KR20170110496A - New compounds or pharmaceutically acceptable salt thereof selective for amyloid-β plaque and method for imaging amyloid-β plaque in vivo using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 베타 아밀로이드 플라그에 선택적인 신규한 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이를 이용한 생체 내 베타 아밀로이드 플라그의 영상화 방법에 관한 것으로서 보다 구체적으로는 높은 감도와 선택성으로 형질변환 쥐의 뇌에 존재하는 아밀로이드 침착을 낮은 에너지 여기원의 이광자 현미경을 통해 고화질 3차원 영상화 할 수 있는 방법과 이에 사용되는 신규한 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 합성하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 베타 아밀로이드 플라그에 선택적인 신규한 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염은 강한 이광자 형광을 방출하고 아밀로이드에 선택적으로 염색된다. 또한 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염은 적은 분자량과 전기적으로 중성의 성질을 가지고 있어 쥐의 혈액 뇌 관문을 효율적으로 통과하는 성질을 나타낸다. 이와 같은 성질에 기반하여 형질변환 쥐의 뇌에 존재하는 아밀로이드 침착을 이광자 현미경을 이용하여 고화질 3차원 영상으로 이미징할 수 있다.The present invention relates to a novel compound which is selective for beta amyloid plaques or a pharmaceutically acceptable salt thereof and a method for imaging beta amyloid plaques using the same, more specifically, And a method for synthesizing a novel compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof, which can be used therefor, in a high-resolution three-dimensional imaging through a low-energy-source two-photon microscope.
A novel compound, or a pharmaceutically acceptable salt thereof, selective to beta amyloid plaques according to the present invention releases strong two-photon fluorescence and is selectively stained with amyloid. In addition, the compound or its pharmaceutically acceptable salt has a property of passing through the blood brain barrier of a rat efficiently because of its low molecular weight and electrically neutral nature. Based on these properties, amyloid deposition in the brain of transgenic mice can be imaged into a high-resolution three-dimensional image using a two-photon microscope.
Description
본 발명은 생체 내에서 베타 아밀로이드(amyloid-β; 이하 ‘Aβ’) 플라그의 밝은 이광자 현미경(Two-photon microscopy; 이하 ‘TPM’) 이미지를 실시간으로 제공할 수 있는 베타 아밀로이드 침착에 선택적인 신규한 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이를 이용한 생체 내 베타 아밀로이드 플라그의 영상화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novel and novel method for the deposition of beta amyloid which can provide real-time two-photon microscopy (TPM) images of amyloid-β (Aβ) plaques in vivo Or a pharmaceutically acceptable salt thereof, and a method for imaging beta amyloid plaques in vivo using the same.
알츠하이머병(Alzheimer's disease; 이하 ‘AD’)은 신경퇴행적 장애(Neurodegenerative disorder)로 만성 치매(chronic dementia) 및 인지력 감퇴(cognitive decline)로 이어지는 질환이다.Alzheimer's disease (AD) is a neurodegenerative disorder that leads to chronic dementia and cognitive decline.
AD의 병리학적 특성(pathological hallmarks)은 미스폴딩된 단백질 응집과 불균형한 반응 산소, 금속 이온, 및 아세틸콜린 수준을 포함하고 있다.Pathological hallmarks of AD include misfolded protein aggregation and unbalanced reactive oxygen, metal ions, and acetylcholine levels.
이들 가운데, 베타 아밀로이드(beta amyloid; 이하 ‘Aβ’) 플라그의 형성 및 구체적인 뇌 영역 내의 신경섬유매듭(neurofibrillary tangles)은 AD의 초기 발명으로 확인되었다.Among them, the formation of beta amyloid plaques and neurofibrillary tangles within specific brain regions have been identified as the earliest inventions of AD.
AD에 대한 추가적인 노력과 동시에, Aβ 종을 감소 또는 억제하기 위해 AD 약물 개발에 몰두하였다.At the same time as the additional effort for AD, we were devoted to AD drug development to reduce or inhibit A [beta] species.
그러나, Aβ 플라그의 형성에 대한 근원적인 메카니즘 및 AD에 대한 Aβ 플라그의 영향에 대해 거의 알려지지 않았다.However, little is known about the underlying mechanisms for the formation of A [beta] plaques and the effects of A [beta] plaques on AD.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위해, 생체 내(in vivo)에서 실시간 방법을 통해 Aβ 플라그의 명확한 3차원(3D) 시각화하는 것이 매우 바람직하다.Therefore, in order to solve the above problem, it is highly desirable to visualize a clear three-dimensional (3D) visualization of A [beta] plaques through real-time methods in vivo.
상기 3D 시각화 방법을 수행하기 위한 TPM은 매력적인 도구이며, 특히 TPM은 심부 조직 이미징 및 고유한 절편 안정성을 포함하고 있으며, 두 개의 인접한 적외선 광자(IR Photon) (>700 nm)를 이용한다.The TPM for performing the 3D visualization method is an attractive tool, and in particular the TPM contains deep tissue imaging and intrinsic section stability and utilizes two adjacent IR photons (> 700 nm).
TPM은 필수적인 높은 공간 해상도(spatial resolution)를 가지며, 손상되지 않은 조직(intact tissue) 심부(deep inside)의 3D 시각화를 제공할 수 있기 때문에 비침습(noninvasive) 방법으로 수행할 수 있다.The TPM can be performed in a noninvasive manner because it has the requisite high spatial resolution and can provide 3D visualization of the intact tissue deep inside.
미세내시경(micro-endoscopic) 및 비디오-속도 스캐팅 시스템의 진전과 더불어, TPM 또한 조기 진단, 모니터링 치료, 및 정확한 진단을 포함하는 임상용으로서 많은 잠재력을 가지고 있다.In addition to advances in micro-endoscopic and video-rate scanning systems, TPM also has many potential for clinical use, including early diagnosis, monitoring therapy, and accurate diagnosis.
그러나, TPM의 실제 적용을 위해서는 높은 신호-잡음 비율(signal-to-noise; 이하 ‘S/N’)을 통한 시각화를 부여하기 위해, 민감하고, 광안정성의 이광자 프로브와 이광자 여기 형광(TP excited fluorescence; 이하 'TPEF')의 기술이 결합되어야 한다.However, for practical application of the TPM, a sensitive, light-stable two-photon probe and a TP excited (two-photon excited) fluorescence are used to provide visualization through a high signal-to-noise fluorescence (TPEF) technology should be combined.
Aβ 플라그를 시각화하기 위해, 여러 가지 저분자 화합물이 개발되었고, MeO-X04와 같은 비스-스티릴벤젠(bis-styrylbenzene) 유도체가 생체 내 TPM 이미징하기 위해 종종 이용되었으나, 작은 값의 이광자 동작 단면적(two photon action cross section; 이하 ‘ΦδTPA’), 및 낮은 용해도에 의해 TPM에서 비스-스티릴벤젠 유도체의 사용은 제한되었다.In order to visualize the Aβ plaques, a number of small molecule compounds have been developed and bis-styrylbenzene derivatives such as MeO-XO4 have been frequently used for in vivo TPM imaging, but small values of two- photon action cross section (hereinafter 'Φδ TPA '), and low solubility limit the use of bis-styrylbenzene derivatives in TPM.
또한, 광-이성질화(photo-isomerization)와 같은 광화학적 불안정 진행에 기인하여 저분자 화합물 내에서 컨쥬게이팅 브릿지(C=C)의 개방사슬 시스템(open chain system)은 빠른 광퇴색을 유도하기 문에 장기간 영상화하는 것은 불가능하다.In addition, due to the photochemical instability such as photo-isomerization, the open chain system of the conjugating bridge (C = C) in the low molecular weight compound can induce rapid light discoloration It is impossible to image the door for a long time.
이러한 이유로, 큰 값의 ΦδTPA, 우수한 용해도, 및 광안정성을 갖는 Aβ 플라그의 생체 내 영상화하기 위한 신규한 화합물의 합성 및 이의 개발이 필요한 실정이다.For this reason, there is a need for the synthesis and development of novel compounds for in vivo imaging of A [beta] plasmids having large values of [Phi] TPA , good solubility, and light stability.
본 발명의 목적은 선택적으로 베타 아밀로이드(beta amyloid; 이하 ‘Aβ’) 플라그와 결합할 수 있는 신규한 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 이용함으로써 알츠하이머를 치료 또는 예방하고, 또한 생체 내 또는 생체 외에서 Aβ 플라그의 분포를 영상화하는 방법을 제공하는 데에 있다.It is an object of the present invention to provide a method for treating or preventing Alzheimer's disease by using a novel compound capable of selectively binding to beta amyloid (hereinafter referred to as 'Aβ') plaque or a pharmaceutically acceptable salt thereof, And to provide a method for imaging the distribution of A [beta] plaques.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a compound represented by the following general formula (I) or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서, R1 내지 R4는 서로 동일하거나 상이하고,In Formula 1, R 1 to R 4 are the same or different from each other,
수소, 수산화기, 할로겐, C1 내지 C4의 알콕시, C1 내지 C4의 알킬, C1 내지 C4의 알코올, 또는 하기 화학식 1-1이며,A halogen, a C 1 to C 4 alkoxy, a C 1 to C 4 alkyl, a C 1 to C 4 alcohol, or a group represented by the following formula (1-1)
[화학식 1-1][Formula 1-1]
m은 1 내지 5의 정수이고,m is an integer of 1 to 5,
R5 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, R 5 to R 6 are the same as or different from each other,
수소, 수산화기, 할로겐, C1 내지 C4의 알콕시, C1 내지 C4의 알킬, C1 내지 C4의 알코올, 하기 화학식 1-2 또는 화학식 1-3이며,Hydrogen, a hydroxyl group, a halogen, C 1 to alkoxy, C 1 to alkyl, C 1 to alcohol, the formula 1-2 or formula 1-3, C 4 of the C 4 C 4,
[화학식 1-2][Formula 1-2]
[화학식 1-3][Formula 1-3]
n은 8 내지 15의 정수이고,n is an integer of 8 to 15,
R7 내지 R10는 서로 동일하거나 상이하고, R 7 to R 10 are the same or different from each other,
2 이상이 플루오르(F)이고, 나머지는 수소임.2 or more is fluorine (F) and the remainder is hydrogen.
또한 본 발명은 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는, 이광자 형광 프로브를 제공한다.The present invention also provides a two-photon fluorescence probe comprising the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
또한 본 발명은 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는, 베타 아밀로이드 검출용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for detecting beta amyloid comprising the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
또한 본 발명은 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 생리활성물질을 포함하는, 알츠하이머 치료 또는 예방용 약학적 조성물을 제공한다.The present invention also provides a pharmaceutical composition for the treatment or prevention of Alzheimer's disease comprising the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof and a physiologically active substance.
또한 본 발명은 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 생체로부터 분리된 시료에 주입하는 단계; 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염이 생체로부터 분리된 시료 내 베타 아밀로이드 플라그와 결합하는 단계; 상기 생체로부터 분리된 시료에 여기원을 조사하는 단계; 및 이광자 현미경으로 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염으로부터 발생하는 형광을 관측하는 단계;를 포함하는, 베타 아밀로이드 플라크의 영상화 방법을 제공한다.The present invention also relates to a method for the preparation of a pharmaceutical composition comprising the steps of: injecting a compound of any one of
본 발명에 따른 신규한 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염은 큰 이광자 동작 단면적(Φδmax = 420 GM)을 가지며, 이를 정맥 내 주입한 후 실시간 TPM 영상을 이용함으로써 생체 내 개별적인 베타 아밀로이드(beta amyloid; 이하 ‘Aβ’) 플라그의 높은 S/N 비 이미지를 제공할 수 있다. The novel compounds or their pharmaceutically acceptable salts according to the present invention have a large two-photon operating cross-section (PHImax = 420 GM), which can be administered intravenously and then injected into the individual beta amyloid in vivo by using real-time TPM imaging. Or < RTI ID = 0.0 > 'A ') < / RTI > plaque.
또한 내부의 혈관 및 대뇌 아밀로이드 맥관병증(cerebral amyloid angiopathy; 이하 ‘CAA’)과 함께 Aβ 플라그의 3D 시각화를 위한 듀얼-컬러 TPM 영상화에 이용할 수 있어 AD의 조기 진단 및 치료에 유용한 효과가 있다.It can also be used for dual-color TPM imaging for 3D visualization of A [beta] plaques with internal blood vessels and cerebral amyloid angiopathy (CAA), which is useful for early diagnosis and treatment of AD.
도 1은 CDCl3에서 화합물 1의 1H-NMR 스펙트럼(400 MHz)을 나타낸 도면;
도 2는 d6-DMSO 2 방울을 포함한 CDCl3에서 화합물 1의 13C-NMR 스펙트럼(100 MHz)을 나타낸 도면;
도 3은 화합물 1의 고분해능 질량분석(high-resolution mass spectrometry; 이하 ‘HRMS’) 스펙트럼을 나타낸 도면;
도 4는 d6-DMSO에서 화합물 2(QAD1)의 1H-NMR 스펙트럼(400 MHz)을 나타낸 도면;
도 5는 d6-DMSO에서 화합물 2(QAD1)의 13C-NMR 스펙트럼(100 MHz)을 나타낸 도면;
도 6은 화합물 2(QAD1)의 HRMS 스펙트럼을 나타낸 도면;
도 7은 CDCl3에서 화합물 1의 1H-NMR 스펙트럼(400 MHz)을 나타낸 도면;
도 8은는 d6-DMSO 2 방울을 포함한 CDCl3에서 화합물 2의 13C-NMR 스펙트럼(100 MHz)을 나타낸 도면;
도 9는 화합물 3의 HRMS 스펙트럼을 나타낸 도면;
도 10은 화합물 1(a,b), 화합물 2(QAD1)(c,d), 및 화합물 3(e,f)에 대한 일광자 흡수 스펙트럼(a,c,e) 및 인산완충식염수(phosphate buffer saline; 이하 ‘PBS’) 완충용액(10 mM, pH 7.4)에서 화합물 1, 화합물 2, 및 화합물 3에 대해서 형광 강도의 플롯을 나타낸 도면;
도 11은 1,4-다이옥세인(1,4-dioxane), 에탄올(EtOH), EtOH : PBS (v/v, 1:1) 및 PBS 완충용액(10 mM, pH 7.4)에서 화합물 1(a, b), 화합물 2(QAD1)(c, d), 및 화합물 3(e, f) 각각의 정규 흡수(Normalized absorption) 스펙트럼(a, c, e) 및 발광 스펙트럼(b, d, f)을 나타낸 도면;
도 12는 1,4-dioxane, EtOH, 및 PBS 완충용액(10 mM, pH 7.4)에서 1 μM의 화합물 2(QAD1)에 대한 정규 흡수 스펙트럼(a) 및 발광 스펙트럼(b); 화합물 2(QAD1)로 표지된 뇌 절편에서 베타 아밀로이드(beta amyloid; 이하 ‘Aβ’) 플라그로부터 얻어진 이광자 여기 형광(Twophoton excited fluorescence; 이하 ‘TPEF’) 스펙트럼; 에탄올에서 얻어진 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3에 대한 발광 스펙트럼(c); 에탄올에서 얻어진 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3에 대한 이광자 동작(Two-photon action; 이하 ‘TPA’) 스펙트럼(d)을 나타낸 도면;
도 13은 PBS 완충용액(10 mM, pH 7.4)에서 Aβ1 -42 올리고머(0 내지 10 μM)를 갖는 화합물 2(QAD1)(1 μM)의 복합체에 대한 형광 강도의 변화(a) 및 형광 적정곡선의 변화(b)를 나타낸 도면(산출된 값은 실선으로 나타내었으며, 여기 파장은 407 nm이다);
도 14는 에탄올에서 얻은 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3의 몰 흡광계수 스펙트럼(molar absorptivity spectra)을 나타낸 도면;
도 15는 에탄올에서 DFT에 의한 최적화된 기하학적 구조인 화합물 2(QAD1)(a), 및 화합물 3(b)의 시스-올리고머(cis-isomer) 구조를 나타낸 도면;
도 16은 에탄올에서 화합물 2(QAD1)(a), 및 화합물 3(b)의 밀도범함수이론(density functional theory; 이하 ‘DFT’)에 의한 최적화된 기하학적 구조 및 분자궤도함수 분포를 나타낸 도면;
도 17은 PBS 완충용액(10 mM, pH 7.4)에 Aβ1 -42 올리고머 및 BSA의 존재 하에 화합물 1(a, 여기 파장: 417 nm), 화합물 2(QAD1)(b, 417 nm), 및 화합물 3(c, 326 nm)에 대한 발광 강도의 변화를 나타낸 도면;
도 18은 범용 완충용액(0.1 M 시트르산(citric acid), 0.1 M KH2PO4, 0.1 M Na2B4O7, 0.1 M Tris, 및 0.1 M KCl)에서 화합물 2(QAD1)에 대한 pH의 영향을 나타낸 도면(여기 파장: 407 nm);
도 19는 정맥 내(intravenously; 이하 ‘i.v.’) 화합물 2(QAD1)(10mg/kg)를 주입한 후에 0분(a), 30분(b), 60분(c), 및 150분(d)에서 형질변환 5XFAD 쥐(mouse)의 전두엽에 대한 생체 내 TPM 이미지; Aβ 플라그 분포를 시각화하기 위해, 외피의 표면으로부터 약 300 μm의 깊이에서 z-방향에 따른 축적된 230 TPM 이미지(e); 정맥 내 화합물 2(QAD1)(10mg/kg) 및 dextran 40kDa-Texas red를 주입한 후에 형질변환 5XFAD 쥐의 전두엽에 대한 3D 재생 TP 이미지(f, g)(외피의 표면으로부터 약 300 μm의 깊이에서 z-방향에 따른 축적된 약 270 TPM 이미지이고, 스케일 바는 50 μm(a) 및 30 μm(e)이다.);를 나타낸 도면;
도 20은 37℃에서 90분 동안 20 μM의 화합물 1(a), 화합물 2(QAD1)(c), 및 화합물 3(e)으로 염색된 형질변환 5XFAD 쥐 뇌의 외피 조직절편의 TPM 이미지(a,c,e); 화합물 1, 화합물 2, 및 화합물 3과 이광자 여기 형광(TP excited fluorescence; 이하 'TPEF') 강도(a,c,e)에 의해 측정된 신호-잡음 비율(signal-to-noise; 이하 ‘S/N’)(b,d,f)을 나타낸 도면(TPEF는 펨토초 펄스에서 750 nm의 여기시에 450 내지 520 nm에서 수집하였고, 스케일 바는 48 μm이다.);
도 21은 37℃에서 90분 동안 화합물 2(QAD1)(a) 및 콩고 레드(Congo red)(b)로 공동-표지(co-labeled)된 형질변환 5XFAD 쥐 뇌의 외피 조직절편의 TPM 이미지(a,b,c); 및 20배 확대한 병합된 이미지(merged images)(c); 화합물 2(QAD1)로 처리된 형질변환 5XFAD 쥐 뇌의 외피 조직절편의 TPM 이미지(d); 시간 함수로서, (d)에 표시된 A, B, 및 C에 대해 대응하는 TPEF 강도(e) (xyt 모드를 이용하여 지속적으로 1시간 동안 2초 간의 간격으로 디지털화된 강도를 연속적으로 기록하였다. TPEF는 펨토초 펄스에서 750 nm의 여기시에 450 내지 520 nm에서 수집하였고, 스케일 바는 (c) 72 μm 및 (d) 96 μm이다)를 나타낸 도면이다.1 is a 1 H-NMR spectrum (400 MHz) of
Figure 2 shows the 13 C-NMR spectrum (100 MHz) of
Figure 3 is a high-resolution mass spectrometry (HRMS) spectrum of
4 is a 1 H-NMR spectrum (400 MHz) of compound 2 (QAD1) in d 6 -DMSO;
5 is a diagram showing the 13 C-NMR spectrum (100 MHz) of Compound 2 (QAD1) in d 6 -DMSO;
6 is a graph showing the HRMS spectrum of Compound 2 (QAD1);
7 is a 1 H-NMR spectrum (400 MHz) of
Figure 8 shows 13 C-NMR spectra (100 MHz) of
9 shows HRMS spectrum of
Fig. 10 shows the one-photon absorption spectra (a, c, e) and the phosphate buffer (a) for compound 1 (a, b), compound 2 (QAD1) (c, d) 2, and 3 in PBS (saline; hereinafter 'PBS') buffer solution (10 mM, pH 7.4);
Figure 11 shows the effect of Compound 1 (a (1)) in 1,4-dioxane, ethanol (EtOH), EtOH: PBS (v / v, 1: 1) and PBS buffer (a, c, e) and emission spectra (b, d, f) of Compound 2 (QAD1) (c, d) and
Figure 12 shows the normal absorption spectrum (a) and luminescence spectrum (b) for 1 μM Compound 2 (QAD1) in 1,4-dioxane, EtOH, and PBS buffer (10 mM, pH 7.4); Twophoton excited fluorescence (hereinafter, referred to as 'TPEF') spectrum obtained from beta amyloid (hereinafter referred to as 'Aβ') plaques in brain slices labeled with Compound 2 (QAD1) Luminescence spectrum (c) for
Changes in fluorescence intensity of the composite of Figure 13 is PBS buffer solution (10 mM, pH 7.4) Aβ 1 -42 oligomer (0 to 10 μM) Compound 2 (QAD1) (1 μM) with a in (a) and fluorescence titration (B) of the curve (the calculated value is represented by a solid line and the excitation wavelength is 407 nm);
14 is a diagram showing the molar absorptivity spectra of
Figure 15 shows the cis-isomer structure of Compound 2 (QAD1) (a), and Compound 3 (b), an optimized geometry by DFT in ethanol;
16 is a graph showing optimized geometrical structures and molecular orbital distribution of compounds 2 (QAD1) (a) and 3 (b) in ethanol by density functional theory (DFT);
17 is a PBS buffer solution (10 mM, pH 7.4) for 1 -42 Aβ oligomer and
Figure 18 is the pH for the general purpose buffer (0.1 M citric acid (citric acid), 0.1
Fig. 19 shows the results of the administration of 0 (a), 30 (b), 60 (c), and 150 min (d) after injecting intravenously (hereinafter 'iv') Compound 2 ) In vivo TPM images of the frontal lobe of transformed 5XFAD mice; To visualize the Aβ plaque distribution, an accumulated 230 TPM image (e) along the z-direction at a depth of about 300 μm from the surface of the envelope; 3D reconstructed TP images (f, g) from the surface of the envelope (at a depth of about 300 [mu] m) from the frontal lobe of transformed 5XFAD mice after intravenous Compound 2 (QAD1) (10 mg / kg) and
Figure 20 shows the TPM image (a) of the envelope sections of transgenic 5XFAD mouse brains stained with 20 μM of Compound 1 (a), Compound 2 (QAD1) (c), and
Figure 21 shows the TPM image of the envelope sections of transformed 5XFAD rat brains co-labeled with Compound 2 (QAD1) (a) and Congo red (b) for 90 minutes at 37 & a, b, c); And 20 times magnified merged images (c); TPM image (d) of epidermal tissue section of transgenic 5XFAD rat brain treated with compound 2 (QAD1); As a function of time, the corresponding TPEF intensity e for the A, B, and C shown in (d) (the intensity digitized continuously at intervals of 2 seconds for 1 hour continuously using the xyt mode) was recorded continuously TPEF Is collected at 450 to 520 nm at 750 nm excitation in a femtosecond pulse, and the scale bar is (c) 72 μm and (d) 96 μm.
이하, 본 발명인 베타 아밀로이드 플라그에 선택적인 신규한 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이를 이용한 생체 내 베타 아밀로이드 플라그의 영상화 방법을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a novel compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof which is selective to beta amyloid plaques of the present invention and a method of imaging beta amyloid plaques using the same will be described in more detail.
본 발명의 발명자들은 신규한 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 이용할 경우 생체 내 선택적으로 베타 아밀로이드와 특이적 결합함으로써 실시간으로 TPM 영상화할 수 있음을 밝혀내어 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention have found that when a novel compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof is used, TPM can be imaged in real time by specifically binding to beta amyloid in vivo, thereby completing the present invention.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 제공한다.The present invention provides a compound represented by the following formula (I) or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서, R1 내지 R4는 서로 동일하거나 상이하고,In Formula 1, R 1 to R 4 are the same or different from each other,
수소, 수산화기, 할로겐, C1 내지 C4의 알콕시, C1 내지 C4의 알킬, C1 내지 C4의 알코올, 또는 하기 화학식 1-1이며,A halogen, a C 1 to C 4 alkoxy, a C 1 to C 4 alkyl, a C 1 to C 4 alcohol, or a group represented by the following formula (1-1)
[화학식 1-1][Formula 1-1]
m은 1 내지 5의 정수이고,m is an integer of 1 to 5,
R5 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, R 5 to R 6 are the same as or different from each other,
수소, 수산화기, 할로겐, C1 내지 C4의 알콕시, C1 내지 C4의 알킬, C1 내지 C4의 알코올, 하기 화학식 1-2 또는 화학식 1-3이며,Hydrogen, a hydroxyl group, a halogen, C 1 to alkoxy, C 1 to alkyl, C 1 to alcohol, the formula 1-2 or formula 1-3, C 4 of the C 4 C 4,
[화학식 1-2][Formula 1-2]
[화학식 1-3][Formula 1-3]
n은 8 내지 15의 정수이고,n is an integer of 8 to 15,
R7 내지 R10는 서로 동일하거나 상이하고, R 7 to R 10 are the same or different from each other,
2 이상이 플루오르(F)이고, 나머지는 수소임.2 or more is fluorine (F) and the remainder is hydrogen.
상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.The compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof may be represented by the following formula (2).
[화학식 2](2)
상기 화학식 2에서, R1 내지 R4는 서로 동일하거나 상이하고,In
수소, C1 내지 C4의 알킬, C1 내지 C4의 알코올, 또는 하기 화학식 2-1이며,Hydrogen, C 1 to C 4 alkyl, C 1 to C 4 alcohols, or the following formula (2-1)
[화학식 2-1][Formula 2-1]
R5 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, R 5 to R 6 are the same as or different from each other,
수소, C1 내지 C4의 알코올, 하기 화학식 2-2 또는 화학식 2-3임.Hydrogen, a C 1 to C 4 alcohol, the following Formula 2-2 or Formula 2-3.
[화학식 2-2][Formula 2-2]
[화학식 2-3][Formula 2-3]
상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염은 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-14 중 어느 하나로 표시될 수 있다.The compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof may be represented by any one of the following formulas (3-1) to (3-14).
[화학식 3-1][Formula 3-1]
[화학식 3-2][Formula 3-2]
[화학식 3-3][Formula 3-3]
[화학식 3-4][Chemical Formula 3-4]
[화학식 3-5][Formula 3-5]
[화학식 3-6][Chemical Formula 3-6]
[화학식 3-7][Chemical Formula 3-7]
[화학식 3-8][Chemical Formula 3-8]
[화학식 3-9][Chemical Formula 3-9]
[화학식 3-10][Chemical Formula 3-10]
[화학식 3-11][Formula 3-11]
[화학식 3-12](3-12)
[화학식 3-13][Chemical Formula 3-13]
[화학식 3-14][Chemical Formula 3-14]
본 발명에 따른 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 중 대표적인 화합물은 하기 화학식 3-2로 표시되는 화합물(QAD1)일 수 있고, 상기 QAD1은 사이클릭 컨쥬게이팅 브릿지(cyclic conjugating bridge) 및 용해 단위(solubilizing unit)를 갖는 중심대칭(D-A-D) 구조를 가지고 있으며, 특히 QAD1은 밝은 이광자 여기 형광(Twophoton excited fluorescence; 이하 ‘TPEF’), 상당한 용해도, 광안정성 및 Aβ에 대한 높은 민감도와 선택도를 나타내고 있다.A representative compound in the compound according to the present invention or a pharmaceutically acceptable salt thereof may be a compound (QAD1) represented by the following formula (3-2), wherein QAD1 is a cyclic conjugating bridge and a dissolution unit (DAD) structure with a solubilizing unit, especially QAD1, exhibits a high sensitivity and selectivity for bright phosphorescent excited fluorescence (hereinafter "TPEF"), considerable solubility, light stability and Aβ .
[화학식 3-2][Formula 3-2]
또한 본 발명은 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는, 이광자 형광 프로브를 제공한다.The present invention also provides a two-photon fluorescence probe comprising the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
상기 이광자 형광 프로브는 베타 아밀로이드 플라크에 특이적으로 결합할 수 있다.The two-photon fluorescence probe can specifically bind to beta amyloid plaques.
또한 본 발명은 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는, 베타 아밀로이드 검출용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for detecting beta amyloid comprising the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
또한 본 발명은 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 생리활성물질을 포함하는, 알츠하이머 치료 또는 예방용 약학적 조성물을 제공한다.The present invention also provides a pharmaceutical composition for the treatment or prevention of Alzheimer's disease comprising the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof and a physiologically active substance.
상기 생리활성물질은 약물, 펩타이드, 단백질, 및 유전자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.The physiologically active substance may be any one selected from the group consisting of drugs, peptides, proteins, and genes, but is not limited thereto.
또한 본 발명은 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 생체로부터 분리된 시료에 주입하는 단계; 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염이 생체로부터 분리된 시료 내 베타 아밀로이드 플라그와 결합하는 단계; 상기 생체로부터 분리된 시료에 여기원을 조사하는 단계; 및 이광자 현미경으로 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염으로부터 발생하는 형광을 관측하는 단계;를 포함하는, 베타 아밀로이드 플라크의 영상화 방법을 제공한다.The present invention also relates to a method for the preparation of a pharmaceutical composition comprising the steps of: injecting a compound of any one of
상기 여기원은 700 내지 800 nm 범위의 파장을 가질 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.The excitation source may have a wavelength in the range of 700 to 800 nm, but is not limited thereto.
이하, 하기 실시예에 의해 본 발명인 베타 아밀로이드 플라그에 선택적인 신규한 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이를 이용한 생체 내 베타 아밀로이드 플라그의 영상화 방법을 보다 상세하게 설명한다. 다만, 이러한 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a novel compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof and a method for imaging beta amyloid plaques using the same according to the present invention will be described in more detail. However, the present invention is not limited by these examples.
사이클릭 컨쥬게이팅 브릿지를 갖는 사중극자 형태의 신규한 화합물인 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3은 하기 반응식 1에 의해 합성되었고, 합성경로은 다음과 같다.
[반응식 1][Reaction Scheme 1]
(a) 포타슘 터트-부톡사이드(Potassium tert-butoxide, 이하 ‘KOtBu’), THF, 0 내지 20℃;(a) Potassium tert-butoxide (KOtBu), THF, 0 to 20 占 폚;
(b) 트리에틸 포스페이트(Triethyl phosphite, 이하 ‘P(OEt)3’), 125℃;(b) Triethyl phosphite (hereinafter referred to as 'P (OEt) 3 '), 125 ° C;
(c) i: 화합물 1, 2-브로모에틸아세테이트(2-bromoethylacetate), 수소화나트륨(NaH), 18-크라운-6(18-Crown-6), THF, 80℃; ii: 소듐메톡사이드(Sodium metoxide, 이하 ‘NaOMe’), 메탄올, 0 내지 20℃.(c) i:
상기 반응식 1을 참조하면, 화합물 1 및 화합물 2(QAD1)는 축소 유발 고리화(reduction-induced cyclization)에 따른 4-다이알킬아미노-2-나이트로벤즈알데하이드(4-dialkylamino-2-nitrobenzaldehyde) 및 테트라플루오로벤젠으로 치환된 비스포스포네이트(bisphosphonates) 간의 Horner-Wadsworth-Emmons 커플링 반응을 통해 65 내지 75% 수율로 합성하였다.Referring to
화합물 3은 가수분해반응(hydrolysis)에 의해 화합물 1과 2-브로모에틸아세테이트(2-bromoethylacetate)의 치환반응에 의해 58% 수율로 합성하였다.
구체적으로, 반응식 2 내지 반응식 4에 따라 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3을 합성하였고, 반응식 2 내지 반응식 4에 따른 시약 및 조건은 다음과 같다.Specifically,
[반응식 2][Reaction Scheme 2]
시약 및 조건: (i) 요오드화메틸(Iodomethane), 양성자 스폰지(proton-sponge), CH3CN, 환류, 16시간; (ii) 옥시 염화인(Phosphorous oxychloride, 이하 ‘POCl3’), DMF, 90℃, 8시간; (iii) 포타슘 터트-부톡사이드(Potassium tert-butoxide, 이하 ‘KOtBu’), THF, 0℃에서 상온, 12시간; (iv) 트리에틸 포스페이트(Triethyl phosphite, 이하 ‘P(OEt)3’), 125℃, 12시간.Reagents and conditions: (i) Iodomethane, proton-sponge, CH 3 CN, reflux, 16 h; (ii) Phosphorous oxychloride (POCl 3 '), DMF, 90 ° C, 8 hours; (iii) Potassium tert-butoxide (hereinafter referred to as 'KOtBu'), THF, at 0 ° C, room temperature for 12 hours; (iv) Triethyl phosphite (P (OEt) 3 ) at 125 占 폚 for 12 hours.
[반응식 3][Reaction Scheme 3]
시약 및 조건: (i) 2-브로모에탄올(2-Bromoethanol), 탄산칼슘, 요오드화칼륨(potassium iodide), H2O, 100℃, 8시간; (ii) 염화아세틸, 트리에틸아민, 35℃, 12시간; (iii) POCl3, DMF, 90℃, 12시간; (iv) 포타슘 터트-부톡사이드 THF, 0℃에서 상온, 12시간; (v) P(OEt)3, 125℃, 12시간; (vi) 소듐 메톡사이드(Sodium methoxide, 이하 ‘NaOMe’), 메탄올, 0℃에서 상온, 12시간.Reagents and conditions: (i) 2-Bromoethanol, calcium carbonate, potassium iodide, H 2 O, 100 ° C, 8 hours; (ii) acetyl chloride, triethylamine, 35 C, 12 h; (iii) POCl 3, DMF, 90 ℃, 12 hours; (iv) potassium tert-butoxide THF, at 0 ° C, room temperature for 12 hours; (v) P (OEt) 3 , 125 DEG C, 12 hours; (vi) Sodium methoxide (NaOMe '), methanol, at 0 ° C, room temperature for 12 hours.
[반응식 4][Reaction Scheme 4]
시약 및 조건: (i) 2-브로모에틸아세테이트(2-bromoethylacetate), 수소화나트륨(NaH), 18-크라운-6(18-Crown-6), THF, 80℃에서 상온; (ii) NaOMe, 메탄올.Reagents and conditions: (i) 2-bromoethylacetate, sodium hydride (NaH), 18-Crown-6, THF, room temperature at 80 占 폚; (ii) NaOMe, methanol.
<실시예 1>≪ Example 1 >
화합물 A Compound A
무수 아세토나이트릴(anhydrous CH3CN, 70 ㎖)에 3-니트로아닐린(3-nitro aniline, 2.0 g, 14.5 mmol) 및 양성자 스폰지(proton-sponge, 6.83 g, 31.86 mmol)를 혼합한 교반용액에 요오드화메틸(iodomethane, 2.0 ㎖, 31.9 mmol)을 첨가하였다.To a stirred solution of 3-nitroaniline (2.0 g, 14.5 mmol) and proton-sponge (6.83 g, 31.86 mmol) in anhydrous acetonitrile (anhydrous CH 3 CN, 70 mL) Iodomethane (2.0 mL, 31.9 mmol) was added.
전체 반응물을 질소분위기 하에서 8시간 동안 80℃에서 교반시켰다. 잔유물을 얻기 위해 클로로폼(CHCl3, 100 ㎖)에 용해한 후 용매를 증발시켰고, 이후 물(100 ㎖) 및 1(N) H2SO4 (50 ㎖)로 세정하였다.The total reaction was stirred at 80 < 0 > C for 8 hours under a nitrogen atmosphere. To obtain a residue was dissolved in chloroform (
유기 부분(organic portion)을 황산나트륨(Na2SO4)으로 건조시키고 조생성물(crude product)을 용리액(eluent)인 EtOAc/hexane(에틸렌아세테이트/헥산, 1 : 1 v/v)을 사용하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 붉은색 고형물(화합물 A)을 수득하였다.The organic fraction (organic portion) of sodium sulfate (Na 2 SO 4) the dried crude product (crude product) the eluent (eluent) in EtOAc / hexane (ethylene acetate / hexane, 1: 1 v / v) using a column chromatography Purification by flash chromatography gave a red solid (Compound A).
수율: 1.51 g (63 %). 1H-NMR (400MHz, CDCl3): δ(ppm) 7.52-7.47 (m, 2H), 7.32 (t, J = 8.0 Hz, 1H), 6.95 (dd, J = 8.8 Hz, J = 2.8 Hz, 1H), 3.03 (s, 6H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ (ppm) 150.4, 148.9, 129.3, 117.4, 110.2, 105.7, 40.2.Yield: 1.51 g (63%). 1 H-NMR (400MHz, CDCl 3): δ (ppm) 7.52-7.47 (m, 2H), 7.32 (t, J = 8.0 Hz, 1H), 6.95 (dd, J = 8.8 Hz, J = 2.8 Hz, 1H), < / RTI > 3.03 (s, 6H). 13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 ):? (Ppm) 150.4, 148.9, 129.3, 117.4, 110.2, 105.7, 40.2.
화합물 B Compound B
무수 DMF(2.17 ㎖, 28.27 mmol)에 용해된 A(1.3 g, 7.83 mmol) 용액을 아이스 배스에서 0℃까지 냉각시켰고, POCl3(1.07 ㎖, 11.74 mmol)를 적하(dropwise)하였다.A solution of A (1.3 g, 7.83 mmol) in anhydrous DMF (2.17 mL, 28.27 mmol) was cooled to 0 C in an ice bath and POCl 3 (1.07 mL, 11.74 mmol) was added dropwise.
그 후 반응 혼합물을 1시간 이내에 80℃까지 가열하였고, 80℃에서 추가적으로 6시간 동안 교반하였다.The reaction mixture was then heated to 80 < 0 > C within 1 h and stirred at 80 < 0 > C for an additional 6 h.
교반 후 암용액(dark solution)을 상온까지 냉각시켰고, 냉각된 암용액에 냉각수를 부은 후 얻은 침전물을 여과하였다. 잔유물을 아세톤으로 재결정시켜 갈색 고형물(화합물 B)을 수득하였다.After the stirring, the dark solution was cooled to room temperature, cooling water was poured into the cooled cancer solution, and the resulting precipitate was filtered. The residue was recrystallized from acetone to give a brown solid (Compound B).
수율: 1.2 g (79%). 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ (ppm) 10.12 (s, 1H), 7.91 (d, J = 2.8 Hz, 1H), 7.09 (d, J = 2.4 Hz, 1 H), 6.84 (dd, J = 8.8 Hz, J = 2.0 Hz, 1H), 3.14 (s, 6H) ppm; Yield: 1.2 g (79%). 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ):? (Ppm) 10.12 (s, 1H), 7.91 (d, J = 2.8 Hz, 1H), 7.09 dd, J = 8.8 Hz, J = 2.0 Hz, 1H), 3.14 (s, 6H) ppm;
13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ (ppm) 186.5, 154.2, 150.9, 131.5, 117.3, 114.5, 105.9, 40.3. 13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 ):? (Ppm) 186.5, 154.2, 150.9, 131.5, 117.3, 114.5, 105.9, 40.3.
화합물 D Compound D
질소분위기 하에 0℃에서 NaOtBu(0.654 g, 5.83 mmol)을 무수 TFH(80 ㎖)에 용해된 화합물 C(1.0 g, 2.33 mmol)의 교반 용액에 첨가하였다.NaOtBu (0.654 g, 5.83 mmol) was added at 0 < 0 > C under nitrogen atmosphere to a stirred solution of compound C (1.0 g, 2.33 mmol) dissolved in anhydrous TFH (80 mL).
30분 후, 화합물 B(0.95 g, 4.89 mmol)를 THF(20 ㎖)에 용해한 용액을 반응물에 첨가하였고, 상온에서 밤새도록 교반하였다.After 30 min, a solution of compound B (0.95 g, 4.89 mmol) in THF (20 mL) was added to the reaction and stirred overnight at room temperature.
반응을 종결하기 위해 물을 첨가하였고, 이후 붉은색 침전물인 고체 잔유물을 수득하였고, 물과 헥산으로 세정한 이후 THF로 세정하였다. 잔유물을 진공에서 건조하여 붉은색 고체(화합물 D)를 수득하였다.Water was added to terminate the reaction, followed by a red precipitate, a solid residue, which was washed with water and hexane and then with THF. The residue was dried in vacuo to give a red solid (Compound D).
수율: 0.730 g (63%). 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.86 (d, J =16 Hz, 1H), 7.64 (d, J =8.0 Hz, 1H), 7.19 (s, 1 H), 6.92 - 6.87 (m, 2H), 3.07 (s, 6 H).Yield: 0.730 g (63%). 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ):? (Ppm) 7.86 (d, J = 16 Hz, 1H), 7.64 6.87 (m, 2H), 3.07 (s, 6 H).
화합물 1
화합물 D(0.05 g, 0.094 mmol)를 P(OEt)3 (5 ㎖)에 용해한 용액을 질소분위기 하에서 밤새도록 환류하여 가열하였다.A solution of Compound D (0.05 g, 0.094 mmol) in P (OEt) 3 (5 mL) was heated at reflux overnight in a nitrogen atmosphere.
진공상태에서 용매를 제거하였고, 생성물을 EtOAc/hexane(에틸렌아세테이트/헥산, 3 : 7 v/v)을 사용하여 실리카 컬럼으로 정제하여 붉은 벽돌색(brick red) 고형물(화합물 1)을 수득하였다. The solvent was removed in vacuo and the product was purified on a silica column using EtOAc / hexane (ethylene acetate / hexane, 3: 7 v / v) to give a brick red solid (Compound 1).
도 1 내지 도 3은 화합물 1의 1H-NMR 스펙트럼(400 MHz), d6-DMSO 2 방울을 포함한 CDCl3에서 13C-NMR 스펙트럼(100 MHz), 및 고분해능 질량분석(high-resolution mass spectrometry; 이하 ‘HRMS’) 스펙트럼을 나타낸 것이며, 도 1 내지 도 3에 대한 데이터는 다음과 같다.1 to 3 show the 13 C-NMR spectra (100 MHz) and the high-resolution mass spectrometry ( 1 H-NMR spectrum) of CDCl 3 containing 2 drops of d 6 -DMSO, ; Hereinafter, 'HRMS') spectrum, and the data for FIGS. 1 to 3 are as follows.
수율: 0.032 g (72%). 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ ppm 9.12 (s, 1H), 7.40 (d, J = 8.8 Hz, 1 H), 6.97 (s, 1H), 6.69-6.64 (m, 2H), 2.90 (s, 6 H). Yield: 0.032 g (72%). 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3): δ ppm 9.12 (s, 1H), 7.40 (d, J = 8.8 Hz, 1 H), 6.97 (s, 1H), 6.69-6.64 (m, 2H), 2.90 (s, 6 H).
13C-NMR (100 MHz,CDCl3 contained 2-drops of d6-DMSO): δ (ppm) 148.5, 144.7, 142.3 (d, J = 10.7Hz), 138.2, 122.2, 121.1, 119.7, 110.1, 106.8, 93.5, 41.4. HRMS (FAB+): m/z calcd for [C26H22N4F4]: 466.1775, found: 466.1776 13 C-NMR (100 MHz,
화합물 E Compound E
물(150 ㎖)에 3-니트로아닐린(3-nitro aniline, 10.0 g, 72.4 mmol), 2-브로모에탄올(2-bromoethanol, 12.14 ㎖, 181.0 mmol), 탄산칼슘(CaCO3 , 18.11 g, 181.0 mmol) 및 요오드화칼륨 (KI, 1.2 g, 7.2 mmol)를 첨가하여 16시간 동안 환류하였다.3-nitroaniline (10.0 g, 72.4 mmol), 2-bromoethanol (12.14 mL, 181.0 mmol) and calcium carbonate (CaCO 3 , 18.11 g, 181.0 mmol) were added to water (150 mL) mmol) and potassium iodide (KI, 1.2 g, 7.2 mmol) were added and refluxed for 16 hours.
여과한 후, 여과액을 EtOAc(50 ㎖ x 3)으로 추출하였고, 결합된 유기층을 포화된 NaCl(50 ㎖ x 2)로 세정하였고, 무수 Na2SO4로 건조한 후 여과 및 농축하여 조생성물을 얻었다.After filtration, the filtrate was extracted with EtOAc (50 mL x 3) and the combined organic layers were washed with saturated NaCl (50 mL x 2), dried over anhydrous Na 2 SO 4 , filtered and concentrated to give the crude product .
조생성물을 용리액인 EtOAc/hexane(에틸렌아세테이트/헥산, 3 : 7 v/v)을 사용하여 실리카 컬럼 크로마토피로 정제하여 노란색 고형물(화합물 E)을 수득하였다. The crude product was purified by silica column chromatography using eluant EtOAc / hexane (ethylene acetate / hexane, 3: 7 v / v) to give a yellow solid (Compound E).
수율: 6.20 g (38 %). 1H-NMR (400MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.36-7.35 (m, 2H), 7.16 (t, J = 8.0 Hz, 1H), 6.95 (dd, J = 8.4 Hz, J = 2.8 Hz, 1H), 4.68 (t, J = 4.8 Hz, 2H), 3.69-3.65 (m, 4H), 3.47 (t, J = 5.6 Hz, 4H). Yield: 6.20 g (38%). 1 H-NMR (400MHz, CDCl 3): δ (ppm) 7.36-7.35 (m, 2H), 7.16 (t, J = 8.0 Hz, 1H), 6.95 (dd, J = 8.4 Hz, J = 2.8 Hz, 1H), 4.68 (t, J = 4.8 Hz, 2H), 3.69-3.65 (m, 4H), 3.47 (t, J = 5.6 Hz, 4H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ (ppm) 148.9, 148.6, 129.3, 117.7, 110.2, 105.8, 59.4, 54.8. 13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 ):? (Ppm) 148.9, 148.6, 129.3, 117.7, 110.2, 105.8, 59.4, 54.8.
화합물 F Compound F
화합물 E(5.4 g, 23.87 mmol)를 트리에틸아민(triethylamine, 7.33 ㎖, 52.52 mmol)에 용해한 용액을 0℃까지 냉각시켰다.A solution of Compound E (5.4 g, 23.87 mmol) in triethylamine (7.33 mL, 52.52 mmol) was cooled to 0 < 0 > C.
이후, 아세틸클로라이드(Acetyl chloride, 3.73 ㎖, 52.52 mmol)를 용액에 적하한 후 35℃에서 밤새도록 교반하였다. 상온까지 냉각한 후, 물(25 ㎖)을 첨가하여 혼합물을 가수분해하였다.Then, acetyl chloride (3.73 mL, 52.52 mmol) was added dropwise to the solution, and the mixture was stirred overnight at 35 ° C. After cooling to room temperature, water (25 mL) was added to hydrolyze the mixture.
가수분해 후 1시간 동안 격렬한 교반과정 후에, THF를 증발시켰고, 중성화하기 위해, 포화 탄산수소나트륨 수용액을 사용하였다.After vigorous stirring for 1 hour after the hydrolysis, THF was evaporated and a saturated aqueous sodium bicarbonate solution was used to neutralize.
클로로폼(3 x 50 ㎖)으로 추출한 후, 결합된 유기층을 Na2SO4로 건조하였고, 여과한 후 진공상태에서 용매를 제거하여 노란색 고형물(화합물 F)를 수득하였다. After extracting with chloroform (3 x 50 mL), the combined organic layers were dried over Na 2 SO 4 , filtered and the solvent removed in vacuo to give a yellow solid (Compound F).
수율: 7.0 g (95%). 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.45 (t, J = 2.8 Hz, 1H), 7.32 (dd, J = 8.0 Hz, J = 2.0 Hz, 1 H), 7.17 (t, J = 8 Hz, 1H), 6.94 (dd, J = 8.4 Hz, J = 6.0 Hz, 1 H), 4.12 (t, J = 6.0 Hz, 4 H), 3.56 (t, J = 6.4 Hz, 4 H), 1.88 (s, 6H). Yield: 7.0 g (95%). 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3): δ (ppm) 7.45 (t, J = 2.8 Hz, 1H), 7.32 (dd, J = 8.0 Hz, J = 2.0 Hz, 1 H), 7.17 (t, J = 8 Hz, 1H), 6.94 (dd, J = 8.4 Hz, J = 6.0 Hz, 1H), 4.12 ), 1.88 (s, 6H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ (ppm) 170.2, 148.9, 147.8, 129.5, 117.1, 110.7, 105.7, 60.8, 49.3, 20.4. 13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 ):? (Ppm) 170.2, 148.9, 147.8, 129.5, 117.1, 110.7, 105.7, 60.8, 49.3, 20.4.
화합물 G Compound G
신선하게 증류된 DMF(3.10 ㎖, 32.22 mmol)를 아이스 배스에서 0℃까지 냉각시킨 후 POCl3(1.62 ㎖, 17.72 mmol)를 적하하였다.Freshly distilled DMF (3.10 mL, 32.22 mmol) was cooled to 0 ° C in an ice bath and POCl 3 (1.62 mL, 17.72 mmol) was added dropwise.
상온에서 1시간 동안 교반한 후 화합물 F(5.0 g, 16.11 mmol)를 DMF에 첨가하였고, 반응물을 밤새도록 70℃에서 교반하였다. 그 후, 암용액을 상온까지 냉각한 후 냉각수를 부었다.After stirring at room temperature for 1 hour, compound F (5.0 g, 16.11 mmol) was added to DMF and the reaction was stirred overnight at 70 < 0 > C. Thereafter, the cancer solution was cooled to room temperature and poured with cooling water.
포화된 아세트산나트륨 수용액을 천천히 첨가하였고, 혼합물을 밤새도록 교반하였다. 밤새도록 교반한 후 갈색 침전물을 수득하였고, 아세톤으로 세정하여 진갈색 고형물(화합물 G)을 수득하였다. Saturated aqueous sodium acetate solution was added slowly and the mixture was stirred overnight. After stirring overnight, a brown precipitate was obtained and washed with acetone to give a dark brown solid (Compound G).
수율: 2.80 g (52%). 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ (ppm) 10.09 (s, 1H), 7.86 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 7.28 (d, J = 5.6 Hz, 1 H), 6.98 (dd, J = 8.8, J = 2.8 Hz, 1 H), 4.27 (t, J = 5.6 Hz , 4 H), 3.74 (t, J = 5.6 Hz, 4 H), 2.03 (s, 6 H). Yield: 2.80 g (52%). 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ):? (Ppm) 10.09 (s, 1H), 7.86 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 7.28 dd, J = 8.8, J = 2.8 Hz, 1H), 4.27 (t, J = 5.6 Hz, 4H), 3.74 (t, J = 5.6 Hz, 4H), 2.03 (s, 6H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ (ppm) 186.2, 170.6, 152.4, 151.8, 131.5, 118.4, 114.7, 106.5, 60.8, 49.8, 20.9. 13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 ):? (Ppm) 186.2, 170.6, 152.4, 151.8, 131.5, 118.4, 114.7, 106.5, 60.8, 49.8, 20.9.
화합물 H Compound H
화합물 C(0.5 g, 1.11 mmol)를 무수 THF (25 ㎖)에 첨가하여 교반한 용액에 질소분위기 하에 0℃에서 NaOtBu(0.274 g, 2.44 mmol)를 첨가하였다.To a stirred solution of compound C (0.5 g, 1.11 mmol) in anhydrous THF (25 mL) was added NaOtBu (0.274 g, 2.44 mmol) at 0 <0> C under a nitrogen atmosphere.
30분 후, 무수 THF(20 ㎖)에 화합물 G(0.826 g, 2.44 mmol)를 용해한 용액을 반응물에 첨가한 후 상온에서 밤새도록 교반하였다.After 30 minutes, a solution of Compound G (0.826 g, 2.44 mmol) dissolved in anhydrous THF (20 mL) was added to the reaction mixture and stirred overnight at room temperature.
그 후 반응을 종결하기 위해 물을 첨가하였고, 침전물을 수득한 후 물 및 헥산으로 순차적으로 세정하여 조생성물을 얻었다.Water was then added to terminate the reaction, and a precipitate was obtained, which was then washed sequentially with water and hexane to obtain a crude product.
조생성물을 용리액인 EtOAc/hexane(에틸렌아세테이트/헥산, 7 : 3 v/v)을 사용하여 실리카 컬럼 크로마토피로 정제하여 붉은색 고형물(화합물 H)을 수득하였다. The crude product was purified by silica column chromatography using eluant EtOAc / hexane (ethylene acetate / hexane, 7: 3 v / v) to yield a red solid (Compound H).
수율: 0.205 g, 25%. 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.83 (d, J = 16.8 Hz, 1 H), 7.64 (d, J = 9.2 Hz, 1 H), 7.34 (d, J = 2.4 Hz, 1 H), 7.02 (dd, J = 9.2, J = 5.6 Hz, 1 H), 6.88 (d, J = 16.8 Hz, 1 H), 4.28 (t, J = 5.6 Hz, 4H), 3.70 (t, J = 5.6 Hz, 4H), 2.05 (s, 6 H) ppm. Yield: 0.205 g, 25%. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ):? (Ppm) 7.83 (d, J = 16.8 Hz, 1H), 7.64 (d, J = 9.2 Hz, 1H) J = 5.6 Hz, 1 H), 6.88 (d, J = 16.8 Hz, 1H), 4.28 (d, J = J = 5.6 Hz, 4H), 2.05 (s, 6 H) ppm.
13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ (ppm) 170.7, 149.4, 147.9, 145.9, 143.3, 131.7, 128.9, 120.2, 116.3, 115.2, 107.3, 61.2, 49.8, 21.1. 13 C NMR (100 MHz, CDCl 3 ):? (Ppm) 170.7, 149.4, 147.9, 145.9, 143.3, 131.7, 128.9, 120.2, 116.3, 115.2, 107.3, 61.2, 49.8, 21.1.
화합물 I Compound I
화합물 H(0.08 g, 0.098 mmol)를 P(OEt)3(5 ㎖)에 용해한 용액을 질소분위기 하에 125℃에서 밤새도록 환류반응을 통해 가열하였다.A solution of compound H (0.08 g, 0.098 mmol) in P (OEt) 3 (5 mL) was heated at 125 < 0 > C under refluxing reaction overnight.
진공상태에서 용매를 제거하였고, 생성물을 용리액인 EtOAc/hexane(에틸렌아세테이트/헥산, 7 : 3 v/v)을 사용하여 실리카 컬럼 크로마토피로 정제하여 붉은색 고형물(화합물 I)을 수득하였다. The solvent was removed in vacuo and the product was purified by silica column chromatography using eluent EtOAc / hexane (ethylene acetate / hexane, 7: 3 v / v) to yield a red solid (Compound I).
수율: 0.050 g (68%). 1H-NMR (400 MHz,CDCl3 contained 2-drops of d6-DMSO): δ (ppm) 9.31 (s, 1H), 7.34 (d, J = 8.8 Hz, 1 H), 6.89 (s, 1H), 6.59 (s, 1H), 6.58 (dd, J = 8.8 Hz, J = 1.6 Hz, 1 H), 4.15 (t, J = 6.0 Hz, 4H), 3.54 (t, J = 6.0 Hz, 4H), 1.93 (s, 6H). Yield: 0.050 g (68%). 1 H-NMR (400 MHz,
13C-NMR (100 MHz, CDCl3 contained 2-drops of d6-DMSO): δ (ppm) 170.5, 144.6, 142.2, 138.5, 138.3, 122.3, 121.5, 119.9, 108.9, 106.5, 93.3, 61.4, 50.3, 20.8. 13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 contained 2-drops of d 6 -DMSO):? (ppm) 170.5, 144.6, 142.2, 138.5, 138.3, 122.3, 121.5, 119.9, 108.9, 106.5, 93.3, 61.4, 50.3, 20.8.
화합물 2(QAD1)Compound 2 (QAD1)
화합물 I(0.05 g, 0.026 mmol)를 메탄올(10 ㎖)에 용해한 용액을 메톡사이드나트륨(NaOMe, 20 μL) 용액에 첨가하였고, 60분 동안 0℃에서 반응물을 교반하였다.A solution of compound I (0.05 g, 0.026 mmol) in methanol (10 mL) was added to a solution of sodium methoxide (NaOMe, 20 μL) and the reaction was stirred at 0 ° C. for 60 minutes.
그 후 용매를 증발하였고, 잔유물을 2.5 ㎖ 메탄올을 포함한 CHCl3(25 ㎖)에 용해시킨 후 포화된 염화암모늄(NH4Cl) 수용액(25 ㎖)으로 세정하였다.The solvent was then evaporated and the residue was dissolved in CHCl 3 (25 mL) with 2.5 mL methanol and washed with saturated aqueous ammonium chloride (NH 4 Cl) solution (25 mL).
유기층을 무수 황산마그네슘(MgSO4)으로 건조한 후 진공상태에서 농축시켰다.The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate (MgSO 4) and concentrated in vacuo.
조생성물을 용리액인 MeOH/CHCl3(메탄올/클로로폼, 1 : 20 v/v)을 사용하여 실리카 컬럼 크로마토피로 추가적으로 정제하여 진한 갈색 고형물(화합물 2)을 상당한 양으로 수득하였다. The crude product eluent of MeOH / CHCl 3 (methanol / chloroform, 1: 20 v / v) for further purification by column chromatography of silica fatigue dark brown solid (compound 2) was obtained by using a substantial amount.
도 4 내지 도 6은 화합물 2(QAD1)의 d6-DMSO에서 1H-NMR 스펙트럼(400 MHz), d6-DMSO에서 13C-NMR 스펙트럼(100 MHz), 및 HRMS 스펙트럼을 나타낸 것이며, 도 4 내지 도 6에 대한 데이터는 다음과 같다.4 to 6 is a compound 2 (QAD1) d 6 -DMSO from 1 H-NMR spectrum (400 MHz), d 6 -DMSO at 13 C-NMR spectrum (100 MHz), and HRMS will showing the spectrum of FIG. 4 to 6 are as follows.
1H-NMR(300 MHz, d6-DMSO): δ(ppm) 10.89 (s, 1H), 7.41 (d, J = 9.2 Hz, 1 H), 6.85 (s, 1H), 6.73 (s, 1 H), 6.57 (d, J = 8.0 Hz, 1 H), 4.78 (bs, 2H), 3.59 (t, J = 6.0 Hz, 4H), 3.48 (t, J = 6 .4 Hz, 4H). 1 H-NMR (300 MHz, d 6 -DMSO):? (Ppm) 10.89 (s, 1H), 7.41 (d, J = 9.2 Hz, 1H) H), 6.57 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 4.78 (bs, 2H), 3.59 (t, J = 6.0 Hz, 4H), 3.48 (t, J = 6.4 Hz, 4H).
13C-NMR(100 MHz, d6-DMSO): δ(ppm) 145.3, 139.1, 127.8, 124.5, 122.7, 120.8, 120.4, 118.7, 109.6, 108.6, 58.3, 53.9. HRMS (FAB+): m/z calcd for [C30H30N4O4F4]: 586.2198, found: 586.2198 13 C-NMR (100 MHz, d 6 -DMSO):? (Ppm) 145.3, 139.1, 127.8, 124.5, 122.7, 120.8, 120.4, 118.7, 109.6, 108.6, 58.3, 53.9. HRMS (FAB +): m / z calcd for [C 30 H 30 N 4 O 4 F 4]: 586.2198, found: 586.2198
화합물 J Compound J
질소분위기 하에서 수소화나트륨(NaH, 0.016 g, 0.68 mmol) 및 18-크라운-6(18-Crown-6, 0.011 g, 0.045 mmol)을 무수 THF(10 ㎖) 용해시킨 후 10분 동안 교반시켰다. 적하하였고, 80℃에서 1시간 동안 환류시켰다.Sodium hydride (NaH, 0.016 g, 0.68 mmol) and 18-Crown-6 (0.011 g, 0.045 mmol) were dissolved in anhydrous THF (10 mL) under nitrogen atmosphere and stirred for 10 min. And refluxed at 80 ° C for 1 hour.
1시간 후에, 반응물을 상온에서 교반시킨 후 THF에 2-브롬에틸아세테이트(2-bromoethylacetate, 36 μL, 0.33 mmol)를 용해한 용액을 0℃에서 적하하였고, 상온에서 밤새도록 교반시켰다.After 1 hour, the reaction mixture was stirred at room temperature, and a solution of 2-bromoethylacetate (36 μL, 0.33 mmol) in THF was added dropwise at 0 ° C. and stirred overnight at room temperature.
반응을 완결한 후, THF를 진공에서 증발시켰고, 잔유물을 에틸아세테이트(ethylacetate, 50 ㎖)에 용해시키고, 물(2 x 25 ㎖)로 세정하였다. 유기층을 Na2SO4로 건조시킨 후 유기용매를 증발시켰다.After the reaction was complete, THF was evaporated in vacuo and the residue was dissolved in ethylacetate (50 mL) and washed with water (2 x 25 mL). The organic layer was dried with Na 2 SO 4 and evaporated the organic solvents.
생성물을 용리액인 EtOAc/hexane(에틸렌아세테이트/헥산, 3 : 7 v/v)을 사용하여 컬럼 크로마토피로 정제하여 노란색 고형물(화합물 I)을 수득하였다. The product was purified by column chromatography using eluent EtOAc / hexane (ethylene acetate / hexane, 3: 7 v / v) to give a yellow solid (Compound I).
수율: 0.067 g (71%). 1H-NMR(400MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.55 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 6.84 (dd, J = 8.8 Hz, J = 2.4 Hz, 1 H ), 6.70 (d, J = 1.6 Hz, 1H), 6.50 (s, 1H), 4.30-4.27 (m, 4H), 3.04 (s, 6H), 1.92 (s, 3H). Yield: 0.067 g (71%). 1 H-NMR (400MHz, CDCl 3): δ (ppm) 7.55 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 6.84 (dd, J = 8.8 Hz, J = 2.4 Hz, 1 H), 6.70 (d, J = 1.6 Hz, 1H), 6.50 (s, 1H), 4.30-4.27 (m, 4H), 3.04 (s, 6H), 1.92 (s, 3H).
13C-NMR(100 MHz, CDCl3): δ (ppm) 170.6, 148.5, 145.9, 143.3, 139.1, 122.2, 121.7, 120.3, 113.2, 110.2, 106.7, 93.1, 64.4, 41.9, 29.9, 20.8. 13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 ):? (Ppm) 170.6, 148.5, 145.9, 143.3, 139.1, 122.2, 121.7, 120.3, 113.2, 110.2, 106.7, 93.1, 64.4, 41.9, 29.9, 20.8.
화합물 3
화합물 J(0.05 g, 0.078 mmol)를 메탄올(10 ㎖)에 용해한 용액을 NaOMe(20 μL)에 첨가하였고, 60분 동안 0℃에서 반응 혼합물을 교반하였다.A solution of compound J (0.05 g, 0.078 mmol) in methanol (10 mL) was added to NaOMe (20 [mu] L) and the reaction mixture was stirred at 0 [deg.] C for 60 min.
그 후 용매를 증발하였고, 잔유물을 2.5 ㎖ 메탄올을 포함한 CHCl3(25 ㎖)에 용해시킨 후 포화된 염화암모늄(NH4Cl) 수용액(25 ㎖)으로 세정하였다.The solvent was then evaporated and the residue was dissolved in CHCl 3 (25 mL) with 2.5 mL methanol and washed with saturated aqueous ammonium chloride (NH 4 Cl) solution (25 mL).
유기층을 무수 황산마그네슘(MgSO4)으로 건조한 후 진공상태에서 농축시켰다.The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate (MgSO 4) and concentrated in vacuo.
조생성물을 용리액인 EtOAc/hexane(에틸렌아세테이트/헥산, 7 : 3 v/v)을 사용하여 실리카 컬럼 크로마토피로 정제하여 노란색 고형물(화합물 3)을 수득하였다. The crude product was purified by silica column chromatography using eluent EtOAc / hexane (ethylene acetate / hexane, 7: 3 v / v) to give a yellow solid (Compound 3).
도 7 내지 도 9는 화합물 3의 CDCl3에서 화합물 3의 1H-NMR 스펙트럼(400 MHz), d6-DMSO 2 방울을 포함한 CDCl3에서 13C-NMR 스펙트럼(100 MHz), 및 HRMS 스펙트럼을 나타낸 것이며, 도 7 내지 도 9에 대한 데이터는 다음과 같다.7 to 9 show the 1 H-NMR spectrum (400 MHz) of
수율: 0.034 g (81 %). 1H-NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.55 (d, J = 8.4 Hz, 1 H), 6.83 (dd, J = 8.8 Hz, J = 2.0 Hz, 1 H), 6.68 (d, J = 2.0 Hz, 1 H), 6.63 (s, 1 H), 4.21 (t, J = 5.6 Hz, 2H), 4.84 (t, J = 5.2 Hz, 2H). Yield: 0.034 g (81%). 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3): δ (ppm) 7.55 (d, J = 8.4 Hz, 1 H), 6.83 (dd, J = 8.8 Hz, J = 2.0 Hz, 1 H), 6.68 (d J = 2.0 Hz, 1H), 6.63 (s, 1H), 4.21 (t, J = 5.6 Hz, 2H), 4.84 (t, J = 5.2 Hz, 2H).
13C-NMR (100 MHz, CDCl3 contained 2-drops of d6-DMSO): δ (ppm) 145.5, 138.9, 132.6, 122.6, 121.4, 120.2, 113.4, 109.9, 106.3, 93.4, 57.8, 42.8, 29.8. HRMS (FAB+): m/z calcd for [C30H30N4O2F4]: 554.2299, found: 554.2297. 13 C-NMR (100 MHz,
화합물 A1 Compound A1
1H-NMR(400MHz, d6-DMSO): δ (ppm) 10.89 (s, 1H), 7.32 (d, J = 8.4Hz, 1H), 6.50-6.48 (m, 2H), 5.66 (s, 1H), 2.72 (s, 3H). 1 H-NMR (400MHz, d 6 -DMSO): δ (ppm) 10.89 (s, 1H), 7.32 (d, J = 8.4Hz, 1H), 6.50-6.48 (m, 2H), 5.66 (s, 1H ), 2.72 (s, 3 H).
화합물 A2 Compound A2
1H-NMR(400MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.53 (d, J = 8.8Hz, 1H), 6.82 (dd, J = 8.8 Hz, J = 2.4 Hz, 1 H ), 6.70 (d, J = 2.0 Hz, 1H), 6.61 (s, 1H), 4.23 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 3.69 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 3.52-3.48 (m, 4H), 3.46-3.43 (m, 4H), 3.33 (s, 3H), 3.02 (s, 6H). 1 H-NMR (400MHz, CDCl 3): δ (ppm) 7.53 (d, J = 8.8Hz, 1H), 6.82 (dd, J = 8.8 Hz, J = 2.4 Hz, 1 H), 6.70 (d, J J = 5.6 Hz, 1H), 3.52-3.48 (m, 4H), 3.46-3.43 (m, 2H) (m, 4 H), 3.33 (s, 3 H), 3.02 (s, 6 H).
화합물 A3 Compound A3
1H-NMR(400MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.52 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 6.81 (dd, J = 8.8 Hz, J = 2.0 Hz, 1 H ), 6.70 (s, 1H), 6.60 (s, 1H), 3.65-3.60 (m, 31H), 3.54-3.52 (m, 9H), 3.48-3.42 (m, 5H), 3.38-3.37 (m, 6H), 3.02 (s, 6H). 1 H-NMR (400MHz, CDCl 3): δ (ppm) 7.52 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 6.81 (dd, J = 8.8 Hz, J = 2.0 Hz, 1 H), 6.70 (s, 1H ), 6.60 (s, 1H), 3.65-3.60 (m, 31H), 3.54-3.52 (m, 9H), 3.48-3.42 ).
화합물 A4 Compound A4
1H-NMR(400 MHz, CDCl3 contained 2-drops of d6-DMSO): δ (ppm) 8.83 (s, 1H), 7.47 (d, J = 9.2 Hz, 1 H), 7.09 (s, 1H), 6.72-6.70 (m, 1 H), 3.74 (t, J = 6.0 Hz, 4H), 3.68-3.60 (m, 34H). 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 contained 2-drops of d 6 -DMSO):? (Ppm) 8.83 (s, 1H), 7.47 (d, J = 9.2 Hz, 1H) ), 6.72-6.70 (m, 1H), 3.74 (t, J = 6.0 Hz, 4H), 3.68-3.60 (m, 34H).
화합물 B1 Compound B1
화합물 B2 Compound B2
화합물 B3 Compound B3
화합물 B4 Compound B4
화합물 B5 Compound B5
화합물 B6 Compound B6
화합물 B7 Compound B7
<실험예 1> 신규한 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염의 특징 분석Experimental Example 1 Characterization of Novel Compounds or Their Pharmaceutically Acceptable Salts
1. 용해도 측정1. Solubility measurement
저장용액(1.0 x 10-2 M)을 준비하기 위해, 사중극자 형태의 신규한 화합물인 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3을 다이메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide; 이하 ‘DMSO’)에 용해시켰다.To, (hereinafter 'DMSO' dimethyl sulfoxide) stock solution (1.0 x 10 -2 M) to prepare a novel compound, a compound of the
상기 저장용액을 1.0 x 10-5 내지 1.0 x 10-7로 희석시키고, PBS 완충용액(10 mM, pH 7.4) 3.0 ㎖을 포함한 큐벳(cuvette)에 마이크로 시린지(micro syringe)를 이용하여 첨가하였다. PBS 완충용액에서 DMSO의 농도는 0.1%로 유지하였다.The stock solution was diluted to 1.0 x 10 -5 to 1.0 x 10 -7 and added to a cuvette containing 3.0 ml of PBS buffer (10 mM, pH 7.4) using a micro syringe. The concentration of DMSO in PBS buffer was maintained at 0.1%.
흡수강도의 플롯(plots)은 큐벳에 주입된 염료의 총 양에 대해 낮은 농도에서는 선형(linear)을 나타내며, 농도가 높아질수록 곡선(curvature)을 나타냈다. 선형 구간의 최대점은 용해도를 의미한다.Plots of absorbance intensity were linear at low concentrations relative to the total amount of dyes injected into the cuvette and exhibited curvature as the concentration increased. The maximum point of the linear section means the solubility.
2. 옥탄올-물 분배계수(logP2. Octanol-water partition coefficient (logP octoct )의 측정)
DMSO에 화합물 용액(20 mM)의 소량의 부분 표본(aliquot, 10 μL)을 용해시킨 용액을 n-옥탄올(n-octanol, 5 ㎖)을 포함한 바이알에 마이크로 실린지를 이용하여 첨가하였다. 상기 바이알에 PBS 완충용액(5 ㎖)을 첨가한 후 혼합물을 격렬하게 교반하고 1시간 동안 암(dark) 상태에서 유지하였다.A solution of a small aliquot (10 μL) of the compound solution (20 mM) in DMSO was added to the vial containing n-octanol (5 mL) using a microsyringe. To the vial was added PBS buffer (5 ml) and the mixture was vigorously stirred and maintained in dark for 1 hour.
각각의 레이어 내의 화합물의 농도를 측정하였고, log Poct 값은 각 염료의 몰 흡광계수(molar extinction coefficient)를 측정한 다음 하기 수학식 1에 의해 산출되었다.The concentration of the compound in each layer was measured, and the log P oct value was calculated by the following equation (1) after measuring the molar extinction coefficient of each dye.
[수학식 1][Equation 1]
log Poct = log [probe]oct - log [probe]PBS log P oct = log [probe] oct -log [probe] PBS
상기 수학식 1에서, [probe]oct and [probe]PBS 는 n-옥탄올 및 PBS 내의 화합물 농도를 나타낸 것이다.In the above equation (1), [probe] oct and [probe] PBS represent concentrations of compound in n-octanol and PBS.
3. 분광 측정3. Spectroscopic measurement
흡수 스펙트럼은 UV-Vis 분광 광도계(S-3100)로, 형광 스펙트럼은 형광 분광 광도계(FluoroMate FS-2)로 1 cm 표준 석영셀(1 cm standard quartz cell)에서 측정하였다. 형광 양자 수율(fluorescence quantum yield)은 문헌 방법에 의해 레퍼런스로서 쿠마린(coumarin) 307(Φ = 메탄올에서 0.95)을 이용하여 결정하였다.The absorption spectrum was measured with a UV-Vis spectrophotometer (S-3100) and the fluorescence spectrum was measured with a fluorescence spectrophotometer (FluoroMate FS-2) in a 1 cm standard quartz cell (1 cm standard quartz cell). The fluorescence quantum yield was determined by literature method using coumarin 307 (0.95 in 陸 = methanol) as a reference.
4. 이광자 단면적(Two-Photon Cross Section) 측정4. Measurement of two-photon cross section
이광자 단면적(δ)은 펨토 초단위(femto second; 이하 'fs') 형광 측정법을 이용하여 측정하였다. 화합물 2(QAD1)(1.0 × 10-6 M)를 에탄올에 용해시키고 이광자 감응 형광 강도(two-photon induced fluorescence intensity)를 720 내지 880 nm에서 로다민(rhodamine) 6G를 이용하여 측정하였다. The two-photon cross-section (δ) was measured using femtosecond ('fs') fluorescence measurements. Compound 2 (QAD1) (1.0 x 10-6 M) was dissolved in ethanol and the two-photon induced fluorescence intensity was measured using rhodamine 6G at 720-880 nm.
레퍼런스와 샘플의 이광자 감응 형광 스펙트럼의 강도는 동일한 여기 파장에서 결정되었다. 하기 식을 이용하여 상기 이광자 형광 단면적을 산출하였다.The intensities of the two-photon-sensitive fluorescent spectrum of the reference and the sample were determined at the same excitation wavelength. The cross-sectional area of the two-photon fluorescence was calculated using the following equation.
[수학식 2]&Quot; (2) "
상기 수학식 2에서 s 및 r은 샘플 및 레퍼런스 분자를 나타내고, S는 전하결합소자(Charge Coupled Device; 이하 ‘CCD’) 검출기로부터 수집된 신호 강도를 나타내며, Φ는 형광 양자 수율을 나타내고, Φ는 실험기기의 전체 형광 수집 효율을 나타내며, c는 용액 내 분자 밀도를 나타내며, δr는 레퍼런스 분자의 이광자 형광 단면적을 나타낸다. In Equation 2 s and r represent sample and reference molecules, S is a charge coupled device; represents the signal intensity collected from (Charge Coupled Device hereinafter 'CCD') detector, Φ represents the fluorescence quantum yields, Φ is Represents the total fluorescence collection efficiency of the experimental instrument, c represents the molecular density in solution, and [delta] r represents the two-photon fluorescence cross-sectional area of the reference molecule.
5. 동물(Animal)5. Animal (Animal)
생체 내 및 생체 외 뇌 영상을 연구하기 위해, 5 가족성 알츠하이머 질환(five familial Alzheimer's disease; 이하 ‘5XFAD’) 형질변환 쥐(The Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME)를 사용하였다.Five familial Alzheimer's disease ("5XFAD") transgenic mice (The Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME) were used to study in vivo and in vitro brain imaging.
5XFAD 쥐는 뉴런 특이적 프로모터를 통해 인간 아밀로이드 전구체 단백질(amyloid precursor protein; 이하‘APP’) 3개의 돌연변이와 인간 프레세닐린-1 (human presenilin-1; 이하 ‘PS-1’) 2개의 돌연변이를 나타내기 때문에 생후 10개월의 뇌에서 대량의 베타 아밀로이드(beta amyloid; 이하 ‘Aβ’) 플라그가 발견되었다.5XFAD mice express three mutations of human amyloid precursor protein (APP) and two human presenilin-1 (PS-1) mutations through a neuron-specific promoter A large amount of beta amyloid ("Aβ") plaques was found in the brains of 10 months of age due to betrayal.
따라서, 대량의 Aβ 플라그로 인하여 신경세포사멸(neuronal cell death) 및 기억손실이 발생한다.Therefore, neuronal cell death and memory loss occur due to a large amount of A [beta] plaques.
실험에 사용된 쥐는 특정 병원체(pathogen)가 없는 시설에서 12/12시간의 명암주기에서 사육하였다. 모든 동물 실험은 서울대학교 동물실험 윤리위원회에 의해 승인되었다.The mice used in the experiment were raised in a 12/12 hour light-dark cycle in a facility without a specific pathogen. All animal experiments were approved by Seoul National University Animal Experimental Ethics Committee.
6. 동물 수술(Animal Surgery)6. Animal Surgery
생체 내의 이광자 이미지를 관찰하기 위해, 두개골 개두술을 수행하였다.In order to observe the two-photon image in vivo, skull cranial surgery was performed.
조레틸 50(Zoletil 50, 2 ㎖/kg; Virbac, Carros, France)-럼푼(Rompun, 25%; Bayer Korea, Seoul, South Korea) 마취제의 혼합물을 5XFAD 형질변환 쥐근육에 주입하여 쥐를 마취시켰다. 이후, 가열 플레이트에 쥐 머리를 고정시키고 수술 및 영상을 관찰하는 동안 쥐의 체온(37℃)을 유지하였다.The mice were anesthetized by injecting a mixture of anesthetics into 5XFAD transgenic mouse muscle (
쥐의 두피(scalp) 및 골막(periosteum)을 제거한 후에, 브레그마(bregma)를 기준으로 -0.5 mm 에서 -3.5 mm 사이 및 시상 봉합(sagittal suture)을 기준으로 0.5 mm에서 3.5 mm 사이의 두개골 지역을 천공(drilling)하였고, 노출 지역을 약 3 mm의 커버글라스로 덮었다.After removal of the scalp and periosteum of the rats, a skull area of between 0.5 mm and 3.5 mm on the basis of bregma and between 0.5 mm and -3.5 mm on the basis of sagittal suture (sagittal suture) And the exposed area was covered with a cover glass of about 3 mm.
영상화 하기 전에, 화합물 2(QAD1)을 정맥 내(intravenously; 이하 ‘i.v.’) 주입(10 mg/kg)하였다.Compound 2 (QAD1) was injected intravenously (i.v.) (10 mg / kg) prior to imaging.
7. 이광자 형광 현미경(Two-Photon Fluorescence Microscopy; TPFM) 분석7. Two-Photon Fluorescence Microscopy (TPFM) analysis
본 발명의 실시예에 따라 합성된 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3이 표지된 조직의 이광자 형광 현미경 영상은 개구수(numerical aperture; NA) 0.30, 1.30, 및 1.30으로 ×10 dry 렌즈, × 40 oil 렌즈 및 × 100 oil objectives 렌즈로 스펙트럼 공 초점 및 다중광자 현미경(spectral confocal and multiphoton microscopes, Leica TCS SP8 MP)을 통해 얻을 수 있었다.Two-photon fluorescence microscope images of the compounds labeled
상기 이광자 형광 현미경 영상은 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3을 모델-잠금 티타늄-사파이어 레이져 광원장치(Mai Tai HP; Spectra Physics, 초당 80 MHz, 100 fs 펄스 폭)에 750 nm 파장, 2680 mW(초점면에서 대략 3.0 mW의 평균 출력에 상응) 출력으로 여기시켜 DMI6000B 현미경(Leica)으로 관측하였다.The two-photon fluorescence microscope images were prepared by inserting
안정적인 영상 환경을 위해 장기간 적절한 온도, 습도, 및 pH 값을 유지함으로써 세포 배양 시스템(Chamlide IC; Live Cell Instrument)을 이용한 실시간 영상화를 수행하였다.Real-time imaging using a Chamlide IC (Live Cell Instrument) was performed by maintaining appropriate temperature, humidity, and pH values for a long time for a stable image environment.
450 내지 520 ㎚의 범위에서 영상을 얻기 위해, 400 Hz의 스캔 속도에서 각각 8 비트의 512 × 512 및 1024 × 1024 화소의 신호를 수집하기 위해 내부 PMTs를 사용하였다.To obtain images in the 450 to 520 nm range, internal PMTs were used to acquire 8-bit signals of 512 × 512 and 1024 × 1024 pixels, respectively, at a scan rate of 400 Hz.
본 발명의 실시예에 따라 합성된 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3을 이용한 Aβ 플라그 염색의 관찰에는 이광자 레이저 주사현미경(LSM 7 MP, Carl Zeiss Inc., Oberkochen, Germany)을 사용하였다.Two-photon laser scanning microscopy (
또한 본 발명의 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3은 티타늄-사파이어 펨토초 레이저(Chameleon Ultra®, Coherent, Santa Clara, CA)를 이용하여 생체 내 이광자 뇌 영상을 관찰하였다.In addition,
뇌 영상을 관찰하기 위해, 30 내지 50 mW로 레이저 파워를 세팅하였고 780 nm 파장을 이용하였다.To observe brain images, laser power was set to 30 to 50 mW and 780 nm wavelength was used.
4D 영상을 얻기 위해, 심부조직의 z-stack 영상 기법을 이용하였으며, 구체적으로 1 μm 간격을 조정하고, 저속 촬영(time-lapse) z-stack 영상을 이용하였다. 영상 처리는 Volocity 소프트웨어(PerkinElmer, Boston, MA)로 진행하였다.In order to obtain 4D images, z-stack imaging technique of deep tissue was used. Specifically, 1-μm intervals were adjusted and time-lapse z-stack images were used. Image processing was performed with Volocity software (PerkinElmer, Boston, Mass.).
8. 외피 조직절편 내부 영상화 분석(Cortical Slice Preparation for ex vivo Two Photon Imaging)8. Cortical Slice Preparation for ex vivo Two Photon Imaging
유전자 변형 쥐인 5XFAD 쥐로부터 외피 조직 절편을 준비하였다.Transepithelial sections were prepared from transgenic 5XFAD mice.
구체적으로, 5XFAD 쥐를 희생시킨 후 전체 뇌를 재빠르게 적출하여 NaCl(124 mM), KCl(3 mM), NaH2PO4(1.25 mM), MgCl2(1 mM), NaHCO3(36 mM), D-glucose(10 mM), 및 CaCl2(2 mM)를 포함하고, 95% O2, 및 5% CO2로 버블링(bubbled)한 차가운 인공 뇌척수액(artificial cerebrospinal fluid; 이하 ‘aCSF’)에 30초 동안 침지하였다.Specifically, 5XFAD mice were sacrificed and the whole brain was rapidly extracted and NaCl (124 mM), KCl (3 mM), NaH 2 PO 4 (1.25 mM), MgCl 2 (1 mM) and NaHCO 3 , D-glucose (10 mM) , and CaCl bubbling (bubbled) a cold artificial cerebrospinal fluid 2 comprises a (2 mM) and, 95% O 2, and 5% CO 2 (artificial cerebrospinal fluid ; hereinafter 'aCSF') Lt; / RTI > for 30 seconds.
그 다음 aCSF 내에서 진동 블레이드 절단기(vibrating-blade microtome)를 이용하여 조직 절편을 400 μm 두께로 절단하였다.The tissue sections were then cut into 400 μm thickness using a vibrating-blade microtome in aCSF.
95% O2, 및 5% CO2로 버블링(bubbled)한 aCSF 내에서 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3(총 20 μM)을 2 μL로 절단하여 절편들을 준비한 후 37℃에서 1시간 30분 동안 배양시켰다.With 95% O 2, and 5% CO 2 in han aCSF within the bubbling (bubbled)
그 후 절편들을 aCSF로 3회 세척하고, 유리 바닥 디쉬(glass-bottomed dishes, NEST)로 이동시킨 후 공 초점 현미경으로 관찰하였다.The sections were then washed three times with aCSF and transferred to glass-bottomed dishes (NEST) and observed with confocal microscopy.
9. 실험결과9. Experimental results
도 10은 화합물 1(a,b), 화합물 2(QAD1)(c,d), 및 화합물 3(e,f)에 대한 일광자 흡수 스펙트럼(a,c,e) 및 PBS 완충용액(10 mM, pH 7.4)에서 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3에 대해서 형광 강도의 플롯을 나타낸 도면이다.10 shows the one-photon absorption spectra (a, c, e) and the PBS buffer solution (10 mM) for Compound 1 (a, b), Compound 2 (QAD1) (c, d) , pH 7.4) with respect to
도 10을 참조하면, UV-vis 적정법에 의해 결정된 인산완충식염수(phosphate buffer saline; 이하 ‘PBS’, pH 7.4) 완충용액에서 화합물 2(QAD1) 및 화합물 3의 용해도는 각각 4 μM 및 3 μM인 반면, 화합물 1의 용해도는 1.0 μM이었다. 이는 화합물 2(QAD1)는 PBS 완충용액에서 높은 용해도를 가짐을 알 수 있다.10, the solubilities of Compound 2 (QAD1) and
다음으로, 용매 극성에 대한 민감도를 분석하였다.Next, sensitivity to solvent polarity was analyzed.
도 11은 1,4-다이옥세인(1,4-dioxane), 에탄올(EtOH), EtOH : PBS (v/v, 1:1) 및 PBS 완충용액(10 mM, pH 7.4)에서 화합물 1(a, b), 화합물 2(QAD1)(c, d), 및 화합물 3(e, f) 각각의 정규 흡수(Normalized absorption) 스펙트럼(a, c, e) 및 발광 스펙트럼(b, d, f)을 나타낸 도면이고, 표 1 및 표 2는 다양한 용매(1,4-다이옥세인, 에탄올, 에탄올:PBS 완충용액(1: 1, v/v), 및 PBS 완충용액)에서 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3과, 또 다른 신규 화합물인 화합물 A1 내지 화합물 A7에 대한 광물리학적 데이이터를 나타낸 표이다.Figure 11 shows the effect of Compound 1 (a (1)) in 1,4-dioxane, ethanol (EtOH), EtOH: PBS (v / v, 1: 1) and PBS buffer (a, c, e) and emission spectra (b, d, f) of Compound 2 (QAD1) (c, d) and
도 11 및 표 1을 참조하면, 화합물 1의 경우, 1,4-다이옥세인(1,4-dioxane)에서 에탄올로 용매 극성이 증가함에 따라 발광 최대값(emission maximum, 이하 ‘λfl’)이 489 nm 에서 515 nm로 점진적으로 붉은색 영역으로 이동하였다. 반면에, PBS 완충용액에서 화합물 1의 용해도가 매우 작기 때문에 PBS 완충용액에서는 어떠한 발광이 관찰되지 않았다.Referring to FIG. 11 and Table 1, in the case of the
[표 1][Table 1]
[표 2][Table 2]
a: 괄호 안의 숫자는 용매 극성의 평균적인 파라미터이다.a: Numbers in parentheses are average parameters of solvent polarity.
b: 일광자(one-photon) 흡수 스펙트럼 최대 파장(λmax) (단위: ㎚).b: One-photon absorption spectrum maximum wavelength (λ max ) (unit: nm).
c: 일광자 방출 스펙트럼 최대 파장(λmax) (단위: ㎚).c: Photon emission spectrum maximum wavelength (λ max ) (unit: nm).
d: 형광 양자 효율(Fluorescence quantum yield, 오차범위: ± 10%).d: Fluorescence quantum yield (error range: ± 10%).
e: 이광자 여기 스펙트럼 최대 파장(λmax) (단위: ㎚).e: Two-photon excitation spectrum maximum wavelength (? max ) (unit: nm).
f: 10-50 cm4s/photon에서의 광자당 피크 이광자 단면적 (단위: GM).f: Peak cross-sectional area per photon at 10 -50 cm 4 s / photon (unit: GM).
g The peak two-photon action crosssection in 10-50 cm4s/photon. g The peak two-photon action cross-section in 10 -50 cm 4 s / photon.
h: PBS 완충용액(10mM, pH 7.4).h: PBS buffer solution (10 mM, pH 7.4).
EN T 값은 물을 기준으로 하였다.E N T values were based on water.
i: 측정되지 않음.i: Not measured.
일광자 및 이광자 여기 형광 신호는 값을 정하기에는 너무 작게 나타났다.One-photon and two-photon excitation fluorescence signals were too small to be assigned values.
도 12(a) 및 도 12(b)는 1,4-dioxane, EtOH, 및 PBS 완충용액(10 mM, pH 7.4)에서 1 μM의 화합물 2(QAD1)에 대한 정규 흡수 스펙트럼(a) 및 발광 스펙트럼(b)을 나타낸 도면이다.12 (a) and 12 (b) show the normal absorption spectrum (a) and the emission spectrum of compound 1 (QAD1) at 1 μM in 1,4-dioxane, EtOH and PBS buffer solution (10 mM, pH 7.4) Fig. 5 shows the spectrum (b).
도 12(a) 및 도 12(b)를 참조하면, 화합물 2(QAD1)는 화합물 1의 PBS 완충용액에서 λfl 부분을 제외하고는 유사한 거동을 나타내었다. 구체적으로, 화합물 1의 에탄올에서 λfl 보다 더욱 붉은색 영역(546 nm)으로 이동하였다. 이는 화합물 2(QAD1)가 화합물 1보다 극성에 민감한 화합물임을 확인하였다.Referring to Figs. 12 (a) and 12 (b), Compound 2 (QAD1) exhibited similar behavior in the PBS buffer solution of
또한, 도 13(a)는 PBS 완충용액(10 mM, pH 7.4)에서 Aβ1 -42 올리고머(0 내지 10 μM)를 갖는 화합물 2(QAD1)(1 μM)의 복합체에 대한 형광 강도의 변화를 나타낸 도면이다.13 (a) shows the change in fluorescence intensity of a complex of Compound 2 (QAD1) (1 μM) having Aβ 1 -42 oligomer (0 to 10 μM) in PBS buffer solution (10 mM, pH 7.4) Fig.
도 13(a)를 참조하면, Aβ1 -42 올리고머(Aβ1 -42 oligomer; 이하 ‘AβO’)의 존재 하에 화합물 2(QAD1)의 λfl는 PBS 완충용액에서 파란색 영역(λfl = 510 nm)으로 이동하였다. Referring to Figure 13 (a), Aβ 1 -42 oligomers (Aβ 1 -42 oligomer; hereinafter 'AβO') λ fl of compound 2 (QAD1) in the presence of the λ (a blue region in a PBS buffer solution fl = 510 nm ).
도 12(b)를 참조하면, 형질변환 쥐 뇌 절편에서 화합물 2(QAD1)로 표지된 Aβ 플라그로부터 유사한 결과(508 nm)를 얻었다. 이는, 에탄올 용매가 Aβ 플라그의 미소환경(microenvironmen)에 대한 극성을 적절히 나타냄을 알 수 있다.Referring to Figure 12 (b), a similar result (508 nm) was obtained from the Aβ plaque labeled with compound 2 (QAD1) in transgenic mouse brain slices. This indicates that the ethanol solvent appropriately represents the polarity to the microenvironment of the A [beta] plaque.
에탄올에서 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3의 광물리학적 특성을 분석하였고, 이를 표 3에 요약하였다.The photophysical properties of
[표 3][Table 3]
도 12(c)는 에탄올에서 얻어진 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3에 대한 발광 스펙트럼을 나타낸 도면이다.12 (c) is a graph showing the luminescence spectra of
도 12(c)를 참조하면, 화합물 2(QAD1)의 밝기(brightness, 이하 ‘εΦ’)는 화합물 1의 εΦ보다 상당히 크게 나타났다.Referring to FIG. 12 (c), the brightness (hereinafter referred to as '?') Of Compound 2 (QAD1) was significantly larger than that of
도 11 및 표 1을 참조하면, 화합물 3이 용매화 발색 변화(solvatochromic shift)를 나타내었음에도 불구하고, 도 14를 참조하면 화합물 3은 푸른색으로 이동된 흡수 스펙트럼에서 급격하게 감소된 밝기를 나타내었다.Referring to FIG. 11 and Table 1, although
화합물 2(QAD1)와 화합물 3 간의 큰 차이점을 확인하기 위해, B3LYP/6-31G* 레벨에서 밀도범함수이론(density functional theory; 이하 ‘DFT’)에 의해 화합물 2(QAD1)와 화합물 3의 구조를 분석하였다.To identify the major differences between compound 2 (QAD1) and
표 4는 에탄올에서 얻어진 화합물 2(QAD1)와 화합물 3의 DET 산출값을 나타낸 표이다.Table 4 is a table showing the calculated values of Compound 2 (QAD1) and
표 4를 참조하면, 첫째, 화합물 2(QAD1)와 화합물 3의 시스 이성질체 및 트렌스 이성질체 사이에 대한 각각의 에너지 차이는 거의 동일하게 나타났다.Referring to Table 4, first, the energy differences between the compound 2 (QAD1) and the cis isomer and the trans isomer of the
[표 4] [Table 4]
도 15는 에탄올에서 DFT에 의한 최적화된 기하학적 구조인 화합물 2(QAD1)(a), 및 화합물 3(b)의 시스-올리고머(cis-isomer) 구조를 나타낸 도면이다.15 is a diagram showing the cis-isomer structure of Compound 2 (QAD1) (a) and Compound 3 (b) which are optimized geometries by DFT in ethanol.
도 15를 참조하면, 화합물 3은 중심 π-코어와 브리지 헤테로 고리 간의 뒤틀림 구조를 포함하는 반면, 화합물 2(QAD1)의 바닥 상태(ground state)에서 최적화된 기하학적 구조는 평면 구조이다.Referring to FIG. 15, the
도 16은 에탄올에서 화합물 2(QAD1)(a), 및 화합물 3(b)의 밀도범함수이론(density functional theory; 이하 ‘DFT’)에 의한 최적화된 기하학적 구조 및 분자궤도함수 분포를 나타낸 도면이다.16 is a diagram showing optimized geometrical structures and molecular orbital distribution by density functional theory (DFT) of compound 2 (QAD1) (a) and compound 3 (b) in ethanol .
도 16을 참조하면, 화합물 3의 HOMO-LUMO 에너지 및 진동자 강도(oscillator strength)는 각각 2.67 eV 및 0.98인 반면, 화합물 2(QAD1)는 2.56 eV의 HOMO-LUMO 에너지 및 1.91의 진동자 강도를 나타내었는 바, 화합물 2(QAD1)는 화합물 3보다 HOMO-LUMO 에너지가 더 작으며, 2배의 진동자 강도 값을 나타내었다.16, the HOMO-LUMO energy and oscillator strength of
그러므로, 화합물 2(QAD1)의 더 강한 밝기는 평면 구조에서 기인하였으며, 효율적인 ICT를 가능하게 할 수 있다. 그러나, 화합물 3의 더 약한 밝기는 꼬인 구조에서 기인한 것으로서 비스-에탄올과 π-코어 간의 입체 반발(steric repulsion)을 야기한다.Therefore, the stronger brightness of compound 2 (QAD1) is attributable to the planar structure, which may enable efficient ICT. However, the weaker brightness of
또한, AβO 및 소혈청알부민(bovine serum albumin; 이하 ‘BSA’)에 대한 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3의 선택적인 결합 프로파일(binding profile)을 분석하였다.In addition, the selective binding profiles of
도 13(a)는 PBS 완충용액(10 mM, pH 7.4)에서 Aβ1 -42 올리고머(0 내지 10 μM)를 갖는 화합물 2(QAD1)(1 μM)의 복합체에 대한 형광 강도의 변화를 나타낸 도면이다.13 (a) is a graph showing the change in fluorescence intensity for a complex of Compound 2 (QAD1) (1 μM) having Aβ 1 -42 oligomer (0 to 10 μM) in PBS buffer solution (10 mM, pH 7.4) to be.
형광 적정법에 의해 화합물 2(QAD1)/AβO에 대한 해리상수(dissociation constant; 이하 ‘Kd’)를 결정하였다.The dissociation constant (K d ) for compound 2 (QAD1) / AβO was determined by fluorescence titration.
구체적으로, 화합물 2(QAD1)/AβO에 대한 Kd 값은 21.5 nM 이었다. 이는 화합물 1, 및 화합물 3에 대한 Kd 값 보다 화합물 2(QAD1)의 AβO에 대한 결합 친화도(binding affinity)가 더 높음을 의미한다.Specifically, K d for Compound 2 (QAD1) / AβO The value was 21.5 nM. This means that the binding affinity of Compound 2 (QAD1) to AβO is higher than the K d value for
도 17(b)는 PBS 완충용액(10 mM, pH 7.4)에 Aβ1 -42 올리고머 및 BSA의 존재 하에 화합물 2(QAD1)(b, 417 nm)에 대한 발광 강도의 변화를 나타낸 도면이다.Figure 17 (b) is a view showing the change of the luminescence intensity to the PBS buffer solution, compound 2 (QAD1) (b, 417 nm) in the presence of 1 -42 Aβ oligomers, and to BSA (10 mM, pH 7.4).
도 17(b)를 참조하면, 화합물 2(QAD1)는 유사한 실험 조건 하에서 수행하였을 때 BSA와는 무시할 수 있는 상호작용을 나타내었다. Referring to Figure 17 (b), Compound 2 (QAD1) showed negligible interaction with BSA when performed under similar experimental conditions.
도 17(a)는 PBS 완충용액(10 mM, pH 7.4)에 Aβ1 -42 올리고머 및 BSA의 존재 하에 화합물 1(a, 여기 파장: 417 nm)에 대한 발광 강도의 변화를 나타낸 도면이다.17 (a) is a graph showing the change in luminescence intensity for Compound 1 (a, excitation wavelength: 417 nm) in the presence of Aβ 1 -42 oligomer and BSA in PBS buffer solution (10 mM, pH 7.4).
도 17(a)를 참조하면, BSA 존재 하에 화합물 1의 발광 강도의 증가는 AβO 보다 높았으며, 이는 화합물 1이 BSA에 대한 결합 친밀도가 높음을 암시한다.Referring to FIG. 17 (a), the increase in the luminescence intensity of
도 17은 PBS 완충용액(10 mM, pH 7.4)에 Aβ1 -42 올리고머 및 BSA의 존재 하에 화합물 3(c, 326 nm)에 대한 발광 강도의 변화를 나타낸 도면이다.17 is a view showing a change of the emission intensity of the compound 3 (c, 326 nm) in the presence of 1 -42 Aβ oligomers and BSA in PBS buffer (10 mM, pH 7.4).
도 17을 참조하면, 미미한 발광 광도를 제외하고는 화합물 3에서 유사한 결과를 관찰하였다.Referring to FIG. 17, similar results were observed in
따라서, 개선된 용해도 및 평면 형태에 기인하여, 화합물 2(QAD1)는 BSA 보다 AβO에 대해 특이적으로 결합함을 알 수 있다.Thus, due to improved solubility and planar morphology, Compound 2 (QAD1) is found to bind specifically to AβO than BSA.
[표 5] [Table 5]
a: 반응식 1에서 화학구조에 대한 문자.a: a letter about the chemical structure in
b: 모든 측정은 PBS 완충용액(10 mM, pH 7.4) 부재 하에 Aβ1 -42 올리고머(10 μM) 존재 하에서 수행되었다.b: All measurements were carried out in 1 -42 Aβ oligomer (10 μM) under the presence PBS buffer solution (10 mM, pH 7.4) member.
c: 일광자 흡수 흡수 스펙트럼의 최대 파장(λmax) (단위: nm).c is the maximum wavelength (λ max ) (unit: nm) of a single photon absorption / absorption spectrum.
d: 일광자 방출 스펙트럼의 최대 파장(λmax) (단위: nm).d is the maximum wavelength (λ max ) of a single photon emission spectrum in nm.
e: 형광 양자 효율(Fluorescence quantum yield, 오차범위: ± 10%).e: Fluorescence quantum yield (error range: ± 10%).
f: Aβ1 -42 올리고머(0 내지 10 μM) 존재 하에 일광자 공정에 의해 측정된 해리 상수(Dissociation constants, 오차범위: ± 10%)f: 1 -42 Aβ oligomer (0 to 10 μM) the dissociation constants measured by the one-photon process in the presence (Dissociation constants, error range: ± 10%)
g: 형광 향상 계수(Fluorescence enhancement factor, (F-Fmin)/Fmin)g: Fluorescence enhancement factor (FF min ) / F min )
도 18은 407 nm의 여기 파장에서 범용 완충용액(0.1 M 시트르산(citric acid), 0.1 M KH2PO4, 0.1 M Na2B4O7, 0.1 M Tris, 및 0.1 M KCl)에서 화합물 2(QAD1)에 대한 pH의 영향을 나타낸 도면이다.Figure 18 shows the effect of Compound 2 ((R)) at 407 nm excitation wavelength in a universal buffer (0.1 M citric acid, 0.1 M KH 2 PO 4 , 0.1 M Na 2 B 4 O 7 , 0.1 M Tris, Lt; RTI ID = 0.0 > QAD1) < / RTI >
도 18을 참조하면, 화합물 2(QAD1)의 발광 강도는 생물학적으로 관련된 pH 범위에서 pH 변화에 민감하게 반응하지 않았다.Referring to FIG. 18, the luminescence intensity of compound 2 (QAD1) did not respond sensitively to pH changes in the biologically relevant pH range.
상기 결과를 통해 화합물 2(QAD1)는 BSA 및 pH에 의해 최소한의 간섭을 받아 AβO에 민감한 결합을 할 수 있음을 알 수 있다.From the above results, it can be seen that compound 2 (QAD1) undergoes minimal interference by BSA and pH, and can bind to AβO sensitively.
TPEF에 의해 결정된 화합물 2(QAD1)의 ΦδTPA 값을 분석하였다.The 陸TPA value of Compound 2 (QAD1) determined by TPEF was analyzed.
도 12(d)는 에탄올에서 얻어진 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3에 대한 이광자 동작(Two-photon action; 이하 ‘TPA’) 스펙트럼(d)을 나타낸 도면이다.FIG. 12 (d) is a diagram showing the two-photon action (TPA) spectrum (d) for
표 3은 에탄올에서 얻어진 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3의 광물리학적 특성을 분석하여 나타낸 표이다.Table 3 shows the results of analyzing the photophysical properties of
도 12(d) 및 표 3을 참조하면, 화합물 2(QAD1) ΦδTPA 값은 750 nm에서 420 GM을 나타내었고, 이는 약 100 GM의 ΦδTPA 값을 갖는 비극성 화합물에 비해 높은 값을 나타내었다.Referring to FIG. 12 (d) and Table 3, the compound 2 (QAD1) Φδ TPA value showed 420 GM at 750 nm, which was higher than that of the non-polar compound having a Φδ TPA value of about 100 GM.
표 3을 참조하면, 화합물 1이 화합물 2(QAD1) 보다 더 작은 값을 나타낸 이유는 화합물 1의 더 작은 Φ 값에 의해 기인된 것이다. 또한, 화합물 3의 최소 Φδmax 값은 뒤틀린 구조에 기인하여 효율적인 분자내 전하이동(intramolecular charge transfer; 이하 ‘ICT’)을 훼방한다.Referring to Table 3, the reason that
구체적으로, 이광자 동작 단면적(ΦδTPA) 값과 관련하여, 분자의 이광자 흡수 단면적(δTPA) 크기는 ICT 특성의 범위에 비례하며, 이는 전자 주기(donating) 및 받기(accepting) 능력, 컨주게이션 길이, 형태 제안, 및 대칭성 등에 의해 기인한 것이다.Specifically, with respect to the value of the two-photon operating cross-section (PHA TPA ), the size of the two-photon absorption cross-section (? TPA ) of the molecule is proportional to the range of the ICT characteristics, including the donating and accepting ability, , Form suggestion, and symmetry.
다양한 형태의 이광자 흡수 염료 중에서, 전자 주개(D)-치환된 받개(A) 및 중심 대칭 사중극자(D-A-D)는 δTPA 값에 대해 유망한 모티프임을 증명하였다.Among various types of two-photon absorption dyes, electron donor (D) -substituted acceptor (A) and center symmetric quadrupole (DAD) have proven to be promising motifs for the δ TPA value.
또한, 비스-스티릴벤젠(bis-styrylbenzene) 유도체를 포함한 다중-플루오르화 중심은 Aβ 플라그에 대해 선택적인 결합 친화도를 나타내고 있다.In addition, multi-fluorinated centers, including bis-styrylbenzene derivatives, exhibit selective binding affinities for A [beta] plaques.
따라서, 강한 전자 주개로서 아미노 기 및 전자 받개로서 테트라플루오르벤젠을 포함한 Aβ 플라그에 대한 D-A-D 타입이 바람직하며, 또한 열린 사슬계(open chain system)보다 높은 광안정성을 기대할 수 있는 인돌일(indolyl) 고리 내에서 C=C 결합을 캡슐화하는 것이 바람직한 바, 화합물 2(QAD1)를 이용하는 것이 바람직하다.Therefore, the DAD type for Aβ plaques including tetrafluorobenzene as an amino group and an electron acceptor as a strong electron donor is preferable, and an indolyl ring which can expect higher light stability than an open chain system It is preferable to use compound 2 (QAD1), since it is desirable to encapsulate a C = C bond within the compound.
화합물 2(QAD1)는 광퇴색(photobleaching)에 저항할 수 있도록 420 GM 보다 큰 ΦδTPA 값을 나타내었고, 또한 Aβ 플라그에 대한 높은 결합 친밀도, 및 BBB를 침투하는 능력을 나타내었다. 그것 때문에 실시간을 가능하게 하며, 생체 내 Aβ 플라그에 대한 높은 공간 해상도(spatial resolution) 3D 영상을 제공할 수 있다.Compound 2 (QAD1) showed Φδ TPA values greater than 420 GM to resist photobleaching, and also showed high binding affinity for Aβ plaques and ability to penetrate BBB. Thereby enabling real-time and providing a high spatial resolution 3D image for the in vivo Aβ plaque.
표 6은 화합물 1, 화합물 2(QAD1), 및 화합물 3에 대한 log Poct 값을 나타낸 표이다.Table 6 shows the log P oct values for
[표 6][Table 6]
표 6을 참조하면, n-옥탄올과 PBS 완충용액 간의 분할에 의해 얻어진 화합물 2(QAD1)의 친유성 값(logPoct)은 3.42이며, 이것은 혈액뇌관문(blood brain barrier; 이하 ‘BBB’)을 침투하기 위한 추정 범위(logP = 2.0 내지 3.5)와 잘 부합하였다.Referring to Table 6, the lipophilicity value (logP oct ) of Compound 2 (QAD1) obtained by cleavage between n-octanol and PBS buffer solution was 3.42, indicating that the blood brain barrier (BBB) (Log P = 2.0 to 3.5) for penetration of the water.
[표 7] [Table 7]
도 19는 정맥 내(intravenously; 이하 ‘i.v.’) 화합물 2(QAD1)(10mg/kg)를 주입한 후에 0분(a), 30분(b), 60분(c), 및 150분(d)에서 형질변환 5XFAD 쥐의 전두엽에 대한 생체 내 TPM 이미지; Aβ 플라그 분포를 시각화하기 위해, 외피의 표면으로부터 약 300 μm의 깊이에서 z-방향에 따른 축적된 230 TPM 이미지(e); 정맥 내 화합물 2(QAD1)(10mg/kg) 및 dextran 40kDa-Texas red를 주입한 후에 형질변환 5XFAD 쥐의 전두엽에 대한 3D 재생 TP 이미지(f, g)(외피의 표면으로부터 약 300 μm의 깊이에서 z-방향에 따른 축적된 약 270 TPM 이미지이고, 스케일 바는 50 μm(a) 및 30 μm(e)이다.);를 나타낸 도면이다.Fig. 19 shows the results of the administration of 0 (a), 30 (b), 60 (c), and 150 minutes (d) after injecting intravenously (hereinafter 'iv') Compound 2 ) In vivo TPM images for the frontal lobe of transformed 5XFAD mice; To visualize the Aβ plaque distribution, an accumulated 230 TPM image (e) along the z-direction at a depth of about 300 μm from the surface of the envelope; 3D reconstructed TP images (f, g) from the surface of the envelope (at a depth of about 300 [mu] m) from the frontal lobe of transformed 5XFAD mice after intravenous Compound 2 (QAD1) (10 mg / kg) and
도 19를 참조하면, 이러한 결과를 통해 화합물 2(QAD1)는 생체 내에서 Aβ 플라그의 밝은 TPM 영상화 하는 민감한 화합물임을 암시한다.Referring to FIG. 19, these results suggest that compound 2 (QAD1) is a sensitive compound that brightens TPM in vivo in Aβ plaques.
뇌 조직에서 Aβ 플라그에 대한 화합물 2(QAD1)의 능력을 모니터링하였다.The ability of compound 2 (QAD1) on A [beta] plaques in brain tissue was monitored.
뇌의 Aβ 플라그를 형성한 AD 모델 쥐인 형질변환 5XFAD 쥐로부터 외피 조직절편을 얻었다.Transepithelial sections were obtained from transgenic 5XFAD mice, which were AD model mice in which brain Aβ plaques were formed.
도 20은 37℃에서 90분 동안 20 μM의 화합물 1(a), 화합물 2(QAD1)(c), 및 화합물 3(e)으로 염색된 형질변환 5XFAD 쥐 뇌의 외피 조직절편의 TPM 이미지(a,c,e)를 나타낸 도면이다.Figure 20 shows the TPM image (a) of the envelope sections of transgenic 5XFAD mouse brains stained with 20 μM of Compound 1 (a), Compound 2 (QAD1) (c), and
도 20을 참조하면, 화합물 1 및 화합물 3으로 표지된 절편에서는 중요한 백그라운드 신호를 갖는 희미한 TPEF를 나타낸 반면, 가장 높은 S/N 비를 갖는 화합물 2(QAD1)로 표지된 절편에서 TPM 영상의 명점(Bright spots)을 관찰하였다.20, the fragments labeled with
상기 결과는 화합물 2(QAD1)의 Aβ 플라그에 대한 큰 ΦδTPA 값 및 높은 민감도에 기인한 것이다.This result is due to the high? 隆TPA value and high sensitivity to A? Plaque of compound 2 (QAD1).
화합물 2(QAD1)가 Aβ 플라그에 정확히 위치할 수 있는지 확인하기 위해, Aβ 플라그에 대해 잘 알려진 형광 마커인 콩고 레드와 화합물 사이에 국재화 분석(co-localization experiment)을 수행하였다.To confirm that compound 2 (QAD1) can be correctly located in the A [beta] plaque, a co-localization experiment was performed between Congo red, a well known fluorescent marker for A [beta] plaques, and the compound.
도 21(a) 내지 도 21(c)는 37℃에서 90분 동안 화합물 2(QAD1)(a) 및 콩고 레드(Congo red)(b)로 공동-표지(co-labeled)된 형질변환 5XFAD 쥐 뇌의 외피 조직절편의 TPM 이미지(a,b,c) 및 20배 확대한 병합된 이미지(merged images)(c)를 나타낸 도면이다.Figures 21 (a) to 21 (c) show the results of transgenic 5XFAD mice co-labeled with Compound 2 (QAD1) (a) and Congo red (b) (A, b, c) and 20-fold magnified merged images (c) of the epidermal tissue section of the brain.
도 21(a) 내지 도 21(c)를 참조하면, 화합물 2(QAD1)의 밝은 TPEF 영역은 피어슨의 국재화(Pearson's colocalization) 계수(0.85)를 갖는 콩고 레드의 시그널과 병합되었다. 이는 TPM 이미지의 명점은 Aβ 플라그를 반영하였음을 확인하였다.Referring to Figures 21 (a) to 21 (c), the bright TPEF region of compound 2 (QAD1) was merged with the signal of Congo red with Pearson's colocalization coefficient (0.85). This confirms that the bright spot of the TPM image reflects the Aβ plaque.
조직 내에서 Aβ 플라그의 TPEF 스펙트럼은 대칭적이었고, 도 12(b)를 참조하면, 에탄올에서 얻어진 발광 스펙트럼과 잘 부합하였다.The TPEF spectrum of the Aβ plaques in the tissues was symmetrical, and with reference to FIG. 12 (b), it matched the emission spectrum obtained from ethanol.
또한, 도 16(d) 및 도 16(e)를 참조하면, 60분 이후 펨토초 펄스에서 750 nm의 여기시에 TPEF 강도는 거의 동일하게 남아있었다.16 (d) and 16 (e), the TPEF intensity remained almost the same at 750 nm excitation in the femtosecond pulse after 60 minutes.
고리 내의 C=C 결합의 캡슐화에 따른 화합물 2(QAD1)의 구조모티프(structural motif)에 기인하여 높은 광안정성을 나타내었다.Showed high light stability due to the structural motif of Compound 2 (QAD1) upon encapsulation of the C = C bond in the ring.
따라서, 생체 내 화합물 2(QAD1)의 유용성을 분석 하였다.Thus, the usefulness of in vivo Compound 2 (QAD1) was analyzed.
형질변환 5XFAD 쥐를 마취시키고, 직접 TPM 이미징을 위해 두개골 윈도우(cranial window)를 외과적으로 설치하였다.Transgenic 5XFAD mice were anesthetized and a cranial window was surgically installed for direct TPM imaging.
화합물 2(QAD1)(10 mg/kg)를 정맥 내 주입한 후 780 nm의 여기에서 TPM 이미지를 직접 수집하였다.Compound 2 (QAD1) (10 mg / kg) was injected intravenously and the TPM image was directly collected at 780 nm excitation.
도 19(a)를 참조하면, 초기 영상은 외피 영역에서 혈관을 통해 밝은 TPEF를 나타내었다. 도 19(b) 내지 도 19(d)의 흰색 화살표를 참조하면, 시간에 따라 혈관 근처의 플라그로 급격히 이동하였다.Referring to FIG. 19 (a), the initial image shows a bright TPEF through the blood vessels in the outer skin region. Referring to the white arrows in Figs. 19 (b) to 19 (d), it rapidly moved to a plaque near the blood vessel with time.
BBB의 침투를 통해 플라그에 QAD의 염색 공정으로 명확히 시각화 할 수 있었다.Through the infiltration of the BBB, the plaque could be visualized clearly by the QAD dyeing process.
또한, 도 19(e)를 참조하면, 보다 깊은 곳의 영역에서 TPM 영상을 얻었을 때, 표지된 개별적인 플라그들은 높은 S/N 비로 명확히 시각화 되었다.Also, referring to Fig. 19 (e), when TPM images were obtained in the deeper regions, the labeled individual plies were clearly visualized with a high S / N ratio.
혈관을 따라 Aβ 플라그의 3D 시각화가 임상 적용에 중요하기 때문에, 혈액 마커로 잘 알려진 dextran 40 kDa-Texas red를 주입하였다.Because 3D visualization of Aβ plaques along the blood vessels is important for clinical application,
그 후, 외피 표면으로부터 300 μm보다 더 깊은 곳에서 z-방향에 따라 듀얼-컬러 TPM 영상을 즉시 얻을 수 있었고, z-방향에 따른 축적된 약 270 3D TPM 영상을 얻었다.Subsequently, a dual-color TPM image was obtained immediately along the z-direction deeper than 300 μm from the shell surface and about 270 3D TPM images accumulated along the z-direction were obtained.
도 19(f), 및 도 19(g)를 참조하면, 특정 지역에서 다양한 크기의 개별적인 Aβ 플라그를 혈관에 따라 명확히 시각화하였다.Referring to Figures 19 (f) and 19 (g), individual Aβ plaques of varying sizes in specific regions were clearly visualized according to the blood vessels.
또한, 대뇌 아밀로이드 맥관병증(cerebral amyloid angiopathy; 이하 ‘CAA’)는 중추신경계(central nervous)의 혈관 벽 주변에 형성된 Aβ 플라그에 증착되었고, 직접 관찰하였다.In addition, cerebral amyloid angiopathy (CAA) was deposited on Aβ plaques formed around the central nervous wall of the central nervous system and observed directly.
이러한 결과를 통해 실시간으로 생체 내 Aβ 플라그의 3D 시각화하기 위한 화합물 2(QAD1)의 유용성, 및 Aβ 플라그의 진단 및 정밀한 치료용으로서 임상시험에 유용함을 증명하였다.These results demonstrate the usefulness of Compound 2 (QAD1) for 3D visualization of in vivo Aβ plaques in real time, and for the clinical diagnosis of Aβ plaques for diagnosis and precise treatment.
Aβ 플라그의 생체 내 영상화하기 위해 합성된 신규한 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염은 이러한 Aβ 플라그에 대한 큰 이광자 동작 단면적(Φδmax = 420 GM), 상당한 용해도, 높은 민감도, 및 선택성을 나타내고 있으며, 또한 살아있는 쥐 뇌의 Aβ 플라그로 쉬운 로딩 능력을 나타내고 있다.The novel compounds synthesized for in vivo imaging of A [beta] plaques or their pharmaceutically acceptable salts exhibit a large two-photon operating cross-section ([phi] max = 420 GM), substantial solubility, high sensitivity, and selectivity for such A [ , As well as the ability to load easily into Aβ plaques in living rat brains.
이러한 사중극자 형태의 화합물 특징들은 개별적인 플라그의 직접적으로 3D 시각화 할 수 있을 뿐만 아니라, 사중극자 형태의 화합물은 AD의 쉬운 진단 및 치료를 포함한 바이오메디컬 적용에 유용할 수 있음을 증명하였다.These quadrupole-like compound features not only allow direct 3D visualization of individual plaques, but also demonstrate that quadrupole-form compounds can be useful in biomedical applications, including easy diagnosis and treatment of AD.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.
Claims (10)
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 내지 R4는 서로 동일하거나 상이하고,
수소, 수산화기, 할로겐, C1 내지 C4의 알콕시, C1 내지 C4의 알킬, C1 내지 C4의 알코올, 또는 하기 화학식 1-1이며,
[화학식 1-1]
m은 1 내지 5의 정수이고,
R5 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고,
수소, 수산화기, 할로겐, C1 내지 C4의 알콕시, C1 내지 C4의 알킬, C1 내지 C4의 알코올, 하기 화학식 1-2 또는 화학식 1-3이며,
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
n은 8 내지 15의 정수이고,
R7 내지 R10는 서로 동일하거나 상이하고,
2 이상이 플루오르(F)이고, 나머지는 수소임.1. A compound represented by the following formula (1): < EMI ID =
[Chemical Formula 1]
In Formula 1, R 1 to R 4 are the same or different from each other,
A halogen, a C 1 to C 4 alkoxy, a C 1 to C 4 alkyl, a C 1 to C 4 alcohol, or a group represented by the following formula (1-1)
[Formula 1-1]
m is an integer of 1 to 5,
R 5 to R 6 are the same as or different from each other,
Hydrogen, a hydroxyl group, a halogen, C 1 to alkoxy, C 1 to alkyl, C 1 to alcohol, the formula 1-2 or formula 1-3, C 4 of the C 4 C 4,
[Formula 1-2]
[Formula 1-3]
n is an integer of 8 to 15,
R 7 to R 10 are the same or different from each other,
2 or more is fluorine (F) and the remainder is hydrogen.
상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염은,
하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염:
[화학식 2]
상기 화학식 2에서, R1 내지 R4는 서로 동일하거나 상이하고,
수소, C1 내지 C4의 알킬, C1 내지 C4의 알코올, 또는 하기 화학식 2-1이며,
[화학식 2-1]
R5 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고,
수소, C1 내지 C4의 알코올, 하기 화학식 2-2 또는 화학식 2-3임.
[화학식 2-2]
[화학식 2-3]
The method according to claim 1,
The compound, or a pharmaceutically acceptable salt thereof,
A compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof, which is represented by the following formula (2):
(2)
In Formula 2, R 1 to R 4 are the same or different from each other,
Hydrogen, C 1 to C 4 alkyl, C 1 to C 4 alcohols, or the following formula (2-1)
[Formula 2-1]
R 5 to R 6 are the same as or different from each other,
Hydrogen, a C 1 to C 4 alcohol, the following Formula 2-2 or Formula 2-3.
[Formula 2-2]
[Formula 2-3]
상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염은,
하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-14 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염:
[화학식 3-1]
[화학식 3-2]
[화학식 3-3]
[화학식 3-4]
[화학식 3-5]
[화학식 3-6]
[화학식 3-7]
[화학식 3-8]
[화학식 3-9]
[화학식 3-10]
[화학식 3-11]
[화학식 3-12]
[화학식 3-13]
[화학식 3-14]
The method according to claim 1,
The compound, or a pharmaceutically acceptable salt thereof,
A compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof, which is represented by any one of the following formulas (3-1) to (3-14):
[Formula 3-1]
[Formula 3-2]
[Formula 3-3]
[Chemical Formula 3-4]
[Formula 3-5]
[Chemical Formula 3-6]
[Chemical Formula 3-7]
[Chemical Formula 3-8]
[Chemical Formula 3-9]
[Chemical Formula 3-10]
[Formula 3-11]
(3-12)
[Chemical Formula 3-13]
[Chemical Formula 3-14]
상기 이광자 형광 프로브는,
베타 아밀로이드 플라크에 특이적으로 결합하는 것을 특징으로 하는, 이광자 형광 프로브.The method of claim 4,
In the two-photon fluorescence probe,
Beta-amyloid plaques, which specifically bind to beta-amyloid plaques.
상기 생리활성물질은,
약물, 펩타이드, 단백질, 및 유전자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 알츠하이머 치료 또는 예방용 약학적 조성물.The method of claim 7,
The physiologically active substance may be,
A pharmaceutical composition for the treatment or prevention of Alzheimer's disease, wherein the composition is any one selected from the group consisting of drugs, peptides, proteins, and genes.
상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염이 생체로부터 분리된 시료 내 베타 아밀로이드 플라그와 결합하는 단계;
상기 생체로부터 분리된 시료에 여기원을 조사하는 단계; 및
이광자 현미경으로 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염으로부터 발생하는 형광을 관측하는 단계;를 포함하는, 베타 아밀로이드 플라크의 영상화 방법.4. A method for the treatment of cancer, comprising: injecting a compound of any one of claims 1 to 3 or a pharmaceutically acceptable salt thereof into a sample separated from a living body;
Combining said compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof with a beta amyloid plaque in a sample isolated from a living body;
Irradiating an excitation source to a sample separated from the living body; And
2. A method of imaging a beta amyloid plaque, comprising observing fluorescence generated from a compound of any one of claims 1 to 3 or a pharmaceutically acceptable salt thereof by a two-photon microscope.
상기 여기원은,
700 내지 800 nm 범위의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는, 베타 아밀로이드 플라크의 영상화 방법.The method of claim 9,
The excitation source,
Characterized in that it has a wavelength in the range of 700 to 800 nm.
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