KR20150006841A - 투과성 글리코시다제 억제제 및 그의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 O-연결된 N-아세틸글루코사미니다제 (O-GlcNAcase) 억제제로서 유용하며, 따라서 NFT 및/또는 과인산화된 타우를 감소시키는 것을 포함하는 특정 장애, 예컨대 알츠파이머병의 치료에 유용할 수 있는 화합물 및 이들 화합물을 포함하는 제약 제제에 관한 것이다. 본 발명은 또한 O-GlcNAcase 영상화제로서의 화합물의 용도에 관한 것이다.

Description

투과성 글리코시다제 억제제 및 그의 용도 {PERMEABLE GLYCOSIDASE INHIBITORS AND USES THEREOF}
알츠하이머병 및 다수의 관련 타우병증, 예컨대 다운 증후군, 픽병, C형 니만-픽병 및 근위축성 측삭 경화증이, 부분적으로, 신경원섬유 엉킴 (NFT)의 발생을 특징으로 한다는 것이 널리 확립되어 있다. 이들 NFT는 쌍형성된 나선형 필라멘트 (PHF)의 응집체이고, 세포골격 단백질 "타우"의 비정상적 형태로 구성되어 있다. 정상적으로, 타우는 뉴런 내에서 단백질 및 영양소의 분배에 필수적인 미세관의 주요한 세포 네트워크를 안정화시킨다. 그러나, 알츠하이머병 환자에서는, 타우가 과인산화되어, 그의 정상적인 기능을 방해하고, PHF를 형성하고, 궁극적으로 응집하여 NFT를 형성한다. 타우의 6가지 이소형이 인간 뇌에서 발견된다. 알츠하이머병 환자에서, 타우의 모든 6가지 이소형이 NFT로 발견되고, 모두 현저하게 과인산화된다 (문헌 [Goedert et al., Neuron 1992, 8, 159; 및 Goedert et al., Neuron 1989, 3, 519]).
건강한 뇌 조직에서 타우는 단지 2개 또는 3개의 포스페이트 기를 보유하는 반면에, 알츠하이머병 대상체의 뇌에서 발견된 것은, 평균 8개의 포스페이트 기를 보유한다 (문헌 [Kopke et al., J Biol Chem 1993, 268, 24374; 및 Ksiezak-Reding et al., Brain Res 1992, 597, 209]). 알츠하이머병 환자의 뇌내 NFT 수준과 치매의 중증도 사이의 명백한 평행은 알츠하이머병에서의 타우 기능장애에 관한 주요 역할을 강력하게 지지한다 (문헌 [Arriagada et al., Neurology 1992, 42, 631; Riley et al., Ann Neurol 2002, 51, 567; 및 Alafuzoff et al., Acta Neuropathol (Berl) 1987, 74, 209]). 따라서, NFT 및/또는 과인산화된 타우를 감소시키는 것을 목표로 하는 접근은 알츠하이머병에 대한 잠재적인 질환 조절 치료를 나타낸다.
또한, 핵 및 세포질 둘 다의, 넓은 범위의 세포성 단백질이 O-글리코시드 연결을 통해 부착되는 모노사카라이드 2-아세트아미도-2-데옥시-β-D-글루코피라노시드 (β-N-아세틸글루코사민)의 부가에 의해 번역후 변형된다는 것은 널리 확립되어 있다 (문헌 [Torres et al., J Biol Chem 1984, 259, 3308]). 이러한 변형은 일반적으로 O-연결된 N-아세틸글루코사민 또는 O-GlcNAc라 지칭된다. 수많은 핵세포질 단백질의 특정의 세린 및 트레오닌 잔기에 β-N-아세틸글루코사민 (GlcNAc)을 번역후 연결하는 것을 담당하는 효소는 O-GlcNAc 트랜스퍼라제 (OGT)이다 (문헌 [Haltiwanger et al., J Biol Chem 1990, 265, 2563; Kreppel et al., J Biol Chem 1997, 272, 9308; Lubas et al., J Biol Chem 1997, 272, 9316; 및 Lubas et al., J Biol Chem 2000, 275, 10983]). O-연결된 N-아세틸글루코사미니다제 (O-GlcNAcase)로 공지된 (문헌 [Dong et al., J Biol Chem 1994, 269, 19321; 및 Gao et al., J Biol Chem 2001, 276, 9838]) 제2 효소는 이러한 번역후 변형을 제거하여 단백질을 유리시킴으로써, 단백질의 수명 동안 O-GlcNAc-변형 동적 순환이 수회 발생하게 한다 (문헌 [Roquemore et al., Biochemistry 1996, 35, 3578]).
타우의 포스페이트 수준은, 부분적으로, 타우 상의 O-Glc-NAc의 수준에 의해 조절되는 것으로 최근에 밝혀졌다. 타우 상의 O-GlcNAc의 존재는 O-GlcNAc 수준을 타우 인산화 수준과 상호관련시키는 연구를 촉진하였다. 이와 관련하여, 인산화 수준의 증가는 O-GlcNAc 수준을 감소시키고, 반대로 증가된 O-GlcNAc 수준은 감소된 인산화 수준과 상호관련되는 것으로 밝혀졌다 (문헌 [Griffith et al., Eur J Biochem 1999, 262, 824]). 인간 알츠하이머병 뇌에서 과인산화된 타우는 건강한 인간의 뇌에서 발견되는 것보다 현저하게 낮은 수준의 O-GlcNAc를 갖는다 (문헌 [Liu et al., Proc Natl Acad Sci U S A 2004, 101, 10804]).
가장 최근에는, 알츠하이머병의 영향을 받은 인간 뇌로부터의 가용성 타우 단백질의 O-GlcNAc 수준은 건강한 뇌로부터의 그것보다 현저하게 낮은 것으로 밝혀졌다 (문헌 [Liu et al., Brain, 2009, 132, 1820]).
최근 연구 (문헌 [Yuzwa et al., Nat Chem Biol 2008, 4, 483])는 알츠하이머병 및 관련 타우병증의 치료를 위해 타우 과인산화를 제한하기 위한 소분자 O-GlcNAcase 억제제의 치료 잠재력을 지지한다. 구체적으로, O-GlcNAcase 억제제 티아메트-G는 병리학상 관련 부위에서의 배양된 PC-12 세포 및 이러한 억제제를 생체내 투여한 이후 동물의 뇌에서의 타우 인산화의 감소와 관련이 있었다 (문헌 [Yuzwa et al., 상기 문헌]). 따라서, O-GlcNAcase 억제제는 타우의 과인산화 및 NFT의 형성을 감소시키기 위한 유효한 치료 접근법으로서 널리 인식된다.
증가된 수준의 O-GlcNAc 단백질 변형이 허혈, 출혈, 고혈량성 쇼크 및 칼슘 패러독스에 의해 야기되는 스트레스를 비롯한 심장 조직에서의 스트레스의 병원성 효과에 대한 보호를 제공한다는 것을 나타내는 다수의 증거가 또한 존재한다. 예를 들어, 글루코사민의 투여에 의한 헥소사민 생합성 경로 (HBP)의 활성화는 허혈/재관류 (문헌 [Bounelis et al., Shock 2004, 21 170 Suppl. 2, 58; Fulop et al., Circulation Research 2005, 97, E28; Liu et al., Faseb Journal 2006, 20, A317; Marchase et al., PCT Int. App. WO 2006016904 2006; Fulop et al., Journal of Molecular and Cellular Cardiology 2004, 37, 286; Fulop et al., Faseb Journal 2005, 19, A689; 및 Liu et al., Journal of Molecular and Cellular Cardiology 2007, 42, 177]), 외상 출혈 (문헌 [Not et al., Faseb Journal 2006, 20, A1471; Yang et al., Shock 2006, 25, 600; 및 Zou et al., Faseb Journal 2005, 19, A1224]), 고혈량성 쇼크 (문헌 [Marchase et al., Circulation 2004, 110, 1099]) 및 칼슘 패러독스 (문헌 [Bounelis et al., 상기 문헌; 및 Liu et al., Journal of Molecular and Cellular Cardiology 2006, 40, 303])의 동물 모델에서 보호 효과를 발휘하는 것으로 증명되었다. 또한, 강력한 증거는 이러한 심장보호 효과가 단백질 O-GlcNAc 변형의 상승된 수준에 의해 매개됨을 나타낸다 (문헌 [Bounelis et al., 상기 문헌; Fulop et al., Circulation Research 2005, 97, E28; Marchase et al., 2006, 상기 문헌; Liu et al., 2007, 상기 문헌; Yang et al., 상기 문헌; Liu et al., Journal of Molecular and Cellular Cardiology 2006, 40, 303; Liu et al., Faseb Journal 2005, 19, A691; Nagy et al., American Journal of Physiology-Cell Physiology 2006, 290, C57; 및 Fulop et al., Cardiovascular Research 2007, 73, 288]). 또한, O-GlcNAc 변형이 파킨슨병 및 헌팅톤병을 비롯한 다양한 신경변성 질환에서 소정의 역할을 한다는 증거가 존재한다 (문헌 [Lefebvre et al., Expert Review of Proteomics 2005, 2, 265]).
인간은 당접합체로부터 말단 β-N-아세틸-글루코사민 잔기를 절단하는 효소를 코딩하는 3종의 유전자를 갖는다. 이들 중 첫번째는 상기 나타낸 바와 같이 효소 O-당단백질 2-아세트아미도-2-데옥시-β-D-글루코피라노시다제 (O-GlcNAcase)를 코딩한다. O-GlcNAcase는 원핵 병원체에서 인간에 이르는 다양한 유기체로부터의 효소를 포함하는 글리코시드 히드롤라제의 패밀리 84의 구성원이다 (글리코시드 히드롤라제의 패밀리 분류에 대해서는 서버 URL: http://afmb.cnrs-mrs.fr/CAZY/에서 문헌 [Coutinho, P.M. & Henrissat, B. (1999) Carbohydrate-Active Enzymes (Henrissat et al., Biochem J 1996, 316 (PT2), 695; 및 Henrissat et al., 1993, 상기 문헌] 참조). O-GlcNAcase는 번역후 변형된 단백질의 세린 및 트레오닌 잔기에서 O-GlcNAc를 가수분해하는 역할을 한다 (문헌 [Torres et al., 상기 문헌; Dong et al., 상기 문헌; Gao et al., 상기 문헌; Wells et al., Science 2001, 291, 2376; 및 Hanover, Faseb Journal 2001, 15, 1865]). 많은 세포내 단백질 상에서 O-GlcNAc의 존재와 일치되게, 효소 O-GlcNAcase는 제II형 당뇨병 (문헌 [Volleller et al., Proc Natl Acad Sci U S A 2002, 99, 5313; 및 McClain et al., Proc Natl Acad Sci U S A 2002, 99, 10695]), AD (문헌 [Griffith, Biochem Biophys Res Commun 1995, 213, 424; Liu et al., Proc Natl Acad Sci USA 2004, 101, 10804; 및 Yao et al., J. Neurosci 1998, 18, 2399]) 및 암 (문헌 [Chou et al., Adv Exp Med Biol 2001, 491, 413; 및 Yang et al., Nature Cell Biology 2006, 8, 1054])을 비롯한 여러 질환의 병인에서 소정의 역할을 하는 것으로 보인다. O-GlcNAcase가 아마도 초기에 단리되었음에도 불구하고 (문헌 [Braidman et al., Biochem J 1974, 143, 295; 및 Ueno et al., Biochim Biophys Acta 1991, 1074, 79]), 단백질의 세린 및 트레오닌 잔기로부터 O-GlcNAc를 절단하는 작용을 하는데 있어서의 그의 생화학적 역할은 약 20년이 경과되어 이해되었다 (문헌 [Dong et al., 상기 문헌]). 보다 최근에는 O-GlcNAcase가 클로닝되어 (문헌 [Gao et al., 상기 문헌]), 부분적으로 특성화되었고 (문헌 [Toleman et al., J Biol Chem 2004]), 히스톤 아세틸트랜스퍼라제로서의 추가의 활성을 갖는 것으로 제안되었다 (문헌 [Toleman et al., 상기 문헌]). 그러나, 이러한 효소의 촉매 메카니즘에 대해서는 거의 알려지지 않았다.
다른 2종의 유전자, HEXA 및 HEXB는 당접합체로부터 말단 β-N-아세틸글루코사민 잔기의 가수분해성 절단을 촉매하는 효소를 코딩한다. HEXA 및 HEXB의 유전자 산물은 각각 2종의 이량체 동종효소, 헥소사미니다제 A 및 헥소사미니다제 B를 우세하게 생산한다. 이종이량체 동종효소인 헥소사미니다제 A (αβ)는 α- 및 β-서브유닛으로 구성된다. 동종이량체 동종효소인 헥소사미니다제 B (ββ)는 2개의 β-서브유닛으로 구성된다. 2개의 서브유닛, α- 및 β-는 높은 수준의 서열 동일성을 보유한다. 이들 효소는 둘 다 글리코시드 히드롤라제의 패밀리 20의 구성원으로서 분류되고, 통상적으로는 리소솜 내에 국재화된다. 이들 리소솜 β-헥소사미니다제의 적절한 기능발휘는 인간 발생을 위해 중요하며, 이러한 사실은 각각 헥소사미니다제 A 및 헥소사미니다제 B의 기능장애에 기인하는 비극적인 유전 질병, 테이-삭스병 및 샌드호프병에 의해 강조된다 (문헌 [Triggs-Raine et al., Adv Genet., 2001, 44, 199]). 이들 효소적 결핍은 리소솜에서 당지질 및 당접합체를 축적시켜 신경계 장애 및 변형을 야기한다. 유기체 수준에서의 강글리오시드의 축적의 유해 효과는 여전히 밝혀지지 않고 있다 (문헌 [Zhou et al., Science 2004]).
이들 β-N-아세틸-글루코사미니다제의 생물학적 중요성의 결과로서, 글리코시다제의 소분자 억제제 (문헌 [Legler et al., Biochim Biophys Acta 1992, 1080, 89; Horsch et al., Eur J. Biochem 1991, 197, 815; Liu et al., Chem Biol 2001, 8, 701; 및 Knapp et al., J Am Chem Soc 1996, 118, 6804])는 생물학적 과정에서 이들 효소의 역할을 밝히기 위한 도구로서, 그리고 잠재적인 치료 적용을 개발하는데 있어서의 도구로서, 둘 다에 대해 큰 주목을 받아왔다 (문헌 [Lillelund et al., Chem Rev 2002, 102, 515]). 소분자를 사용한 글리코시다제 기능의 제어는 신속하게 용량을 변경하거나 또는 전적으로 치료를 중단시키는 능력을 비롯한, 유전자 녹아웃 연구에 대한 여러 이점을 제공한다.
그러나, O-GlcNAcase를 비롯한 포유동물 글리코시다제의 기능을 차단하기 위한 억제제를 개발하는데 있어서 주요 문제는 고등 진핵생물의 조직에 존재하는 다수의 기능상 관련된 효소이다. 따라서, 한 특정한 효소의 세포 및 유기적 생리학적 역할을 연구하는데 있어서 비-선택적 억제제의 사용은 이러한 기능상 관련된 효소의 동반 억제로부터 복합적 표현형이 발생하기 때문에 복잡해진다. β-N-아세틸글루코사미니다제의 경우에, O-GlcNAcase 기능을 차단하는 작용을 하는 기존 화합물은 비-특이적이고, 리소솜 β-헥소사미니다제를 억제하는데 강력하게 작용한다.
세포 및 조직 둘 다에서의 O-GlcNAc 번역후 변형의 연구에 사용된 β-N-아세틸-글루코사미니다제의 보다 특성화된 소수의 억제제는 스트렙토조신 (STZ), 2'-메틸-α-D-글루코피라노-[2,1-d]-Δ2'-티아졸린 (NAG-티아졸린) 및 O-(2-아세트아미도-2-데옥시-D-글루코피라노실리덴)아미노 N-페닐카르바메이트 (PUGNAc) (문헌 [Vosseller et al., 상기 문헌; Konrad et al., Biochem J 2001, 356, 31; Liu et al., J Neurochem 2004, 89, 1044; Parker et al., J Biol Chem 2004, 279, 20636; 및 Arias et al., Diabetes 2004, 53, 921])이다.
STZ는 그것이 β-도세포에 특히 유해한 영향을 가지므로 당뇨병유발 화합물로서 오랫동안 사용되어 왔다 (문헌 [Junod et al., Proc Soc Exp Biol Med 1967, 126, 201]). STZ는 세포성 DNA의 알킬화 (문헌 [Junod et al., 상기 문헌; 및 Bennett et al., Cancer Res 1981, 41, 2786]) 뿐만 아니라 산화질소를 비롯한 라디칼 종의 생성 (문헌 [Kroncke et al., Biol Chem Hoppe Seyler 1995, 376, 179]) 둘 다를 통해 세포독성 효과를 발휘한다. 그로 인한 DNA 가닥 파손은 세포성 NAD+ 수준을 고갈시키는 순 효과와 함께 폴리(ADP-리보스) 폴리머라제 (PARP)의 활성화를 촉진하고 (문헌 [Yamamoto et al., Nature 1981, 294, 284]), 궁극적으로는, 세포 사멸을 야기한다 (문헌 [Yamada et al., Diabetes 1982, 31, 749; 및 Burkart et al., Nat Med 1999, 5, 314]). 다른 연구자들은 대신에 STZ 독성이 β-도세포 내에서 고도로 발현되는 O-GlcNAcase의 비가역적 억제의 결과인 것으로 제안한다 (문헌 [Konrad et al., 상기 문헌; 및 Roos, Proc Assoc Am Physicians 1998, 110, 422]). 그러나, 이러한 가설은 2개의 독립적인 연구 그룹으로 하여금 의문을 갖게 하였다 (문헌 [Gao et al., Arch Biochem Biophys 2000, 383, 296; 및 Okuyama et al., Biochem Biophys Res Commun 2001, 287, 366]). 단백질 상의 세포성 O-GlcNAc 수준은 많은 형태의 세포 스트레스에 반응하여 증가하기 때문에 (문헌 [Zachara et al., J Biol Chem 2004, 279, 30133]) STZ가 O-GlcNAcase에 대해 임의의 특정하고 직접적인 작용을 통해서라기 보다는 세포 스트레스를 유도함으로써 단백질 상의 O-GlcNAc-변형 수준을 증가시키는 것이라고 볼 수 있다. 실제로, 하노버(Hanover) 및 동료들은 STZ가 O-GlcNAcase의 불량하고 다소 선택적인 억제제로서 기능함을 밝혔고 (문헌 [Hanover et al., Arch Biochem Biophys 1999, 362, 38]) 다른 이들에 의해 STZ가 O-GlcNAcase를 비가역적으로 억제하는 작용을 하는 것으로 제안되기는 하였지만 (문헌 [Liu et al., Mol Cell Endocrinol 2002, 194,135]), 이러한 작용 방식에 대한 분명한 증거는 존재하지 않는다. 최근에는, STZ가 O-GlcNAcase를 비가역적으로 억제하지 않는 것으로 밝혀졌다 (문헌 [Macauley et al., J Biol Chem 2005, 280, 25313]).
NAG-티아졸린은 패밀리 20 헥소사미니다제 (문헌 [Knapp et al., 상기 문헌; 및 Mark et al., J Biol Chem 2001, 276, 10330]), 보다 최근에는 패밀리 84 O-GlcNAcase (문헌 [Macauley et al., 상기 문헌])의 강력한 억제제인 것으로 밝혀졌다. 그의 효력에도 불구하고, 복잡한 생물학적 맥락에서 NAG-티아졸린을 사용하는 것에 대한 단점은 그것이 선택성이 부족하고, 따라서 다중 세포 과정을 교란시킨다는데 있다.
PUGNAc는 선택성 부족이라는 동일한 문제점이 있는 또 다른 화합물이지만, 아직은 인간 O-GlcNAcase (문헌 [Dong et al., 상기 문헌; 및 Haltiwanger et al., J Biol Chem 1998, 273, 3611]) 및 패밀리 20 인간 β-헥소사미니다제 (문헌 [Miller et al., Development 1993, 118, 1279]) 둘 다의 억제제로서 즐겨 사용되고 있다. 바셀라(Vasella) 및 동료들에 의해 개발된 이 분자는, 카나발리아 엔시포르미스(Canavalia ensiformis), 뮤코르 로욱시이(Mucor rouxii)로부터의 β-N-아세틸-글루코사미니다제, 및 소 신장으로부터의 β-헥소사미니다제의 강력한 경쟁적 억제제인 것으로 밝혀졌다 (문헌 [Horsch et al., 상기 문헌]). 외상 출혈의 래트 모델에서 PUGNAc의 투여가 염증유발 시토카인 TNF α 및 IL-6의 순환 수준을 감소시킨다는 것이 입증되었다 (문헌 [Zou et al., Shock 2007, 27, 402]). 또한 림프구 활성화의 세포-기반 모델에서 PUGNAc의 투여가 시토카인 IL-2의 생산을 감소시키는 것으로 나타났다 (문헌 [Huang et al., Cellular Immunology 2007, 245, 1]). 최근 연구는 PUGNAc가 동물 모델에서 좌측 관상 동맥 폐쇄 이후 심근 경색부 크기를 감소시키는데 사용될 수 있음을 보여준다 (문헌 [U.J.G. Conference, in US/Japan Gylco 2004 Conference, Honolulu, Hawaii, 2004]). 특히 유의할 것은, O-GlcNAcase의 억제제인 PUGNAc의 투여에 의한 O-GlcNAc 수준의 상승이 외상 출혈의 래트 모델에서 심장 기능을 개선시킨다는 사실이다 (문헌 [Zou et al., Shock 2007, 27, 402; 및 Zou et al., Faseb Journal 2006, 20, A1471]). 또한, 신생 래트의 심실 근세포를 사용한 허혈/재관류 손상의 세포 모델에서 PUGNAc의 처리에 의한 O-GlcNAc 수준의 상승은 비처리 세포와 비교하여 세포 생존율을 개선시키고, 괴사 및 아폽토시스를 감소시켰다 (문헌 [Champattanachai et al., American Journal of Physiology-Cell Physiology 2007, 292, C178]).
보다 최근에는, 허혈/재관류, 및 산화성 스트레스를 비롯한 세포 스트레스의 세포-기반 모델에서 선택적 O-GlcNAcase 억제제 NButGT가 보호 활성을 나타내는 것으로 제안되었다 (문헌 [Champattanachai et al., American Journal of Physiology-Cell Physiology 2008, 294, C1509]). 이러한 연구는 단백질 O-GlcNAc 수준을 상승시킴으로써 심장 조직에서의 스트레스의 병원성 효과를 방지하기 위한 O-GlcNAcase 억제제의 용도를 제안한다.
국제 특허 출원 PCT/CA2006/000300 (2006년 3월 1일 출원, 번호 W0 2006/092049 하에 2006년 9월 8일 공개); PCT/CA2007/001554 (2007년 8월 31일 출원, 번호 WO 2008/025170 하에 2008년 3월 6일 공개); PCT/CA2009/001087 (2009년 7월 31일 출원, 번호 WO 2010/012106 하에 2010년 2월 4일 공개); PCT/CA2009/001088 (2009년 7월 31일 출원, WO 2010/012107 하에 2010년 2월 4일 공개); 및 PCT/CA2009/001302 (2009년 9월 16일 출원, WO 2010/037207 하에 2010년 4월 8일 공개)는 O-GlcNAcase의 선택적 억제제를 기재하고 있다.
비침습적 핵 영상화 기술을 사용하여 실험 동물, 정상 인간 및 환자를 비롯한 다양한 살아있는 대상체의 생리학적이고 생화학적인 기본 정보 및 진단 정보를 수득할 수 있다. 이들 기술은 이러한 살아있는 대상체에게 투여된 방사성추적자로부터 방출된 방사선을 검출할 수 있는 정교한 영상화 기기조작법의 사용에 의존적이다. 수득된 정보는 시간의 함수로서 방사성추적자의 분포를 밝혀주는 평면적인 단층촬영 영상을 제공하도록 재구성될 수 있다. 적절하게 설계된 방사성추적자의 사용은 대상체의 구조, 기능 및 가장 중요하게는 생리학적 및 생화학적 사항에 대한 정보를 함유하는 영상을 생성할 수 있다. 대부분의 이들 정보는 다른 수단에 의해서는 수득할 수 없는 것들이다. 이들 연구에 사용되는 방사성추적자는 생체내에서의 거동이 규정되도록 설계되며, 대상체의 생리학적 또는 생화학적 사항과 관련된 특정 정보의 결정 또는 다양한 질환 또는 약물의 대상체의 생리학적 또는 생화학적 사항에 대한 효과의 결정을 가능하게 한다. 현재, 방사성추적자는 심장 기능, 심근 혈류, 폐 관류, 간 기능, 뇌 혈류, 뇌 영역적 분포 및 기능과 같은 것과 관련한 유용한 정보를 수득하는데 이용가능하다.
비침습적 생체내 영상화를 위해, 화합물은 양전자- 또는 감마-방출 방사성핵종으로 표지될 수 있다. 가장 흔히 사용되는 양전자 방출 (PET) 방사성핵종은 11C, 18F, 15O 및 13N이며, 이들 모두는 가속기로부터 생성되며, 각각 반감기가 20, 110, 2 및 10분이다. 이러한 짧은 반감기는 PET를 사용하여 생체내 생물학적 과정을 탐침하는데 추적자로서의 이들의 사용에 대한 많은 이점을 부여한다. 이들 방사성핵종의 반감기가 이와 같이 짧기 때문에, 그것의 생성을 위해서는 현장에서 또는 그와 매우 인접해서 가속기를 갖는 기관에서만 사용이 가능하고, 따라서 그의 용도가 제한된다.
전형적인 PET 연구에서는, 소량의 방사성추적자를 시험하고자 하는 실험 동물, 정상 인간 또는 환자에게 투여한다. 이어서 방사성추적자가 대상체의 혈액 내에서 순환되고, 특정 조직 내로 흡수될 수 있다. 방사성추적자는 특이적 효소적 전환으로 인해, 또는 단백질과 같은 거대분자 구조에의 특이적 결합에 의해 몇몇 이들 조직 내에서 우선적으로 보유될 수 있다. 이어서, 양전자 방출을 검출하기 위한 정교한 영상화 기기조작법을 사용하는 것에 의해 방사성추적자의 양이 체내의 다양한 조직에서 비-침습적으로 평가된다. 결과 데이터를 분석하여 추적자가 설계된 생체내 생물학적 과정의 정량적 공간 정보를 제공한다. PET는 약제학 연구 조사자들로 하여금 생체내에서의 약물 후보의 연장된 기간 동안의 생화학적 변화 또는 대사 효과의 평가를 가능하게 하고, PET는 약물 분포를 측정하는데 사용되어 연구 하에 있는 특정한 약물 후보의 약동학 및 약력학의 평가를 가능하게 한다. 중요한 것은, PET 추적자는 조직 내의 결합 부위의 존재를 정량하기 위해 설계되어 사용될 수 있다. 그로 인해, 약물 개발을 위한 PET 추적자에 대한 관심은 외부 영상화에 의해 방사능을 검출하기 위한 동위원소 표지된 생화학물질 및 적절한 검출 장치의 개발에 기초하여 확대되고 있다.
비침습적 핵 영상화 기술, 예컨대 PET는 졸중, 파킨슨병, 간질, 뇌 종양 및 알츠하이머병을 비롯한 신경계 질환 및 장애를 연구할 수 있는 능력을 제공하는데 있어서 특히 중요하다. 알츠하이머병은 치매의 가장 흔한 형태이다. O-GlcNAcase에 특이적인 PET 방사성추적자는 표적 진입 및 약동학적 활성을 증명하고 전임상 평가 및 임상 시험에서 최적 용량을 결정하는데 강력한 수단을 제공할 것이다.
본원은 기능적으로 관련된 베타-헥소사미니다제 A 및 B에 걸쳐 O-GlcNAcase의 활성을 선택적으로 억제하는 화합물, 이러한 화합물을 포함하는 조성물, 및 그의 사용 방법을 개시한다. O-GlcNAcase의 억제제로서 본원에 개시된 화합물은 높은 효력 및 높은 투과율 둘 다를 보유하며, 따라서 O-GlcNAcase의 억제 및 NFT를 감소시키는 것으로부터 이익을 얻을 질환, 장애, 또는 상태의 치료에 유용하다. 본 발명은 또한, 방사성표지된 것이 생체내 O-GlcNAcase의 영상화를 위한 PET 방사성추적자로서 유용할 경우의 화합물을 제공한다.
본 발명은 O-GlcNAcase의 억제제로서 유용한 화합물 및 이러한 O-GlcNAcase 억제제의 사용 방법, 및 알츠하이머병을 비롯한 특정 장애의 치료를 위한 이들 억제제를 포함하는 제약 제제에 관한 것이다. 본 발명은 또한 포유동물에서 O-GlcNAcase의 결합 연구 및 진단 영상화에서 사용하기 위한 방사성표지된 O-GlcNAcase 억제제에 관한 것이다.
상기 및 본 개시내용 전반에 걸쳐 사용된 하기 용어는, 달리 나타내지 않는 한, 하기 의미를 갖는 것으로 이해될 것이다:
"하나 이상"은 적어도 하나를 의미한다.
"대상체"는 동물, 예컨대 포유동물, 예를 들어 마우스, 래트, 말, 소, 양, 염소, 개, 고양이, 돼지, 원숭이 또는 인간; 또는 조류 종, 예를 들어 닭을 의미한다.
본원 전반에 걸쳐, 용어 "화합물" 또는 "화합물들"은 본원에 논의된 화합물을 지칭하고, 화합물의 전구체 및 유도체, 예컨대 아실-보호된 유도체, 및 화합물, 전구체 및 유도체의 제약상 허용되는 염을 포함한다. 본 발명은 또한 화합물의 전구약물, 화합물 및 제약상 허용되는 담체를 포함하는 제약 조성물, 및 화합물의 전구약물 및 제약상 허용되는 담체를 포함하는 제약 조성물을 포함한다.
"알킬"은, 탄소 및 수소 원자만으로 이루어지고, 불포화를 전혀 함유하지 않고, 예를 들어 1 내지 10개의 탄소 원자, 예컨대 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개의 탄소 원자를 포함하고, 단일 결합에 의해 분자의 나머지에 부착되는, 직쇄형 또는 분지형 탄화수소 쇄 기를 지칭한다. 명세서에 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 알킬 기는 본원에 기재된 바와 같이 1개 이상의 치환기에 의해 임의로 치환될 수 있다. 본원에 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 치환은 알킬 기의 임의의 탄소 상에서 발생할 수 있는 것으로 이해된다.
"알케닐"은, 탄소 및 수소 원자만으로 이루어지고, 1개 이상의 이중 결합을 함유하고, 예를 들어 2 내지 10개의 탄소 원자, 예컨대 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개의 탄소 원자를 포함하고, 단일 결합 또는 이중 결합에 의해 분자의 나머지에 부착되는, 직쇄형 또는 분지형 탄화수소 쇄 기를 지칭한다. 명세서에 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 알케닐 기는 본원에 기재된 바와 같이 1개 이상의 치환기에 의해 임의로 치환될 수 있다. 본원에 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 치환은 알케닐 기의 임의의 탄소 상에서 발생할 수 있는 것으로 이해된다.
"알콕시"는 알킬 또는 알케닐 기가 상기 기재된 바와 같은 -O-(C1-10)알킬 또는 알케닐 기를 의미한다. 적합한 알콕시 기의 비제한적 예는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시 및 n-부톡시를 포함한다. 모 모이어티에 대한 결합은 에테르 산소를 통해 이루어진다.
"시클로알킬"은 탄소 및 수소 원자만으로 이루어지고, 예를 들어 3 내지 6개의 탄소 원자를 갖고, 포화되고 단일 결합에 의해 분자의 나머지에 부착되는, 안정한 1가 모노시클릭 탄화수소 기를 지칭한다. 본원에 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 용어 "시클로알킬"은 본원에 기재된 바와 같이 임의로 치환된 시클로알킬 기를 포함하는 것으로 의도된다.
"임의적인" 또는 "임의로"는, 이후에 기재되는 상황의 사건이 일어날 수 있거나 또는 일어나지 않을 수 있으며, 상기 기재가 상기 사건 또는 상황이 일어나는 경우 및 일어나지 않는 경우를 포함한다는 것을 의미한다. 예를 들어, "임의로 치환된 알킬"은 알킬 기가 치환될 수도 있고 치환되지 않을 수도 있으며, 상기 기재가 치환된 알킬 기 및 치환이 없는 알킬 기 둘 다를 포함함을 의미한다.
"용매화물"은 본 발명의 화합물과 하나 이상의 용매 분자의 물리적 회합을 의미한다. 이러한 물리적 회합은 다양한 정도의 이온 및 공유 결합, 예컨대 수소 결합을 수반한다. 특정 경우에, 예를 들어 하나 이상의 용매 분자가 결정질 고체의 결정 격자에 혼입되는 경우에, 용매화물은 단리가능할 것이다. "용매화물"은 용액-상 용매화물 및 단리가능한 용매화물을 둘 다 포괄한다. 적합한 용매화물의 비제한적 예는 에탄올레이트, 메탄올레이트 등을 포함한다. "수화물"은 용매 분자(들)가 H2O인 용매화물이다.
"생체내 가수분해성 전구체"는 카르복시 또는 히드록시 기를 함유하는 화학식 I, Ia, Ib, II, IIa 및 IIb의 화합물의 생체내 가수분해성 (또는 절단성) 에스테르, 예를 들어, 아미노산 에스테르, C1 -6 알콕시메틸 에스테르, 예컨대 메톡시메틸; C1 -6 알카노일옥시메틸 에스테르, 예컨대 피발로일옥시메틸; C3 -8 시클로알콕시카르보닐옥시, C1 -6 알킬 에스테르, 예컨대 아세틸, 1-시클로헥실카르보닐옥시에틸, 아세톡시메톡시, 또는 포스포르아미드산 시클릭 에스테르를 의미한다.
"동위원소 표지된", "방사성표지된", "추적자", 또는 "표지된 추적자" 화합물은, 1개 이상의 원자가 전형적으로 자연에서 발견되는 (즉, 자연 발생적인) 원자 질량 또는 질량수와는 상이한 원자 질량 또는 질량수를 갖는 원자에 의해 대체되거나 치환된 화합물을 지칭한다. 본 발명의 화합물에 혼입될 수 있는 적합한 방사성핵종 (즉, "검출가능한 동위원소")은, 예를 들어 11C, 13C, 14C, 18F , 2H 및 3H를 포함한다.
"유효량"은 생체내에서 O-GlcNAcase를 측정/영상화할 수 있는 양 (즉, 진단상 유효량), 제약 용도로 허용가능한 독성 및 생체이용가능한 수준이고/거나 NFT와 연관된 세포 변성 및 독성을 억제 또는 방지하는 양 (즉, 치료 유효량)을 포함한다.
본 발명은 하기 화학식 I의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르를 제공한다.
<화학식 I>
상기 식에서,
각각의 R은 독립적으로 H 또는 C(O)CH3이고;
R1 및 R2는 독립적으로 (a) 수소, (b) F, -OH, -OCH3 및 -CH3으로부터 선택된 1 내지 3개의 치환기로 임의로 치환된 C1-6알킬, 또는 (c) F, -OH, -OCH3 및 -CH3으로부터 선택된 1 내지 3개의 치환기로 임의로 치환된 C1-6알콕시이거나;
또는 R1 및 R2는 이들이 부착되어 있는 질소 원자와 함께 연결되어 아제티딘, 피롤리딘, 피페리딘 또는 이속사졸리딘을 형성할 수 있고;
R3은 1 내지 3개의 플루오로로 임의로 치환된 C1-10알킬이고;
R4는 수소, 또는 페닐로 임의로 치환된 C1-10알킬이고;
R5는
(A) (1) 플루오로,
(2) 모르폴리노,
(3) C3-6시클로알킬,
(4) C1-6알킬로 임의로 치환된 피리디닐,
(5) (a) 플루오로, (b) 히드록시, (c) 1 내지 3개의 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알킬, (d) C1-6알케닐, (e) 1 내지 3개의 플루오로로 임의로 치환된 C1-5알콕시, (f) 페닐, (g) 페닐옥시, (h) 벤질옥시 및 (i) C1-10알킬페닐로부터 선택된 1 내지 4개의 치환기로 임의로 치환된 페닐
로부터 선택된 1개의 치환기로 임의로 치환된 C1-6알킬;
(B) 1) -NO2, 2) -NH2, 3) 플루오로, 4) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알킬 및 5) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알콕시로부터 선택된 1개의 치환기로 임의로 치환된 페닐; 및
(C) 1) 플루오로, 2) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알킬 및 3) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알콕시로부터 선택된 1개의 치환기로 임의로 치환된 피리디닐이다.
당업자에 의해 인지될 것과 같이, 상기 화학식 I 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물, 또는 생체내 가수분해성 에스테르는 또한 대안적으로 다음과 같이 나타낼 수 있다:
Figure pct00002
상기 식에서, R, R1, R2, R3, R4 및 R5는 화학식 I의 화합물에 대해 이전 실시양태에서 정의된 바와 같은 정의를 갖는다.
본 발명의 화합물은 고도로 강력하고 (실시예의 표 2 참조), O-GlcNAcase의 선택적 및 투과성 억제제이다. 본 발명의 화합물은 또한, 2011년 11월 8일에 출원된 PCT/US11/059668에 기재된 구조상 화합물의 투과율과 비교하여 (표 4 참조) 증진된 투과율 (실시예의 표 3 참조)을 보유한다. 본 발명의 화합물은 NFT 형성과 연관된 신경변성 질환 또는 상태, 예컨대 알츠하이머병 및 관련 타우병증, 예컨대 근위축성 측삭 경화증, 녹내장, 정신분열증, 암, 및 하기 나타낸 바와 같은 다른 질환 및 장애의 치료를 제공하는데 유용할 수 있다. 예를 들어 11C와 같은 양전자 방출 방사성핵종으로 동위원소 표지될 경우에, 살아있는 인간 및 실험 동물의 뇌 내에서 O-GlcNAcase를 영상화, 즉 O-GlcNAcase의 중추 점유를 측정하기 위한 양전자 방출 단층촬영 (PET) 추적자로서 유용하다. O-GlcNAcase의 영상화는 결과적으로 비표지된 O-GlcNAcase 억제제의 임상적으로 효과적인 용량을 규정하는데 도움이 될 수 있고, 임상 개발을 위한 약물 후보를 선택하는데 유용한 정보를 제공할 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 발명에 따른 화합물 중 하나 이상은 증진된 투과율을 나타낸다. 투과율은 비제한적으로 계내 관류, 생체외 조직 확산, 시험관내 세포 단층 (예를 들어 Caco-2 세포, MDCK 세포, LLC-PK1 세포), 및 인공 세포 막 (예를 들어 PAMPA 검정)을 포함하는 다양한 표준 실험 기술을 사용하여 평가할 수 있으며; 유효 투과율 (Peff) 또는 겉보기 투과율 (Papp)을 측정하는데 적합한 기술은 예를 들어 문헌 [Volpe in The AAPS Journal, 2010, 12(4), 670-678]에서 검토된다. 일부 실시양태에서, 본 발명에 따른 화합물 중 하나 이상은 Peff 또는 Papp를 결정하기 위한 이들 검정 중 하나 이상에서 시험될 경우에 증진된 투과율을 나타낸다. 일부 실시양태에서, 증진된 투과율을 나타내는 화합물은 보다 높은 경구 흡수율을 나타낸다. 일부 실시양태에서, 증진된 투과율을 나타내는 화합물은 생체내 투여될 경우에 보다 높은 뇌 침투율을 나타낸다. 일부 실시양태에서, 증진된 투과율을 나타내는 화합물은 생체내 투여될 경우에 보다 높은 뇌 농축을 달성한다. 일부 실시양태에서, 증진된 투과율을 나타내는 화합물은 생체내 투여될 경우에 보다 높은 뇌/혈장 농축비를 나타낸다. 일부 실시양태에서, "증진된 투과율"은, 예를 들어 WO 2006/092049 또는 WO 2008/025170에 개시된 적합한 참조 화합물과 비교하여, 측정된 Peff 또는 Papp에서 10% 내지 100%의 임의의 값, 또는 10% 내지 100%의 임의의 정수 값, 예를 들어 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%, 또는 100% 초과만큼의 증가, 또는 1배, 2배, 또는 3배, 또는 그 초과만큼의 증가를 의미한다. 적합한 참조 화합물은, 예를 들어 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5(히드록시메틸)-2-프로필-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 또는 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(에틸아미노)-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 또는 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올일 수 있다. 일부 실시양태에서, "증진된 투과율"은 하기 기재된 LLC-PK1 세포에서의 Papp의 결정을 위한 검정에서 측정가능한 Papp 값 (즉 0보다 큰 값)을 의미한다. 일부 실시양태에서, "증진된 투과율"은 하기 기재된 LLC-PK1 세포에서의 Papp의 결정을 위한 검정에서 2 x 10-6 cm/s보다 큰 Papp 값을 의미한다. 일부 실시양태에서, "증진된 투과율"은 하기 기재된 LLC-PK1 세포에서의 Papp의 결정을 위한 검정에서 1 x 10-6 cm/s보다 큰 Papp 값을 의미한다. 대안적 실시양태에서, "증진된 투과율"은 하기 기재된 LLC-PK1 세포에서의 Papp의 결정을 위한 검정에서 2 x 10-6 cm/s 내지 30 x 10-6 cm/s 범위의 Papp 값을 의미한다.
일부 실시양태에서, 본 발명에 따른 화합물은 O-GlcNAcase를 억제하는데 있어서 우월한 선택성을 나타낸다. 일부 실시양태에서, 본 발명에 따른 화합물 중 하나 이상은 β-헥소사미니다제보다 O-GlcNAcase에 대해 더욱 선택적이다. 일부 실시양태에서, 화합물 중 하나 이상은 포유동물 β-헥소사미니다제보다 포유동물 O-GlcNAcase의 활성을 선택적으로 억제한다. 일부 실시양태에서, O-GlcNAcase의 선택적 억제제는 β-헥소사미니다제를 실질적으로 억제하지 않는다. 일부 실시양태에서, β-헥소사미니다제는 포유동물 β-헥소사미니다제, 예컨대 래트, 마우스 또는 인간 β-헥소사미니다제이다. O-GlcNAcase를 "선택적으로" 억제하는 화합물은 O-GlcNAcase의 활성 또는 생물학적 기능을 억제하지만, β-헥소사미니다제의 활성 또는 생물학적 기능은 실질적으로 억제하지 않는 화합물이다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, O-GlcNAcase의 선택적 억제제는 폴리펩티드로부터의 2-아세트아미도-2-데옥시-β-D-글루코피라노시드 (O-GlcNAc)의 절단을 선택적으로 억제한다. 일부 실시양태에서, O-GlcNAcase의 선택적 억제제는 O-GlcNAcase에 선택적으로 결합한다. 일부 실시양태에서, O-GlcNAcase의 선택적 억제제는 타우 단백질의 과인산화를 억제하고/거나 NFT의 형성을 억제한다. "억제하다", "억제" 또는 "억제하는"은 10% 내지 90%의 임의의 값, 또는 30% 내지 60%의 임의의 정수 값, 또는 100% 초과만큼의 감소, 또는 1배, 2배, 5배, 10배 또는 그 초과만큼의 감소를 의미한다. 억제가 완전한 억제를 요구하지는 않는 것으로 이해되어야 한다. 일부 실시양태에서, O-GlcNAcase의 선택적 억제제는 세포, 조직 또는 기관 (예를 들어, 뇌, 근육 또는 심장 (심장성) 조직)에서 및 동물에서, O-GlcNAc 수준, 예를 들어, O-GlcNAc-변형된 폴리펩티드 또는 단백질 수준을 상승시키거나 또는 증진시킨다. "상승" 또는 "증진"은 10% 내지 90%의 임의의 값, 또는 30% 내지 60%의 임의의 정수 값, 또는 100% 초과만큼의 증가, 또는 1배, 2배, 5배, 10배, 15배, 25배, 50배, 100배 또는 그 초과만큼의 증가를 의미한다. 일부 실시양태에서, O-GlcNAcase의 선택적 억제제는, 본원에 기재된 바와 같이, 10 내지 100000의 범위, 또는 100 내지 100000의 범위, 또는 1000 내지 100000의 범위에서, 또는 적어도 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000, 6000, 7000, 10,000, 25,000, 50,000, 75,000, 또는 상기 기재된 범위 내의 임의의 값 또는 상기 기재된 범위의 대략적인 임의의 값의 선택성 비를 나타낸다.
화학식 I의 화합물의 한 실시양태에서, R1 및 R2는 독립적으로 수소 또는 C1-5, C1-4, C1-3, 또는 C1-2알킬 또는 -CH3이고, 알킬은 1 내지 3개의 상기 언급된 치환기로 임의로 치환된다.
화학식 I의 화합물의 또 다른 실시양태에서, R3은 1 내지 3개의 플루오로로 임의로 치환된 C1-9, C1-8, C1-7, C1-6, C1-5, C1-4, C1-3, C1-2알킬이다.
화학식 I의 화합물의 또 다른 실시양태에서, R3은 메틸 또는 트리플루오로메틸이다.
화학식 I의 화합물의 또 다른 실시양태에서, R4는 수소이다.
화학식 I의 화합물의 또 다른 실시양태에서, R4는 C1-6, C1-5, C1-4, C1-3, C1-2알킬 또는 -CH3이다.
화학식 I의 화합물의 또 다른 실시양태에서, R4는 -CH3이다.
화학식 I의 화합물의 또 다른 실시양태에서, R4는 페닐로 임의로 치환된 에틸이다.
화학식 I의 화합물의 또 다른 실시양태에서, R5는 1개의 상기 언급된 치환기로 임의로 치환된 C1-5, C1-4, C1-3, C1-2알킬 또는 -CH3이다.
화학식 I의 화합물의 또 다른 실시양태에서, R5의 알킬은 C5- 또는 C6-시클로알킬로 치환된다.
화학식 I의 화합물의 또 다른 실시양태에서, R5의 알킬은 피리디닐로 임의로 치환되고, 여기서 피리디닐은 -CH3으로 임의로 치환된다.
화학식 I의 화합물의 또 다른 실시양태에서, R5의 알킬은 페닐로 임의로 치환되고, 여기서 페닐은 1, 2 또는 3개의 상기 언급된 치환기로 임의로 치환된다.
화학식 I의 화합물의 또 다른 실시양태에서, 화합물은 하기 화학식 Ia의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르이다.
<화학식 Ia>
Figure pct00003
상기 식에서, R, R1, R2, R3, R4 및 R5는 화학식 I의 화합물에 대해 이전 실시양태에서 정의된 바와 같은 정의를 갖는다.
화학식 I의 화합물의 또 다른 실시양태에서, 화합물은 하기 화학식 Ib의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르이다.
<화학식 Ib>
Figure pct00004
R, R1, R2, R3, R4 및 R5는 화학식 I의 화합물에 대해 이전 실시양태에서 정의된 바와 같은 정의를 갖는다.
화학식 I, Ia 및 Ib의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르의 또 다른 실시양태에서,
R3은 메틸 또는 트리플루오로메틸이고;
R4는 수소이고;
R5는
(1) 플루오로,
(2) 모르폴리노,
(3) C3-6시클로알킬,
(4) C1-6알킬로 임의로 치환된 피리디닐,
(5) (a) 플루오로,
(b) 히드록시,
(c) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알킬,
(d) C1-6알케닐,
(e) 플루오로로 임의로 치환된 C1-5알콕시,
(f) 페닐,
(g) 페닐옥시,
(h) 벤질옥시 및,
(i) C1-6알킬페닐
로부터 선택된 1 내지 3개의 치환기로 임의로 치환된 페닐
로부터 선택된 1개의 치환기로 임의로 치환된 C1-6알킬이다.
화학식 I, Ia 및 Ib의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르의 또 다른 실시양태에서, R3은 메틸 또는 트리플루오로메틸이고, R4는 수소이고;
R5는 (1) -NO2, (2) -NH2, (3) 플루오로, (4) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알킬 및 (5) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알콕시로부터 선택된 1개의 치환기로 임의로 치환된 페닐이다.
화학식 I, Ia 및 Ib의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르의 또 다른 실시양태에서, R3은 메틸 또는 트리플루오로메틸이고; R4는 수소이고;
R5는 1) 플루오로, 2) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알킬 및 3) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알콕시로부터 선택된 1개의 치환기로 임의로 치환된 피리디닐이다.
화학식 I, Ia 및 Ib의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르의 또 다른 실시양태에서, 화합물은 실시예 1-11, 20-111, 118, 119 및 120 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명은 또한 하기 화학식 II의 화합물, 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르를 제공한다.
<화학식 II>
Figure pct00005
상기 식에서, 각각의 R은 독립적으로 H 또는 C(O)CH3이고;
R1 및 R2는 독립적으로 (a) 수소, (b) F, -OH, -OCH3 및 -CH3으로부터 선택된 1 내지 3개의 치환기로 임의로 치환된 C1-6알킬, 또는 (c) F, -OH, -OCH3 및 -CH3으로부터 선택된 1 내지 3개의 치환기로 임의로 치환된 C1-6알콕시이거나; 또는
R1 및 R2는 이들이 부착되어 있는 질소 원자와 함께 연결되어 아제티딘, 피롤리딘, 피페리딘 또는 이속사졸리딘을 형성할 수 있고;
R3은 1 내지 3개의 플루오로로 임의로 치환된 C1-10알킬이고;
R4 및 R5는 독립적으로 수소 또는 C1-6 알킬이고;
R6은 수소, C1-6알킬 또는 C3-6시클로알킬이다.
화학식 II의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르의 한 실시양태에서, R1 및 R2는 독립적으로 수소, 또는 C1-3알킬 또는 -CH3이고;
R3은 -CH3 또는 -CF3이고;
R4는 수소이고;
R5는 수소 또는 -CH3이고;
R6은 -CH3, -CH2CH3 또는 시클로펜틸이다.
당업자에 의해 인지될 것과 같이, 상기 화학식 II 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르는 또한 대안적으로 다음과 같이 나타낼 수 있다:
Figure pct00006
상기 식에서, R, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6은 화학식 II의 화합물에 대해 이전 실시양태에서 정의된 바와 같은 정의를 갖는다.
화학식 II의 화합물의 또 다른 실시양태에서, 화합물은 화학식 IIa의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르이다.
<화학식 IIa>
Figure pct00007
R, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6은 화학식 II의 화합물에 대해 이전 실시양태에서 정의된 바와 같은 정의를 갖는다.
화학식 II의 화합물의 또 다른 실시양태에서, 화합물은 화학식 IIb의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르이다.
<화학식 IIb>
Figure pct00008
R, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6은 화학식 II의 화합물에 대해 이전 실시양태에서 정의된 바와 같은 정의를 갖는다.
화학식 II의 화합물의 또 다른 실시양태에서, 화합물은 실시예 12-19, 112-115 및 116 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또 다른 실시양태에서, 화학식 I, Ia, Ib, II, IIa, 및 IIb의 화합물은 또한 동위원소 표지된 화합물을 포함한다. 본 발명의 화합물에 혼입될 수 있는 적합한 방사성핵종 (즉 "검출가능한 동위원소")은 11C, 13C, 14C, 18F, 2H 및 3H, 및 바람직하게는 11C를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 본 발명의 동위원소 표지된 화합물은 특정한 적용에 적합한 기술에 의한 검출을 가능하게 하는 정도까지 또는 그 정도를 초과하는 만큼 검출가능한 동위원소로 풍부해지는 것만이 요구된다. 본 발명의 방사성표지된 화합물에 혼입되는 방사성핵종은 방사성표지된 화합물의 특정 적용에 따라 좌우될 것이다.
또 다른 실시양태에서, 화학식 I의 화합물은 실시예 118-120 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되고, 추가 실시양태에서 이들 화합물은 11C로 동위원소 표지된다.
본 발명의 화합물은 비대칭 중심, 키랄 축 및 키랄 평면을 가질 수 있고, 광학 이성질체를 비롯한 모든 가능한 이성질체를 포함해서 라세미체, 라세미 혼합물 및 개별 부분입체이성질체로서 생성될 수 있으며, 이들은 본 발명에 포함된다. (문헌 [E.L. Eliel and S.H. Wilen Stereochemistry of Carbon Compounds (John Wiley and Sons, New York 1994)], 특히 페이지 1119-1190 참조).
본 발명의 화합물의 염은 제약상 허용되는 염일 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 제조하는데 다른 염이 유용할 수 있다. 본 발명의 화합물이 산성일 경우에, 적합한 "제약상 허용되는 염"은 무기 염기 및 유기 염기를 포함하는 제약상 허용되는 비-독성 염기로부터 제조된 염을 지칭한다. 무기 염기로부터 유래된 염은 알루미늄, 암모늄, 칼슘, 구리, 제2철, 제1철, 리튬, 마그네슘, 제2망가니즈 염, 제1망가니즈, 칼륨, 나트륨, 아연 등을 포함한다. 특히 바람직한 것은 암모늄, 칼슘, 마그네슘, 칼륨 및 나트륨 염이다. 제약상 허용되는 유기 비-독성 염기로부터 유래된 염은 1급, 2급 및 3급 아민의 염, 자연 발생 치환된 아민을 포함한 치환된 아민, 시클릭 아민 및 염기성 이온 교환 수지, 예컨대 아르기닌, 베타인 카페인, 콜린, N,N1-디벤질에틸렌디아민, 디에틸아민, 2-디에틸아미노에탄올, 2-디메틸아미노에탄올, 에탄올아민, 에틸렌디아민, N-에틸모르폴린, N-에틸피페리딘, 글루카민, 글루코사민, 히스티딘, 히드라바민, 이소프로필아민, 리신, 메틸글루카민, 모르폴린, 피페라진, 피페리딘, 폴리아민 수지, 프로카인, 퓨린, 테오브로민, 트리에틸아민, 트리메틸아민, 트리프로필아민, 트로메타민 등을 포함한다.
염기성 형태로 존재하는 화합물의 염은 무기 산 및 유기 산을 포함하는 제약상 허용되는 비-독성 산으로부터 제조될 수 있다. 이러한 산은 아세트산, 벤젠술폰산, 벤조산, 캄포르술폰산, 시트르산, 에탄술폰산, 푸마르산, 글루콘산, 글루탐산, 브로민화수소산, 염산, 이세티온산, 락트산, 말레산, 말산, 만델산, 메탄술폰산, 뮤신산, 질산, 파모산, 판토텐산, 인산, 숙신산, 황산, 타르타르산, p-톨루엔술폰산 등을 포함한다. 시트르산, 브로민화수소산, 염산, 말레산, 인산, 황산 및 타르타르산이 특히 바람직하다.
상기 기재된 제약상 허용되는 염 및 다른 전형적인 제약상 허용되는 염의 제조는 문헌 [Berg et al., "Pharmaceutical Salts," J. Pharm. Sci., 1977:66:1-19]에 보다 상세히 기재되어 있다.
본 발명에 따른 화합물이 약리학적 특성을 가지므로, 즉 화합물이 O-GlcNAcase를 선택적으로 억제할 수 있고 높은 효력 및 높은 투과율을 둘 다 나타내기 때문에, 이들은 신경변성 질환, 예를 들어 알츠하이머병 및 다른 신경변성 질환 또는 상태 및 관련 타우병증의 치료 또는 예방에 유용할 수 있다. 관련 타우병증은 근위축성 측삭 경화증, 인지 장애를 동반한 근위축성 측삭 경화증, 은친화성 입자 치매, 블루이트병, 피질기저 변성, 권투선수 치매, 석회화를 동반한 미만성 신경원섬유 엉킴, 다운 증후군, 가족성 영국 치매, 가족성 덴마크 치매, 염색체 17과 연관된 파킨슨증을 동반한 전두측두엽 치매 (FTDP-17), 게르스트만-스트라우슬러-샤잉커병, 과들루프 파킨슨증, 할러보르덴-스파츠병 (제1형 뇌 철 축적을 동반한 신경변성), 다계통 위축, 근긴장성 이영양증, 니만-픽병 (C형), 담창구-교뇌-흑질 변성, 괌의 파킨슨증-치매 복합증, 픽병, 뇌염후 파킨슨증, 프리온 질환 (크로이츠펠트-야콥병, 변형 크로이츠펠트-야콥병, 치명적 가족성 불면증 및 쿠루병 포함), 진행성 피질하 신경교증, 진행성 핵상 마비, 리차드슨 증후군, 아급성 경화성 범뇌염, 및 엉킴-단독 치매를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 화합물은 또한 파킨슨병 및 헌팅톤병을 비롯한 신경변성 질환의 치료에 유용할 수 있다. 치료될 수 있는 다른 상태는 O-GlcNAc 번역후 단백질 변형 수준으로 인해 유발되거나, 그의 영향을 받거나, 또는 임의의 다른 방식으로 관련된 것들이다. 본 발명의 화합물은 이러한 상태 및 특히, 이에 제한되지는 않지만, 단백질 상의 O-GlcNAc 수준과의 연관성이 확립된 다음과 같은 것들: 이식편 거부, 특히 이에 제한되지는 않지만 실질 기관 이식, 예컨대 심장, 폐, 간, 신장 및 췌장 이식 (예를 들어, 신장 및 폐 동종이식편); 암, 특히 이에 제한되지는 않지만 유방암, 폐암, 전립선암, 췌장암, 결장암, 직장암, 방광암, 신장암, 난소암; 뿐만 아니라 비-호지킨 림프종 및 흑색종; 간질, 통증, 섬유근육통 또는 졸중의 치료, 예를 들어 졸중 이후의 신경보호에 유용할 수 있는 것으로 예상된다.
O-GlcNAcase 활성을 선택적으로 억제하는 화합물은 또한, 염증성 질환, 알레르기, 천식, 알레르기성 비염, 과민성 폐 질환, 과민성 폐장염, 호산구성 폐렴, 지연형 과민증, 아테롬성동맥경화증, 간질성 폐 질환 (ILD), 특발성 폐 섬유증, 류마티스 관절염과 연관된 ILD, 전신 홍반성 루푸스, 강직성 척추염, 전신 경화증, 쇼그렌 증후군, 다발근염 또는 피부근염, 전신 아나필락시스 또는 과민 반응, 약물 알레르기, 곤충 자상 알레르기, 자가면역 질환, 류마티스 관절염, 건선성 관절염, 다발성 경화증, 길랑-바레 증후군, 전신 홍반성 루푸스, 중증 근무력증, 사구체신염, 자가면역 갑상선염, 이식편 거부, 동종이식편 거부, 이식편-대-숙주 질환, 염증성 장 질환, 크론병, 궤양성 결장염, 척추관절병증, 경피증, 건선, T-세포 매개 건선, 염증성 피부병, 피부염, 습진, 아토피성 피부염, 알레르기성 접촉성 피부염, 두드러기, 혈관염, 괴사성 피부 및 과민성 혈관염, 호산구성 근염, 호산구성 근막염, 실질 기관 이식 거부, 심장 이식 거부, 폐 이식 거부, 간 이식 거부, 신장 이식 거부, 췌장 이식 거부, 신장 동종이식편, 폐 동종이식편, 간질, 통증, 섬유근육통, 졸중을 포함하나 이에 제한되지는 않는 염증과 연관된 질환의 치료, 및 신경보호를 위해 사용될 수 있다.
또한, 단백질 O-GlcNAc 변형의 수준에 영향을 미치는 화합물은, 예컨대 화학요법, 방사선 요법, 증진된 상처 치유 및 화상 치료, 자가면역 질환을 위한 요법 또는 기타 약물 요법 (예를 들어, 코르티코스테로이드 요법), 또는 자가면역 질환 및 이식편/이식 거부의 치료에 사용된 종래 약물 (면역억제의 원인이 됨)의 조합 요법을 받는 개체에서의 면역억제와 연관된 질환; 또는 수용체 기능의 선천성 결핍 또는 다른 원인으로 인한 면역억제와 연관된 질환의 치료에 사용될 수 있다.
본 발명의 화합물은 또한 조직 손상 또는 스트레스, 세포 자극 또는 세포 분화 촉진과 연관된 상태의 치료에 유용할 수 있다. 따라서, 일부 실시양태에서, 본 발명의 화합물은 허혈; 출혈; 저혈량성 쇼크; 심근경색; 중재적 심장 시술; 심장 우회로 수술; 섬유소용해 요법; 혈관성형술; 및 스텐트 설치술을 포함하나 이에 제한되지는 않는, 심장 조직에서의 스트레스를 수반하는 다양한 상태 또는 의학 절차에서 치료 이익을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 화합물은 마우스, 래트, 말, 소, 양, 개, 고양이 및 원숭이를 비롯한 동물을 치료하는데 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 화합물은 또한 다른 유기체, 예컨대 조류 종 (예를 들어, 닭)에서도 사용될 수 있다. 본 발명의 화합물은 또한 인간에 사용하기에 효과적일 수 있다. 용어 "대상체" 또는 대안적으로 본원에 "환자"로서 언급된 용어는 치료, 관찰 또는 실험의 객체가 되는 동물, 바람직하게는 포유동물, 가장 바람직하게는 인간을 지칭하는 것으로 의도된다. 그러나, 본 발명의 화합물, 방법 및 제약 조성물은 동물의 치료에 사용될 수 있다. 따라서, 본원에 사용된 "대상체"는 인간, 비-인간 영장류, 래트, 마우스, 소, 말, 돼지, 양, 염소, 개, 고양이 등일 수 있다. 대상체는 O-GlcNAcase 활성의 조절이 요구되는 상태를 가질 것으로 의심되거나 또는 가질 위험성이 있을 수 있다.
한 실시양태에서, 알츠하이머병 및 관련 타우병증, 녹내장, 정신분열증, 헌팅톤병, 파킨슨병, 경도 인지 장애, 신경병증 (말초 신경병증, 자율 신경병증, 신경염, 당뇨병성 신경병증 포함) 및 암으로 이루어진 군으로부터 선택된 질환 또는 장애의 치료를 필요로 하는 대상체에게 치료 유효량의 본 발명의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르, 또는 화합물, 염 또는 에스테르의 제약 조성물을 투여하는 것을 포함하는, 상기 질환 또는 장애를 치료하는 방법을 제공한다.
알츠하이머병 및 관련 타우병증, 녹내장, 정신분열증, 헌팅톤병, 파킨슨병, 경도 인지 장애, 신경병증 (말초 신경병증, 자율 신경병증, 신경염, 당뇨병성 신경병증 포함) 및 암의 치료 방법의 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르, 또는 상기 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르를 포함하는 제약 조성물은 알츠하이머 요법에 사용되는 또 다른 제약 활성 화합물 또는 화합물들, 예를 들어 도네페질, 메만틴, 타크린 및 그의 등가물 및 제약 활성 이성질체(들) 및 대사물(들)과 공동으로, 동시에, 순차적으로, 또는 개별적으로 투여된다.
일부 실시양태에서, 본 발명에 따른 화합물 또는 본 발명에 따라 사용하기 위한 화합물은 임의의 다른 활성제 또는 제약 조성물과 조합하여 제공될 수 있으며, 이러한 조합 요법은 O-GlcNAcase 활성을 조절하는데, 예를 들어 신경변성, 염증성, 심혈관 또는 면역조절 질환 또는 본원에 기재된 임의의 상태를 치료하는데 유용하다. 일부 실시양태에서, 본 발명에 따른 화합물 또는 본 발명에 따라 사용하기 위한 화합물은 알츠하이머병의 예방 또는 치료에 유용한 하나 이상의 작용제와 조합하여 제공될 수 있다. 이러한 작용제의 예는, 비제한적으로 하기를 포함한다:
Figure pct00009
아세틸콜린 에스테라제 억제제 (AChEI), 예컨대 아리셉트(Aricept)® (도네페질), 엑셀론(Exelon)® (리바스티그민), 라자다인(Razadyne)® (라자다인 ER®, 레미닐(Reminyl)®, 니발린(Nivalin)®, 갈란타민), 코그넥스(Cognex)® (타크린), 디메본, 후페르진 A, 펜세린, 데비오-9902 SR (ZT-1 SR), 자나페질 (TAK0147), 간스티그민, NP7557 등;
Figure pct00010
NMDA 수용체 길항제, 예컨대 나멘다(Namenda)® (악수라(Axura)®, 아카티놀(Akatinol)®, 에빅사(Ebixa)®, 메만틴), 디메본, SGS-742, 네라멕산, 데비오-9902 SR (ZT-1 SR) 등;
Figure pct00011
감마-세크레타제 억제제 및/또는 조절제, 예컨대 플루리잔(Flurizan)™ (타렌플루르빌, MPC-7869, R-플루르비프로펜), LY450139, MK 0752, E2101, BMS-289948, BMS-299897, BMS-433796, LY-411575, GSI-136 등;
Figure pct00012
베타-세크레타제 억제제, 예컨대 ATG-Z1, CTS-21166, MK-8931 등;
Figure pct00013
알파-세크레타제 활성화제, 예컨대 NGX267 등;
Figure pct00014
아밀로이드-β 응집 및/또는 원섬유화 억제제, 예컨대 알츠히메드(Alzhemed)™ (3APS, 트라미노프로세이트, 3-아미노-1-프로판술폰산), AL-108, AL-208, AZD-103, PBT2, 세레악트, ONO-2506PO, PPI-558 등;
Figure pct00015
타우 응집 억제제, 예컨대 메틸렌 블루 등;
Figure pct00016
미세관 안정화제, 예컨대 AL-108, AL-208, 파클리탁셀 등;
Figure pct00017
RAGE 억제제, 예컨대 TTP488 등;
Figure pct00018
5-HT1a 수용체 길항제, 예컨대 크살리프로덴, 레코조탄 등;
Figure pct00019
5-HT4 수용체 길항제, 예컨대 PRX-03410 등;
Figure pct00020
키나제 억제제, 예컨대 SRN-003-556, 암푸린다미드, LiCl, AZD1080, NP031112, SAR-502250 등;
Figure pct00021
인간화 모노클로날 항-Aβ 항체, 예컨대 바피뉴주맙 (AAB-001), LY2062430, RN1219, ACU-5A5 등;
Figure pct00022
아밀로이드 백신, 예컨대 AN-1792, ACC-001 등;
Figure pct00023
신경보호제, 예컨대 세레브로리신, AL-108, AL-208, 후페르진 A 등;
Figure pct00024
L-유형 칼슘 채널 길항제, 예컨대 MEM-1003 등;
Figure pct00025
니코틴성 수용체 길항제, 예컨대 AZD3480, GTS-21 등;
Figure pct00026
니코틴성 수용체 효능제, 예컨대 MEM 3454, 네피라세탐 등;
Figure pct00027
퍼옥시솜 증식자-활성화 수용체 (PPAR) 감마 효능제, 예컨대 아반디아(Avandia)® (로스글리타존) 등;
Figure pct00028
포스포디에스테라제 IV (PDE4) 억제제, 예컨대 MK-0952 등;
Figure pct00029
호르몬 대체 요법, 예컨대 에스트로겐 (프레마린) 등;
Figure pct00030
모노아민 옥시다제 (MAO) 억제제, 예컨대 NS2330, 라사길린 (아질렉트(Azilect)®), TVP-1012 등;
Figure pct00031
AMPA 수용체 조절제, 예컨대 암팔렉스 (CX 516) 등;
Figure pct00032
신경 성장 인자 또는 NGF 강화제, 예컨대 CERE-110 (AAV-NGF), T-588, T-817MA 등;
Figure pct00033
뇌하수체에 의한 황체화 호르몬 (LH)의 방출을 방지하는 작용제, 예컨대 류프롤리드 (VP-4896) 등;
Figure pct00034
GABA 수용체 조절제, 예컨대 AC-3933, NGD 97-1, CP-457920 등;
Figure pct00035
벤조디아제핀 수용체 역 효능제, 예컨대 SB-737552 (S-8510), AC-3933 등;
Figure pct00036
노르아드레날린-방출제, 예컨대 T-588, T-817MA 등.
O-GlcNAcase 억제제는 일반적으로 경구 투여될 것이다. 화합물은 1일 1 내지 4회, 바람직하게는 1일 1 또는 2회의 요법으로 투여될 수 있다. 이 투여 요법은 최적의 치료 반응을 제공하도록 조정될 수 있다. 그러나, 임의의 특정한 대상체를 위한 구체적인 용량 수준 및 투여 빈도는 사용되는 특정 화합물의 활성, 그 화합물의 대사 안정성 및 작용 기간, 연령, 체중, 전반적 건강, 성별, 식이, 투여 방식 및 시간, 배설율, 약물 조합, 특정한 상태의 중증도, 및 요법을 받는 숙주를 비롯한 다양한 인자에 따라 달라질 수 있으며 이에 의존적일 것임이 이해될 것이다.
본 발명의 화합물을 포함하는, 또는 본 발명에 따라 사용하기 위한 조성물은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 고려된다. 본원에 사용된 용어 "조성물"은 구체적인 성분을 구체적인 양으로 포함하는 생성물, 뿐만 아니라 구체적인 성분의 구체적인 양으로의 조합으로부터 직접 또는 간접적으로 생성되는 임의의 생성물을 포괄하는 것으로 의도된다. 제약 조성물에 관한 이러한 용어는 활성 성분(들), 및 담체를 구성하는 불활성 성분(들)을 포함하는 생성물, 뿐만 아니라 임의의 2가지 이상의 성분의 조합, 복합 또는 응집으로부터, 또는 성분 중 하나 이상의 해리로부터, 또는 성분 중 하나 이상의 다른 유형의 반응 또는 상호작용으로부터 직접 또는 간접적으로 생성되는 임의의 생성물도 포괄하는 것으로 의도된다. 따라서, 본 발명의 제약 조성물은 본 발명의 화합물 및 하나 이상의 제약상 허용되는 담체를 혼합하는 것에 의해 제조되는 임의의 조성물을 포괄한다. "제약상 허용되는"은 담체, 희석제 또는 부형제가 제제의 다른 성분과 상용성이어야 하며, 그의 수용자에게 유해하지 않아야 함을 의미한다. 용어 화합물"의 투여" 및/또는 화합물"을 투여하는"은 본 발명의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염 또는 생체내 가수분해성 에스테르를 대상체에게 제공하는 것을 의미하는 것으로 이해하여야만 한다. 본 발명의 제약 조성물은 제약 제제의 형태, 예를 들어, 고체, 반고체 또는 액체 형태로 사용될 수 있으며, 이는 활성 성분으로서 본 발명의 화합물 중 하나 이상을 외부, 장내 또는 비경구 적용에 적합한 유기 또는 무기 담체 또는 부형제와의 혼합물로 함유한다. 활성 성분은, 예를 들어, 정제, 펠릿, 캡슐, 좌제, 용액, 에멀젼, 현탁액, 및 사용에 적합한 임의의 다른 형태를 위한 통상의 비독성, 제약상 허용되는 담체와 배합될 수 있다. 사용될 수 있는 담체는 물, 글루코스, 락토스, 아카시아 검, 젤라틴, 만니톨, 전분 페이스트, 삼규산마그네슘, 활석, 옥수수 전분, 케라틴, 콜로이드성 실리카, 감자 전분, 우레아, 및 제제를 고체, 반고체 또는 액체 형태로 제조하는데 사용하기에 적합한 기타 담체이고, 또한 보조제, 안정화제, 증점제 및 착색제 및 향료가 사용될 수 있다. 활성 상태인 목적 화합물은 질환의 상태 또는 진행에 대해 목적하는 효과를 제공하기에 충분한 양으로 제약 조성물에 포함된다.
본 발명의 신규 조성물이 경구 또는 주사 투여용으로 혼입될 수 있는 액체 형태는 수용액, 적합하게 향미가 가해진 시럽, 수성 또는 오일 현탁액, 및 허용되는 오일, 예컨대 목화씨 오일, 참깨 오일, 코코넛 오일 또는 땅콩 오일과의 에멀젼, 또는 정맥내 사용에 적합한 가용화제 또는 유화제와의 에멀젼 뿐만 아니라 엘릭시르 및 유사한 제약 비히클을 포함한다. 수성 현탁액용으로 적합한 분산제 또는 현탁화제는 합성 및 천연 검, 예컨대 트라가칸트, 아카시아, 알기네이트, 덱스트란, 소듐 카르복시메틸셀룰로스, 메틸셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈 또는 젤라틴을 포함한다.
본 발명은 또한 진단 영상화를 필요로 하는 포유동물, 예를 들어 설치류, 비-인간 영장류 또는 인간에게 유효량의 동위원소 표지된 실시예 118-120으로부터 선택된 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르를 투여하는 것을 포함하는, 포유동물에서 O-GlcNAcase의 진단 영상화 (즉, 중추 점유 측정) 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 진단 영상화를 필요로 하는 포유동물에게 유효량의 동위원소 표지된 실시예 118-120으로부터 선택된 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르를 투여하는 것을 포함하는, 포유동물의 뇌의 진단 영상화 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 검출이 요구되는 포유동물 조직을 유효량의 동위원소 표지된 실시예 118-120으로부터 선택된 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르와 접촉시키는 것을 포함하는, 포유동물 조직, 예를 들어 뇌에서의 O-GlcNAcase의 검출 또는 정량화 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 부분적으로, 종래의 탐색 및 진단 영상화 적용에 유용할 뿐만 아니라, O-GlcNAcase 효소를 표지하고 비표지된 O-GlcNAcase 억제제와의 경쟁에 대한 시험관내 및 생체내 둘 다의 검정에 유용할 방사성표지된 O-GlcNAcase 억제제를 개발하는 것이다. 뇌 및 다른 조직에서 O-GlcNAcase 특이적 영상을 제공하는 18F 또는 11C 표지된 방사성추적자를 사용함으로써, O-GlcNAcase 효소를 포화시키는데 필요한 용량은 인간에서 PET 방사성추적자 영상의 차단에 의해 결정될 수 있다. 특히, 비표지된 O-GlcNAcase 억제제의 혈장 농도/점유 관계를 결정하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 대상체, 예컨대 인간에게 유효량의 동위원소 표지된 실시예 118-120으로부터 선택된 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르를 투여하는 것을 포함한다. 상기 나타낸 바와 같이, 본 발명의 화합물에 혼입될 수 있는 방사성핵종은 11C, 13C, 14C, 18F 및 3H, 및 바람직하게는 11C를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 상기 언급된 방법의 한 실시양태에서, 포유동물은 예를 들어, 설치류, 비-인간 영장류 또는 인간이다.
본 발명의 상기 언급된 방법의 또 다른 실시양태에서, O-GlcNAcase의 진단 영상화는 PET 영상화, 자기 공명 영상화 또는 자가방사법을 수행하는 것에 의해 실행된다.
본 발명의 동위원소 표지된 화합물은 진단 영상화, 기초 연구 및 방사선요법상 적용에 잠재적으로 유용하다. 가능한 진단 영상화 및 방사선요법상 적용의 구체적 예는, O-GlcNAcase의 위치, 관련 활성 또는 존재비를 결정하는 것, O-GlcNAcase의 방사성면역검정, 및 포유동물의 뇌에서 O-GlcNAcase의 분포를 결정하기 위한 자가방사법을 포함한다.
특히, 이들 동위원소 표지된 화합물, 특히 실시예 118-120의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 용매화물 또는 생체내 가수분해성 에스테르는 양전자 방출 방사성핵종, 11C로 표지될 경우에, 살아있는 인간 및 실험 동물의 뇌에서 O-GlcNAcase를 PET 영상화하는데 유용하다. 이들 동위원소 표지된 화합물은 효소에의 결합에 대한 비표지된 약물과 방사성표지된 화합물 사이의 경쟁을 통해 생체내 비표지된 O-GlcNAcase 억제제와 O-GlcNAcase의 상호작용을 연구하는데 연구 도구로서 사용될 수 있다. 이러한 유형의 연구는 O-GlcNAcase 점유와 비표지된 O-GlcNAcase 억제제의 용량 사이의 관계를 결정하는데 유용할 뿐만 아니라, 다양한 용량의 비표지된 O-GlcNAcase 억제제에 의한 효소의 차단의 지속시간을 연구하는데 유용하다. 임상적 도구로서 방사성표지된 O-GlcNAcase 억제제는 O-GlcNAcase 억제제의 임상적으로 효과적인 용량을 규정하는데 사용될 수 있다. 동물 실험에서, 방사성표지된 O-GlcNAcase 억제제는 임상 개발용으로 선택하기 위한 잠재적인 약물 후보 사이를 선별하는데 유용한 정보를 제공하도록 사용될 수 있다. 방사성표지된 O-GlcNAcase 억제제는 또한 살아있는 인간 뇌, 뿐만 아니라 살아있는 실험 동물의 뇌 및 조직 샘플에서 O-GlcNAcase의 영역적 분포 및 농축을 연구하는데 사용될 수 있다. 방사성표지된 O-GlcNAcase 억제제는 또한 질환 또는 O-GlcNAcase 농축에 있어서 약리학적으로 관련된 변화를 연구하는데 사용될 수 있다.
예를 들어, PET 추적자, 예컨대 본 발명의 방사성표지된 O-GlcNAcase 억제제는 현재 이용가능한 PET 기술과 함께 하기 정보를 수득하기 위해 사용될 수 있다: 대상체에서의 후보 O-GlcNAcase 억제제에 의한 수용체 점유 수준과 임상 효능 사이의 관계; 장기간의 임상 연구 개시 이전에 O-GlcNAcase의 임상 시험을 위한 용량 선택; 구조상 신규한 O-GlcNAcase 억제제의 비교 효력; O-GlcNAcase 억제제 및 다른 작용제에 의한 임상 표적의 치료 동안의 생체내 친화도 및 밀도에 대한 O-GlcNAcase 억제제의 영향 조사; 예를 들어 알츠하이머병 동안 그의 활성 단계에서의, 효과적 및 비효과적인 치료 동안의, 그리고 완화 동안의 O-GlcNAcase의 밀도 및 분포에서의 변화; 및 CNS 장애에서의 O-GlcNAcase 발현 및 분포에서의 변화 (O-GlcNAcase가 수반되는 신경변성 질환을 영상화함) 등.
상기 나타낸 바와 같이, 알츠하이머병 및 하기 기재된 바와 같은 다수의 관련 타우병증이 부분적으로 NFT의 발생에 의해 특성화되었고, 예를 들어 O-GlcNAcase를 조절하는 것에 의한 타우 O-GlcNAc 수준을 조절하는 메카니즘에서의 기능부전이 NFT의 형성 및 연관된 신경변성에 있어서 매우 중요할 수 있음은 널리 확립되어 있다. 따라서, 본 발명의 방사성표지된 화합물은 또한 상기 기재된 바와 같은 알츠하이머병 및 관련 타우병증, 녹내장, 정신분열증 및 암을 비롯한 NFT 형성과 연관된 다양한 신경계 및 정신 장애와 관련하여 진단 영상화에 있어서 유용성을 갖는다.
탐색 또는 진단 영상화제로서의 본 발명의 화합물의 사용과 관련하여, 방사성표지된 화합물은 제약 조성물로서 단독으로, 또는 바람직하게는 제약 조성물 중 하나 이상의 제약상 허용되는 담체 또는 부형제와 조합하여, 임의로는 공지된 아주반트, 예컨대 명반과 함께, 표준 제약 실시에 따라 포유동물, 바람직하게는 인간에게 투여될 수 있다. 이러한 조성물은 정맥내, 근육내, 복강내, 피하, 직장 및 국소 투여 경로를 포함하여 경구로 또는 비경구로 투여될 수 있다. 바람직하게는, 투여는 정맥내로 이루어진다. 짧은 반감기의 양전자 방출 방사성핵종으로 표지된 방사성추적자는 일반적으로 정맥내 주사를 통해 그의 합성의 1시간 미만 이내에 투여된다. 이는 수반되는 방사성핵종의 반감기가 짧기 때문에 필수적이다 (11C 및 18F의 경우에 각각 20 및 110분).
본 발명에 따른 방사성표지된 억제제가 인간 대상체에 투여될 경우에, 진단 영상화를 위해 요구되는 양은 통상적으로는 의사가 일반적으로 개별 대상체의 연령, 체중 및 반응뿐만 아니라 방사성핵종으로부터의 방출량에 따라 투여량을 달리하여 처방함으로써 결정될 것이다. 그러나, 대부분의 경우에, 유효량은 약 1 - 10 mCi 범위에서 방출을 생성하는데 충분한 화합물의 양일 것이다.
한 예시적 적용에서, 투여는 1일에 약 0.005 μg/체중 kg 내지 약 50 μg/체중 kg, 바람직하게는 0.02 μg/체중 kg 내지 약 7 μg/체중 kg의 방사성표지된 화합물의 양으로 이루어진다. 본 발명의 조성물을 포함하는 특정한 분석 투여량은 동위원소 표지된 화합물을 약 0.5 μg 내지 약 100 μg 포함한다. 바람직하게는, 투여량은 동위원소 표지된 화합물을 약 1 μg 내지 약 50 μg 포함한다.
하기 예시된 절차는 임상에서 대상체에 대한 PET 영상화 연구를 수행할 때 사용할 수 있다. 대상체는 하기 기재된 바와 같은 기준선 스캔을 거치고, 그 후 대상체는 실험일 이전에 필요한 시간 동안 비표지된 O-GlcNAcase 억제제로 예비투약되며, 임의적인 수분 섭취는 가능하나 적어도 12시간 동안 금식한다. 방사성추적자 투여를 위해 20 G 2 인치 정맥 카테터를 반대쪽 척골 정맥에 삽입한다.
대상체를 PET 카메라 내에 위치시키고, [15O] H2O의 추적자 용량을 i.v. 카테터를 통해 투여한다. 이와 같이 수득된 영상은 대상체가 뇌 또는 다른 관심 영역을 포함하도록 제대로 위치했는지를 확인하는데 사용된다. 후속적으로, 동위원소 표지된 O-GlcNAcase 억제제, 예를 들어 11C로 표지된 화합물 (<10 mCi)을 i.v. 카테터를 통해 투여한다. 180분에 이르는 동안 영상을 취득한다. 방사성추적자의 주입 10분 이내 및 영상화 세션 말미에, 혈액 샘플 1 ml를 수득하여 임상 후보의 혈장 농도를 결정한다.
방사성추적자의 분포를 결정하기 위해, 관심 영역 (ROI)을, 예를 들어 뇌 및 중추 신경계를 포함하는 복원 영상에 그려넣는다. 이러한 영역을 사용하여 O-GlcNAcase 억제제의 부재시 또는 조사되는 다양한 주입 용량으로의 임상 후보의 존재시 수득된 시간 활성 곡선을 생성한다. 데이터는 단위 부피 당 단위 시간 당 방사능으로 표현한다 (μCi/cc/주입된 용량 mCi). 방사성추적자 주입 후 70분부터 시작하여 수득된 관심 영역에서의 수득 데이터로부터 억제 곡선을 생성한다. 이때, 비-특이적 결합의 클리어런스는 정상 상태에 도달한다. 방정식 iii을 사용하여 용량-비율/억제 곡선을 곡선 적합시킴으로써 ID50 값을 수득한다.
<방정식 iii>
Figure pct00037
상기 식에서, B는 임상 후보의 각 용량에 대한 조직에서의 %-용량/방사성추적자 g이고, A0는 O-GlcNAcase 억제제의 부재시 조직에서 특이적으로 결합된 방사성추적자이고, I는 길항제의 주입된 용량이고, ID50은 O-GlcNAcase에 대한 특이적 방사성추적자 결합을 50% 억제하는 화합물의 용량이고, NS는 비-특이적으로 결합된 방사성추적자의 양이다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 하기 기재된 바와 같은 본 발명의 화합물의 제조 방법이 제공된다. 예를 들어, 화합물은 하기 요약된 바와 같은 화합물의 전구체로부터 당업계에 널리 공지되어 있는 합성 화학 기술을 사용하여 제조할 수 있다 (문헌 [Comprehensive Heterocyclic Chemistry, Katritzky, A. R. 및 Rees, C. W. eds., Pergamon Press, Oxford, 1984] 참조). 동위원소 표지된 본 발명의 화합물은 상기 언급된 동위원소를, 예를 들어 기질 분자에 혼입시킴으로써 제조한다. 이는 방사능을 만드는 그 안에 함유된 원자 중 하나 이상을 갖는 시약을 사용하여 그것을 핵 반응기, 사이클로트론 등과 같은 방사능 공급원에 위치시키는 것에 의해 달성된다. 추가로, 많은 동위원소 표지된 시약, 예컨대 2H2O, 3H3CI, 14C6H5Br, ClCH2 14COCl 등이 상업적으로 입수가능하다. 이어서 동위원소 표지된 시약을 표준 유기 화합 합성 기술에 사용하여 하기 기재된 바와 같은 본 발명의 화합물에 동위원소 원자 또는 원자들을 혼입시킨다.
화학식 I, Ia, Ib, II, IIa 및 IIb의 화합물에서, 원자는 그의 천연 동위원소 존재비를 나타낼 수 있거나, 또는 원자 중 하나 이상은 동일한 원자 번호를 갖지만 자연에서 우세하게 발견되는 원자 질량 또는 질량수와는 상이한 원자 질량 또는 질량수를 갖는 특정한 동위원소로 인위적으로 풍부해질 수 있다. 본 발명은 화학식 I의 화합물의 모든 적합한 동위원소 변형을 포함하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 수소 (H)의 다양한 동위원소 형태는 경수소 (1H), 중수소 (2H) 및 삼중수소 (3H)를 포함한다. 경수소는 자연에서 발견되는 우세한 수소 동위원소이다. 중수소를 풍부하게 하는 것은 특정의 치료 이점, 예컨대 생체내 반감기의 증가 또는 투여량 요건의 감소를 제공할 수 있거나, 또는 생물학적 샘플의 특성화를 위한 표준물로서 유용한 화합물을 제공할 수 있다. 화학식 I, Ia, Ib, II, IIa 및 IIb에서 동위원소 풍부한 화합물은 당업자에게 널리 공지된 통상의 기술에 의하거나, 또는 적절한 동위원소 풍부한 시약 및/또는 중간체를 사용하여 본원의 반응식 및 실시예에 기재된 것과 유사한 방법에 의해 과도한 실험 없이 제조할 수 있다.
실시예
본원에 개시된 발명은 하기 제조예 및 실시예에 의해 예시되며, 이는 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
화학의 설명 및 하기 실시예에 사용된 약어는 다음과 같다:
약어
AIBN = 2,2'-아조비스이소부티로니트릴
DAST = (디에틸아미노)황 트리플루오라이드
DCM = 디클로로메탄
DIBAL-H = 디이소부틸알루미늄 히드라이드
DMAP = 4-디메틸아미노피리딘
DMF = N,N-디메틸포름아미드
DMP = 데스-마르틴 퍼아이오디난
DMSO = 디메틸 술폭시드
EDC = 1-(3-디메틸아미노프로필)-3-에틸카르보디이미드 히드로클로라이드
NBS = N-브로모숙신이미드
PMBBr = 파라-메톡시 벤질 브로마이드
TBAB = 테트라-n-부틸암모늄 브로마이드
TBAF = 테트라-n-부틸암모늄 플루오라이드
TEA = 트리에틸아민
TEAF = 테트라에틸암모늄 플루오라이드
TEMPO = 2,2,6,6-테트라메틸-피페리딘-1-옥시 자유 라디칼
TFA = 2,2,2-트리플루오로아세트산
THF = 테트라히드로푸란
중간체의 합성
1,3,4,6-테트라-O-아세틸-2-데옥시-2-이소티오시아네이트-β-D-글루코피라노스
Figure pct00038
Figure pct00039
Figure pct00040
(2S,3R,4R,5S,6R)-6-(아세톡시메틸)-3-아미노-테트라히드로-2H-피란-2,4,5-트리일 트리아세테이트 히드로클로라이드 (4)를 공개문헌 [D. J. Silva etc. J. Org. Chem., 1999, 64(16), 5926-5929]에 따라 화합물 1로부터 제조하였다.
Figure pct00041
(2S,3R,4R,5S,6R)-6-(아세톡시메틸)-3-이소티오시아네이토-테트라히드로-2H-피란-2,4,5-트리일 트리아세테이트 (5)를 공개문헌 [M.V. Gonzalez etc. Carbohydrate Research, 1986, 154, 49]에 따라 화합물 4로부터 제조하였다.
실시예 1
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((S)-2,2,2-트리플루오로-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
Figure pct00042
Figure pct00043
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(아세톡시메틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디일 디아세테이트:
디클로로메탄 (20 mL) 중 (3R,4R,5S,6R)-6-(아세톡시메틸)-3-이소티오시아네이토-테트라히드로-2H-피란-2,4,5-트리일 트리아세테이트 (2 g, 5.14 mmol)의 용액에 5~10℃에서 디메틸아민 히드로클로라이드 (460 mg, 5.64 mmol) 및 트리에틸아민 (675 mg, 6.68 mmol)을 첨가하였다. 3시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물을 TFA (1.6 g, 14 mmol)로 밤새 실온에서 처리하였다. 반응 혼합물을 포화 중탄산나트륨 (50 mL)으로 세척하고, 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 1% MeOH로 용리시키면서 정제하여 화합물 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(아세톡시메틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디일 디아세테이트를 황색 오일 (1.65 g, 85%)로서 수득하였다.
Figure pct00044
Figure pct00045
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
메탄올 (20 mL) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(아세톡시메틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디일 디아세테이트 (1.65 g, 4.41 mmol)의 용액에 탄산칼륨 (25 mg, 0.18 mmol)을 첨가하였다. 생성된 혼합물을 밤새 실온에서 교반하여 고체를 수득하였다. 이를 여과에 의해 수집하고, 차가운 메탄올로 세척하고, 건조시켰다. 생성물을 담황색 고체 (1.05 g, 94%)로서 수득하였다.
Figure pct00046
Figure pct00047
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올: DMF (50mL) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 (1 g, 4.03 mmol), DMAP (49.2 mg, 0.40 mmol) 및 트리에틸아민 (611 mg, 6.05 mmol)의 용액에 tert-부틸클로로디메틸실란 (665 mg, 4.43 mmol)을 첨가하였다. 50℃에서 밤새 교반한 후, 생성된 혼합물을 진공 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 2-5% MeOH로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물을 황색 고체 (1.0 g, 65%)로서 수득하였다.
Figure pct00048
Figure pct00049
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-N,N-디메틸-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-아민: DMF (20 mL) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 (1 g, 2.76 mmol)의 용액에 수소화나트륨 (568 mg, 16.6 mmol, 70%)을 15℃에서 첨가한 다음, 1-(브로모메틸)-4-메톡시벤젠 (2.22 g, 11.0 mmol)을 첨가하였다. 생성된 용액을 실온에서 3시간 동안 교반하고, 냉수 (50 mL)를 첨가하여 켄칭하고, 디클로로메탄 (3 x 50 mL)으로 추출하였다. 합한 유기 층을 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 10-25% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 생성물을 황색 오일 (1.2 g, 64%)로서 수득하였다.
Figure pct00050
Figure pct00051
((3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)메탄올:
THF (100 mL) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-N,N-디메틸-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-아민 (9.5 g, 15.8 mmol)을 TBAF (8.27 g, 31. 6 mmol)로 밤새 실온에서 처리하였다. 생성된 용액을 염수 (200 mL)로 희석하고, 에틸 아세테이트 (2x200 mL)로 추출하고, 무수 황산마그네슘 상에서 건조시켰다. 용매를 제거한 후, 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 1-2.5% MeOH로 용리시키면서 정제하여 생성물을 황색 오일 (7.0 g, 86%)로서 수득하였다.
Figure pct00052
Figure pct00053
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-카르브알데히드): 디클로로메탄 (25 mL) 및 H2O (5 mL) 중 ((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)메탄올 (500 mg, 1.0 mmol), TBAB (16.5 mg, 0.05 mmol), KHCO3 (461 mg, 4.6 mmol) 및 TEMPO (8 mg, 0.05 mmol)의 혼합물에 15℃에서 NBS (201 mg, 1.13 mmol)를 첨가하였다. 30분 동안 교반한 후, 반응 혼합물을 포화 Na2SO3 (5 mL)에 의해 켄칭하였다. 유기 층을 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 응축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 20-30% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 생성물을 황색 시럽 (320 mg, 75% 순도)으로서 수득하였다.
Figure pct00054
Figure pct00055
1-((3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)-2,2,2-트리플루오로에탄올 (2종의 부분입체이성질체의 혼합물):
THF (20 mL) 중 TBAF (107 mg, 0.41 mmol) 및 4Å 분자체의 교반 혼합물에 0℃에서 THF (5 mL) 중 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-카르브알데히드 (400 mg, 0.82 mmol) 및 TMS-CF3 (230 mg, 1.64 mmol)의 용액을 첨가하였다. 0℃에서 4시간 동안 교반한 후, 반응물을 염수 (30 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3 x 20 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 2 - 3% 메탄올로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물을 황색 시럽 (300 mg, 65%, 부분입체이성질체의 혼합물, 보다 빠르게 용리하는 이성질체 : 보다 느리게 이동하는 이성질체 = 1 : 2, 키랄-HPLC에 의함)으로서 수득하였다.
Figure pct00056
Figure pct00057
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((S)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 및 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
디클로로메탄 (20 mL) 중 1-((3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)-2,2,2-트리플루오로에탄올 (이전 단계로부터의 2종의 부분입체이성질체의 혼합물) (400 mg, 0.72 mmol)의 용액을 TFA (2 mL)로 1시간 동안 실온에서 처리하였다. 반응 혼합물을 감압 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 정제용-HPLC에 의해 하기 조건 [(애질런트(Agilent) 1200 정제용 HPLC): 칼럼, 선파이어(SunFire) 정제용 C18, 19 * 50 mm 5 um; 이동상, 물 + 0.03% NH4OH 및 CH3CN (10분 이내 10% CH3CN → 45%); 검출기, UV 220nm] 하에 정제하여 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((S)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올을 백색 고체 (보다 빠르게 용리하는 이성질체, 62 mg, 27%)로서:
Figure pct00058
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올을 백색 고체 (보다 느리게 용리하는 이성질체, 55 mg, 24%)로서 수득하였다.
Figure pct00059
Figure pct00060
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((S)-2,2,2-트리플루오로-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
DMF (30 mL) 중 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((S)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 (450 mg, 1.4 mmol)의 용액을 LiHMDS (1.8 mL, 1.8 mmol, THF 중 1M)로 0℃에서 10분 동안 처리한 다음, CH3I (300 mg, 2.1 mmol)를 첨가하였다. 실온에서 추가 1시간 후, 반응물을 포화 수성 NH4Cl 용액 (15 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x20 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 잔류물을 플래쉬 칼럼 크로마토그래피에 의해 디클로로메탄 중 2% - 10% 메탄올을 사용하여 정제하여 표제 화합물을 백색 고체 (192 mg, 40%)로서 수득하였다.
Figure pct00061
실시예 2
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
Figure pct00062
<반응식 II>
Figure pct00063
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
DMF (30 mL) 중 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 (413 mg, 1.3 mmol)의 용액을 LiHMDS (1.6 mL, 1.6 mmol, THF 중 1M)로 0℃에서 10분 동안 처리한 다음, CH3I (278 mg, 1.9 mmol)를 첨가하였다. 실온에서 추가 1시간 후 반응물을 포화 수성 NH4Cl 용액 (15 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x20 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 잔류물을 플래쉬 칼럼 크로마토그래피에 의해 디클로로메탄 중 2% - 10% 메탄올을 사용하여 정제하여 표제 화합물을 백색 고체 (196 mg, 45%)로서 수득하였다.
Figure pct00064
실시예 3 & 4
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(메틸아미노)-5-((S)-2,2,2-트리플루오로-1-페녹시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 & (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-페녹시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
Figure pct00065
<반응식 III>
Figure pct00066
Figure pct00067
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(아세톡시메틸)-2-(메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디일 디아세테이트:
CH3CN (1 L) 중 (3R,4R,5S,6R)-2,4,5-트리아세톡시-6-(아세톡시메틸)-테트라히드로-2H-피란-3-염화아미늄 (100 g, 261 mmol)의 용액에 메틸 이소티오시아네이트 (21 g, 287 mmol), 트리에틸아민 (29 g, 287 mmol)을 첨가하였다. 60℃에서 12시간 동안 교반한 후, 생성된 용액을 실온에서 TFA (110 g, 0.96 mol)로 밤새 처리한 다음, 포화 중탄산나트륨 (1 L)으로 세척하였다. 유기 층을 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 1% MeOH로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물을 황색 오일 (150 g, 87%)로서 수득하였다.
Figure pct00068
Figure pct00069
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(히드록시메틸)-2-(메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
메탄올 (1 L) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(아세톡시메틸)-2-(메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디일 디아세테이트 (150 g, 417 mmol)의 용액을 탄산칼륨 (11.5 g, 83 mmol)으로 처리하였다. 생성된 혼합물을 밤새 실온에서 교반하여 고체를 수득하였다. 이를 여과에 의해 수집하고, 차가운 메탄올로 세척하고, 건조시켰다. 생성물을 황색 고체 (85 g, 87%)로서 수득하였다.
Figure pct00070
Figure pct00071
tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트: 메탄올 (600 mL) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(히드록시메틸)-2-(메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 (85 g, 363 mmol)의 용액을 Boc2O (117.7 g, 540 mmol) 및 트리에틸아민 (73.3 g, 726 mmol)으로 처리하였다. 생성된 용액을 45℃에서 밤새 교반한 다음, 진공 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 2.5% 메탄올로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물을 황색 고체 (90 g, 74%)로서 수득하였다.
Figure pct00072
Figure pct00073
tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-6,7-디히드록시-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트: 디클로로메탄 (200 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (30 g, 90 mmol), DMAP (550 mg, 4.5 mmol) 및 트리에틸아민 (18.2 g, 180 mmol)의 혼합물에 0℃에서 tert-부틸클로로디메틸실란 (16.3 g, 108 mmol)을 첨가하였다. 생성된 용액을 실온에서 4시간 동안 교반한 다음, 진공 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 1% 메탄올로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물을 백색 고체 (20 g, 50%)로서 수득하였다.
Figure pct00074
Figure pct00075
tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트:
DMF (250 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-6,7-디히드록시-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (24 g, 56 mmol)의 용액을 0℃에서 NaH (5.8 g, 169 mmol, 미네랄 오일에 의해 분산된 70%)로 30분 동안 처리한 다음, (브로모메틸)벤젠 (28.6 g, 167 mmol)을 첨가하였다. 15℃에서 추가 3시간 후, 반응물을 얼음-H2O (400 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x200 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (5x100 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 5% - 15% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (22.6 g, 67%)를 황색 시럽으로서 수득하였다.
Figure pct00076
Figure pct00077
tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노 [3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트: THF (200 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (22 g, 35 mmol)의 용액을 TBAF (18.4 g, 70 mmol)로 실온에서 4시간 동안 처리하였다. 반응물을 H2O (500 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x200 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (2x150 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 10% - 30% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (16.4 g, 91%)를 황색 시럽으로서 수득하였다.
Figure pct00078
Figure pct00079
tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-포르밀-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트:
디클로로메탄 (200 mL) 중 DMSO (19.4 g, 248 mmol)의 용액을 N2 분위기 하에 옥살릴 디클로라이드 (23.5 g, 187 mmol)로 1시간 동안 -78℃에서 처리한 다음, 디클로로메탄 (50 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (16 g, 31 mmol)의 용액을 첨가하였다. 생성된 용액을 -30℃에서 4시간 동안 교반한 다음, 트리에틸아민 (37.7 g, 373 mmol)을 -78℃에서 첨가하였다. -20℃에서 1시간 동안 교반한 후, 반응물을 물 (200 mL)에 의해 켄칭하고, 디클로로메탄 (2x100 mL)으로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (2x150 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켜 조 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-포르밀-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트를 황색 시럽으로 수득하였으며, 이를 후속 단계에 추가의 정제 없이 사용하였다.
Figure pct00080
Figure pct00081
tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트: THF (50 mL) 중 TBAF (3.2 g, 12 mmol) 및 4Å 분자체 (3.2 g)의 혼합물을 0℃에서 30분 동안 교반한 다음, THF (100 mL) 중 조 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-포르밀-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 및 TMS-CF3 (22.1 g, 155 mmol)을 첨가하였다. 실온에서 10시간 후, 추가의 TBAF (16.3 g, 62 mmol)를 첨가하고, 혼합물을 2시간 동안 교반하였다. 여과한 후, 여과물을 염수 (100 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x200 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (3x100 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 5% - 20% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (7.8 g, 2 단계에 대해 43%, 2종의 이성질체, 1H NMR에 의해 결정된 비는 4:6이었음)를 황색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00082
Figure pct00083
tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-(4-니트로페녹시)에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트: DMF (50 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (2.4 g, 4 mmol)의 용액에 LiHMDS (4.5 mL, 4.5 mmol, THF 중 1M)를 0℃에서 N2 분위기 하에 교반하면서 첨가하였다. 15℃에서 30분 후, 1-플루오로-4-니트로벤젠 (635 mg, 4.5 mmol)을 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 추가로 2시간 동안 교반하였다. 반응물을 H2O (50 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x30 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (3x20 mL)로 세척하고, 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 3% - 10% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물 (1.8 g, 62%, 2종의 이성질체, 1H NMR에 의해 결정된 비는 4:6이었음)을 백색 시럽으로서 수득하였다.
Figure pct00084
Figure pct00085
tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-(4-아미노페녹시)-2,2,2-트리플루오로에틸)-6,7-비스(벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트:
메탄올 (40 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-(4-니트로페녹시)에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (900 mg, 1.3 mmol) 및 Pd/C (10%, 90 mg)의 혼합물을 수소 분위기 (1 atm) 하에 실온에서 4시간 동안 교반하였다. 고체를 여과하고, 용매를 진공 하에 제거하여 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 3% - 25% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 생성물 (620 mg, 72%, 2종의 이성질체, 비 = 4:6, 1H NMR에 의해 결정됨)을 백색 시럽으로서 수득하였다.
Figure pct00086
Figure pct00087
tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-페녹시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트:
진한 황산 (3 mL) 및 H2O (9 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-(4-아미노페녹시)-2,2,2-트리플루오로에틸)-6,7-비스(벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (520 mg, 0.78 mmol)의 용액에 0℃에서 H2O (2 mL) 중 NaNO2 (59 mg, 0.86 mmol)의 용액을 첨가하였다. 15분 후, H3PO2 (515 mg, 7.8 mmol) 및 Cu2O (14 mg, 0.1 mmol)를 반응 혼합물에 첨가하였다. 5℃에서 추가 1시간 후, 반응물을 포화 수성 Na2CO3 (35 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x40 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (3x20 mL)로 세척하고, 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 2% - 20% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 생성물 (238 mg, 47%, 2종의 이성질체, 1H NMR에 의해 결정된 비는 4:6이었음)을 백색 시럽으로서 수득하였다.
Figure pct00088
Figure pct00089
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(메틸아미노)-5-((S)-2,2,2-트리플루오로-1-페녹시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 & (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-페녹시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올: 디클로로메탄 (20 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-페녹시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (230 mg, 0.35 mmol)의 용액을 BCl3 (3.5 mL, 3.5 mmol, 디클로로메탄 중 1 M)으로 2시간 동안 -78℃에서 처리하였다. 반응물을 메탄올 (20 mL)에 의해 켄칭하였다. 휘발물질을 제거하여 잔류물을 수득하였으며, 이를 메탄올 (5 mL) 중에 용해시키고, 진한 NH4OH (2 mL)로 중화시켰다. 감압 하에 농축시킨 후, 조 생성물을 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 5% - 20% 메탄올로 용리시키면서 정제하여 상기 2종의 화합물의 혼합물을 수득하였다. 정제용-HPLC에 의해 하기 조건 (칼럼, 선 파이어 정제용 C18; 이동상, 물 + 0.03% NH4OH 및 CH3CN (10분 이내 10% → 45%); 검출기, UV 220nm) 으로 분리하여 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(메틸아미노)-5-((S)-2,2,2-트리플루오로-1-페녹시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올을 백색 고체 (32 mg, 24%, HPLC에 의해 보다 빠르게 용리하는 이성질체)로서;
Figure pct00090
및 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-페녹시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올을 백색 고체 (45 mg, 34%, HPLC에 의해 보다 느리게 용리하는 이성질체)로서 수득하였다;
Figure pct00091
실시예 5
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
Figure pct00092
<반응식 IV>
Figure pct00093
tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트:
DMF (250 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-6,7-디히드록시-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (35 g, 78 mmol) (실시예 3, 단계 4의 합성에 따라 제조됨)의 용액을 NaH (70%, 8 g, 233 mmol)로 5℃에서 30분 동안 처리한 다음, 알릴-Br (28 g, 233 mmol)을 천천히 첨가하였다. 15℃에서 1.5시간 동안 교반한 후, 반응물을 H2O (300 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x200 mL)로 추출하였다. 유기 층을 수집하고, 염수 (5x100 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 5% ~ 10% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물 (32 g, 78%)을 황색 오일로서 수득하였다;
Figure pct00094
Figure pct00095
tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트: THF (700 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (104 g, 197 mmol)의 용액을 TBAF (77 g, 296 mmol)로 20℃에서 6시간 동안 처리한 다음, 반응물을 물 (500 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (5x300 mL)로 추출하였다. 유기 층을 합하고, 염수 (2x150 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 5% ~ 30% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물 (72 g, 88%)을 황색 오일으로서 수득하였다;
Figure pct00096
Figure pct00097
tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-포르밀-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트:
디클로로메탄 (200 mL) 중 DMSO (45 g, 580 mmol)의 용액에 옥살릴 디클로라이드 (55 g, 435 mmol)를 -78℃에서 N2 분위기 하에 교반하면서 첨가하였다. -30℃에서 1시간 후, 디클로로메탄 (50 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (30 g, 72 mmol)의 용액을 천천히 첨가하였다. 생성된 용액을 -30℃에서 4시간 동안 교반한 다음, 트리에틸아민 (73 g, 725 mmol)을 -78℃에서 첨가하였다. -20℃에서 추가로 1시간 동안 교반한 후, 반응물을 물 (300 mL)에 의해 켄칭하고, 디클로로메탄 (3x100 mL)으로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (2x150 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켜 조 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-포르밀-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트를 황색 시럽으로서 수득하였으며, 이를 후속 단계에 추가의 정제 없이 사용하였다.
Figure pct00098
Figure pct00099
tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트:
THF (50 mL) 중 TBAF (5.7 g, 22 mmol) 및 4Å 분자체 (5.7 g)의 혼합물을 30분 동안 0℃에서 교반한 다음, THF (50 mL) 중 조 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-포르밀-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 및 TMS-CF3 (51 g, 359 mmol)의 용액을 첨가하였다. 실온에서 12시간 동안 교반한 후, 추가의 TBAF (37 g, 141 mmol)를 첨가하였다. 혼합물을 2시간 동안 교반하였다. 여과한 후, 여과물을 염수 (100 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x100 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (3x50 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 5% - 25% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (16.8 g, 2 단계에 대해 48%, 2종의 이성질체, 1H NMR에 의해 결정된 비는 4:6이었음)를 황색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00100
Figure pct00101
tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트:
1,4-디옥산 (250 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (16 g, 33 mmol)의 용액에 N2 분위기 하에 실온에서 Pd(PPh3)4 (7.6 g, 6.6 mmol), Et3N (26.6 g, 264 mmol) 및 HCOOH (9.2 g, 198 mmol)를 첨가하였다. 60℃에서 12시간 동안 교반한 후, 반응물을 H2O (150 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x200 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (2x150 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 1% - 10% 메탄올로 용리시키면서 정제하여 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (5.2 g, 39%)를 담황색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00102
Figure pct00103
tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트:
DMF (10 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (150 mg, 0.37 mmol)의 용액에 LiHMDS (0.45 mL, 0.45 mmol, THF 중 1M)를 0℃에서 N2 분위기 하에 교반하면서 첨가하였다. 10℃에서 30분 후, CH3I (79 mg, 0.56 mmol)를 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 추가로 1시간 동안 교반하였다. 반응물을 포화 수성 NH4Cl 용액 (15 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x20 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 잔류물을 플래쉬 칼럼 크로마토그래피에 의해 디클로로메탄 중 1% - 8% 메탄올을 사용하여 정제하여 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트를 백색 고체 (87 mg, 56%)로서 수득하였다.
Figure pct00104
Figure pct00105
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
THF (15 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (87 mg, 0.21 mmol)의 용액을 MeMgCl (1.1 mL, 3.3 mmol, THF 중 3M)로 실온에서 1시간 동안 처리하였다. 반응물을 포화 수성 NH4Cl (2 mL) 용액에 의해 켄칭하였다. 휘발물질을 제거하여 잔류물을 수득하였으며, 이를 플래쉬 칼럼 크로마토그래피에 의해 디클로로메탄 중 4% - 10% 메탄올을 사용하여 정제하여 표제 화합물을 백색 고체 (42 mg, 64%)로서 수득하였다.
Figure pct00106
실시예 6
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(에틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
Figure pct00107
<반응식 V>
Figure pct00108
Figure pct00109
tert-부틸 ((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일)(에틸)카르바메이트: 15℃로 냉각된 DMF (300 mL) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(에틸아미노)-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 (35.0 g, 141 mmol)의 현탁액에 DIPEA (6.0 mL), Boc2O (61.5 g, 282 mmol) 및 MeOH (6.0 mL)를 첨가하였다. 혼합물을 실온에서 16시간 동안 교반한 다음, MeOH (50 mL)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 감압 하에 ~35℃에서 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 칼럼 크로마토그래피 (EtOAc/헥산 1:1에 이어서 MeOH/DCM, 1:5)에 의해 정제한 다음, EtOAc/헥산으로부터 재결정화하여 tert-부틸 ((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일)(에틸)카르바메이트를 백색 고체 (31.5 g, 64% 수율)로서 수득하였다.
Figure pct00110
Figure pct00111
tert-부틸 ((3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(((tert-부틸디메틸실릴)옥시)메틸)-6,7-디히드록시-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일)(에틸)카르바메이트: DMF (25 mL) 중 상기 물질 (5.0 g, 14.4 mmol)의 용액에 이미다졸 (1.57g, 23.1 mmol) 및 TBDMSCl (2.82g, 18.7 mmol)을 첨가하였다. 실온에서 30시간 동안 교반된 반응 혼합물을 EtOAc (100 mL)로 희석하였다. 유기부를 포화 NH4Cl, 염수로 세척하고, 무수 Na2SO4 상에서 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔 상에서 플래쉬 칼럼 크로마토그래피 (EtOAc/헥산, 1:1)에 의해 정제하여 tert-부틸 ((3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(((tert-부틸디메틸실릴)옥시)메틸)-6,7-디히드록시-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일)(에틸)카르바메이트를 백색 고체 (5.08 g, 76%)로서 수득하였다.
Figure pct00112
Figure pct00113
tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(에틸)카르바메이트:
DMF (250 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-6,7-디히드록시-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(에틸)카르바메이트 (24 g, 52 mmol)의 용액을 0℃에서 NaH (5.3 g, 156 mmol, 미네랄 오일에 의해 분산된 70%)로 30분 동안 처리한 다음, 3-브로모프로프-1-엔 (18.7 g, 156 mmol)을 첨가하였다. 15℃에서 추가 2시간 후, 반응물을 얼음-H2O (400 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x200 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (5x100 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 5% - 15% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 생성물 (22.6 g, 80%)을 황색 시럽으로서 수득하였다.
Figure pct00114
Figure pct00115
tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(에틸)카르바메이트:
THF (200 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(에틸)카르바메이트 (22 g, 41 mmol)의 용액을 TBAF (21.2 g, 81 mmol)로 실온에서 4시간 동안 처리하였다. 반응물을 H2O (500 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x200 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (2x150 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 10% - 30% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 생성물 (15.6 g, 90%)을 황색 시럽으로서 수득하였다.
Figure pct00116
Figure pct00117
tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-포르밀-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(에틸)카르바메이트:
디클로로메탄 (150 mL) 중 DMSO (21.8 g, 280 mmol)의 용액에 옥살릴 디클로라이드 (26.5 g, 210 mmol)를 -78℃에서 N2 분위기 하에 교반하면서 첨가하였다. -30℃에서 1시간 후, 디클로로메탄 (40 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(에틸)카르바메이트 (15 g, 35 mmol)의 용액을 천천히 첨가하였다. 생성된 용액을 -30℃에서 4시간 동안 교반한 다음, 트리에틸아민 (35.4 g, 350 mmol)을 -78℃에서 첨가하였다. -20℃에서 추가로 1시간 동안 교반한 후, 반응물을 물 (300 mL)에 의해 켄칭하고, 디클로로메탄 (3x100 mL)으로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (2x150 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켜 조 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-포르밀-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(에틸)카르바메이트를 황색 시럽으로서 수득하였으며, 이를 후속 단계에 추가의 정제 없이 사용하였다.
Figure pct00118
Figure pct00119
tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(에틸)카르바메이트:
THF (50 mL) 중 TBAF (2.7 g, 10 mmol) 및 4Å 분자체 (2.7 g)의 혼합물을 0℃에서 30분 동안 교반한 다음, THF (50 mL) 중 조 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-포르밀-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(에틸)카르바메이트 및 TMS-CF3 (24.9 g, 175 mmol)의 용액을 첨가하였다. 실온에서 12시간 동안 교반한 후, 추가의 TBAF (18.3 g, 70 mmol)를 첨가하고, 혼합물을 2시간 동안 교반하였다. 여과한 후, 여과물을 염수 (100 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x100 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (3x50 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 5% - 25% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 생성물 (8.7 g, 2 단계에 대해 50%, 2종의 이성질체, 1H NMR에 의해 결정된 비는 4:6이었음)을 황색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00120
Figure pct00121
tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(에틸)카르바메이트:
1,4-디옥산 (150 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(알릴옥시)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(에틸)카르바메이트 (8 g, 16 mmol)의 용액에 N2 분위기 하에 실온에서 Pd(PPh3)4 (3.7 g, 3.2 mmol), Et3N (12.9 g, 128 mmol) 및 HCOOH (4.4 g, 96 mmol)를 첨가하였다. 60℃에서 12시간 동안 교반한 후, 반응물을 H2O (100 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (4x100 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 1% - 10% 메탄올로 용리시키면서 정제하여 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(에틸)카르바메이트 (2.7 g, 40%)를 담황색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00122
Figure pct00123
tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(에틸)카르바메이트:
DMF (10 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(에틸)카르바메이트 (42 mg, 0.1 mmol)의 용액을 0℃에서 LiHMDS (0.12 mL, 0.12 mmol, THF 중 1M)로 30분 동안 처리한 다음, CH3I (28 mg, 0.2 mmol)를 첨가하였다. 실온에서 추가 1시간 후, 반응물을 포화 수성 NH4Cl 용액 (15 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x20 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 잔류물을 플래쉬 칼럼 크로마토그래피에 의해 디클로로메탄 중 1% - 8% 메탄올을 사용하여 정제하여 표제 화합물을 백색 고체 (30 mg, 69%)로서 수득하였다.
Figure pct00124
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(에틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
Figure pct00125
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(에틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
디클로로메탄 (5 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(에틸)카르바메이트 (70 mg, 0.16 mmol)의 용액을 트리플루오로아세트산 (2 mL)으로 밤새 실온에서 처리하였다. 휘발물질의 제거를 진공 하에 수행하여 잔류물을 수득하였으며, 이를 메탄올 (5 mL) 중에 용해시키고, 물 (1mL) 중 진한 암모니아 용액으로 중화시켰다. 진공 하에 농축시킨 후, 조 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 1% - 5% 메탄올로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물을 백색 고체 (40 mg, 74%)로서 수득하였다.
Figure pct00126
실시예 7 & 8
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-(4-니트로페녹시)에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 & (3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-(4-아미노페녹시)-2,2,2-트리플루오로에틸)-2-(메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
Figure pct00127
<반응식 VI>
Figure pct00128
tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-(4-니트로페녹시)에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트:
DMF (15 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (900 mg, 2.2 mmol)의 용액을 0℃에서 KHMDS (2.4 mL, 2.4 mmol, THF 중 1M 용액)로 20분 동안 처리한 다음, 1-플루오로-4-니트로벤젠 (632 mg, 4.48 mmol)을 첨가하였다. 실온에서 추가 2시간 후, 반응물을 포화 수성 NH4Cl 용액 (15 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (4x30 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 조 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 3% - 35% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 생성물 (738 mg, 63%)을 백색 시럽으로서 수득하였다.
Figure pct00129
Figure pct00130
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-(4-니트로페녹시)에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
디클로로메탄 (20 ml) 중 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-(4-니트로페녹시)에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (640 mg, 1.2 mmol)의 용액을 트리플루오로아세트산 (0.7 mL)으로 1시간 동안 실온에서 처리하였다. 휘발물질을 제거하여 잔류물을 수득하였으며, 이를 메탄올 (5 mL) 중에 용해시키고, 진한 NH4OH (3 mL)로 중화시켰다. 감압 하에 농축시킨 후, 조 생성물을 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 5% - 20% 메탄올로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물 (355 mg, 69%)을 백색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00131
Figure pct00132
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-(4-아미노페녹시)-2,2,2-트리플루오로에틸)-2-(메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
메탄올 (15 mL) 중 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-(4-니트로페녹시)-2,2,2-트리플루오로에틸)-2-(메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 (170 mg, 0.4 mmol) 및 Pd/C (10%, 20 mg)의 혼합물을 수소 분위기 (1 atm) 하에 실온에서 4시간 동안 교반하였다. 고체를 여과하고, 용매를 진공 하에 제거하였다. 잔류물을 역상 정제용 HPLC에 의해 하기 조건 (칼럼, 선 파이어 정제용 C18; 이동상, 물 + 0.05% NH4OH 및 CH3CN (11분 이내 25% → 55%); 검출기, UV 220nm) 으로 정제하여 생성물을 백색 고체 (67 mg, 42%)로서 수득하였다.
Figure pct00133
실시예 9
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-(4-니트로페녹시)에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
Figure pct00134
<반응식 VII>
Figure pct00135
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-(4-니트로페녹시)에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
DMF (5 mL) 중 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-(히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 (93 mg, 0.3 mmol)의 용액을 0℃에서 KHMDS (0.3 mL, 0.3 mmol, THF 중 1M 용액)로 10분 동안 처리한 다음, 1-플루오로-4-니트로벤젠 (140 mg, 1.0 mmol)을 첨가하였다. 실온에서 추가 1시간 후, 반응물을 포화 수성 NH4Cl 용액 (5 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x10 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 조 잔류물을 역상 정제용 HPLC에 의해 하기 조건 (칼럼, 선 파이어 정제용 C18; 이동상, 물 + 0.03% NH4OH 및 CH3CN (10분 이내 25% → 55%); 검출기, UV 220nm) 으로 정제하여 표제 화합물을 담황색 고체 (65 mg, 50%)로서 수득하였다.
Figure pct00136
실시예 10 & 11
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 & (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((S)-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
Figure pct00137
<반응식 VIII>
Figure pct00138
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
DMF (50mL) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 (1 g, 4.03 mmol), DMAP (49.2 mg, 0.40 mmol) 및 트리에틸아민 (611 mg, 6.05 mmol)의 용액에 tert-부틸클로로디메틸실란 (665 mg, 4.43 mmol)을 첨가하였다. 50℃에서 밤새 교반한 후, 생성된 혼합물을 진공 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 2-5% MeOH로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물을 황색 고체 (1.0 g, 65%)로서 수득하였다.
Figure pct00139
Figure pct00140
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-N,N-디메틸-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-아민:
DMF (20 mL) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 (1 g, 2.76 mmol)의 용액에 수소화나트륨 (568 mg, 16.6 mmol, 70%)을 15℃에서 첨가한 다음, 1-(브로모메틸)-4-메톡시벤젠 (2.22 g, 11.0 mmol)을 첨가하였다. 생성된 용액을 실온에서 3시간 동안 교반하고, 냉수 (50 mL)를 첨가하여 켄칭하고, 디클로로메탄 (3 x 50 mL)으로 추출하였다. 합한 유기 층을 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 10-25% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물을 황색 오일 (1.2 g, 64%)로서 수득하였다.
Figure pct00141
Figure pct00142
((3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)메탄올:
THF (100 mL) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5-((tert-부틸디-메틸실릴옥시)메틸)-N,N-디메틸-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-아민 (9.5 g, 15.8 mmol)을 TBAF (8.27 g, 31.6 mmol)로 밤새 실온에서 처리하였다. 생성된 용액을 염수 (200 mL)로 희석하고, 에틸 아세테이트 (2x200 mL)로 추출하고, 무수 황산마그네슘 상에서 건조시켰다. 용매를 제거한 후, 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 1-2.5% MeOH로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물을 황색 오일 (7.0 g, 86%)로서 수득하였다.
Figure pct00143
Figure pct00144
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-카르브알데히드:
디클로로메탄 (25 mL) 및 H2O (5 mL) 중 ((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)메탄올 (500 mg, 1.0 mmol), TBAB (16.5 mg, 0.05 mmol), KHCO3 (461 mg, 4.6 mmol) 및 TEMPO (8 mg, 0.05 mmol)의 혼합물에 15℃에서 NBS (201 mg, 1.13 mmol)를 첨가하였다. 30분 동안 교반한 후, 반응 혼합물을 포화 Na2SO3 (5 mL)에 의해 켄칭하였다. 유기 층을 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 응축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 20-30% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 생성물을 황색 시럽 (320 mg, 75% 순도)으로서 수득하였다.
Figure pct00145
Figure pct00146
1-((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)에탄올:
THF (10 mL) 중 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-카르브알데히드 (260 mg, 0.53 mmol)의 용액에 메틸마그네슘 브로마이드 (0.3 mL, THF 중 3M)를 첨가하였다. 실온에서 2시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물을 포화 NH4Cl (수성, 20 mL)로 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3 x 20 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 1-2% MeOH로 용리시키면서 정제하여 생성물을 황색 시럽 (250 mg, 74%, 2종의 부분입체이성질체, 보다 빨리 이동하는 것 : 보다 느리게 이동하는 것 = 1 : 5)으로서 수득하였다.
Figure pct00147
Figure pct00148
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5-((S)-1-메톡시에틸)-N,N-디메틸-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-아민:
DMF (10 mL) 중 (S)-1-((3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)에탄올 (450 mg, 0.8 mmol, 2종의 부분입체이성질체, 1H NMR에 의한 비는 1:5였음)의 용액을 0℃에서 수소화나트륨 (70 mg, 1.7 mmol, 미네랄 오일에 의해 분산된 60%)으로 30분 동안 처리한 다음, 아이오도메탄 (255 mg, 1.8 mmol)을 첨가하였다. 2시간 동안 실온에서 정치시킨 다음, 반응물을 포화 수성 NH4Cl 용액 (20 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x20 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (3x20 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 10% - 20% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물을 담황색 오일 (300 mg, 65%)로서 수득하였다.
Figure pct00149
Figure pct00150
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 & (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((S)-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
디클로로메탄 (5 ml) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5-((S)-1-메톡시에틸)-N,N-디메틸-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-아민 (200 mg, 0.4 mmol)의 용액을 트리플루오로아세트산 (0.5 mL)으로 1시간 동안 실온에서 처리하였다. 휘발물질을 제거하여 잔류물을 수득하였으며, 이를 메탄올 (5 mL) 중에 용해시키고, 진한 NH4OH (2 mL)로 중화시켰다. 감압 하에 농축시킨 후, 조 생성물을 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 5% - 20% 메탄올로 용리시키면서 정제하여 상기 2종의 화합물의 혼합물을 수득하였다. 정제용-HPLC에 의해 하기 조건 (칼럼, 선 파이어 정제용 C18; 이동상, 물 + 0.03% NH4OH 및 CH3CN (8분 이내 15% → 45%); 검출기, UV 220nm)으로 분리하여 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올을 백색 고체 (6.8 mg, 7%, 보다 빠르게 용리하는 이성질체)로서;
Figure pct00151
및 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((S)-1-메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올을 백색 고체 (58 mg, 56%, 보다 느리게 용리하는 이성질체)로서 수득하였다.
Figure pct00152
실시예 12 & 13
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-(시클로펜틸아미노)에틸)-2-(메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 & (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((S)-1-(시클로펜틸아미노)에틸)-2-(메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
Figure pct00153
<반응식 IX>
Figure pct00154
tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트:
DMF (150 mL) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-6,7-디히드록시-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (20 g, 45 mmol)의 용액에 수소화나트륨 (10.7 g, 446 mmol)을 0℃에서 조금씩 첨가한 다음, 1-(브로모메틸)-4-메톡시벤젠 (36 g, 179 mmol)을 첨가하였다. 생성된 용액을 실온에서 2시간 동안 교반하고, 냉수 (200 mL)로 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3 x 500 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (5 x 200 mL)로 세척하고, 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 10% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 생성물을 황색 액체 (21 g, 68%)로서 수득하였다.
Figure pct00155
Figure pct00156
tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(히드록시메틸)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트:
THF (30 mL) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((tert-부틸디메틸실릴옥시)메틸)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (1.54 g, 2.24 mmol)의 용액을 TBAF (1.17 g, 4.5 mmol)로 밤새 실온에서 처리하였다. 생성된 용액을 염수 (20 mL)로 희석하고, 에틸 아세테이트 (2 x 50 mL)로 추출하고, 무수 황산마그네슘 상에서 건조시켰다. 용매를 제거한 후, 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 20% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물을 황색 고체 (0.8 g, 62%)로서 수득하였다.
Figure pct00157
Figure pct00158
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(tert-부톡시카르보닐(메틸)아미노)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-카르복실산:
디클로로메탄 (30 mL) 및 H2O (6 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(히드록시메틸)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (1 g, 1.74 mmol), KHCO3 (780 mg, 7.8 mmol), TBAB (28 mg, 0.09 mmol) 및 TEMPO (14 mg, 0.09 mmol)의 혼합물을 NBS (620 mg, 3.5 mmol)로 밤새 실온에서 처리하였다. 반응 혼합물을 염산을 사용하여 산성 (pH 3)으로 조정한 다음, 디클로로메탄 (3 x 20 mL)으로 추출하였다. 합한 유기 층을 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 20~50% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물을 백색 고체 (600 mg, 58%)로서 수득하였다.
Figure pct00159
Figure pct00160
tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-(메톡시(메틸)카르바모일)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트:
디클로로메탄 (30 mL) 중 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-2-(tert-부톡시카르보닐)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-카르복실산 (600 mg, 1 mmol), N-메톡시메탄아민 히드로클로라이드 (198 mg, 2 mmol) 및 트리에틸아민 (0.7 mL)의 용액을 EDC (392 mg, 2 mmol)로 2시간 동안 실온에서 처리하였다. 반응물을 염수 (30 mL)에 의해 켄칭하고, 디클로로메탄 (3x30 mL)으로 추출하였다. 합한 유기 층을 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 10% - 20% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물을 백색 고체 (550 mg, 85%)로서 수득하였다.
Figure pct00161
Figure pct00162
tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-아세틸-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트:
THF (10 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-(메톡시(메틸)카르바모일)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (631 mg, 1 mmol)의 용액을 메틸마그네슘 브로마이드 (0.6 mL, 1.2 mmol, THF 중 2M)로 1시간 동안 실온에서 처리하였다. 반응물을 포화 수성 NH4Cl 용액 (20 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x20 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (2x20 mL)로 세척하고, 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켜 표제 화합물을 담황색 시럽 (410 mg, 70%)으로서 수득하였다.
Figure pct00163
Figure pct00164
tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((S)-1-(시클로펜틸아미노)에틸)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트:
메탄올 (10 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-아세틸-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (117 mg, 0.2 mmol) 및 시클로펜탄아민 (145 mg, 1.7 mmol)의 용액을 50℃에서 2시간 동안 교반한 다음, NaBH4 (19 mg, 0.5 mmol)를 첨가하였다. 추가 2시간 후, 반응물을 물 (20 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x50 mL)로 추출하였다. 유기 층을 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켜 조 생성물을 황색 시럽으로서 수득하였으며, 이를 후속 단계에 추가의 정제 없이 사용하였다.
Figure pct00165
Figure pct00166
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-(시클로펜틸아미노)에틸)-2-(메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 & (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((S)-1-(시클로펜틸아미노)에틸)-2-(메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
디클로로메탄 (10 mL) 중 생성된 조 tert-부틸 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((S)-1-(시클로펜틸아미노)에틸)-6,7-비스(4-메톡시벤질옥시)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트를 TFA (1 mL)로 밤새 실온에서 처리하였다. 휘발물질을 제거하여 잔류물을 수득하였으며, 이를 메탄올 (5 mL) 중에 용해시키고, 진한 NH4OH (2 mL)로 중화시켰다. 감압 하에 농축시킨 후, 조 생성물을 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 5% - 20% 메탄올로 용리시키면서 정제하여 상기 2종의 화합물의 혼합물을 수득하였다. 정제용-HPLC에 의해 하기 조건 [(애질런트 1200 정제용 HPLC): 칼럼, 선파이어 정제용 C18,19*50mm 5um; 이동상, 물 + 0.03% NH4OH 및 CH3CN (10분 이내 10% CH3CN → 45%); 검출기, UV 220nm]으로 분리하여 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-(시클로펜틸아미노)에틸)-2-(메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올을 백색 고체 (5.7 mg, 5%, 보다 빠르게 용리하는 이성질체)로서;
Figure pct00167
및 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((S)-1-(시클로펜틸아미노)에틸)-2-(메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올을 백색 고체 (10.4 mg, 10%)로서 수득하였다;
Figure pct00168
실시예 14 & 15
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((S)-1-아미노-2,2,2-트리플루오로에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 & (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-아미노-2,2,2-트리플루오로에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
Figure pct00169
<반응식 X>
Figure pct00170
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-(벤질옥시메틸)-N,N-디메틸-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-아민:
DMF (600 mL) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-(히드록시메틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 (100 g, 0.4 mol)의 용액을 NaH (110 g, 3.2 mol, 미네랄 오일에 의해 분산된 70%)로 0℃에서 30분 동안 처리한 다음, BnBr (410 g, 2.4 mol)을 적가하였다. 실온에서 추가 2시간 동안 정치시킨 후, 혼합물을 빙수 (1.5 kg)에 천천히 붓고, 에틸 아세테이트 (3 x 500 mL)로 추출하였다. 유기 층을 합하고, 염수 (3 x 300 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 10% - 30% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물 (166 g, 80%)을 황색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00171
Figure pct00172
((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)메탄올:
Ac2O (1 L) 및 AcOH (100 mL) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-5-(벤질옥시메틸)-N,N-디메틸-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-아민 (166 g, 0.3 mol)의 용액에 0℃에서 무수 ZnCl2 (353 g, 2.6 mol)를 첨가하였다. 실온에서 추가 2시간 동안 정치시킨 후, 반응물을 빙냉 H2O (1.5 kg)에 천천히 붓고, 디클로로메탄 (3 x 500 mL)으로 추출하였다. 유기 층을 합하고, 염수 (3 x 200 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시켰다. 여과한 후, 휘발물질을 고진공에 의해 증류시켜 조 아세테이트 (160g, (ES, m/z) [M+H]+ 471.0)를 갈색 오일로서 수득하였다. 메탄올 (1 L) 중 상기 조 아세테이트의 용액을 K2CO3 (18 g, 0.13 mol)으로 30℃에서 8시간 동안 처리하고, 여과 후에, 용매를 진공 하에 증류시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 20% - 30% 에틸 아세테이트를 사용하여 정제하여 표제 화합물 (108 g, 79% 2 단계)을 황색 시럽으로서 수득하였다;
Figure pct00173
Figure pct00174
N-(((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)메틸렌)-2-메틸프로판-2-술핀아미드:
디클로로메탄 (50 mL) 및 H2O (20 mL) 중 ((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)메탄올 (1.5 g, 3.5 mmol), TEMPO (24 mg, 0.15 mmol), KHCO3 (1.4 g, 13.8 mmol) 및 TBAB (50 mg, 0.16 mmol)의 격렬한 교반 혼합물에 NBS (654 mg, 3.7 mmol)를 0℃에서 첨가하였다. 생성된 혼합물을 실온에서 1시간 동안 교반하고, Na2SO3 (500 mg, 4.0 mmol)에 의해 켄칭하고, 디클로로메탄 (2x50 mL)으로 추출하였다. 합한 유기 층을 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켜 조 알데히드를 수득하였으며, 이를 디클로로메탄 (50 mL) 중에서 2-메틸프로판-2-술핀아미드 (450 mg, 3.6 mmol) 및 Ti(OEt)4 (1.5 g, 6.6 mmol)로 처리하였다. 실온에서 밤새 교반한 후, 생성된 용액을 진공 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 20% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 생성물을 황색 오일 (1.16 g, 63%, 1H NMR에 의해 결정된 E/Z=1:1)로서 수득하였다.
Figure pct00175
Figure pct00176
N-(1-((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)-2,2,2-트리플루오로에틸)-2-메틸프로판-2-술핀아미드:
THF (50 mL) 중 TBAF (173 mg, 0.7 mmol) 및 4A 분자체 (500 mg)의 혼합물을 -20℃에서 30분 동안 교반한 다음, THF (30 mL) 중 N-(((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)메틸렌)-2-메틸프로판-2-술핀아미드 (700 mg, 1.3 mmol) 및 TMSCF3 (939 mg, 6.6 mmol)의 용액을 첨가하였다. 생성된 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반하고, 물 (120 mL)로 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (4x50 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (2x50 mL)로 세척하고, 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 20% - 30% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물 (300 mg, 38%, 2종의 이성질체, 1H NMR에 의해 1:1)을 황색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00177
Figure pct00178
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(1-아미노-2,2,2-트리플루오로에틸)-6,7-비스(벤질옥시)-N,N-디메틸-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-아민:
메탄올 (10 mL) 중 N-(1-((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)-2,2,2-트리플루오로에틸)-2-메틸프로판-2-술핀아미드 (300 mg, 0.5 mmol)의 용액에 아세틸 클로라이드 (5 mL)를 첨가하였다. 실온에서 2시간 동안 교반한 후, 생성된 용액을 포화 수성 NaHCO3 용액 (50 mL)에 붓고, 디클로로메탄 (3x50 mL)으로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (30 mL)로 세척하고, 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켜 생성물을 담황색 시럽 (210 mg, 85%)으로서 수득하였다.
Figure pct00179
Figure pct00180
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((S)-1-아미노-2,2,2-트리플루오로에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 & (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-아미노-2,2,2-트리플루오로에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
디클로로메탄 (10 mL) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(1-아미노-2,2,2-트리플루오로에틸)-6,7-비스(벤질옥시)-N,N-디메틸-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-아민 (280 mg, 0.05 mmol)의 용액을 BCl3 (2 mL, 2 mmol, 디클로로메탄 중 1M)으로 30분 동안 0℃에서 처리하였다. 반응물을 메탄올 (5 mL)에 의해 켄칭하였다. 휘발물질을 제거하여 잔류물을 수득하였으며, 이를 메탄올 (5 mL) 중에 용해시키고, 진한 NH4OH (2 mL)로 중화시켰다. 감압 하에 농축시킨 후, 조 생성물을 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 5% - 20% 메탄올로 용리시키면서 정제하여 상기 2종의 화합물의 혼합물을 수득하였다. 정제용-HPLC에 의해 하기 조건 (애질런트 1200 정제용 HPLC): 칼럼, 엑스-브리지(X-Bridge) C18; 이동상, 물 + 0.05% NH4OH 및 CH3CN 중 50mmol/L NH4HCO3 (7분 이내 15% → 28%); 검출기, 220 nm)으로 분리하여 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((S)-1-아미노-2,2,2-트리플루오로에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올을 백색 고체 (50.7 mg, 28%, 보다 빠르게 용리하는 이성질체)로서;
Figure pct00181
및 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-아미노-2,2,2-트리플루오로에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올을 백색 고체 (56.5 mg, 32%, 보다 느리게 용리하는 이성질체)로서 수득하였다;
Figure pct00182
실시예 16 & 17
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-(메틸아미노)에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 & (3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-1-(디메틸아미노)-2,2,2-트리플루오로에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
Figure pct00183
<반응식 XI>
Figure pct00184
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-(메틸아미노)에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 & (3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-1-(디메틸아미노)-2,2,2-트리플루오로에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
DMF (6 mL) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-아미노-2,2,2-트리플루오로에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 (50 mg, 0.16 mmol) 및 탄산칼륨 (125 mg, 0.9 mmol)의 혼합물을 CH3I (258 mg, 1.8 mmol)로 밤새 실온에서 처리하였다. 이어서, 반응물을 디메틸아민 (2 mL, 4 mmol, THF 중 2M)에 의해 켄칭하였다. 휘발물질을 제거하여 잔류물을 수득하였으며, 이를 메탄올 (50 mL) 중에 용해시키고, 짧은 실리카 겔 칼럼을 통해 여과하여 상기 2종의 화합물의 혼합물을 수득하였다. 정제용-HPLC에 의해 하기 조건: (애질런트 1200 정제용-HPLC): 칼럼, 엑스-브리지 정제용 C18, 19 * 150mm; 이동상, 물 및 CH3CN (10분 이내 15% - 45%); 검출기, UV 200nm)으로 분리하여 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-(메틸아미노)에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올을 백색 고체 (10.2 mg, 20%)로서;
Figure pct00185
및 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-1-(디메틸아미노)-2,2,2-트리플루오로에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올을 백색 고체 (15.9 mg, 29%)로서 수득하였다.
Figure pct00186
실시예 18 & 19
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-아미노에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 & (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((S)-1-아미노에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
Figure pct00187
<반응식 XII>
Figure pct00188
(S)-1-((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)에탄올:
무수 디클로로메탄 (800 mL) 중 DMSO (51.1 g, 0.66 mol)의 용액을 옥살릴 디클로라이드 (61.7 g, 0.49 mol)로 -78℃에서 1시간 동안 처리한 다음, 무수 디클로로메탄 (200 mL) 중 ((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)메탄올 (35 g, 82 mmol)을 첨가하였다. 생성된 용액을 4시간 동안 -30℃에서 교반한 다음, 트리에틸아민 (99.2 g, 0.98 mol)을 -78℃에서 첨가하였다. -30℃에서 1시간 후, 반응물을 H2O (800 mL)에 의해 켄칭하고, 디클로로메탄 (3x300 mL)으로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (3x200 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켜 조 알데히드를 수득하였으며, 이를 THF (600 mL) 중 메틸마그네슘 클로라이드 (68 mL, 204 mmol, THF 중 3M)로 0℃에서 처리하였다. 20℃에서 5시간 후, 반응물을 포화 수성 NH4Cl 용액 (400 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (4x300 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (3x200 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 조 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 5% - 40% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물 (19.6 g, 54%, 2종의 이성질체, 1H NMR에 의한 비는 1:4였음)을 담황색 시럽으로서 수득하였다.
Figure pct00189
Figure pct00190
1-((3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)에타논:
무수 디클로로메탄 (400 mL) 중 DMSO (25.4 g, 325 mmol)의 용액을 -78℃에서 옥살릴 디클로라이드 (30.8 g, 244 mmol)로 1시간 동안 처리한 다음, 무수 디클로로메탄 (100 mL) 중 (S)-1-((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)에탄올 (18 g, 40 mmol)을 첨가하였다. 생성된 용액을 -50℃에서 4시간 동안 교반한 다음, -78℃에서 트리에틸아민 (49.3 g, 488 mmol)으로 처리하였다. -30℃에서 1시간 후, 반응물을 H2O (500 mL)에 의해 켄칭하고, 디클로로메탄 (3x200 mL)으로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (3x150 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 조 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 5% - 30% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물 (11.3 g, 63%)을 담황색 시럽으로서 수득하였다.
Figure pct00191
Figure pct00192
N-(1-((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)에틸리덴)-2-메틸프로판-2-술핀아미드:
THF (60 mL) 중 1-((3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)에타논 (1.4 g, 3.2 mmol)의 용액에 Ti(OEt)4 (1.8 g, 7.9 mmol) 및 2-메틸프로판-2-술핀아미드 (760 mg, 6.3 mmol)를 첨가하였다. 60℃에서 12시간 동안 교반한 후, 반응물을 물 (60 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x100 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (3x70 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 조 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 3% - 10% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물 (1.1g, 64%, 1H NMR에 의해 결정된 E/Z= 1:1)을 담황색 시럽으로서 수득하였다.
Figure pct00193
Figure pct00194
N-(1-((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)에틸)-2-메틸프로판-2-술핀아미드:
메탄올 (20 mL) 중 N-(1-((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)에틸리덴)-2-메틸프로판-2-술핀아미드 (900 mg, 1.7 mmol)의 용액에 NaBH4 (129 mg, 3.4 mmol)를 첨가하였다. 25℃에서 추가 1시간 후, 반응물을 물 (30 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x40 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 5% - 15% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물 (785 mg, 87%, 2종의 이성질체, 1H NMR에 의한 비는 2:3이었음)을 담황색 시럽으로서 수득하였다.
Figure pct00195
Figure pct00196
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(1-아미노에틸)-6,7-비스(벤질옥시)-N,N-디메틸-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-아민:
메탄올 중 N-(1-((3aR,5R,6S,7R,7aR)-6,7-비스(벤질옥시)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-5-일)에틸)-2-메틸프로판-2-술핀아미드 (685 mg, 1.3 mmol)의 용액을 건조 염화수소 기체로 10분 동안 0℃에서 버블링하였다. 실온에서 추가 2시간 후, 휘발물질을 증류시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 메탄올 (10 mL) 중에 용해시키고, 진한 NH4OH (3 mL)로 중화시켰다. 진공 하에 농축시킨 후, 잔류물을 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 20% - 50% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물 (416 mg, 75%, 2종의 이성질체, 1H NMR에 의한 비는 2:3이었음)을 담황색 시럽으로서 수득하였다.
Figure pct00197
Figure pct00198
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-아미노에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 & (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((S)-1-아미노에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
디클로로메탄 (30 mL) 중 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(1-아미노에틸)-6,7-비스(벤질옥시)-N,N-디메틸-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-아민 (350 mg, 0.8 mmol)의 용액을 디클로로메탄 중 BCl3 (8 mL, 8 mmol, 디클로로메탄 중 1M)으로 2시간 동안 -78℃에서 처리하였다. 반응물을 메탄올 (30 mL)에 의해 켄칭하였다. 휘발물질을 제거하여 잔류물을 수득하였으며, 이를 메탄올 (10 mL) 중에 용해시키고, 진한 NH4OH (4 mL)로 중화시켰다. 감압 하에 농축시킨 후, 조 생성물을 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 5% - 20% 메탄올로 용리시키면서 정제하여 상기 2종의 화합물의 혼합물을 수득하였다. 정제용-HPLC에 의해 하기 조건 (애질런트 정제용 1200 검출기): 칼럼, 선파이어 정제용 C18; 이동상, 물 + 0.05% 암모니아 및 CH3CN (10분 이내 10% → 30%); 검출기, 220 nm)으로 분리하여 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-아미노에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올을 백색 고체 (31.9 mg, 15%, 보다 빠르게 용리하는 이성질체)로서;
Figure pct00199
및 (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((S)-1-아미노에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올을 백색 고체 (49.3 mg, 24%, 보다 느리게 용리하는 이성질체)로서 수득하였다;
Figure pct00200
실시예 20
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-(4-(알릴옥시)벤질옥시)-2,2,2-트리플루오로에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
Figure pct00201
<반응식 XIII>
Figure pct00202
Figure pct00203
(4-(알릴옥시)페닐)메탄올:
DMF (50 mL) 중 4-(히드록시메틸)페놀 (5 g, 40 mmol)의 용액에 탄산칼륨 (7.5 g, 54 mmol) 및 3-브로모프로프-1-엔 (5 g, 41 mmol)을 첨가하였다. 생성된 용액을 25℃에서 밤새 교반한 다음, 물 (200 mL)을 첨가하여 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x100 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (3x50 mL)로 세척하고, 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 5% - 10% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물을 담황색 오일 (4.5 g, 68%)로서 수득하였다.
Figure pct00204
Figure pct00205
1-(알릴옥시)-4-(클로로메틸)벤젠:
디클로로메탄 (20 mL) 중 (4-(알릴옥시)페닐)메탄올 (4 g, 24 mmol)의 용액을 SOCl2 (6 g, 50 mmol)로 실온에서 30분 동안 처리하였다. 휘발물질을 증류시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 1% - 5% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 2를 담황색 오일 (2 g, 45%)로서 수득하였다.
Figure pct00206
Figure pct00207
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-(4-(알릴옥시)벤질옥시)-2,2,2-트리플루오로에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
DMF (5 mL) 중 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 (100 mg, 0.3 mmol)의 용액을 THF 중 KHMDS의 1N 용액 (0.33 ml, 0.33 mmol)으로 0℃에서 30분 동안 처리한 다음, 1-(알릴옥시)-4-(클로로메틸)벤젠 (144 mg, 0.79 mmol) 및 KI (26.6 mg, 0.16 mmol)를 첨가하였다. 실온에서 추가 1시간 후, 반응물을 물 (1 mL)의 첨가에 의해 켄칭하고, 농축시켰다. 조 잔류물을 짧은 실리카 겔 칼럼을 통해 여과하고, 정제용-HPLC에 의해 하기 조건: [(애질런트 1200 정제용-HPLC): 칼럼, 엑스-브리지 정제용 C18, 19 * 150mm; 이동상, 물 + 0.05% NH4H2O 및 CH3CN (8분 이내 30% - 60%); 검출기, UV 200nm]으로 정제하여 표제 화합물을 백색 고체 (50 mg, 33%)로서 수득하였다.
Figure pct00208
실시예 21
Figure pct00209
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-(4-히드록시벤질옥시)-2,2,2-트리플루오로에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
1,4-디옥산 (50 mL) 중 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-(4-(알릴옥시)벤질옥시)-2,2,2-트리플루오로에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 (300 mg, 0.65 mmol)의 용액에 질소 분위기 하에 0℃에서 HCOOH (35.8 mg, 0.78 mmol), 트리에틸아민 (163 mg, 1.6 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (75 mg, 0.06 mmol)를 첨가하였다. 60℃에서 20분 동안 정치시킨 후, 추가의 HCOOH (358 mg, 7.8 mmol)를 첨가하였다. 생성된 용액을 60℃에서 추가로 1시간 동안 교반한 다음, 실온으로 냉각시켰다. 휘발물질을 증류시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 디클로로메탄 중 1% - 3% 메탄올로 용리시키면서 정제하여 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-(4-히드록시벤질옥시)-2,2,2-트리플루오로에틸)-2-(디메틸아미노)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올을 백색 고체 (100 mg, 36%)로서 수득하였다.
Figure pct00210
표 1의 화합물을 상기 기재된 것과 실질적으로 유사한 방법에 의해 제조하였다.
<표 1>
Figure pct00211
Figure pct00212
Figure pct00213
Figure pct00214
Figure pct00215
Figure pct00216
Figure pct00217
Figure pct00218
Figure pct00219
Figure pct00220
Figure pct00221
Figure pct00222
Figure pct00223
Figure pct00224
Figure pct00225
Figure pct00226
실시예 117
(1R,2R,6R,8S,9S)-N,11,11-트리메틸-8-[(1S)-2,2,2-트리플루오로-1-[(4-플루오로페닐)메톡시]에틸]-7,10,12-트리옥사-5-티아-3-아자트리시클로[7.3.0.0[2,6]]도데스-3-엔-4-아민:
Figure pct00227
<반응식 XIV>
Figure pct00228
tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-(4-플루오로벤질옥시)-2,2,2-트리플루오로에틸)-6,7-디히드록시-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트:
DMF (20 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-6,7-디히드록시-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (350 mg, 0.87 mmol)의 용액을 THF 중 KHMDS의 1N 용액 (1.3 mL, 1.30 mmol)으로 0℃에서 30분 동안 처리한 다음, 1-(클로로메틸)-4-플루오로벤젠 (250 mg, 1.73 mmol) 및 KI (73 mg, 0.44 mmol)를 첨가하였다. 실온에서 추가 1시간 후, 반응물을 물 (1 mL)의 첨가에 의해 켄칭하고, 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 20% - 40% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 표제 화합물을 황색 시럽 (220 mg, 50%)으로서 수득하였다.
Figure pct00229
Figure pct00230
tert-부틸 N-[(1R,2R,6R,8S,9S)-11,11-디메틸-8-[(1S)-2,2,2-트리플루오로-1-[(4-플루오로페닐)메톡시]에틸]-7,10,12-트리옥사-5-티아-3-아자트리시클로[7.3.0.0[2,6]]도데스-3-엔-4-일]-N-메틸카르바메이트:
아세톤 (10 mL) 중 tert-부틸 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-((R)-1-(4-플루오로벤질옥시)-2,2,2-트리플루오로에틸)-6,7-디히드록시-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-2-일(메틸)카르바메이트 (70 mg, 0.14 mmol)의 용액에 25℃에서 2-메톡시프로프-1-엔 (198 mg, 2.75 mmol) 및 p-TsOH (4.8 mg, 0.03 mmol)를 첨가하였다. 이 온도에서 1시간 동안 교반한 후, 반응물을 포화 수성 중탄산나트륨 (50 mL) 용액에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x50 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (20 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 실리카 겔 칼럼에 의해 석유 에테르 중 8% - 10% 에틸 아세테이트로 용리시키면서 정제하여 생성물을 황색 시럽 (40 mg, 53%)으로서 수득하였다.
Figure pct00231
Figure pct00232
(1R,2R,6R,8S,9S)-N,11,11-트리메틸-8-[(1S)-2,2,2-트리플루오로-1-[(4-플루오로페닐)메톡시]에틸]-7,10,12-트리옥사-5-티아-3-아자트리시클로[7.3.0.0[2,6]]도데스-3-엔-4-아민:
THF (20 mL) 중 tert-부틸 N-[(1R,2R,6R,8S,9S)-11,11-디메틸-8-[(1S)-2,2,2-트리플루오로-1-[(4-플루오로페닐)메톡시]에틸]-7,10,12-트리옥사-5-티아-3-아자트리시클로[7.3.0.0[2,6]]도데스-3-엔-4-일]-N-메틸카르바메이트 (120 mg, 0.22 mmol)의 용액을 THF 중 1N 브로모메틸마그네슘 (1.5 mL, 1.5 mmol)으로 1시간 동안 25℃에서 처리하였다. 반응물을 물 (50 mL)에 의해 켄칭하고, 에틸 아세테이트 (3x30 mL)로 추출하였다. 합한 유기 층을 염수 (20 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 진공 하에 농축시켜 잔류물을 수득하였으며, 이를 정제용-HPLC에 의해 하기 조건 [(애질런트 1200 정제용 HPLC); 칼럼: 선 파이어 정제용 C18,19*50mm 5um; 이동상: 물 + 0.03% NH4OH 및 CH3CN (10분 이내 10% CH3CN → 45%); 검출기: UV 220nm)]으로 정제하여 생성물을 백색 고체 (52 mg, 53%)로서 수득하였다.
Figure pct00233
실시예 118
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-[11C] 메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
Figure pct00234
<반응식 XV>
Figure pct00235
단계 1: [11C]아이오도메탄의 합성. [11C]CO2를 지멘스(Siemens) RDS-111 사이클로트론을 사용하여 생성하고, [11C]CO2를 지이 메디칼 시스템스 트레이서랩(GE Medical Systems TRACERlab) FCX 시스템을 사용하여 [11C]MeI로 전환시켰다.
단계 2: [11C]MeI (단계 1로부터, 297 mCi)를 KHMDS (THF 중 1 M) 1 μl를 함유하는 DMF (0.25 mL) 중 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-히드록시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 (0.42 mg)의 0℃ 혼합물 중에 트래핑하였다. 반응 혼합물을 2 mL v-바이알로 90℃에서 옮기고, 5분 동안 가열하고, H2O (0.8 mL)로 희석하고, HPLC (엑스브리지 C18, 10 X 150 mm, 워터스(Waters)) 상에 주입하였다. 목적 피크 (체류 시간 12.1분)를 20% A 80% B → 80% A 20%B로 이루어진 용매계로 20-분 선형 구배 하에 3 mL/분 (A=MeCN, B=0.1% 수산화암모늄)에서 용리시키고, 회전 증발기 상의 가열된 둥근 바닥 플라스크에 수집하였다. 용액을 농축시키고, 진공 하에 격막 캡핑된 5 mL v-바이알로 옮겼다. 둥근 바닥 플라스크를 에탄올 (0.1 mL) 및 염수 (1-2 mL)로 헹구고, 진공 하에 동일한 v-바이알로 옮겨 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-[11C] 메톡시에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 51 mCi를 수득하였다.
실시예 119
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-[11C] (4-메톡시벤질옥시)에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
Figure pct00236
<반응식 XVI>
Figure pct00237
[11C]MeI (494 mCi) (실시예 118에 개시된 동일한 절차에 의해 합성됨)를 TBAOH (메탄올 중 1 M) 1.5 μl를 함유하는 DMF (0.42 mg, 0.25 mL) 중 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-(4-히드록시벤질옥시)에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 (실시예 21)의 0℃ 혼합물에 트래핑하였다. 반응 혼합물을 2 mL v-바이알로 70℃에서 옮기고, 5분 동안 가열하고, H2O (0.8 mL)로 희석하고, HPLC (엑스브리지 C18, 10 X 150 mm, 워터스) 상에 주입하였다. 이동상은 아세토니트릴 (CH3CN) (A) 및 0.1% 수산화암모늄 (pH 10) (B)으로 구성되었다. 용매계를 35% A 및 65% B로 0-8분 동안 3 mL/분에서 출발한 다음, 이어서 구배 방법을 수행하였다. 25분의 구동 시간으로 3 mL/분에서 6분에 걸친 35%A → 60%A의 선형 구배, 10분 동안 60% A에서 유지를 사용하였다. 정제용 구동을 254 nm에서 아머샴 바이오사이언스(Amersham Bioscience, 뉴저지주 피스카타웨이) UV-M II 검출기 및 바이오스캔(Bioscan) (캐나다 온타리오주 미시소가) 플로우카운트(FlowCount) 방사능 검출기로 모니터링하였다.
목적 피크 (체류 시간 15.7분)를 회전 증발기 상의 가열된 둥근 바닥 플라스크에 수집하였다. 용액을 농축시키고, 진공 하에 격막 캡핑된 5 mL v-바이알로 옮겼다. 둥근 바닥 플라스크를 에탄올 (0.1 mL) 및 염수 (1-2 mL)로 헹구고, 진공 하에 동일한 v-바이알로 옮겨 (3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((R)-2,2,2-트리플루오로-1-[11C](4-메톡시벤질옥시)에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올 31.9 mCi를 수득하였다.
실시예 120
[11C](3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((S)-1-에톡시-2,2,2-트리플루오로에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올:
Figure pct00238
<반응식 XVII>
Figure pct00239
[11C]MeI (235 mCi) (실시예 118에 개시된 동일한 절차에 의해 합성됨)을 KHMDS (THF 중 1 M) 1 μl를 함유하는 DMF (0.45 mg, 0.45 mL) 중 (1R,2R,6R,8S,9S)-N,11,11-트리메틸-8-[(1S)-2,2,2-트리플루오로-1-[(4-플루오로페닐)메톡시]에틸]-7,10,12-트리옥사-5-티아-3-아자트리시클로[7.3.0.0[2,6]]도데스-3-엔-4-아민의 0℃ 혼합물에 트래핑하였다. 반응 혼합물을 2 mL v-바이알로 90℃에서 옮기고, 4분 동안 가열하였다. 반응 혼합물을 2분 동안 냉각되도록 하였다. 염화수소 (400 μL, 6M)를 조 반응 혼합물에 첨가하였다. 혼합물을 140℃에서 15분 동안 가열하였다. 5분 동안 냉각시킨 후, 혼합물을 물 (800 μL)로 희석하고, 엑스브리지 C-18 반-정제용 HPLC 칼럼 상에 로딩하였다. 이동상은 아세토니트릴 (CH3CN) (A) 및 0.1% 수산화암모늄 (pH 10) (B)으로 구성되었다. 15분에 걸쳐 3 mL/분에서 30%A 70%B → 90%A 10%B의 선형 구배를 사용하였다. 10.6분에 용리하는 [11C](3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(디메틸아미노)-5-((S)-1-에톡시-2,2,2-트리플루오로에틸)-5,6,7,7a-테트라히드로-3aH-피라노[3,2-d]티아졸-6,7-디올에 상응하는 피크를 수집하고, 대부분의 용매를 증발시키고, 동물 연구를 위해 멸균 바이알로 옮겼다.
생물학적 활성
O-GlcNAcase 활성의 억제에 대한 KI 값의 결정을 위한 검정
동역학적 분석을 위한 실험 절차
효소적 반응을 ddH2O 중에 용해된 2 mM 4-메틸움벨리페릴 N-아세틸-β-D-글루코사미니드 2수화물 (시그마(Sigma) M2133)을 기질로서 사용하여 50mM NaH2PO4, 100 mM NaCl 및 0.1% BSA (pH 7.0)를 함유하는 반응물 중에서 수행하였다. 반응에 사용된 정제된 인간 O-GlcNAcase 효소의 양은 0.7 nM이었다. 반응 개시 이전에 다양한 농도의 시험 화합물을 효소에 첨가하였다. 반응은 실온에서 96-웰 플레이트에서 수행하였고, 기질을 첨가하여 개시하였다. 형광 생성물의 생성은 45분 동안 매 60초마다 테칸 인피니트(Tecan Infinite) M200 플레이트-판독기를 사용하여 355nM에서의 여기 및 460nM에서 검출되는 방출로 측정하였고, 4-메틸움벨리페론 (시그마 M1381)을 사용하여 표준 곡선을 생성하였다. 생성물 생성의 기울기를 시험된 화합물의 각각의 농도에 대해 결정하고, S자형 용량 반응 곡선에 대해 표준 곡선 적합 알고리즘을 사용하여 플롯팅하였다. 데이터의 4개의 파라미터 로지스틱 곡선 적합을 위한 값을 결정하였다.
Ki 값을 쳉-프루소프(Cheng-Prusoff) 방정식을 사용하여 결정하고; 기질에 대한 O-GlcNAcase의 Km은 0.2 mM이었다. 실시예 1 내지 120을 상기 기재된 검정에서 시험하였고, O-GlcNAcase의 억제에 대해 0.1 nM-10 μM 범위의 KI 값을 나타내었다. 상기 기재된 검정으로부터의 대표적인 데이터를 표 2에 나타낸다 (실시예 117은 합성 중간체이고, 상기 언급된 범위에서 억제 활성을 보유하지 않음).
O-GlcNAcase 활성을 억제하는 화합물에 대한 세포 활성의 결정을 위한 검정
세포성 단백질로부터 O-GlcNAc를 제거하는 O-GlcNAcase의 억제는 세포에서 O-GlcNAc화된 단백질의 수준을 증가시킨다. O-GlcNAc화된 단백질의 증가는 O-GlcNAc화된 단백질에 결합하는 항체, 예컨대 RL-2에 의해 측정될 수 있다. O-GlcNAc화된 단백질:RL2 항체 상호작용의 양은 효소 결합 면역흡착 검정 (ELISA) 절차에 의해 측정될 수 있다.
내인성 수준의 O-GlcNAcase를 발현하는 다양한 조직 배양 세포주가 사용될 수 있고; 그 예는 래트 PC-12, 및 인간 U-87 또는 SK-N-SH 세포를 포함한다. 본 검정에서, 래트 PC-12 세포를 96-웰 플레이트에 대략 10,000개의 세포/웰로 플레이팅하였다. 시험하려는 화합물을 2 또는 10 mM 원액인 DMSO 중에 용해시키고, 이어서 테칸 워크스테이션을 사용하여 2단계 방법으로 DMSO 및 물로 희석하였다. 세포를 희석된 화합물로 24시간 동안 처리하여 (200 μL l 웰 부피로 5.4 μL), 화합물 농도 의존 반응을 측정하기에 바람직한 최종 억제제 농도에 도달하게 하였고, 전형적으로, 10 μM에서 출발하는 10개의 3배 희석 단계를 사용하여 농도 반응 곡선을 결정하였다. 세포 용해물을 제조하기 위해, 화합물 처리된 세포로부터 배지를 제거하고, 세포를 포스페이트 완충 염수 (PBS)로 1회 세척하고, 이어서 실온에서 5분 동안 프로테아제 억제제 및 PMSF를 함유하는 포스포세이프(Phosphosafe) 시약 (노바젠 인크(Novagen Inc), 위스콘신주 매디슨) 50 μL 중에 용해시켰다. 세포 용해물을 수집하고, 새로운 플레이트에 옮기고, 이어서 이를 검정 플레이트에 직접적으로 코팅하거나, 또는 ELISA 절차에 사용될 때까지 -80℃에서 동결시켰다. 원하는 경우에, 샘플의 총 단백질 농도는 BCA 방법을 사용하여 샘플 20 μL를 사용하여 결정한다.
검정의 ELISA 부분을 100 μL/웰의 세포 용해물 (프로테아제 억제제, 포스파타제 억제제 및 PMSF를 함유하는 PBS를 사용한 1:10 희석 용해물)로 4℃에서 밤새 코팅된 흑색 맥시소르프(Maxisorp) 96-웰 플레이트에서 수행하였다. 다음날, 웰을 300 μL/웰의 세척 완충제 (0.1% 트윈 20을 함유하는 트리스-완충 염수)로 3회 세척하였다. 웰을 100 μL/웰의 차단 완충제 (트리스 완충 염수 w/0.05% 트윈 20 및 2.5% 소 혈청 알부민)로 차단하였다. 이어서, 각 웰을 300 ul/웰의 세척 완충제로 2회 세척하였다. 차단 완충제 중 1:1000으로 희석된 항 O-GlcNAc 항체 RL-2 (압캠(Abcam), 매사추세츠주 캠브리지)를 100 μl/웰로 첨가하였다. 플레이트를 밀봉하고, 부드럽게 진탕시키면서 37℃에서 2시간 동안 인큐베이션하였다. 이어서, 웰을 300 μl/웰의 세척 완충제로 3회 세척하였다. RL-2 결합된 양고추냉이 퍼옥시다제 (HRP)의 양을 검출하기 위해, 접합된 염소 항-마우스 2차 항체 (차단 완충제 중에 1:3000으로 희석됨)를 100 μL/웰로 첨가하였다. 플레이트를 부드럽게 진탕시키면서 37℃에서 60분 동안 인큐베이션하였다. 이어서, 각각의 웰을 300 μl/웰의 세척 완충제로 3회 세척하였다. 검출 시약, 100 μL/웰의 암플렉스 울트라 레드(Amplex Ultra RED) 시약 (10 mM 암플렉스 울트라 레드 원액 30 μL를 3% 과산화수소, H2O2 18 μL를 함유하는 PBS 10 ml에 첨가함으로써 제조됨)을 첨가하였다. 검출 반응물을 실온에서 15분 동안 인큐베이션한 다음 530 nm에서의 여기 및 590 nm에서의 방출로 판독하였다.
O-GlcNAc화된 단백질의 양을, ELISA 검정에 의해 검출된 바와 같이, S자형 용량 반응 곡선에 대해 표준 곡선 적합 알고리즘을 사용하여 시험 화합물의 각각의 농도에 대해 플롯팅하였다. 데이터의 4개의 파라미터 로지스틱 곡선 적합을 위한 값을 결정하였고, 여기서 곡선의 변곡점은 시험 화합물의 효력 값이다.
상기 기재된 세포-기반 검정으로부터의 대표적인 데이터를 표 2에 나타낸다.
<표 2>
선택된 화합물에 대한 O-GlcNAcase 억제 데이터 및 세포 기반 데이터
Figure pct00240
Figure pct00241
Figure pct00242
겉보기 투과율 (Papp)의 결정을 위한 검정
겉보기 투과율 (Papp)을 결정하기 위해 LLC-PK1 세포에서 양방향 수송을 평가하였다. LLC-PK1 세포는 치밀한 단층을 형성할 수 있으며, 따라서 기저측에서 정단까지 (B→A) 그리고 정단에서 기저측까지 (A→B)의 화합물의 벡터 수송을 평가하는데 사용될 수 있다.
Papp를 결정하기 위해, LLC-PK1 세포를 96-웰 트랜스웰 배양 플레이트 (밀리포어(Millipore))에서 배양하였다. 시험 화합물 (1 μM)을 함유하는 용액을 10 mM HEPES를 함유하는 행크 평형 염 용액 중에서 제조하였다. 기질 용액 (150 μL)을 배양 플레이트의 정단 (A) 또는 기저측 (B) 구획에 첨가하고, 완충제 (150 μL)를 화합물을 함유하는 곳과 반대쪽 구획에 첨가하였다. t = 3 h일 때, 시험 화합물을 투여한 단층의 양쪽 측면으로부터 50 μL 샘플을 제거하고, 96 웰 플레이트에 넣고, 섬광제 (200 μL) 또는 내부 표준 (100 μL 라베톨롤 1 μM)을 샘플에 첨가하고, 마이크로베타 왈락 트리룩스(MicroBeta Wallac Trilux) 섬광 계수기 (퍼킨 엘머 라이프 사이언시스(Perkin Elmer Life Sciences), 매사추세츠주 보스톤)에서 액체 섬광을 계수하거나, 또는 LCMS/MS (어플라이드 바이오시스템즈 사이엑스(Applied Biosystems SCIEX) API 5000 삼중 사중극자 질량 분광계)에 의해 농도를 결정하였다. [3H]베라파밀 (1 μM)을 양성 대조군으로서 사용하였다. 실험은 3중으로 수행하였다.
겉보기 투과율, Papp는 t = 3 h에 취득한 샘플에 대해 하기 식을 사용하여 계산하였다:
Figure pct00243
상기 식에서, 수용체 챔버의 부피는 0.15 mL였고; 막의 면적은 0.11 cm2였고; 초기 농도는 t = 3 h에 공여 구획에서 측정된 농도 더하기 수용 구획에서 측정된 농도의 합이고; 농도에서의 Δ는 3 h에서의 수용 구획에서의 농도이고; 시간에서의 Δ는 인큐베이션 시간 (3 x 60 x 60 = 10800 s)이다. Papp는 10-6 cm/s로 표현되었다. Papp (LLC-PK1 세포)는 t = 3 h에서의 A에서 B까지의 수송에 대한 Papp 및 B에서 A까지의 수송에 대한 Papp의 평균이다:
Figure pct00244
상기 기재된 투과율 검정으로부터의 대표적 데이터를 표 3에 나타낸다.
<표 3>
선택된 화합물에 대한 투과율 데이터
Figure pct00245
Figure pct00246
표 4는 PCT/US11/059668에 기재된 구조적으로 유사한 화합물에 대한 O-GlcNAcase 억제 활성 및 투과율을 나타낸다. 표 2 및 3에 기재된 본 발명의 화합물에 대해 수득된 데이터와 표 4에 기재된 화합물에 대해 수득된 데이터를 비교할 경우에, 본 발명의 화합물이 여전히 높은 효력을 보유하며, 또한 표 4에 기재된 화합물보다 증진된 투과율을 나타냄을 볼 수 있다.
<표 4>
PCT/US11/059668에 기재된 화합물에 대한 비교용 O-GlcNAcase 억제 및 투과율 데이터
Figure pct00247

Claims (18)

  1. 하기 화학식 I의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
    <화학식 I>
    Figure pct00248

    상기 식에서,
    각각의 R은 독립적으로 H 또는 C(O)CH3이고;
    R1 및 R2는 독립적으로 (a) 수소, (b) F, -OH, -OCH3 및 -CH3으로부터 선택된 1 내지 3개의 치환기로 임의로 치환된 C1-6알킬, 또는 (c) F, -OH, -OCH3 및 -CH3으로부터 선택된 1 내지 3개의 치환기로 임의로 치환된 C1-6알콕시이거나;
    또는 R1 및 R2는 이들이 부착되어 있는 질소 원자와 함께 연결되어 아제티딘, 피롤리딘, 피페리딘 또는 이속사졸리딘을 형성할 수 있고;
    R3은 1 내지 3개의 플루오로로 임의로 치환된 C1-10알킬이고;
    R4는 수소, 또는 페닐로 임의로 치환된 C1-10알킬이고;
    R5는
    (A) (1) 플루오로,
    (2) 모르폴리노,
    (3) C3-6시클로알킬,
    (4) C1-6알킬로 임의로 치환된 피리디닐,
    (5) (a) 플루오로, (b) 히드록시, (c) 1 내지 3개의 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알킬, (d) C1-6알케닐, (e) 플루오로로 임의로 치환된 C1-5알콕시, (f) 페닐, (g) 페닐옥시, (h) 벤질옥시 및 (i) C1-10알킬페닐로부터 선택된 1 내지 4개의 치환기로 임의로 치환된 페닐
    로부터 선택된 1개의 치환기로 임의로 치환된 C1-8알킬;
    (B) (1) -NO2, (2) -NH2, (3) 플루오로, (4) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알킬 및 (5) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알콕시로부터 선택된 1개의 치환기로 임의로 치환된 페닐; 및
    (C) (1) 플루오로, (2) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알킬 및 (3) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알콕시로 임의로 치환된 피리디닐이다.
  2. 제1항에 있어서, R3이 메틸 또는 트리플루오로메틸인 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
  3. 제1항에 있어서, 하기 화학식 Ia의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
    <화학식 Ia>
    Figure pct00249
  4. 제1항에 있어서, 하기 화학식 Ib의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
    <화학식 Ib>
    Figure pct00250
  5. 제1항에 있어서,
    R3이 메틸 또는 트리플루오로메틸이고;
    R4가 수소이고;
    R5가
    (1) 플루오로,
    (2) 모르폴리노,
    (3) C3-6시클로알킬,
    (4) C1-6알킬로 임의로 치환된 피리디닐,
    (5) (a) 플루오로, (b) 히드록시, (c) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알킬, (d) C1-6알케닐, (e) 플루오로로 임의로 치환된 C1-5알콕시, (f) 페닐, (g) 페닐옥시, (h) 벤질옥시 및 (i) C1-6알킬페닐로부터 선택된 1 내지 4개의 치환기로 임의로 치환된 페닐
    로부터 선택된 1개의 치환기로 임의로 치환된 C1-6알킬인
    화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
  6. 제1항에 있어서,
    R3이 메틸 또는 트리플루오로메틸이고;
    R4가 수소이고;
    R5가 (1) -NO2, (2) -NH2, (3) 플루오로, (4) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알킬 및 (5) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알콕시로부터 선택된 1개의 치환기로 임의로 치환된 페닐인
    화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
  7. 제1항에 있어서,
    R3이 메틸 또는 트리플루오로메틸이고;
    R4가 수소이고;
    R5가 (1) 플루오로, (2) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알킬 및 (3) 플루오로로 임의로 치환된 C1-6알콕시로 임의로 치환된 피리디닐인
    화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
  8. 제1항에 있어서, 실시예 1-11, 20-111, 118, 119 및 120으로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
  9. 하기 화학식 II의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
    <화학식 II>
    Figure pct00251

    상기 식에서,
    각각의 R은 독립적으로 H 또는 C(O)CH3이고;
    R1 및 R2는 독립적으로 (a) 수소, (b) F, -OH, -OCH3 및 -CH3으로부터 선택된 1 내지 3개의 치환기로 임의로 치환된 C1-6알킬, 또는 (c) F, -OH, -OCH3 및 -CH3으로 임의로 치환된 C1-6알콕시이거나; 또는
    R1 및 R2는 이들이 부착되어 있는 질소 원자와 함께 연결되어 아제티딘, 피롤리딘, 피페리딘 또는 이속사졸리딘을 형성할 수 있고;
    R3은 1 내지 3개의 플루오로로 임의로 치환된 C1-10알킬이고;
    R4 및 R5는 독립적으로 수소 또는 C1-6 알킬이고;
    R6은 수소, C1-6알킬 또는 C3-6시클로알킬이다.
  10. 제9항에 있어서, 하기 화학식 IIa의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
    <화학식 IIa>
    Figure pct00252
  11. 제9항에 있어서, 하기 화학식 IIb의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
    <화학식 IIb>
    Figure pct00253
  12. 제9항에 있어서, 실시예 12-19 및 113-117로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
  13. 제1항에 있어서, 11C, 13C, 14C, 18F, 2H 및 3H으로 동위원소 표지된 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
  14. 제9항에 있어서, 11C, 13C, 14C, 18F, 2H 및 3H으로 동위원소 표지된 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
  15. 실시예 118-120으로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
  16. 제15항에 있어서, 11C로 동위원소 표지된 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
  17. 제1항에 따른 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염 및 제약상 허용되는 담체를 포함하는 제약 조성물.
  18. 알츠하이머병 및 관련 타우병증, 녹내장, 정신분열증, 헌팅톤병, 파킨슨병, 정신분열증, 경도 인지 장애 (MCI), 신경병증 (말초 신경병증, 자율 신경병증, 신경염, 당뇨병성 신경병증 포함) 및 암으로 이루어진 군으로부터 선택된 질환 또는 장애의 치료를 필요로 하는 대상체에게 치료 유효량의 제1항에 따른 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 투여하는 것을 포함하는, 상기 질환 또는 장애를 치료하는 방법.
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