KR101622851B1 - A pH responsive cyclodextrin derivative, a preparation method therof and a pH responsive conjugate of the cyclodextrin derivative and a drug - Google Patents

A pH responsive cyclodextrin derivative, a preparation method therof and a pH responsive conjugate of the cyclodextrin derivative and a drug Download PDF

Info

Publication number
KR101622851B1
KR101622851B1 KR1020140167506A KR20140167506A KR101622851B1 KR 101622851 B1 KR101622851 B1 KR 101622851B1 KR 1020140167506 A KR1020140167506 A KR 1020140167506A KR 20140167506 A KR20140167506 A KR 20140167506A KR 101622851 B1 KR101622851 B1 KR 101622851B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cyclodextrin
derivative
drug
responsive
formula
Prior art date
Application number
KR1020140167506A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이연
최태현
강선영
김석화
김영은
민혜정
박으뜸
송영준
박영란
허우준
최재훈
최라미
Original Assignee
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to KR1020140167506A priority Critical patent/KR101622851B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101622851B1 publication Critical patent/KR101622851B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/36Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
    • A61K47/40Cyclodextrins; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0009Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
    • C08B37/0012Cyclodextrin [CD], e.g. cycle with 6 units (alpha), with 7 units (beta) and with 8 units (gamma), large-ring cyclodextrin or cycloamylose with 9 units or more; Derivatives thereof
    • C08B37/0015Inclusion compounds, i.e. host-guest compounds, e.g. polyrotaxanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

The present invention relates to a pH-responsive cyclodextrin derivative, a preparation method thereof, and a pH-responsive conjugate of the pH-responsive cyclodextrin derivative and a drug, and more specifically, to a cyclodextrin derivative having a novel structure, a preparation method thereof, and a pH-responsive conjugate of the pH-responsive cyclodextrin derivative and a drug. The cyclodextrin derivative has a novel structure formed by a covalent bond between a maleic anhydride derivative and a cyclodextrin or a cyclodextrin derivative, in which a residue of the maleic anhydride derivative bonds to a primary hydroxyl group of cyclodextrin or a terminal functional group, such as NH_2, N_3, or amino acid, of a cyclodextrin derivative to produce a pH-responsive cyclodextrin derivative.

Description

pH 응답성 사이클로덱스트린 유도체, 이의 제조방법 및 상기 사이클로덱스트린 유도체와 약물의 pH 응답성 결합체{A pH responsive cyclodextrin derivative, a preparation method therof and a pH responsive conjugate of the cyclodextrin derivative and a drug}[0001] The present invention relates to a pH-responsive cyclodextrin derivative, a process for preparing the same, and a pH-responsive conjugate of a cyclodextrin derivative and a pH-responsive conjugate,

본 발명은 pH 응답성 사이클로덱스트린 유도체, 이의 제조방법 및 상기 사이클로덱스트린 유도체와 약물의 pH 응답성 결합체에 관한 것이다.
The present invention relates to a pH-responsive cyclodextrin derivative, a process for preparing the same, and a pH-responsive complex of the cyclodextrin derivative and the drug.

특정 표적에 대한 약물의 효율적이고 안전한 전달을 위하여, 스마트 약물 전달 기술(smart drug delivery technique)이 다양한 신호-응답성 물질의 개발과 함께 발전해왔다(Fleige E et al., Adv Drug Delivery Rev., 2012, 64, 866-884). 온도 및 빛과 같은 물리적 신호 뿐만 아니라 pH, 글루타티온 및 효소와 같은 화학적 신호에 대한 응답에 있어 스마트 물질의 물리화학적 특성의 급격한 변화는 특정 조건에서 약물의 캡슐화 및 방출을 유도할 수 있다.
For efficient and safe delivery of drugs to specific targets, smart drug delivery techniques have evolved with the development of a variety of signal-responsive materials (Fleige E et al., Adv Drug Delivery Rev., 2012 , 64, 866-884). Rapid changes in the physico-chemical properties of smart materials in response to physical signals such as temperature and light, as well as chemical signals such as pH, glutathione and enzymes, can lead to drug encapsulation and release under certain conditions.

pH 값이 신체 내 다수의 표적 부위의 일정한 생리학적 조건을 나타낼 수 있기 때문에 pH는 제어 자극제(controlling trigger)로서 자주 선택되어 왔다. 위장관을 통한 pH 변화는 강한 산성의 위 또는 약한 알칼리성의 소장에 부위-특이적 약물 전달을 위해 사용되어 왔다. 암 조직 내 증가된 당분해는 pH를 5 내지 6으로 낮추고, 유사한 pH 저하가 염증성 조직 및 농양(abscess)에서도 관찰된다. 약한 산성 pH 값은 항암제 또는 항염증성 약물의 방출을 위한 유도 신호로서 알려져 있다. 또한, 5 내지 6의 초기 엔도좀 pH 값은, 세포막을 투과하기 어렵고 세포내 유입 경로(endocytic pathway)를 통해 세포 내부로 전달되어야 하는 pDNA, siRNA 또는 단백질과 같은 거대분자 약물의 엔도좀 탈출을 위한 신호로서 자주 사용된다.
The pH has often been chosen as a controlling trigger because the pH value can represent a constant physiological condition of a number of target sites in the body. Changes in pH through the gastrointestinal tract have been used for site-specific drug delivery to strong acidic stomachs or weakly alkaline intestines. Increased glucose degradation in cancer tissues lowers the pH to 5-6, and similar pH drops are also observed in inflammatory tissues and abscesses. A weak acidic pH value is known as an induction signal for the release of anti-cancer drugs or anti-inflammatory drugs. In addition, the initial endosomal pH values of 5 to 6 may be used for endo-escape of macromolecular drugs such as pDNA, siRNA, or proteins that are difficult to penetrate cell membranes and must be delivered into cells through the endocytic pathway It is often used as a signal.

그러나, 인체 내 pH 변화가 몇몇의 예외를 제외하고는 극히 크지 않기 때문에, 작은 pH 변화에 응답하여 급속한 분해성을 갖는 스마트 물질은 여전히 더욱 실질적인 약물 전달 시스템을 위해 연구가 요구되고 있다.
However, since changes in pH in the human body are not very large except for a few exceptions, smart materials with rapid degradation in response to small pH changes are still required for more practical drug delivery systems.

종래에 사이클로덱스트린을 기반으로 하는 약물전달체에 pH 응답성을 도입하기 위해서는 pH 응답성을 갖는 고분자와 결합력이 약한 자가조립체 형태를 취하거나, 직접적으로 연결시키더라도 분자 자체의 크기가 커져 독성을 유발하거나 세포 내 투과를 저하시키는 단점을 지니고 있다.
Conventionally, in order to introduce a pH-responsive substance into a cyclodextrin-based drug delivery vehicle, it takes a self-assembly form having weak binding force with a polymer having a pH-responsive property, And has a disadvantage of lowering intracellular permeability.

이러한 배경 하에, 본 발명자들은 사이클로덱스트린 또는 이의 유도체와 말레산 무수물 유도체의 공유 결합에 의해 형성된 새로운 구조의 사이클로덱스트린 유도체로서, 사이클로덱스트린의 일차 히드록실기 또는 사이클로덱스트린 유도체의 NH2, N3 또는 아미노산과 같은 말단 작용기에 말레산 무수물 유도체 잔기가 결합되어 형성되는 사이클로덱스트린 유도체가 일반적인 생리학적인 pH 조건에서는 아민기를 갖는 약물과 결합하나, 산성의 pH 조건인 pH 6.5 이하, 구체적으로 pH 5 내지 6.5의 약산성 조건에서 아민기를 갖는 약물과의 결합이 끊어지는 특성을 가지므로 pH 응답성 약물 전달체로서 사용 가능함을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
Under these circumstances, the present inventors have found that a cyclodextrin derivative of a novel structure formed by the covalent bond of a cyclodextrin or a derivative thereof and a maleic anhydride derivative, which is a cyclodextrin derivative of a cyclodextrin with NH 2 , N 3 or an amino acid of a cyclic dextrin derivative Is bonded to a drug having an amine group at a physiological pH condition, but the cyclodextrin derivative having a pH of 6.5 or less, which is an acidic pH condition, specifically, a weak acidic And thus the compound can be used as a pH-responsive drug delivery system. Thus, the present invention has been completed.

본 발명의 목적은 pH 응답성 사이클로덱스트린 유도체를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a pH-responsive cyclodextrin derivative.

본 발명의 다른 목적은 상기 pH 응답성 사이클로덱스트린 유도체의 제조방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a process for preparing the pH-responsive cyclodextrin derivative.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 pH 응답성 사이클로덱스트린 유도체에 약물이 결합되어 형성되는 pH 응답성 결합체를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pH-responsive conjugate wherein a drug is bound to the pH-responsive cyclodextrin derivative.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 pH 응답성 결합체의 제조방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for producing the pH responsive conjugate.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 pH 응답성 결합체를 포함하는 pH 응답성 약물전달용 조성물을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a pH-responsive drug delivery composition comprising the pH-responsive conjugate.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 pH 응답성 결합체에 아다만탄 잔기를 포함하는 물질이 내포되어 있는 포접 복합체를 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide an inclusion complex in which a substance containing an adamantane moiety is contained in the pH responsive binding body.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 사이클로덱스트린 또는 이의 유도체의 하나 이상의 글루코스 6번 탄소에서 하기 화학식 1의 말레산 무수물 유도체의 카르복실산 부분이 에스테르 또는 아미드 결합에 의해 연결되어 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체를 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a method for producing a maleic anhydride derivative, wherein at least one glucose 6-carbon of a cyclodextrin or a derivative thereof has carboxylic acid moieties of a maleic anhydride derivative represented by the following formula 1 linked by an ester or amide bond, And a cyclodextrin derivative.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014115304980-pat00001
Figure 112014115304980-pat00001

상기 식에서, In this formula,

R'는 수소 또는 C1 -6 알킬이며;R 'is hydrogen or C 1 -6 alkyl;

m은 1 내지 10의 정수이다.
m is an integer of 1 to 10;

상기 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체는 사이클로덱스트린 또는 이의 유도체와 말레산 무수물 유도체의 공유 결합에 의해 형성된 새로운 구조의 사이클로덱스트린 유도체로서, 사이클로덱스트린의 일차 히드록실기 또는 사이클로덱스트린 유도체의 NH2, N3 또는 아미노산과 같은 말단 작용기에 말레산 무수물 유도체 잔기가 결합되어 형성되는 메두사 형태의 화합물인 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체는 사이클로덱스트린의 일차 히드록실기 또는 사이클로덱스트린 유도체의 NH2, N3 또는 아미노산과 같은 말단 작용기와 말레산 무수물 유도체 잔기 간의 공유결합을 통해 결합력이 강하면서 이와 동시에 분자 자체의 크기는 작아 독성을 유발하지 않고 세포 내 투과가 증가되는 장점을 갖는다.
The cyclodextrin derivative having a pH-responsive property is a cyclodextrin derivative of a novel structure formed by the covalent bond of a cyclodextrin or a derivative thereof and a maleic anhydride derivative, and is a cyclodextrin derivative of a cyclodextrin having a primary hydroxyl group or a cyclodextrin derivative of NH 2 , N 3 or a compound of the medusa type in which a maleic anhydride derivative residue is bonded to a terminal functional group such as an amino acid. That is, the cyclodextrin derivative having the pH-responsive property of the present invention has a binding force through the covalent bond between the terminal functional group such as NH 2 , N 3 or amino acid of the primary hydroxyl group or the cyclodextrin derivative of the cyclodextrin and the maleic anhydride derivative residue And at the same time, the size of the molecule itself is small, so that the intracellular permeation increases without causing toxicity.

본 발명의 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체는 상기 화학식 1의 말레산 무수물 유도체가 하나 이상 결합되어 있어 일반적인 생리학적인 pH 조건에서는 아민기를 갖는 약물과 결합하나, 산성의 pH 조건인 pH 6.5 이하, 구체적으로 pH 5 내지 6.5의 약산성 조건에서 아민기를 갖는 약물과의 결합이 끊어지는 특성을 가지므로 pH 응답성 약물 전달체로서 사용 가능하다.
The cyclodextrin derivatives having pH-responsiveness of the present invention are those having a maleic anhydride derivative of the above formula (1) bonded thereto and bound to a drug having an amine group at a normal physiological pH, Can be used as a pH-responsive drug delivery system because it has the property of breaking the bond with a drug having an amine group under a weak acidic condition of pH 5 to 6.5.

본 발명에서, 상기 화학식 1의 말레산 무수물 유도체는 사이클로덱스트린의 일차 히드록실기에 결합될 수도 있고, 또는 당업계에 알려진 다양한 사이클로덱스트린 유도체에 존재하는, 상기 화학식 1의 말레산 무수물 유도체와 에스테르 또는 아미드 결합이 가능한 다양한 작용기에 결합될 수도 있다. 이러한 에스테르 또는 아미드 결합이 가능한 다양한 작용기로는 NH2, N3 또는 아미노산 등을 예로 들 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 아미노산으로는 시스테인 또는 페닐알라닌 등을 예로 들 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
In the present invention, the maleic anhydride derivative of Formula 1 may be bonded to the primary hydroxyl group of the cyclodextrin, or may be a maleic anhydride derivative of Formula 1 and an ester or ester of the maleic anhydride derivative of Formula 1, which is present in various cyclodextrin derivatives known in the art. Or may be bonded to various functional groups capable of forming amide bonds. Examples of various functional groups capable of forming such an ester or amide bond include, but are not limited to, NH 2 , N 3, and amino acids. Examples of the amino acid include, but are not limited to, cysteine or phenylalanine.

즉, 본 발명의 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체는 사이클로덱스트린 또는 이의 유도체에 상기 화학식 1의 말레산 무수물 유도체가 결합되어 있는 구조적 특징으로 인해 pH 조건에 따라 아민기를 갖는 약물과의 결합이 형성되거나 끊어질 수 있는 pH 응답성을 갖는 특성을 나타낼 수 있다.
That is, the cyclodextrin derivative having pH-responsiveness of the present invention has a structural characteristic that the maleic anhydride derivative of Formula 1 is bonded to cyclodextrin or a derivative thereof, so that a bond with a drug having an amine group is formed according to pH conditions It is possible to exhibit properties with pH-responsiveness that can be broken.

바람직한 일 양태로서, 본 발명은 α-, β- 또는 γ-사이클로덱스트린 또는 사이클로덱스트린의 글루코스 6번 탄소의 히드록실기가 NH2, N3 또는 아미노산으로 치환된 사이클로덱스트린 유도체의 하나 이상의 글루코스 6번 탄소에서 하기 화학식 1의 말레산 무수물 유도체의 카르복실산 부분이 에스테르 또는 아미드 결합에 의해 연결되어 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체를 제공한다.In a preferred aspect, the present invention is α-, β- or γ- cyclodextrins or cyclodextrin glucose 6 carbon of a hydroxyl group NH 2, N 3, or one or more of glucose 6 of the cyclodextrin derivative substituted by amino acid The carboxylic acid moiety of the maleic anhydride derivative represented by the following formula (1) is bonded by an ester or amide bond to give a cyclodextrin derivative having pH-responsiveness.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014115304980-pat00002
Figure 112014115304980-pat00002

상기 식에서, In this formula,

R'는 수소 또는 C1 -6 알킬이며;R 'is hydrogen or C 1 -6 alkyl;

m은 1 내지 10의 정수이다.
m is an integer of 1 to 10;

바람직하기로, 상기 R'는 수소 또는 메틸일 수 있다.
Preferably, R 'may be hydrogen or methyl.

바람직하기로, 상기 α-, β- 또는 γ-사이클로덱스트린 또는 사이클로덱스트린의 글루코스 6번 탄소의 히드록실기가 NH2, N3 또는 아미노산으로 치환된 사이클로덱스트린 유도체는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.Preferably, the cyclodextrin derivative in which the hydroxyl group of the glucose 6-carbon of?,? - or? -Cyclodextrin or cyclodextrin is replaced by NH 2 , N 3 or amino acid is a compound represented by the following formula .

[화학식 2](2)

Figure 112014115304980-pat00003
Figure 112014115304980-pat00003

상기 식에서, In this formula,

R은 OH, NH2, N3 또는 아미노산이며;R is OH, NH 2, N 3, or amino acid;

n은 1 내지 3의 정수이다.
n is an integer of 1 to 3;

바람직하기로, 상기 글루코스 6번 탄소에서 화학식 1의 말레산 무수물 유도체는 에스테르 또는 아미드 결합에 의해 하기 화학식 3a 내지 화학식 3e 중 어느 하나인 형태로 사이클로덱스트린에 연결되어 있을 수 있다.Preferably, the maleic anhydride derivative of formula (1) at the 6th carbon of glucose may be linked to the cyclodextrin by ester or amide bond in any one of formulas (3a) to (3e).

[화학식 3a][Chemical Formula 3]

Figure 112014115304980-pat00004
Figure 112014115304980-pat00004

[화학식 3b](3b)

Figure 112014115304980-pat00005
Figure 112014115304980-pat00005

[화학식 3c][Chemical Formula 3c]

Figure 112014115304980-pat00006
Figure 112014115304980-pat00006

[화학식 3d](3d)

Figure 112014115304980-pat00007
Figure 112014115304980-pat00007

[화학식 3e][Formula 3e]

Figure 112014115304980-pat00008
Figure 112014115304980-pat00008

상기 식에서, In this formula,

R'는 수소 또는 C1 -6 알킬이며;R 'is hydrogen or C 1 -6 alkyl;

m은 1 내지 10의 정수이다.
m is an integer of 1 to 10;

본 발명에서 사용되는 용어 "사이클로덱스트린"은 전분을 원료로 효소반응에 의해 제조되는 환형 기능성 올리고당을 의미한다.
The term "cyclodextrin " used in the present invention means a cyclic functional oligosaccharide prepared by starch as a raw material by an enzymatic reaction.

자연계에 존재하는 사이클로덱스트린은 글루코스 단위의 개수에 따라 α-, β- 및 γ-사이클로덱스트린의 3종류가 존재한다. 상기 자연계에 존재하는 3종류의 사이클로덱스트린은 수많은 하이드록실기를 가지고 있지만 그 중에서도 특정 탄소(일반적으로 글루코스 6번 위치 탄소)에 결합되어 있는 반응성이 우수한 6~8개의 하이드록실기에 선택적으로 작용기를 치환시킬 수 있다.
There are three kinds of cyclodextrins present in the natural world, namely,? -,? - and? -Cyclodextrin, depending on the number of glucose units. The three kinds of cyclodextrins present in the natural system have numerous hydroxyl groups, but among them, 6 to 8 hydroxyl groups having excellent reactivity, which are bonded to specific carbon (generally, glucose 6-position carbon) Can be substituted.

또한, 사이클로덱스트린은 내부에 빈 공간, 즉 공동(cavity)을 갖는 구조적 특징을 가지고 있으며, 상기 공동의 크기에 따라 외부의 다른 분자를 내포시킬 수 있다.
Cyclodextrins also have structural features with voids, or cavities, in the interior, which can entrap other external molecules depending on the size of the cavity.

대표적으로, β-CD는 1번과 4번 위치에서 연결된 7개의 α-D-글루코피라노사이드 단위로 이루어진 환형 올리고당이며, 덜 친수성인 내부 공간과 더욱 친수성인 외부 표면을 포함한다. 이러한 구조적 특징으로 인해, β-CD는 호스트-게스트 상호작용을 통해 다양한 분자와 포접 복합체를 형성할 수 있다.
Typically, β-CD is a cyclic oligosaccharide composed of seven α-D-glucopyranoside units linked at positions 1 and 4, and includes an inner surface that is less hydrophilic and an outer surface that is more hydrophilic. Because of these structural features, β-CD can form inclusion complexes with various molecules through host-guest interactions.

본 발명의 메두사 형태의 pH 응답성 β-CD 유도체는 세포 내 약물 전달에 있어서 초기 엔도좀의 pH에서의 급속한 응답을 위한 다기능적인 약물 전달 시스템으로서 사용이 가능할 뿐만 아니라 특정 pH, 즉 약한 산성의 pH 환경을 갖는 암조직, 염증성 조직 또는 농양(abscess)을 표적하기 위한 다기능적인 약물 전달 시스템으로서 사용이 가능하다.
The pH-responsive [beta] -CD derivatives of the present invention of the present invention can be used not only as a multifunctional drug delivery system for the rapid response at the pH of the initial endosome in intracellular drug delivery but also at a certain pH, It can be used as a multifunctional drug delivery system for targeting cancerous tissues, inflammatory tissues or abscesses with an environment.

또한, 본 발명은 하나의 양태로서 상기 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체의 제조방법을 제공한다.
The present invention also provides a method for producing a cyclodextrin derivative having pH responsiveness as an embodiment.

본 발명의 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물, 즉 사이클로덱스트린 또는 이의 유도체에 상기 화학식 1의 말레산 무수물 유도체를 결합시켜 제조할 수 있다. 이때 사이클로덱스트린 또는 이의 유도체와 상기 화학식 1의 말레산 무수물 유도체는 에스테르 또는 아미드 결합에 의해 결합될 수 있다.
The cyclodextrin derivative having pH responsiveness of the present invention can be prepared by coupling the maleic anhydride derivative of Formula 1 to the compound represented by Formula 2, that is, cyclodextrin or a derivative thereof. At this time, the cyclodextrin or a derivative thereof and the maleic anhydride derivative of the formula (1) may be bonded by an ester or amide bond.

본 발명에서, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물, 즉 사이클로덱스트린 또는 이의 유도체는 시판되는 것을 입수하여 사용하거나 공지의 방법으로 직접 제조하여 사용할 수 있다.
In the present invention, the compound represented by the above formula (2), that is, the cyclodextrin or a derivative thereof, can be commercially available or can be directly prepared by a known method.

바람직한 일 양태로서, 하기 단계를 포함하는 상기 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체의 제조방법을 제공한다.As a preferred embodiment, there is provided a process for producing a cyclodextrin derivative having the pH responsiveness, which comprises the following steps.

α-, β- 또는 γ-사이클로덱스트린 또는 사이클로덱스트린의 글루코스 6번 탄소의 히드록실기가 NH2, N3 또는 아미노산으로 치환된 사이클로덱스트린 유도체와 하기 화학식 1의 말레산 무수물 유도체를 반응시키는 단계(단계 1):reacting a cyclodextrin derivative in which the hydroxyl group of the glucose 6 carbon of? -,? - or? -cyclodextrin or cyclodextrin is substituted by NH 2 , N 3 or an amino acid and a maleic anhydride derivative of the following formula 1 Step 1):

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014115304980-pat00009
Figure 112014115304980-pat00009

상기 식에서, In this formula,

R'는 수소 또는 C1 -6 알킬이며;R 'is hydrogen or C 1 -6 alkyl;

m은 1 내지 10의 정수이다.
m is an integer of 1 to 10;

바람직하기로, 상기 α-, β- 또는 γ-사이클로덱스트린 또는 사이클로덱스트린의 글루코스 6번 탄소의 히드록실기가 NH2, N3 또는 아미노산으로 치환된 사이클로덱스트린 유도체는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.Preferably, the cyclodextrin derivative in which the hydroxyl group of the glucose 6-carbon of?,? - or? -Cyclodextrin or cyclodextrin is replaced by NH 2 , N 3 or amino acid is a compound represented by the following formula .

[화학식 2](2)

Figure 112014115304980-pat00010
Figure 112014115304980-pat00010

상기 식에서, In this formula,

R은 OH, NH2, N3 또는 아미노산이며;R is OH, NH 2, N 3, or amino acid;

n은 1 내지 3의 정수이다.
n is an integer of 1 to 3;

본 발명에서, 상기 단계 1)의 반응은 디이소프로필카보디이미드(diisopropylcarbodiimide, DIC)를 사용하여 수행될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 DIC를 사용하는 카보디이미드 커플링 방법으로 상기 단계 1)의 단일 단계 반응을 통해 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체를 제조할 수 있다. 이전에 티오닐 클로라이드 또는 옥살일 클로라이드를 사용한 화학식 1로 표시되는 화합물의 커플링 반응이 알려져 있지만, 이는 화학식 2로 표시되는 화합물, 즉 사이클로덱스트린 또는 이의 유도체와 화학식 1로 표시되는 화합물의 커플링 반응시 상당한 부반응이 발생하는 단점이 있다. 본 발명에서는, 바람직하기로 DIC를 사용하는 카보디이미드 커플링 방법을 사용함으로써 높은 수율로 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체를 제조할 수 있다.
In the present invention, the reaction of step 1) may be carried out using diisopropylcarbodiimide (DIC). That is, in the present invention, a cyclodextrin derivative having pH-responsiveness can be prepared through a single step reaction of the step 1) by a carbodiimide coupling method using DIC. Although the coupling reaction of the compound represented by the formula (1) using thionyl chloride or oxalyl chloride has been previously known, the coupling reaction of the compound represented by the formula (2), that is, the cyclodextrin or its derivative and the compound represented by the formula There is a disadvantage that significant side reaction occurs. In the present invention, it is preferable to use a carbodiimide coupling method using DIC to prepare a cyclodextrin derivative having a pH response at a high yield.

본 발명에서, 상기 단계 1)의 반응은 촉매로서 4-디메틸아미노피리딘(4-dimethylaminopyridine, DMAP) 및 p-톨루엔설폰산(p-toluenesulphonic acid, PTSA)의 존재 하에 수행될 수 있다. 바람직하기로, 상기 DMAP와 PTSA는 촉매로서 함께 사용될 수 있다. DMAP와 PTSA를 모두 촉매로서 첨가할 경우, 극성 용매 중의 N-아실우레아를 포함하는 부생성물의 형성 없이 에스테르 형성을 촉진할 수 있다.
In the present invention, the reaction of step 1) may be carried out in the presence of 4-dimethylaminopyridine (DMAP) and p-toluenesulphonic acid (PTSA) as a catalyst. Preferably, the DMAP and PTSA can be used together as a catalyst. When both DMAP and PTSA are added as a catalyst, ester formation can be promoted without formation of by-products containing N -acylurea in a polar solvent.

본 발명에서, 상기 단계 1)의 반응용매는 디메틸포름아미드(DMF), 피리딘 및 메틸렌 클로라이드(MC)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
In the present invention, the reaction solvent in step 1) may be at least one selected from the group consisting of dimethylformamide (DMF), pyridine and methylene chloride (MC).

본 발명에서, 상기 단계 1)의 반응온도는 바람직하기로 10 내지 50℃, 더욱 바람직하기로 15 내지 30℃, 가장 바람직하기로 25℃일 수 있다. 만일 상기 반응온도가 10℃보다 낮으면 미반응물이 존재하여 생성물의 수율이 낮아지는 단점이 있고, 50℃보다 높으면 부반응이 존재하게 되어 수득률이 낮아지는 단점이 있다.
In the present invention, the reaction temperature of step 1) may preferably be 10 to 50 占 폚, more preferably 15 to 30 占 폚, and most preferably 25 占 폚. If the reaction temperature is lower than 10 ° C, unreacted materials are present and the yield of the product is lowered. If the reaction temperature is higher than 50 ° C, there is a disadvantage in that a side reaction is present and the yield is lowered.

본 발명에서, 상기 단계 1)의 반응시간은 바람직하기로 6 내지 24시간, 더욱 바람직하기로 8 내지 14시간, 가장 바람직하기로 12시간일 수 있다. 만일 상기 반응시간이 6시간보다 짧으면 미반응물이 존재하여 생성물의 수율이 낮아지는 단점이 있고, 24시간보다 길면 부반응이 존재하여 수득률이 낮아지는 단점이 있다.
In the present invention, the reaction time of the step 1) may be preferably 6 to 24 hours, more preferably 8 to 14 hours, and most preferably 12 hours. If the reaction time is shorter than 6 hours, there is a disadvantage in that the yield of the product is lowered due to the presence of unreacted materials. If the reaction time is longer than 24 hours, there is a disadvantage in that the yield is lowered due to side reactions.

또한, 본 발명은 다른 하나의 바람직한 양태로서 하기 단계를 포함하는 상기 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체의 제조방법을 제공한다.According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a process for preparing a cyclodextrin derivative having the above pH responsiveness, comprising the steps of:

하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 프로프-2-인-1-올과 반응시켜 하기 화학식 1a로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 a);Reacting a compound represented by the formula (1) with prop-2-yn-1-ol to prepare a compound represented by the formula (1a);

하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 1a로 표시되는 화합물을 반응시키는 단계(단계 1-1):Reacting a compound represented by the formula (2) and a compound represented by the formula (1a) (step 1-1):

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014115304980-pat00011
Figure 112014115304980-pat00011

[화학식 1a][Formula 1a]

Figure 112014115304980-pat00012
Figure 112014115304980-pat00012

[화학식 2](2)

Figure 112014115304980-pat00013
Figure 112014115304980-pat00013

상기 식에서, In this formula,

R'는 수소 또는 C1 -6 알킬이며;R 'is hydrogen or C 1 -6 alkyl;

m은 1 내지 10의 정수이고;m is an integer from 1 to 10;

R은 OH, 또는 N3이며;R is OH, or N < 3 & gt ;;

n은 1 내지 3의 정수이다.
n is an integer of 1 to 3;

본 발명에서, 상기 단계 a)는 EDC(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide) 및 DMAP(4-dimethylaminopyridine)의 존재 하에 수행될 수 있다.
In the present invention, the step a) may be carried out in the presence of EDC (1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide) and DMAP (4-dimethylaminopyridine).

본 발명에서, 상기 단계 a)의 반응용매는 테트라하이드로퓨란(THF) 등일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
In the present invention, the reaction solvent in step a) may be tetrahydrofuran (THF) or the like, but is not limited thereto.

본 발명에서, 상기 단계 1-1)은 CuI 및 DIPEA(N,N-diisopropylethylamine)의 존재 하에 수행될 수 있다.
In the present invention, the step 1-1) may be carried out in the presence of CuI and N, N-diisopropylethylamine (DIPEA).

본 발명에서, 상기 단계 1-1)의 반응용매는 디메틸포름아미드(DMF) 등일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
In the present invention, the reaction solvent in step 1-1) may be dimethylformamide (DMF) or the like, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 상기 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체에 아민기를 포함하는 약물이 결합되어 형성되는 결합체를 제공한다.
Also, the present invention provides a conjugate wherein a cyclodextrin derivative having a pH-responsive property is coupled with a drug including an amine group.

본 발명에서, 상기 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체와 아민기를 포함하는 약물 간의 결합은 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체의 말레산 무수물 부분이 알칼리성 조건 하에서 아민과 개환 반응을 통해 결합됨으로써 형성될 수 있다.
In the present invention, the coupling between the cyclodextrin derivative having a pH-responsive property and a drug comprising an amine group can be formed by binding a maleic anhydride moiety of a cyclodextrin derivative having pH-responsiveness through an open ring reaction with an amine under alkaline conditions have.

본 발명에서, 상기 아민기를 포함하는 약물은 바람직하기로 일차 아민기(primary amine group)를 포함하는 약물일 수 있다. 구체적으로, 상기 아민기를 포함하는 약물은 부틸아민(butylamine) 등의 알킬아민계 약물; 세프라딘(cephradine), 세파드록실(cefadroxyl), 세팔로글리신(cephaloglycin), 세파피린(cephapirin), 세프록사딘(Cefroxadine), 세파클로어(Cefaclor), 세푸록심(Cefuroxime), 세푸조남(Cefuzonam), 세포테탄(Cefotetan), 세폭시틴(Cefoxitin), 카바세펨(Carbacephem), 세포티암(Cefotiam), 세프카펜(Cefcapene), 세프달록심(Cefdaloxime), 세프디니르(Cefdinir), 세프디토렌(Cefditoren), 세페타메트(Cefetamet), 세픽심(Cefixime), 세프메녹심(Cefmenoxime), 세포디짐(Cefodizime), 세포탁심(Cefotaxime), 세포벡신(Cefovecin), 세프포독심(Cefpodoxime), 세프테람(Cefteram), 세프티부텐(Ceftibuten), 세프티오푸르(Ceftiofur), 세프티오렌(Ceftiolene), 세프티족심(Ceftizoxime), 세프트리악손(Ceftriaxone), 세프클리딘(Cefclidine), 세페핌(Cefepime), 세플루프레남(Cefluprenam), 세포셀리스(Cefoselis), 세포조프란(Cefozopran), 세프피롬(Cefpirome), 세프퀴놈(Cefquinome), 세프토비프롤(Ceftobiprole) 및 세프마티렌(Cefmatilen) 등의 세팔로스포린(cephalosporin) 계 약물; 독소루비신 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
In the present invention, the drug containing the amine group may be a drug including a primary amine group. Specifically, the drug containing the amine group may be an alkylamine-based drug such as butylamine; (Cefuroxime), cephodrine, cefadroxyl, cephaloglycin, cephapirin, cefroxadine, cefaclor, cefuroxime, Cefdinir, Cefotin, Cefoton, Cefuzonam, Cefotetan, Cefoxitin, Carbacephem, Cefotiam, Cefcapene, Cefdaloxime, Cefdinir, Cefditoren, Cefetamet, Cefixime, Cefmenoxime, Cefodizime, Cefotaxime, Cefovecin, Cefpodoxime, , Cefteram, Ceftibuten, Ceftiofur, Ceftiolene, Ceftizoxime, Ceftriaxone, Cefclidine, and the like. It is also known that Ceflestone, Cefloprenam, Cefoselis, Cefozopran, Cefpirome, Cefquinome, Take the (Ceftobiprole) and cephalosporins (cephalosporin) based drugs, such as chef Marty alkylene (Cefmatilen); Doxorubicin, or a mixture thereof.

본 발명에서, 상기 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체와 아민기를 포함하는 약물의 몰비는 1:1 내지 8일 수 있다.
In the present invention, the molar ratio of the cyclodextrin derivative having a pH-responsive property to the drug comprising an amine group may be 1: 1 to 8.

본 발명에서, 상기 결합체는 산성 조건 하에서 상기 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체와 아민기를 포함하는 약물 간의 결합이 분해되는 것을 특징으로 한다. 상기 산성 조건은 상기한 바와 같이 pH 6.5 이하, 구체적으로 pH 5 내지 6.5의 약산성 조건일 수 있다.
In the present invention, the conjugate is characterized in that the bond between the cyclodextrin derivative having the pH-responsive property and the drug comprising an amine group is decomposed under acidic conditions. As described above, the acidic condition may be a weak acidic condition of pH 6.5 or less, specifically, a pH of 5 to 6.5.

도 1은 본 발명의 결합체의 pH 응답성 약물 결합 및 분해의 개략적인 개념도를 나타낸다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 shows a schematic diagram of pH-responsive drug binding and degradation of the conjugates of the present invention.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 결합체는 일반적인 생리학적인 pH 조건인 pH 7.4에서는 안정하게 약물이 결합되어 있으나, pH 값이 낮아지면 약물의 분해가 일어나게 된다. 따라서, 본 발명의 결합체는 산성 조건 하에서 약물을 방출하기 위한 표적 특이적인 약물 전달체로서 사용이 가능하다.
As shown in FIG. 1, the conjugate of the present invention has stable drug binding at pH 7.4, which is a general physiological pH condition, but when the pH value is lowered, the drug is decomposed. Thus, the conjugate of the present invention can be used as a target specific drug delivery vehicle for releasing a drug under acidic conditions.

구체적으로, 도 2는 약물로서 세프라딘을 사용한 경우의 본 발명의 결합체의 pH 응답성 약물 결합 및 분해의 개략적인 개념도를 나타낸다.
Specifically, FIG. 2 shows a schematic conceptual diagram of pH-responsive drug binding and degradation of the conjugate of the present invention when seprradine is used as the drug.

도 2를 통해, 약한 산성의 염증성 조직에 대해 표적화되는 약물로서 세팔로스포린 항생제인 세프라딘을 메두사(medusa)와 같은 pH 응답성 β-CD 유도체에 결합시킬 수 있으며, 약한 산성의 pH 값에서 세프라딘이 분해되어 원하는 표적 부위인 염증성 조직에서 약물인 세프라딘을 특이적으로 방출시킬 수 있음을 알 수 있다.
2, it is possible to bind cephalosin, a cephalosporin antibiotic, as a drug targeted for weakly acidic inflammatory tissues, to a pH-responsive? -CD derivative such as medusa, and at pH values of weak acid It can be seen that cepladin is degraded to specifically release the drug, cephradine, in the inflammatory tissue of the desired target site.

본 발명에서, 상기 결합체는 상기와 같은 pH 응답성으로 인하여 세포 내 약물 전달에 있어서 초기 엔도좀의 pH에서의 급속한 응답을 위한 다기능적인 약물 전달 시스템으로서 사용이 가능할 뿐만 아니라 특정 pH, 즉 약한 산성의 pH 환경을 갖는 암, 염증성 조직 또는 농양(abscess)을 표적하기 위한 다기능적인 약물 전달 시스템으로서 사용이 가능하다.
In the present invention, due to the above-mentioned pH response, the conjugate can be used as a multifunctional drug delivery system for rapid response at pH of the initial endosome in intracellular drug delivery, as well as a specific pH, It can be used as a multifunctional drug delivery system for targeting cancer, inflammatory tissue or abscesses with a pH environment.

본 발명에서 사용하는 pH 응답성 스마트 물질을 위한 화학적 부분으로서, 말레산 아미드 유도체는 특정 pH 범위에서 급속한 분해성을 갖는다. 극도의 pH 조건에서만 분해될 수 있는 다른 아미드와 달리, 말레산 아미드 유도체는 생리학적으로 허용가능한 pH 범위 내에서 분해될 수 있다. 응답성 pH 범위 및 분해 속도는 시스-이중 결합 상의 알킬 치환기를 변화시켜 미세하게 조정할 수 있다. 또한, 말레산 아미드 유도체는 약한 알칼리성 조건 하에서 아민과 상응하는 말레산 무수물 유도체 간의 단일 단계 개환 반응(ring opening reaction)을 통해 합성할 수 있다. 온화한 조건 하에서 말레산 아미드 유도체를 용이하게 합성할 수 있다는 점은 약물의 결합 또는 전달체 백본(backbone)의 가교에 있어서 상당히 복합한 합성 단계를 요구하는 다른 pH 응답성 연결(linkage)을 뛰어넘는 장점이다.
As a chemical moiety for the pH responsive smart material used in the present invention, maleic acid amide derivatives have rapid degradability at certain pH ranges. Unlike other amides which can be decomposed only under extreme pH conditions, maleic acid amide derivatives can be resolved within a physiologically acceptable pH range. The responsive pH range and rate of degradation can be finely tuned by changing the alkyl substituent on the cis-double bond. In addition, the maleic acid amide derivative can be synthesized through a single ring opening reaction between the amine and the corresponding maleic anhydride derivative under weakly alkaline conditions. The ability to readily synthesize maleic acid amide derivatives under mild conditions has the advantage over other pH-responsive linkages that require a fairly complex synthesis step in the binding of the drug or the backbone of the carrier backbone .

본 발명의 일 실시예에서는 알킬 치환기가 상이한 2개의 말레산 무수물 유도체로서 1-메틸-2-(2'-카복시에틸) 말레산 무수물 (MCM) 또는 카복실레이트 디메틸 말레산 무수물 (CDM)에 기초하여 약물 전달체로 사용 가능한 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체를 합성하였다. MCM에 기초하여 얻은 산 아미드 유도체는 일반적인 생리학적인 pH 7.4에서 안정하나 pH 5.5에서 급속하게 분해가능하기 때문에, MCM 유도체가 약한 산성 환경을 표적하는 약물과 결합시키기 위한 가장 우수한 후보 물질 중의 하나일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 아민-기초의 약물 또는 가교제와의 용이한 결합을 위한 표면 상의 MCM 잔기를 갖는 약물 전달체를 설계하였다.
In one embodiment of the present invention, two maleic anhydride derivatives wherein the alkyl substituent is different are based on 1-methyl-2- (2'-carboxyethyl) maleic anhydride (MCM) or carboxylate dimethyl maleic anhydride Cyclodextrin derivatives with pH - responsive properties for use as drug delivery systems were synthesized. Since the acid amide derivatives obtained on the basis of MCM are stable at normal physiological pH 7.4 but rapidly degradable at pH 5.5, MCM derivatives may be one of the best candidate substances for binding with drugs targeting weak acidic environments . In one embodiment of the present invention, a drug delivery vehicle having an MCM moiety on its surface for easy coupling with an amine-based drug or cross-linker has been designed.

상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 약물 전달체의 백본으로서 7개의 글루코스 분자를 갖는 환형 올리고당인 β-사이클로덱스트린(β-CD)을 선택하였다. β-CD는 높은 생체 적합성을 갖는다. 또한, 7개의 일차 히드록실기 및 14개의 이차 히드록실기로 인하여 β-CD 백본 내로 다수의 작용기를 용이하게 도입시킬 수 있다. 메두사 형태의 구조는 7개의 일차 히드록실기와의 반응을 통해 합성될 수 있다. β-CD의 위치선택적인 작용기화는 결합되는 작용기 부분의 균일한 화학적 특성을 달성할 수 있게 한다.
As described above, in one embodiment of the present invention, β-cyclodextrin (β-CD), which is a cyclic oligosaccharide having seven glucose molecules, was selected as the backbone of the drug delivery system. β-CD has high biocompatibility. In addition, a large number of functional groups can be easily introduced into the? -CD backbone due to the seven primary hydroxyl groups and the fourteen secondary hydroxyl groups. The structure of the medusa form can be synthesized by reaction with seven primary hydroxyl groups. The position-selective functionalization of? -CD makes it possible to achieve uniform chemical properties of the functional moiety to which it is attached.

또한, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 결합체의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a process for producing a combination comprising the steps of:

상기 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체 및 아민기를 포함하는 약물을 반응시키는 단계(단계 2).
Reacting the drug comprising the cyclodextrin derivative and the amine group having the pH responsiveness (Step 2).

본 발명에서, 상기 단계 2)에서 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체와 아민기를 포함하는 약물의 반응 몰비는 1:1 내지 8일 수 있다.
In the present invention, the reaction molar ratio of the cyclodextrin derivative having pH responsiveness to the drug containing an amine group in the step 2) may be 1: 1 to 8.

본 발명에서, 상기 단계 2)의 반응은 유기염기로서 트리에틸아민, 디에틸아민 및 디이소프로필에틸아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용하여 수행될 수 있다.
In the present invention, the reaction of step 2) may be carried out using at least one selected from the group consisting of triethylamine, diethylamine and diisopropylethylamine as organic bases.

또한, 본 발명은 상기 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체에 아민기를 포함하는 약물이 결합되어 형성되는 결합체를 포함하는 pH 응답성 약물전달용 조성물을 제공한다.
Also, the present invention provides a pH-responsive drug delivery composition comprising a complex in which a cyclodextrin derivative having a pH-responsive property is coupled with a drug including an amine group.

본 발명에서, 상기 pH 응답성 약물전달용 조성물은 산성 조건 하에서 약물을 방출하는 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 상기 pH 응답성 약물전달용 조성물은 pH 6.5 이하, 구체적으로 pH 5 내지 6.5의 약산성 조건에서 약물을 방출할 수 있다.
In the present invention, the pH-responsive drug delivery composition is characterized by releasing the drug under acidic conditions. Specifically, the pH-responsive drug delivery composition is capable of releasing the drug under weakly acidic conditions of pH 6.5 or less, specifically pH 5 to 6.5.

또한, 본 발명은 상기 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체에 아민기를 포함하는 약물이 결합되어 형성되는 결합체에, 게스트 물질로서 추가의 약물 또는 리간드가 호스트-게스트 포접에 의하여 내포되어 있는 포접 복합체를 제공한다.
The present invention also provides an inclusion complex in which a drug containing an amine group is bound to a cyclodextrin derivative having a pH-responsive property and an additional drug or ligand as a guest substance is contained by host-guest inclusion do.

본 발명에서, 게스트 물질로 사용되는 추가의 약물 또는 리간드는 소수성 분자로서 사이클로덱스트린 내부에 비공유 상호 작용에 의해 포접될 수 있는 물질이며, 그 종류는 제한되지 않는다.
In the present invention, the additional drug or ligand used as the guest material is a hydrophobic molecule which can be embedded in the cyclodextrin by noncovalent interaction, and the kind thereof is not limited.

본 발명에서, 상기 게스트 물질은 표적화 리간드(targeting ligand), 세포 투과성 부분(cell penetrating moiety), 고분자 및 나노입자로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 아다만탄(adamantane) 잔기를 포함하는 물질일 수 있다.
In the present invention, the guest material may be at least one selected from the group consisting of a targeting ligand, a cell penetrating moiety, a polymer and a nanoparticle, but is not limited thereto. Preferably, it may be a material comprising an adamantane moiety.

본 발명에서, 상기 포접 복합체는 상기 결합체에 결합되어 있는 약물이 제공할 수 있는 기능성 이외에 포접에 의해 내포되는 물질이 제공할 수 있는 기능성을 추가로 발휘할 수 있어 다기능성을 갖는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the inclusion complex may further exhibit functionality that can be provided by a substance encapsulated by the inclusion, in addition to the functionality that can be provided by the drug bound to the combination, and thus is multifunctional.

본 발명에서, 상기 아다만탄 잔기를 포함하는 물질은 상기한 바와 같이 소수성 소분자인 아다만탄이 사이클로덱스트린의 토로이드(toroid) 형태의 내부와 강하게 비공유 상호작용을 할 수 있기 때문에, 호스트-게스트 포접에 의하여 상기 결합체의 사이클로덱스트린 부분의 내부 공간에 내포될 수 있다.
In the present invention, since the material containing the adamantane residue can strongly non-covalently interact with the inside of the toroidal form of the hydrophobic small molecule adamantane cyclodextrin as described above, the host-guest Can be contained in the internal space of the cyclodextrin portion of the conjugate by inclusion.

다시 말해, β-CD의 토로이드(toroid) 형태의 내부는 비공유 상호작용을 통해 아다만탄(adamantane)과 같은 소수성 소분자와 강하게 상호작용할 수 있기 때문에, 호스트-게스트 포접에 의하여 표적화 리간드 또는 세포 투과성 부분(cell penetrating moiety)과 같은 부가적인 기능성(functionality)의 도입을 위하여 사용될 수 있다. 아다만탄 부분을 갖는 고분자 또는 나노입자는 호스트-게스트 상호작용에 의해 β-CD 유도체로 용이하게 개질될 수 있다.
In other words, since the interior of the toroidal form of β-CD can strongly interact with hydrophobic small molecules such as adamantane through non-covalent interactions, the target ligand or cell permeability May be used for the introduction of additional functionality such as cell penetrating moieties. Polymers or nanoparticles having an adamantane moiety can be easily modified to a -CD derivatives by host-guest interaction.

4개의 연결된 사이클로헥산 고리로 이루어진 사이클로알칸인 아다만탄은 β-CD의 가장 대표적인 게스트 분자이다. 따라서, 본 발명에서는 기능기 부분에 아다만탄 잔기를 속박시키고 β-CD-MCM과 단순히 혼합시킴으로써 β-CD-MCM 내로 표적 리간드 또는 세포 투과 펩티드와 같은 기능기 부분을 도입할 수 있다.
The adamantane, a cycloalkane consisting of four linked cyclohexane rings, is the most representative guest molecule of β-CD. Thus, in the present invention, functional moieties such as a target ligand or a cytotoxic peptide can be introduced into? -CD-MCM by binding the adamantane moiety to the functional moiety and simply mixing with? -CD-MCM.

즉, 본 발명의 메두사 형태의 pH 응답성 β-CD 유도체는 온화한 알칼리 조건에서 단순한 교반에 의해 pH 응답성 MCM 링커를 통해 약물 분자와 결합할 수 있으며 아다만탄 잔기를 갖는 다른 작용기 부분이 β-CD의 공동 내로 비공유적으로 도입될 수 있다. 또한, 고분자 또는 나노입자와 같은 다른 약물 전달체의 표면이 pH 응답성 메두사 형태의 β-CD 유도체로 비공유적으로 개질될 수 있다. 결과적으로 얻은 전달체는 약한 산성 조건 하에서 결합된 약물을 급속하게 방출시킬 수 있다.
That is, the pH-responsive [beta] -CD derivatives of the present invention of the present invention can bind to drug molecules via pH-responsive MCM linkers by simple agitation under mild alkaline conditions, and other functional moieties having an adamantane moiety are bonded to the [beta] Lt; RTI ID = 0.0 > CD. ≪ / RTI > In addition, the surface of other drug delivery vehicles, such as polymers or nanoparticles, can be non-covalently modified with a? -CD derivative in the form of a pH-responsive medusa. The resulting carrier can rapidly release the bound drug under mildly acidic conditions.

본 발명의 일 실시예에서는 FITC-표지된 아다만탄 유도체를 합성하여 FCS로 포접 복합체를 추적하여 상기와 같이 본 발명의 β-CD-MCM가 포접 복합체를 형성할 수 있음을 확인하였다(도 7). 도 7을 통해, β-CD-MCM-CP 및 FITC-hex-ADM 간의 결합 상수가 1.49×104 M-1인 것으로 계산되었다. 일반적으로, β-CD와 아다만탄의 결합 상수 K가 1×104 M-1 내지 10×104 M-1이므로, 상기 결과를 통해 β-CD-MCM-CP와 아다만탄 유도체 간의 상호작용이 일반적인 β-CD와 아다만탄 호스트-게스트 상호작용과 유사하다는 것을 알 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the FITC-labeled adamantane derivative was synthesized and the inclusion complex was traced with FCS to confirm that the β-CD-MCM of the present invention can form an inclusion complex as described above (FIG. 7 ). 7, the binding constant between? -CD-MCM-CP and FITC-hex-ADM was calculated to be 1.49 × 10 4 M -1 . In general, since the binding constant K of β-CD and adamantane is 1 × 10 4 M -1 to 10 × 10 4 M -1 , the results show that the interaction between β-CD-MCM-CP and adamantane derivatives Lt; RTI ID = 0.0 > β-CD < / RTI > and adamantane host-guest interaction.

본 발명의 일 실시예에서는 β-CD-MCM-CP와 아다만탄 유도체 간의 호스트-게스트 포접은 추가로 ROESY 스펙트럼을 통해 확인하였다(도 8). β-CD-MCM-CP/FITC-hex-ADM의 강한 교차피크는 β-CD/FITC-hex-ADM와 비슷하였다. 일차 히드록실기에 직면해 있는 6개의 MCM 분자의 메두사 형태의 결합은 상기 포접으로 인해 유의적으로 영향을 받지 않았다. 이러한 결과에 기초하여, 임의의 작용기 부분이 약물 결합 이후에 포접 복합체의 형성으로 β-CD-MCM 내로 도입될 수 있음을 알 수 있었다.
In one embodiment of the present invention, the host-guest fold between β-CD-MCM-CP and adamantane derivatives was further confirmed by ROESY spectra (FIG. 8). The strong cross peak of β-CD-MCM-CP / FITC-hex-ADM was similar to β-CD / FITC-hex-ADM. The binding of the six MCM molecules confronting the primary hydroxyl group in the medusa form was not significantly affected by the inclusion. Based on these results, it was found that any functional moiety could be introduced into the beta -CD-MCM after formation of the inclusion complex after drug binding.

본 발명은 사이클로덱스트린 또는 이의 유도체와 말레산 무수물 유도체의 공유 결합에 의해 형성된 새로운 구조의 사이클로덱스트린 유도체로서, 사이클로덱스트린의 일차 히드록실기 또는 사이클로덱스트린 유도체의 NH2, N3 또는 아미노산과 같은 말단 작용기에 말레산 무수물 유도체 잔기가 결합되어 형성되는 pH 응답성 사이클로덱스트린 유도체를 제공할 수 있으며, 상기 pH 응답성 사이클로덱스트린 유도체는 MCM 잔기가 일반적인 생리학적인 pH 조건에서는 아민기를 갖는 약물과 결합하나, 산성의 pH 조건인 pH 6.5 이하, 구체적으로 pH 5 내지 6.5의 약산성 조건에서 아민기를 갖는 약물과의 결합이 끊어지는 특성을 가지므로 pH 응답성 약물 전달체로서 사용할 수 있다.
The present invention relates to novel structured cyclodextrin derivatives formed by the covalent bonding of cyclodextrin or derivatives thereof and maleic anhydride derivatives, wherein a terminal hydroxyl group such as NH 2 , N 3 or amino acid of the primary hydroxyl group or cyclodextrin derivative of cyclodextrin Wherein the pH-responsive cyclodextrin derivative is combined with a drug having an amine group at a physiological pH at an ordinary pH, but the pH-responsive cyclodextrin derivative may be an acidic can be used as a pH-responsive drug delivery system because the drug has a property of breaking the bond with a drug having an amine group at a pH of 6.5 or less, specifically, a pH of 5 to 6.5 under a weak acidic condition.

도 1은 본 발명의 결합체의 pH 응답성 약물 결합 및 분해의 개략적인 개념도를 나타낸다.
도 2는 약물로서 세프라딘을 사용한 경우의 본 발명의 결합체의 pH 응답성 약물 결합 및 분해의 개략적인 개념도를 나타낸다.
도 3은 β-CD-MCM의 1H NMR 스펙트럼(a) 및 MALDI-TOF(b) 분석 결과를 나타낸다.
도 4는 1H NMR로 측정한 산성 pH에서 β-CD-MCM-BA로부터 BA의 방출을 확인한 결과를 나타낸다.
도 5는 HPLC로 측정한 pH 5.5(○) 및 pH 7.4(□)에서의 β-CD-MCM-CP로부터 CP의 pH 응답성 방출을 나타낸 그래프이다.
도 6은 β-CD-MCM-CP로부터 방출된 CP를 확인하기 위한 1H NMR 스펙트럼(a) 및 방출된 CP의 ESI 질량 스펙트럼(b)을 나타낸다.
도 7은 β-CD-MCM-CP와 FITC-hex-ADM 간의 복합체 형성을 확인하기 위하여 FCS로 측정한 평균 확산 시간의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 β-CD와 FITC-hex-ADM(a), 및 β-CD-MCM-CP와 FITC-hex-ADM(b) 간의 결합체의 NMR 2D ROESY 스펙트럼을 나타낸다.
도 9는 β-CD(□), β-CD-MCM(◇), β-CD-MCM-CP(○), CP(△), 및 PEI(■)의 NIH3T3 세포에 대한 세포독성 조사 결과를 나타낸다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 shows a schematic diagram of pH-responsive drug binding and degradation of the conjugates of the present invention.
2 shows a schematic conceptual diagram of pH-responsive drug binding and degradation of the conjugate of the present invention when cepradine is used as the drug.
3 shows the results of 1 H NMR spectra (a) and MALDI-TOF (b) analysis of? -CD-MCM.
FIG. 4 shows the results of confirming the release of BA from? -CD-MCM-BA at an acidic pH as measured by 1 H NMR.
5 is a graph showing the pH-responsive release of CP from? -CD-MCM-CP at pH 5.5 (?) And pH 7.4 (?) As measured by HPLC.
Figure 6 shows the 1 H NMR spectrum (a) and the ESI mass spectrum (b) of the released CP to identify CP released from? -CD-MCM-CP.
FIG. 7 is a graph showing a change in average diffusion time measured by FCS to confirm formation of a complex between? -CD-MCM-CP and FITC-hex-ADM.
Figure 8 shows NMR 2D ROESY spectra of the conjugates between? -CD and FITC-hex-ADM (a) and between? -CD-MCM-CP and FITC-hex-ADM (b).
FIG. 9 shows the cytotoxicity results of NIH3T3 cells of β-CD (), β-CD-MCM (), β-CD-MCM-CP (), CP (), and PEI .

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These embodiments are only for describing the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

실시예Example 1: β- 1: β- 사이클로덱스트린과Cyclodextrin and 1- One- 메틸methyl -2-(2'--2- (2'- 카복시에틸Carboxyethyl ) ) 말레산Maleic acid 무수물의 결합체(β- The anhydride bond (? CDCD -- MCMMCM )의 합성) Synthesis of

재료material

세프라딘(cephradine, CP)은 한화제약(Han Hwa Pharm. Co., ltd., South Korea)으로부터 입수하였다. β-사이클로덱스트린(β-CD), 6-아미노헥사노산, 디- -부틸 디카보네이트((Boc)2O), n-부틸아민(BA), 트리에틸아민(TEA), 디이소프로필에틸아민(DIPEA), 디이소프로필카보디이미드(DIC), 4-디메틸아미노피리딘(DMAP), p-톨루엔설폰산(PTSA), 트리플루오로아세트산(TFA), 소듐 하이드라이드(NaH) (미네랄 오일 중 60%), N,N, N' , N'-테트라메틸-O-(1H-벤조트리아졸-1-일)우로늄 헥사플루오로포스페이트(HBTU), 플루오레세인 이소티오시아네이트(FITC) 이성체 I, 및 디메틸설폭사이드 (DMSO)는 시그마-알드리치(USA) 사로부터 구입하였다. 트리에틸-2-포스포노프로피오네이트, 디메틸-2-옥소글루타레이트, 및 1-아다만타아민 하이드로클로라이드는 TCI (Japan)로부터 구입하였다. 염화암모늄(NH4Cl), 황산마그네슘(MgSO4), 수산화칼륨(KOH), 염화나트륨(NaCl), 수산화나트륨(NaOH), 탄산수소나트륨(NaHCO3), 테트라하이드로퓨란(THF), 디메틸포름아미드(DMF), 헥산, 에틸 아세테이트(EA), 메탄올(MeOH), 에탄올, 디클로로메탄(DCM), 염산(HCl), 아세토니트릴(ACN) 및 피리딘은 대정시약(Daejung, South Korea)으로부터 구입하였다. 무수 TEA, THF, 및 DMF는 시약 등급 물질의 증류를 통해 얻었다. 다른 시약들은 추가 정제 없이 사용하였다.
Cephradine (CP) was obtained from Han Hwa Pharm. Co., ltd., South Korea. β- cyclodextrin (β-CD), 6- amino hexanoic acid, di-bit-butyl dicarbonate ((Boc) 2O), n-butylamine (BA), triethylamine (TEA), diisopropylethylamine (DIPEA), diisopropylcarbodiimide (DIC), 4-dimethylaminopyridine (DMAP), p -toluenesulfonic acid (PTSA), trifluoroacetic acid (TFA), sodium hydride (HBTU), fluorene isothiocyanate (HBTU), and N, N ' , N' , N' -tetramethyl- O- (1 H -benzotriazol-1-yl) uronium hexafluorophosphate FITC) isomer I, and dimethylsulfoxide (DMSO) were purchased from Sigma-Aldrich (USA). Triethyl-2-phosphonopropionate, dimethyl-2-oxoglutarate, and 1-adamantanamine hydrochloride were purchased from TCI (Japan). Ammonium chloride (NH 4 Cl), magnesium sulfate (MgSO4), potassium hydroxide (KOH), sodium chloride (NaCl), sodium hydroxide (NaOH), sodium bicarbonate (NaHCO 3), tetrahydrofuran (THF), dimethylformamide ( (DMF), hexane, ethyl acetate (EA), methanol (MeOH), ethanol, dichloromethane (DCM), hydrochloric acid (HCl), acetonitrile (ACN) and pyridine were purchased from Daejung, South Korea. Anhydrous TEA, THF, and DMF were obtained via distillation of reagent grade material. Other reagents were used without further purification.

단계 1: 1-Step 1: 1- 메틸methyl -2-(2'--2- (2'- 카복시에틸Carboxyethyl ) ) 말레산Maleic acid 무수물( anhydride( MCMMCM , 화합물 2)의 합성, Compound 2)

하기 반응식에 따라 1-메틸-2-(2'-카복시에틸) 말레산 무수물(MCM, 화합물 2)을 합성하였다.1-methyl-2- (2'-carboxyethyl) maleic anhydride (MCM, Compound 2) was synthesized according to the following reaction formula.

Figure 112014115304980-pat00014

Figure 112014115304980-pat00014

화합물 1의 합성Synthesis of Compound 1

이전에 보고된 방법에 따라 화합물 1을 합성하였다(Naganawa A et al., Tetrahedron, 1994, 50, 8969-8982). 간략히 설명하면, 하기와 같은 과정에 따라 화합물 1을 합성하였다.Compound 1 was synthesized according to the previously reported method (Naganawa A et al., Tetrahedron, 1994, 50, 8969-8982). Briefly, Compound 1 was synthesized according to the following procedure.

먼저, NaH (0.37 g, 9.2 mmol)를 무수 THF (30 mL) 중의 트리에틸-2-포스포노프로피오네이트(1.64 g, 6.89 mmol)의 용액에 질소 대기 하에 0℃에서 서서히 첨가하였다. 수소 기체의 방출이 멈춘 이후에, 디메틸-2-옥소글루타레이트 (1.00 g, 5.74 mmol)를 상기 용액에 첨가하였다. 상기 반응 혼합물을 0℃로 온도를 유지하면서 더 교반하였다. 반응의 완료를 TLC로 확인한 후에, 포화 NH4Cl 수용액을 적가하였다. THF를 회전 증발에 의하여 제거한 후, 생성된 고체와 물의 혼합물을 EA로 수회 추출하였다. 유기 상을 화합하고, 탈이온수(DIW) 및 식염수로 세척한 후, MgSO4 상에서 건조시킨 다음, 회절 증발로 농축시켰다. 잔여물을 EA/헥산으로 용리시켜 실리카 겔 크로마토그래피로 정제함으로써 무색 오일로서 화합물 1을 얻었다(수율 91%). 1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ 1.25-1.30 (3H, t, CH 3 CH2O), 1.98 (3H, s, CH 3C), 2.46-2.49 (2H, m, CCH 2CH2), 2.62-2.65 (2H, m, CH2CH 2CO), 3.66 (3H, s, CO2CH 3), 3.73 (3H, s, CH 3O2CC), 4.16-4.22 (2H, q, CH3CH 2O).
First, NaH (0.37 g, 9.2 mmol) was slowly added to a solution of triethyl-2-phosphonopropionate (1.64 g, 6.89 mmol) in anhydrous THF (30 mL) at 0 <0> C under a nitrogen atmosphere. After the release of hydrogen gas ceased, dimethyl-2-oxoglutarate (1.00 g, 5.74 mmol) was added to the solution. The reaction mixture was further stirred while maintaining the temperature at 0 &lt; 0 &gt; C. After completion of the reaction was confirmed by TLC, a saturated aqueous NH 4 Cl solution was added dropwise. THF was removed by rotary evaporation and the resulting mixture of solid and water was extracted several times with EA. After the combined organic phases, washed with de-ionized water (DIW) and brine, dried over MgSO 4 was then concentrated to a diffraction evaporated. The residue was eluted with EA / hexanes Purification by silica gel chromatography provided Compound 1 as a colorless oil (yield: 91%). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3): δ 1.25-1.30 (3H, t, C H 3 CH 2 O), 1.98 (3H, s, C H 3 C), 2.46-2.49 (2H, m, CC H 2 CH 2), 2.62-2.65 (2H , m, CH 2 C H 2 CO), 3.66 (3H, s, CO 2 C H 3), 3.73 (3H, s, C H 3 O 2 CC), 4.16- 4.22 (2H, q, CH 3 C H 2 O).

화합물 2의 합성Synthesis of Compound 2

이전에 보고된 방법에 따라 화합물 2를 합성하였다(Naganawa A et al., Tetrahedron, 1994, 50, 8969-8982). 간략히 설명하면, 하기와 같은 과정에 따라 화합물 2를 합성하였다.Compound 2 was synthesized according to the previously reported method (Naganawa A et al., Tetrahedron, 1994, 50, 8969-8982). Briefly, Compound 2 was synthesized according to the following procedure.

먼저, 에탄올 중의 2 M KOH 용액 내 화합물 1을 1 시간 동안 환류시켰다. 탈이온수를 첨가하고, 뜨거운 반응 혼합물을 상온으로 냉각시켰다. 에탄올을 증발시켜 제거한 후, 수상을 DCM으로 수회 세척하고 농축 HCl을 사용하여 pH 2로 산성화시켰다. 그 다음, 수상을 EA로 수회 추출하였다. 유기상을 MgSO4 상에서 건조시키고 감압 농축시켜 흰색 고체로서 1-메틸-2-(2'-카복시에틸) 말레산 무수물(MCM) (2)을 얻었다(수율: 74%). 1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ 2.12 (3H, s, CCH 3), 2.77 (4H, s, CCH 2CH 2CO).
First, Compound 1 in a 2 M KOH solution in ethanol was refluxed for 1 hour. Deionized water was added and the hot reaction mixture was cooled to ambient temperature. After removing the ethanol by evaporation, the aqueous phase was washed several times with DCM and acidified to pH 2 using concentrated HCl. The water phase was then extracted several times with EA. Dry the organic phase over MgSO 4 and concentrated under reduced pressure to give a white solid of 1-methyl-2- (2'-carboxyethyl) maleic anhydride (MCM) (2) (yield: 74%). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ):? 2.12 (3H, s, CC H 3 ), 2.77 (4H, s, CC H 2 C H 2 CO).

단계 2: β-Step 2: 사이클로덱스트린과Cyclodextrin and 1- One- 메틸methyl -2-(2'--2- (2'- 카복시에틸Carboxyethyl ) ) 말레산Maleic acid 무수물의 결합체(β- The anhydride bond (? CDCD -- MCMMCM )(화합물 3)의 합성) (Compound 3)

하기 반응식에 따라 β-사이클로덱스트린과 1-메틸-2-(2'-카복시에틸) 말레산 무수물의 결합체(β-CD-MCM)(화합물 3)를 합성하였다.(Β-CD-MCM) (Compound 3) of β-cyclodextrin and 1-methyl-2- (2'-carboxyethyl) maleic anhydride was synthesized according to the following reaction formula.

Figure 112014115304980-pat00015
Figure 112014115304980-pat00015

DMF (10 mL) 중의 화합물 2 (0.20 g, 1.09 mmol), β-사이클로덱스트린 (0.10 g, 0.092 mmol), DMAP (0.046 g, 0.37 mmol) 및 PTSA (0.070 g, 0.37 mmol)의 용액에 DIC (0.33 g, 2.6 mmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 하룻밤 동안 상온에서 교반하였다. 미정제 생성물을 인산염 완충액 (pH 9.0), HCl 용액 (pH 3.0), 및 DIW 중에서 각각 재생 셀룰로스 막(MWCO 1,000, SPECTRUM®)으로 투석하여 정제하였다. 그 다음 동결건조를 수행하였다. 오프-화이트색의 분말로서 β-CD-MCM (화합물 3)을 얻었다(수율: 85%). 1H NMR (300 MHz, D2O 중의 1.1 wt% NaOD): δ 1.65 (3H, s, CCH 3), 1.98-2.10 (2H, m, CCH 2CH2), 2.21-2.33 (2H, m, CH2CH 2CO), 3.26-3.36 (2H, m, 2',4'-CH-β-CD), 3.67-3.80 (4H, m, 3',5'-CH, 6'-CH 2-β-CD), 4.94 (1H, s, 1'-CH-β-CD) (도 3a); MALDI-TOF (m/z): 1490, 1656, 1882, 1988, 2155, 2321 [M+Na]+ (도 3b).
To a solution of compound 2 (0.20 g, 1.09 mmol), beta -cyclodextrin (0.10 g, 0.092 mmol), DMAP (0.046 g, 0.37 mmol) and PTSA (0.070 g, 0.37 mmol) in DMF (10 mL) 0.33 g, 2.6 mmol). The reaction mixture was stirred overnight at ambient temperature. The crude product was purified by dialysis with a regenerated cellulose membrane (MWCO 1,000, SPECTRUM®) in phosphate buffer (pH 9.0), HCl solution (pH 3.0), and DIW, respectively. Then, freeze-drying was performed. Β-CD-MCM (Compound 3) was obtained as an off-white powder (yield: 85%). 1 H NMR (300 MHz, 1.1 wt% NaOD in D 2 O):? 1.65 (3H, s, CC H 3 ), 1.98-2.10 (2H, m, CC H 2 CH 2 ), 2.21-2.33 m, CH 2 C H 2 CO ), 3.26-3.36 (2H, m, 2 ', 4'-C H -β-CD), 3.67-3.80 (4H, m, 3', 5'-C H, 6 '-C H 2 - ? - CD), 4.94 (1H, s, 1'-C H - ? - CD) (FIG. MALDI-TOF (m / z): 1490, 1656, 1882, 1988, 2155, 2321 [M + Na] + (FIG.

실시예Example 2: β- 2: β- CDCD -- MCMMCM 과 약물의 복합체의 합성And drug complexes

하기 반응식에 따라 β-CD-MCM과 약물의 복합체로서 β-CD-MCM-BA(화합물 4) 및 β-CD-MCM-CP(화합물 5)를 합성하였다.Β-CD-MCM-BA (Compound 4) and β-CD-MCM-CP (Compound 5) were synthesized as a complex of β-CD-MCM and a drug according to the following reaction formula.

Figure 112014115304980-pat00016

Figure 112014115304980-pat00016

화합물 4의 합성Synthesis of Compound 4

ACN (5 mL) 중의 화합물 3 (0.050 g, 0.024 mmol)의 용액에 과량의 TEA를 상온에서 첨가하고 완전히 투명한 용액이 될 때까지 교반하였다. n-부틸아민 (BA) (0.24 mL, 0.242 mmol)을 상기 반응 혼합물에 적가하였다. 하룻밤 동안 교반한 후, 상기 반응 혼합물을 증발시켜 용매를 제거하였다. 1 M NaOH 용액 (12 당량)을 화합물 4의 수용액에 조심스럽게 첨가하여 과량의 n-부틸암모늄 양이온을 나트륨 양이온으로 교환시켰다. 미정제 수용액을 증발시키고 진공 건조시킨 다음, 연한 갈색 분말로서 β-CD-MCM-BA (4)를 얻었다(수율: >90%). 1H NMR (300 MHz, D2O 중의 1.1 wt% NaOD): δ 0.89-0.94 (3H, t, CH 3CH2), 1.32-1.39 (2H, m, CH3CH 2CH2), 1.46-1.54 (2H, m, CH2CH 2CH2), 1.87 (3H, s, CCH 3), 2.22-2.31 (2H, m, CH2CH 3CO), 2.49-2.56 (2H, m, CCH 2CH2), 3.18-3.23 (2H, m, CH2CH 2NH), 3.54-3.63 (2H, m, 2',4'-CH-β-CD), 3.65-3.92 (4H, m, 3',5'-CH, 6'-CH 2-β-CD), 5.05 (1H, s, 1H, s, 1'-CH-β-CD).
To a solution of compound 3 (0.050 g, 0.024 mmol) in ACN (5 mL) was added excess TEA at room temperature and stirred until completely clear. n -Butylamine (BA) (0.24 mL, 0.242 mmol) was added dropwise to the reaction mixture. After stirring overnight, the reaction mixture was evaporated to remove the solvent. 1 M NaOH solution (12 equiv.) Was carefully added to the aqueous solution of compound 4 to exchange the excess n -butylammonium cation with the sodium cation. The crude aqueous solution was evaporated and dried in vacuo to give β-CD-MCM-BA (4) as a pale brown powder (yield> 90%). 1 H NMR (300 MHz, D 2 O of 1.1 wt% NaOD): δ 0.89-0.94 (3H, t, C H 3 CH 2), 1.32-1.39 (2H, m, CH 3 C H 2 CH 2), 1.46-1.54 (2H, m, CH 2 C H 2 CH 2 ), 1.87 (3H, s, CC H 3 ), 2.22-2.31 (2H, m, CH 2 C H 3 CO), 2.49-2.56 m, CC H 2 CH 2) , 3.18-3.23 (2H, m, CH 2 C H 2 NH), 3.54-3.63 (2H, m, 2 ', 4'-C H -β-CD), 3.65-3.92 (4H, m, 3 ', 5'-C H , 6'-C H 2 - ? - CD), 5.05 (1H, s, 1H, s, 1'-C H- ?

화합물 5의 합성Synthesis of Compound 5

n-부틸아민 대신에 ACN 중의 세프라딘(CP) 용액 (6 당량)을 사용하는 것을 제외하고는 상기 화합물 4의 제조 방법과 동일한 방법을 사용하여 β-CD-MCM-CP (화합물 5)를 합성하였다. 정제 후, 황색 고체로서 화합물 5를 얻었다(수율: >90%). 1H NMR (300 MHz, D2O 중의 1.1 wt% NaOD): δ 1.83 (3H, s, CH 3-세파로스포린), 1.86 (3H, s, CCH 3), 2.18-2.24 (2H, m, CCH 2H2), 2.45-2.48 (2H, m, CH2CH 2CO), 2.62-2.71 (4H, m, 3',6'-CH 2-사이클로헥사디엔), 2.99-3.08 (1H, m, SCH 2 C-세파로스포린), 3.12-3.18 (1H, m, SCH 2C-세파로스포린), 3.39-3.49 (2H, m, 2',4'-CH-β-CD), 3.77-3.83 (4H, m, 3',5'-CH, 6'-CH 2-β-CD), 4.73 (1H, s, 1'-CCH-사이클로헥사디엔), 4.87 (1H, s, NCHS), 4.90 (1H, s, 1'-CH-β-CD), 5.71-5.73 (3H, m, NHCHCO, 4',5'-CH-사이클로헥사디엔), 5.87 (1H, s, 2'-CH -사이클로헥사디엔).
CD-MCM-CP (Compound 5) was prepared by using the same method as the preparation of Compound 4, except that a solution of cephradine (CP) (6 equivalents) in ACN was used instead of n- Were synthesized. After purification, compound 5 was obtained as a yellow solid (yield:> 90%). 1 H NMR (300 MHz, 1.1 wt% NaOD in D 2 O):? 1.83 (3H, s, C H 3 -Separosporin), 1.86 (3H, s, CC H 3 ), 2.18-2.24 m, CC H 2 H 2) , 2.45-2.48 (2H, m, CH 2 C H 2 CO), 2.62-2.71 (4H, m, 3 ', 6'-C H 2 - cyclohexadiene), 2.99- 3.08 (1H, m, SC H 2 cephalosporin C- to Sepharose), 3.12-3.18 (1H, m, SC H 2 cephalosporin C- to Sepharose), 3.39-3.49 (2H, m, 2 ', 4'-C H -β-CD), 3.77-3.83 (4H , m, 3 ', 5'-C H, 6'-C H 2 -β-CD), 4.73 (1H, s, 1'-CC H - cyclohexadiene ), 4.87 (1H, s, NC H S), 4.90 (1H, s, 1'-C H -β-CD), 5.71-5.73 (3H, m, NHC H CO, 4 ', 5'-C H -cyclohexadiene), 5.87 (1H, s, 2'-C H - cyclohexadiene).

제조예 1: FITC-hex-ADM의 합성Production Example 1: Synthesis of FITC-hex-ADM

하기 반응식에 따라 FITC-hex-ADM(화합물 9)을 합성하였다.
FITC-hex-ADM (Compound 9) was synthesized according to the following reaction formula.

Figure 112014115304980-pat00017

Figure 112014115304980-pat00017

화합물 6의 합성Synthesis of Compound 6

6-아미노헥사노산 (1.00 g, 7.26 mmol)을 THF:포화 NaHCO3 수용액 (1:1)의 공용매 중에 용해시키고, THF 중의 디-터트-부틸 디카보네이트 (2.00 g, 9.15 mmol)의 용액을 상온에서 상기 용액에 적가하였다. 반응의 완료를 TLC로 확인한 후, THF를 회전 증발시켜 제거하고 생성된 용액을 pH 1-2로 산성화시켰다. 상기 혼합물을 DCM으로 수회 추출하였다. 유기 상을 화합하고, 탈이온화된 식염수로 세척한 후, MgSO4로 건조시키고 회전 증발로 농축시켰다. 순수한 화합물인 N-Boc-아미노헥사노산(화합물 6)을 불투명한 결정으로서 얻었다(수율: 81%). 1H NMR (300 MHz, D2O 중의 1.1 wt% NaOD): δ 1.10-1.28 (2H, m, CH2CH 2CH2), 1.32-1.56 (13H, m, CH2CH 2CH2CH 2CH2, t-Boc), 2.10-2.15 (2H, t, CH2CH 2CO2H), 2.99-3.03 (2H, t, NHCH 2CH2).
A solution of butyl dicarbonate (2.00 g, 9.15 mmol) - : (1 1) dissolved in a common sheet and, in D of the THF-tert: a 6-amino hexanoic acid (1.00 g, 7.26 mmol) THF saturated NaHCO 3 aqueous solution Was added dropwise to the solution at room temperature. After completion of the reaction was confirmed by TLC, the THF was removed by rotary evaporation and the resulting solution was acidified to pH 1-2. The mixture was extracted several times with DCM. After washing the organic phase with the compound, and deionized brine, dried over MgSO 4 and concentrated by rotary evaporation. N- Boc-aminohexanoic acid (Compound 6), which is a pure compound, was obtained as an opaque crystal (yield: 81%). 1 H NMR (300 MHz, 1.1 wt% NaOD in D 2 O): δ 1.10-1.28 (2H, m, CH 2 C H 2 CH 2 ), 1.32-1.56 (13H, m, CH 2 C H 2 CH 2 C H 2 CH 2, t -Boc ), 2.10-2.15 (2H, t, CH 2 C H 2 CO 2 H), 2.99-3.03 (2H, t, NHC H 2 CH 2).

화합물 7의 합성Synthesis of Compound 7

이전에 보고된 방법에 따라, 화합물 7을 제조하였다(Humblet V et al., J Med Chem, 2009, 52, 544-550). 간략히 설명하면, 하기와 같은 과정에 따라 화합물 7을 합성하였다.Compound 7 was prepared according to the previously reported method (Humblet V et al., J Med Chem, 2009, 52, 544-550). Briefly, Compound 7 was synthesized according to the following procedure.

건조 THF (9 mL) 중의 화합물 6 (0.10 g, 0.43 mmol) 및 1-아다만탄아민 하이드로클로라이드 (0.080 g, 0.43 mmol)의 용액을 디이소프로필에틸아민 (0.12 mL, 0.86 mmol) 및 HBTU (0.16 g, 0.43 mmol)로 처리하였다. 상온에서 16 시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물을 90분 동안 60℃로 가열하였다. 그 다음, DCM 및 식염수를 첨가하고, 유기 상을 1 M HCl 수용액 (10 mL)으로 2회 세척하고, 5% NaHCO3 수용액 (10 mL)으로 2회 세척한 후, 식염수 (10 mL)로 2회 세척한 다음, Na2SO4 상에서 건조시켰다. 잔여물을 EA/헥산으로 용리시켜 실리카겔 크로마토그래피로 정제하여 흰색 고체로서 화합물 7을 얻었다(수율: 54%). 1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ 1.27-1.35 (2H, m, CH2CH 2CH2), 1.42-1.49 (11H, s, m, t-Boc, CH 2CH2CO), 1.55-1.59 (2H, m, NHCH2CH 2), 1.61-1.65 (6H, br, CCH 2CH-ADM), 1.89-1.97 (6H, br, CHCH 2CH-ADM), 2.03-2.08 (5H, m, CH2CHCH2-ADM, CH2CH 2CO), 3.08-3.14 (2H, m, NHCH 2CH2).
A solution of compound 6 (0.10 g, 0.43 mmol) and 1-adamantanamine hydrochloride (0.080 g, 0.43 mmol) in dry THF (9 mL) was treated with diisopropylethylamine (0.12 mL, 0.86 mmol) and HBTU 0.16 g, 0.43 mmol). After stirring at room temperature for 16 hours, the reaction mixture was heated to 60 &lt; 0 &gt; C for 90 minutes. DCM and brine were then added and the organic phase was washed twice with 1 M HCl aqueous solution (10 mL), washed twice with 5% aqueous NaHCO 3 (10 mL), then washed with 2 mL of brine (10 mL) washed once and dried over Na 2 SO 4. The residue was purified by silica gel chromatography eluting with EA / hexane to give Compound 7 as a white solid (Yield: 54%). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3): δ 1.27-1.35 (2H, m, CH 2 C H 2 CH 2), 1.42-1.49 (11H, s, m, t-Boc, C H 2 CH 2 CO) , 1.55-1.59 (2H, m, NHCH 2 C H 2), 1.61-1.65 (6H, br, CC H 2 CH-ADM), 1.89-1.97 (6H, br, CHC H 2 CH-ADM), 2.03- 2.08 (5H, m, CH 2 C H CH 2 -ADM, CH 2 C H 2 CO), 3.08-3.14 (2H, m, NHC H 2 CH 2).

화합물 8의 합성Synthesis of Compound 8

과량의 TFA (10 mL)를 DCM (30 mL) 중의 화합물 7 (0.75 g, 2.1 mmol)에 0℃에서 첨가하였다. 상기 용액을 2시간 동안 교반하고, 농축시킨 후, 포화 NaHCO3 및 식염수로 세척한 다음, MgSO4 상에서 건조시켰다. 화합물 8을 추가적인 정제 없이 흰색 고체로서 얻었다(수율: 89%). 1H NMR (300 MHz, D2O 중의 1.2 wt% DCl): δ 1.16-1.26 (2H, m, CH2CH 2CH2), 1.40-1.56 (10H, m, CH 2CH2CH 2, CCH 2CH-ADM), 1.81 (6H, br, CHCH 2CH-ADM), 1.89 (3H, br, CH2CHCH2-ADM), 2.04-2.09 (2H, t, CH2CH 2CO), 2.80-2.85 (2H, t, NH2CH 2CH2).
Excess TFA (10 mL) was added to compound 7 (0.75 g, 2.1 mmol) in DCM (30 mL) at 0 &lt; 0 &gt; C. After stirring the solution for 2 hours, concentrated, dried over and then, MgSO 4 and washed with saturated NaHCO 3 and brine. Compound 8 was obtained as a white solid (yield: 89%) without further purification. 1 H NMR (300 MHz, 1.2 wt% DCI in D 2 O): δ 1.16-1.26 (2H, m, CH 2 C H 2 CH 2 ), 1.40-1.56 (10H, m, C H 2 CH 2 C H 2, CC H 2 CH-ADM ), 1.81 (6H, br, CHC H 2 CH-ADM), 1.89 (3H, br, CH 2 C H CH 2 -ADM), 2.04-2.09 (2H, t, CH 2 C H 2 CO), 2.80-2.85 (2H, t, NH 2 C H 2 CH 2 ).

화합물 9의 합성Synthesis of Compound 9

FITC 이성체 1 (0.04 mg, 0.113 mmol)을 MeOH (5 mL) 중의 화합물 8 (0.030 g, 0.11 mmol)의 용액에 첨가하고, 포화 NaHCO3 (1 mL)를 첨가하였다. 하룻밤 동안 교반한 후, 반응 혼합물을 0.1% TFA를 포함하는 50 내지 100%의 ACN/DIW로 30분에 걸쳐 선형 구배로 6 mL/min의 유속으로 역상 고성능 액체 크로마토그래피 (RP-HPLC)를 통해 정제하였다. 화합물 9를 오렌지색 고체로서 얻었다(수율: 32%). 1H NMR (300 MHz, MeOD): δ 1.40-1.45 (2H, m, CH2CH 2CH2), 1.61-1.66 (2H, m, CH 2CH2CO), 1.69-1.73 (8H, s, m, CCH 2CH-ADM, NHCH2CH 2), 2.01 (9H, br, CHCH 2CH-ADM, CH2CHCH2-ADM), 2.13-2.16 (2H, t, CH2CH 2CO), 3.65 (2H, br, NHCH 2CH2), 6.55 (2H, s, 2'-CH-xanthene), 6.56-6.58 (2H, dd, 4'-CH-xanthene), 7.17-7.19 (2H, d, 5'-CH-xanthene), 7.20-7.22 (1H, d, 4'-CH-isobenzofuranone), 7.62-7.64 (1H, d, 5'-CH-isobenzofuranone), 7.82 (1H, s, 7'-CH-isobenzofuranone).
Addition of FITC Isomer 1 (0.04 mg, 0.113 mmol) to a solution of MeOH (5 mL) solution of compound 8 (0.030 g, 0.11 mmol), followed by the addition of saturated NaHCO 3 (1 mL). After stirring overnight, the reaction mixture was subjected to reversed-phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC) with a linear gradient over 30 minutes at 50-100% ACN / DIW containing 0.1% TFA at a flow rate of 6 mL / min. Lt; / RTI &gt; Compound 9 was obtained as an orange solid (yield: 32%). 1 H NMR (300 MHz, MeOD ): δ 1.40-1.45 (2H, m, CH 2 C H 2 CH 2), 1.61-1.66 (2H, m, C H 2 CH 2 CO), 1.69-1.73 (8H, s, m, CC H 2 CH -ADM, NHCH 2 C H 2), 2.01 (9H, br, CHC H 2 CH-ADM, CH 2 C H CH 2 -ADM), 2.13-2.16 (2H, t, CH 2 C H 2 CO), 3.65 (2H, br, NHC H 2 CH 2), 6.55 (2H, s, 2'-C H -xanthene), 6.56-6.58 (2H, dd, 4'-C H -xanthene ), 7.17-7.19 (2H, d, 5'-C H -xanthene), 7.20-7.22 (1H, d, 4'-C H -isobenzofuranone), 7.62-7.64 (1H, d, 5'-C H - isobenzofuranone), 7.82 (1H, s, 7 &apos; -C H -isobenzofuranone).

실험예 1: pH-응답성 약물 방출의 측정Experimental Example 1: Measurement of pH-responsive drug release

β-CD-MCM-BA로부터 BA의 방출Release of BA from? -CD-MCM-BA

β-CD-MCM-BA (4)로부터 BA의 pH-응답성 방출을 1H NMR로 확인하였다. β-CDMCM-BA를 3 mg/mL의 농도로 1.2 wt% DCl 중에 용해시켰다. 37℃에서 8시간 동안 교반하면서 인큐베이션시킨 후, 1H NMR을 Bruker Avance DPX-300 (Germany)으로 측정하였다(도 4).The pH-responsive release of BA from? -CD-MCM-BA (4) was confirmed by 1 H NMR. β-CDMCM-BA was dissolved in 1.2 wt% DCl at a concentration of 3 mg / mL. After incubation for 8 hours at 37 ° C with stirring, 1 H NMR was measured with a Bruker Avance DPX-300 (Germany) (Figure 4).

산성 용액(D2O 중의 1.2 wt% DCl) 중에서, β-CDMCM-BA의 손상되지 않은 아미드 내 질소 옆의 메틸렌 프로톤(x로 표시됨)은 3.18-3.23 ppm에서 피크를 나타내었으며, 유리 BA의 메틸렌 피크에 해당하는 피크(*로 표시됨)는 2.55-2.62 ppm로 이동하였다(도 5). 상기 화학적 이동을 통해 MCM 산 아미드의 분해와 결합된 BA의 방출을 확인할 수 있다.
Acid solution showed peaks at (D 2 O of 1.2 wt% DCl) from, is 3.18-3.23 ppm (denoted by x) methylene protons next to the nitrogen-β-BA CDMCM undamaged amides, methylene of free BA The peak corresponding to the peak (indicated by *) shifted to 2.55-2.62 ppm (FIG. 5). Through the chemical shifts, it is possible to confirm the decomposition of MCM acid amide and the release of bound BA.

β-CD-MCM-CP로부터 CP의 방출Release of CP from? -CD-MCM-CP

β-CD-MCM-CP (5)를 pH 7.4 인산염 완충액 (100 mM) 또는 pH 5.5 아세트산염 완충액 (100 mM) 중에 3 mg/mL의 농도로 용해시키고, 각각의 용액을 37℃에서 교반하면서 인큐베이션시켰다. UV 검출기 및 역상 컬럼 (Agilent Eclipse XDB-C18 4.6×150 mm, 5 μm)이 장착된 YOUNGLIN HPLC (9000 HPLC, South Korea)를 HPLC-기초의 측정을 위해 사용하였다. 다양한 시점에, 각각의 샘플을 수집하고 동일한 완충액으로 10배 희석시켰다. 0.2 μm PVDF 시린지 필터를 통해 여과시킨 후, 샘플을 HPLC 시스템 내로 주입시켰다. 메탄올:pH 9.0 인산염 완충액 (50 mM)의 혼합물 (3:7 v/v)을 용리액으로서 사용하였으며, 유속은 0.5 mL/min으로 세팅하였다. CP의 방출을 245 및 270 nm 파장에서 UV 흡광도로 측정하였다 (도 5).Each of the solutions was incubated at 37 占 폚 with incubation at 37 占 폚, and the solution was incubated at 37 占 폚 for 1 hour at room temperature. The? -CD-MCM-CP (5) was dissolved in a pH 7.4 phosphate buffer solution (100 mM) or a pH 5.5 acetic acid buffer solution (100 mM) . YOUNGLIN HPLC (9000 HPLC, South Korea) equipped with a UV detector and a reversed phase column (Agilent Eclipse XDB-C18 4.6 × 150 mm, 5 μm) was used for HPLC-based measurements. At various time points, each sample was collected and diluted 10-fold with the same buffer. After filtration through a 0.2 μm PVDF syringe filter, the sample was injected into the HPLC system. A mixture of methanol: pH 9.0 phosphate buffer (50 mM) (3: 7 v / v) was used as the eluent and the flow rate was set at 0.5 mL / min. The release of CP was measured by UV absorbance at 245 and 270 nm wavelengths (Figure 5).

상기와 같이 pH 5.5 및 pH 7.4에서의 β-CD-MCM-CP로부터의 CP의 누적 방출을 HPLC로 측정하여 분해 동력학을 더욱 상세하게 측정하였다. 그 결과를 도 5에 나타내었다.The cumulative release of CP from? -CD-MCM-CP at pH 5.5 and pH 7.4 was measured by HPLC to determine the decomposition kinetics in more detail. The results are shown in Fig.

도 5를 통해, pH 7.4에서, 심지어 5 시간 이후에도, 20% 미만의 CP가 β-CD-MCM-CP로부터 방출되는 것을 알 수 있다. 다른 한편으로, pH 5.5에서는 CP의 급속한 초기과다방출(burst)이 관찰되었으며, 80% 이상의 CP가 0.5 시간 내에 방출되었다. 상기 방출은 1 시간 이내에 대략 95%까지 거의 완료되었다. 방출 동력학의 급격한 차이가 pH 5.5와 pH 7.4 사이에서 관찰되었다. 또한, 본 실험예에서는 결합 및 방출 과정 도중의 CP의 안정성을 확인하였다. pH 5.5에서 β-CD-MCM-CP로부터 방출된 CP의 1H NMR 스펙트럼은 원래의 CP의 1H NMR 스펙트럼과 동일하였다(도 6a). 또한, 전기분무 이온화(ESI)에 의해 얻은 두 CP의 질량 스펙트럼이 동일하였다(350.1 [M+H]+ 및 699.1 [M+M]+, 도 6b). 이들 데이터에 기초하여, CP가 온화한 염기성 조건에서의 결합 도중 및 약한 산성 조건에서의 방출 도중에 상당히 안정함을 알 수 있다.
From Figure 5, it can be seen that at pH 7.4, even after 5 hours, less than 20% CP is released from? -CD-MCM-CP. On the other hand, at pH 5.5, a rapid initial overdose of CP was observed, with over 80% CP released within 0.5 hours. The release was nearly complete by about 95% within one hour. Sudden differences in emission kinetics were observed between pH 5.5 and pH 7.4. In addition, the stability of CP during binding and release was confirmed in this experimental example. 1 H NMR spectrum of the emitted CP from the β-CD-MCM-CP at pH 5.5 was the same as the 1 H NMR spectrum of the original CP (Fig. 6a). Also, the mass spectra of the two CPs obtained by electrospray ionization (ESI) were the same (350.1 [M + H] + and 699.1 [M + M] + , Fig. Based on these data, it can be seen that the CP is fairly stable during bonding under mild basic conditions and during emission under mildly acidic conditions.

실험예 2: 형광 상관 분광법 (FCS) 측정을 통한 화합물 5 및 9의 복합체 형성의 확인Experimental Example 2: Confirmation of complex formation of compounds 5 and 9 by fluorescence correlation spectroscopy (FCS) measurement

자가 제작된 형광 공초점 현미경 셋업을 형광성 프로브, FITC의 자체상관을 측정하기 위하여 사용하였다. 488-nm 연속 블루 레이저 다이오드 (TECBL-20GC-488, World Star Tech)를 빔 클린-업을 위하여 단일-모드 광섬유 (Φ = 3.5 μm, P1-488-PM-FC, Thorlabs)에 결합시키고, 자체제작 현미경 몸체 내에 고정된 침수형 대물렌즈(water-immersion objective)(NA = 1.20, 60x, f = 3 mm, Olympus)를 통해 샘플에 빛을 조사하였다. 형광 신호를 다이크로익 미러(dichroic mirror)(ZT488rdc, Chroma)에 의한 여기광으로 측정하고 방사 필터(HQ525/50 m, Chroma)로 추가로 클리닝(cleanning) 하였다. 1:2 다중모드 섬유 광 커플러 ((Φ = 62.5 μm, FCMM625-50A-FC)를 핀홀로서 사용하여 초점 부피로부터 백그라운드를 제거하고, 2개의 애벌런치 포토다이오드(avalanche photodiode)(SPCM-AQR-14-FC, Perkin Elmer)로 형광 신호를 수집하였다. 상관관계(correlation)를 상관자 카드(correlator card)(FLEX02-01D, Correlator.com)로 측정하고 LabVIEW 2009로 코드화된 자체제작 분석 프로그램으로 추가로 분석하였다.A self-made fluorescence confocal microscope setup was used to measure the autocorrelation of the fluorescence probe, FITC. Coupled to a single-mode fiber (Φ = 3.5 μm, P1-488-PM-FC, Thorlabs) for beam clean-up, a 488-nm continuous blue laser diode (TECBL-20GC-488, World Star Tech) The sample was irradiated with light through a water-immersion objective (NA = 1.20, 60x, f = 3 mm, Olympus) immobilized in the fabricating microscope body. The fluorescence signal was measured with excitation light by a dichroic mirror (ZT488rdc, Chroma) and further cleared with a radiation filter (HQ525 / 50 m, Chroma). Using a 1: 2 multimode fiber optocoupler (Φ = 62.5 μm, FCMM625-50A-FC) as a pin hole to remove the background from the focus volume and use two avalanche photodiodes (SPCM-AQR- 14-FC, Perkin Elmer). The correlation was measured with a correlator card (FLEX02-01D, Correlator.com) and added as a self-made analysis program coded in LabVIEW 2009 Respectively.

형광 상관 분광법 (FCS) 셋업은 형광체로서, 확산계수가 D = 4.35 x 10-6 ㎠/s인, Alexa 488을 사용하여 공초점 부피의 축 및 측면 면적을 측정하기 위하여 교정되었다(Petrasek Z et al., Biophys J, 2008, 94, 1437-1448). 상기 교정은 이전에 보고된 과정을 따랐다(Kim SA et al., Nat Methods, 2007, 4, 963-973). 교정은 측면의 1/e2 면적이 7.18의 종횡비를 갖는 232 nm임을 보여주었으며, 이는 측정된 초점 부피가 0.501 fL임을 나타낸다.The fluorescence correlation spectroscopy (FCS) setup was calibrated as a phosphor to measure the axial and lateral area of the confocal volume using Alexa 488 with a diffusion coefficient of D = 4.35 x 10 -6 cm 2 / s (Petrasek Z et al Biophys J, 2008, 94, 1437-1448). The calibration followed the previously reported procedure (Kim SA et al., Nat Methods, 2007, 4, 963-973). The calibration showed that the 1 / e 2 area of the side was 232 nm with an aspect ratio of 7.18, indicating that the measured focus volume was 0.501 fL.

복합체 형성의 측정을 위하여, pH 9.0 인산염 완충액 (50 mM) 중의 화합물 9 (10 nM)의 용액을 다양한 농도의 화합물 5로 제조하였다. 화합물 5와 화합물 9 사이의 비특이적인 결합을 방지하기 위하여 소혈청 알부민을 0.1 mg/mL의 최종 농도로 상기 혼합물에 첨가하였다. 열적 노이즈(thermal noise) 및 백그라운드 신호를 억제하기 위하여 각각의 상관 곡선을 각각 10분 동안 6회(각각의 농도의 화합물 5에 대하여 1회) 측정하였다.For the determination of complex formation, a solution of Compound 9 (10 nM) in pH 9.0 phosphate buffer (50 mM) was prepared with varying concentrations of Compound 5. Bovine serum albumin was added to the mixture to a final concentration of 0.1 mg / mL to prevent nonspecific binding between Compound 5 and Compound 9. Each correlation curve was measured six times for 10 minutes (once for each concentration of compound 5) to suppress thermal noise and background signals.

그 결과를 도 7에 나타내었다.The results are shown in Fig.

상기한 바와 같이, β-CD-기초의 약물 복합체와 아다만탄 유도체 간의 복합체의 형성을 확인하기 위하여, 게스트 또는 호스트에 부착된 형광체의 확산 계수의 변화를 분석하는 형광 상관 분광법 (FCS)을 사용하였다. FITC는 프로브로서 아다만탄 유도체에 결합되었다 (FITC-hex-ADM). 형광체의 평균 확산 시간은 호스트 분자인 β-CD-MCM-CP의 농도를 변화시키면서 측정하였다. β-CD-MCM-CP의 농도가 증가함에 따라, 평균 확산 시간도 감소하였다. 즉, 형광체의 확산 계수는 포접 복합체 형성으로 인하여 유의적으로 감소하였다. 이를 통해, 분자량 증가 및 복합체 형성을 확인할 수 있다 (도 7). 결합 상수는 확산 시간과 β-CD-MCM의 농도 간의 S 타입 곡선으로부터 계산하였다(도 7). 도 7을 통해, β-CD-MCM-CP 및 FITC-hex-ADM 간의 결합 상수가 1.49×104 M-1인 것으로 계산되었다. 일반적으로, β-CD와 아다만탄의 결합 상수 K가 1×104 M-1 내지 10×104 M-1이므로, 상기 결과를 통해 β-CD-MCM-CP와 아다만탄 유도체 간의 상호작용이 일반적인 β-CD와 아다만탄 호스트-게스트 상호작용과 유사하다는 것을 알 수 있다(Harries D et al., J Am Chem Soc, 2005, 127, 2184-2190). 상기 결합 상수 값에 기초하여, 포접 퍼센트를 계산할 수 있었고 이를 도 7에 나타내었다.
As described above, fluorescence correlation spectroscopy (FCS) was used to analyze the change in the diffusion coefficient of phosphors attached to a guest or a host, in order to confirm the formation of a complex between a drug complex of? -CD-base and an adamantane derivative Respectively. FITC was conjugated to an adamantane derivative as a probe (FITC-hex-ADM). The average diffusion time of the phosphor was measured while varying the concentration of the host molecule β-CD-MCM-CP. As the concentration of β-CD-MCM-CP increased, the mean diffusion time also decreased. That is, the diffusion coefficient of the phosphor was significantly decreased due to formation of the inclusion complex. Through this, molecular weight increase and complex formation can be confirmed (FIG. 7). The binding constants were calculated from the S-type curve between the diffusion time and the concentration of β-CD-MCM (FIG. 7). 7, the binding constant between? -CD-MCM-CP and FITC-hex-ADM was calculated to be 1.49 × 10 4 M -1 . In general, since the binding constant K of β-CD and adamantane is 1 × 10 4 M -1 to 10 × 10 4 M -1 , the results show that the interaction between β-CD-MCM-CP and adamantane derivatives (Harries D et al., J Am Chem Soc, 2005, 127, 2184-2190). &Lt; / RTI &gt; Based on the value of the coupling constant, the inclusion percentage could be calculated and is shown in FIG.

실험예Experimental Example 3: 회전 좌표계  3: Rotational coordinate system 오버하우저Overhauser 효과 분광법을 통한 결합체 형성의 확인 Confirmation of formation of conjugate by effect spectroscopy

회전 좌표계 오버하우저 효과 분광법 (Rotating frame Overhauser Effect Spectroscopy, ROESY)을 통해 β-CD와 화합물 9의 복합체 및 β-CD-MCM-CP (화합물 5)와 화합물 9의 복합체 형성을 확인하였다.The complex formation of β-CD with compound 9 and β-CD-MCM-CP (compound 5) with compound 9 was confirmed by rotating frame overhauser effect spectroscopy (ROESY).

먼저, β-CD와 화합물 9의 복합체 및 β-CD-MCM-CP (화합물 5)와 화합물 9의 복합체를 D2O-계 pH 9.0 인산염 완충액 (50 mM) 중에 3 mM의 농도로 1:1의 몰비로 혼합함으로써 제조하였다. NMR 스펙트럼을 Agilent Technologies 400-MR DD2 (USA) 분광기로 25℃에서 기록하였다. 회전 좌표계 오버하우저 효과 분광법 (ROESY) 실험을 분광계 라이브러리에 포함되어 있는 표준 프로토콜 (혼합 시간: 300 ms; T1 실험)을 사용하여 수행하였다.First, a complex of β-CD and Compound 9 and a complex of β-CD-MCM-CP (Compound 5) and Compound 9 were dissolved in D 2 O-system pH 9.0 phosphate buffer (50 mM) By mole ratio. NMR spectra were recorded on an Agilent Technologies 400-MR DD2 (USA) spectrometer at 25 &lt; 0 &gt; C. Rotational Coordinate Overhaul Effect Spectroscopy (ROESY) experiments were performed using standard protocols (mixing time: 300 ms; T1 experiment) included in the spectrometer library.

도 8a 및 도 8b는 각각 β-CD/FITC-hex-ADM 및 β-CD-MCM-CP/FITC-hex-ADM 혼합물의 ROESY 스펙트럼을 나타낸다. FITC-hex-ADM 내 아다만탄의 α, β 및 γ 프로톤은 원래의 β-CD의 공동(cavity) 내 H3, H5, 및 H6 프로톤과 상호작용에 의해 강한 교차 피크(cross-peak)를 나타내었으며, β-CD 공동의 외부 상의 H2 및 H4 프로톤과 상호작용에 의해 더욱 약한 교차 피크를 나타내었다 (도 8a). 유사하게, 아다만탄 유도체 및 β-CD-MCM-CP의 프로톤 간의 교차 피크가 또한 관찰되었다 (도 8b). 스펙트럼은 β-CD 유도체 및 아다만탄 부분의 프로톤 중의 5 Å의 최대 한계의 공간 근접성(spatial proximity)을 나타내었다. 두 데이터 모두 β-CD-MCM-CP와 FITC-hex-ADM 간의 복합체 형성을 나타낸다.8A and 8B show the ROESY spectra of a mixture of β-CD / FITC-hex-ADM and β-CD-MCM-CP / FITC-hex-ADM, respectively. The α, β and γ protons of adamantane in FITC-hex-ADM exhibit strong cross-peaks due to interaction with H3, H5, and H6 proton in the cavity of the original β-CD And showed weaker cross peaks due to interaction with H2 and H4 proton on the exterior of the β-CD cavity (FIG. 8A). Similarly, a cross peak between the proton of the adamantane derivative and? -CD-MCM-CP was also observed (FIG. 8b). The spectra showed a spatial proximity of the maximum limit of 5 Å in the proton of the β-CD derivative and adamantane moiety. Both data show complex formation between β-CD-MCM-CP and FITC-hex-ADM.

β-CD-MCM-CP와 아다만탄 유도체 간의 호스트-게스트 포접은 추가로 ROESY 스펙트럼을 통해 확인하였다(도 8). β-CD-MCM-CP/FITC-hex-ADM의 강한 교차피크는 β-CD/FITC-hex-ADM와 비슷하였다. 일차 히드록실기에 직면해 있는 6개의 MCM 분자의 메두사 형태의 결합은 상기 포접으로 인해 유의적으로 영향을 받지 않았다. 이러한 결과에 기초하여, 임의의 작용기 부분이 약물 결합 이후에 포접 복합체의 형성으로 β-CD-MCM 내로 도입될 수 있음을 알 수 있다. 이때, 아다만탄 부분을 갖는 고분자 또는 나노입자와 같은 다른 약물 전달체가 약물 또는 다른 작용기를 갖는 본 발명의 pH 응답성 결합을 갖는 결합체의 호스트-게스트 상호작용을 통해 용이하게 개질될 수 있다.
The host-guest fold between β-CD-MCM-CP and adamantane derivatives was further confirmed by ROESY spectra (FIG. 8). The strong cross peak of β-CD-MCM-CP / FITC-hex-ADM was similar to β-CD / FITC-hex-ADM. The binding of the six MCM molecules confronting the primary hydroxyl group in the medusa form was not significantly affected by the inclusion. Based on these results, it can be seen that any functional moiety can be introduced into the beta -CD-MCM after formation of the inclusion complex after drug binding. At this time, other drug delivery vehicles, such as polymers or nanoparticles with an adamantane moiety, can be easily modified through host-guest interaction of the binding partner with pH responsive binding of the present invention having a drug or other functional group.

실험예 4: 세포 독성 분석Experimental Example 4: Cytotoxicity analysis

세포 생존력을 3-(4,5-디메틸티아졸-2-일)-2,5-디페닐테트라졸리움 브로마이드 (MTT; Sigma-Aldrich (USA)) 분석법으로 측정하였다. NIH-3T3 세포 (마우스 배아 섬유아세포 세포주)를 96-웰 플레이트의 10% FBS (우태아혈청; WelGene (USA))를 함유하는 90 ㎕의 DMEM (Dulbecco's modified eagle's medium; WelGene (USA)) 중에 5.0 × 103 세포/웰로 접종하고, 24시간 동안 37℃에서 인큐베이션시켰다. 세포독성을 측정하기 위하여, 다양한 농도를 갖는 각각의 10 ㎕의 샘플 용액을 상기 배지에 첨가하고 이어서 48시간 동안 37℃에서 인큐베이션시켰다. 분석을 위하여, 세포를 DPBS (Dulbecco's phosphate-buffered saline; WelGene (USA))로 세척하고, 이어서 20 ㎕의 여과된 MTT 용액 (DPBS 중의 2 mg/mL)을 첨가하였다. 2시간 동안 37℃에서 인큐베이션시킨 후, 배지를 웰로부터 제거하고, 150 ㎕의 DMSO를 첨가하여 불용성 포마잔 입자를 용해시켰다. 마이크로플레이트 리더 (Molecular Devices Co., Menlo Park, CA)를 사용하여 570 nm에서 흡광도를 측정하였다. 상대적인 세포 생존력(%)을 대조구(DPBS 용액으로 처리된 세포)의 동일한 백분율 대비 생존 세포의 백분율로서 정의하였다.Cell viability was measured by 3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT; Sigma-Aldrich (USA)) assay. NIH-3T3 cells (mouse embryonic fibroblast cell line) were inoculated into 90 μl of DMEM (Dulbecco's modified eagle's medium; WelGene (USA)) containing 96-well plates of 10% FBS (fetal bovine serum; WelGene × 10 3 cells / well, and incubated at 37 ° C. for 24 hours. To determine cytotoxicity, 10 [mu] l of each sample solution at various concentrations was added to the medium and then incubated at 37 [deg.] C for 48 hours. For analysis, the cells were washed with DPBS (Dulbecco's phosphate-buffered saline; WelGene (USA)) and then 20 μl of filtered MTT solution (2 mg / mL in DPBS) was added. After incubation for 2 hours at 37 [deg.] C, the medium was removed from the wells and 150 [mu] l DMSO was added to dissolve the insoluble formalin particles. Absorbance was measured at 570 nm using a microplate reader (Molecular Devices Co., Menlo Park, Calif.). Relative cell viability (%) was defined as the percentage of viable cells versus the same percentage of control (cells treated with DPBS solution).

상기한 바와 같이, β-CD-MCM 약물 전달체의 단기 생체적합성은 NIH3T3 세포 상에서 MTT 분석법으로 확인하였다. 그 결과를 도 9에 나타내었다.As described above, the short-term biocompatibility of the β-CD-MCM drug delivery system was confirmed by MTT assay on NIH3T3 cells. The results are shown in Fig.

높은 세포독성을 갖는 공지의 고분자성 약물 전달체인 분지형 폴리에틸렌이민(b-PEI) 25 kDa을 양성 대조구로서 사용하였다. 100 μM까지, β-CD, β-CD-MCM, 및 β-CD-MCM-CP는 48시간까지 거의 세포독성을 나타내지 않았다.
A branched polyethylenimine ( b- PEI) 25 kDa, a known high molecular weight drug delivery with high cytotoxicity, was used as a positive control. Up to 100 μM, β-CD, β-CD-MCM, and β-CD-MCM-CP showed almost no cytotoxicity until 48 hours.

실시예Example 3: β- 3: β- 사이클로덱스트린Cyclodextrin 아미드 유도체와 1- Amide derivative and 1- 메틸methyl -2-(2'--2- (2'- 카복시에틸Carboxyethyl ) 말레산 무수물의 결합체(β-) A conjugate of maleic anhydride (? CDCD -- NHNH -- MCMMCM )의 합성) Synthesis of

이전에 보고된 방법을 이용하여 하기 반응식에 따라 화합물 10을 합성하였다(NATURE PROTOCOLS, 2008, 3(4), 691-697).Compound 10 was synthesized according to the following scheme using previously reported methods (NATURE PROTOCOLS, 2008, 3 (4), 691-697).

Figure 112014115304980-pat00018

Figure 112014115304980-pat00018

실시예Example 4: β- 4: β- 사이클로덱스트린Cyclodextrin 트리아졸Triazole 유도체와 1- Derivatives and 1- 메틸methyl -2-(2'--2- (2'- 카복시에틸Carboxyethyl ) ) 말레산Maleic acid 무수물의 결합체(β- The anhydride bond (? CDCD -- TriazoleTriazole -- MCMMCM )의 합성) Synthesis of

이전에 보고된 방법을 이용하여 하기 반응식에 따라 화합물 11을 합성하였다(Eur. J. Org. Chem., 2012, 4087-4105).Compound 11 was synthesized according to the following scheme using previously reported methods (Eur. J. Org. Chem., 2012, 4087-4105).

Figure 112014115304980-pat00019

Figure 112014115304980-pat00019

실시예Example 5: β- 5: β- 사이클로덱스트린Cyclodextrin 페닐알라닌 유도체와 1- Phenylalanine derivatives and 1- 메틸methyl -2-(2'--2- (2'- 카복시에틸Carboxyethyl ) ) 말레산Maleic acid 무수물의 결합체(β- The anhydride bond (? CDCD -- PhenylalainePhenylalaine -- MCMMCM )의 합성) Synthesis of

이전에 보고된 방법을 이용하여 하기 반응식에 따라 화합물 12를 합성하였다(J. Org. Chem., 1996, 61, 903-908).Compound 12 was synthesized according to the following scheme using previously reported methods (J. Org. Chem., 1996, 61, 903-908).

Figure 112014115304980-pat00020

Figure 112014115304980-pat00020

실시예Example 6: β- 6: β- 사이클로덱스트린Cyclodextrin 시스테인 유도체와 1- Cysteine derivative and 1- 메틸methyl -2-(2'--2- (2'- 카복시에틸Carboxyethyl ) ) 말레산Maleic acid 무수물의 결합체(β- The anhydride bond (? CDCD -- CysteineCysteine -- MCMMCM )의 합성) Synthesis of

이전에 보고된 방법을 이용하여 하기 반응식에 따라 화합물 13을 합성하였다(J. Org. Chem., 1996, 61, 903-908).Compound 13 was synthesized according to the following scheme using previously reported methods (J. Org. Chem., 1996, 61, 903-908).

Figure 112014115304980-pat00021
Figure 112014115304980-pat00021

Claims (22)

α-, β- 또는 γ-사이클로덱스트린의 하나 이상의 글루코스 6번 탄소의 히드록실기;
또는 사이클로덱스트린의 하나 이상의 글루코스 6번 탄소의 히드록실기가 NH2, N3 또는 아미노산으로 치환된 사이클로덱스트린 유도체에 존재하는 하나 이상의 글루코스 6번 탄소의 작용기가,
하기 화학식 1의 말레산 무수물 유도체의 카르복실산 부분과 에스테르 또는 아미드 결합에 의해 연결되어 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체로서,
상기 작용기는 히드록실기, NH2, N3 또는 아미노산 중 어느 하나 이상인 것인 유도체:
[화학식 1]
Figure 112016003884015-pat00022

상기 식에서,
R'는 수소 또는 C1-6 알킬이며;
m은 1 내지 10의 정수이다.
a hydroxyl group of at least one glucose 6 carbon of? -,? - or? -cyclodextrin;
Or a hydroxyl group of one or more glucose 6 of cyclodextrin carbon NH 2, N 3, or one or more of the glucose 6-carbon of the amino acid functional groups present in the cyclodextrin derivatives substituted with,
A cyclodextrin derivative having a pH-responsive property, which is connected to a carboxylic acid moiety of a maleic anhydride derivative represented by the following formula (1) by an ester or amide bond,
Wherein the functional group is at least one of a hydroxyl group, NH 2 , N 3 or an amino acid.
[Chemical Formula 1]
Figure 112016003884015-pat00022

In this formula,
R ' is hydrogen or C1-6alkyl ;
m is an integer of 1 to 10;
제1항에 있어서, 상기 α-, β- 또는 γ-사이클로덱스트린;
또는 상기 사이클로덱스트린의 하나 이상의 글루코스 6번 탄소의 히드록실기가 NH2, N3 또는 아미노산으로 치환된 사이클로덱스트린 유도체는,
하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체:
[화학식 2]
Figure 112016003884015-pat00023

상기 식에서,
R은 OH, NH2, N3 또는 아미노산이며;
n은 1 내지 3의 정수이다.
The method of claim 1, wherein the α-, β- or γ-cyclodextrin;
Or a cyclodextrin derivative in which the hydroxyl group of at least one glucose 6-carbon of the cyclodextrin is replaced by NH 2 , N 3 or an amino acid,
A cyclodextrin derivative having pH responsiveness, which is a compound represented by the following formula (2):
(2)
Figure 112016003884015-pat00023

In this formula,
R is OH, NH 2, N 3, or amino acid;
n is an integer of 1 to 3;
제1항에 있어서, 상기 아미노산은 시스테인 또는 페닐알라닌인 것을 특징으로 하는 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체.
The cyclodextrin derivative according to claim 1, wherein the amino acid is cysteine or phenylalanine.
제1항에 있어서, 상기 화학식 1의 말레산 무수물 유도체는 에스테르 또는 아미드 결합에 의해 하기 화학식 3a 내지 화학식 3e 중 어느 하나인 형태로 사이클로덱스트린에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체:
[화학식 3a]
Figure 112016003884015-pat00024

[화학식 3b]
Figure 112016003884015-pat00025

[화학식 3c]
Figure 112016003884015-pat00026

[화학식 3d]
Figure 112016003884015-pat00027

[화학식 3e]
Figure 112016003884015-pat00028

상기 식에서,
R'는 수소 또는 C1-6 알킬이며;
m은 1 내지 10의 정수이다.
The maleic anhydride derivative according to claim 1, wherein the maleic anhydride derivative of formula (1) is linked to cyclodextrin in the form of one of the following formulas (3a) to (3e) by an ester or amide bond. derivative:
[Chemical Formula 3]
Figure 112016003884015-pat00024

(3b)
Figure 112016003884015-pat00025

[Chemical Formula 3c]
Figure 112016003884015-pat00026

(3d)
Figure 112016003884015-pat00027

[Formula 3e]
Figure 112016003884015-pat00028

In this formula,
R ' is hydrogen or C1-6alkyl ;
m is an integer of 1 to 10;
하기 단계를 포함하는 제1항의 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체의 제조방법:
α-, β- 또는 γ-사이클로덱스트린;
또는 사이클로덱스트린의 하나 이상의 글루코스 6번 탄소의 히드록실기가 NH2, N3 또는 아미노산으로 치환된 사이클로덱스트린 유도체와,
하기 화학식 1의 말레산 무수물 유도체를 반응시키는 단계(단계 1):
[화학식 1]
Figure 112016003884015-pat00029

상기 식에서,
R'는 수소 또는 C1-6 알킬이며;
m은 1 내지 10의 정수이다.
A method for producing a cyclodextrin derivative having the pH responsiveness of claim 1, comprising the steps of:
? -,? - or? -cyclodextrin;
Or a cyclodextrin derivative in which the hydroxyl group of at least one glucose 6-carbon of cyclodextrin is replaced by NH 2 , N 3 or an amino acid,
Reacting a maleic anhydride derivative of formula (1) (step 1):
[Chemical Formula 1]
Figure 112016003884015-pat00029

In this formula,
R ' is hydrogen or C1-6alkyl ;
m is an integer of 1 to 10;
제5항에 있어서, 상기 α-, β- 또는 γ-사이클로덱스트린;
또는 사이클로덱스트린의 하나 이상의 글루코스 6번 탄소의 히드록실기가 NH2, N3 또는 아미노산으로 치환된 사이클로덱스트린 유도체는,
하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 제조방법:
[화학식 2]
Figure 112016003884015-pat00030

상기 식에서,
R은 OH, NH2, N3 또는 아미노산이며;
n은 1 내지 3의 정수이다.
6. The composition of claim 5, wherein said alpha, beta, or gamma -cyclodextrin;
Or a cyclodextrin derivative in which the hydroxyl group of at least one glucose 6-carbon of cyclodextrin is replaced by NH 2 , N 3 or amino acid,
A compound represented by the following formula (2):
(2)
Figure 112016003884015-pat00030

In this formula,
R is OH, NH 2, N 3, or amino acid;
n is an integer of 1 to 3;
제5항에 있어서, 상기 단계 1)의 반응은 디이소프로필카보디이미드(diisopropylcarbodiimide, DIC)를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
6. The process according to claim 5, wherein the reaction of step 1) is carried out using diisopropylcarbodiimide (DIC).
제5항에 있어서, 상기 단계 1)의 반응은 촉매로서 4-디메틸아미노피리딘(4-dimethylaminopyridine, DMAP) 및 p-톨루엔설폰산(p-toluenesulphonic acid, PTSA)의 존재 하에 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
6. The process according to claim 5, wherein the reaction of step 1) is carried out in the presence of 4-dimethylaminopyridine (DMAP) and p-toluenesulphonic acid (PTSA) Gt;
제1항의 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체에 아민기를 포함하는 약물이 결합되어 형성되는 결합체.
A conjugate wherein the cyclodextrin derivative having the pH responsiveness of claim 1 is combined with a drug including an amine group.
제9항에 있어서, 상기 아민기를 포함하는 약물은 부틸아민(butylamine), 세프라딘(cephradine), 세파드록실(cefadroxyl), 세팔로글리신(cephaloglycin), 세파피린(cephapirin), 세프록사딘(Cefroxadine), 세파클로어(Cefaclor), 세푸록심(Cefuroxime), 세푸조남(Cefuzonam), 세포테탄(Cefotetan), 세폭시틴(Cefoxitin), 카바세펨(Carbacephem), 세포티암(Cefotiam), 세프카펜(Cefcapene), 세프달록심(Cefdaloxime), 세프디니르(Cefdinir), 세프디토렌(Cefditoren), 세페타메트(Cefetamet), 세픽심(Cefixime), 세프메녹심(Cefmenoxime), 세포디짐(Cefodizime), 세포탁심(Cefotaxime), 세포벡신(Cefovecin), 세프포독심(Cefpodoxime), 세프테람(Cefteram), 세프티부텐(Ceftibuten), 세프티오푸르(Ceftiofur), 세프티오렌(Ceftiolene), 세프티족심(Ceftizoxime), 세프트리악손(Ceftriaxone), 세프클리딘(Cefclidine), 세페핌(Cefepime), 세플루프레남(Cefluprenam), 세포셀리스(Cefoselis), 세포조프란(Cefozopran), 세프피롬(Cefpirome), 세프퀴놈(Cefquinome), 세프토비프롤(Ceftobiprole), 세프마티렌(Cefmatilen), 독소루비신 또는 이들의 혼합물인 결합체.
10. The pharmaceutical composition according to claim 9, wherein the drug comprising an amine group is selected from the group consisting of butylamine, cephradine, cefadroxyl, cephaloglycin, cephapirin, Cefroxadine, Cefaclor, Cefuroxime, Cefuzonam, Cefotetan, Cefoxitin, Carbacephem, Cefotiam, Cefcotin, Cefcaprofen, Cefcaprofen, Cefcaprofen, Cefcaprofen, Cefcaprofen, Cefcaprofen, Cefcaprofen, Cefcaprofen, Cefcaprofen, Cefcaprofen, Cefcaprofen, , Cefotaxime, Cefovecin, Cefpodoxime, Cefteram, Ceftibuten, Ceftiofur, Ceftiolene, Cephexin, Ceftiofur, Ceftizoxime, Ceftriaxone, Cefclidine, Cefepime, Cefluprenam, Cefoselis, A conjugate that is Cefozopran, Cefpirome, Cefquinome, Ceftobiprole, Cefmatilen, doxorubicin or a mixture thereof.
제9항에 있어서, 상기 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체와 아민기를 포함하는 약물의 몰비는 1:1 내지 8인 결합체.
The conjugate according to claim 9, wherein the molar ratio of the cyclodextrin derivative having a pH-responsive property to the drug comprising an amine group is 1: 1 to 8.
제9항에 있어서, 산성 조건 하에서 상기 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체와 아민기를 포함하는 약물 간의 결합이 분해되는 것을 특징으로 하는 결합체.
10. The conjugate according to claim 9, wherein the bond between the cyclodextrin derivative having the pH-responsive property and the amine group-containing drug is degraded under acidic conditions.
제12항에 있어서, 상기 산성 조건은 pH 5 내지 6.5의 약산성 조건인 것을 특징으로 하는 결합체.
13. The combination according to claim 12, wherein the acidic condition is a weak acidic condition of pH 5 to 6.5.
하기 단계를 포함하는 제9항의 결합체의 제조방법:
제1항의 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체 및 아민기를 포함하는 약물을 반응시키는 단계(단계 2).
A method for manufacturing a combination according to claim 9 comprising the steps of:
Reacting a drug comprising the cyclodextrin derivative and the amine group having the pH responsiveness of claim 1 (step 2).
제14항에 있어서, 상기 단계 2)의 반응은 유기염기로서 트리에틸아민, 디에틸아민 및 디이소프로필에틸아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
15. The method according to claim 14, wherein the reaction of step 2) is carried out using at least one selected from the group consisting of triethylamine, diethylamine and diisopropylethylamine as organic bases.
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항의 결합체를 포함하는 pH 응답성 약물전달용 조성물.
A composition for pH-responsive drug delivery comprising the conjugate of any one of claims 9 to 13.
제16항에 있어서, 산성 조건 하에서 약물을 방출하는 것을 특징으로 하는 pH 응답성 약물전달용 조성물.
The pH-responsive drug delivery composition of claim 16, wherein the drug is released under acidic conditions.
제16항에 있어서, 상기 산성 조건은 pH 5 내지 6.5의 약산성 조건인 것을 특징으로 하는 pH 응답성 약물전달용 조성물.
The pH-responsive drug delivery composition according to claim 16, wherein the acidic condition is a weak acidic condition of pH 5 to 6.5.
제16항에 있어서, 암, 염증성 조직 또는 농양(abscess)을 표적하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 pH 응답성 약물전달용 조성물.
18. The composition of claim 16, which is used to target cancer, inflammatory tissue or abscess.
제1항의 pH 응답성을 갖는 사이클로덱스트린 유도체에 아민기를 포함하는 약물이 결합되어 형성되는 결합체에, 게스트 물질로서 추가의 약물 또는 리간드가 호스트-게스트 포접에 의하여 내포되어 있는 포접 복합체.
An inclusion complex in which an additional drug or ligand as a guest substance is contained by a host-guest inclusion in a complex formed by coupling a drug including an amine group to a cyclodextrin derivative having the pH responsiveness of claim 1.
제20항에 있어서, 상기 게스트 물질은 표적화 리간드(targeting ligand), 세포 투과성 부분(cell penetrating moiety), 고분자 및 나노입자로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 포접 복합체.
21. The inclusion complex of claim 20, wherein the guest material is at least one selected from the group consisting of a targeting ligand, a cell penetrating moiety, a polymer and a nanoparticle.
제21항에 있어서, 상기 게스트 물질은 아다만탄(adamantane) 잔기를 포함하는 것인 포접 복합체.22. The inclusion complex of claim 21, wherein the guest material comprises an adamantane moiety.
KR1020140167506A 2014-11-27 2014-11-27 A pH responsive cyclodextrin derivative, a preparation method therof and a pH responsive conjugate of the cyclodextrin derivative and a drug KR101622851B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140167506A KR101622851B1 (en) 2014-11-27 2014-11-27 A pH responsive cyclodextrin derivative, a preparation method therof and a pH responsive conjugate of the cyclodextrin derivative and a drug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140167506A KR101622851B1 (en) 2014-11-27 2014-11-27 A pH responsive cyclodextrin derivative, a preparation method therof and a pH responsive conjugate of the cyclodextrin derivative and a drug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101622851B1 true KR101622851B1 (en) 2016-05-20

Family

ID=56103934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140167506A KR101622851B1 (en) 2014-11-27 2014-11-27 A pH responsive cyclodextrin derivative, a preparation method therof and a pH responsive conjugate of the cyclodextrin derivative and a drug

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101622851B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200144884A (en) * 2019-06-19 2020-12-30 한국과학기술연구원 Hydrogel inclusion complex comprising physiologically active materials bound to thermosensitive polyphosphazene by host-guest interaction using β-cyclodextrin and use thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120149732A1 (en) 2010-12-14 2012-06-14 Alexander Chucholowski Multifunctional linkers and methods for the use thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120149732A1 (en) 2010-12-14 2012-06-14 Alexander Chucholowski Multifunctional linkers and methods for the use thereof

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Advanced Drug Delivery Reviews. 2013, Vol.65, pp.1188-1203
Polymer. 2002, Vol.43, pp.4997-5003

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200144884A (en) * 2019-06-19 2020-12-30 한국과학기술연구원 Hydrogel inclusion complex comprising physiologically active materials bound to thermosensitive polyphosphazene by host-guest interaction using β-cyclodextrin and use thereof
WO2020256287A3 (en) * 2019-06-19 2021-02-11 한국과학기술연구원 Hydrogel inclusion complex containing bioactive substance bound to temperature-sensitive polyphosphazene by host-guest interaction through beta-cyclodextrin, and use thereof
KR102286453B1 (en) 2019-06-19 2021-08-09 한국과학기술연구원 Hydrogel inclusion complex comprising physiologically active materials bound to thermosensitive polyphosphazene by host-guest interaction using β-cyclodextrin and use thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101710432B1 (en) Oxidized derivative of hyaluronic acid, a method of preparation thereof and a method of modification thereof
Fan et al. Targeted anticancer prodrug with mesoporous silica nanoparticles as vehicles
KR101766693B1 (en) A method of preparation of an oxidized derivative of hyaluronic acid and a method of modification thereof
CN101541347B (en) Drug carriers, their synthesis, and methods of use thereof
EP2809686A1 (en) Cyclodextrin-based polymers for therapeutic delivery
MX2012013100A (en) Compositions and methods for treatment of autoimmune and other diseases.
CN108084194B (en) Alkali-sensitive ring-opening cucurbituril and application thereof
JP6165920B2 (en) Polymer conjugate of active ingredient, production method thereof and polymer intermediate thereof
Sui et al. Preparation and properties of an amphiphilic derivative of succinyl-chitosan
KR101622851B1 (en) A pH responsive cyclodextrin derivative, a preparation method therof and a pH responsive conjugate of the cyclodextrin derivative and a drug
Buranaboripan et al. Preparation and characterization of polymeric host molecules, β-cyclodextrin linked chitosan derivatives having different linkers
JP4537354B2 (en) Conjugate of cyclodextrin and poly (oxyethylene) and method for producing the same
Durand et al. Two-step immobilization of metronidazole prodrug on TEMPO cellulose nanofibrils through thiol-yne click chemistry for in situ controlled release
EP2557155B1 (en) Metal salen complex derivative and process for production thereof
CN111253505B (en) Water-soluble cyclodextrin drug carrier with cell targeting and preparation method thereof
CN108976318B (en) Mono-6- (biotinimido) -6-deoxy-beta-cyclodextrin and preparation method and application thereof
CN102040530A (en) Process for the functionalization of biological molecules
JP2021176932A (en) Carboxylated degradable polyrotaxane and method for producing the same
CN114316084B (en) AIE functionalized modified chitin material capable of being fluorescently traced, preparation method and application
Dinand et al. Competitive reactions during amine addition to cis-aconityl anhydride
Kang et al. A medusa-like β-cyclodextrin with 1-methyl-2-(2′-carboxyethyl) maleic anhydrides, a potential carrier for pH-sensitive drug delivery
KR101849461B1 (en) Dual stimuli-responsive oligoamine boronic acid
Guan et al. Novel approach for synthesis of 2: 1 permethylated β-cyclodextrin–C60 conjugate
박으뜸 Development of a Novel Drug Carrier Using Cyclodextrins Containing Maleic Anhydride Moieties
CN104650342B (en) Highly branched chain polymeric drug precursor and its application

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190429

Year of fee payment: 4