KR101672829B1 - 호모세린 락톤 유도체, 이의 제조방법 및 이를 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 - Google Patents

호모세린 락톤 유도체, 이의 제조방법 및 이를 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 호모세린 락톤 유도체, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염에 관한 것으로, 본 발명에 따른 호모세린 락톤 유도체는 세균 간의 의사소통을 방해하는 퀴럼센싱 길항제로서 우수한 성능을 갖는다. 이에 따라, 세균의 유전자 발현을 방해하여, 항생제에 대한 내성을 키우는 것으로 알려진 생물막(biofilm)의 형성을 효과적으로 차단할 수 있고, 세균들의 번식을 저지할 수 있으므로, 본 발명에 따른 호모세린 락톤 유도체는 치주질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물로 유용하게 사용할 수 있다.

Description

호모세린 락톤 유도체, 이의 제조방법 및 이를 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물{Homoserine lactone derivatives, preparation method thereof and pharmaceutical composition for prevention or treatment of the periodontal diseases containing the same as an active ingredient}
본 발명은 호모세린 락톤 유도체, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 이의 제조방법 및 이를 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.
세균은 일정 수준의 세포농도에 도달하면, 자신이 생산하는 화학적 언어를 이용하여 세포들 서로 간에 신호를 전달하고 이를 통해 특정 유전자의 발현을 조절한다. 그람음성 세균 및 그람양성 세균들은 쿼럼센싱(quorum sensing; QS) 기작을 가지고 있어, 유전자의 발현이 세포의 밀도에 의존한다. 상기 쿼럼센싱은 적정밀도 인식으로 표현할 수 있으며, 각각의 세균 개체들이 자기유도 물질(autoinducer)이나 페로몬(pheromone)과 같은 저분자의 신호전달 물질들을 세포 외부에 축적하여 활발한 증식을 유도하고 정족수(quorum)를 채우는 일련의 생물 현상을 지칭한다.
구체적으로, 세균을 이루는 단백질 가운데 N-아실 호모세린 락톤 합성 단백질(N-acyl homoserine lactone synthase protein)은 노르말 아실 호모세린 락톤(N-Acyl Homoserine Lactone, AHL)이라는 신호전달 물질을 합성한다. 합성된 노르말 아실 호모세린 락톤은 세균이 성장하는 과정에서 세포막을 통하여 자유롭게 확산되고, 세포 외부의 환경에 축적된다. 세균의 밀도가 높아져 세포 외부에 축적된 신호전달 물질이 일정 농도에 도달하면, 신호전달 물질은 다시 세포 내로 들어와 조절단백질(transcriptional regulator)과 결합하여 특정 유전자의 발현을 촉진한다.
세균들은 상술한 쿼럼센싱 기작을 통하여 생물막(biofilm)의 형성, 발병력(virulence), 생체발광(bioluminescence), 항생제 생산 또는 접합에 의한 종양유도 플라스미드(Ti plasmide)의 전달 등과 같은 다양한 생리현상을 조절한다. 예를 들어, 세균 감염의 일련의 과정을 살펴보면, 먼저 세균들은 우선 숙주에 침입하는 길을 찾고 생존에 적당한 서식처에 정착한다. 이어서, 숙주의 1차 방어시스템을 무력화 시키면서 생존한다. 마지막으로, 세균은 대량 증식하여 다른 숙주에도 자손을 퍼트린다. 이와 같은 과정에서 세균들은 쿼럼센싱 기작에 의하여 다양한 발병력 (virulence) 인자들을 발현한다.
종래에 개발된 대부분의 항균제들은 세균을 죽이는 작용으로 항균 성능을 나타내는 것이 일반적이었다. 그러나, 발병의 원인이 되는 세균들을 제어하는데 있어서 세균들을 죽이는 것뿐만 아니라 세균들의 의사소통을 방해하여 세균들의 번식을 미연에 방지하는 것도 중요하다고 말할 수 있다.
세균들이 의사소통해서 이루는 대표적인 기능이 생물막(biofilm)인데, 상기 생물막은 사람의 장기에 머물면서 수많은 병증을 유발한다. 병증이나 발병 위치를 예로 들면, 충치(dental caries), 치은염(gingivitis), 치주염(periodontitis), 중이염(otitis media), 인공후두(voice prostheses), 뇌수종(hydrocephalus hunts), 낭포성섬유증(cystic fibrosis), 심내막염(valvular endocarditis), 인공심장판막(prosthetic heart valves), 중심정맥관(central venous catheter), 인공고관절(prosthetic hip joint), 인공슬관절(prosthetic knee joint), 만성 세균성 전립선염(chronic bacterial prostatitis), 자궁내 장치(intrauterine devices), 요도관(urinary catheter) 등을 들 수 있다. 따라서 세균들을 죽이는 것뿐만 아니라, 세균끼리의 의사소통을 방해하여 세균들이 생물막(biofilm)을 만드는 등의 기능을 사전에 억제하는 복합기능의 항균제 개발이 요구되고 있다.
특히, 그람 음성균 (gram negative bacteria)의 경우 노르말 아실 호모 세린 락톤(N-acylhomoserine lactone, AHL)이라는 화학물질을 이용하여 의사소통을 하는 것으로 알려져 있다. 만약, 노르말 아실 호모 세린 락톤 (Nacyl-homoserine lactone AHL)과 유사한 구조의 길항제(antagonist)를 합성하여 세균이 있는 주위에 작용시킨다면 세균들의 유전자 발현을 막아 번식을 막을 수 있을 것이다. 따라서 미생물을 죽이는 항균성 분자구조를 갖는 동시에 미생물들 간의 의사소통을 방해하여 번식을 못하게 하는 분자 구조를 갖는 다양한 메커니즘의 항균성능을 가진 항균제의 개발이 요구되고 있다.
특허문헌 1에서는 항균성을 지니는 동시에 퀴럼센싱 길항제로 기능을 하는 화합물을 사용한 미생물의 제거방법에 관한 내용을 개시하고 있다. 또한, 특허문헌 2에서는 설파닐 에타노일기(sulfanyl ethanoyl group)와 함께 호모세린 락톤기를 포함하는 화합물 및 이를 이용한 생물막(biofilm)의 형성 방지 방법에 관한 내용을 개시하고 있다. 나아가, 특허문헌 3에서는 퀴럼센싱에 관여하는 SmcR 단백질에 직접적으로 결합하여, SmcR 단백질이 병원성 관련 표적(target) DNA에 결합하지 못하도록 하여 병원성 관련 유전자를 차단하여 이와 관련된 질병의 발병을 억제하는 내용을 개시하고 있다.
하지만, 상기 개시된 특허문헌들의 경우 퀴럼센싱 억제 효능 및 항균효과가 낮아 아직까지 시장에 출시된 물질은 개발되지 않은 실정이다.
이에, 본 발명자들은 퀴럼센싱 억제제를 연구하던 중, 종래에 알려진 호모세린 락톤 기반의 퀴럼센싱 억제제의 화학구조를 개량함에 따라 제조된 본 발명의 호모세린 락톤 유도체, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은 퀴럼센싱 수용체와의 결합친화성이 증가하여 퀴럼센싱 억제 효능 뿐만 아니라 항균효과가 우수함을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
1. KR 10-2008-0046434 2. KR 10-2008-0050844 3. KR 10-2013-1243696
본 발명의 목적은 호모세린 락톤 유도체, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 호모세린 락톤 유도체의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 호모세린 락톤 유도체를 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 호모세린 락톤 유도체를 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 개선용 치약 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 호모세린 락톤 유도체를 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 개선용 가글 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112014072252579-pat00001
상기 화학식 1에서,
R1은 -H, -OH, 할로겐, C1 -10의 직쇄 또는 측쇄 알킬, C1 -10의 직쇄 또는 측쇄 알콕시, 비치환 또는 치환된 C6 -10의 아릴, 또는 -(OCH2CH2)mOR2이고,
상기 치환된 C6 -10의 아릴은 C1 -5의 직쇄 또는 측쇄 알킬, C1 -5의 직쇄 또는 측쇄 알콕시 및 할로겐으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기가 치환된 C6 -10의 아릴이고,
R2는 C1 -5의 직쇄 또는 측쇄 알킬이고,
m은 0-4의 정수이고;
n은 0-4의 정수이다.
또한, 본 발명은 하기 반응식 1에 나타난 바와 같이,
화학식 2로 표시되는 화합물과 화학식 3으로 표시되는 화합물을 반응시켜 화학식 4로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 1);
상기 단계 1에서 제조한 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물을 반응시켜 화학식 6으로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 2);
상기 단계 2에서 얻은 화학식 6으로 표시되는 화합물을 염기와 반응시켜 화학식 7로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 3); 및
상기 단계 3에서 얻은 화학식 7로 표시되는 화합물과 화학식 8로 표시되는 화합물을 반응시켜 화학식 1로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 4);를 포함하는 상기 화학식 1a로 표시되는 화합물의 제조방법을 제공한다.
[반응식 1]
Figure 112016048677384-pat00073

상기 반응식 1에서,
R1'는 C1-10의 직쇄 또는 측쇄 알킬, 또는 -(CH2CH2)-(OCH2CH2)pOR2이고, p는 0-3의 정수이고;
R2 및 n은 독립적으로 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같고; 및
화학식 1a로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에 포함된다.
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나아가, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 개선용 치약 조성물을 제공한다.
나아가, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 개선용 치약 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 호모세린 락톤 유도체, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은 세균 간의 의사소통을 방해하는 퀴럼센싱 길항제로서 우수한 성능을 갖는다. 이에 따라, 세균의 유전자 발현을 방해하여, 항생제에 대한 내성을 키우는 것으로 알려진 생물막(biofilm)의 형성을 효과적으로 차단할 수 있고, 세균들의 번식을 저지할 수 있으므로, 본 발명에 따른 호모세린 락톤 유도체, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은 치주질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물로 유용하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1 및 2에서 제조된 화합물의 퀴럼센싱 신호분자인 AI-2(Autoinducer-2)에 대한 억제활성을 평가한 그래프이고;
도 2는 본 발명에 따른 실시예 1 및 2에서 제조된 화합물의 생물막(Biofilm) 생성 억제활성을 평가한 그래프이고;
도 3은 본 발명에 따른 실시예 1 및 2에서 제조된 화합물의 생물막(Biofilm) 생성 억제활성을 평가한 이미지이고; 및
도 4는 본 발명에 따른 실시예 3, 4, 5, 6, 8 및 10에서 제조된 화합물의 생물막(Biofilm) 생성 억제활성을 평가한 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112014072252579-pat00003
상기 화학식 1에서,
R1은 -H, -OH, 할로겐, C1 -10의 직쇄 또는 측쇄 알킬, C1 -10의 직쇄 또는 측쇄 알콕시, 비치환 또는 치환된 C6 -10의 아릴, 또는 -(OCH2CH2)mOR2이고,
상기 치환된 C6 -10의 아릴은 C1 -5의 직쇄 또는 측쇄 알킬, C1 -5의 직쇄 또는 측쇄 알콕시 및 할로겐으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기가 치환된 C6 -10의 아릴이고,
R2는 C1 -5의 직쇄 또는 측쇄 알킬이고,
m은 0-4의 정수이고;
n은 0-4의 정수이다.
바람직하게는,
R1은 -H, -OH, 할로겐, C1 -5의 직쇄 또는 측쇄 알킬, C1 -5의 직쇄 또는 측쇄 알콕시, 비치환 또는 치환된 C6 -8의 아릴, 또는 -(OCH2CH2)mOR2이고,
상기 치환된 C6 -8의 아릴은 C1 -3의 직쇄 또는 측쇄 알킬, C1 -3의 직쇄 또는 측쇄 알콕시 및 할로겐으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기가 치환된 C6 -8의 아릴이고,
R2는 C1 -3의 직쇄 또는 측쇄 알킬이고,
m은 0-3의 정수이고;
n은 0-3의 정수이다.
더욱 바람직하게는,
R1은 -H, 할로겐, 메틸, 프로필, 에톡시, 비치환된 페닐, 또는 -(OCH2CH2)mOCH3이고,
m은 0-2의 정수이고;
n은 0-2의 정수이다.
본 발명에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 바람직한 예로는 하기의 화합물들을 들 수 있다.
(1) 3-하이드록시-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일)-4-페닐부탄아마이드;
(2) 3-하이드록시-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일)-5-페닐펜탄아마이드;
(3) 3-하이드록시-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일)-3-페닐프로판아마이드;
(4) 3-하이드록시-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일)-3-(p-톨릴)프로판아마이드;
(5) 3-(4-플루오로페닐)-3-하이드록시-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일)프로판아마이드;
(6) 3-(4-클로로페닐)-3-하이드록시-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일)프로판아마이드;
(7) 3-([1,1'-바이페닐]-4-일)-3-하이드록시-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일)프로판아마이드;
(8) 3-하이드록시-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일)-3-(4-프로필페닐)프로판아마이드;
(9) 3-(4-에톡시페닐)-3-하이드록시-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일)프로판아마이드;
(10) 3-하이드록시-3-(4-(2-메톡시에톡시)페닐)-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일)프로판아마이드;
(11) 3-(3-에톡시페닐)-3-하이드록시-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일)프로판아마이드;
(12) 3-하이드록시-3-(3-(2-메톡시에톡시)페닐)-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일)프로판아마이드;
(13) 3-하이드록시-3-(4-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)페닐)-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일)프로판아마이드; 및
(14) 3-하이드록시-3-(3-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)페닐)-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일)프로판아마이드.
본 발명에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 약학적으로 허용가능한 염의 형태로 사용할 수 있으며, 염으로는 약학적으로 허용 가능한 유리산(free acid)에 의해 형성된 산 부가염이 유용하다. 산 부가염은 염산, 질산, 인산, 황산, 브롬화수소산, 요드화수소산, 아질산 또는 아인산과 같은 무기산류와 지방족 모노 및 디카르복실레이트, 페닐-치환된 알카노에이트, 히드록시 알카노에이트 및 알칸디오에이트, 방향족 산류, 지방족 및 방향족 설폰산류와 같은 무독성 유기산, 아세트산, 안식향산, 구연산, 젖산, 말레인산, 글루콘산, 메탄설폰산, 4-톨루엔설폰산, 주석산, 푸마르산과 같은 유기산으로부터 얻었다. 이러한 약학적으로 무독한 염류로는 설페이트, 피로설페이트, 바이설페이트, 설파이트, 바이설파이트, 니트레이트, 포스페이트, 모노하이드로겐 포스페이트, 디하이드로겐 포스페이트, 메타포스페이트, 피로포스페이트 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 플루오라이드, 아세테이트, 프로피오네이트, 데카노에이트, 카프릴레이트, 아크릴레이트, 포메이트, 이소부티레이트, 카프레이트, 헵타노에이트, 프로피올레이트, 옥살레이트, 말로네이트, 석시네이트, 수베레이트, 세바케이트, 푸마레이트, 말리에이트, 부틴-1,4-디오에이트, 헥산-1,6-디오에이트, 벤조에이트, 클로로벤조에이트, 메틸벤조에이트, 디니트로 벤조에이트, 히드록시벤조에이트, 메톡시벤조에이트, 프탈레이트, 테레프탈레이트, 벤젠설포네이트, 톨루엔설포네이트, 클로로벤젠설포네이트, 크실렌설포네이트, 페닐아세테이트, 페닐프로피오네이트, 페닐부티레이트, 시트레이트, 락테이트, β-히드록시부티레이트, 글리콜레이트, 말레이트, 타트레이트, 메탄설포네이트, 프로판설포네이트, 나프탈렌-1-설포네이트, 나프탈렌-2-설포네이트 또는 만델레이트를 포함한다.
본 발명에 따른 산 부가염은 통상의 방법, 예를 들면 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기용매, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 아세톤, 메틸렌클로라이드, 아세토니트릴 등에 녹이고 유기산 또는 무기산을 가하여 생성된 침전물을 여과, 건조하여 제조되거나, 용매와 과량의 산을 감압 증류한 후 건조하거나 유기용매 하에서 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이의 약학적으로 허용하는 염뿐만 아니라, 이로부터 제조될 수 있는 가능한 용매화물, 수화물, 광학 이성질체 등을 모두 포함한다.
나아가, 본 발명은 하기 반응식 1에 나타난 바와 같이,
화학식 2로 표시되는 화합물과 화학식 3으로 표시되는 화합물을 반응시켜 화학식 4로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 1);
상기 단계 1에서 제조한 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물을 반응시켜 화학식 6으로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 2);
상기 단계 2에서 얻은 화학식 6으로 표시되는 화합물을 염기와 반응시켜 화학식 7로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 3); 및
상기 단계 3에서 얻은 화학식 7로 표시되는 화합물과 화학식 8로 표시되는 화합물을 반응시켜 화학식 1a로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 4);를 포함하는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조방법을 제공한다.
[반응식 1]
Figure 112016048677384-pat00074

상기 반응식 1에서,
R1'는 C1-10의 직쇄 또는 측쇄 알킬, 또는 -(CH2CH2)-(OCH2CH2)pOR2이고, p는 0-3의 정수이고;
R2 및 n은 독립적으로 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같고; 및
화학식 1a로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에 포함된다.
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이하, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조방법을 단계별로 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조방법에 있어서, 상기 단계 1은 화학식 2로 표시되는 화합물과 화학식 3으로 표시되는 화합물을 반응시켜 화학식 4로 표시되는 화합물을 제조하는 단계이다. 보다 구체적으로는, 화학식 2로 표시되는 화합물과 염기를 용매에 용해시켜 가열한 후, 화학식 3으로 표시되는 화합물을 첨가하여 화학식 4로 표시되는 화합물을 제조하는 단계이다.
이때, 상기 반응 용매로는 다이메틸포름아마이드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 다이클로로메탄(DCM), 톨루엔, 아세토나이트릴 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 다이메틸포름아마이드(DMF)를 사용할 수 있고, 바람직하게는 다이메틸포름아마이드(DMF)를 사용할 수 있다.
또한, 상기 염기로는 포타슘카보네이트(K2CO3), 세슘카보네이트(Cs2CO3), 포타슘하이드록사이드(KOH), 소듐하이드록사이드(NaOH), 리튬하이드록사이드(LiOH) 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 포타슘카보네이트(K2CO3)를 사용할 수 있다.
나아가, 반응온도는 0℃에서 용매의 비등점 사이에서 수행하는 것이 바람직하고, 반응시간은 특별한 제약은 없으나, 0.5-15시간 동안 반응하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조방법에 있어서, 상기 단계 2는 상기 단계 1에서 제조한 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물을 반응시켜 화학식 6으로 표시되는 화합물을 제조하는 단계이다. 보다 구체적으로는, 용매에 용해된 화학식 5로 표시되는 메틸 아세테이트 용액과, 염기를 반응용기에 넣어 교반하고, 상기 단계 1에서 얻은 화학식 4로 표시되는 화합물을 첨가하여 반응시켜 화학식 5로 표시되는 화합물을 제조하는 단계이다.
이때, 상기 반응 용매로는 테트라하이드로퓨란(THF), 다이메틸포름아마이드(DMF), 다이클로로메탄(DCM), 톨루엔, 아세토나이트릴 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 다이메틸포름아마이드(DMF)를 사용할 수 있고, 바람직하게는 테트라하이드로퓨란(THF)를 사용할 수 있다.
또한, 상기 염기로는 LDA(Lithium diisopropylamide), 포타슘카보네이트(K2CO3), 세슘카보네이트(Cs2CO3), 포타슘하이드록사이드(KOH), 소듐하이드록사이드(NaOH), 리튬하이드록사이드(LiOH) 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 LDA(Lithium diisopropylamide)를 사용할 수 있다.
나아가, 반응온도는 0℃에서 용매의 비등점 사이에서 수행하는 것이 바람직하고, 반응시간은 특별한 제약은 없으나, 0.5-15시간 동안 반응하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조방법에 있어서, 상기 단계 3은 상기 단계 2에서 얻은 화학식 6으로 표시되는 화합물을 염기와 반응시켜 화학식 7로 표시되는 화합물을 제조하는 단계이다. 보다 구체적으로는 상기 단계 2에서 얻은 화학식 6으로 표시되는 화합물의 메틸기를 수소로 치환하는 단계이다.
이때, 상기 반응 용매로는 물, 메탄올, 테트라하이드로퓨란(THF), 다이메틸포름아마이드(DMF), 다이클로로메탄(DCM), 톨루엔, 아세토나이트릴 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 물과 메탄올을 1:3의 비율로 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 염기로는 리튬하이드록사이드(LiOH), 포타슘카보네이트(K2CO3), 세슘카보네이트(Cs2CO3), 포타슘하이드록사이드(KOH), 소듐하이드록사이드(NaOH) 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 리튬하이드록사이드(LiOH)를 사용할 수 있다.
나아가, 반응온도는 0℃에서 용매의 비등점 사이에서 수행하는 것이 바람직하고, 반응시간은 특별한 제약은 없으나, 0.5-15시간 동안 반응하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조방법에 있어서, 상기 단계 4는 상기 단계 3에서 얻은 화학식 7로 표시되는 화합물과 화학식 8로 표시되는 화합물을 반응시켜 화학식 1a로 표시되는 화합물을 제조하는 단계이다. 보다 구체적으로는, 물에 용해된 화학식 7로 표시되는 화합물에 염기, 카복시기 활성화제 및 화학식 8로 표시되는 호모세린 락톤을 첨가하고 반응시켜 화학식 1a로 표시되는 화합물을 제조하는 단계이다.
이때, 상기 반응 용매로는 물, 메탄올, 테트라하이드로퓨란(THF), 다이메틸포름아마이드(DMF), 다이클로로메탄(DCM), 톨루엔, 아세토나이트릴 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 염기로는 트리에틸아민(TEA), 리튬하이드록사이드(LiOH), 포타슘카보네이트(K2CO3), 세슘카보네이트(Cs2CO3), 포타슘하이드록사이드(KOH), 소듐하이드록사이드(NaOH) 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 트리에틸아민(TEA)을 사용할 수 있다.
나아가, 상기 카복시기 활성화제로는 EDCl(1-ethyl-3-(3-dimethylamino propyl)carbodiimide hydrochloride)을 사용할 수 있다.
또한, 반응온도는 0℃에서 용매의 비등점 사이에서 수행하는 것이 바람직하고, 반응시간은 특별한 제약은 없으나, 0.5-15시간 동안 반응하는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다. 이때, 상기 화합물은 세균의 퀴럼센싱(Quorum sensing)을 억제하는 것을 특징으로 하며, 상기 치주질환은 치은염, 치주염 등의 질병인 것을 특징으로 한다.
쿼럼센싱(Quorum sensing)은 적정밀도 인식으로 표현할 수 있으며, 각각의 세균 개체들이 자기유도 물질(autoinducer)이나 페로몬(pheromone)과 같은 저분자의 신호전달 물질들을 세포 외부에 축적하여 활발한 증식을 유도하고 정족수(quorum)를 채우는 일련의 생물 현상을 지칭한다. 구체적으로, 세균을 이루는 단백질 가운데 N-아실 호모세린 락톤 합성 단백질(N-acyl homoserine lactone synthase protein)은 노르말 아실 호모세린 락톤(N-Acyl Homoserine Lactone, AHL)이라는 신호전달 물질을 합성한다. 합성된 노르말 아실 호모세린 락톤은 세균이 성장하는 과정에서 세포막을 통하여 자유롭게 확산되고, 세포 외부의 환경에 축적된다. 세균의 밀도가 높아져 세포 외부에 축적된 신호전달 물질이 일정 농도에 도달하면, 신호전달 물질은 다시 세포 내로 들어와 조절단백질(transcriptional regulator)과 결합하여 특정 유전자의 발현을 촉진한다. 세균들은 상술한 쿼럼센싱 기작을 통하여 생물막(biofilm)의 형성, 발병력(virulence), 생체발광(bioluminescence), 항생제 생산 또는 접합에 의한 종양유도 플라스미드(Ti plasmide)의 전달 등과 같은 다양한 생리현상을 조절한다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 세균이 합성하는 신호전달 물질인 노르말 아실 호모세린 락톤(N-Acyl Homoserine Lactone, AHL)과 동일한 호모세린 락톤기를 포함하여 구조적으로 유사하므로, 이를 주위에 작용시킨다면 세균 간의 의사소통을 방해하여 유전자 발현을 막아 항생제에 대한 내성을 키우는 것으로 알려진 생물막(biofilm)의 형성을 억제할 뿐만 아니라 세균 번식을 막을 수 있을 것이다.
이와 관련하여 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 퀴럼센싱 신호분자인 AI-2(Autoinducer-2) 억제활성을 평가하기 위하여 실험을 수행한 결과, 본 발명에 따른 실시예 화합물은 퀴럼센싱 신호분자인 AI-2(Autoinducer-2)를 억제하여 생물학적 발광(bioluminescenece) 값이 작은 것으로 나타났다(실험예 1의 도 1참조).
또한, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염의, 세균의 생물막(Biofilm) 형성 억제능력을 평가하기 위하여 실험을 수행한 결과, 본 발명에 따른 실시예 화합물은 세균과 함께 배양하였을 때, 생물막(Biofilm) 형성 정도를 낮추는 것으로 나타났다(실험예 2 및 실험예 3의 도 2, 도 3 및 도 4 참조).
따라서, 본 발명에 따른 호모세린 락톤 유도체, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은 세균 간의 의사소통을 방해하는 퀴럼센싱 길항제로서 우수한 성능을 나타내어 항생제에 대한 내성을 키우는 것으로 알려진 생물막(biofilm)의 형성을 효과적으로 차단할 수 있고, 세균들의 번식을 저지할 수 있으므로, 본 발명에 따른 호모세린 락톤 유도체는 치주질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물로 유용하게 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 임상 투여시에 경구 및 비경구의 여러 가지 제형으로 투여될 수 있으며, 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 제조된다.
경구투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환자, 산제, 과립제, 캡슐제, 트로키제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 하나 이상의 본 발명의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose) 또는 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한, 단순한 부형제 외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구 투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용 액제, 유제 또는 시럽제 등이 해당되는데, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.
비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁용제, 유제, 동결건조제제, 좌제 등이 포함된다. 비수성용제, 현탁 용제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세롤, 젤라틴 등이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 화합물의 인체에 대한 효과적인 투여량은 환자의 나이, 몸무게, 성별, 투여형태, 건강상태 및 질환 정도에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로 약 0.001-100 mg/kg/일이며, 바람직하게는 0.01-35 mg/kg/일이다. 몸무게가 70 ㎏인 성인 환자를 기준으로 할 때, 일반적으로 0.07-7000 mg/일이며, 바람직하게는 0.7-2500 ㎎/일이며, 의사 또는 약사의 판단에 따라 일정시간 간격으로 1일 1회 내지 수회로 분할 투여할 수도 있다.
나아가, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 개선용 치약 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 개선용 가글 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의하여 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1> 3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨란 -3-일)-4- 페닐부탄아마이드의 제조 ( Q001 )
단계 1 : 메틸 3- 하이드록시 -4- 페닐부타노에이트의 제조
Figure 112014072252579-pat00005
0℃에서 n-헥산 (2.60 mL, 4.15 mmol)에 용해된 1.6 M의 n-BuLi 용액을 증류된 THF (10 mL)에 용해된 디이소프로필아민 (0.55 mL, 3.95 mmol) 용액에 첨가하여 LDA 용액을 준비하였다. 1시간 동안 교반한 후, 상기 용액을 -78℃로 냉각한 후, 메틸 아세테이트 (0.31 mL, 3.95 mmol)를 천천히 첨가하였다. 1시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물 용액을 증류된 THF (6 mL)에 용해된 2-페닐아세트알데하이드 (528 mg, 3.95 mmol) 용액에 첨가하였다. 반응 혼합물을 -78℃에서 10분 동안 교반한 후, 동일한 온도에서 1N HCl를 사용하여 반응을 종결시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:4)를 통해 정제하여 목적 화합물을 얻었다(0.21 g, 19%).
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.29-7.33 (m, 2H), 7.20-7.25 (m, 3H), 4.23-4.29 (m, 1H), 3.69 (s, 3H), 2.74-2.79 (m, 2H), 2.41-2.55 (m, 2H).
단계 2 : 3- 하이드록시 -4- 페닐부타노익 엑시드의 제조
Figure 112014072252579-pat00006
상온에서, MeOH (9 mL) 및 H2O (3 mL)에 용해된 상기 단계 1에서 얻은 메틸 3-하이드록시-4-페닐부타노에이트(1.67 g, 8.60 mmol)에 LiOH·H2O (212 mg)를 첨가하였다. 동일한 온도에서 6시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물에 1N HCl를 pH가 2에 도달할 때까지 첨가하여 반응을 종결시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하고, 브라인으로 세척하였다. 유기층을 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였다. 용매는 감압 하에서 완전히 제거하여 목적 화합물(0.60 g, 39%)을 오일 형태로 얻었으며, 별다른 정제과정 없이 다음 반응에 사용하였다.
1H-NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.14-7.27 (m, 5H), 4.21-4.28 (m, 1H), 2.72-2.82 (m, 2H), 2.35-2.47 (m, 2H).
단계 3 : 3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨란 -3-일)-4- 페닐부탄아마이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00007
H2O (2.5 mL)에 용해된 상기 단계 2에서 얻은 3- 하이드록시 -4- 페닐부타노익 엑시드 (100 mg, 0.55 mmol)에 트리에틸아민 (0.08 mL, 0.55 mmol), 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드 (EDCI, 106 mg, 0.55 mmol) 및 L-호모세린 락톤 (101 mg, 0.55 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물은 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 상기 혼합물은 EtOAc를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4로 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:1)를 사용하여 정제하여 목적 화합물을 얻었다(66 mg, 45%).
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.25-7.29 (m, 2H), 7.17-7.22 (m, 3H), 4.44-4.58(m, 1H), 4.37-4.41(m, 1H), 4.17-4.24(m, 1H), 2.71-2.83 (m, 2H), 2.56-2.63 (m, 1H), 2.28-2.44 (m, 2H), 2.14-2.23(m, 1H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3) 175.8, 172.6, 137.7, 129.5, 128.5, 126.6, 69.5, 66.1, 48.8, 43.3, 41.8, 29.3.
< 실시예 2> 3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨란 -3-일)-5- 페닐펜탄아마이드의 제조 ( Q011 )
단계 1 : 메틸 3- 하이드록시 -5- 페닐펜타노에이트의 제조
Figure 112014072252579-pat00008
0℃에서 n-헥산 (2.24 mL, 3.59 mmol)에 용해된 1.6 M의 n-BuLi 용액을 증류된 THF (10 mL)에 용해된 디이소프로필아민 (0.48 mL, 3.42 mmol) 용액에 첨가하여 LDA 용액을 준비하였다. 1시간 동안 교반한 후, 용액을 -78℃로 냉각한 후, 메틸 아세테이트 (0.27 mL, 3.42 mmol)를 천천히 첨가하였다. 1시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물 용액에 증류된 THF (6 mL)에 용해된 3-페닐프로판알 (509 mg, 3.42 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 -78℃에서 10분 동안 교반한 후, 동일한 온도에서 1N HCl를 첨가하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:4)를 통해 정제하여 목적 화합물(0.41 g, 58%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.24-7.29 (m, 2H), 7.16-7.21 (m, 3H), 3.99-4.04 (m, 1H), 3.69 (s, 3H), 3.11 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 2.65-2.85 (m, 2H), 2.41-2.53 (m, 2H), 1.69-1.88 (m, 2H).
단계 2 : 3- 하이드록시 -5- 페닐펜타노익 엑시드의 제조
Figure 112014072252579-pat00009
상온에서, MeOH (4.5 mL) 및 H2O (1.5 mL)에 용해된 상기 단계 1에서 얻은 메틸 3-하이드록시-5-페닐펜타노에이트(413 mg, 1.98 mmol)에 LiOH·H2O (250 mg)를 첨가하였다. 동일한 온도에서 6시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물에 1N HCl를 pH가 2에 도달할 때까지 첨가하여 반응을 종결시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였다. 용매는 감압 하에서 완전히 제거하여 목적 화합물(325 mg, 84%)을 오일 형태로 얻었으며, 별다른 정제과정 없이 다음 단계에 사용하였다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.26-7.30 (m, 2H), 7.16-7.21 (m, 3H), 3.98-4.04 (m, 1H), 2.68-2.81 (m, 2H), 2.44-2.52 (m, 2H), 1.73-1.88(m, 2H).
단계 3 : 3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨란 -3-일)-5- 페닐펜탄아마이드
Figure 112014072252579-pat00010
H2O (5.0 mL)에 용해된 상기 단계 2에서 얻은 3-하이드록시-5-페닐펜타노익 엑시드(200 mg, 1.03 mmol)에 트리에틸아민 (0.14 mL, 1.03 mmol), 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드 (EDCI, 197 mg, 1.03 mmol) 및 L-호모세린 락톤 (187 mg, 1.03 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물은 상온에서 3시간 동안 교반한 후, EtOAc를 사용하여 추출하고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:1)를 통해 정제하여 목적 화합물(142 mg, 50%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.05-7.28 (m, 5H), 4.50-4.65 (m, 1H), 4.42 (t, J = 9.0 Hz, 1H ), 4.20-4.27 (m, 1H), 4.01 (bs, 1H), 3.77 (d, J = 29.3 Hz, 1H) 2.71-2.82 (m, 1H), 2.62-2.71 (m, 2H), 2.37-2.46 (m, 2H), 2.17-2.26(m, 1H), 1.72-1.88 (m, 2H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3) 175.9, 172.9, 141.6, 128.4 (s, 2C), 125.9, 67.9, 66.1, 49.0, 42.6, 38.5, 31.7, 29.5.
< 실시예 3> 3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨란 -3-일)-3- 페닐프로판아마이드의 제조 ( Q021 )
단계 1 : 메틸 3- 하이드록시 -3- 페닐프로파노에이트의 제조
Figure 112014072252579-pat00011
0℃에서 n-헥산 (6.77 mL, 10.82 mmol)에 용해된 1.6 M의 n-BuLi 용액을 증류된 THF (10 mL)에 용해된 디이소프로필아민 (1.52 mL, 10.82 mmol) 용액에 첨가하여 LDA 용액을 준비하였다. 1시간 동안 교반한 후, 용액을 -78℃로 냉각하고, 메틸 아세테이트 (0.86 mL, 10.82 mmol)를 천천히 첨가하였다. 1시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물 용액에, 증류된 THF (10 mL)에 용해된 벤즈알데하이드 (1.0 ml, 9.84 mmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 -78℃에서 10분 동안 교반한 후, 동일한 온도에서 1N HCl를 사용하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:4)를 사용하여 목적 화합물(836 mg, 47%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.25-7.37 (m, 5H), 5.10-5.11 (m, 1H), 3.70 (s, 1H), 3.37 (bs, 1H), 2.66-2.77 (m, 2H).
단계 2 : 3- 하이드록시 -3- 페닐프로파노익 엑시드의 제조
Figure 112014072252579-pat00012
상온에서, MeOH (6.0 mL) 및 H2O (2.0 mL)에 용해된 상기 단계 1에서 얻은 메틸 3-하이드록시-3-페닐프로파노에이트(789 mg, 4.38 mmol)에 LiOH·H2O (551 mg)를 첨가하였다. 동일한 온도에서 6시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물에 1N HCl를 pH가 2에 도달할 때까지 첨가하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였다. 용매는 감압 하에서 완전히 제거하여 목적 화합물(515 mg, 71%)을 오일 형태로 얻었으며, 별다른 정제과정 없이 다음 반응에 사용하였다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.28-7.37 (m, 5H), 5.14 (dd, J = 3.7, 9.2 Hz, 1H), 2.72-2.86 (m, 2H).
단계 3 :3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨란 -3-일)-3- 페닐프로판아마이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00013
H2O (10.0 mL)에 용해된 상기 단계 2에서 얻은 3-하이드록시-3-페닐프로파노익 엑시드(505 mg, 3.04 mmol)에 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드 (EDCI, 583 mg, 3.04 mmol) 및 L-호모세린 락톤 (553 mg, 3.04 mmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물은 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물은 EtOAc를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:1)를 통해 정제하여 목적 화합물(308 mg, 41%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.36 (bs, 4H), 6.87 (d, J = 26.8 Hz, 1H), 5.12 (d, J = 5.5 Hz, 1H ), 4.53-4.62(m, 1H), 4.45 (t, J = 8.8 Hz, 1H ), 4.26-4.27 (m, 1H), 3.83 (d, J = 8.8 Hz, 1H) 2.56-2.73 (m, 3H), 2.10-2.21 (m, 2H).
< 실시예 4> 3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨란 -3-일)-3-(p- 톨릴 ) 프로판아마이드의 제조 ( Q022 )
단계 1 : 메틸 3- 하이드록시 -3-(p- 톨릴 ) 프로파노에이트의 제조
Figure 112014072252579-pat00014
0℃에서 n-헥산 (5.83 mL, 9.33 mmol)에 용해된 1.6 M의 n-BuLi 용액을 증류된 THF (10 mL)에 용해된 디이소프로필아민 (1.30 mL, 9.33 mmol) 용액에 첨가하여 LDA 용액을 준비하였다. 1시간 동안 교반한 후, -78℃로 냉각하고 메틸 아세테이트 (0.74 mL, 9.33 mmol)를 천천히 첨가하였다. 1시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물 용액에, 증류된 THF (10 mL)에 용해된 p-톨루알데하이드 (1.00 ml, 8.48 mmol) 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물을 -78℃에서 10분 동안 교반한 후, 동일한 온도에서 1N HCl를 첨가하여 반응을 종결시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:4)를 통해 정제하여 목적 화합물(735 mg, 44%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.25 (d, J = 7.0 Hz, 2H), 7.15 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 5.09 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 3.71 (s, 3H), 3.20 (s, 1H), 2.66-2.79 (m, 2H), 2.33 (s, 3H).
단계 2 : 3- 하이드록시 -3-(p- 톨릴 ) 프로파노익 엑시드의 제조
Figure 112014072252579-pat00015
상온에서, MeOH (6.0 mL) 및 H2O (2.0 mL)에 용해된 상기 단계 1에서 얻은 메틸 3-하이드록시-3-(p-톨릴)프로파노에이트(695 mg, 3.58 mmol)에 LiOH·H2O (450 mg)를 첨가하였다. 동일한 온도에서 6시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물에 1N HCl를 pH 2에 도달할 때까지 첨가하여 반응을 종결시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였다. 용매는 감압 하에서 완전히 제거하여 목적 화합물(정량적인 수율)을 오일 형태로 얻었으며, 별다른 정제과정 없이 다음 단계에 사용하였다.
1H-NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.18 (d, J = 87.0 Hz, 2H), 7.06 (d, J = 7.0 Hz, 2H), 4.96 (dd, J = 5.1, 8.6 Hz, 1H), 2.51-2.65 (m, 2H), 2.23 (s, 1H).
단계 3 : 3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨란 -3-일)-3-(p- 톨릴 )프로판아마이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00016
H2O (10.0 mL)에 용해된 상기 단계 2에서 얻은 3-하이드록시-3-(p-톨릴)프로파노익 엑시드(636 mg, 3.53 mmol)에 트리에틸아민 (0.49 mL, 3.53 mmol), 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드 (EDCI, 677 mg, 3.53 mmol) 및 L-호모세린 락톤 (642 mg, 3.53 mmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물은 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물은 EtOAc를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였으며, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:1)를 통해 정제하여 목적 화합물(508 mg, 55%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.21 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.12 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 5.03-5.07 (m, 1H), 4.48-4.63(m, 1H), 4.40-4.45 (m, 1H ), 4.20-4.27 (m, 1H), 3.81 (t, J = 3.1 Hz, 1H) 2.51-2.73 (m, 3H), 2.32 (s, 3H), 2.09-2.22 (m, 2H).
< 실시예 5> 3-(4- 플루오로페닐 )-3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨란 -3-일) 프로판아마이드의 제조 ( Q023 )
단계 1 : 메틸 3-(4- 플루오로페닐 )-3- 하이드록시프로파노에이트의 제조
Figure 112014072252579-pat00017
0℃에서 n-헥산 (4.44 mL, 7.11 mmol)에 용해된 1.6 M의 n-BuLi 용액을 증류된 THF (15 mL)에 용해된 디이소프로필아민 (1.00 mL, 7.11 mmol) 용액에 첨가하여 LDA 용액을 준비하였다. 1시간 동안 교반한 후, -78℃로 냉각하고 메틸 아세테이트 (0.56 mL, 7.11 mmol)를 천천히 첨가하였다. 1시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물 용액에, 증류된 THF (5 mL)에 용해된 4-플루오로벤즈알데하이드 (0.50 ml, 4.74 mmol) 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물을 -78℃에서 10분 동안 교반하고, 동일한 온도에서 1N HCl를 첨가하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토크래피(EA:Hex=1:4)를 통해 정제하여 목적 화합물(820 mg, 87%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.31-7.34 (m, 2H), 7.00-7.04 (m, 2H), 5.08-5.10 (m, 1H), 3.70 (s, 3H), 3.47 (d, J = 2.5 Hz, 1H), 2.63-2.76 (m, 2H).
단계 2 : 3-(4- 플루오로페닐 )-3- 하이드록시프로파노익 엑시드의 제조
Figure 112014072252579-pat00018
상온에서, MeOH (6.0 mL) 및 H2O (2.0 mL)에 용해된, 상기 단계 1에서 얻은 메틸 3-(4-플루오로페닐)-3-하이드록시프로파노에이트(750 mg, 3.78 mmol)에 LiOH·H2O (476 mg)를 첨가하였다. 동일한 온도에서 6시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물에 1N HCl를 pH가 2에 도달할 때까지 첨가하여 반응을 종결시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였다. 용매를 감압 하에서 완전히 제거하여 목적 화합물(623 mg, 89%)을 오일 형태로 얻었으며, 별다른 정제과정 없이 다음 단계에 사용하였다.
1H-NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.39-7.46 (m, 2H), 7.04-7.08 (m, 2H), 5.08-5.12 (m, 1H), 2.62-2.75 (m, 2H).
단계 3 : 3-(4- 플루오로페닐 )-3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨 란-3-일) 프로판아마이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00019
H2O (10.0 mL)에 용해된, 상기 단계 2에서 얻은 3-(4-플루오로페닐)-3-하이드록시프로파노익 엑시드(623 mg, 3.38 mmol)에 트리에틸아민 (0.47 mL, 3.38 mmol), 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드 (EDCI, 648 mg, 3.38 mmol) 및 L-호모세린 락톤 (616 mg, 3.38 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물은 EtOAc를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였으며, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:1)를 통해 정제하여 목적 화합물(384 mg, 42%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.39-7.43 (m, 2H), 7.06 (t, J = 8.8 Hz, 2H), 5.07-5.11 (m, 1H), 4.45-4.61 (m, 1H ), 4.39-4.44 (m, 1H), 4.27-4.31 (m, 1H), 2.44-2.72 (m, 3H), 2.14-2.24 (m, 2H).
< 실시예 6> 3-(4- 클로로페닐 )-3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨 란-3-일) 프로판아마이드의 제조 ( Q024 )
단계 1 : 메틸 3-(4- 클로로페닐 )-3- 하이드록시프로파노에이트의 제조
Figure 112014072252579-pat00020
0℃에서 n-헥산 (3.40 mL, 5.34 mmol)에 용해된 1.6 M의 n-BuLi 용액을 증류된 THF (10 mL)에 용해된 디이소프로필아민 (0.75 mL, 5.34 mmol) 용액에 첨가하여 LDA 용액을 준비하였다. 1시간 동안 교반한 후, 반응 용액을 -78℃로 냉각하고 메틸 아세테이트 (0.43 mL, 5.34 mmol)를 천천히 첨가하였다. 1시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물 용액에, 증류된 THF (3 mL)에 용해된 4-클로로벤즈알데하이드 (500 mg, 3.56 mmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 -78℃에서 10분 동안 교반한 후, 동일한 온도에서 1N HCl를 사용하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:4)를 통해 정제하여 목적 화합물(540 mg, 71%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.29-7.34 (m, 4H), 5.09-5.13 (m, 1H), 3.72 (s, 3H), 3.32 (d, J = 3.5 Hz, 1H), 2.70-2.72 (m, 2H).
단계 2 : 3-(4- 클로로페닐 )-3- 하이드록시프로파노익 엑시드의 제조
Figure 112014072252579-pat00021
상온에서, MeOH (6.0 mL) 및 H2O (2.0 mL)에 용해된, 상기 단계 1에서 얻은 메틸 3-(4-클로로페닐)-3-하이드록시프로파노에이트(526 mg, 2.45 mmol)에 LiOH·H2O (308 mg)를 첨가하였다. 동일한 온도에서 6시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물에 1N HCl를 pH가 2에 도달할 때까지 첨가하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였다. 용매를 감압 하에서 완전히 제거하여 목적 화합물(421 mg, 86%)을 오일 형태로 얻었으며, 별다른 정제과정 없이 다음 단계에 사용하였다.
1H-NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.31-7.39 (m, 4H), 5.07-5.11 (m, 1H), 2.62-2.74 (m, 2H).
단계 3 : 3-(4- 클로로페닐 )-3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨란 -3-일) 프로판아마이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00022
H2O (8.0 mL)에 용해된, 상기 단계 2에서 얻은 3-(4-클로로페닐)-3-하이드록시프로파노익 엑시드(421 mg, 2.10 mmol)에 트리에틸아민 (0.30 mL, 2.10 mmol), 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드 (EDCI, 402 mg, 2.10 mmol) 및 L-호모세린 락톤 (382 mg, 2.10 mmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물에 EtOAc를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼크로마토그래피(EA:Hex=1:1)를 사용하여 목적 화합물(325 mg, 55%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.32-7.40 (m, 4H), 5.06-5.10 (m, 1H), 4.54-4.62 (m, 1H), 4.40-4.45 (m, 1H), 4.24-4.32 (m, 1H), 2.48-2.71 (m, 3H), 2.12-2.24 (m, 2H).
< 실시예 7> 3-([1,1'-바이페닐]-4-일)-3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이 드로퓨란-3-일) 프로판아마이드의 제조 ( Q025 )
단계 1 : 메틸 3-([1,1'-바이페닐]-4-일)-3- 하이드록시프로파노에이트의 제조
Figure 112014072252579-pat00023
0℃에서 n-헥산 (3.10 mL, 4.94 mmol)에 용해된 1.6 M의 n-BuLi 용액을 증류된 THF (8 mL)에 용해된 디이소프로필아민 (0.69 mL, 4.94 mmol) 용액에 첨가하여 LDA 용액을 준비하였다. 1시간 동안 교반한 후, 용액을 -78℃로 냉각하고 메틸 아세테이트 (0.39 mL, 4.94 mmol)를 천천히 첨가하였다. 1시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물 용액에, 증류된 THF (3 mL)에 용해된 바이페닐-4-카복스알데하이드 (600 mg, 3.29 mmol) 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물은 -78℃에서 10분 동안 교반하였고, 동일한 온도에서 1N HCl를 사용하여 반응을 종료시켰다. 유기층에 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:4)를 통해 정제하여 목적 화합물(457 mg, 54%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) 7.57-7.60 (m, 4H), 7.41-7.46 (m, 4H), 7.33-7.37 (m, 1H), 5.17-5.21 (m, 1H), 3.74 (s, 3H), 3.26 (d, J = 3.5 Hz, 1H), 2.73-2.85 (m, 2H).
단계 2 : 3-([1,1'- 바이페닐 ]-4-일)-3- 하이드록시프로파노익 엑시드의 제조
Figure 112014072252579-pat00024
상온에서, MeOH (5.0 mL) 및 H2O (1.7 mL)에 용해된, 상기 단계 1에서 얻은 메틸 3-([1,1'-바이페닐]-4-일)-3-하이드록시프로파노에이트(440 mg, 1.72 mmol)에 LiOH·H2O (216 mg)를 첨가하였다. 동일한 온도에서 6시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물에 1N HCl를 pH가 2에 도달할 때까지 첨가하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였다. 용매를 감압 하에서 완전히 제거하여 목적 화합물(393 mg, 95%)을 오일 형태로 얻었으며, 별다른 정제과정 없이 다음 단계에 사용하였다.
1H-NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.59-7.61 (m, 4H), 7.40-7.48 (m, 4H), 7.30-7.34 (m, 1H), 5.12-5.16 (m, 1H), 2.67-2.78 (m, 2H).
단계 3 : 3-([1,1'- 바이페닐 ]-4-일)-3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이 드로퓨란-3-일) 프로판아마이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00025
H2O (6.0 mL)에 용해된, 상기 단계 2에서 얻은 3-([1,1'-바이페닐]-4-일)-3-하이드록시프로파노익 엑시드(380 mg, 1.57 mmol)에 트리에틸아민 (0.22 mL, 1.57 mmol), 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드 (EDCI, 300 mg, 1.57 mmol) 및 L-호모세린 락톤 (285 mg, 1.57 mmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물에 EtOAc를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼크로마토그래피(EA:Hex=1:1)를 사용하여 목적 화합물(148 mg, 29%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.60-7.63 (m, 4H), 7.41-7.49 (m, 4H), 7.31-7.36 (m, 1H), 5.10-5.14 (m, 1H), 4.56-4.61 (m, 1H), 4.34-4.44 (m, 1H), 4.23-4.30 (m, 1H), 2.55-2.73 (m, 2H), 2.44-2.51 (m, 1H), 2.11-2.27 (m, 2H).
< 실시예 8> 3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨란 -3-일)-3-(4- 프로필페닐 ) 프로판아마이드의 제조 ( Q026 )
단계 1 : 메틸 3- 하이드록시 -3-(4- 프로필페닐 ) 프로파노에이트의 제조
Figure 112014072252579-pat00026
0℃에서 n-헥산 (3.16 mL, 5.06 mmol)에 용해된 1.6 M의 n-BuLi 용액을 증류된 THF (9 mL)에 용해된 디이소프로필아민 (0.71 mL, 5.06 mmol) 용액에 첨가하여 LDA 용액을 준비하였다. 1시간 동안 교반한 후, 용액을 -78℃로 냉각하고 메틸 아세테이트 (0.40 mL, 5.06 mmol)를 천천히 첨가하였다. 1시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물 용액에, 증류된 THF (3 mL)에 용해된 4-프로필벤즈알데하이드 (0.50 ml, 3.37 mmol) 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물은 -78℃에서 10분 동안 교반하였고, 동일한 온도에서 1N HCl를 사용하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층에 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:4)를 통해 정제하여 목적 화합물(486 mg, 65%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.26-7.29 (m, 2H), 7.17 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 5.11(dt, J = 3.5, 9.2 Hz, 1H), 3.73 (s, 3H), 3.12 (d, J = 3.4 Hz, 1H), 2.68-2.81 (m, 2H), 2.57 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 1.58-1.68 (m, 2H), 0.93 (t, J = 7.3 Hz, 3H).
단계 2 : 3- 하이드록시 -3-(4- 프로필페닐 ) 프로파노익 엑시드의 제조
Figure 112014072252579-pat00027
상온에서, MeOH (6.0 mL) 및 H2O (2.0 mL)에 용해된, 상기 단계 1에서 얻은 메틸 3-하이드록시-3-(4-프로필페닐)프로파노에이트(464 mg, 2.09 mmol)에 LiOH·H2O (263 mg)를 첨가하였다. 동일한 온도에서 6시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물에 1N HCl를 pH가 2에 도달할 때까지 첨가하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였다. 용매를 감압 하에서 완전히 제거하여 목적 화합물(192 mg, 44%)을 오일 형태로 얻었으며, 별다른 정제과정 없이 다음 단계에 사용하였다.
1H-NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.29 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.15 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 5.06 (dd, J = 5.0, 8.1 Hz, 1H), 2.60-2.74 (m, 2H), 2.57 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 1.58-1.67 (m, 2H), 0.92 (t, J = 7.4 Hz, 3H).
단계 3 : 3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨란 -3-일)-3-(4- 프로필페닐 ) 프로판아마이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00028
H2O (4.0 mL)에 용해된, 상기 단계 2에서 얻은 3-하이드록시-3-(4-프로필페닐)프로파노익 엑시드(189 mg, 0.91 mmol)에 트리에틸아민 (0.13 mL, 0.91 mmol), 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드 (EDCI, 174 mg, 0.91 mmol) 및 L-호모세린 락톤 (165 mg, 0.91 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물은 EtOAc를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼크로마토그래피(EA:Hex=1:1)를 사용하여 목적 화합물(34 mg, 13%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.28-7.30 (m, 2H), 7.15 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 5.03-5.07 (m, 1H), 4.54-4.59 (m, 1H), 4.37-4.42 (m, 1H), 4.25-4.29 (m, 1H), 2.63-2.72 (m, 2H), 2.43-2.59 (m, 4H), 2.08-2.24 (m, 2H), 0.92 (t, J = 7.4 Hz, 3H).
< 실시예 9> 3-(4- 에톡시페닐 )-3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨 란-3-일) 프로판아마이드의 제조 ( Q031 )
단계 1 : 4- 에톡시벤즈알데하이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00029
무수 DMF (25 mL)에 용해된 4-하이드록시벤즈알데하이드 (1.00 g, 8.18 mmol) 및 K2CO3 (1.13 g, 8.18 mmol) 용액을 30분 동안 80℃로 가열하였다. 브로모에탄 (1.80 ml, 24.6 mmol)을 첨가한 후, 반응 혼합물을 상온에서 추가적으로 6시간 동안 교반하였다. 용매를 감암 하에 제거하여 에틸 아세테이트에 용해된 조 생성물을 얻었다. 상기 용액에 수용성 NH4Cl을 처리하였고, 에틸 아세테이트를 사용하여 추출하였다. 수집된 유기층은 브라인을 사용하여 세척하고, 무수 MgSO4를 사용하여 건조한 후, 진공 하에서 농축하였다. 조 잔여물(crude residue)은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:10)를 통해 정제하여 목적 화합물(1.06 g, 86%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.88 (s, 1H), 7.81-7.84 (m, 2H), 6.97- 7.01 (m, 2H), 4.12 (q, J = 7.0 Hz, 2H), 1.45 (t, J = 7.0 Hz, 3H).
단계 2 : 메틸 3-(4- 에톡시페닐 )-3- 하이드록시프로파노에이트의 제조
Figure 112014072252579-pat00030
0℃에서 n-헥산 (4.00 mL, 6.46 mmol)에 용해된 1.6 M의 n-BuLi 용액을 증류된 THF (10 mL)에 용해된 디이소프로필아민 (0.91 mL, 6.46 mmol) 용액에 첨가하여 LDA 용액을 준비하였다. 1시간 동안 교반한 후, 용액을 -78℃로 냉각하고 메틸 아세테이트 (0.51 mL, 6.46 mmol)를 천천히 첨가하였다. 1시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물 용액에, 증류된 THF (5 mL)에 용해된 상기 단계 1에서 얻은 4-에톡시벤즈알데하이드(647 mg, 4.31 mmol) 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물은 -78℃에서 10분 동안 교반하였고, 동일한 온도에서 1N HCl를 사용하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층에 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:4)를 통해 정제하여 목적 화합물(720 mg, 75%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.27-7.30 (m, 2H), 6.87-6.89 (m, 2H), 5.10 (dd, J = 3.7, 9.2 Hz, 1H), 4.33 (q, J = 7.0 Hz, 2H), 3.73 (s, 3H), 2.67-2.81 (m, 2H), 1.42 (t, J = 7.0 Hz, 3H).
단계 3 : 3-(4- 에톡시페닐 )-3- 하이드록시프로파노익 엑시드의 제조
Figure 112014072252579-pat00031
상온에서, MeOH (9.0 mL) 및 H2O (3.0 mL)에 용해된, 상기 단계 2에서 얻은 메틸 3-(4-에톡시페닐)-3-하이드록시프로파노에이트(700 mg, 3.12 mmol)에 LiOH·H2O (393 mg)를 첨가하였다. 동일한 온도에서 6시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물에 1N HCl를 pH가 2에 도달할 때까지 첨가하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였다. 용매를 감압 하에서 완전히 제거하여 목적 화합물(정량적인 수율)을 얻었으며, 별다른 정제과정 없이 다음 단계에 사용하였다.
1H-NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.29 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 6.87 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 5.03 (dd, J = 5.2, 8.6 Hz, 1H), 4.01 (q, J = 7.0 Hz, 2H), 2.59-2.74 (m, 2H), 1.37 (t, J = 7.0 Hz, 3H).
단계 4 : 3-(4- 에톡시페닐 )-3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨란 -3-일) 프로판아마이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00032
H2O (8.0 mL)에 용해된, 상기 단계 3에서 얻은 3-(4-에톡시페닐)-3-하이드록시프로파노익 엑시드(640 mg, 3.04 mmol)에 트리에틸아민 (0.42 mL, 3.04 mmol), 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드 (EDCI, 584 mg, 3.04 mmol) 및 L-호모세린 락톤 (554 mg, 3.04 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물은 EtOAc를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼크로마토그래피(EA:Hex=1:1)를 사용하여 목적 화합물(426 mg, 48%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.27-7.30 (m, 2H), 6.86-6.88 (m, 2H), 5.00-5.04 (m, 1H), 4.56 (t, J = 10.0 Hz, 1H), 4.37-4.44 (m, 1H), 4.23-4.30 (m, 1H), 4.01 (q, J = 7.0 Hz, 2H), 2.45-2.72 (m, 3H), 2.08-2.24 (m, 1H), 1.37 (t, J = 7.0 Hz, 3H).
< 실시예 10> 3- 하이드록시 -3-(4-(2-메톡시 에톡시 ) 페닐 )-N-((S)-2- 옥소테트 라하이드로퓨란-3-일) 프로판아마이드의 제조 ( Q032 )
단계 1 : 4-(2- 메톡시에톡시 ) 벤즈알데하이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00033
무수 DMF (25 mL)에 용해된 4-하이드록시벤즈알데하이드 (1.00 g, 8.18 mmol) 및 K2CO3 (1.13 g, 8.18 mmol) 용액을 30분 동안 80℃로 가열하였다. 2-브로모에틸 메틸 에테르(2.30 ml, 24.6 mmol)를 첨가한 후, 반응 혼합물을 상온에서 추가적으로 6시간 동안 교반하였다. 용매를 감암 하에 제거하여 에틸 아세테이트에 용해된 조 생성물을 얻었다. 상기 용액에 수용성 NH4Cl을 처리하였고, 에틸 아세테이트를 사용하여 추출하였다. 수집된 유기층은 브라인을 사용하여 세척하고, 무수 MgSO4를 사용하여 건조한 후, 진공 하에서 농축하였다. 조 잔여물(crude residue)은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:10)를 통해 정제하여 목적 화합물(1.18 g, 80%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.88 (s, 1H), 7.83 (d, J = 8.9 Hz, 2H), 7.03 (d, J = 8.9 Hz, 2H), 4.21 (t, J = 4.2 Hz, 2H), 3.78 (t, J = 4.2 Hz, 2H), 3.46 (s, 3H).
단계 2 : 메틸 3- 하이드록시 -3-(4-(2- 메톡시에톡시 ) 페닐 ) 프로파노에이트의 제조
Figure 112014072252579-pat00034
0℃에서 n-헥산 (5.70 mL, 9.16 mmol)에 용해된 1.6 M의 n-BuLi 용액을 증류된 THF (15 mL)에 용해된 디이소프로필아민 (1.28 mL, 9.16 mmol) 용액에 첨가하여 LDA 용액을 준비하였다. 1시간 동안 교반한 후, 용액을 -78℃로 냉각하고 메틸 아세테이트 (0.73 mL, 9.16 mmol)를 천천히 첨가하였다. 1시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물 용액에, 증류된 THF (5 mL)에 용해된 상기 단계 1에서 얻은 4-(2-메톡시에톡시)벤즈알데하이드(1.10 g, 6.10 mmol) 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물은 -78℃에서 10분 동안 교반하였고, 동일한 온도에서 1N HCl를 사용하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층에 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:4)를 통해 정제하여 목적 화합물(1.17 g, 75%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.26-7.29 (m, 2H), 6.89-6.91 (m, 2H), 5.08 (dd, J = 3.6, 9.2 Hz, 1H), 4.09-4.12 (m, 2H), 3.73-3.75 (m, 2H), 3.71 (s, 3H), 3.44 (s, 3H), 2.65-2.79 (m, 2H).
단계 3 : 3- 하이드록시 -3-(4-(2- 메톡시에톡시 ) 페닐 ) 프로파노익 엑시드의 제조
Figure 112014072252579-pat00035
상온에서, MeOH (9.0 mL) 및 H2O (3.0 mL)에 용해된, 상기 단계 2에서 얻은 메틸 3-하이드록시-3-(4-(2-메톡시에톡시)페닐)프로파노에이트(1.15 g, 4.52 mmol)에 LiOH·H2O (380 mg, 9.05 mmol)를 첨가하였다. 동일한 온도에서 6시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물에 1N HCl를 pH가 2에 도달할 때까지 첨가하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였다. 용매를 감압 하에서 완전히 제거하여 목적 화합물(1.01 g, 93%)을 얻었으며, 별다른 정제과정 없이 다음 단계에 사용하였다.
1H-NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.30 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 6.89-6.91 (m, 2H), 5.03 (dd, J = 5.2, 8.6 Hz, 1H), 4.08-4.10 (m, 2H), 3.71-3.74 (m, 2H), 3.41 (s, 3 H), 2.60-2.74 (m, 2H).
단계 4 : 3- 하이드록시 -3-(4-(2- 메톡시에톡시 ) 페닐 )-N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨란 -3-일) 프로판아마이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00036
H2O (6.0 mL)에 용해된, 상기 단계 3에서 얻은 3-하이드록시-3-(4-(2-메톡시에톡시)페닐)프로파노익 엑시드(490 mg, 2.04 mmol)에 트리에틸아민 (0.28 mL, 2.04 mmol), 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드 (EDCI, 391 mg, 2.04 mmol) 및 L-호모세린 락톤 (371 mg, 2.04 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물은 EtOAc를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼크로마토그래피(EA:Hex=1:1)를 사용하여 목적 화합물(486 mg, 74%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.29-7.32 (m, 2H), 6.90-6.92 (m, 2H), 5.01-5.05 (m, 1H), 4.56 (dd, J = 9.2, 10.9 Hz, 1H), 4.38-4.44 (m, 1H), 4.25-4.30 (m, 1H), 4.09-4.11 (m, 2H), 3.72-3.74 (m, 2H), 3.41 (s, 3H), 2.43-2.72 (m, 3H), 2.08-2.24 (m, 1H).
< 실시예 11> 3-(3- 에톡시페닐 )-3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨 란-3-일) 프로판아마이드의 제조 ( Q033 )
단계 1 : 3- 에톡시벤즈알데하이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00037
무수 DMF (25 mL)에 용해된 3-하이드록시벤즈알데하이드 (1.00 g, 8.18 mmol) 및 K2CO3 (1.13 g, 8.18 mmol) 용액을 30분 동안 80℃로 가열하였다. 브로모에탄 (1.80 ml, 24.6 mmol)를 첨가한 후, 반응 혼합물을 상온에서 추가적으로 6시간 동안 교반하였다. 용매를 감암 하에 제거하여 에틸 아세테이트에 용해된 조 생성물을 얻었다. 상기 용액에 수용성 NH4Cl을 처리하였고, 에틸 아세테이트를 사용하여 추출하였다. 수집된 유기층은 브라인을 사용하여 세척하고, 무수 MgSO4를 사용하여 건조한 후, 진공 하에서 농축하였다. 조 잔여물(crude residue)은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:10)를 통해 정제하여 목적 화합물(776 mg, 63%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.96 (s, 1H), 7.42-7.44 (m, 2H), 7.37-7.38 (m, 1H), 7.15-7.17 (m, 1H), 4.09 (q, J = 7.0 Hz, 2H), 1.43 (t, J = 7.0 Hz, 3H).
단계 2 : 메틸 3-(3- 에톡시페닐 )-3- 하이드록시프로파노에이트의 제조
Figure 112014072252579-pat00038
THF/헵탄/에틸벤젠 (3.85 mL, 7.69 mmol)에 용해된 2.0 M의 LDA 용액을 증류된 THF (5 mL)로 희석하였고, -78℃에서 증류된 THF (5 mL)에 용해된 메틸 아세테이트 (0.61 mL, 7.69 mmol)를 천천히 첨가하였다. 1시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물 용액에, 증류된 THF (5 mL)에 용해된 상기 단계 1에서 얻은 3-에톡시벤즈알데하이드(770 mg, 5.13 mmol) 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물은 -78℃에서 10분 동안 교반하였고, 동일한 온도에서 1N HCl를 사용하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층에 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:4)를 통해 정제하여 목적 화합물(766 mg, 67%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.24-7.26 (m, 1H), 6.92 (d, J = 7.0 Hz, 2H), 6.79-6.82 (m, 1H), 5.10 (dd, J = 4.1, 8.7 Hz, 1H), 4.03 (q, J = 7.0 Hz, 2H), 3.72 (s, 3H), 2.67-2.78 (m, 2H), 1.40 (t, J = 7.0 Hz, 3H).
단계 3 : 3-(3- 에톡시페닐 )-3-옥소 프로파노익 엑시드의 제조
Figure 112014072252579-pat00039
상온에서, MeOH (9.0 mL) 및 H2O (3.0 mL)에 용해된, 상기 단계 2에서 얻은 메틸 3-(3-에톡시페닐)-3-하이드록시프로파노에이트(745 mg, 3.32 mmol)에 LiOH·H2O (418 mg)를 첨가하였다. 동일한 온도에서 6시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물에 1N HCl를 pH가 2에 도달할 때까지 첨가하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였다. 용매를 감압 하에서 완전히 제거하여 목적 화합물(511 mg, 73%)을 얻었으며, 별다른 정제과정 없이 다음 단계에 사용하였다.
1H-NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.20-7.24 (m, 1H), 6.92-6.94 (m, 2H), 6.78-6.80 (m, 1H), 5.03-5.07 (m, 1H), 4.02 (q, J = 7.0 Hz, 2H), 2.60-2.72 (m, 2H), 1.37 (t, J = 7.0 Hz, 3H).
단계 4 : 3-(3- 에톡시페닐 )-3- 하이드록시 -N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨란 -3-일) 프로판아마이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00040
H2O (8.0 mL)에 용해된, 상기 단계 3에서 얻은 3-(3-에톡시페닐)-3-옥소프로파노익 엑시드(485 mg, 2.30 mmol)에 트리에틸아민 (0.32 mL, 2.30 mmol), 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드 (EDCI, 442 mg, 2.30 mmol) 및 L-호모세린 락톤 (420 mg, 2.30 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물은 EtOAc를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼크로마토그래피(EA:Hex=1:1)를 사용하여 목적 화합물(380 mg, 56%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.24 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 6.90-6.92 (m, 2H), 6.79-6.82 (m, 1H), 5.07-5.10 (m, 1H), 4.51-4.64 (m, 1H), 4.46 (t, J = 9.0 Hz, 1H), 4.24-4.31 (m, 1H), 4.02 (q, J = 7.0 Hz, 2H), 2.56-2.80 (m, 3H), 2.10-2.22 (m, 1H), 1.40 (t, J = 7.0 Hz, 3H).
< 실시예 12> 3- 하이드록시 -3-(3-(2- 메톡시에톡시 ) 페닐 )-N-((S)-2- 옥소테트라 하이드로퓨란-3-일) 프로판아마이드의 제조 ( Q034 )
단계 1 : 3-(2- 메톡시에톡시 ) 벤즈알데하이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00041
무수 DMF (25 mL)에 용해된 3-하이드록시벤즈알데하이드 (1.00 g, 8.18 mmol) 및 K2CO3 (1.13 g, 8.18 mmol) 용액을 30분 동안 80℃로 가열하였다. 2-브로모에틸 메틸 에테르 (2.30 ml, 24.6 mmol)를 첨가한 후, 반응 혼합물을 상온에서 추가적으로 6시간 동안 교반하였다. 용매를 감암 하에 제거하여 에틸 아세테이트에 용해된 조 생성물을 얻었다. 상기 용액에 수용성 NH4Cl을 처리하였고, 에틸 아세테이트를 사용하여 추출하였다. 수집된 유기층은 브라인을 사용하여 세척하고, 무수 MgSO4를 사용하여 건조한 후, 진공 하에서 농축하였다. 조 잔여물(crude residue)은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:10)를 통해 정제하여 목적 화합물(1.19 g, 80%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.97 (s, 1H), 7.41-7.48 (m, 3H), 7.21-7.24 (m, 1H), 4.17-4.19 (m, 2H), 3.76-3.79 (m, 2H), 3.46 (s, 3H).
단계 2 : 메틸 3- 하이드록시 -3-(3-(2- 메톡시에톡시 ) 페닐 ) 프로파노에이트의 제조
Figure 112014072252579-pat00042
0℃에서 n-헥산 (6.09 mL, 9.74 mmol)에 용해된 1.6 M의 n-BuLi 용액을 증류된 THF (15 mL)에 용해된 디이소프로필아민 (1.36 mL, 9.74 mmol) 용액에 첨가하여 LDA 용액을 준비하였다. 1시간 동안 교반한 후, 용액을 -78℃로 냉각하고 메틸 아세테이트 (0.77 mL, 9.74 mmol)를 천천히 첨가하였다. 1시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물 용액에, 증류된 THF (5 mL)에 용해된 상기 단계 1에서 얻은 3-(2-메톡시에톡시)벤즈알데하이드(1.17 g, 6.49 mmol) 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물은 -78℃에서 10분 동안 교반하였고, 동일한 온도에서 1N HCl를 사용하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층에 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:4)를 통해 정제하여 목적 화합물(0.74 g, 45%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.25-7.27 (m, 1H), 6.93-6.98 (m, 2H), 6.83-6.86 (m, 1H), 5.10 (dd, J = 4.2, 8.6 Hz, 1H), 4.11-4.13 (m, 2H), 3.73-3.76 (m, 2H), 3.72 (s, 3H), 3.44 (s, 3H), 2.67-2.78 (m, 2H).
단계 3 : 3-(3-(2- 메톡시에톡시 ) 페닐 )-3- 옥소프로파노익 엑시드의 제조
Figure 112014072252579-pat00043
상온에서, MeOH (9.0 mL) 및 H2O (3.0 mL)에 용해된, 상기 단계 2에서 얻은 메틸 3-하이드록시-3-(3-(2-메톡시에톡시)페닐)프로파노에이트(720 mg, 2.87 mmol)에 LiOH·H2O (361 mg)를 첨가하였다. 동일한 온도에서 6시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물에 1N HCl를 pH가 2에 도달할 때까지 첨가하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였다. 용매를 감압 하에서 완전히 제거하여 목적 화합물(553 mg, 80%)을 얻었으며, 별다른 정제과정 없이 다음 단계에 사용하였다.
1H-NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.24 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 6.95-6.99 (m, 2H), 6.82-6.85 (m, 2H), 5.06 (dd, J = 5.4, 8.3 Hz, 1H), 4.10-4.12 (m, 2H), 3.72-3.75 (m, 2H), 3.42 (s, 3 H), 2.61-2.72 (m, 2H).
단계 4 : 3- 하이드록시 -3-(3-(2- 메톡시에톡시 ) 페닐 )-N-((S)-2- 옥소테트라하 이드로퓨란-3-일) 프로판아마이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00044
H2O (6.0 mL)에 용해된, 상기 단계 3에서 얻은 3-(3-(2-메톡시에톡시)페닐)-3-옥소프로파노익 엑시드(553 mg, 2.30 mmol)에 트리에틸아민 (0.32 mL, 2.30 mmol), 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드 (EDCI, 441 mg, 2.30 mmol) 및 L-호모세린 락톤 (419 mg, 2.30 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물은 EtOAc를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼크로마토그래피(EA:Hex=1:1)를 사용하여 목적 화합물(320 mg, 43%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.24 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 6.95-6.99 (m, 2H), 6.82-6.85 (m, 2H), 5.03-5.07 (m, 1H), 4.55-4.60 (m, 1H), 4.41-4.43 (m, 1H), 4.26-4.87 (m, 1H), 4.07-4.13 (m, 2H), 3.73-3.75 (m, 2H), 3.42 (s, 3H), 2.45-2.71 (m, 3H), 2.12-2.23 (m, 1H).
< 실시예 13> 3- 하이드록시 -3-(4-(2-(2- 메톡시에톡시 ) 에톡시 ) 페닐 )-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일) 프로판아마이드의 제조 ( Q035 )
단계 1 : 4-(2-(2- 메톡시에톡시 ) 에톡시 ) 벤즈알데하이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00045
무수 DMF (25 mL)에 용해된 3-하이드록시벤즈알데하이드 (1.00 g, 8.18 mmol) 및 K2CO3 (1.13 g, 8.18 mmol) 용액을 30분 동안 80℃로 가열하였다. 1-브로모-2-(2-메톡시에톡시)에탄 (3.31 mL, 24.6 mmol)을 첨가한 후, 반응 혼합물을 상온에서 추가적으로 6시간 동안 교반하였다. 용매를 감암 하에 제거하여 에틸 아세테이트에 용해된 조 생성물을 얻었다. 상기 용액에 수용성 NH4Cl을 처리하였고, 에틸 아세테이트를 사용하여 추출하였다. 수집된 유기층은 브라인을 사용하여 세척하고, 무수 MgSO4를 사용하여 건조한 후, 진공 하에서 농축하였다. 조 잔여물(crude residue)은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:4)를 통해 정제하여 목적 화합물(1.45 g, 79%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.89 (s, 1H), 7.83 (d, J = 8.9 Hz, 2H), 7.03 (d, J = 8.9 Hz, 2H), 4.23 (t, J = 4.2 Hz, 2H), ), 3.90 (t, J = 4.2 Hz, 2H), 3.73 (t, J = 4.2 Hz, 2H), 3.58 (t, J = 4.2 Hz, 2H), 3.40 (s, 3H).
단계 2 : 메틸 3- 하이드록시 -3-(4-(2-(2- 메톡시에톡시 ) 에톡시 ) 페닐 ) 프로파노 에이트의 제조
Figure 112014072252579-pat00046
THF/헵탄/에틸벤젠 (2.50 mL, 5.02 mmol)에 용해된 2.0 M의 LDA 용액을 증류된 THF (4 mL)로 희석하였고, -78℃에서 증류된 THF (4 mL)에 용해된 메틸 아세테이트 (0.27 mL, 5.02 mmol)를 천천히 첨가하였다. 1시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물 용액에, 증류된 THF (4 mL)에 용해된 상기 단계 1에서 얻은 4-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)벤즈알데하이드(750 mg, 3.34 mmol) 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물은 -78℃에서 10분 동안 교반하였고, 동일한 온도에서 1N HCl를 사용하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층에 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:1)를 통해 정제하여 목적 화합물(499 mg, 50%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.27 (d, J = 8.9Hz, 2H), 6.89 (d, J = 8.9Hz, 2H), 5.08 (dd, J = 3.6, 9.2 Hz, 1H), 4.13 (t, J = 4.2 Hz, 2H), 3.85 (t, J = 4.2 Hz, 2H), 3.71 (m, 5H), 3.57 (t, J = 4.2 Hz, 2H), 3.38 (s, 3H), 3.20 (s, 1H), 2.64-2.79 (m, 2H).
단계 3 : 3- 하이드록시 -3-(4-(2-(2- 메톡시에톡시 ) 에톡시 ) 페닐 ) 프로파노익 엑 시드의 제조
Figure 112014072252579-pat00047
상온에서, MeOH (6.0 mL) 및 H2O (2.0 mL)에 용해된, 상기 단계 2에서 얻은 메틸 3-하이드록시-3-(4-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)페닐)프로파노에이트(400 mg, 1.34 mmol)에 LiOH·H2O (169 mg, 4.02 mmol)를 첨가하였다. 동일한 온도에서 6시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물에 1N HCl를 pH가 2에 도달할 때까지 첨가하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였다. 용매를 감압 하에서 완전히 제거하여 목적 화합물(191 mg, 50%)을 얻었으며, 별다른 정제과정 없이 다음 단계에 사용하였다.
1H-NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.26 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 6.87 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 5.00 (dd, J = 5.2, 8.6 Hz, 1H), 4.05-4.08 (m, 2H), 3.77-3.79 (m, 2H), 3.63-3.65 (m, 2H), 3.51-3.53 (m, 2H), 3.32 (s, 3 H), 2.55-2.70 (m, 2H).
단계 4 : 3- 하이드록시 -3-(4-(2-(2- 메톡시에톡시 ) 에톡시 ) 페닐 )-N-((S)-2- 옥 소테트라하이드로퓨란-3-일) 프로판아마이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00048
H2O (5.0 mL)에 용해된, 상기 단계 3에서 얻은 3-하이드록시-3-(4-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)페닐)프로파노익 엑시드(100 mg, 0.35 mmol)에 트리에틸아민 (0.05 mL, 0.35 mmol), 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드 (EDCI, 67 mg, 0.35 mmol) 및 L-호모세린 락톤 (64 mg, 0.35 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 상온에서 5시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물은 EtOAc를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼크로마토그래피(EA:Hex=10:1)를 사용하여 목적 화합물(31 mg, 25%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.26-7.30 (m, 2H), 6.87-6.90 (m, 2H), 4.98-5.02 (m, 1H), 4.54 (t, J = 8.9 Hz, 1H), 4.36-4.42 (m, 1H), 4.21-4.42 (m, 1H), 4.09 (t, J = 4.2 Hz, 2H), 3.79-3.81 (m, 2H), 3.65-3.68 (m, 2H), 3.53-3.55 (m, 2H), 3.34 (m, 3H), 2.41-2.70 (m, 3H), 2.08-2.20 (m, 1H).
< 실시예 14> 3- 하이드록시 -3-(3-(2-(2- 메톡시에톡시 ) 에톡시 ) 페닐 )-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일) 프로판아마이드의 제조 ( Q036 )
단계 1 : 3-(2-(2- 메톡시에톡시 ) 에톡시 ) 벤즈알데하이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00049
무수 DMF (25 mL)에 용해된 3-하이드록시벤즈알데하이드 (1.00 g, 8.18 mmol) 및 K2CO3 (1.13 g, 8.18 mmol) 용액을 30분 동안 80℃로 가열하였다. 1-브로모-2-(2-메톡시에톡시)에탄 (3.31 mL, 24.6 mmol)을 첨가한 후, 반응 혼합물을 상온에서 추가적으로 12시간 동안 교반하였다. 용매를 감암 하에 제거하여 에틸 아세테이트에 용해된 조 생성물을 얻었다. 상기 용액에 수용성 NH4Cl을 처리하였고, 에틸 아세테이트를 사용하여 추출하였다. 수집된 유기층은 브라인을 사용하여 세척하고, 무수 MgSO4를 사용하여 건조한 후, 진공 하에서 농축하였다. 조 잔여물(crude residue)은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:4)를 통해 정제하여 목적 화합물(1.47 g, 80%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.96 (s, 1H), 7.42 (d, J = 20 Hz, 3H), 7.20 (s, 1H), 4.20 (s, 2H), 3.88 (s, 2H), 3.72 (s, 2H), 3.58 (s, 2H), 3.39 (s, 3H).
단계 2 : 메틸 3- 하이드록시 -3-(3-(2-(2- 메톡시에톡시 ) 에톡시 ) 페닐 ) 프로파노 에이트의 제조
Figure 112014072252579-pat00050
THF/헵탄/에틸벤젠 (1.96 mL, 3.93 mmol)에 용해된 2.0 M의 LDA 용액을 증류된 THF (3 mL)로 희석하였고, -78℃에서 증류된 THF (4 mL)에 용해된 메틸 아세테이트 (0.31 mL, 3.93 mmol)를 천천히 첨가하였다. 1시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물 용액에, 증류된 THF (4 mL)에 용해된 상기 단계 1에서 얻은 3-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)벤즈알데하이드(587 mg, 2.62 mmol) 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물은 -78℃에서 2시간 동안 교반하였고, 동일한 온도에서 1N HCl를 사용하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층에 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼 크로마토그래피(EA:Hex=1:1)를 통해 정제하여 목적 화합물(580 mg, 75%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.25 (m, 1H), 6.94 (t, J = 8.9Hz, 2H), 6.83 (m, 1H) 5.10 (m, 1H), 4.14 (t, J = 4.2 Hz, 2H), 3.85 (t, J = 4.2 Hz, 2H), 3.71 (m, 5H), 3.57 (t, J = 4.2 Hz, 2H), 3.38 (s, 3H), 3.26 (s, 1H), 2.68-2.78 (m, 2H).
단계 3 : 3- 하이드록시 -3-(3-(2-(2- 메톡시에톡시 ) 에톡시 ) 페닐 ) 프로파노익 엑 시드의 제조
Figure 112014072252579-pat00051
상온에서, MeOH (4.5 mL) 및 H2O (1.5 mL)에 용해된, 상기 단계 2에서 얻은 메틸 3-하이드록시-3-(3-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)페닐)프로파노에이트(540 mg, 1.81 mmol) 에 LiOH·H2O (228 mg, 5.43 mmol)를 첨가하였다. 동일한 온도에서 6시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물에 1N HCl를 pH가 2에 도달할 때까지 첨가하여 반응을 종료시켰다. 반응 혼합물은 Et2O를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였다. 용매를 감압 하에서 완전히 제거하여 목적 화합물(463 mg, 90%)을 얻었으며, 별다른 정제과정 없이 다음 단계에 사용하였다.
1H-NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.25 (t, J = 8.9 Hz, 1H), 6.98 (s, 1H), 6.935 (d, J = 4.2Hz, 1H), 6.84 (d, J = 4.2Hz, 1H), 5.10 (dd, J = 5.2, 8.6 Hz, 1H), 4.15 (t, J = 8.9 Hz, 2H), 3.85 (t, J = 8.9 Hz, 2H), 3.72 (t, J = 8.9 Hz, 2H), 3.58 (t, J = 8.9 Hz, 1H), 3.39 (s, 3 H), 2.69-2.83 (m, 2H).
단계 4 : 3- 하이드록시 -3-(3-(2-(2- 메톡시에톡시 ) 에톡시 ) 페닐 )-N-((S)-2- 옥소테트라하이드로퓨란 -3-일) 프로판아마이드의 제조
Figure 112014072252579-pat00052
H2O (5.0 mL)에 용해된, 상기 단계 3에서 얻은 3-하이드록시-3-(3-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)페닐)프로파노익 엑시드(200 mg, 0.70 mmol)에 트리에틸아민 (0.10 mL, 0.70 mmol), 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드 (EDCI, 135 mg, 0.70 mmol) 및 L-호모세린 락톤 (128 mg, 0.70 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 상온에서 5시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물은 EtOAc를 사용하여 추출하였고, 브라인을 사용하여 세척하였다. 유기층은 무수 MgSO4를 사용하여 건조하였고, 진공 하에서 농축하였다. 잔여물은 실리카겔을 사용한 플래시 컬럼크로마토그래피(EA:Hex=10:1)를 사용하여 목적 화합물(83 mg, 32%)을 얻었다.
1H-NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.29 (t, J = 8.9 Hz, 1H), 7.01-7.04 (m, 2H), 6.89 (d, J = 4.2Hz, 1H), 5.10 (dd, J = 5.2, 8.6 Hz, 1H), 4.63 (t, J = 8.9 Hz, 1H), 4.44-4.50 (m, 1H), 4.29-4.36 (m, 1H), 4.18 (t, J = 4.2 Hz, 2H), 3.88 (t, J = 4.2 Hz, 2H), 3.74 (t, J = 4.2 Hz, 2H), 3.61 (t, J = 4.2 Hz, 2H), 3.42 (s, 3H), 2.50-2.77 (m, 3H), 2.18-2.29 (m, 1H).
하기 표 1에 실시예 1-14에서 제조한 화합물의 화학구조식을 정리하여 나타내었다.
실시예 화학구조식 실시예 화학구조식
1
Figure 112014072252579-pat00053
 8
Figure 112014072252579-pat00054
2
Figure 112014072252579-pat00055
 9
Figure 112014072252579-pat00056
3
Figure 112014072252579-pat00057
 10
Figure 112014072252579-pat00058
4
Figure 112014072252579-pat00059
 11
Figure 112014072252579-pat00060
5
Figure 112014072252579-pat00061
 12
Figure 112014072252579-pat00062
6
Figure 112014072252579-pat00063
 13
Figure 112014072252579-pat00064
7
Figure 112014072252579-pat00065
 14
Figure 112014072252579-pat00066
< 실험예 1> 생물학적 발광( bioluminescence )을 이용한 AI -2( Autoinducer -2) 억제활성 평가
본 발명에 따른 호모세린락톤 유도체의 퀴럼센싱 신호분자인 AI-2(Autoinducer-2)에 대한 억제활성을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
AI-2 리포터 주(Autoinducer-2 Reporter strain)로 쓰이는 V. harveyi BB170을 30℃, 호기성 조건에서 24시간 동안 AB 배지(Autoinducer Bioassay Medium)에서 배양한 후, 세균수가 1 × 106 CFU/ml가 되도록 희석하여 96 웰 마이크로플레이트의 모든 테스트 웰에 각각 160㎕씩 동일하게 깔았다(V. harveyi BB170이 세균간 신호분자인 AI-2를 인식하면 성장이 활발해지고, 그에 따라 루시페라아제(luciferas) 발현량이 증가하면서 생물학적 발광량을 더 많이 생산한다. 배양된 세균의 수는 OD600nm 값 측정을 통해 계산하였으며, 목표 세균수로 희석할 때는 새로운 AB배지를 사용하여 희석하였다).
음성 대조군에 해당하는 BB170 군(오직 V. harveyi BB170) 웰에는 AB배지 40㎕를 , 양성 대조군에 해당하는 F.nucleatum AI-2 군 (F.n AI-2) 웰에는 AB배지 20㎕ + F.n AI-2 20㎕를 첨가한다.
나머지 실험군에 해당하는 웰에는 F.n AI-2 20㎕를 먼저 첨가한 후, 실시예 1 및 2의 화합물 용액을 3 가지의 농도 범위(각각 20000μM, 2000μM, 200μM)가 되도록 만들어 20㎕씩 첨가하였다. 각 웰 당 전체 부피는 200㎕ 이며, AI-2와 실시예 1 및 2 용액은 각각 10%씩 처리하였다(상기 제조한 화합물 용액을 전체 부피의 10%씩 처리하면, 실제 효과농도는 각각 1/10 희석된 농도인 2000μM, 200μM, 20μM이 된다). 대조군을 포함한 모든 실험 군들은 각 그룹당 3개의 웰 (삼중)에 동일하게 처리되었으며, 그 평균값으로 최종 데이터를 산출하였다.
처리가 완성된 웰 플레이트를 30℃, 호기성 조건에서 6시간 동안 유지시키면서 V. harveyi를 다시 배양하고, 3시간 마다(0h, 3h, 6h) 광도계(GloMax-Multi detection system, Promega, Madison, WI, USA)를 통해 각 그룹별로 V. harveyi가 발광하는 발광 값을 측정하였다. 그 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1 및 2에서 제조된 화합물의 퀴럼센싱 신호분자인 AI-2(Autoinducer-2)에 대한 억제활성을 평가한 그래프이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 화합물은 퀴럼센싱 신호분자인 AI-2(Autoinducer-2)를 억제하여 생물학적 발광(bioluminescenece) 값이 작은 것으로 나타났다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 화합물을 20μM의 낮은 농도로 처리한 경우 퀴럼센싱 신호분자인 AI-2(Autoinducer-2)를 억제하는 능력이 우수한 것으로 확인되며, 2000μM의 농도로 처리한 경우 음성 대조군과 비슷한 생물학적 발광이 측정되므로 상기 농도에서 실시예 1 및 2의 화합물은 대부분의 AI-2를 억제하는 것으로 나타났다. 또한, 200μM의 동일한 농도에서 실시예 1 및 2는 D-리보오스보다 우수한 AI-2 억제 효능을 갖는 것으로 나타났다.
따라서, 본 발명에 따른 호모세린 락톤 유도체, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은 세균 간의 의사소통을 방해하는 퀴럼센싱 길항제로서 우수한 성능을 나타내므로, 치주질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물로서 유용하게 사용될 수 있다.
< 실험예 2> 세균의 생물막 ( Biofilm ) 형성 억제 평가 1
본 발명에 따른 호모세린락톤 유도체의 세균의 생물막(Biofilm) 형성 억제능력을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
세포 배양 판(24 웰 플레이트)에 멸균된 커버 유리 슬립(둥근 모양, 12 mm 반지름)을 핀셋을 이용해 각 웰 바닥에 깔았다. 세균이 배양될 배지(BHI 배지 + 보충재)에 실시예 1 및 2의 화합물을 희석하여 2000μM 농도가 되도록 제조하였다(상기 배지의 성분인 BHI는 Brain Heart Infusion Medium이며, 보충재로는 헤민 (10 ㎍/㎖)과 비타민 K(0.2 ㎍/㎖)가 사용되었다).
만들어진 배양액을 바텀 웰(유리 슬립이 깔린 플레이트 웰)과 상부 웰 (트랜스 웰 시스템이 되는 웰)에 나누어 담고, 세균 또한 각각의 웰에 원하는 수만큼 접종하였다(바텀 웰에는 F. nucleatum 또는 P. gingivalis를 1 x 107 CFU/ml이 되도록 접종하고, 상부 웰에는 공통적으로 F. nucleatum 이 1 x 107 CFU/ml이 되도록 접종하였다). 본 발명의 실시예 화합물을 처리하지 않는 대조군의 경우는 세균 배양 배지(BHI + 보충제)만 넣고 같은 수만큼의 세균을 각각 접종하였다. 37 ℃, 혐기성 조건(5% H2, 10% CO2 및 85% N2)에서 웰 플레이트를 72 시간 동안 유지시키며 세균을 배양하였다.
각 그룹별로 배양된 세균들이 유리 슬립에 형성한 생물막(Biofilm)을 다음과 같은 기법을 사용하여 비교분석 하였다.
<2-1> 크리스탈 바이올렛 염색 기법
생물막(biofilm)이 형성된 유리 슬립을 크리스탈 바이올렛(crystal violet) 용액으로 10분 동안 염색시킨 후, PBS(Phosphate buffered saline) 용액으로 3번 세척한 후 아세톤-알콜로 탈색하였다. 크리스탈 바이올렛을 포함한 탈색용액을 그룹별로 마이크로플레이트에 200㎕ 씩 담은 후 마이크로플레이트 리더(Wallac Victor3 microtiter, PerkinElmer Life Sciences, Waltham, MA, USA)를 사용하여 OD590nm 값을 측정, 그룹별로 비교분석하였다(F. nucleatum 세균이 상부 웰에서 성장하며 신호 분자인 AI-2를 생성하고, 상기 신호분자가 트랜스 웰에 있는 막을 통과하여 하부 웰에 있는 P. gingivalis 세균에 영향을 줌으로써 생물막이 형성되는 것이며, P. gingivalis 세균이 실시예 화합물에 의하여 AI-2를 인식하지 못하게 되어 생물막의 형성이 억제될수록 측정된 값은 작아진다). 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 1 및 2에서 제조된 화합물의 생물막(Biofilm) 생성 억제활성을 평가한 그래프이다.
도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2에서 제조된 화합물은 F. nucleatum 세균이 생성하는 신호 분자인 AI-2를 억제하여 생물막 형성을 감소시키는 것으로 나타났다. 보다 구체적으로, 바텀 웰에는 P. gingivalis를 1 x 107 CFU/ml, 상부 웰에는 F. nucleatum을 1 x 107 CFU/ml를 접종한 트랜스 웰에 실시예 1 및 2에서 제조된 화합물을 처리한 경우, 화합물을 처리하지 않은 경우와 비교하여 생물막 형성이 감소한 것으로 확인되었다. 또한, 바텀 웰과 상부 웰에 공통적으로 F. nucleatum을 1 x 107 CFU/ml 접종한 트랜스 웰에 실시예 1 및 2에서 제조된 화합물을 처리한 경우, 화합물을 처리하지 않은 경우와 비교하여 생물막 형성이 현저히 감소한 것으로 확인되었다.
따라서, 본 발명에 따른 호모세린 락톤 유도체, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은 세균 간의 의사소통을 방해하는 퀴럼센싱 길항제로서 우수한 성능을 나타내므로, 치주질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물로서 유용하게 사용될 수 있다.
<2-2> 공초점 주사레이저현미경( confocal scanning laser microscope ) 기법
생물막(biofilm)이 형성된 유리 슬립을 live/dead-BacLight 세균 생존력 키트(Invitrogen, Grand Island, NY, USA)를 사용하여 염색한 후, 공초점 주사레이저현미경(Olympus FV300, Tokyo, Japan)으로 생물막의 형태를 관찰, 비교분석하였다. 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 1 및 2에서 제조된 화합물의 생물막(Biofilm) 생성 억제활성을 평가한 이미지이다.
도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 화합물을 F. nucleatum(F.n) 또는 P. gingivalis(P.g)를 포함하는 트랜스 웰에 처리하였을 때, 세균의 생물막(Biofilm) 형성이 억제되는 것으로 나타났다. 보다 구체적으로, F.n 또는 P.g를 단독으로 처리하였을 경우보다 F.n/P.g 및 F.n/F.n을 동일한 트랜스 웰에 접종한 경우 생물막이 상대적으로 더 두껍고 빼곡하게 생성된 것으로 확인되었고, 상기 F.n/P.g 및 F.n/F.n을 실시예 1 및 2의 화합물과 함께 처리한 트랜스 웰에서는 생물막이 현저히 감소한 것으로 나타났다.
따라서, 본 발명에 따른 호모세린 락톤 유도체, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은 세균 간의 의사소통을 방해하는 퀴럼센싱 길항제로서 우수한 성능을 나타내므로, 치주질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물로서 유용하게 사용될 수 있다.
< 실험예 3> 세균의 생물막 ( Biofilm ) 형성 억제 평가 2
본 발명에 따른 호모세린락톤 유도체의 세균의 생물막(Biofilm) 형성 억제능력을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
세포 배양 판(24 웰 플레이트)에 멸균된 커버 유리 슬립(둥근 모양, 12 mm 반지름)을 핀셋을 이용해 각 웰 바닥에 깔았다. 세균이 배양될 배지(BHI 배지 + 보충재)에 실시예 3, 4, 5, 6, 8 및 10의 화합물을 희석하여 각각 2000μM, 200μM의 농도가 되도록 제조하였다(상기 배지의 성분인 BHI는 Brain Heart Infusion Medium이며, 보충재로는 헤민 (10 ㎍/㎖)과 비타민 K(0.2 ㎍/㎖)가 사용되었다).
만들어진 배양액을 웰에 나누어 담고, 부분 정제된 F. nucleatum AI-2를 200㎕씩 첨가하였다. 이후 세균(F. nucleatum)을 각각의 웰에 2 x 107 CFU/ml이 되도록 접종하였다. 본 발명의 실시예 화합물을 처리하지 않는 대조군의 경우는 세균 배양 배지(BHI + 보충제)만 넣고 PBS(Phosphate buffered saline) 200㎕를 첨가한 뒤, 같은 수만큼의 세균을 각각 접종하였다. 화합물은 처리하지 않고, F. nucleatum AI-2만 첨가하는 군(F.n AI-2)의 경우는 세균 배양 배지(BHI + 보충제)만 첨가하고 F. nucleatum AI-2 200㎕를 첨가한 뒤, 같은 수만큼의 세균을 각각 접종하였다. 37 ℃, 혐기성 조건(5% H2, 10% CO2 및 85% N2)에서 웰 플레이트를 72 시간 동안 유지시키며 세균을 배양하였다.
각 그룹별로 배양된 세균들이 유리 슬립에 형성한 생물막(Biofilm)을 다음과 같은 크리스탈 바이올렛 염색 기법을 사용하여 비교분석 하였다.
생물막(biofilm)이 형성된 유리 슬립을 크리스탈 바이올렛(crystal violet) 용액으로 10분 동안 염색시킨 후, PBS(Phosphate buffered saline) 용액으로 3번 세척한 후 아세톤-알콜로 탈색하였다. 크리스탈 바이올렛을 포함한 탈색용액을 그룹별로 마이크로플레이트에 200㎕ 씩 담은 후 마이크로플레이트 리더(Wallac Victor3 microtiter, PerkinElmer Life Sciences, Waltham, MA, USA)를 사용하여 OD590nm 값을 측정, 그룹별로 비교분석하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 3, 4, 5, 6, 8 및 10에서 제조된 화합물의 생물막(Biofilm) 생성 억제활성을 평가한 그래프이다.
도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 3, 4, 5, 6, 8 및 10에서 제조된 화합물을 F. nucleatum와 함께 처리하였을 때, 세균의 생물막(Biofilm) 형성이 억제되는 것으로 나타났다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 실시예 3 및 4의 화합물은 2000μM에서 생물막 억제 효능이 우수하게 나타났고, 실시예 5, 6, 8 및 10의 화합물은 200μM의 낮은 농도에서 생물막 억제 효능이 우수한 것으로 나타났다. 또한, D-리보오스 및 D-갈락토오스는 밀리 몰(milli mol) 농도 단위에서 생물막 억제 효능이 우수하게 나타나는 반면 실시예 3, 4, 5, 6, 8 및 10에서 제조된 화합물은 마이크로 몰(micro mol) 농도 단위에서도 상기 D-리보오스 및 D-갈락토오스와 비슷한 억제 효능을 갖는 것으로 나타났다.
따라서, 본 발명에 따른 호모세린 락톤 유도체, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은 세균 간의 의사소통을 방해하는 퀴럼센싱 길항제로서 우수한 성능을 나타내므로, 치주질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물로서 유용하게 사용될 수 있다.
<제제예 1> 약학적 제제의 제조
1-1. 산제의 제조
화학식 1의 화합물 500 ㎎
유당 100 ㎎
탈크 10 ㎎
상기의 성분들을 혼합하고 기밀포에 충진하여 산제를 제조한다.
1-2. 정제의 제조
화학식 1의 화합물 500 ㎎
옥수수전분 100 ㎎
유당 100 ㎎
스테아린산 마그네슘 2 ㎎
상기의 성분들을 혼합한 후 통상의 정제의 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조한다.
1-3. 캅셀제의 제조
화학식 1의 화합물 500 ㎎
옥수수전분 100 ㎎
유당 100 ㎎
스테아린산 마그네슘 2 ㎎
통상의 캡슐제 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합하고 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐제를 제조한다.
1-4. 주사제의 제조
화학식 1의 화합물 500 ㎎
주사용 멸균 증류수 적량
pH 조절제 적량
통상의 주사제의 제조방법에 따라 1 앰플당(2 ㎖) 상기의 성분 함량으로 제조한다.
1-5. 액제의 제조
화학식 1의 화합물 100 ㎎
이성화당 10 g
만니톨 5 g
정제수 적량
통상의 액제의 제조방법에 따라 정제수에 각각의 성분을 가하여 용해시키고 레몬 향을 적량 가한 다음 상기의 성분을 혼합한 다음 정제수를 가하여 전체를 정제수를 가하여 전체 100 ㎖로 조절한 후 갈색 병에 충진하여 멸균시켜 액체를 제조한다.

Claims (11)

  1. 하기 화합물 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화합물, 이의 광학 이성질체 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:
    (8) 3-하이드록시-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일)-3-(4-프로필페닐)프로판아마이드; 및
    (10) 3-하이드록시-3-(4-(2-메톡시에톡시)페닐)-N-((S)-2-옥소테트라하이드로퓨란-3-일)프로판아마이드.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 하기 반응식 1에 나타난 바와 같이,
    화학식 2로 표시되는 화합물과 화학식 3으로 표시되는 화합물을 반응시켜 화학식 4로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 1);
    상기 단계 1에서 제조한 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물을 반응시켜 화학식 6으로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 2);
    상기 단계 2에서 얻은 화학식 6으로 표시되는 화합물을 염기와 반응시켜 화학식 7로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 3); 및
    상기 단계 3에서 얻은 화학식 7로 표시되는 화합물과 화학식 8로 표시되는 화합물을 반응시켜 화학식 1a로 표시되는 제1항의 화합물을 제조하는 단계(단계 4);를 포함하는 제1항의 화합물의 제조방법:
    [반응식 1]
    Figure 112016094488992-pat00075

    (상기 반응식 1에서,
    R1' 및 n은 독립적으로 제1항의 화합물에 의해 정의된다).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단계 3에서 사용 가능한 염기는 포타슘카보네이트(K2CO3), 세슘카보네이트(Cs2CO3), 포타슘하이드록사이드(KOH), 소듐하이드록사이드(NaOH) 및 리튬하이드록사이드(LiOH)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  7. 제1항의 화합물, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 화합물은 세균의 퀴럼센싱(Quorum sensing)을 억제하는 것을 특징으로 하는 치주질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 치주질환은 치은염 및 치주염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 치주질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  10. 제1항의 화합물, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 개선용 치약 조성물.
  11. 제1항의 화합물, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 개선용 가글 조성물.
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