KR20030063360A - 에이피/에이엠피 유도 전구약물 형태 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하기구조에 따른 화합물, 하기 구조의 화합물의 유효용량을 포함하는 약제학적 조성물, 하기 구조의 화합물의 유효용량을 상기 환자에게 투여하는 것을 포함하는 치료방법, 그리고 하기한 구조의 약물의 유효용량을 복합적으로 투여하는 것을 포함하는 치료방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 화합물 및 특히 본 발명에 따른 바람직한 조성물은 암을 포함하는 신생물의 치료에 극히 유효하다, 또한 본 발명은, 치료를 요하는 환자에게 본 발명 화합물의 유효용량을 임의적으로 약제학적으로 용인되는 부가제, 담체 또는 첨가물과 조합하여 투여하는 것을 포함하는, 암을 포함하는 신생물의 치료에 관한 것이다.
Description
리보뉴클레오타이드 환원효소(Ribonucleotide Reductase, 이하 "RR"이라 함)에 의한 리보뉴클레오타이드에서 데옥시리보뉴클레오타이드로의 환원적 전환은 DNA 생합성에 이르는 과정에 있어서 매우 중요한, 속도-결정 단계이다. (Cory, J.G. In "Inhibitors of Ribonucleotide Diphosphate 환원효소 Activity",International Encyclopedia of Pharmacology and Therapeutics, Cory, J.G.; Cory,A.H,Eds.;Pergamon Press : New York,(1989); Section l28,pp l-16). 포유류의 세포 내에 존재하는 데옥시리보뉴클레오타이드의 양은 극히 낮으므로, 종양의증식율과 리보뉴클레오타이드 환원효소의 비활성(specific activity) 사이에는 우수한 상관관계가 존재한다. (Elford, et al.,J.Biol.Chem.(1970), 245, 5228). 포유류의 리보뉴클레오타이드환원효소는 R1과 R2로 불리는 서로 다른 2개의 단백질로 구성되어 있다. R1은 리보뉴클레오타이드 기질과 결합하며, R2는 비햄철(Non-Heme Iron) 및 프리 티로실 래디컬(free tyrosyl radical)을 함유하고 있다. (Reichard, P.; Ehrenberg, A.Science,(1983), 221, 514). Rl 및 R2는 모두 효소의 활성에 기여한다.
현재, RR 억제제는 2가지로 넓게 분류된다. 첫 번째 부류는, 효소의 R1소단위(subunit)에 결합하는 것과 관련된 작용 메커니즘을 가지는 뉴클레오시드 아날로그(nucleoside analogs)를 포함한다. ; 이들 중 몇 가지는 임상적으로 개발중이다. 이들 중에서, 2',2'- 디 플루오르-2'-데옥시 사이티딘 (젬시타빈, 상품명: Genizar, Eli Lilly)이 최근에 FDA로부터 췌장암 치료제로서 승인을 받았으며(Baker, et al.,J. Med. Chem.(1 991), 34, 1879), 2'-플루오르 메틸렌-2'-데옥시 사이티딘은 여러 가지 종양의 치료제로서 임상실험에 의한 평가 중이다.(McCarthy, J.R. and Sunkara, P.S. InDesign, Synthesis, and Antitumor Activity of An Inhibitor of Ribonucleotide Reductase,Weiner, D.B. ; Williams, W.V. Eds.; CRC Press : Boca Raton, (1994), 68 1364). RR 억제제의 두번째 부류에는, R2소단위의 자유기(free radical)를 파괴함으로서 작용하는 N-하이드록시우레아(Reichard & Ehrenberg,Science,(1983), 221, 514 및 Wright, et al.,Cell Biol.(1990). 68 1364) 및 HCTs [N-헤테로 사이클릭 카르복사알데히드 치오세미카바존]가 포함된다. HCTs는 생체 외 실험(in vitro)에서 N-하이드록시 우레아보다 80-5000배 강력하며, 리보뉴클레오타이드 환원효소 중에서 가장 강력한 억제제로 입증된바 있다. (Liu, et al.,J. Med. Chem.(1992), 35,3672 및J. Med. Chem.(1995). 38, 4234 참조).
또한, HCTs 는 R2소단위에 있는 철에 대한 높은 결합 친화성에 의하여 효소억제 효과를 발휘하는 것으로 널리 인식되고 있다. 왜냐하면, 철은 리보뉴클레오타이드 환원효소의 활성부위 (active site)에 있어서 필수 요소이기 때문이다. 수년 전 이러한 종류의 선도 화합물에 대한 단계 I의 임상평가에서, 5-HP( DeConti, et al.,Cancer Res.(1972), 32, 1455 and Moore, et al.,Cancer Res.(1971), 31, 235)는 동물 실험에서는 우수한 활성을 나타내는 반면, 충실성 종양 환자에 있어서는, 아마도 인체 내에서의 빠른 대사에 의하여 비활성을 나타내는 것으로 입증되었다. 입체장애(steric hindrance)의 도입 및 하이드록시 그룹을 아미노 반족(moiety)으로 치환함에 의한 5-HP의 변형으로 인하여 3-아미노기를 함유하는 화합물류가 생겼다. (예를 들면, 1A (3-AP) 및 1B (3-AMP) (아래 참조)). 이들 물질 중에서, 3-AP 는 우수한 항 종양활성(Liu, et al.,J. Med. Chem.(1992),35,3672) 및 현저하게 감소된 청소율(clearance rates)을 갖는다. 이것은 현재 단계 I의 임상시험중이다. 일단 약물이 어떠한 약물관련 독성도 나타내지 않으면서 약물동력학적 종료시점에 다다른 다음, 단회 투여(single dose) 임상시험이 중지되었다. 연장 투여 계획에 따른 부가적인 단계 I의 연구들(매일 5회 그리고 96시간 지속적 주입)은 진행중이다.
1AR=수소3 - AP (트리아핀TM)
1BR = 메틸 3 - AMP
3 -AP의 생체 내 활성에도 불구하고, 이 화합물의 치료제로서의 잠재력은 낮은 수용성에 의하여 제한될 수 있다. 그러므로, 이 화합물의 수용성 및 치료지수(therapeutic index)를 개선하기 위하여, 두 가지의 인-함유 수용성 전구약물2(파라 3-AP 전구약물) 및3(오르토 3-AP 전구약물)이 개발되었다. 인-함유 전구약물들은 중성pH에서 우수한 수용성을 가지게 하고 생체이용율을 증가시키기 위하여 제안되었다.
3-AP 전구약물들에 대한 예비적인 생체 외 실험에 의한 평가는, 이들이 알카리성 인산효소(Alkaline phosphatase)에 의해 빠르게 3-AP로 전환된다는 것을 보여준다. 이와는 대조적으로 비글종 개를 이용한 생체 내(in vivo)에서의 약물 동력학적 연구들은, 오르토 포스페이트-함유 전구약물3으로부터는 14.2시간의 반감기로 3-AP가 유리되는 반면 파라-전구약물2는 1.5시간의 반감기를 갖는다는 것을 보여준다. 전구약물2및3은 또한 3-AP 및 사이톡산에 대하여 M-109 충실성 종양이 있는 쥐를 이용한 생체 내 실험에서 평가되었다. 이 실험 결과 오르토 전구약물3은 파라 3 -AP보다 효능이 우수하고 독성도 감소되었으며, 사이톡산에 비할만한 활성을 가진다는 것을 보여준다. 3 -AP 전구약물들을 생물학적 및 약제학적 측면에서 더 개선하고자하는 목적 및 치료적인 효용성을 극대화하기 위하여 일련의 오르토 포스페이트-함유 전구약물들이 디자인되었다.
2파라 3-AP 전구약물3오르토 3-AP 전구약물
본 발명은 하기 구조에 따른 화합물에 관한 것이다.
상기 구조에서,
R은 수소 또는 메틸 ;
R2는 자유산 또는 염인 인산;
R3는 수소, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 메톡시, 트리 플루오르 메톡시, 트리 플루오르 메틸 또는 Cl-C3알킬 그룹 ;
R4는 수소, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 메톡시, 트리 플루오르 메톡시, 트리 플루오르메틸, 니트로, 사이아노, S02CF3, COOCH3, SF5, S02CH3, COCH3, 아미노, 디메틸아미노, SCH3, 하이드록시 ; 그리고
R5와 R6는 각각 독립적으로 수소, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 메톡시, 트리 플루오르메톡시 또는 트리플루오르메틸, 니트로, 사이아노, S02CF3, COOCH3, SF5, S02CH3, COCH3, 아미노, 디메틸아미노, SCH3또는 하이드록시이다.
상기에서 R3, R4, R5또는 R6중에서 어느 둘은 수소가 아닌 경우 R3, R4, R5또는 R6중에서 다른 둘은 수소인 것을 조건으로 한다.
본 발명에 따른 화합물의 특히 바람직한 실시예에 의하면, R3, R5및 R6가 수소인 경우, R4는 염소, 불소 또는 브롬 (바람직하게는, 염소)이다. 본 발명에 따른 다른 바람직한 실시예에 의하면, R3v, R4및 R6이 수소인 경우, R5는 불소, 염소, 메톡시 또는 트리 플루오르 메톡시 (바람직하게는 불소)이다. 본 발명에 따른 또 다른 바람직한 실시예에 의하면, R3, R4, R5또는 R6중에서 둘이 불소, 염소, 브롬 또는 요오드에서 선택된 경우(바람직하게는, 두 치환기 모두 같으며 더욱 바람직하게는, 두 치환기 모두 염소이다.), R3, R4, R5또는 R6중에서 다른 둘은 수소이다. 본 발명에 따른 다른 바람직한 실시예에 의하면, R4및 R5또는 R5및 R6는 모두 불소 또는 염소(바람직하게는, 모두 염소)인 경우, R3및 R6또는 R3및 R4는 둘 다 수소이다.
본 발명에 따른 화합물 및 특히 본 발명에 따른 바람직한 조성물은, 상기한 바와 같이, 암을 포함하는 신생물의 치료에 극히 유효하며, 최소한 한가지 또는 그 이상의 현저하게 증진된 항-신생물활성, 독성이 감소되어 증진된 더 높은 최고내약용량(maximum tolerated doses : MTD) 그리고 파라 또는 오르토 3-AP 전구약물2및3에 비하여 유리한 약물 동태와 일치하는 연장된 반감기 등을 나타낸다. 이것은 예측치 못한 결과를 분명히 나타내는 것들이다. 그러므로, 본 발명에 따른 바람직한 화합물은 암을 포함하는 신생물에 대항하여 더 우수한 효과를 얻기 위하여 고용량으로 사용될 수 있으며, 혈류에서의 증진된 반감기를 가지며 독성은 감소되었다.
생물학적 활성을 가지는 다른 화합물들은 물론 본 발명의 화합물의 생물학적 활성을 측정하는 표준들 뿐 아니라 생물학적 활성을 나타내는 화합물 합성의 중간물질들과 같이, 본 발명에 따른 화합물은 많은 다른 병적 상태 및/또는 질병 상태는 물론, 예를 들어 암을 포함하는 신생물을 치료하기 위한 생물학적/약물학적 활성을 가지는 약제학적 조성물에 사용될 수 있다. 어떤 용도에서는, 본 발명의 화합물은 미생물 감염, 특히 바이러스 감염을 포함하는 감염증의 치료에 사용될 수 있다. 이들 조성물은 한가지 또는 그 이상의 본 명세서에서 발표하는 화합물의 유효용량을 포함하며, 임의적으로 약제학적으로 용인되는 부가제, 담체 또는 첨가물과 조합된다.
본 발명의 다른 측면은, 치료를 요하는 환자에게 본 명세서에 설명된 화합물의 유효용량을 임의적으로 약제학적으로 용인되는 부가제, 담체 또는 첨가물과 조합하여 투여하는 것을 포함하는, 암을 포함하는 신생물의 치료에 관한 것이다. 본 발명은 또한 악성 종양 또는 암을 포함하는 신생물의 성장을 억제하는 방법에 관한 것으로서, 하나 이상의 본 발명의 화합물의 억제성 또는 치료적 유효용량 또는 농도에 신생물을 노출시키는 것을 포함한다. 이 방법은 암을 포함하는 신생물의 치료에 치료학적으로 사용될 수 있으며, 또는 환자의 암의 본 발명에 따른 한가지 또는 그 이상의 화합물에 대한 감수성을 측정함은 물론, 관련 아날로그의 활성을 측정하기 위한 분석과 같은 비교 시험에도 사용될 수 있다. 다른 암들 중에 특히 폐암, 유방암 및 전립선암을 포함하는 암들을 포함하는 신생물의 치료가 첫 번째 용도이다.
도 1은 본 발명에 따른 일정한 화학물질의 실시예
도 2 내지 3은 본 발명에 따른 화합물 합성의 화학적 도식
도 4 내지 15는 본 발명의 일정한 바람직한 실시예에 따른, 본 명세서에 제시된 효능, 약물동력학, 생체 이용율, 약물복합치료 및 독성과 관련된 실험 결과
를 도시한 것이다.
발명의 한 측면에서, 본 발명의 목적은 환자들에 있어서 암을 포함하는 신생물을 치료하기 위한 화합물, 약제학적 조성물 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
발명의 다른 측면에서, 본 발명의 목적은 유리하고 강화된 활성, 약물 동력학, 생체 이용율 및 감소된 독성의 특성을 나타내는 조성물을 이용한 신생물을 치료하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
발명의 또 다른 목적은 전통적인 화학요법제로의 치료에 대하여 저항성을 갖는 암을 치료하기 위한 조성물 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 하나 또는 그 이상의 목적 및/또는 또 다른 발명의 목적은 하기한 발명의 상세한 설명으로부터 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
하기의 용어들은 본 발명을 설명하기 위하여 명세서 전체에서 사용되는 용어들이다.
"환자"라는 용어는 예방적 치료(prophylactic treatment)를 포함하여 본 발명에 의하여 제공되는 조성물에 의해 치료되는 포유류, 바람직하게는 인간을 포함하는 동물을 기술하기 위하여 명세서 전체에서 사용된다. 인간 환자와 같이 특정의 동물에 대한 특이성을 가지는 감염증, 병적 상태 또는 질병의 상태를 치료하는 경우에는, 환자라는 용어는 그 특정 동물을 지칭한다.
"유효용량(effective amount)"이라는 용어는 질병 및 치료상태에 따라, 관해(remission), 암 또는 종양의 크기 또는 성장의 감소, 유리한 생리학적 결과, 세균의 성장 또는 동화작용(elaboration)의 감소, 또는 이와 유사한 질병 또는 치료 상태에 있어서의 유리한 변화를 일으키기 위하여 사용되는 본 발명에 따른 화합물의 농도 또는 용량을 기술하기 위하여 명세서 전체에서 사용된다.
"알킬"이라는 용어는 하나 내지 3개의 탄소단을 포함하는 탄화수소기를 기술하기 위하여 명세서 전체에서 사용된다. 본 발명에서 사용되는 알킬그룹은 메틸, 에틸, 프로필 및 이소프로필과 같은 선상 또는 가지상 사슬 그룹을 포함한다.
"염"이라는 용어는 본 발명에 따른 화합물의 용도와 일치하는 어떠한 염도 의미할 수 있다. 그 화합물이 암을 포함하는 신생물의 치료를 포함하는 약제학적 적응증에 사용되는 경우에는, "염"은 그 화합물의 약제학적 제제로서의 용도와 일치하는 약제학적으로 용인될 수 있는 염을 의미할 수 있다.
"신생물"이라는 용어는 종양의 형성 및 성장에 이르는 병리학적 돌기, 즉 정상 조직에서 보다 빠른 세포증식에 의하여 성장하며, 새로운 성장, 즉 종양(new growth)을 개시하는 자극이 중지된 후에도 계속 성장하는 비정상적 조직을 기술하기 위하여 사용된다. 신생물은 정상조직과의 구조적인 조합 및 기능적인 조화에 있어서 부분적이거나 완전한 결손을 보여준다. 그리고 대부분 양성(양성 종양) 또는 악성(암종)의 독특한 조직 덩어리를 형성한다. "암" 이라는 용어는 일반적으로, 대부분 주변 조직을 침범하며 몇몇 부위로 전이될 수 있으며 제거 후에도 재발하기 쉽고 만일 적절히 치료되지 않으면 환자를 죽음에 이르게 할 수 있는 모든 종류의 다양한 악성 종양들을 기술하기 위해서 사용된다. 여기에서 사용된 바와 같이, 암이라는 용어는 신생물이라는 용어 하에 포함된다.
본 발명에 따른 바람직한 치료적 관점은 동물 또는 인간 환자에 있어서의 양성 및 악성 종양 및 암을 포함하는, 그리고 바람직한 실시예에 의하면 다발성 약제 내성 유방암과 같이 약제 내성을 개발한 암을 포함하는 신생물의 치료 방법과 관련이 있으며, 상기 방법은 치료되는 동물 또는 인간 환자에서 신생물의 성장 또는 전파를 억제하거나 또는 실질적으로 축소시키기 위하여 본 발명에 따른 한가지 또는 그 이상의 화합물의 치료상의 유효용량 또는 농도를 투여하는 것을 포함하고 있다.
본 발명에 따른 조성물을 사용하여 치료되는 암은, 예를 들면, 여러 암 가운데서 위암, 결장암, 직장암, 간암, 췌장암, 폐암, 유방암, 자궁경부암, 자궁체부암, 난소암, 전립선암, 고환암, 방광암, 신장암, 뇌/중추신경계암, 두경부암, 인후암, 호지킨씨병, 비호지킨씨 백혈병, 다발성 골수백혈병, 피부흑색종, 급성림프성백혈병, 급성골수성백혈성, 유잉육종, 소세포성 폐암, 융모막암, 횡문근 육종, 윌름스 종양, 신경아세포종, 발상세포 백혈병, 입/인두, 식도, 후두, 흑색종, 신장 또는 림프종을 포함한다. 본 발명에 따른 화합물은 특히 폐암, 유방암 또는 전립선암의 치료에 유효하다.
본 발명의 방법에서, 일정한 바람직한 실시예에 의하면, 암을 포함하는 신생물의 치료를 위하여 하나 이상의 부가적인 항종양제를 함께 투여하는 것이 유리하다는 것이 발견되었다. 본 발명에 따른 이러한 관점에서, 본 발명에 따른 한 가지 또는 그 이상의 화합물의 유효용량을, 예를 들면, 다른 수많은 제제 중에서 아드리아마이신, 토포테칸 및 이리노테칸 같은 토포 I 및 토포 II 제제를 포함하는 사이톡산 (cylophosphamide), 마이토마이신 C, 및 에토포사이드, 다른 알킬화제들 중에서 클로람부실 및 멜팔란을 포함하는 젬시타빈, 캄포테신 및 시스-플라틴에 기초하는 제제들과 같은 하나 이상의 부가적인 항-종양 /항암제의 유효용량과 함께 투여하는 것이 효과적이다. DNA 복구를 방지하거나 감소시키는 메커니즘으로서 작용하는 (R3, R4, R5및 R6이 수소인 화합물은 물론) 본 발명 화합물이, DNA를 손상시킴으로서 작용하는 화합물과 상승적으로 작용할 것이라는 사실은 예상치 못하게 발견되었다. 그러므로, 본 발명 화합물은 특히 알킬화제 및 백금화제(platinating agents)를 포함하는, DNA를 손상시킴으로서 작용하는 어떠한 화합물과도 유리하게 복합될 수 있다. '복합 투여(coadminister)'란 동시에 투여되는 경우를 포함하며, 화합물이 실제로 언제 투여되었는가에 무관하게 본 발명 화합물이 환자에게 투여되어 본 발명 화합물은 물론 복합-투여되는 화합물 또한 환자의 혈류 내에서 동시에 발견될 수 있는 것을 의미한다. 많은 사례에서, 본 발명 화합물을 전통적인 항암제와 복합-투여하는 것은 예상치 못한 상승적인 (즉, 부가적 이상의) 결과를 나타낸다.
임의적으로 약제학적으로 용인되는 부가제, 담체 또는 첨가물과 결합된, 본 발명의 신규한 화학적 화합물들에 기초한 약제학적 조성물은 상기한 화합물의 암을포함하는 신생물과 같은 병적 상태 또는 질병의 치료를 위한 치료상의 유효용량을 포함한다.
약제학적 투약형태의 일정한 화합물들은 자체로도 질병 또는 상태의 예방약으로서 사용될 수 있다.
본 발명 화합물들 또는 그 유도체들은 약제학적으로 용인되는 염의 형태로 제공될 수 있다. 여기서 사용된 바와 같이, 약제학적으로 용인되는 염 또는 복합체라는 용어는, 모 화합물에서 요구되는 생물학적 활성을 유지하며 정상 세포에는 제한된 독성을 나타내는 본 발명에 따른 활성을 가진 화합물의 적절한 염 또는 복합체를 지칭한다. 이러한 제한 없는 염의 예에는, 다른 염들 중에서 인산의 소듐 및 포타슘 염을 포함한다. 활성 화합물의 변형은 활성화종들의 용해도, 생체이용율 및 대사율에 영향을 미칠 수 있으므로, 활성화종들의 약물 전달의 조절을 제공할 수 있다. 또한, 이러한 변형은 화합물의 항암 효과에도 영향을 줄 수 있으며, 모 화합물보다 항암효과가 증가하는 경우도 있다. 이것은 유도체를 제조하고 당업자의 기술 범위 내에서 공지된 방법에 따라 항암효과를 시험함으로써 쉽게 평가될 수 있다.
본 발명의 화합물은 예를 들면, 경구 및 정맥내, 근육내, 복강내, 구강내, 경피내 및 좌제의 형태를 포함하는 비경구 투여의 모든 투여 경로를 위한 제형으로만들어 질 수 있다. 비경구 투여, 특히 정맥내 또는 근육내 투여가 바람직하다.
임의적으로는 약제학적으로 용인되는 부가제, 담체 및/또는 첨가물과 결합된, 이 신규한 화합물에 기초한 약제학적 조성물은 , 신생물, 암 및 여기서 설명된 다른 질병 및 병적 상태를 치료하기 위한 상기화합물의 치료상의 유효용량을 포함한다. 이 분야의 공지 기술에 의하면, 본 발명에 따른 한가지 또는 그이상의 화합물의 치료상의 유효용량은 치료되는 환자(동물 또는 인간)는 물론, 치료될 감염증 또는 상태, 그 중증도, 사용될 치료요법, 사용되는 제제의 약물 동태에 따라 다양하다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 약제학적 관점에서, 본 발명에 따른 화합물은 바람직하게는 약제학적으로 용인되는 담체와의 혼합물로 제제화된다. 일반적으로, 상기 약제학적 조성물은 비경구적 및 특히 정맥내 또는 근육내 투여 제형으로 투여하는 것이 바람직하다. 그러나, 많은 제형들은 예를 들어 피하, 구강, 좌제와 같은 다른 비경구 통로 또는 경구 투여를 포함하는 다른 경로로 투여된다. 정맥용 및 근육용 제형은 바람직하게는 멸균 생리식염수를 사용하여 투여된다. 물론, 이 분야의 공지 기술에 의하여, 본 발명의 조성물을 불안정하게 하거나 또는 그들의 치료적 활성을 손상시키지 않고, 특정한 경로의 투여를 위한 많은 제형들을 제공하기 위하여 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 제형을 변형할 수 있다. 특히, 예를 들면, 물 또는 다른 매체에 대한 용해도를 보다 향상시키기 위한 본 발명 화합물들의 변형은, 이 분야의 공지 기술 범위 내에 있는 (염의 형성 등과 같은)소변형으로도 쉽게 수행될 수 있다. 환자에 대한 최대한의 유익한 효과를 얻기 위해, 본 발명 화합물의 약물동태를 조절하고자 특정 화합물의 투여 경로 및 투약요법을 변형하는 것 또한 당업자의 기술범위 내에 있다.
당업자는, 화합물이 의도하는 효과를 극대화하기 위하여 본 발명 화합물을 숙주 기관 또는 환자 내의 목적 부위에 전달하는 데에 있어서, 적용할 수 있는 한, 본 발명의 전구약물 형태의 유리한 약물동력학 매개변수(Pharmacokinetic parameters)를 취할 것이다.
본 발명에 따른 치료상의 활성 제형에 포함되는 화합물의 양은 감염증 또는 병적 상태를 치료하기 위한 유효용량이다. 가장 바람직한 실시예에서, 본 발명 화합물, 및 특히 R4는 염소 또는 R5는 불소, 염소, 메톡시 또는 트리 플루오르 메톡시이며 벤젠 링에 남은 치환기(인산 및 우레탄 반족이 아닌)는 수소인 화합물이, 신생물, 및 특히 일정한 경우에 있어서 약제 저항성이 있는 암을 포함하는 암의 치료에 바람직하게 사용된다. 비록 다음의 투여 범위에 대한 예외는 본 발명에 의하여 신중하게 고려되나, 일반적으로, 본 발명의 바람직한 화합물의 투약 형태로서의 치료상의 유효용량은, 사용되는 화합물, 치료대상인 병적 상태 또는 감염증 및 투여 경로에 따라, 대개 약 0.025mg/환자kg 보다 조금 낮은 양 내지 약 2.5 g/환자kg범위이며, 바람직하게는 약 2.5 - 5 mg/환자kg 내지 약 100 mg/환자kg 또는 상당량 이상의 범위이며, 더욱 더 바람직하게는 약 20 내지 50mg/환자kg, 보다 바람직하게는 약 25mg/환자kg이다. 상기한 바와 같이 R4는 염소 또는 R5는 불소, 염소, 메톡시 또는 트리 플루오르 메톡시이며 벤젠 링에 남은 치환기(인산 및 우레탄 반족이 아닌)는 수소 인 본 발명에 따른 바람직한 조성물의 경우에 있어서, 상기 화합물이 비 종양성 숙주세포에 대하여 전체적으로 낮은 유독성을 가짐과 동시에 증진된 항암활성을 나타내며 생체이용율 또한 높기 때문에, 이들 화합물은 현저하게 낮은 독성으로 트리아핀(triapine)1A보다 3 내지 10배의 고용량으로 투여될 수 있다. 상기와 같은 복용량에서, 전구약물 형태로부터 전달된 트리아핀의 AUC(area under the curve)는 트리아핀을 비-전구약물 형태로 투여함으로써 얻을 수 있는 것보다 약 5 내지 25배 크다. 본 발명에 따른 화합물은, 그러므로, 예상치 못한 결과를 나타내며 신생물, 특히 암의 치료에 있어서 뛰어난 치료제이다. 상기한 바와 같이 이들 제제를 위하여 선택된 투약 범위(dosage range)는 일반적으로 활성 화합물의 유효 혈중 농도를 생성하는 데에 유효하며, 이것은 약 0.04이하 내지 약 400 micrograms/환자의 혈액cc 또는 그 이상 정도이다. 선원기술인 트리아핀(TriapineTM)에 대하여 molar basis에 기초하여 비교할 때, 본 발명 화합물의 감소된 독성 및 보다 증가된 활성과 함께 더욱 유리한 생체이용율에 관한 특성은, 본 발명 화합물이 암을 포함하는 신생물의 치료를 위한 예측하지 못한 유리한 화합물임을 입증한다.
활성 화합물의 투여는, 다른 경로의 투여방법들 중에서, 일시투여(bolus administration)를 포함하는 계속적(정맥내 점적) 투여, 심지어 하루에 한 번 내지 몇 번 투여보다 더 간헐적인 정맥내 또는 근육내 투여 및 국소적, 비경구적, 근육내, 정맥내, 피하투여, 경피적(투과 증진제를 포함할 수 있다)투여, 구강내 및 좌약식 투여, 일정한 경우 경구 투여를 포함하는 범위에 이른다.
본 발명에 따른 약제학적 조성물을 제조하기 위하여, 본 발명에 따른 한 가지 또는 그 이상의 화합물의 치료상의 유효용량이, 1회 투여 복용량을 만드는 전통적인 약제학적 혼합제조 기술(compounding techniques)에 따라 바람직 하게는 약제학적으로 용인되는 담체와 직접적으로 혼합된다. 담체는, 예를 들면 정맥 내 또는 근육 내 투여를 위하여 요구되는 조제의 형태에 따라 다양한 형태를 취할 수 있다. 적절한 투약 형태의 약제학적 조성물의 제조에는, 어떠한 통상의 약제학적 매체도 사용될 수 있다. 비경구용 제형을 위해, 담체는 통상적으로 멸균수(sterile water) 또는 수용성 염산 나트륨 용액을 포함하며, 분산을 돕는 성분을 포함하여 다른 성분들도 포함 될 수 있다. 물론, 멸균수가 사용되고 멸균된 상태로 유지될 때에는, 조성물 및 담체 또한 멸균되어야 한다. 주사용 현탁액은, 적당한 액상 담체 및 현탁제 및 그와 유사한 물질들로 제조될 수 있다.
본 발명 화합물은 환자로서 동물, 및 특히 인간을 포함하는 포유류의 치료에 사용될 수 있다. 그러므로, 종양, 및 특히 암 또는 여기서 밝히고 있는 다른 질병들에 의하여 고통받는 인간, 말, 개, 소 및 다른 동물들, 및 특히 포유류들은, 본 발명에 따른 한 가지 또는 그 이상의 화합물 또는 그의 유도체 또는 그것들의 약제학적으로 용인되는 염의 유효용량을, 임의적으로 약제학적으로 용인되는 담체 또는 희석제와 함께, 치료하고자 하는 질병에 따라 각각 따로 또는 다른 공지된 약제학적 제제와 조합하여 환자에게 투여함으로서 치료될 수 있다. 이러한 치료는 방사선 치료나 수술 같은 다른 전통적인 암 치료법과 결합되어 투여될 수 있다.
이 활성 화합물들은, 환자에게 필요한 조치를 위한 치료상의 유효용량을 전달하기 위하여, 치료되는 환자에게 심각한 독성을 일으키지 않는 범위 내에서 약제학적으로 용인되는 담체 또는 희석제 내에 충분한 양이 포함된다.
이 화합물들은, 단위 투약 형태 당 1 내지 3000 mg, 바람직하게는 5 내지 500 mg 의 활성성분을 포함하는, (그러나 상기한 양에 제한되는 것은 아님), 어떤 적절한 단위 투약 형태로도 편리하게 투여될 수 있다.
약물의 조성물 내의 활성 화합물의 농도는 공지기술에 알려진 다른 요소들은 물론 약물의 흡수, 분포, 불활성화, 및 배설 속도에 따라 결정될 것이다. 투약가(dosage values)는 또한 호전시킬 병적상태의 중증도에 따라 다양할 것이라는 점에 주목해야할 것이다. 특정한 목적을 위한 특별한 투약 요법은 개별적 필요 및 조성물의 투여 감독자 또는 투여자의 전문적 판단에 따라 수회에 걸쳐서 조정되어야 한다는 점과, 상기한 농도범위는 예시적인 것일 뿐 청구범위의 조성물의 보호범위 또는 실시를 제한하고자 함이 아니라는 점이 널리 이해되어야 한다. 활성 성분은 일회에 투여되거나, 소 용량으로 나누어져 다양한 시간 간격을 두고 투여될 수 있다.
본 발명에 따른 활성 화합물은 요구되는 작용을 손상시키지 않는 다른 활성 물질들과 혼합될 수 있으며, 또는 다른 항암제들처럼 요구되는 작용을 보충하는 물질들과도 혼합될 수 있다. 그리고 일정한 경우에 요구되는 치료나 목적에 따라 다른 제제들 중에서, 항생제, 항진균제, 항염제 또는 항바이러스제와도 혼합될 수 있다.
비경구, 피내, 피하 또는 국소 투여에 사용되는 용액 또는 현탁액은 아래 구성성분들을 포함할 수 있다. : 주사용수, 생리식염수, 정착 오일(fixed oils), 폴리에틸렌 글리콜, 글리세린, 프로필렌 글리콜 또는 다른 합성 용매들과 같은 멸균 희석제 ; 벤질 알코올 또는 메틸 파라벤과 같은 항박테리아제 ; 아스코르빈산, 소듐 바이설페이트와 같은 항산화제 ; 에틸렌 디아민 테드라 아세틱 애시드(EDTA)와 같은 킬레이팅제 ; 초산 , 구연산 또는 인산과 같은 완충제 그리고 염화 나트륨 또는 덱스트로스와 같은 긴장도(tonicity)를 조절하기 위한 제제. 비경구용 조제약은 앰퓰, 일회용 주사기 또는 유리나 플라스틱으로 만든 수회 분량의 유리병에 담겨질 수 있다. 만약 정맥내 투여하는 경우, 바람직한 담체는, 예를 들면, 생리학적 식염수 또는 인산 완충 생리 식염수(PBS)를 포함한다.
일 실시예에서, 이 활성 화합물은 임플란트(implants) 및 마이크로캡슐로된 전달 시스템을 포함하는 방출 조절 제형과 같이, 화합물이 몸에서 빨리 제거되는 것을 막아주는 담체와 함께 조제될 수 있다. 에틸렌 비닐 아세테이트, 폴리안하이드라이드, 폴리글리콜릭 애시드, 콜라겐, 폴리오르토에스테르, 및 폴리아세틱애시드와 같은, 생물 분해성이 있으며(Biodegradable), 생물 적합성이 있는(biocompatible) 폴리머가 사용될 수 있다. 이러한 제형을 제조하는 방법은 그 분야의 당업자에게 명백할 것이다.
리포좀성 현탁액(Liposomal suspension) 또한 약제학적으로 용인되는 담체이다. 이것은 그 분야의 당업자에게 알려진 방법에 따라 조제될 수 있다. 예를 들면, 리포좀성 제형은 적절한 지질(들)을 무기용매에 녹인 다음 증발시켜 용기의 표면에 건조된 지질을 얇은 막이 남게 함으로써 제조될 수 있다. 그런 다음, 활성 화합물의 수용성 용액을 상기한 용기에 넣는다. 그리고 나서, 상기한 용기를 손으로 휘저어서 용기 벽의 지질이 떨어져 나와 지질 집합체가 분산되도록 한다. 이렇게 하여 리포좀성 현탁액이 형성된다. 통상의 기술에 의하여 공지된 다른 조제 방법도 본 발명의 이러한 측면에서 사용될 수 있다.
화합물의 항암 활성을 평가하기 위하여 광범위하게 다양한 생물학적 분석방법이 사용되고 있으며 그 분야의 당업자에게 용인되고 있다. 이러한 방법들 중 어떠한 방법도 본 발명에서 제공하는 화합물의 활성을 평가하는 데에 사용될 수 있다.
활성을 평가하는 일반적인 방법 중 하나는 암세포 라인(cancer cell lines)의 시험 판넬을 사용하는 것이다. 상기 시험방법은 생체 외에서 특정 화합물의 항-암 활성을 평가하고, 시험된 화합물이 생체 내에서 사용될 경우에 대한 예측 자료를 제공한다. 예를 들면, 마우스 또는 다른 적절한 동물 모델에 이식되거나 접목시킨 마우스 종양 세포를 사용하는, 다른 분석법들은, 인간 또는 다른 적절한 동물 모델에 대한 화합물 효과의 생체 내에서의 평가를 포함한다.
화학적 합성
3-AP 전구약물들에 대한 예비적인 생체 외 실험에 의한 평가는, 이들이 알카리성 인산효소(Alkaline phosphatase)에 의해 빠르게 3-AP로 전환된다는 것을 보여준다. 이와는 대조적으로 비글종 개를 이용한 생체 내에서의 약물 동력학적 연구들은, 오르토 포스페이트-함유 전구약물로부터는 14.2시간의 반감기로 3-AP가 유리되는 반면 파라-전구약물은 1.5시간의 반감기를 갖는다는 것을 보여준다. 또한, 전구약물2및3은 3-AP 및 사이톡산에 대하여 M-109 충실성 종양이 있는 쥐를 이용한 생체 내 실험에서 평가되었다. 이들 실험의 결과들은 오르토 전구약물3은 모화합물인 3 -AP(1A)보다 효능이 우수하고 독성도 감소되었으며 사이톡산에 비할만한 활성을 효능을 가진다는 것을 보여준다. 3 -AP 전구약물들을 생물학적 및 약제학적 측면에서 더 개선하고자하는 목적과 치료적인 효용성을 최대화하기 위하여, 일련의 오르토 포스페이트-함유 전구약물들이 아래의 이론적 근거에 기초하여 디자인되었다.
새로운 전구약물 디자인을 위한 이론적 근거는, 3-AP 포스페이트-링크드 전구약물들은 화합물4를 만들기 위한 연이은 탈인산화 및 수반되는 생물학적 알킬화제로서 작용할 수 있는 퀴논 메사이드5를 만들기 위한 벤질 그룹의 분열을 통하여 3-AP를 유리할 수 있다는 점이다.
이론적 방법에 의하여 제한되지 않고, 상기한 전구약물 활성화 과정의 속도-결정 단계는 알카리성 인산효소가 촉매하는 인-산소 결합 분열 단계라는 것이 이론화되었다. 수반되는 분열단계는 통상적으로 빨리 일어난다. 순환과정에서 더 긴 반감기를 가지므로 3-AP 저장소로 작용할 수 있는 3-AP 전구약물; 또는 모화합물과 다른 분포를 가지는 전구약물들이 바람직한 특성을 갖는 것은 가능하다. 이러한 목표에 대한 한가지 접근 방법은, 부피가 큰 치환기를 인산그룹에 대하여 알파 위치에 도입함으로써, 3-AP 인산-함유 전구약물들의 생물학적 활성화(bioactivation)과정의 속도-제한 단계인 탈인산화 단계를 늦추는 것이다. 이들 알킬 그룹들은 인-산소 결합 분열 사이트에 근접하여 위치함으로써 입체장애를 부과할 수 있다. 그러므로 효소에 의한 탈인산화 작용을 늦추게 된다. 또 다른 접근 방법은, 인-산소 결합 분열 속도에 영향을 주는 페닐 링에, 전자 주는 기(electron-releasing) 또는 전자 끄는 기(electron-withdrawing groups)를 도입하는 것이다. 이와 유사하게, 수반되는 분열 단계도 다른 위치에 전자 주는 기(electron-releasing) 또는 전자 끄는 기(electron-withdrawing groups)가 치환됨으로써 영향을 받을 수 있다.
이러한 사고에 기초하여, 많은 인산 함유 전구약물들(도 1)이 즉시 다량 합성되었으며 평가되었다. 이들 전구약물들의 디소듐염들은 물에 매우 잘 녹는다.
5-클로르 전구약물 화합물6은 도 2에 도시된 바와 같이 합성되었다. 그러므로, 산20은, 예를 들면, 2-클로르 니코틴산 메틸 에스테르18또는 관련 유도체로부터 헤크 반응(Heck reaction)(Jeffery, Tetrahedron (1996), 52, 10113 및 Dieck 및 Heck, J org. Chem. (1975), 40, 1083 참조) 및 수산화 나트륨이 촉진하는 에스테르 가수분해의 두단계의 반응으로 제조된다. 클로르 오르토-포스페이트 링커(linker)21은 비스-TMSE-포스파이트(McCombie, et al., J. Chem. Soc. (1945), 381) 및 2-하이드록시벤질 알코올과의 산화적 짝지음(oxidative coupling)을 통하여 제조된다. 초기에, 링커21이 정제과정 중 분해되어 낮은 수율을 가지므로, 링커21의 대 규모 제조라는 문제에 부딪혔다. 다량(88%)의 링커를 얻기 위하여 Et3N를 실리카겔의 산성을 중화하기 위한 완충제로 사용함으로써 반응 조건이 표준화되었다. 산20과, 링커21과, 트리에틸아민 및 디페닐포스포릴 아자이드로 구성된 반응 혼합물을 커티스 전위 조건(Shipps, et al., J Bioorg. Med. Chem. (1996), 4, 655)하에서 가열함으로써 요구되는 카바메이트22(58%)가 제공되었며, 이것은 순차적으로 알데히드23(72%) 및 그에 대응되는 치오-세미카바존24(63%)으로 전환된다.24에 있는 2-트리메틸시릴에틸(TMSE)그룹의 제거는 TFA (Chao, et al., J. org. Chem. (I 994), 59, 6687)에의하여 완전히 영향을 받아3-AP 전구약물의 자유산6을 제공한다. 이것은 차례로, 포화된 소듐 바이카보네이트 용액 및 역상 컬럼(reverse phase column)정제 처리에 의하여 디소듐염25으로 전환된다.
다른 치환된 오르토 전구약물은 필수적으로21과 같은 적절한 인산을 함유하는 치환된 벤질 링커(Phosphate-bearing substituted benzyl linker)를 사용하는 동일한 경로에 따라 합성되었다. 이들 링커들을25에 커플링하고, 뒤이어 관능기(functional group)를 조작함으로써 대응되는 전구약물들이 완성된다(도 3). 상기한 합성은 본 발명의 전구약물들이 손쉽게 각각의 대응되는 인산염으로 전환된다는 것을 증명한다. 이 인산염 화합물들의 수용성은 우수하며 대응되는 비-전구약물 형태들보다 현저하게 크다. 수용성 용액에서의 모3-AP 화합물의 용해도는 0.1 mg/ml이하인 반면, 전구약물의 경우에는 16 내지 35 mg/ml이다.
상기와 같이 발명에 대하여 일반적인 설명을 하였으며, 이하에서는 바람직한 실시예 및 다른 실시예 및 비교에 의하여 본 발명을 설명한다. 이하의 실시예들은 상기보다 넓은 첨부된 청구항에 있는 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 실시예 부분에서 특별히 제시되지 않은 다른 화합물도 유사한 방법들 및/또는 제시된 방법 및 이 분야에 공지된 합성법들에 따라 즉시 합성될 수 있을 것이다. 통상의 기술로 손쉽게 과도한 실험에 의하지 아니하고도 단순히 상세한 합성 방법 그대로를 따라하거나 또는 상기한 합성 방법을 이 분야의 공지된 기술로 개조/변형함으로써 상기한 모든 화합물들을 합성할 수 있을 것이다.
모든 시약들은 상업적 등급으로 구매하였고 더 이상의 정제를 하지 않고 사용되었으며, 필요한 경우 용매들은 사용 전에 건조 및/또는 증류하였다. 모든 NMR spectra (1H,13C, 및31P)는 브루커 AC300 스펙트로메터(Brucker AC300 spectrometer)로 측정하였다. 화학적 전위(Chemical shift)는 ppm(parts per million)단위로 테트라메틸실란에 대한 비율로 측정되었다. 커플링 상수(Coupling constants)는 hertz(Hz)단위로 보고되었다. 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(Flash column chromatography:FCC)는 머크(Merck) 실리카겔 60(230-400 mesh)을 사용하여 수행되었으며, 모든 트리메틸시릴에틸(TMSE)로 보호된 화합물을 위하여 트리에틸아민으로 전처리 하였다. 역상 컬럼 크로마토그래피(Reversed phase column chromatography:RPCC)는 CAT 겔(Waters, preparative C18 125 Å, 55-105 μm)로 충진되었으며, 밀리 큐 탈-이온화수(milli-Q de-ionized water)로 용리(eluting)하였다.
실시예 1-3
니코틴산(20) 제조의 일반적 절차
실시예 1
2-클로르 니코티닉 애시드 메틸 에스테르(18)의 제조
2-클로르니코틴산(Aldrich, 100.0g, 0.63 mol)이 들어있는 1,4-다이옥산(500mL) 혼합물에 치오닐 클로라이드(70 mL, 0.96 mol)를 가하였다. 이 현탁액을 염화수소기체를 흡수하는 가스 트랩(gas trap)을 설치한 상태에서 환류 하에 22시간 동안 가열하였다. 용매를 증발시킨 후, 잔류물을 메탄올(300 mL)에 용해시켰다. 이 용액에 트리메틸아민(TEA, 120 mL, 요오드 1.26 mol)을 0℃에서 2시간 동안 dropwise로 가하였다. 용매는 증발시키고 잔류물을 에틸 아세테이트에 현탁시켰다. 침전물은 여과하여 제거하였다. 여과액을 농축하여 오일형태의 에스테르 18 (92.3 g, 86%)를 제공하였다. :
실시예 2
2-스티릴 니코티닉 애시드 메틸 에스테르(19)의 제조
에스테르18(48.8 g, 0.28 mol)가 들어있는 DMF (450 mL) 용액에 스티렌(165 mL, 1.42 mol), 팔라듐 아세테이트 (6.5g, 30 mmol), 소듐 아세테이트 (47g, 0.57mol) 및 트리페닐 포스핀(30 g, 0.11 mol)를 가하였다. 이 혼합물을 환류하에서 22시간동안 가열하였다. 팔라듐-촉매는 셀라이트 패드(Celite pad)를 통한 여과로 제거하였다. 여과액은 감압하에서 농축시켰으며, 잔류물은 최소량의 에틸 아세테이트에 용해시켰다. 상기 용액에 헥산을 가하였다. 침전물을 여과에 의하여 제거한 후, 여과액을 농축하였다. 그 결과 얻은 원료물질(crude material)을FCC(1: 1 v/v 에틸 아세테이트-헥산)으로 정제하여 밝은 노랑색 오일의 에스테르19(5 5.0 g, 81 %)를 제공하였다. :
실시예 3
2-스티릴 니코티닉 애시드(20)의 제조
주위온도(ambient temperature)에서 에스테르19(55.0 g, 0.23 mol)가 들어있는 THF(100 mL)용액을 3N 수산화 나트륨 용액(110 mL, 0.25 mol)으로 21시간 동안 처리하였다. 용매를 제거한 후, 잔류물을 물 및 에틸 에테르에 녹였다. 두 상으로 분리되었으며, 수용성 상(aqueous phase)은 에테르로 세척하였다.(2×). 이렇게 한 수용성 상은 2N 염산 용액으로 중화하였으며,그리고 나서 침전물을 여과로 수집하여 크림 고체의 산20(50.2 g, 97%)을 제공하였다. :
실시예 4-5
포스페이트 링커(21, 26a-k)를 제조하는 일반적 절차
실시예 4
비스(2-트리메틸시릴에틸)포스파이트 (TMSE-포스파이트)의 제조
-78 ℃에서 2-(트리메틸시릴)에탄올(Aldrich, 25.0 g, 0.21 mol)이 들어있는 피리딘(11.4 mL, 0.14 mol)을 포함하는 에틸 에테르(200 mL)용액에 포스포로스 트리클로라이드(6.2 mL, 70 mmol)를 한번에 가하였다. 반응 혼합물을 교반하면서 5분간 보관한 다음, 에틸 에테르(500 mL)로 희석하였다. 주위온도으로 온도가 상승한 후에, 이 혼합물을 18시간 동안 계속 교반하였다. 침전물을 여과하여 제거하고, 여과액에 암모니아 가스를 10분 동안 불어넣어 주었다. 침전물을 셀라이트 패드를 사용하여 걸러 제거하고, 여과액을 농축하여 무색의 오일인 TMSE-포스파이트(20.7 g, 991/o)를 제공하였다. :
실시예 5
2-(TMSE-포스포노옥시)벤질 알코올(21, 26a-k)의 제조
반적 절차.대응되는 2-하이드록시벤질알코올(1O mmol)이 들어있는아세토니트릴(40 mL)용액에 N, N'-디 이소프로필 에틸아민(DIEA, 11 mmol), 4-디메틸 아미노피리딘(DMAP, 1 mmol), 및 카본 테트라 클로라이드 (50 mmol)을 가하였다. -30℃에서 교반하면서, 이 용액에 비스(2-트리메틸시릴에틸)포스파이트(냉장 보관된, 11 mmol)을 즉시 가하였다. 주위온도으로 온도가 상승하면, 반응 혼합물을 3시간동안 교반하였다. 용매는 감압하에서 증발시키고, 잔류물은 FCC(1:1 v/v 에틸 아세테이트-헥산)로 정제하여 대응되는 TMS-보호된 포스페이트 링커(21, 26a-k)를 제공하였다. :
2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시벤질 알코올 (페닐 그룹의 5위는 수소,21a).
상기한 절차에 따라서, 2-하이드록시벤질 알코올 (15.0 g, 0.12 mmol)은 오일의 오르토 포스페이트 링커 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시벤질 알코올(39.78 g, 81%)을 제공하였다. :
2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-클로르벤질 알코올 (21).
상기한 절차에 따라, 5-클로르-2-하이드록시벤질 알코올(5.0 g, 32 mmol)은 오일의21(12.2 g, 88%)를 제공하였다. :
2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-플루오르벤질 알코올 (26a).
상기한 절차에 따라, 5-플루오르-2-하이드록시벤질 알코올(17.0 g, 119 mmol)은 오일의26a(31.7 g, 62%)를 제공하였다. :
2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-니트로벤질 알코올 (26b).
상기한 절차에 따라, 2-하이드록시-5-니트로벤질 알코올(4.5 g, 27 mmol)은 오일의26b(6.4 g, 53%)를 제공하였다. :
2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-메톡시벤질 알코올 (26c).
상기한 절차에 따라, 2-하이드록시-5-메톡시벤질 알코올 (11.0 g, 25 mmol)은 오일의26c(7.7 g, 70%)를 제공하였다. :
2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-트리플루오르메톡시벤질 알코올(26d).
상기한 절차에 따라, 2-하이드록시-5-트리플루오르메톡시벤질 알코올(1.9 g, 9.1 mmol)은 오일의26d(3.3 g, 62%)를 제공하였다. :
2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-트리플루오르메틸벤질 알코올 (26e).
상기한 절차에 따라, 2-하이드록시-5-트리플루오르메틸벤질 알코올(4.1 g, 22mmol)은 오일의26e(7.9 g, 77%)를 제공하였다. :
2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-3,5-디클로르벤질 알코올 (26f).
상기한 절차에 따라, 3,5-디클로르-2-하이드록시벤질 알코올 (4.6 g, 24 mmol)은 오일의26f(7.2 g, 63%)를 제공하였다. :
2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-4,5-디클로르벤질 알코올 (26g).
상기한 절차에 따라, 4,5-디클로르-2-하이드록시벤질 알코올(3.6 g, 18 mmol)은 오일의26g(5.2 g, 59%)를 제공하였다. :
2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5,6-디클로르벤질 알코올 (26h).
상기한 절차에 따라, 5,6-디클로르-2-하이드록시벤질 알코올 (4.8 g5 25 mmol)은 오일의26h(8.6 g, 73%)를 제공하였다. :
2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-3-메틸벤질 알코올 (26i).
상기한 절차에 따라, 2-하이드록시-3-메틸벤질 알코올(2.0 g, 14 mmol)은 오일의26i(1.7 g, 88%)를 제공하였다. :
2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-4-클로르벤질 알코올 (26j).
상기한 절차에 따라, 4-클로르-2-하이드록시벤질 알코올(4.2 g, 26 mmol)은 오일의26j(9.6 g, 84%)를 제공하였다. :
2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-4-메톡시벤질 알코올 (26k).
상기한 절차에 따라, 2-하이드록시-4-메톡시벤질 알코올(2.7 g, 17 mmol)은 오일의26k(2.5 g, 33%)를 제공하였다. :
실시예 6-10
3-AP 전구약물(25, 30a-k) 제조의 일반적 절차
실시예 6
(2-스티릴피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-(TMSE-포스포노옥시)벤질 에스테르(22, 27a-k)의 제조 (커티스 전위)
일반적 절차.2-스티릴니코틴산(20,20 mmol)이 들어있는 트리에틸아민(TEA, 32 mmol)을 포함하는 벤젠 (100 mL)용액에 디페닐포스포릴아자이드(32 mmol)를 가하였다. 이 용액을 환류하에서 10분 동안 가열한 다음, 상기와 같이 제조된, 대응되는 TMSE-보호된 포스페이트 링커(21또는26a-k,20 mmol)를 가하였다. 이 반응 혼합물을 환류하에서 3시간 동안 보관한다. 그 다음, 용매는 감압하에서 증발시켰다. 잔여 생성물을 FCC(1:4 v/v 에틸 아세테이트-헥산)로 정제하여 대응되는 카바메이트(22또는27a-k)를 제공하였다. :
(2-스티릴피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-벤질 에스테르 (22a).
상기한 절차에 따라, 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시벤질 알코올(21a)(29.72 g, 0.073 mol)로부터 얻은 원료의 카바메이트를 더 이상 정제하지 않고 다음 반응에 사용하였다.
(2-스티릴피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-클로르벤질 에스테르 (22).
상기한 절차에 따라,21(9.4 g, 21 mmol)은 오일의22(10.6 g, 58%)를 제공하였다. :
(2-스티릴피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-플루오르벤질 에스테르(27a).
상기한 절차에 따라,26a(3 1.0 g, 73 mmol)로부터 얻은 원료 카바메이트27a을 더 이상 정제하지 않고 다음 반응에 직접 사용하였다.
(2-스티릴피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5- 니트로벤질 에스테르 (27b).
상기한 절차에 따라,26b(4.3 g, 9.6 mmol)는 오일의27b(2.3 g, 35%)를 제공하였다. :
(2-스티릴피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-메톡시벤질 에스테르 (27c).
상기한 절차에 따라,26c(6.0 g, 26 mmol)으로부터 얻은 원료 카바메이트27c를 더 이상 정제하지 않고 다음 반응에 직접 사용하였다.
(2-스티릴피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-트리플루오르메톡시벤질 에스테르 (27d)
상기한 절차에 따라,26d(1.9 g, 8.5 mmol)는 오일의27d(3.4 g, 83%)를 제공하였다. :
(2-스티릴피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-트리플루오르메틸벤질 에스테르(27e).
상기한 절차에 따라,26e(5.1g, 11mmol)은 오일의27e(5.3 g, 71%)를 제공하였다.:
(2-스티릴피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-3,5-디클로르벤질 에스테르 (27f).
상기한 절차에 따라,26f(6.3 g, 13 mmol)는 오일의27f(7.1 g, 76%)를 제공하였다. :
(2-스티릴피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-4,5-디클로르벤질 에스테르 (27g).
상기한 절차에 따라,26g(11.3 g, 50 mmol)는 오일의27g(17.4 g, 75%)를 제공하였다. :
(2-스티릴피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5,6-디클로르벤질 에스테르 (27h).
상기한 절차에 따라,26h(6.2 g, 28 mmol)는 오일의27h(9.6 g, 75%)를 제공하였다. :
(2-스티릴피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-3- 메틸벤질 에스테르 (27i).
상기한 절차에 따라,26i(1.4 g, 6.2 mmol)은 오렌지색 오일의27i(1.5 g, 53%)를제공하였다. :
(2-스티릴피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-4-클로르벤질 에스테르 (27j).
상기한 절차에 따라,26j(9.3 g, 21 mmol)는 오일의27j(12.6 g, 87%)를 제공하였다. :
(2-스티릴피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-4-메톡시벤질 에스테르 (27k).
상기한 절차에 따라,26k(2.8 g, 6.5 mmol)는 오일의27k(3.7 g, 86%)를 제공하였다. :
실시예 7
(2-포르밀피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-(TMSE-포스포노옥시)벤질 에스테르(23, 28a-k)의 제조 (가오존 분해(ozonolysis))
일반적 절차.대응되는 2-스티릴피리딘(22또는27a-k, 10 mmol)를 디클로르메탄 (50 mL) 및 에탄올 (40 mL)에 용해시켰다. 밝은 노란색 용액이 밝은 파란색 용액으로 변할 때까지 -50℃에서 오존화(ozonized) 하였다. 질소 가스를 용액에 30분동안 불어넣어 여분의 오존을 추방하였다. 이 용액에 디메틸 설파이드(5 mL)를 가한 다음, 이 혼합물을 실온에서 2시간동안 교반하였다. 용매는 감압하에서 증발시키고, 잔여 생성물을 FCC(1:9 v/v 에틸 아세테이트-헥산)로 정제하여 대응되는 피리딘 카복스알데히드 (23또는28a-k)를 제공하였다. :
(2-포르밀피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-(트리메틸시릴에틸포스포노옥시)벤질 에스테르 (23a).
상기한 절차에 따라, 원료의22a는 상기와 같이 제조되어, 오일의23a(29.81g, 73%)를 제공하였다. :
(2-포르밀피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-클로르벤질 에스테르 (23).
상기한 절차에 따라,22(2.4 g, 3.7 mmol)는 오일의23(1.6 g, 72%)을 제공하였다. :
(2-포르밀피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-플루오르벤질 에스테르 (28a).
상기한 절차에 따라, 원료의 27a(3 1.0 g, 73 mmol)는 오일의28a(26.9 g, 64%)를 제공하였다. :
(2-포르밀피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-니트로벤질 에스테르 (28b).
상기한 절차에 따라,27b(4.2 g, 9.4 mmol)는 오일의28b(2.8 g, 50%)를 제공하였다. :
(2-포르밀피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-메톡시벤질 에스테르 (28c).
상기한 절차에 따라, 원료의27c(7.5 g, 17 mmol)은 오일의28c(9.8g, 73%)를 제공하였다. :
(2-포르밀피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-트리플루오르메톡시벤질 에스테르 (28d).
상기한 절차에 따라,27d(4.7g, 6.6 mmol)는 오일의28d(3.2 g, 75%)를 제공하였다. :
(2-포르밀피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-트리플루오르메틸벤질 에스테르 (28e).
상기한 절차에 따라,27e(12.2 g, 18 mmol)는 오일의28e(6.9 g, 63%)을 제공하였다. :
(2-포르밀피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-3,5-디클로르벤질 에스테르 (28f).
상기한 절차에 따라,27f(8.0 g, 12 mmol)은 오일의28f(5.1g, 71 %)를 제공하였다. :
(2-포르밀피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-4,5-디클로르벤질 에스테르 (28g).
상기한 절차에 따라,27g(17.4 g, 25 mmol)는 오일의28g(13.4 g, 86%)를 제공하였다. :
(2-포르밀피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5,6-디클로르벤질 에스테르 (28h).
상기한 절차에 따라,27h(9.5g, 14 mmol)은 오일의28h(6.5 g, 77%)를 제공하였다. :
(2-포르밀피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-3-메틸벤질 에스테르 (28i).
상기한 절차에 따라,27i(1.5 g, 2.2 mmol)는 오일의28i(1. 1 g, 86%)를 제공하였다. :
(2-포르밀피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-4-클로르벤질 에스테르 (28j).
상기한 절차에 따라,27j(12.2g, 19 mmol)은 오일의28j(8.9 g, 80%)를 제공하였다. :
(2-포르밀피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-4-메톡시벤질 에스테르 (28k).
상기한 절차에 따라,27k(5.1 g, 8.0 mmol)는 오일의28k(2.7 g, 58%)를 제공하였다. :
실시예 8
피리딘-2-카복스알데히드 치오세미카바존(24, 29a-k)의 제조
일반적 절차.대응되는 피리딘 포름알데히드(23, 23a또는28a-k, 10 mmol)을 에탄올-물 (2:1v/v, 150 mL)에 용해시켰다. 이 용액에 치오세미카바자이드 (11 mmol)를 가하였다. 이 용액을 주위 온도에서 30분동안 교반하였다. 물(50 mL)을 가한 다음, 실온에서 2시간동안 반응 혼합물을 격렬하게 교반하였다. 노란색 침전물을 여과하여 수집한 다음, 에탄올-물 (1:4 v/v)로 세척하고 진공상태에서 건조하여 대응되는 피리딘-2-카복스알데히드 치오세미카바존(24, 24a, 29a-k)을 제공하였다.
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸 시릴 에틸) 포스포노옥시-5-클로르벤질 에스테르 (24).
상기한 절차에 따라,23(6.9 g, 12 mmol)은 노란색 고체의24(4.9 g, 63%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸 시릴 에틸)포스포노옥시벤질에스테르 (24a).
상기한 절차에 따라,23a(29.74g, 0.54 mol)는 노란색 고체의24a(33.67 g, 90%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸) 포스포노옥시-5-플루오르벤질 에스테르 (29a).
상기한 절차에 따라,28a(14.3 g, 25 mmol)은 노란색 고체의29a(12.9 g, 80%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸) 포스포노옥시-5-니트로벤질 에스테르 (29b).
상기한 절차에 따라,28b(1.6 g, 2.7 mmol)는 노란색 고체의29b(1.3 g, 77%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸) 포스포노옥시-5-메톡시벤질 에스테르 (29c).
상기한 절차에 따라,28c(5.0 g, 8.8 mmol)은 노란색 고체의29c(4.4 g, 77%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸)포스포노옥시-5-트리플루오르메톡시벤질 에스테르 (29d).
상기한 절차에 따라,28d(2.5 g, 3.9 mmol)는 노란색 고체의29d(1.9 g, 68%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸) 포스포노옥시-5-트리플루오르메틸벤질 에스테르 (29e).
상기한 절차에 따라,28e(5.3 g, 8.5 mmol) 노란색 고체의29e(3.6 g, 6 1 %)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸) 포스포노옥시-3,5-디클로르벤질 에스테르 (29f).
상기한 절차에 따라,28f(4.8 g, 7.7 mmol)는 노란색 고체의29f(4.6 g, 85%)를제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸) 포스포노옥시-4,5-디클로르벤질 에스테르 (29g).
상기한 절차에 따라,28g(2.0 g, 3.2 mmol)는 노란색 고체의29g(1.5 g, 70%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸) 포스포노옥시-5,6-디클로르벤질 에스테르 (29h).
상기한 절차에 따라,28h(5.9 g, 9.5 mmol)는 노란색 고체의29h(3.6 g, 55%)를제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸) 포스포노옥시-3-메틸벤질 에스테르 (29i).
상기한 절차에 따라,28i(1.1g, 1.9 mmol)은 노란색 고체의29i(0. 7 g, 57%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸) 포스포노옥시-4-클로르벤질 에스테르 (29j).
상기한 절차에 따라,28j(10.5 g, 18.5 mmol)는 노란색 고체의29j(1 1.8 g,97%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-비스(2-트리메틸시릴에틸) 포스포노옥시-4-메톡시벤질 에스테르 (29k).
상기한 절차에 따라,28k(2.6 g, 4.5 mmol)는 노란색 고체의29k(2.7 g, 9 1 %)를 제공하였다. :
실시예 9
자유 포스폰 산(free phophonic acids)(6-17)의 제조
일반적 절차.0℃에서 대응되는 TMSE-보호된 포스페이트 (24, 24a또는29a-k, 10 mmol)가 들어있는 디클로르메탄 (300-500 mL)용액에 트리플루오르 아세틱 애시드(TFA, 20-50 mL)를 가하였다. 반응 혼합물을 얼음물(ice bath)에서 2시간동안 교반하였다. 침전물은 여과하여 수집하였으며, 차가운 디클로르메탄으로 세척하였고, 그런 진공상태에서 건조하였다. 보다 일반적으로는, 용매를 증발시켰으며, 그런 다음 그 결과 생긴 잔여혼합물을 진공에서 건조시켰다. 대응되는 노란색 또는 흐릿한 고체의 자유 포스폰 산 (6-17 및 6a는 도시되지 않음)를 얻었다.
실시예 10
디소듐 염 of 포스폰 산의 디소듐염(disodium salt of phophonic acids)(25, 30a-k)의 제조
일반적 절차.대응되는 자유 포스폰 산 (6-17, 10 mmol)을 수용성의 포화 중탄산나트륨 (NaHC03)용액 (50-100 mL)으로 중화시킨다. 상기 현탁액을 주위온도에서 2시간동안 교반한 다음, 균일하게 만들기 위하여 최소량을 물을 가하였다. 상기 수용액은 탈-이온수로 reversed phase column chromatography를 사용하여 정제한다. 상기 분별액(fractions)은31P NMR을 측정한 다음 및 합해졌다. 동결 건조(lyophylization) 후, 대응되는 밝은 노란색 분말의 디소듐 염 (25또는30a-k)을 얻었다.
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-(디소듐 포스포노옥시)-5-클로르벤질 에스테르 (25).
상기한 절차에 따라,24(1.1 g, 1.7 mmol)는 밝은 노란색 분말의25(0.4 g, 49%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-(디소듐 포스포노옥시)-5-플루오르벤질 에스테르 (30a).
상기한 절차에 따라,29a(1 0. 5 g, 16 mmol)는7(6.2 g, 86%)을, 그리고 이것을 중탄산나트륨(NaHCO3)으로 처리하여 밝은 노란색 분말의3Oa(4.0 g, 59%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-(디소듐 포스포노옥시)-5-니트로벤질 에스테르 (30b).
상기한 절차에 따라,29b(2.1 g, 3.0 mmol)는 진한 노란색 분말의30b(1.0 g, 73%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-(디소듐 포스포노옥시)-5-메톡시벤질 에스테르 (30c).
상기한 절차에 따라,29c(4.3 g, 16 mmol)는9(2.9 g, 98%)를, 그리고 이것을 중탄산나트륨(NaHCO3)으로 처리하여 밝은 노란색 분말의30c(1.6 g, 43%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-(디소듐 포스포노옥시)-5-트리플루오르메톡시벤질 에스테르 (30d).
상기한 절차에 따라,29d(1.9 g, 2.6 mmol)는 밝은 노란색 분말의30d(0.5 g, 31%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-(디소듐 포스포노옥시)-5-트리플루오르메틸벤질 에스테르 (30e).
상기한 절차에 따라,29e(3.6 g, 5.2 mmol)는 밝은 노란색 분말의30e(1.3 g, 45%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-(디소듐 포스포노옥시)-3,5-디클로르벤질 에스테르 (30f).
상기한 절차에 따라,29f(4.5 g, 6.5 mmol)는 밝은 노란색 분말의30f(0.8 g,24%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-(디소듐 포스포노옥시)-4,5-디클로르벤질 에스테르 (30g).
상기한 절차에 따라,29g(2.5 g, 3.0 mmol)는 밝은 노란색 분말의30g(0.4 g, 23%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-(디소듐 포스포노옥시)-5,6-디클로르벤질 에스테르 (30h).
상기한 절차에 따라,29h(4.6 g, 6.6 mmol)는 밝은 노란색 분말의30h(2.3 g,64%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-(디소듐 포스포노옥시)-3-메틸벤질 에스테르 (30i).
상기한 절차에 따라,29i(1.2 g, 1.8 mmol)는 노란색 분말의30i(0.5 g, 57%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-(디소듐 포스포노옥시)-4-클로르벤질 에스테르 (30j).
상기한 절차에 따라,29j(4.2 g, 6.6 mmol)는 밝은 노란색 분말의30j(1.6 g, 48%)를 제공하였다. :
(2-치오세미카바조노메틸피리디-3-닐)카바믹 애시드 2-(디소듐 포스포노옥시)-4-메톡시벤질 에스테르 (30k).
상기한 절차에 따라,29k(2.9 g, 4.4 mmol)는 밝은 노란색 분말의30k(1.2 g, 54%)를 제공하였다. :
생물학적 시험/결과
알카리성 인산효소에 의해 촉매 되는 전구약물의 3-AP로의 생물전환(Bioconversion) 디메틸 파라-전구약물 및 오르토 포스페이트 전구약물 소집단의 생물학적 활성화(bioactivation)는 인산효소 용액 (Type VII-SA, 소의 창자 점막으로부터, 시그마) 4.65×10-5unit을 사용하여 연구되었다.인산효소와함께 부화(incubation)함으로써, 모든 전구약물은 완전히 원래약물인 3-AP로 전환된다. 이러한 실험 조건에서, 오르토 인산 전구약물들의 생물학적 활성화의 반감기(T1/2)는, 치환되지 않은 오르토 전구약물에 비하여 현저한 증가는 없었다. (아래 표 1 참조). 인간 혈청 안정성 연구(Human serum stability)는 전구약물을 37℃의 인간 혈청 내에서 부화함으로써 수행되었다. 이 연구는 4-클로르 포스페이트 전구약물(16)이 가장 느리게 방출하는 전구약물로서 오르토-전구약물의 1.5배의 반감기를 가진다는 것을 보여주었다.
표 1. 효소에 의한 생물전환 및 3-AP 포스페이트 전구약물들의 혈청 안정성
오르토 포스페이트 포함 3-AP 전구약물들의 생체 내에서의 약물 동력학적 연구
3-AP 전구약물의 약물동력학은, 비글종 개에 3-AP 포스페이트 전구약물의 1회 정맥내 투여량을 7.2 - 8.5 mg/kg(3 mg/kg 의 3-AP와 동등)로 하여 연속적으로 투여함으로써 특정되었다. 실험 동물은 각각의 약물로 매주 1회 투약되었다. 각각의 투약 후, 다음 투약 전까지 최소한 6일의 휴약기(washout period)가 유지되었다. 혈청내의 3-AP (트리아핀) 및 전구약물의 농도는 HPLC에 의하여 결정되었으며다양한 약물 동력학 매개변수를 계산하는데 사용되었다. 이러한 약물동력학 매개변수는 개별적 실험에서 동일 당량의 3-AP를 투여하여 얻어진 값과 비교되었다. 평균 혈청 내 약물 농도 대 시간의 자료는 콤파트먼트 모델 및 비-콤파트먼트 모델에 의하여 분석되었다. 3-AP 및 전구약물들 양 쪽 모두에서 AUC, 약물의 총청소율(total body clearance : Cl), 항정상태 분포용적(steady-state volume of distribution : Vd,ss), 말기 반감기(terminal half-life : T1/2), 최고혈중농도(Cmax), 최고 혈중농도 도달시간(Tmax)이 계산되었다.
동일당량 정맥투여량에서의 전구약물의 약물동력학 매개변수가 아래 표 2에 있다. 오르토-포스페이트 전구약물은 상기한 바와 같이 시험관내에서 알카리성 인산효소와 부화하였을 때 빠른 생물전환을 거쳐 3 -AP로된다. 생체 내에서, 이 전환은 상당히 지연되는데 이것은 생체 내에서 알카리성 인산효소로부터의 약물의 오프-속도(off-rate)가 지연되는 것을 암시한다. 우리의 실험에서는 결코 예측되는 분해 산물인 페놀 중간물질의 존재를 검색할 수 없었다. 몇몇 오르토 전구약물의 혈청 내 반감기는 인간에서의 트리아핀(TriapineTM) (3-AP)의 반감기에 비교되는 개에서의 3-AP 자체의 반감기(- 1.5 hrs)에 비하여 연장되었다. 4-클로르 (16), 5-메톡시(9) 및 5-플루오르(7) 아날로그(analogs)는 그들의 AUC 및 반감기에 반영된 바와 같이 이러한 관점에서 매우 유망하다.
표 2. 개에서의 오르토 포스페이트 함유 3-AP 전구약물의 약물동력학적 매개변수
동일당량(equimolar) 투여량의 전구약물의 정맥내 투여에 따른 3-AP 자체의 약물동력학적 매개변수는 하기 표 3에 있다. 이 연구결과는 오르토(3), 5-플루오르(7)및 4-클로르(16) 전구약물이 모약물 3-AP의 연장된 방출을 제공하는 것으로 나타나서, 결과적으로 다른 전구약물들에 비하여 혈청 내에서의 3-AP의 농도 지속시켜 준다는 것을 증명한다. 이들 화합물은 또한 수용액에서 증가된 안정성을 보여준다.
표 3. 3-AP 전구약물의 약물동력학 매개변수
초기에는, 두 전구약물 모두 단일 투여량 7.5-7.7 mg/kg(3 mg/kg의 트리아핀과 동등함)으로 연구되었다. 연구 결과에 근거하여, 5-플루오르-전구약물의 경우 20, 40, 및 80 mg/kg에서 그리고 4-클로르 전구약물은 20 및 30 mg/kg에서 투여량을 증가시키는 약물동력학 및 약물동력학적 독성학 연구(toxicokinetic study)가 수행되었다.
트리아핀 및 두 전구약물의 약물동력학 매개변수는 표 4 및 5 에 나와있으며, 이들은 개별 연구에서 트리아핀 3 mg/kg(전구약물 약 7.5 mg/kg 과 동등)을 투여하여 얻은 값과 비교될 수 있다. 4-클로르- 및 5-플루오르-전구약물(동일당량 투여량)을 투여한 개에서는, 트리아핀으로 처리한 개와 비교하면, 트리아핀노출(exposure)(AUC로 표현됨)이 증가된 것을 보여준다. 투여 용량을 단계적으로 증가한 연구(dose escalation study) 결과는 트리아핀의 최고 혈청 농도 및 AUC는 전구약물의 투여용량에 대하여 선형으로 관련되어(linearly related), 즉 비례한다는 것을 보여준다.
표 4. 개에서의 트리아핀 포스페이트 전구약물의 상대적인 약물동력학-트리아핀의 약물동력학 매개변수.
표 5. 개에서의 트리아핀 포스페이트 전구약물의 상대적 약물 동력학 - 전구약물의 약물동력학 매개변수.
한편, 혈청 전구약물의 최고 농도 및 AUC는 투여용량과 선형관계에 있지 않으며, 조사된 투여용량에서 포화되는 것으로 나타났다. 전구약물들 및 트리아핀의 혈청 농도-시간 분석표는 첨부한 도 4 및 도 5에 있다. 이 자료는 정맥투여량 > 20 mg/kg에서, 두 전구약물 모두 트리아핀으로의 약물전환이 지연된다는 것을 암시하는데, 트리아핀은 1μM (0.2 μg/mL)이상으로 24시간 동안 지속된다. 지연된 혈청내의 트리아핀 농도는 아마도 전구약물의 낮은 총청소율(total body clearance)은 물론 높은 혈청 농도를 나타내는데 기여하였을 것이다. 4-클로르 전구약물 및 트리아핀의 약물동력학 자료는 도 6에 도시되어 있다. 트리아핀의 높은 혈중 농도는 (> 1 μM) 24 시간 동안 관찰되었으며, 이 농도에서 개가 잘 적응하였다.
임상 관찰 :4-클로르-전구약물을 투여한 개의 경우, 초기 죽음은 없었다. 암컷과 수컷의 치료-관련 임상관찰결과가 모두 기록되었다. 20 mg/kg를 투여한 수컷은 day2 및 3 (day 1 = 투여한 날)에 묽은 변을 보였다. 투여 후 day 1에 구토, 설사, 점액이 있는 변, 활동 감소 및 청색증(입이 회색이었음)을 나타내었다. 상기한 증성은 day 2에는 나타나지 않았다. day 2의 유일한 부정적인 임상 증상은 변을 보이지 않았다는 것이다. 30 mg/kg을 투여한 수컷 개는 40 mg/kg를 투여한 암컷의 경우와 유사한 임상 증상을 나타냈다. 4-클로르-전구약물의 최고내약용량(MTD)은 그러므로 30 - 40 mg/kg으로 확정되었다.
5-플루오르-전구약물을 투여한 개의 경우는, 초기 죽음은 없었다. 20mg/kg(암컷) 및 40 mg/kg(수컷)의 투여에서는 어떠한 부작용도 관찰되지 않았다. 80 mg/kg을 투여한 암컷에서 치료와 관련된 임상관찰 결과가 기록되었다. 이 암컷은 주입도중 및 주입 후에 구토 증상을 보였다. 또한, 상기 개는 창백했고(피부 창백), 설사를 보였으며, 변에서 노란 점액이 관찰되었다. 모든 증상은 day 1일 때 현저하였으며 day 2에는 회복되었다. 실험 결과를 기초로, 5-플루오르-전구약물의 MTD는 80 mg/kg으로 확정되었다.
두 전구약물 모두 MTD (4-클로르-의 경우 30 mg/kg 및 5-플루오르전구약물은 80 mg/kg)에서 대략 32 μg/mL의 트리아핀의 최고 혈청 농도를 얻었으며, 이것은 개에서 관찰된 독성은 전구약물 자체가 아닌 트리아핀에 의한다는 것을 암시한다는 것에 주목해야 한다.
생체 내에서의 항암효과
12 (12) 3-AP 전구약물이 Balb/c 쥐에서 M109 murine 폐 신생물 모델(M109 murine lung carinoma model)을 사용하여 효능 및 독성을 평가받았다. 실험 절차는 다음과 같다 : day 0에 8주령의 암컷 Balb/c 쥐(약 20 그램)에 5 × 105/ mouse의 Ml09 murine 폐 신생물 세포 를 오른쪽 옆구리에 피하 접종한다. 그런 다음 쥐들은 무작위로 그룹지워지며 각 그룹은 8-10마리로 구성된다. 치료는 day 3 또는 5에 아래의 표 6에 도시된 계획에 따라 시작되었다. 3-AP는 트리아핀(TriapineTM) 제형으로 사용되었으며, 모든 3-AP 전구약물들은 멸균 탈이온화수에 용해시키거나 현탁시켜 사용하였다. 쥐의 체중 및 종양의 부피는 대조군의 종양이 괴사되거나 또는 대조군에서 한 마리 이상의 동물이 죽을 때까지, 매주 2번씩 측정되었다.
실험 결과는 하기 표 6에 요약되어있다. 안정성, 약물 동력학 및 이들 제제의 활성에 근거하면, 5-플루오르 및 4-클로르 아날로그(각각7및16)가 항암제로서 가장 우수한 활성을 보인다는 것이 명백하다. 또한, 5-트리플루오르메톡시 유도체(10), 4,5-디클로르 유도체 (13) 및 5,6-디클로르 유도체(14) 역시 예상치 못한 우수한 활성을 나타낸다는 것이 증명되었다.
표 6. M109 폐 신생물 모델에서의 활성
CTX = 사이톡산
일반적으로, 3-AP의 전구약물은 몰 기초(molar basis)에 근거하여 3-AP의 MTD보다 8배 높은 투여용량으로 투여될 수 있다. 이 제제들은 또한 쥐의 과도한 죽음을 유발하지 않고 연장된 기간동안 매주 QD1-5 스케줄에 의해 투여될 수 있다. 화합물3, 6, 7, 9, 10및16으로의 처치는 Ml09 폐 신생물에 대하여 3-AP 모약의 MTD 투여의 경우와 비교하여 더 나은 효능을 보였다. 전구약물7및16을 사용하여도 7c에 수립된 계획에 따라 Ml09 폐 신생물에 대한 부가적인 연구가 수행되었으며, 그 결과 Ml09 폐 신생물에 대한 억제효과가 증명되었다. 이 제제들(전구약물7및16)은 또한 쥐를 이용하여, 예를 들면 HTB 인간 폐 신생물, B16-F1O 흑색종, DLD-1 결장암과 같은 다른 암 세포 라인에 대하여도 시험하였으며, 그 결과 사이톡산보다 현저히 우수한 효능을 보이는 것으로 입증되었다. (도 7D, E 및 F 참조)
5-클로르(6), 5-플루오르(7) 및 4-클로르(16) 아날로그들은 화학요법과의 조합은 물론, 최적 투여용량 및 투여계획, 다른 투여 경로와 같은 진보된 연구에 사용되었다. 이들 실험의 결과는 첨부된 그래프에 도시되어 있다.(첨부된 도 4-10 참조). 이 도면들로부터 쉽게 얻어질 수 있는 결론은, 본 발명의 전구약물들이 DNA 손상제(damaging agnet)인 사이톡산 및 마이토마이신 C 와 잘 조합됨(도 8A-D 및 9A-C)을 입증한다. 유사한 결과들은 본 발명 화합물이 인간 결장암 및 인간 로보 결장암(Human lovo colon carcinoma)에 대항하여 에토포사이드(도 9D) 및 시스플라틴과도 잘 조합되여 우수한 효능을 보임을 입증한다.(도 1O A 및 B).
3-AP 전구약물의 Balb/c 쥐에서의 M109 폐 신생물에 대한 효능
실험재료 :M109 폐 신생물 세포 ; BALB/c 쥐 (암컷, 9주령, 18-20 g); 사이톡산 (시그마); 3-AP 전구약물 (오르토 3-AP 전구약물(3), 5-메톡시 3-AP 전구약물 (9), 5-클로르 3-AP 전구약물 (6), 4-클로르 3-AP 전구약물(16) 및 5-플루오르 3-AP 전구약물 (7).
110마리의 Balb/c 쥐는 무작위로 12그룹으로 만든다.
그룹:
쥐
1. 대조군(vehicle) 0.2 ml Qd (day 5-9; 12-16; 19-23) 10
2. 200 mpk 사이톡산 I.p. 1 /w 10
3. 48 mpk 오르토 3-AP 전구약물 I.P., Qd, (day 5-9; 12-16; 19-23) 10
4. 60 mpk 오르토 3-AP 전구약물 I.P., Qd (day 5-9; 12-16; 19-23) 10
5. 48 mpk 5-메톡시 3-AP 전구약물 I.P., Qd, (day 5-9; 12-16; 19-23) 10
6. 55 mpk 5-메톡시 3-AP 전구약물 I.P., Qd (day 5-9; 12-16; 19-23) 10
7. 48 mpk 5-클로르 3-AP 전구약물 I.P., Qd, (day 5-9); 12-16; 19-23) 10
8. 60 mpk 5-클로르 3-AP 전구약물 I.P., Qd, (day 5-9); 12-16; 19-23) 10
9. 48 mpk 4-클로르 3-AP 전구약물 I.P., Qd, (day 5-9); 12-16; 19-23) 10
10. 60 mpk 4-클로르 3-AP 전구약물 I.P., Qd, (day 5-9); 12-16; 19-23) 10
11. 48 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물 I.P., Qd, (day 5-9); 12-16; 19-23) 7
12. 48 mpk 4-플루오르 3-AP 전구약물 I.P., Qd, (day 5-9); 12-16; 19-23) 8
3-AP 전구약물 조제: 각각의 3-AP 전구약물의 스토킹(stocking)용액(10.0 mg/ml)은 각각의 투여 전에 전구약물을 탈이온 멸균수(deionized sterile water)에 용해시킴으로써 만들었다. 그 후에, 각 전구약물을 위한 3-AP 전구약물 스톡(stock)용액은 각 스토킹 용액을 물로 더 희석함으로써 만들었다.
시험관 스토킹 물전구약물의 농도 부피
1. 1.8 ml 1.2 ml 6.0 mg/ml 3 ml
2. 1.65 ml 1.35 ml 5.5 mg/ml (메톡시 3-AP)3 ml
3. 1.44 ml 1.56 ml 4.8 mg/ml 3 ml
Ml09 세포가 대수기(log phase)일 때 트립시니제이션(trypsinization)으로 세포를 떼어낸 다음, PBS로 세척하고, 2.5×106세포/ml PBS가 되도록 재구성하였다. M109 현탁액은 시험동물의 오른쪽 옆구리 피하에 day 0(0.2 ml, 5×105cells/mouse)에 이식하였다. 쥐들은 무작위로 상기와 같이 그룹지어 졌다. 약물 치료는 상기 실험계획에 따라 day 5에 시작되었다. 실험용 쥐는 깨끗하고 온도가 일정한 실험실에 사육하였다. 깔짚은 최소한 일주일에 두 번 교체하여 주었다. 쥐들에게는 충분한 먹이 및 물을 공급하였으며, 식수는 미리 고압증기멸균(autoclaved)되었다. 오르토 포스페이트 3-AP 전구약물(3) 및 5-메톡시 3-AP 전구약물(9)치료는 실험 종료 전에 쥐의 심각한 독성 반응 또는 치사로 인하여 중단되었다. 실험 종료 시까지 체중 및 종양을 일주일에 두 번씩 측정하였다. 치사율 및 쥐의 외관은 매일 관찰하였다.
도 7A 7B 및 7C는 5-플루오르 3-AP 전구약물(7)및 4-클로르 3-AP 전구약물(16)이 나타내는 200 mpk 사이톡산에 대한 상대적인 효능을 대조군과 비교하여 명시한다. 3-AP 전구약물은 치사율 없이 사이톡산에 비하여 현저한 종양 축소효능이 있음이 입증되었다.
Balb/c 쥐에서의 M109 폐 신생물에 대한 3-AP 전구약물/사이톡산 복합 화학요법
실험재료: M109 폐 신생물 세포 ; BALB/c 쥐 (암컷, 9주령, 19-21 g); 사이톡산 (시그마); 마이토마이신 C ; 4-클로르 3 -AP 전구약물(16) 및 5 -플루오르 3 -AP 전구약물(7).
120마리의 Balb/c 쥐는 무작위로 15그룹으로 만든다. 각각의 그룹은 8마리의 쥐로 구성된다. :
그룹
:
쥐
1. 대조군(vehicle) 0.2 ml Qd (day 3-7; 10-14) 8
2. 200 mpk 사이톡산 I.P. l/w × 3 (시작일 Day 3) 8
3. 3 mpk 마이토마이신 C, IN. QD (Day 3 & 17) 8
4. 45 mpk 5-클로르 3-AP 전구약물 I.P./ Qd (day 3-7; 10-14) 8
+ 100 mpk 사이톡산, I.P. 1/W (시작일 day 4)
5. 45 mpk 5-클로르 3-AP 전구약물 I.P/ Qd (day 3-7; 10-14) 8
+ 150 mpk 사이톡산, I.P. l/W (시작일 day 4)
6. 45 mpk 5-클로르 3-AP 전구약물 I.P./ Qd (day 3-7; 10-14) 8
+ 200 mpk 사이톡산, I.P. I /W (시작일 day 4)
7. 60 mpk 5-클로르 3-AP 전구약물 I.P./ Qd (day 3-7; 10-14) 8
+ 100 mpk 사이톡산, I.P. l/W (시작일 day 4)
8. 60 mpk 5-클로르 3-AP 전구약물 I.P/ Qd (day 3-7; 10-14) 8
+ 150 mpk 사이톡산, I.P. l/W (시작일 day 4)
9. 60 mpk 5-클로르 3-AP 전구약물 I.P./ Qd (day 3-7; 10-14) 8
+ 200 mpk 사이톡산, I.P. l/W (시작일 day 4)
10. 45 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물 I.P./ Qd (day 3-7; 10-14) 8
+ 100 mpk 사이톡산, I.P. I/W (시작일 day 4)
11. 45 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물 I.P./ Qd (day 3-7; 10-14) 8
+ 150 mpk 사이톡산, I.P. l/W (시작일 day 4)
12. 45 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물 I.P./ Qd (day 3-7; 10-14) 8
+ 200 mpk 사이톡산, I.P. I AV (시작일 day 4)
13. 60 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물 I.P./ Qd (day 3-7; 10-14) 8
+ 100 mpk 사이톡산, I.P. I/W (시작일 day 4)
14. 60 mpk 5 -플루오르 3 -AP 전구약물 I.P./ Qd (day 3 -7; 10- 1 4) 8
+ 150 mpk 사이톡산, I.P. I/W (시작일 day 4)
15. 60 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물 I.P./ Qd (day 3-7; 10-14) 8
+ 200 mpk 사이톡산, I.P. I/W (시작일 day 4)
3-AP 전구약물 조제 :각각의 3-AP 전구약물의 스토킹 용액(10.0 mg/ml)은 각각의투여 전에 전구약물을 탈이온 멸균수에 용해시킴으로써 만들었다. 그 후에, 각 전구약물을 위한 3-AP 전구약물 스톡 용액은 각 스토킹 용액을 물로 더 희석함으로써 만들었다.
시험관 스톡킹 물 전구약물농도 부피
1, 1.8 ml 1.2 ml 6.0 mg/ml 3 ml
2. 1.35 ml 1.65 ml 4.5 mg/ml 3 ml
Ml09 세포가 대수기(log phase)일 때 트립시니제이션(trypsinization)으로 세포를 떼어낸 다음, PBS로 세척하고, 2.5×106세포/ml PBS가 되도록 재구성하였다. M109 현탁액은 시험동물의 오른쪽 옆구리 피하에 day 0 (0.2ml, 5×105cells/mouse)에 이식하였다. 쥐들은 무작위로 상기와 같이 그룹지어 졌다. 약물 치료는 상기 실험계획에 따라 day 3에 시작되었다. 실험용 쥐는 깨끗하고 온도가 일정한 실험실에 사육하였다. 깔짚은 최소한 일주일에 두 번 교체하여 주었다. 쥐들에게는 충분한 먹이 및 물을 공급하였으며, 식수는 미리 고압증기멸균되었다. 실험 종료 시까지 체중 및 종양을 일주일에 두 번씩 측정하였다. 치사율 및 쥐의 외관은 매일 관찰하였다. 도 7C 에는 사이톡산과 전구약물(3)을 비교하는 다른 실험이 도시되어 있다.
도 7D-F에는, 5-플루오르 3 -AP 전구약물(7)및 4-클로르 3-AP 전구약물(16)이 나타내는, 지시된 조건 하에서의 쥐에 모두 이식된 HTB 177 인간 폐 신생물, B16-F10 흑색종 및 DLD-1 결장 신생물에 대한 활성이 명시되어있다.
도 8A-D 에는, MlO9 폐 신생물에 대항하여 5-클로르 3-AP 전구약물(6)및 5-플루오르 3-AP 전구약물(7)이 다른 화학요법(사이톡산과)조합하여 나타내는 200 mpk 사이톡산에 대한 상대적인 효능이 대조균과 비교하여 명시되어있다. 3-AP전구약물은 사이톡산과 조합하여, 사이톡산이 단독으로 사용된 경우에 비하여 현저하게 상승적인 종양축소 효능을 나타내는 것으로 입증되었다. 이 실험동안 쥐의 치사가 전혀 관찰되지 않았음에 주목해야 한다.
Balb/c 쥐에서의 M109 폐 신생물에 대한 5-플루오르 3-AP 전구약물/사이톡산 또는 마이토마이신 C에 근거한 복합 화학요법
실험재료 :M109 폐 신생물 세포 ; BALB/c 쥐 (암컷, 9주령, 19-21 g); 사이톡산 (시그마); 마이토마이신 C 및 5-플루오르 오르토 AP 전구약물 (7).
121 마리의 Balb/c 쥐는 무작위로 12그룹으로 만든다. 각각의 그룹은 10마리의 쥐로 구성된다. :
그룹:
쥐
1. 대조군(vehicle) 0.2 ml Qd (day 3-7; 10-14) 11
2. 200 mpk 사이톡산 I.P. l/w X 3 (시작일 Day 3) 10
3. 3 mpk 마이토마이신 C, I.V. QD (Day 3 & 13) 10
4. 45 mpk 5-플루오르 3-A-P 전구약물 I.P./ Qd (day 3-7; 10-14) 10
+ 150 mpk 사이톡산, I.P. l/W (시작일 day 4)
5. 45 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물 I.P./ Qd (day 3-7; 10-14) 10
+ 200 mpk 사이톡산, I.P. l/W (시작일 day 4)
6. 60 mpk 5-플루오르 3-A-P 전구약물 I.P./ Qd (day 3-7; 10-14) 10
+ 150 mpk 사이톡산, I.P. I /W (시작일 day 4)
7. 60 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물 I.P./ Qd (day 3-7; 10-14) 10
+ 200 mpk 사이톡산, I.P. I/W (시작일 day 4)
8. 45 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물 I.P./ Qd (day 3-7; 10-14) 10
+ 2 mpk 마이토마이신 C, I.V. QD (Day 3 & 13)
9. 60 mpk 5 -플루오르 3 -AP 전구약물 I. P./ Qd (day 3 -7; 10- 1 4)10
+ 2 mpk 마이토마이신 C, I.V. QD (Day 3 & 13) 10
10. 120 mpk 5-플루오르 3-AP, S.C. Qd (day 3-7)* 10
11. 150 mpk 5-플루오르 3-AP, S.C. Qd (day 3-7; 10-14)** 10
12. 200 mpk 5-플루오르 3-AP, S.C. Qd (day 3-6)*** 10
----------------------------------------------------------------------------
* 쥐의 치사로 인하여 첫 번째 투여 계획만이 실행되었다.
** 체중의 감소로 인하여 두 번째 투여 계획 후에 실험이 중단되었다.
*** 쥐의 치사로 인하여 4일 후에 실험이 중단되었다.
3-AP 전구약물 조제 :각각의 3-AP 전구약물의 스토킹 용액(20.0 mg/ml)은 각각의 투여 전에 전구약물을 탈이온 멸균수에 용해시킴으로써 만들었다. 그 후에, 각 전구약물을 위한 3-AP 전구약물 스톡 용액은 각 스토킹 용액을 물로 더 희석함으로써 만들었다.
시험관 스톡킹 물 전구약물농도 부피
1. 3.0 ml 0 ml 20.0 mg/ml 3 ml
2. 2.25 ml 0.75 ml 15.0 mg/ml 3 ml
3. 1.8 ml 1.2ml 12.0 mg/ml 3 ml
4. 1.5 ml 1.5 ml 10.0 mg/ml 3 ml
2. 0.9 ml 2.1 ml 6.0 mg/ml 3 ml
2. 0.68 ml 2.32 ml 4.5 mg/ml 3 ml
액체 질소에 저장된 Ml09 폐 및 신생물 세포(1×106celLs/ml×1 ml)를 37℃에서 빨리 해동하여 재생한 다음 10% FCS를 포함하는 25 ml의 DMEM 배지로 5% C02및 37℃에서 배양한다. 두 세대를 거친 후, 세포들은 pH 7.2의 PBS로 두 번 세척하고, 트립시니제이션 한 다음, 50ml의 배지가 들어있는 플라스크에서 2차 배양한다.마침내, Ml09 세포가 대수기(약 90 - 95% 포화)가 되면 트립시니제이션으로 세포를 떼어낸 다음, PBS로 세척하고, 종양 이식을 위하여 2.5×106세포/ml PBS가 되도록 재구성하였다. M109 현탁액은 시험동물의 오른쪽 옆구리 피하에 day 0(0.2 ml, 5×105cells/mouse)에 이식하였다. 쥐들은 무작위로 상기와 같이 그룹지어 졌다. 약물 치료는 상기 실험계획에 따라 day 3에 시작되었다. 실험용 쥐는 깨끗하고 온도가 일정한 실험실에 사육하였다. 깔짚은 최소한 일주일에 두 번 교체하여 주었다. 쥐들에게는 충분한 먹이 및 물을 공급하였으며, 식수는 미리 고압증기멸균되었다. 실험 종료 시까지 체중 및 종양을 일주일에 두 번씩 측정하였다. 치사율 및 쥐의 외관은 매일 관찰하였다.
도 9A-C에는 5-플루오르 3-AP 전구약물(7)및 5-클로르3-AP 전구약물(6)이 마이토마이신 C와 복합 화학요법으로 사용되는 경우 나타내는 200 mpk 사이톡산에 대한 상대적인 효능이 대조균과 비교하여 명시되어있다. 이들 사이톡산 및 마이토마이신 C과 조합된 3-AP 전구약물들은 사이톡산 또는 마이토마이신 C가 단독으로 사용된 경우에 비하여 현저하게 상승적인 종양축소 효능을 나타내는 것으로 입증되었다. 도 D에서는, 5-클로르 3-AP 전구약물(6)이 에토포사이드와 조합하여 나타내는 효능을, 에토포사이드 단독 또는 대조군과 비교하는 실험결과를 보여준다. 이 실험에서 M109 폐 신생물에 대항하여 약물 복합치료가 상승적인 활성을 나타냄이 입증되었다.
도 1OA 및 10B는, DLD-1 인간 결장 신생물(도 1OA) 및 인간 로보 결장 신생물(Huanm LoVo Colon Carcinoma)(도 10B)에 대한, 4-클로르 3-AP(16) 및 시스플라틴을 사용한 약물 복합치료의 효과를 명시하고 있다. 이들 두 실험에서, 약물 복합치료는 실험된 종양에 대하여 상승적 활성을 나타냄이 입증되었다.
C57BL/6J 쥐에서의 5-플루오르 3-AP 전구약물의 LD 50
실험재료 :C57BL/6J 쥐 (암컷, 8주령) ; 5-플루오르 3-AP 전구약물 (7).
55 마리의 C57BL/6J 쥐는 무작위로 11그룹으로 만든다. 각각의 그룹은 5마리의 쥐로 구성된다.
그룹 :
쥐
1. 대조군(vehicle) 0.2 ml 멸균탈이온화수, I.P. QD 5
2. 100 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물, I.P. Qd 5
3. 125 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물, I.P. Qd 5
4. 150 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물, I.P. Qd 5
5. 175 mpk 5-플루오르 3 -AP 전구약물, I.P. Qd 5
6. 200 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물, I.P. Qd 5
7. 175 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물, S.C.. Qd 5
8. 200 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물, S.C.. Qd 5
9. 225 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물, S.C.. Qd 5
10. 250 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물, S.C.. Qd 5
11. 300 mpk 5-플루오르 3-AP 전구약물, S.C.. Qd 5
3-AP 전구약물 조제.5-플루오르 3-AP 전구약물(7)을 탈이온 멸균수에 용해시켜 스톡 용액(30 mg/ml)을 만들었다. 그 후에, 각 전구약물을 위한 3-AP 전구약물 스톡 용액은 각 스토킹 용액을 물로 더 희석함으로써 만들었다.
시험관 스톡킹 물 전구약물농도 부피
1. 3.0 ml 0 ml 30.0 mg/ml 3 ml
2. 2.5 ml 0.5 ml 25.0 mg/ml 3 ml
3. 2.25ml 0.75 22.5 mg/ml 3 ml
4. 2 ml1 ml 20 mg/ml 3 ml
5. 1.75 ml 1.25 ml 17.5 mg/ml 3 ml
6. 1.5 ml 1.5 ml 15 mg/ml 3 ml
7. 1.25 ml 1.75 ml 12.5 mg/ml 3 ml
8. 1 ml 2 ml 10 mg/ml 3 ml
치료는 상기 실험계획에 따라 day 0에 시작되었다. 실험동물의 치사율은 매일 기록되었다. 체중은 일주일에 두 번 측정하였고 쥐의 외관 및 행동은 매일 관찰하였다. 도 11은 5-플루오르 AP 전구약물의 LD 50 측정치를 보여주며, 이것은 대략 160 mpk이다.
약물 동력학적 연구
3-AP (1A) 오르토포스페이트 전구약물 (2),및 5-플루오르 오르토포스페이트 전구약물 (7, 30a, 도 3)의 약물동력학에 대한 연구가 비글종 개(Canis familiaris)를 사용하여 행해졌다. 개들에게는, 3-AP 및 오르토포스페이트 전구약물의 경우는 20 mg/kg, 30 mg/kg 및 40 mg/kg, 그리고 5-플루오르 오르토포스페이트 전구약물의 경우는 20 mg/kg, 40 mg/kg 및 80 mg/kg이 투여되었다. 각 화합물에 대한 투여 계획은 각 약물에 대한 최고내약용량(MTD : Maximum Tolerated Dose)에 근거하였으며, 5-플루오르 오르토포스페이트 전구약물의 경우가 3-AP 또는 오르토포스페이트 전구약물(3)보다 현저하게 높았다. 여기서 주목해야 할 점은, 5-플루오르 오르토포스페이트는 투여용량 80 mg/kg에서도 실험동물에 대하여 독성을 나타내지 않은 반면, 3 -AP 및 오르토포스페이트 전구약물(3)은 30 및 40 mg/kg 정도에서도 독성을 보였다는 것이다.
실험 동물의 약물의 농도는 첨부된 도 12-15에 지시된 간격에 따라 측정되었다. 도시된 바에 의하면, 오르토포스페이트 전구약물은 3 -AP의 생체이용율에 현저한 영향을 주었으며, 5-플루오르포스페이트 전구약물은 3-AP의 생체이용율을 현저하게 증진시켜고 장기간 동안 고농도로 유지되도록 해 줌을 보여준다. 3-AP 및 오르토포스페이트 전구약물(3)에 대한 약물 동력학적 자료가 도 12에 도시되어 있다.
5-플루오르포스페이트 전구약물(7)의 경우에 있어서, 도 13 - 15는 5-플루오르포스페이트 유도체가 전구약물 화합물 자체의 더 우수한 생체이용율 및 전구약물의 분해에 의해 생성된 3-AP의 더 우수한 생체이용율을 제공한다는 것을 설명한다. 또한, 5-플루오르 포스페이트 전구약물(도 13에 삽입된 그림 참조)이 3-AP 또는 오르토포스페이트 전구약물보다 3 -AP가 고농도로 유지되는 기간이 더 길다.
이러한 연구들로부터, 5-플루오르포스페이트 전구약물(7)이 3-AP 또는 오르토포스페이트 전구약물(3)보다 더 높은 농도(MTD)에 내약성을 가지며, 또한 오르토포스페이트 전구약물 형태 또는 3-AP 약물 자체보다 초기에 그리고 장기간동안 3-AP를 더 높은 농도로 전달한다는 것이 밝혀졌다.
상기한 발명의 상세한 설명 및 실시예들은 본 발명의 실시예를 묘사한 것이며, 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 첨부한 청구항에서 정의하는 본 발명의 기술사상과 특허청구범위를 이탈하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.
Claims (59)
- 하기 구조의 화합물 :상기 구조에서,R은 수소 또는 메틸 ;R2는 자유산 또는 염 형태로 존재 가능한 포스페이트;R3은 수소, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 메톡시, 트리 플루오르 메톡시, 트리 플루오르 메틸 또는 C1-C3알킬 그룹 ;R4는 수소, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 메톡시, 트리 플루오르 메톡시 또는 트리 플루오르 메틸; 그리고R5와 R6은 각각 독립적으로 수소, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 메톡시, 트리 플루오르 메톡시 또는 트리 플루오르 메틸이고,상기에서, R3, R4, R5또는 R6중에서 최소한 하나는 수소가 아닐 것 및 R3, R4, R5또는 R6중에서 둘은 수소가 아닌 경우 R3, R4, R5또는 R6중에서 나머지 둘은 수소일 것을 조건으로 한다.
- 제 1 항에 있어서, R3, R5및 R6이 각각 수소인 경우 R4는 염소, 불소 또는 브롬 인 것을 특징으로 하는 화합물.
- 제 2 항에 있어서, R4는 염소인 것을 특징으로 하는 화합물.
- 제 1 항에 있어서, R3, R4및 R6이 각각 수소인 경우 R5는 불소, 염소, 메톡시 또는 트리 플루오르 메톡시인 것을 특징으로 하는 화합물.
- 제 4 항에 있어서, R5는 불소 또는 염소인 것을 특징으로 하는 화합물.
- 제 5 항에 있어서, R5는 불소인 것을 특징으로 하는 화합물.
- 제 5 항에 있어서, R5는 염소인 것을 특징으로 하는 화합물.
- 제 1 항에 있어서, R3, R4, R5또는 R6중에서 둘은 수소가 아니며, 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 화합물.
- 제 8 항에 있어서, R3, R4, R5또는 R6중에서 둘은 각각 불소 또는 염소인 것을 특징으로 하는 화합물.
- 제 8 항에 있어서, R4및 R5는 불소 또는 염소인 것을 특징으로 하는 화합물.
- 제 8 항에 있어서, R5및 R6은 불소 또는 염소인 것을 특징으로 하는 화합물.
- 제 10 항에 있어서 R4및 R5는 염소인 것을 특징으로 하는 화합물.
- 제 11 항에 R5및 R6는 염소인 것을 특징으로 하는 화합물.
- 신생물의 치료를 위한 하기 구조의 화합물의 유효용량을 포함하는 약제학적 조성물상기 구조에서R 은 수소 또는 메틸 ;R2는 자유인산 또는 인산염;R3은 수소, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 메톡시, 트리 플루오르 메톡시, 트리 플루오르 메틸 또는 C1- C3알킬 그룹;R4는 수소, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 메톡시, 트리 플루오르 메톡시 또는 트리 플루오르 메틸;R5및 R6은 각각 독립적으로 수소, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 메톡시, 트리 플루오르 메톡시 또는 트리 플루오르 메틸이고,상기에서 R3, R4, R5또는 R6중에서 최소한 하나는 수소가 아닐 것 및 R3, R4, R5또는 R6중에서 둘은 수소가 아닌 경우 R3, R4, R5또는 R6중에서 나머지 둘은 수소일 것, 임의로, 약제학적으로 용인될 수 있는 부가제, 담체 또는 첨가물과 조합되는 것을 조건으로 한다.
- 제 14 항에 있어서, R3, R5및 R6가 각각 수소인 경우 R4는 염소, 불소 또는 브롬인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제 15 항에 있어서, R4는 염소인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제 14 항에 있어서, R3, R4및 R6이 각각 수소인 경우 R5는 불소, 염소, 메톡시 또는 트리 플루오르 메톡시인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제 17 항에 있어서, R5는 불소 또는 염소인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제 18 항에 있어서, R5는 불소인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제 18 항에 있어서, R5는 염소인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제 14 항에 있어서, R3, R4, R5또는 R6중에서 둘은 수소가 아니며 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제 21 항에 있어서, R3, R4, R5또는 R6중에서 둘은 각각 불소 또는 염소인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제 21 항에 있어서, R4및 R5는 불소 또는 염소인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제 21 항에 있어서, R5및 R6은 불소 또는 염소인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제 23 항에 있어서, R4및 R5는 염소인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제 24 항에 있어서, R5및 R6은 염소인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제 14 항에 있어서, 상기 신생물은 암인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 치료를 요하는 환자에 있어서, 하기 구조의 화합물의 유효용량을 상기환자에게 투여하는 것을 포함하는 신생물을 치료하는 방법상기 구조에서R은 수소 또는 메틸 ;R2는 자유산 또는 염 형태로 존재 가능한 포스페이트;R3은 수소, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 메톡시, 트리 플루오르 메톡시, 트리 플루오르메틸 또는 C1-C3알킬 그룹;R4는 수소, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 메톡시, 트리 플루오르 메톡시 또는 트리 플루오르 메틸; 그리고R5및 R6는 각각 독립적으로 수소, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 메톡시, 트리 플루오르 메톡시 또는 트리 플루오르 메틸이고,상기에서 R3, R4, R5또는 R6중에서 최소한 하나는 수소가 아닐 것 및 R3, R4, R5또는 R6중에서 둘은 수소가 아닌 경우 R3, R4, R5또는 R6중에서 나머지 둘은 수소일것, 임의로 약제학적으로 용인될 수 있는 부가제, 담체 또는 첨가물과 조합되는 것을 조건으로 한다.
- 제 28 항에 있어서, R3, R5및 R6가 각각 수소인 경우 R4는 염소, 불소 또는 브롬인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 29 항에 있어서, R4는 염소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 28항에 있어서, R3, R4및 R6이 각각 수소인 경우 R5는 불소, 염소, 메톡시 또는 트리 플루오르 메톡시인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 31 항에 있어서, R5는 불소 또는 염소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 32 항에 있어서, R5는 불소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 32 항에 있어서, R5는 염소인 것을 특징으로 하는 방법
- 제 28 항에 있어서, R3, R4, R5또는 R6중에서 둘은 수소가 아니며 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 35 항에 있어서, R3, R4, R5또는 R6중에서 둘은 불소 또는 염소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 35 항에 있어서, R4및 R5는 불소 또는 염소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 35 항에 있어서, R5및 R6는 불소 또는 염소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 37 항에 있어서, R4및 R5는 염소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 38 항에 있어서, R5및 R6은 염소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 28 항에 있어서, 상기 신생물은 암인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 41 항에 있어서, 상기 암은 위암, 결장암, 직장암, 간암, 췌장암, 폐암, 유방암, 자궁경부암, 자궁체부암, 난소암, 전립선암, 고환암, 방광암, 신장암, 뇌/중추신경계암, 두경부암, 인후암, 호지킨씨병, 비호지킨씨 백혈병, 다발성 골수백혈병, 흑색종, 급성림프성백혈병, 급성골수성백혈성, 유잉육종, 소세포성 폐암, 융모막암, 횡문근 육종, 윌름스 종양, 신경아세포종, 발상세포 백혈병, 입/인두, 식도, 후두, 흑색종, 신장 또는 림프종인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 41 항에 있어서, 상기 암은 폐암, 유방암 또는 전립선암인 것을 특징으로 하는 방법.
- 치료를 요하는 환자에 있어서, 하기한 구조의 약물의 유효용량을 상기환자에게 복합적으로 투여하는 것을 포함하는 신생물을 치료하는 방법상기 구조에서R은 수소 또는 메틸;R2는 자유산 또는 염 형태로 존재 가능한 포스페이트;R3은 수소, 불소, 브롬, 요오드, 메톡시, 트리 플루오르 메톡시, 트리 플루오르 메틸 또는 C1-C3알킬 그룹;R4는 수소, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 메톡시, 트리 플루오르 메톡시 또는 트리 플루오르 메틸; 및R5및 R6은 각각 독립적으로 수소, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 메톡시, 트리 플루오르 메톡시 또는 트리 플루오르 메틸이고,상기에서 R3, R4, R5또는 R6중에서 둘은 수소가 아니며, R3, R4, R5또는 R6중에서 나머지 둘은 수소일 것, 임의로 약제학적으로 용인될 수 있는 부가제, 담체 또는 첨가물 및 DNA를 손상시키는 작용을 하는 하나 이상의 항암제의 유효량과 복합하는 것을 조건으로 한다.
- 제 44 항에 있어서, R3, R5및 R6는 각각 수소인 경우 R4는 염소, 불소 또는 브롬인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 45 항에 있어서, R4는 염소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 44 항에 있어서, R3, R4및 R6는 각각 수소인 경우 R5는 불소, 염소, 메톡시 또는 트리 플루오르 메톡시인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 47 항에 있어서, R5는 불소 또는 염소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 48 항에 있어서, R5는 불소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 48 항에 있어서, R5는 염소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 44 항에 있어서, R3, R4, R5또는 R6중에서 둘은 수소가 아니며 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 51 항에 있어서, R3, R4, R5또는 R6중에서 둘은 각각 불소 또는 염소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 52 항에 있어서, R4및 R5는 염소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 52 항에 있어서, R5및 R6는 염소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 44 항에 있어서, 상기 신생물은 암인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 55 항에 있어서, 상기 암은 위암, 결장암, 직장암, 간암, 췌장암, 폐암, 유방암, 자궁경부암, 자궁체부암, 난소암, 전립선암, 고환암, 방광암, 신장암, 뇌/중추신경계암, 두경부암, 인후암, 호지킨씨병, 비호지킨씨 백혈병, 다발성 골수백혈병, 피부흑색종, 급성림프성백혈병, 급성골수성백혈성, 유잉육종, 소세포성 폐암, 융모막암, 횡문근 육종, 윌름스 종양, 신경아세포종, 발상세포 백혈병, 입/인두, 식도, 후두, 흑색종, 신장 또는 림프종인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 56 항에 있어서, 상기 항암제는 사이톡산, 마이토마이신 C, 에토포사이드, 아드리아마이신, 토포테칸, 이리노테칸, 젬시타빈, 캄포테신, 시스-플라틴, 클로람부실, 멜팔란 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 56 항에 있어서, R3, R4및 R6는 수소, R5는 불소 또는 염소 및 상기 항암제는 사이톡산 또는 마이토마이신 C인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 58 항에 있어서, 상기 암은 폐암, 전립선암, 결장암, 흑색종 또는 유방암인 것을 특징으로 하는 방법.
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