KR20090036585A

KR20090036585A - 캄프토테신의 에스테르의 제조 방법

Info

Publication number: KR20090036585A
Application number: KR1020097002662A
Authority: KR
Inventors: 지송 카오
Original assignee: 더 크리스터스 스텔린 파운데이션 포 캔서 리서치
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2009-04-14
Also published as: EP2049545A2; BRPI0714277A2; US7928235B2; RU2441008C2; EP2049545B1; RU2009108641A; MX2009001505A; US20080045717A1; JP2010500350A; CA2658720A1; CN101522686A; WO2008021015A3; WO2008021015A2

Abstract

CPT-에스테르의 제조 방법이 기재되어 있다. 상기 방법은 캄프토테신의 에스테르화 반응 또는 아실화 반응에 1종 이상의 산을 사용하는 것을 포함한다.

캄프토테신 에스테르, 아실화제, 산

Description

캄프토테신의 에스테르의 제조 방법 {METHODS OF MAKING ESTERS OF CAMPTOTHECINS}

본 출원은 2006년 8월 11일에 출원된 미국 가특허 출원 제60/837,437호의 35 U.S.C. §119(e)하의 이점을 청구하며, 상기 문헌은 그의 전문이 본원에 참고로 포함된다.

본 발명은 캄프토테신의 에스테르의 제조 방법에 관한 것이다.

월(Wall) 및 그의 동료 (문헌 [J. Am. Chem. Soc. 88, 3888, 1966])에 의해 캄프토테카 아쿠미나타(Camptotheca Acuminata) (니사세애(Nyssaceae))의 목질 및 목피로부터 최초로 단리된 세포독성 알칼로이드인 캄프토테신은 마우스 백혈병 L 1210계에 대해 항종양 활성을 갖는 것으로 나타났다. 캄프토테신, 즉 일반적으로 발생되는 인돌 알칼로이드기를 갖는 알칼로이드 (문헌 [Heckendorf et al., J Org. Chem. 41, 2045, 1976])의 구조는 하기 화학식 X와 같이 나타난다.

이러한 화합물 ("CPT")은 20(S)-배위를 갖는 고리 E에서 단지 하나의 비대칭 중심을 갖는 펜타시클릭 고리계를 갖는다. 펜타시클릭 고리계는 피롤로[3,4-b] 퀴놀린 잔기 (고리 A, B 및 C), 공액 피리돈 (고리 D) 및 α-히드록실기를 갖는 6원 락톤 (고리 E)을 포함한다. 캄프토테신은 마우스 백혈병 L 1210계에서 그의 주목할 만한 활성으로 인하여 초기 단리때부터 매우 큰 관심 대상이었다. 캄프토테신의 항종양 활성에 대한 초기 데이터는 실험적으로 이식된 악성종양, 예컨대 마우스에서 백혈병 L 1210 또는 래트에서 워커(Walker) 256 종양을 사용함으로써 수득되었다 (문헌 [Chem. Rev. 23, 385, 1973, Cancer Treat. Rep. 60, 1007, 1967]). 후속적인 임상 연구는, 이러한 화합물이 그의 높은 독성으로 인하여 생체내 항암제로서 사용될 수 없다는 것을 보여주었다. 캄프토테신 그 자체는 물에 불용성이다. 따라서, 캄프토테신은 초기에 수용성 나트륨 카르복실레이트 염으로서 임상적으로 평가되었다. 이러한 형태의 캄프토테신은 심각한 독성을 생성하였으며, 항암 활성이 결여된 것으로 보였다 (문헌 [Gottlieb et al., Cancer Chemother. Rep. 54, 461, 1970, and 56, 103, 1972], [Muggia et al., Cancer Chemother. Rep. 56, 515, 1972], [Moertel et al., Cancer Chemother. Rep. 56, 95, 1972] 및 [Schaeppi et al., Cancer Chemother. Rep. 5:25, 1974]). 이러한 결과는 II 상 실험(phase II trial)의 중단을 야기시켰다. 이러한 제제의 계속된 평가는 나트륨 카르복실레이트 염이 락톤 폐고리를 갖는 손상되지 않은 천연 캄프토테신의 단지 10％ 만큼 효능이 있다는 것을 보여주었다 (Wall et al., In International Symposium on Biochemistry And Physiology of The Alkaloids, Mothes et al., eds., Academie - Verlag, Berlin, 77, 1969, Giovanella et al., Cancer res. 51, 3052, 1991). 또한, 캄프토테신 군의 항종양 활성에 대한 중요한 파라미터가 확립되었다 (문헌 [Wall et al., Ann. Rev., Pharmacol. Toxicol. 17, 117, 1977]). 이러한 결과는 손상되지 않은 락톤 고리 E 및 α-히드록실기가 항종양 활성에 필수적이라는 것을 나타낸다.

1989년에 지오바넬라(Giovanella) 등은 캄프토테신의 수불용성 유도체의 일부가 인간 종양의 이종이식에 대해 높은 항종양 활성을 갖는다는 것을 발견하였다 (문헌 [Giovanella et al., Science, 246, 1046, 1989]). 또한, 락톤 폐고리를 갖는 캄프토테신의 투여가 수용성 카르복실레이트 염의 주사보다 우수한 것으로 나타났다 (문헌 [Giovanella et al., Cancer Res., 51, 3052, 1991]). 이러한 발견으로 생물학적 활성에 대한 손상되지 않은 락톤 고리의 중요성이 추가로 확인되었다.

20(S)-캄프토테신 ("CPT")의 개환은 인간에서보다 마우스에서 훨씬 더 강력한 항암 활성을 야기시킨다. 효과에 있어서, 근육내 ("i.m."), 피하 ("s.c.") 및 위내 ("i.s.") 투여된 CPT가 마우스에서 인간 종양 (즉, 누드 마우스에서 이종이식물로서 성장할 경우)에 대한 매우 강력한 항암제인 것으로 입증되었다 (문헌 [Giovanella et al., Cancer Res. 51:3052, 1991]). 그러나, 종양이 인간에서 CPT 로 처리될 때, 마우스에서보다 인간에서 더 낮은 정도의 항암 활성이 나타났다 (문헌 [Stehlin et al., In Camptothecins: New Anticancer Agents, 1995, CRC Press, pp. 59-65]).

동일한 현상이 다른 CPT-유도체에서 관찰되었다. 마우스에서, 9-니트로캄프토테신 ("9NC")은 인간 종양 이종이식물에 대해 CPT보다 2 내지 3배 더 효과적이어서 치료된 모든 인간 악성종양을 완전히 박멸시키는 것으로 입증되었다 (문헌 [Pantazis et al., Cancer Res. 53:1577, 1993]; 문헌 [Pantazis et al., Int. J. Cancer 53:863, 1995]).

약리학적 연구는 위내 투여후에 혈장에 존재하는 9NC 약물의 대부분 (57％)이 닫힌 락톤 형태라는 것을 증명하였다. I 상 임상 실험 환자에게 경구 투여후 9NC의 혈장 농도에 대한 약리학적 연구는, 평균적으로 존재하는 약물의 단지 약 3％만이 닫힌 락톤 형태인 것을 증명하였다.

이러한 발견에 일치하여, 이러한 환자군에서의 임상적 반응은, CPT로 수득된 것보다 높기는 하지만, 여전히 마우스에서 수득된 결과보다 매우 낮다 (마우스에서 32/32 완전 종양 퇴행 대 인간에서 2/32). 명확하게, 혈액 순환으로 도입될 때, 락톤 개환을 늦추고 지연시킬 변화에 대한 절박한 필요성이 존재하였다.

개환은, 캄프토테신이 하기 반응식에 도시된 바와 같이, 생리학적 pH, 즉 7 이상에서 2개의 별개의 형태로 존재한다는 점에서 특히 문제이다:

높은 pH에서 캄프토테신의 생물학적 활성 락톤 고리와 물의 가수분해 반응은 생물학적으로 불활성인 개방 형태를 제공한다. 또한, CPT 및 그의 유사체를 이용한 가수분해 문제는, 우세한 인간 혈청 알부민 (HSA)이 카르복실레이트 형태에 우세하게 결합하여 락톤/카르복실레이트 평형 상태를 불활성 형태로 이동시키기 때문에, 인간 혈액에서 악화된다 (문헌 [J. Biochem., 212, 285-287, 1993]; 문헌 [Biochemistry, 33, 10325-10336, 1994]; 문헌 [Biochemistry, 33, 12540-12545, 1994]). 따라서, 종양 세포가 S-상을 통해 순환하기에 충분한 시간 동안 분자의 락톤 고리를 보호하는 것이 중요한 과제이며, 상당량의 연구의 초점이었다.

큰 생물학적 활성 및 강화된 안정성을 갖는 캄프토테신의 유도체를 제공하기 위하여 다수의 시도가 이루어졌다. 다수의 이러한 화합물은 분자의 A, B 및 C 고리 상의 변화의 산물이지만, 이들 변화 중 일부는 생리학적 조건하에 락톤 고리의 안정성을 강화시켰다. 다른 접근법이 보다 성공적이었다. 예를 들어, 20-OH기의 아실화는 락톤 고리 E의 보호에 유용한 도구를 제공한다. 월(Wall) 등의 미국 특허 제4,943,579호에는, 락톤이 생리학적 조건하에 손상되지 않은 상태로 잔류할 수 없지만, 수용성을 갖는 몇가지 아실화된 캄프토테신 화합물이 기재되어 있다. 카오(Cao) 등에 대한 미국 특허 제5,968,943호에는 효과적인 항종양제인 CPT-유도체가 개시되어 있다.

캄프토테신 에스테르의 제조를 위한 다수의 상이한 반응이 문헌에 보고되어 있다.

촉매로서 피리딘을 사용하여 캄프토테신을 유기산 무수물로 직접 아실화시키는 것을 사용하여 알킬 및 알케닐 캄프토테신 에스테르를 제조한다 (상기 도시됨). 이러한 반응은 보통 높은 수율을 제공하지만, 유기산 무수물의 이용가능성이 반응의 범위를 제한한다.

따라서, 디시클로헥실카르보디이미드 (DCC)/디메틸아미노피리딘 (DMAP) 시약계를 카르복실산과 알코올 및 티올의 아실화 반응에 사용하였다. 종래에는, 특정 방법을 사용하여 방향족 캄프토테신 에스테르를 제조하였다 (하기 도시됨).

그러나, 이러한 방법은 카르복실산이 매우 친전자성일 경우에만 양호한 반응 수율을 제공한다. 산이 덜 친전자성일 경우, 반응은 낮은 수율을 제공하거나, 예상 생성물을 전혀 제공하지 않는다. 예를 들어, 프로피온산을 사용하여 이러한 방법으로 캄프토테신 프로피오네이트를 제조할 경우, 에스테르 생성물이 본질적으로 수득되지 않고, 출발 캄프토테신은 거의 100％ 회수되었다.

또한, 노난산 클로라이드를 아실화제로 사용하여, 메틸렌 클로라이드 중 HCl-트래핑제(trapping agent)로서 피리딘을 이용하여 캄프토테신을 에스테르화시켰다. 반응 (하기 도시됨)은 낮은 수율 (6％)로 수행되었다.

캄프토테신 에스테르를 제조하기 위한 많은 방법이 있지만, 각각의 방법은 상기 논의된 바와 같은 특정한 제한을 갖는다. 따라서, 캄프토테신 에스테르를 제조하기 위한 다른 방법(들)을 개발할 필요성이 여전히 존재한다.

<발명의 개요>

따라서, 본 발명의 목적은 캄프토테신의 에스테르를 제조하기 위한 제한이 덜한 신규 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적 및 장점은 일부분은 하기 발명의 상세한 설명에서 설명될 것이며, 일부분은 그 기재로부터 명백하거나, 본 발명의 실시에 의해 알 수 있다. 본 발명의 목적 및 장점은 첨부된 청구의 범위에서 특히 지적된 요소 및 조합에 의해 수행되고 달성될 것이다.

본원에 구체화되고 광범위하게 기재된 본 발명의 목적에 따라 목적을 수행하기 위하여, 본 발명은 일부분은 1종 이상의 산에 의해 양성자화된 1종 이상의 아실화제와 캄프토테신 화합물을 반응시키는 것을 포함하는 캄프토테신의 에스테르의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 또다른 특징 및 장점은 일부분은 하기 발명의 상세한 설명에서 설명될 것이며, 일부분은 그 기재로부터 명백하거나, 본 발명의 실시에 의해 알 수 있다. 본 발명의 목적 및 장점은 발명의 상세한 설명 및 첨부된 청구의 범위에서 특히 지적된 요소 및 조합에 의해 수행되고 달성될 것이다.

본원을 통해 언급된 모든 특허, 출원 및 공보는 본원에 전문이 참고로 포함되며, 본원의 일부분을 형성한다.

상기 일반적인 기재 및 하기 상세한 기재 모두 대표적인 것이고 단지 설명하는 것이며, 청구된 본 발명의 추가 설명을 제공하려는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 캄프토테신의 에스테르의 제조 방법에 관한 것이다. 캄프토테신 ("CPT")은 상당한 항종양 및 항암 활성을 갖지만, 이들 화합물은 표준 생리학적 조건하에서 분해되기 쉽고, 생성된 대사물은 종종 독성을 나타낸다. 따라서, 본 발명은 바람직하게는 포유동물 체내에서, 특히 인체내에서 장기간 손상되지 않고 남아 있어서 목적하지 않은 부작용을 생성하지 않고 항종양 및 항암 효과를 강화시키는 CPT 유도체 또는 유사체를 제조하기 위한 신규 방법을 제공한다.

본 발명의 하나 이상의 실시양태에 따라, 출발 캄프토테신 화합물과 1종 이상의 산, 예컨대 황산에 의해 양성자화된 1종 이상의 아실화제를 반응시키는 단계를 포함하는 캄프토테신의 지방족 에스테르의 제조 방법이 제공된다. 아실화제는 출발 캄프토테신 상에 형성되는 에스테르기를 함유할 수 있다. 하기에 추가로 상세한 설명이 제공된다.

하나 이상의 실시양태에서, 출발 캄프토테신 반응성 화합물은 캄프토테신 또는 9-니트로캄프토테신 또는 9 아미노-캄프토테신일 수 있다. 출발 캄프토테신은 CPT의 비-에스테르 형태 또는 CPT 유도체이고/이거나 에스테르화될 수 있는 임의의 CPT 화합물일 수 있다.

출발 캄프토테신은 하기 화학식을 가질 수 있다:

상기 화학식에서, R기는 상기 구조의 고리 중 하나 상의 치환체를 나타낸다. 특히, R은 H, NO₂, NH₂, N₃, --OH, 할로겐 (예를 들어, F, Cl, Br, I), 카르복실 (COOH), C_1-16 알킬기, C_2-16 알케닐기, C_3-8 시클로알킬기, C_1-8 알콕실기, 아록실기, CN, SO₃H, 할로겐화된 C_1-8 알킬기, (CH₂)_nNR₂ ⁷ (여기서, R⁷은 H, 또는 C_1-8 알킬기일 수 있고, n은 1 내지 약 8의 정수일 수 있음), 히드록실, SH, SR⁸ (여기서, R⁸은 C_1-8 알킬기, 비치환된 페닐기 또는 치환된 페닐기일 수 있음), 카르보닐기 (예를 들어, COR⁹ (여기서 R⁹는 C_1-8 알킬기, 비치환된 페닐기 또는 치환된 페닐기일 수 있음)), SiR₃ ¹⁰ (여기서, R¹⁰은 C_1-4 알킬기일 수 있음)을 나타낸다. R기는 고리 A의 9 또는 10 또는 11 또는 12 위치에 각각 위치할 수 있다. 또한, R은 이치환된 10,11--O--(CH₂)_y--O-기 (여기서, y는 1 내지 3의 정수일 수 있음)일 수 있다. 또한, R은 C_2-12 알케닐기, CF₃, CCl₃, CH₂F, CH₂Cl, CHF₂, CHCl₂, OH, OR¹² (여기서, R¹²는 C_1-8 알킬기 또는 C_2-8 알케닐기 또는 방향족기일 수 있음), NR₂ ¹³ (여기서, R¹³은 H 또는 C_1-4 알킬기일 수 있음)일 수 있다. X는 H, C_1-8 알킬기, C_2-8 알케닐기, C_1-8 알콕실기, 아록실기, SiR₃ ¹¹ 기 (여기서, R¹¹은 C_1-4 알킬기일 수 있음) 또는 CH₂NZY (여기서, Z 및 Y는 독립적으로 H, C_1-4 알킬 또는 할로겐화된 C_1-4 알킬기일 수 있음)를 나타낸다. 바람직한 R은 수소, 할로겐, 할로겐 함유 기, 알킬기 (예를 들어, C₁-C₁₅ 알킬기), --NO₂, --OH, 알콕시 또는 --NH₂일 수 있다.

출발 캄프토테신 화합물의 양은 충분한 아실화제가 존재하여 출발 캄프토테신의 적어도 일부분을 본원에 기재된 바와 같은 캄프토테신의 에스테르로 전환시키는 한 임의의 목적하는 양일 수 있다. 예를 들어, 출발 캄프토테신 화합물의 양은 약 1 g 내지 약 100 g, 또는 그 이상일 수 있다.

아실화제와 관련하여, 아실화제는 일반적으로 하나 이상의 실시양태에서 출발 캄프토테신 상에 형성되는 에스테르기를 함유한다. 아실화제는 유기산 유도체, 예컨대 산 할라이드 또는 산 무수물일 수 있다. 예를 들어, 아실화제는 화학식 R¹COX¹ 또는 (R¹CO)₂O (여기서, X¹은 할라이드, 예컨대 클로라이드 또는 브로마이드이고, R¹은 유기기를 나타내며, 일반적으로 R¹기는 출발 캄프토테신 화합물에 대한 에스테르 부착물의 유기 부분을 형성하는 기임)를 가질 수 있다. 보다 특별하게, 단지 예를 목적으로, R¹기는 알킬기, 예컨대 C₁-C₁₅ 알킬기, 시클로알킬기, 예컨대 C₃-C₈ 시클로알킬기, 알케닐기, 예컨대 C₂-C₁₅ 알케닐기 또는 에폭시기, 예컨대 C₂-C₁₅ 에폭시기일 수 있다. R¹기의 구체적인 예로는 CH₂CH₃; CH₂CH₂CH₃; CH₂CH₂CH₂CH₃; CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃; CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃; 또는

또는

;

CH₃; CH₂CH₃; 또는 CH₂CH₂CH₃; CH=CHCH₃ (트랜스);

또는

을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 목적 상 다양한 캄프토테신 에스테르가 하기에 기재되며, 하기 화학식에서 R²로 표시된 기는 본 발명의 방법에 사용된 아실화제에서 R¹기일 수 있다. 본 발명의 반응에 사용되는 아실화제의 양은 출발 캄프토테신 화합물 상에 에스테르기가 형성되기에 충분한 양일 수 있다. 아실화제의 적합한 양으로는 20 g 내지 30 g의 출발 캄프토테신을 아실화시키는 것을 기준으로 약 10 mL 내지 약 1 L를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 하기 실시예는 반응에 사용될 수 있는 아실화제의 대표적인 양을 제공한다.

본 발명의 반응에 사용되는 산과 관련하여, 산은 유기 산 유도체, 예컨대 산 할라이드 또는 산 무수물을 이용하여 출발 캄프토테신의 아실화가 일어날 수 있도록 하는 촉매량으로 사용될 수 있다. 산은 황산 또는 다른 산, 예컨대 HCl, HNO₃또는 HClO₄일 수 있다. 산은 진한 황산과 같은 진한 산일 수 있다. 산은 임의의 몰 농도, 예컨대 약 0.0001 내지 약 0.02 M 또는 그 이상을 가질 수 있다. 반응에 사용되는 산의 양은 촉매량, 예컨대 20 g 내지 30 g의 출발 캄프토테신과의 반응 당 약 0.1 ml 내지 약 1.0 ml, 보다 바람직하게는 약 0.20 ml 내지 약 0.75 ml 또는 약 0.5 ml일 수 있다. 에스테르화 반응을 촉매화시키는 데 사용되는 산의 양은 관련된 반응 규모에 따라 달라질 수 있다.

본 발명에서, 하나 이상의 실시양태에 따라, 다양한 반응물을 함께 임의의 순서로, 순차적으로, 동시에 또는 임의의 조합으로 조합할 수 있다. 임의의 반응 용기를 사용할 수 있다. 반응은 반응물의 어는점 초과의 임의의 온도, 예컨대 약 20℃ 이상에서 수행될 수 있다. 반응은 주위 온도 또는 승온, 예컨대 약 20℃ 내지 약 110℃ 또는 그 이상에서 수행될 수 있다. 반응은 신속하게, 예컨대 1분 내지 1시간 또는 그 이상내에 수행될 수 있다. 반응 시간은 사용된 반응물의 양 및 출발 CPT의 캄프토테신 에스테르로의 목적하는 전환 정도에 따라 달라진다. 반응은 불활성 분위기 또는 공기 중에서 일어날 수 있다. 불활성 분위기의 예는 질소 분위기 또는 아르곤 분위기일 수 있다.

본 발명의 방법에 의해 제조될 수 있는 CPT의 에스테르의 대표적인 예로는 하기 화학식을 특징으로 하는 CPT 에스테르를 들 수 있다:

상기 화학식에서, R기는 상기 구조의 고리 중 하나 상의 치환체를 나타낸다. 특히, R은 H, NO₂, NH₂, N₃, --OH, 할로겐 (예를 들어, F, Cl, Br, I), 카르복실 (COOH), C_1-16 알킬기, C_2-16 알케닐기, C_3-8 시클로알킬기, C_1-8 알콕실기, 아록실기, CN, SO₃H, 할로겐화된 C_1-8 알킬기, (CH₂)_nNR₂ ⁷ (여기서, R⁷은 H, 또는 C_1-8 알킬기일 수 있고, n은 1 내지 약 8의 정수일 수 있음), 히드록실, SH, SR⁸ (여기서, R⁸은 C_1-8 알킬기, 비치환된 페닐기 또는 치환된 페닐기일 수 있음), 카르보닐기 (예를 들어, COR⁹ (여기서 R⁹는 C_1-8 알킬기, 비치환된 페닐기 또는 치환된 페닐기일 수 있음)), SiR₃ ¹⁰ (여기서, R¹⁰은 C_1-4 알킬기일 수 있음)을 나타낸다. R기는 고리 A의 9 또는 10 또는 11 또는 12 위치에 각각 위치할 수 있다. 또한, R은 이치환된 10,11--O--(CH₂)_y--O-기 (여기서, y는 1 내지 3의 정수일 수 있음)일 수 있다. 또한, R은 C_2-12 알케닐기, CF₃, CCl₃, CH₂F, CH₂Cl, CHF₂, CHCl₂, OH, OR¹² (여기서, R¹²는 C_1-8 알킬기 또는 C_2-8 알케닐기 또는 방향족기일 수 있음), NR₂ ¹³ (여기서, R¹³은 H 또는 C_1-4 알킬기일 수 있음)일 수 있다. X는 H, C_1-8 알킬기, C_2-8 알케닐기, C_1-8 알콕실기, 아록실기, SiR₃ ¹¹ 기 (여기서, R¹¹은 C_1-4 알킬기일 수 있음) 또는 CH₂NZY (여기서, Z 및 Y는 독립적으로 H, C_1-4 알킬 또는 할로겐화된 C_1-4 알킬기일 수 있음)를 나타낸다. 바람직한 R은 수소, 할로겐, 할로겐 함유 기, 알킬기 (예를 들어, C₁-C₁₅ 알킬기), --NO₂, --OH, 알콕시 또는 --NH₂일 수 있다. R²는 알킬기 (예컨대, C₁-C₁₅ 알킬), 시클로알킬기 (예컨대, C₂-C₈ 시클로알킬), 알케닐기 (예컨대, C₂-C₁₅ 알케닐) 또는 에폭시기 (예컨대, C₁-C₁₅ 에폭시기)일 수 있다.

본 발명의 방법에 의해 제조된 바람직한 CPT 에스테르는 하기 도시된 화학식을 특징으로 한다:

.

상기 식에서, R은 H 또는 NO₂일 수 있다. R²는 R이 H일 때, C₂-C₁₅ 알킬기 (예컨대, C₂-C₄ 알킬기 또는 C₆-C₁₅ 알킬기), C₃-C₈ 시클로알킬기, C₂-C₁₅ 알케닐기 또는 C₂-C₁₅ 에폭시기를 나타낸다. R이 NO₂일 때, R²는 C₁-C₁₅ 알킬기, C₃-C₈ 시클로알킬기, C₂-C₁₅ 알케닐기 또는 C₂-C₁₅ 에폭시기이다. 바람직하게는, R이 H일 때, R²는 CH₂CH₃; CH₂CH₂CH₃; CH₂CH₂CH₂CH₃; CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃; CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃; 또는

또는

;

CH₃; CH₂CH₃; 또는 CH₂CH₂CH₃; CH=CHCH₃ (트랜스);

또는

이다.

반응의 수율은 90％ 이상일 수 있거나, 90 중량％ 이상 내지 99 중량％의 출발 캄프토테신 생성물이 캄프토테신의 에스테르로 전환된다. 바람직하게는, 반응의 수율은 95％ 이상의 캄프토테신 생성물이 캄프토테신의 에스테르로 전환된다. 보다 바람직하게는, 반응의 수율은 99％ 이상이다.

출발 CPT 또는 반응물의 순도 및/또는 농도는 중요하지 않다. 여러가지 순도 및 여러가지 농도가 반응으로부터 형성되는 CPT의 에스테르의 수율％에 영향을 미칠 수 있다. 바람직하게는, 출발 CPT 반응물의 순도는 약 30 내지 약 100％이다. 보다 바람직하게는, 순도는 약 80 내지 약 100％ 또는 90％ 내지 99.9％ 또는 그 이상이다. 바람직하게는, CPT 또는 CPT 유도체 반응물의 양은 반응물의 총 부피의 약 0.1 내지 약 50％이다. 보다 바람직하게는, 상기 양은 반응물의 총 부피의 약 0.5 내지 약 5.0％이다.

산 중 불순물이 CPT 또는 아실화제와 반응하지 않는 한, 산의 pH, 농도 및 순도는 중요하지 않다. 산의 산성은 반응에 사용된 아실화제를 양성자화시킬 수 있기에 충분한 강산이어야 한다. 강한 무기산, 예컨대 H₂SO₄, HCl, HNO₃ 및 HClO₄가 이러한 능력을 갖는다. 다른 산, 예컨대 AlCl₃ 및 BF₃를 이러한 유형의 촉매적 에스테르화 반응에 사용할 수 있다. 산의 pH는 약 0.5 내지 약 5일 수 있다. 바람직하게는, 산은 진한 산이고, 순도가 높다. 예를 들어, 농도는 약 60 내지 약 100％일 수 있다. 바람직하게는, 농도는 약 95 내지 약 98％이다. 산의 순도는 약 30 내지 약 100％일 수 있다. 바람직하게는, 순도는 약 90 내지 약 100％이다. 바람직하게는, 산, 예컨대 진한 황산의 양은 반응물의 총 부피의 약 0.1 내지 10％이다. 보다 바람직하게는, 상기 양은 반응물의 총 부피의 약 0.5 내지 약 8.5％이다.

바람직하게는, 산을 CPT와 아실 할라이드의 혼합물에, 상기 혼합물을 교반하면서 첨가한다. 바람직하게는, 혼합물에 첨가될 수 있는 산의 양은 산이 촉매로서 작용하기에 충분하다. 바람직하게는 산의 약 4 내지 약 8의 유리 피펫 방울을 약 70 내지 100 ml의 아실 할라이드에 첨가할 수 있다 (아실화제가 아실 할라이드가 아닐 경우, 유사한 양의 산을 사용할 수 있음). 그러나, 필요할 경우, 더 많은 또는 더 적은 산을 CPT와 아실 할라이드의 혼합물에, 바람직하게는 상기 혼합물을 교반하면서 첨가할 수 있다.

CPT, 아실 할라이드 및 산의 혼합물을, 바람직하게는 불활성 분위기, 예컨대 N₂를 포함하는 반응기에 넣고, 약 80℃ 내지 약 120℃로 가열할 수 있다. 바람직하게는, 혼합물을 약 90℃ 내지 약 110℃로 가열하고, 보다 바람직하게는, 반응기를 약 100℃로 가열한다.

바람직하게는, 반응을 목적하는 생성물이 형성될 때까지 수행할 것이다. 반응 시간은 수 시간 만큼 짧은 시간 내지 수 일 만큼 긴 시간일 수 있다. 바람직하게는, 반응 시간은 불활성 분위기, 예컨대 N₂하에 약 15시간일 수 있다.

반응의 예가 하기 반응식 1에 도시되어 있다.

임의의 이론에 의해 얽매이는 것을 바라는 것은 아니지만, 산, 예컨대 황산을 이용한 아실화제 (RCOX)의 양성자화가 반응성 중간체 A를 형성하는 것으로 생각된다. 중간체 A의 양이온 카르보닐 탄소를 캄프토테신에 부착하여 중간체 B를 형성한다. 중간체 B로부터 XH의 분자를 후속 제거하여 최종 에스테르 생성물을 수득한다.

용액의 색 변화에 의해 측정될 수 있는 반응의 완료 후에, 용액을 실온으로 냉각시킬 수 있다. 용매를 임의의 일반적으로 공지된 분리 방법, 예컨대 증발 방법 또는 여과 방법에 의해 제거할 수 있다. 반응 용매를 제거한 후 수득된 조 생성물을 알코올 용매, 예컨대 에탄올에서 환류시킴으로써 정제할 수 있다. 최종 생성물은 알코올로부터 재결정화 및/또는 재침전시 결정 형태로 수득된다.

본 발명은 하기 실시예에 의해 더욱 명확해질 것이며, 하기 실시예는 본 발명을 단순히 예시하려는 것이다.

실시예 1

캄프토테신-20-프로피오네이트 (CZ48)를 다음과 같이 제조하였다.

20 g의 캄프토테신 (0.05747몰) 및 100 ml의 프로피온산 무수물 (97％, 미국 위스콘신주 밀워키 소재 알드리치 케미칼 코포레이션(Aldrich Chemical Co.) 제품)을 자석 교반기 및 샌드 배스(sand bath)가 장착된 200 ml 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 혼합물을 교반하면서 샌드 배스에 의해 가열하였다. 샌드 배스의 온도가 80℃에 이르렀을 때, 몇방울 (8 내지 10 방울)의 진한 황산 (95 내지 98％, A.C.S. 시약, 알드리치 케미칼 코포레이션 제품)을 한방울씩 첨가하였다. 그 후, 혼합물을 110±10℃에서 밤새도록 (약 14시간) 교반하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 반응 혼합물을 교반하면서 1000 ml 냉수에 일부분씩 나누어 부었다. 약 45분 동안 교반한 후, 혼합물을 여과하였다. 여과로부터 수득된 잔류물을 24시간 동안 공기 건조시켰다. 건조된 조 생성물을 가열 맨틀이 장착된 500 ml 둥근 바닥 플라스크로 옮겼다.

상기 조 생성물에 200 ml의 무수 에탄올 (99.5％, 200 강도(proof), 알드리치 케미칼 코포레이션 제품)을 첨가하였다. 혼합물을 2시간 동안 환류시킨 후, 실온으로 냉각시켰다. 에탄올로부터 결정화 후 순수한 생성물을 결정으로서 수득하였다. 순도는 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)를 사용하여 99.8％로 나타났고, 융점 (mp)은 242℃로 측정되었다. 박층 크로마토그래피 (TLC)는 미리 실험실에서 제조된 진정한 캄프토테신-20-프로피오네이트와 동일한 R_f (체류 인자) 값을 나타내었다. 또한, 양성자 핵 자기 공명 (NMR)은 진정한 샘플과 동일한 스펙트럼을 나타내었다.

실시예 2

실시예 1과 동일한 절차를 사용하여, 하기 나타낸 바와 같은 표 1에 열거된 모든 생성물을, 아실화제로서 상응하는 유기산 무수물 또는 클로라이드를 사용하여 제조하였다. 생성물에 대한 반응 수율은 표 1에 나타내었다.

건조 질소를 일반적으로 표 1에 나타낸 제조를 위하여 모든 반응에서 반응 분위기로 사용하였다. 모든 유리 제품을 사용하기 전에 70±10℃하에 최소 2시간 동안 베이킹하였다. 융점은 MEL-TEMP (등록상표) 융점 장치를 사용하여 수득하였으며, 보정하지 않았다. 캄프토테신은 중국으로부터 구입하고, 구입한 자체로 사용하였다. 실험실에서 문헌 [Cao et al., Synthesis 1998, 1724]에 기재된 바와 같은 정립된 절차를 사용하여 9개의 니트로캄프토테신을 제조하였으며, 상기 문헌은 본원에 전문이 참고로 포함된다.

아실화제로서 과량의 유기산 유도체, 예컨대 산 클로라이드 (또는 브로마이드) 및 산 무수물, 및 반응 매질을 사용하여, 촉매로서 진한 황산 몇방울과 함께 캄프토테신과 실온 또는 승온하에 N₂ 분위기하에서 반응시켰다. 후속 제조 후, 캄프토테신 에스테르 생성물이 고수율로 수득되었다. 표 1은 본 발명에 따른 H₂SO₄- 촉매된 아실화 방법과 문헌에 보고된 방법 사이의 13개의 캄프토테신 에스테르의 반응 수율 비교를 나타내었다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 캄프토테신-20-프로피오네이트, 부티레이트, 발레레이트 및 헵타노에이트가 모두 높은 반응 수율로 수득되었다.

종래 무수물/피리딘 방법은 종종 에스테르 화합물의 제조에 사용되고, 일반적으로 상응하는 무수물이 이용가능할 때 높은 반응 수율을 제공하였다. 그러나, 유기 무수물이 항상 이용가능하지는 않았다. 예를 들어, 캄프토테신-20-노나노에이트를 제조할 때 상응하는 무수물 대신 아실화제로서 노나노일 클로라이드를 사용하였다. 이 경우, 생성물의 반응 수율은 단지 6％ (종래 방법)였다.

또다른 종래 방법을 사용하여 표 1에 열겨된 CPT 에스테르를 제조할 경우, 상기 기재된 바와 같은 DCC/DMAP 방법은 수행하지 않았다. 이러한 방법을 사용한 3개의 반응을 시도하였다. 모두 예상되는 CPT 에스테르를 제공하는데 실패하였으며, 출발 캄프토테신 물질은 100％ 회수되었다.

그러나, 본 발명에 따른 상응하는 산 무수물 또는 클로라이드를 이용한 캄프토테신 유도체의 H₂SO₄-촉매화된 아실화는 표 1에 나타낸 모든 반응에 대해 높은 수율을 제공하였다. 노나노일 클로라이드를 아실화제로 사용할 경우, H₂SO₄-촉매화된 반응은 캄프토테신-20-노나노에이트를 92％의 수율로 제공한 반면, 문헌에 보고된 종래 방법은 단지 6％만을 제공하였다.

따라서, H₂SO₄-촉매화된 반응은 캄프토테신 에스테르의 제조에 효과적인 방법을 제공하였다. 상기에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 합성 경로에서 최종 생성물의 수율은 전형적으로 정확한 반응 조건, 출발 물질의 순도, 아실화제의 특성, 산 또는 염기의 유형 및 합성 유기 화학에서 일반적인 다른 인자 또는 파라미터에 따라 90％를 초과하였다. 상기 기재된 바와 같은 본 발명의 화합물의 제조 방법은 배제 또는 제한을 의미하려는 것이 아니라, 단지 예시적인 것이며, 이러한 화합물을 생성하는 다른 수단 또는 반응 조건을 최적화하는 다른 수단이 당업자에게 가능할 수 있다.

본 출원인은 특히 본 개시물에 모든 인용된 참고 문헌의 전문을 도입하였다. 또한, 양, 농도 또는 다른 값 또는 파라미터가 범위, 바람직한 범위 또는 바람직한 상한치와 바람직한 하한치의 목록으로 제공될 경우, 범위가 별도로 개시되어 있는지와 상관 없이, 임의의 쌍의 임의의 범위의 상한 또는 바람직한 값 및 임의의 범위의 하한 또는 바람직한 값으로부터 형성된 모든 범위를 구체적으로 개시한 것으로 이해되어야 한다. 수치 범위가 본원에 기재될 경우, 달리 언급되지 않는 한, 범위는 그의 종점 및 범위내의 모든 정수 및 분수를 포함하는 것으로 의도된다. 본 발명의 범위가 범위를 정의할 때 언급된 특정 값에 제한되는 것을 의도하지 않는다.

본 발명의 다른 실시양태가 본원 명세서의 고려 및 본원에 개시된 본 발명의 실시로부터 당업자에게 명백할 것이다. 본원 명세서 및 실시예는 단지 예로서 고려되어야 하며, 본 발명의 진정한 범위 및 취지는 하기 청구의 범위 및 그의 등가물에 의해 나타내지도록 의도하였다.

Claims

출발 캄프토테신 화합물과 1종 이상의 알킬화제 및 1종 이상의 산을 반응시키는 것을 포함하는 캄프토테신의 지방족 에스테르의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 1종 이상의 산이 촉매량으로 존재하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 1종 이상의 산이 황산인 방법.
제1항에 있어서, 상기 1종 이상의 알킬화제가 상기 1종 이상의 산에 의해 양성자화되는 방법.
제1항에 있어서, 상기 출발 캄프토테신 화합물이 20(S)-캄프토테신, 9-니트로-캄프토테신 또는 9-아미노캄프토테신인 방법.
제1항에 있어서, 상기 출발 캄프토테신 화합물이 하기 화학식을 갖는 것인 방법.

상기 식에서,

R은 H, NO₂, NH₂, N₃, OH, 할로겐, 카르복실, C_1-16 알킬기, C_2-16 알케닐기, C_3-8 시클로알킬기, C_1-8 알콕실기, 아록실기, CN, SO₃H, 할로겐화된 C_1-8 알킬기, (CH₂)_nNR₂ ⁷, 히드록실, SH, SR⁸, 카르보닐기, SiR₃ ¹⁰, 이치환된 10,11--O--(CH₂)_y--O-기 (여기서, y는 1 내지 3의 정수일 수 있음), C_2-12 알케닐기, CF₃, CCl₃, CH₂F, CH₂Cl, CHF₂, CHCl₂, OH, OR¹² (여기서, R¹²는 C_1-8 알킬기 또는 C_2-8 알케닐기 또는 방향족기임), NR₂ ¹³ (여기서, R¹³은 H 또는 C_1-4 알킬기임)을 나타내며, R은 고리 A의 9 또는 10 또는 11 또는 12 위치에 위치하고,

X는 H, C_1-8 알킬기, C_2-8 알케닐기, C_1-8 알콕실기, 아록실기, SiR₃ ¹¹ 기 (여기서, R¹¹은 C_1-4 알킬기일 수 있음) 또는 CH₂NZY (여기서, Z 및 Y는 독립적으로 H, C_1-4 알킬 또는 할로겐화된 C_1-4 알킬기임)를 나타내고,

R⁷은 H 또는 C_1-8 알킬기이고,

n은 1 내지 약 8의 정수이고,

R⁸은 C_1-8 알킬기, 비치환된 페닐기 또는 치환된 페닐기이고,

R¹⁰은 C_1-4 알킬기이다.
제1항에 있어서, 상기 알킬화제가 화학식 R¹COX¹ 또는 (R¹CO)₂O (여기서, R¹은 상기 캄프토테신의 에스테르에 존재하는 상기 에스테르의 유기 부분을 형성하는 유기기를 나타내고, X¹은 할라이드를 나타냄)를 갖는 것인 방법.
제7항에 있어서, 상기 R¹이 시클로알킬기로서 알킬기 및 알케닐기 또는 에폭시기인 방법.
제8항에 있어서, 상기 R¹이 C₁-C₁₅ 알킬기, C₃-C₈ 시클로알킬기, C₂-C₁₅ 알케닐기 또는 C₂-C₁₅ 에폭시기인 방법.
제1항에 있어서, 상기 출발 캄프토테신 화합물이 20(S)-캄프토테신이고, 상기 알킬화제가 화학식 R¹COX¹ 또는 (R¹CO)₂O (여기서, R¹은 CH₃; C₂H₅; C₃H₇; C₄H₉; C₆H₁₃; C₈H₁₇; 또는 CH=CHCH₃을 나타냄)를 갖고, 상기 산이 황산인 방법.
제1항에 있어서, 상기 출발 캄프토테신 화합물이 9-니트로-캄프토테신이고, 상기 알킬화제가 화학식 R¹COX¹ 또는 (R¹CO)₂O (여기서, R¹은 C₂H₅; C₃H₇; C₄H₉; C₆H₁₃; 또는 i-C₃H₇을 나타냄)를 갖고, 상기 산이 황산인 방법.