KR20130009751A

KR20130009751A - Ｄ-글루쿠로노락톤으로부터 ＤＧＪＮＡｃ의 합성 및 알파-Ｎ-아세틸갈락토사미니다제를 억제하기 위한 용도

Info

Publication number: KR20130009751A
Application number: KR1020127022143A
Authority: KR
Inventors: 조지 윌리암 존 플릿; 테리 더글라스 버터스
Original assignee: 더 챈슬러 마스터즈 앤드 스칼라스 오브 더 유니버시티 오브 옥스포드
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2013-01-23
Also published as: CN102985092A; CA2788983A1; WO2011095893A1; US20130040990A1; JP2013518814A; EP2531201A1

Abstract

D-글루쿠로노락톤으로부터 전체 수득률 20 %로 DGJNAc (1D)의 편리하고 저울로 달 수 있는 규모의 합성을 제공한다. DGJNAc는 GalNAcase의 제일 효능있고 특이적인 경쟁적 억제제이다. 또한 DGJNAc (1D)는 β-헥소사미니다제의 경쟁적 억제제이다. 또한 L-DGJNAc (1L)의 합성 및 활성을 도시한다. GalNAcase에 대한 효능있고 특이적인 억제제로서 DGJNAc의 사용은 쉰들러 병(Schindler Disease)을 포함하여, 많은 병의 조사 및 치료에 유용할 것이다.

Description

Ｄ-글루쿠로노락톤으로부터 ＤＧＪＮＡｃ의 합성 및 알파-Ｎ-아세틸갈락토사미니다제를 억제하기 위한 용도{SYNTHESIS OF DGJNAC FROM D-GLUCURONOLACTONE AND USE TO INHIBIT ALPHA-N-ACETYLGALACTOSAMINIDASES}

본 출원은 전문이 참고문헌으로 인용되고, 2010년 2월 2일 출원된, 미국 가출원 특허 제 61/282,393에 대한 우선권의 이익을 주장한다.

본 개시는 일반적으로 의학적 목적의 이미노슈가(iminosugar)의 합성 및 그 용도에 관한 것이고, 특히 α-N-아세틸갈락토사미니다제 (GalNAcase) 또는 β-헥소사미니다제를 억제할 뿐만 아니라 이들 효소와 관계된 질병을 치료하기 위한 이미노슈가의 용도에 관한 것이다.

한 실시양태에 따르면, 본 발명은 D-글루쿠로노락톤으로부터 DGJNAc 또는 DGJNAc 유도체를 합성하는 방법을 설명한다. DGJNAc의 합성은 글루쿠로노락톤의 C5에 질소의 도입, C3에서의 히드록시기의 배위 반전 및 C6과 C2 사이에 질소의 도입으로 인한 피페리딘 고리의 형성을 포함한다.

또 다른 실시양태에 따르면, 많은 새로운 DGJNAc 유도체를 설명한다. 이들 조성물은 다음 화학식의 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염을 포함한다.

여기서, R은 치환된 또는 비치환된 알킬기, 치환된 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환된 또는 비치환된 아릴기 및 치환된 또는 비치환된 옥사알킬기로 구성된 군으로부터 선택되거나; 또는 R은 다음과 같고,

여기서 R₁은 치환된 또는 비치환된 알킬기이고;

X₁ _-5는 독립적으로 H, NO₂, N₃, 또는 NH₂로부터 선택되고;

Y는 없거나 또는 카르보닐 외의, 치환된 또는 비치환된 C₁-알킬기이고; 및

Z는 결합 또는 NH로부터 선택되고; 단, Z가 결합일 때, Y는 없고, 및 단, Z가 NH일 때, Y는 카르보닐 외의, 치환된 또는 비치환된 C₁-알킬기이다.

또 다른 실시양태에서, 본 발명은 α-N-아세틸갈락토사미니다제 (GalNAcase) 또는 β-헥소사미니다제를 포함하는 조성물에 다음 화학식의 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염을 첨가하는 것을 포함하는, α-N-아세틸갈락토사미니다제 (GalNAcase) 또는 β-헥소사미니다제를 억제하는 방법에 접근한다.

여기서, R은 수소, 치환된 또는 비치환된 알킬기, 치환된 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환된 또는 비치환된 아릴기, 및 치환된 또는 비치환된 옥사알킬기로 구성된 군으로부터 선택되거나; 또는 R은 다음과 같고,

여기서 R₁은 치환된 또는 비치환된 알킬기이고;

X₁ _-5는 독립적으로 H, NO₂, N₃, 또는 NH₂로부터 선택되고;

Z는 결합 또는 NH로부터 선택되고; 단, Z가 결합일 때, Y는 없고, 및 단, Z가 NH일 때, Y는 카르보닐 외의, 치환된 또는 비치환된 C₁-알킬기이다. 추가적인 실시양태에서, R은 수소이고 화합물은 DGJNAc이다.

또 다른 실시양태에서, 본 발명은 다음 화학식의 화합물 또는 그의 약제학적으로 허용가능한 염의 유효량을 이를 필요로 하는 대상자에 투여하는 단계를 포함하는 α-N-아세틸갈락토사미니다제 (GalNAcase) 또는 β-헥소사미니다제 활성과 관계된 질병을 치료 또는 예방하는 방법에 접근한다.

여기서 R₁은 치환된 또는 비치환된 알킬기이고;

X₁ _-5는 독립적으로 H, NO₂, N₃, 또는 NH₂로부터 선택되고;

추가적인 실시양태에서, 대상자는 인간이고 질병은 쉰들러 병(Schindler disease)이다. 추가적으로, R은 수소일 수 있고 화합물은 DGJNAc일 수 있다.

i. 이미노슈가

고리형 피라노스(pyranose) 또는 푸라노스(furanose) 산소가 질소로 대체된 화합물인 이미노슈가는 탄수화물 처리 효소와 상호작용하는 전형(archetype)이다.⁽¹⁾ 그러나, 보고된 많은 슈가 모방물 중에, α-N-아세틸-갈락토사미니다제 (GalNAcase)의 효율적인 억제에 대한 하나의 예도 없다.

ii. 개요

본 발명은 GalNAcase의 매우 효능있는, 특이적이고 경쟁적인 억제제로 DGJNAc (1D) 및 그의 유도체를 보고한다. 덧붙여서, D-글루쿠로노락톤 (2D), 아미노산과 이미노슈가를 포함하는 많은 호모키랄성 목표물의 합성에 대해 안정한 키론(chiron)^{(2), (3)}은 전체 수득률 20 %로 DGJNAc [2-아세타미도-1,2-디데옥시-D-갈락토-노지리마이신] (1D)의 효율적인 합성을 위한 시작 물질로 사용될 수 있다. 많은 이미노슈가 중 L-거울상이성질체는 그들의 D-천연 생산물과 비교하여 놀라운 생물학적 활성을 가진다.⁽⁴⁾ 쉽게 이용가능한 L-글루쿠로노락톤 (2L)으로부터 L-DGJNAc (2L)의 합성이 또한 제공된다.⁽⁵⁾ (1D)의 이전의 유일한 합성은 데옥시노지리마이신으로부터 시작하고⁽⁶⁾ (1D) 및 (1L)의 라세믹 혼합물이 또한 제조된다.⁽⁷⁾ 그러나, (1D)의 글루코시다제 억제 성질의 조사는 이전에 밝혀진 바가 없다.

iii. 글루쿠로노락톤으로부터 DGJNAc의 합성

DGJNAc (1D)의 합성은 글루쿠로노락톤의 C5에 질소의 도입 (반응식 1), C3에서의 히드록시기의 배위 반전 및 C6과 C2 사이에 질소 도입에 의한 (배위 반전을 포함한) 피페리딘 고리의 형성을 요구한다.

반응식 1: DGJNAc (1) 거울상 이성질체의 합성 전략 - 글루쿠로노락톤 (2)에서의 C로부터 유도되는 DGJNAc의 C에 번호 붙이기

도: 효능있는 β-헥소사미니다제 억제제

iv. 쉰들러 병

선천성 대사 질환(congenital metabolic disorder)인 쉰들러 병은 알파-NAGA (알파-N-아세틸갈락토사미니다제) 효소의 결핍에 의해 야기되는 리소좀 축적 질환이다. 이 리소좀 축적 질환은 또한 간자키 병(Kanzaki disease)과 알파-N-아세틸갈락토사미니다제 결핍으로 알려져 있다. 염색체 22번 상의 NAGA 유전자에 대한 돌연변이가 전신에 글리코스핑고리피드의 축적과 리소좀 내 당단백질의 축적으로 이어진다. 이 당의 축적이 이 질병과 관계된 임상적 특징을 야기한다. 쉰들러 병은 자가 열성 질환이다.

이 병에는 세 가지 주요 형태가 있다. 제I형 유아형에서는, 아기들이 약 1살까지 정상적으로 성장한다. 그 후에, 어린이가 물리적 및 정신적 행동의 조화와 관계된 이전에 습득한 기술을 잊기 시작한다. 감소하는 근긴장, 약화, 불수의의 빠른 눈동자 움직임, 시력 감퇴, 및 발작을 포함한 추가적인 신경학적 및 신경근의 증상이 나타날 수 있다. 시간이 흐를수록 증상이 악화되고 어린이들은 근육 경직 때문에 특정 근육을 움직이는 능력이 감소함을 경험하며 외부 자극에 반응하는 능력이 감소한다. 다른 증상은 태어날 때부터의 신경축삭성 퇴행위축(neuroaxonal dystrophy), 피부의 변색, 모세관 확장증(Telangiectasia) 또는 혈관의 확장을 포함한다.

제II형 어른형에서, 증상은 더 가볍고 30 대 중반까지 나타나지 않을 수 있다. 얼굴의 특징이 거칠어짐이 증가하는, 각화혈관종(Angiokeratomas) 및 가벼운 지적 장애가 통상적인 증상이다. 제III형 형태는 환자들 사이에서 다양한 증상을 가지는 중급 질환으로 간주된다. 심한 증상은 발작 및 정신 지체를 포함한다. 덜 심한 증상은 언어 지체, 가벼운 자폐 유사 발표 및/또는 행동 장애를 포함한다.

v. β-헥소사미니다제

다른 리소좀 효소는 또한 많은 질병에서 그들의 역할에 대해 잘 알려져 있다. 이들 효소의 한 예는 β-헥소사미니다제이다. β-헥소사미니다제의 선택적인 억제는 골관절염(osteoarthritis),⁽⁸⁾ 알레르기,⁽⁹⁾ 알츠하이머 병,⁽¹⁰⁾ O-GlcNAcase 억제,⁽¹¹⁾ 암 전이,⁽¹²⁾ 제II형 당뇨병,⁽¹³⁾ 유전병 예컨대 테이색스 병(Tay-Sachs) 및 샌드호프 병(Sandhoff disease),⁽¹⁴⁾에 대한 연구 및 식물 조절에 대한 연구에 유용하다.⁽¹⁵⁾ N-아세틸글루코사민 DGJNAc (3)의 합성 피페리딘 유사체⁽¹⁶⁾ 및 이의 N-알킬 유도체⁽¹⁷⁾가 β-헥소사미니다제의 효능있는 억제제이다. 갈락토-배위를 가지는 천연 생산물 나그스타틴(nagstatin) (4)⁽¹⁸⁾은 이것이 비록 β-헥소사미니다제의 효능있는 억제제일지라도 GalNAcase를 억제하지는 않는다.⁽¹⁹⁾ PUG 유도체 (6)⁽²¹⁾ 및 GlcNAc-티아졸린 (7)⁽²²⁾과 함께 글루코-배위를 가지는 합성 유사체 (5)⁽²⁰⁾는 β-헥소사미니다제의 매우 효능있는 억제제이다. 피롤리딘의 효능있는 헥소사미니다제 억제제의 드문 예는 LABNAc (8)이고;⁽²³⁾ 최초의 피롤리지딘 β-헥소사미니다제 억제제, 포코니킨(pochonicine) (9) [또는 그 거울상 이성질체]은 진균류 균주 포코니아 서치라스포리아 변종. 서치라스포리아(Pochonia suchlasporia var. suchlasporia) TAMA 87로부터 단리되었다.⁽²⁴⁾ 일부 7원-고리 이미노슈가가 또한 억제 효능을 보여준다.⁽²⁵⁾

달리 명시되지 않는 한 단수형태 ("a" 또는 "an")는 하나 이상을 의미한다.

vi. DGJNAc 및 DGJNAc의 유도체

본 발명자들은 특정 이미노슈가, 예컨대 DGJNAc 및 DGJNAc 유도체가 GalNAcase 또는 β-헥소사미니다제의 억제에 효과적일 수 있음을 밝혀냈다. 특히, DGJNAc 및 DGJNAc 유도체는 GalNAcase 또는 β-헥소사미니다제와 관계된 또는 이에 의해 야기되는 질병 또는 상태를 치료하거나 예방하는데에 유용할 수 있다.

많은 실시양태에서, 이미노슈가가 DGJNAc 또는 DGJNAc 유도체이다. DGJNAc (2-아세타미도-1,2-디데옥시-D-갈락토-노지리마이신)는 다음 화학식의 화합물이다.

"DGJNAc 유도체"는 고리의 질소가 수소 원자로 치환되어있지 않은 DGJNAc 유도체이다.

일반적으로, DGJNAc 및 DGJNAc 유도체는 다음 화학식으로 나타낼 수 있다.

여기서, R은 수소 (DGJNAc의 경우), 치환된 또는 비치환된 알킬기, 치환된 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환된 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환된 또는 비치환된 옥사알킬기로부터 선택될 수 있다.

일부 실시양태에서, R은 1 내지 16개의 탄소 원자, 4 내지 12개의 탄소 원자 또는 8 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 치환된 또는 비치환된 알킬기 및/또는 치환된 또는 비치환된 옥사알킬기일 수 있다. 용어 "옥사알킬"은 1 내지 5개 또는 1 내지 3개 또는 1 내지 2개의 산소 원자를 함유할 수 있는 알킬 유도체를 지칭한다. 용어 "옥사알킬"은 히드록시 종결(hydroxyterminated) 및 메톡시 종결(methoxyterminated) 알킬 유도체를 포함한다.

일부 실시양태에서, R은 비제한적으로, -(CH₂)₆OCH₃, -(CH₂)₆OCH₂CH₃, -(CH₂)₆O(CH₂)₂CH₃, -(CH₂)₆O(CH₂)₃CH₃, -(CH₂)₂O(CH₂)₅CH₃, -(CH₂)₂O(CH₂)₆CH₃; -(CH₂)₂O(CH₂)₇CH₃; -(CH₂)₉-OH; -(CH₂)₉OCH₃로부터 선택될 수 있다.

일부 실시양태에서, R은 20개 이하의 탄소 원자를 함유할 수 있는, 분지된 또는 비분지된, 치환된 또는 비치환된 알킬기일 수 있다. 일부 실시양태에서, 알킬기는 C2-C12 또는 C3-C7 알킬기일 수 있다.

특정 실시양태에서, 알킬기는 긴 사슬 알킬기일 수 있고, 이는 C6-C20 알킬기; C8-C16 알킬기; 또는 C8-C10 알킬기일 수 있다. 일부 실시양태에서, R은 긴 사슬 옥사알킬기, 즉, 1 내지 5개 또는 1 내지 3개 또는 1 내지 2개의 산소 원자를 함유할 수 있는 긴 사슬 알킬기일 수 있다.

일부 실시양태에서, R은 다음의 화학식을 가질 수 있다.

여기서, R₁은 치환된 또는 비치환된 알킬기이고;

X₁ _-5는 독립적으로 H, NO₂, N₃, 또는 NH₂로부터 선택되고;

Z는 결합 또는 NH로부터 선택되고; 단, Z가 결합이면, Y는 없고, 및 단, Z가 NH이면, Y는 카르보닐 외의, 치환된 또는 비치환된 C₁-알킬기이다.

일부 실시양태에서, Z는 NH이고 R₁-Y는 치환된 또는 비치환된 알킬기, 예컨대 C2-C20 알킬기 또는 C4-C12 알킬기 또는 C4-C10 알킬기이다.

일부 실시양태에서, X₁은 NO₂이고 X₃은 N₃이다. 일부 실시양태에서, X₂, X₄ 및 X₅ 각각은 수소이다.

vii. 염, 전구약물, 약제학적 조성물

일부 실시양태에서, 이미노슈가는 무기 또는 유기산으로부터 유도되는 염의 형태일 수 있다. 약제학적으로 허용가능한 염 및 염의 형태를 제조하는 방법은, 예를 들어 Berge 등이 설명한다 (문헌 [J. Pharm . Sci . 66:1-18, 1977]). 적합한 염의 예는 비제한적으로 다음 염을 포함한다: 아세테이트, 아디페이트, 알지네이트, 시트레이트, 아스파르테이트, 벤조에이트, 벤젠술포네이트, 비술페이트, 부티레이트, 캄포레이트, 캄포술포네이트, 디글루코네이트, 시클로펜탄프로피오네이트, 도데실술페이트, 에탄술포네이트, 글루코헵타노에이트, 글리세로포스페이트, 헤미술페이트, 헵타노에이트, 헥사노에이트, 푸마레이트, 염산염, 브롬화수소산염, 요오드화수소산염, 2-히드록시에탄술포네이트, 락테이트, 말레에이트, 메탄술포네이트, 니코티네이트, 2-나프탈렌술포네이트, 옥살레이트, 팔모에이트, 펙티네이트, 퍼술페이트, 3-페닐프로피오네이트, 피크레이트, 피발레이트, 프로피오네이트, 숙시네이트, 타르트레이트, 티오시아네이트, 토실레이트, 메실레이트 및 운데카노에이트.

일부 실시양태에서, 이미노슈가는 또한 전구약물의 형태로 사용될 수 있다.

일부 실시양태에서, 이미노슈가가 조성물의 일 부분으로 사용될 수 있고, 이것은 조성물을 동물에게 운반하는데 유용한 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 성분을 추가적으로 포함한다. 조성물을 인간에게 운반하는데 유용한 많은 약제학적으로 허용되는 담체 및 조성물을 다른 동물, 예컨대 소에게 운반하는데 유용한 성분은 이 분야에서 공지되어 있다. 본 발명의 조성물에 이런 담체 및 성분의 첨가는 이 분야의 통상의 기술자의 수준 내에서 잘 행해진다.

일부 실시양태에서, 약제학적 조성물이 필수적으로 DGJNAc 또는 DGJNAc 유도체로 구성될 수 있고, 이것은 DGJNAc 또는 DGJNAc 유도체가 조성물에서 유일한 활성 성분임을 나타낸다.

계속해서 일부 다른 실시양태에서, DGJNAc 또는 DGJNAc 유도체는 하나 이상의 추가적인 화합물과 함께 투여될 수 있다.

일부 실시양태에서, 이미노슈가는 리포좀 조성물, 예컨대 미국 공보 2008/0138351; 2009년 3월 25일 출원된 미국 출원 제12/410,750호 및 2009년 3월 27일 출원된 미국 가출원 제61/202,699호에서 설명되는 것들에 사용될 수 있다.

viii. 투여 및 GalNAcase 또는 β-헥소사미니다제의 억제

이미노슈가, 예컨대 DGJNAc 또는 DGJNAc 유도체는 GalNAcase 또는 β-헥소사미니다제 활성과 관계된 질병에 걸린 동물 또는 세포에 투여될 수 있다. 이미노슈가는 GalNAcase 또는 β-헥소사미니다제를 억제할 수 있고 동물의 질병을 감소, 약화, 또는 줄이는 것을 도울 수 있다.

덧붙여서, DGJNAc 또는 DGJNAc 유도체는 생체 외 또는 생체 내 연구에서 GalNAcase 또는 β-헥소사미니다제 억제 연구를 위해 사용될 수 있다.

이 병으로 고통받는 동물은 원숭이 및 인간을 포함한 영장류를 포함한다.

본 발명의 방법으로 동물 또는 동물 세포에 투여되는 이미노슈가의 양은GalNAcase 또는 β-헥소사미니다제를 억제하기 위한 유효량일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "억제하다"는 이미노슈가의 부재 시 존재하는 생물학적 활성의 감지가능한 감소 및/또는 제거를 지칭할 수 있다. 용어 "유효량"은 목표하는 효과를 달성하는데 필요한 이미노슈가의 양을 지칭할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 "치료"는 대상자의 증상을 감소 또는 완화시키는 것, 증상이 악화 또는 진행되지 않게 하는 것, 원인 인자의 억제 또는 제거, 또는 대상자 내의 GalNAcase 또는 β-헥소사미니다제 활성과 관련된 질병의 예방을 지칭할 수 있다.

세포 또는 동물에 투여될 수 있는 이미노슈가의 양은 바람직하게는 그것의 투여와 동반되는 장점보다 더 큰 독성 효과를 유발하지 않는 양이다.

약제학적 조성물 내 활성 성분의 실제 투여량은 특정 환자에게 원하는 치료학적 반응을 달성하는데 효과적인 활성 화합물(들)의 양을 투여하기 위해 다양할 수 있다.

선택되는 투여량은 이미노슈가의 활성, 투여 경로, 치료받는 상태의 중증도, 및 치료받는 환자의 상태 및 이전의 병력에 달려있을 수 있다. 그러나, 원하는 치료 효과를 달성하기 위해 요구되는 것보다 적은 양의 화합물(들)의 투여량으로 시작해서 원하는 효과가 나타날 때까지 투여량을 점진적으로 증가시키는 것은 이 분야의 통상의 기술 내에 속한다. 경우에 따라, 효과적인 하루 투여량이 투여의 목적에 맞게 수회 투여, 예를 들면, 하루 2 내지 4회 투여로 나눌 수 있다. 그러나, 임의의 특정 환자에 대한 구체적인 투여량은 몸무게, 일반적인 건강, 식습관, 투여 시간 및 경로 및 다른 치료제와의 조합 및 치료받는 상태 또는 병의 중증도를 포함하는, 다양한 인자에 의존할 수 있음이 이해될 것이다. 성인의 하루 투여량은 몸무게 10 킬로그램 당 이미노슈가 약 1 마이크로그램 내지 약 1 그램, 또는 약 10 mg 내지 100 mg의 범위일 수 있다. 물론, 세포 또는 동물에 투여되어야 하는 이미노슈가의 양은 이 분야의 통상의 기술자에 의해 잘 이해될 수 있는 많은 인자, 예컨대 이미노슈가의 분자량 및 투여 경로에 달려있을 수 있다.

본 발명의 방법에 유용한 약제학적 조성물은 경구용 고체 제제, 안약, 좌약, 에어로졸, 국소의 또는 다른 유사한 제제로 전신에 투여될 수 있다. 예를 들어, 이것은 분말, 정제, 캡슐, 캔디, 젤, 용액, 현택액, 시럽 등의 물리적 형태일 수 있다. 활성제에 더하여, 이런 약제학적 조성물은 약제학적으로-허용가능한 담체 및 약 투여를 향상시키고 용이하게 한다고 알려진 다른 성분을 함유할 수 있다. 다른 가능한 제제, 예컨대 나노입자, 리포좀을 다시 봉한 적혈구, 및 면역학적 기반의 시스템이 또한 약제를 투여하는데 사용될 수 있다. 이런 약제학적 조성물은 많은 경로에 의해 투여될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "비경구"는 제한 없이, 피하, 정맥 내, 동맥 내, 척추 강내, 및 주사와 투입 기술을 포함한다. 예로서, 약제학적 조성물은, 경구적으로, 국소적으로, 비경구적으로, 전신에, 또는 폐의 경로로 투여될 수 있다.

이들 조성물은 한 번의 투여로 또는 다른 시간에 투여되는 수회 투여로 투여될 수 있다.

본 발명은 다음의 실시예로 더욱 자세히 도시될 수 있으나, 본 발명을 제한하는 것이 아님을 이해해야 한다.

본 명세서에서 설명하는 실시양태는 비제한적으로 다음의 실시예를 통해 추가적으로 도시된다.

실시예

실시예 1

D-글루쿠로노락톤 (2D)으로부터 DGJNAc (1D)의 합성

반응식 2: (i) (CF₃SO₂)₂O, CH₂Cl₂, 피리딘; 이어서 NaN₃, DMF, 99 % (ii) DIBALH, CH₂Cl₂, 피리딘; 이어서 NaBH₄, H₂O, 72 % (iii) ^tBuMe₂SiCl, 피리딘, 99 % (iv) PCC, CH₂Cl₂, 분자체; 이어서 NaBH₄, EtOH, H₂O, 79 % (v) PhCH₂Br, NaH, DMF, 97 % (vi) MeOH, HCl, 97 % (vii) (CF₃SO₂)₂O, CH₂Cl₂, 피리딘 (viii) PhCH₂NH₂, THF, (ix) Et₂O:BF₃, Ac₂O, 93 % (x) DIBALH, CH₂Cl₂, 피리딘; 이어서 NaBH₄, H₂O, 83 % (xi) Zn, THF/AcOH/Ac₂O, 79 % (xii) MeONa, MeOH; 이어서 H₂, Pd (10 %C), HCl, 디옥산, H₂O, 98 %.

D-글루쿠로노락톤 (2D)으로부터 DGJNAc (1D)의 합성을 위해, 아세토나이드 (10)를 피리딘의 존재 하에서 디클로로메탄 중의 트리플루오로메탄술폰산 (트리플릭) 무수물과 에스테르화시키고 얻어진 조 트리플레이트를 DMF 중의 아지드화 나트륨으로 처리하여 97 %의 수득률로 ido-아지드 (11) {녹는점 112-114 ℃; [α]_D ²⁵ +261.4 (c 1.0, CHCl₃) [문헌값⁽²⁹⁾: 녹는점. 114-116 ℃, [α]_D ²⁰ +243 (c 1.1, CHCl₃)]}를 얻었다. 많은 수소화물에 의해 아지도락톤 (11)을 디올 (12)로 직접 변환하는 것은 매우 낮은 수득률로 제공되었고; 이런 α-아지도락톤은 염기에 매우 민감하여 보통 두 단계 환원이 락톨로의 초기 환원과 함께 필요하다. 따라서, 디클로로메탄 중의 아지도락톤 (11)의 DIBALH 환원이 상응하는 락톨을 제공했고 메탄올 중의 수소화붕소나트륨에 의해 추가적으로 환원되어 72 %의 수득률로 디올 (12), 녹는점 120-122 ℃, [α]_D ²⁵ -69.6 (c 0.94, CHCl₃)을 제공했다. tert-부틸디메틸실릴 (TBDMS) 클로라이드와의 반응에 의한 (12)에서의 1차 알콜의 선택적인 보호가 99 %의 수득률로 상응하는 TBDMS 에테르 (13), 오일, [α]_D ²⁵ -12.7 (c 1.1, CHCl₃)을 제공했고; 글루쿠로노락톤 (2D)으로부터 (13)의 전체 수득률은 그램 규모에서 72 %였고 최종 단계까지 크로마토그래픽 정제에 대한 필요성은 없었다.

DGJNAc (1D)의 합성은 실릴 에테르 (13)에서 남아있는 비보호된 C3 OH의 반전 및 이어지는 보호를 요구했다. 분자체의 존재하에 디클로로메탄 중의 피리디늄 클로로크로메이트로 (13)을 산화시켜 상응하는 케톤을 제공했고 이는 카르보닐의 최소로 숨겨진 면으로부터의 환원시 반전된 알콜 (14), 오일, [α]_D ²⁵ +74.9 (c 0.94, CHCl₃)을 수득률 79 %로 제공했다. (14)를 DMF에서 벤질 브로마이드와 수소화나트륨으로 처리하여 97 %의 수득률로 완전히 보호된 벤질 에테르 (15), 오일, [α]_D ²⁵ +101.5 (c 0.56, CHCl₃)을 형성했다. (15)의 실릴 보호기 및 아세토나이드 모두는 메탄올 중의 HCl로 처리되어 제거되었고 메틸 푸라노시드 (16)의 아노머의 5:1 혼합물을 얻었고 (97 %); (16)을 피리딘 존재하에 디클로로메탄 중의 트리플릭 무수물과 반응시켜 디트리플레이트 (17)를 얻어, THF 중의 벤질아민으로 61 %의 전체 수득률로 단일 아노머인 비시클릭 피롤리딘 (18), 오일, [α]_D ²⁵ +22.8 (c 1.11, CHCl₃)을 얻었다. 따라서 디트리플레이트의 고리화에 의한 피페리딘 고리의 형성이 효율적이었고; 디트리플레이트의 성공적인 고리화의 예, 예컨대 피롤리딘의 형성⁽³⁰⁾은 매우 드문 것이다.

아세트산 무수물 중의 보론 트리플루오라이드 에테레이트로 푸라노시드 (18)를 아세트산분해시켜 93 %의 수득률로 에피머 (19)의 4:1 혼합물을 얻었다. (19)에서 OMe기는 디클로로메탄 중의 DIBALH로, 이어서 메탄올 중의 수소화붕소나트륨으로 순차적으로 처리함으로써 환원시켜 제거했고; 얻어진 디올의 아세틸화는 (19)로부터 83 %의 전체 수득률로 디아세테이트 (20), 오일, [α]_D ²⁵ +79.8 (c 0.43, CHCl₃)의 분리를 쉽게 했다. 아세트산-아세트산 무수물-THF에서 황산구리(II)의 존재하에서 아연 가루에 의한 XK 중의 아지드의 빠른 환원⁽³¹⁾과 상응하는 아민의 이어지는 아실화가 79 %의 수득률로 결정형 트리아세테이트 (21), 녹는점 112-114 ℃, [α]_D ²⁵ +26.2 (c 1.1, Me₂CO)를 제공했다. 메탄올 중의 메톡사이드 나트륨으로 (21)을 처리하여 아세테이트 보호기를 제거하고 이어서 디옥산:수성 염산에서 팔라듐 (탄소 상에서 10 %)에 의해 벤질기를 가수소분해하여 98 %의 수득률로 DGJNAc (1D), 녹는점 150-154 ℃, [α]_D ²⁵ +41.9 (c 0.67, H₂O) [문헌값⁽⁶⁾: 오일, [α]_D ²⁰ +37 (c 1, MeOH)]를 제공했다. 많은 이미노슈가와 달리, 유리 염기 DGJNAc는 쉽게 결정화되고; D-글루쿠로노락톤 (2D)으로부터 DGJNAc (1D)의 전체 수득률은 20 %이었다.

DGJNAc (1D)에 대해 선택된 자료: HRMS (ESI +ve): C₈H₁₆N₂NaO₄ 실측치 227.1001; (M+Na⁺)는 227.1002일 것을 요구하고; +41.9 (c 0.67, H₂O); 녹는점 150-154 ℃; ν_max (얇은 필름, Ge): 3287 (br, s, OH/NH), 1637 (s, 아미드 I), 1561 (s, 아미드 II); δ_H (D₂O, 400 MHz): 2.00 (3H, s, Me), 2.37 (1H, dd, H1a J _gem 12.9, J _1a _,2 11.6), 2.76 (1H, dt, H5 J ₅ _,4 1.3, J ₅ _,6a = J ₅ _,6b 6.6), 3.08 (1H, dd, H1b J _gem 12.9, J _1b _,2 5.1), 3.58 (1H, dd, H3 J ₃ _,2 10.6, J ₃ _,4 3.0), 3.61 (1H, dd, H6a J _gem 11.1, J _6a _,5 6.3), 3.65 (1H, dd, H6b J _gem 11.1, J _6b _,5 6.6), 3.96 (1H, dt, H2 J ₂ _,1a 11.1, J ₂ _,1b 5.1, J ₂ _,3 11.1), 4.01 (1H, dd, H4 J ₄ _,3 3.0, J ₄ _,5 1.4); δ_C (D₂O, 100 MHz): 22.7 (Me), 47.7 (C1), 49.1 (C2), 59.4 (C5), 61.9 (C6), 68.9 (C4), 73.2 (C3), 175.2 (COMe); LRMS (ESI +ve): 205 (77 %, M+H⁺), 431 (100 %, 2M+Na⁺).

실시예 2

L-글루쿠로노락톤 (2L)로부터 L-DGJNAc (1L)의 합성

거울상 이성질체 L-DGJNAc (1L), 녹는점 152-156 ℃, [α]_D ²⁵ 46.6 (c 0.73, H₂O)를 L-글루쿠로노락톤 (2L)으로부터 동일한 방법으로 제조했다.

실시예 3

DGJNAc (1D) 및 L-DGJNAc (1L)에 의한 GalNAcase 및 β-헥소사미니다제의 억제

DGJNAc (1D)는 GalNAcase (닭의 간으로부터 K_i 0.081 μM, 카로니아 람파스(Charonia lampas)로부터 K_i 0.136 μM)의 매우 효능있는 경쟁적 억제제였고; DGJNAc (1D)는 β-헥소사미니다제 (잭 빈으로부터 IC₅₀ 1.8 μM, 잭 빈으로부터 IC₅₀ 1.8 μM, 소의 신장으로부터 IC₅₀ 4.2 μM, 인간의 태반으로부터 IC₅₀ 8.3 μM, HL-60으로부터 IC₅₀ 2.2μM)의 좋지만 효능이 덜한 경쟁적 억제제였다.

거울상 이성질체 L-DGJNAc (1L)는 α-N-아세틸갈락토사미니다제에 대한 억제를 보이지 않았지만 매우 약하고 비 경쟁적인 β-헥소사미니다제 [DGJNAc (1D)에 대한 K_i 2.2 μM과 비교되는-인간 태반으로부터의 K_i 1100 μM]의 억제제였다. 이 결과는 아사노의 가설(Asano's hypothesis)⁽³²⁾에 따르면 L-거울상 이성질체가 비 경쟁적인 억제를 보이는 반면 D-이미노슈가는 보통 경쟁적인 억제제라는 것이다.

DGJNAc (1D)는 커피콩의 α-갈락토시다제 (IC₅₀ 64 μM)의 보통의 억제를 보이는 반면에 L-DGJNAc (1L)는 이 효소의 억제를 보이지 않았다.

DGJNAc (1)의 모든 거울상 이성질체는 많은 다른 글리코시다제의 억제제로 스크리닝 되었고 어떤 거울상 이성질체도 α-글루코시다제 (쌀, 효모), β-글루코시다제 (아몬드, 소의 간), β-갈락토시다제 (소의 간), α-만노시다제 (잭 빈), β-글루쿠로니다제 (대장균, 소의 간), α-L-람노시다제 (페니실리움 디쿰벤스(P. decumbens)), 또는 α-L-푸코시다제 (소의 부고환)에 대한 어떤 중요한 억제를 보이지 않았다 [1000 mM에서 50 % 억제 미만].

* * *

앞서 말한 것들이 특정한 바람직한 실시양태를 지칭하더라고, 본 발명을 그렇게 제한하는 것이 아님을 이해할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자는 개시된 실시양태에 대해 다양한 변형을 행할 수 있고 이런 변형은 본 발명의 범위 내 이도록 의도되는 것이다.

본 명세서에서 인용한 모든 공보, 특허 출원 및 특허는 그들의 전문이 참고문헌으로 본 명세서에 인용되었다.

참고문헌

Claims

글루쿠로노락톤의 C5에 질소를 도입하는 단계,
C3에서의 히드록시기의 배위를 반전시키는 단계, 및
C6과 C2 사이에 질소를 도입하여 피페리딘 고리를 형성하는 단계
를 포함하는, D-글루쿠로노락톤으로부터 DGJNAc 또는 DGJNAc 유도체의 합성 방법.
하기 화학식의 화합물 또는 약제학적으로 허용되는 그의 염.

상기 화학식에서, R은 치환된 또는 비치환된 알킬기, 치환된 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환된 또는 비치환된 아릴기, 및 치환된 또는 비치환된 옥사알킬기로 구성된 군으로부터 선택되거나;
또는 R은 다음과 같고,

여기서 R₁은 치환된 또는 비치환된 알킬기이고;
X₁ _-5는 독립적으로 H, NO₂, N₃, 또는 NH₂로부터 선택되고;
Y는 없거나 또는 카르보닐 외의, 치환된 또는 비치환된 C₁-알킬기이고; 및
Z는 결합 또는 NH로부터 선택되고; 단, Z가 결합이면, Y가 없고, 및 단, Z가 NH이면, Y가 카르보닐 외의, 치환된 또는 비치환된 C₁-알킬기이다.
α-N-아세틸갈락토사미니다제 (GalNAcase) 또는 β-헥소사미니다제를 포함하는 조성물에 하기 화학식의 화합물 또는 약제학적으로 허용되는 그의 염을 첨가하는 단계를 포함하는, α-N-아세틸갈락토사미니다제 (GalNAcase) 또는 β-헥소사미니다제의 억제 방법.

상기 화학식에서, R은 수소, 치환된 또는 비치환된 알킬기, 치환된 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환된 또는 비치환된 아릴기, 및 치환된 또는 비치환된 옥사알킬기로 구성된 군으로부터 선택되거나;
또는 R은 다음과 같고,

여기서 R₁은 치환된 또는 비치환된 알킬기이고;
X₁ _-5은 독립적으로 H, NO₂, N₃, 또는 NH₂로부터 선택되고;
Y은 없거나 또는 카르보닐 외의, 치환된 또는 비치환된 C₁-알킬기이고; 및
Z는 결합 또는 NH로부터 선택되고; 단, Z가 결합이면, Y가 없고, 및 단, Z가 NH이면, Y가 카르보닐 외의, 치환된 또는 비치환된 C₁-알킬기이다.
제3항에 있어서, 상기 R이 수소인 방법.
하기 화학식의 화합물 또는 약제학적으로 허용되는 그의 염의 유효량을 이를 필요로 하는 대상자에게 투여하는 단계
를 포함하는, α-N-아세틸갈락토사미니다제 (GalNAcase) 또는 β-헥소사미니다제와 관계된 질병의 치료 또는 예방 방법.

상기 화학식에서, R은 수소, 치환된 또는 비치환된 알킬기, 치환된 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환된 또는 비치환된 아릴기, 및 치환된 또는 비치환된 옥사알킬기로 구성된 군으로부터 선택되거나;
또는 R은 다음과 같고,

여기서 R₁은 치환된 또는 비치환된 알킬기이고;
X₁ _-5는 독립적으로 H, NO₂, N₃, 또는 NH₂로부터 선택되고;
Y는 없거나 또는 카르보닐 외의, 치환된 또는 비치환된 C₁-알킬기이고; 및
Z는 결합 또는 NH로부터 선택되고; 단, Z가 결합이면, Y가 없고, 및 단, Z가 NH이면, Y가 카르보닐 외의, 치환된 또는 비치환된 C₁-알킬기이다.
제5항에 있어서, 상기 대상자가 인간인 방법.
제5항에 있어서, 상기 대상자가 쉰들러 병(Schindler Disease)에 걸린 것인 방법.
제5항에 있어서, 상기 R이 수소인 방법.