KR20180069782A - 하전 이온 채널 블록커 및 이용 방법 - Google Patents

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KR20180069782A
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브루스 피. 빈
클리포드 제이. 울프
이진보
조수연
데이비드 로버슨
세바스찬 탤벗
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프레지던트 앤드 펠로우즈 오브 하바드 칼리지
칠드런'즈 메디컬 센터 코포레이션
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Abstract

본 발명은 통증, 가려움증 및 신경성 염증 치료를 위한 화합물, 조성물, 방법, 및 키트를 제공한다.

Description

하전 이온 채널 블록커 및 이용 방법
본 발명은 통증 및 가려움 감지 뉴런(통각수용기 및 소양수용기)의 선택적 억제 및 통증 비감지 뉴런 또는 다른 유형의 세포에 대한 효과를 최소화하면서 저분자량의 약물 분자로 통각수용기를 타겟팅하여 신경성 염증을 치료하기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 따르면, 저분자량의 친수성인 약물 분자는 다른 종류의 뉴런 또는 조직에는 보다 적게 존재하거나, 전혀 존재하지 않고, 통증 및 가려움 감지 뉴런에 존재하는 큰 공극의 수용체/이온 채널을 통한 진입을 통해 통증 감지 뉴런의 세포 내 구획에 접근한다.
리도카인(lidocaine) 및 아르티카인(articaine)과 같은 국소마취제는 뉴런 내 전압-의존성 나트륨 채널을 억제함으로써 작용한다. 이러한 마취제는 나트륨 채널을 억제하여 통증 감지 뉴런(통각수용기)뿐 아니라 모든 뉴런(심혈관계의 흥분성 세포)의 흥분성(excitability)를 억제한다. 따라서, 국소 또는 부위 마취의 목표는 통증을 막기 위해 통각수용체에서 신호 전달을 차단하는 것이지만, 국소 마취제 투여는 낮은 역치 압력 및 접촉 수용체 차단에 의한 일반적인 무감각, 운동 축삭 차단에 의한 운동 결함 및 자율신경섬유 차단에 의한 다른 합병증과 같은 원치 않거나 유해한 효과를 발생시킨다. 국소마취제는 상대적 소수성 분자로서 세포막으로 확산되거나 세포막을 통해 나트륨 채널에서 차단 부위에 접근한다. 막 투과성이 없는 화합물(QX-314, 리도카인의 4급 질소 유도체와 같은)의 하전된 유도체는 신경막의 외부 표면에 적용될 경우, 신경세포 나트륨 채널에 영향을 미치지 않지만 예를 들어, 분리된 뉴런으로부터 전체세포 전기생리학적 기록을 위해 사용된 마이크로파이펫으로부터의 확산을 통해 세포 내부로 도입된 경우, 나트륨 채널을 차단할 수 있다. 통증 및 가려움 감지 뉴런은 고통스러운 열 또는 고추의 매운 성분인 캡사이신에 의해 활성화되는 TRPV1 수용체/채널을 발현하는 다른 종류의 뉴런(대부분의 경우)과 다르다. 다양한 유형의 통증 감지 및 가려움 감지(소양수용기) 뉴런에서 선택적으로 발현되는 다른 종류의 수용체는 TRPA1, 및 P2X(2/3) 수용체를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
신경병증성, 염증성, 및 통각성 통증은 병인학, 병리생리학, 진단 및 치료법에 있어서 상이하다. 통각수용기성 통증은 높은 역치의 말초 감각신경 뉴런의 특정 서브세트, 강렬한 또는 유해한 자극에 의한 통각수용기의 활성화에 대한 반응으로 발생한다. 통각수용기성 통증은 일반적으로 급성 통증이고, 자기 제한적(self-limiting)이며, 잠재적 또는 지속적인 조직 손상에 대한 경고 역할을 하여 생물학적 보호 기능을 제공한다. 또한, 일반적으로 국소 통증이다. 통각수용기성 통증은 외상성 또는 외과적 통증, 노동 통증, 염좌, 뼈 골절, 화상, 부딪힘, 타박상, 주사, 치과 치료, 피부 생검, 및 폐색을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
염증성 통증은 조직 손상 또는 수술 후, 외상 후 통증, 관절염(류마티스성 또는 골관절염) 통증 및 관절, 근육 및 축방향 요통증의 경우와 같이 힘줄 손상과 관련된 통증을 포함하는 염증의 존재 하에서 발생하며, 심한 통각수용기성 통증은 관련 조직 손상이 있을 경우, 염증성 통증으로 전환될 수 있다.
신경병증성 통증은 말초 또는 중추신경계의 손상 또는 기능 장애에 의해 나타나며, 만성, 비악성(non-malignant) 통증의 일반적인 유형으로 생물학적 보호 기능은 제공하지 않는다. 미국 인구의 160만명 이상에게 영향을 미치는 것으로 추산된다. 신경병증성 통증에는 여러 원인이 있으며, 예를 들어, 외상, 수술, 척추 추간판 탈출증, 척수 손상, 당뇨병, 대상포진 감염, HIV/AIDS, 후기 암, 절단(유방 절제술 포함), 손목터널증후군, 만성 알코올 중독, 방사선 노출, 및 특정 항-HIV 및 화학요법 약물과 같은 신경독 치료제의 의도치 않은 부작용에 의해 발생할 수 있다.
신경병증성 통증은 종종 "타는 듯한", "전기의", "따끔따끔한", 또는 "쑤시는"으로 표현된다. 신경병증성 통증은 만성 동적 이질통증(가벼운 접촉과 같이 일반적으로 통증 반응을 유발하지 않는 운동 자극에 의한 통증으로 정의됨) 및 통각과민증(일반적인 통증 자극에 대한 민감도가 증가된 것으로 정의됨)으로 특징 지어지며, 몇 달 또는 몇 년에 걸쳐 손상 조직에 대한 치료가 필요할 수 있다.
암 환자에서 염증, 압박, 침범, 뼈 또는 다른 조직으로의 전이와 같은 다양한 원인으로 인해 통증이 발생할 수 있다.
신경계에 유해한 자극, 조직 손상 또는 병변이 없는 경우 발생하는 통증은 기능 장애 통증이라고 불리며, 섬유근육통, 긴장 유형 두통, 및 과민성 장질환을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다.
편두통은 뇌막의 신경을 발달시키는 감각신경 섬유의 활성화와 관련된 두통이다.
가려움증(소양증)은 국소화 및 일반화 될 수 있는 피부과적 상태로 피부 병변(발진, 아토피성 습진, 두드러기)과 관련될 수 있다. 가려움증은 스트레스, 불안, 태양으로부터의 UV 방사, 대사 및 내분비 장애(예컨대, 간 또는 신장 질환, 갑상선 기능 항진증), 암(예컨대, 림프종), 약물 또는 식품에 대한 반응, 기생충 및 곰팡이 감염, 알레르기 반응, 혈액 질환(예컨대, 진성다혈구증), 및 피부과적 상태를 포함하는 다양한 상태를 동반하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 가려움증은 TRPV1 채널의 발현을 포함하되 이에 제한되지 않는 통각수용기 뉴런의 많은 특징을 공유하는 소양수용기의 소구경(small diameter) 1차 감각 뉴런의 서브세트에 의해 매개된다. 에이코사노이드, 히스타민, 브라디키닌, ATP, 및 다양한 뉴로트로핀과 같은 특정 가려움증 매개체는 체내 바닐로이드(endovanilloid) 기능을 갖는다. 국소 캡사이신은 히스타민에 의해 유발된 가려움증을 억제한다. 따라서, 통각수용기와 같은 소양수용기는 이온 채널 블록커를 전달하는 방법에 있어서 적합한 표적이다.
신경성 염증은 감각 뉴런의 원심성(운동) 기능에 의해 매개되는 염증의 한 형태이며, 통증 감지 뉴런(통각수용기)에 의해 주변에서 방출되는 전-염증 매개 분자는 면역 세포에서 다양한 염증 경로를 활성화시키고, 혈류 및 모세혈관 투과성을 변화시키기 위해 혈관계에 작용한다.
신경성 염증은 조직 손상, 자가면역 질환, 감염, 알레르기, 다양한 조직에서의 자극물에 대한 노출에 의해 유발된 말초 염증에 원인이 되며, 다양한 질환(예컨대, 편두통, 관절염, 비염, 위염, 대장염, 방광염, 및 일광 화상)의 발병 기전에 있어서 중요한 역할을 한다고 여겨진다. 통각수용기의 흥분성을 차단하여 신경성 염증을 감소시키는 한 가지 방법은 통각수용기 주변 말단의 활성화 및 전-염증 화학물질의 방출을 방지하는 것이다.
통증, 가려움증, 및 신경성 염증에 대한 다양한 치료법이 개발되었음에도 불구하고 추가적인 약제 개발이 필요하다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 본 발명은 하기 화학식 (I)으로 표시되는 4차 아민(quaternary amine) 화합물에 관한 것이다:
화학식 (I)
Figure pct00001
,
상기 R1F 및 R1G 은 적어도 하나의 질소 원자를 포함하는 헤테로사이클릭 고리를 함께 형성하고;
상기 R1A, R1B, 및 R1C 는 각각 독립적으로 H, 할로겐, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-　4 알키닐, OR1I, NR1JR1K, NR1LC(O)R1M, S(O)R1N, SO2R1OR1P, SO2NR1QR1R, SO3R1S, CO2R1T, C(O)R1U, 및
C(O)NR1VR1W로부터 선택되며; 및 R1I, R1J, R1K, R1L, R1M, R1N, R1O, R1P, R1Q, R1R, R1S, R1T, R1U, R1V, 및 R1W 은 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택되고;
상기 X1은 -CR1XR1Y-, -NR1ZC(O)-, -OC(O)-, -SC(O)-, -C(O)NR1AA-, -CO2-, 및 -OC(S)-로부터 선택되며;
R1X, R1Y, R1Z, 및 R1AA 는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택되고;
상기 R1D 및 R1E은 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, C2-4 헤테로알킬, 선택적으로 할로겐, C3-8 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환, 및 C3-6 사이클로알킬로부터 선택되며, 또는 R1D 및 R1E 은 함께 3-6-원자 헤테로사이클릭 또는 헤테로알킬 고리를 형성하고;
상기 R1H 는 C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, C2-4 헤테로알킬, 선택적으로 할로겐, C3-8 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환, 및 C3-6 cyclo알킬로부터 선택된다.
일부 구현예에서, X1 is -NHC(O)-이다. 일부 구현예에서, R1A 및 R1B 는 각각 독립적으로 H, 할로겐, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 NR1JR1K로부터 선택되고, R1J 및 R1K는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택되며; 또는 적어도 하나의 R1C 가 존재한다. 특정 구현예에서, R1D은 선택적으로 할로겐, C3-8 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환된 C1-4 알킬이고, R1E는 선택적으로 할로겐, C3-8 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환된 H 또는 C1-4 알킬이며, 또는 R1H는 선택적으로 할로겐, C3-8 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환된 C1-4 알킬이다.
일부 구현예에서, 상기 화합물은 표 1의 화합물이다. 일부 구현예에서, 상기 화합물은 하기 화합물 6 또는 화합물 3이다:
(화합물 6)
Figure pct00002
, (화합물 3)
Figure pct00003
본 발명의 제2 양태에 따르면, 본 발명은 하기 화학식 (II)으로 표시되는 4차 아민(quaternary amine) 화합물에 관한 것이다:
화학식 (II)
Figure pct00004
,
상기 m은 0 또는 1이고;
상기 R2A, R2B, 및 R2C 는 각각 독립적으로 H, 할로겐, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, CF3, OR2H, NR2IR2J, NR2KC(O)R2L, S(O)R2M, SO2R2NR2O, SO2NR2PR2Q, SO3R2R, CO2R2S, C(O)R2T, 및 C(O)NR2UR2V로부터 선택되며;
R2H, R2I, R2J, R2K, R2L, R2M, R2N, R2O, R2P, R2Q, R2R, R2S, R2T, R2U, 및 R2V는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택되고;
상기 n은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 또는 9이며;
R2F 는 각각 독립적으로 할로겐, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, CF3, OR2H, NR2IR2J, NR2KC(O)R2L, S(O)R2M, SO2R2NR2O, SO2NR2PR2Q, SO3R2R, CO2R2S, C(O)R2T, 및C(O)NR2UR2V로부터 선택되고;
R2H, R2I, R2J, R2K, R2L, R2M, R2N, R2O, R2P, R2Q, R2R, R2S, R2T, R2U, 및 R2V는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택되며;
R2D 및 R2E는 각각 독립적으로 C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, C2-4 헤테로알킬, 선택적으로 할로겐, 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환, 및 C3-6 사이클로알킬로부터 선택된다.
일부 구현예에서, R2D 및 R2E는 각각 선택적으로 할로겐, 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환된 C1-4 알킬이다. 다른 구현예에서, R2A, R2B, 및 R2C는 각각 독립적으로 H, 할로겐, C1-4 알킬, 및 CF3로부터 선택되고; 또는 상기 R2C는 적어도 하나 존재하며; 또는 상기 R2F 는 적어도 하나 존재한다. 특정 구현예에서, 상기 화합물은 표 2의 화합물이다. 일부 구현예에서, 상기 화합물은 하기 화합물 14이다:
(화합물 14)
Figure pct00005
.
본 발명의 제3양태에 따르면, 본 발명은 하기 화학식 (III)으로 표시되는 4차 아민(quaternary amine) 화합물에 관한 것이다:
화학식 (III)
Figure pct00006
,
상기 n은 0, 1, 2, 또는 3이고;
상기 R3A, R3B, 및 R3C 는 각각 독립적으로 H, 할로겐, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-　4 알키닐, OR3I, NR3JR3K, NR3LC(O)R3M, S(O)R3N, SO2R3OR3P, SO2NR3QR3R, SO3R3S, CO2R3T, C(O)R3U, 및 C(O)NR3VR3W로부터 선택되며;
R3I, R3J, R3K, R3L, R3M, R3N, R3O, R3P, R3Q, R3R, R3S, R3T, R3U, R3V, 및 R3W는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택되고;
X3는 -NHC(O)-, 및 -C(O)NH로부터 선택되며;
상기 R3D 및 R3E는 각각 독립적으로 C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, C2-4 헤테로알킬, 선택적으로 할로겐, 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환, 및 C3-6 사이클로알킬로부터 선택될 수 있고;
또는 R1D 및 R1E는 함께 3-6-원자 헤테로사이클릭 또는 헤테로알킬 고리를 형성할 수 있으며;
상기 R3F, R3G, 및 R3H는 각각 독립적으로 C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, C2-4 헤테로알킬, 선택적으로 할로겐, 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환, 및 C3-6 사이클로알킬로부터 선택된다.
특정 구현예에서, X3 는 -NHC(O)-이다. 다른 구현예에서, n는 0 또는 1이다. 일부 구현예에서, R3A, R3B, 및 R3C는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, 및 NR3JR3K로부터 선택되고; R3J 및 R3K는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택된다. 다른 구현예에서, R3E, R3F, 및 R3G는 각각 독립적으로 할로겐, 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 선택적으로 치환된 C1-4 알킬, 및 C3-6 사이클로 알킬로부터 선택된다. 특정 구현예에서, 상기 화합물은 표 3의 21번 내지 24번 화합물 중 어느 한 화합물이다. 또 다른 구현예에서, 상기 화합물은 하기 화합물 21이다:
(화합물 21)
Figure pct00007
본 발명의 제4양태에 따르면, 본 발명은 표 1-3의 화합물 또는 화학식 I 내지 III의 화합물 중 어느 하나의 4차 아민 화합물 및 약제학적으로 허용가능한 부형제를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 상기 조성물은 경구, 정맥내, 근육내, 직장, 피부, 피하, 국소, 경피, 설하, 비강, 흡입, 질내, 경막내, 경막외, 또는 안구 투여용으로 제조될 수 있다.
본 발명의 제5양태에 따르면, 본 발명은 환자에서 통증, 가려움증, 또는 신경성 염증 질환을 치료하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 표 1-3의 화합물 또는 화학식 I 내지 III의 화합물 중 어느 하나의 4차 아민 화합물을 상기 환자에 투여하는 것을 포함하며, 상기 화합물이 전압 활동성 이온 채널(voltage-gated ion channels)의 내부면에 적용될 경우, 상기 화합물은 통각수용기(nociceptors) 및/또는 소양수용기(pruriceptors)에 존재하는 하나 이상의 전압 활동성 이온 채널을 억제하고, 상기 화합물이 상기 채널의 외부면에 적용될 경우, 상기 화합물은 상기 채널을 실질적으로 억제하지 않으며, 상기 수용체가 활성화될 경우 및 상기 수용체가 상기 통각수용기에 존재하는 하나 이상의 전압 활동성 이온 채널을 억제하는 경우, 상기 화합물은 채널 형성 수용체를 통해 통각수용기 또는 소양수용기에 들어갈 수 있다.
특정 구현예에서, 채널 형성 수용체는 일과성 수용체 전압(transient receptor potential, TRP) 이온 채널(TRP 채널 형성 수용체)이다. 다른 구현예에서, 상기 TRP 채널 형성 수용체는 외재성 작용제(exogenous agonist) 또는 내재성 작용제(endogenous agonist)에 의해 활성화된다. 또 다른 구현예에서, 상기 TRP 채널 형성 수용체는 TRPA1 또는 TRPV1이다. 특정 구현예에서, 상기 화합물은 상기 수용체가 활성화될 때 상기 TRPA1 또는 TRPV1 수용체를 통해 통각수용기 또는 소양수용기에 들어갈 수 있다. 또 다른 구현예에서, 상기 화합물은 전압 활동성 소디움 채널(voltage-gated sodium channels)을 억제한다. 또 다른 구현예에서, 상기 통증은 신경성 통증, 염증성 통증, 통각수용성 통증, 감염으로 인한 통증, 및 시술 관련 통증(procedural pain)으로 구성된 군으로부터 선택되고, 상기 신경성 염증 질환은 알레르기성 염증, 천식, 만성 기침, 결막염, 비염, 건선, 염증성 장 질환, 간질성 방광염, 및 아토피성 피부염으로 구성된 군으로부터 선택된다. 특정 구현예에서, 상기 조성물은
(화합물 6)
Figure pct00008
,
(화합물 3)
Figure pct00009
,
(화합물 14)
Figure pct00010
, 및
(화합물 21)
Figure pct00011
로 구성된 군으로부터 선택되는 4차 아민 화합물을 포함한다.
정의
"생물학적 활성(biologically active)"은 핵산, 펩타이드, 폴리펩타이드, 및 단백질과 같은 생물학적 분자를 포함하는 분자가 그 자체 또는 다른 분자에 대하여 물리적 또는 화학적 활성을 나타내는 것을 의미한다. 예를 들어, “생물학적 활성” 분자는 예컨대, 효소 활성, 단백질 결합 활성(예컨대, 항체 상호작용), 또는 세포독성 활성(예컨대, 항암 활성)을 가질 수 있다. 본원에 기술된 방법 및 키트에 사용될 수 있는 생물학적 활성 물질은 항체, 또는 항체 단편, 항생제, 폴리뉴클레오타이드, 폴리펩타이드, 단백질, 항암제, 성장인자, 및 백신을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
"염증(inflammation)"은 면역계(면역-매개 염증) 및 신경계(신경성 염증), 및 발적, 발열, 부기, 통증, 및/또는 기능 상실을 포함하는 임의의 염증 증상에 의해 유발되는 임의 형태의 염증을 의미한다.
"신경성 염증(neurogenic inflammation)"은 뉴런(예컨대, 통각수용기) 또는 중추 또는 말초신경계의 임의의 다른 구성에 의해 매개 또는 원인이 된 임의 형태의 염증을 의미한다.
본 발명에서 사용된 용어 "통증(pain)"은 급성 통증 및 예를 들어, 체성 통증 및 내장 통증을 포함하는 통각수용기성 통증; 염증성 통증, 기능장애 통증, 특발성 통증, 예를 들어, 중추발생성 통증 및 말초발생성 통증을 포함하는 신경병성 통증, 편두통 및 암 통증과 같은 만성 통증을 포함하는 모든 종류의 통증을 포함하는 넓은 의미로 사용된다.
본 발명에서 사용된 용어 "통각수용기성 통증(nociceptive pain)"은 상처, 타박상, 골절, 압궤 손상, 화상 등을 포함하는 신체 조직을 위협하거나 실제로 손상시키는 위해 자극에 의한 모든 통증을 포함한다. 조직 손상에 대한 통증 수용기(통각수용기)는 대부분 피부, 근골격계, 또는 내부 장기에 위치한다.
본 발명에서 사용된 용어 "체성 통증(somatic pain)"은 뼈, 관절, 근육, 피부, 또는 결합 조직에서 발생하는 통증을 의미한다. 이 유형의 통증은 일반적으로 국소 부위에 나타난다.
본 발명에서 사용된 용어 "내장 통증(visceral pain)"은 호흡기, 위장관 및 췌장과 같은 내장기관, 요로 및 생식기관에서 발생하는 통증을 의미한다. 내장 통증은 장기의 종양 침범으로 의한 통증을 포함한다. 속이 빈 내장의 장애에 의한 다른 종류의 내장 통증은 간헐적인 경련 및 국소적이지 않은 통증을 특징으로 한다. 내장 통증은 방광염 또는 역류성 식도염과 같은 염증과 관련될 수 있다.
용어, 염증성 통증은 활성 염증과 연관된 통증을 포함하며, 외상, 수술, 감염 및 자가면역 질환에 의해 유발될 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어 "신경병증성 통증(neuropathic pain)"은 말초 또는 중추신경계에 의한 감각 입력의 비정상적인 과정에 의해 발생하는 통증을 의미하며, 이들 신경계에 병변을 초래한다.
본 발명에서 사용된 용어 "시술 관련 통증(procedural pain)"은 의학적, 치과적 또는 수술적 시술에서 발생하는 통증을 의미하며, 상기 시술은 일반적으로 급성 외상과 연관되어 있다.
본 발명에서 사용된 용어 "가려움증(itch)"은 국소 및 전신성 찌르는 느낌 및 급성 간헐성 및 지속성 가려움을 포함하는 모든 종류의 가려움을 포함하는 넓은 의미로 사용된다. 상기 가려움증은 특발성, 알레르기성, 대사성, 전염성, 약물-유발성, 간, 신장 또는 암에 의한 가려움증일 수 있다. "소양증"은 심한 가려움증이다.
"환자(patient)"는 임의의 동물을 의미한다. 일 구현예에서, 환자는 인간이다. 본 발명의 방법, 조성물, 및 키트를 이용하여 치료할 수 있는 다른 동물은 비-인간 영장류(예컨대, 원숭이, 고릴라, 침팬지), 가축(예컨대, 말, 돼지, 염소, 토끼, 양, 소, 라마) 및 반려동물(예컨대, 기니아 피그, 토끼, 마우스, 도마뱀, 뱀, 개, 고양이, 물고기, 햄스터, 및 새)를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 유용한 화합물은 다이어스테레오머 및 거울상이성질체와 같은 이성질체, 염, 에스테르, 티오에스테르, 용매화합물, 및 다형체를 비롯한 이들의 약제학적으로 허용가능한 형태로 본 발명에 기재된 것뿐 아니라 본 발명에 기재된 화합물의 라세미 혼합물 및 순수 이성질체를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
"저분자량(low molecular weight)"은 약 500 달톤 이하를 의미한다.
용어 "약제학적으로 허용가능한 염"은 정상적인 의학적 판단 범위 내에서 과도한 독성, 자극, 알레르기 반응 등 없이 인간 및 하등동물의 조직과 접촉하여 사용하기에 적합하며, 합리적인 이득/위험 비율에 적합한 염을 나타낸다. 약제학적으로 허용가능한 염은 당업계에 잘 알려져 있다. 상기 염은 본 발명의 화합물의 최종 분리 및 정제 과정 동안 인-시튜(in situ)에서 제조될 수 있고, 또는 적합한 유기산으로 유리 염기 기능을 반응시킴으로써 분리할 수 있다. 대표적인 산 부가 염(acid addition salts)는 아세테이트, 아디페이트, 알지네이트, 아스코르브산, 아스파르트산, 벤젠설포네이트, 벤조에이트, 바이설페이트, 보레이트, 부피레이트, 캠포레이트, 캠포설포네이트, 시트르산, 사이클로펜탄프로피오네이트, 디글루코네이트, 도데실설페이트, 에탄설포네이트, 푸마르산, 글루코헵토네이트, 글리세로포스페이트, 헤미설페이트, 헵토네이트, 헥사노에이트, 하이드로브로마이드, 하이드로클로라이드, 하이드로아이오다이드, 2-히드록시-에탄설포네이트, 이세티오네이트, 락토비오네이트, 락트산, 라우르산, 라우릴 설페이트, 말산, 말레산, 말론산, 메실레이트, 메탄설포네이트, 2-나프탈렌설포네이트, 니코틴산, 질산염, 올레산, 옥살산, 팔미트산, 파모산염, 펙티네이트, 퍼설페이트, 3-페닐프로피오네이트, 포스페이트, 피크르산, 피바레이트, 프로피오네이트, 스테아르산, 숙신산, 설페이트, 타르트레이트, 티오시안산, 톨루엔설포네이트, 운데카노산, 발레르산염 등을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다. 대표적인 알칼리 또는 알칼리 토금속염은 나트륨, 리튬, 포타슘, 칼슘, 마그네슘 등을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니고, 비독성 암모늄, 4차 암모늄 및 암모늄, 테트라메틸암모늄, 테트라에틸암모늄, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 에틸아민 등을 포함하는 아민 양이온을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 화합물에 대한 일반적인 설명에서 치환체 그룹의 특정 유형의 원자 수는 일반적인 범위, 예를 들어, 1 내지 4개의 탄소 원자 또는 C1-4 알킬을 포함하는 알킬기로 주어진다. 이러한 범위에 대한 언급은 지정된 범위 내의 원자 수의 각각을 갖는 그룹에 대한 특정 언급을 포함하게 하기 위함이다. 예를 들어, 1 내지 4개 탄소 원자의 알킬기는 C1, C2, C3, 및 C4 각각을 포함한다. C1-12 헤테로알킬은 예를 들어, 하나 이상의 헤테로 원자 이외에 1 내지 12개 탄소 원자를 포함한다. 다른 수의 원자 및 다른 유형의 원자는 유사한 방식으로 표시될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "알킬" 및 접두사 "alk-"는 직쇄기(straight chain groups) 및 측쇄기(branched chain groups) 및 사이클릭기, 즉, 사이클로 알킬을 포함한다. 사이클릭기는 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭일 수 있고, 바람직하게는 3 내지 6개의 고리 탄소 원자를 포함한다. 예시적인 사이클릭기는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 및 사이클로헥실기를 포함한다.
"C1-4 알킬"은 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 분지형(branched) 또는 비분지형(unbranched) 탄화수소기를 의미한다. C1-4 알킬기는 치환 또는 비치환 될 수 있다. 예시적인 치환기는 알콕시, 아릴옥시, 설피드릴, 알킬티오, 아릴티오, 할로겐화물, 하이드록실, 플루오로알킬, 퍼플루오로알킬, 아미노, 아미노알킬, 비치환된 아미노, 4차 아미노, 하이드록시알킬, 카르복시알킬, 및 카르복실기를 포함한다. C1-4 알킬은 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 사이클로프로필, 사이클로프로필메틸, n-부틸, 이소-부틸, 섹-부틸, 터트-부틸, 및 사이클로부틸을 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니다.
"C2-4 알케닐"은 하나 이상의 이중 결합을 포함하고, 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 비분지형 탄화수소기를 의미한다. C2-4 알케닐은 선택적으로 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 고리를 포함할 수 있고, 여기에서 각각의 고리는 바람직하게 3 내지 6개의 구성원(members)을 갖는다. 상기 C2-4 알케닐기는 치환 또는 비치환 될 수 있다. 예시적인 치환기는 알콕시, 아릴옥시, 설피드릴, 알킬티오, 아릴티오, 할로겐화물, 하이드록실, 플루오로알킬, 퍼플루오로알킬, 아미노, 아미노알킬, 비치환된 아미노, 4차 아미노, 하이드록시알킬, 카르복시알킬, 및 카르복실기를 포함한다. C2-4 알케닐은 비닐, 알릴, 2-사이클로프로필-1-에테닐, 1-프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 2-메틸-1-프로페닐, 및 2-메틸-2-프로페닐을 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니다.
"C2-4 알키닐"은 하나 이상의 삼중 결합을 포함하고, 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 비분지형 탄화수소기를 의미한다. C2-4 알키닐은 선택적으로 모노사이클릭, 바이사이클릭, 또는 트리사이클릭 고리를 포함할 수 있고, 여기에서 각각의 고리는 바람직하게 5개 또는 6개의 구성원(members)을 갖는다. 상기 C2-4 알키닐기는 치환 또는 비치환 될 수 있다. 예시적인 치환기는 알콕시, 아릴옥시, 설피드릴, 알킬티오, 아릴티오, 할로겐화물, 하이드록실, 플루오로알킬, 퍼플루오로알킬, 아미노, 아미노알킬, 비치환된 아미노, 4차 아미노, 하이드록시알킬, 카르복시알킬, 및 카르복실기를 포함한다. C2-4 알키닐은 에티닐, 1-프로피닐, 2-프로피닐, 1-부티닐, 2-부티닐, 및 3-부티닐을 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니다.
"C2-6 헤테로사이클릴"은 안정된 5-7 원자 모노사이클릭 또는 7-14 원자 바이사이클릭 헤테로사이클릭 고리를 의미하고, 포화, 부분적으로 불포화 또는 포화(방향족)된 것이며, 2-6개 탄소 원자 및 N, O, 및 S로부터 독립적으로 선택되는 1, 2, 3 또는 4 헤테로 원자로 구성되고, 상기 정의된 헤테로사이클릭 고리는 벤젠 고리에 융합된 임의의 바이사이클릭기를 포함한다.
상기 헤테로사이클릴기는 치환 또는 비치환 될 수 있다. 예시적인 치환기는 알콕시, 아릴옥시, 설피드릴, 알킬티오, 아릴티오, 할로겐화물, 하이드록실, 플루오로알킬, 퍼플루오로알킬, 아미노, 아미노알킬, 비치환된 아미노, 4차 아미노, 하이드록시알킬, 카르복시알킬, 및 카르복실기를 포함한다. C2-4 알키닐은 에티닐, 1-프로피닐, 2-프로피닐, 1-부티닐, 2-부티닐, 및 3-부티닐을 포함한다. 상기 질소 및 설퍼 헤테로 원자는 선택적으로 산화될 수 있다. 상기 헤테로사이클릭 고리는 임의의 헤테로 원자 또는 탄소 원자를 통해 공유 결합되어 안정한 구조를 얻을 수 있고, 예를 들어, 이미다졸리닐 고리는 고리-탄소 원자 위치 또는 질소 원자에 연결될 수 있다. 헤테로 사이클에서 질소 원자는 선택적으로 4급화(quaternization) 될 수 있다. 바람직하게는 헤테로 사이클에서 S 및 O 원자의 총수가 1을 초과하는 경우, 이들 헤테로 원자는 서로 인접하지 않는다. 헤테로 사이클은 1H-인다졸, 2-피롤리도닐, 2H,6H-1,5,2-디티아지닐, 2H-피롤릴, 3H-인도릴, 4-피페리도닐, 4aH-카르바졸, 4H-퀴노리지닐, 6H-1,2,5-티아디아지닐, 아크리디닐, 아조시닐, 벤지미다조릴, 벤조푸라닐, 벤조티아푸라닐, 벤조티오페닐, 벤족사조릴, 벤조티아조릴, 벤조트리아조릴, 벤조테트라조릴, 벤지속사조릴, 벤지소티아조릴, 벤지미다자로닐, 카르바조릴, 4aH-카르바조릴, b-카르보리닐, 크로마닐, 크로메닐, 신노리닐, 디카하이드로뷔노리닐, 2H,6H-1,5,2-디티아지닐, 디하이드로푸로 [2,3-b]테트라하이드로푸란, 푸라닐, 푸라자닐, 이미다조리디닐, 이미다조리닐, 이미다조릴, 1H-인다조릴, 인도레닐, 인도리닐, 인도리지닐, 인도릴, 이소벤조푸라닐, 이소크로마닐, 이소인다조릴, 이소인도리닐, 이소인도릴, 이소퀴노리닐, 이소티아조릴, 이속사조릴, 모포리닐, 나프티리디닐, 옥타하이드로이소퀴노리닐, 옥사디아조릴, 1,2,3-옥사디아조릴, 1,2,4-옥사디아조릴, 1,2,5-옥사디아조릴, 1,3,4-옥사디아조릴, 옥사조리디닐, 옥사조릴, 옥사조리디닐페리미디닐, 페난트리디닐, 페난트로리닐, 페나르사지닐, 페나지닐, 페노티아지닐, 페녹사티닐, 페녹사지닐, 프탈라지닐, 피페라지닐, 피페리디닐, 프테리디닐, 피페리도닐, 4-피페리도닐, 프테리디닐, 푸리닐, 피라닐, 피라지닐, 피라조리디닐, 피라조리닐, 피라조릴, 피리다지닐, 피리도옥사졸, 피리도이미다졸, 피리도티아졸, 피리디닐, 피리딜, 피리미디닐, 피로리디닐, 피로리닐, 피로릴, 퀴나조리닐, 퀴노리닐, 4H-퀴노리지닐, 퀴녹사리닐, 퀴누클리디닐, 카르보리닐, 테트라하이드로푸라닐, 테트라하이드로이소퀴노리닐, 테트라하이드로퀴노리닐, 6H-1,2,5-티아디아지닐, 1,2,3-티아디아조릴, 1,2,4-티아디아조릴, 1,2,5-티아디아조릴, 1,3,4-티아디아조릴, 티안트레닐, 티아조릴, 티에닐, 티에노티아조릴, 티에노옥사조릴, 티에노이미다조릴, 티오페닐, 트리아지닐, 1,2,3-트리아조릴, 1,2,4-트리아조릴, 1,2,5-트리아조릴, 1,3,4-트리아조릴, 크산테닐을 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직한 5-10 원자 헤테로 사이클은 피리디닐, 피리미디닐, 트리아지닐, 푸라닐, 티에닐, 티아조릴, 피로릴, 피라조릴, 이미다조릴, 옥사조릴, 이속사조릴, 테트라조릴, 벤조프라닐, 벤조티오푸라닐, 인도릴, 벤지미다조릴, 1H-인다조릴, 옥사조리디닐, 이속사조리디닐, 벤조트리아조릴, 벤지속사조릴, 옥신도릴, 벤족사조리닐, 퀴노리닐, 및 이소퀴노리닐을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직한 5-6 원자 헤테로 사이클은 피리디닐, 피리미디닐, 트리아지닐, 푸라닐, 티에닐, 티아조릴, 피로릴, 피페라지닐, 피페리디닐, 피라조릴, 이미다조릴, 옥사조릴, 이속사조릴, 및 테트라조릴를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
“C6-12 아릴”은 π 전자(예컨대, 페닐)와 결합된 탄소 원자로 구성된 고리 시스템을 갖는 방향족을 의미한다. 상기 아릴기는 6 내지 12개 탄소 원자를 갖는다. 아릴기는 선택적으로 각각의 고리가 바람직하게는 5 또는 6개 구성원을 갖는 모노사이클릭, 바이사이클릭, 또는 트리사이클릭 고리를 포함할 수 있다. 상기 아릴기는 치환 또는 비치환 될 수 있다. 예시적인 치환기는 알킬, 하이드록시, 알콕시, 아릴oxy, 설피드릴, 알킬티오, 아릴티오, 할로겐화물, 플루오로알킬, 카르복실, 하이드록시알킬, 카르복시알킬, 아미노, 아미노알킬, 모노 치환된 아미노, 비치환 아미노, 및 4차 아미노기를 포함한다.
"C7-14 알카릴"은 7 내지 14개 탄소 원자를 갖는 아릴기(예컨대, 벤질, 페네틸, 또는 3,4-디클로로페네틸)로 치환된 알킬을 의미한다.
"C3-10 알크헤테로사이클릴"은 하나 이상의 헤테로 원자(예컨대, 3-푸라닐메틸, 2-푸라닐메틸, 3-테트라하이드로푸라닐메틸, 또는 2-테트라하이드로푸라닐메틸)가 추가된 3 내지 10개 탄소원자를 갖는 헤테로사이클릭기로 치환된 알킬을 의미한다.
"C1-7 헤테로알킬"은 N, O, S, 및 P로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되는 1, 2, 3, 또는 4 헤테로 원자가 추가된 1 내지 7개 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 비분지형 알킬, 알케닐, 또는 알키닐기를 의미한다. 헤테로알킬은 3급 아민, 2급 아민, 에테르, 티오에테르, 아미드, 티오아미드, 카르바메이트, 티오카르바메이트, 하이드라존, 이민, 포스포디에스테르, 포스포라미데이트, 설폰아미드, 및 다이설피드를 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니다. 헤테로알킬은 선택적으로 각각의 고리가 바람직하게는 3 내지 6개 구성원을 갖는 모노사이클릭, 바이사이클릭, 또는 트리사이클릭 고리를 포함할 수 있다. 상기 헤테로알킬기는 치환 또는 비치환 될 수 있다. 예시적인 치환기는 알콕시, 아릴옥시, 설피드릴, 알킬티오, 아릴티오, 할로겐화물, 하이드록실, 플루오로알킬, 퍼플루오르알킬, 아미노, 아미노알킬, 비치환 아미노, 4급 아미노, 하이드록시알킬, 하이드록시알킬, 카르복시알킬, 및 카르복실기를 포함한다. C1-7 헤테로알킬의 예시로 메톡시메틸 및 에톡시에틸이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
"할로겐화물"은 브로민, 클로린, 요오드, 또는 불소를 의미한다.
"플루오로알킬"은 불소 원소로 치환된 알킬기를 의미한다.
"퍼플루오로알킬"은 탄소 및 불소 원소로 구성된 알킬기를 의미한다.
"카르복시알킬"은 화학식 -(R)-COOH를 포함하는 화합물 잔기를 의미하며, 상기 R은 C1-7 알킬, C2-7 알케닐, C2-7 알키닐, C2-6 헤테로사이클릴, C6-12 아릴, C7-14 알카릴, C3-10 알크헤테로사이클릴, 또는 C1-7 헤테로알킬로부터 선택된다.
"하이드록시알킬"은 화학식 -(R)-OH를 포함하는 화합물 잔기를 의미하며, 상기 R은 C1-7 알킬, C2-7 알케닐, C2-7 알키닐, C2-6 헤테로사이클릴, C6-12 아릴, C7-14 알카릴, C3-10 알크헤테로사이클릴, 또는 C1-7 헤테로알킬로부터 선택된다.
"알콕시"는 화학식 -OR의 치환체를 의미하며, 상기 R은 C1-7 알킬, C2-7 알케닐, C2-7 알키닐, C2-6 헤테로사이클릴, C6-12 아릴, C7-14 알카릴, C3-10 알크헤테로사이클릴, 또는 C1-7 헤테로알킬로부터 선택된다.
"아릴옥시"는 화학식 -OR의 치환체를 의미하며, 상기 R은 C6-12 아릴기이다.
"알킬티오"는 화학식 -SR의 치환체를 의미하며, 상기 R은 C1-7 알킬, C2-7 알케닐, C2-7 알키닐, C2-6 헤테로사이클릴, C6-12 아릴, C7-14 알카릴, C3-10 알크헤테로사이클릴, 또는 C1-7 헤테로알킬로부터 선택된다.
"아릴티오"는 화학식 -SR의 치환체를 의미하며, 상기 R은 C6-12 아릴기이다
"4급 아미노"는 화학식 -(R)-N(R')(R'')(R''')+의 치환체를 의미하며, 상기 R, R', R'', 및 R'''은 각각 독립적으로 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 아릴기이다. R은 치환체로서 4급 아미노 질소 원자를 다른 잔기에 연결시키는 알킬기일 수 있다. 질소 원자 N은 알킬, 헤테로알킬, 헤테로아릴, 및/또는 아릴기의 4개 탄소 원자에 공유 결합되어 질소 원자에 양전하를 발생시킨다.
"하전된 잔기(charged moiety)"는 생리학적 pH에서 양성자를 얻음으로써 양성으로 하전되는 잔기(예컨대, 암모늄, 구아니디늄, 또는 아미디늄) 또는 양성자화 없이 양전하를 포함하는 잔기(예컨대, 4급 암모늄)를 의미한다. 상기 하전된 잔기는 영구적 또는 일시적으로 하전될 수 있다.
본원에서 사용된 용어, "모체(parent)"는 모체 화합물에 존재하는 아민 질소 원자의 4급화 또는 구아닐화에 의해 변형될 수 있는 채널 억제 화합물을 의미한다. 상기 4급화 및 구아닐화 화합물은 모체 화합물의 유도체이다. 상기 구아니딜 유도체는 하전되지 않은 기본 형태로 제공된다. 이들 화합물은 염(즉, 산 부가 염) 또는 하전되지 않은 기본 형태로 투여될 수 있고, 원위치에서 양성화되어 하전된 잔기를 형성한다.
"치료학적 유효량"은 신경성 염증(예컨대, 천식, 관절염, 대장염, 접촉성 피부염, 당뇨병, 습진, 방광염, 위염, 편두통, 건선, 비염, 주사비, 또는 일광화상)에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 유발된 상태, 질환 또는 질병에 시달리는 환자(예컨대, 인간)에서 통증, 가려움증, 또는 신경성 염증을 감소 또는 제거하는 결과를 나타내기에 충분한 양을 의미한다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 다음의 상세한 설명 및 청구범위로부터 명백해질 것이다.
도 1A는 전체 세포 패치 클램프 기록에서 세포 내로 적용된 100 μM QX-314 (중간 추적) 또는 나트륨 채널 블록커 화합물, BW 8186(화합물 6) (하단 추적)에 의한 Nav1.7 나트륨 채널의 사용 의존적 차단을 보여준다. 상기 기록은 증가하는 주파수에서 적용된 전압 펄스의 탈분극에 의해 유도된 나트륨 채널을 통한 전류와 사용 의존성 회복을 분석하기 위한 휴식기를 포함한다. 상단 추적은 약물 부재 시 동일한 프로토콜을 적용했을 때 유효한 차단이 없음을 보여준다. 도 1B는 동일한 프로토콜로 시험했을 때 외부적으로 적용된(중간 추적) 화합물 6(약물의 부재와 비슷한)는 거의 영향을 미치지 않음을 보여준다.
도 2A-2D는 하전된 나트륨 채널 블록커에 의한 CFA-유도 열 통각과민의 역전을 보여준다. 도 2A 및 2C는 CFA (50% 에멀젼) 및 살린 20 μL(왼쪽 뒷발에 주사)를 동시 투여한 마우스의 뒷발 발바닥 표면에 적용된 일정 복사열원에 대한 반응 잠재시간(초)으로 측정된 열 통각수용 민감도의 시간 경과(0, 1, 6, 및 24시간)을 보여주며, 상기 CFA는 QX-314 (1%, 공백 사각형), N-에틸 에티도카인 (화합물 21, 1%; 어두운 사각형), 또는CS8180-3B (화합물 3, 1%; 삼각형)과 동시 적용한다. 도 2B 및 2D는 CFA 처리 전 및 CFA 주사 후 1시간에 다른 화합물 처리 후 통각수용성 열 통증 반응 시간을 나타낸다. 데이터는 그룹 당 8-16마리 마우스의 평균±SEM이다. 전-CFA(*) 및 CFA + 비히클(+)의 통계적 비교는 + P < 0.05; ++ P < 0.01 및 +++,*** P < 0.001로 나타냈다.
도 3A-3B는 하전된 나트륨 채널 블록커에 의한 발 절개에 의해 유도된 열 통각과민의 역전을 보여주는 데이터이다. 도 3A는 살린, QX-314 (0.5%), 또는N-에틸 에티도카인 (화합물 21) (0.5%)을 바닥 내 주사(50 ㎕)한 랫트의 반대쪽 및 같은 쪽 발 사이에서 관찰된 열 통각수용 임계치를 나타낸다. 도 3B는 반대쪽 발과 비교하여 왼쪽 뒷발을 절개한 후 살린, QX-314, 또는 N-에틸 에티도카인(화합물 21)을 주사한 랫트에서 관찰된 열 통각수용 임계치를 보여준다. 데이터는 그룹 당 8마리 마우스의 평균±SEM이다. 반대쪽 발(*)과의 통계적 비교는 *** P < 0.001로 나타냈다.
도 4A-4C는 N-에틸-에티도카인 (화합물 21)이 신경 독성을 유도하지 않는다는 것을 보여주는 결과이다. 마우스 후근신경절(dorsal root ganglion) 슬라이드에서 ATF3(짙은 음영, 도 4A-4C)의 대표적인 그림은 CFA+N-에틸-에티도카인(화합물 21) (1%, 20 ㎕)의 뒷발 주사 8주전에 노출된 것이다.
도 5A-5E는 N-에틸-에티도카인 (화합물 21)이 폐 감각 뉴런을 침묵(silencing)시켜 알레르기성 기도 염증을 감소시킨다는 것을 보여주는 결과이다. OVA 노출 마우스(21일째)에서 총 BALF(도 5A), 및 호산구(도 5C), 대식세포(도 5D) 및 T-세포(도 5E)를 포함하는 CD45+ 세포(도 5B) 수가 증가되었다. 비히클과 비교하여 에어로졸 QX-314 (100 μM, 공백 사각형) 또는 N-에틸-에티도카인 (화합물 21) (100 μM, 어두운 사각형)을 이용한 감각 뉴런 침묵은 이들 레벨을 감소시켰다. N-에틸-에티도카인 (화합물 21)은 QX-314과 비교하여 더 큰 감소 경향을 나타낸다. 데이터는 평균±SEM로 나타냈다; Two-tailed unpaired Student's t-test (n = 8-16 동물/그룹; 1-2 코호트).
본 발명자들은 세포 내 적용할 경우 이온 채널 블록커로서 QX-314보다 강력한 효과를 나타내며, 통각수용기 및/또는 수용기에서 발현되나 운동 뉴런에서는 발현되지 않는 TRP 채널-형성 수용체 오픈을 통해 통과할 수 있는 새로운 4차 암모늄 화합물을 확인하였다. 이들은 양전하로 하전되었기 때문에 본 발명의 이온 채널 블록커는 막-투과성을 나타내지 않으며, 따라서 TRP 채널-형성 수용체를 발현하지 않는 세포로 진입할 수 없다. TRP 채널-형성 수용체는 종종 내인성 리간드의 방출 또는 열자극에 의한 통증(예를 들어, 염증)과 관련된 조직 상태에서 보다 활성화되기 때문에 본 발명의 이온 채널 블록커는 통증, 가려움증, 또는 신경성 염증을 효과적으로 치료(예컨대, 제거 또는 경감)하기 위해 활성화된 타겟 통각수용기에 대하여 선택적으로 단독 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 이온 채널 블록커는 통증, 가려움증, 또는 신경성 염증을 효과적으로 치료(예컨대, 제거 또는 경감)하기 위해 타겟 통각수용기에 대하여 선택적으로 하나 이상의 외재성 TRP 채널-형성 수용체 작용제와 조합하여 사용할 수 있다.
현재, 통증 치료용 약물 개발에 있어서 통증 감지 뉴런의 전압-의존성 이온 채널에 대한 관심이 높다. 통증 감지 뉴런에서 전압-의존성 나트륨 채널 차단은 활동 전위의 개시 및 전달을 방해하여 통증 신호를 차단할 수 있고, 칼슘 채널의 차단은 척수의 2차 뉴런에 통증 신호가 신경전달되는 것을 막을 수 있다. 더욱이, 통각수용기에서 전압-의존성 나트륨 채널의 차단은 통각수용기 주변 말단의 활성화 및 전염증성 화학물질의 방출을 막음으로써 신경성 염증을 감소 또는 제거할 수 있다.
지금까지 나트륨 채널 또는 칼슘 채널을 차단하는 작은 유기 분자를 설계하는데 있어서의 한계는 그들이 표적세포에 외부적으로 적용될 때 활성화되어야 한다는 것이다. 외부적으로 적용된 분자의 대다수는 소수성이며, 막을 통과할 수 있다. 따라서, 그들은 모든 세포에 들어가기 때문에 통각수용기에만 영향을 주는 선택성은 없다.
양이온성 리도카인 유도체 QX-314와 같은 일부 억제제는 막-비침투성이며, 통각수용기 세포 내부에 존재할 때만 효과적이므로 효과를 나타내기 위해서는 TRP 이온 채널(TRP 채널, 예컨대, TRPAV1, TRPA1, 및 P2X(2/3))과 같은 채널 또는 수용체를 통해 세포막을 통과해야 한다. 정상적인 상황에서 통각수용기의 대부분 TRP 채널은 활성화되지 않지만, 이들을 활성화시키기 위해서는 유해한 열적, 기계적, 또는 화학적 자극이 필요하다. 예를 들어, 통각수용기의 TRP 채널은 TRPV1채널을 개방하는 캡사이신과 같은 외재성 TRP 리간드(즉, TRP 작용제)에 의해 활성화될 수 있다. 따라서, 통각수용기를 선택적으로 타겟팅하는 하나의 접근법은 세포 내 TRP 채널을 통해 억제제의 통과를 허용하는 외재성 TRP 리간드와 함께 막-비투과성 이온 채널 억제제를 공동 투여하는 것이다. 캡사이신 이외에 외재성 TRP리간드는 다른 캡사이시노이드, 머스타드 오일, 또는 리도카인일 수 있다. 또 다른 예에서, TRP 채널은 연기로부터 흡입된 아크로레인과 같은 외재성 자극제 또는 최루가스와 같은 화학작용제에 반응하여 활성화될 수 있다.
특정 상황에서TRP 채널은 조직 손상, 감염, 자가면역, 아토피, 허혈, 저산소증, 세포 스트레스, 면역세포 활성화, 면역 매개체 생산, 및 산화 스트레스에 의해 생성되는 내재성 면역 활성제에 의해 외재성 TRP 작용제/리간드가 없는 경우, 활성화될 수 있다. 이러한 조건 하에서 내재성 분자(예컨대, 양성자, 지질, 및 활성산소종)는 통각수용기에서 발현된 TRP 채널을 활성화시켜 막-비투과성 전압-활동성 이온 채널 블록커가 내생적으로 활성화된 TRP 채널을 통해 통각수용기 내부에 접근할 수 있도록 한다.TRP 채널의 내재성 염증 활성제는 예를 들어, 프로스타글란딘, 산화질소(NO), 과산화물(H2O2), 시스테인-반응성 염증 매개체 유사 4-하이드록시 노네날, 내재성 알케닐 알데하이드, 엔도카나비노이드, 및 면역 매개체(예컨대, 인터루긴 1(IL-1), NGF(nerve growth factor), 및 브라디키닌, 이들 수용체가 TRP 채널에 결합되어 있음)를 포함한다.
본 발명의 하기에서 보다 상세히 설명된다.
하전 이온 채널 블록커
본 발명의 조성물, 키트, 및 방법에 사용될 수 있는 화합물은 하기 화학식 (I)의 화합물을 포함한다:
화학식 (I)
Figure pct00012
.
화학식 (I)에서 R1F 및 R1G 은 적어도 하나의 질소 원자를 갖는 헤테로사이클릭 고리를 함께 형성한다. 바람직한 구현예에서, 상기 헤테로사이클릭 고리는 6-원자 고리 또는 5-원자 고리이다. 또한, R1A, R1B, 및 R1C 는 각각 독립적으로 H, 할로겐, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-　4 알키닐, OR1I, NR1JR1K, NR1LC(O)R1M, S(O)R1N, SO2R1OR1P, SO2NR1QR1R, SO3R1S, CO2R1T, C(O)R1U, 및 C(O)NR1VR1W로부터 선택될 수 있고; 및 R1I, R1J, R1K, R1L, R1M, R1N, R1O, R1P, R1Q, R1R, R1S, R1T, R1U, R1V, 및 R1W 은 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 본 발명의 상기 화합물은 적어도 하나의 독립적인 R1C를 갖는다. X1은 -CR1XR1Y-, -NR1ZC(O)-, -OC(O)-, -SC(O)-, -C(O)NR1AA-, -CO2-, 및 -OC(S)-로부터 선택될 수 있다. 바람직한 구현예에서, X1 은 -NHC(O)-이다. R1X, R1Y, R1Z, 및 R1AA는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택될 수 있다. R1D 및 R1E는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, C2-4 헤테로알킬, 선택적으로 할로겐, 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환, 및 C3-6 사이클로알킬로부터 선택될 수 있고, 또는 R1D 및 R1E는 함께 3-6-원자 고리(사이클릭 알킬 또는 헤테로사이클릭)를 형성할 수 있다. R1H는 C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, C2-4 헤테로알킬, 선택적으로 할로겐, 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환, 및 C3-6 사이클로알킬로부터 선택될 수 있다. 화학식 (I)의 예시적인 화합물은 표 1에 기재된 것을 포함한다. 이들 화합물은 실시예 1-6에 기재된 것과 유사한 방법으로 제조할 수 있다.
화합물 No. 분자 구조 분자량 100μM에서 억제%
1
Figure pct00013
 261.39 40
2
Figure pct00014
 275.42 42
3
Figure pct00015
 289.44 78
4
Figure pct00016
 275.42 43
5
Figure pct00017
 289.44 34
6
Figure pct00018
 303.47 83
7
Figure pct00019
 275.42 TBD
8
Figure pct00020
 289.23 TBD
9
Figure pct00021
 275.42 TBD
10
Figure pct00022
 289.44 TBD
11
Figure pct00023
 303.47 TBD
12
Figure pct00024
 289.44 TBD
본 발명의 조성물, 키트, 및 방법에 사용될 수 있는 화합물은 하기 화학식 (II)의 화합물을 포함한다:
화학식 (II)
Figure pct00025
.
화학식 (II)에서 m은 0 또는 1일 수 있고, R2A, R2B, 및 R2C 는 각각 독립적으로 H, 할로겐, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, CF3, OR2H, NR2IR2J, NR2KC(O)R2L, S(O)R2M, SO2R2NR2O, SO2NR2PR2Q, SO3R2R, CO2R2S, C(O)R2T, 및 C(O)NR2UR2V로부터 선택될 수 있으며; R2H, R2I, R2J, R2K, R2L, R2M, R2N, R2O, R2P, R2Q, R2R, R2S, R2T, R2U, 및 R2V는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택될 수 있다. n은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 또는 9일 수 있고, R2F 는 각각 독립적으로 할로겐, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, CF3, OR2H, NR2IR2J, NR2KC(O)R2L, S(O)R2M, SO2R2NR2O, SO2NR2PR2Q, SO3R2R, CO2R2S, C(O)R2T, 및C(O)NR2UR2V로부터 선택될 수 있으며; R2H, R2I, R2J, R2K, R2L, R2M, R2N, R2O, R2P, R2Q, R2R, R2S, R2T, R2U, 및 R2V는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 본 발명의 상기 화합물은 적어도 하나의 독립적인 R2C를 갖는다. 다른 구현예에서, 본 발명의 화합물은 적어도 하나의 R2F 및 9개까지의 R2F를 갖는다. R2D 및 R2E는 C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, C2-4 헤테로알킬, 선택적으로 할로겐, 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환, 및 C3-6 사이클로알킬로부터 선택될 수 있다. 화학식 (II)의 예시적인 화합물은 표 2에 기재된 것을 포함한다. 이들 화합물은 실시예 7-10에 기재된 것과 유사한 방법으로 제조할 수 있다.
화합물 No. 분자 구조 분자량 100μM에서 억제%
13
Figure pct00026
 247.36 33
14
Figure pct00027
 275.42 62
15
Figure pct00028
 289.44 40
16
Figure pct00029
 279.38 70
17
Figure pct00030
 261.39 TBD
18
Figure pct00031
 279.38 TBD
19
Figure pct00032
 315.36 TBD
20
Figure pct00033
 369.33 TBD
본 발명의 조성물, 키트, 및 방법에 사용될 수 있는 화합물은 하기 화학식 (III)의 화합물을 포함한다:
화학식 (III)
Figure pct00034
.
화학식 (III)에서 n은 0, 1, 2, 또는 3일 수 있고, R3A, R3B, 및 R3C 는 각각 독립적으로 H, 할로겐, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-　4 알키닐, OR3I, NR3JR3K, NR3LC(O)R3M, S(O)R3N, SO2R3OR3P, SO2NR3QR3R, SO3R3S, CO2R3T, C(O)R3U, 및 C(O)NR3VR3W로부터 선택될 수 있으며; R3I, R3J, R3K, R3L, R3M, R3N, R3O, R3P, R3Q, R3R, R3S, R3T, R3U, R3V, 및 R3W는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택될 수 있다. X3는 -NHC(O)-, 및 -C(O)NH로부터 선택될 수 있다. R3D 및 R3E는 각각 독립적으로 C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, C2-4 헤테로알킬, 선택적으로 할로겐, 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환, 및 C3-6 사이클로알킬로부터 선택될 수 있고, 또는 R3D 및 R3E는 함께 3-6-원자 고리(사이클릭알킬 또는 헤테로사이클릭)를 형성할 수 있다. R3F, R3G, 및 R3H는 각각 독립적으로 C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, C2-4 헤테로알킬, 선택적으로 할로겐, 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환, 및 C3-6 사이클로알킬로부터 선택될 수 있다. 화학식 (III)의 예시적인 화합물은 표 3에 기재된 것을 포함한다. 이들 화합물은 실시예 11-14에 기재된 것과 유사한 방법으로 제조할 수 있다.
화합물 No. 분자 구조 분자량 100μM에서 억제%
21
Figure pct00035
 305.49 97
22
Figure pct00036
 250.37 0
23
Figure pct00037
 278.42 56
24
Figure pct00038
 277.43 15
25
Figure pct00039
 277.43 3
26
Figure pct00040
 264.39 TBD
27
Figure pct00041
 292.45 TBD
합성
전하-개질된(charge-modified) 이온 채널 블록커의 합성은 선택적인 보호 및 모체 이온 채널 블록커, 링커, 벌키 그룹, 및/또는 전하 그룹(charged group)의 알코올, 아민, 케톤, 설피드릴 또는 카르복실 기능기의 탈보호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 아민에 대하여 일반적으로 사용되는 보호기는 tert-부틸, 벤질, 2,2,2-트리클로로에틸, 2-트리메틸시릴에틸, 9-플루오레닐메틸, 알릴, 및 m-니트로페닐과 같은 카르바메이트를 포함한다. 아민에 대하여 일반적으로 사용되는 다른 일반적인 보호기는 포름아마이드, 아세트아미드, 트리플루오로아세트아미드, 설폰아미드, 트리플루오로메탄설포닐아미드, 트리메틸시릴에탄설폰아미드, 및 tert-부틸설포닐아미드와 같은 아미드를 포함한다. 예를 들어, 카르복실에 대하여 일반적으로 사용되는 보호기는 메틸, 에틸, tert-부틸, 9-플루오레닐메틸, 2-(트리메틸시릴)에톡시 메틸, 벤질, 디페닐메틸, O-니트로벤질, 오쏘-에스테르, 및 할로-에스테르와 같은 에스테르를 포함한다. 예를 들어, 알콜에 대하여 일반적으로 사용되는 보호기는 메틸, 메톡시메틸, 메톡시에톡시 메틸, 메틸티오메틸, 벤질옥시메틸, 테트라하이드로피라닐, 에톡시에틸, 벤질, 2-나프틸 메틸, O-니트로벤질, P-니트로벤질, P-메톡시벤질, 9-페닐잔틸, 트리틸(메톡시-트리틸 포함), 및 시릴 에테르와 같은 에테르를 포함한다. 설피드릴에 대하여 일반적으로 사용되는 보호기의 예는 하이드록실에 대하여 사용되는 것과 동일한 보호기를 포함한다. 또한, 설피드릴은 환원형(예컨대, 다이설피드) 또는 산화형(예컨대, 설포닉산, 설포닉 에스테르, 또는 설포닉 아미드)으로 보호될 수 있다. 분자 내 다른 보호기를 제외하고 보호기를 제거할 수 있는 선택적 조건(예컨대, 산성 조건, 염기성 조건, 뉴클레오필에 의한 촉매, 루이스산에 의한 촉매, 또는 수소첨가)이 요구될 수 있다. 아민, 알코올, 설피드릴, 및 카르복실 기능성에 대한 보호기 첨가에 요구되는 조건 및 이들 제거에 요구되는 조건은 T.W. Green and P.G.M. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis (2nd Ed.), John Wiley & Sons, 1991 and P.J. Kocienski, Protecting Groups, Georg Thieme Verlag, 1994에 상세히 기재되어 있다.
전하-개질된 이온 채널 블록커는 당업자에게 익숙한 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 상기 개질은 예를 들어, J. March, Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms and Structure, John Wiley & Sons, Inc., 1992, page 617에 기재된 기술을 이용한 모체 이온 채널 블록커의 알킬화에 의해 이루어질 수 있다. 아미노기에서 구아니딘기로의 전환은 표준 합성 기술을 이용하여 실시할 수 있다. 예를 들어, Mosher는 아미노이미노메탄 설포닉산과 아민의 반응을 통해 모노-치환된 구아니딘을 제조하는 일반적인 방법을 기술하고 있다(Kim et al., Tetrahedron Lett. 29:3183 (1988)). 1H-피라졸-1-카르복사미딘 하이드로클로라이드; 1-H-피라졸-1-(N,N'-bis(tert-부톡시카르보닐)카르복사미딘; 또는 1-H-피라졸-1-(N,N'-bis(벤질옥시카르보닐)카르복사미딘을 이용하여 1차 및 2차 아민을 구아닐화 시키는 보다 편리한 방법이 Bernatowicz에 의해 개발되었다. 이 시약은 아민과 반응하여 모노-치환된 구아니딘을 생산한다(Bernatowicz et al., J. Org. Chem. 57:2497 (1992); and Bernatowicz et al., Tetrahedron Lett. 34:3389 (1993) 참조). 또한, 티오우레아 및 S-알킬-이소티오우레아는 치환된 구아니딘 합성에 있어서 유용한 중간체인 것으로 나타났다(Poss et al., Tetrahedron Lett. 33:5933 (1992)).
전하-개질된 이온 채널 블록커는 반응식 1에서 나타낸 바와 같이 모체 화합물에서 아민 질소의 알킬화에 의해 제조될 수 있다.
반응식 1
Figure pct00042
또한, 전하-개질된 이온 채널 블록커는 구아니딘기의 도입에 의해 제조될 수 있다. 상기 모체 화합물은 예컨대, 메틸시아나미드 또는 피라졸-1-카르복사미딘 유도체와 같은 시아나미드와 반응할 수 있다. 또한, 상기 모체 화합물을 시아노겐 브로마이드와 반응시킨 후 반응식 2에 나타낸 메틸클로로알루미늄 아미드와 반응시킬 수 있다. 2-(메틸티오)-2-이미다졸린과 같은 시약은 적절하게 기능화된 유도체(반응식 3)를 제조하는데 사용될 수 있다.
반응식 2
Figure pct00043
반응식 3
Figure pct00044
아민 질소 우너자를 포함하는 임의의 이온 채널 블록커는 반응식 1-5에 나타낸 바와 같이 개질될 수 있다. 본 발명의 특정한 하전 이온 채널 블록커에 대한 예시적인 합성 도식은 실시예 1-14에서 더 상세히 설명된다.
외재성 TRP 채널-형성 수용체 작용제
본 발명의 방법 및 키트에서 사용될 수 있는 TRPV1 작용제는 통각수용기에서 TRPV1 수용체를 활성화시키고, 전압 활동성(voltage-gated) 이온 채널에 대한 적어도 하나의 억제제의 진입을 허용하는 것을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 적합한 TRPV1 작용제는 바닐로이드 분자 계열의 캡사이신 또는 다른 캡사이시노이드이다. 자연 발생적인 캡사이시노이드는 캡사이신 자체, 디하이드로캡사이신, 노르디하이드로캡사이신, 호모디하이드로캡사이신, 호모캡사이신, 및 노니바미드이다. 다른 적합한 캡사이시노이드 및 캡사이시노이드 유사체 및 본 발명의 조성물 및 방법에 사용하기 위한 유도체는 자연 발생 및 합성 캡사이신 유도체 및 예컨대, 바닐라노이드(예컨대, N-바니릴-알카네디엔아미드, N-바니릴-알카네디에닐, 및 N-바니릴-cis-모노 비포화알케나미드), 캡시에이트, 디하이드로캡시에이트, 노르디하이드로캡시에이트 및 다른 캡시노이드, 캡시코니에이트, 디하이드로캡시코니에이트 및 다른 코니페릴 에스테르, 캡시코니노이드, 레시니페라톡신, 티니아톡신, 시바미드, N-페닐메틸알케나미드 캡사이신 유도체, 올바닐, N-[(4-(2-아미노에톡시)-3-메톡시페닐)메틸]-9Z-옥타-디카나미드, N-올레일-호모바닐 아미드, 트리프레닐 페놀(예컨대, 스쿠티게랄), 진저롤, 피페린, 쇼가올, 구아이아콜, 유제놀, 진저론, 누바닐, NE-19550, NE-21610, 및 NE-28345를 포함하는 유사체를 포함한다. 추가적인 캡사이시노이드, 그들의 구조 및 그들의 제조 방법은 본원에서 참고 문헌으로 인용된 미국 특허 제7,446,226 및 제7,429,673에 기재되어 있다.
추가의 적합한 TRPV1 작용제는 유제놀, 아르바닐 (N-아라키도노일바닐라민), 아난다미드, 2-아미노에톡시디페닐보레이트(2APB), AM404, 레시니페라톡신, 포르볼12-페닐아세테이트 13-아세테이트 20-호모바닐레이트 (PPAHV), 올바닐 (NE 19550), OLDA (N-올레오일도파민), N-아라키도닐도파민 (NADA), 6'-아이오도레시니페라톡신 (6'-IRTX), C18 N-아실에타놀라민, 리폭시게나아제 유도체 such as 12-HPETE(hydroperoxyeicosatetraenoic acid), ICK(inhibitor cysteine knot) 펩타이드(바닐로톡신), 피페린, MSK195 (N-[2-(3,4-디메틸벤질)-3-(피바로일록시)프로필]-2-[4-(2-아미노에톡시)-3-메톡시페닐]아세트아미드), JYL79 (N-[2-(3,4-디메틸벤질)-3-(피바로일록시)프로필]-N′'-(4-하이드록시-3-메톡시벤질)티오우레아), 하이드록시-알파-산쇼올, 2-아미노에톡시디페닐 보레이트, 10-쇼가올, 올레일진저롤, 올레일쇼가올, 및 SU200 (N-(4-tert-부틸벤질)-N′'-(4-하이드록시-3-메톡시벤질)티오우레아)를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또 다른 TRPV1 작용제는 아밀로카인, 아르티카인, 벤조카인, 부피바카인, 카르보카인, 카르티카인, 클로로프로카인, 사이클로메티카인, 디부카인 (신코카인), 디메토카인 (라로카인), 에티도카인, 헥실카인, 레보부피바카인, 리도카인, 메피바카인, 메프릴카인 (오라카인), 메타부톡시카인, 피페로카인, 프리로카인, 프로카인 (노바카인), 프로파라카인, 프로폭시카인, 리소카인, 로피바카인, 테트라카인 (아메토카인), 및 트리메카인을 포함한다.
본 발명의 방법, 조성물, 및 키트에서 사용될 수 있는 TRP1A 작용제는 통각수용기 또는 소양수용기에서 TRP1A 수용체를 활성화시키고, 전압 활동성(voltage-gated) 이온 채널에 대한 적어도 하나의 억제제의 진입을 허용하는 것을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 적합한 TRP1A 작용제는 신남알데하이드, 알릴-이소티오 시아네이트(머스타드 오일), 디알릴 디설파이드, 이실린, 시나몬 오일, 위터그린 오일, 클로브 오일, 아크로레인, 하이드록시-알파-산슈올, 2-아미노에톡시디페닐 보레이트, 4-하이드록시노네날, 메틸 p-하이드록시벤조에이트, 및 3'-카르바모일바이페닐-3-일 사이클로헥실카르바메이트(URB597)를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 방법, 조성물, 및 키트에서 사용될 수 있는 P2X 작용제는 통각수용기 또는 소양수용기에서 P2X 수용체를 활성화시키고, 전압 활동성(voltage-gated) 이온 채널에 대한 적어도 하나의 억제제의 진입을 허용하는 것을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 적합한 P2X 작용제는 2-메틸티오-ATP, 2' 및 3'-O-(4-벤조일벤조일)-ATP, 및 ATP5'-O-(3-티오트리포스페이트)를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
추가적인 제제
원한다면, 신경성 염증 치료에 일반적으로 사용되는 하나 이상의 추가적인 생물학적 활성 제제를 상술한 본 발명의 조성물과 조합하여 사용할 수 있다. 상기 생물학적 활성 제제는 아세트아미노펜, NSAIDs, 글루코코르티코이드, 나르코틱스(예컨대, 오피오이드), 트리사이클릭 항우울제, 아민 운반체 억제제, 항경련제, 항증식제, 및 면역 조절제를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 생물학적 활성 제제는 치료학적 효과가 있는 것으로 당업계에 공지된 임의의 제제, 투여량 또는 투여 방법을 사용하여 본 발명의 조성물의 투여 전, 투여와 동시에 또는 투여 후에 투여할 수 있다.
본 발명의 조성물과 조합하여 신경성 염증을 앓고 있는 환자(예컨대, 인간)에 투여될 수 있는 비 스테로이드계 항염증제(Non-steroidal anti-inflammatory drugs, NSAIDs)는 아세틸살리실산, 아목시프린, 베노릴레이트, 콜린 마그네슘 살리실레이트, 디플루니살, 에텐자미드, 파이스라민, 메틸 살리실레이트, 마그네슘 살리실레이트, 살리실 살리실레이트, 살리실아미드, 디클로페낙, 아세클로페낙, 아세메타신, 알클로페낙, 프롬페낙, 에토도락, 인도메타신, 나부메톤, 옥사메타신, 프로글루메타신, 설린닥, 톨메틴, 이부프로펜, 알미노프로펜, 베녹사프로펜, 카르프로펜, 덱시부프로펜, 덱스케토프로펜, 펜부펜, 페노프로펜, 플루녹사프로펜, 플루비프로펜, 이부프록삼, 인도프로펜, 케토프로펜, 케토로락, 록소프로펜, 나프록센, 옥사프로킨, 피르프로펜, 서프로펜, 티아프로펜산, 메페남산, 플루페남산, 메클로페남산, 톨페남산, 페닐 부타존, 암피론, 아자프로파존, 클로페존, 케부존, 메타미졸, 모페부타존, 옥시펜부타존, 펜나존, 설핀피라존, 피록시캄, 드록시캄, 로녹시캄, 메록시캄, 테녹시캄, 및 COX-2 억제제 셀레콕시브, 에토리콕시브, 푸미라콕시브, 파레콕시브, 로페콕시브, 발데콕시브, 및 이들의 약제학적으로 허용가능한 염을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 조성물과 조합하여 신경성 염증을 앓고 있는 환자(예컨대, 인간)에 투여될 수 있는 글루코코르티코이드는 하이드로코르티손, 코르티손 아세테이트, 프레드니손, 프레드니솔론, 메틸 프레드니솔론, 덱사메타손, 베타메타손, 트리암시놀론, 베클로메타손, 플루드로카르티손 아세테이트, 디옥시코르티코스테론 아세테이트, 알도스테론, 및 이들의 약제학적으로 허용가능한 염을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 조성물과 조합하여 신경성 염증을 앓고 있는 환자(예컨대, 인간)에 투여될 수 있는 나르코틱스는 트라마돌, 하이드로코돈, 옥시코돈, 모르핀, 및 이들의 약제학적으로 허용가능한 염을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 조성물과 조합하여 신경성 염증을 앓고 있는 환자(예컨대, 인간)에 투여될 수 있는 항증식제 및 면역조절제는 알킬화제, 플래티늄 제제, 항대사제, 토포이소머라아제 억제제, 디하이드로포레이트 환원효소 억제제, 항암 항생제, 유사분열 억제제, 아로마타아제 억제제, 티미디레이트 합성 효소 억제제, DNA 길항제, 파르네실트랜스퍼라아제 억제제, 펌프 억제제, 히스톤 아세틸트랜스퍼라아제 억제제, 메탈로프로테이나아제 억제제, 리보뉴클레오시드 환원효소 억제제, TNF-α 작용제, TNF- α 길항제 또는 스캐빈저, 인터루킨 1(IL-1) 길항제 또는 스캐빈저, 엔도텔린 A 수용체 길항제, 레티노산 수용체 작용제, 호르몬제, 항호르몬제, 광역학제, 및 티로신 키나아제 억제제를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
조성물의 제형
본 발명의 화합물의 투여는 표적 부위에서 인지된 통증 감각을 감소시키는 결과를 나타내는 임의의 적합한 수단에 의한 것일 수 있다. 본 발명의 화합물은 임의의 적합한 담체 물질에 임의의 적합한 양이 함유될 수 있으며, 일반적으로 조성물의 총 중량의 1-95% 중량%로 존재한다. 상기 조성물은 경구, 비경구(예컨대, 정맥 내, 근육 내), 직장, 피부, 피하, 국소, 경피, 설하, 비강, 질, 척수강 내, 경막 외 또는 안구 투여, 또는 주사, 흡입, 또는 비강 또는 구강 점막에 직접 접촉하는데 적합한 투여 형태로 제공될 수 있다.
따라서, 상기 조성물은 예를 들어, 정제, 캡슐제, 환제, 과립제, 현탁제, 유제, 용액, 하이드로겔을 포함하는 겔, 페이스트, 크림, 플라스터, 드렌치, 삼투전달장치, 좌제, 관장제, 주사제, 임플란트, 스프레이, 또는 에어로졸의 형태일 수 있다. 상기 조성물은 통상적인 약제학적 관행에 따라 제형화될 수 있다(예를 들어, Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 20th edition, 2000, ed. A.R. Gennaro, Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, and Encyclopedia of Pharmaceutical Technology, eds. J. Swarbrick and J. C. Boylan, 1988-1999, Marcel Dekker, New York 참조).
각각의 화합물은 당업계에 공지된 다양한 방법으로 제형화될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2약제는 함께 또는 개별적으로 제제화될 수 있다. 바람직하게는, 제1 및 제2약제제는 약제의 투여와 동시 또는 거의 동시에 투여하기 위해 함께 제형화된다.
개별적으로 제형화된 제제는 키트로서 함께 포장될 수 있다. 비한정적인 예로 예컨대, 2개의 환제, 하나의 환제 및 분말, 하나의 바이알 내 좌제 및 액제, 2개의 국소 크림 등을 포함하는 키트를 포함하나 이에 한정되지는 않는다. 상기 키트는 분말 형태 재구성용 바이알, 주사용 주사기, 맞춤형 IV 전달 시스템, 흡입기 등과 같이 환자에게 단위 투여량을 투여하는데 도움을 주는 선택적 구성요소를 포함할 수 있다. 또한, 상기 단위 투여량 키트는 상기 조성물의 제조 및 투여에 관한 지침을 포함할 수 있다.
상기 키트는 한명의 환자에 대한 단일 사용 단위 용량, 특정 환자에 대한 여러 용도(일정한 용량에서 개별 화합물은 치료가 진행됨에 따라 효력이 다를 수 있음)로 제조될 수 있고; 또는 상기 키트는 다수 환자에 대한 투여를 위해 적합한 다중 투여량("벌크 포장)을 포함할 수 있다. 상기 키트는 카톤, 블리스터 팩, 병, 튜브 등으로 조립될 수 있다.
제어된 방출 제형
본 발명의 각 화합물은 단독 또는 상술한 하나 이상의 생물학적 활성 제제와 조합하여 미국 특허 출원 공개 제2003/0152637호 및 제2005/0025765호(이들 각각은 본원에 참고로 인용됨)에 기술된 바와 같이 제어된 방출(예컨대, 지속 또는 측정된) 투여를 위해 제형화될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 화합물은 단독 또는 상술한 하나 이상의 생물학적 활성 제제와 조합하여 염증 부위에 투여되는 캡슐 또는 정제에 혼입될 수 있다.
임의의 약제학적으로 허용가능한 비히클 또는 치료될 부위(예컨대, 수술 절개, 상처, 또는 관절)로의 국소 침윤 또는 주사에 적합한 제형은 단독 또는 상술한 하나 이상의 생물학적 활성 제제와 조합하여 본 발명의 화합물의 지속적인 방출을 제공할 수 있고, 필요에 따라 염증의 연장 억제 또는 완화를 위해 사용될 수 있다. 당업계에 공지된 서방형 제형은 외과적 삽입을 위해 특수하게 코팅된 펠릿, 중합체 제형 또는 매트릭스 또는 예를 들어, 이식, 삽입, 주입 또는 주사를 위한 마이크로스피어 또는 마이크로캡슐과 같은 서방형 마이크로파티클를 포함하며, 상기 활성 약제의 서방성은 지속되거나 제어된 확산 및/또는 제제 코팅의 선택적 제거 또는 중합체 매트릭스의 선택적 제거를 통해 이루어진다. 환자의 바람직한 국소 부위에 제제를 지속적으로 또는 즉시 전달하기 위한 다른 제형 또는 비히클은 예를 들어, 현탁액, 유제, 겔, 리포좀 및 당업계에 공지된 다른 임의의 적합한 비히클 또는 피하 또는 근육 내 투여를 위해 허용가능한 제형을 포함한다.
다양한 생체적합성 물질은 상술한 바와 같이, 단독 또는 상술한 하나 이상의 생물학적 활성 제제와 조합하여 본 발명의 화합물의 제어된 방출을 제공하는 제어 방출 담체로 이용될 수 있다. 당업자에게 공지된 임의의 약제학적으로 허용가능한 생체적합성 중합체가 이용될 수 있다. 상기 생체적합성 제어 방출 물질은 약 1년, 바람직하게는 약 3개월, 보다 바람직하게는 약 2개월 이내에 생체 내에서 분해되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 상기 제어 방출 물질은 1-3개월 내에 제거되고, 상기 물질의 적어도 50%가 신체에 의해 비독성 잔류물로 분해되고, 약 2주 이내, 바람직하게는 약 2일 내지 7일 이내에 본 발명의 상기 화합물 100%가 방출된다. 분해가능한 제어 방출 물질은 바람직하게는 가수분해, 표면 침식 또는 벌크 침식에 의해 분해되어야 하므로 상기 방출은 바람직한 방출 속도로 지속된다. 그러나, 상기 제형의 약동학적 방출 프로파일은 원하는 시간 동안 원하는 가역적 국소 마취 효과를 제공하기 위해 1차 오더(first order), 0차 오더(zero order), 2상(bi-phasic) 또는 다상(multi-phasic)일 수 있다.
적합한 생체적합성 중합체는 상기 제어 방출 물질로서 이용될 수 있다. 상기 중합체 물질은 생체적합성, 생분해성 중합체를 포함할 수 있고, 특정 바람직한 구현예에서 바람직하게는 락트산 및 클리콜산의 공중합체이다. 본 발명의 제형에 유용한 바람직한 제어 방출 물질은 폴리안하이드라이드, 폴리에스테르, 락트산 및 글리콜산의 공중합체(바람직하게는 락트산 대 글리콜산의 중량비가 4:1 이하, 즉, 80 중량% 이하의 락트산 대 20 중량% 이상의 글리콜산) 및 예를 들어, 무수 말레인산과 같은 적어도 1 중량%의 무수물 촉매를 함유하는 촉매 또는 분해 촉진 화합물을 포함하는 폴리 오르토에스테르를 포함한다. 폴리에스테르의 예는 폴리락트산, 폴리글리콜산 및 폴리락트산-폴리글리콜산 공중합체를 포함한다. 다른 유용한 중합체는 콜라겐, 젤라틴, 피브린 및 피브리노겐 및 하일루론산과 같은 폴리사카라이드를 포함한다.
상기 중합체 물질은 당업계에 공지된 임의의 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 중합체 물질이 락트산 및 글리콜산의 공중합체로 구성되는 경우, 상기 공중합체는 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제4,293,539호에 개시된 절차에 의해 제조될 수 있다. 대안적으로, 락트산 및 글리콜산의 공중합체는 당업계에 공지된 임의의 다른 절차에 의해 제조될 수 있다. 다른 유용한 중합체는 폴리락티드, 폴리글리코라이드, 폴리안하이드라이드, 폴리오르토에스테르, 폴리카프로락톤, 폴리포스파젠, 폴리포스포에스테르, 폴리사카라이드, 단백질성 중합체, 폴리사카라이드의 수용성 유도체, 단백질성 중합체의 수용성 유도체, 폴리펩타이드, 폴리에스테르, 및 폴리오르토에스테르 또는 이들의 혼합물 또는 블렌드를 포함한다. 본 발명에 유용한 약제학적으로 허용가능한 폴리안하이드라이드는 물-불안정 안하이드라이드 결합을 갖는다. 약물 방출 속도는 사용된 특정 폴리안하이드라이드 중합체 및 이의 분자량에 의해 조절될 수 있다. 상기 폴리사카라이드는 예컨대, 전분 글리코겐, 아밀로오스, 아밀로펙틴, 및 이들의 혼합물인 폴리-1,4-글루칸일 수 있다. 상기 생분해성 친수성 또는 소수성 중합체는 가수분해된 아밀로펙틴, 예컨대, 하이드록시 에틸 전분(HES), 하이드록시 에틸 아밀로오스, 디알데하이드 전분 등과 같은 가수분해된 아밀로펩틴의 하이드록시알킬 유도체를 포함하는 폴리-1,4-글루칸의 수용성 유도체일 수 있다. 상기 폴리안하이드라이드 중합체는 분지형 또는 선형일 수 있다. 본 발명에 유용한 중합체의 예는 (단독중합체 및 폴리(락트산) 및/또는 폴리(글리콜산)의 공중합체에 더하여) 폴리[bis(p-카르복시 페녹시) 프로판 안하이드라이드](PCPP), 폴리[bis(p-카르복시)메탄 안하이드라이드](PCPM), 올리고머화된 불포화 지방족산의 폴리안하이드라이드, 추가적인 카르복실산, 아로마틱 폴리안하이드라이드 조성물, 및 지방산 종결 폴리안하이드라이드(예컨대, 다이머의 모노머로부터 중합된 폴리안하이드라이드 및/또는 불포화 지방산의 트리머 또는 불포화 지방족산)와 같은 다른 물질과 폴리안하이드라이드의 공중합체를 포함하도록 변형된 아미노산으로부터 제조된 폴리안하이드라이드 중합체를 포함한다. 폴리안하이드라이드는 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제4,757,128호에 기재된 방법에 따라 제조될 수 있다. 폴리오르에스테르 중합체는 예를 들어, 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제4,070,347호에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다. 폴리포스포에스테르는 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제6,008,318호, 제6,153,212호, 제5,952,451호, 제6,051,576호, 제6,103,255호, 제5,176,907호 및 제5,194,581호에 기재된 바와 같이 제조되고 사용될 수 있다.
또한, 단백질성 중합체가 사용될 수 있다. 단백질성 중합체 및 이들의 수용성 유도체는 겔화 생분해성 합성 폴리펩타이드, 엘라스틴, 알킬화 콜라겐, 알킬화 엘라스틴 등을 포함한다. 생분해성 합성 폴리펩타이드는 폴리-(N-하이드록시알킬)-L-아스파라긴, 폴리-(N-하이드록시알킬)-L-글루타민, copolymers of 다른 아미노산과 N-하이드록시알킬-L-아스파라긴 및 N-하이드록시알킬-L-글루타민의 공중합체 등을 포함한다. 제안된 아미노산은 L-알라닌, L-라이신, L-페닐알라닌, L-발린, L-타이로신 등을 포함한다.
추가적인 구현예에서, 상기 제어 방출 물질은 단독 또는 상술한 하나 이상의 생물학적 활성 제제와의 조합을 통해 본 발명의 화합물에 대한 담체로서 작용하며, 펙틴(폴리갈락투론산), 뮤코폴리사카라이드(하일루론산, 뮤신) 또는 비독성 렉틴를 추가적으로 포함할 수 있고, 또는 상기 중합체 자체는 생물접착성일 수 있다(예를 들어, 폴리안하이드라이드 또는 키토산과 같은 폴리사카라이드).
겔을 포함하는 생분해성 중합체의 구체예에서, 유용한 중합체는 열적 겔화 중합체(thermally gelling polymer)(예컨대, 폴리에틸렌 옥사이드, BASF Wyandotte 의 PluronicTM F127 과 같은 폴리프로필렌 옥사이드(PEO-PPO) 차단 공중합체)이다. 그러한 경우, 상기 국소 마취제제는 30oC 이상으로 빠르게 겔화되는 자유 유동 액체로서 주사기를 통해 주입될 수 있다(예컨대, 환자에 주입될 때). 상기 겔 시스템은 본 발명의 화합물을 단독 또는 상술한 하나 이상의 생물학적 활성 제제와의 조합으로 투여 부위에서 일정한 투여량을 방출한다.
경구용 고체 제형
경구용 제형은 비독성의 약제학적으로 허용가능한 부형제와의 혼합물에서 활성 성분(들)을 포함하는 정제를 포함한다. 이러한 부형제는 예를 들어, 불활성 희석제 또는 충전제(예컨대, 수크로오스, 소르비톨, 설탕, 만니톨, 마이크로크리스탈린 셀룰로오스, 감자 전분을 포함하는 전분, 칼슘 카보네이트, 소듐 클로라이드, 락토오스, 칼슘 포스페이트, 칼슘 설페이트, 또는 소듐 포스페이트); 과립화 및 붕해제(예컨대, 마이크로스탈린 셀룰로오스를 포함하는 셀룰로오스 유도체, 감자 전분을 포함하는 전분, 크로스카르멜로오스 소듐, 알지네이트, 또는 알긴산); 결합제(예컨대, 수크로오스, 글루코오스, 소르비톨, 아카시아, 알긴산, 소듐 알지네이트, 젤라틴, 전분, 전호화분 전분, 마이크로크리스탈린 셀룰로오스, 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 카르복시메틸 셀룰로오스 소듐, 메틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 또는 폴리에틸렌 글리콜); 및 윤활제, 글리던트, 및 항부착제(예컨대, 마그네슘 스테아르산염, 아연 스테아르산염, 스테아르산, 실리카, 경화 식물성 오일, 또는 활석) 일 수 있다. 다른 약제학적으로 허용가능한 부형제는 착색제, 향료, 가소제, 습윤제, 완충제 등일 수 있다.
2종 이상의 화합물은 정제, 캡슐, 또는 다른 비히클과 함께 혼합될 수 있고, 또는 분할될 수 있다. 일 예시에서, 제1화합물은 정제의 내부에 포함되고, 제2화합물은 외부에 있으므로 제2화합물의 상당 부분이 제1화합물의 방출 전에 방출된다.
경구형 제제는 저작가능한 정제, 또는 활성성분이 불활성 고체 희석제(예컨대, 감자 전분, 락토오스, 마이크로크리스탈린 셀룰로오스, 칼슘 카르보네이트, 칼슘 포스페이트 또는 카올린)와 혼합된 경질 젤라틴 캡슐, 또는 활성성분이 물 또는 오일(예를 들어, 땅콩 오일, 액체 파라핀, 또는 올리브 오일)과 혼합된 연질 젤라틴 캡슐로 제공될 수 있다. 분말, 과립, 및 펠릿은 예를 들어, 혼합기, 유동층 장치 또는 분무 건조 장치를 사용하여 통상적인 방식으로 정제 및 캡슐로 상기 언급된 성분을 이용하여 제조할 수 있다.
용해 또는 확산 제어 방출은 화합물의 정제, 캡슐, 펠릿 또는 과립제제의 적절한 코팅, 또는 적절한 매트릭스로 상기 화합물의 혼입시킴으로써 달성될 수 있다. 제어 방출 코팅은 상술한 하나 이상의 코팅 물질 및/또는, 예컨대, 셸락, 밀랍, 글리코왁스, 캐스터 왁스, 카르나우바 왁스, 스테아릴 알코올, 글리세릴 모노 스테아르산염, 글리세릴 디스테아르산염, 글리세롤 팔미토스테아르산, 에틸셀룰로오스, 아크릴 레진, dl-폴리락산, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 아세테이트, 비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌, 폴리메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시 메타크릴레이트, 메타크릴레이트 하이드로겔, 1,3 부틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 및/또는 폴리에틸렌 글리콜을 포함할 수 있다. 제어 방출 매트릭스 제형에서 상시 매트릭스 물질은 예컨대, 수화된 메틸 셀룰로오스, 카르나우바 왁스 및 스테아릴 알코올, 카르보폴 934, 실리콘, 글리세릴 트리스테아르산염, 메틸 아크릴레이트-메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 및/또는 할로겐화 플루오로 탄소를 포함할 수 있다.
본 발명의 화합물 및 조성물이 경구 투여를 위해 혼입될 수 있는 액체 형태는 수용성 용액, 적절하게 향료가 첨가된 시럽, 수용성 또는 오일 현탁액, 및 면실유, 참깨 오일, 코코넛 오일 또는 땅콩 오일과 같은 식용유를 포함하는 향미 에멀젼 뿐만 아니라 엘릭서 및 이와 유사한 약제학적 비히클을 포함한다.
일반적으로 인간에게 투여될 경우, 본 발명에서 임의의 화합물의 경구 투여량은 상기 화합물의 성질에 의존할 것이며, 당업자는 용이하게 결정할 수 있다. 전형적으로 투여량은 약 0.001 mg - 2000 mg/일, 바람직하게는 약 1 mg - 1000 mg/일, 및 더욱 바람직하게는 약 5 mg - 500 mg/일이다. 하루에 최대 200 mg의 투여량이 필요할 수 있다.
상술한 바와 같이, 병용 요법에서 각 약물의 투여는 독립적으로 1일 내지 1년 동안, 또는 환자의 일생 동안 하루 1회 내지 4회일 수 있다. 많은 사례에서 만성적이고 장기적인 투여가 지시될 것이다.
비경구 제형
비경구 투여(예컨대, 주사에 의한)에 적합한 제형은 상기 화합물이 용해, 현탁 또는 달리 제공되는(예컨대, 리포좀 또는 다른 미립자 내에서) 수용성 또는 비수용성, 등장성(isotonic), 무-발열원, 멸균 액체(예컨대, 용액, 현탁액)를 포함한다. 이러한 액체는 항산화제, 완충제, 보존제, 안정화제, 세균 발육 저지제, 현탁제, 증점제, 및 특정 수여자의 혈액(또는 다른 관련 체액)과 등장성을 갖도록 만드는 용질과 같은 다른 약제학적으로 허용가능한 성분을 추가로 포함할 수 있다. 부형제의 예는 예를 들어, 물, 알코올, 폴리올, 글리세롤, 식물성 오일 등을 포함한다. 상기 제형에 사용되는 적합한 등장성 담체의 예는 Sodium Chloride Injection, Ringer's Solution, 또는 Lactated Ringer's Injection를 포함한다. 상기 액체에서 상기 화합물의 농도는 전형적으로 약 1 ng/ml 내지 약 10 μg/ml, 예를 들어, 약 10 ng/ml 내지 약 1 μg/ml이다. 상기 제형은 단위 용량 또는 다중 용량 밀폐 용기, 예를 들어, 앰플 및 바이알로 제공될 수 있고, 예를 들어, 주사 직적에 사용하는 물과 같은 멸균 액체 담체의 첨가를 필요로하는 동결 건조 상태로 저장될 수 있다. 즉석 주사 용액 및 현탁액은 멸균 분말, 과립 및 정제로부터 제조될 수 있다.
국소 제형
단독 또는 하나 이상의 상술한 생물학적 활성 제제와 조합된 본 발명의 조성물은 0.0001% 및 25% (w/w) 또는 그 이상의 활성 성분(들)을 포함하는 국소 비히클과 함께 국소용으로 적용될 수 있다.
바람직한 조합에서, 상기 활성 성분은 각각 바람직하게는 0.0001% 내지 10% (w/w), 더욱 바람직하게는 0.0005% 내지 4% (w/w) 활성 성분이다. 크림은 매일 1 내지 4회 또는 필요할 경우, 적용될 수 있다. 상술한 방법의 실시는 본 발명의 조성물을 포함하는 국소 비히클, 또는 본 발명의 조성물을 포함하는 병용 요법을 바람직하게는 환자의 염증 부위에 적용하는 것이다. 예를 들어, 크림을 관절염 손가락으로 고통받는 환자의 손에 적용할 수 있다.
상기 조성물은 임의의 피부학적으로 허용가능한 담체를 이용하여 제형화할 수 있다. 예시적인 담체는 예컨대, 알루미나, 클레이, 마이크로크리스탈린 셀룰로오스, 실리카, 또는 탈크와 같은 고체 담체; 및 또는 예컨대, 알코올, 글리콜, 또는 물-알코올/글리콜 혼합물과 같은 액체 담체를 포함한다. 상기 치료제는 피부에 치료제가 침투될 수 있도록 하는 리포좀 제형으로 투여될 수 있다. 이러한 리포좀 제형은 미국 특허 제5,169,637호; 제5,000,958호; 제5,049,388호; 제4,975,282호; 제5,194,266호; 제5,023,087호; 제5,688,525호; 제5,874,104호; 제5,409,704호; 제5,552,155호; 제5,356,633호; 제5,032,582호; 제4,994,213호; 제8,822,537호, 및 PCT 공보 WO 96/40061에 기재되어 있다. 다른 적절한 비히클의 예시는 미국 특허 제4,877,805호, 제8,822,537호, 및 EP 공보 0586106A1에 기술되어 있다. 본 발명의 적절한 비히클은 미네랄 오일, 광유, 폴리데센, 스테아린산, 이소프로필 미리스테이트, 폴리옥실 40 스테아르산염, 스테아릴 알코올, 또는 식물성 오일을 포함할 수 있다.
상기 조성물은 "Percutaneous Penetration enhancers", (eds. Smith EW and Maibach HI. CRC Press 1995)에 기재된 것과 같은 피부 투과 증진제를 추가적으로 포함할 수 있다. 예시적인 피부 투과 증진제는 본 발명에 참고문헌으로 인용된 미국 특허 제6,083,996호 및 제6,118,020호에 기재된 도데실 2-(N,N 디메틸아미노) 프로피오네이트 (DDAIP)와 같은 알킬(N,N-2가 치환 아미노 알카노에이트); 폴리아크릴산 공중합체, 카르보머(예컨대, B. F. Goodrich Company (Akron, Ohio)로부터 입수할 수 있는 CarbopolTM 또는 Carbopol 940PTM), 폴리아크릴산의 공중합체(예컨대, B. F. Goodrich Company의 PemulenTM 또는 A. H. Robbins, Richmond, Va.의 PolycarbophilTM)와 같은 수용성 산 중합체; 아가 검, 알지네이트, 카라기난 검, 가티 검, 카라야 검, 카다야 검, 람산 검, 잔탄 검, 및 갈락토만난 검(예컨대, 구아 검, 캐롭 검, 및 로커스트 콩 검)와 같은 폴리사카라이드 검 뿐만 아니라 당업계에 알려진 다른 검(예를 들어, Industrial Gums: Polysaccharides & Their 유도체, Whistler R. L., BeMiller J. N. (eds.), 3rd Ed. Academic Press (1992) and Davidson, R. L., Handbook of Water-Soluble Gums & Resins, McGraw-Hill, Inc., N.Y. (1980) 참조)); 또는 이들의 조합을 포함한다.
다른 적합한 중합체 피부 투과 증진제는 에틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 유도체이다. 또한, 원하는 경우, 공지된 경피 투과 증진제를 첨가할 수 있다. 구체적인 예는 디메틸 설폭사이드(DMSO) 및 디메틸 아세트아미드(DMA), 2-피롤리돈, N,N-디에틸-m-토루아미드(DEET), 1-도데실아자사이클로펩탄-2-원(AzoneTM, Nelson Research의 등록상표), N,N-디메틸 포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 칼슘 티오글리코레이트 및 디옥소란과 같은 다른 증진제, 사이클릭 케톤, 및 이들의 유도체 등이 있다.
또한, 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제4,980,378호 및 제5,082,866호에 기재된 알킬 N,N-2-(2가 치환 아미노) 알카노에이트는 생분해성 흡수 증진제 그룹의 구체적인 예이며, 테트라데실(N,N-디메틸아미노) 아세테이트, 도데실(N,N-디메틸아미노) 아세테이트, 데실(N,N-디메틸아미노) 아세테이트, 옥틸(N,N-디메틸아미노) 아세테이트, 및 도데실(N,N-디에틸아미노) 아세테이트를 포함한다.
특히, 바람직한 피부 투과 증진제는 이소프로필 미리스테이트; 이소프로필 팔미에이트; 디메틸 설폭사이드; 데실메틸 설폭사이드; 중쇄 지방산의 디메틸 알라닌 아미드; 도데실 2-(N,N-디메틸아미노) 프로피오네이트 또는 이의 염으로서 미국 특허 제6,118,020에 기재된 유기염(예컨대, 염산, 브롬화수소산, 황산, 인산, 및 질산 부가 염) 및 무기염(예컨대, 아세트산, 벤조산, 살리실산, 글리콜산, 숙신산, 니코틴산, 타르타르산, 말레산, 말산, 팜산, 메탄 설폰산, 사이클로헥산설팜산, 피크르산, 및 락산 부가 염); 및 미국 특허 제4,980,378호 및 제5,082,866호에 기재된 알킬 2-(N,N-2가 치환 아미노)-알카노에이트를 포함한다.
조성물 중 상기 피부 투과 증진제의 중량은 0.5% 내지 10 % (w/w) 범위일 수 있다. 가장 바람직한 범위는 1.0% 및 5% (w/w) 사이일 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 피부 투과 증진제는 상기 조성물에서 0.5% -1%, 1%-2%, 2%-3%, 3%-4%, 또는 4%-5% (w/w) 포함된다.
상기 조성물은 임의의 유용한 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 상기 조성물은 용액, 에멀젼(마이크로에멀젼 포함), 현탁액, 크림, 폼, 로션, 겔, 분말, 또는 다른 전형적인 고체, 반고체, 또는 피부 또는 다른 조직에 적용하기 위한 액체 조성물(예컨대, 국소 스프레이)로 제형화될 수 있다. 이러한 조성물은 착색제, 방향제, 증점제(예컨대, 잔탄 검, 지방산, 지방산 염 또는 에스테르, 지방 알코올, 개질된 셀룰로오스, 개질된 광물질, Krisgel 100TM, 또는 합성 중합체), 항균제, 용매, 계면활성제, 세정제, 겔화제, 항산화제, 충전제, 염료, 점도조절제, 보존제, 보습제, 피부연화제(예컨대, 천연 또는 합성 오일, 탄화수소 오일, 왁스, 또는 실리콘), 수화제, 착화제, 점활제, 가용화 부형제, 어쥬번트, 분산제, 피부 투과 증진제, 가소제, 방부제, 안정화제, 해열제, 습윤제, 자외선 차단제, 유화제, 보습제, 수렴제, 탈취제와 같은 제품에 사용되는 전형적인 다른 성분을 포함할 수 있고, 마취제, 항가려움 활성제, 식물 추출물, 조절제, 다크닝제 또는 라이트닝제, 광택제, 습윤제, 운도, 미네랄, 폴리페놀, 실리콘 또는 이의 유도체, 자외선 차단제, 비타민, 및 식물 의약품을 선택적으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 조성물은 추가의 이점을 제공하고 상기 국소 제형의 느낌 및/또는 외관을 개선시키기 위한 다른 성분을 포함할 수 있다. 이러한 제형에서 일반적으로 사용되는 첨가제는 이소프로필 미리스테이트, 소르브산 NF 분말, 폴리에틸렌 글리콜, 포스파티딜콜린(phospholipon G와 같은 포스파티딜콜린의 혼합물 포함), Krisgel 100TM, 증류수, 소듐 하이드록사이드, 데실 메틸 설폭사이드(피부 투과 증진제와 같은), 멘톨 크리스탈, 라벤더 오일, 부틸화 하이드록시 톨루엔, 에틸 디글리콜 시약, 및 95%(190 proof) 에탄올을 포함한다.
안구 투여를 위한 제형
본 발명의 상기 화합물은 상기 활성 화합물 또는 화합물들의 유효량을 안구의 시신경 부위에 전달하기에 충분한 농도의 안과적으로 허용가능한 담체와 함께 제형화될 수 있다. 안과 치료용 용액은 하나 이상의 상기 활성 화합물을 바람직하게는 약 0.0001% 내지 약 1%( weight by volume) 및 보다 바람직하게는 약 0.0005% 내지 약 0.1%( weight by volume)의 농도 범위로 포함한다.
안과적으로 허용가능한 담체는 눈에 심각한 자극을 일으키지 않으며, 상기 하전된 나트륨 채널 블록커의 약리학적 활성 및 특성을 파괴하지 않는다. 안과적으로 허용가능한 담체는 일반적으로 멸균되고, 근본적으로 외부 입자가 없으며, 일반적으로 5-8 범위의 pH를 갖는다. 바람직하게는 상기 pH는 가능한 한 눈물액(7.4)의 pH에 가깝다. 안과적으로 허용가능한 담쳬를 예를 들어, 등장성 나트륨 클로라이드 또는 붕산 용액과 같은 멸균 등장액이다. 이러한 담체는 전형적으로 나트륨 클로라이드 또는 붕산을 포함하는 수용액이다. 또한, 인산 완충 식염수(PBS) 용액도 유용하다.
다양한 방부제가 안과용 제형을 제조하는데 사용될 수 있다. 바람직한 방부제는 벤잘코늄 포타슘, 클로로부탄올, 티메로살, 페닐아세테이트 제2수은, 및 페닐니트레이트 제2수은을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 마찬가지로 다양한 바람직한 비히클은 상기 안과용 제형에 사용될 수 있다. 이러한 비히클은 폴리비닐 알코올, 포비돈, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스, 폴록사머, 카르복시메틸 셀룰로오스 및 하이드록시 에틸 셀룰로오스를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
긴장성 조정제(tonicity adjustors)는 필요 또는 편의에 따라 첨가될 수 있다. 이들은 염, 특히 나트륨 클로라이드, 포타슘 클로라이드 등, 만니톨 및 글리세린, 또는 임의의 다른 적합한 안과적으로 허용가능한 긴장성 조정제를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
생성된 제형이 안과적으로 허용될 수 있는 한, pH를 조절하기 위한 다양한 완충제 및 수단이 이용될 수 있다. 따라서, 완충제는 아세테이트 완충제, 시트르산 완충제, 포스페이트 완충제, 및 보레이트 완충제를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 산 또는 염기는 필요에 따라 이들 제형의 pH를 조정하는데 사용될 수 있다. 안과적으로 허용가능한 항산화제가 포함될 수 있다. 항산화제는 나트륨 메타바이설파이트, 나트륨 티오설페이트, 아세틸시스테인, 부틸화 하이드록시 아니솔, 및 부틸화 하이드록시 톨루엔을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
비강 및 흡입 투여용 제형
본 발명의 약제학적 조성물은 비강 또는 비강 내 투여용으로 제형화될 수 있다. 비강 투여에 적합한 제형은 담체가 고체인 경우, 예를 들어, 비강을 통한 급속 흡입에 의해 투여되는 약 20 내지 500 마이크론 범위의 입자 크기를 갖는 굵은 분말을 포함한다. 담체가 액체, 예를 들어, 비강 스프레이 또는 점비액인 경우, 하나 이상의 제형은 수성 또는 유성 용액에서 혼합될 수 있고, 비강으로 흡입 또는 분무될 수 있다.
흡입에 의한 투여의 경우, 상기 활성 성분은 적합한 추진제, 예컨대, 디클로로 디플루오로 메탄, 트리클로로 플루오로 메탄, 디클로로 테트라 플루오로 에탄, 이산화탄소 또는 다른 적합한 가스를 함께 사용하여 가압 팩 또는 분무기로부터 에어로졸 스프레이 형태로 전달될 수 있다. 가압 에어로졸의 경우, 투여량 단위는 계량된 양을 전달하기 위한 밸브를 제공함으로써 결정될 수 있고, 예를 들어, 흡입기 또는 취입기에 사용하기 위한 젤라틴의 캡슐 및 카트리지는 상기 화합물의 분말 혼합물 및 락토오스 또는 전분과 같은 적합한 분말을 포함하도록 제형화될 수 있다.
지시
본 발명의 상기 방법, 조성물, 및 키트는 등 및 목 통증, 암 통증, 부인과 및 분만 통증, 섬유 근육통, 관절염 및 다른 류마티스성 통증, 정형외과 통증, 대상포진 및 다른 신경병증성 통증, 겸상 적혈구 발증, 간질성 방광염, 요도염 및 기타 비뇨기과 통증, 치통, 두통, 수술 후 통증, 및 시술 관련 통증(즉, 주사, 농양 배출, 수술, 치과 시술, 안과 시술, 안과 자극, 결막염(예컨대, 알레르기성 결막염), 눈 발적, 안구 건조증, 관절경 검사 및 다른 의료기기의 사용, 성형외과 시술, 피부과 시술, 골절, 생검 등)와 관련된 통증을 포함하는 다수의 상태의 임의의 것과 관련된 통증 또는 가려움증을 치료하는데 사용될 수 있다.
통각수용기의 서브클래스가 가려움증을 매개하기 때문에 본 발명의 방법, 조성물, 및 키트는 피부염, 감염, 기생충, 곤충자상, 임신, 대사 장애, 간 또는 신부전증, 약물 반응, 알레르기 반응, 습진, 및 암과 같은 상태의 환자에서 가려움증을 치료하는데 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 방법, 조성물, 및 키트는 발열(고열), 이상고열, 악성고열, 또는 상승된 체온을 특징으로 하는 상태의 치료에 이용될 수 있다.
본 발명의 방법, 조성물, 및 키트는 신경성 염증 및 신경성 염증 질환을 치료하는데 이용될 수 있다. 염증은 해로운 자극에 대한 복합적인 반응으로 국소 부위의 발적, 부기, 및 통증을 유발한다. 염증은 선천적(innate)이거나 적응적(adaptive)일 수 있으며, 후자는 항원에 의해 유도되고 면역 세포(면역 매개 염증)에 의해 매개된다. 신경성 염증은 통증 감지 뉴런(통각수용기)의 원심성 기능에 기인하며, 활성화될 경우, 뉴로펩티드 및 전-염증 매개체인 다른 화학물질은 통각수용기의 주변 말단부로부터 방출된다. 이 방출 과정은 칼슘 유입 및 소포를 포함하는 펩타이드의 세포 외 유출에 의해 매개되며, 전-염증 뉴로펩타이드는 substance P, 뉴로키닌 A 및 B(타키키닌으로 알려짐), CGRP(calcitonin gene-related peptide),및VIP(vasoactive intestinal polypeptide)를 포함한다.
주변 말단부에서 화학물질의 방출은 다양한 면역 반응을 자극한다. 첫째로, substance P의 방출은 부종의 원인이 되는 세포 내 구획으로부터 세포 외 공간으로의 혈장 단백질 누출(혈장 유출)과 같은 모세혈관 침투성 증가를 초래한다. 이것은 루이스 삼중 반응(두드러기, 적색반점, 및 발적)으로 알려진 염증 반응 중 하나인 두드러기(피부 부기 증가)로 감지될 수 있다. 둘째로, CGRP의 방출은 혈류 증가로 이어지는 혈관 확장의 원인이 된다. 이것은 루이스 삼중 반응의 또 다른 구성 요소인 발적으로 감지될 수 있다.
또한, substance P는 NK1(neurokinin-1) 수용체를 통해 면역 세포(예컨대, 대식세포, T-세포, 비만세포, 및 수지상 세포) 상에서 전-염증 작용을 나타낸다. 이 효과는 알레르기성 비염, 유방염, 및 대장염에서 입증되었으며, 신경성 및 면역-매개 염증 성분 사이의 경계를 나타낸다. 하나의 통각수용기로부터 방출된 substance P는 이웃한 통각수용기의 NK1 수용체에 작용하여 감작 또는 활성화시킴으로써 활성화 및 구심성/원심성 기능의 확산을 유발할 수 있다. 통각수용기의 이러한 원심성 기능은 다음에 의해 유발될 수 있다: 1) 말단(예컨대, 핀치)에 적용된 적절한 말초 자극에 의한 통각수용기 말단의 직접적인 활성화; 2) 축삭 반사에 의한 비-자극 통각수용기 말단의 간접적인 역방향성 활성화(주변부의 수렴 축산 분기점에 도달할 때 활동 전위는 통각수용기의 하나의 말단으로부터 입력되고, 그 결과 활동 전위는 분기점 아래로부터 비-자극 말단의 주변 말단까지 이동함); 및 3) 말초로 이동하는 CNS의 통각수용기 중앙 말단에서의 활동 결과로서 나타나는 활성화(예컨대, GABA에 의해 생성된 중심 말단의 일차 구심성 탈분극은 활동 전위를 ““잘못된 길””로 이동시키는데 충분할 수 있다).
폐에 존재하는 ILC2 세포의 유전체 분석을 통해 SP, CGRP 및 VIP를 포함하며, 이들 세포와 통각수용기가 직접 교신할 수 있는 기회를 제공하는 감각 뉴런에 의해 방출되는 여러 신경 펩타이드에 대한 수용체 발현을 밝혀냈다. 특히, VIP는 OVA에 노출된 마우스의 폐 구심성(affernets)을 포함하는 NaV1.8+ 결절상 신경절 뉴런에서 발현되는 것으로 나타났다. 또한, 캡사이신 또는 IL5로 자극시켜 배양한 결절상 신경절 뉴런은 VIP를 방출하는 반면, OVA에 노출된 마우스의 BALF는 비히클을 투여한 마우스와 비교하여 증가된 VIP를 포함하였다(Talbot et al., Neuron 2015, in press). 이러한 데이터는 VIP가 염증이 생긴 폐에서 방출되며, 본 발명의 하전 나트륨 채널 블록커로 뉴런을 침묵(silencing) 시킴으로써 VIP를 차단할 수 있음을 나타낸다. 또한, TH2 기울기 조건 하에서 배양된 CD4+ T 세포가 재조합 마우스 VIP에 노출되었을 때, IL-13 및 IL-5의 전사 수준이 증가하며, 이는 VIP가 타입 II 조절 사이토카인을 전사하는 TH2 세포의 능력에 기여한다는 것을 암시한다.
또한, 면역세포로부터 면역 매개체 방출은 통각수용기를 활성화시킬 수 있다. 비만세포는 일차 통각수용기성 뉴런과 가까운 곳에서 발견되며, 많은 경우 통각수용기 감작에 기여한다. 분비촉진 화합물 48/80의 주입은 경막(dura) 내 비만세포의 탈과립을 촉진하고, 뇌막 통각수용기의 흥분을 유도한다. 비만세포 탈과립은 신경 성장인자에 의해 유발된 열 통각과민의 빠른 발병에 기여한다. 대식세포는 여러 수용성 매개체를 방출함으로써 통각수용기 감작에 기여한다. 케모카인 MIP-1α(macrophage inflammatory protein-1α) 및 그의 수용체 CCR1 및 CCR5의 발현은 좌골 신경의 부분 결찰 후 대식세포 및 슈반세포에서 증가되며, 신경병증성 통증의 발병에 기여한다. 림프구는 말초 통각수용기의 감작에 기여한다. T 세포는 신경 손상 후 좌골 신경 및 후부 신경절(dorsal root ganglion, DRG)에 침투한다. 신경 손상에 의해 유발된 통각과민증 및 무해자극통증은 T세포가 없는 설치류에서 현저히 약화되거나 없어지고, 면역억제제인 라파마이신은 부분적으로 T세포에 영향을 주어 랫트의 신경병증성 통증을 약화시킨다. T 세포의 서브세트인 타입 1 및 2 헬퍼 T 세포(TH1 및 TH2 세포)는 신경병증성 통증에서 다른 역할을 하는 것으로 알려져 있다. TH1 세포는 전염증성 사이토카인(IL-2 및 인터페론-γ (IFNγ))을 방출함으로써 신경병증성 통증 작용을 촉진하는 반면, TH2 세포는 항염증성 사이토카인(IL-4, IL-10 및 IL-13)을 방출함으로써 신경성 통증 작용을 억제한다. 보체 시스템은 염증성 통각과민증 및 신경병증성 통증에도 기능을 수행한다. 아나필락톡신인 C5a는 보체 연쇄반응의 중요한 작용기이며, 호중구의 C5aR1 수용체에 결합하면 강력한 호중구 유인물질이 된다(Ren & Dubner, Nat. Med. 16:1267-1276 (2010)).
박테리아 감염은 통각수용기를 직접적으로 활성화시키는 것으로 알려져 있으며, TLR2, MyD88, T 세포, B 세포, 및 호중구 및 단핵 백혈구에 의해 매개되는 면역 반응은 포도상구균에 의해 유도된 마우스의 통증에 필수적인 것은 아니다(Chiu et al., Nature 501:52-57 (2013)). 마우스에서 기계성 및 열성 통각과민증은 조직 팽창 또는 면역 활성화보다는 살아있는 박테리아와 연관되어 있다. 박테리아는 독특한 메커니즘을 통해 부분적으로 박테리아 N-포르밀화 펩타이드 및 공형성(pore-forming) 톡신 α-해모라이신을 거쳐 통각수용기 뉴런에서 칼슘 변화 및 활동 전위를 유도한다. 통각수용기를 포함하는 Nav1.8-계통 뉴런의 제거는 박테리아 감염 동안의 통증을 없애지만, 동시에 림프절의 국소 면역 침윤 및 림프절 장애를 증가시킨다. 따라서, 박테리아 병원균은 숙주-병원균 상호작용에서 신경계에 대한 예상치 못한 역할인 염증을 조절하는 감각 뉴런을 직접 활성화시킴으로써 통증을 유발한다. 또한, Talbot et al., Neuron 2015의 데이터는 민감성 동물에서 알레르겐에 노출되는 동안 통각수용기가 활성화된다는 것을 제안했다.
특정 질환에서 신경성 염증은 조직 손상, 자가면역 질환, 감염, 및 연조직, 피부, 호흡기, 관절, 비뇨기 및 위장관, 간, 및 뇌에서 자극물질에 대한 노출에 의해 유도되는 말초 염증에 기여한다. 신경성 염증 질환은 천식, 비염, 결막염, 관절염, 대장염, 접촉성 피부염, 당뇨병, 습진, 방광염, 위염, 편두통, 건선, 비염, 주사 및 일광 화상을 포함한다. 췌장염, 만성 기침, 만성비부비동염, 외상성 뇌 손상, 다균성 패혈증, 건선병증, 만성 두드러기, 류마티스성 질환, 급성 폐손상, 자극물질 노출, 자극물질, 오염물질, 또는 화학작용제와 같은 화학 물질을 포함할 수 있다.
통증, 가려움증, 및 신경성 염증의 평가
본 발명의 방법, 조성물, 또는 키트의 효능을 측정하기 위해 측정 지표가 사용될 수 있다. 근골격계성, 면역염증성 및 신경병증성 질환과 관련된 통증의 측정을 위한 본 발명의 방법, 조성물, 및 키트에 유용한 지표는 VAS(visual analog scale), 리커트 스케일, 범주형 통증 스케일, 기술어(descriptors), Lequesne 인덱스, WOMAC 인덱스, 및 AUSCAN 인덱스를 포함하며, 이들 각각은 당업계에 잘 알려져 있다. 이러한 지표는 통증, 가려움증, 기능, 강성(stiffness), 또는 기타 변수를 측정하는데 이용될 수 있다.
VAS(visual analog scale)는 1차원 양을 측정할 수 있도록 한다. VAS는 일반적으로 규칙적인 거리 간격, 예컨대, 10개 1cm 간격으로 그려진 해시 마크르 포함하는 그림과 같은 거리 표시를 이용한다. 예를 들어, 통증이나 가려움의 감각에 가장 잘 부합하는 선 상의 지점을 선택하여 환자에게 통증 또는 가려움 감각의 순위를 매기도록 요청할 수 있다. 선의 한쪽 끝은 "통증 없음"(스코어 0 cm) 또는 "가려움 없음", 다른 한쪽 끝은 "참을 수 없는 고통" 또는 "참을 수 없는 가려움"(스코어 10 cm)에 해당한다. 이 과정은 통증 또는 가려움증을 겪고 있는 환자에 대하여 정량적인 정보를 얻는 간단하고, 신속한 접근법을 제공한다. VAS 스케일 및 그 용도는 예컨대, 미국 특허 제6,709,406호 및 제6,432,937호에 기재되어 있다.
유사하게 리커트 스케일은 1차원 양의 척도를 제공한다. 일반적으로 리커트 스케일은 낮은 값(예컨대, 0, 통증없음을 의미)부터 높은 값(예컨대, 7, 극도의 통증을 의미) 범위의 이산 정수값(discrete integar values)을 갖는다. 통증이 있는 환자는 통증 정도를 나타내기 위해 낮은 값 및 높은 값 사이의 숫자를 선택해야 한다. 리커트 스케인 및 그 용도는 예컨대, 미국 특허 제6,623,040호 및 제6,766,319호에 기재되어 있다.
Lequesne 인덱스 및 Western Ontario 및 McMaster 대학(WOMAC)의 골관절염 인덱스는 자가 관리 설문지를 이용하여 OA 환자의 무릎 및 엉덩이의 통증, 기능, 및 강성을 평가한다. 무릎과 엉덩이 모두 WOMAC에 포함되고, 무릎에 대한 Lequesne 설문지 및 엉덩이에 대해서는 별도의 설문지가 있다. 이러한 설문지들은 VAS 또는 리커트와 비교하여 더 많은 정보를 포함하고 있기 때문에 유용하다. WOMAC 인덱스 및 Lequesne 인덱스 설문지는 수술 설정(예컨대, 무릎 및 엉덩이 관절수술)을 포함해 OA에서 광범위하게 검증되었다. 이들의 미터법 특성은 크게 다르지 않다.
AUSCAN (Australian-Canadian hand arthritis) 인덱스는 유효하고, 신뢰할 수 있으며, 즉각 반응하는 환자 자가보고 설문지를 사용한다. 한 예로, 이 설문지는 세 종류(통증, 5개 질문; 강성, 1개 질문; 및 신체 기능, 9개 질문) 내에서 15개 질문을 포함한다. AUSCAN 인덱스는 예를 들어, 리커트 또는 VAS 스케일을 이용할 수 있다.
통증 측정을 위한 본 발명의 방법, 조성물, 및 키트에 유용한 지표는 PDS(Pain Descriptor Scale), VAS(Visual Analog Scale), VDS(Verbal Descriptor Scales), NPIS(Numeric Pain Intensity Scale), NPS(Neuropathic Pain Scale), NPSI(Neuropathic Pain Symptom Inventory), PPI(Present Pain Inventory), GPM(Geriatric Pain Measure), MPQ(McGill Pain Questionnaire), 평균 통증 강도(Descriptor Differential Scale), NPS(numeric pain scale) GES(global evaluation score) 약식McGill 통증 설문지, MMPI(Minnesota Multiphasic Personality Inventory), 통증 프로필 및 MPI(Multidimensional Pain Inventory), CHQ(Child Heath Questionnaire) 및 CAQ(Child Assessment Questionnaire)를 포함한다.
가려움증은 주관적 척도(VAS, 리커트, 기술자)로 측정할 수 있다. 다른 접근법은 진동 변환기 또는 움직임 감지 계량기를 사용하여 가려움증의 객관적인 상관관계인 스크래치를 측정하는 것이다.
하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 이에 본 발명이 제한되는 것은 아니다.
실시예
실험방법
In vitro 전기생리학 실험
전체 세포에 대하여 인간 Nav1.7 채널을 안정적으로 발현하는 HEK293 세포에서 전압 활동성 채널에 의해 운반된 전류를 기록하였다. 기록은 61 mM CsF, 61 mM CsCl, 9 mM NaCl, 1.8 mM MgCl2, 9 mM EGTA, 14 mM 크레아틴 인산염(트리스 염), 4 mM MgATP, 및 0.3 mM GTP (트리스 염), 9 mM HEPES로 구성되고 CsOH로 pH를 7.2로 조정한 용액으로 채울 때, 2-3.5 MΩ의 저항력을 갖는 패치 피펫을 사용하여 측정하였다. 정전용량(capacitance)을 감소시키고, 진동없이 최적의 직렬 저항 보정(series resistance compensation)을 가능하게 하기 위해 전극의 몸체(shank)를 파라필름으로 감쌌다. 밀봉한 결과물을 수득하고 Tyrode's 용액(155 mM NaCl, 3.5 mM KCl, 1.5 mM CaCl2, 1 mM MgCl2, 10 mM HEPES, 10 mM 글루코오스, NaOH로 pH를 7.4로 조정)과 10 mM TEACl를 이용하여 전체 세포 장치(whole-cell configuration)를 확립하였다. 피펫 용액으로 투석 여부를 확인하기 위해 전체 세포 장치를 확립한 후 5-10분 후 기록을 시작하였다.
Axopatch 200 증폭기로 상온(21-23℃)에서 전류를 기록하고, 로우-패스 Bessel 필터로 5 kHz에서 필터링하였다. 상기 증폭기는 직렬 저항(일반적으로 4-10 MΩ의 총 직렬 저항의 70-80%)의 부분적인 보정을 위해 조정되었다. 전류는 pClamp9.2 소프트웨어(Axon Instruments)에 의해 조절되는 Digidata 1322A 데이터 수집 인터페이스를 사용하여 디지털화하고, Igor Pro 4.0 (Wavemetrics, Lake Oswego, OR)로 작성된 프로그램을 사용하여 분석하였다. 전류는 선형 정전용량(capacitive) 및 휴지 전위(보통 -80 또는 -100 mV)에서 전달된 5 mV 과분극을 사용하여 결정한 누출 전류에 대해 보정한 다음, 적절하게 크기 조정 및 차감하였다.
나트륨 전류는 -100 mV 내지 -20 mV까지 30-msec 탈분극에 의해 유발되었다. 사용 의존성 차단을 평가하기 위해 진동(pulses)은 일련의 증가율을 가지고 제공하였다: 1분 동안 0.05 Hz, 1분 동안 0.33 Hz, 1분 동안 1 Hz, 1분 동안 3 Hz, 30초 동안5 Hz, 30초 동안10 Hz, 각 진동 사이에 1분의 휴식. 일련의 진동 이후에 사용 의존성 차단을 유도하기 위해 01. Hz (2분) 및 0.05 Hz (1분)로 전달된 진동을 사용하여 회복의 시간 경과를 추적하였다.
동물
모든 절차는 동물실험윤리위원회(Institutional Animal Care and Use Committees)의 승인을 받았다. 마우스 및 랫트는 국제실험동물관리평가인증협회(Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care)에서 인증한 시설에서 표준 환경 조건(12시간 광/암주기; 23℃; 음식 및 물 자유섭취)에서 사육하였다. 8주령 웅성 BALB/c (stock number: 001026) 및 C57BL/6J (stock number 000664) 마우스를 Jackson Laboratory에서 구입하여 각각 알레르기 기도 염증(도 5) 및 통증 과민증 모델(도 2A-2D)로 사용하였다. 150 ± 25 g의 6주령 웅성 Sprague-Dawley (stock number: 400) 랫트는 Charles River laboratory에서 구입하여 통증 과민증을 평가하는데 사용하였다(도 3).
면역형광법
후근신경절을 4% 파라포름알데하이드에 고정시키고, PBS로 세척한 다음, 순차적인 수크로오스 침지(PBS 10-30% 수크로오스, 밤새)하여 동결보호(cryoprotection)하였다. 신경절을 O.C.T. (Tissue-tek)에 마운팅하고, 저온유지장치에서 20 μm 관상 절편을 연속적으로 절단하였다. 섹션을 Fisherbrand superfrost 현미경 슬라이드에 녹여 -80℃에서 보관하였다. 실험 당일에 섹션을 상온에서 10분 동안 해동시켰다. 섹션을 5분 동안 PBS로 세척하고, 상온에서 1시간 동안 블록킹시키고(PBS, 0.1% Triton X-100, 5% BSA) 1차 항체인 토끼 항-마우스 ATF3(Sigma, # HPA001562)에 4℃에서 밤새 노출시켰다. 그 다음, 섹션을 PBS에서 3회(5분) 세척하고, 2차 항체 및 DAPI(1:2000. Sigma, # D9542) (2시간, 암 조건)에 노출시킨 후 세척하여 Vectashield (Vector Labs)로 커버슬립을 덮고 공초점 현미경(Leica, LSM-710)으로 관찰하였다.
난백알부민 감작(Ovalbumin Sensitization)및 기도 유발(Airway Challenge)
알레르기성 기도 염증은 OVA(ovalbumin) 기반 모델에서 연구되었다. 0일 및 7일째에 마우스에 1 mg/ml OVA(Sigma-Aldrich) 및 5 mg/ml 알루미늄 하이드록사이드(Sigma-Aldrich, Boston, Ma)를 포함하는 용액을 200 ㎕ i.p. 주사하여 감작시켰다. 기도 알레르기성 염증을 유발하기 위해 14-17일째(10:00 am)에 마우스를 6% OVA 에어로졸에 노출시켰다. 약물을 18일째(10:00 am)에 분무하고, 염증(BALF 세포양)/기도 과민감성을 21일째(10:00 am)에 평가하였다.
BAL(Bronchoalveolar lavage)
21일째, 마우스 기도로 20G 멸균 카테터를 세로 삽입한 다음, 우레탄(투여량)을 복강 내 주사하여 마취시켰다. 프로테아제 억제제(Roche)를 포함하는 2 ml의 차가운 PBS를 폐에 주사하고, 수확한 다음 얼음에 저장하였다. BAL액은 400g 조건에서 원심분리(15 min; 4℃)하고, 상층액을 버린 다음 세포를 200 ㎕로 재현탁하였다.
기도 염증 및 백혈구 세포 계수
BALF(Bronchoalveolar lavage fluid) 세포를 FACS 버퍼(PBS, 2% FCS, EDTA)로 재현탁하고, Fc 블록(0.5 mg/ml, 10 분; BD Biosciences)과 함께 배양하였다. 그 다음, 데이터 수집 전에 세포를 단일클론항체(FITC 항-마우스 CD45, BD Biosciences, cat no: 553079, PE 항-마우스 Syglec-F, BD Biosciences, cat no: 552126; APC 항-마우스 GR-1, eBiosciences, cat no: 17-5931-81; PE-Cy7 항-마우스 CD3e, cat no: 25-0031-81; PerCP 항-마우스 F4/80, BioLegend, cat no: 123125; PE 항-마우스, BD Bioscience, cat no: 552126; 45 분, 4℃ 얼음에서)로 염색하였다. 백혈구 감별 계수(leukocyte differential count)는 공통 백혈구 항원 CD45(BD Pharmigen; cat no: 553079)를 발현하는 세포의 유세포분석을 통해 결정하였다. 특정 세포 집단은 다음과 같이 확인하였다: F4/80Hi-Ly6gNeg인 대식세포, F4/80Int-Ly6gLo-SiglecFHi인 호산구, F4/80Lo-Ly6gHi-SiglecFNeg인 호중구, 및 F4/80Neg-Ly6gNeg-CD3Pos인 림프구. 전체 BAL 세포수는 표준 혈구계를 사용하여 측정하였으며, 절대 세포수는 총 BAL 세포수에 FACS로 결정된 세포 아형의 백분율을 곱한 값으로 계산하였다.
열 민감성
상기 화합물을 CFA(Complete Freund's Adjuvant)의 1:1 에멀젼 10 μl (마우스) 또는 50 μl (랫트)를 각 동물의 오른쪽 뒷발 발바닥 표면에 주사하였다. 열 통각과민은 Ugo Basile Plantar Test (Hargreaves) 장치를 이용하여 발바닥 표면에 적용된 방사열의 집중된 광선으로부터 뒷발의 철수 지연시간을 측정하여 검사하였다. 연속 3일 동안, 8주령 Sprague Dawley 웅성 랫트를 Hargreaves 장치에서 60분 동안 적응시켰다. 4일째에 열 통각수용 임계치를 평가하였다. 1시간 후, 랫트를 이소푸루란(3% 유도, 2% 유지) 하에서 약하게 마취시키고, 시험 화합물의 존재 또는 부재 조건 하에서 CFA를 발바닥 내로 주사하였다. 치료의 영향은 치료 전 1시간 및 치료 1, 3, 6 및 24시간 후에 분석하였다. 시작 발을 번갈아 가면서 5분 동안 3회씩 각 발에 시행하였다. 양성 통증 반응은 갑작스러운 발의 당김, 몸 움츠림, 및/또는 발 핥기로 정의되었다. 장치의 판독은 각각 32초의 컷-오프 시간으로 설정되었다.
실시예 1. 1-(1-(2,6-디메틸페닐아미노)-1-옥소프로판-2-yl)-1-메틸피로리디늄 클로라이드(화합물 1) 합성
합성 계획
Figure pct00045
단계 1：2의 제조
Figure pct00046
30mL SOCl2에 1(5.0g, 32.86mmol, 1.0eq) 용액을 8℃에서 2시간 동안 환류시켰다. 그 다음, 반응 혼합물을 진공상태에서 바로 농축시켜 추가 정제 없이 잔류물을 수득하였다(7.8g, y=120%).
단계 2：3의 제조
Figure pct00047
DCM(10mL) 및 TEA (4.6g, 45.8mmol, 1.2 eq)에 포함된 2, 6-디메틸아닐린(4.6g, 38.2mmol, 1.0 eq) 용액에 DCM (20mL)에 포함된 2(7.8g, 45.8mmol, 1.2 eq)를 얼음 배스에 천천히 첨가하였다. 그 다음, 반응 혼합물을 상온에서 2시간 동안 데웠다. 상기 반응 혼합물을 2N HCl을 이용하여 pH=5-6으로 조정하고, EA(150mLx2)로 추출하였다. 합쳐진 유기상을 염수(100mL)로 세척하고, Na2SO4상에서 건조시킨 다음, 여과하고 진공 농축시켜 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 회색 고체인 목적 생성물(4.8g, 50% yield)을 수득하였다.
단계 3： 4의 제조
Figure pct00048
톨루엔(15mL, c=0.5)에 포함된 3(2g, 7.68mmol, 1.0eq) 용액에 피롤리딘(1.17g, 16.5mmol, 2.0eq)을 첨가하였다. 상기 반응 혼합물을 110°C에서 30분 동안 환류시켰다. 그 다음, 반응 혼합물을 진공상태에서바로 농축시켜 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 노란색 오일인 목적 생성물(1.8g, 95% yield)을 수득하였다.
단계 4： 5의 제조
Figure pct00049
DCM (20mL, c=0.1)에 포함된 4(500mg, 2.03mmol, 1.0 eq) 용액에 MeI (721mg, 5.08mmol, 2.5eq)를 첨가하고 상온에서 하룻밤 동안 정치하였다. 상기 반응 혼합물을 진공상태에서 바로 농축시켜 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 EA로 세척하여 목적 생성물(233mg, 30% yield)을 수득하였다.
단계 5： 화합물 1의 제조
Figure pct00050
물(1.6mL, c=0.37)에 포함된 5(233mg, 0.602mmol, 1.0eq)의 용액에 AgCl (172mg, 2.0eq)를 첨가하였다. 상기 반응 혼합물을 60℃에서 하룻밤 동안 가열하였다. 상기 반응 혼합물을 여과하였다. 상기 여과물을 동결건조하여 백색 고체의 목적 생성물을 수득하였다(62mg,35%yield). 1H NMR (300 MHz, DMSO): δ7.18~7.09 (m, 3H), 4.31 (q, J=7.2 Hz, 1H), 3.65~3.57 (m, 4H), 3.16 (s, 3H), 2.15~2.25 (m, 4H), 2.08 (s, 6H), 1.74 (d, J=6.9 Hz,3H) ppm. HPLC purity: 100% at 220nm; Mass: m/z = 261.5 (M+1, ESI+).
실시예 2. 1-(1-(2,6-디메틸페닐아미노)-2-메틸-1-옥소프로판-2-yl)-1-메틸피로리디늄 클로라이드(화합물 2)의 합성
합성 계획
Figure pct00051
단계 1： 2의 제조
Figure pct00052
60mL SOCl2 에 포함된 1(10.0g, 59.88mmol, 1.0eq)의 용액을 80℃에서 2시간 동안 환류시켰다. 상기 반응 혼합물은 진공상태에서 바로 농축시켜 추가 정제 없이 잔류물을 수득하였다(15.0g, y=132%).
단계 2： 3의 제조
Figure pct00053
DCM (50mL) 및 TEA (8.18g, 80.86mmol, 1.2 eq)에 포함된 2, 6-디메틸아닐린 용액(8.16g, 67.38mmol, 1.0 eq)에 DCM (50mL)에 포함된 2(15.0g, 80.86mmol, 1.2 eq)를 아이스 배스에서 천천히 첨가하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 상온에서 2시간 동안 데웠다. 상기 반응 혼합물을 2N HCl을 이용하여 pH=5-6으로 조정하고, EA(200mLx2)로 추출하였다. 합쳐진 유기상을 염수(150mL)로 세척하고, Na2SO4상에서 건조시킨 다음, 여과하고 진공 농축시켜 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 고체인 목적 생성물(14.8g, 82% yield)을 수득하였다.
단계 3： 4의 제조
Figure pct00054
THF (32mL, c=0.2)에 포함된 3(1.7g, 6.32mmol, 1.0eq) 용액에 THF (32mL,c=0.2)에 포함된 피롤리딘(539mg, 7.58mmol, 1.2eq) 및 NaH (303mg, 12.64mmol, 2.0eq)를 첨가하였다. 상기 반응 혼합물은 상온에서 30분 동안 교반하였다. 그 다음, 30mL H2O를 천천히 첨가하고, EA(50mLx2)로 추출하였다. 합쳐진 유기상을 염수(30mL)로 세척하고, Na2SO4상에서 건조시킨 다음, 여과하고 진공 농축시켜 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 백색 고체인 목적 생성물(680g, 68% yield)을 수득하였다.
단계 4： 5의 제조
Figure pct00055
MeCN (5.7mL, c=0.1)에 포함된 4(150mg, 0.577mmol, 1.0 eq) 용액에 MeI (245mg, 1.73mmol, 3.0eq)를 첨가하였다. 상기 반응 혼합물은 하룻밤 동안 환류하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 진공상태에서 바로 농축시켜 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 EA로 세척하여 백색 고체의 목적 생성물(170mg, 73% yield)을 수득하였다.
단계 5： 6의 제조
Figure pct00056
물(1.4mL, c=0.3)에 포함된 5(170mg, 0.423mmol, 1.0eq) 용액에 AgCl (121mg, 2.0eq)를 첨가하였다. 상기 반응 혼합물을 60°C 에서 하룻밤 동안 가열하였다. 상기 반응 혼합물을 여과하였다. 상기 여과물을 동결건조하여 백색 고체의 목적 생성물을 수득하였다(82mg, 63% yield). 1H NMR (300 MHz, DMSO): δ7.15~7.09 (m, 3H), 3.95~3.85 (m, 2H), 3.53~3.49 (m, 2H), 3.11 (s, 3H), 2.11~2.10 (m, 4H), 2.08 (s, 6H), 1.85 (s, 6H) ppm. HPLC purity: 95.6% at 220nm; Mass: m/z = 261.5 (M+1, ESI+).
실시예 3. 1-(1-(2, 6-디메틸페닐아미노)-1-옥소부탄-2-일)-1-에틸피롤리디늄 클로라이드 (화합물 3)의 합성
합성 계획
Figure pct00057
단계 1： 2의 제조
Figure pct00058
60mL SOCl2 에 포함된 1(10.0g, 60.2mmol, 1.0eq) 용액을 80°C 에서 2시간 동안 환류하였다. 그 다음, 반응 혼합물을 진공상태에서 바로 농축시켜 추가 정제 없이 잔류물을 수득하였다(15.0g, y=132%).
단계 2： 3의 제조
Figure pct00059
DCM (200mL) 및 TEA (8.25g, 81.56mmol, 1.2 eq)에 포함된 2, 6-디메틸아닐린(8.2g, 67.97mmol, 1.0 eq) 용액에 DCM (50mL)에 포함된 2(15.0g, 80.86mmol, 1.2 eq)를 아이스 배스에서 천천히 첨가하였다. 그 다음, 반응 혼합물을 상온에서 2시간 동안 데웠다. 상기 반응 혼합물을 2N HCl을 이용하여 pH=5-6으로 조정하고, EA(200mLx2)로 추출하였다. 합쳐진 유기상을 염수(150mL)로 세척하고, Na2SO4상에서 건조시킨 다음, 여과하고 진공 농축시켜 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 고체의 목적 생성물(3.0g, 17% yield)을 수득하였다.
단계 3： 4의 제조
Figure pct00060
톨루엔(22mL, c=0.5)에 포함된 3(3.0g, 11.15mmol, 1.0eq) 용액에 피롤리딘(1.66g, 23.42mmol, 1.2eq)을 첨가하였다. 상기 반응 혼합물을 110℃에서 3시간 동안 환류하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 진공상태에서 바로 농축하여 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 백색 고체의 목적 생성물(1.2g, 41% yield)을 수득하였다.
단계 4： 5의 제조
Figure pct00061
MeCN (20mL, c=0.1)에 포함된 4(500mg, 1.921mmol, 1.0 eq) 용액에 EtI (749mg, 4.802mmol, 2.5eq)을 첨가하였다. 상기 반응 혼합물을 하룻밤 동안 환류하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 진공상태에서 바로 농축하여 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 EA로 세척하고, 백색 고체의 목적 생성물(423mg, 50% yield)을 수득하였다.
단계 5： 6의 제조
Figure pct00062
물(4mL, c=0.3)에 포함된 5(423mg, 1.016mmol, 1.0eq) 용액에 AgCl (291mg, 2.033mmol, 2.0eq)을 첨가하였다 상기 반응 혼합물을 60°C에서 하룻밤 동안 가열하였다. 상기 반응 혼합물을 여과하였다. 상기 여과물을 동결건조하여 백색 고체의 목적 생성물을 수득하였다(83mg, 63% yield). 1H NMR (300 MHz, DMSO): δ10.30(br,1H), 7.26~7.19 (m, 3H), 4.23(q,J=6.15,1H), 3.95~3.80 (d, J=3.12, 2H), 3.70~3.55 (m, 4H), 3.22 (s, 6H), 2.15~2.11 (m, 6H), 1.47~1.44(d,J=4.23, 3H), 1.22~1.19 (d, J=4.40, 3H) ppm. HPLC purity: 98% at 220nm; Mass: m/z = 289.5 (M+1, ESI+).
실시예 4. 1-(1-(2,6-디메틸페닐아미노)-1-옥소프로판-2-yl)-1-메틸피페리디늄 클로라이드 (화합물 4)의 합성
합성 계획
Figure pct00063
단계 1: 3의 제조
Figure pct00064
톨루엔(10ml, c=0.2)에 포함된 1(0.5g, 1.95mmol, 1.0eq) 용액에 2(0.35g, 4.1mmol, 2.1eq)를 첨가하였다. 첨가 후, 환류를 위해 상기 혼합물을 가열하였다. 그 다음, 상기 현탁물을 여과하고, 감압 조건 하에서 농축하였다. 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 고체의 목적 생성물(0.4g, yield=78.9%)을 수득하였다.
단계 2: 4의 제조
Figure pct00065
MeCN (6mL, c=0.1)에 포함된 3(162mg, 0.62mmol, 1.0 eq) 용액에 MeI(220mg, 2.5 eq)을 첨가하였다. 첨가 후, 환류를 위해 상기 혼합물을 5시간 동안 가열하였다. 그 다음, 상기 반응액을 감압 조건 하에서 농축하여 고체의 목적 생성물(184mg, yield=73.8%, HPLC: 93%)을 수득하였다.
단계 3: 5의 제조
Figure pct00066
탈염수(2ml,c=0.15)에 포함된 4(122.7mg, 0.3mmol, 1.0 eq) 용액에 AgCl (86mg, 2.0 eq)을 첨가하였다. 첨가 후, 상기 반응 혼합물을 60°C에서 하룻밤 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 현탁물 여과하고, 동결건조하여 고체의 목적 생성물을 수득하였다(89.6mg, yield=96.1%). HPLC purity: 95% at 220nm; Mass: M+: M-35.5=275.5; 2M-35.5=585.8; M-: M=310.5; M+35.5=345.5. 1H NMR (500 MHz, D2O): δ 7.1400~7.1981 (m; 3H), 4.4345 (s; 1H), 3.6625 (s; 1H), 3.5410 (s; 1H), 3.4610 (s; 2H), 3.2348 (s; 3H), 2.1289 (s; 6H), 1.9253 (d, J=28.3 Hz, 4H), 1.7403 (t, 4H), 1.6225 (s; 1H). ppm.
실시예 5. 1-(1-(2,6-디메틸페닐아미노)-2-메틸-1-옥소프로판-2-yl)-1-메틸피페리디늄 클로라이드(화합물 5)의 합성
합성 계획
Figure pct00067
단계 1： 2의 제조
Figure pct00068
1(10.0g, 59.88mmol) 혼합물에 SOCl2 (60ml, c=1.0)을 첨가하였다. 환류를 위해 상기 혼합물을 가열하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 감압 조건 하에서 농축하여 노란색 오일인 목적 생성물을 수득하였다(14.8g,yield=128.8%).
단계 2: 4의 제조
Figure pct00069
DCM (100ml, c=0.5)에 포함된 3(6.0g, 50mmol, 1.0eq) 혼합물에 TEA (10.1g, 100mmol, 2eq)를 첨가하였다. 상기 용액에 DCM(50ml, c=1)에 포함된 2(14.3g, 77.1mmol, 1.5eq)를 첨가하였다. 상기 반응 혼합물을 상온에서 하룻밤 동안 교반하였다. 그 다음, 물(60ml)을 첨가하여 상기 혼합물을 계층화시켰다. 유기상을 염수로 세척하고, Na2SO4상에서 건조시킨 다음, 여과하고 감압 조건 하에서 농축시켜 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하고, 교차 샘플을 n-헥산으로 세척하였다. 고체를 합하여 생성물을 수득하였다(5.7g, yield=42.2%, HPLC:99.5%).
단계 3: 6의 제조
Figure pct00070
MeCN (98ml, c=0.2)에 포함된 4(5.3g, 19.6mmol, 1.0eq) 및 K2CO3 (2.7g, 19.6mmol, 1.0eq) 용액에 5(2.5g, 29.4mmol, 1.5eq)를 첨가하였다. 첨가 후, 환류를 위해 상기 혼합물을 가열하였다. 그 다음, 상기 현탁물을 감압 조건 하에서 농축하였다. 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 고체의 목적 생성물을 수득하였다(1.7g, yield=31.6%, HPLC: 96.4%).
단계 4: 7의 제조
Figure pct00071
6(1.6g, 5.8mmol, 1.0 eq) 및 MeCN (30mL, c=0.2)을 밀봉 튜브에 넣었다. 이 용액에 MeI (5mL, 14.0 eq)을 첨가하였다. 첨가 후, 상기 반응 혼합물을 90℃에서 32시간 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 반응액을 감압 조건 하에서 농축하였다. 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하고, EA(5mlx2)로 세척하여 고체의 목적 생성물을 수득하였다(557mg, yield=23%, HPLC: 99.6%).
단계 4: 8의 제조
Figure pct00072
탈염수 (4ml, c=0.12)에 포함된 7(200mg, 0.48mmol, 1.0 eq) 용액에 AgCl (137.8mg, 2.0 eq)을 첨가하였다. 첨가 후, 상기 반응 혼합물을 상온에서 6시간 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 현탁물을 여과하고, 동결건조하여 고체의 목적 생성물을 수득하였다(152mg, yield=97%). HPLC purity: 100% at 220nm; Mass: M+:M-35.5=289.5;2M-35.5=613.8; 1H NMR (500 MHz, D2O): δ 7.0842~7.1578 (m, 3H), 3.5323 (d, J=7.85 Hz, 4H), 3.1250 (s, 3H), 2.0620 (s, 6H), 1.9314 (m, 2H), 1.7323~1.8119 (m, 9H), 1.3277~1.3543 (m, 2H)ppm.
실시예 6. 1-(1-(2, 6-디메틸페닐아미노)-1-옥소부탄-2-일)-1-에틸피페리디늄 (화합물 6)의 합성
합성 계획
Figure pct00073
단계 1: 2의 제조
Figure pct00074
1(10.0g, 59.88mmol) 혼합물에 SOCl2 (60mL, c=1.0)을 첨가하였다. 환류를 위해 상기 혼합물을 가열하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 감압 조건 하에서 농축하여 노란색 오일의 목적 생성물(9.2g, yield=82.8%) 을 수득하였다.
단계 2: 4의 제조
Figure pct00075
DCM (100ml, c=0.5)에 포함된 3(5.0g, 41.3mmol, 1.0eq) 혼합물에 피리딘 (4.9g, 61.95mmol, 1.5eq)을 첨가하였다. 상기 용액에 DCM (40ml, c=1.2)에 포함된 2(9.2g, 49.59mmol, 1.2eq)를 첨가하였다. 상기 반응 혼합물을 상온에서 하룻밤 동안 교반하였다. 그 다음, 물(50ml)을 첨가하여 상기 용액을 계층화시켰다. 유기상을 염수로 세척하고, Na2SO4상에서 건조시킨 다음, 여과하고 감압 조건 하에서 농축시켜 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 n-헥산으로 세척하였다. 고체를 합하여 생성물을 수득하였다(7.8g, yield=70%, HPLC: 98.6%).
단계 3: 6의 제조
Figure pct00076
THF (37mL, c=0.4)에 포함된 NaH (0.35g, 14.8mmol, 2.0eq) 용액에 5(0.75g, 8.8mmol, 1.2eq)를 첨가하였다. 상기 용액에 THF (20mL, c=0.37)에 포함된 4(2.0g, 7.4mmol, 1.0eq)를 첨가하였다. 첨가 후, 상기 혼합물을 상온에서 하룻밤 동안 교반하였다. 그 다음, 물(20mL) 및 EA(50mL)을 첨가하여 상기 현탁물을 계층화시켰다. 상기 유기상을 물(50mLХ2)로 세척하였다. 그 다음, 상기 유기상을 pH 2로 조정하고, EA(40mLХ2)로 추출하였다. 상기 수상(water phase)을 pH 9로 조정한 다음, EA(40Х2)로 추출하였다. 합쳐진 유기상을 염수로 세척하고, Na2SO4상에서 건조시킨 다음, 여과하고 감압 조건 하에서 농축시켜 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 n-헥산으로 세척하여 고체의 목적 생성물(0.48g, yield=24%, HPLC: 99.3%)을 수득하였다.
단계 4: 7의 제조
Figure pct00077
6(0.48g, 1.75mmol, 1.0 eq) 및 MeCN (9mL, c=0.2)을 밀봉 튜브에 넣었다. 이 용액에 EtI (2mL, 14.0 eq)을 첨가하였다. 첨가 후, 상기 반응 혼합물을 90°C에서 10시간 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 반응액을 감압 조건 하에서 농축하였다. 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 고체의 목적 생성물(470mg, yield=62.6%, HPLC: 99%)을 수득하였다.
단계 4: 8의 제조
Figure pct00078
탈염수(3ml, c=0.15)에 포함된 7(200mg, 0.465mmol, 1.0 eq) 용액에 AgCl (133mg, 0.93mmol, 2.0 eq)을 첨가하였다. 첨가 후, 상기 반응 혼합물을 상온에서 하룻밤 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 현탁물을 여과하고, 동결건조하여 고체의 생성물(141mg, yield=89.8%)을 수득하였다. HPLC purity: at 220nm; Mass: M+1=339.4. 1H NMR (300 MHz, D2O): δ 7.117 (m, 3H), 4.056 (dd, J=8.1 Hz, 1H), 3.712~3.808 (m, 1H), 3.656 (m, J=13.2 Hz, 2H), 3.510~3.582 (m, 1H), 3.344 (m, 2H), 2.117 (s, 6H), 1.984~2.070 (m, 2H), 1.818 (m, 4H), 1.660 (m, 1H), 1.455 (m, 1H), 1.278 (t, J=7.2 Hz, 3H), 1.107 (t, 3H) ppm.
실시예 7. 2-(2,6-di메틸페닐카르바모일)-1,1-di메틸피로리디늄 클로라이드(화합물 13)의 합성
합성 계획
Figure pct00079
단계 1: 2의 제조
Figure pct00080
DCM (189mL, c=0.46)에 포함된 1(10g, 86.9mmol, 1 eq) 혼합물에 TEA (35.2g, 347.6mmol, 4eq)를 첨가하고, 0℃에서 (Boc)2O (12.57g, 99.03mmol, 1.2 eq)를 드롭와이즈(dropwise) 하였다. 첨가 후, 상기 반응 혼합물을 상온에서 천천히 가열하면서 3시간 동안 교반하였다. 상기 반응 혼합물을 진공상태에서 바로 농축시켜 추가 정제 없이 백색 오일의 잔류물(18g, 98.36% yield)을 수득하였다.
단계 2: 3의 제조
Figure pct00081
THF (106.5ml*jc=0.4)에 포함된 2(9g, 42.6mmol, 1 eq) 혼합물에 ClCO2Et (5g, 46.86mmol, 1.1eq)를 첨가하고, 0℃에서 2,6-디메틸아닐린 (5.16g, 42.6mmol, 1eq)을 드롭와이즈하였다. 상기 반응 혼합물을 60℃에서 교반하면서 하룻밤 동안 환류하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 상온으로 냉각시켰다. 상기 혼합물을 여과하고, 진공 농축하였다. 조생성물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 순수한 생성물(10.4g, 74% yield)을 수득하였다.
단계 3: 4의 제조
Figure pct00082
MeOH (53mL)에 포함된 3(3.4g, 10.68mmol, 1 eq) 용액에 4N HCl/MeOH (5.34mL, 21.36mmol, 2 eq)를 0℃에서 첨가하였다. 첨가 후, 상기 반응 혼합물을 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 진공 농축하였다. 상기 오일을 EA로 세척하고, 여과하여 백색 고체(2.02g, 74.6% yield)를 수득하였다.
단계 4: 5의 제조
Figure pct00083
MeCN (6.35mL, c=0.37)에 포함된 4(600mg, 2.35mmol, 1 eq) 용액에 K2CO3 (0.83g, 5.99mmol, 2.55 eq) 및 MeI (333mg, 235mol, 1 eq)을 첨가한 다음, 상온에서 하룻밤동안 교반하였다. 상기 혼합물을 진공 농축하였다. 조생성물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 순수한 생성물(262mg, 43.16% yield)을 수득하였다.
단계 5: 6의 제조
Figure pct00084
MeCN (4.3mL, c=0.1)에 포함된 5(91mg, 0.43mmol, 1 eq) 용액에 MeI (152mg, 1.075mmol, 2.5 eq)을 첨가하였다. 첨가 후, 상기 반응 혼합물을 상온에서 2시간 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 진공 농축하여 백색 고체(140mg, 87.5% yield)를 수득하였다.
단계 5: 6의 제조
Figure pct00085
물(0.78mL, c=0.37)에 포함된 6(140mg, 0.288mmol, 1 eq) 용액에 AgCl (81mg, 0.576mmol, 2 eq)를 첨가하였다. 첨가 후, 상기 반응 혼합물을 60℃에서 하룻밤 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 여과하고, 0℃에서 동결건조하여 백색 고체의 목적 생성물(92mg, 80% yield)을 수득하였다. 1H NMR (300 MHz, D2O): δ 7.155~7.098 (m, 3H), 4.500~4.446 (t, J=8.1 Hz, 1H), 3.807~3.768 (m, 1H), 3.621~3.582 (m, 1H), 3.265(s, 3H), 3.182(s,3H), 2.799~5.512(m, 3H), 2.465~2.437(m, 1H), 2.294~2.242(m, 1H), 2.094 (s, 6H)ppm. HPLC purity: 99.07% at 220nm; Mass: m/z = 247.5(M, ESI+).
실시예 8. 2-(2,6-디메틸페닐카르바모일)-1,1-디에틸피롤리디늄 클로라이드(화합물 14)의 합성
합성 계획
Figure pct00086
단계 1： 2의 제조
Figure pct00087
DCM (189mL, c=0.46)에 포함된 1(10g, 86.9mmol, 1 eq) 혼합물에 TEA (35.2g, 347.6mmol, 4eq)를 첨가한 다음, 0℃에서 (Boc)2O (12.57g, 99.03mmol, 1.2 eq)를 드롭와이즈하였다. 첨가 후, 상기 반응 혼합물을 상온까지 서서히 가열하면서 3시간 동안 교반하였다. 상기 반응 혼합물을 바로 진공 농축하여 추가 정제 없이 백색 오일의 잔류물(18g, 98.36% yield)을 수득하였다.
단계 2: 3의 제조
Figure pct00088
THF(106.5ml, c=0.4)에 포함된 2(9g, 42.6mmol, 1 eq) 혼합물에 ClCO2Et (5g, 46.86mmol, 1.1eq)를 첨가한 다음, 0℃에서 2,6-디메틸아닐린 (5.16g, 42.6mmol, 1eq)을 드롭와이즈하였다. 상기 반응 혼합물을 60℃에서 교반하면서 하룻밤 동안 환류하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 상온으로 냉각시켰다. 상기 혼합물을 여과하고, 진공 농축하였다. 상기 조생성물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 순수한 생성물(10.4g, 74% yield)을 수득하였다.
단계 3: 4의 제조
Figure pct00089
MeOH (53mL)에 포함된 3(3.4g, 10.68mmol, 1 eq) 용액에 4N HCl/MeOH (5.34mL, 21.36mmol, 2 eq)을 0℃에서 첨가하였다. 첨가 후, 상기 반응 혼합물을 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 진공 농축하였다. 오일을 EA로 세척한 다음, 여과하여 백색 고체 2.02g(74.6% yield)을 수득하였다.
단계 4: 5의 제조
Figure pct00090
MeCN (16mL,c=0.37)에 포함된 4(1.5g, 5.9mmol, 1 eq ) 용액에 K2CO3(2g, 5.99mmol, 2.55 eq) 및 EtI(1.84g,11.8mmol,2 eq)을 첨가하고 60℃에서 하룻밤 동안 교반하였다. 이튿날, 상기 혼합물을 진공 농축하였다. 조생성물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 순수한 생성물(262mg, 43.16% yield)을 수득하였다.
단계 5: 6의 제조
Figure pct00091
물(0.78mL, c=0.37)에 포함된 6(230mg, 0.57mmol, 1 eq) 용액에 AgCl (163mg, 1.14mmol, 2 eq)을 첨가하였다. 첨가 후, 상기 반응 혼합물을 60℃에서 하룻밤 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 여과하고, 0℃에서 동결건조하여 백색 고체의 목적 생성물(190mg, 80% yield)을 수득하였다. 1H NMR (300 MHz, D2O): δ 7.162~7.090 (m, 3H), 4.529~4.511 (m, 1H), 3.710~3.358 (m, 6H), 2.682~2.534 (m, 1H), 2.382~2.183(m, 3H), 2.089 (s, 6H), 1.361~1.273(m, 6H)ppm. HPLC purity: 96.5% at 220nm; Mass: m/z = 275.5(M, ESI+).
실시예 9. 2-(2,6-디메틸페닐카르바모일)-1,1-디에틸피페리디늄 클로라이드 (화합물 15)의 합성
합성 계획
Figure pct00092
단계 1: 2의 제조
Figure pct00093
THF(109ml, c=0.4)에 포함된 1(10g, 43.6mmol, 1 eq) 용액에 ClCO2Et (5.2g, 47.9mmol, 1.1eq)를 첨가하고, 0℃에서 2,6-디메틸아닐린(5.8g, 47.9mmol, 1eq)을 드롭와이즈하였다. 상기 반응 혼합물을 60℃에서 교반하면서 하룻밤 동안 환류하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 상온까지 냉각하였다. 상기 혼합물을 여과하고, 진공 농축하였다. 상기 조생성물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 순수한 생성물(7.71g, 53% yield)을 수득하였다.
단계 3: 3의 제조
Figure pct00094
MeOH (116mL c=0.2)에 포함된 2(7.71g, 23.2mmol, 1 eq) 용액에 0℃에서 4N HCl/MeOH (11.6mL, 46.4mmol, 2 eq)를 첨가하였다. 첨가 후, 상기 반응 혼합물을 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 진공 농축하였다. 상기 오일을 EA로 세척하고, 여과하여 백색 고체 5.1g(81.86% yield)을 수득하였다.
단계 4: 4의 제조
Figure pct00095
MeCN (25mL, c=0.37)에 포함된 3(2.5g, 9.3mmol, 1 eq) 용액에 K2CO3 (3.3g, 23.7mmol, 2.55 eq) 및 EtI (1.45g, 9.3mmol, 1 eq)을 첨가하고 상온에서 하룻밤 동안 교반하였다. 상기 혼합물을 진공 농축하였다. 상기 조생성물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 순수한 생성물(2g, 80% yield)을 수득하였다.
단계 5: 5의 제조
Figure pct00096
MeCN (25mL,c=0.37)에 포함된 4(0.5g, 1.92mmol, 1 eq) 용액에 EtI (749mg, 4.8mmol, 2.5 eq)를 첨가하고 60℃에서 하룻밤 동안 교반하였다. 상기 혼합물을 진공 농축하였다. 상기 조생성물을 PE로 세척하여 순수한 생성물(200mg, 38.75% yield)을 수득하였다.
단계 4: 6의 제조
Figure pct00097
물(1.4mL, c=0.37)에 포함된 6(217mg, 0.52mmol, 1 eq) 용액에 AgCl (149mg, 1.04mmol, 2 eq)을 첨가하였다. 첨가 후, 상기 반응 혼합물을 60℃에서 하룻밤 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 여과하고, 0℃에서 동결건조하여 백색 고체의 목적 생성물(110mg, 65% yield)을 수득하였다. 1H NMR (300 MHz, D2O): δ 7.127~7.107 (m, 3H), 4.292 (t, 1H), 3.896~3.765 (m, 1H),3.733~3.412 (m, 4H), 3.365~3.254(d, 1H), 2.457~2.310 (m, 1H), 2.283~2.231(m, 1H), 2.083(s, 6H), 1.875~1.526(m, 4H), 1.290(t, J=4.5, J=3, 6H) ppm. HPLC purity: 96.4% at 220nm; Mass: m/z = 289.5(M, ESI+).
실시예 10. 2-(4-플루오로-2, 6-디메틸페닐카르바모일)-1, 1-디메틸피페리디늄 클로라이드(화합물 16)의 합성
합성 계획
Figure pct00098
단계 1: 5-플루오로-1, 3-디메틸-2-니트로벤젠의 제조
Figure pct00099
1(6g, 48.3mmol, 1eq)을 -10℃까지 냉각시키고, 질산(9g, 143.78mmol, 3eq)을 20분 동안 드롭와이즈로 첨가하였다. 상기 혼합물을 -15℃에서 1시간 동안 교반한 다음, 조심스럽게 상온에 도달시키고, 3시간 동안 교반하면서 유지시켰다. 상기 혼합물을 얼음에 부어 노란색 침전물을 수득하고, 여과한 다음, 필터 케이크를 DCM에 용해시켰다. 유기상을 염수로 세척하고, Na2SO4상에서 건조시킨 다음 농축하여 백색 분말의 목적 생성물 2(6.8g, 83% yield)를 수득하였다.
단계 2: 4-플루오로-2, 6-디메틸아닐린의 제조
Figure pct00100
MeOH (236mL)에 포함된 2(16g, 94.65mmol, 1 eq) 용액에 Pd/C (1.6g, 10%w/w)를 첨가하고, H2하에서 농축 HCl을 한 두 방울 떨어뜨렸다. 상기 혼합물을 상온에서 5시간 동안 교반한 다음, 여과하고 여과물을 농축하여 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 얼음에 붓고 2N NaOH를 이용하여 pH 10으로 조정한 다음, EA로 추출하였다. 상기 유기상을 염수(150mL)로 세척하고 무수 Na2SO4상에서 건조한 다음, 여과하였다. 회전 증발 후 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적 생성물 3(5g, 38.4% yield)을 수득하였다.
단계 3: N-(4-플루오로-2, 6-디메틸페닐)-1-메틸피페리딘 -2-카르복사마이드의 제조
Figure pct00101
질소하에서 DCM (46mL, c=0.25)에 포함된 1-메틸피페리딘-2-카르복실산 하이드로 클로라이드 (2.27g, 12.65mmol, 1.1 eq)에 TEA (5.12g, 50.6mmol, 4.4 eq)를 첨가하고, 30분 동안 상온에서 교반하였다. 상기 혼합물을 얼음 배스에서 0℃까지 냉각시킨 다음, ClCO2Et를 20분 동안 천천히 적가하였다. 상기 혼합물에 DCM (2mL)에 포함된 3(1.6g, 11.5mmol, 1.0 eq)을 드롭와이즈로 첨가하고, 하룻밤 동안 교반하였다. 회전 증발 후 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적 생성물 4(0.5g, 16% yield)을 수득하였다.
단계 4: 2-(4-플루오로-2, 6-디메틸페닐카르바모일)-1, 1-디메틸피페리디늄 아이오다이드의 제조
Figure pct00102
MeCN (35.8mL)에 포함된 4(0.5g, 1.89mmol, 1.0 eq) 용액에 MeI (1.025g, 7.225mmol, 2.5 eq)을 첨가하고, 75 mL 밀봉 튜브에서 2시간 동안 90℃로 교반하였다. 그 다음, 용매를 제거하여 목적 생성물(760g, 99% yield) 5를 수득하였다.
단계 5: 2-(4-플루오로-2, 6-디메틸페닐카르바모일)-1, 1-디메틸피페리디늄 클로라이드의 제조
Figure pct00103
탈염수(2.5mL)에 포함된 5(0.3g, 0.739mmol, 1.0 eq) 용액에 AgCl (212mg, 1.48mmol, 2.0 eq)을 첨가하고 60℃에서 30분 동안 교반하였다. 그 다음, 반응물을 여과하고 여과물을 동결건조하여 목적 생성물 6(160g, 73% yield)을 수득하였다. 1H NMR (300 MHz, D2O-d6):δ6.90 (d, J = 9.6Hz, 2H), 4.21~4.11 (m, 1H), 3.69~3.60 (m, 1H), 3.48~3.35 (m, 1H), 3.27 (d, J = 11.1Hz, 6H), 2.30~2.18 (m, 2H), 2.17~2.00 (m, 6H), 1.95~1.55 (m, 5H) ppm.
실시예 11. 2-(4-아미노페닐아미노)-N,N,N-트리에틸-2-옥소에타나미늄 (화합물 22)의 합성
합성 계획
Figure pct00104
단계 1： 3의 제조
Figure pct00105
2(240mL, 7.2eq) 혼합물에 1(30g, 1.0eq)을 첨가하였다. 상기 혼합물을 30℃에서 하룻밤 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 현탁물을 여과하고, 필터 케이크를 EA(30mLХ2)로 세척한 다음, 150mL EA를 첨가하고 30℃에서 30분 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 현탁물을 여과하고, 필터 케이크를 EA(30mLХ2)로 세척한 다음, 여과물을 감압 조건 하에서 농축하여 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 90mL 아세토니트릴/아세톤(1:2)에 첨가하고 상온에서 하룻밤 동안 교반하였다. 상기 현탁물을 여과하고, 필터 케이크를 감압 조건 하에서 건조하여 생성물(9.7g, yield=23.3%)을 수득하였다.
단계 2： 5의 제조
Figure pct00106
THF (19ml, c=0.4)에 포함된 3(1.0g, 7.6mmol, 1.0eq) 및 TEA (1.5g, 15.2mmol, 2.0eq) 혼합물에 ClCO2Et (0.9g, 8.36mmol, 1.1eq)를 첨가하였다. 그 다음, 상기 용액에 4(1.15g, 8.36mmol, 1.1eq)를 첨가하였다. 상기 반응 혼합물을 교반하면서 하룻밤 동안 환류하였다. 그 다음, 현탁물을 여과하고 여과물을 감압 조건 하에서 농축하여 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 EA에 용해시키고, 산-염기로 세척하여 생성물(0.35g, yield=20%)을 수득하였다. 1HNMR (300MHz DMSO): δ 10.2268 (s, 1H), 8.2159 (d, J=9.18 Hz, 2H), 7.9377 (d, J=9.15 Hz, 2H), 3.2379 (s, 2H), 2.5458~2.6470 (dd, 4H), 1.0139 (t, 6H).
단계 3： 6의 제조
Figure pct00107
MeCN (12ml, c=0.1)을 포함하는 5(300mg, 1.19mmol, 1.0eq)의 혼합물에 EtI (651.5mg, 4.18mmol, 3.5eq)을 첨가하였다. 상기 반응 혼합물을 환류시키기 위해 하룻밤 동안 가열하였다. 그 다음, 반응액을 감압 조건 하에서 농축하여 생성물(200mg, yield=41%, HPLC: 98%)을 수득하였다.
단계 4： 7의 제조
Figure pct00108
탈염수 (4mL,c=0.12)에 포함된 5(200mg, 0.49mmol, 1.0eq) 용액에 AgCl (140.8mg, 0.98mmol, 2.0eq)을 첨가하였다. 그 다음, 상기 용액을 60℃까지 가열하고 하룻밤 동안 교반하였다. 상기 현탁물을 여과하고, 여과물을 다음 단계에 사용하였다.
단계 5： 8의 제조
Figure pct00109
단계 3의 여과물에 Pd/C (30mg,m/m=0.2)를 첨가하고, 2N HCl 두 방울을 떨어뜨렸다. 상기 용액을 H2로 옮겼다. 그 다음, 상기 용액을 35℃에서 하룻밤 동안 교반하였다. 상기 현탁물을 여과하고, 동결건조한 다음, 잔류물을 EA로 세척하여 생성물(92.4mg, yield=66%)을 수득하였다. HPLC purity: 98.8% at 220nm，99% at 254nm; Mass:M+: M-35.5=250.5;M-:M=285.5;M+35.5=321.4. 1H NMR (300MHz, D2O): δ 7.4742 (d, J=8.7 Hz, 2H), 7.2281 (d, J=8.79 Hz, 2H), 4.1406 (s, 2H), 3.5985 (dd, J=7.2 Hz, 6H), 1.3526 (t, J=7.2 Hz, 9H). ppm.
실시예 12. 2-(4-아미노-2, 6-디메틸페닐아미노)-N, N, N-트리에틸-2-옥소에타나미늄 클로라이드 (화합물 23)의 합성
합성 계획
Figure pct00110
단계 1: N-(2, 6-디메틸페닐)-4-메틸벤젠설폰아미드의 제조
Figure pct00111
피리딘(334mL, c=0.37)에 포함된 1(15g, 123.8mmol, 1eq) 용액에 TsCl (28g, 148.54mmol, 1.2eq)을 첨가하고, 115℃까지 가열하여 4시간 동안 환류하였다. 상기 반응 혼합물을 상온으로 냉각시키고, 용매를 제거한 다음, 2N HCl을 이용하여 pH 6으로 조정하고 물로 세척한 후 EA로 추출하였다. 염수로 세척한 다음, 농축시키고 잔류물을 고온의 에탄올로부터 재결정화시켜 백색 분말의 목적 생성물 2(19.8g, 56% yield)를 수득하였다.
단계 2: N-(2, 6-디메틸-4-니트로페닐)-4-메틸벤젠설폰아미드의 제조
Figure pct00112
AcOH: H2O (150Ml: 100mL)에 포함된 2(19.8g, 71.9mmol, 1 eq) 현탁액에 질소 하에서 교반하면서 NaNO2 를 첨가하고, 10분 동안 농축 HNO3 (9 g, 194mmol, 2 eq)를 드롭와이즈로 첨가한 다음, 110℃에서 5시간 동안 환류하였다. 그 다음, 반응물을 H2O (150mL)에 용해시키고, EA (200mL)로 추출한 다음, 1N NaOH를 이용하여 pH 8로 조정하였다. 유기상을 염수(150mL)로 세척하고, 무수 Na2SO4로 건조하였다. 여과물을 진공 상태에서 증발시켜 분말의 생성물 3(16g, 70% yield)을 수득하였다.
단계 3: 2, 6-디메틸-4-니트로아닐린의 제조
Figure pct00113
농축H2SO4 (232mL, c=0.3)에 포함된 3(23g, 72mmol, 1.0 eq) 용액을 1시간 동안 교반하면서 60℃로 가열하였다. 그 다음, 반응물을 얼음(1000mL)에 붓고 20% NaOH를 이용하여 pH 8로 조정한 다음, EA(200mL)로 추출하였다. 유기상을 염수(15mL)로 세척하고, 무수 Na2SO4 로 건조한 다음, 여과하여 잔류물을 수득하였다. 회전 증발 후 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적 생성물 4(8g, 66% yield)를 수득하였다.
단계 4: 2-클로로-N-(2, 6-디메틸-4-니트로페닐)아세트아미드의 제조
Figure pct00114
DCM (30mL, c=0.8)에 포함된 4(4g, 24mmol, 1.0 eq) 혼합물에 피리딘 (2.28g, 28.8mmol, 1.2 eq)을 첨가하고, 2-클로로아세틸 클로라이드 (3.25g, 28.8mmol, 1.2 eq)를 0℃에서 드롭와이즈한 다음, 상온에서 하룻밤 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 반응물을 여과하고, 필터 케이크를 물에 부은 다음, 2N HCl을 이용하여 pH 4로 조정한 후, 여과하고 필터 케이크를 건조하여 목적 생성물 5(4.4g, 76% yield)를 수득하였다.
단계 5: 2-(디에틸아미노)-N-(2, 6-디메틸-4-니트로페닐) 아세트아미드의 제조
Figure pct00115
디에틸아민(46.7mL, 639mmol, 38.8 eq)에 포함된 5(4g, 16.48mmol, 1.0 eq)의 혼합물을 55℃로 가열하여 5시간 동안 환류하고, 용매를 제거한 다음, 물을 첨가하여 EA(100mL X 3)로 추출하였다. 상기 유기상을 염수(15mL)로 세척하고, 무수 Na2SO4 로 건조한 다음, 여과하여 잔류물을 수득하였다. 회전 증발 후 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적 생성물 6(2.17g, 47% yield)을 수득하였다.
단계 6: 2-(2, 6-디메틸-4-니트로페닐아미노)-N, N, N-트리에틸-2-옥소에타나미늄아이오다이드의 제조
Figure pct00116
MeCN (35.8mL)에 포함된 6(1g, 3.58mmol, 1.0 eq) 용액에 EtI (1.4g, 8.95mmol, 2.5 eq)을 첨가하고, 75 mL 밀봉 튜브에서 3일 동안 90℃로 교반하였다. 그 다음, 용매를 제거하여 목적 생성물 7(1.48g, 95% yield)을 수득하였다.
단계 7: 2-(2, 6-디메틸-4-니트로페닐아미노)-N, N, N-트리에틸 -2-옥소에타나미늄 클로라이드의 제조
Figure pct00117
탈염수(2mL)에 포함된 7(0.5g, 1.15mmol, 1.0 eq) 용액에 AgCl (329mg, 2.3mmol, 2.0 eq)을 첨가하고, 60℃에서 하룻밤 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 반응물을 여과하여 여과물 8을 수득하였다.
단계 8: N-(4-아미노-2, 6-디메틸페닐)-2-(디에틸아미노)아세트아미드의 제조
Figure pct00118
상기 8 혼합물에 Pd/C (39.5mg, 10%w/w)를 첨가하고, 진공 하에서 상기 현탁액의 가스를 제거한 다음, H2 로 수차례 세정한 다음, 상온에서 6시간 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 반응액을 여과하고 필터 케이크를 EA(1.5mL)로 세척한 후 여과하여 백색 분말의 목적 생성물 9(250mg, 74% yield)를 수득하였다. 1H NMR (300 MHz, D2O-d6): δ7.05 (s, 2H), 4.22 (s, 2H), 3.53~3.50 (m, 6H), 2.11 (s, 6H), 1.30~1.25 (m, 9H) ppm.
실시예 13. 3-(2,6-디메틸페닐아미노)-N,N,N-트리에틸-3-옥소프로판-1-아미늄 클로라이드 (화합물 24)의 합성
합성 계획
Figure pct00119
단계 1： 2의 제조
Figure pct00120
DCM (50mL, c=1.6)에 포함된 1(10g, 82.52mmol, 1 eq) 혼합물에 TEA (10.02g, 99.03mmol, 1.2 eq)를 첨가하고, DCM (50mL, c=1.6)에 포함된 3-클로로프로파노일 클로라이드 (12.57g, 99.03mmol, 1.2 eq)을 0℃에서 드롭와이즈하였다. 첨가 후, 상기 반응 혼합물을 상온까지 서서히 가열하고 2시간 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 반응액을 1N HCl을 이용하여 pH=3-4로 조정하고, DCM(2x50mL)으로 추출하였다. 상기 합쳐진 유기상을 포화 NaHCO3를 이용하여 pH=7-8로 조정하고, 염수로 세척한 다음 Na2SO4로 건조하고, 여과한 후 25℃에서 진공 농축하여 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 백색 고체의 목적 생성물(12.46g, 71.3% yield, 46% N-(2, 6-디메틸페닐) 아크릴아미드 포함)을 수득하였다.
단계 2： 3의 제조
Figure pct00121
2에 디에틸아민(107.24g, 1466.29mmol, 38.8 eq)을 첨가하였다. 상기 반응 혼합물을 55℃에서 하룻밤 동안 교반하한 다음, 진공 농축하여 잔류물을 수득하였다. 그 다음, 상기 잔류물을 물(150mL)로 희석하고, EA(3x100mL)로 추출하였다. 상기 합쳐진 유기상을 염수로 세척하고 Na2SO4로 건조한 후, 여과하고 진공 농축하여 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 노란색 오일의 목적 생성물(5.75g, 61% yield) 을 수득하였다.
단계 3： 4의 제조
Figure pct00122
ACN (121Ml， c=0.1)에 포함된 3(3g, 12.08mmol, 1 eq) 용액에 EtI (5.65g, 36.24mmol, 3 eq)을 첨가하였다. 첨가 후, 상기 반응 혼합물을 85℃에서 하룻밤 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 진공 농축하여 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 백색 고체의 목적 생성물(3.6g, 74% yield)을 수득하였다.
단계 4： 5의 제조
Figure pct00123
물(1.2mL, c=0.6)에 포함된 4(300mg, 0.74mmol, 1 eq) 용액에 신선한 AgCl (212mg, 1.48mmol, 2 eq)를 6-7℃에서 첨가하였다. 첨가 후, 상기 반응 혼합물을 6-7℃에서 4분 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 반응 혼합물을 여과한 후, 0℃에서 동결건조하여 백색 고체의 목적 생성물(133mg, 57% yield)을 수득하였다. 1H NMR (300 MHz, D2O): δ 7.063~7.128 (m, 3H), 3.495 (t, J=7.8 Hz, J=8.1 Hz, 2H), 3.220~3.293 (m, 4H), 2.909 (t, J=7.8 Hz, J=8.1 Hz, 2H), 2.100(d, J=22.5 Hz, 6H), 1.212 (t, J=7.2 Hz,, 6H)ppm. HPLC purity: 99.7% at 220nm.
실시예 14. 2-(4-아미노벤자미도)-N,N,N-트리에틸에타나미늄 클로라이드 하이드로클로라이드 (화합물 26)의 합성
합성 계획
Figure pct00124
단계 1： 3의 제조
Figure pct00125
THF (25mL, c=0.37)에 포함된 1(1.6g, 9.46mmol, 1.1eq) 및 TEA (1.7g, 17.2mmol, 2eq) 혼합물에 ClCO2Et (1.0g, 9.46mmol, 1.1eq)를 천천히 첨가하였다. 그 다음, 상기 혼합물에 2(1.0g, 8.6mmol, 1eq)를 첨가하였다. 상기 혼합물을 상온에서 5시간 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 현탁액을 여과하고, 여과물을 감압 조건 하에서 농축하여 잔류물을 수득하였다. 상기 잔류물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하고, NaOH로 세척하여 생성물(1.0g, yield=43.8%, HPLC: 99.8%)을 수득하였다.
단계 2： 4의 제조
Figure pct00126
MeCN (7.5ml, c=0.1)에 포함된 3(200mg, 0.75mmol, 1.0eq) 혼합물에 EtI (293mg, 1.88mmol, 2.5eq)을 첨가하였다. 상기 반응 혼합물을 환류하기 위해 하룻밤 동안 가열하였다. 그 다음, 상기 반응액을 감압 조건 하에서 농축하여 생성물(313.8mg, yield=99.3%, LCMS: 100%)을 수득하였다.
단계 3： 5의 제조
Figure pct00127
탈염수 (4mL,c=0.1)에 포함된 4(195.7mg, 0.46mmol, 1.0eq ) 용액에 AgCl (133mg,0.93mmol,2.0eq)을 첨가하였다. 그 다음, 상기 용액을 60℃까지 가열하고, 하룻밤 동안 교반하였다. 상기 현탁액을 여과하고, 여과물을 다음 단계에 사용하였다.
단계 4： 6의 제조
Figure pct00128
단계 3의 여과물에 MeOH (4mL), Pd/C (15mg, m/m=0.1), 2 방울의2N HCl을 첨가하였다. 상기 용액을 H2로 탈기하였다. 그 다음, 상기 용액을 35℃에서 하룻밤 동안 교반하였다. 상기 현탁액을 여과하고, 4N HCl/MeOH (0.5mL)를 상기 용액에 첨가하고 30분 동안 교반하였다. 그 다음, 상기 용액을 동결건조하고, 잔류물을 EA를 세척하여 생성물(55mg, yield=36%)을 수득하였다. HPLC purity:95.9% at 220nm; 96.7% at 254nm; Mass: M+:M-35.5=264.5,M-:M+35.5=334.5;1H NMR (300 MHz, D2O): δ 7.8252 (d, J=8.3 Hz, 2H), 7.4115 (d, J=8.4 Hz, 2H), 3.7562 (t, J=6.6 Hz, 2H), 3.3613 (m, 9H), 1.2785 (t, J=7.5 Hz, 10H) ppm.
실시예 15. 세포 내 적용 시 화합물 6는 QX-314 보다 높은 나트륨 채널 억제 효과를 나타낸다.
도 1A는 100 마이크로몰 QX-314 또는 100 마이크로몰 BW8186 (화합물 6)로 투석한 세포에 대한 시간함수로서 최대 나트륨 전류의 시간 경과를 나타내며, 일련의 30-msec 탈분극으로부터 -100 mV의 보유 전위에서 -20 mV까지 자극되었다. 사용 의존성 차단을 유도하기 위해 탈분극은 다음의 증가율로 전달되었다: 1분 동안0.05 Hz, 1분 동안0.33 Hz, 1분 동안1 Hz, 1분 동안 3 Hz, 30초 동안 5 Hz, 30초 동안 10 Hz, 펄스 간 1분 휴식. 일련의 펄스 이후에 사용 의존성 차단을 유도하기 위해 01. Hz (2분) 및 0.05 Hz (1분)로 전달된 펄스를 사용하여 회복 시간 경과를 추적하였다. 최대 소듐 전류는 실험시간(시간 축에서 분할당 1분)의 함수로 플로팅되었다.
도 1A에서 볼 수 있듯이, QX-314 및 화합물 6는 자극 주파수1 내지 10 Hz에서 강한 사용 의존적 축적을 보여주며, 1분 휴식 구간 동안 부분적으로만 회복되었다. QX-314는 초기값의 약 20%까지 소듐 전류를 사용 의존적으로 억제한 다음, 느린 자극의 3분 후에 초기 값의 약 40%까지 부분적으로 회복하였다. 화합물 6는 초기 소듐 전류의 약 3%까지 더 심한 사용 의존적 차단을 보였고, 느린 자극 3분 동안 초기 값의 약 5%까지 거의 회복하지 못했다. 따라서, QX-314와 비교하여 화합물 6는 사용 의존적 차단의 축적이 더 많고, 자극이 없는 기간 또는 느린 자극(0.05 Hz)의 장기간 동안 차단으로부터 회복이 현저히 적다. 이것은 화합물 6가 세포 내에 트랩되어 생체 내 진통 효과가 연장될 수 있음을 나타낸다.
도 1B는 화합물 6가 세포 외에 적용되었을 때 보다 세포 내에 적용되었을 때(전체 세포 기록 동안 기록 피펫 내 존재하는 세포가 투석됨) 더욱 효과적이라는 것을 보여준다. 이것은 QX-314와 마찬가지로 화합물 6가 활성화된TRPV1, TRPA1 또는 통증 또는 가려움증을 매개하는 뉴런에 선택적으로 존재하는 다른 큰 기공 채널을 통해 뉴런으로 들어갈 수 없다면 신경 활성에 있어서 약한 효과만을 나타낸다는 것을 뒷받침한다.
실시예 16. 화합물 21은 발 절개에 의해 유발된 열 통각과민을 차단하는데 QX-314만큼 효과적이었다.
QX-314와 비교하여 N-에틸 에티도카인("NEE", 화합물 21)의 열 통각과민에 대한 효과를 마우스 및 랫트 모델에서 시험하였다. 마우스에서 CFA의 발바닥 내 주사를 통해 유발된 염증 관련 통각과민은 화합물 21 (NEE) 또는 QX-314 (도 2A-2D)에 의해 반전되었다. 랫트(도 3A)에서 반대쪽(처리되지 않은) 발 및 살린(saline), QX-314 (0.5%) 또는 N-에틸 에티도카인 (화합물 21) (0.5%) (50 μl)를 발바닥 내 주사한 뒷발 사이의 열 통각수용 임계치의 차이는 관찰되지 않았다. 일주일 후, 랫트의 왼쪽 뒷발에 대하여 절개 수술을 시행하였다. 1시간 후, 랫트에 화합물 21 또는 QX-314를 수술 부위에 직접 피내 주사하였다. 처리되지 않은 반대쪽 발과 비교하였을 때, 살린을 투여한 동물은 투여 1시간 및 3시간 후 유의한 열 통각과민 증상을 보였다(도 3B). 이 효과는 QX-314 또는 화합물 21을 처리한 동물에서는 관찰되지 않았으며, 이는 화합물 21이 열 통각과민 조건에서 통증 민감성을 감소시키는데 있어서 QX-314 만큼 효과적임을 시사한다.
실시예 17. 화합물 3, 6, 및 21은 단독 주사 시 열 통각수용 반응 잠재시간에 대하여 효과를 나타낸다.
문헌에 나온 일부 데이터는 QX-314를 신경주위로 주사한 경우, 치료 후 8주에 신경독성을 유발할 수 있다고 제안한다. 이러한 독성이 NEE(화합물)에서 발생하였는지 평가하기 위해 DRG 추출 8주전에 마우스에 CFA+NEE(1%)를 주사하였다. 상기 마우스에서 추출한 DRG를 손상된 뉴런에서 특이적으로 증가하는 전사인자인 ATF3로 염색하였다. CFA+NEE (1%)를 처리한 마우스(도 4B 및 도 4C)에서 ATF3 발현은 관찰되지 않았다. 염색 결과의 타당성을 확인하기 위해, 좌골 신경손상을 입은 ATF3-GFP 리포터 마우스의 DRG 슬라이드를 병렬로 표지하고, ATF3 항체(짙은 음영)의 위치가 ATF3 리포터 염색(옅은 음영)과 동시에 위치하는 것을 관찰하였다(도 4A).
QX-314는 통증 뉴런 및 면역 시스템 사이의 상호 작용을 방해함으로써 알레르기성 기도 염증을 역전시키는 것으로 알려져 있다. NEE (화합물 21)가 같은 메커니즘으로 작용하는지 확인하기 위해 NEE (화합물 21)가 기도 염증에 미치는 영향을 평가하였다. 에어로졸 NEE (화합물 21) (100 uM, 6%, 20분, 18일)는 OVAdp 의해 유발된 알레르기성 기도 염증의 마우스 모델에서 기관지 폐포 세척액 면역세포 유입(21일), 특히 호산구, 대식세포, 및 T 세포를 포함하는 CD45+ 세포의 유입을 차단하였다(도 5A-5E).
QX-314보다 향상된 생체 외 NaV1.7 사용 의존성 차단을 나타내는 5가지 신규 화합물 중 ACS-3B (화합물 3) 및 N-에틸-에티도카인 (화합물 21)은 미-투여 동물에서 오래 지속되는 통각상실 없이 CFA에 의해 유도된 열 통각과민에 대하여 강력한 차단 효과를 나타냈다. 또한, 및 N-에틸-에티도카인 (화합물 21)은 폐 알레르기성 기도 염증을 강력하게 역전시켰다.
다른 실시예들
본 발명의 기술된 방법 및 시스템의 다양한 변경 및 변형은 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않는 한 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명은 특정 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 청구된 본 발명이 그러한 특정 실시예에 부당하게 제한되어서는 안된다는 것을 이해해야한다. 실제로, 의학, 면역학, 약리학, 내분비학 또는 관련 분야의 숙련자에게 자명한 본 발명을 수행하기 위해 기술된 모드의 다양한 변형은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.
본 명세서에 언급된 모든 간행물은 각각의 독립적인 간행물이 구체적 및 개별적으로 참고 문헌으로 인용된 것과 동일한 정도로 본원에서 참고로 인용된다.

Claims (32)

  1. 하기 화학식 (I)으로 표시되는 4차 아민(quaternary amine) 화합물:
    화학식 (I)
    Figure pct00129
    ,
    상기 R1F 및 R1G 은 적어도 하나의 질소 원자를 포함하는 헤테로사이클릭 고리를 함께 형성하고;
    상기 R1A, R1B, 및 R1C 는 각각 독립적으로 H, 할로겐, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-　4 알키닐, OR1I, NR1JR1K, NR1LC(O)R1M, S(O)R1N, SO2R1OR1P, SO2NR1QR1R, SO3R1S, CO2R1T, C(O)R1U, 및 C(O)NR1VR1W로부터 선택되며; 및 R1I, R1J, R1K, R1L, R1M, R1N, R1O, R1P, R1Q, R1R, R1S, R1T, R1U, R1V, 및 R1W 은 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택되고;
    상기 X1은 -CR1XR1Y-, -NR1ZC(O)-, -OC(O)-, -SC(O)-, -C(O)NR1AA-, -CO2-, 및 -OC(S)-로부터 선택되며;
    R1X, R1Y, R1Z, 및 R1AA 는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택되고;
    상기 R1D 및 R1E은 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, C2-4 헤테로알킬, 선택적으로 할로겐, C3-8 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환, 및 C3-6 사이클로알킬로부터 선택되며, 또는 R1D 및 R1E 은 함께 3-6-원자 헤테로사이클릭 또는 헤테로알킬 고리를 형성하고;
    상기 R1H 는 C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, C2-4 헤테로알킬, 선택적으로 할로겐, C3-8 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환, 및 C3-6 cyclo알킬로부터 선택된다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 X1 은 -NHC(O)-인 것인, 화합물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 R1A 및 R1B 는 각각 독립적으로 H, 할로겐, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 NR1JR1K로부터 선택되고; R1J 및 R1K 는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택되며; 또는 적어도 하나의 R1C 가 존재하는 것인, 화합물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 R1D은 선택적으로 할로겐, C3-8 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환된 C1-4 알킬인 것인, 화합물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 R1E는 선택적으로 할로겐, C3-8 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환된 H 또는 C1-4 알킬인 것인, 화합물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 R1H는 선택적으로 할로겐, C3-8 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환된 C1-4 알킬인 것인, 화합물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물은 표 1의 화합물인 것인, 화합물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 화합물은 하기 화합물 6인 것인, 화합물:
    Figure pct00130
    (화합물 6).
  9. 제7항에 있어서, 상기 화합물은 하기 화합물 3인 것인, 화합물:
    Figure pct00131
    (화합물 3).
  10. 하기 화학식 (II)으로 표시되는 4차 아민(quaternary amine) 화합물:
    화학식 (II)
    Figure pct00132
    ,
    상기 m은 0 또는 1이고;
    상기 R2A, R2B, 및 R2C 는 각각 독립적으로 H, 할로겐, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, CF3, OR2H, NR2IR2J, NR2KC(O)R2L, S(O)R2M, SO2R2NR2O, SO2NR2PR2Q, SO3R2R, CO2R2S, C(O)R2T, 및 C(O)NR2UR2V로부터 선택되며;
    R2H, R2I, R2J, R2K, R2L, R2M, R2N, R2O, R2P, R2Q, R2R, R2S, R2T, R2U, 및 R2V는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택되고;
    상기 n은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 또는 9이며;
    R2F 는 각각 독립적으로 할로겐, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, CF3, OR2H, NR2IR2J, NR2KC(O)R2L, S(O)R2M, SO2R2NR2O, SO2NR2PR2Q, SO3R2R, CO2R2S, C(O)R2T, 및C(O)NR2UR2V로부터 선택되고;
    R2H, R2I, R2J, R2K, R2L, R2M, R2N, R2O, R2P, R2Q, R2R, R2S, R2T, R2U, 및 R2V는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택되며;
    R2D 및 R2E는 각각 독립적으로 C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, C2-4 헤테로알킬, 선택적으로 할로겐, 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환, 및 C3-6 사이클로알킬로부터 선택된다.
  11. 제10항에 있어서, 상기 R2D 및 R2E는 각각 선택적으로 할로겐, 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환된 C1-4 알킬인 것인, 화합물.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 R2A, R2B, 및 R2C는 각각 독립적으로 H, 할로겐, C1-4 알킬, 및 CF3로부터 선택되고; 또는 상기 R2C는 적어도 하나 존재하며; 또는 상기 R2F 는 적어도 하나 존재하는 것인, 화합물.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물은 표 2의 화합물인 것인, 화합물.
  14. 제13항에 있어서, 상기 화합물은 하기 화합물 14인 것인, 화합물:
    Figure pct00133
    (화합물 14).
  15. 하기 화학식 (III)으로 표시되는 4차 아민(quaternary amine) 화합물:
    화학식 (III)
    Figure pct00134
    ,
    상기 n은 0, 1, 2, 또는 3이고;
    상기 R3A, R3B, 및 R3C 는 각각 독립적으로 H, 할로겐, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-　4 알키닐, OR3I, NR3JR3K, NR3LC(O)R3M, S(O)R3N, SO2R3OR3P, SO2NR3QR3R, SO3R3S, CO2R3T, C(O)R3U, 및 C(O)NR3VR3W로부터 선택되며;
    R3I, R3J, R3K, R3L, R3M, R3N, R3O, R3P, R3Q, R3R, R3S, R3T, R3U, R3V, 및 R3W는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택되고;
    X3는 -NHC(O)-, 및 -C(O)NH로부터 선택되며;
    상기 R3D 및 R3E는 각각 독립적으로 C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, C2-4 헤테로알킬, 선택적으로 할로겐, 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환, 및 C3-6 사이클로알킬로부터 선택될 수 있고;
    또는 R1D 및 R1E는 함께 3-6-원자 헤테로사이클릭 또는 헤테로알킬 고리를 형성할 수 있으며;
    상기 R3F, R3G, 및 R3H는 각각 독립적으로 C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, C2-4 헤테로알킬, 선택적으로 할로겐, 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환, 및 C3-6 사이클로알킬로부터 선택된다.
  16. 제15항에 있어서, 상기 X3 는 -NHC(O)- 인 것인, 화합물.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 n는 0 또는 1인 것인, 화합물.
  18. 제15항 내지 제17항에 있어서, 상기 R3A, R3B, 및 R3C는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, 및 NR3JR3K로부터 선택되고;
    R3J 및 R3K는 각각 독립적으로 H, C1-4 알킬, C2-4 알케닐, C2-4 알키닐, 및 C2-4 헤테로알킬로부터 선택되는 것인, 화합물.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 R3E, R3F, 및 R3G는 각각 독립적으로 할로겐, 사이클릭 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴로 선택적으로 치환된 C1-4 알킬, 및 C3-6 사이클로 알킬로부터 선택되는 것인, 화합물.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물은 표 3의 21번 내지 24번 화합물 중 어느 한 화합물인 것인, 화합물.
  21. 제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물은 하기 화합물 21인 것인, 화합물:
    Figure pct00135
    (화합물 21).
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항의 4차 아민(quaternary amine) 화합물 및 약제학적으로 허용가능한 부형제를 포함하는 조성물.
  23. 제21항에 있어서, 상기 조성물은 경구, 정맥내, 근육내, 직장, 피부, 피하, 국소, 경피, 설하, 비강, 흡입, 질내, 경막내, 경막외, 또는 안구 투여용 조성물인 것인, 조성물.
  24. 환자에서 통증, 가려움증, 또는 신경성 염증 질환을 치료하는 방법으로서, 상기 방법은 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항의 4차 아민 화합물을 포함하는 조성물을 상기 환자에 투여하는 것을 포함하는 것인, 방법:
    상기 화합물이 전압 활동성 이온 채널(voltage-gated ion channels)의 내부면에 적용될 경우, 상기 화합물은 통각수용기(nociceptors) 및/또는 소양수용기(pruriceptors)에 존재하는 하나 이상의 전압 활동성 이온 채널을 억제하고, 상기 화합물이 상기 채널의 외부면에 적용될 경우, 상기 화합물은 상기 채널을 실질적으로 억제하지 않으며;
    상기 수용체가 활성화될 경우 및 상기 수용체가 상기 통각수용기에 존재하는 하나 이상의 전압 활동성 이온 채널을 억제하는 경우, 상기 화합물은 채널 형성 수용체를 통해 통각수용기 또는 소양수용기에 들어갈 수 있다.
  25. 제24항에 있어서, 상기 채널 형성 수용체는 일과성 수용체 전압(transient receptor potential, TRP) 이온 채널(TRP 채널 형성 수용체)인 것인, 방법.
  26. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 TRP 채널 형성 수용체는 외재성 작용제(exogenous agonist) 또는 내재성 작용제(endogenous agonist)에 의해 활성화되는 것인, 방법.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 TRP 채널 형성 수용체는 TRPA1 또는 TRPV1인 것인, 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 화합물은 상기 수용체가 활성화될 때 상기 TRPA1 또는 TRPV1 수용체를 통해 통각수용기 또는 소양수용기에 들어갈 수 있는 것인, 방법.
  29. 제24항에 있어서, 상기 화합물은 전압 활동성 소디움 채널(voltage-gated sodium channels)을 억제하는 것인, 방법.
  30. 제24항에 있어서, 상기 통증은 신경성 통증, 염증성 통증, 통각수용성 통증, 감염으로 인한 통증, 및 시술 관련 통증(procedural pain)으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인, 방법.
  31. 제24항에 있어서, 상기 신경성 염증 질환은 알레르기성 염증, 천식, 만성 기침, 결막염, 비염, 건선, 염증성 장 질환, 간질성 방광염, 및 아토피성 피부염으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인, 방법.
  32. 제24항에 있어서, 상기 조성물은
    (화합물 6)
    Figure pct00136
    ,
    (화합물 3)
    Figure pct00137
    ,
    (화합물 14)
    Figure pct00138
    , 및
    (화합물 21)
    Figure pct00139
    로 구성된 군으로부터 선택되는 4차 아민 화합물을 포함하는 것인, 방법.
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