KR20010013576A

KR20010013576A - 중추 국소 아세틸콜린에스테라제활성 측정용 시약

Info

Publication number: KR20010013576A
Application number: KR19997011583A
Authority: KR
Inventors: 이리에토시아키; 후쿠시키요시; 남바히로키; 이요마사오미; 이코타노부오; 나가츠카신이치로; 우에다타카오; 니시우라마사루; 다카토쿠케이죠; 요모다이사무
Original assignee: 구니요시 이에지; 다이이치 가가쿠 야쿠힝 가부시키가이샤; 오쿠다 준죠; 가부시키가이샤 다이이치 라지오아이소토프 겐큐쇼
Priority date: 1997-06-11
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 2001-02-26
Also published as: WO1998056763A1; US6306882B1; EP0989120B1; US20020127180A1; DE69810770T2; AU7552698A; CA2293539A1; US6509003B2; EP0989120A1; AU732795B2; DE69810770D1; ATE231127T1; EP0989120A4

Abstract

본 발명은 일반식(1) 또는 (2)

[식중, R^l은 F가 치환되어 있어도 좋은 저급알킬기를 나타내고, R²는 저급알킬기를 나타내고, R³는 1 위치에 OH, 저급알콕시기, 저급알콕시알킬옥시기, 저급알콕시알킬옥시알킬옥시기 또는 저급알카노일옥시기를 가지며, 말단에 방사성 요드원자로 치환되어 있는 알케닐기, 또는 말단에 방사성 요드원자로 치환되어 있는 알케닐옥시메틸기를 나타낸다.]로 표시되는 N-알킬피페리딘 유도체 또는 그의 염, 이를 함유하는 중추국소 AchE 활성 측정용 시약 및 당해 화합물의 표지 전구체에 관한 것이다. 이 화합물은 용이하게 뇌혈액 관문을 통과하여 내에서 AchE에 의해 특이적으로 가수분해되어 알코올체로 되어 뇌에 포착되고, 또한 뇌외에서 생성된 알코올체는 뇌로 이행하지 않는다는 조건을 충족시키는 동시에 적당한 에너지의 γ선을 방출하기 때문에 중추 AchE 활성 측정을 위한 SPECT용 트레이서로서 극히 유용하다.

Description

중추 국소 아세틸콜린에스테라제활성 측정용 시약{REAGENTS FOR ASSAYING CENTRAL LOCAL ACETYLCHOLINESTERASE ACTIVITY}

뇌내 아세틸콜린 작동성 신경은 기억에 깊게 관여하고 있고, 이 신경계의 장해가 알츠하이머 치매증 등과 같은 기억 장해의 원인이라고 생각되고 있다. AchE활성은 아세틸콜린 작동성 신경의 기능 저하에 따라 저하되기 때문에, 그의 활성 측정은 치매나 노화의 진단, 치료의 평가나 병태(病態) 해명에 크게 공헌한다.

종래, 중추 국소의 AchE활성을 측정하는 방법으로서는, 사후의 뇌의 호모지네이트 또는 얇게 자른 절편을 사용하여 효소 또는 조직화학적으로 측정하는 방법외에, 방사성 동위원소로 표지된 아세틸콜린의 지용성 아날로그를 이용해 오토래디오그래피 또는 에미션 단층촬영법으로 측정하는 방법이 알려져 있다(일본국 특개평 6-327497호 공보). 이 에미션 단층촬영법에 의하면, 살아 있는 동물 또는 사람의 중추 AchE 활성을 비침습적(non-invasive)으로 측정하는 것이 가능하고, 알츠하이머 치매증을 비롯하여 각종 콜린 작동성 신경의 변성질환의 임상진단이나 치료약의 개발에 유용하다(Namba et al., Brain Research 667: 278-282, 1994, Iri et al., J. Nucl. Med. 37:649-655, I996).

상기 공보 기재의 수법에 있어서 이용되는 방사성 화합물은,

(l) 지용성이 높아서 용이하게 뇌혈액 관문을 통과해 뇌에 들어온다:

(2) 뇌내에서 AchE에 의해 특이적으로 가수분해된다:

(3) 가수분해에 의해 생성되는 알코올체는 지용성이 낮아 뇌에 포착된다:

(4) 뇌 밖에서 생성된 알코올체는 뇌로 이행하지 않는다:

라는 성질을 충족할 필요가 있으나, 이 공보에는 이러한 방사성 화합물로서, N-메틸기를¹⁴C로 표지한 N-메틸피페리딘의 3-아세테이트, 3-프로피오네이트, 4-아세테이트 및 4-프로피오네이트가 기재되어 있고, 이들을 랫트에 사용한 오토래디오그래피가 행해졌으며, 또한,¹¹C 표지체를 사용하면, 포지트론 에미션 단층촬영법 (Positron Emission Tomography: PET)에 의한 생체의 뇌국소 AchE활성의 비침습적 측정이 가능하다는 것도 나타나 있다(Iyo et al., Lancet 349:1805-1809, 1977).

그러나, 상기 화합물을 포함하여 지금까지 발견된 화합물은 모두 비침습적 측정에 실용적으로 이용할 수 있는 표지체로서는¹¹C 표지체 뿐이며, 사람에 대한 임상 응용할 경우에는 포지트론 카메라를 이용하는 PET밖에 선택의 여지가 없었다. 이 PET는^l1C의 반감기가 약 20분으로 짧기 때문에, RI 생산용 사이크로트론을 함께 갖춘 시설이 아니면 실시할 수 없다는 제한이 있다. 한편, 감마 카메라를 이용한 싱글 포톤 단층 촬영법(Single Photon Emission Computed Tomography: SPECT)은 임상에서 넓게 사용되고 있기 때문에, SPECT에 적용 가능한 방사성 화합물의 개발이 요망되어 왔다.

본 발명은 N-알킬피페리딘 유도체 및 이를 함유하는 중추 국소 아세틸콜린에스테라제(이하, "AchE"라 한다)활성 측정용 시약에 관한 것이다.

도 l은 본 발명의 화합물을 랫트에 투여한 후, 방사능의 뇌내분포를 해부법에 의해 측정한 결과를 나타내는 도이다.

도 2는 본 발명의 화합물을 랫트에 투여한 후, 방사능의 뇌내분포를 정량적 오토래디오그라피법에 의해 측정한 결과를 나타내는 도이다.

도 3은 본 발명의 화합물을 랫트에 투여한 후, 방사능의 뇌내분포를 오토래디오그래피법에 의해 측정한 결과를 나타내는 사진이다.

이러한 실정에서, 본 발명자들은, SPECT에 의하는 중추 국소 AchE활성 측정에 사용할 수 있는 화합물로서, 또 적당한 γ선을 방출하는 핵종으로 표지되고, 상기 4개의 성질을 충족하는 방사성 화합물에 대해서 예의 연구한 결과, 방사성 요드로 표지된 신규한 N-알킬피페리딘 유도체를 발견하고, 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명은, 다음 일반식(1) 또는 (2)

[식중, R^l은 불소원자로 치환되어 있어도 좋은 저급알킬기를 나타내고, R²는 저급알킬기를 나타내고, R³는 1 위치에 히드록실기, 저급알콕시기, 저급알콕시알킬옥시기, 저급알콕시알킬옥시알킬옥시기 또는 저급알카노일옥시기를 가지며, 말단에 방사성 요드원자로 치환되어 있는 알케닐기, 또는 말단에 방사성 요드원자로 치환되어 있는 알케닐옥시메틸기를 나타낸다. ]

로 표시되는 N-알킬피페리딘 유도체 또는 그의 염을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 N-알킬피페리딘 유도체(1) 또는 그의 염을 함유하는 AchE 활성 측정용 시약을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 N-알킬피페리딘 유도체(1) 또는 그의 염을 이용한 중추 국소 AchE 활성 측정법을 제공하는 것이다.

더욱이, 본 발명은 상기 화합물의 표지 전구체인 다음 일반식(1P) 또는 (2P)

[식중, R^l은 불소원자로 치환되어 있어도 좋은 저급알킬기를 나타내고, R²는 저급알킬기를 나타내고, R^3P는 1 위치에 히드록실기, 저급알콕시기, 저급알콕시알킬옥시기, 저급알콕시알킬옥시알킬옥시기 또는 저급알카노일옥시기를 가지며, 말단에 비방사성 할로겐원자, 트리알킬주석 또는 트리알킬실릴기로 치환되어 있는 알케닐기, 또는 말단에 비방사성 할로겐원자, 트리알킬주석 또는 트리알킬실릴기가 치환되어 있는 알케닐옥시메틸기를 나타낸다.]

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

일반식(1), (2), (1P) 및 (2P)에 있어서, R¹로 표시되는 불소원자로 치환되어 있어도 좋은 저급알킬기로서는 불소원자로 치환되어 있어도 좋은 탄소수 1∼5의 알킬기를 들 수 있고, 특히 메틸기, 에틸기 및 플루오로에틸기가 바람직하다.

R²로 표시되는 저급알킬기로서는 탄소수 1∼5의 알킬기를 들 수 있고, 특히 메틸기, 에틸기, 프로필기 및 이소프로필기가 바람직하다.

R³및 R^3P가 1 위치에 가지는 저급알콕시기로서는 탄소수 1∼5의 알콕시기를 들 수 있고, 특히 메톡시기가 바람직하다. 저급알콕시알킬옥시기로서는 C_1-5알콕시- C_1-5알킬옥시기를 들 수 있고, 특히 메톡시메틸옥시기, 에톡시메틸옥시기, 에톡시에틸옥시기가 바람직하다. 저급알콕시알킬옥시알킬옥시기로서는 C_1-5-알콕시-C_1-5-알킬옥시-C_1-5알킬옥시기를 들 수 있고, 특히 메톡시에틸옥시메틸옥시기, 에톡시에틸옥시메틸옥시기가 바람직하다. 저급알카노일옥시기로서는 탄소수 2∼6의 알카노일옥시기를 들 수 있고, 아세톡시기, 프로피오닐옥시기가 바람직하다.

R³의 말단에 치환하는 방사성 요드원자로서는^l23I,^l31I 등을 들 수 있고, 특히¹²³I가 바람직하다. R^3P말단에 치환하는 비방사성 할로겐원자로서는 브롬원자, 요드원자가 바람직하다. R³및 R^3P에서 알케닐기로서는, 탄소수 2∼8의 알케닐기를 들 수 있고, 특히, 프로페닐기, 부테닐기 및 펜테닐기가 바람직하고, 알케닐옥시메틸기로서는 총탄소수 3∼9의 알케닐옥시메틸기를 들 수 있으며, 특히 프로페닐옥시메틸 및 부테닐옥시메틸기가 바람직하고, 모두 2중결합의 위치는 말단이 바람직하다. 또한, R^3P말단의 트리알킬주석 및 트리알킬실릴기에서 알킬기로서는 탄소수 1∼5의 알킬기가 바람직하다.

상기 R^3P중, 1 위치에 히드록실기, 저급알콕시알킬옥시기, 저급알콕시알킬옥시알킬옥시기 또는 저급알카노일기를 가지며 말단에 비방사성 할로겐원자, 트리알킬주석 또는 트리알킬실릴기가 치환되어 있는 탄소수 2∼8의 알케닐기가 특히 바람직하다. 또한, R³로서는 l 위치에 히드록실기, 저급알콕시알킬옥시기, 저급알콕시알킬옥시알킬옥시기 또는 저급알카노일기를 가지며, 말단에 방사성 요드원자가 치환되어 있는 탄소수 2∼8의 알케닐기가 특히 바람직하다.

특히 바람직한 본 발명 화합물(l)로서는 N-메틸-3-아세톡시-4-(1-히드록시- 3-¹²³I-2-프로페닐)피페리딘, N-메틸-3-아세톡시-4-(1-히드록시-5-¹²³I-4-펜테닐)피페리딘, N-메틸-4-아세톡시-3-(l-히드록시3-¹²³I-2-프로페닐)피페리딘, N-메틸-4-아세톡시3-(1-히드록시-5-¹²³I-4-펜테닐)피페리딘, N-메틸-3-아세톡시-4-(1-메톡시메틸옥시-3-¹²³I-2-프로페닐)피페리딘, N-메틸-3-아세톡시4-(1-메톡시메틸옥시-5-¹²³I-3-요드-4-펜테닐)피페리딘, N-메틸-4-아세톡시-3-(l-메톡시메틸옥시-3-¹²³I-2-프로페닐)피페리딘, N-메틸-4-아세톡시-3-(1-메톡시메틸옥시-5-¹²³I-4-펜테닐)피페리딘 등을 들 수 있다.

본 발명 화합물(1), (2), (1P) 및 (2P)의 염으로서는, 예를 들면 염산 등의 무기산과의 염, 아세트산 등의 유기산과의 염을 들 수 있다.

또한, 본 발명의 화합물(l), (2), (1P) 및 (2P) 및 이들의 염은 2개 또는 3개의 부제탄소원자를 가지므로, 다수의 광학이성체가 존재하고, 더욱이 각각에 대하여 R³및 R^3P의 말단의 할로겐원자, 트리알킬주석기 또는 트리알킬실릴기의 위치의 상이함에 따른 기하이성체가 존재하나, 본 발명은 이들의 광학이성체 및 기하이성체 및 이들의 혼합물의 모두를 포함한다.

본 발명의 N-알킬피페리딘 유도체(1) 또는 (2) 또는 그의 염은 상기 표지 전구체(1P) 또는 (2P) 또는 그의 염 중, 할로겐 전구체의 비방사성 할로겐원자를 방사성 요드원자와 교환 반응에 의해 치환하던가, 또는 트리알킬주석 전구체 또는 트리알킬실릴 전구체의 트리알킬주석기 또는 트리알킬실릴기를 직접 방사성 요드원자로 치환함으로서 용이하게 합성할 수 있다.

표지 전구체(1P) 또는 (2P)는, 예를 들면 다음 제조법(A) 또는 제조법(B)에 따라 제조할 수 있다.

제조법(A)

[식중, R^l및 R²는 전술한 바와 같고, R⁴는 t-부톡시카르보닐기 등의 아미노 보호기를 나타내고, R⁵는 말단 알케닐기를 나타내고, R^5'는 말단 알케닐렌기를 나타내며, R⁶는 저급알킬기, 저급알콕시알킬기 또는 저급알콕시알킬옥시알킬기를 나타내고, R^6'는 저급알킬기, 저급알콕시알킬기, 저급알콕시알킬옥시알킬기 또는 저급알카노일기를 나타내고, R⁷은 탄소수 1∼5의 알킬기를 나타내고, X¹, X², X³, X⁴및 X⁵는 할로겐원자를 나타낸다.]

즉, 4-피페리돈의 아미노 보호체(a)에 모르포린을 반응시켜 엔아민(b)을 얻고, 여기에 알킨카르복실산 할라이드(c)를 반응시켜 디케톤체(d)를 얻는다. 디케톤체(d)에 수소화붕소나트륨 등의 환원제를 반응시켜 디올체(e)로 하고, 여기에 알콕시알킬옥시알킬할라이드, 알콕시알킬할라이드 또는 알킬할라이드(f)를 반응시켜 화합물(g)를 얻는다. 그 다음에 화합물(g)에 카르복실산 할라이드(h)를 반응시켜 화합물(i)를 얻는다. 또한, 디올체(e)에 카르복실산 할라이드를 반응시키면, R^6'이 저급알카노일기인 화합물(i)이 얻어진다. 화합물(i)의 아미노 보호기를 제거하여 화합물(j)를 얻고, 이것에 알킬 할라이드(k)를 반응시켜 N-알킬 치환체(1)를 얻는다. 또한, N-알킬화는 아미노기와 포름알데히드를 축합하고, 이어서 환원함으로서 행할 수 있다. N-알킬 치환체(1)에 수소화 트리알킬주석 또는 트리알킬실란(m)을 반응시킴으로서 본 발명의 트리알킬주석 전구체 또는 트리알킬실릴 전구체(2Pa)가 얻어진다. 그리고 그의 트리알킬주석기 또는 트리알킬실릴기를 할로겐원자로 치환하고, 또한 적당히 R^6'를 탈리시킴으로서 다른 전구체 (2Pb), (2Pc) 및 (2Pd)를 얻을 수 있다.

또한, 상기 제조법(A)에 있어서, 예를 들면 화합물(a)에 트리알킬실릴 할라이드를 반응시켜 트리알킬실릴옥시테트라히드로피페리딘체으로 하고, 이것에 디알콕시알칸을 반응시킴으로서 식(g)에서 R⁶가 알콕시기인 화합물을 얻을 수 있다.

제조법(B)

[식중, R^l, R², R⁴, R⁷, X⁴및 X⁵는 전술한 바와 같고, R⁸은 저급알킬기를 나타내고, R⁹는 저급알콕시알킬기 등의 히드록시 보호기를 나타내고, R¹⁰은 말단 알키닐기를 나타내고, R^10'는 말단 알케닐렌기를 나타내고, X⁶및 X⁷은 할로겐원자를 나타낸다.]

3-피페리돈 유도체(n)에 수소화붕소나트륨 등의 환원제를 반응시켜 3-히드록시피페리딘 유도체(o)를 얻는다. 이렇게 얻어진 유도체(o)의 히드록실기를 보호하여 화합물(q)로 하고, 환원하여 알코올(r)을 얻는다. 여기에 알킬할라이드(s)를 반응시켜 화합물(t)로 한 후, 트리알킬주석화 또는 트리알키르실릴화하여 화합물(u)를 얻는다. 이 트리알킬주석 또는 트리알킬실릴기를 할로겐으로 치환하고, 아미노기를 탈보호함으로서 화합물(w)가 얻어진다. 이어서, 화합물(w)에 알킬할라이드(k)를 반응시켜 N-알킬치환체(l)를 얻은 후, 3 위치 히드록실기의 보호기를 제거하고, 카르복실산 무수물(z)을 반응시킴으로서 본 발명의 할로겐 전구체(1Pa)가 얻을 수 있다.

또한, 화합물(r)을 산화하여 4-포르밀피페리딘류로 하고, 이 화합물을 트리알킬실릴알키닐리튬과 반응시켜 4-(α-히드록시알키닐)피페리딘류를 얻고, 이를 사용하여 트리알킬주석화, 할로겐화, 가수분해, 알카노일화 등을 전기 제조법(A) 또는 (B)와 동일하게 행함으로써 식(1P)에서 R^3P가 l 위치에 히드록실기, 저급알콕시기 등을 갖는 화합물을 얻을 수 있다.

상기 제조법(A)에 있어서는, 식(2P)에서 R^3P가 l 위치에 치환기를 가지는 알케닐기인 화합물의 제조법에 대해서 설명하였으나, 동일한 방법에 의해 식(lP)에서 R^3P가 1 위치에 치환기를 갖는 알케닐기인 화합물도 제조할 수 있다. 또한, 상기 제조법(B)에서는, 식(1P)에서 R^3P가 알케닐옥시메틸기인 화합물의 제조법에 대해서 설명하였으나, 동일한 방법으로 식(2P)에서 R^3P가 알케닐옥시메틸기인 화합물도 제조할 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 표지 전구체(1P) 또는 (2P) 또는 그의 염의 비방사성 할로겐원자, 트리알킬주석기 또는 트리알킬실릴기를 방사성 요드원자로 치환함으로서 용이하게, 본 발명의 N-알킬피페리딘 유도체(1) 또는 (2) 또는 그의 염을 얻을 수 있다.

이상과 같이 하여 얻어지는 본 발명 화합물(1) 및 (2) 및 그의 염은 전기 중추 AchE 측정 시약으로서의 4조건을 충족하고, SPECT에 적합한 에너지의 γ선을 방출하는 방사성 화합물이나, AchE에 의한 가수분해속도는 화합물에 따라, 또는 이성체에 따라 다르다. 따라서, SPECT에 적용할 때는 AchE에 대한 반응성 및 특이성이 높은 화합물, 이성체를 선택하여 이용하는 것이 바람직하다.

중추 국소의 AchE활성은 본 발명 화합물(1), (2) 또는 그의 염을 함유하는 측정용 시약을 투여하고, 소정 시간 경과후에, SPECT 또는 중추 절편을 이용한 오토래디오그래피법에 의해 중추 국소의 방사능 농도를 측정하고, 한편 중추 국소의 혈류량을 측정하고, 이것들의 측정값과 AchE활성과의 관계로부터 산출할 수 있다.

중추 국소의 혈류량은, 예를 들면¹²³I표지 N-이소프로필-p-요드암페타민 (IMP)를 사용하고, 레퍼런스 샘플법(Lear et al., J. Cereb. Blood Flow Metabol, 2:l79-185, 1882; Kuhl et al., J. Nuc, Med. 23:196-203, l982)에 의해 측정하는 것이 간편하나, 기타의 공지의 방법으로도 측정할 수 있다.

이와 같이 하여 측정한 중추 국소의 방사능 농도 및 혈류량을 이용해 중추 국소의 AchE활성을 산출하기 때문에, 혈류의존성의 중추내 분포와 대사과정을 조합한 키네틱 모델(Kinetic model)을 구축한다. 즉, 래디오 트레이서(이하, 단순히 "트레이서"라고 한다)의 중추로 들어가는 것은 혈류량에 의존하며, 중추내로 들어간 트레이서는 아세틸콜린과 경합적으로 AchE에 의해 가수분해되어, 알코올체로 된다. 또한, 혈중에서 생긴 알코올체는 중주로는 이행하지 않는다. 이것은 미분방정식을 이용하면, 식(a)와 같이 표시된다.

여기서, C_b는 중추내의 트레이서 미변화체 농도, C_p는 혈중의 트레이서 미변화체 농도, F는 중추 국소 혈류량, λ는 트레이서의 평형상태에서의 뇌혈액 분배계수이며, F=λK가 성립된다. K는 트레이서의 뇌혈액 관문(BBB) 투과속도 정수이다. 이 혈류 의존성의 중추에 적용하는 이론식은 요드화안티피린을 이용한 중추 국소 혈류량 측정의 이론식과 동일한 것이다(Sakurada et al,, Am. J. Physiol., 234: H59-66, 1978). 이 혈류의존성의 중추로의 적용에 대해서는 다양한 이론식이 있고, 사용하는 트레이서에 따라 적절한 것을 이용한다. 또한, V_m과 K_m은 트레이서의 AchE에 의한 가수분해의 최대속도와 미카에리스(Michaelis) 정수, C_a는 중추내의 유리 아세틸콜린농도, K_ma은 아세틸콜린 가수분해의 미카에리스 정수, C_m은 중추내의 트레이서 대사물인 알코올체 농도, k_el은 알코올체의 중추로부터의 소실속도정수이다. 중추내의 아세틸콜린은 통상은 시나프스(synapse)에 축적되고 있고, 신경 전달시에 방출되기 때문에 유리 아세틸콜린농도 C_a는 거의 0이라고 보아도 좋다. 또한, 측정에 사용하는 트레이서는 트레이서 레벨이므로, C_b는 K_m에 비해 훨씬 작아서 무시할 수 있다. 더욱이, 알코올체는 뇌로부터의 소실이 매우 늦기 때문에, k_el은 0으로 보아도 좋다. 따라서, 상기 연립 미분방정식(a)는 다음과 같이 고쳐 쓸 수 있다.

여기서, k_m(=V_m/K_m)은 중추내 AchE에 의한 트레이서의 가수분해 활성을 나타내게 된다. 트레이서를 급속 정맥주사한 후의 미변화체 혈중농도의 추이를 C_p=ΣC_oiexp(-k_eit)하여 이것을 풀면, 식(c)로 된다.

시간 t를 충분히 취하면, 지수의 항은 0으로 간주할 수 있다. 환언하면, 혈중 및 중추내의 미변화체 농도가 0으로 된다. 이 때, 중추내에는 대사물인 알코올체만이 존재하고, 그 농도는 식(d)로 표시된다.

따라서, 방사성 동위원소로 표지한 트레이서를 정맥내에 투여하고, 혈중 및 중추내의 미변화체 농도가 0으로 된 시점에서의 중추내 방사능 농도는 미변화체의 혈중농도의 AUC(혈중농도 곡선 아래쪽 면적), 트레이서의 뇌혈액 분배계수, 중추 국소 혈류량 및 중추 국소 AchE활성에 의존하게 되는 것이다.

이 식은 트레이서의 동태 해석(dynamic analysis)의 기본이 되는 것이나, 이것을 이용하여 k_m을 구하기 위하여는, 혈중 미변화체 농도의 AUC와 중추 국소 혈류량의 절대치를 측정하지 않으면 안된다. 그러나, 트레이서는 혈중의 에스테라제에 의해서도 급속하게 분해되기 때문에, 미변화체 농도의 측정에는 시간이 걸린다. 그리하여 AchE활성이 현저하게 높은 선조체(corpus striatum)를 내부 표준으로 측정하는 수법을 검토했다. 선조체의 첨자를 s, 뇌의 관심영역의 첨자를 0으로 각각의 중추내 방사능 농도의 비를 취하면, 식(e)로 된다.

AUC는 서로 지워진다. 여기서, C_o/C_s를 Z라 하면,

로 되고, 이를 고쳐 쓰면 식(g)로 된다.

여기서, λ_oK_o/λ_sK_s는 선조체와 관심 영역의 혈류량의 비이며, 이것을 F로 하고, 또한, k_mo는 구하고 자 하는 관심 영역의 트레이서 가수분해 활성을 Y라 하면,

가 되고, 이것을 l/Y에 대해서 풀면, 식(i)가 된다.

이 Y는 트레이서의 가수분해 활성을 나타내므로, AchE에 의한 아세틸콜린의 대사활성 y를 구하기 위해서는 아세틸콜린의 대사활성 k_ma와 트레이서의 대사활성k_mo와의 비 Φ=k_mo/k_ma를 이용하고, 다음 식(j)를 이용한다.

2개의 파라미터 A=Φ(l/k_ma+ 1/K_s)(λ_o/λ_s) 및 B=Φ(l/K_s)(λ_o/λ_s)는 미지수이지만, 동물에 있어서는 AchE활성 y와 중추내 방사능 농도의 선조체비 Z는 펀치 아웃에 의해 얻어지는 뇌조직편을 이용해 실측할 수 있다.

또한, 중추 국소 혈류량의 측정에, 트레이서로서 [¹²³I]IMP를 이용한 경우, 혈류량은 C_b/AUC(C_b는 중추 국소의 방사능 농도, AUC는 혈중의 IMP 미변화체 농도)로 되기 때문에, 중추 국소 혈류량의 선조체비 F는¹²³I 농도의 선조체비와 동일하게 된다. 따라서, 이것도 펀치 아웃에 의해 얻어지는 뇌조직편으로 실측이 가능하다. 따라서, 뇌의 각 부위와 선조체의 트레이서의 분배계수비 λ_o/λ_s가 부위에 따라 그다지 바뀌지 않는다고 가정하면, 실측된 y, Z 및 F를 이용해 선형 최소 제곱법에 의해 미지 파라미터 A와 B를 정할 수 있다. 또한, 혈중 미변화체 농도 측정에 의한 AUC의 실측, 중추 국소 혈류량 절대치의 실측 및 펀치 아웃하여 얻은 뇌조직을 이용한 k_m의 실측에 의해 식(d)를 이용하여 λ 및 K 등 모든 파라미터를 결정할 수 있다.

동물에 있어서는 생체외(in vitro)에서 AchE활성을 실측할 수 있기 때문에, 파라미터의 결정에는 다양한 수법을 적용할 수 있고, 또한 병태 동물을 이용한 검토도 가능하다. 사람의 경우에는 건강한 보통 사람에 있어서의 파라미터의 평균치를 구하고, 이를 사용한다. 이를 위하여는 사고사 등의 케이스에서 부검한 뇌를 이용하고, k_m과 Φ를 측정하여 건강한 보통 사람의 평균치를 구해 둔다. 또한, 건강한 보통 사람에게 트레이서를 투여하고, PET 등의 수법으로 C_m을 측정하고, 그 때의 AUC를 구해 둔다. 이들 값과 건강한 보통 사람의 중추 국소 혈류량으로부터 식(d)를 이용해 λ나 K를 계산하여 구한다. 이상의 결과로부터 건강한 보통 사람의 파라미터A, B의 평균치를 결정할 수 있다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

(l) 4-피페리돈 1수화물 염산염 75g에 물 250㎖를 가하여 용해하고, 이어서, 1N 수산화나트륨 수용액 1000㎖를 가했다. 이 용액에 빙냉 교반하 디터셔리부틸디카보네이트 120g을 적하하고, 실온에서 6시간 격렬하게 교반했다. 반응액에 에틸아세테이트를 가하여 추출하고, 감압하에서 농축 건고하여 얻어지는 담황색 고체를 헥산으로 재결정함으로써 N-t-부틸옥시카르보닐-4-피페리돈(3) 38.9g을 백색 침상 결정으로서 얻었다.

융점: 74.4∼75.2℃

(2) 상기 (l)에서 얻은 화합물(3) 30.0g에 톨루엔 150㎖ 및 모르포린 19㎖을 가하고, 질소 가스 분위기하, 딘 스타크 환류장치에서 20시간 가열 환류했다. 이것을 방냉후, 감압하에서 농축 건고함으로서 엔아민(4)을 담황색 반고체로서 얻었다.

(3) 상기 (2)에서 얻은 엔아민(4) 전량에 무수 디옥산 150㎖을 가하여 용해하고, 교반하에서 4-펜틴산과 티오닐클로라이드로부터 합성한 4-펜티노일 클로라이드 6.0g을 적하하고, 질소 가스 분위기하에서 16시간 가열 환류하면서 교반했다. 실온에서 방냉한 후, 생성된 침전을 여과하고, 여액을 감압 농축하여 적갈색 유상물을 얻었다. 이것을 헥산:에틸아세테이트=4:l을 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하고, 헥산으로 재결정함으로서, N-t-부틸옥시카르보닐-3-(l-옥소-4-펜티닐)-4-피페리돈(5) 6.03g을 무색 침상 결정으로서 얻었다

융점: 76.8∼77.6 ℃

고분해능 매스스펙트럼(전자 충격 모드, [M-C₄H₉]⁺):

실측값:222.0744

이론값:222.0765

(4) 상기 (3)에서 얻은 디케톤체(5) 5.58g을 에틸아세테이트-에탄올(1:1)의 혼액 80㎖에 용해하고, 실온에서 교반하면서 수소화붕소나트륨 분말 l000mg을 소량씩 가하고, 1시간 교반했다. 반응액을 물로 희석하고 에틸아세테이트로 추출한 후, 추출액을 물로 세척하고, 다시 무수 황산나트륨에서 건조한 후, 감압농축함으로서, N-t-부틸옥시카르보닐-3-(1-히드록시-4-펜티닐)-4-피페리디놀(6) 4.82g을 무색 유상물로서 얻었다.

고분해능 매스스펙트럼(2차 이온모드, [M+H]⁺):

실측값:284.1855

이론값:284.l860

이 디올체(6)는 3개의 부제탄소를 가지며, 8종의 광학이성체의 혼합물이지만, 이들의 광학이성체는 헥산:에틸아세테이트=1:1을 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피에 의해 3개의 디아스테레오머의 획분으로 분리된다. 용출하는 순서로 획분(6a), (6b) 및 (6c)로 나누어 채취하고, 각 획분에 대해서 아래에 나타내는 합성을 행함으로서 AchE에 대한 반응성이 다른 화합물이 얻어진다.

(5) 상기 (4)에서 얻은 디올체의 획분(6a) 1.44g에 에틸아세테이트 30㎖ 및 디이소프로필에틸아민 8.9㎖를 가하고, 교반하면서 클로로메틸메틸에테르 2.0㎖을 적하하고, 실온에서 5시간 교반했다. 여기에 빙냉하에서 물을 가하고, 다시 IN 염산 30㎖를 적하하여 산성으로 한 후, 에틸아세테이트로 추출했다. 추출액을 세척하고, 무수 황산나트륨에서 건조한 후, 감압 농축하여 무색 유상물을 얻었다. 이를 헥산:에틸아세테이트=1:1을 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피에 의해 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-(1-메톡시메틸옥시-4-펜티닐)-4-피페리디놀(7)를 얻었다. 다시, 컬럼으로부터 미반응의 디올체(6a)를 회수하고, 재차 메톡시메틸화반응시키고, 컬럼크로마토그래피에 의해 화합물(7)을 얻었다. 화합물(7)의 총수량은 0.60g이었다.

여기서 얻어진 화합물(7)은 2종의 광학이성체의 혼합물이며, 각 에난티오머는 키랄 HPLC (키랄셀 0J 컬럼; 다이셀화학공업사 제품)을 사용하여 헥산: 2-프로판올= 9: 1로 용출함으로서 먼저 용출하는 이성체(7a)와, 다음에 용출하는 이성체(7b)로 분리할 수 있다. 각 이성체에 대해서 아래에 나타내는 합성을 행하여 AchE에 대한 반응성이 다른 화합물이 얻어진다.

이성체(7a)

고분해능 매스스펙트럼(2차 이온모드, [M+H]⁺):

실측값 : 328.2105

이론값 : 328.2122

선광도: -90.0° [α]_D(c=0.25%, EtOAc)

이성체(7b)

고분해능 매스스펙트럼(2차 이온모드, [M+H]⁺):

실측값:328.211

이론값:328.2122

선광도: 91.6°[α]_D(c=0.25%, EtOAc)

(6) 상기 (5)에서 얻은 이성체(7b) 216mg을 헥산-메틸렌클로라이드(1:1)의 혼액 40㎖에 용해하고, N,N-디메틸아미노피페리딘 806mg을 가했다. 이어서, 교반하에 아세틸클로라이드 235㎕를 적하하고, 실온에서 5시간 교반했다. 이것을 빙냉한 후, 물을 가하고, 다시 1N 염산 30㎖을 적하하여 산성으로 한 후, 유기층을 분취했다. 이것을 물, 이어서 포화 식염수로 세정하고, 무수 황산나트륨에서 건조한 후, 감압 농축하여 무색 유상물을 얻었다. 이것을 헥산:에틸아세테이트=3:1을 이용한 실리카겔컬럼크로마토그래피에 의해 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-(1-메톡시메틸옥시-4-펜티닐)-4-아세톡시피페리딘(8) 250mg을 얻었다.

고분해능 매스스펙트럼(전자 충격 모드, M⁺):

실측값 : 369.2160

이론값 : 369.2150

(7) 상기 (6)에서 얻은 화합물(8) 125mg을 헥산-메틸렌클로라이드(1:l)의 혼액 20㎖에 용해하고, 교반하에 트리플루오로아세트산 1.0㎖를 적하하고, 실온에서 16시간 교반했다. 이것을 감압 농축하고, 잔사에 메틸렌클로라이드 20㎖을 가하고, 빙냉 교반하에서 농암모니아수 몇 방울을 가한 후, 유기층을 분리하고, 무수 황산나트륨으로 건조했다. 이를 감압 농축하여 무색 유상물의 3-(l-메톡시메틸옥시-4-펜티닐)-4-아세톡시피페리딘(9) 90mg을 얻었다.

(8) 상기 (7)에서 얻은 화합물(9) 90mg을 아세톤20㎖에 용해하고, -80℃로 냉각하 교반하면서 요드화메틸 25mg을 적하한 후, 실온에서 2시간 교반했다. 이를 감압 농축하고, 잔사에 클로로포름 15㎖를 가하고, 빙냉 교반하에서 농암모니아수를 1 방울 가한 후, 무수 황산나트륨에서 건조했다. 이것을 클로로포름:메탄올=15:1을 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피에 의해 정제하여, N-메틸-3-(1-메톡시메틸옥시-4-펜티닐)-4-아세톡시피페리딘(10) 17mg을 얻었다.

고분해능 매스스펙트럼(전자 충격 모드, M⁺):

실측값: 283.1818

이론값: 283.1782

(9) 상기 (8)에서 얻은 화합물(10) 17mg과 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴 5mg을 무수 톨루엔 10㎖에 용해하고, 질소가스 분위기하에서 수소화트리부틸주석 100㎕를 적하하고, 85℃에서 1시간 교반했다. 이어서, 용매를 감압 증류하고, 잔사를 클로로포름:메탄올=15:1를 이용한 실리카겔 크로마토그래피로 정제하여 N-메틸-3-(1-메톡시메틸옥시-5-트리부틸스타닐-4-펜테닐)-4-아세톡시피페리딘(1l) 30mg을 얻었다.

(10) 상기 (9)에서 얻어진 화합물(1l) 30mg을 메틸렌클로라이드 5㎖에 용해하고, 빙냉 교반하에 메틸렌클로라이드에 용해한 N-요도숙신이미드 용액을 소량씩 적하했다. 화합물(11)이 소실된 시점에서 용매를 감압 증류하고, 잔사를 클로로포름:메탄올=15:1를 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피에 의해 정제하여 N-메틸-3-(l-메톡시메틸옥시-5-요드-4-펜테닐)-4-아세톡시피페리딘(12) 16mg을 얻었다.

고분해능 매스스펙트럼(전자 충격 모드, M⁺):

실측값: 411.0908

이론값: 411.0905

상기에서 얻어진 화합물(12)은 2종의 기하이성체의 혼합물이고, 각 이성체는 HPLC (ODS C18 컬럼)을 이용해 메탄올:물:트리에틸아민=70:30:0.1로 용출함으로써, 먼저 용출하는 이성체(12a)와, 후에 용출하는 이성체(12b)에 분리할 수 있다. 각 이성체는 AchE에 대한 반응성이 각각 다르다.

(l1) 상기 (10)에서 얻은 화합물(12) 16mg을 메틸렌클로라이드 1㎖에 용해하고, 여기에 트리플루오로아세트산 3㎖를 가하고, 실온에서 24시간 방치했다. 용매를 감압 증류하고, 잔사를 클로로포름:메탄올=8:1를 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피에 의해 정제하여 N-메틸-3-(1-히드록시-5-요드-4-펜테닐)-4-아세톡시피페리딘(13) 13mg을 얻었다.

고분해능 매스스펙트럼(전자 충격 모드, M⁺):

실측값 : 367.0600

이론값 : 367.0642

여기서 얻어진 화합물(13)은 2종의 기하이성체의 혼합물이며, 각 이성체는 HPLC (ODS C18 컬럼)을 이용해 메탄올: 물: 트리에틸아민= 60: 40: 0.1로 용출함으로써, 먼저 용출하는 이성체(13a)와 후에 용출하는 이성체(13b)로 분리할 수 있다. 각 이성체는 AchE에 대한 반응성이 각각 다르다.

실시예 2

(1) N-벤질-4-에톡시카르보닐-3-피페리돈 염산염 15.0g을 에탄올-물(1: 1) 혼액 300㎖에 용해하고, 여기에 10% 팔라듐-탄소 1g을 가하고, 수소가스 분위기하에서 12시간 교반했다. 촉매를 여과하고, 여액을 감압 농축하고, 잔사에 물 80㎖, 탄산칼륨 21g 및 디옥산 100㎖를 가하고, 빙냉 교반하에 디-t-부틸디카르보네이트 12 g을 소량씩 적하하고, 15시간 격렬하게 교반했다. 이를 물로 희석한 후, 에틸아세테이트로 추출하고, 추출액을 무수 황산나트륨으로 건조한 후, 용매를 감압 증류하여 N-t-부틸옥시카르보닐-4-에톡시카르보닐-3-피페리돈(14) 14.1g을 얻었다.

(2) 상기 (1)에서 얻은 화합물(14) 10.8g을 메탄올 50㎖에 용해하고, 빙냉 교반하에 수소화붕소나트륨을 원료가 소실할 때까지 가한다. 용매를 감압 증류하고, 물을 가한 후, 에틸아세테이트로 추출하고, 추출액을 무수 황산나트륨에서 건조했다. 용매를 감압 증류하여 얻어지는 유상물을 헥산: 에틸아세테이트= 2: 1을 사용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-히드록시-4-에톡시카르보닐피페리딘(15) 6.95g을 얻었다.

FAB-MS(글리세롤) [M+H]⁺274

(3) 상기 (2)에서 얻어진 화합물(15) 5.46g을 에틸아세테이트 50㎖에 용해하고, 교반하에 디이소프로필에틸아민 10.4㎖, 이어서 클로로메틸메틸에테르 2.3㎖을 적하하고, 실온에서 48시간 교반했다. 물로 희석한 후, 빙냉하에 1N염산을 가하여 산성으로 하고, 에틸아세테이트층을 분취했다. 이것을 무수 황산나트륨에서 건조하고, 용매를 감압 증류하여 얻어지는 잔사를 헥산: 에틸아세테이트= 3: 1을 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-메톡시메틸옥시-4-에톡시카르보닐피페리딘(l6) 2.56g을 무색 유상물로서 얻었다.

EI-MS M⁺317

¹H-NMR(CDCℓ₃)δ:

l.27(3H, t), 1.46(9H, s), 1.61-1.72(2H, m), 1.89-1.93(1H, m),

2.44-2.52(lH, m), 2.69-2.81(2H, m), 3.35(3H, s), 3.78(1H, m),

3.97(1H, t), 4.17(2H, q), 4.67(2H, s)

여기서 얻어진 화합물(16)은 2개의 부제탄소를 가지며, 4종의 광학이성체의 혼합물이나, 이들의 광학이성체는 헥산: 에틸아세테이트= 5: 1을 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피에 의해 2개의 디아스테레오머의 획분으로 분리된다. 용출하는 순서로 획분(16a) 및 (16b)로서 분리 채취하고, 각 획분에 대해서 아래에 나타내는 합성을 함으로서, AchE에 대한 반응성이 다른 화합물이 얻어진다.

(4) 무수 테트라히드로푸란 30㎖에 수소화붕소리튬 200mg을 가하고, 여기에 상기 (3)에서 얻은 화합물(16a) 2.23g을 적하하고, 4시간 가열 환류했다. 용매를 감압 증류하여 얻어지는 잔사에 물을 가한 후, 에틸아세테이트로 추출하고, 추출액을 무수 황산나트륨에서 건조했다. 이것을 헥산: 에틸아세테이트= 1: 1을 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-메톡시메틸옥시-4-히드록시메틸피페리딘(l7) 1.34g을 무색 유상물로서 얻었다.

FAB-MS(글리세롤) [M+H]⁺276

¹H-NMR(CDCℓ₃)δ:

1.45(9H, s), 1.58-1.82(6H, m), 2.73(2H, bs), 3.42(3H, s),

3.59-3.70(2H, m), 3.89(1H, s), 4.59(1H, d), 4.79(1H, d)

(5) 60% 수소화나트륨 오일 현탁액 430mg에 테트라히드로푸란 10㎖를 가하고, 여기에 테트라히드로푸란 10㎖에 용해한 상기 (4)에서 얻은 화합물(17) 987mg을 적하하고, 실온에서 30분간 교반했다. 이것에 브롬화프로파길 390㎕를 적하하고, 실온에서 16시간 교반한 후, 빙냉하에서 물, 이어서 1N 염산을 가하여 산성으로 했다. 이것을 에틸아세테이트로 추출하고, 추출액을 무수 황산나트륨에서 건조하고, 헥산: 에틸아세테이트= 3: 1을 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-메톡시메틸옥시-4-프로파길옥시메틸피페리딘(18) 829mg을 무색 유상물로서 얻었다.

EI-MS M⁺313

¹H-NMR(CDCℓ₃)δ:

1.45(9H, s), 1.85-1.94(1H, bs), 2.42(2H, t), 2.71(2H, bs),

3.40(3H, s), 3.58(lH, t), 3.84(1H, s), 4,l4(2H, d),

4.60(lH, d), 4.77(1H, d)

여기서 얻어진 화합물(18)은 2종의 광학이성체의 혼합물이고, 각 에난티오머는 키랄 HPLC(키랄 셀 0J 컬럼)을 이용해 헥산: 2-프로판올= l00: l로 용출함으로써, 먼저 용출하는 이성체(18a)와 다음에 용출하는 이성체(18b)로 분리할 수 있다. 각 이성체에 대해서 아래에 나타낸 합성법으로 합성함으로서, AchE에 대한 반응성이 다른 화합물이 얻어진다.

(6) 상기 (5)에서 얻은 화합물(18b) 57mg을 무수 톨루엔 5㎖에 용해하고, 질소가스 기류하 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴 5mg, 이어서 수소화트리부틸주석 100㎕를 가하고, 85∼90℃에서 2시간 교반했다. 이것을 헥산: 에틸아세테이트= 5: 1을 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-메톡시메틸옥시-4-(3-트리부틸스타닐-2-프로페닐옥시메틸)피페리딘(19) 57mg을 무색 유상물로서 얻었다.

(7) 상기 (6)에서 얻은 화합물(19) 57mg을 메틸렌클로라이드 5㎖에 용해하고, 빙냉 교반하 N-요도숙신이미드를 원료가 소실될 때까지 가한다. 이것을 헥산: 에틸아세테이트= 3: 1을 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-메톡시메틸옥시-4-(3-요드-2-프로페닐옥시디메틸)피페리딘(20) 35mg을 무색 유상물로서 얻었다.

EI-MS M⁺441

(8) 상기(7)에서 얻은 화합물(20) 35mg을 메틸렌클로라이드 5㎖에 용해하고, 교반하 트리플루오로아세트산 50㎕를 가하고, 실온에서 16시간 방치했다. 이것을 감압 농축하고, 잔사에 메틸렌클로라이드 5㎖을 가하고, 빙냉 교반하에 농암모니아수 1방울을 가한 후, 무수 황산나트륨에서 건조했다. 이를 농축한 후, 잔사에 아세톤 5㎖를 가하고, 빙냉 교반하에 요드화메틸 5mg을 가하고, 다시 실온에서 2시간 교반했다. 이를 클로로포름: 메탄올= 15: 1을 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그라피로 정제하여 N-메틸-3-메톡시메틸옥시-4-(3-요드-2-프로페닐옥시메틸)피페리딘(21) 5mg을 무색 유상물로서 얻었다.

(9) 상기 (8)에서 얻은 화합물(21) 5mg에 메틸렌클로라이드 0.5㎖와 트리플루오로아세트산 1㎖를 가하고, 실온에서 16시간 방치했다. 이것을 감압 농축하고, 잔사에 피리딘 2㎖, 무수 아세트산 1㎖를 가하고, 실온에서 16시간 방치했다. 이것을 클로로포름: 메탄올 = 15: l를 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-메틸-3-아세톡시-4-(3-요도-2-프로페닐옥시메틸)피페리딘(22) 5mg을 무색 유상물로서 얻었다.

EI-MS M⁺353

¹H-NMR(CDCℓ₃)δ:

l.53-1.62(lH, m), 1.70-1.79(1H, bs), l.92-2.l0(3H, bs), 2.06(3H, s),

2.35(3H, s), 2.84-2.86(1H, m), 3.03-3.07(1H, m), 3.28-3.32(1H, m),

3.44-3.48(1H, m), 3.85-3.87(2H, m), 4.81-4.86(1H, m), 6.36(1H, d),

6.58(1H, m)

실시예 3

(1) 실시예1(4)에서 얻은 화합물(6a) 2.83g과 N,N-디이소프로필에틸아민 8.7㎖를 메틸렌클로라이드 50㎖에 용해하고, 빙냉하에서 2-메톡시에톡시메틸클로라이드 2.85㎖를 적하하고, 실온에서 12시간 교반했다. 반응 종료후, 빙냉하에서 물을 가하고, 1N 염산을 가해 산성으로 한 후, 유기층을 분취하고, 수층을 메틸렌클로라이드로 추출했다. 유기층을 합하고, 물, 포화 식염수로 세정한 후, 무수 황산나트륨에서 건조했다. 용매를 감압하 증류하여 얻어지는 잔사를 메틸렌클로라이드: 메탄올= l00: 1로 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 l-t-부톡시카르보닐-3-[l-(2-메톡시에톡시)-메톡시-4-펜티닐]-4-피페리디놀(23) 2.12g을 무색 유상물로서 얻었다.

¹H-NMR(CDCℓ₃)δ:

1.46(9H, s), l.53-l.62(2H, m), 1.74-1.79(1H, m), 1.94(lH, s),

2.34-2.37(2H, m), 3.09-3.20(2H, m), 3.40(3H, s), 3.56-3.58(2H, m),

3.69-3.79(2H, m), 3.92-3.98(2H, bs), 4.l1(1H, d), 4.77(lH, d),

4.87(1H, d)

(2) 상기 (1)에서 얻은 화합물(23) 2.02g과 4-디메틸아미노피리딘 2.93g을 메틸렌클로라이드 50㎖에 용해하고, 빙냉하에서 아세틸클로라이드 0.85㎖를 적하하고, 실온에서 2시간 교반했다. 반응 종료후, 빙냉하에서 물을 가하고, 1N 염산을 가하여 중화한 후, 유기층을 분취하고, 수층을 메틸렌클로라이드로 추출했다. 유기층을 합하고, 물, 포화 식염수로 세정한 후, 무수 황산나트륨에서 건조했다. 용매를 감압하 증류하여 얻어진 잔사를 n-헥산: 에틸아세테이트= 3: l에서 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-[1-(2-메톡시에톡시)-메톡시-4-펜티닐]-4-아세톡시피페리딘(24) l.87g을 무색 유상물로서 얻었다.

(3) 상기 (2)에서 얻은 화합물(24) 300mg을 메틸렌클로라이드 20㎖에 용해하고, 여기에 빙냉하 트리플루오로아세트산 1.67㎖의 메틸렌클로라이드 5㎖용액을 적하하고, 실온에서 30분간 교반했다. 반응액을 농축한 후, 잔사를 클로로포름 10㎖에 용해했다. 포화 탄산수소나트륨 수용액으로 세척하고, 유기층을 무수 황산나트륨에서 건조한 후, 용매를 감압하 증류했다. 얻어진 담황색 유상물의 잔사를 아세토니트릴 5㎖, 물 3㎖, 메탄올 5㎖의 혼합 용매에 현탁했다. 포름알데히드 37중량% 용액 330㎕를 가하고, 다시 빙냉하에서 수소화시아노붕소나트륨 150mg을 가한 후, 실온에서 15시간 교반했다. 반응액을 농축하여 얻어지는 잔사에 물 10㎖를 가하고, 아세트산을 적하하여 pH 3으로 하고, 클로로포름으로 추출했다. 유기층을 포화 탄산수소나트륨 수용액으로 세척하고, 무수 황산나트륨에서 건조한 후, 용매를 감압하 증류하여 얻어지는 잔사를 메틸렌클로라이드: 메탄올= 15: 1에서 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-메틸-3-[1-(2-메톡시에톡시)-메톡시-4-펜티닐]-4-아세톡시피페리딘(25) 130mg을 무색 유상물로서 얻었다.

(4) 상기 (3)에서 얻은 화합물(25) l20mg과 수소화 트리-n-부틸주석 148㎕의 무수 톨루엔 5㎖용액에, 아르곤 기류하, 0℃에서 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 21mg을 가하고, 실온에서 1시간 교반했다. 반응액을 농축하여 얻어진 잔사를 메틸렌클로라이드: 메탄올= 20: 1에서 실리카겔 컬럼크로마토그래피에 걸어 목적분획을 분리한다. 다시 n-헥산: 에틸아세테이트= 3: 1에서 NH실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-메틸-3-[l-(2-메톡시에톡시)메톡시-5-트리부틸스타닐-4-펜테닐}-4-아세톡시피페리딘(26) 160mg을 담황색 유상물로서 얻었다.

여기서 얻어진 화합물(26)은 2종의 기하이성체의 혼합물이고, 각 이성체는 HPLC (ODS C18컬럼)을 이용해 메탄올: 물: 트리에틸아민= 90: 10: 0.2로 용출함으로써, 먼저 용출하는 이성체(26a)와, 다음에 용출하는 이성체(26b)에 분리할 수 있다. 각 이성체는 AchE에 대한 반응성이 각각 다르다.

(5) 상기 (4)에서 얻은 화합물(26b) 43mg을 메틸렌클로라이드 3㎖에 용해하고, 0℃에서 N-요도숙신이미드 25 mg의 메틸렌클로라이드(3㎖) 용액을 소량씩 적하하고, 이 온도에서 5분간 교반했다. 용매를 감압 증류한 후, 얻어진 잔사를 메틸렌클로라이드: 메탄올= 10: l에서 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-메틸-3-[1-(2-메톡시에톡시)메톡시-5-트란스-요드-4-펜테닐]-4-아세톡시피페리딘(27) 19mg을 무색 유상물로서 얻었다.

¹H-NMR(CDCℓ₃)δ:

1.59-1.68(2H, m), 1.81-l.97(2H, m), 2.06(3H, s), 2.08-2.23(5H, m),

2.28(3H, s), 2.52-2.60(2H, m), 3.40(3H, s), 3.54(2H, t),

3.66-3.76(2H, m), 3.86(1H, s), 4.67(1H, d), 4.80(lH, d),

5.02-5.08(1H, m), 6.02(1H, d), 6.47-6.54(1H, m)

실시예 4

(1) 화합물(6a) 2.27g 및 4-디메틸아미노피페리딘 5.86g을 메틸렌클로라이드 100㎖에 용해하고, 빙냉하에서 아세틸클로라이드 1.71㎖를 적하하고, 실온에서 2시간 교반했다. 반응 종료후, 빙냉하에서 물을 가하고, 1N 염산을 가해 중화한 후, 유기층을를 분취하고, 수층을 메틸렌클로라이드로 추출했다. 유기층을 합하고, 물, 포화 식염수로 세정한 후, 무수 황산나트륨에서 건조했다. 용매를 감압하 증류하여 얻어진 잔사를 n-헥산: 에틸아세테이트= 3: l에서 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-(1-아세톡시-4-펜티닐)-4-아세톡시피페리딘(28) 2.05g을 무색 유상물로서 얻었다.

¹H-NMR(CDCℓ₃)δ:

1.46(9H, s), 1.62-1.78(2H, m), l.84-1.95(4H, m), 2.09(3H, s),

2.11(3H, s), 2.16-2,22(2H, m), 2.92(2H, bs), 3.90(2H, bs),

5.01(1H, bs), 5.20(1H, s)

(2) 상기(1)에서 얻은 화합물(28) l.8g을 클로로포름 100㎖에 용해하고, 여기에 빙냉하에서 트리플루오로아세트산 15.l㎖를 적하하고, 실온에서 30분간 교반했다. 반응액을 농축한 후, 잔사를 다시 클로로포름 100㎖에 용해했다. 포화 탄산수소나트륨 수용액으로 세척하고, 유기층을 무수 황산나트륨에서 건조한 후, 용매를 감압하 증류했다. 얻어진 담황색 유상물의 잔사를 아세트니트릴 20㎖, 물 10㎖, 메탄올 20㎖의 혼합용매에 현탁했다. 여기에 포름알데히드 37중량% 용액 2.25㎖를 가하고, 다시 빙냉하에서 수소화시아노붕소나트륨 1.0g을 가한 후, 실온에서 16시간 교반했다. 반응액을 농축하고, 얻어진 잔사에 물 30㎖를 가하고, 아세트산을 가하여 pH3으로 하고, 클로로포름으로 추출했다. 이것을 무수 황산나트륨에서 건조한 후, 용매를 감압하 증류하여 얻어진 잔사를 메틸렌클로라이드: 메탄올= 20: l에서 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-메틸-3-(1-아세톡시-4-펜티닐)-4-아세톡시피페리딘(29) 570mg을 백색 무정형 분말로서 얻었다.

(3) 상기 (2)에서 얻은 화합물(29) 282mg과 수소화트리n-부틸주석 404㎕의 무수 톨루엔 10㎖용액에 아르곤 기류하, 0℃에서 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 58mg을 가하고, 실온에서 1시간 교반했다. 반응액을 농축하여 얻어진 잔사를 메틸렌클로라이드: 메탄올= 20: 1로 실리카겔 컬럼크로마토그래피에 걸어 목적 분획을 분취했다. 다시, n-헥산: 에틸아세테이트= 3: 1에서 NH실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-메틸-3-(1-아세톡시-5-트리부틸스타닐-4-펜테닐)-4-아세톡시피페리딘(30) 460mg을 담황색 유상물로서 얻었다.

여기서 얻어진 화합물(30)은 2종의 기하이성체의 혼합물이고, 각 이성체는 HPLC (ODS C18 컬럼)을 이용해 메탄올: 물: 트리에틸아민= 90: 10: 0.2로 용출하여 먼저 용출하는 이성체(30a)와 다음에 용출하는 이성체(30b)로 분리할 수 있다. 각 이성체는 AchE에 대한 반응성이 각각 다르다.

(4) 상기 (3)에서 얻은 화합물(30b) 115mg을 메틸렌클로라이드 3㎖에 용해하고, 0℃에서 N-요도숙신이미드 54mg의 메틸렌클로라이드(5㎖) 용액을 소량씩 적하하고, 이 온도에서 5분간 교반했다. 용매를 감압하 증류한 후, 얻어진 잔사를 메틸렌클로라이드: 메탄올= l0: l에서 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-메틸-3-(1-아세톡시-5-트란스-요도-4-펜테닐)-4-아세톡시피페리딘(30) 62mg을 담황색 침상 결정으로서 얻었다.

¹H-NMR(CDCℓ₃)δ:

l.53-1.62(1H, m), 1.68-1.80(2H, m), l.86-2.15(6H, m), 2.07(3H, s),

2.10(3H, s), 2.30(3H, s), 2.59-2.63(2H, m), 4.85-4.90(1H, m),

5.06(1H, d), 6.02(1H, d), 6.42-6.49(1H, m)

실시예 5

(1) 디이소프로필아민 15.2㎖의 무수 테트라히드로푸란(200㎖) 용액에, 아르곤 기류하, -78℃에서 n-부틸리튬(1.6M, n-헥산 용액) 60㎖를 적하했다. 0℃까지 반응온도를 올리고, 30분간 교반한 후, 다시 -78℃까지 냉각하고, N-t-부틸옥시카르보닐-4-피페리돈(3) 17.9g의 무수 테트라히드로푸란(30㎖)용액을 적하하고, 이 온도에서 l시간 교반했다. 클로로트리메틸실란 17.2㎖를 가하고, 실온에서 l시간 교반했다. 반응액을 농축하고, 잔사에 물을 가하고, 디에틸에테르로 추출했다. 유기층을 물, 포화 식염수로 세정후, 무수 황산나트륨에서 건조했다. 용매를 감압하 증류하여 얻어진 잔사를 진공 증류하여 정제하고, N-t-부틸옥시카르보닐-4-트리메틸실릴옥시-1,2,3,6-테트라히드로피리딘(32) 14.6g을 얻었다.

bp_0.2107℃

(2) 상기(1)에서 얻어진 화합물(32) 8.14g과 5,5-디메톡시-1-펜틴(33) 4.23g을 무수 메틸렌클로라이드 200㎖에 용해했다. 여기에 아르곤 기류하, 트리메틸실릴트리플루오로메탄술포네이트 270㎕의 무수 메틸렌클로라이드(15㎖) 용액을 -78℃에서 적하하고, 이 온도에서 16시간 교반했다. 물 20㎖를 가하고, 반응액을 실온으로 되돌리고, 유기층을 분리했다. 수층을 메틸렌클로라이드로 추출하고, 유기층을 합하고, 포화 탄산수소나트륨 수용액, 물, 포화식염수로 세정한 후, 무수 황산나트륨에서 건조했다. 용매를 감압하 증류하여 얻어진 잔사를 n-헥산: 에틸아세테이트= 5: 1로 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-(1-메톡시-4-펜티닐)-4-피페리돈(34) 1.34g을 무색 유상물로 얻었다.

(3) 상기 (2)에서 얻은 화합물(34) 3.4g을 에틸아세테이트 50㎖의 메탄올 50㎖ 혼합용매에 용해하고, 수소화붕소나트륨 250mg을 가하고, 실온에서 30분간 교반했다. 반응액을 물로 희석하고, 에틸아세테이트로 추출했다. 유기층을 물, 포화 식염수로 세정한 후, 무수 황산나트륨에서 건조하고, 용매를 감압하 증류했다. 얻어진 잔사를 n-헥산: 에틸아세테이트= 2: 1로 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-(1-메톡시-4-펜티닐)-4-피페리디놀(35) 1.42g을 무색 유상물로 얻었다.

¹H-NMR(CDCℓ₃)δ:

1.46(9H, s), 1.57-1.77(5H, m), 1.91-1.99(2H, m), 2.23-2.37(3H, m),

3.14(2H, bs), 3.40(3H, s), 3.60(1H, bs), 4.17(1H, s)

(4) 상기 (3)에서 얻은 화합물(35) 1.16g과 4-(N,N-디메틸아미노)피리딘 2.38g을 메틸렌클로라이드 50㎖에 용해하고, 빙냉하에서 아세틸클로라이드 0.55㎖의 메틸렌클로라이드 5㎖ 용액을 적하하고, 실온에서 2시간 교반했다. 반응종료후, 빙냉하에서 물을 가하고, 1N 염산을 적하하여 중화한 후, 유기층을 분리하고, 수층을 메틸렌클로라이드로 추출했다. 유기층을 합하고, 물, 포화 식염수로 세정후, 무수 황산나트륨에서 건조했다. 용매를 감압하 증류하여 얻어진 잔사를 n-헥산: 에틸아세테이트= 4: 1로 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-(1-메톡시-4-펜티닐)-4-아세톡시피페리딘(36) 1.17g을 무색 유상물로 얻었다.

(5) 상기 (4)에서 얻은 화합물(36) 1.15g을 클로로포름 50㎖에 용해하고, 여기에 빙냉하 트리플루오로아세트산 7.70㎖을 적하하고, 실온에서 2시간 교반했다. 반응액을 농축한 후, 잔사를 다시 클로로포름 100㎖에 용해했다. 포화 탄산수소나트륨 용액으로 세정하고, 유기층을 무수 황산나트륨에서 건조한 후, 용매를 감압하 증류했다. 얻어진 담황색 유상물의 잔사를 아세트니트릴 20㎖, 물 10㎖, 메탄올 20㎖의 혼합 용매에 현탁했다. 여기에 포름알데히드 37중량% 용액 1.50㎖를 가하고, 다시 빙냉하에서 수소화시아노붕소나트륨 660mg을 가한 후, 실온에서 18시간 교반했다. 반응액을 농축하여 얻어진 잔사에 물 30㎖를 가하고, 아세트산을 적하하여 pH 3으로 한 후, 클로로포름으로 추출했다. 유기층을 포화 탄산수소나트륨 수용액으로 세정하고, 무수 황산나트륨에서 건조한 후, 용매를 감압하 증류하여 얻어진 잔사를 메틸렌클로라이드: 메탄올= 15: 1에서 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-메틸-3-(1-메톡시-4-펜티닐)-4-아세톡시피페리딘(37) 340mg을 백색 무정형 분말로서 얻었다.

(6) 상기 (5)에서 얻은 화합물(37) 300mg을 수소화트리-n-부틸주석 478㎕의 무수 톨루엔 10㎖ 용액에 아르곤 기류하, 0℃에서 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 68mg을 가하고, 실온에서 1시간 교반했다. 반응액을 농축하여 얻어진 잔사를 메틸렌클로라이드: 메탄올= 20: 1에서 실리카겔 컬럼크로마토그래피에 의해 정제하고, 목적분획을 분리했다. 다시, n-헥산: 에틸아세테이트= 2: 1에서 NH실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-메틸-3-(1-메톡시-5-트리부틸스타닐-4-펜테닐)-4-아세톡시피페리딘(38) 5l0mg을 담황색 유상물로서 얻었다.

여기서 얻어진 화합물(38)은 2종의 기하이성체의 혼합물이고, 각 이성체는 HPLC [ODS C18컬럼)을 이용해 메탄올: 물: 트리에틸아민= 90: 10: 0.2로 용출함으로써, 먼저 용출하는 이성체(38a)와, 다음에 용출하는 이성체(38b)로 분리할 수 있다. 각 이성체는 AchE에 대한 반응성이 각각 다르다.

(7) 상기 (6)에서 얻은 화합물(38b) 90mg을 메틸렌클로라이드 3㎖에 용해하고, 0℃에서 N-요도숙신이미드 45mg의 메틸렌클로라이드(5㎖)용액을 소량씩 적하하고, 이 온도에서 5분간 교반했다. 용매를 감압하 증류한 후, 얻어진 잔사를 메틸렌클로라이드: 메탄올= 10: 1에서 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-메틸-3-(l-메톡시-5-트란스-요드-4-펜테닐)-4-아세톡시피페리딘(39) 41mg을 담황색 침상 결정으로서 얻었다.

1H-NMR(CDCℓ₃)δ:

1.44-1.53(1H, m), 1.63-1.81(2H, m), 1.86-1.96(2H, m), 2.08(3H, s),

2.09-2.17(4H, m), 2.32(3H, s), 2.62-2.65(lH, m), 2.90-2.94(1H, m),

3.06-3.11(1H, m), 3.29(3H, s), 5.02(1H, d), 6.02(1H, d),

6.48-6.53(lH, m)

실시예 6

(1) 피리디늄클로로크로메이트 2.61g에 무수 메틸렌클로라이드 75㎖를 가하고, 교반하에 실시예 2의 (4)에서 얻어진 화합물(17) 2.22g을 무수 메틸렌클로라이드25㎖에 녹인 용액을 가하고, 3시간 교반했다. 불용물을 여과하고, 여액을 건고하여 얻은 잔사를 n-헥산: 에틸아세테이트= 1: 1을 이용한 실리카겔 컬럼크로마그래피로 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-메톡시메틸옥시-4-포르밀피페리딘(40) 1.63g을 무색 유상물로서 얻었다.

¹H-NMR(CDCℓ₃)δ:

1.46(9H, s), l.48-1.59(3H, bs), 1.87(1H, d), 2.51(1H, bs),

2.81-2.88(1H, bs), 3.36(3H, s), 3.78-3.84(1H, m), 3.96(1H, d),

4.65(1H, d), 4.74(lH, d), 9.75(1H, d)

(2) 트리메틸실릴아세틸렌 2.1㎖에 무수 테트라히드로푸란 25㎖을 가하고, 질소가스 분위기중 -5∼0℃에서 교반하 1.6M n-부틸리튬헥산 용액 7.5㎖을 적하하고, l0분간 교반했다. 여기에 상기 (1)에서 얻은 화합물(40) 1.63g을 무수 테트라히드로푸란 10㎖에 용해한 용액에, 질소 가스 분위기중 -5∼0℃에서 교반하에 적하하고, l시간 교반한 후, 계속하여 실온에서 1시간 교반했다. 반응 혼합물에 10% 염화암모늄 수용액 20㎖을 가하고, 물로 희석하고, 에틸아세테이트로 추출했다. 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산나트륨에서 건조한 후, 용매를 감압 증류했다. 여기에 메탄올 30㎖, 5N 수산화칼륨 수용액 3㎖를 가하고, 60℃에서 30분간 가열했다. 반응 혼합물을 농축하고, 잔사에 10% 염화암모늄 수용액 20㎖를 가하고, 물로 희석하고, 에틸아세테이트로 추출했다. 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산나트륨에서 건조하고, n-헥산: 에틸아세테이트= 3: 1을 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-메톡시메틸옥시-4-(1-히드록시프로파길)피페리 딘(41)을 얻었다. 이것을 키랄 HPLC (키랄셀 OJ 컬럼)을 이용해 헥산: 2-프로판올= 100: 3에서 용출함으로써, 먼저 용출하는 이성체(4la)와 다음에 용출하는 이성체(41b) 각각 220mg을 분리하여 얻었다.

FAB-MS(3-니트로질알코올)[M+H]⁺300

¹H-NMR(CDCℓ₃)δ:

1.46(9H, s), 1.50-1.59(2H, m), 1.75-1.84(2H, m), 2.49(1H, d),

2.54(1H, bs), 2.64-2.67(1H, bs), 3.43(3H, s), 3.69-3.76(1H, m),

4.11-4.16(1H, bs), 4.59(1H, bs), 4.73-4.77(2H, dd)

(3) 상기 (2)에서 얻은 화합물 (4lb) 50mg에 무수 피리딘 500㎕, 무수 아세트산 250㎕을 가하고, 실온에서 16시간 방치했다. 이것을 n-헥산: 에틸아세테이트= 3: l을 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-메톡시메틸옥시-4-(1-아세톡시프로파길)피페리딘(42) 56mg을 유상물로서 얻었다.

1H-NMR(CDCℓ₃)δ:

1.47(9H, s), l.61(1H, bs), 1.78-1.84 (1H, bs), 2.01-2.06(1H, bs),

2.09(3H, s), 2.45(1H, d), 2.49-2.52(lH, bs), 2.65-2.71(1H, bs),

3.34(3H, s), 3.37(1H, m), 4.l3(1H, bs), 4.39(1H, bs), 4.55(1H, d),

4.68(lH, d), 5.69(lH, d)

(4) 상기 (3)에서 얻은 화합물(42) 56mg에 무수 톨루엔 3㎖, 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴 2mg, 수소화트리부틸주석 200㎕을 가하여서, 질소 가스 분위기중 85℃에서 1시간 교반했다. 이것을 n-헥산: 에틸아세테이트= 5: 1을 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-메톡시메틸옥시-4-(1-아세톡시-3-트리부틸스타닐-2-프로페닐)피페리딘(43) 87mg을 유상물로서 얻었다.

¹H-NMR(CDCℓ₃)δ:

0.88(15H, t), 1.25-1.34(6H, m), 1.43-l.52(7H, m), 1.46(9H, s),

l.63-1.71(2H, bs), 2.09(3H, s), 2.55-2.65(2H, bs), 3.31-3.35(1H,bs),

3.36(3H, s), 4.06(1H, bs), 4.38(1H, bs) 4.58(lH, d), 4.70(lH, d),

5.64(lH, bs), 5.83(1H, dd), 6.08(1H, dd)

(5) 상기 (4)에서 얻은 화합물(43) 87mg을 메틸렌클로라이드 3㎖에 용해하고, 빙냉 교반하 메틸렌클로라이드에 용해한 N-요드화 숙신이미드 용액을 적하했다. 화합물(43)이 소실한 시점에서 용매를 감압 증류하고, 잔사를 n-헥산: 에틸아세테이트= 5: 1을 이용한 실리카겔 크로마토그래피로 정제하여 N-t-부틸옥시카르보닐-3-메톡시메틸옥시-4-(1-아세톡시-3-요도-2-프로페닐)피페리딘(44) 48mg을 유상물로서 얻었다.

¹H-NMR(CDCℓ₃)δ:

1.46(9H, s), l.60-1.73(2H, m), 2.08(3H, s), 2.52-2.66(2H, bs),

3.27-3.28(1H, bs), 3.35(3H, s), 4.08(1H, s), 4.55(1H, d), 4.68(1H,d),

5.60(1H, d), 6.40(lH, dd), 6.51(lH, d)

(6) 상기 (5)에서 얻은 화합물 (44) 48mg에 메틸렌클로라이드 3㎖, 트리플루오로아세트산 0.1㎖를 가하고, 실온에서 16시간 방치했다. 이를 감압 농축하고, 잔사에 메틸렌클로라이드 5㎖를 가하고, 빙냉 교반하 농암모니아수 l물방울을 가한 후, 무수 황산나트륨에서 건조했다. 용매를 감압 증류하고, 잔사에 아세톤 5㎖를 가하고,¹⁴C-요드화메틸(52mCi/mmol) 3mCi를 가하고, 실온에서 2시간 교반했다. 용매를 감압 증류하고, 잔사에 메틸렌클로라이드 2㎖, 트리플루오로아세트산 1㎖를 가하고, 실온에서 16시간 방치했다. 용매를 감압하 증류하고, 잔사에 메틸렌클로라이드 10㎖, 물 5㎖를 가하고, 빙냉 교반하 농암모니아수를 적하하여 알칼리성으로 한 후, 유기층을 분취했다. 이것을 세정한 후, 무수 황산나트륨에서 건조하고, 클로로포름: 메탄올= 15: l을 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-^l4C-메틸-3-히드록시-4-(1-아세톡시-3-요도-2-프로페닐)피페리딘(45) 12mg(l.8mCi)을 무색 유상물로서 얻었다.

FAB-MS(3-니트로벤질알코올)[M+Hl⁺340(^l2C), 342(¹⁴C)

1H-NMR(CDCℓ₃)δ:

1.44-l.51(lH, m), 1.60-1.75(2H, m), 2.01-2.14(2H, m), 2.1l(3H, s),

2.41(3H, s), 2.98(1H, d), 3.13-3.16(1H, m), 3.53-3.58(lH, bs),

5.67(1H, d), 6.40(1H, d), 6.51(1H, dd)

(7) 상기 (6)에서 얻은 화합물(45) 1.8mCi(12mg)에 메탄올 5㎖, 10% 수산화 칼륨 수용액 0.125㎖를 가하고, 실온에서 2시간 교반했다. 용매를 감압 증류하고, 잔사에 물을 가하고, 식염으로 염석하면서 메틸렌클로라이드로 추출했다. 추출액을 무수 황산나트륨에서 건조후, 농축하여 조 N-¹⁴C-메틸-3-히드록시-4-(1-히드록시-3-요도-2-프로페닐)피페리딘(46) 1.37mCi를 얻었다.

FAB-MS (3-니트로벤질 알코올) [M+H]⁺298(¹²C), 300(¹⁴C)

(8) 상기 (7)에서 얻은 화합물(46) l.37mCi에 피페리딘 0.4㎖, 무수 아세트산0.2㎖를 가하고, 실온에서 3시간 교반했다. 반응 혼합물을 클로로포름: 메탄올= l5: l을 이용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 N-¹⁴C-메틸-3-아세톡시-4-(l-히드록시-3-요도-2-프로페닐)피페리딘(47) 0.82mCi (6mg)를 유상물로서 얻었다.

FAB-MS (3-니트로벤질 알코올) [M+H]⁺340(¹²C), 342(^l4C)

이 화합물(47)은,¹⁴C표지체로서 제조하였으나, 원료로서¹⁴C-요드화메틸 대신에¹²C-요드화메틸을 사용함으로서 비방사성의 화합물(47)이 얻어졌다.

실시예7

실시예 6와 같이 하여 다음 화합물을 얻었다.

실시예8

(l) 실시예1의 (9)에서 얻어진 화합물(11) 0.1mg을 에탄올 50㎕에 용해하고, 여기에¹²³I-요드화나트륨 74-185MBq, 0.1N 염산 50㎕ 및 0.32% 퍼아세트산 50㎕을 가하고, 때때로 교반하면서 실온에서 30분간 방치했다. 이 반응 혼합물에 100mg/㎖의 메타아황산나트륨 50㎕을 가한 후, 포화 탄산나트륨 용액 1㎖를 가하고, 에틸아세테이트로 추출했다. 추출액을 무수 황산나트륨에서 건조한 후, 이것을 감압 농축하고, 잔사를 HPLC (ODS C18컬럼)을 이용하여 메탄올: 물: 에틸아민= 70: 30: 0.1에서 용출함으로써, 방사성 요드 표지 화합물의 2개의 기하이성체(50a) 및 (50b)를 얻었다. 양이성체의 방사 화학적 순도는 98%이상이다. 이성체(50a) 및 (50b)는 HPLC에 의한 유지시간 및 TLC에 의한 Rf값이, 그의 비방사성 표품인 화합물(12)의 이성체(l2a) 및 (12b)와 일치했다.

(2) 상기 (1)에서 얻은 기하이성체(50b)에 트리플루오로아세트산 0.5㎖를 가하고, 실온에서 2시간 방치했다. 이를 감압 건고하고, 잔사를 HPLC (ODS Cl8컬럼) 을 이용해 메탄올: 물: 트리에틸아민= 60: 40: 0.1에서 용출함으로써, 방사성 요드 표지 화합물(51)을 얻었다. 화합물(51)은 HPLC에 의한 유지시간 및 TLC에 의한 Rf값이 그의 비방사성 표품인 화합물(13)의 기하이성체(13b)와 일치했다.

(3) 상기 (1) 및/또는 (2)와 동일하게 하여 다음 방사성 요드 표지 화합물을 얻었다.

시험예 1

(1) 실시예 8의 (l)에서 얻은 화합물(50)의 기하이성체(50b)에 대해서 AchE에 대한 반응성과 특이성을 다음 방법으로 검토했다.

랫트 대뇌피질을 적출하고, 0.lM 인산 완충액(pH 7.4)를 이용해 90mg tissue/㎖의 호모지네이트를 조제했다. 이 호모지네이트 200㎕에^l23I표지체(50b)의 용액 20㎕을 가하고, 37℃에서 경시적으로 잉큐베이션하여 가수분해속도를 래디오TLC에 의해 측정했다. 한편, 동일한 반응계에 AchE의 특이적 저해제인 BW284c51을 가한 바, 가수분해는 현저하게 저해되고, 특이성은 88.6%였다.

(2) 실시예 1의 (5)에서 얻어진 화합물(7)의 광학이성체(7b)에서 유도한 화합물(l3)에 대해서 AchE에 대한 반응성과 특이성을 다음 방법으로 검토했다.

랫트 대뇌피질을 0.9%NaCℓ-10mM 인산 완충액 (pH 7.4)를 이용하여 20%(w/v)의 호모지네이트로 하고, 여기에 화합물(l3)의 N-메틸기의 탄소를^l4C로 치환한¹⁴C 표지체를 가하고, 37℃에서 경시적으로 인큐베이션하여 가수분해속도를 래디오TLC에 의해 측정한 바, 반감기 약 5분의 성분과 반감기 약 10분의 성분의 2개가 확인되었다. 화합물(13)의 2개의 기하이성체를 각각 이용해 검토한 바, 소실의 빠른 성분은 이성체(13b)에 해당하고, 소실이 늦은 성분은 이성체(l3a)에 상당하는 것이 확인되었다. 또한, AchE의 특이적 저해제인 BW284c51을 가함으로써, 가수분해는 현저하게 저해되었다. 이 저해실험에 의해 얻어진 이성체(l3a)와 (13b)의 가수분해 반응에서의 AchE특이성은 각각 80.4% 및 91.8%이었다. 이성체(l3b)는 AchE에 대한 반응성, 특이성 모두 매우 높고, 중추 AchE활성의 측정에 바람직한 특성을 가지고 있는 것이 확인되었다.

시험예 2

실시예 8의 (1)에서 얻어진 화합물(50)의 기하이성체(50b)에 대해서, 숫컷 백색 랫트에 정맥내 투여한 후, 방사능의 뇌내분포를 해부법에 의해 측정했다.

결과는 도 l에 나타낸 바와 같이, 투여 직후에서는 뇌내 방사능분포는 혈류량에 의존하며, 대뇌피질에서 높은 선조체에서 낮았으나, 투여후 15분이후는 AchE활성이 현저히 높은 선조체에 있어서 높은 방사능의 집적이 보였다. AchE활성이 낮은 소뇌에서는 방사능 축적은 낮고, 방사능 분포에 AchE활성에 대한 의존성이 인식되었다.

시험예 3

실시예 1의 (5)에서 얻어진 화합물(7)의 광학이성체(7b)로부터 유도한 화합물(13)에 대해서, 그의 이성체(13b)의 N-메틸기의 탄소를¹⁴C에 치환한^l4C표지체를 이용하여 숫컷 백색 랫트에 정맥내 투여한 후의 방사능의 뇌내 분포를 정량적 오토래디오그래피법에 의해 측정했다.

결과는 도 2에 나타낸 것처럼, 투여 직후에는 뇌내 방사능분포는 혈류량에 의존하며, 대뇌피질에서 높은 선조체에서는 낮았지만, 투여후 30분이후에는 AchE활성이 현저히 높은 선조체에서 높은 방사능의 집적이 보였다. AchE활성이 낮은 소뇌에서는 방사능 축적은 낮고, 방사능 분포에 AchE활성에 대한 의존성이 인식되었다.

또한, 중추 AchE의 저해약인 타크린 10mg/kg을 숫컷 백색 랫트에 경구투여하고, 30분후에 동일하게 화합물(13b)의 N-메틸기의 탄소를¹⁴C에 치환한^l4C표지체를 정맥내 투여하고, 방사능의 뇌내 분포를 정량적 오토래디오그래피법에 의해 측정한 바, 뇌의 각 부위에서의 방사능의 분포율은 타크린 비투여군에 비교해 약 30% 저하했다.

이 결과는 본 화합물의 뇌내 분포에 중추의 AchE 활성이 밀접하게 관여하고 있음을 나타내는 것이며, 중추 AchE활성 측정을 위한 SPECT용 트레이서로서 유용성을 시사하는 것이다.

시험예 4

실시예 6의 (8)에서 얻어진 화합물(47) 및 그의 아세틸콜린에스테라제에 의한 대사물인 실시예 6의 (7)에서 얻어진 화합물(46)을 이용하여 숫컷 백색 랫트에 정맥내 투여한 후의 방사능의 뇌내 분포를 오토래디오그래피법으로 조사했다.

결과는 도 3에 나타낸 바와 같이, 대사물인 화합물(46)은 거의 뇌로 이행하지 않았으나, 화합물(47)은 양호하게 뇌로 이행했다. 그의 뇌내분포는 투여 직후의 투여후 5분에서는 혈류량에 의존하고, 대뇌피질에서 높고, 선조체에서 약간 높고, 소뇌에서는 낮았다. 투여후 30분에서는 AchE활성의 현저히 높은 선조체에서 높은 방사능의 집적이 보였다. AchE 활성이 낮은 소뇌에서는 방사능 축적이 낮고, 방사능 분포에 AchE활성에 대한 의존성이 인식되었다.

이 결과는 본 화합물의 뇌내분포에 중추의 AchE활성이 밀접하게 관여하는 것임을 나타내며, 중추 AchE 활성 측정을 위한 SPECT용 트레이서로서의 유용성을 시사하는 것이다.

본 발명 화합물은, 지용성이 높고, 용이하게 뇌혈액 관문을 통과하여 중추내에서 AchE에 의해 특이적으로 가수분해되어, 지용성이 낮은 알코올체로 되어 뇌에 포착되고, 또한 뇌외에서 생성된 알코올체는 뇌로 이행하지 않는다는 조건을 충족시키는 동시에 적당한 에너지의 γ선을 방출한다. 따라서 본 발명 화합물은 중추 AchE 활성 측정을 위한 SPECT용 트레이서로서 극히 유용하다.

Claims

다음 일반식(1) 또는 (2)

[식중, R^l은 불소원자로 치환되어 있어도 좋은 저급알킬기를 나타내고, R²는 저급알킬기를 나타내고, R³는 1 위치에 히드록실기, 저급알콕시기, 저급알콕시알킬옥시기, 저급알콕시알킬옥시알킬옥시기 또는 저급알카노일옥시기를 가지며, 말단에 방사성 요드원자로 치환되어 있는 알케닐기, 또는 말단에 방사성 요드원자로 치환되어 있는 알케닐옥시메틸기를 나타낸다. ]

로 표시되는 N-알킬피페리딘 유도체 또는 그의 염.
다음 일반식(lP) 또는 (2P)

[식중, R^l은 불소원자로 치환되어 있어도 좋은 저급알킬기를 나타내고, R²는 저급알킬기를 나타내고, R^3P는 1 위치에 히드록실기, 저급알콕시기, 저급알콕시알킬옥시기, 저급알콕시알킬옥시알킬옥시기 또는 저급알카노일옥시기를 가지며, 말단에 비방사성 할로겐원자, 트리알킬주석 또는 트리알킬실릴기로 치환되어 있는 알케닐기, 또는 말단에 비방사성 할로겐원자, 트리알킬주석 또는 트리알킬실릴기가 치환되어 있는 알케닐옥시메틸기를 나타낸다.]

로 표시되는 N-알킬피페리딘 유도체 또는 그의 염
청구항 l 기재의 N-알킬피페리딘 유도체 또는 그의 염을 함유하는 중추국소 AchE 활성 측정용 시약.
싱글 포톤 단층 촬영법(SPECT)용 시약인 청구항 3기재의 중추 국소 AchE활성 측정용 시약.
청구항 3 또는 4 기재의 시약을 이용해 중추 국소의 방사능 농도를 측정하고, 한편 중추 국소의 혈류량을 측정하고, 이들의 측정값과 AchE활성과의 관계로부터 국소의 AchE활성을 산출하는 것을 특징으로 하는 중추 국소 AchE 활성의 측정법.