KR20040033377A - Water-soluble prodrug compound comprising residue of paclitaxel or derivatives thereof, its preparation method, and pharmaceutical composition comprising the same - Google Patents

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KR20040033377A
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Abstract

PURPOSE: A water-soluble prodrug compound comprising a residue of paclitaxel or derivatives thereof, a preparation method thereof, and a pharmaceutical composition comprising the same are provided, thereby rapidly and easily conducting hydrolysis of the prodrug, so that the prodrug can be rapidly converted into paclitaxel and derivatives thereof. CONSTITUTION: A water-soluble prodrug compound comprising a residue of paclitaxel or derivatives thereof represented by the formula(1) is provided, wherein R is polyethyleneglycol wherein hydroxy at the end is substituted by R'; and R' is C1 to C5 alkyl or the structure of the formula(a), wherein D is a residue of paclitaxel or derivatives thereof; R' is hydrogen or C1 to C3 alkyl; and X is O, S or N. A method for preparing the water-soluble prodrug compound comprising a residue of paclitaxel or derivatives thereof of the formula(1) comprises esterification of paclitaxel or derivatives thereof with polyethyleneglycol derivative of the formula(2) in the presence of base and solvent.

Description

파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기를 포함하는 수용성 프로드럭 화합물, 그의 제조방법 및 이를 유효성분으로 포함하는 약제 조성물{WATER-SOLUBLE PRODRUG COMPOUND COMPRISING RESIDUE OF PACLITAXEL OR DERIVATIVES THEREOF, ITS PREPARATION METHOD, AND PHARMACEUTICAL COMPOSITION COMPRISING THE SAME}WATER-SOLUBLE PRODRUG COMPOUND COMPRISING RESIDUE OF PACLITAXEL OR DERIVATIVES THEREOF, ITS PREPARATION METHOD, AND PHARMACEUTICAL COMPOSITION COMPRISING THE SAME }

본 발명은 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기를 포함하는 수용성 프로드럭 화합물, 그의 제조방법 및 이를 유효성분으로 포함하는 약제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용해도가 뛰어나고 생체내에서 효소에 의한 프로드럭의 가수분해가 신속하게 이루어져 가수분해 반감기 조절에 의해 생체이용율을 크게 극대화시킬 수 있는 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기를 포함하는 수용성 프로드럭 화합물, 그의 제조방법 및 이를 유효성분으로 포함하는 약제 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a water-soluble prodrug compound comprising a residue of paclitaxel or a derivative thereof, a method for preparing the same, and a pharmaceutical composition comprising the same as an active ingredient. More specifically, the prodrug of the prodrug by an enzyme in vivo is excellent in solubility. The present invention relates to a water-soluble prodrug compound comprising a residue of paclitaxel or a derivative thereof, which can be rapidly degraded to greatly maximize bioavailability by controlling hydrolysis half-life, a method for preparing the same, and a pharmaceutical composition comprising the same as an active ingredient.

파클리탁셀(탁솔(taxol)로 알려짐)은 주목나무의 수피로부터 얻어지는 천연물이고, 파클리탁셀의 유도체(예, 도세탁셀)는 주목나무의 수피에서 유도되는 바카틴 III(baccatin III) 유도체로부터 합성하여 얻어지는 반합성 물질이다. 이러한 파클리탁셀 또는 이의 유도체는 하기 일반식 (I)의 디테르펜(diterpene) 구조를 갖는다.Paclitaxel (also known as taxol) is a natural product derived from the bark of yew trees, and derivatives of paclitaxel (eg docetaxel) are semisynthetic materials obtained by synthesis from baccatin III derivatives derived from the bark of yew trees. . Such paclitaxel or a derivative thereof has a diterpene structure of the following general formula (I).

상기 식에서, R1이 C6H6이고, R2가 CH3CO이면, 파클리탁셀이고,Wherein R 1 is C 6 H 6 , and R 2 is CH 3 CO, paclitaxel,

R1이 (CH3)3CO이고, R2가 H이면 도세탁셀이다.If R 1 is (CH 3 ) 3 CO and R 2 is H, it is docetaxel.

파클리탁셀은 1967년 Wall과 Wani에 의해 처음으로 분리된 후 그 작용 메카니즘 등에 대한 연구가 광범위하게 진행되었으며, 강한 세포 독성과 항암 작용을 나타낸다는 것을 발견하여 1992년 미국 브리스톨-마이어 스퀴브사 (Bristol-Myers Squibb)에 의해 상업화되어 항암제로 사용되고 있다.Paclitaxel was first isolated by Wall and Wani in 1967, and has been extensively studied for its mechanism of action, and found to exhibit strong cytotoxicity and anticancer activity in 1992. Bristol-Myers Squibbs (Bristol-Myers) It is commercialized by Squibb) and used as an anticancer agent.

파클리탁셀은 기존 항암제와는 달리 유사 분열기의 암세포 분열을 억제함으로써 비교적 낮은 독성과 강력한 항암 작용으로 인하여 1990년대에 가장 널리 사용되는 항암제가 되었다. 이러한 파클리탁셀은 미국 식품의약국 (FDA)에 의해 1992년에 난소암, 1994년에 유방암에 탁월한 효능이 있음이 확인되어 사용이 허가된 이후, 1997년에는 카포시종양(Kaposis sarcoma) 치료에도 사용이 허가되었다. 이 외에도 간암, 폐암, 류마티스성 관절염, 알츠하이머 등의 치료 목적으로 적응증이 확대되고 있고 다른 여러 약물들과 복합 처방에 대한 임상시험이 다각도로 진행 중에 있어 수요는 크게 늘어날 전망이다.Paclitaxel, unlike conventional anticancer drugs, became the most widely used anticancer drug in the 1990s due to its relatively low toxicity and potent anticancer activity by inhibiting mitotic cancer cell division. Paclitaxel was licensed for the treatment of Kaposi sarcoma in 1997 after it was approved by the US Food and Drug Administration (FDA) for ovarian cancer in 1992 and breast cancer in 1994. It became. In addition, indications are expanding for treatment of liver cancer, lung cancer, rheumatoid arthritis, Alzheimer's disease, etc., and clinical trials of various drugs and multiple prescriptions are in progress.

파클리탁셀은 물에 난용성인 물질로서, 크로모퍼 이엘(cremophor-EL, polyoxyethylated castor oil) 또는 폴리소르베이트 등의 계면 활성제와 함께 투여되고 있다. 예를 들어, 현재 임상에 사용되고 있는 탁솔 주사제(Taxol , Bristol-Myers Squibb)는 49.7 %(v/v) 알코올 용액 1 ㎖에 파클리탁셀 6 ㎎과 계면활성제인 크레모퍼 이엘 527 ㎎이 함유되어 있으며, 파클리탁셀 유도체인 도세탁셀을 제제화한 탁소테레 주사제는 (Taxotere , Rhone-Poulenc Rorer) 13 %(w/w) 알코올 용액 1.83 ㎖에 도세탁셀 20 ㎎과 계면활성제인 폴리소르베이트 80이 0.5 ㎖가 함유되어 있다.Paclitaxel is poorly soluble in water and is administered with a surfactant such as chromophor-EL (polyoxyethylated castor oil) or polysorbate. For example, Taxol, Bristol-Myers Squibb, currently used in clinical practice, contains 6 mg of paclitaxel and 527 mg of cremopherelel, a surfactant, in 1 ml of a 49.7% (v / v) alcohol solution, and paclitaxel. Taxotere injections formulated with the derivative docetaxel contain 20 mg of docetaxel and 0.5 ml of polysorbate 80 as a surfactant in 1.83 ml of 13% (w / w) alcohol solution (Taxotere, Rhone-Poulenc Rorer).

이와 같이 일반적으로 파클리탁셀을 투여하기 위해서 사용되는 계면활성제인 크레모포 이엘 및 폴리소르베이트 성분은 일부 환자에게서 과민성 반응 (Lorence, W., et al, Agents and actions, 12, 64-80, 1982)의 심각한 부작용을 유발하는 것으로 알려져 있다. 또한, 크레모포 이엘과 같은 식물성 기름을 사용함에 따라 생체 이용률이 낮을 뿐만 아니라 과민성 반응(hypersensitive) 등의 부작용이 발생된다. 아울러, 주사제 개발에 알코올과 크로모퍼 이엘과 같은 점도가 매우 높은 물질(온도에 따라 고체인 물질)을 첨가하는 방법은 비경구적인 사용에 고려해야 할 사항이다. 또한 알코올과 같은 유기 용매의 사용은 주사 부위에서의 용혈 현상과 국소 자극의 문제점이 있다.As such, the surfactants used for administering paclitaxel, the Cremopoiel and Polysorbate components, are commonly used to treat hypersensitivity reactions (Lorence, W., et al, Agents and actions, 12, 64-80, 1982) in some patients. It is known to cause serious side effects. In addition, the use of vegetable oils such as cremopoiel not only has low bioavailability, but also causes side effects such as hypersensitive reaction. In addition, the addition of highly viscous materials (solid materials at temperature), such as alcohol and chromophorel, to the development of injections is a consideration for parenteral use. In addition, the use of organic solvents such as alcohol has problems of hemolysis and local irritation at the injection site.

이러한 이유들로 인해서, 최근 임상 실험 결과에서 파클리탁셀(탁솔)의 경우 신경병증(neuropathy), 근증(myopathy), 근육통(myalgia), 호중구감소증(neutropenia) 등의 부작용이 나타났으며, 도세탁셀(탁소티어(Taxotere))의 경우에는 구내염(stomatitis), 부종(edema), 불쾌감(malaise) 등의 부작용이 나타났다.For these reasons, recent clinical trials showed side effects such as neuropathy, myopathy, myalgia, and neutropenia in paclitaxel (taxol), and docetaxel (taxotere). Taxotere) had side effects such as stomatitis, edema, and malaise.

따라서 이러한 부작용을 줄이고 생체 이용률을 높이기 위해 세계 각지에서 파클리탁셀을 포함하는 수용성 프로드럭(prodrug) 화합물을 개발하기 위한 노력이 광범위하게 진행되고 있다. 그중에서도 폴리에틸렌글리콜 (PEG)을 이용한 프로드럭 화합물의 개발은 과학자들의 깊은 관심의 대상이며 많은 연구가 진행되고 있다. 최근 Greenwald(Enzon, Inc.) 등은 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 이용하여 여러 가지 파클리탁셀 프로드럭을 합성하였으며(U.S. Pat. 5,614,549, 5,880,131, 5,965,566), Desai(Vivorx, Inc) 등 또한 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 이용한 수용성 프로드럭(prodrug)을 합성한바 있다(U.P. Pat. 5,648,506). Chun Li(PG-TXL Company) 등은 파클리탁셀과 썩시닉 언하이드라이드(succinic anhydride)를 반응시켜 2'-썩시닐-파클리탁셀(2'-succinyl-paclitaxel)을 합성하고 여기에 메톡시폴리옥시에틸렌아민(methoxypolyoxyethylene amine)을 결합시켜 수용성 프로드럭을 합성한 바 있다(U.S. Pat. 5,977,163). 그러나 지금까지 합성된 이러한 화합물들은 제제화 하기에는 문제점이 있다. 파클리탁셀 프로드럭은 생체 내에서 가수분해효소에 의해 신속하게 가수분해되어 생리활성을 갖는 약물인 파클리탁셀로 전환되어야 한다. 그러나 이들이 합성한 파클리탁셀 프로드럭이 파클리탁셀로 전환되는 반감기(T1/2)는 랫드 플라즈마(Rat Plasma)에서 1-8시간으로 나타났으며, 제제화를 위해서는 반감기를 약 10분 이내로 줄일 필요가 있다.Therefore, efforts to develop water-soluble prodrug compounds including paclitaxel are widely underway in order to reduce such side effects and increase bioavailability. Among them, the development of prodrug compounds using polyethylene glycol (PEG) is of great interest to scientists and much research is being conducted. Recently, Greenwald (Enzon, Inc.) has synthesized various paclitaxel prodrugs using polyethylene glycol (PEG) (US Pat. 5,614,549, 5,880,131, 5,965,566), Desai (Vivorx, Inc), etc. A water soluble prodrug has been synthesized (UP Pat. 5,648,506). Chun Li (PG-TXL Company) et al. Synthesizes 2'-succinyl-paclitaxel by reacting paclitaxel with succinic anhydride and adds methoxypolyoxyethyleneamine (methoxy polyoxyethylene amine) was combined to synthesize a water-soluble prodrug (US Pat. 5,977,163). However, these compounds synthesized so far have problems in formulating. Paclitaxel prodrugs should be hydrolyzed rapidly by hydrolase in vivo and converted to paclitaxel, a drug that has physiological activity. However, the half-life (T1 / 2) in which the synthesized paclitaxel prodrug is converted to paclitaxel was found to be 1-8 hours in rat plasma, and it is necessary to reduce the half-life to about 10 minutes for formulation.

또한, 기존의 에스터 결합을 이용하는 프로드럭은 생체내 효소에 의한 가수분해속도가 느리기 때문에 폴레에틸렌글리콜의 분자량을 증가시켜 생체내에서 배출되는 시간을 증가시킴으로써 프로드럭의 배출반감기와 과수분해반감기를 조절하였다. 폴리에틸렌글리콜의 분자량을 증가시키는 경우, 프로드럭 제조를 위한 합성반응속도가 현저히 감소할 뿐만 아니라 폴리에틸렌글리콜을 반응물로 포함하는 화학반응은 수율이 현저히 감소하는 단점이 있다. 또한 폴리에틸렌글리콜의 물에 대한 용해도는 분자량에 반비례하기 때문에 고분자량의 폴리에틸렌글리콜를 사용하여 제조된 프로드럭은 수용해도가 감소하는 단점이 있다.In addition, since the prodrug using the ester bond is slow in hydrolysis by enzymes in vivo, it increases the molecular weight of polyethylene glycol and increases the time to be released in vivo, thereby controlling the half-life and half-hydrolysis of the prodrug. It was. When increasing the molecular weight of polyethylene glycol, not only the synthesis reaction rate for prodrug preparation is significantly reduced, but also the chemical reaction including polyethylene glycol as a reactant has a disadvantage that the yield is significantly reduced. In addition, since the solubility of polyethylene glycol in water is inversely proportional to the molecular weight, a prodrug prepared using a high molecular weight polyethylene glycol has a disadvantage in that water solubility is reduced.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 용해 보조제에 의한 부작용을 줄이고 생체 내에서 효소에 의한 프로드럭의 가수분해 속도를 빠르게 하여 생체 이용률을 극대화시킨 신규한 수용성 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기를 포함하는 프로드럭 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art, a novel water-soluble paclitaxel or derivatives thereof that maximize the bioavailability by reducing the side effects caused by the dissolution aid and to accelerate the hydrolysis of the prodrug by the enzyme in vivo It is an object to provide a prodrug compound comprising a moiety.

본 발명의 다른 목적은 가수분해 반감기를 짧게 하여 제제화가 가능한 수용성 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기를 포함하는 프로드럭 화합물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a prodrug compound comprising a residue of a water-soluble paclitaxel or a derivative thereof which can be formulated with a short hydrolysis half-life.

본 발명의 또 다른 목적은 용해도가 높고, 가수분해 반감기가 짧은 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기를 포함하는 수용성 프로드럭 화합물의 제조방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for preparing a water-soluble prodrug compound comprising a residue of paclitaxel or a derivative thereof having high solubility and short hydrolysis half-life.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 수용성 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기를 포함하는 프로드럭 화합물을 포함하는 약제 조성물을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a pharmaceutical composition comprising a prodrug compound comprising a residue of the water-soluble paclitaxel or derivative thereof.

도 1은 본 발명의 실시예 1의 방법으로 제조된 수용성 프로드럭 화합물에 대한 37 ℃ 랫 플라즈마(Rat Plasma)에서의 시간에 따른 파클리탁셀로의 가수분해 결과의 선형 그래프이고,1 is a linear graph of the results of hydrolysis to paclitaxel over time in 37 ° C. Rat Plasma for a water-soluble prodrug compound prepared by the method of Example 1 of the present invention,

도 2는 본 발명의 실시예 2의 방법으로 제조된 수용성 프로드럭 화합물에 대한 37 ℃ 랫 플라즈마(Rat Plasma)에서의 시간에 따른 파클리탁셀로의 가수분해 결과의 선형 그래프이다.FIG. 2 is a linear graph of the hydrolysis results with paclitaxel over time in 37 ° C. Rat Plasma for the water soluble prodrug compound prepared by the method of Example 2 of the present invention.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 수용성 프로드럭 화합물을 제공한다:In order to achieve the above object, the present invention provides a water-soluble prodrug compound represented by the formula (1) comprising a residue of paclitaxel or a derivative thereof:

[화학식 1][Formula 1]

상기 식에서,Where

R은 말단의 하이드록시기가 R"로 치환된 폴리에틸렌글리콜이고, 이때 R"은 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 또는 하기 화학식 a의 구조를 갖는 그룹이며,R is a polyethylene glycol in which a hydroxyl group at the end is substituted with R ″, wherein R ″ is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a group having a structure of Formula (A)

[화학식 a][Formula a]

상기 식에서,Where

D는 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기이고; R'은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이며; 및 X는 O, S 또는 N 이다.D is a residue of paclitaxel or a derivative thereof; R 'is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms; And X is O, S or N.

또한, 본 발명은 염기 및 용매 존재하에 파클리탁셀 또는 이의 유도체를 하기 화학식 2의 폴리에틸렌글리콜 유도체와 에테르화 반응시켜 제조하는 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기를 포함하는 상기 화학식 1로 표시되는 수용성 프로드럭 화합물의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention is to prepare a water-soluble prodrug compound represented by the formula (1) comprising a residue of paclitaxel or derivatives thereof prepared by etherification of paclitaxel or derivatives thereof with a polyethylene glycol derivative of formula (2) in the presence of a base and a solvent Provide a method.

[화학식 2][Formula 2]

상기 식에서, R은 말단의 하이드록시기가 R"로 치환된 폴리에틸렌글리콜이고, 이때 R"은 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 또는 하기 화학식 a의 구조를 갖는 그룹이며,In the above formula, R is polyethylene glycol in which the hydroxyl group at the end is substituted with R ″, wherein R ″ is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a group having a structure represented by the following Formula a,

[화학식 a][Formula a]

상기 식에서,Where

D는 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기이고; R'은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이며; X는 O, S 또는 N 이며, Y는 할로겐과 같은 적당한 이탈기이다.D is a residue of paclitaxel or a derivative thereof; R 'is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms; X is O, S or N and Y is a suitable leaving group such as halogen.

또한, 본 발명은 염기 및 용매 존재하에 하기 화학식 3의 화합물을 하기 화학식 2의 수용성 폴리에틸렌글리콜 유도체와 반응시키고 탈보호화 반응시켜 제조하는 상기 화학식 1로 표시되는 수용성 프로드럭 화합물의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for preparing a water-soluble prodrug compound represented by Chemical Formula 1 prepared by reacting a compound of Chemical Formula 3 with a water-soluble polyethylene glycol derivative of Chemical Formula 2 in a presence of a base and a solvent, followed by deprotection reaction.

[화학식 2][Formula 2]

[화학식 3][Formula 3]

상기 식에서,Where

R1은 C6H6이고; R2는 CH3CO 또는 H이며; Pt는 실릴 보호기이며;R 1 is C 6 H 6 ; R 2 is CH 3 CO or H; Pt is a silyl protecting group;

R은 말단의 하이드록시기가 R"로 치환된 폴리에틸렌글리콜이고, 이때 R"은 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 또는 하기 화학식 a의 구조를 갖는 그룹이며,R is a polyethylene glycol in which a hydroxyl group at the end is substituted with R ″, wherein R ″ is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a group having a structure of Formula (A)

[화학식 a][Formula a]

상기 식에서,Where

D는 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기이고; R'은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이며; X는 O, S 또는 N 이며, Y는 할로겐과 같은 적당한 이탈기이다.D is a residue of paclitaxel or a derivative thereof; R 'is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms; X is O, S or N and Y is a suitable leaving group such as halogen.

또한, 본 발명은 상기 화학식 1의 수용성 프로드럭 화합물을 포함하는 약제 조성물을 제공한다.The present invention also provides a pharmaceutical composition comprising the water-soluble prodrug compound of Formula 1.

이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 종래 문제점을 해결하고자, 항종양 활성을 갖는 탁솔의 수용성 유도체인 파클리탁셀 및 이의 유도체들을 수용성 운반체에 적정한 조건하에 화학적으로 결합시키면, 용해성이 뛰어나면서도 생체내에서 가수분해 속도가 매우 신속하게 이루어져 반감기를 크게 줄일 수 있음을 확인하여, 본 발명을 완성하게 되었다.In order to solve the conventional problems, the chemically binding paclitaxel, which is a water-soluble derivative of Taxol, having antitumor activity and its derivatives to a water-soluble carrier under appropriate conditions, has excellent solubility and hydrolysis speed in vivo. It was confirmed that the half-life can be greatly reduced, and the present invention was completed.

본 발명의 상기 화학식 1의 수용성 프로드럭 화합물은 파클리탁셀과 수용성 고분자 사이에 자발적으로 분해가 가능한 새로운 중간 결합체(self-immolating linker)를 도입하고 여기에 수용성 고분자를 결합시켜 제조한 것이다. 상기 화학식 1의 수용성 프로드럭 화합물은 가수분해효소가 약물에 용이하게 접근할 수 있어서, 생체 내에서 빠르게 분해되어 다시 생리활성을 갖는 파클리탁셀 및 이의 유도체로 가수분해된다.The water-soluble prodrug compound of Chemical Formula 1 of the present invention is prepared by introducing a new self-immolating linker that can be spontaneously decomposed between paclitaxel and a water-soluble polymer and binding the water-soluble polymer thereto. The water-soluble prodrug compound of Chemical Formula 1 has a hydrolase easily accessible to the drug, and is rapidly degraded in vivo to hydrolyze paclitaxel and derivatives thereof having physiological activity.

이러한 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 수용성 프로드럭 화합물을 그 제조방법에 의거하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The water-soluble prodrug compound represented by Chemical Formula 1 of the present invention will be described in more detail based on the preparation method as follows.

본 발명의 상기 화학식 1의 화합물은 다음의 2가지 방법에 의해 제조할 수 있다.The compound of Chemical Formula 1 of the present invention may be prepared by the following two methods.

첫 번째 방법으로, 본 발명은 염기 및 용매 존재하에 파클리탁셀 또는 이의 유도체를 하기 화학식 2의 폴리에틸렌글리콜 유도체와 에테르화 반응시켜 수용성 프로드럭 화합물을 제조할 수 있다.In a first method, the present invention can prepare a water-soluble prodrug compound by etherification of paclitaxel or a derivative thereof with a polyethylene glycol derivative of Formula 2 in the presence of a base and a solvent.

[화학식 2][Formula 2]

상기 식에서,Where

R은 말단의 하이드록시기가 R"로 치환된 폴리에틸렌글리콜이고, 이때 R"은 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 또는 하기 화학식 a의 구조를 갖는 그룹이며,R is a polyethylene glycol in which a hydroxyl group at the end is substituted with R ″, wherein R ″ is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a group having a structure of Formula (A)

[화학식 a][Formula a]

D는 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기이고; R'은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이며; X는 O, S 또는 N 이다.D is a residue of paclitaxel or a derivative thereof; R 'is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms; X is O, S or N.

또는, 두 번째 방법으로 염기 및 용매 존재하에 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 상기 화학식 2의 수용성 폴리에틸렌글리콜 유도체와 반응시키고 탈보호기화 반응시켜 상기 화학식 1의 수용성 프로드럭 화합물을 제조할 수 있다.Alternatively, the water-soluble prodrug compound of Chemical Formula 1 may be prepared by reacting a compound represented by Chemical Formula 3 with a water-soluble polyethylene glycol derivative of Chemical Formula 2 in a second method and a deprotection reaction in the presence of a base and a solvent.

[화학식 3][Formula 3]

상기 식에서,Where

R1은 C6H6이고; R2는 CH3CO 또는 H이며; Pt는 실릴 보호기이다.R 1 is C 6 H 6 ; R 2 is CH 3 CO or H; Pt is a silyl protecting group.

본 발명에 있어서, 상기 반응은 염기 조건하에 실시할 수 있다. 특히, 상기 반응은 세슘카보네이트(CsCO3) 존재하에 실시하는 것이 바람직하다.In the present invention, the reaction can be carried out under basic conditions. In particular, the reaction is preferably carried out in the presence of cesium carbonate (CsCO 3 ).

상기 용매는 N,N-디메틸포름아미드(DMF), 디메틸아세트아미드(DMAc), 등을 사용하는 것이 바람직하며, 이에 한정되는 것은 아니다.The solvent is preferably N, N-dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), or the like, but is not limited thereto.

상기 에테르화 반응은 1시간 내지 72시간 동안 실시하는 것이 바람직하다.The etherification reaction is preferably carried out for 1 to 72 hours.

상기 탈보호 반응은 용매하에 HF, Bu4NF와 같은 불소화합물을 사용하여 실시할 수 있으며, 상기 불소화합물은 1% 정도의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 용매는 아세토니트릴을 사용하는 것이 바람직하다.The deprotection reaction may be carried out using a fluorine compound such as HF, Bu 4 NF in a solvent, and the fluorine compound is preferably used at about 1%. It is preferable to use acetonitrile as the solvent.

이때, 상기 화학식 2의 폴리에틸렌글리콜 유도체는 하기 화학식 4의 폴리에틸렌글리콜을 무수 아세토니트릴 용매하에 염기를 첨가하고 하기 화학식 5의 화합물과 반응시켜 제조할 수 있다.In this case, the polyethylene glycol derivative of Formula 2 may be prepared by adding a base of polyethylene glycol of Formula 4 in anhydrous acetonitrile solvent and reacting with the compound of Formula 5.

[화학식 4][Formula 4]

[화학식 5][Formula 5]

상기 식에서, R"은 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 또는 하기 화학식 a의 구조를 갖는 그룹이며,In the above formula, R ″ is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a group having a structure of the formula (a),

[화학식 a][Formula a]

D는 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기이고; R'은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이며; X는 O, S 또는 N 이며; Y는 할로겐과 같은 적당한 이탈기이며, n은 10 내지 1200의 정수이다.D is a residue of paclitaxel or a derivative thereof; R 'is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms; X is O, S or N; Y is a suitable leaving group such as halogen and n is an integer from 10 to 1200.

본 발명에서 사용하는 수용성 폴리에틸렌글리콜 유도체는 직선형이나 가지 형태의 중성 고분자로 다양한 분자량을 가지고 있으며, 유기용매인 메틸렌클로라이드와 물에 잘 용해되는 물질로 무독성을 나타낸다. 이는 미국식품의약국에 의해 내복용으로 사용이 승인되어 있는 안전한 물질이다. 결과적으로, 상기 수용성 폴리에틸렌 글리콜 유도체를 사용함에 따라, 본 발명의 상기 화학식 1의 프로드럭 화합물은 물에 잘 용해될 수 있다. 본 발명에서 사용하는 폴리에틸렌글리콜의 분자량은 500 내지 50,000인 것이 바람직하다. 상기 화학식 2의 폴리에틸렌글리콜 유도체의 함량은 상기 파클리탁셀 또는 이의 유도체 1당량에 대하여 1 내지 2 당량으로 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 두 번째 방법을 이용하는 경우 상기 화학식 2의 폴리에틸렌글리콜 유도체의 함량은 상기 화학식 3의 화합물에 대하여 1 내지 2 당량으로 사용하는 것이 바람직하다.The water-soluble polyethylene glycol derivatives used in the present invention are linear or branched neutral polymers having various molecular weights, and are non-toxic as methylene chloride, an organic solvent, and a substance soluble in water. It is a safe substance approved for oral use by the US Food and Drug Administration. As a result, by using the water-soluble polyethylene glycol derivative, the prodrug compound of Formula 1 of the present invention can be well dissolved in water. It is preferable that the molecular weight of polyethyleneglycol used by this invention is 500-50,000. The content of the polyethylene glycol derivative of Chemical Formula 2 is preferably used in an amount of 1 to 2 equivalents based on 1 equivalent of paclitaxel or a derivative thereof. In addition, when the second method is used, the content of the polyethylene glycol derivative of Chemical Formula 2 is preferably used in an amount of 1 to 2 equivalents based on the compound of Chemical Formula 3.

상기 염기는 피리딘을 사용하는 것이 바람직하며, 그 사용량은 상기 화학식 4의 화합물에 대하여 1 내지 3 당량으로 사용할 수 있다.The base is preferably used pyridine, the amount of the base may be used in 1 to 3 equivalents based on the compound of Formula 4.

또한, 상기 화학식 3의 화합물은 용매하에 파클리탁셀 또는 이의 유도체를 실릴화제와 반응시켜 제조할 수 있다. 상기 실릴화제는 파클리탁셀 또는 이의 유도체에서 2' 위치의 OH기를 실릴기로 보호시키는 역할을 한다. 상기 실릴화제로는 tert-부틸디메틸실릴 클로라이드 또는 트리메틸실릴클로라이드 등을 사용할 수 있다. 상기 실릴화제의 사용량은 파클리탁셀 또는 이의 유도체 1 당량에 대하여 1 내지 3 당량으로 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 염기로 이미다졸, 피리딘 등을 사용할 수 있으며, 용매는 무수 디클로로메탄을 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the compound of Formula 3 may be prepared by reacting paclitaxel or a derivative thereof with a silylating agent in a solvent. The silylating agent serves to protect the OH group in the 2 'position in the paclitaxel or a derivative thereof. As the silylating agent, tert-butyldimethylsilyl chloride or trimethylsilyl chloride may be used. The amount of the silylating agent is preferably used in an amount of 1 to 3 equivalents based on 1 equivalent of paclitaxel or a derivative thereof. In this case, imidazole, pyridine, or the like may be used as the base, and the solvent may be anhydrous dichloromethane, but is not limited thereto.

이렇게 얻어진 본 발명의 프로드럭 화합물은 생체내에 투여시 가수분해 효소에 의해 빠르게 가수분해되어, 활성성분인 파클리탁셀 및 이의 유도체로 가수분해된다. 본 발명의 프로드럭 화합물은 효소에 의해 가수분해될 때 자발적으로 분해가 가능한 새로운 중간 결합체가 도입되어 있어 생체내에서 효소의 접근시 파클리탁셀의 구조적 입체 장애를 줄여줌에 따라 빠르게 가수분해가 이루어지고, 2차적으로 새로운 중간 결합체의 자발적인 분해가 신속하게 이루어져 파클리탁셀로의 전환이 신속하게 이루어진다.The prodrug compound of the present invention thus obtained is rapidly hydrolyzed by a hydrolase upon administration in vivo, and hydrolyzed to paclitaxel and its derivatives as active ingredients. The prodrug compound of the present invention has a new intermediate conjugate that is capable of spontaneously decomposing when hydrolyzed by an enzyme, so that hydrolysis is rapidly achieved by reducing structural steric hindrance of paclitaxel upon access of the enzyme in vivo. Secondly, spontaneous degradation of the new intermediate binder is rapid, resulting in rapid conversion to paclitaxel.

또한, 본 발명의 프로드럭 화합물은 물에 매우 잘 용해되기 때문에(용해도 > 400mg/ml) 이 화합물을 투여할 때 환자에 심각한 과민반응을 일으키는 요인이 되는 계면활성제와 유기용제를 사용하지 않아도 된다. 따라서, 현재 임상에 사용되고 있는 기존제품(탁속, 탁소테르)에서 용해보조제인 계면활성제와 유기용제에 의해 발생되는 신경병증, 근증, 근육통, 호중구 감소증, 구내염, 부종, 불쾌감 등의 부작용을 극복할 수 있다는 장점을 가지고 있다.In addition, since the prodrug compound of the present invention is very soluble in water (solubility> 400 mg / ml), it is not necessary to use surfactants and organic solvents, which cause serious hypersensitivity reactions in patients when the compound is administered. Therefore, it is possible to overcome side effects such as neuropathy, myopathy, myalgia, neutropenia, stomatitis, edema, and discomfort caused by surfactants and organic solvents as dissolution aids in existing products currently used in clinical practice (Tak, Taxoter). It has the advantage of being.

또한, 본 발명의 상기 화학식 1의 수용성 프로드럭 화합물은 유방암, 난소암, 폐암 및 카포시종양 치료 목적으로 사용되는 약제 조성물에 유효성분으로 사용될 수 있다. 이외에도 간암, 위암, 류마티스성 관절염, 알츠하이머 등의 치료목적으로도 사용이 가능하다. 본 발명의 수용성 프로드럭 화합물을 유효성분으로 포함하는 약제 조성물은 약제학적으로 허용 가능한 담체를 더욱 포함할 수 있다.In addition, the water-soluble prodrug compound of Formula 1 of the present invention can be used as an active ingredient in pharmaceutical compositions used for the purpose of treating breast cancer, ovarian cancer, lung cancer and Kaposi's tumor. In addition, it can be used for the treatment of liver cancer, stomach cancer, rheumatoid arthritis, Alzheimer's disease, etc. Pharmaceutical compositions comprising the water-soluble prodrug compound of the present invention as an active ingredient may further comprise a pharmaceutically acceptable carrier.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are provided to aid in understanding the present invention. However, the following examples are provided only to more easily understand the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

[실시예]EXAMPLE

실시예 1: 2'(ω-메톡시폴리에틸렌글리콜옥시)카보닐옥시메틸옥시파클리탁세의 합성Example 1 Synthesis of 2 ′ (ω-methoxypolyethyleneglycoloxy) carbonyloxymethyloxypaclitaxe

(1) α-메톡시-ω-클로로메틸록시 카보닐록시 폴리에틸렌 글리콜5000(α-methoxy-ω-chloromethyloxy carbonyloxy polyethylene glycol 5000)(1) α-methoxy-ω-chloromethyloxy carbonyloxy polyethylene glycol 5000

모노메톡시 폴리에틸렌글리콜(mPEG, 분자량 5000) 10 g을 무수아세토니트틸 100 ml에 용해시키고, 피리딘 0.7 ml을 첨가하여 상온에서 교반하였다. 클로로메틸 클로로포르메이트 0.7 ml을 상온에서 적가하고, 72시간 동안 반응시켰다. 침전된 피리디니움 하이드로클로라이드를 여과한 후 용매를 진공증류하고, 다시 클로로포름에 녹였다. 여기에 펜탄을 첨가하여 반응생성물을 침전시키고 용매를 제거한 다음 건조하여 수율 61 %의 α-메톡시-ω-클로로메틸록시 카보닐록시 폴리에틸렌 글리콜5000을 합성하였다.1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 3.37-4.38(m, mPEG), 5.73(s, 2H)10 g of monomethoxy polyethylene glycol (mPEG, molecular weight 5000) was dissolved in 100 ml of anhydrous acetonitrile, and 0.7 ml of pyridine was added and stirred at room temperature. 0.7 ml of chloromethyl chloroformate were added dropwise at room temperature and reacted for 72 hours. The precipitated pyridinium hydrochloride was filtered off, and the solvent was distilled under vacuum, and then dissolved in chloroform. Pentane was added thereto to precipitate the reaction product, the solvent was removed, and then dried to synthesize α-methoxy-ω-chloromethyloxy carbonyloxy polyethylene glycol 5000 having a yield of 61%. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ 3.37-4.38 (m, mPEG), 5.73 (s, 2H)

(2) 2'-(ω-메톡시폴리에틸렌글리콜옥시)카보닐옥시메틸옥시파클리탁셀(2'-(ω-methoxypolyethyleneglycoloxy)carbonyloxymethoxypaclitaxel)의 합성(2) Synthesis of 2 '-(ω-methoxypolyethyleneglycoloxy) carbonyloxymethyloxypaclitaxel (2'-(ω-methoxypolyethyleneglycoloxy) carbonyloxymethoxypaclitaxel)

파클리탁셀 1.2 g 및 세시움 카보네이드(CsCO3) 0.65 g을 디메틸포름아미드(DMF) 10 ml에 첨가하고 상온에서 1시간 교반하였다. 여기에 α-메톡시-ω-클로로메틸록시 카보닐록시 폴리에틸렌 글리콜 5000 7 g을 DMF 20 ml에 녹여 첨가하고 72시간 반응하였다. 반응 혼합물을 여과한 후 DMF를 감압증류하고 다시 클로로포름에 녹였다. 클로로포름 용액을 소디움바이카보네이트 포화 수용액으로 1회 세정하고, 다시 증류수로 1회 세정하였다. 마그네슘 설페이트로 건조, 여과한 후 용매를 감압 증류하여 2'-(ω-메톡시폴리에틸렌글리콜옥시)카보닐옥시메틸옥시파클리탁셀 을 61%의 수율로 수득하였다.1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 3.39-4.33(m, mPEG), 5.75(s, 2H)1.2 g of paclitaxel and 0.65 g of cesium carbonate (CsCO 3 ) were added to 10 ml of dimethylformamide (DMF) and stirred at room temperature for 1 hour. 7 g of α-methoxy-ω-chloromethyloxy carbonyloxy polyethylene glycol 5000 was dissolved in 20 ml of DMF, and reacted for 72 hours. After filtering the reaction mixture, DMF was distilled under reduced pressure and dissolved in chloroform again. The chloroform solution was washed once with saturated aqueous sodium bicarbonate solution and again with distilled water. After drying over magnesium sulfate and filtration, the solvent was distilled under reduced pressure to give 2 '-(ω-methoxypolyethylene glycoloxy) carbonyloxymethyloxypaclitaxel in a yield of 61%. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ 3.39-4.33 (m, mPEG), 5.75 (s, 2H)

실시예 2:Example 2:

7-(ω-메톡시폴리에틸렌글리콜옥시)카보닐옥시메틸옥시파클리탁셀(7-(ω-methoxypolyethyleneglycoloxy)carbonyloxymethoxypaclitaxel)의 합성Synthesis of 7- (ω-methoxypolyethyleneglycoloxy) carbonyloxymethyloxypaclitaxel (7- (ω-methoxypolyethyleneglycoloxy) carbonyloxymethoxypaclitaxel)

(1) 2'-(tert-부틸디메틸실릴)파클리탁셀 (2'-(tert-butyl dimethysily)paclitaxel)의 합성(1) Synthesis of 2 '-(tert-butyldimethylsilyl) paclitaxel (2'-(tert-butyl dimethysily) paclitaxel)

파클리탁셀 500 mg(0.586 mmol)을 무수 디클로로메탄 10 ml에 녹였다. 여기에 tert-부틸디메틸실릴 클로라이드 106.0 mg(0.70 mmol)와 이미다졸 71.8 mg(1.05 mmol)을 N,N-디메틸포름아마이드 1 ml에 녹인 용액을 가한 후, 6시간동안 교반하였다. 상기 혼합물에 디클로로메탄 20 ml를 가하여 희석하고 5 %의 염산용액으로 2회, 물로 1회 세척하였다. 유기층을 무수 황산마그네슘으로 처리하여 함유한 수분을 제거한 다음 감압 건조하여 생성물 540 mg(95 %)을 수득하였다.1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 0.10(s, 3H, -CH3), 0.03 (s, 3H, -CH3), -0.02 (s, 3H, -CH3), -0.26 (s, 3H, -CH3)500 mg (0.586 mmol) of paclitaxel were dissolved in 10 ml of anhydrous dichloromethane. A solution of 106.0 mg (0.70 mmol) of tert-butyldimethylsilyl chloride and 71.8 mg (1.05 mmol) of imidazole in 1 ml of N, N-dimethylformamide was added thereto, followed by stirring for 6 hours. 20 ml of dichloromethane was added to the mixture, diluted, and washed twice with 5% hydrochloric acid solution and once with water. The organic layer was treated with anhydrous magnesium sulfate to remove the contained water, and then dried under reduced pressure to give 540 mg (95%) of the product. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ 0.10 (s, 3H, -CH 3 ), 0.03 (s, 3H, -CH 3 ), -0.02 (s, 3H, -CH 3 ), -0.26 (s, 3H, -CH 3 )

(2) 2'-(tert-부틸디메틸실릴)-7-((ω-메톡시폴리에틸렌글리콜옥시)카보닐옥시메틸옥시)-파클리탁셀(2'(tert-butyldimethylsilyl)-7-((ω-methoxypolyethyleneglycoloxy)carbonyloxymethoxy)의 합성(2) 2 '-(tert-butyldimethylsilyl) -7-((ω-methoxypolyethyleneglycoloxy) carbonyloxymethyloxy) -paclitaxel (2' (tert-butyldimethylsilyl) -7-((ω-methoxypolyethyleneglycoloxy Synthesis of Carbonyloxymethoxy)

2'-(tert-부틸데미틸실릴)-파클리탁셀 540 mg(0.557 mmol) 및 세시움 카보네이드 325 mg(1.0 mmol)을 디메틸포름아미드 5 ml에 첨가하고 상온에서 1시간 동안 교반하였다. 여기에 α-메톡시-ω-클로로메틸록시카보닐록시폴리에틸렌글리콜 5000 3.5 g을 DMF 10 ml에 녹인 용액을 첨가하고 72시간동안 반응하였다. 혼합물을 여과한 후 디메틸포름아미드를 감압증류하고 다시 클로로포름에 녹였다. 클로로포름 용액을 소디움 바이카보네이트 포화수용액으로 1화 세정하고, 다시 증류수로 1회 세정하였다. 마그네슘설페이트로 건조, 여과한 후 용매를 감압 증류하여 2'-(tert-부틸디메틸실릴)-7-((ω-메톡시폴리에틸렌글리콜옥시)카보닐옥시메틸옥시)-파클리탁셀을 60 % 수율로 수득하였다.1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ0.10(s, 3H, -CH3), 0.03 (s, 3H, -CH3), -0.02 (s, 3H, -CH3), -0.26 (s, 3H, -CH3), δ3.39-4.33(m, mPEG), 5.75(s, 2H)540 mg (0.557 mmol) of 2 '-(tert-butyldecylsilyl) -paclitaxel and 325 mg (1.0 mmol) of cesium carbonate were added to 5 ml of dimethylformamide and stirred at room temperature for 1 hour. A solution of 3.5 g of α-methoxy-ω-chloromethyloxycarbonyloxypolyethylene glycol 5000 in 10 ml of DMF was added thereto and reacted for 72 hours. After filtration of the mixture, dimethylformamide was distilled under reduced pressure and dissolved in chloroform again. The chloroform solution was washed with sodium bicarbonate saturated aqueous solution and washed once with distilled water. Drying with magnesium sulfate, filtration and distillation of the solvent under reduced pressure yielded 2 '-(tert-butyldimethylsilyl) -7-((ω-methoxypolyethyleneglycoloxy) carbonyloxymethyloxy) -paclitaxel in 60% yield. It was. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ0.10 (s, 3H, -CH 3 ), 0.03 (s, 3H, -CH 3 ), -0.02 (s, 3H, -CH 3 ), -0.26 (s , 3H, -CH 3 ), δ3.39-4.33 (m, mPEG), 5.75 (s, 2H)

(2) 7-((ω-메톡시폴리에틸렌글리콜옥시)카보닐옥시메틸옥시)파클리탁셀(7-(ω-methoxypolyethyleneglycoloxy)carbonyloxymethoxy-paclitaxel)의 합성(2) Synthesis of 7-((ω-methoxypolyethyleneglycoloxy) carbonyloxymethyloxy) paclitaxel (7- (ω-methoxypolyethyleneglycoloxy) carbonyloxymethoxy-paclitaxel)

2'-(tert-부틸디메틸실릴)7-((ω-메톡시폴리에틸렌글리콜옥시)카보닐옥시메틸옥시)-파클리탁셀 2 g(0.33 mmol)을 아세토니트릴 10 ml에 넣었다. 상기 용액에 아세트니트릴에 녹아있는 1 % 불화수소산 10 ml을 혼합하였다. 혼합물을 30분 동안 교반한 다음 아세토니트릴을 감압 증류하여 제거하였다. 얻어진 잔류물을 디에틸에테르 30 ml에 녹이고 포화중탄산나트륨 용액 및 증류수로 세정한 다음 무수 황상마그네슘으로 처리하여 함유한 수분을 제거한 후 감압건조하여 생성물 1.9 g(95%)를 수득하였다.1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 3.39-4.33(m, mPEG), 5.75(s, 2H)2 g (0.33 mmol) of 2 '-(tert-butyldimethylsilyl) 7-((ω-methoxypolyethyleneglycoloxy) carbonyloxymethyloxy) -paclitaxel was added to 10 ml of acetonitrile. To the solution was mixed 10 ml of 1% hydrofluoric acid dissolved in acetonitrile. The mixture was stirred for 30 minutes and then the acetonitrile was removed by distillation under reduced pressure. The obtained residue was dissolved in 30 ml of diethyl ether, washed with saturated sodium bicarbonate solution and distilled water, and then treated with anhydrous magnesium sulfate to remove the contained water, followed by drying under reduced pressure to obtain 1.9 g (95%) of the product. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ 3.39-4.33 (m, mPEG), 5.75 (s, 2H)

실험예 1Experimental Example 1

(프로드럭의 용해도 실험)(Prodrug Solubility Experiment)

증류수 1 ml에 상기 실시예 1 및 2의 방법으로 제조된 프로드럭 화합물을 첨가량을 증가시키면서 용해하여 Hazemeter(NHD-300A, Nippon denshocku IND.)로 측정하였다. 측정결과 유동성이 있고 측정치가 0.5 이하를 나타내는 프로드럭 화합물 첨가량을 용해도로 하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The prodrug compounds prepared by the methods of Examples 1 and 2 above were dissolved in 1 ml of distilled water, and dissolved by increasing the amount of the prodrug compounds. The prodrug compound addition amount which shows fluidity and the measured value is 0.5 or less was made into solubility. The results are shown in Table 1 below.

용해량Dissolution 실시예 1Example 1 400 mg 이상400 mg or more 실시예 2Example 2 400 mg 이상400 mg or more

상기 표 1에서 알 수 있듯이, 실시예 1 및 2의 프로드럭 화합물은 물에 대한 용해도가 400 mg 이상으로 나타나 매우 우수한 용해도를 나타내었다.As can be seen in Table 1, the prodrug compounds of Examples 1 and 2 showed solubility in water of 400 mg or more, indicating very good solubility.

실험예 2Experimental Example 2

(프로드럭의 가수분해 반감기 측정)(Measurement of half-life of prodrug hydrolysis)

렛 혈장 10 ml을 37 ℃ 수조에서 둔 다음 실시예 1 또는 실시에 2의 방법에 따라 제조된 프로드럭 화합물(파클리탁셀 0.5 mg)을 넣어 용해하였다. 시간별로 상기 용액을 100 ㎕씩 취하여 아세토니트릴 200 ㎕이 담긴 튜브에 넣고 혼합하였다. 11,000 rpm에서 5분간 원심분리하여 상층액을 분리하고 상층액 200 ㎕을 HPLC로 분석하였다.10 ml of lett plasma were placed in a 37 ° C. water bath, and then dissolved in a prodrug compound (0.5 mg of paclitaxel) prepared according to the method of Example 1 or 2. 100 μl of the solution was taken for each hour, followed by mixing into a tube containing 200 μl of acetonitrile. The supernatant was separated by centrifugation at 11,000 rpm for 5 minutes and 200 μl of the supernatant was analyzed by HPLC.

또한 렛 혈장 대신 사람 혈장, PBS 완충액 및 증류수를 각각 사용하여 프로드럭의 가수분해 반감기를 측정하였다.In addition, the hydrolysis half-life of the prodrug was measured using human plasma, PBS buffer and distilled water instead of lett plasma.

T1/2가수분해T 1/2 hydrolysis PBS 완충액(pH 7.4)PBS buffer (pH 7.4) 렛 혈장(pH 7.3)Let plasma (pH 7.3) 사람 혈장(pH 6.8)Human plasma (pH 6.8) 증류수(pH6.0)Distilled water (pH6.0) 실시예 1Example 1 > 1 시간> 1 hour < 10 분<10 minutes < 10 분<10 minutes > 1 시간> 1 hour 실시예 2Example 2 > 1 시간> 1 hour < 10 분<10 minutes < 10 분<10 minutes > 1 시간> 1 hour

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 및 2의 방법으로 제조된 프러드럭 화합물은 가수분해 반감기가 렛 혈장내에서 2분 이내로 나타났으며, 사람 혈장내에서는 약 3분 정도의 매우 짧은 반감기를 갖는 것으로 나타났다. 반면에 인산완충액(PBS) 및 증류수에서의 비효소적인 가수분해 속도는 26 시간 이상과 200 시간 이상으로 나타났다.As shown in Table 2, the prodrug compounds prepared by the methods of Examples 1 and 2 showed a hydrolysis half-life within 2 minutes in lett plasma, and a very short half-life of about 3 minutes in human plasma. It was found to have. On the other hand, non-enzymatic hydrolysis rates in phosphate buffer (PBS) and distilled water were more than 26 hours and more than 200 hours.

상기 실시예 1 및 2의 방법으로 제조된 프로드럭 화합물의 시간에 따른 파클리탁셀로의 전환율을 알아보기 위하여, 시료에서 프로드럭(Prodrug)의 농도와 파클리탁셀의 농도를 측정하여 시간에 따른 파클리탁셀로의 가수분해 결과를 하기 표 3 및 4에 각각 나타내었다. 또한 이 결과의 선형그래프를 도 1 및 도 2에 각각 나타내었다.In order to determine the conversion rate of the prodrug compound prepared by the method of Examples 1 and 2 to paclitaxel over time, the concentration of prodrug and the concentration of paclitaxel in the sample were measured to determine the valence of paclitaxel over time. Decomposition results are shown in Tables 3 and 4, respectively. In addition, the linear graph of this result is shown in FIG. 1 and FIG. 2, respectively.

시간,분Hour, minute 00 1One 22 33 44 55 77 1010 프로드럭 함량, %Prodrug Content,% 100100 6161 3939 2626 1515 88 33 00

시간,분Hour, minute 00 1One 22 33 44 55 77 1010 프로드럭 함량, %Prodrug Content,% 100100 6565 4545 3030 1919 1212 44 00

상기 표 1, 2 및 도 1, 2에 나타낸 것과 같이, 실시예 1 및 2의 프로드럭 화합물은 약 2분 이내에 50 % 이상 파클리탁셀로 전환되었으며, 10분 이내에 100 %파클리탁셀로 전환되었다.As shown in Tables 1, 2 and FIGS. 1 and 2 above, the prodrug compounds of Examples 1 and 2 were converted to at least 50% paclitaxel within about 2 minutes and to 100% paclitaxel within 10 minutes.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명의 수용성 프로드럭 화합물은 생체내에서 프로드럭의 가수분해가 신속하고 용이하게 이루어져 생리활성을 갖는 파클리탁셀 또는 이의 유도체로의 전환이 매우 빠르며, 가수분해의 반감기가 짧아 제제화가 용이하고 물에 대한 용해성이 매우 우수하여 이를 포함하는 약제 조성물은 유용한 항암제로 사용할 수 있다.As described in detail above, the water-soluble prodrug compound of the present invention has a rapid and easy hydrolysis of the prodrug in vivo, so that the conversion to paclitaxel or a derivative thereof having physiological activity is very fast, and the half-life of the hydrolysis is short. It is easy to formulate and has excellent solubility in water so that pharmaceutical compositions containing the same can be used as useful anticancer agents.

Claims (9)

파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 수용성 프로드럭 화합물:A water-soluble prodrug compound represented by the following formula (1) comprising a residue of paclitaxel or a derivative thereof: [화학식 1][Formula 1] 상기 식에서,Where R은 말단의 하이드록시기가 R"로 치환된 폴리에틸렌글리콜이고, 이때 R"은 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 또는 하기 화학식 a의 구조를 갖는 그룹이며,R is a polyethylene glycol in which a hydroxyl group at the end is substituted with R ″, wherein R ″ is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a group having a structure of Formula (A) [화학식 a][Formula a] 상기 식에서,Where D는 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기이고; R'은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이며; 및 X는 O, S 또는 N 이다.D is a residue of paclitaxel or a derivative thereof; R 'is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms; And X is O, S or N. 제 1 항에 있어서, 상기 파클리탁셀 유도체가 도데탁셀인 수용성 프로드럭 화합물.The water-soluble prodrug compound according to claim 1, wherein the paclitaxel derivative is dodetaxel. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1의 R이 분자량 500 내지 50,000의 폴리에틸렌글리콜인 수용성 프로드럭 화합물.The water-soluble prodrug compound according to claim 1, wherein R in Chemical Formula 1 is polyethylene glycol having a molecular weight of 500 to 50,000. 염기 및 용매 존재하에 파클리탁셀 또는 이의 유도체를 하기 화학식 2의 폴리에틸렌글리콜 유도체와 에테르화 반응시켜 제조하는 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 수용성 프로드럭 화합물의 제조방법:A method for preparing a water-soluble prodrug compound represented by the following Chemical Formula 1, comprising a residue of paclitaxel or a derivative thereof prepared by etherification of paclitaxel or a derivative thereof in the presence of a base and a solvent: [화학식 1][Formula 1] [화학식 2][Formula 2] 상기 식에서,Where R은 말단의 하이드록시기가 R"로 치환된 폴리에틸렌글리콜이고, 이때 R"은 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 또는 하기 화학식 a의 구조를 갖는 그룹이며,R is a polyethylene glycol in which a hydroxyl group at the end is substituted with R ″, wherein R ″ is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a group having a structure of Formula (A) [화학식 a][Formula a] D는 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기이고; R'은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이며; X는 O, S 또는 N 이며, Y는 할로겐과 같은 적당한 이탈기이다.D is a residue of paclitaxel or a derivative thereof; R 'is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms; X is O, S or N and Y is a suitable leaving group such as halogen. 염기 및 용매 존재하에 하기 화학식 3의 화합물을 하기 화학식 2의 수용성 폴리에틸렌글리콜 유도체와 반응시키고 탈보호기화 반응시켜 제조하는 하기 화학식 1로 표시되는 수용성 프로드럭 화합물의 제조방법:Method for preparing a water-soluble prodrug compound represented by the formula (1) prepared by reacting a compound of the formula (3) in the presence of a base and a solvent with a water-soluble polyethylene glycol derivative of the formula (2) and deprotection group reaction: [화학식 1][Formula 1] [화학식 2][Formula 2] [화학식 3][Formula 3] 상기 식에서,Where R1은 C6H6이고; R2는 CH3CO 또는 H이며; Pt는 실릴 보호기이며;R 1 is C 6 H 6 ; R 2 is CH 3 CO or H; Pt is a silyl protecting group; R은 말단의 하이드록시기가 R"로 치환된 폴리에틸렌글리콜이고, 이때 R"은 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 또는 하기 화학식 a의 구조를 갖는 그룹이며,R is a polyethylene glycol in which a hydroxyl group at the end is substituted with R ″, wherein R ″ is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a group having a structure of Formula (A) [화학식 a][Formula a] 상기 식에서,Where D는 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기이고; R'은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이며; X는 O, S 또는 N 이며, Y는 할로겐과 같은 적당한 이탈기이다.D is a residue of paclitaxel or a derivative thereof; R 'is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms; X is O, S or N and Y is a suitable leaving group such as halogen. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 화학식 2의 폴리에틸렌글리콜 유도체 화합물은 하기 화학식 4의 화합물을 하기 화학식 5의 화합물과 반응시켜 제조한 것인 수용성 프로드럭 화합물의 제조방법:The method for preparing a water-soluble prodrug compound according to claim 4 or 5, wherein the polyethylene glycol derivative compound of Formula 2 is prepared by reacting a compound of Formula 4 with a compound of Formula 5. [화학식 4][Formula 4] [화학식 5][Formula 5] 상기 식에서, R"은 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 또는 하기 화학식 a의 구조를 갖는 그룹이며,In the above formula, R ″ is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a group having a structure of the formula (a), [화학식 a][Formula a] D는 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기이고; R'은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이며; X는 O, S 또는 N 이며; Y는 할로겐과 같은 적당한 이탈기이다.D is a residue of paclitaxel or a derivative thereof; R 'is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms; X is O, S or N; Y is a suitable leaving group such as halogen. 제 5 항에 있어서, 상기 화학식 3의 화합물은 파클리탁셀 또는 이의 유도체를 실릴화제와 반응시켜 제조한 것인 수용성 프로드럭 화합물의 제조방법.The method of claim 5, wherein the compound of Formula 3 is prepared by reacting paclitaxel or a derivative thereof with a silylating agent. 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 수용성 프로드럭 화합물을 유효성분으로 포함하는 약제 조성물:A pharmaceutical composition comprising, as an active ingredient, a water-soluble prodrug compound represented by the following Chemical Formula 1 comprising a residue of paclitaxel or a derivative thereof: [화학식 1][Formula 1] 상기 식에서,Where R은 말단의 하이드록시기가 R"로 치환된 폴리에틸렌글리콜이고, 이때 R"은 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 또는 하기 화학식 a의 구조를 갖는 그룹이며,R is a polyethylene glycol in which a hydroxyl group at the end is substituted with R ″, wherein R ″ is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a group having a structure of Formula (A) [화학식 a][Formula a] 상기 식에서,Where D는 파클리탁셀 또는 이의 유도체의 잔기이고; R'은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이며; 및 X는 O, S 또는 N 이다.D is a residue of paclitaxel or a derivative thereof; R 'is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms; And X is O, S or N. 제 8 항에 있어서, 상기 파클리탁셀 유도체가 도데탁셀인 약제 조성물.The pharmaceutical composition of claim 8, wherein the paclitaxel derivative is dodetaxel.
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