KR20010052193A

KR20010052193A - 강염기 및 친전자체를 사용하여 7-하이드록실을보호함으로써 바카틴 ｉｉｉ으로부터 파클리탁셀을합성하는 방법

Info

Publication number: KR20010052193A
Application number: KR1020007009656A
Authority: KR
Inventors: 프란시스 에스. 깁슨
Original assignee: 스티븐 비. 데이비스; 브리스톨-마이어스스퀴브컴파니
Priority date: 1998-03-02
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 2001-06-25
Also published as: AU3307899A; JP2002505326A; HUP0102079A3; AU2003231609A1; WO1999045001A1; EP1060172A4; US6307071B1; US6020507A; AU759988B2; CA2319043A1; IL137850A0; HUP0102079A2; EP1060172A1

Abstract

본 발명은 바카틴 III을 용매 중에서 강염기로 처리하고, 용액에 친전자체를 가하여 7-O-보호된 바카틴 III 유도체를 형성시키고, 7-O-보호된 바카틴 III 유도체를 용매 중에서 보호된 파클리탁셀 측쇄와 반응시켜 보호된 파클리탁셀 측쇄를 7-O-보호된 바카틴 III의 13-하이드록실에 커플링시키고, 이어서 보호된 파클리탁셀 측쇄 및 7-O-보호기를 탈보호시켜 파클리탁셀을 형성시키는 방법 및 이 방법에서 사용된 중간체에 관한 것이다.

Description

강염기 및 친전자체를 사용하여 7-하이드록실을 보호함으로써 바카틴 ＩＩＩ으로부터 파클리탁셀을 합성하는 방법 {Synthesis of Paclitaxel Baccatin III by Protecting the 7-Hydroxyl Using a Strong Base and an Electrophile}

디테르펜 탁산 화합물인 파클리탁셀 (탁솔)은 태평양 주목나무 (Pacific yew tree; Taxus Brevifolia)의 나무껍질로부터 추출된 천연산물이다. 이것은 생체내 동물모델에서 탁월한 항종양활성을 갖는 것으로 밝혀졌으며, 최근의 연구에 의해 세포주기 중에서 투불린의 비정상적인 중합 및 유사분열의 붕괴를 포함하는 그의 독특한 작용양식이 설명되었다. 탁솔은 최근에 난치성의 진행된 난소암, 유방암 및 가장 최근에는 AIDS-관련된 카포시육종을 치료하는 것으로 입증되었다. 파클리탁셀 임상시험의 결과는 과학잡지에 충분히 개시되어 있으며, 다양한 저자에 의해 검토되었다 [예를들어, Rowinsky and Donehower in The Clinical Pharmacology and Use of Antimicrotubule Agents in Cancer Chemotherapeutics, Phamac. Ther., 52, pp. 35-84 (1991); Spencer and Faulds, Paclitaxel, A Review of its Pharmacodynamic and Pharmacokinetic Properties and Therapeutic Potential in the Treatment of Cancer, Drugs, 48 (5), pp. 794-847 (1994); K.C. Nicolau et al., Chemistry and Biology of Taxol, Angew. Chem., Int. Ed. Eng., 33, pp. 15-44 (1994); F.A. Holmes, A.P. Kudelka, J.J. Kavanaugh, M.H. Huber, J.A. Ajani, and V. Valero, "Taxane Anticancer Agents-Basic Science and Current Status", edited by Gunda I Georg, Thomas C. Chen, Iwao Ojima, and Dolotrai M. Vyas, pp. 31-57 American Chemical Society, Wash., D.C. (1995); Susan G. Arbuck and Barbara Blaylock, "TaxolScience and Applications", edited by Matthew Suffness, pp. 379-416, CRC Press, Boca Raton, FL (1995) 및 이들에 인용된 문헌들].

탁소테르 (Taxotere)(도세탁솔)라고 불리우는 파클리탁셀의 반합성 동족체도 또한 우수한 항종양활성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 탁솔 및 탁소테르의 구조는 탁산 계열에 속하는 분자의 통상적인 넘버링 (numbering) 시스템과 함께 이하에 제시되어 있으며, 이러한 넘버링 시스템은 또한 본 출원에서도 이용된다:

탁솔 (Taxol)(파클리탁셀): R = 페닐; R' = 아세틸, 2

탁소테르 (Taxotere): R = t-부톡시; R' = 수소

탁산의 넘버링과 관련하여, 탁산 구조 상의 특정 산소에 대한 언급은 본 출원에서 상기 넘버링 시스템에 따르는 탁산 상의 탄소를 의미하는 "C-번호"로 언급한다. 예를들어, "C-13"은 상기 제시된 탁산환 상의 13 위치에 존재하며, 거기에 커플링되어 있는 측쇄를 갖는 탄소를 의미한다. 또한, 화합물 명칭 및 구조 다음에 굵은 글씨체로 된 숫자는 이하에 제시된 선행기술의 파클리탁셀 합성방법 및 반응식 1-3에 설명된 화합물을 지칭하는 것이다.

파클리탁셀의 중심 골격구조 유니트는 이하의 화학구조를 갖는 디테르페노이드인 바카틴 III 1이다:

이것은 또한 구조적인 면에서, 이하의 화학구조를 갖지만 10-위치 알콜에 아세테이트 에스테르가 결여된 10-데아세틸바카틴 III 3 ("10-DAB")과 매우 유사하다:

파클리탁셀을 함유하는 시판되고 있는 약제학적 제제는 예를들어, 난소 및 유방암, 및 가장 최근에는 AIDS-관련된 카포시육종의 치료를 위해 사용될 수 있다. 파클리탁셀은 또한 다른 암의 치료에 대해서도 임상적 연구에서 유망한 결과를 나타내고 있다. 결과적으로, 파클리탁셀에 대한 요구는 지속적으로 증가하고 있으며, 지속적인 연구 및 임상시험을 위해 해가 거듭됨에 따라 훨씬 증가된 양의 파클리탁셀이 필요하다. 파클리탁셀은 탁수스 브레비폴리아 (Taxus brevifolia)의 나무껍질로부터 저수율로 어렵게 추출된다 (약물 약 1 ㎏이 탁수스 브레비폴리아 나무 3000 그루의 나무껍질로부터 분리된다). 적절한 수율로 추출하는 것이 어렵기 때문에 파클리탁셀을 합성하기 위한 대체공급원이 필요하다.

10-DAB는 현재 파클리탁셀의 반합성을 위한 출발물질이며, 유럽 주목나무 (European Yew Tree)(Taxus baccata L.)의 잎과 가는 가지로부터 용이하게 추출될 수 있다. 그러나, 바카틴 III, 10-DAB 및 그밖의 다른 탁산 화합물들은 파클리탁셀에 의해 증명되는 정도의 항종양활성을 나타내지 않는다. 따라서, 바카틴 III, 10-DAB 및 그밖의 다른 탁산 화합물들로부터 파클리탁셀을 반합성하는 것은 큰 관심의 대상이며 중요한 것이다.

그러나, 10-DAB와 탁솔의 구조적 유사성은 10-DAB가 탁솔로 전환되는데 있어서의 어려움과는 모순되는 것이며, 실제로 이 전환반응을 매우 문제가 되게 한다. 실제로, 유사하게 반응성인 C-7 및 C-10 하이드록실 작용기에 요구되는 차별화 및 부피가 크며 적절히 보호된 탁솔의 N-벤조일페닐이소세린 (β-아미도 에스테르) 측쇄에 의한 접근이 어려운 C-13 하이드록실기의 선택적 에스테르화는 단지 특정한 보호기를 사용하여 특별히 개발된 반응조건 하에서만 이루어질 수 있다 [참조: J.N. Denis et al., A Highly Efficient, Practical Approach to Natural Taxol, J. Am. Chem. Soc. 110, pp. 5917-5918, 1988]. 이러한 C-13에서의 에스테르화는 커플링 반응단계이며, 이 반응은 비록 반구형 탁산 골격의 오목한 부분 내의 그의 위치 및 이 위치의 주위에서 및 13-하이드록실과 4-아세톡실기 사이의 수소결합에 의한 상당한 입체장해로 인하여 지루한 반응이지만, C-13에 측쇄가 존재하는 것이 항종양활성에 필요하기 때문에 탁솔 또는 탁솔의 생물학적으로 활성인 유도체의 계획된 모든 합성방법에서 요구되는 주요단계이다 [참조: Wani et al., J. Am. Chem. Soc. 93, pp. 2325 (1971)].

합성방법들은 이미 과학문헌 및 특허문헌들에 기술되어 있다. 이하에서는 문헌에 공지된 파클리탁셀을 합성하는 3가지 상이한 경로를 검토한다. 첫번째 두가지 경로는 10-DAB의 선택적 실릴화 및 아세틸화로부터 수득된 7-O-TES (트리에틸실릴) 바카틴 III 4를 이용한다.

파클리탁셀 합성의 첫번째 경로 - 선행기술

홀튼 교수 (Professor R.A. Holton)에 의해 개발되었으며, 본 명세서에 참고로 포함된 미합중국특허 제 5,274,124호에 기술된 첫번째 경로는 7-O-TES-바카틴 III 4의 리튬 음이온을 β-락탐과 반응시켜 C-13 위치에 필요한 파클리탁셀 아미노산 측쇄를 도입시킨다. 7-O-TES 보호된 바카틴 III 4는 그린 (Greene) 등에 의해 문헌 [J. Am. Chem. Soc. 110, pp. 5917 (1988)]에 기술된 바와 같이 수득될 수 있다.

파클리탁셀 합성의 두번째 경로 - 선행기술

브리스톨-마이어스 스퀴브 (Bristol-Myers Squibb)에 의해 개발되었으며, 미합중국특허출원 제 07/995,443호에 기술되어 있고, 디.지.아이. 킹스톤 (D.G.I. Kingston) 등에 의해 문헌 [Tetrahedron Letters 35, p. 4483 (1994)]에 기술되어 있는 (이들 두가지는 모두 본 명세서에 참고로 포함되어 있다) 두번째 경로는 7-O-TES-바카틴 III 4를 DCC 또는 유사한 탈수화제를 사용하여 옥사졸린카르복실산 5와 커플링시킨다.

파클리탁셀 합성의 세번째 경로 - 선행기술

10-DAB로부터 파클리탁셀을 합성하는 것으로 7-O-TROC 바카틴 III 6을 보호된 β-페닐이소세린 측쇄 7과 커플링시키는 세번째 경로는 롱-프랑 로러 (Rhone-Poulenc Rorer)에서 에이. 코머콘 (A. Commercon) 등에 의해 개발되었다 [참조: A. Commercon et al., Tetrahedron Letters 33, pp. 5185-5188 (1992)]. 그러나, 이 경로는 상당량의 탁소테르를 생성하면서 탁솔은 훨씬 낮은 수율로 생성시킨다.

출발물질로서 바카틴 III의 사용은 파클리탁셀의 반합성을 현저하게 단순화시킬 수 있다. 바카틴 III는 현재 세포배양에 의해 합성되고 있으며, 경제적이며 경쟁적인 반합성을 지지하기에 충분한 양으로 이용될 수 있게 되었다. 이것은 파클리탁셀의 반합성에 있어서의 10-DAB의 필요성을 배제시킨다.

본 발명은 바카틴 III을 저온에서 강염기로 처리하고, 이어서 하나 또는 그 이상의 친전자체를 첨가하여, 추후에 탁솔 (Taxol)(파클리탁셀)로 전환될 수 있는 7-O-보호된 바카틴 III을 제공하는 방법에 관한 것이다. 따라서, 탁솔 합성을 위한 출발물질로서의 바카틴 III의 유용성이 설명되어 있다.

본 발명의 목적은 보호된 바카틴 III 유도체에 파클리탁셀 측쇄를 부착시키고, 이어서 보호된 바카틴 III 유도체를 계속해서 탈보호시킴으로써 보호된 바카틴 III 유도체로부터 파클리탁셀을 반합성하는 신규하며 유용하고 효율적인 프로토콜을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 탁산 구조상의 C-7 부위에 보호기를 가지며, 측쇄의 부착 및 후속 탈보호단계 후에 상당량의 파클리탁셀을 생성시키는 다양한 바카틴 III 유도체를 생성시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 파클리탁셀의 반합성을 위한 간단하며 효율적이고 비용효과가 높은 프로토콜을 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명은 여러개의 상이한 보호기를 사용하여 바카틴 III을 효율적으로 7-O-보호된 바카틴 III으로 전환시킬 수 있는 신규한 방법을 포함한다. C-13 부위에 파클리탁셀 측쇄를 부착시킨 후에, 이들 7-O-보호된 바카틴 III 화합물은 파클리탁셀로 용이하게 전환될 수 있기 때문에 바카틴 III는 파클리탁셀의 반합성을 위한 유용한 출발물질이 된다.

본 발명은 광범하게는 파클리탁셀, 중간체 및 그의 전구체를 효율적으로 제조하는 화학적 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 파클리탁셀 전구체 바카틴 III의 7-하이드록실을 DMF 또는 DMAC, NMPO, DMEU 및 DMPU와 같은 유사한 공지의 용매 중의 리튬 3급-부톡사이드 (LitbuO), 리튬 헥사메틸디실라잔 (LiHMDS), 칼륨 헥사메틸디실라잔 (KHMDS) 또는 나트륨 헥사메틸디실라잔 (NaHMDS)와 같은 강염기, 및 다양한 친전자체를 사용하여 보호시켜 7-O-보호된 바카틴 III을 생성시키고, 이어서 C-13 위치에 파클리탁셀 측쇄를 커플링시킨 다음, 후속단계로 C-7의 탈보호 및 보호기의 수소에 의한 치환에 의해 파클리탁셀을 반합성하는 방법에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 C-13 위치에 파클리탁셀 측쇄를 커플링시키는 단계 중에 탁산 상의 C-7 부위에서 벤조일옥시카보닐 (CBZ) 또는 3급-부톡시카보닐 (BOC)와 같은 보호기를 이용한다.

본 명세서에 기술된 일반적인 방법은 7-O-CBZ- 또는 7-O-BOC 바카틴 III와 같은 7-O-보호된-바카틴 III 유도체의 생성, C-13에서 측쇄의 커플링, 및 C-13 측쇄를 보유하는 7-O-보호된-바카틴 III 중간체를 파클리탁셀로 후속 탈보호시키는 단계를 포함한다. 7-O-보호된 바카틴 III을 생성시키는데 특히 유리한 염기는 LitbuO이며, 이것은 우수한 수율 및 현저하게 더 순수한 생성물을 제공하는 저렴한 염기이다. 그밖의 다른 유용한 친전자체에는 DMF와 같은 용매중의 하기 화학식의 물질이 포함된다:

식 중, R은 알킬, 아릴, R'O- 또는 R'₂N-, RS이며, X는 할로겐, 이미다조일, 벤즈트리아졸, N-(벤질옥시카르복실옥시)숙신이미드, OR' 또는 -OOCOR이다.

상술한 바와 같이, 바카틴 III의 7-하이드록실은 통상적인 하이드록시 보호기에 의해 보호된다. 통상적인 하이드록시 보호기는 하이드록시 작용기를 차단하거나 보호하기 위해 사용될 수 있는 잔기이며, 이들은 본 기술분야에서 잘 알려져 있다. 바람직하게는, 이러한 보호기는 나머지 분자에 대해 인지할 수 있는 파괴를 일으키지 않는 방법에 의해 제거될 수 있는 것이다. 이와 같이 용이하게 제거될 수 있는 하이드록시 보호기의 예로는 특히 벤질옥시카보닐, 트리에틸실릴, 2,2,2-트리클로로에톡시카보닐 및 3급-부톡시카보닐이 있다. 사용될 수 있는 다른 적합한 보호기는 문헌에 제시되어 있다 [참조: Chapter 2 of "Protective Groups in Organic Synthesis", Second Ed., by Theodora W. Greene and Peter G.M. Wuts (1991, John Wiley ＆ Sons, Inc.)]

이하의 구체적인 실시예는 본 발명의 대표적인 화합물의 합성을 설명하는 것이며, 발명의 범위 또는 범주를 제한하는 것이 아니다. 이 방법은 본 발명에 포함되나 구체적으로 기술되지는 않은 중간체 및 화합물을 제조하기 위한 변형방법에 적용될 수도 있다. 또한, 동일한 화합물을 제조하기 위한 방법의 다소 상이한 방식으로의 변형방법도 또한 본 기술분야에서 숙련된 전문가에게 명백할 것이다.

본 명세서에서 사용된 약어는 본 기술분야에서 광범하게 사용되는 통상적인 약어이다. 이들 중의 몇가지는 다음과 같다:

Ac 아세틸

AcOH 아세트산

Bz 벤조일

BOC 3급-부톡시카보닐

BOC₂O 디-3급-부틸카보네이트

CBZ 벤질옥시카보닐

CBZ-Cl 벤질옥시카보닐클로라이드

DCC 디사이클로헥실카보디이미드

DCU N,N-디사이클로헥실우레아

DMAC N,N-디메틸아세트아미드

DMAP 4-디메틸아미노피리딘

DMEU N,N'-디메틸에틸렌우레아

DMF 디메틸포름아미드

DMPU N,N'-디메틸프로필렌우레아

EtOAc 에틸아세테이트

h 시간

ipa 이소프로필알콜

KHMDS 칼륨 헥사메틸디실라잔

LiHMDS 리튬 헥사메틸디실라진 또는 리튬 비스(트리메틸실릴)아미드

LitbuO 리튬 3급-부톡사이드

MeOH 메탄올

min 분

MTBE 3급-부틸메틸 에테르

NaHMDS 나트륨 헥사메틸디실라잔

NMPO N-메틸-2-피롤리디논

Ph 페닐

rt 실온

tBu 3급 부틸

TES 트리에틸실릴

THF 테트라하이드로푸란

TFA 트리플루오로아세트산

TROC 2,2,2-트리클로로메톡시카보닐

A. 7-O-음이온의 생성

본 발명의 예시적인 구체예에 따라 파클리탁셀을 반합성하는 출발점으로서, 바카틴 III을 하나 또는 그 이상의 강염기와 반응시켜 진전자체/보호제와의 반응에 적합한 7-O-음이온을 생성시킨다. 7-O-음이온을 제조하는 방법은 반응식 1에 도시되어 있다.

반응식 1에 도시된 바와 같이, DMF 중의 바카틴 III 1의 용액을 저온에서 LitbuO로 처리하여 7-O-음이온 8을 생성시킨다. 통상적으로 사용되는 THF 중에서는 반응이 느리기 때문에, DMF가 바람직한 용매이다. 사용될 수 있는 다른 용매에는 DMAC, NMPO, DMEU 및 DMPU가 포함된다. 에피머 9는 이들 조건하에서 바람직한 배열이지만, 놀랍게도 단지 7-O-음이온 8 만이 친전자체와 반응한다. LitbuO가 현저한 수율로 더 순수한 생성물을 생성시키는 바람직한 염기이지만, LiHMDS, NaHMDS 및 KHMDS와 같은 다른 염기가 사용될 수도 있다.

B. 7-O-보호된-바카틴 III의 생성 및 이것으로부터 파클리탁셀의 합성

반응식 1에서 제조된 7-음이온 8을 사용하여 반응식 2에 따라 7-O-보호된 바카틴 III을 제조할 수 있으며 옥사졸린 측쇄는 C-13에서 에스테르화될 수 있고, 그후에 파클리탁셀로 전환될 수 있다.

반응식 2에 도시된 바와 같이, 예를들어 TROC-Cl, CBZ-Cl, CBZ₂O, BOC-Cl 또는 BOC₂O와 같은 친전자체에 의해 유리하게 전달되는 보호기 P를 첨가하여 각각 상응하는 7-O-TROC-보호된, 7-O-CBZ-보호된 및 7-O-BOC-보호된 바카틴 III 유도체 6, 10 및 11을 형성시킨다. 이 반응은 빠르며 소량의 7,13-비스 보호된 부산물을 생성시킨다. 그밖의 다른 보호기, 예를들어 디에틸클로로포스페이트, 이소부틸클로로포르메이트 (ibuOOC), 아세테이트 (Ac) 아다만틸플루오로포르메이트 (AdOOC), 알릴클로로포르메이트 (알릴OOC), 비닐클로로포르메이트 (비닐OOC), 아세틸이미다졸 및 TROC-Cl과 같은 아실할라이드, 디알킬포스페이트 및 카보네이트도 또한 7-O-보호된 바카틴 유도체 12, 13, 14, 15, 16 및 17의 형성시에 잘 작용한다. 아세틸이미다졸을 사용하여 아세테이트와 같은 간단한 에스테르가 형성될 수도 있다. 7-O-보호된 바카틴 유도체 6, 10 및 11을 DCC 및 DMAP를 함유하는 톨루엔 중에서 보호된 파클리탁셀 측쇄인 옥사졸린 5와 반응시켜 상응하는 7-O-보호된 C-13 측쇄를 보유하는 생성물 18, 19 및 20을 유도한다.

이들 파클리탁셀 전구체 18, 19 및 20은 모두 통상적인 방법에 의해 7-O-보호기를 제거하고 보호된 측쇄를 β-페닐이소세린으로 산가수분해시킴으로써 파클리탁셀 2로 전환될 수 있다.

C. 7-O-보호된 바카틴 III의 생성 및 이것으로부터 파클리탁셀의 합성 - 대체합성방법

반응식 3에 도시된 바와 같이, 반응식 2에 도시된 단계에 따라 제조된 7-O-보호된-바카틴 III 유도체 6, 10 및 11을 다른 방식으로, C-13에서 에스테르화된 LitbuO 중의 BMOP 24와 커플링시킨 다음, 산으로 처리하여 7-O-보호된 파클리탁셀 전구체 21, 22 및 23을 생성시킨다. 그후, 이들 파클리탁셀 전구체 21, 22 및 23은 통상적인 방법에 의해 7-O-보호기를 제거하고, 보호된 측쇄를 페닐이소세린으로 산가수분해시킴으로써 파클리탁셀 2로 전환될 수 있다.

본 기술분야에서 숙련된 전문가라면 상기한 설명을 이용하여 기술된 방법을 수행할 수 있고, 본 발명의 중간체 및 화합물의 전부를 제조할 수 있다고 믿어진다. 이하의 실시예는 바카틴 III으로부터 파클리탁셀을 합성하는데 있어서 고유적인 제조방법의 일반적 공정을 더 예시한 것이다.

실시예 1

바카틴 III으로부터 7-O-아실-바카틴 III 유도체의 합성

바카틴 III 1을 DMF에 용해시킨다. 생성된 용액을 -40℃로 냉각시키고, LiHMDS (THF 중의 1 M 용액)를 가한다. 5분 후에, 적절한 친전자체를 가한다. 반응용액을 -30℃에서 교반하고, 추가의 염기 또는 친전자체를 가하여 반응을 완결시킨다. 그후, 반응용액은 아세트산을 가하여 켄칭시키고 MTBE에 붓는다. MTBE 용액을 물로 3회 세척하고, 유기층을 농축시킨 다음, 생성된 잔류물을 실리카겔 상에서 크로마토그라피 (에틸아세테이트/헥산)시키거나 결정화시켜 표제화합물을 수득한다.

a. 7-O-TROC-바카틴 III (6)

일반적 공정을 사용하여 바카틴 III (0.150 g, 0.26 mmol)를 DMF 2 ㎖ 중의 LiHMDS (0.52 ㎖, 2.0 당량) 및 TROC-Cl (43 ㎕, 1.2 당량)과 반응시켜 실리카겔 크로마토그라피한 후에 7-O-TROC 바카틴 III 80 ㎎ (41%)을 수득하였다.

b. 7-O-CBZ-바카틴 III (10)

바카틴 III (0.25 g, 0.43 mmol)를 무수 DMF 4 ㎖에 용해시켰다. 이 용액을 -40℃로 냉각시키고 LiHMDS (THF 중의 1 M, 0.64 ㎖) 150 mol%를 1 분에 걸쳐 서서히 가하였다. 5분 후에, CBZ₂O (150 mol%, 0.185 g)를 DMF (0.5 ㎖) 중의 용액으로 가하고, 반응용액을 -35 내지 -30℃에서 교반하였다. 추가의 염기를 40분 후에 가하고 (0.1 ㎖), CBZ₂O (40 ㎎)를 한시간 째에 가하였다. 3시간 후에, 아세트산 1.5 ㎖를 가하고, 반응혼합물을 MTBE 25 ㎖에 부었다. 유기층을 물 3×15 ㎖로 세척한 다음, 오일로 농축시켰다. 생성물을 MTBE/헵탄으로부터 결정화시켜 7-O-CBZ-바카틴 III 228 ㎎ (82%)을 수득하였다.

NMR δ 8.0-7.2 (m, 10H), 6.35 (s, 1H), 5.54 (d, 1H, J=6.8), 5.47 (dd, 1H, J=7.2, 10.8), 5.12 (dd, 2H, J=12.2, 21.2), 4.88 (d, 1H, J=8.6), 4.76 (t, 1H, J=8.1), 4.03 (d, 1H, J=7.2), 3.93 (d, 1H, J=7.2), 2.65-2.40 (m, 1H), 2.30-1.70 (m, 5H), 2.20 (s, 3H), 2.10 (s, 3H), 2.00 (s, 3H), 1.70 (s, 3H), 1.10 (s, 3H), 0.90 (s, 3H).

c. 7-O-BOC-바카틴 III (11)

일반적 공정을 사용하여 바카틴 III (2.076 g, 54 mmol)를 DMF 24 ㎖ 중의 LiHMDS (5.6 ㎖, 1.5 당량) 및 BOC₂O (1.36 g, 1.5 당량)와 반응시켜 실리카겔 크로마토그라피한 후에 7-O-BOC-바카틴 III 1.6 g (75%)을 수득하였다.

NMR δ 8.00-7.30 (m, 5H), 6.43 (s, 1H), 5.55 (d, 1H, J=7.2), 5.30 (dd, 1H, J=6.8, 10.4), 4.85 (d, 1H, J=8.6), 4.75 (t, 1H, J=8.1), 4.20 (d, 1H, J=8.6), 4.07 (d, 1H, J=7.3), 3.89 (d, 1H, J=6.8), 2.60-2.48 (m, 1H), 2.21-2.00 (m, 3H), 2.18 (s, 3H), 2.10 (s, 3H), 2.05 (s, 3H), 1.90-1.78 (m, 1H), 1.68 (s, 3H), 1.60-1.50 (m, 1H), 1.36 (s, 9H), 1.05 (s, 3H), 0.97 (s, 3H).

d. 7-O-디에틸포스포릴-바카틴 III (12)

일반적 공정을 사용하여 바카틴 III (0.150 g, 0.26 mmol)를 DMF 2 ㎖ 중의 LiHMDS (0.52 ㎖, 2 당량) 및 클로로디에틸포스페이트 (45 ㎕, 1.2 당량)와 반응시켜 실리카겔 크로마토그라피한 후에 7-O-디에틸포스포릴-바카틴 III 110 ㎎ (59%)을 수득하였다.

e. 7-O-이소부톡시카보닐-바카틴 III (13)

일반적 공정을 사용하여 바카틴 III (0.150 g, 0.26 mmol)를 DMF 2 ㎖ 중의 LiHMDS (0.52 ㎖, 2 당량) 및 이소부틸클로로포르메이트 (66 ㎕, 2 당량)와 반응시켜 실리카겔 크로마토그라피한 후에 7-O-이소부톡시카보닐-바카틴 III 153 g (87%)을 수득하였다.

f. 7-O-아세틸-바카틴 III (14)

THF 중의 LiHMDS (1 M, 1 ㎖, 1 mmol)를 아르곤 하에 -45℃에서 무수 THF 및 DMF 중의 바카틴 III (700 ㎎, 1.19 mmol)의 교반용액에 1분에 걸쳐 가하였다. 5분 후에, 무수 DMF (1.5 ㎖) 중의 아세틸이미다졸 (264.3 ㎎, 2.4 mmol)의 용액을 1분 이내에 가하고, 3분 동안 교반을 계속하였다. 반응용액을 5분에 걸쳐 -45℃로부터 -35℃로 서서히 가온하고, -35℃ 내지 -33℃ 사이에서 10분 동안 유지시켰다. HPLC는 출발물질이 존재하지 않음을 시사하였다. 반응용액을 AcOH (100 ㎕)로 켄칭하고, MTBE 15 ㎖로 희석한 다음, 물 (5×10 ㎖)로 세척하고 증발시켜 백색고체 (772 ㎎)를 수득하였다. 이 고체를 65℃에서 톨루엔 3 ㎖에 용해시키고, 여기에 헵탄 (12 ㎖)을 가하였다. 생성된 슬러리를 65℃ 내지 29℃에서 45분 동안 교반하고 실온에서 45분 동안 교반하여 77.6%의 수율로 결정성 물질인 7-O-아세틸-바카틴 III (582 ㎎)을 수득하였다.

g. 7-O-아다만틸옥시카보닐-바카틴 III (15)

일반적 공정을 사용하여 바카틴 III (0.150 g, 0.26 mmol)를 DMF 2 ㎖ 중의 LiHMDS (0.52 ㎖, 2 당량) 및 아다만틸플루오로포르메이트 (101 ㎎, 2 당량)와 반응시켜 실리카겔 크로마토그라피한 후에 7-O-아다만틸옥시카보닐-바카틴 III 120 ㎎ (64%)을 수득하였다.

h. 7-O-알릴옥시카보닐-바카틴 III (16)

일반적 공정을 사용하여 바카틴 III (0.200 g, 0.34 mmol)를 DMF 2 ㎖ 중의 LiHMDS (0.68 ㎖, 2 당량) 및 알릴클로로포르메이트 (45 ㎕, 1.25 당량)와 반응시켜 실리카겔 크로마토그라피한 후에 7-O-알릴옥시카보닐-바카틴 III 120 ㎎ (65%)을 수득하였다.

i. 7-O-비닐옥시카보닐-바카틴 III (17)

일반적 공정을 사용하여 바카틴 III (0.116 g, 0.198 mmol)를 DMF 2 ㎖ 중의 LiHMDS (0.2 ㎖, 1 당량) 및 비닐클로로포르메이트 (25 ㎕, 1.5 당량)와 반응시켜 실리카겔 크로마토그라피한 후에 7-O-비닐옥시카보닐-바카틴 III 79 ㎎ (61%)을 수득하였다.

실시예 2

7-아세틸-바카틴 III 유도체 화합물에 옥사졸린을 커플링시키는 일반적 공정

7-O-아세틸-바카틴 III 화합물을 무수 톨루엔에 가한다. DCC, DMAP 및 옥사졸린 카르복실산 5를 가하고, HPLC가 출발물질이 잔존하지 않음을 증명할 때 까지 반응혼합물을 실온에서 교반한다. 반응용액을 AcOH로 켄칭하고, EtOAc로 희석한 다음 여과하여 DCU를 제거한다. 유기용액을 10% KH₂PO₄, 10% NaHCO₃및 물로 세척하고 농축시킨 다음, 결정화 또는 실리카겔 크로마토그라피에 의해 목적생성물을 분리한다.

a. 7-O-TROC-13-O-옥사졸리노일바카틴 III (18)

일반적 공정에 따라, 7-O-TROC-바카틴 III 6 (80 ㎎, 0.105 mmol)을 톨루엔 (2 ㎖) 중의 옥사졸린 카르복실산 5 (34 ㎎, 0.126 mmol), DMAP (15 ㎎, 0.126 mmol) 및 DCC (26 ㎎, 0.126 mmol)와 결합시켜, 크로마토그라피 (헥산/EtOAc 5:2) 후에 7-O-TROC-13-O-옥사졸리노일바카틴 III (82 ㎎, 77%)를 수득하였다.

b. 7-O-CBZ-13-O-옥사졸리노일바카틴 III (19)

일반적 공정에 따라, 7-O-CBZ-바카틴 III 10 (262.2 ㎎, 0.36 mmol)을 톨루엔 (5 ㎖) 중의 옥사졸린 카르복실산 5 (117 ㎎, 0.44 mmol), DMAP (47.2 ㎎, 0.39 mmol) 및 DCC (113 ㎎, 0.55 mmol)와 결합시켜, 크로마토그라피 (헥산/EtOAc 65:35) 후에 7-O-CBZ-13-O-옥사졸리노일바카틴 III (295 ㎎, 83.6%)를 수득하였다.

c. 7-O-BOC-13-O-옥사졸리노일바카틴 III (20)

일반적 공정에 따라, 7-O-BOC-바카틴 III 11 (0.5 g, 0.73 mmol)을 톨루엔 (5.1 ㎖) 중의 옥사졸린 카르복실산 5 (234 ㎎, 0.88 mmol), DMAP (94.3 ㎎, 0.77 mmol) 및 DCC (190.7 ㎎, 0.93 mmol)와 결합시켜, 이소프로필알콜로부터 결정화시킨 후에 7-O-BOC-13-O-옥사졸리노일바카틴 III (641 ㎎, 94%)를 수득하였다.

실시예 3

7-O-보호된 파클리탁셀 전구체로부터 파클리탁셀의 합성

a. 7-O-CBZ-13-O-옥사졸리노일바카틴 III (19)으로부터 파클리탁셀 합성 - 제 1 방법

7-O-CBZ-13-O-옥사졸리노일바카틴 III 19 (100 ㎎, 0.1 mmol)를 TFA (50 ㎕), AcOH (1.05 ㎖) 및 물 (0.268 ㎖)의 용액에 용해시켰다. 이 혼합물을 출발물질이 검출되지 않을 때 까지 실온에서 5시간 동안 교반하였다. 용액을 물 (0.21 ㎖) 중의 NaOAc (59 ㎎)로 켄칭하고 3분 동안 교반하였다. CH₂Cl₂(10 ㎖) 및 물 (3 ㎖)을 가하고 3분 동안 교반을 계속하였다. 상을 분리시키고, 수층을 CH₂Cl₂(5 ㎖)로 추출하였다. 유기층을 합하여 물 (2×5 ㎖)로 세척하고, 1.5 ㎖로 농축시킨 다음 TEA (193 ㎕)로 처리하였다. 실온에서 한시간 후에, 반응혼합물을 물 (1.444 ㎖) 중의 진한 H₂SO₄(0.162 ㎖)로 켄칭하고, CH₂Cl₂(10 ㎖)로 추출하였다. 유기상을 물 (2×5 ㎖)로 세척하고 Na₂SO₄로 건조시킨 다음 증발시켜 순수한 7-O-CBZ-파클리탁셀 22 (102.3 ㎎, 100%)를 수득하였다. 그후, 이 화합물 (65 ㎎, 0.08 mmol)을 5시간 동안 TFA (38.1 ㎕, 0.5 mmol), AcOH (0.8 ㎖) 및 물 (0.203 ㎖)을 사용하고, 이어서 1시간 동안 TEA (146.2 ㎕)를 사용하여 가수분해시켜 순수한 파클리탁셀 (66.1 ㎎)을 99.5% 수율로 수득함으로써 7-O-CBZ-파클리탁셀을 파클리탁셀로 전환시킨다.

b. 7-O-CBZ-13-O-옥사졸리노일바카틴 III (19)으로부터 파클리탁셀 합성 - 대체방법

EtOH (20 ㎖) 중의 7-O-CBZ-13-O-옥사졸리노일바카틴 III 19 (120 ㎎, 0.12 mmol)를 10% Pd/C (20 ㎎) 및 H₂(30 psi)로 수소화시켜 13-O-옥사졸리노일-바카틴 III (99.6 ㎎)를 96.3%의 수율로 수득하였다. 이 화합물 (65 ㎎, 0.08 mmol)의 가수분해반응을 5시간 동안 TFA (38.1 ㎕, 0.5 mmol), AcOH (0.8 ㎖) 및 물 (0.203 ㎖)를 사용하고, 이어서 1시간 동안 TEA (146.2 ㎕)를 사용하여 수행함으로써 순수한 파클리탁셀 (66.1 ㎎)을 99.5% 수율로 수득하였다.

c. 7-O-BOC-13-O-옥사졸리노일바카틴 III (20)으로부터 파클리탁셀 합성 - 제 1 방법

AcOH (2.36 ㎖) 중의 7-O-BOC-13-O-옥사졸리노일바카틴 III 20 (100 ㎎, 0.11 mmol) 및 물 (0.3 ㎖)의 용액을 75℃에서 교반하였다. 20시간 후에 반응혼합물을 메틸렌클로라이드 (15 ㎖)로 희석하고 물 (3×5 ㎖)로 세척하였다. 유기상을 농축시키고 헥산-EtOAc (3:7)를 사용하여 실리카겔 상에서 정제하여 파클리탁셀 (63 ㎎)을 69.1% 수율로 수득하였다.

d. 7-O-BOC-13-옥사졸리노일바카틴 III (20)으로부터 파클리탁셀 합성 - 제 2 방법

CH₂Cl₂(18 ㎖) 및 물 (2.7 ㎖) 중의 7-O-BOC-13-옥사졸리노일바카틴 III (900 ㎎, 0.96 mmol)의 이상 혼합물에 실온에서 트리플루오로아세트산 (0.472 ㎖, 6.13 mmol)을 가하고 19시간 동안 교반하였다. HPLC에 의해 출발물질이 검출되지 않으면, 반응용액을 NaOAc 수용액으로 켄칭하고 상을 분리시켰다. 메틸렌클로라이드상은 2'-OBz-7-BOC-파클리탁셀을 함유하였으며, TEA (1.8 ㎖, 12.9 mmol)로 처리하였다. 실온에서 23시간 후에, 반응혼합물을 15℃에서 묽은 H₂SO₄로 켄칭하였다. 분리하여 수득한 유기상을 물 (2×10 ㎖)로 세척하고 포움상 고체가 되도록 증발시키고, 이것을 IPA-헥산으로부터 결정화시켜 7-O-BOC-파클리탁셀 (782 ㎎)을 85.2% 수율로 수득하였다. 플라스크 내의 7-O-BOC-파클리탁셀 (500 ㎎, 0.52 mmol)에 7℃에서 냉포름산 (99%, 5 ㎖, 10℃)을 가하고, 생성된 용액을 7-10℃에서 45분 동안 교반하였다. 반응혼합물을 메틸렌클로라이드 (40 ㎖)로 희석하고 물 (4×10 ㎖)로 세척하였다. 유기상을 증발시켜 포움상 고체를 생성시키고, 이것을 IPA로부터 결정화시켜 파클리탁셀 (284.7 ㎎)을 63.3% 수율로 수득하였다.

e. 7-O-BOC-13-O-옥사졸리노일바카틴 III (20)으로부터 파클리탁셀 합성 - 제 3 방법

7-O-BOC-13-O-옥사졸리노일바카틴 III 20 (450 ㎎, 0.54 mmol)을 실온에서 7시간 동안 TFA (0.273, 3.54 mmol), AcOH (5.71 ㎖) 및 물 (1.048 ㎖)로 처리하고, 이어서 TEA (1.01 ㎖, 7.25 mmol)로 0.5시간 동안 처리하여 IPA로부터 결정화시킨 후에, 파클리탁셀 (310 ㎎)을 64.7% 수율로 수득하였다.

실시예 4

7-O-아실-바카틴 화합물에 BMOP 측쇄를 커플링시키는 일반적 공정

-55℃에서 THF 중의 7-O-아실-바카틴 III의 용액을 LiHMDS (THF 중의 1 M)로 처리한다. THF 중의 BMOP의 용액을 가하고, 반응용액을 0℃에서 3시간 동안 교반한다. 물을 가하여 반응용액을 켄칭하고, 혼합물을 EtOAc에 붓는다. 유기층을 물 및 염수로 세척하고 Na₂SO₄상에서 건조시키고 농축시킨다. 수득한 생성물을 AcOH로 재용해시키고 TFA로 처리한다. 반응용액을 수성 NaOAc로 켄칭하고 CH₂Cl₂로 희석하여 물, 10% NaHCO₃및 염수로 세척한다. 그후, 유기층을 Na₂SO₄상에서 건조시키고 실리카겔 크로마토그라피에 의해 정제하여 7-O-보호된 파클리탁셀을 수득한다.

a. 7-O-TROC-파클리탁셀 (21)

일반적 공정에 따라, THF 4.6 ㎖ 중의 7-O-TROC-바카틴 III 6 (158.4 ㎎, 0.21 mmol)을 BMOP 24 (137 ㎎, 0.40 mmol) 및 LiHMDS (0.25 ㎖, 0.25 mmol)와 반응시켜 7-O-TROC-바카틴 III 139.5 ㎎ (79%)을 수득하였다.

b. 7-O-TROC-파클리탁셀 (21)로부터 파클리탁셀

7-O-TROC-파클리탁셀 21 (130 ㎎, 0.13 mmol)을 60℃에서 2.5시간 동안 AcOH-MeOH (1:1, 5 ㎖) 중의 Zn 분말 (150 ㎎, 2.29 mmol)과 반응시켰다. 반응혼합물을 냉각시키고 여과한 다음, 유기용매를 증발시켰다. 생성된 잔류물을 칼럼크로마토그라피에 의해 정제하여 파클리탁셀 (88.3 ㎎)을 81.9% 수율로 수득하였다.

c. 7-O-CBZ-파클리탁셀 (22)

일반적 공정에 따라, THF 2 ㎖ 중의 7-O-CBZ-바카틴 III 10 (156.5 ㎎, 0.22 mmol)을 BMOP 24 (94.7 ㎎, 0.28 mmol) 및 LiHMDS (0.24 ㎖, 0.24 mmol)와 반응시켜 7-O-CBZ-파클리탁셀 139.5 ㎎ (61%)을 수득하였다.

d. 7-O-CBZ-파클리탁셀 (22)로부터 파클리탁셀

7-O-CBZ-파클리탁셀 22 (115 ㎎, 0.12 mmol)를 3시간 동안 무수에탄올 20 ㎖ 중의 10% Pd/C 20 ㎎ 및 30 psi H₂를 사용하여 수소화시켰다. 반응혼합물을 CH₂Cl₂10 ㎖로 세척하였다. 여액을 합하여 농축시키고 크로마토그라피시켜 파클리탁셀 73.4 ㎎ (78.1%)을 수득하였다.

e. 7-O-BOC-바카틴 III (11)으로부터 7-O-BOC-파클리탁셀 (23)을 거쳐서 직접 파클리탁셀의 제조

일반적 공정에 따라, THF 2.5 ㎖ 중의 7-O-BOC-바카틴 III 11 (125 ㎎, 0.18 mmol)을 BMOP 24 (125 ㎎, 0.37 mmol) 및 LiHMDS (0.22 ㎖, 0.22 mmol)와 반응시켜 조 7-O-BOC-파클리탁셀을 생성시키고, 이것을 분리하지 않고 AcOH (1.25 ㎖) 중의 TFA (60 ㎕, 0.789 mmol) 및 물 (0.316 ㎖)과 51시간 동안 더 반응시켜 파클리탁셀 57.4 ㎎ (55.2%)을 수득하였다.

Claims

하기 화학식 I의 구조 및 넘버링을 갖는 중간체 화합물의 C-13에 파클리탁셀 측쇄를 커플링시키고, 후속적으로 C-7에서 탈보호시켜 P₁을 H로 치환시키는 단계를 포함하는, 화학식 I의 중간체 화합물로부터 파클리탁셀을 제조하는 방법.

〈화학식 I〉

식 중, P₁은 보호기이다.
제1항에 있어서, 상기 화학식 I의 중간체 화합물이 7-O-보호된 바카틴 III인 방법.
제1항에 있어서, C-13에 파클리탁셀 측쇄를 커플링시키는 단계에 추가로 강염기를 사용하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 보호기가 CBZ-Cl, CBZ₂O, CBZ-벤즈트리아졸, BOC-Cl 또는 BOC₂O, TROC-Cl, 디에틸클로로포스페이트, 이소부틸클로로포르메이트, 아세틸이미다졸, 아다만틸플루오로포르메이트, 알릴클로로포르메이트 및 비닐클로로포르메이트로 구성된 군에서 선택되는 방법.
제4항에 있어서, 상기 보호기가 CBZ인 방법.
제1항에 있어서, 상기 화학식 I의 중간체 화합물을 C-7에서 탈보호시키는 상기 단계가 산의 존재하에서 수행되는 방법.
제3항에 있어서, 상기 강염기가 LitbuO, LiHMDS, KHMDS 및 NaHMDS로 구성된 군에서 선택되는 방법.
제7항에 있어서, 상기 강염기가 LitbuO인 방법.
바카틴 III을 화학식 R-CONR'₂의 용매 중에서 화학식(식 중, R은 알킬, 아릴, R'O- 또는 R'₂N-, RS이며, X는 할로겐, 이미다조일, 벤즈트리아졸, N-(벤질옥시카르복실옥시) 숙신이미드, OR' 또는 -OOCOR임)의 친전자성 보호기 및 강염기를 사용하여 양호한 수율 및 고품질로 7-O-아실-보호된 바카틴 III으로 전환시킴으로써 파클리탁셀을 제조하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 용매가 DMF, DMAC, NMPO, DMEU 및 DMPU로 구성된 군에서 선택되는 방법.
제10항에 있어서, 상기 용매가 DMF인 방법.
제9항에 있어서, 상기 강염기가 화학식 R-O^-M⁺(여기서, R은 알킬 또는 아릴이고, M은 리튬, 나트륨 및 칼륨으로 구성된 군에서 선택된 금속임)를 갖는 것인 방법.
제9항에 있어서, 상기 강염기가 DMF 중의 LiHMDS, LitbuO, KHMDS 및 NaHMDS로 구성된 군에서 선택되는 방법.
제13항에 있어서, 상기 강염기가 LitbuO인 방법.
제9항에 있어서, 상기 친전자성 보호기가 CBZ-Cl, CBZ₂O, CBZ-벤즈트리아졸, BOC-Cl 또는 BOC₂O, TROC-Cl, 디에틸클로로포스페이트, 이소부틸클로로포르메이트, 아세틸이미다졸, 아다만틸플루오로포르메이트, 알릴클로로포르메이트 및 비닐클로로포르메이트로 구성된 군에서 선택되는 방법.
a. 하기 화학식의 바카틴 III의 용액을 용매 중의 강염기로 처리하고;

b. 이 용액에 친전자체를 가하여 하기 화학식의 7-O-보호된 바카틴 III 유도체를 형성시키고;

c. 7-O-보호된 바카틴 III 유도체를 용매중에서 보호된 파클리탁셀 측쇄와 반응시켜 상기 측쇄를 7-O-보호된 바카틴 III 유도체의 C-13 위치에 커플링시키고;

d. 상기 보호된 파클리탁셀 측쇄를 탈보호시키고, 상기 7-O-보호기를 제거하여 파클리탁셀을 형성시키는 단계

를 포함하는, 하기 화학식의 파클리탁셀을 합성하는 방법.
제16항에 있어서, 상기 용매가 DMF인 방법.
제16항에 있어서, 상기 강염기가 LitbuO, LiHMDS, KHMDS 및 NaHMDS로 구성된 군에서 선택되는 방법.
제16항에 있어서, 상기 친전자체가 CBZ-Cl, CBZ₂O, CBZ-벤즈트리아졸, BOC-Cl 또는 BOC₂O, 디에틸클로로포스페이트, 이소부틸클로로포르메이트, 아세틸이미다졸, 아다만틸플루오로포르메이트, 알릴클로로포르메이트 및 비닐클로로포르메이트로 구성된 군에서 선택되는 방법.
제16항에 있어서, 상기 보호된 파클리탁셀 측쇄를 탈수화제를 사용하여 상기 7-O-보호된 바카틴 III 유도체의 C-13 하이드록실에 부착시키는 방법.
제20항에 있어서, 상기 탈수화제가 DCC인 방법.
제20항에 있어서, 상기 탈수화제가 DCC 및 DMAP를 함유하는 톨루엔인 방법.
제16항에 있어서, 상기 보호된 파클리탁셀 측쇄를 강염기를 사용하여 상기 7-O-보호된 바카틴 III 유도체의 C-13 하이드록실에 부착시키는 방법.
제23항에 있어서, 상기 강염기가 LitbuO 또는 부틸리튬인 방법.
제16항에 있어서, 상기 보호된 측쇄를 탈보호시키고, 상기 7-O-보호된 바카틴 III 유도체로부터 상기 7-O-보호기를 제거하는 단계가 산가수분해에 의해 수행되는 방법.
제16항에 있어서, 상기 파클리탁셀 측쇄가 β-페닐이소세린 측쇄인 방법.
하기 화학식의 파클리탁셀 유도체.

식 중,

R은 알킬 또는 아릴이고;

X는 할로겐, 실릴, 알콕시, 티오 또는 아미노이며;

n은 1 내지 3의 정수이다.