KR19980074280A

KR19980074280A - 티올(Thiol)기를 함유하지 않는 파네실 전이효소 저해제

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Publication number: KR19980074280A
Application number: KR1019970010018A
Authority: KR
Inventors: 정원희; 이현일; 조혜연; 이진호; 박지효; 고종성; 박기원; 문경덕; 곽태환; 정현호; 노성구; 백선관
Original assignee: 성재갑; 주식회사 엘지화학
Priority date: 1997-03-22
Filing date: 1997-03-22
Publication date: 1998-11-05
Also published as: KR100225462B1

Abstract

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 신규한 화합물 및 약제학적으로 허용되는 그의 염, 그리고 그들의 제조방법에 관한 것이다.

[화학식 1]

(상기 화학식 1에서 X, Y, Z, n 및 m 은 명세서에 정의한 바와 같다.)

상기 화학식 1의 화합물 및 약제학적으로 허용되는 그의 염은 파네실 전이효소를 억제하는 작용을 하므로 항암제로 유용하게 사용될 수 있다.

Description

티올(Thiol)기를 함유하지 않는 파네실 전이효소 저해제

본 발명은 화학식 1로 표시되는 화합물 및 그의 약제학적으로 허용되는 염, 그들의 제조방법 및 그들의 파네실 전이효소 저해제로서의 용도에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 본 발명은 파네실 전이효소를 저해하는 작용을 하는 화학식 1의 화합물 및 그의 약제학적으로 허용가능한 염, 그들의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 트로판 유도체는 항암제로서 유용하게 사용될 수 있다.

파네실 전이효소는 Ras 단백질에 파네실기를 전이하는 효소로서 본 발명의 화합물은 파네실 전이효소의 작용을 억제함으로써 Ras 단백질의 작용을 억제한다.

Ras 단백질은 세포가 성장하고 분화하는데 중요한 역할을 하는 21 kDa 크기의 단백질로서, 구아닌 뉴클레오타이드와 결합하며, 구아노신 트리포스페이트 (GTP)를 구아노신 다이 포스페이트(GDP)로 가수분해하거나 GDP 를 GTP 로 인산화하는 작용을 한다. GTP 는 G 단백질을 활성화시키고 GDP 는 G 단백질을 억제하므로 Ras 단백질은 G 단백질에 의한 세포신호전달계를 조절하는 분자 스위치로 작용한다 (Bourne, H. R, Sanders, D. A, McCormick, F., Nature, 1991, 349, 117).

Ras 단백질은 포유동물 세포에서 3가지ras유전자로부터 생성되며 아미노산 188개로 이루어진 K-Ras-4B 단백질 또는 아미노산 189개로 이루어진 H-Ras, K-Ras4A 및 N-Ras 단백질이 있다. 이들 단백질에서 12, 13 및 61 번에 위치하는 아미노산들은 GTP의 인산기와 근접하여 있어 이들 아미노산 잔기들이 GTP 가 가수분해되는 과정에 관여하는 물 분자의 공간적 위치에 영향을 주므로 Ras 단백질의 GTPase 효소 활성에 중요한 작용을 한다. 구체적으로 인체에서 발생하는 몇몇 암 세포는 상기 아미노산 위치에서 돌연변이가 생긴 것이 관찰되는데, 이 돌연변이로 인해 Ras 단백질 고유의 GTPase 효소 활성이 저해되면 GTP 결합상태가 지속되어 비정상적인 성장 신호가 지속적으로 전달되게 되며, 이러한 신호 전달체계의 이상으로 발암성이 유발되는 것으로 보고되었다. 실제로 이들 발암성을 갖는ras유전자는 췌장암, 방광암, 폐암 및 피부암 등과 밀접하게 관련이 있는 것으로 알려져 있다 (Bos, J. L., Cancer Res., 49, 4682, 1989).

Ras 단백질이 생물학적 활성을 나타내기 위해서는 세포막에 부착되어야 하며, Ras 단백질이 세포막에 부착되기 위해서는, 우선 세포막 내의 지질층과 용이하게 결합할 수 있어야 한다. Ras 단백질은 여러 단계의 결합을 거쳐 소수화 (hydrophobic)되는데, 이러한 과정을 구체적으로 언급하자면, 파네실화에 관여하는 Ras 파네실 전이효소 (Farnesyltransferase)에 의한 과정, Ras 단백질 카복시 말단에 존재하는 3개 아미노산으로 구성된 AAX 펩타이드 절단효소에 의한 과정, 메칠 전이효소 및 팔미토일 전이효소에 의한 과정 등이 있으며, 이러한 과정에 의하여 Ras 단백질의 카복시 말단이 변형된다. 상기 과정 중 첫 번째인 파네실화는 파네닐 전이효소에 의해 이루어지는데, 이 과정에서는 Ras 단백질의 카복시 말단에 존재하는 CA1A2X 라는 4개의 아미노산으로 구성된 펩타이드가 기질로서 이용된다. 여기서 A1 및 A2 는 전기적 부하를 띄지 않는 지방족 아미노산이고 X 는 메티오닌, 알라닌 및 세린 등이다. 이러한 파네실화 반응은 시스테인 부위에서 일어나 황에테르 결합을 형성하는데, 특히 H-Ras 와 N-Ras 단백질의 경우는 그의 카복시 말단 근처에 존재하는 또 다른 시스테인의 팔미토일화도 일어난다. 이러한 파네실화의 결과로 Ras 단백질은 소수성이 증가되어 세포막 내에 부착될 수 있게 되는 것으로서, 파네실화된 Ras 단백질은 다시 그의 카복시 말단의 3개 아미노산 AAX 의 펩타이드가 절단효소에 의해 제거되면서 메틸화되어, Ras 단백질의 파네실기가 세포막 내의 지질층 또는 다른 수용체와 용이하게 결합되게 한다고 알려져 있다. 실제로 Ras 단백질이 세포막 내에 최적의 조건으로 부착되기 위해서는 상기의 모든 변형 단계가 필요하지만 Ras 단백질이 활성을 나타내는데는 파네실화 자체만으로 충분하다고 보고되어 있다. 따라서, 상기 파네실화 과정을 차단하면 돌연변이로 인해 유발되는 Ras 단백질의 발암성을 효과적으로 저해할 수 있으므로 파네실화를 저해하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다 (Buss, J. E. et al., Chemistry Biology, 2, 787, 1995).

그간의 연구 결과, 파네실 전이효소를 저해했을 때 Ras 단백질로 형질전환된 세포성장이 저해될 뿐만 아니라 Ras 단백질에 의해 변형된 세포 형질이 개선되는 것이 관찰되었으며, 실제로 파네실 전이효소의 몇몇 저해제들은 발암성 Ras 단백질의 세포내 프레닐기에 의한 반응을 선택적으로 저해하는 것으로 밝혀졌다 [Kokl, N. E. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 91:9141 (1994); Kokl, N. E. et al., Nature Medicine, 1:792 (1995)].

두 개의 기질인 파네실기와 Ras 단백질을 결합하여 반응물을 생성하는 파네실 전이효소의 저해제는 크게 세가지로 나눌 수 있다. 먼저 파네실기 (FPP)를 경쟁적으로 저해할 수 있는 화합물, 둘째로는 Ras 단백질의 C-말단의 작용을 저해하는 화합물, 그리고 파네실 전이효소가 두 기질을 사용하는 촉매반응의 활성화 단계를 모사하는 안정한 화합물을 저해제로 응용하는 것이다.

지금까지 연구된 대부분의 저해제는 Ras 단백질의 C-말단에 있는 프레닐기의 도입반응을 매개하는 CAAX 모티브에 연관된 것들로서, 파네실 전이효소의 Ras 단백질 기질에 대한 경쟁적 저해기전을 응용한 것이다. 예로서 콕 (Kokl, N. E.) 등은 CAAX를 모사한 시스테인 티올 (thiol)기를 함유한 펩타이드 변형체 및 이를 개선한 저해제를 연구하였으며 [미국 특허 5,141,851; Kokl, N. E. et al., Science 260:1934 (1993); PCT/US95/12224, Graham et al], 셉티 (Sebti S. M.) 등은 펩타이드의 골격구조를 페닐기로 변형한 파네실 전이효소 저해제를 연구하였다 [Sebti S. M. et al., J. Biol. Chem. 270:26802(1995)]. 또한 향정신성 의약품 골격구조 중 벤조다이아제핀을 펩타이드의 턴 (turn) 모사구조로 활용한 변형체가 보고된 바 있으며 [James, G. L. et al., Science 260:1937(1993)], 펩타이드 구조에서 벗어난 트리사이클린 유기화합물을 골격으로 한 저해제가 연구되었다 [Bishop W. R. et al., J. Biol. Chem. 270:30611(1995)].

한편 파네실 전이효소의 촉매반응 단계를 모사하는 저해제의 연구는 풀터 (Poulter C. D.) 등이 파네실 전이효소가 프레닐기를 전이하는 작용기전이 전자 친화적 치환반응 (Electriphilic Displacement)임을 제시한 후 [Poulter, C. D. et al., Poc. Natl. Acad. Sci. USA], 반응이 전이 상태 (transition state)에서 양성 부하를 요구하는 것에 착안하여 프레닐기에 전이 상태의 양성 부하를 연결시킨 새로운 형태의 저해제를 연구하였다 [Poulter C. D. et al., J. Am. Chem. Soc. 118:8761(1996)].

본 발명자들은 새로운 파네실 전이효소 저해제를 개발하고자 노력한 결과, 파네실 전이 효소의 트랜지션 상태를 모사할 수 있는 구조 특성을 가지는 화학식 1의 화합물을 제조하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 파네실 전이효소를 저해하는 작용을 하는 신규한 화학식 1의 화합물, 그의 제조방법 및 항암제로서의 용도를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명에서는 파네실 전이 효소를 억제함으로써 항암 효과를 갖는 하기 화학식 1의 화합물 및 이의 약제학적으로 허용되는 염이 제공된다.

화학식 1

상기식에서 X 는 할로겐, CN, NO₂, COOH, 아미드, 티오아미드, 페녹시, 페닐 및 저급 알킬 중에서 선택되며 Y 는 수소, 저급 알킬, 저급 알콕시 및 히드록시 중에서 선택된다. Z 는 수소, 할로겐, CN, NO₂, COOH, 아미드, 티오아미드, 페녹시, 페닐아미노, 페닐알킬, 페닐 및 저급 알킬 중에서 선택된다. m 및 n 은 0 내지 3 중에서 선택된다.

본 명세서에서 사용되는 용어 “저급 알킬”은 메틸, 에틸, 이소프로필, 이소부틸, t-부틸을 포함하는 탄소수 1 내지 4 의 직쇄 또는 측쇄알킬을 의미한다.

본 발명의 화합물들은 비대칭 탄소 중심을 가질 수 있으며, 라세미체, 라세미 화합물, 부분 입체 이성체 혼합물 및 개개부분 입체 이성체로서 존재할 수 있으며, 이들 모든 이성체 형태는 본 발명에 포함된다.

(수율 78%)

본 발명의 대표적인 화합물 중에는 하기과 같은 물질들이 있다.

1) 4-[5-(페닐히드록시메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴

2) 4-[5-(3-바이페닐히드록시메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴

3) 4-[5-(4-바이페닐히드록시메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴

4) 4-[5-(4-페녹시페닐히드록시메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴

5) 4-[5-(페닐메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴

6) 4-[5-(3-바이페닐메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴

7) 4-[5-(4-바이페닐메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴

8) 4-[5-(4-페녹시페닐메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴

9) 5-(4-바이페닐히드록시메틸)-1-(4-페녹시페닐메틸)-이미다졸

10) 4-[1-(4-바이페닐메틸)-이미다졸-5-일-히드록시메틸]-벤조니트릴

11) 4-[1-(4-바이페닐메틸)-이미다졸-5-일-메틸]-벤조니트릴

12) 4-[1-(4-페녹시페닐메틸)-이미다졸-5-일-히드록시메틸]-벤조니트릴

13) 4-[1-(4-페녹시페닐메틸)-이미다졸-5-일-메틸]-벤조니트릴

본 발명의 제조방법은 다음과 같은 단계로 요약될 수 있다.

1) 4(5)-위치에, 화학식 1의 Y 기를 가지는 적절한 치환기가 도입된 이미다졸 유도체에 보호기를 부착하는 단계 (제 1단계),

2) 상기 제 1단계의 화합물을 아세틸화하는 단계 (제 2단계),

3) 상기 제 2단계의 화합물을, 화학식 1의 X 기를 가지는 할로겐화물과 반응시켜 이미다졸의 3(1)-위치에 X 기를 가지는 적절한 치환기를 도입하고, 이의 할로겐화 염을 얻는 단계 (제 3단계),

4) 상기 제 3단계의 화합물에서 보호기를 제거하는 단계 (제 4단계),

5) 상기 제 4단계의 화합물을 산화하는 단계 (제 5단계) 및

6) 상기 제 5단계의 화합물에 Z 기를 가지는 적절한 화합물을 부가반응시켜 최종 화합물을 얻는 단계 (제 6단계) 또는

7) 상기 제조과정에 부가하여 제 6단계의 화합물을 환원반응시켜 최종 화합물을 얻는 단계 (제 7단계).

보다 상세하게는, 본 발명의 화합물은 반응식 1 에서 반응식 3 까지 도시된 바와 같이 제조할 수 있다.

[반응식 1]

반응식 1은 히드록시메틸 이미다졸 하이드로클로라이드로부터 그 유도체들을 제조하는 방법을 나타낸 것으로 착보호기 반응, 아세틸화 반응, 할로겐 염화 반응, 탈 보호기 반응 및 산화 반응을 거친다.

하기 반응식 2 및 반응식 3은 상기 반응식 1에서 제조된 화합물을 출발물질로 하여 본 발명의 화합물을 제조하는 일예를 나타낸 것이다.

[반응식 2]

상기 반응식 2는 1-(4-시아노벤질)-이미다졸-5-카르복스알데히드 및 페닐마그네슘 브로마이드로부터 부가반응 및 환원 반응을 거쳐 최종화합물을 제조하는 과정을 나타낸다.

[반응식 3]

상기 반응식 3은 브로모벤조니트릴과 부틸리튬으로부터 생성되는 시아노페닐리튬 및 1-(4-바이페닐메틸)-이미다졸-5-카르복스알데히드의 부가반응 및 환원반응을 거쳐 최종화합물을 제조하는 과정을 나타낸다.

이하 실시예에 의하여 본 발명의 신규 화합물의 제조방법을 상세히 설명하기로 한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일뿐 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 4-[5-(페닐히드록시메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴의 제조

(단계 1) 1-트리틸-4-히드록시메틸 이미다졸의 제조

히드록시메틸 이미다졸 하이드로클로라이드 3.99ｇ(29.6mmol)을 30ml의 디메틸포름아미드와 10ml의 트리에틸아민에 녹인 후, 9.35g(33.5mmol) 트리페닐메틸 클로라이드의 디메틸포름아미드(110ml)용액을 서서히 가하였다. 2시간 후에 500ml의 얼음물을 가한 다음, 생성된 고체를 얻었다. 이 고체를 디옥산으로 재결정하여 8.82g(수율 87%)의 표제 화합물을 얻었다.

mp 227-229℃

(단계 2) 1-트리틸-이미다졸-4-일-메틸-아세테이트의 제조

피리딘 100ml에 상기 (단계 1)의 화합물 5.00g(14.7 mmol)을 넣어준 뒤, 아세틱 언하이드라이드 1.65g(16.2 mmol)을 가한 다음 상온에서 24시간 동안 교반하였다. 감압증류하여 피리딘을 제거하고 200ml의 에틸아세테이트에 녹인 다음, 100ml의 소금물로 씻어 주었다. 유기 용매를 감압 증류하여 제거하고 디클로로메탄/메탄올로 크로마토그래피를 실시하여 표제 화합물 5.22g(13.7 mmol, 수율 93%)을 얻었다.

¹H NMR(CDC1₃) δ 2.01(s, 3H), 4.95(s, 2H), 6.88(s, 1H), 7.08(s, 5H), 7.27(s, 10H), 7.45(s, 1H).

(단계 3) 1-트리틸-3-(4-시아노벤질)-이미다졸-4-일-메틸-아세테이트의 브롬화염의 제조

상기 (단계 2)의 화합물 5.00g(13.1mmol)을 디클로로메탄 20ml에 녹인 후, 4-시아노벤질브로마이드 2.82g(14.4mmol)을 가한 다음 상온에서 60시간 동안 교반하였다. 유기용매를 감압 증류하여 제거하고 디클로로메탄/메탄올로 크로마토그래피를 실시하여 표제 화합물 5.31g(9.17mmol, 수율 70%)을 얻었다.

¹H NMR(CDCl₃+ CD₃OD) δ 1.95(s, 3H), 4.95(s, 2H), 5.45(s, 2H), 7.11-7.40(m, 18H), 7.65(d, 2H), 8.21(s, 1H)

(단계 4) 1-트리틸-3-(4-시아노벤질)-이미다졸-4-일-메틸-아세테이트의 제조

상기 (단계 3)의 화합물 9.10g(15.7mmol)을 디클로로메탄 500ml에 녹인 후, 0℃에서 트리플로로 아세트산 6.06ml(78.7mmol)과 트리에틸실란 12.5ml(78.7mmol)를 서서히 가한 다음 상온에서 1시간 동안 교반하였다. 유기 용매를 감압 증류하여 제거하고, 탄산칼륨(K₂CO₃) 포화용액으로 pH를 10으로 맞춘 다음 300ml의 에틸아세테이트로 추출하였다. 유기 용매를 감압 증류하여 제거하고 에틸아세테이트로 크로마토그래피를 실시하여 표제 화합물 3.60g(14.1mmol, 수율 90%)을 얻었다.

¹H NMR(CDCl₃) δ 1.90(s, 3H), 4.97(s, 2H), 5.25(s, 2H), 7.14(d, 2H), 7.21(d, 1H), 7.67(s, 1H), 7.75(d, 2H)

(단계 5) 1-(4-시아노벤질)-5-히드록시메틸 이미다졸의 제조

상기 (단계 4)의 화합물 4.20g(16.5mmol)을 메탄올 200ml에 녹인 후, K₂CO₃4.50g(32.9mmol)을 가한 다음 상온에서 20분 동안 교반하였다. 유기 용매를 감압 증류하여 제거하고, 300ml의 에틸아세테이트로 추출한 다음, 디클로로메탄/메탄올로 크로마토그래피를 실시하여 표제 화합물 3.19g(15.0mmol, 수율 91%)을 얻었다.

¹H NMR(CDCl₃+ CD₃OD) δ 4.28(s, 2H), 5.18(s, 2H), 6.84(s, 1H), 7.12(d, 2H), 7.42(s, 1H), 7.55(d, 2H)

(단계 6) 1-(4-시아노벤질)-이미다졸-5-카르복스알데히드의 제조

상기 (단계 5)의 화합물 1.0g(4.7mmol)과 이산화망간 4.1g(47mmol)을 디옥산(50ml)에서 12시간 동안 환류하였다. 촉매를 여과하여 제거하고 감압하에서 유기용매를 제거한 후 크로마토그래피하여 표제 화합물 710mg(3.4mmol, 수율 72%)을 얻었다.

¹H NMR(CDCl₃) δ 5.24(s, 2H), 6.90(m, 2H), 7.28(m, 2H), 7.44(s, 1H), 7.53(d, 1H), 9.40(s, 1H)

(단계 7) 4-[5-(페닐히드록시메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴의 제조

상기 (단계 6)의 알데히드 40mg(0.19mmol)을 테트라히드로퓨란(1ml)에 녹인 후 페닐마그네슘브로마이드의 테트라히드로퓨란 용액(0.38mmol)을 천천히 가하였다. 30분 후 물을 넣어 반응을 중지시키고 감압 증류하여 용매를 제거하였다. 에틸아세테이트(3ml)에 녹인 후 3ml의 소금물과 물로 씻어주었다. 용매를 감압증류하여 제거하고 디클로로메탄/메탄올(20/1)로 칼럼 크로마토그래피하여 표제 화합물 31mg(0.11mmol, 수율 58%)를 얻었다.

¹H NMR(CDCl₃) δ 5.31(dd, 2H), 5.82(s, 1H), 6.82(s, 1H), 7.23(d, 2H), 7.52(m, 6H), 7.72(d, 2H)

FAB MS : 290 (M+1)

실시예 2 4-[5-(페닐메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴의 제조

상기 실시예 1의 표제 화합물 30mg(0.10mmol)을 디클로로메탄(1ml)에 녹인 후 트리클로로아세트산(32㎕, 0.42mmol)과 트리에틸실란(33㎕, 0.21mmol)을 첨가하였다. 상온에서 12시간 교반 후 소디움 바이카보네이트(NaHCO₃) 수용액으로 중화하고 유기층을 3ml의 소금물과 물로 씻어주었다. 용매를 감압증류하여 제거하고 디클로로메탄/메탄올(20/1)로 칼럼 크로마토그래피하여 표제 화합물 20mg(0.007mmol, 수율 87%)을 얻었다.

¹H NMR(CDCl₃) δ 3.77(s, 2H), 5.02(s, 2H), 7.05-7.21(m, 4H), 7.45-7.67(m, 7H)

FAB MS : 274 (M+1)

실시예 3 4-[5-(3-바이페닐히드록시메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴의 제조

상기 실시예 1과 유사한 방법으로 반응을 실시하여 표제 화합물(수율 92%)을 제조하였다.

¹H NMR(CDCl₃) δ 5.17(dd, 2H), 5.75(s, 1H), 6.77(s, 1H), 7.01(d, 2H), 7.18-7.49(m, 12H)

FAB MS : 366 (M+1)

실시예 4 4-[5-(4-바이페닐히드록시메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴의 제조

상기 실시예 1과 유사한 방법으로 반응을 실시하여 표제 화합물(수율 78%)을 제조하였다.

¹H NMR(CDCl₃) δ 5.23(dd, 2H), 5.72(s, 1H), 6.75(s, 1H), 7.08(d, 2H), 7.32-7.58(m, 12H)

FAB MS : 366 (M+1)

실시예 5 4-[5-(4-페녹시페닐히드록시메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴의 제조

상기 실시예 1과 유사한 방법으로 반응을 실시하여 표제 화합물(수율 7%)을 제조하였다.

¹H NMR(CDCl₃) δ 5.17(dd, 2H), 5.62(s, 1H), 6.67(s, 1H), 6.80-7.32(m, 12H), 7.52(d, 2H)

FAB MS : 382 (M+1)

실시예 6 4-[5-(3-바이페닐메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴의 제조

상기 실시예 2와 유사한 방법으로 반응을 실시하여 표제 화합물(수율 5%)을 제조하였다.

¹H NMR(CDCl₃) δ 3.78(s, 2H), 4.96(s, 2H), 7.02-7.08(m, 3H), 7.30 -7.55(m, 12H)

FAB MS : 350 (M+1)

실시예 7 4-[5-(4-바이페닐메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴의 제조

¹H NMR(CDCl₃) δ 3.75(s, 2H), 4.95(s, 2H), 6.95-7.07(m, 4H), 7.27- 7.56(m, 11H)

FAB MS : 350 (M+1)

실시예 8 4-[5-(4-페녹시페닐메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴의 제조

상기 실시예 2와 유사한 방법으로 반응을 실시하여 표제 화합물(수율 88%)을 제조하였다.

¹H NMR(CDCl₃) δ 3.78(s, 2H), 5.05(s, 2H), 6.82-7.14(m, 10H), 7.34(m, 2H), 7.61(s, 1H), 7.65(m, 2H)

FAB MS : 366 (M+1)

실시예 9 5-(4-바이페닐히드록시메틸)-1-(4-페녹시페닐메틸)-이미다졸의 제 조

(단계 1) 1-(4-페녹시페닐메틸)-이미다졸-5-카르복스알데히드의 제조

상기 실시예 1의 (단계 2)의 표제 화합물과 4-페녹시벤질브로마이드를 실시예 1의 (단계 3), (단계 4), (단계 5) 및 (단계 6)의 방법으로 반응시켜 표제 화합물을 제조하였다.

¹H NMR(CDCl₃) δ 5.52(s, 2H), 6.80-7.55(m, 9H), 7.65(m, 2H), 7.80(s, 1H), 7.65(m, 2H), 9.52(s, 1H)

(단계 2) 5-(4-바이페닐히드록시메틸)-1-(4-페녹시페닐메틸)-이미다졸의 제조

상기 실시예 9의 (단계 1)의 표제 화합물을 실시예 1의 (단계 7)과 유사한 방법으로 반응시켜 표제 화합물(수율 37%)을 제조하였다.

¹H NMR(CDCl₃) δ 5.15(dd, 2H), 5.62(s, 1H), 6.92(s, 1H), 7.03-7.72(m, 19H)

FAB MS : 433 (M+1)

실시예 10 4-[1-(4-바이페닐메틸)-이미다졸-5-일-히드록시메틸]-벤조니트릴의 제조

(단계 1) 1-(4-바이페닐메틸)-이미다졸-5-카르복스알데히드의 제조

상기 실시예 1의 (단계 2)의 표제 화합물과 브로모메틸바이페닐을 실시예 1의 (단계 3), (단계 4), (단계 5) 및 (단계 6)의 방법으로 반응시켜 표제 화합물을 제조하였다.

¹H NMR(CDCl₃) δ 5.62(s, 2H), 7.31-7.59(m, 9H), 7.82(s, 1H), 7.95(s, 1H), 9.91(s, 1H)

(단계 2) 4-[1-(4-바이페닐메틸)-이미다졸-5-일-히드록시메틸]-벤조니트릴의 제조

4-브로모벤조니트릴 28mg(0.15mmol)을 테트라히드로퓨란(0.9ml)과 헥산(0.3ml)에 녹였다. 이를 -100℃로 냉각시킨 후 n-부틸리튬 67㎕ (2.5M 헥산 용액)을 가하였다. 10분간 교반한 후 상기 실시예 10의 (단계 1)의 화합물 40mg을 넣고, 온도를 천천히 상온으로 올려주었다. 30분 후 물 1ml를 넣고 에틸아세테이트로 추출하였다. 감압하에서 유기용제를 제거한 후 디클로로메탄/메탄올 (20/1)로 칼럼 크로마토그래피하여 표제 화합물(11mg, 수율 20%)을 얻었다.

¹H NMR (CDCl₃) δ 5.11(dd, 2H), 5.75(s, 1H), 6.54(s, 1H), 7.02(d, 2H), 7.21-7.52(m, 12H)

FAB MS : 366 (M+1)

실시예 11 4-[1-(4-바이페닐메틸)-이미다졸-5-일-메틸]-벤조니트릴의 제조

상기 실시예 10의 표제 화합물을 실시예 2의 방법으로 반응시켜 표제 화합물을 10% 수율로 얻었다.

¹H NMR (CDCl₃) δ 3.90(s, 2H), 5.05(s, 2H), 6.60(s, 1H), 7.02-7.55(m, 14H)

FAB MS : 350 (M+1)

실시예 12 4-[1-(4-페녹시페닐메틸)-이미다졸-5-일-히드록시메틸]-벤조니트릴의 제조

상기 실시예 9의 (단계 1)의 화합물을 상기 실시예 10의 (단계 2)의 방법으로 반응시켜 표제 화합물(수율 30%)을 제조하였다.

¹H NMR(CDCl₃) δ 5.25(dd, 2H), 5.60(s, 1H), 6.77(s, 1H), 6.85-7.35(m, 12H), 7.57(d, 2H)

FAB MS : 382 (M+1)

실시예 13 4-[1-(4-페녹시페닐메틸)-이미다졸-5-일-메틸]-벤조니트릴의 제조

상기 실시예 12의 표제 화합물을 실시예 11의 방법으로 반응시켜 표제 화합물(수율 15%)을 제조하였다.

¹H NMR(CDCl₃) δ 3.85(s, 2H), 5.04(s, 2H), 6.86-7.20(m, 10H), 7.35(m, 2H), 7.59(s, 1H), 7.60(m, 2H)

FAB MS : 366 (M+1)

Ras 파네실 전이효소 억제능 분석 실험

본 실험에서는 폼프리아노 [Pompliano et al., Biochemistry 31. 3800 (1992)] 등의 방법을 개선하여 유전자 재조합 기술에 의해 제조된 Ras 파네실 전이효소를 사용하였으며, Ras 기질 (Ras-CVLS) 단백질은 이미 보고된 방법 [Chung et al., Bichimica et Biophysica Acta 1129, 278(1992)]에 의해 정제하여 사용하였다.

효소반응은 25 mmol 의 포타슘 클로라이드, 25 mmol 의 마그네슘 클로라이드, 10 mmol DTT 및 50 μmol 의 징크 클로라이드를 함유한 50㎕ 의 50 mM 소디움 히피스 완충용액에서 수행하였으며 1.5 μmol 의 Ras 기질 단백질, 0.15 μmol 의 트리튬-파네실 피로 포스페이트와 4.5 nmol 의 파네실 전이효소가 사용되었다.

상세히 기술하면 파네실 전이효소를 첨가한 후 37℃ 에서 30분간 반응을 지속시킨 후 1 M 의 염산을 함유한 에탄올 용액 1 ml 를 첨가하여 반응을 정지시키고, 생성된 침전물을 필터바인딩을 위한 호퍼 하베스터 (호퍼 #FH 225V)를 사용하여 GF/B 필터에 흡착시킨 후, 에탄올을 사용하여 세척하고, 건조시킨 필터를 LKB 베타 카운터를 사용, 방사능을 측정함으로 수행하였다. 효소 역가검정은 Ras 기질 단백질과 파네실 효소의 농도가 정량적 역가를 나타내는 기질 불포화 상태에서 측정되었으며, 합성된 화합물은 디메틸설폭사이드 (DMSO) 용매에 용해하여 전체 반응액의 5% 이내에서 첨가하여 효소 저해능을 평가하였다. 효소 저해능은 시료가 없는 상태에서 Ras 기질 단백질에 도입된 파네실에 대해 시료 존재하에서 측정된 파네실 도입량을 백분율로 표시하였으며, 50% 의 효소활성을 저해하는 농도를 각 시료의 IC₅₀으로 결정하였다. 시료의 선택적 저해능을 평가하기 위한 제라닐제라닐 전이효소는, 샤버 등 [Schaber et al., J. Biol chem. 265:14701(1990)]의 방법을 변형하여 소뇌로부터 정제하여 사용하였으며, 파네실 전이효소 반응과 유사한 조건에서 제라닐제라닐 전이효소의 특이 기질인 제라닐제라닐 피로 포스페이트와 Ras-CVIL 기질 단백질을 사용하여 실험을 수행하였다.

세포내 Ras 파네실 전이효소의 억제효능 분석 실험

본 실험에서는 돌연변이에 의해 형질전환 활성을 갖는 C-Harvey-Ras 단백질을 발현하는 Rat2 세포주를 사용하였으며, 실험방법은 드크류 등 [Declue J. E. et. al., Cancer Research 51:712 (1991)]에 의해 보고된 방법을 변형하여 수행하였다. 하기에 실험 방법을 상세히 기술하기로 한다.

형질전환된 Rat2 피브로 블라스트 세포주를 60 mm 세포배양 디쉬에 3×10⁵세포를 분주하여 37℃ 세포 배양기에서 48시간 동안 배양하여 50% 이상 밀도로 자란 후 시료를 처리하였다. 이 때 시료용매는 디메틸설폭사이드 (DMSO)를 사용하였으며, 대조군 및 시험군 모두 1% 디메틸설폭사이드 농도를 사용하였다. 시료를 처리한 뒤 4시간 후에 배지 1 ml 당 150 μCi 방사성 동위원소 [35S]로 표지된 메치오닌을 첨가하고 20시간 동안 배양한 후 생리 식염수로 세포를 세척하였다. 세포 용해를 위해 1 ml 의 차가운 세포용해 완충용액 (5mmol 마그네슘 클로라이드, 1mmol DTT, 1% NP 40, 1 mmol EDTA, 1 mmol PMSF, 2 μmol 루펩틴, 2 μmol 펩스타틴에이 및 2 μmol 안티페인을 포함하는 50 mM 소디움 히피스 완충용액)을 사용하여, 세포가 용해된 상등액을 고속원심분리 (12,000g×5분)하여 얻었다. 상등액의 방사성 동위원소 표지량을 측정하여 면역 침전 반응시 정량적 결과를 얻을 수 있도록 표준화한 후 Ras 단백질에 특이적 결합을 하는 단일클론 항체인 Y13-259 [Furth, M. E. et. al., J. Virol 43:294 (1982)]를 넣어 4℃ 에서 15시간 동안 반응시켰다. 이 용액에 다시 고트에서 유래된 쥐의 면역글로블린에 대한 항체가 결합된 프로테인 A-아가로즈 현탁액을 넣어 1시간 동안 4℃ 에서 반응시킨 후 면역반응 침전물을 비특이적 결합물을 제거하기 위해 완충용액 (50mmol 소디움 클로라이드, 0.5% 소디움 디옥시 콜레이트, 0.5% NP 40 및 0.1% SDS 를 포함하는 50 mM 트리스 클로라이드 완충용액)으로 세척하였다. 침전물의 분석을 위해 전기영동 방법을 사용하는데, 침전물을 전기영동 시료 완충액에 끓인 후 13.5% 의 SDS 폴리아크릴아마이드젤을 사용하여 전기영동을 수행하였다. 전기영동 후 젤을 고정하고 건조시킨 다음 X-ray 필름에 감광시킨 후 현상 인화하였다. 실험결과로부터 세포내 Ras 파네실 전이효소의 억제효능은 Ras 단백질의 파네실이 결합된 밴드와 결합되지 않은 밴드의 강도를 측정하여 50% 의 파네실 결합이 저해된 시료농도를 CIC₅₀으로 결정하였다.

하기 표 1은 대표적인 화합물들의 억제효능을 요약한 것이다.

[표 1]

화합물번호	IC₅₀(μM)	CIC₅₀(μM)	화합물번호	IC₅₀(μM)	CIC₅₀(μM)
1	0.80	100	2	0.063	∼50
3	0.008	∼10	4	0.0037	∼1
5	0.110	100	6	0.105	∼100
7	0.0036	∼0.5	8	0.0037	∼0.5
9	0.30	100	10	0.005	∼10
11	0.004	∼10	12	0.006	∼10
13	0.004	∼10

내용없음

Claims

하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물 및 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 수화물 또는 용매화물.

화학식 1

상기식에서 X 는 할로겐, CN, NO₂, COOH, 아미드, 티오아미드, 페녹시, 페닐 및 저급알킬 중에서 선택되며 Y 는 수소, 저급알킬, 저급알콕시 및 히드록시 중에서 선택된다. Z 는 수소, 할로겐, CN, NO₂, COOH, 아미드, 티오아미드, 페녹시, 페닐아미노, 페닐알킬, 페닐 및 저급알킬 중에서 선택된다. m 및 n 은 0 내지 3 중에서 선택된다.

본 명세서에서 사용되는 용어 저급알킬은 메틸, 에틸, 이소프로필, 이소부틸, t-부틸을 포함하는 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 측쇄알킬을 의미한다.

본 발명의 화합물들은 비대칭 탄소 중심을 가질 수 있으며, 라세미체, 라세미 화합물, 부분 입체 이성체 혼합물 및 개개부분 입체 이성체로서 존재할 수 있으며, 이들 모든 이성체 형태는 본 발명에 포함된다.
제 1항에 있어서, 4-[5-(페닐히드록시메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴,

4-[5-(3-바이페닐히드록시메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴,

4-[5-(4-바이페닐히드록시메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴,

4-[5-(4-페녹시페닐히드록시메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴,

4-[5-(페닐메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴,

4-[5-(3-바이페닐메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴,

4-[5-(4-바이페닐메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴,

4-[5-(4-페녹시페닐메틸)-이미다졸-1-일메틸]-벤조니트릴,

5-(4-바이페닐히드록시메틸)-1-(4-페녹시페닐메틸)-이미다졸,

4-[1-(4-바이페닐메틸)-이미다졸-5-일-히드록시메틸]-벤조니트릴,

4-[1-(4-바이페닐메틸)-이미다졸-5-일-메틸]-벤조니트릴,

4-[1-(4-페녹시페닐메틸)-이미다졸-5-일-히드록시메틸]-벤조니트릴 또는

4-[1-(4-페녹시페닐메틸)-이미다졸-5-일-메틸]-벤조니트릴 및 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 수화물 또는 용매화물.
1) 4-위치에, 화학식 1의 Y 기를 가지는 적절한 치환기가 도입된 이미다졸 유도체에 보호기를 부착하는 단계 (제 1단계),

2) 상기 제 1단계의 화합물을 아세틸화하는 단계 (제 2단계),

3) 상기 제 2단계의 화합물을, 화학식 1의 X 기를 가지는 할로겐화물과 반응시켜 이미다졸의 3-위치에 X 기를 가지는 적절한 치환기를 도입하고, 이의 할로겐화 염을 얻는 단계 (제 3단계),

4) 상기 제 3단계의 화합물에서 보호기를 제거하는 단계 (제 4단계),

5) 상기 제 4단계의 화합물을 산화하는 단계 (제 5단계) 및

6) 상기 제 5단계의 화합물에 Z 기를 가지는 적절한 화합물을 부가반응시켜 최종 화합물을 얻는 단계 (제 6단계) 또는

7) 상기 제조과정에 부가하여 제 6단계의 화합물을 환원반응시켜 최종 화합물을 얻는 단계 (제 7단계)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제 1항의 화합물의 제조방법.
제 1항의 화합물의 파네실 전이효소 저해제로서의 용도.
제 1항의 화합물의 항암제로서의 용도.