KR101621740B1

KR101621740B1 - 위장 질환 치료용 바이사이클릭 락톤 화합물

Info

Publication number: KR101621740B1
Application number: KR1020150047278A
Authority: KR
Inventors: 김기운; 유혜동; 김용환; 주미정
Original assignee: 초당약품공업 주식회사
Priority date: 2015-04-03
Filing date: 2015-04-03
Publication date: 2016-05-17

Abstract

본 발명은 위장 질환 치료용 바이사이클릭 락톤 화합물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 위장 질환 치료제로 사용할 수 있는 합성 바이사이클릭 락톤 화합물, 그의 유도체, 그의 약제학적으로 허용 가능한 염 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

위장 질환 치료용 바이사이클릭 락톤 화합물 {Bicyclic lactone compound for treating gastro-intestinal disease}

위염과 위궤양은 점막층, 점막하층, 근육층, 장막으로 구성된 위벽이 위산에 의해 손상되어 생기는 질환을 말하는데, 위염은 점막이 손상된 상태이고, 위궤양은 점막하층 또는 근육층까지 손상된 경우를 말한다. 위염 및 위궤양의 발생원인은 공격인자와 방어인자의 불균형 즉 공격인자의 증가나 방어인자의 약화에 의해 발생하는 것으로 알려져 있다.

공격인자의 증가 요인으로는 산, 펩신 분비의 증가 등을 들 수가 있고 방어인자의 약화 요인으로는 위 점막의 구조나 형태의 결손, 점액분비의 감소, 중탄산 이온 분비의 감소, 프로스타글란딘 생산의 저하 등을 들 수 있으며, 헬리코박터 피롤리의 감염에 의해서도 위궤양이 발생되는 것으로 알려져 있다.

이 중 위궤양 발생의 주요원인 중 하나가 위산의 과다분비인데, 위산은 위벽세포에서 분비되는 염산으로서, 펩신을 활성화시켜 단백질을 분해시킬 뿐만 아니라 손상된 위벽에도 치명적 작용을 한다. 현재 사용되는 위염 및 위궤양의 치료제는 병태생리에 따라 위산, 펩신, 흡연, 산소유리기, 알코올 등의 공격인자를 억제하는 약제와 방어인자를 증강시키는 약제로 대별된다.

공격인자 억제제는 제산제나 H2수용체 길항제(Cimetidine, Ranitidine, Famotidine 등), Proton 펌프 억제제(PPI : Omeprazole, Lansoprazole 등) 등의 위산분비억제제가 대표적이다. 이 중 특히 PPI가 등장하면서 십이지장의 경우 거의 100%, 위궤양에서는 90% 이상의 초기치유가 가능하게 되었다. 그러나 이 같은 초기 치유율 향상에도 불구하고 재발율은 여전히 높아 소화성 궤양의 치료는 여전히 풀어야 할 숙제로 남아있다.

한편 방어인자 증강제는 궤양 병소 피복, 점액합성 및 분비촉진, 위점막 혈류증가, 내인성 프로스타글라딘 증가, 조직재생 증가 등을 유발함으로써 위 점막을 보호하는 약제이며, 방어인자 증강제의 종류에 따라 몇가지 작용기전이 있으며 이들은 궤양재발 예방에 특히 유용하다고 알려져 있다. 헬리코박터 피롤리 제균요법도 항위궤양 약물치료의 하나로 중요시되고 있다.

그러나 위염 및 위궤양은 여러 가지 복합적 원인에 의해 발생되며 아직까지도 발생원인이 명확하게 규명되지 않은 상태에 있고 따라서 그 치료방법도 절대적인 방법이 아직 없는 실정이다.

한편, 백합나무(Liriodendron tulipifera L., Yellow-popular)는 미나리아재미목의 목련과(Magnoliaceae)에 속하는 낙엽 활엽교목으로서, 주로 펄프용제 또는 목재 용재로 이용되어왔다. 백합나무의 목재, 수피 및 잎의 추출물에는 알카로이드, 세스퀴테르펜류 및 리그난계 화합물이 함유되어있다.

1975년 연구에 의하면 백합나무 알칼로이드 분획은 항균작용이 있다고 보고되고 있다. 그 외 알칼로이드성분으로 엔-메틸라우로테타닌, 리리오페린 및 리리오튜리피페린은 곰팡이 균에 항진균작용이 있다고 알려져 있으며 또한 세포독성이 있는 것으로 알려져 있는 데히드로그라우신과 리리오데닌은 항균작용이 보고되고 있다.

백합나무 추출물에는 항종양작용이 있는 세스퀴테르펜락톤류 역시 함유되어있으며, 코스튜노라이드, 튜리피노라이드, 에피튜리피노라이드, 에피튜립디에노라이드, 및 감마-리리오데노라이드 등이 있다고 보고되고 있다.

본 출원인은 대한민국 특허등록 제10-1346066호 '백합나무 수피 추출물을 유효 성분으로 함유하는 약학적 조성물'에는 백합나무 수피에서 추출된 에피튜리피노라이드(Epitulipinolide) 및 코스튜노라이드(Costunolide)를 유효성분으로 함유한 약학적 조성물을 개시한 바 있다. 또한 백합나무 수피 추출물의 활성 성분인 에피튜리피노라이드 및 코스튜노라이드를 유효성분으로 함유하는 위장관 치료용 의약 조성물 및 이의 위장질환 치료제로서의 용도를 개시한 바 있다.

한편 본 출원인은 대한민국 특허등록 제10-1378430호 '세스퀴터핀 락톤계 위장 질환 치료용 의약 조성물'에서 파테놀라이드(Parthenolide)에서 유래된 하기 CD-101로 명명된 화학구조식을 지닌 세스퀴터핀 락톤계 화합물을 활성 성분으로 포함하는 위염 또는 위궤양 예방 또는 치료용 의약 조성물을 개시한 바 있다.

또한 본 출원인은 대한민국 특허등록 제10-1378431호 '세스퀴터핀 락톤계 위장 질환 치료용 의약 조성물'에서 파테놀라이드(Parthenolide)에서 유래된 하기 CD-102로 명명된 화학구조식을 지닌 세스퀴터핀 락톤계 화합물을 활성 성분으로 포함하는 위염 또는 위궤양 예방 또는 치료용 의약 조성물을 개시한 바 있다.

또한 본 출원인은 대한민국 특허등록 제10-1378433호 '세스퀴터핀 락톤계 위장 질환 치료용 의약 조성물'에서 파테놀라이드(Parthenolide)에서 유래된 하기 CD-103으로 명명된 화학구조식을 지닌 세스퀴터핀 락톤계 화합물을 활성 성분으로 포함하는 위염 또는 위궤양 예방 또는 치료용 의약 조성물을 개시한 바 있다

그러나 상기 특허 문헌에서 개시된 CD-101, CD-102, CD-103으로 명명된 화학 구조식을 지닌 세스퀴터핀 락톤계 위염 또는 위궤양 예방 또는 치료용 의약 조성물의 경우 위염 또는 위궤양으로 인한 위병변 억제 약효는 충분하나 그 투여 농도가 증가함에 따라 시험관 내에서 세포 염색체 이상을 유발할 수 있는 가능성이 증가하기 때문에 더욱 안전한 락톤계 위염 또는 위궤양 예방 또는 치료용 의약 조성물의 개발이 요구되었던 것이다.

이에 본 발명자들은 신규 바이사이클릭 락톤 유도체를 합성해보고 이들 화합물의 위염 또는 위궤양으로 인한 위병변 억제 약효를 시험해 보고 또한 농도 의존적으로 시험관 내에서 세포 염색체 이상을 유발하는지 여부를 측정함으로써 종래 세스퀴터핀 락톤계 위염 또는 위궤양 예방 또는 치료용 의약 조성물보다 더욱 효과적으로 안전하게 위염 또는 위궤양 예방 또는 치료할 수 있는 신규 바이사이클릭 락톤 유도체를 개발함으로써 본 발명을 완성하게 된 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 신규 바이사이클릭 락톤 유도체를 합성해보고 이들 화합물의 위염 또는 위궤양으로 인한 위병변 억제 약효를 시험해 보고 또한 농도 의존적으로 시험관 내에서 세포 염색체 이상을 유발하는지 여부를 측정코자 한 것이다. 또한 종래 세스퀴터핀 락톤계 위염 또는 위궤양 예방 또는 치료용 의약 조성물보다 더욱 효과적으로 안전하게 위염 또는 위궤양 예방 또는 치료할 수 있는 신규 바이사이클릭 락톤 유도체를 개발코자 한 것이다.

본 발명의 목적은 위염 또는 위궤양에 치료 또는 예방 활성을 지닌 하기 식 1로 표시되는 3-메틸렌-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트 화합물 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염을 제공하는 것이다.

식 1

또한 본 발명의 또 다른 목적은 5-하이드록시-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온(Ⅱ)을 출발물질로 하여 디메틸아미노피리딘(DMAP) 및 디클로로메테인(DCM) 용매 존재하에서 무수초산(Ⅲ)을 첨가 반응시켜 3-메틸렌-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트(Ⅰ)를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 5-하이드록시-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온 화합물은 사이클로헵트-2-인온(A)을 출발물질로 하여 브롬화 반응시켜 4-브로모사이클로헵트-2-인온(B)을 수득하고, 포타슘 2-(디에톡시포스포릴)아세테이트와 반응시켜 4-옥소사이클로헵트-2-인-1-일-2-(디에톡시포스포릴)아세테이트(C)를 수득하고, 폐환 반응시켜 디에틸-(2,5-디옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트(D)를 수득한 후, 디에틸-(5-하이드록시-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트(E)로 환원시키고 이탈기를 분리하여 5-하이드록시-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온(F)을 수득함을 특징으로 한다.

한편 상기 식 1의 3-메틸렌-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트 화합물은 차이니즈 햄스터 폐세포를 이용한 대사 활성계 직접 염색체 이상 시험에서 차이니즈 햄스터 폐세포의 염색체 변화를 야기시키지 않는 염색체 이상 세포 독성이 없음을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 상기 3-메틸렌-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트 화합물을 전체 중량 대비 0.1~90 중량%와 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 위염 또는 위궤양 예방 또는 치료용 의약 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 효과는 신규 바이사이클릭 락톤 유도체를 합성해보고 이들 화합물의 위염 또는 위궤양으로 인한 위병변 억제 약효를 시험해 보고 또한 농도 의존적으로 시험관 내에서 세포 염색체 이상을 유발하는지 여부를 측정한 것이다. 또한 종래 세스퀴터핀 락톤계 위염 또는 위궤양 예방 또는 치료용 의약 조성물보다 더욱 효과적으로 안전하게 위염 또는 위궤양 예방 또는 치료할 수 있는 신규 바이사이클릭 락톤 유도체를 제공하는 것이다.

도 1은 염산-에탄올 유발 위염 모델에 있어서 본 발명의 화합물 11을 투여한 경우와 레바미피드 50mg/kg을 투여한 경우 및 대조군의 위장 상태를 나타낸 사진이다. 도 1a는 화합물 11을 1mg/kg 용량으로 투여한 경우 위병변의 위장 상태 사진이다. 도 1b는 화합물 11을 3mg/kg 용량으로 투여한 경우 위병변의 위장 상태 사진이다. 도 1c는 레바미피드를 50mg/kg 용량으로 투여한 경우 위병변의 위장 상태 사진이다. 도 1d는 화합물을 투여하지 않은 대조군의 위병변의 위장 상태 사진이다.

본 발명은 하기 식 1로 표시되는 위염 또는 위궤양 예방 또는 치료 활성 및 안전성을 지닌 바이사이클릭 락톤 화합물 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염을 제공하는 것이다.

3-메틸렌-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트

식 1

또한 본 발명은 5-하이드록시-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온(Ⅱ)을 출발물질로 하여 디메틸아미노피리딘(DMAP) 및 디클로로메테인(DCM) 용매 존재하에서 무수초산(Ⅲ)을 첨가 반응시켜 3-메틸렌-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트(Ⅰ)를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명은 상기 3-메틸렌-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트 화합물을 전체 중량 대비 0.1~90 중량%와 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 위염 또는 위궤양 예방 또는 치료용 의약 조성물을 제공하는 것이다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 약제학적으로 수용 가능한 염은 약제학적으로 허용되는 음이온을 함유하는 무독성 산부가염을 형성하는 산, 예를 들어, 황산, 염산, 질산, 인산, 브롬화수소산, 요오드화수소산 등과 같은 무기산과, 타르타르산, 포름산, 시트르산, 아세트산, 트리플루오로아세트산, 글루콘산, 벤조산, 락트산, 푸마르산, 젖산, 말론산, 말산, 살리실산, 숙신산, 옥살산, 프로피온산, 아스파르탄산, 글루탐산, 구연산 등과 같은 유기산과, 메탄설폰산, 에탄설폰산, 벤젠설폰산, p-톨루엔설폰산, 나프탈렌설폰산 등과 같은 설폰산 등에 의해 형성된 산 부가염일 수 있다.

유리 카르복시 치환체를 포함하는 본 발명에 따르는 바이사이클릭 락톤 화합물은 상기의 산 부가염 및 나트륨, 칼슘 및 암모늄의 염일 수 있으며, 약학적으로 수용 가능한 염기 부가염, 예를 들어, 리튬, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등에 의해 형성된 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염과, 라이신, 아르기닌, 구아니딘 등의 아미노산 염과, 디사이클로헥실아민, N-메틸-D-글루카민, 트리스(하이드록시메틸) 메틸아민, 디에탄올아민, 콜린, 트리에틸 아민 등과 같은 알칼리 유기염일 수 있다.

본 발명에 따른 화합물 1~26의 바이사이클릭 락톤 화합물은 통상적인 방법에 의해 그의 염으로 전환될 수 있으며 염의 제조는 별도의 설명이 없이도 상기 화합물 1의 구조를 바탕으로 당업자에 의해 용이하게 수행될 수 있다.

이하에서 별도의 설명이 없는 한 바이사이클릭 락톤 화합물에는 약제학적으로 수용 가능한 그의 염이 포함되며 이들은 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 설명의 편의를 위하여 본 명세서에서는 이들을 화합물로 간단히 표현한다.

본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 화합물 1~26의 제조방법을 설명한다.

하기 사이클로-2-인온 유도체를 사용하여 이 전구체로부터 출발하여 알릴 위치에 브롬화 반응을 통해 브롬기를 도입하고, 에틸-2-(디에톡시포스포릴)아세테이트와 친핵성 치환 반응을 한 후, 1,4-첨가 반응을 통해 디에틸-(2,5-디옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트의 중간체를 만든다.

그 후 케톤기만 선택적으로 환원시킨 후 파라폼-알데히드와의 호너-에몬스(Horner-Emmons) 반응을 통해 이중결합을 도입한다. 알코올기에 염기 조건에서의 반응을 통해 알코올기에 보호기를 도입한다.

본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 화합물의 구조를 바탕으로 다양한 방법에 의해 화합물을 제조할 수 있으며, 이러한 방법은 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

즉, 본 명세서에 기재되거나 선행기술에 개시된 여러 합성 방법을 임의로 조합하여 화합물 1~26의 화합물을 제조할 수 있으며, 이는 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되고, 화합물 1~26의 제조방법이 하기 설명된 것으로 제한되는 것은 아니다.

이하 본 발명의 제조실시예를 통해 일반식 1로 표시되는 '3-메틸렌-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트'의 제조방법을 설명한다. 또한 본 발명에서 사용된 화합물 1~26의 제조방법을 제조준비예를 통해 상세히 설명한다.

(제조실시예 1) 3-메틸렌-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트(Ⅰ)의 제조

5-하이드록시-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온(Ⅱ)을 출발물질로 하여 디메틸아미노피리딘(DMAP) 및 디클로로메테인(DCM) 용매 존재하에서 무수초산(Ⅲ)을 첨가 반응시켜 3-메틸렌-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트(Ⅰ)를 제조한다.

5-하이드록시-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온(Ⅱ)(0.114 g, 0.626 mmol)을 출발물질로 하여 디클로로메테인과 디메틸아미노피리딘(0.023 g, 0.188 mmol) 용매 존재하에서 무수초산(Ⅲ)(0.077 g, 0.751 mmol)과 트리에틸아민(0.11 ml, 0.813 mmol)을 첨가시켜 상온에서 10시간 동안 교반시킨 후 컬럼크로마토그래피를 통해 3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-4-아세테이트를 수득한다(수율: 82%).

수득된 화합물의 NMR 피크는 다음과 같다. ¹H NMR δ (400 MHz, CDCl3): 1.49 ~ 2.02 (8H, m), 1.99 (3 H, s), 3.30 (1H, m), 4.64 (1H, td, J = 8, 3 Hz), 5.03 (1H, t, J = 3 Hz), 5.53 (1H, d, J = 3 Hz), 6.20 (1H, d, J = 3 Hz).

(제조실시예 2) 5-하이드록시-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온(F)의 제조

상기 5-하이드록시-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온 화합물은 사이클로헵트-2-인온(A)을 출발물질로 하여 브롬화 반응시켜 4-브로모사이클로헵트-2-인온(B)을 수득하고, 포타슘 2-(디에톡시포스포릴)아세테이트와 반응시켜 4-옥소사이클로헵트-2-인-1-일-2-(디에톡시포스포릴)아세테이트(C)를 수득하고, 폐환 반응시켜 디에틸-(2,5-디옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트(D)를 수득한 후, 디에틸-(5-하이드록시-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트(E)로 환원시키고 이탈기를 분리하여 5-하이드록시-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온(F)을 수득한다.

(제조실시예 3) 4-브로모사이클로헵트-2-인온(B)의 제조

상기 반응식에 따라 사이클로헵트-2-인온(A)(1.47 g, 13.34 mmol)에 벤조일퍼옥사이드(45 mg, 0.13 mmol)와 N-브로모숙신이미드(3.32 g, 18.68 mmol)를 넣은 후, 아세토나이트릴(13 ml)를 넣은 후 70℃에서 3시간 동안 교반시킨다. 그 후 컬럼크로마토그래피 통해 4-브로모사이클로헵트-2-인온(B)을 수득한다(수율: 78%).

¹H NMR δ(400 MHz, CDCl3): 1.70 ~ 1.85 (3H, m), 2.30 ~ 2.35 (1H, m), 2.53 ~ 2.41 (2H, m), 4.93 (1H, q, J = 1.4 Hz), 5.82 (1H, d, J = 11 Hz), 6.44 (1H, q, J = 5.2 Hz).

(제조실시예 4) 4-옥소사이클로헵트-2-인-1-일-2-(디에톡시포스포릴)아세테이트(C)의 제조

상기 반응식에 따라 4-브로모사이클로헵트-2-인온(B)(1.26 g, 6.17 mmol), 포타슘 2-(디에톡시포스포릴)아세테이트(2.36 g, 9.3 mmol)와 18-크라운-6를 넣고 60℃에서 3시간 동안 교반시킨다. 이후 컬럼크로마토그래피를 통해 4-옥소사이클로헵트-2-인-1-일-2-(디에톡시포스포릴)아세테이트(C)를 수득한다(수율: 94%).

¹H NMR δ (400 MHz, CDCl3): 1.30 ~ 1.34 (6H, t, J = 12 Hz), 1.80 ~ 2.00 (3H, m), 2.16 ~ 2.27 (1H, m), 2.58 ~ 2.69 (2H, m), 4.13 ~ 4.18 (4H, q, J = 8 Hz), 5.59 ~ 5.63 (1H, m), 6.02 (1H, dd, J = 16, 4 Hz), 6.42 (1H, dd, J = 16, 4 Hz).

(제조실시예 5) 디에틸-(2,5-디옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트(D)의 제조

상기 반응식에 따라 4-옥소사이클로헵트-2-인-1-일-2-(디데톡시포스포릴)아세테이트(C)(0.84 g, 2.76 mmol)에 포타슘 t-부톡사이트(0.285 g, 2.54 mmol)를 넣고 테트라하이트로퓨란을 용매로 사용하여 0℃에서 교반시킨다. 이 후, 컬럼크로마토그래피를 통해 디에틸-(2,5-디옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트(D)를 수득한다(수율: 74%).

¹H NMR δ (400 MHz, CDCl3): 1.31 ~ 1.35 (6H, m), 1.80 ~ 2.20 (4H, m), 2.47 ~ 2.52 (3H, m), 2.77 ~ 2.79 (2H, m), 3.01 ~ 3.11 (1H, m), 4.15 ~ 4.23 (4H, m), 4.89 ~ 4.94 (1H, m)

(제조실시예 6) 디에틸-(5-하이드록시-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트(E)의 제조

상기 반응식에 따라 디에틸-(2,5-디옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트(D)(320 mg, 1.05 mmol)에 메탄올을 넣은 후 -50℃에서 수소화 붕소 나트륨(199 g, 5.25 mmol)을 넣고 10분 동안 교반시킨다. 이 후 추출하여 얻은 오일을 다음 반응에 바로 사용하였다.

(제조실시예 7) 라세믹(3aR,5S,8aR)-5-하이드록시-3-메틸렌옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온(F)의 제조

상기 반응식에 따라 7-디에틸-(5-하이드록시-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트(E)(847 mg, 2.765 mmol)와 포타슘 t-부톡사이트(279 mg, 2.49 mmol)에 THF를 넣고 -78℃에서 30분간 교반시킨다. 그 후 파라폼알데히드(830 mg, 27.65 mmol)를 넣고, 15분간 더 교반시킨 후 온도를 0℃까지 올리고, 2시간 30분 동안 교반시킨다. 이 후 컬럼크로마토그래피를 통해 환원과정에서 생성되었던 디아스테레오머를 분리하여 α : β = 4 : 1의 비율로 라세믹(3aR,5S,8aR)-5-하이드록시-3-메틸렌옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온(F)을 수득한다(82%).

¹H NMR δ (400 MHz, CDCl3): 1.50 ~ 1.65 (3H, m), 1.65 ~ 1.77 (2H, m), 1.80 ~ 1.90 (1H, m), 2.04 ~ 2.08 (2H, m), 3.53 ~ 3.54 (1H, m), 4.12 ~ 4.15 (1H, m), 4.68 ~ 4.73 (1H, m), 5.56 (1H, d, J = 4 Hz), 6.25 (1H, d, J = 4 Hz)

(제조준비예 1) 디에틸-(5-모르폴리노-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트의 제조

[반응식 1]

상기 반응식 1에 나타난 구조를 지닌 디에틸-(5-모르폴리노-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트를 제조한다.

(제조준비예 2) 디에틸-(2-옥소-5-(피페리딘-1-일)옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트의 제조

[반응식 2]

상기 반응식 2에 나타난 구조를 지닌 디에틸-(2-옥소-5-(피페리딘-1-일)옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트를 제조한다.

(제조준비예 3) 디에틸-(5-(4-메틸피페라진-1-일)-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트의 제조

[반응식 3]

상기 반응식 3에 따라 디에틸-(2,5-디옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트(230 mg, 0.756 mmol)와 메틸피페라진(0.25 ml, 2.27 mmol), 수소화시안화 붕소나트륨(143 mg, 2.27 mmol), 아세트산(0.022 ml, 0.378 mmol)을 DCM에 넣고 0℃에서 10시간 교반시킨다. 이 후 컬럼크로마토그래피를 통해 디에틸-(5-(4-메틸피페라진-1-일)-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트를 수득한다(91%).

¹H NMR δ (400 MHz, CDCl3): 1.29 ~ 1.34 (6H, m), 1.40 ~ 1.45 (1H, m), 1.50 ~ 1.68 (2H, m), 1.75 ~ 1.85 (3H, m), 1.90 ~ 2.00 (2H, m), 2.01 ~ 2.10 (1H, m), 2.49 ~ 2.55 (1H, m), 2.66 (3H, s), 2.75 ~ 2.90 (5H, bs), 3.00 ~ 3.22 (4H, bs), 4.12 ~ 4.20 (4H, m), 4.70 ~ 4.82 (1H, m).

(제조준비예 4) tert-부틸-(3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-8-일)카바메이트의 제조

[반응식 4]

상기 반응식 4에 나타난 구조를 지닌 tert-부틸-(3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-8-일)카바메이트를 제조한다.

(제조준비예 5) N-(3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-8-일)아세트아마이드의 제조

[반응식 5]

상기 반응식 5에 나타난 구조를 지닌 N-(3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-8-일)아세트아마이드를 제조한다.

(제조준비예 6) N-(3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-8-일)벤즈아마이드의 제조

[반응식 6]

상기 반응식 6에 나타난 구조를 지닌 N-(3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-8-일)벤즈아마이드를 제조한다.

(제조준비예 7) 3-메틸렌헥사하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2,5(3H)-다이온의 제조

[반응식 7]

상기 반응식 7에 나타난 구조를 지닌 3-메틸렌헥사하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2,5(3H)-다이온을 제조한다.

(제조준비예 8) 라세믹(3aR,5S,8aR)-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-4-메틸벤젠술포네이트의 제조

[반응식 8]

상기 반응식 8에 따라 라세믹(3aR,5S,8aR)-5-하이드록시-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온(0.207 g, 1.136 mmol)에 디메틸아미노피리딘(0.42 g, 0.304 mmol)을 넣고 피리딘을 용매로 사용하여 상온에서 교반시킨다. 이 후 컬럼크로마토그래피를 통해 라세믹(3aR,5S,8aR)-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-4-메틸벤젠술포네이트를 수득한다(수율: 86%).

¹H NMR δ (400 MHz, CDCl3): 1.49 ~ 1.56 (3H, m), 1.60 ~ 1.70 (1H, m), 1.80 ~ 1.95 (2H, m), 2.06 ~ 2.17 (2H, m), 3.44 ~ 3.50 (1H, m), 4.67 (1H, td, J = 12, 4 Hz), 4.77 (1H, t, J = 8 Hz), 5.42 (1H, d, J = 4 Hz), 6.23 (1H, d, J = 4 Hz), 7.34 (2H, d, J = 8 Hz), 7.77 (2H, d, J = 8 Hz).

(제조준비예 9) 3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-8-일-4-메테인 술포네이트의 제조

[반응식 9]

상기 반응식 9에 나타난 구조를 지닌 3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-8-일-4-메테인 술포네이트를 제조한다.

(제조준비예 10) 3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-페닐카보네이트의 제조

[반응식 10]

상기 반응식 10에 나타난 구조를 지닌 3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-페닐카보네이트를 제조한다.

(제조준비예 11) 3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-에틸카바메이트의 제조

[반응식 11]

상기 반응식 11에 나타난 구조를 지닌 3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-에틸카바메이트를 제조한다.

(제조준비예 12) 5-(메톡시메톡시)-3-메틸렌옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온의 제조

[반응식 12]

상기 반응식 12에 나타난 구조를 지닌 5-(메톡시메톡시)-3-메틸렌옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온을 제조한다.

(제조준비예 13) 3-메틸렌-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트의 제조

[반응식 13]

상기 반응식 13에 나타난 구조를 지닌 3-메틸렌-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트를 제조한다.

(제조준비예 14) 3-메틸렌-5-몰폴리노옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온의 제조

[반응식 14]

상기 반응식 14에 나타난 구조를 지닌 3-메틸렌-5-몰폴리노옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온을 제조한다.

(제조준비예 15) 3-메틸렌-5-(피페리딘-1-일)옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온의 제조

[반응식 15]

상기 반응식 15에 나타난 구조를 지닌 3-메틸렌-5-(피페리딘-1-일)옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온을 제조한다.

(제조준비예 16) 5-(4-메틸피페라진-1-일)-3-(4-나이트로벤질리딘)옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온의 제조

[반응식 16]

상기 반응식 16에 따라 디에틸(5-(4-메틸피페라진-1-일)-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트(106 mg, 0.273mmol)와 포타슘 t-부톡사이트(24.5 mg, 0.218 mmol)에 THF를 넣고 -78℃에서 30분간 교반시킨다. 그 후 4-니트로벤즈알데히드(82 mg, 0.546 mmol)를 넣고 10분간 더 교반시킨 후 온도를 상온까지 올리고 2시간 후 동안 교반시킨다. 그 후 포타슘 t-부톡사이트(24.5 mg, 0.218 mmol)를 추가하고 이 후 6시간 후 반응을 종료시킨다. 이 후 컬럼크로마토그래피를 통해 5-(4-메틸피페라진-1-일)-3-(4-니트로벤질리딘)옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온을 수득한다(80%).

¹H NMR δ (400 MHz, CDCl3): 1.48 ~ 2.08 (6H, m), 2.1 ~ 2.25 (8H, m), 2.40 ~ 2.60 (2H, m), 2.85 ~ 3.00 (1H, bs), 3.89 ~ 3.93 (1H, m), 4.85 ~ 4.89 (1H, m), 5.26 (3H, s), 7.60 (1H, s), 7.61 (2H, d, J = 12 Hz), 8.23 (2H, d, J = 12 Hz).

(제조준비예 17) 5-(메톡시메톡시)-3-(4-나이트로벤질리딘)옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온의 제조

[반응식 17]

상기 반응식 17에 나타난 구조를 지닌 5-(메톡시메톡시)-3-(4-나이트로벤질리딘)옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온을 제조한다.

(제조준비예 18) 3-(4-나이트로벤질리딘)-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트의 제조

[반응식 18]

상기 반응식 18에 나타난 구조를 지닌 3-(4-나이트로벤질리딘)-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트를 제조한다.

(제조준비예 19) 라세믹(3aR,5S,8aR)-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-3-(트리플루오로메틸)벤젠술포네이트의 제조

[반응식 19]

상기 반응식 19에 따라 라세믹(3aR,5S,8aR)-5-하이드록시-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온(0.10 g, 0.548 mmol)에 디메틸아미노피리딘(0.025 g, 0.219 mmol)을 넣고 피리딘을 용매로 사용하여 상온에서 교반시킨다. 이 후 컬럼크로마토그래피를 통해 라세믹(3aR,5S,8aR)-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-3-(트리플루오로메틸)벤젠술포네이트를 수득한다(수율: 71%).

¹H NMR δ (400 MHz, CDCl3): 1.48 ~ 1.75 (4H, m), 1.80 ~ 1.92 (1H, m), 1.92 ~ 2.05 (1H, m), 2.05 ~ 2.15 (1H, m), 2.15 ~ 2.25 (1H, m), 3.42 ~ 3.55 (1H, m), 4.65 ~ 4.78 (1H, td, J = 12, 4 Hz), 4.85 ~ 4.95 (1H, m), 5.49 (2H, d, J = 4 Hz), 6.28 (1H, d, J = 4 Hz), 7.73 (1H, t, J = 8 Hz), 7.92 (1H, d, J = 8 Hz), 8.10 (1H, d, J = 8 Hz), 8.16 (1H, s).

(제조준비예 20) 라세믹(3aR,5S,8aR)-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-4-플로오로벤젠술포네이트의 제조

[반응식 20]

상기 반응식 20에 따라 라세믹(3aR,5S,8aR)-5-하이드록시-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온(0.93 g, 0.510 mmol)에 디메틸아미노피리딘(0.019 g, 0.153 mmol)을 넣고 피리딘을 용매로 사용하여 상온에서 교반시킨다. 이 후 컬럼크로마토그래피를 통해 라세믹(3aR,5S,8aR)-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-4-플로오로벤젠술포네이트를 수득한다(수율: 91%).

¹H NMR δ (400 MHz, CDCl3): 1.45 ~ 1.62 (3H, m), 1.63 ~ 1.75 (1H, m), 1.80 ~ 1.87 (1H, m), 1.92 ~ 2.02 (1H, m)), 2.03 ~ 2.12 (1H, m), 2.15 ~ 2.25 (1H, m), 3.49 ~ 3.53 (1H, m), 4.68 ~ 4.72 (1H, td, J = 12, 4 Hz), 4.79 ~ 4.84 (1H, m), 5.50 (1H, d, J = 4 Hz), 6.27 (1H, d, J = 4 Hz), 7.26 (2H, t, J = 8 Hz), 7.94 (2H, m).

(제조준비예 21) 라세믹(3aR,5S,8aR)-3-((디메틸아미노)메틸)-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-4-메틸벤젠술포네이트의 제조

[반응식 21]

상기 반응식 21에 따라 디메틸아민 염산염(0.437 g, 5.34 mmol)과 포타슘 카보네이트(1.48 g, 10.68 mmol)에 디클로로메테인을 용매로 첨가하여 교반시킨다. 염이 모두 사라지면 용액을 라세믹(3aR,5S,8aR)-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-4-메틸벤젠술포네이트(0.120 g, 0.356 mmol)에 옮겨 준 후 상온에서 교반시킨다. 이 후 컬럼크로마토그래피를 통해 라세믹(3aR,5S,8aR)-3-((디메틸아미노)메틸)-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-4-메틸벤젠술포네이트를 수득한다(수율: 61%).

¹H NMR δ (400 MHz, CDCl3): 1.53 ~ 1.75 (6H, m), 2.05 ~ 2.15 (1H, m), 2.26 (6H, s), 2.30 ~ 2.40 (1H, m), 2.47 (3H, s), 2.48 ~ 2.65 (3H, m), 2.85 ~ 2.95 (1H, m), 4.62 ~ 4.65 (1H, td, J = 12, 4 Hz), 4.82 ~ 4.90 (1H, t, J = 8 Hz), 7.37 (2H, d, J = 8 Hz), 7.82 (2H, d, J = 8 Hz).

(제조준비예 22) 라세믹(3aR,5S,8aR)-3-((디메틸아미노)메틸)-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-4-메테인술포네이트의 제조

[반응식 22]

상기 반응식 22에 따라 디메틸아민 염산염(0.536 g, 6.57 mmol)과 탄산칼륨(1.816 g, 13.14 mmol)에 디클로로메테인을 용매로 첨가하여 교반시킨다. 염이 모두 사라지면 용액을 라세믹(3aR,5S,8aR)-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-4-메테인술포네이트(0.114 g, 0.438 mmol)에 옮겨 준 후 상온에서 교반시킨다. 이 후 컬럼크로마토그래피를 통해 라세믹(3aR,5S,8aR)-3-((디메틸아미노)메틸)-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-4-메테인벤젠술포네이트를 수득한다(수율: 68%).

¹H NMR δ (400 MHz, CDCl3): 1.51 ~ 1.85 (5H, m), 2.08 ~ 2.17 (2H, m), 2.19 (6H, s), 2.35 ~ 2.45 (2H, m), 2.50 ~ 2.60 (2H, m), 2.90 ~ 2.98 (1H, m), 3.03 (3H, s), 4.60 ~ 4.65 (1H, m), 5.05 ~ 5.08 (1H, m).

상기 제조준비예 1 내지 제조준비예 22에 따라 준비된 본 발명의 구체적인 화합물의 번호와 구조식 및 화합물 명을 다음과 같이 나타낸다.

(화합물 1) tert-부틸-(3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-8-일)카바메이트.

(화합물 2) 3-메틸렌헥사하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2,5(3H)-디온.

(화합물 3) 3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-8-일-4-메틸벤젠술포네이트.

(화합물 4) 3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-벤조에이트.

(화합물 5) 3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-페닐카보네이트.

(화합물 6) N-(3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-8-일)아세트아마이드.

(화합물 7) N-(3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-8-일)벤즈아마이드.

(화합물 8) 5-하이드록시-3-메틸렌옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온.

(화합물 9) 3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-에틸카바메이트.

(화합물 10) 5-(메톡시메톡시)-3-메틸렌옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온.

(화합물 11) 3-메틸렌-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트.

(화합물12) 3-메틸렌-5-몰폴리노옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온.

(화합물 13) 3-메틸렌-5-(피페리딘-1-일)옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온.

(화합물 14) 5-(4-메틸피페라진-1-일)-3-(4-니트로벤질리딘)옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온.

(화합물 15) 3-(4-니트로벤질리딘)헥사하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2,5(3H)-디온

(화합물 16) 5-(메톡시메톡시)-3-(4-니트로벤질리딘)옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온

(화합물 17) 3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-8-일-4-메테인 술포네이트.

(화합물 18) 3-(4-니트로벤질리딘)-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트.

(화합물 19) 5-((2-하이드로실에틸)아미노)-3-메틸렌옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온

(화합물 20) 메틸-(3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-8-일)카바메이트

(화합물 21) 3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-디메틸술포네이트.

(화합물 22) 3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-3-(트리플로오로메틸)벤젠술포네이트.

(화합물 23) 3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-3-2,3,4,5,6- 펜타플로오로벤젠술포네이트.

(화합물 24) 3-((디메틸아미노)메틸)-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-메테인술포네이트.

(화합물 25) 3-((디메틸아미노)메틸)-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-4-메틸벤젠술포네이트.

(화합물 26) 3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-4-플로오로벤젠술포네이트.

(실시예 1) 본 발명의 화합물의 염산-에탄올 유발 위염 모델에서의 항 위염

효과 시험

흰쥐를 24시간 절식시킨 다음 Mizui 등(Jap. J. Pharmacol. 33: 939-945, 1983)의 방법에 준하여 상기에서 제조된 화합물 1 내지 화합물 26을 각각 경구 투여하고 1시간 후에 150 mM HCl-60% 에탄올을 마리당 1.5ml씩 경구 투여하였다. 1시간 후에 경추 탈골하여 동물을 치사시킨 후 즉시 위를 적출하여 2% 포르말린 13ml를 위 내로 주입하여 1시간 이상 고정하였다. 고정된 위의 대만부를 따라 절개하여 펼친 후 디지털 카메라로 사진을 찍은 후 컴퓨터 프로그램 이미지J 1.38(NIH, Bethesda, MD)을 이용하여 위병변 면적(gastric lesion, mm²)을 측정하고 하기의 수학식 1을 이용하여 위병변 억제율을 산출하였다. 50% 유효용량(50% effective dose, ED₅₀)은 회귀 분석을 통하여 계산하였다. 비교물질로는 레바미피드를 사용하였다.

수학식 1

표 1은 염산-에탄올 유발 위염 모델에서의 화합물 1 내지 화합물 26을 용량 1mg/kg으로 투여시 위병변 억제 효과를 나타낸 도표이다. 상기 표 1에 나타난 바와 같이 레바미피드 50mg/kg 투여군과 비교하였을 때 화합물 1, 2, 3, 6, 9, 11, 17은 1mg/kg 투여군에서 위병변 억제 효과가 레바미피드보다 월등히 높은 유효한 화합물로 확인되었다.

표 2는 염산-에탄올 유발 위염 모델에서의 화합물 1 내지 화합물 26을 용량 3mg/kg으로 투여시 위병변 억제 효과를 나타낸 도표이다. 상기 표 2에 나타난 바와 같이 화합물 3, 6, 9, 11, 15, 17, 24는 3mg/kg 투여군에서 위병변 억제 효과가 레바미피드보다 월등히 높은 유효한 화합물로 확인되었다.

표 3은 염산-에탄올 유발 위염 모델에서의 화합물 24 내지 화합물 26을 용량 10mg/kg으로 투여시 위병변 억제 효과를 나타낸 도표이다. 상기 표 3에 나타난 바와 같이 화합물 24는 10mg/kg 투여군에서 위병변 억제 효과가 레바미피드보다 월등히 높은 유효한 화합물로 확인되었다.

결론적으로 용량 1mg/kg 투여군과 3mg/kg 투여군에서 모두 효과적인 위병변 억제 효과를 나타내는 화합물은 화합물 3, 6, 9, 11, 17을 들 수 있으며 또한 화합물 24의 경우 용량 3mg/kg 투여군과 10mg/kg 투여군에서 모두 효과적인 위병변 억제 효과를 나타내는 것으로 판단되었다.

따라서 본 실시예를 통해 화합물 3, 6, 9, 11, 17, 24가 염산-에탄올 유발 위염 모델에서 효과적인 위병변 억제 효과를 나타내는 신규한 바이사이클릭 락톤 화합물로 선별되었다.

염산-에탄올 유발 위염 모델에서의 화합물 1 내지 화합물 26을 용량 1mg/kg으로 투여시 위병변 억제 효과

화합물	용량(mg/kg)	동물 수	위병변 면적(mm²)	병변 억제율(%)
화합물 1	1	6	86.6±16.4	62.2
화합물 2	1	6	93.7±14.6	59.2
화합물 3	1	6	87.4±10.8	61.8
화합물 4	1	6	182.3±24.2	20.1
화합물 5	1	6	201.7±27.9	11.8
화합물 6	1	6	131.3±29.1	42.5
화합물 7	1	6	209.2±34.3	8.3
화합물 8	1	6	184.1±28.5	19.3
화합물 9	1	6	121.4±37.1	46.9
화합물 10	1	6	152.6±18.3	33.0
화합물 11	1	6	86.1±15.6	62.2
화합물 12	1	6	246.3±38.5	0
화합물 13	1	6	189.3±27.3	17.1
화합물 14	1	6	191.0±34.3	16.2
화합물 15	1	6	186.4±36.5	18.3
화합물 16	1	6	224.7±38.9	1.7
화합물 17	1	6	124.6±21.7	45.6
화합물 18	1	6	231.3±20.9	0
화합물 19	1	6	218.3±21.5	4.3
화합물 20	1	6	214.1±17.9	6.1
화합물 21	1	6	226.6±32.1	0.1
화합물 22	1	6	231.2±26.0	0
화합물 23	1	6	229.0±23.1	0
대조군	-	6	228.0±30.4	-
레바미피드	50	6	168.4±25.8	26.3

염산-에탄올 유발 위염 모델에서의 화합물 1 내지 화합물 26을 용량 3mg/kg으로 투여시 위병변 억제 효과

화합물	용량(mg/kg)	동물 수	위병변 면적(mm²)	병변 억제율(%)
화합물 1	3	6	149.2±12.9	29.1
화합물 2	3	6	149.3±14.5	29.2
화합물 3	3	6	79.1±4.0	62.5
화합물 4	3	6	213.6±39.8	0
화합물 5	3	6	188.7±50.8	10.5
화합물 6	3	6	82.4±54.2	60.9
화합물 7	3	6	154.2±46.5	26.9
화합물 8	3	6	181.4±18.4	14.0
화합물 9	3	6	67.4±19.1	68.0
화합물 10	3	6	129.1±23.7	38.5
화합물 11	3	6	59.1±31.9	72.0
화합물 12	3	6	143.5±47.5	31.9
화합물 13	3	6	121.6±14.2	42.3
화합물 14	3	6	220.4±47.4	0
화합물 15	3	6	84.1±26.6	60.1
화합물 16	3	6	229.3±51.8	0
화합물 17	3	6	90.5±46.2	57.1
화합물 18	3	6	243.2±16.1	0
화합물 19	3	6	189.8±7.7	10.0
화합물 20	3	6	188.4±36.6	10.7
화합물 21	3	6	214.9±58.8	0
화합물 22	3	6	169.4±61.8	19.7
화합물 23	3	6	235.7±40.6	0
화합물 24	3	6	72.7±23.5	65.5
화합물 25	3	6	119.8±16.5	43.2
화합물 26	3	6	137.2±36.4	34.9
대조군	-	6	210.9±23.1	-
레바미피드	50	6	149.4±25.8	29.1

염산-에탄올 유발 위염 모델에서의 화합물 24 내지 화합물 26을 용량 10mg/kg으로 투여시 위병변 억제 효과

화합물	용량(mg/kg)	동물 수	위병변 면적(mm²)	병변 억제율(%)
화합물 24	10	6	40.1±2.4	31.4
화합물 25	10	6	14.3±3.0	75.5
화합물 26	10	6	17.2±16.1	70.6
대조군	-	6	58.5±4.7	-
레바미피드	50	6	28.4±3.2	51.4

(실시예 2) 본 발명의 화합물의 인도메타신 유발 위궤양 모델에서의 항-궤양효과

흰쥐를 24시간 절식시킨 다음 Yamasaki 등(Jap. J. Pharmacol. 49, 441-448, 1989)의 방법으로 실험하였다. 본 발명의 방법으로 제조된 바이사이클릭 락톤 화합물을 각각 경구 투여하고 1시간 후에 인도메타신(50㎎/㎏)을 마리당 0.5ml씩 경구 투여하였다. 절식 절수 하에서 5시간 방치 후 경추 탈골하여 동물을 치사시킨 후 즉시 위를 적출하여 2% 포르말린 13ml를 위 내로 주입하여 1시간 이상 고정하였다. 고정된 위의 대만부를 따라 절개하여 펼친 후 디지털카메라로 사진을 찍은 후 컴퓨터 프로그램 이미지J 1.38(NIH, Bethesda, MD)을 이용하여 위병변 면적(mm²)을 측정하고 염산-에탄올 유발 위염 모델에서와 동일한 방법으로 위병변 억제율을 계산하였다.

본 실시예에서 항-궤양 활성을 측정한 바이사이클릭 락톤 화합물은 실시예 1에서 효과를 일부 인정한 화합물 3, 6, 9, 11, 17, 24를 사용하였으며 10mg/kg 및 20mg/kg의 용량으로 투여하였다.

상기 방법으로 수득된 본 발명의 바이사이클릭 락톤 화합물의 인도메타신 유발 위궤양 모델에서의 효과는 표 4에 나타내었다. 표 4에 나타난 바와 같이 10mg/kg 및 20mg/kg 투여군 모두에서 화합물 3, 화합물 11 및 화합물 24가 가장 우수한 항-궤양 효과를 나타내었다.

본 발명의 화합물의 인도메타신 유발 위궤양 모델에서의 위병변 억제 효과

화합물	용량(mg/kg)	동물 수	위병변 면적(mm²)	병변 억제율(%)
화합물 3	10	6	32.9±8.7	62.5
화합물 3	20	6	18.4±7.8	79.0
화합물 6	10	6	50.5±6.9	42.4
화합물 6	20	6	45.3±7.2	48.3
화합물 9	10	6	58.4±6.5	33.4
화합물 9	20	6	47.6±8.5	45.7
화합물 11	10	6	27.8±5.9	68.3
화합물 11	20	6	22.5±7.2	74.3
화합물 17	10	6	62.4±8.3	28.8
화합물 17	20	6	44.6±6.9	49.1
화합물 24	10	6	31.7±7.4	63.9
화합물 24	20	6	26.5±9.1	69.8
대조군	-	6	87.7±7.2	-
레바미피드	50	6	68.9±4.5	21.4

(실시예 3) 본 발명의 화합물의 랫트에 대한 경구투여 급성 독성실험

7주령의 특정병원체부재(SPF) SD계 암수 랫트를 사용하여 화합물 3, 6, 9, 11, 17, 24에 대한 급성독성시험을 실시하였다. 실험 동물은 동물 입수시 외관에 대한 육안적 검사를 실시한 이후 7일 이상 순화 사육하여 건강한 동물만을 선별하여 실험에 사용하였으며, 사육은 온도 22±2℃, 상대습도 50±5%, 조도 150-600Lux, 조명시간 12시간(07:00점등 - 19:00 소등)으로 설정된 환경조절 사육시스템(ECRS)에서 실시하였다. 사료는 실험동물용 고형사료를 자유 섭취시켰으며, 음수는 상수를 자유 섭취시켰다. 사료조성은 공급자 측에서 제공하였으며, 사료 및 음수에 있어서 시험에 영향을 미칠만한 요인은 관찰되지 않았다.

실험군의 구성은 군 당 암수 각각 5마리씩의 동물에 대하여 화합물 3, 6, 9, 11, 17, 24를 100mg/㎏의 용량으로 투여하였으며, 실험물질은 30% Cremophor EL에 용해 후 생리식염수에 녹여 1회 경구투여하였다. 시험물질 투여 후 동물의 폐사 여부와 임상증상은 1회/1일의 빈도로 14일 동안 관찰하였다. 실험종료 후 에테르 마취하에 육안으로 복강 장기와 흉강 장기의 이상여부를 관찰하였다.

실험 결과, 화합물 3, 6, 9, 11, 17, 24를 투여한 모든 동물에서 실험기간 중 특기할 만한 임상증상의 변화는 나타나지 않았으나 화합물 9와 화합물 17을 투여한 동물에서 폐사된 경우가 발생하였다. 그 결과는 표 5에 나타내었다.

본 발명의 화합물 투여시 랫트의 폐사율

	투여량 (mg/kg)	폐사율	폐사한 랫트 수
			투여 후 경과일
			1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
대조군	-	0/10	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
화합물 3	100	0/10	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
화합물 6	100	0/10	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
화합물 9	100	1/10	0	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1
화합물 11	100	0/10	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
화합물 17	100	1/10	0	0	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1
화합물 24	100	0/10	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

(실시예 4) 배양 Chinese Hamster Lung(CHL) 세포를 이용한 염색체 이상시험

본 실시예에서 사용된 시험 화합물은 실시예 1 내지 실시예 3에서 선별된 화합물 3, 화합물 6, 화합물 11 및 화합물 24이었다. 또한 음성대조물질로 디메틸술폭사이드(DMSO)를 사용하였으며 양성대조물질로는 대사활성계 적용시는 벤조피렌을, 대사활성계 비적용시는 마이토마이신을 사용하였다.

대사활성계는 S9 및 Cofactor로 이루어져 있고 S9은 Aroclor-1254로 유도한 수컷 스프라그돌리(SD) 래트의 간을 사용하였으며 Cofactor-1은 일본 와코 퓨어 켐사에서 제조한 조효소를 사용하였다. 이때 사용되는 S9 믹스의 조성은 S9은 5000g, 5분간 원심분리 후 상층액만 수거하여 Cofactor-1과 S9을 7:3으로 혼합하여 조제하였다.

세포배양은 Chinese hamster의 폐섬유아세포에서 유래한 CHL 세포주를 사용하였다. 배양액은 최소 필수 배지(Gibco)에 10% 우태아 혈청(Gibco)과 1% 페니실린/스트렙토마이신(Gibco)을 첨가하여 사용하였다. 세포는 5%의 이산화탄소와 포화수증기를 함유한 37℃ 항온배양기에서 세포 배양용 플라스크를 사용하여 배양하며, 매 2-3일마다 0.1% 트립신 액으로 세포를 분리한 후 계대 배양하였다.

세포독성시험은 본시험의 처리농도를 결정하기 위해 세포독성시험을 수행하였다. 96웰 플레이트에 1×10⁴세포/200μl/웰로 분주하여 24시간 배양 후 대사활성계 적용 및 비적용 하에 시험물질을 처리하여 얻은 결과를 근거로 결정하였으며, 시험물질은 1~5,000μg/ml 범위의 8단계로 처리하였다. 그리고 MTT 시약 처리 후 4시간 배양 후 595nm에서 흡광도 측정 후 IC50 를 도출하였으며, 석출된 웰은 평가에서 제외하였다. 대조군에 비하여 50% 이상의 세포수 감소를 나타내는 농도를 최고농도로 설정하고, 이하 총 3개 용량을 본시험 용량으로 결정하였다.

본시험은 배양면적 25cm² 인 플라스크에 1×10⁴세포/ml로 5ml씩 분주하여 3일간 배양한 후, 시험물질 처리 전에 각 플라스크의 배양액을 모두 제거한 후 새로운 배지로 교체하여 1시간동안 안정화시킨 후 대사활성계 적용 및 비적용 군을 나누어 시험물질을 처리하였다.대사활성계 적용군만 6시간 후에 새 배지로 교체 후 18시간 추가 배양하였다.

표본 제작 전, 시험물질 및 대사활성계 처리 후 총 24시간 배양한 모든 플라스크에 Colcemid를 0.2μg/ml로 처리하고 2시간 경과 후 진탕법으로 중기세포를 수거하였다. 중기세포를 포함한 배양액을 원심분리하여 0.075M KCl에 의한 저장액 처리 및 고정(메탄올 : 아세트산 = 3:1, v/v)을 거쳐 염색체 검체를 제작하고 3% Giemsa액으로 염색하였다. 검체는 각 플라스크 당 3매씩 제작하였으며 염색체 이상의 형태 판별 및 계수는 제작한 검체 중 1매를 선택하여 100개의 분열 중기상을 대상으로 1,000배의 배율로 계수하였다.

구조적 이상은 동원체 수가 23-27인 중기상에 대하여 동원체 수 및 염색체 이상의 유무를 관찰하고 염색체 이상이 관찰되면 이상의 종류와 수를 기록하였다. 수적 이상은 100개의 중기상을 계수하면서 동원체의 수에 따라 분류하여 기록하였으며, 결과는 두 번 반복한 평균으로 나타내었다. 염색체 이상 판정은 시험물질 처리군에서 염색체 이상을 가진 중기상의 빈도가 5% 미만인 경우 음성, 가-양성(5%~10%), 양성(10%이상)으로 판정하였다.

시험결과는 화합물 3, 화합물 6, 화합물 11 및 화합물 24를 투여 후 CHL 세포의 염색체 이상 시험을 진행하였다. 염색체 이상을 계수한 결과, 화합물 3, 화합물 11 및 화합물 24의 경우 농도군에서 이상 중기상의 빈도가 용량의존적으로 증가하지 않으며, 5%이내의 범위에 존재하므로 이 결과는 음성 판정 기준을 만족시켰다.

그러나 화합물 6의 경우 염색체 이상을 계수한 결과 염색체 이상을 가진 중기상의 빈도가 용량 의존적으로 증가하였으며, 5%이상~41% 범위 이내에 존재하므로 이 결과는 양성으로 판정되었다.

본 시험을 통해 화합물 3, 화합물 11 및 화합물 24의 경우 CHL 세포에 염색체 이상이 없는 안전한 화합물로 판명되었다.

표 6은 본 발명의 화합물의 배양 Chinese Hamster Lung(CHL) 세포를 이용한 염색체 이상 시험결과를 나타낸 표이다.

본 발명의 화합물의 CHL 세포 염색체 이상 시험

시험물질	농도(μg/ml)		염색체 이상 음성대조군 대비 결과	결과의 평가
Control (1% DMSO)	+S9		4%
Control (1% DMSO)	-S9		4%
화합물 3	+S9	19.5	0%	음성
		9.75	0%
		4.88	1%
	-S9	4.88	1%
		2.44	3%
		1.22	0%
화합물 6	+S9	39.1	37%	양성
		19.5	7%
		9.75	4%
	-S9	4.88	13%
		2.44	4%
		1.22	0%
화합물 11	+S9	19.5	5%	음성
		9.75	3%
		4.88	0%
	-S9	2.44	4%
		1.22	3%
		0.61	2%
화합물 24	+S9	78.2	5%	음성
		39.1	4%
		19.5	1%
	-S9	9.75	5%
		4.88	1%
		2.44	0%

상기 실시예 1 및 2를 통해 화합물 3, 6, 9, 11, 17, 24가 높은 위병변 억제효과를 나타냄을 확인하였으며 급성 독성 시험인 실시예 3을 통해 화합물 3, 6, 11, 24가 안전한 화합물로 확인되었다. 최종적으로 Chinese Hamster Lung(CHL) 세포의 염색체 이상 시험 결과를 통해 화합물 3, 화합물 11, 화합물 24가 높은 항-위염 및 항-위궤양 효과와 더불어 급성 독성 및 염색체 이상을 야기하지 않는 가장 안전한 화합물로 판명되었다.

또한 위 병변 억제효과와 급성 독성 및 염색체 이상 야기 유무를 모두 종합적으로 판단하여 본 발명자는 우수한 항-위염 및 항-위궤양 활성을 지니고 독성 면에서도 가장 안전한 의약 후보물질로 화합물 11을 선택 결정하고 본 명세서 내에서 구조식 1의 화합물로 명명하였다.

(실시예 5) 본 발명의 화합물 11을 투여한 위병변 상태의 사진

실시예 1에서 본 발명의 화합물의 염산-에탄올 유발 위염 모델에 있어서 항-위염 효과를 측정한 바 있다. 본 발명의 위장 질환 치료용 바이사이클릭 락톤 화합물로 선별된 화합물 11을 투여한 위병변 상태를 사진으로 촬영하였다.

도 1은 염산-에탄올 유발 위염 모델에 있어서 본 발명의 화합물 11을 투여한 경우와 레바미피드 50mg/kg을 투여한 경우 및 대조군의 위장 상태를 나타낸 사진이다.

도 1a는 화합물 11을 1mg/kg 용량으로 투여한 경우 위병변의 위장 상태 사진이다. 도 1b는 화합물 11을 3mg/kg 용량으로 투여한 경우 위병변의 위장 상태 사진이다. 도 1c는 레바미피드를 50mg/kg 용량으로 투여한 경우 위병변의 위장 상태 사진이다. 도 1d는 화합물을 투여하지 않은 대조군의 위병변의 위장 상태 사진이다.

실시예 1의 표 1 및 표 2에 나타난 바와 같이 화합물 11을 1mg/kg 용량으로 투여한 경우 61.8%의 위병변 억제율을 나타내었으며 화합물 11을 3mg/kg 용량으로 투여한 경우 62.5%의 위병변 억제율을 나타내었다. 한편 레바미피드 50mg/kg을 투여한 경우 26.3%의 위병변 억제율을 나타내었다.

Claims

위염 또는 위궤양에 치료 또는 예방 활성을 지닌 하기 식 1로 표시되는 3-메틸렌-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트 화합물 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염.

식 1
5-하이드록시-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온(Ⅱ)을 출발물질로 하여 디메틸아미노피리딘(DMAP) 및 디클로로메테인(DCM) 용매 존재하에서 무수초산(Ⅲ)을 첨가 반응시켜 3-메틸렌-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트(Ⅰ)를 제조하는 방법.
제 2항에 있어서, 상기 5-하이드록시-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온 화합물은 사이클로헵트-2-인온(A)을 출발물질로 하여 브롬화 반응시켜 4-브로모사이클로헵트-2-인온(B)을 수득하고, 포타슘 2-(디에톡시포스포릴)아세테이트와 반응시켜 4-옥소사이클로헵트-2-인-1-일-2-(디에톡시포스포릴)아세테이트(C)를 수득하고, 폐환 반응시켜 디에틸-(2,5-디옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트(D)를 수득한 후, 디에틸-(5-하이드록시-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-3-일)포스포네이트(E)로 환원시키고 이탈기를 분리하여 5-하이드록시-3-메틸렌-2-옥소옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-2-온(F)을 수득함을 특징으로 하는 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 식 1의 3-메틸렌-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트 화합물은 차이니즈 햄스터 폐세포를 이용한 대사 활성계 직접 염색체 이상 시험에서 차이니즈 햄스터 폐세포의 염색체 변화를 야기시키지 않는 염색체 이상 세포 독성이 없음을 특징으로 하는 화합물 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염.
제 1항의 3-메틸렌-2-옥타하이드로-2H-사이클로헵타[b]퓨란-5-일-아세테이트 화합물을 전체 중량 대비 0.1~90 중량%와 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 위염 또는 위궤양 예방 또는 치료용 의약 조성물.