KR102583547B1 - 신규한 벤지미다졸 유도체, 이의 제조방법 및 이의 항암제 용도 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 하기 화학식 1로 나타내는 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물, 이의 제조방법 및 이의 항암제로서의 용도를 제공한다:
[화학식 1]

상기 식에서, R₁, R₂, R₃ 및 X는 명세서 및 청구범위에서 정의된 바와 같다.

Description

신규한 벤지미다졸 유도체, 이의 제조방법 및 이의 항암제 용도 {NOVEL BENZIMIDAZOLE DERIVATIVES, PREPARATION THEREOF AND USE THEREOF AS ANTI-CANCER AGENT COMPRISING THE SAME}

본 발명은 신규한 벤지미다졸 유도체, 이의 제조방법 및 이의 항암제 용도에 관한 것이다.

벤지미다졸(benzimidazole)은 벤젠고리에 이미다졸 고리가 붙은 화합물로서, 다양한 생활성 및 생리작용이 있어 여러 가지 약물의 모핵으로 관심을 끌고 있다. 이러한 벤지미다졸 구조를 갖고 있는 화합물은 치환기에 따라 다양한 질병에 효과를 나타내는 것이 보고되어 있으며, 예를 들면, 소염진통제, 항진균제, 항암제, 구충제, 항히스타민제 등으로 개발되어 있다.

벤지미다졸은 미세소관(microtubule) 형성을 억제하는 특성이 여러 논문에 발표되어 있다 (참조: Chem Biol Drug Des., 2017 Jul;90(1):40-51; Scientific REPORTS, 2018, 8:11926; and ANTICANCER RESEARCH, 29: 3791-3796,2009). 그러나, 벤지미다졸은 정상세포와 비정상세포(즉, 암-발현 세포)를 구분하지 않고 진입하며, 이에 의해 정상세포 및 비정상세포에서 동일하게 미세소관 형성을 억제하는 것으로 알려져 있다.

또한, 암세포는 포도당을 대량으로 흡수하는 특성을 보이는데, GLUT 채널을 세포막에 이동시키기 위해 필수적으로 미세소관을 이용하며, 암세포의 경우에는 정상세포에 비해 1000배정도의 GLUT 채널을 생성한다고 보고되어 있다 (참조: L. Quan et al. / Journal of Molecular Structure 1203 (2020) 127361).

그래서, 벤지미다졸 유도체를 정상세포보다 암세포에 집중적으로 투입하여 미세소관 형성을 억제시키면, GLUT 채널 생성이 억제되고 포도당 흡수가 차단될 수 있으며, 그 결과, 암세포의 증식이 현저히 억제될 수 있고, 이에 의해, 체내 면역시스템이 상기와 같이 증식이 억제된 암세포들을 공격하여 항암 효과를 나타낸다고 알려져 있다 (참조: EXPERIMENTAL AND THERAPEUTIC MEDICINE 13: 595-603, 2017).

그러나, 벤지미다졸 유도체는 보통 수성 용해도가 낮아 생체흡수율이 낮기 때문에, 암세포 증식을 유효하게 억제하기 위해서는 높은 농도나 상당한 양으로 투여해야 하며, 이 때문에 정상세포에도 상당한 부작용을 나타내는 것이 보고되고 있다 (참조: Vojnosanit Pregl. 2008 Jul;65(7):539-44, Infect Chemother 2018;50(1):1-10).

따라서, 벤지미다졸 유도체는 위장관에서의 흡수를 향상시킬 수 있는 약물(예. 시메티딘과 같은 H2 수용제 차단제 또는 위산분비억제제)과 함께 투여하거나, 벤지미다졸 유도체 자체의 수용성을 향상시키기 위해 수용성 치환기를 도입하는 것이 제안되고 있다.

예를 들면, 특허문헌 1(국제특허공개 WO1998/051304, 1998년11월19일 공개)에는 2-카바메이트 벤지미다졸 유도체가 포유동물의 종양 및 암의 증식을 억제하며, 바이러스성 감염증을 치료할 수 있음을 개시하고 있으나, 수성 용해도 및 생체흡수율이 상술한 바처럼 낮아 약리효과가 충분하지 않다.

특허문헌 2(국제특허공개 WO2005/058870, 2005년06월30일 공개)에는 1-아릴-2-아미노벤지미다졸 유도체의 2-아미노기에 3-히드록시프로필기, 2,3-디히드록시프로필기 또는 2-카르복사미도에틸기와 같이 수용성을 증가시킬 수 있는 치환기를 부착한 화합물을 호흡기 세포융합 바이러스 복제 저해제로 사용하는 것이 개시되어 있으나, 수성 용해도 및 생체흡수율이 충분하지 않다.

특허문헌 3(국제특허공개 WO1998/056761, 1998년12월17일 공개)에는 벤지미다졸 유도체의 1-위치의 질소원자에 β-D-리보피라노즈에서 유래하는 피라노스 고리를 치환시킨 화합물 및 이를 사용한 바이러스 감염의 치료 및 예방에서의 용도를 개시하고 있다. 상기 특허문헌에서 피라노스 고리는 2~3개 이상의 히드록실기를 포함할 수 있어 벤지미다졸 유도체의 수용성을 대폭 상승시키고 있고 주사제로서의 사용가능성도 개시하고 있다. 그러나, 피라노스 고리가 벤지미다졸의 1-위치에 연결된 유도체만을 개시하고 있으며, 벤지미다졸이 2-아미노기를 함유하는 경우에도 2-아미노기에의 반응을 피하는 반응경로를 채택하고 있음을 알 수 있다.

이러한 벤지미다졸 유도체 중에서, 구충제로서 알려진 알벤다졸, 펜벤다졸, 메벤다졸, 플루벤다졸 등과 같은 2-아미노벤지미다졸 유도체가 놀라운 항암 효과를 나타내는 것이 알려지면서 새로이 관심을 받고 있으나, 이들의 낮은 수용성 및 생체이용율을 향상시킬 수 있는 방안에 대해서도 관심이 주어지고 있다.

구충제로 사용되는 알벤다졸과 펜벤다졸은 벤지미다졸 카바메이트(benzimidazole carbamate) 계열의 화합물이고 세포에 흡수될 때 암세포와 정상세포에 동일하게 흡수된다. 그래서 이 화합물들을 암세포에만 선택적으로 흡수시키기가 어렵다.

한편, 모든 세포의 에너지원인 글루코스(glucose)는 세포의 GLUT(gluscose transporter) 채널을 통해 흡수되는데 바이러스에 감염된 세포는 정상세포 보다 많은 양의 글루코스를 에너지원으로 사용한다고 여러 문헌들에 이미 보고되어 있다 (참고: BMC Biology (2019) 17:59), (J Virol 89:2358-2366.), (Virology. 2013;444(1-2):301-9).

결론적으로, 암세포는 포도당을 포함하는 당화합물을 정상세포에 비해 상대적으로 대단히 많이 흡수한다고 볼 수 있다.

이상과 같은 점들을 고려하여, 암세포가 포도당을 포함하는 당화합물(sugar compound)을 정상세포에 비해 과량으로 흡수하는 현상을 새로운 벤지미다졸 유도체의 설계에 활용하고, 이러한 새로운 벤지미다졸 유도체를 간단한 공정 및 경제적인 비용으로 제공할 수 있는 방법을 개발하고자 하였다.

특허문헌 1(국제특허공개 WO1998/051304, 1998년11월19일 공개) 특허문헌 2(국제특허공개 WO2005/058870, 2005년06월30일 공개) 특허문헌 3(국제특허공개 WO1998/056761, 1998년12월17일 공개)

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 벤지미다졸 유도체를 설계하고, 이의 간단하고 경제적인 제조 방법 및 이를 사용하는 항암제 또는 항바이러스제로서의 용도를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 이하의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 나타내는 신규한 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물을 제공한다.

[화학식 1]

상기 식에서,

R₁은 당화합물 잔기로서, 상기 당화합물은 4탄당 알도오스(예. 에리트로오스, 트레오스), 5탄당 알도오스(예. 리보오스, 아라비노오스, 자일로오스, 릭소오오스), 6탄당 알도오스(예. 알로오스, 알트로오스, 글루코오스, 만노오스, 글루오스, 아이도오스, 갈락토오스, 탈로오스), 4탄당 케토오스(예. 에리트롤로오스), 5탄당 케토오스(예. 리불로오스, 자일룰로오스), 6탄당 케토오스(예. 시코오스, 프룩토오스, 소르보오스, 타가토오스), 이들의 이성질체, 산화물(CHO가 -COOH로 변환), 데옥시 유도체(-OH가 -H로 변환, 예. 2-데옥시리보스, 2-데옥시글루코스), 아미노당(-OH가 -NH로 변환, 예. N-아세틸글루코사민, N-아세틸갈락토사면), 배당체(글리코사이드), 또는 이들의 이당류에서 선택될 수 있고, 바람직하게는 글루코스, 프룩토스, 갈락토스, 만노스 또는 자일로스에서 선택될 수 있으며,

R₂ 및 R₃는 동일 또는 상이하며, 수소 또는 치환가능한 탄화수소기로서, 예를 들면, 탄소원자수 1~10의 알킬기, 고리원자수 3~10의 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내며, 상기 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 할로겐, 시아노, 히드록시, 티올, 아미노, 알킬, 알킬옥시, 알킬아미노, 디알킬아미노, 아릴, 아릴옥시, 아릴아미노, 디아릴아미노, 아릴 또는 헤테로아릴기에서 선택되는 치환기로 치환될 수 있고, 및

X는 -O-, -S-, -SO-, -SO₂-, -NH-, -N(R₂)-, -CH₂-, -CH(R₂)-, -CO-로 구성된 군에서 선택될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 다르면, 상기 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물은 하기 화학식 2로 나타나는 화합물일 수 있다:

[화학식 2]

상기 식에서,

R₁, R₂ 및 X는 상기에서 정의된 바와 동일하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1 또는 화학식 2에서,

부위는 하기 구조 중의 하나를 가질 수 있다:

(1,2,3,4-β-D-글루코스 잔기)

(1,2,3,4-β-D-프룩토스 잔기)

(1,2,3,4-β-D-갈락토스 잔기)

(1,2,3,4-β-D-만노스 잔기)

(2,3,4,6-β-D-글루코스 잔기)

(2,3,4,6-β-D-프룩토스 잔기)

(2,3,4,6-β-D-갈락토스 잔기)

(2,3,4,6-β-D-만노스 잔기)

(2,3,4,6-β-D-자일로스 잔기)

본 발명의 일 실시예에 다르면, 상기 화학식 1 또는 화학식 2에서,

벤지미다졸 부위는 하기 구조 중의 하나를 가질 수 있다:

(2-카바메이트 제거된 알벤다졸 잔기)

(2-카바메이트 제거된 펜벤다졸 잔기)

(2-카바메이트 제거된 플루벤다졸)

(2-카바메이트 제거된 메벤다졸)

본 발명의 일 실시예에 다르면, 상기 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물은 하기 화합물들 중에서 선택될 수 있다:

알벤다졸-D-당화합물 결합체 화합물로서, Albendazole-1,2,3,4-β-D-glucose, Albendazole-1,2,3,4-β-D-fructose, Albendazole-1,2,3,4-β-D-galactose, Albendazole-1,2,3,4-β-D-mannose, Albendazole-2,3,4,6-β-D-glucose, Albendazole-2,3,4,6-β-D-fructose, Albendazole-2,3,4,6-β-D-galactose, Albendazole-2,3,4,6-β-D-mannose, Albendazole-2,3,4,6-β-D-xylose ;

펜벤다졸-D-당화합물 결합체 화합물로서, Fenbendazole-1,2,3,4-β-D-glucose, Fenbendazole-1,2,3,4-β-D-fructose, Fenbendazole-1,2,3,4-β-D-galactose, Fenbendazole-1,2,3,4-β-D-mannose, Fenbendazole-2,3,4,6-β-D-glucose, Fenbendazole-2,3,4,6-β-D-fructose, Fenbendazole-2,3,4,6-β-D-galactose, Fenbendazole-2,3,4,6-β-D-mannose, Fenbendazole-2,3,4,6-β-D-xylose;

플루벤다졸-D-당화합물 결합체 화합물로서, Flubendazole-1,2,3,4-β-D-glucose, Flubendazole-1,2,3,4-β-D-fructose, Flubendazole-1,2,3,4-β-D-galactose, Flubendazole-1,2,3,4-β-D-mannose, Flubendazole-2,3,4,6-β-D-glucose, Flubendazole-2,3,4,6-β-D-fructose, Flubendazole-2,3,4,6-β-D-galactose, Flubendazole-2,3,4,6-β-D-mannose, Flubendazole-2,3,4,6-β-D-xylose;

메벤다졸-D-당화합물 결합체 화합물로서, Mebendazole-1,2,3,4-β-D-glucose, Mebendazole-1,2,3,4-β-D-fructose, Mebendazole-1,2,3,4-β-D-galactose, Mebendazole-1,2,3,4-β-D-mannose, Mebendazole-2,3,4,6-β-D-glucose, Mebendazole-2,3,4,6-β-D-fructose, Mebendazole-2,3,4,6-β-D-galactose, Mebendazole-2,3,4,6-β-D-mannose, Mebendazole-2,3,4,6-β-D-xylose.

또한, 상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1a의 벤지미다졸 카바메이트 화합물에 당화합물의 1차 알코올기(-OH)를 반응시켜 결합되는 것을 특징으로 하는, 하기 화학식 1로 나타내는 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물의 제조방법을 제공한다:

[화학식 1]

[화학식 1a]

상기 식에서,

R₁, R₂, R₃ 및 X는 상기에서 정의된 바와 같다.

또한, 상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은 상기 화학식 1의 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물을 함유하여 항암활성을 나타내는 약학 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1의 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물은 GLUT(glucose transpoter) 채널을 통해 흡수될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1의 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물은 미세소관 형성을 억제하고 당류(sugar compound)의 흡수를 억제할 수 있다.

본 발명에 따르면, 항암 활성을 가지는 신규한 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물 및 이의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 암세포주 성장억제 시험의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정상세포주에서의 독성 시험의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 알벤다졸-1,2,3,4-β-D-당화합물 결합체(당화합물은, 위에서부터 글루코스, 프룩토스, 갈락토스, 만노스)에 대한 NMR 스펙트럼이다.
도 4는 알벤다졸-2,3,4,6-β-D-당화합물 결합체(당화합물은, 위에서부터 글루코스, 프룩토스, 갈락토스, 만노스, 자일로스)에 대한 NMR 스펙트럼이다.
도 5는 펜벤다졸-1,2,3,4-β-D-당화합물 결합체(당화합물은, 위에서부터 글루코스, 프룩토스, 갈락토스, 만노스)에 대한 NMR 스펙트럼이다.
도 6는 펜벤다졸-2,3,4,6-β-D-당화합물 결합체(당화합물은, 위에서부터 글루코스, 프룩토스, 갈락토스, 만노스, 자일로스)에 대한 NMR 스펙트럼이다.

본 발명을 상세하기 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.

즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에 있어서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.

본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.

또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략될 수도 있다.

먼저, 본 발명의 이해를 위해 본 명세서에서 사용되는 용어들에 대해 아래와 같이 간락히 정의한다. 그러나, 본 발명은 이러한 용의나 용어의 정의에 의해 한정되지는 않는다.

용어 "항암제"는 암세포의 발육이나 증식을 억제하는 물질. 또는 그러한 약물을 의미한다.

용어 "당화합물" 은 당(sugar)으로 이루어진 유기화합물의 총칭으로서 사용된다.

용어 "튜블린(tubulin)"은 생물의 거의 모든 세포에 존재하는 미세소관(microtubule)을 구성하는 단백질을 의미한다.

용어 "미세소관(microtubule)"은 튜불린이라는 단백질의 중합체로 되어 있으며, 세포골격을 유지하고, 세포의 운동성과 세포 내 수송에 관여하는 세포기관을 의미한다.

용어 "세포 분열(cell division)"은 생물 한 개의 모세포가 핵분열과 세포질 분열을 거쳐 두 개의 세포로 나누어지는 현상을 의미한다.

아래에 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물

본 발명의 첫번째 목적은 하기 화학식 1로 나타내는 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물을 제공하는 것이다:

[화학식 1]

상기 식에서,

R₁은 당화합물의 잔기로서, 상기 당화합물은 4탄당 알도오스(예. 에리트로오스, 트레오스), 5탄당 알도오스(예. 리보오스, 아라비노오스, 자일로오스, 릭소오오스), 6탄당 알도오스(예. 알로오스, 알트로오스, 글루코오스, 만노오스, 글루오스, 아이도오스, 갈락토오스, 탈로오스), 4탄당 케토오스(예. 에리트롤로오스), 5탄당 케토오스(예. 리불로오스, 자일룰로오스), 6탄당 케토오스(예. 시코오스, 프룩토오스, 소르보오스, 타가토오스), 이들의 이성질체, 산화물(CHO가 -COOH로 변환), 데옥시 유도체(-OH가 -H로 변환, 예. 2-데옥시리보스, 2-데옥시글루코스), 아미노당(-OH가 -NH로 변환, 예. N-아세틸글루코사민, N-아세틸갈락토사면), 배당체(글리코사이드), 또는 이들의 이당류에서 선택될 수 있고, 바람직하게는 글루코스, 프룩토스, 갈락토스, 만노스 또는 자일로스에서 선택될 수 있으며,

R₂ 및 R₃는 동일 또는 상이하며, 수소 또는 치환가능한 탄화수소기로서, 예를 들면, 탄소원자수 1~10의 알킬기, 고리원자수 3~10의 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타내며, 상기 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 할로겐, 시아노, 히드록시, 티올, 아미노, 알킬, 알킬옥시, 알킬아미노, 디알킬아미노, 아릴, 아릴옥시, 아릴아미노, 디아릴아미노, 아릴 또는 헤테로아릴기에서 선택되는 치환기로 치환될 수 있고, 및

X는 -O-, -S-, -SO-, -SO₂-, -NH-, -N(R₂)-, -CH₂-, -CH(R₂)-, -CO-로 구성된 군에서 선택될 수 있다.

상기 화학식 1의 화합물은 벤지미다졸 카바메이트에 당화합물 잔기가 결합되어 있는 형태로 이해될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 다르면, 상기 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물은 하기 화학식 2로 나타나는 화합물일 수 있다:

[화학식 2]

상기 식에서,

R₁, R₂ 및 X는 상기에서 정의된 바와 동일하다.

본 발명의 일 실시예에 다르면, 상기 화학식 1 또는 화학식 2에서,

부위는 하기 구조 중의 하나를 가질 수 있다:

(1,2,3,4-β-D-글루코스 잔기)

(1,2,3,4-β-D-프룩토스 잔기)

(1,2,3,4-β-D-갈락토스 잔기)

(1,2,3,4-β-D-만노스 잔기)

(2,3,4,6-β-D-글루코스 잔기)

(2,3,4,6-β-D-프룩토스 잔기)

(2,3,4,6-β-D-갈락토스 잔기)

(2,3,4,6-β-D-만노스 잔기)

(2,3,4,6-β-D-자일로스 잔기)

본 발명의 일 실시예에 다르면, 상기 화학식 1 또는 화학식 2에서,

벤지미다졸 부위가 하기 구조 중의 하나를 가질 수 있다:

(2-카바메이트 제거된 알벤다졸 잔기)

(2-카바메이트 제거된 펜벤다졸 잔기)

(2-카바메이트 제거된 플루벤다졸)

(2-카바메이트 제거된 메벤다졸)

본 발명의 일 실시예에 다르면, 상기 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물은 하기 화합물들 중에서 선택될 수 있다:

알벤다졸-D-당화합물 결합체 화합물로서, Albendazole-1,2,3,4-β-D-glucose, Albendazole-1,2,3,4-β-D-fructose, Albendazole-1,2,3,4-β-D-galactose, Albendazole-1,2,3,4-β-D-mannose, Albendazole-2,3,4,6-β-D-glucose, Albendazole-2,3,4,6-β-D-fructose, Albendazole-2,3,4,6-β-D-galactose, Albendazole-2,3,4,6-β-D-mannose, Albendazole-2,3,4,6-β-D-xylose;

펜벤다졸-D-당화합물 결합체 화합물로서, Fenbendazole-1,2,3,4-β-D-glucose, Fenbendazole-1,2,3,4-β-D-fructose, Fenbendazole-1,2,3,4-β-D-galactose, Fenbendazole-1,2,3,4-β-D-mannose, Fenbendazole-2,3,4,6-β-D-glucose, Fenbendazole-2,3,4,6-β-D-fructose, Fenbendazole-2,3,4,6-β-D-galactose, Fenbendazole-2,3,4,6-β-D-mannose, Fenbendazole-2,3,4,6-β-D-xylose;

플루벤다졸-D-당화합물 결합체 화합물로서, Flubendazole-1,2,3,4-β-D-glucose, Flubendazole-1,2,3,4-β-D-fructose, Flubendazole-1,2,3,4-β-D-galactose, Flubendazole-1,2,3,4-β-D-mannose, Flubendazole-2,3,4,6-β-D-glucose, Flubendazole-2,3,4,6-β-D-fructose, Flubendazole-2,3,4,6-β-D-galactose, Flubendazole-2,3,4,6-β-D-mannose, Flubendazole-2,3,4,6-β-D-xylose;

메벤다졸-D-당화합물 결합체 화합물로서, Mebendazole-1,2,3,4-β-D-glucose, Mebendazole-1,2,3,4-β-D-fructose, Mebendazole-1,2,3,4-β-D-galactose, Mebendazole-1,2,3,4-β-D-mannose, Mebendazole-2,3,4,6-β-D-glucose, Mebendazole-2,3,4,6-β-D-fructose, Mebendazole-2,3,4,6-β-D-galactose, Mebendazole-2,3,4,6-β-D-mannose, Mebendazole-2,3,4,6-β-D-xylose.

벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물의 제조방법

상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1a의 벤지미다졸 카바메이트 화합물에 당화합물의 1차 알코올기(-OH)를 반응시켜 결합되는, 하기 화학식 1로 나타내는 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물의 제조방법을 제공한다:

[화학식 1]

[화학식 1a]

상기 식에서,

R₁, R₂, R₃ 및 X는 상기에서 정의된 바와 같다.

본 발명에 따른 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물은 다양한 방법으로 제조될 수 있으며, 아래에 제조방법의 일례를 제시한다.

본 발명에 따른 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물을 제조하는 하나의 예로서, 하기 반응도식 1 내지 3을 제시할 수 있다.

반응도식 1은, D-글루코스를 본 발명에 따른 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 제조에 사용되는 중간물질인 글루코스 펜타아세테이트(1,2,3,4,6-Penta-O-acetyl-β-D-glucopyranose)로 제조하고, 글루코스 펜타아세테이트(1,2,3,4,6-Penta-O-acetyl-β-D-glucopyranose)에서 1,2,3,4-Tetra-o-acetyl-β-D-glucopyranose 또는 2,3,4,6-Tetra-o-acetyl-β-D-glucopyranose 를 제조하는 반응을 나타낸다.

[반응도식 1]

반응도식 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물인 Albendazole-1,2,3,4-Tetra-o-acetyl-β-D-glucose 를 제조하는 반응을 나타낸다. 대표적인 벤지미다졸 카바메이트인 알벤다졸에 포도당(1,2,3,4-Tetra-o-acetyl-β-D-glucopyranose)의 1차 알코올 부분을 반응시켜 결합된 형태이다.

[반응도식 2]

반응도식 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물인 Albendazole-2,3,4,6-tetra-o-acetyl-β-D-glucose 를 제조하는 반응을 나타낸다. 대표적인 벤지미다졸 카바메이트인 알벤다졸에 포도당(2,3,4,6-Tetra-o-acetyl-β-D-glucopyranose)의 1차 알코올 부분을 반응시켜 결합된 형태이다.

[반응도식 3]

상기 반응도식 1 내지 3 에서 결과된 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물은 통상적인 방법으로 단리 및/또는 정제한 다음, 분광학적인 방법(예. 1H-NMR) 등으로 확인될 수 있다.

벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물의 항암제 용도

본 발명의 세번째 목적은 상기 화학식 1의 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물을 함유하는 약학 조성물 또는 약리학적 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 화학식 1의 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물을 함유하여, 항암 활성을 갖는 약학 조성물이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 화학식 1의 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물이 GLUT(glucose transpoter) 채널을 통해 흡수되는 약학 조성물이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1의 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물은, 암세포만을 표적하여 선택적으로 항암 작용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 중의 하나는, 본 발명의 일 실시예에 따른 알벤다졸-글루코스 화합물 또는 펜벤다졸-글루코스 화합물은 알벤다졸 또는 펜벤다졸에 글루코스가 결합된 형태로 세포에 흡수될 때 이 화합물에 결합된 글루코스에 의해 GLUT(glucose transpoter) 채널을 통해 흡수되도록 설계되었다. GLUT 채널은 정상세포보다 암세포나 바이러스 감염 세포에서 많이 활성화되어 있다고 알려져 있다. 특히 정상세포보다 암세포에서 1000배 정도 GLUT 채널을 형성한다고 보고되어 있다. 본 발명에 따른 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물은 정상세포보다 GLUT 채널이 활성화된 암세포에 집중적으로 흡수되도록 예상된다 (참고 : L. Quan et al. / Journal of Molecular Structure 1203 (2020) 127361).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 화학식 1의 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물은 미세소관 형성을 억제하고 당류(sugar compound)의 흡수를 억제하는 약학 조성물이 제공된다.

본 발명의 이점 중의 하나는, 본 발명에 따른 신규한 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물이 정상세포 보다 주로 암세포에만 흡수되고, 그런 다음 종래의 벤지미다졸 화합물 유도체의 알려진 특성인 미세소관을 형성하는 튜불린에 결합해 미세소관 형성을 방해하여 세포 분열을 저해하며, 이에 의해 세포 에너지원인 글루코스를 포함하는 당화합물의 흡수를 차단시킴으로써, 암세포의 사멸을 효과적으로 유도할 수 있다는 점이다.

따라서, 본 발명에 따른 신규한 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물은 주로 암세포에 집중적으로 흡수되므로 정상세포에는 독성을 최소화할 수 있도록 설계되었을 뿐만 아니라, 암 치료를 위한 항암제 화합물로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.

실시예

실시예 1: 알벤다졸-1,2,3,4-Tetra-β-D-glucose (AL-1)의 제조

<실시예 1-A> 글루코스 펜타아세테이트(1,2,3,4,6-Penta-O-acetyl-β-D-glucopyranose)의 제조

[반응식 1]

상기 반응식 1에 따라 글루코스(glucose)에서 글루코스 펜타아세테이트(glucose pentaacetate)를 제조하였고, 반응절차 및 조건은 문헌(Ciencia e Agrotecnologia 41(2):201-208, Mar/Apr. 2017)에 기재된 방법을 참조하였다.

플라스크에 1g의 글루코스(0.0056mol), 10mL의 아세트산 무수물(0.317mol) 및 1g의 에틸나트륨(0.012mol)을 첨가하고 반응시켜 글루코스 펜타아세테이트(1,2,3,4,6-Penta-O-acetyl-β-D-glucopyranose)를 얻었다.

상기 생성물을 1H-NMR 스펙트럼을 분석하여 글루코스 펜타아세테이트의 생성을 확인하였다. 1H-NMR 데이터는 다음과 같다.

H NMR dH(400 MHz; CDCl3) 5.72, (1H, d, J 8.3), 5.11-5.16 (1H, m), 5.25, (1H, t J 9.4), 5.11-5.16 (1H, m), 3.82-3.86 (1H, m), 4.29 (1H dd, J 12.4, J 4.7), 4.12 (1H, dd J 12.4, J 2.4), 2.01 (3H, s), 2.03, (3H, s), 2.09 (3H, s), 2.03 (3H, s), 2.12 (3H, s)

<실시예 1-B> 1,2,3,4-Tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈의 제조

[반응식 2]

상기 반응식 2에 따라 글루코스 펜타아세테이트에서 1,2,3,4-Tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈를 합성하였으며, 반응절차 및 조건은 문헌(J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1998)에 기재된 방법을 참조하였다.

실시예 1-A에서 제조된 글루코스 펜타아세테이트(3.0 g, 7.66 mmol)를 30.8℃에서 인산완충액 350ml에 현탁시킨 후 에스테라제 (40 mg)를 첨가하고 반응시켜 1,2,3,4-Tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈를 얻었다.

상기 생성물을 1H-NMR 스펙트럼을 분석하여 1,2,3,4-Tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈의 생성을 확인하였다. 1H-NMR 데이터는 다음과 같다.

H NMR dH(400 MHz; CDCl3) 1.97 (3H, s, CH3CO), 1.99 (3H, s, CH3CO), 2.03 (3H, s, CH3CO), 2.13 (3H, s, CH3CO), 2.37 (1H, m, OH), 3.55 (1H, m, Hb-6), 3.68 (1H, m, Ha-6), 3.89 (1 H, ddd, J 2.29, 4.19 and 10, H-5), 5.04 (1 H, dd, J 3.7 and 10, H-2), 5.07 (1 H, dd, J 9.8 and 10, H-4), 5.48 (1H, app t, J 10 and 10, H-3) and 6.3 (1 H, d, J 3.7, H-1)

<실시예 1-C> 알벤다졸-1,2,3,4-tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈의 제조

[반응식 3]

상기 반응식 3에 따라 알벤다졸에 1,2,3,4-Tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈를 첨가하여 알벤다졸-1,2,3,4-tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈를 합성하였다.

플라스크에 자성바를 넣고 알벤다졸(Albendazole, 1g, 0.00377mmole)과 실시예 1-B에서 얻어진 화합물 1,2,3,4-Tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈(13.3g, 0.0377mmole)을 넣고 DMF 120 ml을 첨가하였다. 상온에서 혼합 후 자성 교반기를 이용하여 산 촉매하에서 90 ℃에서 24시간 반응시켰다. 반응 후 상온으로 식힌 반응물을 감압 증류하여 MeOH : EA를 이용하여 정제하여 화합물 알벤다졸-1,2,3,4-tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈 1.3 g (수득율 59 %)을 얻었다.

상기 생성물을 1H-NMR 스펙트럼을 분석하여 알벤다졸-1,2,3,4-tetra-o-acetyl--D-글루코피라노즈의 생성을 확인하였다. 1H-NMR 데이터는 다음과 같다.

1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ = 11.62 (s, 1H), 7.42 (s, 1H), 7.32 (d, J = 7.49Hz, 1H), 7.09 (d, J = 7.50Hz, 1.46Hz, 1H), 0.95 (t, J = 7.96Hz, 3H), 1.54 (m, 2H), 2.58 (t, J = 7.14, 4.48Hz, 2H), 5.04 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 3.99-3.90 (m, 1H), 3.80-3.71 (m, 1H), 3.62-3.32 (m, 4H)

<실시예 1-D> 알벤다졸-1,2,3,4-tetra-β-D-글루코스의 제조

[반응식 4]

상기 반응식 4에 따라 알벤다졸-1,2,3,4-Tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈에 리파아제를 첨가하여 알벤다졸-1,2,3,4-tetra-β-D-글루코스를 합성하였다.

플라스크에 자성바를 넣고 실시예 1-C에서 얻어진 화합물 알벤다졸-1,2,3,4-tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈(100 mg, 0.17mmole)과 A-ANL 분말 0.1 g을 넣은 후, 아세토니트릴 30 ml 와 0.1M 인산완충액 20 ml의 혼합용액을 첨가하여 상온에서 48시간 동안 반응시켰다. 반응물을 메탄올과 에틸 아세테이트로 추출한 후 실리카 컬럼(silica column)으로 정제하여 알벤다졸-1,2,3,4-Tetra-o-acetyl-β-D-글루코스 32mg (수득율 45 %)를 얻었다.

상기 생성물을 1H-NMR 스펙트럼을 분석하여 알벤다졸-1,2,3,4-Tetra-o-acetyl--D-글루코스의 생성을 확인하였다. 1H-NMR 데이터는 다음과 같다.

1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ = 11.62 (s, 1H), 7.42 (s, 1H), 7.32 (d, J = 7.49Hz, 1H), 7.09 (d, J = 7.50Hz, 1.46Hz, 1H), 0.95 (t, J = 7.96Hz, 3H), 1.54 (m, 2H), 2.58 (t, J = 7.14, 4.48Hz, 2H), 5.04 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 3.99-3.90 (m, 1H), 3.80-3.71 (m, 1H), 3.62-3.32 (m, 4H)

실시예 2 : 알벤다졸-2,3,4,6-Tetra-o-acetyl-β-D-글루코스의 제조

<실시예 2-A> 글루코스 펜타아세테이트(1,2,3,4,6-Penta-O-acetyl-β-D-glucopyranose)의 제조

실시예 1-A 와 동일하게 제조하였다.

<실시예 2-B> 2,3,4,6-Tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈의 제조

[반응식 5]

상기 반응식 5에 따라 글루코스 펜타아세테이트에서 2,3,4,6-Tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈를 합성하였으며, 반응절차 및 조건은 문헌(J. Org. Chem., 1988, 53, 4939-4945)에 기재된 방법을 참조하였다.

글루코스(10 mg/mL, PBS)를 10%(v/v) DMF/PBS 완충제(0.05 M, pH 7)에 현탁시켰다. 리파아제(0.75 g/mmol sugar)를 첨가하고 반응시켜 2,3,4,6-Tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈를 얻었다.

상기 생성물을 1H-NMR 스펙트럼을 분석하여 2,3,4,6-Tetra-o-acetyl--D-글루코피라노즈의 생성을 확인하였다. 1H-NMR 데이터는 다음과 같다.

H NMR (CDC1,) 6 5.51 (t, 1 H, H2, J = 9.8 Hz), 5.43 (d, 1 H, Hla, J = 3.5 Hz), 5.22 (t, 1 H, H30, J = 9.4 Hz), 5.05 (dt, 2 H, H44), 4.92-4.82 (m, 2 H, 4.72 (d, 1 H, HlP, J = 4.7 Hz), 4.28-3.98 (m, 5 H), 3.77-3.47 (m, 1 H, H5P), 2.06 (s, 3 H, acetyl), 2.05 (s, 3 H, acetyl), 2.01 (9, 3 H, acetyl), 2.00 (s, 3 H, acetyl), 1.99 (s, 3 H, acetyl)

<실시예 2-C> 알벤다졸-2,3,4,6-tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈의 제조

[반응식 6]

상기 반응식 6에 따라 알벤다졸에 2,3,4,6-Tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈를 첨가하여 알벤다졸-2,3,4,6-tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈를 합성하였다.

플라스크에 자성바를 넣고 알벤다졸(Albendazole, 1g, 0.00377mmole) 과 실시예 2-B 에서 얻어진 화합물 2,3,4,6-Tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈(13.3g, 0.0377mmole)를 넣고 DMF 120 ml을 첨가하였다. 상온에서 혼합 후 자성 교반기를 이용하여 90 ℃에서 24시간 반응하였다. 반응 후 상온으로 식힌 반응물을 감압 증류하고, MeOH : EA를 이용하여 정제하여 화합물 알벤다졸-2,3,4,6-tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈 1.2 g (수득율 52 %)을 얻었다.

상기 생성물을 1H-NMR 스펙트럼을 분석하여 알벤다졸-2,3,4,6-tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈의 생성을 확인하였다. 1H-NMR 데이터는 다음과 같다.

1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ = 11.62 (s, 1H), 7.42 (s, 1H), 7.32 (d, J = 7.49Hz, 1H), 7.09 (d, J = 7.50Hz, 1.46Hz, 1H), 0.95 (t, J = 7.96Hz, 3H), 1.54 (m, 2H), 2.58 (t, J = 7.14, 4.48Hz, 2H), 5.04 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 3.99-3.90 (m, 1H), 3.80-3.71 (m, 1H), 3.62-3.32 (m, 4H)

<실시예 2-D> 알벤다졸-2,3,4,6-tetra-β-D-글루코스의 제조

[반응식 7]

상기 반응식 4에 따라 알벤다졸-2,3,4,6-Tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈에 리파아제를 첨가하여 알벤다졸-2,3,4,6-tetra-β-D-글루코스를 합성하였다.

플라스크에 자성바를 넣고 실시예 2-C에서 얻어진 화합물 알벤다졸-2,3,4,6-tetra-o-acetyl-β-D-글루코피라노즈(100 mg, 0.17mmole)과 A-ANL 분말 0.1 g을 넣은 후, 아세토니트릴 30 ml 와 0.1M 인산완충액 20 ml의 혼합용액을 첨가하여 상온에서 48시간 동안 반응시켰다. 반응물을 메탄올과 에틸 아세테이트로 추출한 후 실리카 컬럼으로 정제하여 알벤다졸-2,3,4,6-Tetra-o-acetyl-β-D-글루코스 30mg(수득율 42.1%)를 얻었다.

상기 생성물을 1H-NMR 스펙트럼을 분석하여 알벤다졸-1,2,3,4-Tetra-o-acetyl-β-D-글루코스의 생성을 확인하였다. 1H-NMR 데이터는 다음과 같다.

1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ = 11.62 (s, 1H), 7.42 (s, 1H), 7.32 (d, J = 7.49Hz, 1H), 7.09 (d, J = 7.50Hz, 1.46Hz, 1H), 0.95 (t, J = 7.96Hz, 3H), 1.54 (m, 2H), 2.58 (t, J = 7.14, 4.48Hz, 2H), 5.04 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 3.99-3.90 (m, 1H), , 3.80-3.71 (m, 1H), 3.62-3.32 (m, 4H)

실시예 3 : 알벤다졸-1, 2,3,4-Tetra-β-D-프룩토스 (AL-2)의 제조

글루코스 대신 프룩토스를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

실시예 4 : 펜벤다졸-1,2,3,4-Tetra-β-D-글루코스 (FB-1)의 제조

알벤다졸 대신 펜벤다졸을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

실시예 5 : 펜벤다졸-1, 2,3,4-Tetra-β-D-프룩토스 (FB-2)의 제조

알벤다졸 대신 펜벤다졸을 사용하고, 글루코스 대신 프룩토스를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

실험예 1: 암세포주 성장억제 시험

인간 폐암세포주 A549, 자궁경부암 세포주 Hela, 대장암 세포주 HT-29는 한국세포주은행(KCLB, 서울, 한국)로부터 분양 받아 배양 배지에서 배양하였다.

DMEM, 10 % 배양 플라스크를 사용하여 37 ℃에서 5 % CO₂를 함유한 가습 된 세포 배양 인큐베이터 내에서 소 태아 혈청 (FBS), 0.1mM MEM 비필수아미노산 (NEAA), 2mM L-글루타민(L-glutamine), 및 1 % 페니실린-스트렙토마이신(penicillin-streptomycin)을 KCLB에 의해 제공된 지침에 따라 2-3 일마다 트립신 처리하여 세포를 계대 배양하였다. 배양물이 80-90 % 합류도로 될 때까지 배양하고 암세포주 성장억제실험을 위해 세포를 배양 플라스크로 연속적으로 옮겼다.

실험 대상인 암 세포주, 인간 폐암세포주 A549, 자궁경부암 세포주 Hela 및 대장암 세포주 HT-29를 96웰 플레이트에 웰당 약 10000 개의 세포로 시딩하였다. 24 시간 후, 하기 표 1에 기재된 것과 같이 화합물 4종을 7가지 농도로 각각의 웰에 첨가하고 72 시간 동안 인큐베이션 하였다.

화합물	농도
알벤다졸(Albendazole)	0 μM, 0.1 μM, 1 μM, 10 μM, 30 μM, 50 μM, 100 μM
펜벤다졸(Fenbendazole)	0 μM, 0.1 μM, 1 μM, 10 μM, 30 μM, 50 μM, 100 μM
독소루비신(doxorubicin)	0 μM, 0.1 μM, 1 μM, 10 μM, 30 μM, 50 μM, 100 μM
알벤다졸-당 화합물 (Albendazole-glucose)	0 μM, 0.1 μM, 1 μM, 10 μM, 30 μM, 50 μM, 100 μM

상기 표 1에서. 알벤다졸, 펜벤다졸 및 독소루비신은 시판되는 화합물을 사용하였으며, 알벤다졸-당 화합물은 실시예 1-D 에서 제조된 것을 사용하였다.

인큐베이션 후, 배지를 버리고 각각의 웰에서 세포 생존율을 WST-8 세포 생존력 분석 키트(Quanti-MaxTM, BIOMAX)를 사용하고 제조사의 지시된 절차에 따라 측정하였다.

분석은 생존 세포의 탈수소효소가 테트라졸륨염(Tetrazolium salt)을 분해하여 포르마잔(formazan)을 생성하는 원리를 이용하였으며 이를 통해 살아있는 세포를 정량적으로 평가하였다.

환원된 포르마잔 염료(formazan salt)는 세포 배양 배지에 가용성이며 포르마잔(formazan)의 양은 생존 세포의 수에 정비례한다 (Slater, T. et al. (1963) Biochem. Biophys. Acta 77:383. van de Loosdrecht, A.A., et al. J. Immunol. Methods 174: 311-320, 1994. Alley, M.C., et al. Cancer Res. 48: 589-601, 1988.)

도 1은 암세포주 성장억제 시험 결과를 나타낸 것이다. 도 1에서 확인할 수 있듯이, 알벤다졸-당 화합물(AL-1)의 암세포주 성장억제 효율이 가장 우수한 것을 알 수 있다.

실험예 2: 정상세포주에서의 독성 시험

정상 폐 세포주 MRC-5 및 정상 결장 CCD-18Co 세포주는 (한국 세포주은행(KCLB) 서울, 한국)으로부터 분양 받고 완전한 배양 배지에서 배양하였다.

DMEM, 10 % 배양 플라스크를 사용하여 37 ℃에서 5 % CO₂를 함유한 가습 된 세포 배양 인큐베이터 내에서 소 태아 혈청(FBS), 0.1mM MEM 비필수아미노산 (NEAA), 2mM L-글루타민(L-glutamine), 그리고 1 % 페니실린-스트렙토마이신(penicillin-streptomycin)을 KCLB에 의해 제공된 지침에 따라 2-3 일마다 트립신 처리하여 세포를 계대 배양하였다. 배양물이 80-90 % 합류도로 될 때까지 배양하고 암세포주 성장억제실험을 위해 세포를 배양 플라스크로 연속적으로 옮겼다.

정상세포주(MRC-5 및 CCD-18Co)를 96웰 플레이트에 웰당 약 10000 개의 세포로 시딩하였다. 24 시간 후, 표 2에 기재된 화합물 4종을 6가지 농도로 각각 웰에 첨가하고, 72 시간 동안 인큐베이션 하였다.

화합물	농도
알벤다졸(Albendazole)	0 μM, 1 μM, 10 μM, 30 μM, 50 μM, 100 μM
펜벤다졸(Fenbendazole)	0 μM, 1 μM, 10 μM, 30 μM, 50 μM, 100 μM
독소루비신(doxorubicin)	0 μM, 1 μM, 10 μM, 30 μM, 50 μM, 100 μM
알벤다졸-당 화합물 (Albendazole-glucose)	0 μM, 1 μM, 10 μM, 30 μM, 50 μM, 100 μM

실험예 1과 동일하게, 정상세포주에서의 세포생존율 및 분석을 수행하였다.

도 2는 정상 세포주에서의 독성 시험의 결과를 나타낸 것이다. 도 2에서 확인할 수 있듯이, 알벤다졸-당 화합물(AL-1)의 정상세포주에 대한 독성이, 알벤다졸, 펜벤다졸, 독소루비신에 비하여 매우 미약함을 알 수 있다. 따라서, 알벤다졸-당 화합물(AL-1)은 암세포주의 성장억제 효율은 매우 우수하고, 정상세포에는 거의 독성을 보이지 않으므로, 암세포에만 표적하여 선택적으로 항암 작용을 나타내는 것을 확인할 수 있다.

상기 표 3은 상기 실시예에 따라 제조된 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물 4종의 암세포주 성정억제 시험과 정상세포주 독성 시험의 결과를 독소루비신과 대비하여 상대평가한 것을 나타낸 것이다.

	세포주 성장억제 시험	상세포주 독성 시험
Albendazole-1,2,3,4-β-D-glucose (AL-1)	AA	AA
Albendazole-1,2,3,4-β-D-fructose (AL-2)	AA	AA
Fenbendazole-1,2,3,4-β-D-glucose (FB-1)	AA	AA
Fenbendazole-1,2,3,4-β-D-fructose (FB-2)	AA	AA

상기 표 3에서 첫 번째 칼럼은 독소루비신(doxorubicin) 대비 암세포주 성장억제 시험으로 AA는 대등(1-2배), A는 약간 미약(3-5배), B는 미약(5-10배) 및 C는 매우 미약(10배 이상) 함을 의미한다. 두 번째 칼럼은 독소루비신(doxorubicin) 대비 정상세포주에 대한 독성 시험으로 AA는 독성이 거의 없음(1/10 배), A는 독성이 약간 있음(1/3 배 이하), B는 독성이 유사함(1-2 배) 및 C는 독성이 높음(10배 이상)함을 의미한다.

상기 표 3의 암세포주 성장억제 시험와 정상세포주 독성 시험 결과, 본 발명에 따른 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물들은 매우 뛰어난 암세포 성장억제 활성을 가지고, 정상세포주 독성 시험에서는 독성이 아주 낮게 나타난 결과를 확인하였다. 따라서, 본 발명에 따른 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물들은 암세포에만 표적하여 선택적으로 항암 작용을 나타내는 것을 알 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 신규한 벤지미다졸 유도체, 이의 제조방법 및 이의 항암제로서의 용도에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

1. 하기 화학식 2로 나타내는 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물:
   [화학식 2]
   
   상기 식에서,
   R₁은 당화합물 잔기로서, 상기 당화합물은 4탄당 알도오스, 5탄당 알도오스, 6탄당 알도오스, 4탄당 케토오스, 5탄당 케토오스, 6탄당 케토오스, 이들의 산화물(CHO가 -COOH로 변환), 데옥시 유도체(-OH가 -H로 변환), 아미노당(-OH가 -NH로 변환), 배당체(글리코사이드), 이들의 이당류 또는 이들의 다당류, 글루코스, 프룩토스, 갈락토스, 만노스 또는 자일로스에서 선택될 수 있으며,
   벤지미다졸 부위는 하기 구조 중의 하나를 가진다.
   (2-카바메이트 제거된 알벤다졸 잔기)
   (2-카바메이트 제거된 펜벤다졸 잔기)
   (2-카바메이트 제거된 플루벤다졸)
   (2-카바메이트 제거된 메벤다졸)
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   화학식 2의 부위는 하기 구조 중의 하나를 갖는 것을 특징으로 하는,
   벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물:
   (1,2,3,4-β-D-글루코스 잔기)
   (1,2,3,4-β-D-프룩토스 잔기)
   (1,2,3,4-β-D-갈락토스 잔기)
   (1,2,3,4-β-D-만노스 잔기)
   (2,3,4,6-β-D-글루코스 잔기)
   (2,3,4,6-β-D-프룩토스 잔기)
   (2,3,4,6-β-D-갈락토스 잔기)
   (2,3,4,6-β-D-만노스 잔기)
   (2,3,4,6-β-D-자일로스 잔기)
   
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   알벤다졸-D-당화합물 결합체 화합물로서, Albendazole-1,2,3,4-β-D-glucose, Albendazole-1,2,3,4-β-D-fructose, Albendazole-1,2,3,4-β-D-galactose, Albendazole-1,2,3,4-β-D-mannose, Albendazole-2,3,4,6-β-D-glucose, Albendazole-2,3,4,6-β-D-fructose, Albendazole-2,3,4,6-β-D-galactose, Albendazole-2,3,4,6-β-D-mannose, Albendazole-2,3,4,6-β-D-xylose ;
   펜벤다졸-D-당화합물 결합체 화합물로서, Fenbendazole-1,2,3,4-β-D-glucose, Fenbendazole-1,2,3,4-β-D-fructose, Fenbendazole-1,2,3,4-β-D-galactose, Fenbendazole-1,2,3,4-β-D-mannose, Fenbendazole-2,3,4,6-β-D-glucose, Fenbendazole-2,3,4,6-β-D-fructose, Fenbendazole-2,3,4,6-β-D-galactose, Fenbendazole-2,3,4,6-β-D-mannose, Fenbendazole-2,3,4,6-β-D-xylose;
   플루벤다졸-D-당화합물 결합체 화합물로서, Flubendazole-1,2,3,4-β-D-glucose, Flubendazole-1,2,3,4-β-D-fructose, Flubendazole-1,2,3,4-β-D-galactose, Flubendazole-1,2,3,4-β-D-mannose, Flubendazole-2,3,4,6-β-D-glucose, Flubendazole-2,3,4,6-β-D-fructose, Flubendazole-2,3,4,6-β-D-galactose, Flubendazole-2,3,4,6-β-D-mannose, Flubendazole-2,3,4,6-β-D-xylose;
   메벤다졸-D-당화합물 결합체 화합물로서, Mebendazole-1,2,3,4-β-D-glucose, Mebendazole-1,2,3,4-β-D-fructose, Mebendazole-1,2,3,4-β-D-galactose, Mebendazole-1,2,3,4-β-D-mannose, Mebendazole-2,3,4,6-β-D-glucose, Mebendazole-2,3,4,6-β-D-fructose, Mebendazole-2,3,4,6-β-D-galactose, Mebendazole-2,3,4,6-β-D-mannose, Mebendazole-2,3,4,6-β-D-xylose;
   로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는,
   벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물.
   
6. 하기 화학식 1a의 벤지미다졸 카바메이트 화합물에 당화합물의 1차 알코올기(-OH)를 반응시켜 결합되는 것을 특징으로 하는, 하기 화학식 1로 나타내는 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물의 제조방법:
   [화학식 1]
   
   [화학식 1a]
   
   상기 식에서, R₃는 수소이고,
   R₁은 당화합물 잔기로서, 상기 당화합물은 4탄당 알도오스, 5탄당 알도오스, 6탄당 알도오스, 4탄당 케토오스, 5탄당 케토오스, 6탄당 케토오스, 이들의 산화물(CHO가 -COOH로 변환), 데옥시 유도체(-OH가 -H로 변환), 아미노당(-OH가 -NH로 변환), 배당체(글리코사이드), 이들의 이당류 또는 이들의 다당류, 글루코스, 프룩토스, 갈락토스, 만노스 또는 자일로스에서 선택될 수 있으며,
   벤지미다졸 부위는 하기 구조 중의 하나를 가진다.
   (2-카바메이트 제거된 알벤다졸 잔기)
   (2-카바메이트 제거된 펜벤다졸 잔기)
   (2-카바메이트 제거된 플루벤다졸)
   (2-카바메이트 제거된 메벤다졸)
   
7. 제 1 항에 따른 벤지미다졸 카바메이트-당화합물 결합체 화합물을 함유하여 항암활성을 나타내는 것을 특징으로 하는,
   약학 조성물.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 화합물은 GLUT(glucose transpoter) 채널을 통해 흡수되는 것을 특징으로 하는,
   약학 조성물.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 화합물은 미세소관 형성을 억제하고 당류(sugar compound)의 흡수를 억제하는 것을 특징으로 하는,
   약학 조성물.
   

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