KR20060092106A

KR20060092106A - 비만, 당뇨, 대사성 질환, 퇴행성 질환 및 미토콘드리아이상 질환의 치료 또는 예방을 위한 약제 조성물

Info

Publication number: KR20060092106A
Application number: KR1020060014541A
Authority: KR
Inventors: 유상구; 박명규; 조인근; 곽태환
Original assignee: 주식회사 케이티앤지; 주식회사 엠디바이오알파
Priority date: 2005-02-16
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2006-08-22
Also published as: EP2532388A3; BRPI0607860A2; AU2006214892B2; CN101119726B; CA2770430A1; IL219915A0; EP1848432A1; EP1848432B1; US9066922B2; IL184554A0; EP2532390A3; NZ556585A; CN101119726A; US8466141B2; KR100752244B1; US20080146655A1; EA013214B1; PH12013500419A1; CA2595564C; MX2007009944A

Abstract

본 발명은 약리학적 유효량의 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 약제학적으로 허용되는 그것의 염, 프로드럭, 용매화물 또는 이성질체, 및 약제학적으로 허용되는 담체, 희석제, 또는 부형제, 또는 이들의 조합을 포함하는, 비만, 당뇨, 대사성 질환, 퇴행성 질환 및 미토콘드리아 이상 질환의 치료 및 예방을 위한 약제 조성물을 제공한다.

상기 R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₇, R₈ 및 n 은 명세서에 정의된 바와 같다.

Description

비만, 당뇨, 대사성 질환, 퇴행성 질환 및 미토콘드리아 이상 질환의 치료 또는 예방을 위한 약제 조성물 {Pharmaceutical Composition for the Treatment or Prevention of Diseases Involving Obesity, Diabetes, Metabolic Syndrome, Neuro-degenerative Diseases and Mitochondria Dysfunction Diseases}

도 1 내지 3: 본 발명에 따른 약제 조성물을 투여한 C57BL/6JL Lep ob/Lepob 마우스의 각 장기별 지방의 분포를 수치화하여 나타낸 그래프들이다;

도 4: β-lapachone에 의한 세포내에서의 AMPK 및 ACC의 인산화 조절에 미치는 영향을 나타낸 도면이다;

도 5: β-lapachone이 endothelial nitric oxide synthase(eNOS)의 인산화에 미치는 영향을 나타낸 도면이다;

도 6: β-lapachone이 C57BL/6 쥐에서 AMPK 활성화에 미치는 영향을 나타낸 도면이다;

도 7: β-lapachone이 C57BL/6 쥐에서 AMPK & ACC 인산화에 미치는 영향을 나타낸 도면이다;

도 8: β-lapachone이 C57BL/6 쥐의 지질대사에 관여하는 단백질의 전사체 발현에 미치는 영향을 나타낸 도면이다;

도 9: β-lapachone이 C57BL/6 쥐의 포도당 대사에 관여하는 단백질의 전사체 발현에 미치는 영향을 나타낸 도면이다;

도 10: β-lapachone이 C57BL/6 쥐의 미토콘드리아 생합성에 관여하는 단백질의 전사체 발현에 미치는 영향을 나타낸 도면이다;

도 11: β-lapachone이 C57BL/6 쥐에서 에너지 대사에 관여하는 단백질의 전사체 발현에 미치는 영향을 나타낸 도면이다;

도 12: β-lapachone이 C57BL/6 쥐에서 SIRT 관련 단백질의 전사체 발현에 미치는 영향을 나타낸 도면이다;

도 13: β-lapachone이 C57BL/6 쥐에서 UCP1과 UCP2 유전자의 전사체 발현에 미치는 영향을 나타낸 도면이다;

도 14: β-lapachone 투여에 의한 C57BL/6 비만 쥐에서 체중 및 식이의 경시적 변화를 나타낸 도면이다;

도 15: C57BL/6 비만 쥐에 β-lapachone를 투여한 후 여러 장기의 무게 변화를 대조군과 비교한 도면이다;

도 16: C57BL/6 비만 쥐에 β-lapachone를 투여한 후 쥐를 개복하여 전체 모양과 간 조직의 지방 축적량을 알아보기 위해 oil red O 염색 및 전자 현미경 소견을 나타낸 도면이다;

도 17: C57BL/6 비만 쥐에 β-lapachone를 투여한 후 생식선 지방조직의 지방세포 크기를 비교한 도면이다;

도 18: C57BL/6 비만 쥐에 β-lapachone를 투여한 후 혈액중의 지질, 혈당 및 호르몬의 경시적 변화를 나타낸 그래프이다.

도 19: C57BL/6 비만 쥐에 β-lapachone를 투여한 후 갈색지방조직의 H&E 염색한 결과를 비교한 도면이다;

도 20: C57BL/6 비만 쥐에 β-lapachone를 투여한 후 갈색지방조직의 전자 현미경 소견을 보여준 그림이다:

도 21: 렙틴(leptin) 수용체가 결손되어 있는 ob/ob 마우스에β-lapachone를 투여한 후 체중 당 식이량 변화, 체중 변화, 지방 축적량, 및 조직의 전자 현미경 소견를 보여준 도면이다;

도 22: C57BL/6 비만 쥐에 β-lapachone를 투여한 후 자발적이동(spontaneous locomotor)에 미치는 영향을 나타낸 결과이다.

도 23: C57BL/6 비만 쥐에 β-lapachone를 투여한 후 지구력증강에 미치는 영향을 나타낸 결과이다.

도 24: C57BL/6 비만 쥐에 β-lapachone를 투여한 후 호흡지수(RQ)에 미치는 영향을 나타낸 결과이다.

본 발명은 비만, 당뇨, 대사성 질환, 퇴행성 질환 및 미토콘드리아 이상 질환의 치료 및 예방을 위한 약제 조성물에 관한 것이다.

비만은 체지방량이 표준체중보다 비정상적으로 증가된 상태로 소비된 칼로리보다 섭취된 칼로리가 많을 경우 여분의 칼로리가 체내의 지방조직에 축적돼 생기는 질환을 뜻한다. 비만으로 인한 합병증은 고혈압, 심근경색, 정맥류증, 폐색전증, 관상동맥 질환, 뇌출혈, 치매, 파킨슨, 제2형 당뇨병, 고지혈증, 뇌졸중, 암(자궁, 유방, 전립선, 대장암 등), 심장병, 담낭 질환, 수면 중 무호흡, 관절염, 불임증, 정맥궤양, 돌연사, 지방간, 비대심장 근육병증, 혈전색전증, 식도염, 복벽 탈장, 요실금, 심혈관 질환, 고혈압, 내분비 질환 등이 있다(obesity research vol.12(8), 2004, 1197-1211).

당뇨병은 유전적 또는 환경적 요인으로 발병되는 전신적인 대사 질환의 일종으로 체내에 인슐린의 절대적 또는 상대적인 부족으로 인하여 야기되는 질병으로 혈중의 당 농도가 비정상적으로 높아진 상태를 말한다. 당뇨병 합병증으로는 저혈당증, 케톤산증, 고삼투압성 혼수, 대혈관 합병증, 당뇨병성 망막증, 당뇨병성 신경병증, 당뇨병성신증 등이 있다.

대사성 질환(Metabolic Syndrome)은 고중성지방혈증, 고혈압, 당대사 이상, 혈액응고 이상 및 비만과 같은 위험인자가 함께 나타나는 증후군을 의미한다. 2001년에 공표된 미국 NCEP(National Cholesterol Education Program)의 ATP III에 따르면, ① 허리둘레가 남자 40 인치(102 cm), 여자 35 인치(88 cm) 이상인 복부 비만, ② 중성지방(triglycerides) 150 mg/dL 이상, ③ HDL 콜레스테롤이 남자 40 mg/dL, 여자 50 mg/dL 이하, ④ 혈압 130/85 mmHg 이상, ⑤ 공복혈당(fasting glucose)이 110 mg/dL 이상 등의 다섯 가지 위험인자 중 한 환자가 세 개 이상을 나타낼 경우 대사성 질환으로 판정하게 된다.

인슐린 저항성은 인슐린이 체내에서 정상적으로 분비됨에도 불구하고, 그들이 수행하는 "포도당을 세포 내로 공급하는 작용"이 제대로 일어나지 못하는 현상을 의미하는 바, 혈액 중의 포도당은 세포 내로 들어가지 못해 고혈당 증세를 보이게 되고, 세포는 세포대로 포도당이 부족해 정상 기능을 수행하지 못하므로, 결국 대사증후군 증상이 나타나게 되는 것이다.

퇴행(degeneration) 질환은 병리학적 소견에서 유래된 용어로서 "산소 소모량이 감소되는 경우"를 의미하는 바, 세포내에서 산소를 이용해서 에너지를 생성하는 소기관인 미토콘드리아 기능이상이 노화와 관련된 퇴행성 질환을 뜻한다. 이와 관련하여, 알츠하이머, 파킨슨 질환, huntington 질환과 같은 신경퇴행성 질환 등이 있다(생화학. 분자생물학소식, 2004, 11(2), 16-22).

미토콘드리아 기능이상으로 인한 질병은 미토콘드리아 막전위 이상으로 인한 팽윤, 활성산소종, 또는 자유라디칼 등에 의한 산화적 스트레스로 인한 기능이상, 유전적 요인으로 인한 기능이상, 그리고 미토콘드리아의 에너지 생성을 위한 산화적 인산화 기능의 결함으로 인한 질환 등이 포함될 수 있는데, 상기 원인으로 인한 질병은 다발성경화증, 뇌척수염, 뇌신경근염, 말초신경변증, 라이증후군, 프리드리히 보행실조, 알퍼증후군, MELAS, 편두통, 정신병, 우울증, 발작과 치매, 중풍성 에피소드, 시신경위축, 시신경병증, 망막색소변성, 백내장, 고알도스테론혈증, 부갑상선기능저하증, 근육병증, 근육위축, 미오글로빈뇨, 근육긴장저해, 근육통, 운동내성저하, 세뇨관증, 신부전, 간부전, 간기능부전, 간비대, 철적혈구빈혈, 호중 성백혈구 감소증, 저혈소판증, 설사, 융모위축, 다발성구토, 연하곤란, 변비, 감각신경난청, 간질, 정신지체, 간질, 알츠하이머, 파킨슨, 헌팅턴 질환 등이 발생할 수 있다 (미국 특허등록 제6,183,948호, 한국 특허출원공개 제2004-7005109호, Journal of clinical investigation 111, 303-312, 2003, Mitochondria 74, 1188-1199, 2003, Biochimica et Biophysica acta 1658(2004) 80-88 참조).

상기에서 언급된 비만, 당뇨, 대사성 질환, 퇴행성 질환 및 미토콘드리아 기능이상으로 인한 질환 등을 총칭하여 본 발명에서는 "질환 증후군"으로 칭하기도 한다.

이러한 질환 증후군의 증상 개선을 위한 최선의 방법은 운동, 식이제한 및 체중 감량인 것으로 알려져 있다. 상기 질환 증후군에 효과를 발휘하는 방법들의 공통점은, 에너지 대사를 촉진시켜 체내에 남아도는 잉여의 에너지의 소비를 촉진시켜 축적되지 않게 하는 것이다. 이러한 잉여의 에너지를 효과적으로 소진시키는 효과적인 방법이 상기 질환 증후군 치료의 방법이 될 것으로 판단된다. 잉여의 에너지를 효과적으로 제거하기 위해서는 에너지 대사를 촉진하는 것이 무엇보다 중요하며, 이를 위해서는 지방합성 억제, 당신생 억제, 당소비 촉진, 지방산화 촉진 및 에너지 대사의 핵심인 미토콘드리아의 생성 촉진 및 활성화에 관여하는 인자들을 총체적으로 활성화시키는 것이 필수적이다.

상기 질환 증후군을 치료하기 위한 표적은 거의 알려지지 않았고, 단지 개별적인 질환을 치료하기 위한 표적단백질 또는 유전자들은 많이 알려져 있으며, 이를 통해 질환을 예방하거나 치료할 수 있는 방법들이 제시되고 있다. 그러나 아직은 비만, 당뇨를 포함한 대사성 질환 등의 개별적 질환의 치료조차 획기적으로 개선되고 있지 못하고 있다. 질환 치료를 위한 많은 연구가 이루어지고 있음에도 불구하고 아직도 에너지과잉 및 노화로 인하여 초래되는 다양한 질환들을 치료할 수 있는 적절한 약물이 개발되지 않고 있다.

대부분의 비만, 당뇨, 대사성 질환, 퇴행성 질환 및 미토콘드리아 기능이상으로 인한 질병, 즉, 질환 증후군을 포함한 많은 질환들이 에너지 대사 및 산화환원 상태의 불균형에서 시작된다. 이런 이유로, 본 발명의 경우에도 질환 증후군에 대한 생물학적 효능을 확인하기 위한 가장 기초적인 1차 검증방법으로써 AMPK에 대한 활성효과 유무를 확인하는 방법을 사용하였다.

한편, AMPK가 활성화되면 그 하위기전에서 다양한 생리현상이 영향을 받게 되는데, 이때 조절되는 인자 및 발현 현상을 보면 다음과 같다.

1. 당대사관련

근육조직 및 심장근육에서 AMPK는 근육수축을 촉진시켜 포도당의 흡수를 촉진시키는데 이는 인슐린의 작용과 상관없이 GLUT 1을 활성화시키거나 GLUT4의 혈장막으로의 이동을 유도하여 세포 안으로 포도당의 흡수를 증진시킨다.(Arch. Biochem. Biophys. 380, 347-352, 2000, J. Appl. Physiol. 91, 1073-1083, 2001) 세포내로의 포도당의 흡수를 증가시킨 후 AMPK는 hexokinase를 활성화시켜 당대사과정의 flux(흐름)을 증가시킴과 동시에 글리코겐의 합성을 억제한다. 허혈성 상태에 있는 심장근육조직에서 AMPK는 6-phosphofructo-2-kinase(PFK-2)의 인산화 과 정을 활성화시킴으로써 결과적으로 일련의 대사과정을 활성화시켜 당대사의 흐름을 증가시키는 것으로 알려져 있다 (Curr. Biol. 10, 1247-1255, 2000). 또한, 간에서 AMPK의 활성화는 간세포로부터 포도당의 방출을 억제하며, 포도당 신생효소인 phosphoenolpyruvate carboxykinase(PEPCK)와 glucose-6-phosphatase 효소의 활성은 AMPK에 의하여 저해되는 것으로 확인되었다(diabetes 49, 896-903, 2000). 이는 인슐린과 상관없이 AMPK가 간에서의 포도당의 방출을 억제함으로써 혈당조절에 관여하기 때문이다.

2. 미토콘드리아의 biogenesis

미토콘드리아의 중요한 기능 중의 하나는 포도당 또는 지방산과 같은 연료 대사물로부터 나온 에너지를 ATP로 전환시키는 산화 인산화 공정을 수행하는 것이다. 이러한 미토콘드리아의 기능에 이상이 발생하면 노화와 관련된 각종 퇴행성 질환, 즉 당뇨병, 심혈관계 질환, 파킨슨병 및 치매 등의 발병기전에 관여하는 것으로 알려져 있다(curr.Opin. CellBiol. 15, 706-716, 2003) Peterson등은(science 300, 1140-1142, 2003). 미토콘드리아의 산화 인산화 기능이 나이든 사람에게서 약 40% 정도 저하되어 있음을 보고하면서 미토콘드리아의 기능감소가 인슐린 저항성증의 발병원인이 될 가능성을 제시하였다. 또한, 이 등은 당뇨병이 발병하기 전부터 말초혈액 미토콘드리아 DNA 양이 감소하는 것을 확인하였다(diabetes Res. Clin. Pract. 42, 161-167, 1998). 근육에서의 미토콘드리아의 biogenesis는 지속적인 에너지 고갈과 운동에 의해 근육세포의 산화적 인산화의 대사 활성 능력이 증가하는 순응반응에 의하여 촉진되는 것으로 알려지고 있다. Zong 등(Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 99, 15983-15987, 2002)은 AMPK를 유전적으로 불활성화시킨 유전자 마우스를 이용하여 지속적인 에너지 고갈을 유도한 환경 하에서 근육세포에서의 미토콘드리아의 biogenesis를 위해서 AMPK가 필요함을 보여주었다. 또한 Putman 등(J. Physiol. 551, 169-178, 2003)은 지속적인 운동과 연관되어 AMPK가 미토콘드리아의 부피 증가에 관여한다는 가정을 증명하였다.

한편, AMPK는 미토콘드리아의 biogenesis에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 PGC1α의 유전자발현을 증가시키는 것으로 확인되었다(Endocr. Rev. 24, 78-90, 2003). Raynald 등(Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 281, 1340, 2001)은 nuclear respiratory factor-1(NRF-1)가 미토콘드리아의 호흡계관련 단백질의 전사 뿐 아니라 미토콘드리아의 전사 및 복제에 필수적인 유전자로 에너지 스트레스에 대한 반응으로 근육세포에서 산화능력을 증가시키는데 중요한 역할을 한다. 따라서 NRF-1은 궁극적으로 미토콘드리아의 biogenesis를 증가시키는데 관여한다. AMPK 의 활성화에 의하여 UCP-3의 mRNA양 및 단백질 양 그리고 미토콘드리아의 부피증가와 더불어 증가하는 것으로 알려진 citrate synthase 와 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase의 효소활성이 증가하는 것으로 알려지고 있다 (J. Physiol. 551, 169-178, 2003).

3. 지방대사 조절과 AMPK

AMPK의 지방대사에 관여하는 기작을 보면 AMPK는 acetyl CoA carboxylase의 인산화를 유도하여 지방합성을 억제한다. 따라서 지방합성의 중간체이며 carnitine palmitoyl-CoA transferase(CPT I)의 저해제인 malonyl CoA의 세포내의 농도를 낮추어 지방산화를 촉진시키는 것으로 알려지고 있다. CPT I은 지방산이 미토콘드리아로 들어가서 지방산화 공정에 필수적인 효소로 알려져 있는데 malonyl-CoA에 의하여 조절을 받는 것으로 되어 있다. 또한 AMPK는 콜레스테롤과 triacylglycerol 의 합성에 관여하는 HMG-CoA reductas와 glycerol phosphate acyl transferase(GPAT)의 인산화를 통하여 활성을 억제하는 것으로 알려져 있다(J. Biol. Chem. 277, 32571-32577, 2002, J. Appl. Physiol. 92, 2475-2482, 2002).

한편, 간에서 AMPK의 활성화는 carbohydrate-response-element-binding protein(ChREBP)의 인산화를 통하여 pyruvate kinase, fatty acid synthase, 그리고 ACC의 활성을 저해하는 것으로 밝혀져 있으며(J. Biol. Chem. 277, 3829-3835, 2002), 지방세포의 분화에 중요한 역할을 하는 sterol-regulated-element binding protein-1(SREBP-1) 역시 AMPK에 의하여 활성이 저해되어 지방세포의 분화가 억제된다.

4. 단백질합성 조절과 AMPK

AMPK는 단백질 합성 과정 중 TSC를 활성화시켜 mTOR 및 p70S6K를 저해시켜 단백질의 합성을 억제하거나 elongation factor-2kinase의 활성화 및 eEF2의 인산화에 의한 불활성화를 통하여 translation elongation을 저해하는데, eEF2 kinase는 AMPK의 직접적인 기질인 것으로 밝혀졌다 (J. Biol. Chem. 278, 41970-41976, 2003).

상기의 예시에서처럼 AMPK는 in vitro 및 in vivo에서 당, 단백질, 지방 등의 에너지 대사에서 중추적인 역할을 하는 것으로 알려져 있는데, Neil 등(Nature drug discovery, 3(April), 340, 2004)은 AMPK 및 Malonyl-CoA가 대사 증후군 치료의 표적물질이라고 주장하였으며, 대사 증후군을 갖는 환자들은 인슐린 저항성, 비만, 고혈압, 지질이상증, 췌장베타세포의 기능이상, 제2형 당뇨병, 동맥경화 전조 등으로 특징지을 수 있다고 하였다. 상기와 같은 다양한 이상 증상을 연결하는 공통적인 특징은 AMPK와 Malonyl-CoA의 에너지레벨 감지와 신호전달 네트워크의 조절 이상에 의한 것으로 추정하였다. 이러한 조절 이상(dysregulation)이 비정상적인 지방의 축적, 세포기능이상 그리고 궁극적으로는 질병의 원인이 되는 세포의 지방대사 조절 이상으로 유도된다고 제시하였다. 또한 AMPK를 활성화시키는 인자 또는 Malonyl-CoA를 낮추는 인자가 이러한 비정상적인 질환 및 증후군을 회복시키거나 발병을 예방할 수 있다는 증거들을 제시하였다.

Roger 등(Cell, 117, 145-151, 2004)은 뇌하수체에서 AMPK의 활성을 낮추어 malonyl-CoA 함량을증가시켜 식욕을 조절함으로 비만조절 표적으로 가능함을 제시하였다.

이 등(Nature medicine, 13(June), 2004)은 알파리포익산이 뇌하수체에서 AMPK 활성을 억제하여 식욕조절을 통하여 비만을 치료할 수 있음을 제시하는 한편 뇌하수체가 아닌 근육조직에서는 AMPK를 활성화시킴으로써 지방대사를 촉진시키는 데, 특히 지방세포에서 UCP-1을 활성화시켜 에너지소비를 촉진시키기 때문에 비만치료에 유효한 것으로 보고하였다.

Diraison 등(Diabetes 53, S84-91, 2004)은 췌장세포에서 AMPK의 활성화에 의해 식욕조절 펩타이드 YY의 발현량이 4 배 증가하는 것으로 보고하여 AMPK에 의하여 뇌하수체가 아닌 조직에서도 식욕조절이 이루어질 수 있음을 보고하였다.

Nandakumar 등(progress in lipid research 42, 238-256, 2003)은 허혈성 심장 질환에서 AMPK가 지방 및 당 대사의 조절을 통하여 ischemia reperfusion injuries를 치료하는 표적이 된다고 제시하였다.

Min 등(Am. J. Physiol. Gastrointest Liver Physiol 287, G1-6, 2004)은 AMPK가 알코올성 지방간 조절에 유효한 것으로 보고하였다.

Genevieve 등(J. Biol. Chem. 279,20767-74, 2004)은 AMPK를 활성화시켜 비만 관련 당뇨 질환을 포함한 만성적인 염증상태 또는 엔도톡신 쇼크에서 염증매개체인 iNOS 효소의 활성을 저해함으로 새로운 인슐린 민감도를 높이는 기작의 약물 개발에 유효하다고 보고하였다. 또한, iNOS의 활성을 저해함으로 패혈증과 같은 질환, 다발성경화증(multiple sclerosis), 심근경색, 염증성장 질환, 그리고 췌장베타세포의 이상기능 등의 임상에도 적용할 수 있을 것으로 보고하였다.

Zing-ping 등(FEBS Letters 443, 285-289, 1999)은 AMPK가 쥐의 근육 및 심장세포에서 ca-calmodulin의 존재 하에 내피세포의 NO synthase 인산화를 통하여 활성화시킨다고 보고하였다. 이는 협심증을 포함한 심장 질환에 AMPK가 관여하는 것을 뜻한다.

Javier 등(Genes & Develop. 2004)은 에너지 이용을 제한함으로 수명이 연장된다고 하였는데, 이는 생체내의 AMP/ATP의 비율이 증가하여 AMP에 의하여 AMPK의 α2가 활성화됨으로써 수명이 연장된다고 보고하였다. 따라서 수명연장과 에너지 레벨 및 인슐린 유사 신호 정보 사이의 관계를 감지하는 센서로서 AMPK가 작용할 수 있음을 보고하였다.

한편, 예로부터 단삼은 동북 아시아권에서 중요한 한약제로 널리 사용되고 있는데, 이들은 각종 심혈관계 질환의 예방과 치료에 탁월한 효과가 있는 것으로 잘 알려져 있다. 이러한 단삼의 약효에 착안하여, 본 출원의 발명자들은 대한민국특허 제2003-0099556호, 제2003-0099557호, 제2003-0099657호, 제2003-0099658호, 제2004-0036195호, 제2004-0036197호, 제2004-0050200호 등에서 단삼의 주요 성분들이 비만, 당뇨, 대사성 질환 등을 치료할 수 있는 훌륭한 약제임을 제시한 바 있다. 특히, 단삼의 핵심 성분인 크립토탄신온(Cryptotanshinone), 15,16-디히드로탄신온(15,16-Dihydrotanshinone), 탄신온 IIA(Tanshinone II-A), 탄신온 I(Tanshinone I) 등이 대사증후군 질환을 치료할 수 있는 핵심 성분임을 밝힌 바 있다.

이를 바탕으로 다양한 연구와 실험을 거듭한 끝에, β-lapachone {7,8-dihydro-2,2-dimethyl-2H-naphtho(2,3-b)dihydropyran-7,8-dione}, dunnione {2,3,3-tirmethyl-2,3,4,5-tetrahydro-naphtho(2,3-b) dihydrofuran-6,7-dione}, α-dunnione {2,3,3-tirmethyl-2,3,4,5-tetrahydro-naphtho(2,3-b)dihydrofuran-6,7-dione}, nocardinone A, nocardinone B, lantalucratin A, lantalucratin B, lantalucratin C 등과 같은 나프토퀴논계 화합물 또한 비만, 당뇨, 대사성 질환, 퇴행성 질환 및 미토콘드리아 이상 질환 등의 치료 또는 예방에 사용될 수 있음을 새롭게 확인하였다.

β-lapachone은 남미에서 자생하는 라파초(laphacho) 나무(Tabebuia avellanedae)에서, dunnione과 α-dunnione 또한 남미에서 자생하는 Streptocarpus dunnii의 잎에서 얻어진다. 이들 천연의 tricyclic naphthoquinone 유도체들은 남미 지역에서는 오래전부터 항암제를 비롯하여 남미 지역의 대표적인 풍토병인 샤가스병(Chagas disease)을 치료하기 위한 약으로 널리 사용되었고, 그 효과 또한 뛰 어난 것으로 알려져 있다. 특히, 이들의 항암제로서의 약리 작용이 서방세계에 알려지기 시작하면서 사람들의 주목을 받기 시작했고, 미국특허(US) 5,969,163에 개시되고 있듯이 이들 tricyclic naphtoquinone 유도체들은 실제로 다양한 연구 집단에 의해서 각종 항암제로 개발되고 있다.

그러나, 각종 연구에도 불구하고 이들 나프토퀴논계 화합물들이 비만, 당뇨, 대사성 질환, 퇴행성 질환 및 미토콘드리아 이상 질환 등의 치료 또는 예방을 위한 약리학적 효능을 가진다는 사실은 전혀 알려져 있지 않다.

본 출원의 발명자들은 상기의 β-lapachone, dunnione,α-dunnione, nocardinone A, nocardinone B, lantalucratin A, lantalucratin B, lantalucratin C 등과 같은 나프토퀴논계 화합물들이 단삼에서 추출한 탄신온(Tanshinone) 유도체와 화학적 기본 구조가 서로 유사한 점을 바탕으로 하여, 이들의 대사성 질환 치료 및 예방제로서의 약리작용을 조사하게 되었다. 즉, 본 발명에서와 같은 나프토퀴논계 화합물이 세포 및 조직에서 AMPK를 활성화시키는지 관찰하고자 하였고, 그 결과를 바탕으로 비만, 당뇨, 대사성 질환, 퇴행성 질환, 미토콘드리아 이상 질환 등의 "질환 증후군"에 대한 치료 효과를 보다 심층적으로 관찰하고자, 렙틴분비가 저 하된 상태에서 비만을 일으키는 모델동물인 OB 마우스를 대상한 실험에서 비만, 당뇨, 대사성 질환 등을 포함한 질환 증후군의 예방과 치료에 대한 효과를 관찰하였다. 그 결과, 본 발명에 따른 나프토퀴논계 화합물이 질환 증후군의 치료 및 예방에 탁월한 효과가 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명의 목적은 비만, 당뇨, 대사성 질환, 퇴행성 질환 및 미토콘드리아 이상 질환 등과 같은 질환 증후군의 치료 및 예방에 효과가 있는 나프토퀴논계 화합물을 유효성분으로 포함하는 약제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 비만, 당뇨, 대사성 질환, 퇴행성 질환, 미토콘드리아 이상 질환 등의 질환 증후군의 치료 및 예방을 위한 약제 조성물은, (a) 약리학적 유효량의 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 약제학적으로 허용되는 그것의 염, 프로드럭, 용매화물 또는 이성질체, 및 (b) 약제학적으로 허용되는 담체, 희석제, 또는 부형제, 또는 이들의 조합을 포함하는 것으로 구성되어 있다.

(1)

상기 식에서,

R₁ 및 R₂ 는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 알콕시, 히드록시 또는 탄소수 1 ~ 6의 저급알킬이며;

R₃, R₄, R₅, R₆, R₇ 및 R₈ 는 각각 독립적으로 수소, 히드록시, 탄소수 1 ~ 20의 알킬, 알켄 또는 알콕시, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이고, 또는 이들 중 두 개의 치환기가 상호 결합에 의해 환형 구조를 이룰 수 있으며, 여기서 환형 구조는 포화 구조 또는 부분적 또는 전체적 불포화 구조일 수 있고;

n 은 0 또는 1이고, n 이 0인 경우에 그것의 인접 탄소원자들은 직접결합에 의해 환형 구조를 이룬다.

상기 화학식 1의 화합물에 의한 질환 증후군의 치료 및 예방 효과를 확인하기 위하여, 이하 실험예에서 보는 바와 같이, 근육세포(C2C12)에서의 AMPK 활성과, 지방세포(3T3-L1 과 F442A cell)에서의 분화 억제에 대한 활성을 측정하였으며, 그 결과 상기 화학식 1의 화합물은 탁월한 AMPK 활성 효과를 보여주었으며, 지방세포의 분화과정을 억제하는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

또한, 상기 화학식 1의 화합물에 의한 질환 증후군의 치료 및 예방 효과를 비만 모델동물인 OB 마우스, 비만 당뇨모델인 db/db 마우스, 고지방식이로 유도된 DIO(diet-induced obesity) 마우스, 및 비만당뇨 모델인 Zucker fa/fa 쥐에서 관련 생체내 실험을 수행하였으며, 그 결과 매우 우수한 효과가 있음을 확인할 수 있었 다.

따라서, 상기 화학식 1의 화합물을 유효성분으로 하는 본 발명의 약제 조성물은 AMPK의 활성화를 통해 본 발명에서 정의하는 각종 질환 증후군을 치료 및 예방할 수 있을 것으로 기대된다.

용어 "약제학적으로 허용되는 염"이란 화합물이 투여되는 유기체에 심각한 자극을 유발하지 않고 화합물의 생물학적 활성과 물성들을 손상시키지 않는, 화합물의 제형을 의미한다. 상기 약제학적 염은, 약제학적으로 허용되는 음이온을 함유하는 무독성 산부가염을 형성하는 산, 예를 들어, 염산, 황산, 질산, 인산, 브롬화수고산, 요드화수소산 등과 같은 무기산, 타타르산, 포름산, 시트르산, 아세트산, 트리클로로아세트산, 트리플로로아세트산, 글루콘산, 벤조산, 락트산, 푸마르산, 말레인산, 살리신산 등과 같은 유기 카본산, 메탄설폰산, 에탄술폰산, 벤젠설폰산, p-톨루엔설폰산 등과 같은 설폰산 등에 의해 형성된 산부가염이 포함된다. 예를 들어, 약제학적으로 허용되는 카르복실산 염에는, 리튬, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등에의해 형성된 금속염 또는 알칼리 토금속 염, 라이신, 아르지닌, 구아니딘 등의 아미노산 염, 디시클로헥실아민, N-메틸-D-글루카민, 트리스(히드록시메틸)메틸아민, 디에탄올아민, 콜린 및 트리에틸아민 등과 같은 유기염 등이 포함된다. 본 발명에 따른 화학식1의 화합물은 통상적인 방법에 의해 그것의 염으로 전환시킬 수도 있다.

용어 "프로드럭(prodrug)"이란 생체내에서 모 약제(parent drug)로 변형되는 물질을 의미한다. 프로드럭은 모 약제보다 투여하기 쉽기 때문에 종종 사용된다. 예를 들어, 이들은 구강 투여에 의해 생 활성을 얻을 수 있음에 반하여, 모 약제는 그렇지 못할 수 있다. 프로드럭은 또한 모 약제보다 제약 조성물에서 향상된 용해도를 가질 수도 있다. 예를 들어, 프로드럭은, 수용해도가 이동성에 해가 되지만, 일단 수용해도가 이로운 세포에서는, 물질대사에 의해 활성체인 카르복실산으로 가수분해되는, 세포막의 통과를 용이하게 하는 에스테르("프로드럭")로서 투여되는 화합물일 것이다. 프로드럭의 또 다른 예는 펩티드가 활성 부위를 드러내도록 물질대사에 의해 변환되는 산기에 결합되어 있는 짧은 펩티드(폴리아미노 산)일 수 있다.

용어 "용매화물(solvate)"이란 비공유적 분자 사이의 힘(non-covalent intermolecular force)에 의해 결합된 화학양론적(stoichiometric) 또는 비화학양론적(non-stoichiometric)인 양의 용매를 포함하고 있는 본 발명의 화합물 또는 그것의 염을 의미한다. 그에 관한 바람직한 용매들로는 휘발성, 비독성, 및/또는 인간에게 투여되기에 적합한 용매들이 있으며, 상기 용매가 물인 경우 이는 수화물(hydrate)을 의미한다.

용어 "이성질체(isomer)"이란 동일한 화학식 또는 분자식을 가지지만 광학적 또는 입체적으로 다른 본 발명의 화합물 또는 그것의 염을 의미한다.

이하에서 별도의 설명이 없는 한, 용어 "화학식 1의 화합물"은, 화합물 그 자체, 약제학적으로 허용되는 그것의 염, 프로드럭, 용매화물 및 이성질체를 모두 포함하는 개념으로 사용되고 있다.

용어 "알킬(alkyl)"은 지방족 탄화수소 그룹을 의미한다. 본 발명에서 알킬 은 어떠한 알켄이나 알킨 부위를 포함하고 있지 않음을 의미하는 "포화 알킬(saturated alkyl)"과, 적어도 하나의 알켄 또는 알킨 부위를 포함하고 있음을 의미하는 "불포화 알킬(unsaturated alkyl)"을 모두 포함하는 개념으로 사용되고 있다. "알켄(alkene)" 부위는 적어도 두 개의 탄소원자가 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합으로 이루어진 그룹을 의미하며, "알킨(alkyne)"은 부위는 적어도 두 개의 탄소원자가 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중 결합으로 이루어진 그룹을 의미한다. 상기 알킬은 분지형, 직쇄형 또는 환형일 수 있으며, 치환 또는 비치환 구조일 수 있다.

용어 "헤테로시클로알킬(heterocycloalky)"은 환 탄소가 산소, 질소, 황 등으로 치환되어 있는 치환체로서, 예를 들어, 퓨란, 티오펜, 피롤, 피롤린, 피롤리딘, 옥사졸, 티아졸, 이미다졸, 이미다졸린, 이미다졸리딘, 피라졸, 피라졸린, 피라졸리딘, 이소티아졸, 트리아졸, 티아디아졸, 피란, 피리딘, 피퍼리딘, 모르포린, 티오모르포린, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 피퍼라진, 트리아진 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

용어 "아릴(aryl)"은 공유 파이 전자계를 가지고 있는 적어도 하나의 링을 가지고 있고 카르보시클릭 아릴(예를 들어, 페닐)과 헤테로시클릭 아릴기(예를 들어, 피리딘)를 포함하는 방향족치환체를 의미한다. 상기 용어는 모노시클릭 또는 융합 링 폴리시클릭(즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 링들) 그룹들을 포함한다.

용어 "헤테로아릴(heteroaryl)"은 적어도 하나의 헤테로시클릭 환을 포함하 고 있는 방향족 그룹을 의미한다.

상기 아릴 또는 헤테로아릴의 예로는 페닐, 퓨란, 피란, 피리딜, 피리미딜, 트리아질 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 화학식 1에서 R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₇ 및 R₈ 는 임의적으로 치환된 구조일 수 있으며, 그러한 치환체들의 예로는 시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 헤테로알리시클릭, 히드록시, 알콕시, 아릴옥시, 메르켑토, 알킬티오, 아릴티오, 시아노, 할로겐, 카르보닐, 티오카르보닐, O-카르바밀, N-카르바밀, O-티오카르바밀, N-티오카르바밀, C-아미도, N-아미도, S-술폰아미도, N-술폰아미도, C-카르복시, O-카르복시, 이소시아네이토, 티오시아네이토, 이소티오시아네이토, 니트로, 시릴, 트리할로메탄술포닐, 모노- 및 디-치환 아미노 그룹들을 포함한 아미노, 및 이들의 보호 유도체들로부터 개별적으로 그리고 독립적으로 선택된 하나 또는 그 이상의 치환체 등을 들 수 있다.

상기 화학식 1의 화합물들 중 바람직한 예로는 하기 화학식 2 내지 4의 화합물일 수 있다.

하기 화학식 2의 화합물은 n이 0이면서 인접 탄소원자들이 직접 결합에 의해 환형 구조(furan 고리)를 형성하는 화합물로서, 이하에서는 때때로 '퓨란 화합물' 또는 'furano-o-naphthoquinone 유도체'로 칭하기도 한다.

(2)

하기 화학식 3의 화합물은 n이 1인 화합물로서, 이하에서는 때때로 '피란(pyran) 화합물' 또는 'pyrano-o-naphthoquinone'로 칭하기도 한다.

(3)

상기 화학식 1에서 R₁ 및 R₂ 는 특히 바람직하게는 각각 수소이다.

상기 화학식 2의 퓨란 화합물들 중에서 특히 바람직한 예로는, R₁, R₂ 및 R₄ 가 각각 수소인 하기 화학식 2a의 화합물, 또는 R₁, R₂ 및 R₆가 각각 수소인 하기 화학식 2b의 화합물을 들 수 있다.

(2a)

(2b)

또한, 상기 화학식 3의 피란 화합물들 중 특히 바람직한 예로는 R₁, R₂, R₅, R₆, R₇ 및 R₈이 각각 수소인 하기 화학식 3a의 화합물을 들 수 있다.

(3a)

상기 "약제 조성물(pharmaceutical composition)"은 상기 화학식 1의 화합물과 희석제 또는 담체와 같은 다른 화학 성분들의 혼합물을 의미한다. 약제 조성물 은 생물체내로 화합물의 투여를 용이하게 한다. 화합물을 투여하는 다양한 기술들이 존재하며, 여기에는 경구, 주사, 에어로졸, 비경구, 및 국소 투여 등이 포함되지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 약제 조성물은 염산, 브롬산, 황산, 질산, 인산, 메탄술폰산, p-톨루엔술폰산, 살리실산 등과 같은 산 화합물들을 반응시켜서 얻어질 수도 있다.

상기 "약리학적 유효량(therapeutically effective amount)"은 투여되는 화합물의 양이 치료하는 장애의 하나 또는 그 이상의 증상을 어느 정도 경감 또는 줄이거나, 예방을 요하는 질병의 임상학적 마커 또는 증상의 개시를 지연시키는데 유효한 활성성분의 량을 의미한다. 따라서, 약리학적 유효량은, (1) 질환의 진행 속도를 역전시키는 효과, (2) 질환의 그 이상의 진행을 어느 정도 금지시키는 효과, 및/또는 (3) 질환과 관련된 하나 또는 그 이상의 증상을 어느 정도 경감(바람직하게는, 제거)하는 효과를 가지는 양을 의미한다. 약리학적 유효량은 치료를 요하는 질병에 대한 공지된 생채 내(in vivo) 및 생체 외(in vitro) 모델 시스템에서 화합물을 실험함으로써 경험적으로 결정될 수 있다.

상기 "담체(carrier)"는 세포 또는 조직 내부로의 화합물의 부가를 용이하게 하는 화합물로 정의된다. 예를 들어, 디메틸 술폭사이드(DMSO)는 생물체의 세포 또는 조직 내부로의 많은 유기 화합물들의 투입을 용이하게 하는 통상 사용되는 담체이다.

상기 "희석제(diluent)"는 대상 화합물의 생물학적 활성 형태를 안정화시킬 뿐만 아니라, 화합물을 용해시키게 되는 물에서 희석되는 화합물로 정의된다. 버 퍼 용액에 용해되어 있는 염은 당해 분야에서 희석제로 사용된다. 통상 사용되는 버퍼 용액은 포스페이트 버퍼 식염수이며, 이는 인간 용액의 염 상태를 모방하고 있기 때문이다. 버퍼 염은 낮은 농도에서 용액의 pH를 제어할 수 있기 때문에, 버퍼 희석제가 화합물의 생물학적 활성을 변형하는 일은 드물다.

여기에 사용된 화합물들은 인간 환자에게 그 자체로서, 또는 결합 요법에서와 같이 다른 활성 성분들과 함께 또는 적당한 담체나부형제와 함께 혼합된 약제 조성물로서 투여될 수 있다. 본 응용에서의 화합물의 제형 및 투여에 관한 기술은 "Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co., Easton, PA, 18th edition, 1990"에서 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 약제 조성물에서 상기 화학식 1의 화합물들은, 이후 설명하는 바와 같이, 공지된 방법 및/또는 유기합성 분야의 기술에 근간한 다양한 방법들에 의해 제조될 수 있으며, 하기의 제조방법들은 일부 예시에 지나지 않으며, 그 이외의 방법들도 존재할 수 있음은 물론이다.

제조방법 1: lapachol 유도체의 합성 및 산 촉매 고리화 반응

β-lapachone은 lapacho 나무에서 비교적 적은 양으로 얻어지는 반면에 β-lapachone 합성의 원료가 되는 lapachol은 lapacho 나무에서 상당히 많은 양으로 얻어지기 때문에 이미 오래전에 lapachol을 사용하여 β-lapachone을 합성하는 방법이 개발되었다. 즉, L. F. Fieser는 {J. Am. Chem. Scoc. 49 (1927), 857}에서 고지하는 것처럼, lapachol과 황산을 함께 혼합하여 상온에서 격렬하게 교반시키면 비교적 좋은 수율로 β-lapachone이 얻어진다. 이처럼 일반적으로 비교적 간단한 구조의 tricyclic naphthoquinone (pyrano-o-naphthoquinone 과 furano-o-naphthoquinone) 유도체들은 하기의 반응식처럼 황산을 촉매로 사용하는 고리화 반응을 통해서 비교적 좋은 수율로 합성되는데, 이 방법에 기초하여 화학식 1의 다양한 화합물들을 합성할 수 있다.

Lapachol β-lapachone

이들 과정을 보다 일반적인 화학 반응식으로 정리하면 다음과 같다.

즉, 2-hydroxy-1,4-naphthoquinone을 염기 존재 하에서 다양한 allylic bromide 또는 그 등가물과 반응시키면 C-alkylation(C-알킬화)과 O-alkylation(O-알킬화) 반응이 일어난 물질이 함께 얻어지는데, 반응 조건에 따라서는 한쪽 유도체만 합성하는 것도 가능하다. 여기서 O-알킬화된 유도체는 톨루엔이나 자일렌과 같은 용매를 사용하여 환류시킴으로써 Claisen Rearrangement 반응을 통해서 또 다른 유형의 C-알킬화된 유도체로 전환되기 때문에 다양한 유형의 3-substituted-2-hydroxy-1,4-naphthoquinone 유도체를 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 다양한 형태의 C-알킬화 유도체들은 황산을 촉매로 사용하여 고리화 반응을 유도함으로써, 상기 화학식 1의 화합물들 중 pyrano-o-naphthoquinone 또는 furano-o-naphthoquinone 유도체들을 합성할 수 있다.

제조방법 2: 3- methylene -1,2,4-[3H] naphthalenetrione 을 사용한 Diels - Alder 반응

V. Nair 등{Tetrahedron Lett. 42 (2001), 4549 ~ 4551}이 고지하고 있듯이, 2-hydroxy-1,4-naphthoquinone을 포름알데히드와 함께 가열할 때 생성되는 3-methylene-1,2,4-[3H]naphthalenetrione을 다양한 올레핀 화합물과의 Diels-Alder 반응을 유도함으로써 비교적 쉽게 다양한 pyrano-o-naphthoquinone 유도체를 합성할 수 있음을 보고하고 있다. 이 방법은 황산 촉매 조건에서 lapachol 유도체의 고리화 반응을 유도하는 반응에 비해서 비교적 간단하게 다양한 형태의 pyrano-o-naphtho-quinone 유도체를 합성할 수 있는 장점이 있다.

제조방법 3: Radical 반응에 의한 Haloakylation 및 고리화 반응

크립토탄신온(Cryptotanshinone), 15,16-디히드로탄신온(15,16-Dihydro- tanshinone) 등의 합성에 이용되었던 방법 또한 furano-o-naphthoquinone 유도체를 합성하는데 편리하게 사용할 수 있다. 즉, A. C. Baillie 등(J. Chem. Soc. (C) 1968, 48 ~ 52)이 고지하고 있듯이, 3-halopropanoic acid 또는4-halobutanoic acid 유도체로부터 유도한 2-haloethyl 또는 3-haloethyl radical 화학종을 2-hydroxy-1,4-naphthoquinone과 반응시킴으로 3-(2-haloethyl 또는 3-halopropyl)-2-hydroxy-1,4-naphthoquinone을 합성할 수 있는데, 이를 적절한 산성 촉매 조건에서 고리화 반응을 유도함으로써 다양한 pyrano-o-naphthoquinone 또는 furano-o-naphthoquinone 유도체를 합성할 수 있다.

제조방법 4: 4,5- Benzofurandione 의 Diels - Alder 반응에 의한 고리화 반응

크립토탄신온(Cryptotanshinone), 15,16-디히드로탄신온(15,16-Dihydro- tanshinone) 등의 합성에 이용되었던 또 다른 방법으로는 J. K. Snyder 등(Tetrahedron Letters 28 (1987), 3427 ~ 3430)이 고지하고 있는 방법이 있다. 이 방법은 4,5-Benzofurandione 유도체와 다양한 디엔(diene) 유도체와의 Diels-Alder 반응에 의한 Cycloaddition을 유도함으로써 furano-o-naphthoquinone 유도체를 합성할 수 있다.

또한, 상기 방법들을 기초로 치환체의 종류에 따라 적절한 합성방법을 사용하여 다양한 유도체를 합성할 수 있는 바, 이들의 구체적인 예는 하기 표 1에서와 같다. 이들에 대한 구체적인 제조방법들은 이하 실시예에 기재되어 있다.

본 발명의 약제 조성물은, 예를 들어, 통상적인 혼합, 용해, 과립화, 당제-제조, 분말화, 에멀젼화, 캡슐화, 트래핑과 또는 동결건조 과정들의 수단에 의해, 공지 방식으로 제조될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 사용을 위한 약제 조성물은, 약제학적으로 사용될 수 있는 제형으로의 활성 화합물의 처리를 용이하게 하는 부형제들 또는 보조제들을 포함하는 것으로 구성되어 있는 하나 또는 그 이상의 약리학적으로 허용되는 담체를 사용하여 통상적인 방법으로 제조될 수도 있다. 적합한 제형은 선택된 투여 루트에 따라 좌우된다. 공지 기술들, 담체 및 부형제들 중의 어느 것이라도 적합하게, 그리고 당해 분야, 예를 들어, 앞서 설명한 Remingston's Pharmaceutical Sciences에서 이해되는 바와 같이 사용될 수 있다. 본 발명에서는 화학식 1의 화합물을 목적하는 바에 따라 주사용 제제 및 경구용 제제 등으로 제형화될 수 있다.

주사를 위해서, 본 발명의 성분들은 액상 용액으로, 바람직하게는 Hank 용액, Ringer 용액, 또는 생리 식염수와 같은 약리학적으로 적합한 버퍼로 제형화 할 수 있다. 점막 투과 투여를 위해서, 통과할 배리어에 적합한 비침투성제가 제형에 사용된다. 그러한 비침투성제들은 당업계에 일반적으로 공지되어 있다.

경구 투여를 위해서, 화합물들은 당업계에 공지된 약리학적으로 허용되는 담체들을 활성 화합물들과 조합함으로써 용이하게 제형화할 수 있다. 이러한 담체들은 본 발명의 화합물들이 정제, 알약, 산제, 입제, 당제, 캡슐, 액체, 겔, 시럽, 슬러리, 현탁액 등으로 제형화될 수 있도록 하여 준다. 바람직하게는 캅셀제, 정제, 환제, 산제 및 입제가 가능하고, 특히 캅셀제와 정제가 유용하다. 정제 및 환제는 장피제로 제조하는 것이 바람직하다. 경구 사용을 위한 약제 준비는 본 발명의 하나 또는 둘 이상의 화합물들과 하나 또는 둘 이상의 부형제를 혼합하고, 경우에 따라서는 이러한 혼합물을 분쇄하고, 필요하다면 적절한 보조제를 투과한 이후 과립의 혼합물을 처리하여 정제 또는 당체 코어를 얻을 수 있다. 적절한 부형제들은 락토스, 수크로즈, 만니톨, 또는 소르비톨과 같은 필러 옥수수 녹말, 밀 녹말, 쌀 녹말, 감자 녹말, 겔라틴, 검 트래거켄스, 메틸 셀룰로우즈, 히드록시프로필메틸-셀룰로우즈, 소듐 카르복시메틸 셀룰로우즈, 및/또는 폴리비닐피롤리돈(PVP)와 같은 셀룰루오즈계 물질 등이다. 필요하다면, 가교 폴리비닐 피롤리돈, 우뭇가사리, 또는 알긴산 또는 알긴산 나트륨과 같은 그것의 염 등의 디스인터그레이팅 에이전트와 마그네슘 스테아레이트와 같은 윤활제, 결합제 등과 같은 담체가 첨가될 수도 있다.

경구에 사용될 수 있는 제약 준비물은, 젤라틴 및 글리콜 또는 소르비톨과 같은 가소제로 만들어진 부드러운 밀봉 캡슐뿐만 아니라, 겔라틴으로 만들어진 밀어 고정하는 캡슐을 포함할 수도 있다. 밀어 고정하는 캡슐은 락토오스와 같은 필러, 녹말과 같은 바인더, 및/또는 활석 또는 마그네슘 스테아레이트와 같은 활제와의 혼합물로서, 활성 성분들을 포함할 수도 있다. 연질 캡슐에서, 활성 화합물들은 지방산, 액체 파라핀, 또는 액체 폴리에틸렌 글리콜과 같은 적합한 용체에 용해 또는 분산될 수도 있다. 또한, 안정화제가 포함될 수도 있다. 경구 투여를 위한 모든 조제들은 그러한 투여에 적합한 함량으로 되어 있어야 한다.

화합물들은 주사에 의해, 예를 들어, 큰 환약 주사나 연속적인 주입에 의해 비경구 투입용으로도 제형화할 수 있다. 또한, 주사용 제형은 방부제를 부가한 앰플 또는 멀티-도스 용기로서 단위 용량 형태로 제공될 수도 있다. 조성물은 유성 또는 액상 비히클상의 현탁액, 용액, 에멀션과 같은 형태를 취할 수도 있으며, 현탁제, 안정화제 및/또는 분산제와 같은 제형용 성분들을 포함할 수도 있다.

또한, 활성 성분은, 사용 전에 멸균 무 발열물질의 물과 같은 적절한 비히클와 구성을 위해 분말의 형태일 수도 있다.

본 발명에서 사용에 적합한 약제 조성물은 유효량의 활성성분들을 함유한 조성물을 포함한다. 더욱 구체적으로, 치료적 유효량은 치료될 객체의 생존을 연장하거나, 질환의 증상을 방지, 경감 또는 완화시키는데 유효한 화합물의 량을 의미한다. 치료적 유효량의 결정은, 특히, 여기에 제공된 상세한 개시 내용 측면에서, 당업자의 능력 범위 내에 있다.

단위 용량 형태로 제형화하는 경우, 활성성분으로서 화학식 1의 화합물은 약 0.1 내지 1,000 mg의 단위 용량으로 함유되는 것이 바람직하다. 화학식 1의 화합물의 투여량은 환자의 체중, 나이 및 질병의 특수한 성질과 심각성과 같은 요인에 따라 의사의 처방에 따른다. 그러나 성인 치료에 필요한 투여량은 투여의 빈도와 강도에 따라 하루에 약 1 내지 1000 mg 범위 가 보통이다. 성인에게 근육내 또는 정맥내 투여시 일회 투여량으로 분리하여 하루에 보통 약 1 내지 500 mg의 전체 투여량이면 충분할 것이나, 일부 환자의 경우 더 높은 일일 투여량이 바람직할 수 있다.

본 발명은 또한 질환 증후군의 치료 또는 예방을 위한 약제의 제조에 화학식 1의 화합물을 사용하는 방법을 제공한다. 상기 질환 증후군은 비만, 당뇨, 대사성 질환, 퇴행성 질환, 미토콘드리아 이상 질환 등을 의미하며, 상기 질환 증후군의 "치료"란 발병 증상을 보이는 객체에 사용될 때 질환의 진행을 중단 또는 지연시키는 것을 의미하며, 상기 "예방"이란 발병 증상을 보이지는 않지만 그러한 위험성이 높은 객체에 사용될 때 발병 징후를 중단 또는 지연시키는 것을 의미한다.

본 발명을 이하 실시예 및 실험예들을 참조하여 상세히 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 베타 라파촌(β-Lapachone)의 합성 (화합물 1)

2-Hydroxy-1,4-naphthoquinone (17.4 g, 0.10M)을 DMSO (120 ㎖)에 녹이고, LiH (0.88 g, 0.11M)을 천천히 가한다. 이때, 수소가 발생하므로 주의를 요한다. 반응용액을 교반하면서 더 이상 수소가 발생하지 않는 것을 확인한 상태에서 30 분 더 교반시킨 다음, Prenyl bromide (1-Bromo-3-methyl-2-butene) (15.9 g, 0.10M)과 LiI (3.35 g, 0.025M)을 천천히 가하였다. 반응용액을 45℃까지 가열한 상태에서 12 시간 세차게 교반시켰다. 반응용액을 10℃ 이하로 냉각시킨 상태에서 먼저 얼음 (76 g)을 가하고 이어서 물(250 ㎖)을 가한 다음, 진한염산 (25 ㎖)을 천천히 가함으로써 용액을 PH>1의 산성으로 유지하였다. 반응 혼합물로 EtOAc (200 ㎖)을 가한 상태에서 세차게 교반시키면 EtOAc에 녹지 않는 하얀색 고체가 생성된다. 이들 고체는 여과하여 걸러낸 다음, EtOAc 층을 분리하였다. 물 층은 EtOAc (100 ㎖)을 사용하여 한 번 더 추출하여 앞서 추출한 유기층과 합쳤다. 유기층은 5% NaHCO₃(150 ㎖)로 씻은 다음, 유기층을 농축하였다. 농축물을 CH₂Cl₂(200 ㎖)에 녹이고 2N NaOH 수용액 (70 ㎖)로 세차게 흔들어서 분리하였다. CH₂Cl₂ 층을 2N NaOH 수용액(70 ㎖ x 2)으로 처리하여 두 번 더 분리하였다. 분리한 수용액을 합친 다음, 진한 염산을 사용하여 PH>2 이상의 산성으로 조정하면 고체가 생성된다. 이를 여과하여 분리함으로써 Lapachol을 얻었다. 여기서 얻은 Lapachol은 75% EtOH을 사용하여 재결정하였다. 이렇게 얻은 Lapachol을 황산 (80 ㎖)과 혼합한 상태에서 상온에서 10 분간 세차게 교반한 다음, 얼음 (200 g)을 가함으로써 반응을 종결하였다. 반응물로 CH₂Cl₂(60 ㎖)을 가한 다음 세차게 흔들어준 후에 CH₂Cl₂ 층을 분리하여 5% NaHCO₃으로 씻어 주었다. 물 층은 CH₂Cl₂(30 ㎖)를 사용하여 한번 더 추출하여 5% NaHCO₃으로 씻어 준 다음, 앞서 추출한 유기층과 합쳤다. 유기층을 MgSO₄를 사용하여 말린 다음, 농축함으로써 불순한 상태의 β-Lapachone을 얻었다. 이를 다시 이소프로판올을 사용하여 재결정함으로써 순수한 상태의 β-Lapachone (8.37 g)을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.05 (1H, dd, J=1, 8Hz), 7.82 (1H, dd, J=1, 8 Hz), 7.64 (1H, dt, J=1, 8 Hz), 7.50 (1H, dt, J=1, 8 Hz), 2.57 (2H, t, J=6.5 Hz), 1.86 (2H, t, J=6.5 Hz) 1.47 (6H, s)

실시예 2: 듀니온(Dunnione)의 합성 (화합물 2)

실시예 1에서 Lapachol을 얻는 과정에서 EtOAc에서 녹지 않고 분리된 고체는 C-Alylation 물질인 Lapachol과는 달리 O-Akylation 된2-Prenyloxy-1,4-maphthoquinone이다. 이를 먼저 EtOAc를 사용하여 한번 더 재결정함으로써 깨끗이 정제하였다. 이렇게 정제한 고체 (3.65 g, 0.015M)를 톨루엔에 녹이고 5 시간 동안 톨루엔을 환류시킴으로써 Claisen Rearrangement를 유도하였다. 톨루엔을 감압 증류함으로써 농축시키고, 이를 더 이상의 정제 과정 없이 황산(15 ㎖)와 혼합한 상태에서 상온에서 10 분간 세차게 교반한 다음, 얼음 (100 g)을 가함으로써 반응을 종결하였다. 반응물로 CH₂Cl₂(50 ㎖)을 가한 다음 세차게 흔들어준 후에 CH₂Cl₂ 층을 분리하여 5% NaHCO₃으로 씻어 주었다. 물 층은 CH₂Cl₂(20 ㎖)를 사용하여 한번 더 추출하여 5% NaHCO₃으로 씻어 준 다음, 앞서 추출한 유기층과 합쳤다. 유기층을 MgSO₄를 사용하여 건조하여 농축한 다음, 이를 실리카겔을 사용하여 크로마토그래피함으로써 순순한 상태의 Dunnione (2.32 g)을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.05 (1H, d, J=8Hz), 7.64 (2H, d, J=8Hz), 7.56 (1H, m), 4.67 (1H, q, J=7Hz), 1.47 (3H, d, J=7Hz), 1.45(3H, s) 1.27 (3H, s)

실시예 3: 알파 듀니온(α-Dunnione)의 합성 (화합물 3)

실시예 2에서 정제한 2-Prenyloxy-1,4-maphthoquinone (4.8 g, 0.020M)을 자일렌(Xylene)에 녹이고 15 시간 동안 자일렌을 환류시킴으로써 실시예 2 보다 훨씬 높은 온도 조건과 장시간 반응 조건에서 Claisen Rearrangement를 유도하였다. 이 과정에서 Claisen Rearrangement는 물론 두 개의 Methyl 기 중에서 하나가 이동한 Lapachol 유도체와 함께 고리화 반응까지 진행된 상태의 알파 듀니온(α-Dunnione)이 얻어진다. 자일렌을 감압 증류함으로써 농축한 다음 이를 실리카겔을 사용하여 크로마토그래피함으로써 순순한 상태의 알파 듀니욘 (α-Dunnione) (1.65 g)을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.06 (1H, d, J=8Hz), 7.64 (2H, m), 7.57 (1H, m), 3.21 (1H, q, J=7Hz), 1.53 (3H, s), 1.51(3H, s) 1.28 (3H, d, J=7Hz)

실시예 4: 화합물 4의 합성

2-Hydroxy-1,4-naphthoquinone(17.4 g, 0.10M)을 DMSO(120 ㎖)에 녹이고, LiH(0.88 g, 0.11M)을 천천히 가하였다. 이때, 수소가 발생하므로 주의를 요하였다. 반응용액을 교반하면서 더 이상 수소가 발생하지 않는 것을 확인한 상태에서 30 분간 더 교반시킨 다음, Methallyl bromide(1-Bromo-2-methylpropene) (14.8 g, 0.11M)과 LiI (3.35 g, 0.025M)을 천천히 가하였다. 반응용액을 45℃까지 가열한 상태에서 12 시간 세차게 교반시켰다. 반응용액을 10℃ 이하로 냉각시킨 상태에서 먼저 얼음 (80 g)을 가하고 이어서 물 (250 ㎖)을 가한 다음, 진한염산 (25 ㎖)을 천천히 가함으로써 용액을 PH>1의 산성으로 유지하였다. 반응 혼합물로 CH₂Cl₂(200 ㎖)을 가하고 세차게 흔들어서 분리하였다. 물 층으로 CH₂Cl₂(70 ㎖)을 가하여 한 번 더 추출하여 앞서 분리한 유기층과 합쳤다. 이때, TLC에서 두 개의 물질이 새로 형성되어 있음을 확인할 수 있는데, 이들은 특별히 분리하지 않고 그대로 사용하였다. 유기층을 갑압 증류함으로써 농축한 다음, 이를 다시 자일렌에 녹인 상태에서 8 시간 환류시켰다. 이 과정에서 TLC 상에서의 두 물질은 하나로 합쳐져서 비교적 순수한 Lapachol 유도체를 얻었다. 이렇게 얻은 Lapachol 유도체를 황산 (80 ㎖)과 혼합한 상태에서 상온에서 10 분간 세차게 교반한 다음, 얼음 (200 g)을 가함으로써 반응을 종결하였다. 반응물로 CH₂Cl₂(80 ㎖)을 가한 다음 세차게 흔들어준 후에 CH₂Cl₂ 층을 분리하여 5% NaHCO₃으로 씻어 주었다. 물 층은 CH₂Cl₂(50 ㎖)를 사용하여 한번 더 추출하여 5% NaHCO₃으로 씻어 준 다음, 앞서 추출한 유기층과 합쳤다. 유기층을 MgSO₄를 사용하여 말린 다음, 농축함으로써 불순한 상태의 Lapachone 유도체(화합물 4)를 얻었다. 이를 다시 이소프로판올을 사용하여 재결정함으로써 순순한 상태의 화합물 4 (12.21 g)을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.08 (1H, d, J=8Hz), 7.64 (2H, m), 7.57 (1H, m), 2.95 (2H, s), 1.61 (6H, s)

실시예 5: 화합물 5의 합성

실시예 4와 동일한 방법에 준하여 반응시키되 Methallyl bromide 대신에 Allyl bromide를 사용하여 화합물 5를 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.07 (1H, d, J=7Hz), 7.65 (2H, m), 7.58 (1H, m), 5.27 (1H, m), 3.29 (1H, dd, J=10, 15Hz), 2.75(1H, dd, J=7, 15Hz), 1.59 (3H, d, J=6Hz)

실시예 6: 화합물 6의 합성

3-Chloropropionyl chloride (5.08 g, 40mM)을 에테르 (20 ㎖)에 녹이고 -78℃로 냉각시킨 상태에서 반응용액을 세차게 교반하면서 Sodium peroxide (Na₂O₂) (1.95 g, 25mM)을 천천히 가한 다음, 30 분간 더 세차게 교반시켰다. 반응용액을 0℃까지 가열한 상태에서 얼음 (7 g)을 가하고 10분간 더 교반시켰다. 유기층을 분리한 다음, 0℃의 차가운 물 (10 ㎖)로 한 번 더 씻어주고, 다시 0℃의 NaHCO₃ 수용액으로 씻어 주었다. 유기층을 분리하여 MgSO₄로 건조한 후에 0℃ 이하에서 감압 증류함으로써 농축함으로써 3-Chloropropionic peracid를 준비하였다.

2-Hydroxy-1,4-naphthoquinone (1.74 g, 10mM)을 아세트산 (20 ㎖)에 녹이고, 앞서 준비한 3-Chloropropionic peracid를 상온에서 천천히 가하였다. 반응 혼합물을 교반하면서 2 시간 동안 환류시킨 후, 감압 증류함으로써 아세트산을 제거하였다. 이 농축물을 CH₂Cl₂(20 ㎖)에 녹이고 5% NaHCO₃ (20 ㎖)로 씻어 주었다. 물 층은 CH₂Cl₂(20 ㎖)를 사용하여 한번 더 추출하여 앞서 추출한 유기층과 합쳤다. 유기층을 MgSO₄를 사용하여 말린 다음, 농축함으로써 2-(2-Chloroethyl)-3-hydroxy-1,4-naphthoquinone과의 혼합물 상태로 화합물 6을 얻었다. 이를 실리카겔을 사용하여 크로마토그래피함으로써 순순한 상태의 Lapachone 유도체(화합물 6) (0.172 g)을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.07 (1H, d, J=7.6Hz), 7.56 ~ 7.68 (3H, m), 4.89 (2H, t, J=9.2Hz), 3.17 (2H, t, J=9.2Hz)

실시예 7: 화합물 7의 합성

2-Hydroxy-1,4-naphthoquinone (17.4 g, 0.10M)을 DMSO (120 ㎖)에 녹이고, LiH (0.88 g, 0.11M)을 천천히 가하였다. 이때, 수소가 발생하므로 주의를 요하였다. 반응용액을 교반하면서 더 이상 수소가 발생하지 않는 것을 확인한 상태에서 30 분간 더 교반시킨 다음, Cinnamyl bromide (3-phenylallyl bromide) (19.7 g, 0.10M)과 LiI (3.35 g, 0.025M)을 천천히 가하였다. 반응용액을 45℃까지 가열한 상태에서 12 시간 동안 세차게 교반시켰다. 반응용액을 10℃ 이하로 냉각시킨 상태에서 먼저 얼음 (80 g)을 가하고 이어서 물 (250 ㎖)을 가한 다음, 진한염산 (25 ㎖)을 천천히 가함으로써 용액을 PH>1의 산성으로 유지하였다. 반응 혼합물을 CH₂Cl₂(200 ㎖)에 녹여서 세차게 흔들어서 분리하였다. 물 층은 폐수처리하고, CH₂Cl₂ 층은 2N NaOH 수용액 (100 ㎖× 2)으로 처리하여 물 층을 두 번 분리하였다. 이때, 2N NaOH 수용액으로 추출하고 남은 CH₂Cl₂ 층은 실시예 8에서 다시 사용하였다. 여기서 분리한 수용액을 합친 다음, 진한 염산을 사용하여 PH>2 이상의 산성으로 조정하면 고체가 생성된다. 이를 여과하여 분리함으로써 Lapachol 유도체를 얻었다. 여기서 얻은 Lapachol 유도체는 75% EtOH을 사용하여 재결정하였다. 이렇게 얻은 Lapachol 유도체를 황산 (50 ㎖)과 혼합한 상태에서 상온에서 10 분간 세차게 교반한 다음, 얼음 (150 g)을 가함으로써 반응을 종결하였다. 반응물로 CH₂Cl₂(60 ㎖)을 가한 다음 세차게 흔들어준 후에 CH₂Cl₂ 층을 분리하여 5% NaHCO₃으로 씻어 주었다. 물 층은 CH₂Cl₂(30 ㎖)를 사용하여 한번 더 추출하여 5% NaHCO₃으로 씻어 준 다음, 앞서 추출한 유기층과 합쳤다. 유기층을 농축한 다음, 이를 실리카겔에서 크로마토그래피함으로써 순수한 화합물 7 (2.31 g)을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.09(1H, dd, J=1.2, 7.6Hz), 7.83 (1H, d, J=7.6Hz), 7.64 (1H, dt, J=1.2, 7.6Hz), 7.52 (1H, dt, J=1.2, 7.6Hz), 7.41 (5H, m), 5.27 (1H, dd, J=2.5, 6.0Hz), 2.77 (1H, m) 2.61 (1H, m), 2.34 (1H, m), 2.08 (1H, m), 0.87 (1H, m)

실시예 8: 화합물 8의 합성

실시예 7에서 2N NaOH 수용액으로 추출하고 남은 CH₂Cl₂ 층을 감압 증류하여 농축하였다. 이를 자일렌 (30 ㎖)에 녹인 다음, 10 시간 동안 환류시킴으로써 Claisen Rearrangement를 유도하였다. 자일렌을 감압 증류함으로써 농축시키고, 이를 더 이상의 정제 과정 없이 황산 (15 ㎖)와 혼합한 상태에서 상온에서 10 분간 세차게 교반한 다음, 얼음 (100 g)을 가함으로써 반응을 종결하였다. 반응물로 CH₂Cl₂(50 ㎖)을 가한 다음 세차게 흔들어준 후에 CH₂Cl₂층을 분리하여 5% NaHCO₃으로 씻어 주었다. 물 층은 CH₂Cl₂(20 ㎖)를 사용하여 한번 더 추출하여 5% NaHCO₃으로 씻어 준 다음, 앞서 추출한 유기층과 합쳤다. 유기층을 MgSO₄를 사용하여 건조하여 농축한 다음, 이를 실리카겔을 사용하여 크로마토그래피함으로써 순수한 화합물 8 (1.26 g)을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.12 (1H, dd, J=0.8, 8.0Hz), 7.74 (1H, dd, J=1.2, 7.6Hz), 7.70 (1H, dt, J=1.2, 7.6Hz), 7.62 (1H, dt, J=1.6, 7.6Hz), 7.27 (3H, m), 7.10 (2H, td, J=1.2, 6.4Hz), 5.38 (1H, qd, J=6.4, 9.2Hz), 4.61 (1H, d, J=9.2Hz), 1.17 (3H, d, J=6.4Hz)

실시예 9: 화합물 9의 합성

1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (3.4 g, 22mM)과 2-Methyl-3-butyn-2-ol (1.26 g, 15mM)과 을 아세토니트릴 (10 ㎖)에 녹이고 0℃로 냉각시켰다. 반응용액을 교반시키면서 Trifluoroacetic anhydride (3.2 g, 15mM)을 천천히 가한 다음, 0℃에서 계속해서 교반시켰다. 또 다른 플라스크에 2-Hydroxy-1,4-naphthoquinone (1.74 g, 10mM)과 Cupric chloride (CuCl₂) (135 mg, 1.0mM)을 아세토니트릴 (10 ㎖)에 녹이고 교반시켰다. 앞서 정제한 용액을 이 반응용액으로 천천히 가한 다음, 반응용액을 20 시간 동안 환류시켰다. 반응용액을 감압 증류하여 농축한 다음, 이를 실리카겔을 사용하여 크로마토그래피함으로써 순수한 화합물 9 (0.22 g)을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.11 (1H, dd, J=1.2, 7.6Hz), 7.73 (1H, dd, J=1.2, 7.6Hz), 7.69 (1H, dt, J=1.2, 7.6Hz), 7.60 (1H, dt, J=1.6, 7.6Hz), 4.95 (1H, d, J=3.2Hz), 4.52 (1H, d, J=3.2Hz), 1.56 (6H, s)

실시예 10: 화합물 10의 합성

화합물 9 (0.12 g)를 MeOH (5 ㎖)에 녹인 다음, 5% 팔라듐 (5% Pd/C) (10㎎)을 넣고 상온에서 3 시간 동안 세차게 교반시켰다. 반응용액을 실리카겔을 사용하여 여과함으로써 5% 팔라듐 (5% Pd/C)을 제거한 다음, 감압 증류하여 농축함으로써 화합물 10을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.05 (1H, td, J=1.2, 7.6Hz), 7.64 (2H, m), 7.54 (1H, m), 3.48 (3H, s), 1.64 (3H, s), 1.42 (3H, s), 1.29 (3H, s)

실시예 11: 화합물 11의 합성

β-Lapachone (화합물 1) (1.21 g, 50mM)과 DDQ (2,3-Dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoqinone) (1.14 g, 50mM)을 사염화탄소 (50 ㎖)에 녹이고 72 시간 동안 환류시켰다. 반응용액을 감압 증류하여 농축한 다음, 실리카겔을 사용하여 크로마토그래피함으로써 순수한 화합물 11 (1.18 g)을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.08 (1H, dd, J=1.2, 7.6Hz), 7.85 (1H, dd, J=0.8, 7.6Hz), 7.68 (1H, dt, J=1.2, 7.6Hz), 7.55 (1H, dt, J=1.2, 7.6Hz), 6.63 (1H, d, J=10.0Hz), 5.56 (1H, d, J=10.0Hz), 1.57 (6H, s)

실시예 12: 화합물 12의 합성

2-Hydroxy-1,4-naphthoquinone (1.74 g, 10mM), 2-Methyl-1,3-butadiene (Isoprene) (3.4 g, 50mM), paraformaldehyde (3.0 g, 100 mM)을 1,4-dioxane (20 ㎖)을 압력용기에 넣고 100℃에서 48 시간 동안 교반하면서 가열하였다. 반응용기를 상온으로 냉각시킨 다음, 압력 용기를 열고 내용물을 여과하였다. 여과액을 감압 증류하여 농축시킨 다음, 이를 실리카겔을 사용하여 크로마토그래피함으로써 β-Lapachone의 2-Vinyl 유도체인 화합물 12 (238㎎)을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.07 (1H, dd, J=1.2, 7.6Hz), 7.88 (1H, dd, J=0.8, 7.6Hz), 7.66 (1H, dt, J=1.2, 7.6Hz), 7.52 (1H, dt, J=0.8, 7.6Hz), 5.87 (1H, dd, J=10.8, 17.2Hz), 5.18 (1H, d, J=10.8Hz), 5.17 (1H, 17.2Hz), 2.62 (1H, m), 2.38 (1H, m), 2.17 (3H, s), 2.00 (1H, m), 1.84 (1H, m)

실시예 13: 화합물 13의 합성

2-Hydroxy-1,4-naphthoquinone (1.74 g, 10mM), 2,4-Dimethyl-1,3-pentadiene (4.8 g, 50mM), paraformaldehyde (3.0 g, 100mM)을 1,4-dioxane (20 ㎖)에 녹이고 10 시간 동안 세차게 교반하면서 환류 시켰다. 반응용기를 상온으로 냉각시킨 다음, 내용물을 여과함으로써 고체의 파라포름알데히드(paraformaldehyde)를 제거하였다. 여과액을 감압 증류하여 농축시킨 다음, 이를 실리카겔을 사용하여 크로마토그래피함으로써 β-Lapachone 유도체인 화합물 13 (428㎎)을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.06 (1H, dd,J=1.2, 7.6Hz), 7.83 (1H, dd, J=0.8, 7.6Hz), 7.65 (1H, dt, J=1.2, 7.6Hz), 7.50 (1H, dt, J=0.8, 7.6Hz), 5.22 (1H, bs), 2.61 (1H, m), 2.48 (1H, m), 2.04 (1H, m), 1.80 (3H, d, J=1.0Hz), 1.75 (1H, m), 1.72 (1H, d, J=1.0Hz), 1.64 (3H, s)

실시예 14: 화합물 14의 합성

2-Hydroxy-1,4-naphthoquinone (5.3 g, 30mM), 2,6-Dimethyl-2,4,6-octatriene (20.4 g, 150mM), paraformaldehyde (9.0 g, 300mM)을 1,4-dioxane (50 ㎖)에 녹이고 10 시간 동안 세차게 교반하면서 환류 시켰다. 반응용기를 상온으로 냉각시킨 다음, 내용물을 여과함으로써 고체의 paraformaldehyde를 제거하였다. 여과액을 감압 증류하여 농축시킨 다음, 이를 실리카겔을 사용하여 크로마토그래피함으로써 β-Lapachone 유도체인 화합물 14 (1.18 g)을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.07 (1H, dd, J=1.2, 7.6Hz), 7.87 (1H, dd, J=0.8, 7.6Hz), 7.66 (1H, dt, J=1.2, 7.6Hz), 7.51 (1H, dt, J=0.8, 7.6Hz), 6.37 (1H, dd, J=11.2, 15.2Hz), 5.80 (1H, broad d, J=11.2Hz), 5.59 (1H, d, J=15.2Hz), 2.67 (1H, dd, J=4.8, 17.2Hz), 2.10 (1H, dd, J=6.0, 17.2Hz), 1.97 (1H, m), 1.75 (3H, bs), 1.64 (3H, bs), 1.63 (3H, s), 1.08 (3H, d, J=6.8Hz)

실시예 15: 화합물 15의 합성

2-Hydroxy-1,4-naphthoquinone (5.3 g, 30mM), Terpinen (20.4 g, 50mM), paraformaldehyde (9.0 g, 300mM)을 1,4-dioxane (50 ㎖)에 녹이고 10 시간 동안 세차게 교반하면서 환류 시켰다. 반응용기를 상온으로 냉각시킨 다음, 내용물을 여과함으로써 고체의 paraformaldehyde를 제거하였다. 여과액을 감압 증류하여 농축시킨 다음, 이를 실리카겔을 사용하여 크로마토그래피함으로써 Tetracyclic o-quinone 유도체인 화합물 15 (1.12 g)을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.06 (1H, d, J=7.6Hz), 7.85 (1H, d, J=7.6Hz), 7.65 (1H, t, J=7.6Hz), 7.51 (1H, t, J=7.6Hz), 5.48 (1H, broad s), 4.60 (1H, broad s), 2.45 (1H, d, J=16.8Hz), 2.21 (1H, m), 2.20 (1H, d, J=16.8Hz), 2.09 (1H, m), 1.77 (1H, m), 1.57 (1H, m), 1.07 (3H, s), 1.03 (3H, d, J=0.8Hz), 1.01 (3H, d, J=0.8Hz), 0.96 (1H, m)

실시예 16: 화합물 16과 화합물 17의 합성

2-Hydroxy-1,4-naphthoquinone (17.4 g, 0.10M)을 DMSO(120 ㎖)에 녹이고, LiH (0.88 g, 0.11M)을 천천히 가하였다. 이때, 수소가 발생하므로 주의를 요한다. 반응용액을 교반하면서 더 이상 수소가 발생하지 않는 것을 확인한 상태에서 30분간 더 교반시킨 다음, Crotyl bromide (16.3 g, 0.12M)과 LiI (3.35 g, 0.025M)을 천천히 가하였다. 반응용액을 45℃까지 가열한 상태에서 12 시간 세차게 교반시켰다. 반응용액을 10℃ 이하로 냉각시킨 상태에서 먼저 얼음 (80 g)을 가하고 이어서 물 (250 ㎖)을 가한 다음, 진한염산 (25 ㎖)을 천천히 가함으로써 용액을 PH>1의 산성으로 유지하였다. 반응 혼합물을 CH₂Cl₂(200 ㎖)에 녹여서 세차게 흔들어서 분리하였다. 물 층은 폐수처리하고, CH₂Cl₂ 층은 2N NaOH 수용액 (100 ㎖× 2)으로 처리하여 물 층을 두 번 분리하였다. 이때, 2N NaOH 수용액으로 추출하고 남은 CH₂Cl₂ 층은 실시예 17에서 사용하였다. 여기서 분리한 수용액을 합친 다음, 진한 염산을 사용하여 PH>2 이상의 산성으로 조정하면 고체가 생성된다. 이를 여과하여 분리함으로써 Lapachol 유도체를 얻었다. 여기서 얻은 Lapachol 유도체는 75% EtOH을 사용하여 재결정하였다. 이렇게 얻은 Lapachol 유도체를 황산 (50 ㎖)과 혼합한 상태에서 상온에서 10 분간 세차게 교반한 다음, 얼음 (150 g)을 가함으로써 반응을 종결하였다. 반응물로 CH₂Cl₂ (60 ㎖)을 가한 다음 세차게 흔들어준 후에 CH₂Cl₂ 층을 분리하여 5% NaHCO₃으로 씻어 주었다. 물 층은 CH₂Cl₂(30 ㎖)를 사용하여 한번 더 추출하여 5% NaHCO₃으로 씻어 준 다음, 앞서 추출한 유기층과 합쳤다. 유기층을 농축한 다음, 이를 실리카겔에서 크로마토그래피함으로써 순수한 화합물 16 (1.78 g)과 화합물 17 (0.43 g)을 얻었다.

화합물 16의 ¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.07 (1H, dd, J=0.8, 6.8Hz), 7.64 (2H, broad d, J=3.6Hz), 7.57 (1H, m), 5.17 (1H, qd, J=6.0, 8.8Hz), 3.53 (1H, qd, J=6.8, 8.8Hz), 1.54 (3H, d, 6.8Hz), 1.23 (3H, d, 6.8Hz)

화합물 17의 ¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.06 (1H, d, J=0.8, 7.2Hz), 7.65 (2H, broad d, J=3.6Hz), 7.57 (1H, m), 4.71 (1H, quintet, J=6.4Hz), 3.16 (1H, quintet, J=6.4Hz), 1.54 (3H, d, 6.4Hz), 1.38 (3H, d, 6.4Hz)

실시예 17: 화합물 18과 화합물 19의 합성

실시예 16에서 2N NaOH 수용액으로 추출하고 남은 CH₂Cl₂ 층을 감압 증류하여 농축하였다. 이를 자일렌 (30 ㎖)에 녹인 다음, 10 시간 동안 환류시킴으로써 Claisen Rearrangement를 유도하였다. 자일렌을 감압 증류함으로써 농축시키고, 이를 더 이상의 정제 과정 없이 황산(15 ㎖)와 혼합한 상태에서 상온에서 10 분간 세차게 교반한 다음, 얼음 (100 g)을 가함으로써 반응을 종결하였다. 반응물로 CH₂Cl₂ (50 ㎖)을 가한 다음 세차게 흔들어준 후에 CH₂Cl₂ 층을 분리하여 5% NaHCO₃으로 씻어 주었다. 물 층은 CH₂Cl₂(20 ㎖)를 사용하여 한번 더 추출하여 5% NaHCO₃으로 씻어 준 다음, 앞서 추출한 유기층과 합쳤다. 유기층을 MgSO₄를 사용하여 건조하여 농축한 다음, 이를 실리카겔을 사용하여 크로마토그래피함으로써 순수한 화합물 18 (0.62 g)과 화합물 19 (0.43 g)을 얻었다.

화합물 18의 ¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.06 (1H, dd, J=0.8, 7.2Hz), 7.81 (1H, dd, J=0.8, 7.6Hz), 7.65 (1H, dt, J=0.8, 7.6Hz), 7.51 (1H, dt, J=0.8, 7.2Hz), 4.40 (1H, m), 2.71 (1H, m), 2.46 (1H, m), 2.11 (1H, m), 1.71 (1H, m), 1.54 (3H, d, 6.4Hz), 1.52 (1H, m)

화합물 19의 ¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.08 (1H, d, J=0.8, 7.2Hz), 7.66 (2H, broad d, J=4.0Hz), 7.58 (1H, m), 5.08 (1H, m), 3.23 (1H, dd, J=9.6, 15.2Hz), 2.80 (1H, dd, J=7.2, 15.2Hz), 1.92 (1H, m), 1.82 (1H, m), 1.09 (3H, t, 7.6Hz)

실시예 18: 화합물 20의 합성

2-Hydroxy-1,4-naphthoquinone (17.4 g, 0.10M)을 DMSO (120 ㎖)에 녹이고, LiH (0.88 g, 0.11M)을 천천히 가하였다. 이때, 수소가 발생하므로 주의를 요한다. 반응용액을 교반하면서 더 이상 수소가 발생하지 않는 것을 확인한 상태에서 30분간 더 교반시킨 다음, Geranyl bromide (21.8 g, 0.10M)과 LiI (3.35 g, 0.025M)을 천천히 가하였다. 반응용액을 45℃까지 가열한 상태에서 12 시간 세차게 교반시켰다. 반응용액을 10℃ 이하로 냉각시킨 상태에서 먼저 얼음(80 g)을 가하고 이어서 물(250 ㎖)을 가한 다음, 진한염산(25 ㎖)을 천천히 가함으로써 용액을 PH>1의 산성으로 유지하였다. 반응 혼합물을 CH₂Cl₂(200 ㎖)에 녹여서 세차게 흔들어서 분리하였다. 물 층은 폐수처리하고, CH₂Cl₂ 층은 2N NaOH 수용액(100 ㎖× 2)으로 처리하여 물 층을 두 번 분리하였다. 여기서 분리한 수용액을 합친 다음, 진한 염산을 사용하여 PH>2 이상의 산성으로 조정하면 고체가 생성된다. 이를 여과하여 분리함으로써 2-Geranyl-3-hydroxy-1,4-naphthoquinone을 얻었다. 이를 더 이상 정제 과정 없이 황산(50 ㎖)과 혼합한 상태에서 상온에서 10 분간 세차게 교반한 다음, 얼음(150 g)을 가함으로써 반응을 종결하였다. 반응물로 CH₂Cl₂ (60 ㎖)을 가한 다음 세차게 흔들어준 후에 CH₂Cl₂ 층을 분리하여 5% NaHCO₃으로 씻어 주었다. 물 층은 CH₂Cl₂(30 ㎖)를 사용하여 한번 더 추출하여 5% NaHCO₃으로 씻어 준 다음, 앞서 추출한 유기층과 합쳤다. 유기층을 농축한 다음, 이를 실리카겔에서 크로마토그래피함으로써 순수한 화합물 20(3.62 g)을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.05 (1H, d, J=7.6Hz), 7.77 (1H, d, J=7.6Hz), 7.63 (1H, t, J=7.6Hz), 7.49 (1H, t, J=7.6Hz), 2.71 (1H, dd, J=6.0, 17.2Hz), 2.19 (1H, dd, J=12.8, 17.2Hz), 2.13 (1H, m), 1.73 (2H, m), 1.63 (1H, dd, J=6.0, 12.8Hz), 1.59 (1H, m), 1.57 (1H, m), 1.52 (1H, m), 1.33 (3H, s), 1.04 (3H, s), 0.93 (3H, s)

실시예 19: 화합물 21의 합성

실시예 1와 같은 방법에 준하여 2-Hydroxy-1,4-naphthoquinone 대신 6-Chloro-2-hydroxy-1,4-naphthoquinone 을 사용하여 화합물 21를 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.02 (1H, d, J=8Hz), 7.77 (1H, d, J=2Hz), 7.50 (1H, dd, J=2, 8Hz), 2.60 (2H, t, J=7Hz), 1.87(2H, t, J=7Hz) 1.53 (6H, s)

실시예 20: 화합물 22의 합성

실시예 1와 같은 방법에 준하여 2-Hydroxy-1,4-naphthoquinone 대신 2-Hydroxy-6-methyl-1,4-naphthoquinone 을 사용하여 화합물 22를 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.98 (1H, d, J=8Hz), 7.61 (1H, d, J=2Hz), 7.31 (1H, dd, J=2, 8Hz), 2.58 (2H, t, J=7Hz), 1.84(2H, t, J=7Hz) 1.48 (6H, s)

실시예 21: 화합물 23의 합성

실시예 1와 같은 방법에 준하여 2-Hydroxy-1,4-naphthoquinone 대신 6,7-Dimethoxy-2-hydroxy-1,4-naphthoquinone 을 사용하여 화합물 23를 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.56 (1H, s), 7.25 (1H, s), 3.98 (6H, s), 2.53 (2H, t, J=7Hz), 1.83(2H, t, J=7Hz) 1.48 (6H, s)

실시예 22: 화합물 24의 합성

실시예 1와 같은 방법에 준하여 1-Bromo-3-methyl-2-butene 대신 1-Bromo-3-methyl-2-pentene 을 사용하여 화합물 24를 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.30~8.15 (4H, m), 2.55 (2H, t, J=7Hz), 1.83(2H, t, J=7Hz), 1.80(2H, q, 7Hz) 1.40 (3H, s), 1.03(3H, t, J=7Hz)

실시예 23: 화합물 25의 합성

실시예 1와 같은 방법에 준하여 1-Bromo-3-methyl-2-butene 대신 1-Bromo-3-ethyl-2-pentene 을 사용하여 화합물 25를 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.30~8.15 (4H, m), 2.53 (2H, t, J=7Hz), 1.83(2H, t, J=7Hz), 1.80(4H, q, 7Hz) 0.97(6H, t, J=7Hz)

실시예 24: 화합물 26의 합성

실시예 1와 같은 방법에 준하여 1-Bromo-3-methyl-2-butene 대신 1-Bromo-3-phenyl-2-butene 을 사용하여 화합물 26을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.15~8.15 (9H, m), 1.90~2.75 (4H, m), 1.77 (3H, s)

실시예 25: 화합물 27의 합성

실시예 1와 같은 방법에 준하여 1-Bromo-3-methyl-2-butene 대신 2-Bromo-ethylidenecyclohexane 을 사용하여 화합물 27을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.30~8.25 (4H, m), 2.59 (2H, t, J=7Hz), 1.35~2.15 (12H, m)

실시예 26: 화합물 28의 합성

실시예 1와 동일한 방법에 준하여 반응시키되 1-Bromo-3-methyl-2-butene 대신에 2-Bromo-ethylidenecyclopentane을 사용하여 화합물 28를 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.28~8.20 (4H, m), 2.59 (2H, t, J=7Hz), 1.40~2.20 (10H, m)

실시예 27: 화합물 29의 합성

실시예 5에서 합성한 화합물 5(8.58 g, 20mM)을 사염화탄소(1000 ㎖)에 녹이고 2,3-Dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoqinone(11.4 g, 50mM)을 놓고 96 시간 동안 환류시켰다. 반응용액을 감압 증류하여 농축한 다음, 붉은 색의 고체를 이소프로판올을 사용하여 재결정하여 순수한 화합물 29(7.18 g)을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.05 (1H, dd, J=1.2, 7.6Hz), 7.66 (1H, dd, J=1.2, 7.6Hz), 7.62 (1H, dt, J=1.2, 7.6Hz), 7.42 (1H, dt, J=1.2, 7.6Hz), 6.45 (1H, q, J=1.2Hz), 2.43 (3H, d, J=1.2Hz)

실시예 28: 화합물 30의 합성

{J. Org. Chem., 55 (1990) 4995~5008}에서 제시하고 있는 합성방법에 준하여 p-Benzoquinone과 1-(N-morpholine)propene을 사용하여 4,5-Dihydro-3-methylbenzo[1,2-b]furan-4,5-dione {Benzofuran-4,5-dione}을 합성하였다. 이렇게 준비한 Benzofuran-4,5-dione(1.5 g, 9.3mM)과 1-Acetoxy-1,3-butadiene(3.15 g, 28.2mM)을 벤젠(200 ㎖)에 녹이고 12 시간 동안 환류 시켰다. 반응 용액을 상온으로 냉각시킨 다음 감압 증류함으로써 농축시켰다. 이를 실리카겔을 사용하여 크로마토그래피하여 순수한 화합물 30(1.13 g)을 얻었다.

¹H-NMR (CDCl₃, δ): 8.05 (1H, dd, J=1.2, 7.6Hz), 7.68 (1H, dd, J=1.2, 7.6Hz), 7.64 (1H, td, J=1.2, 7.6Hz), 7.43 (1H, td, J=1.2, 7.6Hz), 7.26 (1H, q, J=1.2Hz), 2.28 (3H, d, J=1.2Hz)

실시예 29: 화합물 31과 화합물 32의 합성

실시예 28의 4,5-Dihydro-3-methylbenzo[1,2-b]furan-4,5-dione {Benzofuran-4,5-dione}(1.5 g, 9.3mM)과 2-Methyl-1,3-butadiene(45 g, 0.6M)을 벤젠(200 ㎖)에 녹이고 5 시간 동안 환류 시켰다. 반응 용액을 냉각시킨 다음 감암 증류함으로써 철저하게 농축시켰다. 이를 다시 사염화탄소(150 ㎖)에 녹이고, 2,3-Dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoqinone(2.3 g, 10mM)을 추가한 후에 15 시간 더 환류 시켰다. 반응 용액을 냉각시킨 상태에서 감압 증류하여 농축시켰다. 이를 실리카겔을 사용하여 크로마토그래피하여 순수한 화합물 23(0.13 g)과 화합물 24(0.11 g)을 얻었다.

화합물 31의 ¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.86 (1H, s), 7.57 (1H, d, J=8.1Hz), 7.42 (1H, d, J=8.1Hz), 7.21 (1H, q, J=1.2Hz), 2.40 (3H, s), 2.28 (1H, d, J=1.2Hz)

화합물 32의 ¹H-NMR (CDCl₃, δ): 7.96 (1H, d, J=8.0Hz), 7.48 (1H, s), 7.23 (2H, m), 2.46 (3H, s), 2.28 (1H, d, J=1.2Hz)

실험예 1: AMPK 효소에 대한 활성화 측정

근육세포인 C2C12 세포를 10% bovine calf serum이 들어있는 DMEM에서 세포배양 하였다. 세포밀도가 약 85~90% 가량 되면 1% bovine calf serum 배양액으로 치환하여 세포분화를 유도하였다. 세포분화된 근육세포에 실시예 1 ~ 29에서 합성한 시료를 5 ㎍/ml의 농도로 처리하여 대조군과 비교해 나간다. AMPK의 효소 활성 측정은 C2C12 세포를 파쇄(lysis)시켜 단백질 추출물을 얻은 후 최종농도가 30% 되게 암모니움 설페이트를 넣고 단백질을 침전시켰다. 단백질 침전물을 버퍼(62.5 mM Hepes, pH 7.2, 62.5 mM NaCl, 62.5 mM NaF, 1.25 mM Na pyrophosphate, 1.25 mM EDTA, 1 mM DTT, 0.1 mM PMSF, 200 μM AMP)에 녹인 후 200 μM SAMS peptide(HMRSAMSGLHLVKRR: acetyl-CoA carboxylase의 AMPK phophorylation 부위로서 밑줄 친 serine 잔기가 인산화 자리)와 [γ-32P]ATP 를 첨가하여 10 분간 30℃에서 반응시킨 후 p81 phosphocellulose paper에 반응용액을 spotting 하였다. p81 용지를 3% 인산용액으로 세척한 후 radioactivity 를 측정하였다. 매 조건마다 SAMS peptide 가 들어있지 않은 반응을 수행하여 기본값을 빼주었다.

그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물은 근육세포주 C2C12에 처리하였을 대 AMPK 효소의 활성이 증가함을 알 수 있다.

실험예 2: 비반 쥐(ob/ob)에서의 체중 감량 효과

㈜대한 실험동물 센터로부터 비만의 특성을 갖고 있는 웅성 C57BL/6JL Lep ob/Lep ob 마우스는 10 주령을 구입하였다. 온도 23℃ 습도 55% 조도 300-500 lux, 명암주기 12 시간, 배기 10-18회/hr의 사육환경이 유지된 사육장에서 사육하였다. 사료는 ㈜ 퓨리나의 실험동물 고형사료(Purina Rodent Laboratory Chow 5001, Purina Mills, USA)를 구입하여 자유로이 공급하였으며 음용수는 수돗물을 자유롭게 섭취시켰다. 2 주간의 순화과정을 거친 후 본 발명에서 합성한 일부 pyrano-o-naphthoquinone, furano-o-naphthoquinone 유도체들을 100 ㎎/kg으로 26 일 동안 투여하였다. 투여시간에 따른 체중, 혈당 및 식이섭취의 변화를 측정하였으며, 투여를 마친 후 CT 촬영에 의한 동물 지방조직 분포의 변화여부, 각 장기의 조직에서 지방분포의 변화, 지방세포 크기의 변화, 혈액 및 간에서의 혈당, 지질 및 효소의 변화 등을 확인하였다.

하기 표 3에는 본 발명의 일부 화합물들을 투여한C57BL/6JL Lep ob/Lep ob 마우스의 시간 경과에 따른 체중 변화의 결과가 개시되어 있다.

상기 표 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물의 투여에 의해 체중이 대조군과 비교하여 유의성 있게 감소하는 것을 알 수 있다.

도 1 내지 도 3의 그래프에는 상기 화합물들을 투여한 C57BL/6JL Lep ob/Lepob 마우스의 각 장기별 지방의 분포가 수치화하여 개시되어 있다. 이들 그래프에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물들을 투여한 시험군의 조직에서의 지방함량이 모든 장기에서 유의적으로 작은 것으로 나타났으며, 갈색지방의 경우 대조군에 비하여 증가한 것으로 나타나 지방연소가 유의적으로 증가함을 알 수 있었다.

하기 표 4에는 본 발명에 따른 화합물들을 투여한 C57BL/6JL Lep ob/Lepob 마우스의 혈액에서의 지질 및 혈당의 변화가 개시되어 있다.

상기 표 4에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물의 투여군에서 혈액의 중성지방, 콜레스테롤 그리고 혈당 등이 대조군에 비하여 유의적으로 감소함을 알 수 있다.

실험예 3: β- lapachone 에 의한 AMPK 및 ACC 의 인산화 조절

β-lapachone (화합물 1)이 생체내 에너지 조절 단백질인 AMPK 및 ACC의 인산화에 영향을 주는지 여부를 확인하였다. β-lapachone 에 의한 AMP kinase, ACC(acetyl-CoA carboxylase)의 인산화를 알아보기 위해 HepG2 세포를 RPMI+10% FBS배지로 6 well plate에 1X105 개로 분주한 다음 24시간 동안 키운 뒤 RPMI 무혈청 배지로 교체한 뒤 β-lapachone (10 uM)을 30분, 1시간, 2시간, 4시간, 6시간 동안 대조군(DMSO)과 함께 각각 처치하였다. 인산화된 ACC를 관찰하기 위하여 Anti-ACC, Anti-pS79-ACC를, 인산화된 AMP kinase를 관찰하기 위하여 Anti-AMPK, Anti-pT172-AMPK를 각각 사용하였다. 도 4 에서 β-lapachone 에 의한 AMP kinase의 인산화는 초기 시간(30 분)부터 관찰할 수 있고, 이는 6시간까지 지속되는 것을 확인할 수 있다. 또한, AMP kinase의 대상 단백으로 알려져 있는 ACC도 인산화가 된 것을 확인할 수 있다. 이는 β-lapachone 에 의해 AMPK가 활성화됨으로써, 지방합성(lipogenesis)의 중요 조절 효소인 acetyl-CoA carboxylase의 활성을 억제할 수 있음을 보여준다.

실험예 4: β- lapachone 이 endothelial nitric oxide synthase ( eNOS )의 인산화에 미치는 영향

AMPK의 활성화가 NRF-1을 활성화시키고 미토콘드리아 생합성(biogenesis)을 촉진함은 주지의 사실이다. 또한, 미토콘드리아 생합성을 촉진하기 위하여 NO/cGMP는 PGC-1a와 NRF-1을 활성화시킨다. AMPK를 활성화시키는 β-lapachone 이 NO 생성에 관여하는지 알아보기 위해 endothelial nitric oxide synthase(eNOS) 활성을 증가시키는 인산화를 측정하였다. β-lapachone 에 의한 eNOS의 인산화를 알아보기 위해 HUVEC 세포를 EBM2+5% FBS배지로 60 mm plate에 1X105 개로 분주한 다음 24시간 동안 키운 뒤 EBM2 무혈청 배지로 교체한 뒤 β-lapachone (10uM)을 정한 시간 동안 각각 처치하였다. 인산화된 eNOS를 관찰하기 위해 Anti-pS1177 eNOS를 사용하였다.

도 5에서 eNOS의 인산화는 β-lapachone 처리 후 30분에 최대로 증가하였고 이후 감소하여 2시간에는 관찰할 수 없었다. β-lapachone 에 의한 eNOS의 인산화의 증가는 β-lapachone 이 허혈성 심장 질환, 미토콘드리아 근 질환(mitochondrial myopathy) 뿐만 아니라 미토콘드리아 기능의 이상(퇴행성 뇌 질환, 당뇨, 심근 질환(cardiomyopathy), 노화 관련 질환을 나타내는 질환 등에 이용될 가능성을 보여준다.

실험예 5: β- lapachone 이 C57BL /6 쥐에서 AMPK 활성화에 미치는 영향

도 6은 β-lapachone 이 C57BL/6 쥐에서 AMPK 활성화 시킴을 보여 준다. C57BL/6 쥐에 2시간, 4시간을 쥐의 꼬리부위에 있는 정맥을 통해 부형제(vehicle)와 5 mg/kg의 β-lapachone 을 투여한 후 간 및 생식선지방조직을 적출한 후 AMPK kinase 활성을 분석하였다. 활성화 정도는 방사성 동위원소의 CPM 값으로 나타낸다. 동일한 방법으로 사람의 간에서 유래한 HepG2 세포주에 10 uM의 농도로 β-lapachone 을 30분간 처치한 후 AMPK kinase 활성분석을 수행하였다. 도12의 결과에서 보는 바와 같이, β-lapachone 투여에 의하여 간과 생식선지방조직 및 간세포에서 AMPK의 활성이 증가하는 것을 확인하였다.

실험예 6: β- lapachone 이 C57BL /6 쥐에서 AMPK & ACC 인산화에 미치는 영향

도 7 은 β-lapachone 의 항비만 효과를 알아보기 위해서 50 mg/kg의 농도로 비만 쥐에 구강을 통해 매일 투여한 후 간 및 생식선 지방 조직에서 에너지대사 및 지방합성에 중요한 역할을 하는 AMPK 와 ACC의 인산화에 미치는 영향을 검토하였다. 도 13에서 보는 바와 같이, β-lapachone 이 C57BL/6 쥐의 생식선 및 간조직에서 AMPK와 ACC의 인산화에 영향을 주는 것을 western을 통해 확인하였다. 인산화된 AMPK는 에너지 관련 대사를 활성화시킬 것으로 판단되며 AMPK의 활성화에 의하여 영향을 받는 ACC는 인산화가 됨으로 지방합성 활성이 억제되어 비만억제를 포함한 지질대사에 영향을 미칠 것으로 판단된다.

실험예 7: β- lapachone 이 C57BL /6 쥐의 지질대사에 관여하는 유전자 발현에 미치는 영향

β-lapachone 의 항비만 효과를 알아보기 위해 50 mg/kg의 농도로 비만 쥐에 구강을 통해 매일 투여한 후 간 및 생식선 지방 조직에서 지질대사에 관여하는 acetyl CoA carboxylase(ACC) 1(7,8), ACC2(9), fatty acid synthase(FAS)(10,11), lipoprotein lipase(LPL)(12-15), stearoyl-CoA desaturase1(SCD1)(16,17)의 mRNA정도를 실시간 정량 PCR를 통해 확인하고자 하였다. 이들 효소들은 지질대사에 매우 중요하게 작용하는 것으로써 ACC는 acetyl CoA에서 malonyl CoA 형성을 촉매하고 FAS는 malonyl CoA에서 palmitate 형성을 촉매하며 SCD1의 경우는 단일불포화지방(monounsaturated fat)의 형성을 촉매해서 에너지 저장체인 삼아실글리세롤 형성에 결정적 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 그래서 이들 효소들은 비만과 당뇨, 그리고 지질대사관련 질환과 밀접하게 관련되어 있다. 도 8에서 보여주는 것처럼 ACC1,2, FAS, LPL, SCD1의 mRNA의 발현 정도가 대조군들에 비해 β-lapachone 이 투여된 실험군에서 현저하게 감소하고, LPL의 mRNA의 정도는 대조군에 비해서 2배정도 증가하였다. 이러한 효소 관련 유전자 발현의 증감을 통해 β-lapachone 의 대사 질환 치료에 있어서의 유효물질임을 추정할 수 있다.

실험예 8: β- lapachone 이 C57BL /6 쥐의 포도당 대사에 관여하는 단백질의 유전자 발현에 미치는 영향

β-lapachone 을 50 mg/kg의 농도로 비만 쥐에 구강을 통해 매일 투여한 후 간 및 생식선 지방 조직에서 hexokinase 2(HK2)(21,22), glucose transporter(GLUT)2, GLUT4(18,19,20)의 mRNA의 정도를 실시간 정량 PCR를 통해 확인하였다. GLUT는 간, 지방세포, 근육세포 등의 기관에서 혈중에 있는 포도당을 세포내로 유입해 소비시키는 단백질로써 잘 알려졌고, HK2는 glucokinase의 한 효소로서 단백질을 인산화 시킴으로써 해당과정으로 진행되도록 하는 효소이다. 도9의 결과에서 보듯이 HK2의 mRNA 정도는 대조군에 비해서 감소하고, 두 종류의 포도당 수송에 관여하는 효소의 경우에는 GLUT2 및 GLUT4의 mRNA 발현이 유의적으로 증가하였다. GLUT2 및 GLUT4의 증가는 혈중내 포도당의 세포내 유입을 촉진함으로써 β-lapachone 이 당뇨 치료제로써의 가능성을 보여주는 결과이다.

실험예 9: β-lapachone 이 C57BL/6 쥐의 미토콘드리아 생합성에 관여하는 단백질의 유전자 발현에 미치는 영향

β-lapachone 을 50 mg/kg의 농도로 비만 쥐에 구강을 통해 매일 투여한 후 간 및 생식선 지방 조직에서peroxisome proliferator-activated receptor coactivator alpha1(PGC1α)(23,24), nuclear respiratory factor1(NRF1)(25-27), mitochondria transcription factor(mtTFA)(25-27), cytochrome c oxidase(COX)4, 7(28,29)의 mRNA의 정도를 실시간 정량 PCR를 통해 확인하였다. 도 10에서 보여주는 단백질 유전자들은 세포내에서 에너지의 생합성에 관여하는 미토콘드리아의 생합성에 조절에 관여하는 대표적인 효소들로 또한 다양한 세포 생리조절에 관여하는 것으로 알려져 있다. 이들 효소들의 mRNA의 양은 정도의 차이는 있지만 모두 대조군에 비해서 β-lapachone 을 투여한 군에서 증가하였다. 이러한 결과는 여러 대사 질환들에 비정상적인 미토콘드리아의 활성이 보고 되고 있는데, 이러한 현상을 개선함으로써 β-lapachone 이 대사 질환, 미토콘드리아 이상으로 인한 질환 및 에너지대사 관련 질환 치료제가 될 수 있다는 가능성을 보여준다.

실험예 10: β- lapachone 이 C57BL /6 쥐에서 에너지 대사에 관여하는 유전자 발현에 미치는 영향

β-lapachone 을 50 mg/kg의 농도로 비만 쥐에 구강을 통해 매일 투여한 후 간 및 생식선 지방 조직에서 에너지 대사에 관여하는 유전자의 전사체의 정도를 실시간 정량 PCR를 이용해 측정하였다. 도 11에서 보여주는 효소를 보면 먼저 PPAR alpha와 gamma는 에너지 소비에 관련된 효소들의 전사조절에 관여하는 효소이고(30,31), AMPK는 AMP/ATP의 비율을 감지해 에너지의 항상성을 유지시키는 기능을 하고 AOX는 지질대사의 한 과정에 있는 acyl CoA를 산화시킴으로써 산화적 인산화가 활성화 하도록 촉매하는 효소이다(32,33). CPT1 역시 에너지 대사에 관여하는 효소로 long chain acyl CoA가 삼아실글리세롤로 가지 않고 미토콘드리아 내로의 유입을 가능케하는 효소로서 잘 알려져 있다(34,35). β-lapachone 을 투여한 군에서 peroxisome proliferator activated receptor(PPAR) alpha의 mRNA는 변하지 않고, gamma의 경우에 두 배 가까이 증가한다 또한 acyl CoA oxidase(AOX), AMP-activated protein kinase(AMPK) alpha1, 2, carnitine palmitoyltransferase 1의 mRNA도 정도의 차이는 있지만 β-lapachone 을 투여한 군에서 대조군에 비해 증가하였다. 이와 같이 유전자의 증가는 β-lapachone 이 에너지관련 대사 질환의 치료제로의 가능성을 보여준다고 할 것이다.

실험예 11: β- lapachone 이 C57BL /6 쥐에서SIRT 관련 전사체 발현에 미치는 영향

β-lapachone 을 50 mg/kg의 농도로 비만 쥐에 구강을 통해 매일 투여한 후 7일, 28일, 그리고 56일이 되었을 때 생식선 지방 조직에서 Sirtuin(SIRT)(36,37) 유전자의 전사체의 정도를 실시간 정량 PCR를 이용해 측정하였다. 도 12에서 보여주는 SIRT 관련 전사체는 사람에서 7가지 정도가 알려져 있는데 특히 SIRT1은 장수에 관여하는 효소로서 잘 알려져 있으며, 이 효소는 칼로리를 제한적으로 섭취할 때 많이 증가한다고 보고 되었다(37). 도18에서처럼 SITR1, SIRT3, SIRT6는 유의성 있게 증가하고 SIRT2, SIRT5, SIRT7의 경우에는 대조군과 실험군 사이에 큰 차이를 보이지는 않는다.

실험예 12: β- lapachone 이 C57BL /6 쥐에서 UCP1 과 UCP2 유전자의 전사체 발현에 미치는 영향

β-lapachone 을 50 mg/kg의 농도로 비만 쥐에 구강을 통해 매일 투여한 후 간 및 생식선조직에서uncoupling protein 1 & 2(UCP1 & 2) 유전자의 전사체의 양을 실시간 정량 PCR를 이용해 측정하였다. UCP 1 & 2는 열의 발생을 통해 에너지를 소비시키는 효소로서 ROS의 생성을 동반하지 않고 에너지를 소비시키는 작용을 하고 비만과도 밀접하게 관련되어 있다고 보고되어 있다(38, 39). 도 13에서 보여주는 것과 같이 UCP1 & 2의 mRNA가 β-lapachone 투여에 의해 유의성 있게 증가하였다. 이러한 결과는 에너지 생성에서 부수적으로 생성되는 ROS에 의한 스트레스를 감소시킴으로써 β-lapachone 이 안전한 대사 질환 치료제로의 가능성을 보여 준다.

실험예 13: β- lapachone 투여에 의한 C57BL /6 비만 쥐에서 체중 및 식이의 경시적 변화

도 14은 β-lapachone 을 50 mg/kg의 농도로 구강을 통해 매일 투여한 후 56일 동안 체중당 식이량의 변화와 체중 변화를 보여준다. 처음 2주 동안 식사량의 감소를 보였으나 이후 대조군과 같은 식이량을 보였다. 이는 지방의 분해가 촉진되어 충분한 양의 에너지가 생성된 결과로 보여진다. 또한 대조군과 비교했을 때 고지방 식이에도 불구하고 56일 동안 지속적인 체중감소를 보여준다.

도 15 은 C57BL/6 비만 쥐에 56일 동안 β-lapachone 투여 후 여러 장기의 무게 변화를 대조군과 비교한 도면이다; 그림에서 보는 바와 같이 β-lapachone 투여 후 장기 조직에서의 지방함량 감소로 인하여 조직의 무게가 유의성 있게 차이가 있음을 보여준다.

도 16 는 C57BL/6 비만 쥐에 56일 동안 β-lapachone 투여 후 쥐를 개복하여 전체 모양과 간 조직의 지방 축적량을 알아보기 위해 oil red O 염색 및 전자 현미경 소견을 보여준다. 도 16에서 β-lapachone 을 56일 동안 투여한 쥐에서 뚜렷한 내장지방과 체중의 감소를 보여주며, 간 조직의 크기가 작아졌으며, 색깔도 적색으로 전환됨을 보여준다. 도 16는 지방간의 개선을 확인하기위해 oil red O를 이용하여 축적된 지방을 염색한 결과 대조군에 비해 90% 이상의 지방소실을 확인하였다. 도 16는 간 조직의 전자 현미경 소견으로 대조군에 비해 지방 공포와 글리코겐 저장량이 현저하게 감소하였고 미토콘드리아 모양이 정상으로 개선되었고 미토콘드리아 수가 유의하게 증가하였으며, endoplasmic reticulum의 모양도 개선되었다.

도 17은 C57BL/6 비만 쥐에 β-lapachone 을 50 mg/kg의 농도로 구강을 통해 매일 투여한 후 56일이 되었을 때 쥐를 개복하여 생식선 지방조직을 perilipin 염색을 시행하였다. 지방세포의 크기가 현저히 감소하였음을 보여준다.

도 18는 C57BL/6 비만 쥐에 β-lapachone 을 50 mg/kg의 농도로 구강을 통해 매일 투여한 후 3, 7, 14, 28, 56일이 되었을 때 혈액을 채취하여 혈중 TG, cholesterol, 유리 지방산, 포도당, 인슐린, TNFα, resistin과 leptin의 변화를 보여준다. 혈중 지방과 포도당 농도가 유의하게 개선되었을 뿐만 아니라 인슐린과 leptin 저항증이 개선되었음을 보여준다. 또한 인슐린 저항증을 야기하는 resistin의 혈중 농도가 유의하게 개선되었다. 이 결과는 지방간, 고지혈증, 제2형 당뇨병 및 인슐린저항성에 탁월한 효과가 있을 것으로 기대된다.

도 19는 C57BL/6 비만 쥐에 β-lapachone 을 50 mg/kg의 농도로 구강을 통해 매일 투여한 후 56일이 되었을 때 쥐의 갈색지방조직을 H&E 염색하였다. 현저하게 지방세포의 크기가 감소하였음을 보여준다.

도 20은 C57BL/6 비만 쥐에 β-lapachone 을 50 mg/kg의 농도로 구강을 통해 매일 투여한 후 56일이 되었을 때 쥐의 갈색지방조직의 전자 현미경 소견을 보여준다. 지방세포의 크기가 현저히 감소하였음을 보여준다.

실험예 14: 렙틴 ( leptin ) 수용체가 결손되어 있는 ob/ob 마우스에 β- lapachone 투여에 따른 변화

도 21은 렙틴(leptin) 수용체가 결손되어 있는 ob/ob 마우스에 β-lapachone 을 150 또는 200 mg/kg의 농도로 구강을 통해 매일 투여하면서 56일 동안 체중당 식이량의 변화(A)와 체중 변화(B)를 보여준다. 체중당 식이량의 변화는 특이적으로 10일 주위에 감소하였으나 이후 대조군과 비슷한 식이량을 보였다. 이는 비슷한 식이량에도 불구하고 지방의 분해가 촉진되어 충분한 양의 에너지가 생성된 결과이다. 또한 대조군과 비교했을 때 고지방 식이에도 불구하고 56일 동안 지속적인 체중감소를 보여준다. 이 결과는 비만 쥐뿐만 아니라 leptin 수용체가 결손된 마우스에서도 β-lapachone 이 효과적으로 체중을 감소시킴을 보여준다. 56일 후에 쥐를 개복하여 간 조직의 지방 축적량을 알아보기 위해 H&E 염색(C), 전자 현미경 소견(D)을 보여준다. 도 21-C 는 간 조직의 H&E 염색 소견으로 대조군에 비해 거의 모든 지방공포가 소실됨을 보여준다. 이 결과는 leptin이 결손된 마우스에서도 지방간에 탁월한 효과가 있을 것으로 기대된다. 도 21-D는 간 조직의 전자 현미경 소견으로 대조군에 비해 지방 공포와 글리코겐 저장량이 현저하게 감소하였고 미토콘드리아 모양이 정상으로 개선되었고 그 수가 유의하게 증가하였으며, endoplasmic reticulum의 모양도 개선되었다. 도 21-E는 다리 근육조직의 전자 현미경 소견으로 대조군의 기괴한 미토콘드리아 모양이 정상으로 개선되었고 그 수가 유의하게 증가하였다.

실험예 15: 자발적 이동과 활동능력(spontaneous locomotor activity)에 미치는 β- lapachone 의 영향

β-lapachone 을 C57BL/6 비만 쥐에 투여하고 3시간 후Versa MAX Activity Monitors & Analyzer(AccuSan Instruments, Columbus, OH)를 사용해서 자발적 이동과 활동능력을 측정하였다. 각 움직임을 측정하는 모니터는 41cm x 41cm Plexiglas chamber(높이 30 cm)로 x축 및 y축에 2.5 cm 간격으로 적외선이 장착되어 총 앞뒤로 16주사선과 좌우 16 주사선이 배치되어 있다. 자발적 이동(spontaneous locomotor)과 반복적인 행동(stereotypic)과 단순한 치장을 위한 발사용(grooming)을 구별하기 위한 기준으로 두개의 다른 주사선을 연속적으로 간섭하는 것을 기준으로 하여 측정하였다. β-lapachone 투여군, 부형제 투여군(vehicle) 및 대조군을 각각의 측정 장치에 넣고 7시간 동안 활동성과 움직임을 측정하였다. 마우스는 새로운 환경의 변화에 익숙해지도록 측정 두 시간 전에 측정 장치 안에 넣었다. 측정결과는 도22에서 보는 바와 같이 부형제 투여군과 대조군에는 거의 차이가 없으나 β-lapachone 투여군의 경우 움직임과 활동성이 유의적으로 차이가 있음을 확인하였다.

실험예 16: 지구력 증강에 미치는 β- lapachone 의 영향

수영을 통해 지구력의 차이를 측정하고자 하였다. 지름 9.5 cm, 높이 25 cm의 원통형 통에 물을 넣은 후 β-lapachone 을 C57BL/6 비만 쥐에 투여하고 3시간 후 시료 투여군과 대조군 각각을 동시에 측정하고자 하는 원통형 통에 넣은 후 각각의 지구력을 비교 측정하였다. 도 23 의 결과에서 보듯이 β-lapachone 투여군이 대조군에 비하여 단회 투여에 의하여 2 배 이상 수영을 지속할 수 있는 것을 확인하였다.

실험예 17: 호흡지수( RQ )에 미치는 β- lapachone 의 영향

호흡지수(RQ) 측정을 통해 β-lapachone 이 지방대사에 미치는 영향을 검토하고자 하였다. 산소소비와 이산화탄소 생성을 Oxyscan open-circuit indirect calorimeter(AccuScan Instruments, Columbus, OH)을 사용하여 측정하였다. 장치는 밀봉된 아크릴장치로(21x21x21 cm)로 이루어져 있으며 각 측정장치는 1500 ml/min의 속도로 신선한 공기가 주입된 후 산소와 이산화탄소가 검출기를 통과해 빠져나가도록 이루어져 있다. 이들 가스의 농도를 ml/kg 체중/min으로 기록되도록 하였다. RQ는 V CO2/V O2 식에 의하여 계산되었다. β-lapachone 투여군, 부형제 투여군(vehicle) 및 대조군을 각각의 측정 장치에 넣고 7시간 동안 RQ를 측정하였다. 마우스는 새로운 환경의 변화에 익숙해지도록 측정 두 시간 전에 측정 장치 안에 넣었다. 측정결과는 도 24에서 보는 바와 같이 부형제 투여군 및 대조군에 β-lapachone 투여군의 경우 RQ값이 유의적으로 차이가 있음을 확인하였다.

실험예 18: 급성독성실험

1. 경구투여

ICR계 마우스(23±2 g)와 스프라그 도올리(Sprague Dawley, 250±7 g, 중앙실험동물)를 각각 10 마리씩4 군으로 나누어 본 발명의 화합물 1, 2, 3, 4, 12, 13, 14, 16, 17, 24, 25, 26 등을 각각 100, 500 및 1,000 mg/kg의 용량으로 경구 투여한 후 2 주간 독성여부를 관찰한 결과, 모든 경우에 사망한 예가 한 마리도 없었고, 체중이 감소한 것 외에는 대조군과 별다른 증상을 찾아볼 수 없었다.

2. 복강투여

ICR계 마우스(25±3 g)와 스프라그 도올리(Sprague Dawley, 255±6 g, 중앙실험동물)를 각각 10 마리씩 4 군으로 나누어 본 발명의 화합물 1, 2, 3, 4, 12, 13, 14, 16, 17, 24, 25, 26 등을 각각 50, 100 및 200 mg/kg의 용량으로 복강 투여한 후 2 주간 독성여부를 관찰한 결과, 4 군 모두에서 사망한 예가 한 마리도 없었고, 외견상 체중이 감소한 것 외에는 대조군과 별다른 증상을 찾아볼 수 없었다.

이상의 결과에서 본 발명에 따른 화합물들이 급성독성이 없음이 확인되었다.

이하에서는 본 발명에 따른 약제 조성물의 제제예들과 화장품 등에의 적용예들을 일부 설명하지만, 이는 단지 구체적인 예를 설명하기 위함이며, 본 발명의 범주가 그것으로 한정되는 것은 아니다.

실험예 19: 정제의 제조

화합물 1 20 g

유청단백 820 g

결정셀룰로오스 140 g

스테아르산 마그네슘 10 g

하이드록시프로필메칠셀룰로오스 10 g

실험예 20: 분말제의 제조

화합물 1 2 g

대두분리단백 58 g

카르복시 셀룰로오스 40 g

총 량 100 g

실험예 20: 화장품 lotion 에의 적용

1,3-butylene glycol ------------------------ 5%

glycerine ---------------------------------- 5%

EDTA-2Na --------------------------------- 0.02%

trimethylglycine -------------------------- 2.0%

cetanol ----------------------------------- 1.0%

glyceryl monostearate emulsifier ---------- 1.0%

polysorbate 60 ---------------------------- 1.2%

sorbitan sesquioleate --------------------- 0.3%

cetyl 2-ethyl-hexaoate -------------------- 4.0%

squalane ---------------------------------- 5.0%

dimethicone ------------------------------- 0.3%

glyceryl stearate ------------------------- 0.5%

carbomer ---------------------------------- 0.15%

triethanoamine ---------------------------- 0.5%

imidazolidinyl urea ----------------------- 0.2%

화합물 1 ---------------------------------- 0.2%

정제수 ------------------------------------ 73.6%

실험예 21: 화장품 skin 에의 적용

1,3-butylene glycol ---------------------- 4.0%

dipropylene glycol ----------------------- 5.0%

EDTA-2Na -------------------------------- 0.02%

octyldodeceth-16 ------------------------- 0.3%

PEG60 hydrogenate castor oil ------------ 0.25%

화합물 1 -------------------------------- 0.03%

정제수 ------------------------------------ 90%

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물은 다양한 유전자 및 단백질의 활성을 조절하는 화합물로 생체내의 에너지 수준의 조절을 통하여 다양한 질환에 유효할 것으로 판단된다. 상기 화합물을 유효성분으로 사용하는 약제는 비만, 당뇨, 대사성 질환, 퇴행성 질환, 미토콘드리아 이상 질환 등의 치료 및 예방에 뛰어난 활성을 나타낸다.

Claims

(a) 약리학적 유효량의 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 약제학적으로 허용되는 그것의 염, 프로드럭, 용매화물 또는 이성질체, 및 (b) 약제학적으로 허용되는 담체, 희석제, 또는 부형제, 또는 이들의 조합을 포함하는 질환 증후군의 치료 및 예방을 약제 조성물:

(1)

상기 식에서,

R₁ 및 R₂ 는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 알콕시, 히드록시 또는 탄소수 1 ~ 6의 저급알킬이며;

R₃, R₄, R₅, R₆, R₇ 및 R₈ 는 각각 독립적으로 수소, 히드록시, 탄소수 1 ~ 20의 알킬, 알켄 또는 알콕시, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이고, 또는 이들 중 두 개의 치환기가 상호 결합에 의해 환형 구조를 이룰 수 있으며;

n 은 0 또는 1이고, n 이 0인 경우에 그것의 인접 탄소원자들은 직접결합에 의해 환형 구조를 이룬다.
제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2와 3의 화합물들 중에서 선택되는 것을 특징으로 약제 조성물:

(2)

(3)

상기 식에서 R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₇ 및 R₈는 화학식 1에서 정의된 바와 동일하다.
제 1 항에 있어서, 상기 R₁ 및 R₂ 는 각각 수소인 것을 특징으로 하는 약제 조성물.
제 2 항에 있어서, 상기 화학식 2의 화합물은 R₁, R₂ 및 R₄ 가 각각 수소인 하기 화학식 2a의 화합물, 또는 R₁, R₂ 및 R₆가 각각 수소인 하기 화학식 2b인 것을 특징으로 하는 약제 조성물:

(2a)

(2b)
제 2 항에 있어서, 상기 화학식 3의 화합물은 R₁, R₂, R₅, R₆, R₇ 및 R₈ 이 각각 수소인 하기 화학식 3a의 화합물인 것을 특징으로 하는 약제 조성물:

(3a)
제 1 항에 있어서, 상기 질환 증후군은 비만, 당뇨, 대사성 질환, 퇴행성 질환, 및 미토콘드리아 이상 질환을 포함하는 것을 특징으로 하는 약제 조성물.
제 6 항에 있어서, 상기 대사성 질환은 비만, 비만 합병증, 간질환, 동맥경화, 뇌졸중, 심근경색, 심혈관 질환, 허혈성 질환, 당뇨병, 당뇨병 관련 합병증 또는 염증인 것을 특징으로 하는 약제 조성물.
제 7 항에 있어서, 상기 당뇨병 관련 합병증은 고지혈증, 고혈압, 망막증 또는 신부전증인 것을 특징으로 하는 약제 조성물.
질환 증후군의 치료 또는 예방을 위한 약제의 제조에 제 1 항에 따른 화학식 1의 화합물을 사용하는 방법.