KR20070061557A - 선택적 에스트로겐 활성을 보이는 15β-치환 스테로이드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화학식 I(여기서 R¹은 H, C_1-5알킬, C_1-12아실, 디-(C_1-5알킬)아미노카르보닐, (C_1-5알킬)옥시카르보닐 또는 설파모일이고, R²는 H이거나, C_1-3알킬, C_2-3알케닐 또는 C_2-3알키닐이고, 이들 각각은 할로겐으로 임의 치환될 수 있고, R³은 C_1-2알킬, 에테닐 또는 에티닐이고, 이들 각각은 할로겐으로 임의 치환될 수 있으며, R⁴는 H 또는 C_1-12아실임)에 따른 선택적 에스트로겐 수용체 활성을 보유하는 15β-치환 스테로이드 화합물을 제공한다.

Description

선택적 에스트로겐 활성을 보이는 15β-치환 스테로이드{15β-SUBSTITUTED STEROIDS HAVING SELECTIVE ESTROGENIC ACTIVITY}

본 발명은 선택적 에스트로겐 활성을 보이는 15β-치환 스테로이드 화합물, 상기 화합물을 포함하는 약학 조성물, 치료용으로 사용하기 위한 상기 화합물, 및 에스트로겐 수용체-관련 질병의 치료 또는 예방, 또는 기타 에스트로겐 수용체-관련 생리적 상태의 조절 또는 치료 또는 예방용 약제의 제조를 위한 상기 화합물의 용도에 관한 것이다.

에스트로겐 수용체에 대해 친화력을 갖는 화합물은 수년 동안 일정 범위의 의약적 병태 치료에 광범위하게 사용되어 왔다. 에스트로겐 수용체의 조직 분포가 넓기 때문에 에스트로겐 수용체 리간드의 치료적 유용성은 중요하다. 특히, 이의 사용은 피임 및 하기 상태의 예방 또는 치료에 연관되어 있다:

* 갱년기 증상 : 안면 홍조, 발한 및 기분 장애;

* 골다공증, 골관절염, 저칼슘혈증, 고칼슘혈증, 파제트병, 골연화증 (osteomalacia, osteohalisteresis), 다발성 골수종 원인의 골소실;

* 골절;

* 요실금, 비뇨 생식기 위축, 질 및 피부 위축, 여드름, 흑색종, 다모증;

* 양성 유방 질환, 유방암, 여성형 유방증; 및

* 심혈관 질환, 고콜레스테롤 농도, 고 LDL 농도, 응고병증, 재협착, 혈관 평활근 세포 급증.

하지만 그러한 에스트로겐 수용체-관련 병태의 완화를 위해 사용될 수 있는 화합물, 특히 스테로이드의 유용성이 오래 전부터 알려져 있음에도 불구하고 경제적이며 효과적인 안전한 신규 약제 치료가 여전히 필요하다.

에스트로겐 활성을 보유한 화합물은 현재 폐경기 전후 및/또는 폐경기 후 (갱년기)의 증상 및 골다공증의 치료용 약제로서 여성에게 사용된다. 하지만 자궁이 손상되지 않은 여성에 대해서는, 이러한 비선택적 에스트로겐, 예컨대 접합 말 에스트로겐, 17β-에스트라디올 및 17-α-에티닐-17β-에스트라디올은 고도의 자궁 내막 증식 (난포기 유사 변화)으로 인한 출혈, 자궁 내막 과형성 및/또는 자궁 내막암을 유발하기 때문에 이들 화합물에 대해 장기간의 치료(>3 개월)를 처방할 수 없다. 일반적인 임상 실시시에는 이러한 비선택적 에스트로겐과 프로게스타겐 화합물을 병용하는데, 이것은 자궁 내막 자극을 감소시켜 난포기 유사 자궁 내막을 황체기 유사 자궁 내막 및/또는 위축성 자궁 내막으로 이동시키는 것으로 잘 알려진 절차이다. 유감스럽게도, 상기 치료에 프로게스타겐 화합물을 추가하는 것은 최근 Women's Health Initiative (WHI) 연구에서 입증된 바와 같이 유방암의 위험을 증가시킨다(Writing Group for the Women's Health Initiative Investigators 참조. Risks and benefits of estrogen plus progestin in healthy postmenopausal women: principal results from The Women's Health Initiative randomized controlled trial. JAMA 2002; 288:321-333 참조).

ERα 및 ERβ로 명명되는 에스트로겐 수용체의 2종의 별개 아형을 발견함에 따라 아형 선택적 에스트로겐 수용체 리간드를 발견할 가능성이 존재한다. 2종의 아형은 인간 조직내 분포가 다르기 때문에 그러한 아형 선택적 화합물은 부작용을 최소화하면서 에스트로겐 수용체-관련 병태를 효과적으로 치료 또는 예방할 수 있다.

일련의 15β-치환 에스트라디올 유도체는 에스트로겐 수용체 α-아형에 대한 기능적 선택성 수준이 양호한 강력한 스테로이드임을 밝혀냈다. 본 발명은 하기 화학식 I의 화합물을 제공한다:

상기 식에서,

R¹은 H, C_1-5알킬, C_1-12아실, 디-(C_1-5알킬)아미노카르보닐, (C_1-5알킬)옥시카르보닐 또는 설파모일이고,

R²는 H이거나, C_1-3알킬, C_2-3알케닐 또는 C_2-3알키닐이며, 이들 각각은 할로겐으로 임의 치환될 수 있고,

R³은 C_1-2알킬, 에테닐 또는 에티닐이고, 이들 각각은 할로겐으로 임의 치환될 수 있으며,

R⁴는 H 또는 C_1-12아실이다.

R¹ 및/또는 R⁴가 수소가 아닌 스테로이드는 프로드러그라 칭한다.

화학식 I의 정의에 사용된 용어 C_1-5알킬은 탄소 원자 1∼5개를 보유하는 분지 또는 비분지 알킬기를 나타낸다. 그러한 기의 예로는 메틸, 에틸, 이소프로필, 3차 부틸 및 펜틸기가 있다. 유사하게, 용어 C_1-3알킬 및 C_1-2알킬은 각각 탄소 원자 1∼3개 및 1∼2개를 보유하는 (분지 또는 비분지) 알킬기를 의미한다.

용어 C_2-3알케닐은 탄소 원자 2∼3개와 1개의 이중 결합을 보유하는 분지 또는 비분지 알케닐기를 나타낸다. 이러한 기의 예는 에테닐 및 프로펜-2-일을 포함한다.

용어 C_2-3알키닐은 탄소 원자 2∼3개와 1개의 삼중 결합을 보유하는 알키닐기를 표시한다. 이러한 기의 예는 에티닐 및 프로피닐을 포함한다.

용어 C_1-12아실은 탄소 원자 1∼12개를 보유하는 카르복실산에서 유래된 아실 기를 나타낸다. 아실기는 분지, 비분지, 포화 또는 불포화일 수 있는 탄산수소를 포함할 수 있다. 이러한 기의 예는 포르밀, 아세틸, 프로파노일, 프로페노일, 피발로일, 헵타노일, 데카노일 및 운데카노일을 포함한다. 또한, C_1-12아실의 정의에는 헤미-말로일, 헤미-숙시노일 및 헤미-글루타로일과 같은 디카르복실산으로 유래되는 기도 포함된다.

디-(C_1-5알킬)아미노카르보닐기의 예는 디메틸카르바모일이다. (C_1-5알킬)옥시카르보닐기의 예는 에톡시카르보닐이다.

할로겐은 1종 이상의 할로겐 원자, 예컨대 1종 이상의 염소 또는 불소 원자일 수 있다.

본 발명의 한가지 구체예에서, R²는 C_1-3알킬, C_2-3알케닐 또는 C_2-3알키닐이며, 이들의 각각은 할로겐으로 임의 치환될 수 있다.

또다른 구체예에서, R¹ 및 R⁴는 둘다 H이다.

또다른 구체예에서, R¹은 H이고, R²는 H, C_1-3알킬, C_2-3알케닐 또는 C_2-3알키닐이고, R³은 C_1-2알킬, 에테닐 또는 에티닐이며, 그리고 R⁴는 H이다.

또다른 구체예에서, R¹은 H이고, R²는 H 또는 할로겐으로 임의 치환되는 C_1-3알킬이고, R³은 할로겐으로 임의 치환되는 C_1-2알킬이며, 그리고 R⁴는 H이다.

또다른 구체예에서, R¹은 H이고, R²는 H 또는 C_1-3알킬이고, R³은 C_1-2알킬이며, 그리고 R⁴는 H이다.

또다른 구체예에서, R¹은 H이고, R²는 H 또는 C_1-2알킬이고, R³은 메틸이며, 그리고 R⁴는 H이다.

또다른 구체예에서 화합물은 7α-에틸-15β-메틸-19-노르-17α-프레그나-1,3,5(10)-트리엔-20-인-3,17β-디올이다.

또다른 구체예에서, R¹은 H, C_1-5알킬 또는 C_1-12아실이고, R²는 H 또는 C_1-3알킬이고, R³은 C_1-2알킬이며, 그리고 R⁴는 H 또는 C_1-12아실이다.

또다른 구체예에서, R¹은 H, C_1-5알킬 또는 C_1-12아실이고, R²는 C_1-3알킬이고, R³은 메틸이며, 그리고 R⁴는 H 또는 C_1-12아실이다.

또다른 구체예에서, R¹은 H, C_1-5알킬 또는 C_1-12아실이고, R²는 에틸이고, R³은 메틸이며, 그리고 R⁴는 H 또는 C_1-12아실이다.

또다른 구체예에서, R¹은 H 또는 C_1-12아실이고, R²는 H 또는 C_1-3알킬이고, R³ 은 C_1-2알킬이며, 그리고 R⁴는 H 또는 C_1-12아실이다.

또다른 구체예에서, R¹은 H 또는 C_1-12아실이고, R²는 H 또는 C_1-3알킬이고, R³은 메틸이며, 그리고 R⁴는 H 또는 C_1-12아실이다.

또다른 구체예에서, R¹은 H 또는 C_1-12아실이고, R²는 에틸이고, R³은 메틸이며, 그리고 R⁴는 H 또는 C_1-12아실이다.

본 발명의 화합물은 일반 유기 화학 분야 및 특히 스테로이드 화학 분야에 잘 공지된 방법에 따라 합성할 수 있다. 예, 문헌[Fried, J. and Edwards, J.A., 'Organic Reactions in Steroid Chemistry,' Volumes I and II, van Nostrand Reinhold Company, New York, 1972 및 C. Djerassi, 'Steroid Reactions,' Holden-Day, Inc., San Francisco, 1963] 참조. 하기 실시예에 설명된 화합물 제조에 사용된 일반 합성 절차는 반응식 I에 제시하였다. 당업자는 하기 반응식을 수월하게 변경할 수 있다.

반응식 I에 제시된 합성 절차에 대한 출발 물질인 기질 A는 4 단계에 걸쳐 합성된다. 우선 유기금속종(예, 쿠프레이트)을 C17-보호 에스트라-4,6-디엔-3-온에 콘쥬게이션 첨가하는 것은 필요한 7α-치환 에스트르-4-엔-3-온을 제공한다. 형성된 7β-이성질체의 소량은 합성 단계에서 또는 때때로 그 이후 단계에서 크로마토그래피 또는 결정화에 의해 쉽게 제거될 수 있다. 7α-치환 에스트레논은 예컨대, 할로겐화/탈할로겐화 절차를 사용하여 7α-에스트론으로 쉽게 방향족화되며, 이를 C3에서 알킬화 및 C17에서 탈보호하여 기질 A를 제공한다.

α,β-불포화 케톤 C는 예컨대, 팔라듐 디아세테이트를 사용하여 실릴 에놀 에테르 B를 산화시켜 얻는다. 유기금속종, 예컨대 디알킬 쿠프레이트를 사용하여 C 에 Michael 첨가하는 것은 부가 생성물 D를 제공한다. 이 후, 예컨대 붕소 트리플루오라이드 디메틸설피드 착체를 사용하여 탈보호시키면 메틸 에스트론 D는 페놀 E를 제공하며, 이는 예를 들어 실릴 에테르 F로서 재보호된다. 예를 들어, 리튬 아세틸리드를 케톤 F에 첨가하여 부가 생성물 G를 형성한 후 예컨대 테트라부틸 암모늄 플루오라이드를 사용하여 실릴 에테르 보호기를 제거하여 목적하는 생성물 H를 제공할 수 있다.

화합물 G 또는 H의 자유 하이드록시기의 (프로드러그) 유도체는 당업계에 잘 공지된 절차, 예컨대, 염기 존재 하에 카르복실산 클로라이드를 이용하는 아실화, 또는 결합 시약, 예를 들어 디시클로헥실카르보디이미드 등의 존재 하에 카르복실산을 이용하는 아실화 후, 화합물 G의 경우에는 실릴 에테르 보호기의 제거에 의해 이들 화합물로부터 쉽게 얻는다.

청구범위 제1항에 정의된 바와 같은 기를 보유하고 R¹ 및 R⁴가 수소인 화학식 I의 화합물은 에스트로겐 수용체 α-아형에 대해 일관적으로 더 양호한 선택성을 보유하며 에스트로겐 α-수용체의 높은 유효성, 즉 (EC₅₀이 약 4×10^-11 M이고 그 유효성을 100 %라고 정의한 17β-에스트라디올과 비교하여) 1.0 % 이상의 유효성도 겸비하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 화합물은 에스트로겐 α-수용체에 대한 효현제이고 에스트로겐 β-수용체에 대해서는 활성이 10배 이상 적으며 및/또는 에스트로겐 β-수용체에 대해서는 부분적 효현제이며, 효능은 17β-에스트라디올로 유도되는 바와 같은 최대 활성의 60 % 이하이다. 이는 에스트로겐 α-수용체에 대한 높은 기능적 선택성, 즉 에스트로겐 α-수용체를 선택적으로 활성시키면서 에스트로겐 β-수용체를 활성화시키지 않거나 또는 부분적으로 활성시키는 결과를 초래한다.

R¹ 및/또는 R⁴가 수소가 아닌 화학식 I의 스테로이드는 프로드러그로서, 상기 정의에 반드시 일치하지는 않는다. 이러한 프로드러그는 체내 대사 과정에 의해 상기 정의에 일치하는, R¹ 및 R⁴가 수소인 화합물로 전환된다.

추가로, 본 발명의 선택적(에스트로겐) 리간드는 놀랍게도 고도의 자궁 내막 증식(난포기 유사 변화)을 유도하지 않고 따라서 프로게스타겐 화합물 추가 없이 폐경기 전후 및/또는 폐경기 후 (갱년기) 증상 및 골다공증의 (장기간) 치료 및/또는 예방을 위한 약제로 사용될 수 있다.

본 발명의 화합물은 이의 선택적 에스트로겐 수용체 활성 프로파일이 치료용으로 적당하다.

본 발명은 더 나아가 에스트로겐 수용체-관련 질병의 치료 또는 예방, 또는 기타 에스트로겐 수용체-관련 생리적 상태의 조절 또는 치료 또는 예방을 위한 약제의 제조에 있어서의 화학식 I에 따른 화합물의 용도에 관한 것이다.

추가 관점에 있어서, 본 발명은 호르몬 대체 요법 또는 호르몬 치료를 위한 약제의 제조에 있어서의 화학식 I에 따른 화합물의 용도에 관한 것이다. 그러한 용도는 특히 폐경기 전후 및/또는 폐경기 후(갱년기)의 증상 및 골다공증의 징후의 여성에게 적당하다.

추가 관점에 있어서, 본 발명은 피임용으로 사용하기 위한 약제의 제조에 있 어서의 화학식 I에 따른 화합물의 용도에 관한 것이다. 이를 위해서, 본 발명에 따른 화합물을, 적량의 프로게스타겐의 투여도 포함하는 치료 방식의 일부로서 투여할 수 있다. 이러한 투여 계획은 피임 분야에 잘 공지되어 있다.

적당한 제형의 제조는 본 발명에 따른 화합물의 투여에 상당히 도움이 될 것이다. 또한 본 발명은 약학적으로 허용 가능한 부형제, 예컨대 문헌[Gennaro et al., Remmington: The Science and Practice of Pharmacy, 20^th Edition, Lippincott, Williams and Wilkins, 2000; 특히, part 5 참조: pharmaceutical manufacturing]에 설명되어 있는 것과 혼합된 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 제형 또는 약학 조성물에 관한 것이다. 적당한 부형제는 예컨대, 문헌[Handbook of Pharmaceutical Excipients, 2^nd Edition; Editors A. Wade and P.J.Weller, American Pharmaceutical Association, Washington, The Pharmaceutical Press, London, 1994]에 설명되어 있다. 본 발명에 따른 화합물 및 약학적으로 허용 가능한 부형제의 혼합물을 고체 투약 단위, 예컨대 정제로 압착할 수 있거나 또는 캡슐 또는 좌약으로 가공할 수 있다. 약학적으로 적당한 액체를 이용하여 화합물을 또한 용액, 현탁액, 유화액 형태의 주사제로서 적용하거나, 또는 분무, 예컨대 비내용 또는 협측 분무로서 적용할 수 있다. 투약 단위, 예컨대 정제 제조를 위해서는 통상적인 첨가제, 예를 들어 충전제, 착색제, 중합체 결합제 등을 사용한다. 통상적으로, 약학적으로 허용 가능한 어떤 첨가제라도 사용할 수 있다. 본 발명의 화합물은 또한 이식체, 질 고리, 패취(patch), 젤 또는 속방형 및/또는 서방형의 임의의 기타 제제를 포함할 수 있다.

약학 조성물로 제조하여 투여할 수 있는 적당한 충전제는 유당, 전분, 셀룰로스 및 이의 유도체 등 또는 적량으로 사용된 이의 혼합물을 포함한다.

본 발명의 투여량은 정상 에스트로겐 화합물 범위내, 예컨대 1회 투여시 0.01∼100 mg, 특히 0.1∼10 mg이 될 것이다.

본 발명을 하기 실시예에서 예시한다:

실시예 1

7α-에틸-15β-메틸-19-노르-17α-프레그나-1,3,5(10)-트리엔-20-인-3,17β-디올 (8)의 제조(반응식 II 참조)

7α-에틸-3-메톡시-에스트라-1,3,5(10),15-테트라엔-17-온 (3)의 제조

EP 0869132 A1 (실시예 I 및 반응식 I, 화합물 1-5 참조)에 설명된 방법과 유사하게 17β-17-(아세틸옥시)-에스트라-4,6-디엔-3-온 및 에틸마그네슘 브로마이드로부터 7α-에틸-3-메톡시에스트론 1을 제조하였다. -60℃에서 THF (3 ㎖)중의 7α-에틸-3-메톡시에스트론 1(1 g) 용액을 [-50℃에서 헵탄(4.7 ㎖) 중의 n-BuLi의 1.6 M 용액을 THF(15 ㎖) 중의 디이소프로필아민(2.1 ㎖)에 첨가하여 제조된] LDA의 용액에 적하하였다. 상기 혼합물을 ½ 시간 동안 -60℃에서 교반한 후 트리메틸실릴 클로라이드(2 ㎖)로 처리하였다. 반응 혼합물을 ½ 시간 동안 0℃로 가온한 후 10 % NH₄Cl 수용액 (100 ㎖)에 붓고 에틸 아세테이트로 추출하였다. 세척, 건조(Na₂SO₄) 후 농축으로 미정제 실릴레놀레이트 2(1.1 g)를 얻었고 이는 다음 단계에서 추가 정제없이 사용되었다. 아세토니트릴 (15 ㎖) 중의 미정제 실릴레놀에테르 2(1.1 g) 용액에 Pd(OAc)₂ (750 mg)을 첨가하였다. 15분간 환류하에서 상기 혼합물을 가열하였다. 물 및 에틸 아세테이트를 첨가한 후 유기 혼합물을 Celite에 통과시켜 여과하고 생성물을 에틸 아세테이트로 추출하였다. 이렇게 분리된 유기 물질을 헵탄/에틸 아세테이트로 용리시킨 실리카 단컬럼에 통과시켜 정제하여 무색유로서의 화합물 3(710 mg)을 얻었다. R_f(1) 0.47, R_f(2) 0.80, R_f(3) 0.46, 용리제 헵탄/에틸 아세테이트 8/2. NMR (CDCl₃), δ 7.58 (1H), 7.21 (1H), 6.74 (1H), 6.66 (1H), 3.79 (3H, CH₃O), 1.11 (s, 3H, 18-CH₃), 1.00 (t, 3H, 에틸).

7α-에틸-15β-메틸-3-메톡시-에스트라-1,3,5(10)-트리엔-17-온 (4)의 제조

건조 THF (5 ㎖) 중의 3(300 mg)의 용액에 무수 Cu(OAc)₂ (100 mg)을 첨가하였다. 상기 혼합물을 -70℃에서 2분 동안 교반한 후 메틸마그네슘 클로라이드 (THF 중의 1 M, 5 ㎖)를 적하하였다. 반응물을 ½ 시간 동안 0℃로 가온하고 10 % NH₄Cl 수용액을 첨가하여 급냉하였다. 상기 산물을 에틸 아세테이트로 추출한 후 용출제로서 헵탄/에틸 아세테이트를 사용한 실리카겔 상에서의 크로마토그래피로 정제하여 백색 고체(280 mg)로서 4를 얻었다. 융점 120-122℃; NMR (CDCl₃) δ 7.22 (1H), 6.73 (1H), 6.65 (1H), 3.79 (1H), 1.20 (3H, s, 18CH₃), 0.98, 0.96 (6H, 2t, 7α 및 15β 에틸).

7α-에틸-15β-메틸-3-[(트리메틸실릴)옥시]-에스트라-1,3,5(10)-트리엔-17-온 (6)의 제조

디클로로메탄 (1 ㎖) 중의 4 (270 mg)의 용액에 BF₃.DMS 착물 (800 ㎕)을 첨가하였다. 혼합물을 1.5시간 동안 교반 후 냉수에 붓고 에틸 아세테이트로 추출하였다. 이렇게 얻은 잔류물을 에테르/헵탄(1/1)으로 분쇄하여 밝은 담홍색 비정질 고체로서 5 (250 mg)를 얻었다; R_f 0.27 (헵탄/에틸 아세테이트 8/2). 상기 물질을 DMF (3 ㎖) 중에 용해시키고 이미다졸 (300 mg)을 첨가한 후 t-부틸디메틸실릴 클 로라이드를 첨가하였다. 실온에서 2시간 동안 교반 후 실릴화를 완료하였다. 상기 반응물을 얼음물 첨가로 급냉시킨 후 에틸 아세테이트로 생성물을 추출하였다. 실리카 단컬럼(헵탄/에틸 아세테이트 9/1) 상에서 크로마토그래피 정제하여 경화 무색유로서의 6 (220 mg)를 얻었다; R_f 0.60 (헵탄/에틸 아세테이트 8/2). NMR (CDCl₃) δ 7.12(1H), 6.62 (1H), 6.18 (1H), 1.03 (s, 3H, 18-CH₃), 0.98 (s, 9H, 3차 부틸실릴), 0.97, 0.95 (2t, 6H, 7α 및 15β 에틸), 0.20 (s, 6H, CH₃-실릴에테르).

7α-에틸-15β-메틸-19-노르-17α-프레그나-1,3,5(10)-트리엔-20-인-3,17β-디올 (8)의 제조

-60℃에서 n-부틸리튬(헥산 중 1.6 M, 5 ㎖)을 건조 THF (6 ㎖) 중의 1,2-디프로모에텐 (300 ㎕)에 적하하여 Li-아세틸리드 용액을 발생시켰다. 20분 동안 교반 후 THF (2 ㎖) 중의 6 (220 mg)의 용액을 첨가하고 냉각 장치를 제거한 후 0℃에서 1시간 동안 상기 반응물을 교반하였다. 이 후, 5% NH₄Cl (50 ㎖)을 첨가한 후 에틸 아세테이트로 추출하였다. (헵탄/에틸 아세테이트 8/2로 용리한) 실리카 단컬럼으로 미정제 생성물을 통과시켜 실질적으로 순수한 형태인 백색 발포체로서 화합물 7 (180 mg)을 얻었다; R_f 0.28 (헵탄/에틸 아세테이트 8/2), R_f 출발 물질, 0.48. NMR (CDCl₃) δ 7.14 (1H), 6.62 (1H), 6.57 (1H, 2.60, 아세틸렌), 0.99 (s, 12H, 18-CH₃ 및 3차 부틸실릴), 0.95 및 0.86 (2×t, 3H, 에틸), 0.20 (s, 6H, 디메 틸실릴).

THF (1 ㎖) 중의 7 (180 mg)의 용액에 TBAF (THF 중 1 M, 0.7 ㎖)를 첨가하였다. 상기 혼합물을 15분 동안 교반 후 10 % 수성 NH₄Cl (20 ㎖)에 부었다. 상기 산물을 에틸 아세테이트로 추출하고 용리제로서 헵탄/에틸 아세테이트 7/3을 사용하여 실리카 단컬럼을 통과시켜 비정질 물질로서의 8 (120 mg)을 얻었다. NMR (DMSO D6) δ 8.89 (s, 페놀성 OH), 7.08 (1H), 6.5 (1H), 6.43 (1H), 5.34 (s, 1H, 17-OH), 0.84 (s, 3H, 18-CH₃), 0.80 및 0.90 (2×t, 6H, 15β 및 7α-에틸).

실시예 2

3-피발로일옥시-7α-에틸-15β-메틸-19-노르-17α-프레그나-1,3,5(10)-트리엔-20-인-17β-올 (9a)의 제조

화합물 8 (300 mg)을 피리딘(10 ㎖) 중에 용해시켰다. 피발로일 클로라이드 (1.5 당량)를 적하하였다. 2시간 후 상기 반응 혼합물을 물로 급냉시켰다. 반응 혼합물을 농축시키고 에틸 아세테이트 중에 재용해시킨 후 수성 중탄산나트륨 및 물로 추출하였다. 유기층을 건조시키고(Na₂SO₄) 농축시켰다. 잔류물을 실리카겔(헵탄-에틸 아세테이트 (1:0 → 4:1)) 상에서 크로마토그래피로 정제하여 순수한 9a (347 mg)를 얻었다. NMR (CDCl₃) δ 1.35 (s, 9H, 피발로일), 1.08 (d, 3H, 15β-메틸), 1.02 (s, 3H, 18-메틸), 0.94 (t, 3H, 7-에틸). 화합물 9b (289 mg; NMR (CDCl₃) δ 3.0 및 3.08 (2×s, 6H, NMe₂) 1.08 (d, 3H, 15β-메틸), 1.02 (s, 3H, 18-메틸), 0.93 (t, 3H, 7-에틸)) 및 9c (283 mg; NMR (CDCl₃) δ 4.32 (q, 2H, OCH₂CH₃), 1.38 (d, 3H, OCH₂CH₃), 1.08 (d, 3H, 15β-메틸), 1.02 (s, 3H, 18-메틸), 0.93 (t, 3H, 7-에틸))는 각각 N,N-디메틸카르바모일 클로라이드 및 에틸옥시카르보닐 클로라이드를 사용한 것을 제외하고는 유사한 방식으로 제조되었다.

실시예 3

에스트로겐 수용체에 대한 화합물의 효현제 활성은, 인간 에스트로겐 수용체 α(hERα) 또는 β(hERβ), 쥐 옥시토신 프로모터(RO) 및 루시퍼라제 리포터 유전자(LUC)를 안정하게 공동 형질감염시킨 재조합 차이니스 햄스터 난소(CHO) 세포를 이용한 시험관내 생물학적 분석으로 측정하였다. 에스트로겐 수용체 hERα 또는 hERβ를 통해 매개되는 효소 루시퍼라제의 전이활성, 즉 에스트로겐 효현성 전이활성을 자극하기 위한 테스트 화합물의 유효성은 표준 에스트로겐 17β-에스트라디올의 EC₅₀에 대한 백분율(유효성 테스트 화합물=(EC₅₀ 17β-에스트라디올/EC₅₀ 테스트 화합물)×100 %)로 표시된다. 효능, 즉 화합물에 의한 수용체의 최대 활성량은 표준 에스트로겐 17β-에스트라디올에 의해 유도되는 최대 활성에 대한 백분율(유효 테스트 화합물=(최대 활성 테스트 화합물/최대 활성 17β-에스트라디올)×100 %)로 표시된다. 측정 방법에 대한 보다 자세한 설명은 문헌[De Gooyer M. E., Deckers G. H., Schoonen W.G.E.J., Verheul H.A.M. and Kloosterboer H.J., Steroids, Vol. 68, 2003, pp. 21-30]에서 찾아볼 수 있다.

ERα/ERβ 선택성을 ERα-유효성/ERβ-유효성의 비로 정의한다. 본 발명의 화합물은 에스트로겐 α-수용체에서 효현성이며, 그 유효성이 (17β-에스트라디올과 비교하여) 1.0% 이상이며, 에스트로겐 β-수용체에서의 활성이 10배 이상 낮으며 (ERα/ERβ 선택성이 10 이상임) 및/또는 에스트로겐 β-수용체에서 부분적 효현제로서, 그 효능은 17β-에스트라디올에 의해 유도되는 최대 활성의 60 % 이하이다.

시노몰구스 원숭이의 자궁 조직의 조직병리학적 평가는, 처리군당 4 마리의 동물에 테스트 화합물로 8주간 경구 치료한 후 병리학자가 실행하였다. 비교 화합물 X는 1일 1회 40 μg/kg, 비교 화합물 Y 경우 200 μg/kg 및 화합물 8 경우 40 및 200 μg/kg으로 투여되었다. 하기의 형태학상의 특징은 시노몰구스 원숭이의 정상 월경 주기의 자궁기를 기준으로 하여 H&E 염색 부분으로 조사하였다.

A. 난포기 유사 변화:

· 느슨한 자궁 내막 기질 세포

· 직(straight) 자궁 내막 분비선

· 자궁 내막 상피 세포의 비대

· 유사분열 피로

· 자궁근충의 비대

· 조기 혈관신생 (발아 또는 조기 분열 증식)

· 기초 분비

B. 황체기 유사 변화

· 가탈락성 확장 기질 세포

· 자궁 내막선의 감김

· 만기 혈관신생 (나선 동맥 형성)

· 자궁 내막 상피 세포의 공액화

· 내강(luminal) 분비

C. 난소 적출된 또는 비자극성 (위축성의) 자궁 내막

· 압축 자궁 내막 기질 세포

· 자궁 내막 상피 세포의 위축

· 자궁 내막선의 위축

· 자궁근충의 위축

상기 각 발견의 중증도를 하기 등급을 사용하여 표시하였다:

· 등급 0: 발견되지 않음

· 등급 1: 최소, 매우 적은 수, 매우 작은 크기

· 등급 2: 근소, 약간 적은 수, 작은 크기

· 등급 3: 중간, 중간 수, 중간 크기

· 등급 4: 현저, 많은 수, 큰 크기

· 등급 5: 대규모, 광범위한 수, 광범위한 크기

각 동물에 대해 상기 등급을 적용하였다. 그 후 각 특징에 대해 치료군 당 평균 점수를 계산하였다. 최종적으로 평균 개별 특징으로부터 분류, 즉 위축성, 난포기 유사 또는 황체기 유사 상태의 분류에 대한 평균 점수를 계산하였다. 화합물에 대한 바람직한 자궁 내막 안전성 프로파일은, 화합물에 의해 유도되는 난포기 유사 활성은 적으면서 황체기 유사 특징 및/또는 위축성 자궁 내막은 증가하는 것이 특징이다.

화합물 8과 비교 화합물 X (17α-에티닐-17β-에스트라디올, R¹-R⁴가 모두 H인 화학식 I) 및 Y(17β-에스트라디올)에 대한 데이타는 표 1 (시험관내 세포 데이타) 및 표 2 (생체내 데이타)에 표시하였다.

화합물	ERα-유효성(%)	ERβ-유효성(%)	ERβ-효능(%)	ERα/ERβ-선택성(유효성)
8	23.45	1.54	40	15.2
X	102.8	20.70	104	5.0
Y	100.0	100.0	100	1.0

표 1에 제시된 결과는 본 발명의 화합물이 높은 에스트로겐 α-수용체 유효성과 함께 에스트로겐 수용체 α-아형에 대한 일관되게 양호한 기능적 선택성을 보유한다는 것, 즉 에스트로겐 α-수용체를 선택적으로 활성화하면서 에스트로겐 β-수용체는 전혀 활성화하지 않거나 또는 부분적으로만 활성화한다는 것을 입증한다. 화합물 8은 에스트로겐 α-수용체 유효성이 23.45 %로서, 에스트로겐 β-수용체보다 에스트로겐 α-수용체에 대한 선택성이 15.2배이며, 에스트로겐 β수용체에서 부분적인 효현제로서 효능이 40 %이다. 밀접하게 관련된 화합물 17α-에티닐-17β-에스트라디올 (화합물 X) 및 17β-에스트라디올 (화합물 Y)은 둘다 에스트로겐 수용체 아형에 동일하게 바람직하며 에스트로겐 β-수용체에 완전한 효현제이다.

화합물	원숭이 자궁 내막 프로파일 (점수) 난포 황체 위축성
8: 40 μg/kg	0.0	0.0	3.0
8: 200 μg/kg	0.5	0.2	2.3
X: 40 μg/kg	2.8	0.4	0
Y: 200 μg/kg	3.6	0.2	0

본 발명의 화합물의 바람직한 자궁 내막 안전성 프로파일은 놀라운 것인데, 그 이유는 난포기 유사 활성의 증후가 명백하고 황체기 유사 활성은 단지 최소로 나타내며 따라서 자궁 내막 위축이 없는 것으로 표 2에서 입증된 바와 같이 밀접하게 관련된 화합물인 17α-에티닐-17β-에스트라디올 및 17β-에스트라디올은 모두 자궁 내막을 자극하기 때문이다.

실시예 4

암컷 쥐의 성적인 양상은 호르몬에 따라 다르다. 에스트로겐이 촉진된 암컷 쥐에서 프로게스테론은 명백하게 암컷의 성적인 또는 척추 전만성 양상을 향상시킨다. 하지만 프로게스테론은 에스트로겐을 투여받지 않은 난소 적출 암컷에서는 척추전만증 유도에 효과적이지 않다(J. B. Becker, S. M. Breedlove and D. Crews (Eds.), Behavioral Endocrinology, 1992, pp. 82-84 참조).

난소 적출된 암컷 쥐에서 프로게스테론으로 유도된 척추 전만성 양상을 조장하기 위한 테스트 화합물의 능력을 이용하여 상기 화합물의 경구 투약시 생체내 에스트로겐 활성을 입증하였다. 암컷에게 3일 동안 테스트 화합물을 사전 처리하고 4일째 되는 날 프로게스타겐으로 처리하였다. 프로게스타겐 처리 4시간 후 수컷 쥐의 존재하에서 암컷 쥐의 성적인 양상을 10분 동안 척추 전만 반응수를 계수하여 측정하였다.

R¹이 피발로일(화합물 9a), R¹이 디메틸카르바모일(화합물 9b) 또는 R¹이 에톡시카르보닐(화합물 9c)인 화합물 8의 프로드러그는 모두 1일 1 mg/kg으로 경구 투약시 활성 에스트로겐 화합물인 것으로 입증되었다.

Claims (10)

1. 하기 화학식 I의 15β-치환 스테로이드 화합물:

   화학식 I

   

   상기 식에서,

   R¹은 H, C_1-5알킬, C_1-12아실, 디-(C_1-5알킬)아미노카르보닐, (C_1-5알킬)옥시카르보닐 또는 설파모일이고,

   R²는 H이거나, C_1-3알킬, C_2-3알케닐 또는 C_2-3알키닐이며, 이들 각각은 할로겐으로 임의 치환될 수 있고,

   R³은 C_1-2알킬, 에테닐 또는 에티닐이고, 이들 각각은 할로겐으로 임의 치환될 수 있으며,

   R⁴는 H 또는 C_1-12아실이다.
2. 제1항에 있어서, R²는 C_1-3알킬, C_2-3알케닐 또는 C_2-3알키닐이며, 이들의 각각은 할로겐으로 임의 치환될 수 있는 것을 특징으로 하는 화합물.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, R¹ 및 R⁴는 둘다 H인 것을 특징으로 하는 화합물.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 따른 화합물 및 약학적으로 허용 가능한 부형제를 포함하는 약학 조성물.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 치료용으로 사용하기 위한 화합물.
6. 에스트로겐 수용체-관련 질병의 치료 또는 예방, 또는 기타 에스트로겐 수용체-관련 생리적 상태의 조절 또는 치료 또는 예방용 약제의 제조를 위한 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 따른 화합물의 용도.
7. 제6항에 있어서, 호르몬 치료용 약제의 제조를 위한 용도.
8. 제7항에 있어서, 호르몬 치료는 갱년기 증상을 치료하기 위한 것을 특징으로 하는 용도.
9. 제7항에 있어서, 호르몬 치료는 골다공증을 치료하기 위한 것을 특징으로 하는 용도.
10. 제6항에 있어서, 피임용으로 사용하기 위한 약제의 제조를 위한 용도.