KR20120032654A - 우루소데옥시콜린산 및 케노데옥시콜린산의 마그네슘염의 제조방법 - Google Patents

우루소데옥시콜린산 및 케노데옥시콜린산의 마그네슘염의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a) 우루소데옥시콜린산, 케노데옥시콜린산, 및 수산화나트륨을 실온에서 에탄올 중에 용해시키는 단계; (b) 단계(a)에서 얻어진 용액에 황산마그네슘 수용액을 가하여 반응시키는 단계; (c) 단계(b)에서 얻어진 반응혼합물을 증류하여 에탄올을 제거하고, 실온에서 교반하는 단계; 및 (d) 단계(c)에서 얻어진 반응혼합물을 여과하여 얻어진 생성물을 건조하는 단계를 포함하는, 우루소데옥시콜린산 및 케노데옥시콜린산의 마그네슘염의 제조방법을 제공한다.

Description

우루소데옥시콜린산 및 케노데옥시콜린산의 마그네슘염의 제조방법{Process for preparing double magenium salt of ursodeoxycholic acid and chenodeoxycholic acid}
본 발명은 담석증의 예방 또는 치료에 유용한 우루소데옥시콜린산 및 케노데옥시콜린산의 마그네슘염의 제조방법에 관한 것이다.
케노데옥시콜린산(chenodeoxycholic acid, CDCA)은 담석을 용해시킴으로써 담석증 치료에 사용될 수 있는 것으로 알려져 있다. CDCA의 거울상 이성질체인 우루소데옥시콜린산(ursodeoxycholic acid, UDCA)은 인체내에서 콜레스테롤 생합성 저해 활성을 나타냄으로써 역시 담석증 치료에 활성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 그러나, 담석증 치료를 위하여 UDCA 및 CDCA 중 하나를 투여하게 될 경우, CDCA는 이미 형성된 담석을 용해시킬 수 있으나, 담석의 형성을 방지할 수는 없고, 반면에 UDCA는 담성의 형성을 저해할 수 있으나, 형성된 담석을 용해시킬 수 없다.
UDCA 혹은 CDCA 단독 투여에 따른 문제점을 해결하기 위하여, 유럽특허 제EP0092073호는 UDCA 및 CDCA의 마그네슘염(double magenium salt of UDCA and CDCA) 및 그의 제조방법을 개시한 바 있으며, 상기 마그네슘염은 1개 원자의 마그네슘에 UDCA 및 CDCA가 각각 1몰씩 결합되어 있는 구조를 갖는다. 상기 UDCA 및 CDCA의 마그네슘염은 수불용성의 성질을 가지며, 위산에 의해 서서히 가수분해되어 생체 내에서 UDCA 및 CDCA를 지속적으로 제공한다. 유럽특허 제EP0092073호에 따른 UDCA 및 CDCA의 마그네슘염의 제조방법은 CDCA를 무수 에탄올에 용해시킨 후 질소 기류하에서 마그네슘 에톡사이드와 같은 마그네슘 알코올레이트와 반응시켜 알콕시-마그네슘 CDCA를 생성시킨 다음, 1 당량의 UDCA를 무수 에탄올에 용해시켜 얻어진 용액을 반응 혼합물에 가하는 것을 포함한다. 그러나, 마그네슘 에톡사이드와 같은 마그네슘 알코올레이트는 취급이 곤란할 뿐만 아니라 고가의 시약이기 때문에 산업적 대량생산에 적합하지 않다. 또한, 반응 과정을 무수 조건으로 유지시켜야 하므로(따라서 고가의 무수 에탄올 사용이 필수적이다) 생산 현장에서 적용이 용이하지 않다. 또한, 생성물을 순수한 형태로 분리하기 위해서는 아세톤을 사용한 재결정을 수행하여야 하므로, 잔류 용매의 문제뿐만 아니라 아세톤과 같은 유기용매 사용에 따른 환경문제를 야기할 수 있다.
유럽특허 제EP0092073호의 제조방법에 있어서의 문제점을 개선하기 위하여, 독일특허 제DE3742798호는 UDCA 및 CDCA를 물에 가하고, NaOH를 가하여 pH8.2로 조정한 후 고온으로 가열하여 가용화시킨 다음, 물과 아세톤의 혼합용매 중에 용해시킨 황산마그네슘 7수화물(magnesium sulfate 7H2O)을 상기 가용화된 용액에 고온을 유지하면서 가한 후, 실온에서 추가로 8시간 동안 교반함으로써, UDCA 및 CDCA의 마그네슘염을 제조하는 방법을 개시한 바 있다. 상기 독일특허 제DE3742798호의 제조방법은 마그네슘 알코올레이트에 비해 상대적으로 저렴한 시약인 황산마그네슘 7수화물을 사용하고 또한 무수 조건의 채용이 필요없는 장점이 있다. 그러나, 상기 제조방법도 역시 아세톤과 같은 유기용매의 사용을 필요로 한다는 문제점이 있으며, UDCA 및 CDCA 용액을 얻기 위하여 고온으로 가열(heating)하는 단계가 추가로 요구된다. 특히, 독일특허 제DE3742798호의 제조방법은 UDCA 및 CDCA의 마그네슘염을 결정화하기 위하여 장시간(약 8시간) 동안의 교반을 필요로 하므로, 산업적 대량생산에 적합하지 않다.
중국특허공개 제CN101219418A호는 용매로서 물만을 사용하여 다양한 수화물 형태의 UDCA 및 CDCA의 마그네슘염(예를 들어, 1수화물, 3수화물, 5수화물 등)을 제조하는 방법을 개시한 바 있다. 상기 제조방법은 독일특허 제DE3742798호의 제조방법과 거의 동일하나, 황산마그네슘 7수화물, 황산마그네슘 1수화물, 또는 황산마그네슘 아세테이트를 물에 가하고 80?95℃의 고온으로 가열하여 용해시켜 얻어진 수용액을 사용하는 점이 상이하다. 그러나, 중국특허공개 제CN101219418A호에 따른 제조방법은 DCA 및 CDCA 용액을 얻기 위한 고온 가열 단계에 추가하여 황산마그네슘 등의 용액을 얻기 위한 고온 가열 단계가 추가로 요구되는 문제가 있다. 특히, UDCA 및 CDCA 용액과 황산마그네슘 등의 용액의 반응을 1상 반응(homophasic reaction)에 의해 반응을 수행하여야 하므로, 반응공정 전체를 고온으로 지속적으로 유지시켜야 하는 문제가 있다. 더욱이, 적가 후 밤샘교반을 하여야 함을 감안할 때, 생산현장에서 반응 콘트롤이 어려울 뿐만 아니라 제조비용이 상승한다는 문제가 있다.
기타, 대한민국 특허공개 제10-2010-00078844호는 상기 유럽특허 제EP0092073호의 제조방법에 있어서의 문제점인 높은 제조비용을 낮추기 위하여, 염화마그네슘(MgCl2)를 사용하는 것을 개시하고 있으나, 기존의 제조방법과 마찬가지로 고온 가열공정을 수행하여야 하며, 아세톤과 같은 유기용매의 사용을 필요로 하는 문제점이 있다.
본 발명은 선행기술에 따른 제조방법의 문제점을 개선한 제조방법을 제공한다. 특히, 본 발명은 마그네슘 에톡사이드와 같은 고가 시약의 사용을 배제하고, 아세톤과 같은 유기용매의 사용이 필요없으며, 고온 가열 공정을 배제하여 실온에서도 반응을 수행할 수 있어, 산업적 규모의 대량생산이 가능한 개선된 제조방법을 제공한다.
즉, 본 발명은 UDCA 및 CDCA의 마그네슘염의 개선된 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 태양에 따라, (a) 우루소데옥시콜린산, 케노데옥시콜린산, 및 수산화나트륨을 실온에서 에탄올 중에 용해시키는 단계; (b) 단계(a)에서 얻어진 용액에 황산마그네슘 수용액을 가하여 반응시키는 단계; (c) 단계(b)에서 얻어진 반응혼합물을 증류하여 에탄올을 제거하고, 실온에서 교반하는 단계; 및 (d) 단계(c)에서 얻어진 반응혼합물을 여과하여 얻어진 생성물을 건조하는 단계를 포함하는, UDCA 및 CDCA의 마그네슘염의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 단계(a)는 우루소데옥시콜린산 및 케노데옥시콜린산을 실온에서 에탄올 중에 용해시킨 다음, 수산화나트륨을 실온에서 가함으로써 수행될 수 있으며, 상기 에탄올은 우루소데옥시콜린산 또는 케노데옥시콜린산 100 g에 대하여 0.8 ? 1.2 L의 비율로 사용될 수 있다. 또한, 상기 수산화나트륨은 우루소데옥시콜린산 또는 케노데옥시콜린산 1 몰당량에 대하여 1.8 ? 2.2 몰당량의 범위로 사용될 수 있다.
단계(b)에서 상기 황산마그네슘 수용액은 무수 황산마그네슘을 사용하여 0.09 ? 0.11 M 범위의 농도로 조절하여 얻어진 것을 바람직하게 사용할 수 있으며, 단계(b)의 상기 반응은 0.5 ? 1 시간 동안 바람직하게 수행될 수 있다.
또한, 단계(c)에서 상기 교반은 1 ? 5 시간 동안 바람직하게 수행될 수 있다.
본 발명의 제조방법은 UDCA 및 CDCA와 황산마그네슘과의 반응을 고온 가열 공정을 거치지 않고 실온에서 수행하며, 또한 아세톤과 같은 유기용매의 사용없이 에탄올 증류 및 실온에서의 교반에 의해 UDCA 및 CDCA의 마그네슘염을 간단히 제조할 수 있다. 따라서, 마그네슘 에톡사이드와 같은 고가 시약의 사용을 필요로 하지 않으며, 아세톤과 같은 유기용매의 사용을 필요로 하지 않는다. 또한, 본 발명의 제조방법은 고온에서의 적가 공정을 수행하지 않고도 단시간 동안 실온에서 반응을 수행할 수 있다. 특히, 본 발명의 제조방법은 장시간의 결정화 공정이 필요없이, 1 ? 5 시간 동안의 교반에 의해 간단히 결정화를 수행할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 제조방법은 산업적 규모의 대량생산에 특히 적합하다.
본 명세서에서, "우루소데옥시콜린산 및 케노데옥시콜린산의 마그네슘염" 또는 "UDCA 및 CDCA의 마그네슘염"이라 함은 1개 원자의 마그네슘에 UDCA 및 CDCA가 각각 1몰씩 결합되어 있는 구조를 갖는 화합물을 말하며, 하기 화학식 1의 구조를 갖는다. 상기 UDCA 및 CDCA의 마그네슘염은 무수물, 수화물 등을 모두 포함하며, 바람직하게는 3수화물(trihydrate) 형태를 갖는다.
Figure pat00001
또한, 본 명세서에서 "실온(room temperature)"라 함은 화학합성 분야에서 가열이나 냉각을 하지 않는 범위의 온도(통상, 상온으로 칭해지기도 한다)를 말하며, 예를 들어 약 15℃ 내지 약 30℃ 범위의 온도, 전형적으로는 약 20℃ 내지 약 28℃ 범위의 온도, 통상적으로는 약 25℃의 온도를 말한다. 물론, 상기 온도 범위는 가열이나 냉각을 하지 않는한 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 (a) UDCA, CDCA, 및 수산화나트륨을 실온에서 에탄올 중에 용해시키는 단계; (b) 단계(a)에서 얻어진 용액에 황산마그네슘 수용액을 가하여 반응시키는 단계; (c) 단계(b)에서 얻어진 반응혼합물을 증류하여 에탄올을 제거하고, 실온에서 교반하는 단계; 및 (d) 단계(c)에서 얻어진 반응혼합물을 여과하여 얻어진 생성물을 건조하는 단계를 포함하는, UDCA 및 CDCA의 마그네슘염의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 제조방법은 UDCA, CDCA, 및 수산화나트륨을 실온에서 에탄올 중에 용해시키는 단계[즉, 단계(a)]를 포함한다. 상기 UDCA 및 CDCA는 1:1 몰당량의 비율로 사용될 수 있으며, 통상적으로는 UDCA : CDCA = 1.02 : 1.00 임을 감안하여, UDCA를 CDCA보다 약간 과량으로 사용하는 것이 바람직하다. 단계(a)의 상기 용해는 UDCA, CDCA, 및 수산화나트륨을 실온에서 에탄올에 한번에 가하여 용해시킴으로써 수행될 수 있다. 바람직하게는 UDCA 및 CDCA를 실온에서 에탄올 중에 먼저 완전히 용해시킨 다음, 수산화나트륨을 가하여 용해시키는 것이 바람직하다. 상기 에탄올로는 고가의 무수 에탄올을 사용할 필요가 없으며, 생산현장에서 저렴하게 사용되는 공업용 에탄올(예를 들어, 95% 에탄올)을 사용할 수 있다. 상기 에탄올의 사용량은 UDCA 및 CDCA를 용해시킬 수 있다면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 UDCA 또는 CDCA 100 g에 대하여 0.8 ? 1.2 L의 비율, 바람직하게는 UDCA 또는 CDCA 100 g에 대하여 약 1L의 비율로 사용될 수 있다. 또한, 상기 수산화나트륨은 우루소데옥시콜린산 또는 케노데옥시콜린산 1 몰당량에 대하여 1.8 ? 2.2 몰당량의 범위, 더욱 바람직하게는 약 2 몰당량으로 사용될 수 있다.
본 발명의 제조방법은 단계(a)에서 얻어진 용액에 황산마그네슘 수용액을 가하여 반응시키는 단계[즉, 단계(b)]를 포함한다. 상기 황산마그네슘 수용액은 무수물 또는 수화물(예를 들어, 1수화물, 3수화물, 5수화물, 7수화물 등)을 물에 용해시켜 제조할 수 있다. 상기 황산마그네슘 수용액의 농도는 단계(a)에서 얻어진 용액 중의 UDCA 및/또는 CDCA의 농도에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 0.09 ? 0.11 M 범위의 농도로 조절하여 최종 용적을 25 ? 30 배의 범위로 하는 것이 효율적인 공정 수행의 측면에서 바람직하다. 단계(b)의 상기 반응은 단시간 즉, 0.5 ? 1 시간 동안, 바람직하게는 약 30분 동안의 단시간 동안 바람직하게 수행될 수 있으며, 상기 반응을 통하여 뿌연 현탁액 형태의 반응 혼합물이 얻어지게 된다. 이는 1상 반응(homophasic reaction)을 위하여 장시간의 적가공정을 수행하여야 하는 종래기술의 제조방법과 대비된다.
본 발명의 제조방법은 단계(b)에서 얻어진 반응혼합물을 증류하여 에탄올을 제거하고, 실온에서 교반하는 단계[즉, 단계(c)]를 포함한다. 상기 증류는 화학합성 분야에서 통상적으로 사용되는 증류방법에 따라 수행될 수 있으며, 예를 들어 상압증류에 의해 바람직하게 수행될 수 있다. 또한, 상기 실온에서의 교반 즉, 결정화 공정은 1 ? 5 시간 동안 바람직하게 수행될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 약 2 ? 3 시간 동안 수행될 수 있다. 이는 결정화를 위하여 약 8시간의 장시간의 교반을 수행하여야 하는 종래기술의 제조방법과 대비된다.
본 발명의 제조방법은 단계(c)에서 얻어진 반응혼합물을 여과하여 얻어진 생성물을 건조하는 단계[즉, 단계(d)]를 포함한다. 상기 여과 및 건조는 화학합성 분야에서 통상적으로 사용되는 여과 및 건조 방법에 따라 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 여과공정은 통상의 여과(즉, 중력에 의한 여과), 흡인여과 등의 방법에 따라 수행할 수 있으며, 상기 건조는 자연건조, 감압건조, 열풍건조 등의 방법에 따라 수행할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
공업용 에탄올 2L에 UDCA(204.0g) 및 CDCA(200.0g)를 실온에서 가하여 완전히 용해시켰다. 상기 용액에 수산화나트륨(40.4g)을 가하고 교반하여 완전히 용해시켰다. 황산마그네슘 7수화물을 물에 용해시켜 제조한 0.1M MgSO4 수용액(6L)을 상기 용액에 가하고 30분 동안 교반하여 뿌연 현탁액 형태의 반응 혼합물을 생성시켰다. 상기 반응 혼합물을 상압증류하여 에탄올을 제거하여 2.4L의 반응 혼합물을 얻은 다음, 실온에서 2시간 동안 교반하고, 20℃에서 1시간 동안 교반하였다. 얻어진 반응 혼합물을 여과하고, 물로 세척한 다음, 약 70℃에서 건조하여 UDCA 및 CDCA의 마그네슘염 400 g을 얻었다.
실시예 2 내지 11
하기 표 1의 시약을 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행하여 3수화물 형태의 UDCA 및 CDCA의 마그네슘염을 각각 얻었다.
UDCA
(g)
CDCA
(g)
EtOH
(ml)
NaOH
(ml)
MgSO4 수율
(g)
농도(M) 사용량(ml)
실시예 2 10.0 10.0 100.0 2.03 0.14 280.0 16.28
실시예 3 10.0 10.0 100.0 2.03 0.1 300.0 20.21
실시예 4 30.15* 30.03** 300.0 6.12 0.1 800.0 60.46
실시예 5 30.15 30.03 380.0 6.12 0.1 800.0 61.77
실시예 6 10.05 10.01 60.0 2.04 0.1 160.0 17.28
실시예 7 30.5 10.0 100.0 6.11 0.1 800.0 51.85
실시예 8 10.2* 10.0** 100.0 2.02 0.1 300.0 21.18
실시예 9 204.0 200.0 4000.0 40.42 0.1 12000 417.59
실시예 10 204.0 200.0 2000.0 40.4 0.1 6000.0 426.53
실시예 11 204.0 200.0 2000.0 40.04 0.1 6000.0 424.75
*: UDCA 99.4%, **: CDCA 99.5%
시험예. 생성물 분석
실시예 1, 9, 10, 및 11 에서 얻어진 UDCA 및 CDCA의 마그네슘염에 대하여, 비선광도, 수분함량, 및 마그네슘 함량을 각각 측정하였다. 상기 비선광도는 비선광계 (C=2, MEOH)를 사용하여 측정하였으며, 수분함량은 칼-피셔 방법으로 측정하였고, 마그네슘 함량은 마그네슘 함량기준 및 시험방법에 준하여 측정하였다. 그 결과는 다음 표 2와 같다.
비선광도([α]D) 수분함량(g) 마그네슘 함량(g)
실시예 1 34.4 6.2 2.7
실시예 9 34.5 6.3 2.7
실시예 10 34.6 6.5 2.7
실시예 11 34.4 6.2 2.7
상기 표 2의 결과로부터, 본 발명에 따른 UDCA 및 CDCA의 마그네슘염은 3수화물 형태로서, 1원자의 Mg에 UDCA 및 CDCA가 각각 1분자씩 결합된 형태로 얻어짐을 알 수 있다.

Claims (7)

  1. (a) 우루소데옥시콜린산, 케노데옥시콜린산, 및 수산화나트륨을 실온에서 에탄올 중에 용해시키는 단계;
    (b) 단계(a)에서 얻어진 용액에 황산마그네슘 수용액을 가하여 반응시키는 단계;
    (c) 단계(b)에서 얻어진 반응혼합물을 증류하여 에탄올을 제거하고, 실온에서 교반하는 단계; 및
    (d) 단계(c)에서 얻어진 반응혼합물을 여과하여 얻어진 생성물을 건조하는 단계
    를 포함하는, 우루소데옥시콜린산 및 케노데옥시콜린산의 마그네슘염의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 단계(a)가 우루소데옥시콜린산 및 케노데옥시콜린산을 실온에서 에탄올 중에 용해시킨 다음, 수산화나트륨을 실온에서 가함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 단계(a)의 상기 에탄올이 우루소데옥시콜린산 또는 케노데옥시콜린산 100 g에 대하여 0.8 ? 1.2 L의 비율로 사용되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 단계(a)의 상기 수산화나트륨이 우루소데옥시콜린산 또는 케노데옥시콜린산 1 몰당량에 대하여 1.8 ? 2.2 몰당량의 범위로 사용되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 단계(b)에서 상기 황산마그네슘 수용액이 무수 황산마그네슘을 사용하여 0.09 ? 0.11 M 범위의 농도로 조절하여 얻어진 것임을 특징으로 하는 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 단계(b)의 상기 반응이 0.5 ? 1 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 단계(c)의 상기 교반이 1 ? 5 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
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