KR20050119943A

KR20050119943A - 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 유도체, 이의 제조방법및 이를 포함하는 약학적 조성물

Info

Publication number: KR20050119943A
Application number: KR1020040045103A
Authority: KR
Inventors: 이채호; 강상욱; 천기정; 박경배
Original assignee: 한국원자력연구소
Priority date: 2004-06-17
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2005-12-22

Abstract

본 발명은 본 발명은 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 유도체 또는 약학적으로 허용가능한 이의 염, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 약학적 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 유도체는 암세포에 대한 붕소원자의 높은 선택적 축적을 보이므로, 암 치료를 위한 붕소 중성자 포획 치료요법제로서 유용하다.

Description

3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 유도체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 약학적 조성물{A 3,4-o-Carboranylenepiperidine derivative, a process for the preparation thereof and a pharmaceutical composition comprising the same}

본 발명은 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 유도체 또는 약학적으로 허용가능한 이의 염, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 붕소 중성자포획 요법을 위한 약학적 조성물에 관한 것이다.

오늘날 인간 질병의 하나로서 가장 큰 관심이 모아지고 있는 암 치료 기술에는 수술 등의 외과적 방법, 약물 투여 등에 의한 내과적 방법 및 감마선 조사에 의한 방사선치료법 등이 있다. 이러한 암 치료방법은 암세포뿐만 아니라 암세포 주위의 정상세포들까지 손상을 입히게 될 뿐만 아니라 화학요법(chemotherapy)의 경우는 내성을 갖는 암세포를 생성하는 문제점이 있다.

따라서 최근에는 암세포가 증식된 곳에 집중적으로 다량의 방사선을 조사할 수 있는 방법으로서 붕소 등 특정 원소를 포함하고 있는 화합물을 적당한 운반 생화학 물질을 이용하여 암 세포에 선택적으로 축적시키고, 적당한 양의 열중성자를 암세포 증식 부위에 조사하여 해당 원소의 핵분열을 유발함으로서 이러한 핵분열에서 방출되는 에너지로 암세포만을 파괴하여 암을 치료하는 방법이 시도되고 있다.

이러한 이원성 치료법을 중성자포획 치료요법(neutron capture therapy, NCT)이라고 하며, 특히 붕소 원소를 이용한 방법을 붕소 중성자포획 치료요법(boron neutron capture therapy, BNCT)이라 한다. 또한 이러한 목적에 이용되는 시약을 붕소 중성자포획 치료요법제(boron neutron capture therapy agent, BNCT agent)라고 한다.

자연에서 발견되는 붕소 원자는 ¹¹B와 ¹⁰B의 두 동위원소가 약 81.17:18.8의 비율로 존재하는데, 이 중 동위원소 ¹⁰B에 열중성자를 조사하면 붕소 원자가 중성자를 포획하고 이어서 붕소 원자의 핵붕괴가 일어나며, 이어서 암세포를 파괴할 수 있는 에너지가 발생된다.

따라서, 환자에게 붕소(¹⁰B) 화합물을 투여한 후 중성자를 그 환자의 종양부위에 조사하게 되면, 그 종양세포가 상기 중성자의 핵심 표적이 됨으로써 결국 종양세포만을 선별적이고 안전하게 제거할 수 있게 되는 것이다. 이 때 원하는 효과를 달성하기 위해서는 중성자 조사를 받는 종양조직 대 정상조직의 붕소 축적 선택성은 가능한 한 커야 한다.

제 1 세대 붕소 중성자 포획 치료요법제로서 무기 붕소 화합물이 사용되었으나 세포막의 통과와 독성에 문제점을 가지고 있었다. 그러나 제 2세대 붕소 중성자포획 치료요법제인 BSH(Na₂ ¹⁰B₁₂H₁₁SH, mercaptoborane)를 이용하여 뇌암의 일종인 신경교아종(glioblastoma)을 성공적으로 치료함에 따라, 붕소 중성자포획 치료요법의 개념은 뇌암 치료에 대하여 새로운 전기를 맞게 되었다. 1950년대 후반과 1960년대에 발견된 붕소 뭉치화합물과 다양한 생화학적 경로를 가진 생물활성 물질의 결합은 암세포에 대한 붕소 원자의 선택적 축적을 가능하게 하고 있다. 붕소 뭉치화합물의 예로는 하기 화학식으로 표시되는 오르토-카르보란(o-Carborane)이 있다.

오르토-카르보란은 C₂B₁₀H₁₂의 분자식을 가지며 상기 식에서 ●은 탄소 원자이며 ●으로 표시되지 않은 꼭짓점은 B-H 결합을 나타낸다. 타이로신의 유사체인 BPA(L-4-boronophenylalanine)로 대표되는 제 3세대 붕소 중성자포획 치료요법제의 연구는 임상 응용에서도 큰 성과를 거두었다. 현재 붕소 화학의 큰 발전과 생화학적 대사경로의 발달이 서로 결합되어 암세포에 대한 높은 선택적 흡수와 정상 세포에 대한 낮은 독성을 목표로 제 4 세대 시약의 개발로 진행되고 있다.

따라서, 독성이 낮고 및 암세포에 대한 붕소 원자의 축적의 선택성이 뛰어난 새로운 붕소 중성자포획 치료요법제의 계속적인 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 유도체 또는 약학적으로 허용가능한 이의 염을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 유도체 또는 약학적으로 허용 가능한 이의 염의 제조방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 유도체 또는 약학적으로 허용 가능한 이의 염을 유효성분으로 포함하는 항암제용 약학적 조성물을 제공하고자 한다.

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 유도체 또는 약학적으로 허용되는 이의 염을 제공한다.

상기 식에서,

Y는 수소, 벤질, -SO₃R¹, -P(O)(OR²)₂, -CH₂COOR ³, 또는 C1 ~ C4 알킬기이며,

R¹,R², 및 R³는 각각 독립적으로 수소 또는 C1 ~ C4 알킬기이며,

●은 탄소 원자이며 ●으로 표시되지 않은 정이십면체의 꼭짓점은 B-H 결합을 나타낸다.

본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 중 보다 바람직한 구체적인 예는 다음과 같다.

1) N-벤질-3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘

2) 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘

3) 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘-1-술폰산

4) 3,4-오르토-카르보라닐렌-1-디에틸포스피닐피페리딘

5) 3,4-오르토-카르보라닐렌-1-디히드로록시포스닐피페리딘

6) 3,4-오르토-카르보라닐렌-N-메틸피페리딘

7) (3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘-1-일)에틸 아세테이트

8) (3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘-1-일)아세트산

본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 약학적으로 허용되는 염의 형태로 사용될 수 있으며, 이러한 염으로는 약학적으로 허용되는 유리산(free acid)에 의해 형성되는 산부가염 또는 염기에 의해 형성되는 금속염이 있다. 상기 유리산으로는 무기산과 유기산이 사용될 수 있으며 무기산으로는 염산, 황산, 브롬산, 아황산 또는 인산 등이 사용될 수 있고 유기산으로는 구연산, 초산, 말레인산, 후마린산, 글루콘산, 메탄술폰산 등이 사용될 수 있다. 상기 금속염으로는 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염이 있으며, 나트륨, 칼륨 또는 칼슘염이 유용하다.

본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 유도체 또는 이의 염의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 하기 반응식 1과 같이 2-(N-벤질아미노)에틸카르보란(3)을 벤조트라이아졸-1-메탄올과 반응시켜 N-벤질-3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘(1a)를 제조하는 단계(단계 1)를 포함하는 화학식 1의 화합물의 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 단계 1에, N-벤질-3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 (1a)을 염산 존재 하에서 가수소 분해하여 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 염산염(1b)을 제조하는 단계(단계 2)를 추가로 포함하는 화학식 1의 화합물의 제조방법을 제공한다(반응식 2).

또한 본 발명은 상기 단계 1 및 단계 2에, 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 염산염(1b)을 술폰화, 인산화, 알킬화 등의 반응을 시켜 다양한 치환기를 도입하는 단계(단계 3)를 추가로 포함하는 화학식 1의 화합물의 제조방법을 제공한다(반응식 3).

상기 반응식 3에서 Y는 -SO₃R¹, -P(O)(OR²)₂, -CH₂COOR³, 또는 C1 ~ C4 알킬기이며, R¹,R², 및 R³는 각각 독립적으로 수소원자 또는 C1 ~ C4 알킬기이며, X는 Cl, Br, 또는 I이다.

본 발명의 제조 방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

단계 1에서는 적절한 용매에서 적절한 염기 존재 하에 2-(N-벤질아미노)에틸카르보란(3)을 벤조트라이아졸-1-메탄올과 반응시킨다. 적절한 용매로는 톨루엔, 벤젠, 메탄올, 에탄올, 또는 이소프로필알콜 등이 있으며, 톨루엔 또는 벤젠이 더욱 바람직하다. 반응온도는 실온에서 용매의 비등점까지 이다. 적절한 염기로는 n-BuLi, t-BuLi 등이 있으며 이 중 n-BuLi이 바람직하다.

단계 2에서는 알코올성 용매에 녹인 N-벤질-3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘(1a)을 염산 존재 하에 금속 촉매 하에서 수소 기체와 반응시킨다. 알코올성 용매로는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜, t-부틸알콜 등이 있으며 이 중 에탄올이 바람직하고, 반응온도는 실온 ~ 50℃이다. 금속 촉매로는 Pd/C가 바람직하며, 수소기체의 압력은 50 ~ 70 psi가 바람직하다.

단계 3에서는 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 염산염(1b)을 통상의 알킬화제, 인산화제, 술폰화제 등과 통상의 반응조건에서 반응시켜 다양한 치환기를 가진 화학식 1의 화합물을 제조한다.

또한, 화합물 1e 및 1h은 각각 화합물 1d 및 1g를 산 또는 염기 하에서 가수분해 하여 하기 반응식 4와 같이 제조할 수 있다.

본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 염을 포함하는 항암용 약학적 조성물을 제공한다.

본 발명의 조성물은 붕소원자를 암세포에 선택적으로 축적시켜 열중성자를 조사하였을 때 암세포를 효과적으로 파괴할 수 있는 붕소 중성자포획 치료요법제로 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명의 유도체 및 이의 염은 과립제, 산제, 액제, 정제, 캅셀제 또는 건조시럽제 등의 경구용 제제 또는 주사제 등의 비경구용 제제로 제형화 할 수 있으나 이러한 제형에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 본 발명의 조성물은 정제 또는 캅셀제의 형태이거나, 액제 또는 주사제의 형태이다.

본 발명의 유도체 및 이의 염을 제형화할 경우 통상적으로 사용되는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 1종 이상 사용할 수 있다. 부형제로는 미결정 셀룰로오즈, 유당, 저치환도 히드록시셀룰로오즈 등이 사용될 수 있고, 붕해제로는 전분글리콜산 나트륨, 무수인산일수소 칼슘 등이 사용될 수 있다. 결합제로는 폴리비닐피롤리돈, 저치환도 히드록시프로필셀룰로오즈, 히드록시프로필셀룰로오즈 등이 사용될 수 있고, 활택제로는 스테아린산 마그네슘, 이산화규소, 탈크 등으로부터 선택하여 사용될 수 있다.

또한, 본 발명의 유도체 및 이의 염을 액제 또는 주사제로 제형화 하는 경우, 필요시 10 ~ 40 %의 프로필렌글리콜 및 용혈현상을 방지하는데 충분한 양의 염화나트륨이 포함될 수 있다.

본 발명의 유도체 및 이의 염의 인체에 대한 투여량은 환자의 나이, 몸무게, 성별, 투여 형태, 건강 상태 및 질환 정도에 따라 달라질 수 있으며, 몸무게가 70 ㎏인 성인 환자를 기준으로 할 때, 일반적으로 0.001 ∼ 10 mg/일이며, 또한 의사 또는 약사의 판단에 따라 일정시간 간격으로 1일 1회 내지 수회로 분할 투여할 수도 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 이에 의하여 본 발명이 한정되지 않는다.

실시예 1 : N -벤질-3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘(1a)의 제조

공지의 방법 [J. Lee et al. Organometallics 2003, 22, 445~449] 으로 제조된 2-(N-벤질아미노)에틸카르보란(2.77 g, 10 mmol)을 무수 톨루엔 용매에 녹인 후, 벤조트라이아졸-1-메탄올 (1.49 g, 10 mmol)을 넣고 6시간 동안 환류 냉각 시켰다. 상온에서 냉각시킨 후, 질소 하에서 0℃를 유지하면서 n-헥산에 녹아 있는 2.5 M n-BuLi (4.0 ㎖, 10 mmol)을 서서히 가하였다. 감압 여과하고 용액을 농축하였다. 아세톤으로 재결정하여 흰색 고체의 목적화합물 1a (1.36 g, 47 %)를 얻었다.

mp 120∼124℃

IR (KBr) ν 2827, 2818, 2573, 2561 cm^-1

¹H NMR (DMSO-d₆) δ 2.46 (s, 4H), 3.10 (s, 2H), 3.54 (s, 2H), 7.25∼7.30 (m, 5H) ppm

¹³C NMR (DMSO-d₆) δ 32.7, 46.6, 57.5, 60.3, 72.6, 73.8, 127.8, 128.9, 129.0, 137.7 ppm.

실시예 2 : 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 염산염(1b)의 제조

N-벤질-3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘(1.45 g, 5 mmol)에 촉매 Pd/C (0.58 g)과 함께 에탄올 및 1,4-디옥산에 녹아 있는 4.0 M 염산 (1.25 ㎖, 5 mmol)을 넣고 60 psi의 압력으로 수소를 넣은 후 40℃를 유지하면서 혼합액을 5시간 동안 흔들어 주었다. 감압 여과하고 용액을 농축하여 흰색 고체의 목적화합물 1b(0.68 g, 58 %)를 얻었다.

mp 257∼260℃

IR (KBr) ν 2962, 2723, 2594, 2440cm^-1

¹H NMR (DMSO-d₆) δ 2.73 (t, J = 6.17Hz, 2H), 3.08 (t, J = 6.17Hz, 2H), 4.01 (s, 2H) ppm

¹³C NMR (DMSO-d₆) δ 28.8, 38.3, 45.9, 68.0, 71.8 ppm.

실시예 3 : 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘-1-술폰산(1c)의 제조

질소 하에서, 정제된 CHCl₃ 용매에 실시예 1에서 얻은 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 염산염 (0.71 g, 3 mmol) 과 트리에틸아민 (0.42 ㎖, 3 mmol)을 넣고 1시간 동안 교반 시켰다. 0℃을 유지 하면서 염산술폰산 (0.22 ㎖, 3.3 mmol)을 천천히 가한 후 실온에서 2시간 동안 교반 시켰다. 1 N HCl을 넣어 주면 고체 침전물이 생성 되고 생성된 침전물을 감압 여과 후 건조 시켜 흰색 고체의 목적화합물 1c (0.57 g, 68 %)를 얻었다.

mp 254∼257℃

IR (KBr) ν 2980, 2762, 2615, 2594 cm^-1

¹H NMR (DMSO-d₆) δ 2.73 (t, J = 6.18Hz, 2H), 3.11 (t, J = 6.18Hz, 2H), 4.04 (s, 2H), 9.82 (s, 1H) ppm

¹³C NMR (DMSO-d₆) δ 28.5, 38.4, 46.2, 65.8, 70.1 ppm.

실시예 4 : 3,4-오르토-카르보라닐렌-1-디에틸포스피닐피페리딘의 제조

질소 하에서, 정제된 CH₂Cl₂ 용매에 실시예 1에서 얻은 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 염산염 (0.71 g, 3 mmol)과 트리에틸아민 (0.42 ㎖, 3 mmol)을 넣고 1시간 교반 시켰다. 0℃을 유지 하면서 디에틸클로로포스페이트 (0.48 ㎖, 3.3 mmol)를 천천히 가한 후 실온에서 5시간동안 교반 시켰다. 1 N HCl을 넣어 주고 증류수로 유기층을 씻어 주었다. 무수 MgSO₄로 건조하고 농축 시킨 다음 빠른 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 (n-헥산 : 에틸아세테이트 = 4 : 1, R_f = 0.3) 분리하여 기름상의 목적화합물(0.72 g, 76.9 %)을 얻었다.

IR (KBr) ν 2984, 2930, 2586, 1251 cm^-1

¹H NMR (CDCl₃) δ 1.30 (t, J = 7.10Hz, 6H), 2.41 (t, J = 5.95Hz, 2H), 3.14 (td, J = 6.18Hz, ³ J _H,P= 8.47Hz, 2H), 3.79 (d, ³ J _H,P= 5.95Hz, 2H), 3.14 (qd, J = 7.33Hz, ³ J _H,P= 2.63Hz, 4H) ppm

¹³C NMR (CDCl₃) δ 16.2 (d, ³ Jc,_P= 6.7Hz), 31.7 (d, ³ J _C,P= 3.8Hz), 39.6 (d, ² J _C,P= 2.8Hz), 50.1 (d, ² J _C,P= 5.7Hz), 63.2 (d, ² J _C,P= 5.7Hz), 70.1 (d, ³ J _C,P= 7.6Hz), 71.4 ppm.

실시예 5 : 3,4-오르토-카르보라닐렌-1-디히드로록시포스피닐피페리딘(1e)의 제조

정제된 아세트산에 실시예 2에서 얻은 화합물 3,4-오르토-카르보라닐렌-1-디에틸포스피닐피페리딘 (0.94 g, 3 mmol)을 녹인후 c-HBr을 적가한 후 12시간 실온에서 교반 시킨다. 반응용기에 에테르를 과량 넣어 준다. 생성된 침전물을 감압 여과 후 건조 시켜 흰색 고체의 목적화합물 1e(0.56 g, 66.6 %)를 얻었다.

mp 296∼298℃

IR (KBr) ν 2930, 2764, 2594, 1184 cm^-1;

¹H NMR (DMSO-d₆) δ 2.73 (t, J = 6.18Hz, 2H), 3.14 (t, J = 6.18Hz, 2H), 4.10 (s, 2H)ppm;

¹³C NMR (DMSO-d₆) δ 28.7, 38.3, 45.7, 67.7, 71.4 ppm.

실시예 6 : 3,4-오르토-카르보라닐렌- N -메틸피페리딘(1f)의 제조

정제된 아세톤 용매에 실시예 1에서 얻은 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 염산염 (1.18 g, 5 mmol)과 무수 K₂CO₃ (0.76 g, 11 mmol)를 넣고 실온에서 1시간 동안 교반 시켰다. 여기에 CH₃I (0.34 ㎖, 5.5 mmol)을 넣고 실온에서 12시간 동안 교반 시켰다. 감압 여과 후 용액을 에테르로 추출하고 증류수로 유기층을 씻어 주었다. 무수 MgSO₄로 건조하고 농축 시켜 노란색 고체의 목적화합물 1f(0.67 g, 63 %)를 얻었다.

mp 72∼73℃

IR (KBr) ν 2978, 2804, 2584 cm^-1

¹H NMR (DMSO-d₆) δ 2.20 (s, 3H), 2.38 (t, J = 5.95Hz, 2H), 2.50 (t, J = 5.95Hz, 2H), 3.07 (s, 2H) ppm

¹³C NMR (DMSO-d₆) δ 32.5, 45.0, 48.8, 59.3, 72.2, 73.5 ppm.

실시예 7 : (3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘-1-일)에틸 아세테이트의 제조

정제된 아세톤 용매에 실시예 1에서 얻은 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 염산염(1.18 g, 5 mmol)과 무수 K₂CO₃ (0.76 g, 11 mmol)를 넣고 실온에서 1시간 동안 교반 시킨다. 여기에 에틸 브로모아세테이트 (0.61 g, 5.5 mmol)를 가하고 실온에서 12시간 동안 교반 시켰다. 감압 여과 후 용액을 에테르로 추출하고 증류수로 유기층을 씻어 주었다. 무수 MgSO₄로 건조하고 농축 시킨 다음 빠른 관크로마토그래피(n-헥산 : 에틸아세테이트 = 1 : 1, R_f = 0.3)로 분리하여 기름상의 목적화합물(0.57 g, 40 %)을 얻었다.

IR (KBr) ν 2986, 2941, 2860, 2584, 1732 cm^-1

¹H NMR (CDCl₃) δ 1.25 (t, J = 7.10Hz, 4H), 2.47 (t, J = 5.95Hz, 2H), 2.72 (t, J = 5.95Hz,2H), 3.32 (s, 2H), 3.35 (s, 2H), 4.14 (q, J = 7.18Hz, 2H) ppm

¹³C NMR (CDCl₃) δ 14.2, 32.8, 46.5, 56.8, 57.7, 60.8, 70.9, 71.7, 169.7 ppm.

실시예 8 : (3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘-1-일)아세트산(1h) 소듐염의 제조

정제된 메탄올 용매에 실시예 6에서 얻은 (3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘-1-일)에틸 아세테이트 (1.42 g, 5 mmol)과 무수 NaOMe (0.27 g, 5 mmol)를 넣고 실온에서 30시간 동안 교반 시켰다. NaOMe가 녹을 때 까지 물을 가하였다. 용액을 농축 후 아세톤을 가하였다. 흰색 고체의 목적화합물(0.58g, 45 %)을 얻었다.

mp 58∼60℃

IR (KBr) ν 3425, 2586, 1732, cm^-1

¹H NMR (Aceton-d6) δ 2.55 (t, J = 5.95Hz, 2H), 2.81 (t, J = 5.95Hz, 2H), 3.48 (s, 2H), 3.63 (s, 2H) ppm.

¹³C NMR (Acetone-d6) δ 32.8, 46.0, 50.8, 56.5, 72.0, 73.0, 170.1 ppm.

실험예 1 : 세포독성 실험

실시예에서 제조한 화합물 200 mg을 1.0 ㎖의 DMSO에 녹인 용액을 배양액(Eagle's MEM; Eagle's Minimum Essential Medium)(10% FCS(Fetal Calf Serum))으로 희석하여 2000ppm 용액을 제조하였다. 배양접시(Falcon 3072; 92-well)에서, B-16 흑색종 세포(B-16 melanoma cell, mouse melanoma cell)(1 x 10⁴ cells/well)를 여러 가지 농도(1-100 ppm)의 붕소 화합물을 포함하는 배양액으로 37℃의 CO₂ 배양기에서 3일 동안 다섯 개의 접시에서 배양시켰다. DMSO는 0.5% 이하의 농도에서는 독성이 없는 것으로 알려져 있으며, 위의 농도에서 DMSO가 독성을 나타내지 않는 것을 실험으로 확인하였다. 배양액을 제거하고 세포를 인산 완충용액으로 세 번 세척한 후에 크리스탈 바이올렛(crystal violet; 메틸 알코올의 0.4% 용액)으로 염색하고 마이크로플레이트 판독 장치로서 세포를 계수하였다. 얻어진 결과는 50%의 세포가 살아남은 농도(IC₅₀)로서 나타내었으며, 그 결과는 표 1과 같다.

실험예 2 : B-16 흑색종 세포의 붕소 흡수

B-16 흑색종 세포는 Falcon 접시(150 mmf)에서 배양하였다. 흑색종 세포가 접시(∼3.0 x 10⁶ cells/dish)에서 충분히 자란 것을 확인 한 후, 붕소가 10.8 ppm인 BSH 및 실시예에서 제조된 화합물 함유하는 Eagle-MEM 배양액에서 3시간 동안 배양하였다. 배양된 세포를 PBS(-)로 3회 세척하고, 붕소 농도를 ICP-AES(Shimadzu, ICP-100-III)를 사용하여 측정하였다. 각 실험은 3회 반복 수행하였고, 평균 붕소 농도는 표 1과 같다.

화합물	화학식	IC₅₀ (M)	붕소 흡수 (㎍B/10⁶ 세포)
실시예 1 (1a)		6.91 × 10^-5	0.43 ± 0.12
실시예2 (1b)		1.06 × 10^-4	0.11 ± 0.03
실시예 3 (1c)		1.00 × 10^-5	0.095 ± 0.005
실시예 5 (1e)		8.24 × 10^-5	0.49 ± 0.10
양성대조물질 (BSH)	(Na₂ ¹⁰B₁₂H₁₁SH)	^_	0.083 ± 0.012

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물이 B-16 흑색종 암세포에 대한 붕소원자의 선택적 축적 또한 종래의 붕소 중성자포획 치료요법제인 BSH보다 매우 높은 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 유도체 또는 약학적으로 허용 가능한 이의 염은 암세포에 대한 붕소원자의 높은 선택적 축적을 보이므로, 암 치료를 위한 붕소 중성자 포획 치료요법제(BNCT agent)로서 유용하다.

Claims

하기 화학식 1로 표시되는 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 유도체 또는 약학적으로 허용되는 이의 염:

<화학식 1>

상기 식에서,

Y는 수소, 벤질, C1 ~ C4 알킬기, -SO₃R¹, -P(O)(OR²)₂, 또는 -CH₂COOR³ 이며,

R¹,R², 및 R³는 각각 독립적으로 수소 또는 C1 ~ C4 알킬기이이며,

●은 탄소 원자이며 ●으로 표시되지 않은 정이십면체의 꼭짓점은 B-H 결합을 나타낸다.
제 1항에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물이

1) N-벤질-3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘;

2) 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘;

3) 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘-1-술폰산;

4) 3,4-오르토-카르보라닐렌-1-디에틸포스피닐피페리딘;

5) 3,4-오르토-카르보라닐렌-1-디히드로록시포스닐피페리딘;

6) 3,4-오르토-카르보라닐렌-N-메틸피페리딘;

7) (3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘-1-일)에틸 아세테이트; 및

8) (3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘-1-일)아세트산 인 것을 특징으로 하는 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 유도체 또는 약학적으로 허용되는 이의 염.
하기 반응식 1과 같이 2-(N-벤질아미노)에틸카르보란(3)을 벤조트라이아졸-1-메탄올과 반응시키는 단계를 포함하는 제 1항의 화합물의 제조방법.

<반응식 1>
제 3항에 있어서, 하기 반응식 2와 같이 N-벤질-3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘(1a)을 염산 존재 하에서 가수소 분해하는 단계를 추가로 포함하는 제 1항의 화합물의 제조방법.

<반응식 2>
제 4항에 있어서, 하기 반응식 3과 같이 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 염산염(1b)을 술폰화, 인산화, 또는 알킬화시키는 단계를 추가로 포함하는 제 1항의 화합물의 제조방법:

<반응식 3>

상기 반응식 3에서,

Y는 -SO₃R¹, -P(O)(OR²)₂, -CH₂COOR³, 또는 C1 ~ C4 알킬기이며,

R¹,R², 및 R³는 각각 독립적으로 수소원자 또는 C1 ~ C4 알킬기이며,

X는 Cl, Br, 또는 I이다.
제 1항의 3,4-오르토-카르보라닐렌피페리딘 유도체 또는 약학적으로 허용되는 이의 염을 포함하는 항암용 약학적 조성물.
제 6항에 있어서, 상기 항암용 약학적 조성물이 붕소 중성자포획 치료요법제로 사용되는 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.