해 제안된 상호작용은 다른 (R,R)-이성질체와 관련하여, 측정된 β1/β2 선택성은 제외하고, (R,R)-1, (R,R)-2 및 (R,R)-5의 증가된 친화도의 근원으로 나타날 수 있다.
본 연구자료 및 CoMFA 모델의 결과는, β2-AR과 상기 시험된 화합물의 결합과정이 작용제의 아미노알킬상의 키랄중심과 수용체상에 입체적으로 제한된 자리와의 상호작용을 포함함을 나타낸다. 입체적으로 제한된 자리의 존재는 종래 β2-AR과 작용제 및 길항제의 복합체에 대한 3D 모델의 개발에서 얻은 자료로부터 제안되었다(Kobilka, Mol. Pharm. 65: 1060-1062, 2004). 예를 들어, (R,R)-49 및 아미노알킬 부위의 입체중심(stereogenic center)상의 메틸기보다 큰 치환기를 갖는 유사한 화합물들이 상기 리간드-수용체 복합체에 바람직하지 않은 영향을 미치는 중요한 입체구조적 상호작용을 유발함이 제안되었다.
상기 β2-AR에 작용제의 결합은 서로 밀접한 관계가 있는 다단계 공정으로 설명되어 왔으며, 상기 작용제와 수용체 간의 일련의 연속적인 상호작용은 상응하는 형태변화를 제공한다(Kobilka, Mol. Pharm. 65: 1060-1062, 2004). 상기 CoMFA 모델은 최종 작용제/β2-AR 복합체를 반영하고, 입체제한 자리의 영향을 구별하기 위해 상기 결합공정의 결과, 상기 자리와의 상호작용이 갖는 영향을 고려하는 것이 필요하다. 본 CoMFA 모델에 대한 상세한 설명은 Jozwiak 등에 의해 발표되었으며(Jozwiak et al. J. Med. Chem., 50(12): 2903-2915, 2007), 상기 문헌 전체는 본 명세서에서 참조 문헌으로서 통합된다.
TM3, TM5 및 TM6(첫 번째 결합 부분)에 의해 형성되는 결합부분과 작용제의 "카테콜"부분과의 상호작용을 가정하면, 이들 상호작용은 상기 입체제한 자리에 관한 상기 작용제의 아미노알킬 부위의 위치를 고정시킬 것이고, 더 나아가 이 자리를 만들어낼 것이다. 상기 CoMFA 모델에서, 상기 자리의 입체제한은 상기 아미노알킬 부위의 키랄 중심상에서의 메틸 부분이 상기모델의 평면 밖으로 향하게 한다.
상기 질소원자에 대한 자유회전 때문에, 메틸 부위를 갖는 키랄 중심의 배열은 입체제한 자리와의 상호작용을 최소화하는 분자의 능력에 영향을 주지 않을 수 있다. 그러나 최소 에너지 배치, 예를 들면 CoMFA 모델의 평면 밖을 향하는 메틸기를 갖는 배치에서, 두 번째 결합 부분에 대한 아미노알킬 부위의 잔존 부분(segment)의 배향은 입체화학에 의해 영향을 받는다. 실제로, R, S 배열은 두 번째 결합 부분과 거울상 관계를 형성한다. 이를 상기 카테콜, 첫 번째 키랄 중심 및 (R,R)-5와 (R,S)-5의 메틸 부분이 서로 겹쳐져 있는 도 5에 나타내었다.
β2-AR 선택성의 근원을 설명하는 상기 연구는 최초로 (R,R)-49를 사용하였으며, 아형의 선택성에 대한 키랄성의 영향에 대한 종래 연구는 (R,R)-47이 (R,S)-47보다 높은 β2-AR 선택성을 가진다고 밝혔다(Trofast et al., Chiralty 3: 443-450, 1991). 따라서, β2-AR에서 측정된 (R,R)-5와 (R,S)-5의 동등한 친화성 및 작용활성(functional activity)과 (R,S)-5의 3배 증가된 β2-AR 선택성은 예측하지 못한 결과였다. 상기 결과에 대한 한 가지 가능한 설명은 (R,S)-5의 나프틸 부위가 Y308과 H296에 의해 결정되는 자리와 상호작용하지 않고, β2-AR 상의 다른 부위를 향해 배향하고 결합한다는 것이다. 이러한 상호작용은 또한 증가된 결합 친화도와 작용제 활성(agonist activity)뿐만 아니라 아형 선택성을 전달하거나 아형선택성에 관여한다. β2-AR 선택성에 대한 이전의 연구는 오직 (R,R)-이성질체만을 사용했기 때문에 이러한 자리가 간과되었을 가능성이 있다.
본 연구결과에 대한 또 다른 설명은 Sokolov와 Zefirov에 의해 제안된 "진동하는 사면체"(rocking tetrahedron) 키랄 인식 메커니즘으로 제안되었다(Sokolov and Zefirov. Doklady Akademii Nauk SSSR 319: 1382-1383, 1991). 분자 키랄 인식에 대한 접근에서, 거울상이성질체 리간드들은 2개의 결합 상호작용에 의한 키랄 선택자(chiral selector)에 고정된다. 상기 상호작용은 비동등하고 방향성이 있어한 방향만이 가능하다. 상기 고정된(tethered) 거울상 이성질체는 여전히 배치이동성(conformational mobility)을 가지고 있고, 키랄 중심의 잔존 부위는 중첩되나 동일하지 않은 입체 부피(steric volume)를 일소할 것이다. 키랄 선택자가 상기 입체부피와 상호작용하는 장소와 그 정도는 상기 과정의 거울상 이성질 선택성(enantioselectivity)을 결정한다. 키랄 선택자의 키랄성이 상기 리간드 평면에 수직하게 상호작용을 배열시키면, 거울상 이성질 선택성은 관찰되지 않는다. 수직상태로부터의 이탈이 증가할수록 R 또는 S 배열에 대한 거울상 이성질 선택성도 증가한다.
(R,R)-5와 (R,S)-5에서, 첫 번째 결합 부분과 CoMFA 모델의 입체제한 자리간의 상호작용은 비동등하고 방향성을 가지는 상호작용으로, 상기 상호작용은 거울상임에도 불구하고, 잔존하는 성분 원소를 두 번째 결합 부분에 관계되는 동일한 방향을 가지는 두 번째 키랄 중심에 둔다. 상기에서 논의된 바와 같이, 화합물 5의 1-나프틸 부위와 Y308 및 H296와의 상호작용은 상기에서 관찰된 β2-AR 선택성의 근원으로 여겨진다. 1-나프틸 고리가 중첩되나 동일하지 않은 입체 부피(steric volume)를 일소한다면, 측정된 Kiβ2 값과 아형의 선택성은 하기 사항을 나타낸다:
1) 상기 Kiβ2-AR 값은 W109 및 N312와 같은 다른 나머지와의 추가적인 non-β2-AR 특정한 상호작용뿐만 아니라, π-수소 결합과 1-나프틸 부위와 Y308 및 H296간의 π-π 상호작용의 총합을 나타내며;
2) (R,S)-5에 의해 일소된 입체 부피는 Y308 및 H296과 (R,R)-5에 관계된 나프틸 부위의 π 구름과의 상호작용의 가능성을 증가시키며:
3) (R,R)-5에 의해 제거된 입체 부피는 (R,S)-5에 관계되는 non-β2-AR 특정자리와의 상호작용의 가능성을 증가시킨다.
두 번째 키랄 중심의 배열 효과와 배치에 기초한(conformational-based) 키랄 선택성은 또한 (R,R)-3, (R,S)-3 및 (R)-7의 친화도 및 아형 선택성에 의하여 설명된다(표 1 참조). 두 번째 키랄 탄소에서 키랄성의 R에서 S로의 뒤집힘은 (R,S)-3 /β2-AR 복합체에 대한 Kiβ2 값을 감소시키며, 상대적으로 (R,R)-3 /β2-AR 복합체는 3배 정도까지 Kiβ2값을 감소시키나, Kiβ1 값의 차이는 거의 없다. (R,S)-3의 4의 아형 선택성에 비하여, (R,R)-3에서 측정된 9의 값을 가지는 증가된 아형 선택성은 특히 Kiβ2 값의 차이를 반영한다. 이는 아미노알킬 사슬의 방향족 부위를 두 번째 결합 부분을 포함하는 양전성지역과 음전성 지역의 인접부분으로 가져오는 데에 필요한 배치에너지의 증가 또는 이러한 상호작용이 발생할 가능성의 감소를 반영하는 것이다.
두 번째 키랄 중심상에서의 메틸 부위의 제거 및 이에 의한 이 자리((R)-7)에서 키랄성은 이 자리((R)-7)에서 키랄성을 R에서 S로 뒤집은 것과 비슷한 효과를 가진다. 상기 (R)-7에 대한 Kiβ2 값은 (R,S)-3의 값보다 32% 높으며, β2-AR 선택성에는 아무런 차이가 없다(표 1 참조). 상기 결과는 화합물 3에 대해서, 두 번째 키랄 자리의 R 배열의 가장 중요한 효과는 아미노알킬 사슬을 이러한 자리와 상호작용하는 가능성을 증가시키는 두 번째 결합 부분으로 이끄는 것이고, 이러한 상호작용을 수행하는 데 필요한 배치에너지(conformational energy)를 감소시키는 것임을 제안한다.
화합물 3과 화합물 5 사이의 차이점은 방향족 치환기에 의해 떨어져 나간 입체 부분이다. 화합물의 5의 경우 1-나프틸 고리 시스템이 상대적으로 더 크고 폭이 넓은 부분을 만드는데 비하여, 화합물 3의 페닐 고리는 더 작고 직선형의 부분을 만든다. 이러한 차이점들은 추가적인 유도체를 합성하는데 지침으로 사용될 수 있다.
실시예(examples)에서 신규한 선택적 β2-AR 작용제의 개발을 위한 가능한 후보자로서 (R,R)-2와 (R,S)-5이 선택된다. 상기 화합물은 분자 소수성, 대사 작용의 특성 및 트렌스포터(transporter) 상호작용에서의 변화들 때문에 상업적으로 사용 가능한 rac-1보다 증가되고 확장된 시스템 노출(systemic exposure)을 가진다.
상기 제시된 실시예는 선택성 울혈성 심장 기능 상실을 포함한 바람직한 상태의 치료를 위한 사용을 위해 시험할 수 있는 β2-AR 선택성을 갖는 새로운 화합물의 설계를 위한 구조적 지침으로 사용될 수 있는 약물분자구조 모델을 제공한다.
<실시예 9>
(R,R) -페노테롤, (R,R) -메톡시페노테롤 및 (R,S) -나프틸페노테롤의 약물동태학 연구
본 실시예는 sprague dawley 수컷 래트에 정맥내 알약으로 투여된 (R,R)-페노테롤, (R,R)-메톡시페노테롤 및 (R,S)-나프틸페노테롤의 혈장 농도를 나타낸다.
목정맥에 관이 삽입된 래트에 5㎎/㎖을 1회 투여량으로 하여 정맥주사로 (R,R)-페노테롤, (R,R)-메톡시페노테롤 및 (R,S)-나프틸페노테롤을 투여하였다(표 3 참조). 약물이 투여된 날에 측정된 각각의 몸무게에 기반하여 선량계산(Dose calculations(㎎/㎏))을 하였다. 약물동태학 연구에 대한 연구 지속시간은 6시간이었다. 혈장 시료는 다음 9개의 시간점에서 6시간 동안 수집되었다:
바람직한 투여용량 투여 전;
투여 후 5.00-5.30분;
투여 후 15.00-16.30분;
투여 후 30.00-33.00분;
투여 후 60-65분;
투여 후 120-125분;
투여 후 240-245분;
투여 후 300-305분 및
투여 후 360-365분.
소변은 각 처리집단별로 3마리씩, 0-6시간 및 6-24시간에 대해서 수집되었다.
(R,R)-페노테롤, (R,R)-메톡시페노테롤 및 (R,S)-나프틸페노테롤의 혈장 농도 측정 조건
화합물 용량수준(㎎/㎏) 용량농도(㎎/㎖) 래트의 수 혈장 분석한 래트의 수
(R,R)-페노테롤 5 2.5 6 5
R,R)-메톡시페노테롤 5 2.5 6 5
(R,S)-나프틸페노테롤 2 2.5 6 2
래트에 정맥 내에 약물을 5 ㎎/㎏ 투여한 후, (R,R)-페노테롤, (R,R)-메톡시페노테롤 및 (R,S)-나프틸페노테롤의 약물동태학 매개변수를 2-콤파트먼트 개방 모델(two-compartment open model)에 의해서 분석하였다(표 4 참조). 1-콤파트먼트 모델에서 가정된 것처럼 2-콤파트먼트 모델에서의 약물동태학에 따른 약물은 몸 전체에 걸쳐 급격하게 평형을 이루지 않는다. 2-콤파트먼트 모델에서 약은 중앙 콤파트먼트과 티슈 또는 말초 콤파트먼트의 2개의 콤파트먼트로 분포된다. 중앙 콤파트먼트는 혈액, 세포 외 체액, 고도분포조직(highly perfuesd tissue)을 나타낸다. 중앙 콤파트먼트에서 약물분포는 신속하고 균등하게 이루어진다. 티슈 또는 말단 콤파트먼트로 알려진 두 번째 콤파트먼트는 약물이 더 천천히 평형화되는 조직을 가진다. 두 컴파트먼트 사이의 약물 전달은 1차반응과정에서 발생한다고 추정된다.
다음의 약어는 하기 표 4에서 이용된다:
alpha는 분포단계와 관련되는 거시속도상수를 나타내고 ;
beta는 제거단계와 관련되는 거시속도상수를 나타내고;
A, B는 알파단계와 베타단계에 관련되는 zero time 절편을 나타내고;
AUC는 혈중(약물)농도곡선하면적(area under the curve)을 나타내고;
T1/2(K10)은 속도상수 K10과 관련되는 반감기를 나타내고;
K10은 약물이 중앙 콤파트먼트로부터 체내를 떠나는 소실속도를 나타내고;
K12는 약물이 중앙 콤파트먼트로부터 티슈 콤파트먼트로 도입되는 속도를 나타내고;
K21은 약물이 티슈 콤파트먼트로부터 중앙 콤파트먼트로 도입되는 속도를 나타내고;
V1은 중앙 콤파트먼트의 분포용적을 나타내고;
V2는 티슈 콤파트먼트의 분포용적을 나타내고;
Vss는 하정상태에서 분포용적을 나타내고;
Cl은 청소율을 나타낸다.
래트에 약물 5 ㎎/㎏을 투여 후, (R,R)-페노테롤, (R,R)-메톡시페노테롤 및 (R,S)-나프틸페노테롤의 약물동태학 매개변수
매개변수 단위 (R,R)-페노테롤 (R,R)-메톡시페노테롤 (R,S)-나프틸페노테롤
(n=2) (n=5) (n=5)
몸무게 306±11 몸무게 296±8 몸무게 297±10
2-콤파트먼트 모델
A ㎍/㎖ 1.6300 4.6437 4.0365
Alpha l/min 0.0710 0.1982 0.1764
B ㎍/㎖ 0.0577 0.3900 0.4372
Beta l/min 0.0086 0.0054 0.0046
AUC min*㎍/㎖ 29.6861 96.1011 116.88
T1/2(K10) min 12.19 13.23 18.11
K10 l/min 0.0568 0.0524 0.0383
K12 l/min 0.0119 0.1309 0.1213
K21 l/min 0.0107 0.0203 0.0214
V1 ㎖ 906.5 294.01 330.83
V2 ㎖ 1005.20 1895.00 1872.92
Vss ㎖ 1911.70 2189.02 2203.75
Cl ㎖/min 51.54 15.40 12.66
하기 표 5 내지 7 및 도 8은 래트에 정맥주사로 약물을 5 ㎎/㎏ 투여 후 (R,R)-페노테롤, (R,R)-메톡시페노테롤 및 (R,S)-나프틸페노테롤의 혈장농도를 나타낸다. (R,R)-메톡시페노테롤의 혈장 평균 농도는 2.12 ㎍/㎖, (R,S)-나프틸페노테롤의 혈장 평균 농도는 2.11㎍/㎖인 것에 비하여, (R,R)-페노테롤의 혈장 평균농도는 정맥주사로 래트에 5 ㎎/㎏ 투여한 지 5분 후에 1.34 ㎍/㎖로 급격하게 낮아졌다.
정맥내 투여(5 ㎎/㎏) 후 각각의 (R,R)-페노테롤의 혈장 농도
시간(분)
 농도(㎍/㎖) 평균
래트 1 래트 2
5 1.34 1.34
15 0.36 0.36
30 0.17 0.50 0.34
60 0.05 0.05 0.05
120 0.03 0.01 0.02
240 0.0003 0.02 0.01
300 0.005 0.005
360 0.08 0.03 0.06
정맥내 투여(5 ㎎/㎏) 후 각각의 (R,R)-메톡시페노테롤의 혈장 농도
시간(분)
 농도(㎍/㎖) 평균
래트 13 래트 14 래트 15 래트 16 래트 18
5 1.94 2.14 2.51 1.89 2.12
15 0.48 0.54 0.62 0.67 0.56 0.58
30 0.31 0.40 0.46 0.48 0.38 0.41
60 0.23 0.25 0.24 0.33 0.25 0.26
120 0.14 0.16 0.18 0.21 0.14 0.17
240 0.09 0.12 0.17 0.14 0.08 0.12
300 0.06 0.07 0.07 0.09 0.07 0.07
360 0.05 0.06 0.05 0.08 0.04 0.06
정맥 투여(5 mg/kg) 후 (R,S)-나프틸페노테롤 각각의 플라즈마 농도
시간
(분)		 농도 (㎍/ml) 평균
래트#25 래트#26 래트#27 래트#28 래트#29
5 2.52 2.16 1.64 2.10 2.11
15 0.85 0.78 0.50 0.60 0.68
30 0.49 0.54 0.34 0.33 0.43
60 0.36 0.42 0.37 0.29 0.24 0.34
120 0.25 0.29 0.26 0.22 0.18 0.24
240 0.11 0.11 0.13 0.13 0.11 0.12
300 0.10 0.11 0.12 0.11 0.10 0.11
360 0.08 0.08 0.11 0.10 0.09 0.09
데이터에 따르면, 두가지 유도체들, 즉, (R,R)-메톡시페노테롤 및 (R,S)-나프틸페노테롤은 (R,R)-페노테롤과 비교하여 매우 높은 전신약물노출도(AUG) 및 더욱 긴 제거시간을 갖고, 이에 다라 더 장시간 작용하는 약을 제조할 수 있음을 보여준다. 더 긴 제거시간은 글루쿠로니화의 억제의 결과일 수 있음이 제안된다.
<실시예 10>
( R,R )-페노테롤 또는 페노테롤 유사체를 사용한 심장 질환의 치료
공지된 사실들에 근거하여, 울혈성 심부전증과 같은 심장 질환은 상기한 (R,R)-페노테롤 또는 하나 이상의 페노테롤 유사체의 치료학적으로 유용한 양의 투여에 의하여 치료된다. 일 구체예에서, 울혈성 심부전증으로 진단된 대상이 선택된다. 대상의 선택 이후에, (R,R)-페노테롤 또는 페노테롤 유사체의 치료학적으로 유용한 양이 대상에 투여된다. 예를 들어, OCH3 기 또는 나프틸 유도체를 포함하는 (R,R)-페노테롤 유사체의 치료학적으로 유용한 양이 대상에게 투여된다. 다른 구체예에서, 나프틸 유도체를 포함하는 (R,S)-페노테롤 유사체의 치료학적으로 유용한 양이 대상에게 투여된다. 페노테롤 유사체는 섹션(III.B) 및 실시예 5에 기술된 바와 같이 제조되고 정제된다. 울혈성 심부전증의 감소, 억제, 및/또는 치료를 위하여 투여되는 (R,R)-페노테롤 또는 페노테롤 유사체 또는 이들의 약학적 조성물의 양은 치료를 위한 대상, 질환의 정도, 및 치료학적 조성물의 투여방법(섹션 V 참조)에 따라 다르다. 약물의 치료학적으로 유용한 이상적인 양은 대상에 대하여 심각한 세포독성 효과를 유발하지 않고 심장 질환(예를 들어, 울혈성 심부전증)을 예방, 감소, 및/또는 억제, 및/또는 치료하기에 충분한 양이다.
일 구체예에서, (R,R)-페노테롤, 개시된 페노테롤 유사체(예를 들어, OCH3 기 또는 나프틸 유도체를 포함하는 (R,R)-페노테롤 유사체 또는 나프틸 유도체를 포함하는 (R,S)-페노테롤 유사체) 또는 약학적 조성물이 약 0.001에서 10 mg/kg(체중)의 투여량 범위에서 단일 투여 또는 분할 투여로 경구 투여된다. 특정 구체예에서, 투여 범위는 약 0.005에서 약 5 mg/kg(체중)이고 단일 투여 또는 분할 투여로 경구 투여된다(평균 체중이 약 70 kg으로 가정함; 투여량은 평균 체중과 비교하여 조절됨).
특정 구체예에서, 개시된 페노테롤 화합물 또는 약학적 조성물이 치료 대상에 대하여, 투여량의 증상에 따른 조절을 위하여 약 1.0 내지 약 50 mg의 활성 성분, 바람직하게는 약 2.0 mg 내지 약 10 mg, 더욱 바람직하게는 약 2.5 mg, 약 5 mg, 또는 약 10 mg의 활성 성분을 포함하는 정제의 형태로 경구 투여함에 의하여 제공된다. 일 구제예로서의 경구 투여에 있어서, 약 1 mg 내지 약 50 mg의 활성 성분을 포함하는 정제가 하루에 2 내지 4 회 투여된다. 예를 들어, 약 1 mg 내지 약 10 mg의 활성 성분을 포함하는 정제는 하루에 2 회 투여된다.
<실시예 11>
페노테롤 유사체를 사용한 폐질환의 치료
상기한 바에 따라, 천식 또는 만성 폐색성 폐질환과 같은 폐질환은 상기한 페노테롤 유사체(섹션 III-V 참조)의 치료학적으로 유용한 양의 투여에 의하여 치료된다. 일 구체예에서, 천식 또는 만성 폐색성 폐질환 또는 이와 관련된 증상들 중 하나로 진단된 대상이 선택된다. 대상의 선택 이후, 바람직한 페노테롤 유사체의 치료학적으로 유용한 양이 상기 대상에 투여된다. 예를 들어, OCH3 기 또는 나프틸 유도체를 포함하는 (R,R)-페토테롤 유사체가 대상에 투여된다. 다른 구체예에서, 나프틸 유도체를 포함하는 (R,S)-페노테롤 유사체의 치료학적으로 유용한 양이 대상에 투여된다. 페노테롤 유사체는 섹션 III.B 및 실시예 5에서 기술된 바와 같이 제조되고, 정제된다. 폐질환을 예방, 감소, 억제, 및/또는 치료하기 위하여 투여되는 페노테롤 유사체의 양은 치료 대상, 질환의 정도, 및 치료학적 조성물의 투여 방법에 따라 다르다. 약물의 치료학적으로 유용한 이상적인 양은 대상에 대하여 실질적인 세포독성 효과를 유발하지 않으면서 대상의 폐질환을 예방, 감소, 및/또는 억제, 및/또는 치료하기에 충분한 양일 것이다.
일 구체예에서, (R,R)-페노테롤, 개시된 페노테롤 유사체(예를 들어, OCH3 기 또는 나프틸 유도체를 포함하는 (R,R)-페노테롤 유사체 또는 나프틸 유도체를 포함하는 (R,S)-페노테롤 유사체) 또는 약학적 조성물이 단일 투여 또는 분할 투여에 의하여 약 0.001 내지 약 10 mg/kg(체중)의 투여량 범위에서 경구 투여로 제공된다. 특정 구체예에서, 투여량 범위는 단일 경구 투여 또는 분할 경구 투여로 약 0.005 내지 약 5 mg/kg(체중)이다(평균 체중은 약 70 kg으로 가정함; 투여량은 평균 체중과 비교하여 조절됨).
특정 구체예에서, 개시된 페노테롤 화합물 또는 약학적 조성물이 치료 대상에 대하여, 투여량의 증상에 따른 조절을 위하여 약 1.0 내지 약 50 mg의 활성 성분, 바람직하게는 약 2.0 mg 내지 약 10 mg, 더욱 바람직하게는 약 2.5 mg, 약 5 mg, 또는 약 10 mg의 활성 성분을 포함하는 정제의 형태로 경구 투여함에 의하여 제공된다. 일 구제예로서의 경구 투여에 있어서, 약 1 mg 내지 약 50 mg의 활성 성분을 포함하는 정제가 하루에 2 내지 4 회 투여된다. 예를 들어, 약 1 mg 내지 약 10 mg의 활성 성분을 포함하는 정제는 하루에 2 회 투여된다.
개시된 발명의 원리가 적용될 수 있는 다양한 가능한 구체예에서, 설명된 구체예들은 단지 본 발명의 바람직한 구체예들일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아님을 인식하여야 한다. 오히려, 본 발명의 범위는 이하의 청구항들에 의하여 정의된다. 따라서, 이하의 청구항들이 범위 및 원리에 포함되는 모든 발명을 우리의 발명으로 청구한다.

Claims (56)

  1. 하기의 화학식으로 나타나고, (R,R) 또는 (R,S) 광학 활성을 갖는 화합물:
    Figure 112013088759971-pct00060
    (상기 화학식 중에서,
    R1-R3는 독립적으로 수소, 아실, 알콕시 카르보닐 또는 이들의 조합이고;
    R4는 H, 메틸, 에틸, n-프로필, 또는 이소프로필이고;
    R5는 하기의 화합물군 중 어느 하나이다:
    Figure 112013088759971-pct00071
    ).
  2. 제 1항에 있어서,
    R4는 메틸인 것을 특징으로 하는 화합물.
  3. 제 1항에 있어서,
    R5는
    Figure 112013088759971-pct00067
    인 것을 특징으로 하는 화합물.
  4. 제 1항에 있어서,
    R5는
    Figure 112013088759971-pct00070
    인 것을 특징으로 하는 화합물.
  5. 제 1항에 있어서,
    R1-R3은 수소인 것을 특징으로 하는 화합물.
  6. 제 1항의 화합물을 포함하는 울혈성 심부전증 치료용 약학적 조성물.
  7. 제 1항의 화합물을 포함하는 천식 또는 만성 폐색성 폐질환 치료용 약학적 조성물.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
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