KR20010043831A

KR20010043831A - 칼슘 채널의 알파2델타 서브유닛에 대한 친화력이 있는구조적으로 한정된 아미노산 화합물

Info

Publication number: KR20010043831A
Application number: KR1020007013281A
Authority: KR
Inventors: 저스틴 스티븐 브라이언스; 데이비드 크리스토퍼 호웰; 장-마리 르세베르
Original assignee: 로즈 암스트롱, 크리스틴 에이. 트러트웨인; 워너-램버트 캄파니
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2001-05-25
Also published as: US20030119858A1; AU757445B2; BR9910697A; WO1999061424A1; ZA200006535B; US20020019540A1; AU3667999A; EP1082306A1; NZ506793A; JP2002516312A; US6316638B1; US6489352B2; CA2322558C; CA2322558A1

Abstract

하기 화학식 I 내지 VIII의 신규 치환된 아미노산이 개시되어 있으며 간질, 실신 발작, 운동기능감소증, 두개골 장애, 신경퇴행성 장애, 우울증, 불안증, 공황, 통증 및 신경병리학적 장애의 치료에서 약제로서 유용하다. 제조 방법 및 제조에 유용한 중간물이 또한 개시되어 있다.

Description

칼슘 채널의 알파2델타 서브유닛에 대한 친화력이 있는 구조적으로 한정된 아미노산 화합물 {Conformationally Constrained Amino Acid Compounds Having Affinity for the Alpha2delta Subunit of a Calcium Channel}

하기 화학식의 화합물은 미국 특허 제4,024,175호 및 이의 분할 미국 특허 제4,087,544호에 공지되어 있다.

식 중, R₁은 수소 또는 저급 알킬 라디칼이고, n은 4, 5 또는 6이다.

개시된 용도는 티오세미카르바자이드에 의해 유발되는 경련에 대한 방어 효과; 카르디아졸 경련에 대한 방어 작용; 뇌질환, 간질, 실신 발작, 운동기능감소증 및 머리 외상; 및 뇌기능 개선이다. 이 화합물은 노인병 환자에게 유용하다. 상기 특허들은 본 발명에 참고 문헌으로 인용되었다.

＜발명의 요약＞

화합물, 프로드러그(prodrug), 및 제약학적으로 허용가능한 염은 다양한 장애에 유용하다. 상기 장애에는 간질, 실신 발작, 운동기능감소증, 두개골 장애, 신경퇴행성 장애, 우울증, 불안증, 공황, 통증 및 신경병리학적 장애가 있다.

화합물은 하기 화학식 I 내지 VIII의 화합물, 그의 제약학적으로 허용가능한 염, 또는 그의 프로드러그이다.

식 중, R₁내지 R₁₀은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소 원자 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 벤질 또는 페닐에서 선택되고; m은 정수 0 내지 3이고; n은 1 또는 2이고; o는 정수 0 내지 3이고; p는 1 또는 2이고; q는 정수 0 내지 2이고; r은 1 또는 2이고; s는 정수 1 내지 3이고; t는 정수 0 내지 2이고; u는 0 또는 1이다.

최종 화합물의 제조에 유용한 신규 중간체는 예를 들어,

2-벤질-2-아자-스피로[4.5]데칸-4,4-디카르복실산 디메틸 에스테르 히드로클로라이드;

2-아자-스피로[4.5]데칸-4,4-디카르복실산 디메틸 에스테르 히드로클로라이드;

1-벤질옥시메틸-2-아자-스피로[3.5]노난-2-카르복실산 tert-부틸 에스테르;

1-히드록시메틸-2-아자-스피로[3.5]노난-2-카르복실산 tert-부틸 에스테르;

2-아자-스피로[3.5]노난-1,2-디카르복실산 2-tert-부틸 에스테르;

[3aS-(3α7aα)]-7a-tert-부톡시카르보닐메틸-1-옥소-옥타히드로-이소인돌-2-카르복실산 tert-부틸 에스테르; 및

[3aS-(α7aα)]-3a-tert-부톡시카르보닐메틸-옥타히드로-이소인돌-2-카르복실산 tert-부틸 에스테르이다.

본 발명의 화합물 및 그의 제약학적으로 허용가능한 염 및 프로드러그는 화학식 I 내지 VIII로 정의된다.

바람직한 화합물은 화학식 Ⅰ의 화합물이다.

R₁내지 R₁₀이 수소이고; m이 0 내지 3이고; n이 1 또는 2인 화학식 I의 화합물이 특별히 바람직하다.

(±)-2-아자-스피로[3.5]노난-1-카르복실산 히드로클로라이드;

(±)-2-아자-스피로[4.5]데칸-4-카르복실산 히드로클로라이드;

(R)-2-아자-스피로[4.5]데칸-4-카르복실산 히드로클로라이드;

(S)-2-아자-스피로[4.5]데칸-4-카르복실산 히드로클로라이드; 및

(R)-2-아자-스피로[4.5]데칸-4-카르복실산에서 선택된 화합물이 더욱 특별히 바람직하다.

다른 바람직한 화합물은 화학식 II의 화합물이다.

R₁내지 R₁₀이 수소이고; o가 0 내지 3이고; p가 1 또는 2인 화학식 II의 화합물이 특별히 바람직하다.

다른 바람직한 화합물은 R₁내지 R₁₀이 수소이고; q가 0 내지 2이고; r이 1 또는 2인 화학식 III의 화합물이다.

(±)-[3aS-(3α7aα)]-(옥타히드로-이소인돌-3a-일)-아세트산 트리플루오로아세테이트가 특별히 바람직하다.

7-메틸-2-아자-스피로[4.4]노난-4-카르복실산;

[4α,5β(R^*)]7-메틸-2-아자-스피로[4.5]데칸-4-카르복실산;

[4α,5α(S^*)]7-메틸-2-아자-스피로[4.5]데칸-4-카르복실산;

[4α,5α(R^*)]7-메틸-2-아자-스피로[4.5]데칸-4-카르복실산;

[4α,5β(S^*)]7-메틸-2-아자-스피로[4.5]데칸-4-카르복실산;

7,8-디메틸-2-아자-스피로[4.4]노난-4-카르복실산;

7-메틸-2-아자-스피로[4.5]데칸-4-카르복실산;

7,9-디메틸-2-아자-스피로[4.5]데칸-4-카르복실산;

스피로[비시클로[3.3.1]노난-9,3'-피롤리딘]-4'-카르복실산;

스피로[피롤리딘-3,2'-트리시클로[3.3.1.1^3,7]데칸]-4-카르복실산;

3-아미노-6-메틸-스피로[3.5]노난-1-카르복실산;

3-아미노-6,8-디메틸-스피로[3.5]노난-1-카르복실산;

4-아미노-7-메틸-스피로[4.5]데칸-1-카르복실산;

4-아미노-7,9-디메틸-스피로[4.5]데칸-1-카르복실산;

3-아미노-6-메틸-스피로[3.4]옥탄-1-카르복실산;

3-아미노-6,7-디메틸-스피로[3.4]옥탄-1-카르복실산;

4-아미노-7-메틸-스피로[4.4]노난-1-카르복실산; 및

4-아미노-7,8-디메틸-스피로[4.4]노난-1-카르복실산에서 선택된 화합물이 또한 특별히 바람직하다.

화학식 I 내지 VIII의 화합물의 치료학적 유효량을 포함하는 제약 조성물은 본 발명에 포함된다.

간질, 실신 발작, 운동기능감소증, 두개골 장애, 신경퇴행성 장애, 우울증, 불안증, 공황, 통증 및 신경병리학적 장애를 치료하기 위한 약제로서 본 발명의 화합물을 사용하는 방법은 본 발명의 한 부분이다.

용어 "알킬"은 C₁-C₆의 직쇄 또는 분지쇄 기로서, 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, 2-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실 및 n-헥실을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

바람직한 기는 메틸 및 tert-부틸이다.

벤질 및 페닐기는 할로겐, 알킬, 알콕시, 히드록시, 카르복시, 카르보알콕시, 트리플루오로메틸 및 니트로에서 선택된 1 내지 3 개의 치환체에 의해 치환되거나 치환되지 않을 수 있다.

할로겐에는 불소, 브롬, 염소 및 요오드가 있다.

아미노산은 양쪽성이기 때문에, R이 수소일 때 약물학적으로 상용성인 염은 적절한 무기산 또는 유기산, 예를 들면, 염산, 황산, 인산, 아세트산, 옥살산, 락트산, 시트르산, 말산, 살리실산, 말론산, 말레산, 숙신산 및 아스코르브산의 염일 수 있다. 상응하는 수산화물 또는 탄산염으로부터 출발하여, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속, 예를 들면, 나트륨, 칼륨, 마그네슘 또는 칼슘과의 염을 형성한다. 4급 암모늄 이온과의 염은 또한 예를 들면, 테트라메틸 암모늄 이온을 사용하여 제조할 수 있다.

화학식 I 내지 VIII의 화합물의 프로드러그는 본 발명의 범위에 포함된다. 아미노아실-글리콜산 에스테르 및 아미노아실-락트산 에스테르는 아미노산의 프로드러그로서 문헌[Wermuth C.G., Chemistry and Industry, 1980:433-435]에 공지되어 있다. 아미노산의 카르보닐기는 공지된 방법에 의해 에스테르화될 수 있다. 프로드러그 및 소프트 약물이 당분야에 공지되어 있다 [Palomino E., Drugs of the Future, 1990;15(4):361-368]. 상기 두 문헌은 본 명세서에서 참고 문헌으로 채택되어 있다.

경구로 투여된 약물의 효과는 점막 상피세포를 통과하는 약물의 효과적인 전달 및 장간순환에서의 그의 안정성에 의해 좌우된다. 비경구로 투여된 후에는 효과적이나 경구로 투여된 후에는 덜 효과적이거나, 혈장 반감기가 너무 짧다고 여겨지는 약물은 화학적으로 변형되어 프로드러그의 형태가 될 수 있다.

프로드러그는 화학적으로 변형되어 그의 작용부위에서 생물학적으로 비활성이나 1종 이상의 효소 또는 다른 생체내 프로세스에 의해 모약물의 생활성 형태로 분해되거나 변형될 수 있는 약물이다.

상기 화학적으로 변형된 약물 또는 프로드러그는 더 용이한 점막 상피세포 통과 흡수, 더 양호한 염 형성 및(또는) 용해성, 개선된 전신 안정성 (예를 들어, 혈장 반감기의 증가)을 가능하게 하는, 모약물과 다른 약물동력학 프로파일을 가져야 한다. 상기 화학적 변형은

1) 예를 들면 에스테라제 또는 리파제에 의해 절단될 수 있는 에스테르 또는 아미드 유도체 (에스테르 유도체에서, 에스테르는 공지된 방법에 의해 약물 분자의 카르복실산 잔기에서 유도되고, 아미드 유도체에서, 아미드는 공지된 방법에 의해 약물 분자의 카르복실산 잔기 또는 아민 잔기에서 유도될 수 있음),

2) 특이적 또는 비특이적 프로테이나제에 의해 인식될 수 있는 펩티드 (펩티드는 공지된 방법에 의해 약물 분자의 아민 또는 카르복실산 잔기와 아미드 결합 형성을 통해 약물 분자로 커플링될 수 있음),

3) 프로드러그 형태 또는 변형된 프로드러그 형태의 막 선택을 통한 작용부위에 축적된 유도체, 또는

4) 1) 내지 3)의 조합일 수 있다.

최근 동물 실험에 의한 연구는 특정 약물의 경구 흡수가 "소프트" 4급 염의 제조에 의해 증가될 수 있음을 보여준다. 4급 염은 정상 4급 염, 예를 들어 R-N⁺(CH₃)₃와 달리 "소프트" 4급 염이라 불리며, 이는 가수분해되어 활성 약물을 방출할 수 있다.

"소프트" 4급 염은 염기성 약물 또는 그의 염과 비교시 유용한 물리적 특성을 갖는다. 히드로클로라이드와 같은 다른 염과 비교시 수용성이 증가될 수 있으나, 장관으로의 약물의 흡수 증가가 더욱 중요할 수 있다. 흡수 증가는 "소프트" 4급 염이 계면활성제 특성을 갖고, 장관 상피세포를 더 효과적으로 투과할 수 있는 미셀, 및 담즙산과 비이온성 이온 쌍을 형성할 수 있다는 사실때문일 것이다. 프로드러그는 흡수된 후 빠르게 가수분해되어 활성 모약물을 방출한다.

본 발명의 특정 화합물은 수화물 형태를 포함하여 용매화 형태 뿐만 아니라 비용매화 형태로 존재할 수 있다. 일반적으로 수화물 형태를 포함하여 용매화 형태는 비용매화 형태와 동등하며 본 발명의 범위 내 포함되는 것으로 본다.

본 발명의 특정 화합물은 하나 이상의 키랄 중심을 가지며, 각각의 중심은 R(D) 또는 S(L) 구조로 존재할 수 있다. 본 발명은 모든 에난티오머 및 에피머 형태 뿐만 아니라 이들의 적절한 혼합물을 포함한다. 예를 들어, 실시예 1의 화합물은 4개의 가능한 입체이성질체 모두의 혼합물이다. 실시예 6의 화합물은 이성질체들중 하나이다. 구조가 정의될 수 있는 이들 화합물에서 시클로헥산 고리 탄소원자 중심의 구조는 R 또는 S일 수 있다.

[³H]가바펜틴 및 돼지 뇌 조직으로부터 얻은 α₂δ 서브유닛을 이용한 방사 리간드 결합 분석을 이용하였다 [Gee N.S., Brown J.P., Dissanayake V.U.K., Offord J., Thurlow R., Woodruff G.N., "The Novel Anti-convulsant Drug, Gabapentin, Binds to the α₂δ Subunit of a Calcium Channel," J. Biol. Chem., 1996;271:5879-5776].

표 1은 α₂δ 서브유닛에 대한 본 발명의 화합물의 결합 친화도를 보여준다.

본 발명의 화합물은 간질과 같은 질환의 치료에 효과가 있는 시판되는 약물인 Neurontin(등록 상표)에 관한 것이다. Neurontin(등록 상표)는 하기 화학식의 1-(아미노메틸)-시클로헥산아세트산이다.

가바펜틴(Neurontin(등록 상표))은 이 분석에서 약 0.10 내지 0.12 μM이다. 그러므로, 본 발명의 화합물은 예를 들어, 경련, 불안증 및 통증을 위한 약제로서 가바펜틴과 비교될만한 약물학적 특성을 보일 것으로 예상된다.

본 발명의 화합물은 또한 신경퇴행성 장애를 위한 약제로서 모방성 화합물의 치료 용도에 관한 것이다.

상기 신경퇴행성 장애는 예를 들면, 알쯔하이머 질환, 헌팅톤병, 파킨슨병 및 근위축성측삭경화증이다.

본 발명은 또한 급성 뇌 손상에 의한 신경뇌행성 장애를 치료하는 것을 포함한다. 이러한 장애에는, 뇌졸중, 두부 외상 및 가사 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

뇌졸중은 뇌혈관 질환과 관련이 있고 뇌혈관 문제 발생(CVA)과도 관련이 있다고 볼 수 있으며 급성 혈전색전증 뇌졸중을 포함한다. 뇌졸중은 병소 허혈 및 전체적인 허혈을 모두 포함한다. 또한, 일시적인 뇌허혈 발병 및 뇌 허혈을 수반하는 다른 뇌혈관 문제점이 포함된다. 특히 경동맥 내막 절제술 또는 다른 뇌혈관 또는 일반적인 혈관 수술 절차 또는 뇌혈관조영법 등을 포함하는 진단상의 혈관 절차를 받고 있는 환자에게서 나타난다.

다른 발병은 두부 외상, 척수 외상 또는 일반적인 산소결핍증, 저산소증, 저혈당증, 고혈압으로 인한 손상 뿐만 아니라 탈구정복, 과다융합 및 저산소증으로 인한 과정 중에 나타나는 유사한 손상이다.

본 발명은 다양한 상황, 예를 들면, 심장 혈관 이식 수술 중에, 뇌내 출혈이 있을 때, 주생기 실신 중에, 심장 정지시 및 간질 상태에 유용하다.

통증은 급성 뿐만 아니라 만성 통증도 일컫는다.

급성 통증은 통상적으로 짧은 기간에 나타나며 교감신경계의 과활성과 연관되어 있다. 예로는 수술후 통증 및 이질통이 있다.

만성 통증은 통상적으로 3 내지 6 개월 동안 지속되는 통증으로 정의되며 신인성 통증 및 심인성 통증을 포함한다. 다른 통증은 침해성이다.

또 다른 통증은 말초감각신경의 손상 또는 감염에 의해 유발된다. 말초신경 외상, 헤르페스 바이러스 감염, 당뇨병, 작열통, 신경총 적출, 신경종, 사지 절단 및 혈관염에 의한 통증을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 신경성 통증은 또한 만성 알콜중독, 사람면역결핍바이러스 감염, 갑상선기능저하증, 요독증 또는 비타민 결핍증에 의한 신경 손상에 의해 유발될 수 있다. 신경성 통증은 예를 들어 당뇨병을 앓고 있는 환자의 통증과 같은 신경 손상에 의해 유발된 통증을 포함하나 이에 제한되지 않는다.

심인성 통증은 요통, 비정형 안면 통증 및 만성 두통과 같은 기질성 원인없이 유발되는 통증이다.

통증의 다른 유형에는 염증성 통증, 골관절염성 통증, 삼차신경통, 암성 통증, 당뇨병성 신경통, 하지불안증후군, 급성 포진성신경통 및 포진후신경통, 작열통, 상완신경총적출, 후두신경통, 통풍, 환상사지, 화상, 및 신경통의 다른 형태, 신경성 및 특발성 통증증후군이 있다.

숙련된 전문의라면 환자가 예를 들면, 뇌졸중을 일으킬 가능성이 있거나 뇌졸중의 위험이 있을 뿐만 아니라 뇌졸중을 앓고 있어 본 발명의 방법에 의한 투여에 적절한 상황임을 결정할 수 있을 것이다.

본 발명의 화합물은 또한 우울증 치료에 유용할 것으로 예상된다. 우울증은 기질병의 결과일 수 있으며, 신체의 손상과 관련된 스트레스에 대한 이차적인 반응이거나 근본적으로 개인 고유의 특성이다. 적어도 몇몇 우울증 형태의 기전적 원인을 제시하는 몇몇 우울증 형태의 강한 가족적 발병 성향이 있다. 우울증의 진단은 주로 환자의 기분 변화의 양화로 이루어진다. 이러한 기분의 평가는 일반적으로 전문의 또는 신경정신과적 지식을 갖춘자가 해밀톤 우울증 평가 기준 또는 간단한 정신의학 평가 기준과 같은 인증된 평가 기준을 사용하여 실시한다. 그밖에도 불면증, 집중 곤란, 기력 부족, 보잘 것 없다는 느낌 및 죄의식과 같은 우울증 환자의 기분 변화의 정도를 정량하고 측정하기 위해 많은 기준이 개발되었다. 모든 정신의학적 진단 뿐만 아니라 우울증 진단을 위한 기준은 American Psychiatric Association (1994)에 의해 공표된 DSM-IV-R 매뉴얼로 불리는 정신 질환의 진단 및 통계학적 편람에 모아져 있다.

GABA는 중추신경계의 억제 신경전달물질이다. 억제의 일반적인 의미 내에서, GABA-모방체는 뇌 기능을 저하시키거나 억제하고 따라서 기능을 둔화시키고 우울증을 초래하는 기분을 감소시킬 수 있는 것으로 보인다.

본 발명의 화합물은 시냅스 연결부에서 새롭게 형성된 GABA의 증가를 통해 진경 효과를 나타낼 수 있다. 만일 가바펜틴이 실질적으로 GABA 수준 또는 시냅스 연결부에서의 GABA의 효과를 증가시키면, GABA 모방체로서 취급될 수 있고 뇌기능을 저하시키거나 억제할 수 있고, 따라서 기능을 둔화시키고 우울증을 초래하는 기분을 감소시킬 수 있다.

GABA 작용제 또는 GABA 모방체가 기분을 증진시켜 반대로 작용하여 항우울제로서 작용할 수 있다는 사실은 새로운 개념이며, 이제까지의 GABA 활성에 대한 주요 견해와는 다른 것이다.

본 발명의 화합물은 또한 표준 약물학적 절차에 의해 입증된 바와 같이 불안증 및 공황의 치료에 유용할 것으로 예상된다.

재료 및 방법

카라게닌으로 유도된 통각과민

외상수용압 역치(nociceptive pressure threshold)를 진통측정계를 이용하여 쥐발압력(rat paw pressure) 시험으로 측정하였다(란달-셀리토 (Randall-Selitto)법) [Randall L.O. 및 Sellitto J.J., A method for measurement of analgesic activity on inflamed tissue, Arch. Int. Pharmacodyn., 1957;4:409-419]. 시험하기 전 날에 수컷 스프레그 다울리(Sprague Dawley) 쥐(70 - 90 g)를 이 장치에서 훈련시켰다. 압력을 서서히 각 쥐의 뒷발에 가하고, 발을 뒤로 빼는 것을 유도하는데 필요한 압력(g)으로 외상수용압 역치를 결정하였다. 발에 대한 임의의 조직 통증을 저지하기 위해 250 g의 한계치를 이용하였다. 시험하는 날, 2 내지 3가지의 기준선 측정을 수행한 후 동물에 2% 카라게닌 100 μL를 오른쪽 뒷발에 족척내 주사로 투여하였다. 카라게닌 투여 3 시간 후 외상수용 역치를 다시 행하여 동물이 통각과민을 나타내는지를 확립하였다. 카라게닌 투여 후 3.5 시간에서 가바펜틴(3 - 300 mg, 피하), 모르핀(3 mg/㎏, 피하), 또는 식염수 중 어느 하나를 동물에 투여하고, 카라게닌 투여 후 4, 4.5 및 5 시간에서 외상수용 역치를 조사하였다.

상기 카라게닌으로 유도된 통각과민 모델에서 (R)-2-아자-스피로[4.5]데칸-4-카르복실산 히드로클로라이드를 시험하였다. 이 화합물을 경구로 30 mg/kg 투여하고, 투여 1 시간 후 53%의 최대가능효과(maximum possible effect, MPE)를 얻었다. 투여 2 시간 후 4.6%의 MPE를 얻었다.

세미카르바지드로 유도된 긴장성 발작

세미카르바지드(750 mg/㎏)를 피하 투여함으로써 생쥐의 긴장성 발작을 유도하였다. 앞발의 긴장 확장에 대한 잠복기는 주목할만하였다. 세미카르바지드를 투여한 후 2 시간 내에 경련이 일어나지 않은 어떠한 쥐든지 보호된 것으로 여겨지며 120 분의 최대 잠복 득점을 나타냈다.

동물

수컷 후디드 리스터(Hooded Lister) 쥐(200 - 250 g)를 Interfauna(영국 헌팅돈)로부터 얻고 수컷 TO 생쥐(20 - 25 g)을 Bantin 및 Kingman(영국 훌)으로부터 얻었다. 두 설치류를 모두 6 군으로 나누었다. 맨체스터 대학 의과 대학(영국 맨체스터)에서 사육된 명주 원숭이(칼리트릭스 자쿠스) 10 마리(280-360 g)를 두 군으로 나누었다. 모든 동물을 12 시간 명/암 주기(07.00 시에 점등) 하에 임의로 음식물과 물을 주며 사육하였다.

약물 투여

약물은 쥐 및 명주 원숭이에 대해서는 1 mL/㎏, 생쥐에 대해서는 10 mL/㎏의 부피로 검사 전 40 분에 복강내로(IP) 또는 피하로(SC) 투여하였다.

생쥐 명/암 상자

이 장치는 위가 열려 있는 상자로, 길이 45 ㎝, 폭 27 ㎝ 및 높이 27 ㎝이고, 벽 보다 20 ㎝ 더 신장된 칸막이에 의해 작은 영역(2/5)과 큰 영역(3/5)으로 나뉘어 있다(코스탈 비.(Costall B.) 등의 문헌 [Exploration of mice in a black and white box: validation as a model of anxiety. Pharmacol. Biochem. Behav., 1989;32:777-785]).

바닥 높이의 칸막이 중앙에 7.5 ㎝ X 7.5 ㎝의 구멍이 있다. 작은 구획은 검게 도색되어 있고, 넓은 구획은 희게 도색되어 있다. 백색 구획은 60-W 텅스텐 전구로 조광된다. 실험실은 적색광으로 조광된다. 각각의 생쥐를 백색 영역의 중앙에 두어 5 분 동안 새로운 환경을 조사하게 하여 검사하였다. 조명이 있는 쪽에서 보낸 시간을 측정하였다 (킬포일 티.(Kilfoil T.) 등의 문헌 [Effects of anxiolytic and anxiogenic drugs on exploratory activity in a simple model of anxiety in mice. Neuropharmacol., 1989;28:901-905]).

쥐 융기된 X-미로

표준 융기된 X-미로(핸들리 에스. 엘.(Handley S. L.) 등의 문헌 [Effects of alpha-adrenoceptor agonists and antagonists in a maze-exploration model of 'fear'-motivated behavior. Naunyn-Schiedeberg's Arch. Pharmacol., 1984;327: 1-5])를 앞서 기재한 바와 같이 자동화하였다(필드(Field) 등의 문헌 [Automation of the rat elevated X-maze test of anxiety. Br. J. Pharmacol., 1991;102(Suppl.):304P]). 동물들을 X 자의 낭떠러지길 중 하나를 향하도록 미로의 중앙에 두었다. 불안 완화 효과를 결정하기 위해, 낭떠러지 길의 말단 1/2 구간으로 들어간 수 및 그곳에서 보낸 시간을 5 분의 검사 기간 동안 측정하였다(코스탈(Costall) 등의 문헌 [Use of the elevated plus maze to assess anxiolytic potential in the rat. Br. J. Pharmacol., 1989;96(Suppl.):312p]).

명주 원숭이 인간 위협 검사

이 동물이 위협 자극(사람이 명주 원숭이 우리로부터 약 0.5 m 떨어져 서있고 명주 원숭이의 눈을 응시함)에 대해 보이는 신체 자세의 총수를 2 분 검사 기간 동안 기록하였다. 평가한 신체 자세는 째려봄, 꼬리 자세, 우리/횃대에 냄새 남기기, 털 세우기, 후퇴 및 등을 구부리기이다. 각각의 동물을 약물 치료 전날과 치료한 다음날 검사 시에 2회 위협 자극에 노출시켰다. 두 점수의 차이를 일원 분산분석 후 듀넷트 t-검사를 이용하여 분석하였다. 모든 약물 치료는 1차(대조군) 위협 후 적어도 2 시간 후에 피하로 실시하였다. 각 화합물의 사전 처리 시간은 40 분이었다.

쥐 다툼 검사

쥐들을 작용실에서 음식물을 받기 위해서는 레버를 누르도록 훈련시켰다. 방의 점등에 의해 신호되는 30 초의 가변 간격의 4 분 벌받지 않는 기간과 방의 소등에 의해 신호되는 고정비 5의 3 분 벌받는 기간(음식물 전달과 동시에 발바닥 충격을 가함)을 번갈아 진행시켰다. 발 바닥 충격의 정도는 각각의 쥐가 벌받지 않았을 때의 반응에 비해 약 80% 내지 90%의 반응 억제를 하도록 조정하였다. 쥐들은 훈련일에는 식염수 비히클을 투여받았다.

항경련 효능의 DBA2 마우스 모델

모든 절차를 Parke-Davis Animal Use Committee에 의해 인가된 실험방법하에 실험실 동물의 관리 및 용도에 대한 NIH Guide에 따라 수행하였다. 3 내지 4 주된 수컷 DBA/2 생쥐를 Jackson Laboratories(미국 메인주 바하버)로부터 얻었다. 항경련 시험 직전에, 생쥐들을 강철 봉으로부터 지지된 4 평방인치의 철사 그물에 넣었다. 이것을 천천히 180도 거꾸로 돌리고 30 초 동안 생쥐들을 관찰하였다. 철사 그물로부터 떨어진 생쥐는 운동 실조(失調)로 기록되었다 [Coughenour L.L., McLean J.R., Parker R.B., "A new device for the rapid measurement of impaired motor function in mice," Pharm. Biochem. Behav., 1977;6(3):351-3]. 생쥐들을 뚜껑 중앙에 고주파 스피커(직경 4 cm)를 갖는 둘러싸인 아크릴 플라스틱 방(높이 21 cm, 직경 약 30 cm)에 넣었다. 음성신호 발생기(Protek model B-810)를 10 msec당 한 번씩 8 kHz 내지 16 kHz 사이의 주파수에서 선형적으로 지나가는 연속적 사인곡선의 음조를 발생시키기 위해 사용하였다. 자극을 주는 동안 평균 음압 수준(average sound pressure level)(SPL)은 방바닥에서 약 100 dB이었다. 생쥐들을 방안에 넣고 1 분간 익숙해지도록 하였다. 비히클처리된 무리중 DBA/2 생쥐들은 소리 자극(강직성 신장(tonic extension)이 일어날 때까지 또는 최대 60 초 동안)에 반응하여 마구 달리더니 간대성 발작을 일으키고, 강직성 신장을 보인 후 마침내 호흡정지가 일어나고 생쥐들 중 80% 이상이 죽는 일련의 특징적 발작을 보였다. 비히클처리된 생쥐들에게서 모든 일련의 발작에서 호흡정지까지는 대략 15 내지 20초가 걸렸다. 약물처리 및 비히클처리 생쥐들에게서 보이는 모든 발작 현상의 발생률을 기록하고 강직성 발작의 발생은 프로빗 분석에 의한 항경련 ED₅₀값을 계산하는데 사용되었다 [Litchfield J.T., Wilcoxon F. "A simplified method for evaluating dose-effect experiments," J. Pharmacol., 1949;96:99-113]. 시험을 위해 각 투여 시점에서 한 번씩만 생쥐들을 사용하였다. DBA/2생쥐의 무리(투여당 n = 5-10)는 경구 약물 투여 2 시간 후(사전에 효과 정점의 시간을 결정)에 소리로 유도된 발작 반응 시험에 사용하였다. 본 연구에서 모든 약물은 증류수에 용해시켰고 체중 1 kg당 10 mL의 부피로 경구 가비지에 의해 투여했다. 불용성 화합물은 1% 카르복시메토셀룰로오스에 현탁될 것이다. 투여량은 활성 약물의 부분량으로 표현된다.

본 발명의 화합물은 또한 통증 및 공포 장애의 치료에 유용할 것으로 예상된다(Am. J. Pain Manag., 1995;5:7-9).

본 발명의 화합물은 또한 조병 증상, 급성 또는 만성 증상, 단일 발현 증상, 재발 우울증 증상을 치료하는데 유용할 것으로 예상된다. 본 발명의 화합물들은 또한 양극성장애를 치료하고(거나) 예방하는데 유용할 것으로 예상된다(미국 특허 제5,510,381호).

본 발명의 화합물은 다양한 경구 및 비경구 투여 형태로 제조되어 투여될 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물은 주사로, 즉, 정맥내로, 근육내로, 경피로, 피하로, 십이지장내로 또는 복강내로 투여될 수 있다. 또한 본 발명의 화합물은 흡입에 의해, 예를 들면, 비강내로 투여될 수 있다. 그밖에 본 발명의 화합물은 경피로 투여될 수 있다. 당업자에게는 하기 투여 형태가 활성 성분으로서, 화학식 I의 화합물 또는 화학식 I의 화합물의 상응하는 제약학적으로 허용가능한 염을 포함할 수 있음이 명백할 것이다.

본 발명의 화합물로부터 제약 조성물을 제조하는 경우, 제약학적으로 허용가능한 담체는 고체 또는 액체일 수 있다. 고체 형태 제제에는 산제, 정제, 환제, 캡슐제, 교갑제, 좌약 및 분산성 과립제가 있다. 고체 담체는 희석제, 향미제, 결합제, 방부제, 정제 붕해제 또는 캡슐화제로서도 작용할 수 있는 1 종 이상의 물질일 수 있다.

산제에서, 담체는 미분된 활성 성분과의 혼합물로서 미분된 고체이다.

정제에서, 활성 성분은 필수적인 결합 특성을 갖는 담체와 적합한 비율로 혼합되어 원하는 모양 및 크기로 압축된다.

산제 및 정제는 5 또는 10 내지 약 70%의 활성 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 적합한 담체는 탄산마그네슘, 스테아르산마그네슘, 활석, 당, 락토오스, 펙틴, 덱스트린, 전분, 젤라틴, 트라가칸트, 메틸셀룰로오스, 나트륨 카르복시메틸셀룰로오스, 저용융점 왁스, 코코아 버터 등이다. 용어 "제제"는 활성 화합물과 담체로서의 캡슐화제의 배합물로서, 담체가 활성 성분을 다른 담체와 함께 또는 없이 둘러싸 결합되어 있는 캡슐을 제공하는 것을 포함한다. 유사하게 교갑제 및 로젠지제가 포함된다. 정제, 산제, 캡슐제, 환제, 교갑제 및 로젠지제는 경구 투여에 적합한 고체 투여 형태로서 사용될 수 있다.

좌약을 제조하기 위해서는, 지방산 글리세라이드 또는 코코아 버터의 혼합물과 같은 저용융점 왁스를 먼저 용융시키고, 여기에 활성 성분을 교반에 의해 균일하게 분산시킨다. 그리고나서 용융된 균일한 혼합물을 편리한 크기의 주형틀에 붓고 냉각시켜 응고시킨다.

액상 제제에는 용액제, 현탁액제 및 에먼젼제가 포함되며, 예를 들면, 수용액 또는 프로필렌 글리콜 수용액이 있다. 비경구 주입용 액상 제제는 폴리에틸렌 글리콜 수용액 중 용액으로 제제화될 수 있다.

경구 사용에 적합한 수용액은 활성 성분을 물에 용해시키고, 필요에 따라 적합한 착색제, 향미제, 안정화제 및 증점제를 첨가하여 제조할 수 있다.

경구 사용에 적합한 수성 현탁액제는 미분된 활성 성분을 천연 또는 합성 검, 수지, 메틸셀룰로오스, 나트륨 카르복시메틸셀룰로오스 및 기타 널리 공지된 현탁액제와 같은 점성 물질과 함께 물에 분산시켜 제조할 수 있다.

또한 사용 직전에 경구 투여용 액체 형태 제제로 전환될 수 있는 고체 형태 제제가 포함된다. 위와 같은 액체 형태에는 용액, 현탁액 및 에멀젼이 포함된다. 이러한 제제는 활성 성분 외에, 착색제, 향미제, 안정화제, 완충제, 인공 및 천연 감미제, 분산제, 증점제, 용액화제 등을 함유할 수 있다.

제약 제제는 단위 투여 형태인 것이 바람직하다. 이러한 형태에서 제제는 적당한 수량의 활성 성분을 함유한 단위 투여량으로 다시 나누어진다. 단위 투여 형태는 패킷 정제, 캡슐제 및 바이알 또는 앰플에 든 분말과 같은 포장된 제제일 수 있으며, 상기 포장은 분리된 양의 제제를 함유한다. 또한 단위 투여 형태는 캡슐제, 정제, 교갑제 또는 로젠지제 자체일 수 있고, 또는 포장된 형태의 상기 중 어느 것의 적절한 수일 수 있다.

단위 투여 제제 중 활성 성분의 수량은 구체적인 용도 및 활성 성분의 효력에 따라 0.1 ㎎ 내지 1 g으로 변화되거나 조정될 수 있다. 의료적 용도에서 약물은 예를 들면 100 또는 300 ㎎의 캡슐제로서 1일 3회 투여할 수 있다. 원한다면, 조성물은 또한 다른 상용가능한 치료 약제를 함유할 수 있다.

치료적 용도에서, 본 발명의 제약학적 방법에 사용되는 화합물은 1일 약 0.01 ㎎ 내지 약 100 ㎎/㎏의 개시 투여량으로 투여된다. 약 0.01 ㎎ 내지 약 100 ㎎/㎏의 1일 투여량 범위가 바람직하다. 그러나 투여량은 환자의 조건, 치료할 증상의 심각도 및 사용되는 화합물에 따라 변할 수 있다. 구체적인 상황에 적합한 투여량의 결정은 당업자라면 충분히 할 수 있다. 일반적으로 치료는 화합물의 최적의 사용량 보다 적은 투여량으로 시작한다. 이후, 투여량은 그 상황하에서 최적의 효과를 얻을 때까지 조금씩 증가시킨다. 원한다면, 편의상 1일 총 투여량을 소량으로 분할하여 하루 동안 투여할 수 있다.

하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 그 범위를 제한하려는 의도는 없다.

＜실시예 1＞

2-시클로헥실리덴-말론산 디메틸 에스테르 (2)

-78℃에서 냉각된 테트라히드로푸란 20 mL에 TiCl₄(CH₂Cl₂중 1M; 100 mL; 100 mmol)를 아르곤대기하에서 천천히 가하였다. 완전히 가한 후, 반응 혼합물을 -10℃ 이하로 가온하였다. 혼합물에 연속적으로 디메틸말로네이트(6.73 g; 51 mmol), 시클로헥사논(1)(5 g; 51 mmol)을 5 분 동안 가하고 피리딘(16.4 mL; 201 mmol)을 1 시간 30 분 동안 가하였다. 그후 갈색 현탁액을 실온이하로 가온되도록 방치하고 밤새 교반하고 물(50 mL)로 희석시켰다. 상을 분리하고 유기상을 물로 세척하고 황산마그네슘으로 건조시키고, 진공에서 용매를 제거하였다. 조 오일을 실리카 겔(에테르/헵탄 1:1)에서 크로마토그래피하여 연한 황색 고상물로서 화합물(2)(6.35 g; 30 mmol; 58%)를 얻었다.

2-벤질-2-아자-스피로[4.5]데칸-4,4-디카르복실산 디메틸 에스테르 히드로클로라이드 (3)

벤젠(18 mL) 중 디메틸 (시클로헥실리덴) 말로네이트(2)(594 mg; 2.8 mmol), N-벤질글리신 히드로클로라이드(1.41 g; 6.99 mmol), 트리에틸아민(0.97 mL; 6.95 mmol) 및 파라포름알데히드(671 mg; 22.36 mmol)의 용액을 125℃까지 천천히 가열하였다(오일 조)(딘-스타크(Dean-Stark)). 2 시간 동안 교반시킨 후, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 톨루엔(20 mL)으로 희석시키고 염수로 세척하였다. 수성상을 톨루엔(2×10 mL)으로 추출하였다. 유기상을 합하고 황산마그네슘으로 건조시키고 증발시키고 실리카 겔 크로마토그래피(EtOAc/헵탄 1:3)로 정제하여 갈색 오일을 얻었다. 얻어진 연한 황색 오일을 디에틸 에테르(10 mL)로 희석시키고 이화합물을 2N HCl(2×5 mL)로 추출하였다. 수성상을 합하고 디에틸 에테르로 세척하고 진공에서 농축하여 백색 고상물로서 화합물(3)(238 mg; 0.62 mmol; 22%)을 얻었다.

2-아자-스피로[4.5]데칸-4,4-디카르복실산 디메틸 에스테르 히드로클로라이드 (4)

메탄올(10 mL) 중 화합물(3)(238 mg; 0.62 mmol) 및 탄소상 10% 수산화팔라듐(47 mg; 20 중량/중량%)의 용액을 수소대기하(55 psi) 40℃에서 밤새 교반시켰다. 촉매를 셀라이트 패드를 통해 여과제거하고 여액을 진공하에서 증발시켜 황색 고상물로서 화합물(4)(170 mg; 0.58 mmol; 93%)를 얻었다.

2-아자-스피로[4.5]데칸-4-카르복실산 히드로클로라이드 (5)

6N HCl(5 mL) 중 화합물(4)(170 mg; 0.58 mmol)의 용액을 145℃에서 밤새 교반시켰다. 냉각시킨 후, 용매를 진공하에서 제거하여 연한 황색 고상물로서 화합물(5)를 수득하였다(153 mg; 0.58 mmol; quant.).

＜실시예 1A＞

2-벤질-2-아자-스피로[4.5]데칸-4-카르복실산 메틸 에스테르 (4)

딘-스타크 장치를 이용하여 벤젠(120 mL) 중 화합물(1)(4 g; 20.70 mmol), N-벤질글리신 히드로클로라이드(10.4 g; 51.57 mmol), 트리에틸아민(7.2 mL; 51.65 mmol) 및 파라포름알데히드(5.2 g; 173.30 mmol)의 용액을 2 시간 동안 환류시켰다. 냉각시킨 후, 반응 혼합물을 톨루엔(200 mL)으로 희석시키고 염수로 세척하였다. 수성상을 톨루엔(3×30 mL)으로 추출하였다. 유기 추출물을 합하고 황산마그네슘으로 건조시키고 진공에서 농축하였다. 조 오일을 EtOAc/헵탄(1:3)에서 실리카-겔 크로마토그래피로 정제하여 황색 오일을 수득한 후 이를 에테르(30 mL)로 희석시키고 3N HCl(3×25 mL)로 추출하였다. 수성상을 에테르(2×30 mL)로 세척하고 진공하에서 농축하여 백색 분말로서 화합물(2)(더 정제하지 않고 사용됨)를 얻었다(6.20 g; 17.08 mmol). 6N HCl(120 mL) 중 화합물(2)(6.2 g; 17.08 mmol)의 용액을 밤새 환류시켰다. 진공에서 용매를 증발시켜 연한 황색 고상물로서 화합물(3) 5 g(16.13 mmol; 화합물(1)로부터 수율 77%)(즉시 에스테르화시킴)을 얻었다. 아세틸 클로라이드(5 mL; 70.32 mmol)를 0℃ 아르곤대기하에서 메탄올(100 mL)에 천천히 가하였다. 10 분 동안 교반시킨 후, 이 용액을 화합물(3)(5 g; 16.13 mmol)을 포함한 플라스크로 아르곤대기하에서 이동시켰다. 그후 반응 혼합물을 95℃에서 3 시간 동안 교반시켰다. 냉각시킨 후, 메탄올을 진공에서 제거하였다. 잔여물을 포화 수성 Na₂CO₃로 염기성화시키고 에테르(3×30 mL)로 추출하였다. 유기상을 합하고 황산마그네슘으로 건조시키고 농축하여 연한 황색 액체로서 화합물(4) 3 g(10.44 mmol; 화합물(1)로부터 수율 50%)을 얻었다.

2-아자-스피로[4.5]데칸-2,4-디카르복실산 2-벤질 에스테르 4-메틸 에스테르 (6)

메탄올(50 mL) 중 화합물(4)(3 g; 10.44 mmol) 및 10% Pd(OH)₂/C(0.60 g; 20 중량/중량%)의 용액을 24 시간 동안 40℃ 건조 수소기체의 대기하에서 교반시켰다. 촉매를 셀라이트 패드를 통해 여과제거하고 여액을 진공에서 농축하여 무색 오일로서 화합물(5) 2 g(10.14 mmol; 97%)(더 정제시키지 않고 사용됨)을 얻었다. 건조 디클로로메탄(100 mL) 중 화합물(5)(2 g; 10.14 mmol)의 용액에 0℃ 아르곤대기하에서 피리딘(2.04 mL; 25.35 mmol) 및 벤질클로로포름에이트(2.89 mL; 20.24 mmol)을 연속해서 가하였다. 그후, 반응 혼합물을 실온에서 2 일 동안 교반시켰다. 반응 혼합물을 1N HCl(2×50 mL)로 세척하고 황산마그네슘으로 건조시키고 진공에서 농축하였다. 조 오일을 에테르/헵탄(1:1)에서 실리카-겔 플래시 크로마토그래피로 정제하여 무색 오일로서 화합물(6) 2.97 g(8.96 mmol; 88%)을 얻었다.

2-아자-스피로[4.5]데칸-2,4-디카르복실산 2-벤질 에스테르 (7)

혼합 디옥산/물(6 mL; 9:1) 중 화합물(6)(300 mg; 0.9 mmol)의 용액에 2M NaOH 용액(0.90 mL; 1.8 mmol)을 가하였다. 반응 혼합물을 35℃에서 6 시간 동안 교반시켰다. 용매를 진공에서 제거하였다. 잔여물을 물(15 mL)로 희석시키고 디에틸 에테르(3×10 mL)로 세척하였다. 수성상을 2N HCl로 산성화시키고 에틸 아세테이트(3×15 mL)로 추출하였다. 에틸 아세테이트 추출물을 합하고 황산마그네슘으로 건조시키고 농축하여 무색 검으로서 화합물(7) 254 mg(0.8 mmol; 89%)을 얻었다.

(4S,1'R)-4-(1'-나프탈렌-2-일-에틸카르바모일)-2-아자-스피로[4.5]데칸-2-카르복실산 벤질 에스테르 (8a) 및

(4R,1'R)-4-(1'-나프탈렌-2-일-에틸카르바모일)-2-아자-스피로[4.5]데칸-2-카르복실산 벤질 에스테르 (8b)

냉각된(0℃) 건조 디클로로메탄(35 mL) 중 화합물(7)(1.71 g; 5.38 mmol)의 용액에 아르곤대기하에서 옥살릴 클로라이드(0.56 mL; 6.42 mmol) 및 디메틸포름아미드(20 ㎕; 0.26 mmol)를 연속해서 가하였다. 반응 혼합물을 0℃에서 30 분 동안 교반시킨 후, 실온에서 2 시간 동안 교반시켰다. 용매를 진공에서 제거하고 잔여물을 건조 디클로로메탄(35 mL)으로 희석시켰다. 그후 이 용액을 건조 디클로로메탄(50 mL) 중 (R)-(+)-1-(2-나프틸)에틸아민(1.10 g; 6.42 mmol) 및 트리에틸아민(0.90 mL; 6.42 mmol)의 용액에 아르곤대기하에서 가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반시켰다. 2N HCl(30 mL)을 가하고 유기상 및 수성상을 분리하였다. 유기상을 물(30 mL)로 세척하고 황산마그네슘으로 건조시키고 농축하여 연한 황색 오일을 얻고, 이를 EtOAc/헵탄(1:1)에서 실리카-겔 크로마토그래피로 정제하여 백색 고상물로서 화합물(8a) 1.1 g(2.34 mmol; 43%) 및 화합물(8b) 1.0 g(2.12 mmol; 39%)을 얻었다.

(S)-2-아자-스피로[4.5]데칸-4-카르복실산 (9a)

THF(5 mL) 중 화합물(8a)(770 mg; 1.64 mmol)의 용액에 6N 수성 HCl(40 mL)을 가하였다. 반응 혼합물을 환류하에서 밤새 교반시켰다. 냉각시킨 후, 반응 혼합물을 EtOAc(2×20 mL)로 세척하였다. 상을 분리하고, 수성상을 진공하에서 농축하여 건조시켰다. 조 잔여물을 6N 수성 HCl(40 mL)에 용해시키고 반응 혼합물을 환류하에서 60 시간 동안 교반시켰다. 냉각시킨 후, 반응 혼합물을 EtOAc(2×20 mL)로 세척하였다. 상을 분리하고 수성상을 농축하여 건조시켜 고상물을 얻고 이를 물에 용해시켰다. 진공하에서 물을 제거하여 백색 분말로서 화합물(9a)(263 mg; 1.20 mmol; 73%)를 얻었다.

(R)-2-아자-스피로[4.5]데칸-4-카르복실산 (9b)

화합물(9a)를 화합물(12a)로 전환시키는 것과 동일한 방법에 의해 화합물(8b)(553 mg; 1.17 mmol)를 화합물(12b) 200 mg (0.91 mmol; 78%)로 전환시켰다.

＜실시예 2＞

1-(2-벤질옥시-1-히드록시-에틸)-시클로헥산카르보니트릴 (2)

교반되고 냉각된(-10℃) 건조 테트라히드로푸란(40 mL) 중 i-Pr₂NH(0.84 mL; 6.0 mmol)의 용액에 n-BuLi(2.03 mL; 헥산 중 2.5M; 5.08 mmol)을 점적으로 가하여 리튬 디이소프로필아미드를 제조하였다. 20 분 동안 계속 교반시켰다. 혼합물을 -78℃로 냉각시키고 시클로헥산카르보니트릴(1)(500 mg; 4.62 mmol)을 5 분 동안 가하였다. 추가 30 분 후, 벤질옥시아세트알데히드(0.97 mL; 6.93 mmol)을 점적으로 가하였다. -78℃에서 7 시간 동안 계속 교반시켰다. 그후 반응 혼합물을 -20℃에서 밤새 교반시켰다. 포화 수성 NH₄Cl(10 mL)을 가하고 혼합물을 디에틸 에테르(2×20 mL)로 추출하고 황산마그네슘으로 건조시키고 증발시켰다. 잔여물을 실리카 겔 크로마토그래피(에테르/헵탄 1:1)로 정제하여 백색 고상물로서 화합물(2)(872 mg; 3.37 mmol; 73%)를 얻었다.

1-(1-아미노메틸-시클로헥실)-2-벤질옥시-에탄올 (3)

AlCl₃(410 mg; 3.07 mmol)에 -78℃ 아르곤대기하에서 디에틸 에테르 3 mL를 가하였다. 건조 얼음조를 제거하였다. 혼합물을 실온에서 10 분 동안 교반시킨 후, LiAlH₄(3.02 mL; 디에틸 에테르 중 1M; 3.02 mmol)에 가하였다. 디에틸 에테르(3 mL) 중 화합물(2)(300 mg; 1.16 mmol)의 용액을 2 분 동안 가한 후, 반응 혼합물을 밤새 실온에서 교반시켰다. 물(2 mL)을 조심스럽게 가한 후 10% H₂SO₄(30 mL)를 가하여 혼합물을 켄칭하였다. 수성상을 디에틸 에테르(3×15 mL)로 세척하고 NaOH 펠렛(과량)으로 염기성화시키고 디에틸 에테르(3×15 mL)로 추출하였다. 유기상을 합하고 염수로 세척하고 황산마그네슘으로 건조시키고 증발시켜 무색 오일로서 화합물(3)(230 mg; 0.87 mmol; 76%)(더 정제하지 않고 사용됨)을 얻었다.

[1-(2-벤질옥시-1-히드록시-에틸)-시클로헥실메틸]-카르밤산 tert-부틸 에스테르 (4)

CH₂Cl₂(8 mL) 중 화합물(3)(244 mg; 0.92 mmol) 및 BOC₂O(242 mg; 1.11 mmol)의 용액을 실온에서 24 시간 동안 아르곤대기하에서 교반시켰다. 용매를 진공하에서 제거하고 조 오일을 실리카 겔 크로마토그래피(에테르/헵탄 1:1)로 정제하여 무색 오일로서 화합물(4)(298 mg; 0.82 mmol; 89%)를 얻었다.

메탄술폰산 2-벤질옥시-1-[1-(tert-부톡시카르보닐아미노-메틸)-시클로헥실]-에틸 에스테르 (5)

CH₂Cl₂(0.5 mL)에 희석된 MsCl(0.154 mL; 1.93 mmol)을 냉각된(-10℃) CH₂Cl₂(5 mL) 중 화합물(4)(290 mg; 0.79 mmol) 및 트리에틸아민(0.33 mL; 2.39 mmol)의 용액에 아르곤대기하에서 가하였다. 그후 반응 혼합물을 실온에서 2 일 동안 교반시켰다. 용매를 진공하에서 제거하고 잔여물을 디에틸 에테르로 희석시키고 물로 세척하고 황산마그네슘으로 건조시키고 농축하였다. 조 오일을 실리카 겔 크로마토그래피(에테르/헵탄 1:1)로 정제하여 무색 오일로서 화합물(5)(200 mg; 0.45 mmol; 57%)를 얻었다.

1-벤질옥시메틸-2-아자-스피로[3.5]노난-2-카르복실산 tert-부틸 에스테르 (6)

건조 DMF(115 mL) 중 화합물(5)(2.53 g; 5.73 mmol) 및 NaH(460 mg; 오일 중 60 중량/중량%; 11.47 mmol)의 용액을 45℃에서 1 시간 동안 아르곤대기하에서 교반시켰다. 포화 NH₄Cl(200 mL)을 조심스럽게 가하여 반응물을 켄칭하고 수성상을 디에틸 에테르(2×100 mL)로 추출하였다. 유기상을 합하고 황산마그네슘으로 건조시키고 증발시켰다. 잔여물을 실리카 겔 크로마토그래피(에테르/헵탄 1:2)로 정제하여 무색 오일로서 화합물(6)(1.20 g; 3.48 mmol; 59%)을 얻었다.

1-히드록시메틸-2-아자-스피로[3.5]노난-2-카르복실산 tert-부틸 에스테르 (7)

메탄올(20 mL) 중 화합물(6)(349 mg; 1.01 mmol), 암모늄 포름에이트(638 mg; 10.1 mmol) 및 10% Pd/C(349 mg; 1 중량/중량 등가량)의 용액을 환류온도로 2 시간 동안 가열하였다. 암모늄 포름에이트(638 mg; 10.1 mmol) 및 10% Pd/C(175 mg; 0.5 중량/중량 등가량)를 가하고 반응 혼합물을 추가 2 시간 동안 환류시켰다. 냉각시킨 후, 촉매를 셀라이트 패드를 통해 여과제거하고 여액을 증발시켰다. 조 오일을 실리카 겔 크로마토그래피(에테르/헵탄 4:1)로 정제하여 백색 고상물로서 화합물(7)(193 mg; 0.76 mmol; 75%)을 얻었다.

2-아자-스피로[3.5]노난-1,2-디카르복실산 2-tert-부틸 에스테르 (8)

CCl₄(1.7 mL), CH₃CN(1.7 mL) 및 물(2.5 mL)의 혼합물에 용해된 화합물(7)(212 mg; 0.83 mmol)에 NaIO₄(710 mg; 3.32 mmol)를 가하였다. 15 분 후, 수화 RuCl₃(4.8 mg; 2.2 mol%)를 가하고 반응 혼합물을 실온에서 2 시간 동안 교반시켰다. 그후 혼합물을 CH₂Cl₂(3×5 mL)로 추출하고 물로 세척하고 황산마그네슘으로 건조시키고 농축하였다. 조 오일을 디에틸 에테르(5 mL)로 희석시키고 포화 수성 Na₂CO₃(5 mL)를 가하였다. 수성상을 디에틸 에테르(3×5 mL)로 세척하고 1N HCl로 pH가 3이하가 되도록 산성화시키고 디에틸 에테르(3×5 mL)로 추출하였다. 유기상을 합하고 물로 세척하고 진공에서 농축하여 백색 고상물로서 화합물(8)(185 mg; 0.69 mmol; 83%)을 얻었다.

2-아자-스피로[3.5]노난-1-카르복실산 히드로클로라이드 (9)

화합물(8)(21.5 mg; 0.079 mmol)을 에틸 아세테이트(0.4 mL; 0.4 mmol) 중 건조 1M HCl(g) 용액에 아르곤대기하에서 용해시켰다. 반응 혼합물을 실온에서 5 시간 동안 교반시켰다. 백색 침전물을 여과하여 모으고 건조 디에틸 에테르(2 mL)로 여러번 세척하고 진공하에서 건조하여 백색 분말로서 화합물(9)(15.2 mg; 0.074 mmol; 92%)를 얻었다.

＜실시예 3＞

2-니트로메틸-시클로헥산카르복실산 메틸 에스테르 (2)

테트라히드로푸란(60 mL) 중 시클로헥스-1-엔카르복실산 메틸 에스테르 (1)(5.15 g; 36.7 mmol), 테트라부틸 암모늄 플루오라이드(55.10 mL; THF 중 1M; 55.1 mmol) 및 니트로메탄(3.97 mL; 73.5 mmol)의 용액을 환류온도로 4 시간 동안 가열하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 반응 혼합물을 디에틸 에테르(500 mL)로 희석시키고 2N HCl(2×100 mL)로 세척한 후, 염수(2×100 mL)로 세척하였다. 상을 분리하였다. 유기상을 황산마그네슘으로 건조시키고 진공에서 농축하였다. 조 혼합물을 실리카 겔 크로마토그래피(EtOAc/헵탄 1:4)로 정제하여 연한 황색 액체로서 화합물(2)(5.46 g; 시스 및 트랜스 이성질체; 73%)를 얻었다.

옥타히드로-이소인돌-1-온 (3)

메탄올(100 mL) 중 화합물(2)(5.42 g; 27 mmol) 및 니켈 스폰지 촉매(cat.)의 용액을 30℃에서 4 시간 동안 수소대기하에서(70 psi) 교반시켰다. 촉매를 셀라이트 패드를 통해 여과제거한 후, 여액을 진공하에서 농축하였다. 조 고상물을 재결정화하여(에테르/헵탄) 백색 분말로서 화합물(3)(3.69 g; 26.5 mmol; 98%)을 얻었다.

1-옥소-옥타히드로-이소인돌-2-카르복실산 tert-부틸 에스테르 (4)

테트라히드로푸란(7 mL) 중에 현탁된 화합물(3)(835 mg; 6 mmol)에 아르곤대기하에서 4-디메틸아미노피리딘(18.3 mg; 0.15 mmol), 트리에틸아민(0.84 mL; 6 mmol) 및 BOC₂O(2.62 g; 12 mmol)을 연속적으로 가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 3 일 동안 교반시켰다. 용매를 진공하에서 제거하였다. 잔여물을 디에틸 에테르(20 mL)로 희석하고 물(2×10 mL)로 세척하였다. 상을 분리하고 유기상을 황산마그네슘으로 건조시키고 농축하였다. 조 오일을 실리카 겔 크로마토그래피(에테르/헵탄 1:1)로 정제하여 백색 고상물로서 화합물(4)(986 mg; 4.1 mmol; 70%)를 얻었다.

[3aS-(3α7aα)]-7a-tert-부톡시카르보닐메틸-1-옥소-옥타히드로-이소인돌-2-카르복실산 tert-부틸 에스테르 (5)

교반되고 냉각된(-10℃) 건조 테트라히드로푸란(33 mL) 중 i-Pr₂NH(0.63 mL; 4.5 mmol)의 용액에 n-BuLi(1.39 mL; 헥산 중 2.5M; 3.47 mmol)을 점적으로 가하여 리튬 디이소프로필아미드를 제조하였다. 20 분 동안 계속 교반시켰다. 혼합물을 -78℃로 냉각시키고 건조 테트라히드로푸란(2 mL)에 용해된 화합물(4)(832 mg; 3.47 mmol)를 5 분 동안 가하였다. 추가 30 분 후, tert-부틸브로모아세테이트(0.77 mL; 5.21 mmol)를 점적으로 가하였다. 그후 혼합물을 실온이하로 가온하였다. N,N-디메틸프로필렌우레아(5 mL; 41.3 mmol)를 가하고 반응 혼합물을 5 시간 동안 75℃ 이하로 가열하였다. 냉각시킨 후, 포화 NH₄Cl(10 mL)을 가하고 혼합물을 디에틸 에테르(2×20 mL)로 추출하였다. 상을 분리하고 유기상을 황산마그네슘으로 건조시키고 농축하였다. 잔여물을 실리카 겔 크로마토그래피(에테르/헵탄 1:1)로 정제하여 무색 오일로서 화합물(5)(840 mg; 2.37 mmol; 70%)를 얻었다.

[3aS-(α7aα)]-3a-tert-부톡시카르보닐메틸-옥타히드로-이소인돌-2-카르복실산 tert-부틸 에스테르 (6)

냉각된(-78℃) 건조 테트라히드로푸란(6 mL) 중 화합물(5)(340 mg; 0.96 mmol)의 용액에 아르곤대기하에서 LiBHEt₃(1.15 mL; THF 중 1M; 1.15 mmol)를 가하였다. 4 시간 후 포화 수성 NaHCO₃(1.8 mL)를 가하여 반응 혼합물을 켄칭하였다. 혼합물을 0℃ 이하로 가온되도록 방치하였다. 30% H₂O₂(5 적)를 가하고 혼합물을 0℃에서 추가 30 분 동안 교반시켰다. 용매를 진공하에서 제거한 후, 수성상을 CH₂Cl₂(3×5 mL)로 추출하였다. 유기상을 합하고 황산마그네슘으로 건조시키고 농축하였다. CH₂Cl₂(15 mL) 중 조 잔여물에 -78℃ 아르곤대기하에서 Et₃SiH(0.15 mL; 0.96 mmol) 및 BF₃·Et₂O(0.135 mL; 1.05 mmol)를 가하였다. 30 분 동안 교반시킨 후, 추가 Et₃SiH(0.15 mL; 0.96 mmol) 및 BF₃·Et₂O(0.135 mL; 1.05 mmol)를 가하고 반응 혼합물을 -78℃에서 3 시간 동안 교반시켰다. 포화 수성 NaHCO₃(1.5 mL)를 가하여 -78℃에서 켄칭하였다. 상을 분리하고 유기상을 황산마그네슘으로 건조시키고 농축하였다. 잔여물을 실리카 겔 크로마토그래피(Et₂O/헵탄 1:1)로 정제하여 무색 오일로서 화합물(6)(157 mg; 0.46 mmol; 48%)을 얻었다.

[3aS-(3α7aα)]-(옥타히드로-이소인돌-3a-일)-아세트산 트리플루오로아세테이트 (7)

CH₂Cl₂/TFA(2 mL; 50:50) 혼합물 중 화합물(6)(100 mg; 0.29 mmol)의 용액을 실온에서 2 시간 동안 교반시켰다. 용매를 진공하에서 제거하였다. 잔여물을 물(2 mL)로 희석시키고 에테르(2×2 mL)로 세척하였다. 상을 분리하고 수성상을 진공하에서 농축하여 연한 황색 검으로서 화합물(7)(60 mg; 0.17 mmol; 69%)을 얻었다.

하기 화합물들을 또한 상기 합성법으로 제조할 수 있다.