KR20190032418A - 보티옥세틴 유사체와 용도 및 이의 제조 - Google Patents

보티옥세틴 유사체와 용도 및 이의 제조 Download PDF

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친겅 리
타오 왕
지안 랴오
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리앙 렌
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지앙수 인화뤄캉 파마슈티컬 리서치 앤드 디벨롭먼트 컴퍼니 리미티드
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Abstract

식 I에 도시된 바와 같은 보티옥세틴(vortioxetine) 유사체, 또는 이의 다형체(polymorph) 또는 용매화물, 이 유사체, 다형체 또는 용매화물을 포함하는 조성물과 키트, 우울증을 치료하기 위한 약물의 제조에서 이 유사체, 다형체 또는 용매화물의 용도, 이 유사체를 제조하기 위한 방법 및 이 방법에서의 중간체가 제공된다.
Figure pct00041

식 (I)

Description

보티옥세틴 유사체와 용도 및 이의 제조
관련 출원에 대한 교차 참조
이 출원은 2016년 7월 22일 출원된 중국 특허 출원번호 CN 201610584432.0의 우선권을 주장한다. 이 출원의 개시내용은 본원에 그 전체가 참조로 포함된다.
기술 분야
본 발명은 화학 약학 분야에 속한다. 특히, 본 발명은 신규한 보티옥세틴(vortioxetine) 유사체 또는 이의 다형체(polymorph) 또는 용매화물, 이 유사체, 다형체 또는 용매화물을 포함하는 조성물과 키트, 및 우울증을 치료하기 위한 약물의 제조에 있어서의 이 유사체, 다형체 또는 용매화물의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 유사체를 제조하기 위한 방법 및 방법에서의 중간체에 관한 것이다.
H. Lundbeck A/S[덴마크]와 타케다 파마수티컬 컴퍼니 리미티드(Takeda Pharmaceutical Company Limited)[일본]에 의해 개발된 보티옥세틴(Vortioxetine)은 주요 우울 장애(major depression disorder, MDD)로 고통받는 환자의 치료를 위해 권고되며(indicated), 2013년 9월부터 미국에서 판매 승인을 받았다. 보티옥세틴 브롬화수소산염(vortioxetine hydrobromide)의 구조는 다음과 같다:
Figure pct00001
.
보티옥세틴은 경구 투여에 의해 약 75%의 생체 이용률(bioavailability)로 잘 흡수된다. 수컷 리스타 후디드(Listar Hooded) 랫트에 14C-보티옥세틴(20 mg/kg)이 경구 투여된 지 2시간 후 뇌에서의 분포 농도는 단지 2.77 ㎍/g으로, 간(22.3 ㎍/g), 폐(15.5 ㎍/g) 및 신장(10.3 ㎍/g)에서의 분포 농도보다 더 낮은 것으로 실험에 의해 밝혀졌다(FDA PHARMACOLOGY REVIEW(S), 24페이지 참조). 상기 데이터로부터, 보티옥세틴은 혈액 뇌 장벽(blood brain barrier, BBB)에 침투할 수는 있었지만, 약한 침투 능력이 그 단점 중 하나였던 것으로 입증되었다.
또한, 14C-보티옥세틴 유리 염기(50 mg)가 인간에게 경구 투여된 지 4시간 후, 대사 산물이 지배적이었으며 모 약물(parent drug)은 혈장에서 약 8%를 차지하였다는 것 또한 실험에 의해서 밝혀졌다(FDA PHARMACOLOGY REVIEW(S), 26페이지 참조). 이들 대사 산물에서, 보티옥세틴의 방향족 고리 상의 4-위치 메틸기의 산화로부터의 생성물 LUAA34443 및 LUAA34443 글루쿠로니드(glucuronide)가 44%를 차지한다는 점은 주목할 가치가 있었다. 보티옥세틴 유리 염기의 생체 내(in vivo) 대사 과정은 아래 도시된다:
Figure pct00002
LUAA34443 및 LUAA34443 글루쿠로니드가 혈액 뇌 장벽에 침투할 수 없으므로 항우울 효과가 작용하지 못하는 것이 분명하다. 그러므로 혈액 뇌 장벽을 침투하는 그것의 능력과 그것의 대사 안정성을 향상시키기 위해 보티옥세틴의 구조를 변경시킬 필요가 있다.
본 발명의 제1 양상에 따라, 본 발명은 신규한 보티옥세틴 유사체 또는 이의 다형체 또는 용매화물을 제공한다. 보티옥세틴과 비교하여, 본 발명의 보티옥세틴 유사체는 더 나은 항우울 활성뿐만 아니라, 향상된 지질-물 분배 계수(lipid-water partition coefficient), 혈액 뇌 장벽에 침투하는 더 높은 능력 및 더 높은 대사 안정성의 이점을 갖는다. 이는 본 발명의 보티옥세틴 유사체가 더 적은 양의 투여량 및 더 긴 작용 기간으로 투여될 수 있음을 의미한다.
본 발명의 보티옥세틴 유사체는 다음 식 I의 구조를 갖는다:
Figure pct00003
식 I
여기에서,
R1은 H를 나타내고;
R2는 할로겐, 또는 하나 이상의 할로겐으로 치환된 C1-6 알킬기를 나타내고; 그리고
A는 없거나 또는 약학적으로 허용 가능한 무기산 또는 유기산이다.
본 발명의 제2 양상에 따라, 본 발명은 본 발명의 보티옥세틴 유사체 또는 이의 다형체 또는 용매화물 및 하나 이상의 약학적으로 허용 가능한 담체(들)를 포함하는 약학 조성물을 제공한다.
본 발명의 제3 양상에 따라, 본 발명은 본 발명의 보티옥세틴 유사체 또는 이의 다형체 또는 용매화물 또는 본 발명의 약학 조성물을 포함하는 키트를 제공한다.
본 발명의 제4 양상에 따라, 본 발명은 유효량의 본 발명의 보티옥세틴 유사체 또는 이의 다형체 또는 용매화물을 이를 필요로 하는 개체에게 투여하는 단계를 포함하는, 우울 장애(특히, 주요 우울 장애)의 치료 방법을 제공한다.
본 발명의 제5 양상에 따라, 본 발명은 우울 장애, 특히 주요 우울 장애의 치료를 위한 본 발명의 보티옥세틴 유사체 또는 이의 다형체 또는 용매화물을 제공한다.
본 발명의 제6 양상에 따라, 본 발명은 우울증(특히, 주요 우울 장애)을 치료하기 위한 약물(medicament)의 제조에 있어서 본 발명의 보티옥세틴 유사체 또는 이의 다형체 또는 용매화물의 용도를 제공한다.
본 발명의 제7 양상에 따라, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 본 발명의 보티옥세틴 유사체를 제조하는 방법을 제공한다:
Figure pct00004
또는
Figure pct00005
여기에서,
R은 아미노 보호기를 나타내고;
A 및 R2는 상기 정의된 바와 같고;
A가 없는 경우, 단계 d에서의 반응은 수행되지 않는다.
본 발명의 제8 양상에 따라, 본 발명은 본 발명의 보티옥세틴 유사체를 제조하기 위한 중간체를 제공하고, 이 중간체는 다음 식 IV의 구조를 갖는다:
Figure pct00006
식 IV
여기에서,
R은 아미노 보호기를 나타내고;
R2는 할로겐, 또는 하나 이상의 할로겐으로 치환된 C1-6 알킬기를 나타낸다.
본 발명의 제9 양상에 따라, 본 발명은 본 발명의 보티옥세틴 유사체를 제조하기 위한 원료를 제공하고, 이 원료는 다음 식 II 또는 식 III의 구조를 갖는다:
Figure pct00007
여기에서,
R은 아미노 보호기를 나타내고;
R2는 할로겐 또는 하나 이상의 할로겐으로 치환된 C1-6 알킬기를 나타낸다.
본 발명의 제10 양상에 따라, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 식 II의 화합물을 제조하는 방법을 제공한다:
Figure pct00008
여기에서, R2는 상기 정의된 바와 같다.
본 발명의 제11 양상에 따라, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 식 III의 화합물을 제조하는 방법을 제공한다:
Figure pct00009
여기에서, R은 상기 정의된 바와 같다.
정의
본원에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는, 이후 달리 정의되지 않는 한, 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 의도된다. 본원에 사용된 기술에 대한 언급은 당업자에게 쉽게 명백한 기술의 이러한 변형 또는 동등한 기술의 대안을 포함하여 당업계에서 일반적으로 이해되는 기술을 가리키도록 의도된다. 다음 용어는 당업자에 의해 잘 이해되는 것으로 믿어지지만, 본 발명을 보다 잘 설명하기 위해 다음의 정의가 제시된다.
본원에 사용된 바와 같이, "포함하는(including)", "포함하는(comprising)", "갖는(having)", "함유하는(containing)" 또는 "~에 관한(relating to)"이라는 용어 및 본원에서의 이의 다른 변형은 포괄적이거나 제한이 없으며(open-ended), 열거되지 않은 추가 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않는다.
본원에 사용된 바와 같은 "치환된"이라는 용어는 기존의 상황에서 지정된(designated) 원자의 정상 원자가(valence)가 초과되지 않고 치환으로 인해 안정한 화합물이 생성된다면, 지정된 원자의 하나 이상의(예를 들어, 1, 2, 3 또는 4개) H가 특정(speicified) 기에 의해 선택적으로 대체되는 것을 의미한다. 치환기 및/또는 변수의 조합은 이러한 조합이 안정한 화합물을 생성하는 경우에만 허용된다.
본원에 사용된 바와 같은 "보호기"라는 용어는 다작용성(multifunctional) 유기 화합물이 반응을 거치는 경우, 원하는 기에서만 반응이 일어나도록 하고 다른 기는 영향을 받지 않도록 하기 위해, 다른 기는 반응 전에 보호되고 반응이 완료된 후에 회복되는 것을 의미한다. 일종의 기를 보호할 수 있는 약품(agent)을 기에 대한 보호기라고 부른다. 적절한 보호기의 선택은 당업자에 의해 쉽게 결정될 수 있다. 보호기 화학은 예를 들어, 본원에 그 전체가 참조로 포함되어 있는 문헌[T.W. Greene and P.G.M. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 3rd Edition, Wiley & Sons, Inc., New York (1999)]에서 찾을 수 있다.
본원에 사용된 바와 같은 "아미노 보호기"라는 용어는 아미노가 원하지 않는 화학 반응을 일으키지 않도록 하는 보호기를 나타낸다. 아미노 보호기는 tert-부톡시카르보닐, 벤질옥시카르보닐, 9-플루오레닐메톡시카르보닐, 알릴옥시카르보닐, 트리메틸실릴에톡시카르보닐, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 프탈로일, p-톨루엔설포닐, o-니트로페닐설포닐, p-니트로페닐설포닐, 포르밀, 아세틸, 트리플루오로아세틸, 프로피오닐, 피발로일, 벤조일, 트리페닐메틸, 벤질, 2,4-디메톡시벤질, p-메톡시벤질 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 적절한 아미노 보호기의 선택은 당업자에 의해 쉽게 결정될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같은 "C1-6 알킬기"라는 용어는 1 ~ 6개의 탄소 원자를 갖는 포화된 직쇄 사슬 또는 분지형 사슬 하이드로카빌기, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 이소헥실 등을 말한다.
본원에 사용된 바와 같은 "할로겐화(halogenated)" 또는 "할로겐" 기라는 용어는 F, Cl, Br 또는 I를 포함하도록 정의된다.
본원에 사용된 바와 같은 "약학적으로 허용 가능한 산"이라는 용어는 생물학, 제조 및 제형의 관점에서 약학적 실습 및 동물 사용과 양립 가능한 산을 말한다. 약학적으로 허용 가능한 산은 무기산, 예컨대 염산, 브롬화 수소산, 요오드화 수소산, 황산, 이황산, 질산, 붕산, 인산, 탄산 및 이들의 임의의 조합; 및 유기산, 예컨대 포름산, 아세트산, 프로피온산, 아세토아세트산, 트리플루오로아세트산, 프로피온산, 피루브산, 부티르산, 헥산산, 헵탄산, 헨데칸산, 라우르산, 스테아르산, 팔미트산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 말레산, 푸마르산, 락트산, 말산, 시트르산, 타르타르산, 벤조산, 살리실산, 신남산, 나프토산, 파모산, 니코틴산, 오로트산, 메틸 황산, 도데실 황산, 메탄설폰산, 트리플루오로메탄설폰산, 에탄설폰산, 에탄디설폰산, 히드록시에탄설폰산, 벤젠설폰산, p-톨루엔설폰산, 1,5-나프탈렌디설폰산, 나프탈렌-2-설폰산, 캠퍼설폰산, 설팜산, 글루탐산, 아스파르트산, 글루콘산, 글루쿠론산 및 이들의 임의의 조합을 포함한다.
본 발명의 보티옥세틴 유사체는 단일 다형체 또는 임의의 비율의 하나 초과의 다형체의 혼합물일 수 있는 결정질 또는 다형체 형태로 존재할 수 있다.
본 발명의 보티옥세틴 유사체는 이의 용매화물, 특히 수화물의 형태로 존재할 수 있고, 여기에서 본 발명의 보티옥세틴 유사체는 유사체의 결정 격자(crystal lattice)의 구조적 요소로서 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 아세테이트 또는 아세톤과 같은 극성 용매를 포함한다. 극성 용매, 특히 물의 양은 화학양론 비(stoichiometric ratio) 또는 비화학양론 비로 존재할 수 있다.
화합물 및 제조 방법
본 발명의 목적은 일련의 신규한 보티옥세틴 유사체를 제공하는 것이다. 보티옥세틴 유사체와 보티옥세틴 간의 주요한 구조적 차이는 보티옥세틴에서는 좌측 상의 벤젠 고리의 4-위치가 메틸기인 반면, 본 발명의 보티옥세틴 유사체에서는 해당 위치가 할로겐, 또는 하나 이상의 할로겐으로 치환된 알킬기라는 점이다. 본 발명의 보티옥세틴 유사체는 향상된 분자 지질-물 분배 계수 및 항우울 활성은 유지하면서 혈액 뇌 장벽에 침투하는 높은 능력을 가지며, 경구 투여 후 보다 신속하게 혈액 뇌 장벽에 침투하여 더 빠르게 효과를 나타낼 수 있다. 한편, 메틸기와 비교하여, 할로겐, 또는 하나 이상의 할로겐으로 치환된 알킬기는 생체 내에서 산화적 대사(oxidative metabolism)를 거칠 가능성이 적어서, 본 발명의 보티옥세틴 유사체는 보티옥세틴과 비교하여 더 높은 대사 안정성 및 더 긴 작용 기간을 갖고, 이에 따라 투여량 및 투여 빈도가 감소될 수 있다. 따라서, 본 발명의 보티옥세틴 유사체는 혈액 뇌 장벽에 침투하는 약한 능력과 보티옥세틴에 대한 형편없는 대사 안정성의 단점을 극복한다.
특히, 본 발명은 식 I의 화합물 또는 이의 다형체 또는 용매화물을 제공한다:
Figure pct00010
식 I
여기에서,
R1은 H를 나타내고;
R2는 할로겐, 또는 하나 이상의 할로겐으로 치환된 C1-6 알킬기를 나타내고;
A는 없거나 또는 약학적으로 허용 가능한 무기산 또는 유기산이다.
본 발명의 일 구현예에 따라, R2는 하나 이상의 할로겐으로 치환된 C1-6 알킬기를 나타낸다. 바람직한 구현예에서, R2는 CF3, C2F5, CHF2, CH2F, CF2CH3 또는 CF2CH2CH3 등과 같은 하나 이상의 플루오르로 치환된 C1-6 알킬기를 나타낸다. 특히 바람직한 구현예에서, R2는 CF3(트리플루오로메틸)를 나타낸다.
본 발명의 일 구현예에 따라, A는 없다.
본 발명의 다른 구현예에 따라, A는 약학적으로 허용 가능한 무기산 또는 유기산이다. 바람직한 구현예에서, A는 염산, 브롬화 수소산, 요오드화 수소산, 황산, 이황산, 질산, 붕산, 인산 및 탄산으로부터 선택되는 무기산이거나, 또는 포름산, 아세트산, 프로피온산, 아세토아세트산, 트리플루오로아세트산, 프로피온산, 피루브산, 부티르산, 헥산산, 헵탄산, 헨데칸산, 라우르산, 스테아르산, 팔미트산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 말레산, 푸마르산, 락트산, 말산, 시트르산, 타르타르산, 벤조산, 살리실산, 신남산, 나프토산, 파모산, 니코틴산, 오로트산, 메틸 황산, 도데실 황산, 메탄설폰산, 트리플루오로메탄설폰산, 에탄설폰산, 에탄디설폰산, 히드록시에탄설폰산, 벤젠설폰산, p-톨루엔설폰산, 1,5-나프탈렌디설폰산, 나프탈렌-2-설폰산, 캠퍼설폰산, 설팜산, 글루탐산, 아스파르트산, 글루콘산 및 글루쿠론산으로부터 선택되는 유기산이다. 특히 바람직한 구현예에서, A는 염산, 브롬화 수소산 및 황산으로부터 선택되는 무기산이거나, 또는 시트르산, 메탄설폰산, 에탄설폰산, 벤젠설폰산 및 p-톨루엔설폰산으로부터 선택되는 유기산이다.
본 발명은 상기 바람직한 기의 임의의 조합에 의해 얻어지는 식 I의 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 따라, 식 I의 화합물은 다음 식 I-1의 화합물이다:
Figure pct00011
식 I-1
여기에서, A는 상기 정의된 바와 같다.
본 발명의 일 구현예에 따라, 본 발명의 보티옥세틴 유사체는 다음으로부터 선택된다:
Figure pct00012
Figure pct00013
본 발명의 다른 목적은 다음 단계들을 포함하는 본 발명의 보티옥세틴 유사체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다:
Figure pct00014
또는,
Figure pct00015
여기에서,
R은 아미노 보호기를 나타내고;
A 및 R2는 상기 정의된 바와 같고;
A가 없는 경우, 단계 d에서의 반응은 수행되지 않는다.
본 발명의 일 구현예에 따라, R은 tert-부톡시카르보닐, 벤질옥시카르보닐, 9-플루오레닐메톡시카르보닐, 알릴옥시카르보닐, 트리메틸실릴에톡시카르보닐, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 프탈로일, p-톨루엔설포닐, o-니트로페닐설포닐, p-니트로페닐설포닐, 포르밀, 아세틸, 트리플루오로아세틸, 프로피오닐, 피발로일, 벤조일, 트리페닐메틸, 벤질, 2,4-디메톡시벤질 및 p-메톡시벤질로부터 선택되는 아미노 보호기를 나타낸다. 바람직한 일 구현예에서, R은 tert-부톡시카르보닐, 벤질옥시카르보닐, 9-플루오레닐메톡시카르보닐, 아세틸, 프로피오닐 및 벤조일로부터 선택되는 아미노 보호기를 나타낸다.
단계 a 및 단계 a':
본 발명의 일 구현예에 따라, 단계 a 및 단계 a'에서 디아조화(diazotization) 반응은 산(예를 들어, 염산, 황산 또는 질산) 및 아질산염(예를 들어, 아질산 나트륨 또는 아질산 칼륨)의 존재하에 수행된다.
바람직한 구현예에서, 디아조화 반응은 비교적 낮은 온도(예를 들어, -10℃ 내지 10℃, 바람직하게는 0 ~ 5℃)에서 알코올(예를 들어, 메탄올 또는 에탄올)과 물의 혼합 용매에서 수행된다.
단계 b 및 단계 b':
본 발명의 일 구현예에 따라, 단계 b 및 단계 b'에서 반응은 비교적 높은 온도(예를 들어, 30 ~ 100℃, 바람직하게는 50 ~ 60℃)에서 알코올(예를 들어, 메탄올 또는 에탄올)과 물의 혼합 용매에서 수행된다.
단계 c:
본 발명의 일 구현예에 따라, 단계 c에서 반응은 아미노 보호기를 제거하는 통상적인 방법을 통해 수행되고, 사용되는 특정 방법은 선택되는 아미노 보호기에 따라 좌우된다. 예를 들어, tert-부톡시카르보닐은 산(예를 들어, HCl, 트리플루오로아세트산 등) 처리에 의해 제거될 수 있고; 벤질옥시카르보닐은 팔라듐(예를 들어, Pd-C 등) 상의 촉매적 수소화(catalytic hydrogenation)에 의해 제거될 수 있으며; 9-플루오레닐메톡시카르보닐은 유기 염기(예를 들어, 트리에틸아민, 피페리딘 등) 처리 등에 의해 제거될 수 있다.
단계 d:
본 발명의 일 구현예에 따라, 단계 d에서 반응은 0℃(아이스 배스를 이용) 내지 용매의 환류 온도 범위의 온도에서 알코올(예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올 등) 용액에서 수행된다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명의 보티옥세틴 유사체를 제조하기 위한 중간체를 제공하는 것으로, 이 중간체는 다음 식 IV의 구조를 갖는다:
Figure pct00016
식 IV
여기에서,
R은 아미노 보호기를 나타내고; 그리고
R2는 할로겐, 또는 하나 이상의 할로겐으로 치환된 C1-6 알킬기를 나타낸다.
본 발명의 일 구현예에 따라, R은 tert-부톡시카르보닐, 벤질옥시카르보닐, 9-플루오레닐메톡시카르보닐, 알릴옥시카르보닐, 트리메틸실릴에톡시카르보닐, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 프탈로일, p-톨루엔설포닐, o-니트로페닐설포닐, p-니트로페닐설포닐, 포르밀, 아세틸, 트리플루오로아세틸, 프로피오닐, 피발로일, 벤조일, 트리페닐메틸, 벤질, 2,4-디메톡시벤질 및 p-메톡시벤질로부터 선택되는 아미노 보호기이다. 바람직한 일 구현예에서, R은 tert-부톡시카르보닐, 벤질옥시카르보닐, 9-플루오레닐메톡시카르보닐, 아세틸, 프로피오닐 및 벤조일로부터 선택되는 아미노 보호기이다.
본 발명의 일 구현예에 따라, R2는 하나 이상의 할로겐으로 치환된 C1-6 알킬이다. 바람직한 구현예에서, R2는 CF3, C2F5, CHF2, CH2F, CF2CH3 또는 CF2CH2CH3 등과 같은 하나 이상의 플루오르로 치환된 C1-6 알킬이다. 특히 바람직한 구현예에서, R2는 CF3(트리플루오로메틸)이다.
본 발명은 상기 바람직한 기의 임의의 조합에 의해 얻어지는 식 IV의 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 따라, 식 IV의 화합물은 다음 식 IV-1의 화합물이다:
Figure pct00017
식 IV-1
본 발명의 일 구현예에 따라, 식 IV의 화합물은 다음으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00018
본 발명의 다른 목적은 본 발명의 보티옥세틴 유사체를 제조하기 위한 원료를 제공하는 것으로, 이 원료는 다음 식 II의 구조를 갖고,
Figure pct00019
식 II
여기에서, R2는 할로겐, 또는 하나 이상의 할로겐으로 치환된 C1-6 알킬이다.
본 발명의 일 구현예에 따라, R2는 하나 이상의 할로겐으로 치환된 C1-6 알킬이다. 바람직한 구현예에서, R2는 CF3, C2F5, CHF2, CH2F, CF2CH3 또는 CF2CH2CH3 등과 같은 하나 이상의 플루오르로 치환된 C1-6 알킬이다. 특히 바람직한 구현예에서, R2는 CF3(트리플루오로메틸)이다.
본 발명의 일 구현예에 따라, 식 II의 화합물은 다음 식 II-1의 화합물이다:
Figure pct00020
식 II-1
본 발명의 일 구현예에 따라, 식 II의 화합물은 다음 방법에 의해 제조된다:
Figure pct00021
여기에서, R2는 상기 정의된 바와 같다.
단계 e:
본 발명의 일 구현예에 따라, 단계 e에서 디아조화 반응은 염산, 황산 또는 질산과 같은 산 및 아질산 나트륨 또는 아질산 칼륨과 같은 아질산염의 존재하에 수행된다.
바람직한 구현예에서, 디아조화 반응은 비교적 낮은 온도, 예를 들어 -10℃ 내지 10℃, 바람직하게는 0 내지 5℃에서 메탄올 또는 에탄올과 같은 알코올과 물의 혼합 용매에서 수행된다.
단계 f:
본 발명의 일 구현예에 따라, 단계 f에서 반응은 알킬 크산테이트 염(alkyl xanthate salt)(여기에서, 알킬은 바람직하게는 C1-6 알킬임)의 존재하에 수행되고, 염은 바람직하게는 알칼리 금속 염(예컨대, 리튬 염, 나트륨 염 또는 칼륨 염 등)이다. 반응의 예는 알킬 크산테이트로서 에틸 크산틴산 칼륨(potassium ethyl xanthate), 및 수산화 나트륨 또는 수산화 칼륨과 같은 강 염기의 존재하에 수행된다.
바람직한 구현예에서, 알킬 크산테이트 염 및 강 염기는 동시에 또는 순차적으로 반응에 첨가된다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명의 보티옥세틴 유사체를 제조하기 위한 원료를 제공하는 것으로, 이 원료는 다음 식 III의 구조를 갖고,
Figure pct00022
식 III
여기에서, R은 아미노 보호기이다.
본 발명의 일 구현예에 따라, R은 tert-부톡시카르보닐, 벤질옥시카르보닐, 9-플루오레닐메톡시카르보닐, 알릴옥시카르보닐, 트리메틸실릴에톡시카르보닐, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 프탈로일, p-톨루엔설포닐, o-니트로페닐설포닐, p-니트로페닐설포닐, 포르밀, 아세틸, 트리플루오로아세틸, 프로피오닐, 피발로일, 벤조일, 트리페닐메틸, 벤질, 2,4-디메톡시벤질 및 p-메톡시벤질로부터 선택되는 아미노 보호기이다. 바람직한 일 구현예에서, R은 tert-부톡시카르보닐, 벤질옥시카르보닐, 9-플루오레닐메톡시카르보닐, 아세틸, 프로피오닐 및 벤조일로부터 선택되는 아미노 보호기이다.
본 발명의 일 구현예에 따라, 식 III의 화합물은 다음으로부터 선택된다:
Figure pct00023
Figure pct00024
본 발명의 일 구현예에 따라, 식 III의 화합물은 다음 방법에 의해 제조된다:
Figure pct00025
여기에서, R은 상기 정의된 바와 같다.
단계 g:
본 발명의 일 구현예에 따라, 단계 g에서 디아조화 반응은 염산, 황산 또는 질산과 같은 산 및 아질산 나트륨 또는 아질산 칼륨과 같은 아질산염의 존재하에 수행된다.
바람직한 구현예에서, 디아조화 반응은 비교적 낮은 온도, 예를 들어 -10℃ 내지 10℃, 바람직하게는 0 내지 5℃에서 메탄올 또는 에탄올과 같은 알코올과 물의 혼합 용매에서 수행된다.
단계 h:
본 발명의 일 구현예에 따라, 단계 h에서 반응은 알킬 크산테이트 염(여기에서, 알킬은 바람직하게는 C1-6 알킬임)의 존재하에 수행되고, 염은 바람직하게는 알칼리 금속 염(예를 들어, 리튬 염, 나트륨 염 또는 칼륨 염 등)이다. 반응의 예는 알킬 크산테이트 염으로서 에틸 크산틴산 칼륨, 및 수산화 나트륨 또는 수산화 칼륨과 같은 강 염기의 존재하에 수행된다.
바람직한 구현예에서, 알킬 크산테이트 염 및 강 염기는 동시에 또는 순차적으로 반응에 첨가된다.
약학 조성물 및 키트
본 발명의 다른 목적은 본 발명의 보티옥세틴 유사체 또는 이의 다형체 또는 용매화물 및 하나 이상의 약학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 약학 조성물을 제공하는 것이다.
본원에 사용된 바와 같은 "약학적으로 허용 가능한 담체"라는 용어는 치료제가 투여되고 과도한 독성, 자극, 알레르기 반응이나 또는 합리적인 의학적 판단의 범위에서 합리적인 이익/위험 비율에 해당하는 다른 문제 또는 합병증이 없이, 인간 및/또는 다른 동물의 조직과 접촉시키기에 적합한 희석제, 보조제, 부형제 또는 비히클(vehicle)을 의미한다.
본 발명의 약학 조성물에 사용될 수 있는 약학적으로 허용 가능한 담체는 땅콩기름, 콩기름, 광유(mineral oil), 참기름 등과 같은 석유, 동물성, 식물성 또는 합성 유래의 것들을 포함하는, 물 및 오일과 같은 멸균 액체를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 물은 약학 조성물이 정맥 내 투여되는 경우 예시적인 담체이다. 생리 식염수, 글루코오스 및 글리세린 수용액은 액체 담체, 특히 주사용 액체 담체이다. 적합한 약학적 부형제는 전분, 글루코오스, 락토오스, 수크로오스, 젤라틴, 말토오스, 초크(chalk), 실리카겔, 스테아르산 나트륨, 글리세릴모노스테아레이트, 활석, 염화나트륨, 탈지 분유, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 물, 에탄올 등을 포함한다. 조성물은 또한 필요에 따라 소량의 습윤제, 에멀전화제(emulsifying agent) 또는 pH 완충제를 함유할 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 적절한 경로로 투여될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 약학 조성물은 경구, 정맥 내, 동맥 내, 피하, 복강 내, 근육 내 또는 경피 투여된다.
이러한 투여 경로에 대해, 본 발명의 조성물은 적합한 제형(dosage form)으로 투여될 수 있다.
제형은 정제, 캡슐, 트로키, 하드 캔디(hard candy), 분말, 스프레이, 크림, 연고, 좌약, 겔, 페이스트, 로션, 연고, 수성 현탁액, 주사 가능 용액, 엘릭서(elixir) 및 시럽을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명의 보티옥세틴 유사체 또는 이의 다형체 또는 용매화물, 또는 본 발명의 약학 조성물을 포함하는 키트를 제공하는 것이다.
치료 및 용도
본 발명의 추가 목적은 본 발명의 유효량의 보티옥세틴 유사체 또는 이의 다형체 또는 용매화물을 이를 필요로 하는 개체에게 투여하는 단계를 포함하는, 우울 장애, 특히 주요 우울 장애를 치료하는 방법을 제공한다.
본 발명의 추가 목적은 우울 장애, 특히 주요 우울 장애의 치료에 사용하기 위한 본 발명의 보티옥세틴 유사체 또는 이의 다형체 또는 용매화물을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 우울 장애, 특히 주요 우울 장애의 치료를 위한 약물의 제조를 위한 본 발명의 보티옥세틴 유사체 또는 이의 다형체 또는 용매화물의 용도를 제공하는 것이다.
본원에 사용된 바와 같은 "치료학적 유효량"이란 용어는 투여 후 치료될 장애의 하나 이상의 증상을 어느 정도(certain extent) 완화시키는 화합물의 양을 나타낸다.
투여 요법(dosing regimen)은 최상의 원하는 반응을 제공하도록 조절될 수 있다. 예를 들어, 단일 볼러스(single bolus)가 투여될 수 있거나, 복수의 분할 투여량(sub-dose)이 시간에 걸쳐 투여될 수 있거나, 또는 투여량은 치료 상황의 긴급성에 의해 지시되는 바와 같이 비례하여 감소되거나 또는 증가될 수 있다. 투여량 값(dose value)은 완화될 상태의 유형 및 심각도에 따라 달라질 수 있고, 단일 또는 다중 투여량을 포함할 수 있다는 것에 유의한다. 특정 투여 요법은 개체의 요구와 투여하는 조성물 또는 임의의 특정 개체에 대한 조성물을 관리하는 사람의 전문적인 판단을 기준으로 시간이 지남에 따라 조정될 것으로 또한 이해된다.
본 발명의 화합물의 투여되는 양은 치료될 개체, 장애 또는 상태의 심각도, 투여 속도, 화합물의 취급 및 처방하는 의사의 판단에 좌우될 것이다. 일반적으로, 유효 투여량은 하루에 체중 1 kg당 약 0.0001 내지 약 50 mg, 예를 들어 약 0.01 내지 약 10 mg/kg/일(단일 또는 분할 투여량)이다. 70 kg인 사람의 경우, 이는 약 0.007 mg/일 내지 약 3500 mg/일, 예를 들어 약 0.7 mg/일 내지 약 700 mg/일까지 추가될 수 있다. 일부 경우에는, 전술한 범위의 하한보다 높지 않은 투여량 수준이 충분할 수 있는 반면, 다른 경우에는 더 큰 투여량이 하루 동안 투여될 몇 개의 더 작은 투여량으로 나누어진다면, 임의의 역 부작용을 일으키지 않으면서 더 큰 투여량이 여전히 사용될 수 있다.
약학 조성물에서 본 발명의 화합물의 함량 또는 양은 약 0.01 mg 내지 약 1000 mg, 적절하게는 0.1 내지 500 mg, 바람직하게는 0.5 내지 300 mg, 더 바람직하게는 1 내지 150 ㎎, 특히 바람직하게는 1 내지 50 mg이다. 예를 들어, 1.5 mg, 2 mg, 4 mg, 10 mg, 25 mg 등이다.
본원에 사용된 바와 같은 "치료(treating)"라는 용어는, 달리 명시되지 않는 한, 이러한 용어가 적용되는 장애 또는 질환의 복귀(reversion), 완화, 억제 또는 이러한 장애 또는 질환의 하나 이상의 증상의 진행, 또는 이러한 장애 또는 질환 또는 이러한 장애 또는 질환의 하나 이상의 증상의 예방을 의미한다.
본원에 사용된 바와 같은 "개체(Individual)"는 인간 또는 비인간 동물을 포함한다. 예시적인 인간 개체는 본원에 기술된 질병과 같은 질병을 갖는 인간 개체(환자로 지칭됨) 또는 정상 개체를 포함한다. 본원에 사용된 바와 같은 "비인간 동물"이라는 용어는 비포유류(예를 들어, 조류, 양서류, 파충류)와 같은 모든 척추동물 및 비인간 영장류, 가축 및/또는 사육 동물(예를 들어, 양, 개, 고양이, 소, 돼지 등)과 같은 포유류를 포함한다.
실시예
본 발명의 목적 및 기술적 해결을 보다 명확하게 하기 위해, 본 발명은 특정 실시예와 관련하여 아래에서 추가로 설명될 것이다. 다음 실시예는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다는 점에 유의한다. 본 발명의 상기 설명에 따라 당업자에 의해 행해지는 몇몇 비필수적인 개선 및 수정은 본 발명의 범위 내에 있다. 또한, 다음 실시예에서 언급되지 않은 특정 실험 방법은 종래의 실험 방법에 따라 수행된다.
본원에 사용된 바와 같이, 약어는 다음의 의미를 갖는다:
Figure pct00026
화합물 제조예
A. 식 II의 화합물의 제조
실시예 1
4-트리플루오로메틸-2-메틸티오페놀의 제조
1) 4-트리플루오로메틸-2-메틸아닐린(10 mmol)을 0 ~ 5℃에서 에탄올-물(20 ml, 1:1)에 용해시켰다. 진한 염산(20 mmol)을 적가하고, 5 ml 물 중 NaNO2(10.05 mmol)의 수용액을 조금씩(in batches) 천천히 첨가하였다. 첨가가 완료된 후, 반응물을 0 ~ 5℃에서 30분 동안 교반하여, 그 다음 사용을 위한 4-트리플루오로메틸-2-메틸아닐린의 디아조늄염을 얻었다.
2) 단계 1)에서 제조된 디아조늄염 용액을 40 ~ 45℃에서 탈이온수(10 ml) 중 에틸 크산틴산 칼륨(10.1 mmol)의 용액에 천천히 적가하였다. 반응을 HPLC로 검출하였다. 반응이 완료된 후, 수성 층을 디클로로메탄(10 ml×3)으로 추출하고, 유기 층을 합하여 포화 염수(saturated brine)(10 ml)로 세척하고, 무수 황산나트륨으로 건조시키고 여과하고, 감압 하에 증발시켜 용매를 제거하였다. 잔류물을 분취용 크로마토그래피(preparative chromatography)로 분리하여 O-에틸-S-[4-(트리플루오로메틸)-2-메틸페닐]디티오카르보네이트를 수득하였다.
3) 단계 2)에서 수득된 O-에틸-S-[4-(트리플루오로메틸)-2-메틸페닐]디티오카르보네이트(5 mmol)를 실온에서 에탄올(20 ml)에 용해시켰다. 95% 에탄올(10 ml) 중의 수산화 칼륨(1.2 g)의 용액을 수득된 용액에 천천히 적가하고, 실온에서 30분 동안 교반하였다. 용매를 감압 하에 증발시키고, 잔류물을 물(20 ml)로 희석시키고, 수성 층을 디에틸 에테르(20 ml×4)로 세척하였다. 수성 층의 pH 값을 2로 조정하였다. 수득된 수성 층을 디에틸 에테르(20 ml×3)로 추출하였다. 추출 용액을 포화 염화나트륨 용액으로 2번 세척하여 건조시키고, 증발시켜 표제 화합물을 수득하였다.
ESI-MS [M-H]- 191.17;
1H-NMR (DMSO) δ: 2.36(3H), 3.48(1H), 7.25-7.42(3H).
B. 식 III의 화합물의 제조
실시예 2
1-tert-부톡시카르보닐-4-[2-(메르캅토)페닐]피페라진(화합물 10)의 제조
1) 4-(2-아미노페닐)-1-tert-부톡시카르보닐피페라진(5 mmol)을 0 ~ 5℃에서 에탄올-물(20 ml, 1:1)에 용해시켰다. 진한 염산(10 mmol)을 적가하고, 3 ml 물 중의 NaNO2(5.05 mmol)의 수용액을 조금씩 천천히 첨가하였다. 첨가가 완료된 후, 반응물을 0 ~ 5℃에서 30분 동안 교반하여, 그 다음 사용을 위한 4-(2-아미노페닐)-1-tert-부톡시카르보닐피페라진의 디아조늄염을 얻었다.
2) 단계 1)에서 제조된 디아조늄염 용액을 40 ~ 45℃에서 탈이온수(10 ml) 중의 에틸 크산틴산 칼륨(10.1 mmol)의 용액에 천천히 적가하였다. 반응을 HPLC로 검출하였다. 반응이 완료된 후, 수성 층을 디클로로메탄(10 ml×3)으로 추출하고, 유기 층을 합하여 포화 염수(10 ml)로 세척하고, 무수 황산나트륨으로 건조시켜 여과하고, 감압 하에 증발시켜 용매를 제거하였다. 잔류물을 분취용 크로마토그래피로 분리하여 다음 사용을 위한 O-에틸 S-[1-tert-부톡시카르보닐-4-페닐피페라진]디티오카르보네이트를 수득하였다.
3) 단계 2)에서 수득된 디티오카르보네이트(5 mmol)를 실온에서 에탄올(20 ml)에 용해시켰다. 95% 에탄올(10 ml) 중의 수산화 칼륨(1.2 g)의 용액을 수득된 용액에 천천히 적가하고, 실온에서 30분 동안 교반하였다. 용매를 감압 하에 증발시키고, 잔류물을 물(20 ml)로 희석시키고, 수성 층을 디에틸 에테르(20 ml×4)로 세척하였다. 수성 층의 pH 값을 2로 조정하였다. 수득된 수성 층을 디에틸 에테르(20 ml×3)로 추출하였다. 추출 용액을 포화 염화나트륨 용액으로 2번 세척하고, 건조시키고 증발시켜 표제 화합물을 수득하였다.
ESI-MS [M-H]- 276.34;
실시예 3
1-벤질옥시카르보닐-4-[2-(메르캅토)페닐]피페라진(화합물 11)의 제조
실시예 2의 절차에 따라, 출발 물질로 1-벤질옥시카르보닐-4-(2-아미노페닐)피페라진을 사용하여 화합물 11을 수득하였다.
ESI-MS [M-H]- 310.35;
실시예 4
1-(9-플루오레닐메톡시카르보닐)-4-[2-(메르캅토)페닐]피페라진(화합물 12)의 제조
실시예 2의 절차에 따라, 출발 물질로 1-(9-플루오레닐메톡시카르보닐)-4-(2-아미노페닐)피페라진을 사용하여 화합물 12를 수득하였다.
ESI-MS [M-H]- 398.46;
C. 식 IV의 화합물의 제조
실시예 5
1-tert-부톡시카르보닐-4-[2-(2-메틸-4-트리플루오로메틸페닐티오)페닐]피페라진(화합물 16)의 제조
1) 4-(2-아미노페닐)-1-tert-부틸옥시카르보닐피페라진(10 mmol)을 0 ~ 5℃에서 에탄올-물(20 ml, 1:1)에 용해시켰다. 진한 염산(20 mmol)을 적가하고, NaNO2(10.05 mmol)의 수용액을 조금씩 천천히 첨가하였다. 첨가가 완료된 후, 반응물을 0 ~ 5℃에서 30분 동안 교반하여, 그 다음 사용을 위한 4-(2-아미노페닐)-1-tert-부톡시카르보닐피페라진의 디아조늄염을 얻었다.
2) 단계 1)에서 제조된 디아조늄염 용액을 50 ~ 60℃에서 에탄올:물(1:1)(10 ml) 중의 4-트리플루오로메틸-2-메틸티오페놀(실시예 1, 10 mmol)의 용액에 천천히 첨가하였다. 반응을 HPLC로 검출하였다. 반응이 완료된 후, 수성 층을 디클로로메탄(10 ml×3)으로 추출하고, 유기 층을 합하여 포화 염수(10 ml)으로 세척하고, 무수 황산나트륨으로 건조시키고, 여과하고, 감압 하에 증발시켜 용매를 제거하였다. 잔류물을 분취용 크로마토그래피로 분리하여 표제 화합물을 수득하였다.
ESI-MS [M+H]+ 453.52;
1H-NMR (DMSO) δ: 1.37(9H), 2.36(3H), 2.88(4H), 3.10(4H), 6.93(1H), 7.04(1H), 7.18(2H), 7.38(1H), 7.46(1H), 7.65(1H).
실시예 6
1-벤질옥시카르보닐-4-[2-(2-메틸-4-트리플루오로메틸페닐티오)페닐]피페라진(화합물 17)의 제조
실시예 5의 절차에 따라, 출발 물질로 실시예 1의 화합물 및 4-(2-아미노페닐)-1-벤질옥시카르보닐피페라진을 사용하여 표제 화합물을 수득하였다.
ESI-MS [M+H]+ 487.53;
실시예 7
1-(9-플루오레닐메톡시카르보닐)-4-[2-(2-메틸-4-트리플루오로메틸페닐티오)페닐]피페라진(화합물 18)의 제조
실시예 5의 절차에 따라, 원료로 실시예 1의 화합물 및 4-(2-아미노페닐)-1-(9-플루오레닐메톡시카르보닐)피페라진을 사용하여 표제 화합물을 수득하였다.
ESI-MS [M+H]+ 561.61.
실시예 8
화합물 10으로부터 화합물 16의 제조
1) 4-트리플루오로메틸-2-메틸아닐린(10 mmol)을 0 ~ 5℃에서 에탄올-물(20 ml, 1:1)에 용해시켰다. 진한 염산(20 mmol)을 적가하고, NaNO2(10.05 mmol)의 수용액(5 ml)을 조금씩 천천히 첨가하였다. 첨가가 완료된 후, 반응물을 0 ~ 5℃에서 30분 동안 교반하여, 그 다음 사용을 위한 4-트리플루오로메틸-2-메틸아닐린의 디아조늄염을 얻었다.
2) 단계 1)에서 수득된 디아조늄염을 50 ~ 60℃에서 에탄올-물(1:1) 중의 1-BOC-4-[2-(설프하이드릴)페닐]피페라진(화합물 10, 10 mmol)의 용액(10 ml)에 적가하였다. 반응을 HPLC로 검출하였다. 반응이 완료된 후, 혼합물을 디클로로메탄(10 ml×3)으로 추출한 다음, 유기 층을 합하여 포화 염수(10 ml)로 세척하고, 무수 황산나트륨으로 건조시키고, 여과하고, 감압 하에 증발시켜 용매를 제거하였다. 잔류물을 분취용 크로마토그래피로 분리하여 표제 화합물을 수득하였다.
실시예 9
화합물 11로부터 화합물 17의 제조
실시예 8의 절차에 따라, 원료로 4-트리플루오로메틸-2-메틸아닐린 및 1-벤질옥시카르보닐-4-[2-(설프하이드릴)페닐]피페라진(화합물 11)을 사용하여 화합물 17을 수득하였다.
실시예 10
화합물 12로부터 화합물 18의 제조
실시예 8의 절차에 따라, 원료로 4-트리플루오로메틸-2-메틸아닐린 및 1-(9-플루오레닐메틸옥시카르보닐)-4-[2-(설프하이드릴)페닐]피페라진(화합물 12)을 사용하여 화합물 18을 수득하였다.
D. 본 발명의 보티옥세틴 유사체의 제조
실시예 11
화합물 16으로부터 화합물 1의 제조
1) 실시예 5에서 수득된 화합물 16(5 mmol)을 실온에서 무수 에테르(dry ether)(20 ml)에 용해시키고, 천천히 HCl 가스를 도입하였다. 반응을 HPLC로 검출하였다. 반응이 완료된 후, 에테르를 감압 하에 증발시켜 1-[2-(2-메틸-4-트리플루오로메틸페닐티오)페닐]피페라진 염산염(화합물 2)을 수득하였다.
2) 단계 1)에서 수득된 화합물 2(5 mmol)를 물(20 ml)에 용해시켰다. 아이스 배스에서, 1N NaOH로 pH 값을 10~11로 조정한 후, 수성 층을 디클로로메탄(10 ml×3)으로 추출한 다음, 유기 층을 합하여 포화 식염수(10 ml)로 세척하고, 무수 황산나트륨으로 건조시키고, 여과하고, 감압 하에 증발시키고 용매를 제거하여 1-[2-(2-메틸-4-트리플루오로메틸페닐티오)페닐]피페라진(화합물 1)을 수득하였다.
ESI-MS [M+H]+ 353.39.
1H-NMR (DMSO) δ: 2.37(3H), 3.30(4H), 3.17(4H), 6.95(1H), 7.08(1H), 7.20(2H), 7.32(1H), 7.48(1H), 7.68(1H)；m.p = 206~208℃.
실시예 12
화합물 17로부터 화합물 1의 제조
1-벤질옥시카르보닐-4-[2-(2-메틸-4-트리플루오로메틸페닐티오)페닐]피페라진(화합물 17, 10 mmol)을 실온에서 THF(50 ml)에 용해시켰다. 5% Pd-C(500 mg)를 첨가하고, 실온에서 공기를 수소로 대체하였다. 반응을 HPLC로 검출하였다. 반응이 완료된 후, 혼합물을 여과하고, 용매를 감압 하에 증발시켜 화합물 1을 수득하였다.
실시예 13
화합물 18로부터 화합물 1의 제조
아이스 배스에서, 1-(9-플루오레닐메틸옥시카르보닐)-4-[2-(2-메틸-4-트리플루오로메틸페닐티오)페닐]피페라진(화합물 18, 10 mmol)을 메탄올(50 ml)에 용해시켰다. 피페리딘(10 mmol)을 첨가하고, 아이스 배스를 제거하여 이들이 실온에서 반응하도록 하였다. 반응을 HPLC로 검출하였다. 반응이 완료된 후, 용매를 감압 하에 증발시켰다. 잔류물을 분취용 크로마토그래피로 분리하여 화합물 1을 수득하였다.
실시예 14
화합물 3의 제조
질소 하에, 실시예 11에서 수득된 화합물 1(10 mmol)을 무수 에탄올(15 ml)에 용해시키고, 용액을 환류하도록 가열하였다. 40% 브롬화 수소산(10 mmol)을 함유하는 무수 에탄올 용액(1 ml)을 천천히 첨가하고, 15분 동안 환류시켰다. 혼합물을 자연 냉각시켜 백색 고체를 침전시키고, 여과하고, 여과 케이크(filter cake)를 감압 하에 건조시켜 1-[2-(2-메틸-4-트리플루오로메틸페닐티오)페닐]피페라진 브롬화수소산염(화합물 3)을 수득하였다.
m.p.: 170 ~ 172℃.
실시예 15
화합물 4의 제조
아이스 배스에서, 화합물 1(5 mmol)을 무수 에탄올(20 ml)에 용해시켰다. 황산(10 mmol)을 함유하는 에탄올 용액(10 ml)을 천천히 첨가하고, 고체를 침전시켰다. 침전을 여과시켜 1-[2-(2-메틸-4-트리플루오로메틸페닐티오)페닐]피페라진 황산염(화합물 4)을 수득하였다.
m.p.: 164 ~ 166℃.
실시예 16
화합물 5의 제조
실시예 15의 절차에 따라, 원료로 화합물 1 및 메탄설폰산을 사용하여 1-[2-(2-메틸-4-트리플루오로메틸페닐티오)페닐]피페라진 메탄설폰산염(화합물 5)을 수득하였다.
m.p.: 152 ~ 155℃.
실시예 17
화합물 6의 제조
실시예 15의 절차에 따라, 원료로 화합물 1 및 에탄설폰산을 사용하여 1-[2-(2-메틸-4-트리플루오로메틸페닐티오)페닐]피페라진 에탄설폰산염(화합물 6)을 수득하였다.
m.p.: 149 ~ 151℃.
실시예 18
화합물 7의 제조
실시예 15의 절차에 따라, 원료로 화합물 1 및 벤젠설폰산을 사용하여 1-[2-(2-메틸-4-트리플루오로메틸페닐티오)페닐]피페라진 벤젠설폰산염(화합물 7)을 수득하였다.
m.p.: 145 ~ 147℃.
실시예 19
화합물 8의 제조
실시예 15의 절차에 따라, 원료로 화합물 1 및 톨루엔설폰산을 사용하여 1-[2-(2-메틸-4-트리플루오로메틸페닐티오)페닐]피페라진 토실레이트(화합물 8)를 수득하였다.
m.p.: 141 ~ 143℃.
실시예 20
화합물 9의 제조
실시예 15의 절차에 따라, 원료로 화합물 1 및 시트르산을 사용하여 1-[2-(2-메틸-4-트리플루오로메틸페닐티오)페닐]피페라진 시트르산염(화합물 9)을 수득하였다.
m.p.: 151 ~ 154℃.
생물학적 실시예
실시예 21
지질-물 분배 계수의 결정
보티옥세틴 브롬화수소산염(6 ㎎)과 화합물 3(6 ㎎)을 각각 인산염 완충액(3 ml)과 n-옥틸 알코올(3 ml)의 pH 7.4의 혼합 용액에 용해시키고, 혼합물을 37℃에서 3시간 동안 방치하였다. 수상과 유상에서 각 화합물의 농도를 각각 측정하고, logP = -log(C유/C수)로 계산하였다. 결과는 다음과 같다: logP보티옥세틴 = 2.1; logP화합물 3 = 2.7.
본 발명의 화합물의 지질-물 분배 계수는 보티옥세틴의 지질-물 분배 계수보다 크고, 이는 본 발명의 화합물이 더 나은 친유성을 가지며 혈액 뇌 장벽(BBB)을 보다 용이하게 통과할 수 있음을 나타낸다.
실시예 22
[3H]5-히드록시트립타민(5-HT) 재흡수(reuptake)의 절반 최대 억제 농도(IC50)의 결정
플라스미드 Pcmv6-XL4-SLC6A4(Origene, Cat#SC119478)로부터 SLC6A4 유전자를 중합효소 연쇄 반응(polymerase chain reaction, PCR)으로 증폭시키고, HIS 태그를 C 말단에 첨가한 다음, 5'EcoR1 및 3'Hind111 제한 효소 절단 위치에서 pcDNA3.1 (-) 벡터 안으로 삽입시켜 pcDNA3.1-SLC6A4-His를 생성하였다.
대수 증식기(logarithmic growth period)에 있는 CHO 세포{중국 햄스터 난소 세포, 세포 생물학 연구소(Institute of Cell Biology), 중국 과학 아카데미(Chinese Academy of Sciences), Cat#CCL-61}를 수집하여 계수하였다. 세포를 F-12 배양 배지(Gibco, Cat#11330-032)에 재현탁하고, 웰당 100 ㎕(20000 세포/웰)로 96-웰 플레이트 상에 접종하였다. 이것을 37℃에서 24시간 동안 5% CO2 배양기(상대 습도 100%)에서 배양하였다.
상기 변경된 플라스미드(0.48 ㎍)를 Opti-MEM 배양 배지(25 ㎕, Gibco, Cat#11058021)로 희석하고, 가볍게 불어서 균질하게 혼합하였다. FuGENE HD 트랜스펙션 시약(Transfection Reagent)(1.44 ㎕, Promega, Cat#E2311)을 Opti-MEM 배지(25 ㎕, Gibco, Cat#11058021)로 희석하였다. 가볍게 불어서 균질하게 혼합한 후, 이것을 실온에서 5분 동안 방치하였다. 두 단계에서 각각 제조된 두 용액을 혼합하고, 가볍게 불었다. 그 다음에, 이것을 실온에서 12분 동안 방치하였다. 형질감염 복합체(transfection complex)를 50 ㎕/웰만큼 96-웰 세포 플레이트(cell plate)에 첨가하였다. 세포 플레이트를 골고루 섞이도록 가볍게 흔들고, 37℃에서 48시간 동안 5% CO2 배양기에서 배양하였다.
화합물 1 및 보티옥세틴을 Opti-MEM 배양 배지를 사용하여 1 mM로 각각 희석시킨 다음, 4배의 기울기(gradient)마다 10번 희석시키고, 그 다음에 형질감염된 세포의 웰에 20 ㎕/웰만큼 첨가하였다(상응하는 농도는 100 μM-0.0004 μM, 총 10개의 농도 포인트, 각 농도 포인트 사이의 농도비는 4, 각 농도는 3개의 평행한 웰을 포함하였다). 첨가 후, 30분 동안 배양한 다음, [3H]5-히드록시트립타민(25 nM，Perkinelmer，Cat#NET1167250UC)을 첨가하였다. 37℃에서 30분 동안 배양한 후, 세포를 0.5 M NaOH로 용해시켰다. 50 ㎕의 용해된 세포 유체를 취하고, 200 ㎕의 섬광 용액(scintillation solution)을 이에 첨가하며, MicroBeta2로 판독을 수행하였다.
계산식은 다음과 같다: %억제율 = [100% 활성 웰 - 샘플 웰] / 100% 활성 웰 × 100
결과를 다음 표에 나타내었다:
Figure pct00027
실험 결과는 본 발명의 화합물에 대한 [3H] 5-HT 재흡수(IC50)의 절반 억제 농도가 보티옥세틴의 절반 억제 농도와 동등함을 보여주며, 이는 본 발명의 화합물이 보티옥세틴의 억제 활성에 필적하는 5-HT 재흡수 억제 활성을 갖는다는 것을 보여준다.
실시예 23
마우스의 머리 흔들기 테스트(Head-twitch test)
KM 마우스{수컷, 18 ~ 22 g, 실험 동물 센터, 충칭 의과 대학(Chongqing Medical University)}를 무작위로 군당 6 마리의 마우스로 나누었다. 아래 표에 따라, 각 실험 군의 동물에 상응하는 약품의 용액을 투여한 다음, 200 mg/kg 5-HTP (5-히드록시트립토판)를 투여하였다. 0 ~ 10분 내에 쥐의 머리 흔들기 빈도에 대한 보티옥세틴과 화합물 3의 영향을 측정하였다(상세한 실험 방법에 대해서는, [J] Brit. J. Pharmacol. (1963), 20, 106~120 참조). 투여 방법, 투여량, 관찰 시간, 및 머리 흔들기의 빈도를 아래 표에 나타내었다:
Figure pct00028
1. 음성 대조군(생리 식염수 군)과 비교하여, 화합물 3의 복강 내 주사 후 머리 흔들기의 수가 크게 증가하였고, 이는 주로 화합물 3이 5-HT의 중추 신경계에 작용하며 5-HT 신경 전달 물질(neurotransmitter)의 재흡수를 억제하였다는 것을 나타낸다;
2. 보티옥세틴과 비교하여, 동일한 투여 방법 및 투여량 하에서, 5-HTP 유도 머리 흔들기 모델에 작용한 후, 화합물 3은 보티옥세틴보다 모델 마우스에 대해서 더 강한 떨림 강도(tremor intensity)와 더 긴 떨림 기간을 생기게 하였다.
실험 결과는 본 발명의 화합물이 5-HT 신경 전달 물질의 재흡수에 대해서 동일한 억제 효과를 갖고, 강도는 보티옥세틴보다 더 강하다는 것을 보여준다.
실시예 24
뇌 농도 및 혈장 농도의 시험
KM 마우스(수컷, 18 ~ 22 g, 실험 동물 센터, 충칭 의과 대학)를 무작위로 군당 6 마리의 마우스를 갖는 군으로 나누었다. 아래 표에 따라, 각 군의 동물에 동일 몰의 보티옥세틴(20 mg/kg) 및 화합물 1(23.6 mg/kg)을 각각 정맥 내 주사하였다. 주사 후 1시간 및 2시간 후에, 쥐의 혈액 및 뇌 조직의 샘플을 채취하였다. 혈장 및 뇌 조직에서 보티옥세틴 및 화합물 1의 농도를 각각 측정하고, 그 비(뇌 조직에서의 농도/혈장에서의 농도)를 계산하였다. 결과는 다음과 같다:
Figure pct00029
실험 결과는 본 발명의 화합물이 보티옥세틴보다 더 용이하게 혈액 뇌 장벽을 통과하고, 그것의 뇌 노출은 보티옥세틴보다 더 높다는 것을 보여준다.
실시예 25
렛트에서의 혈중 약물 농도 시험
SD 랫트(수컷, 180 ~ 220 g, 실험 동물 센터, 충칭 의과 대학)를 무작위로 군당 4 마리의 랫트를 갖는 군으로 나누었다. 투여 전 8시간 동안, 음식은 금지하였지만, 물은 금지하지 않았다. 다음 표에 나타나 있는 투여량으로 위 내 투여하였다.
Figure pct00030
투여 후 0, 1, 2, 4, 6, 8시간에 안와 정맥총(orbital venous plexus)으로부터 혈액 샘플을 채취하고, 여기에서 적어도 0.3 ml를 각 시점에서 취하고, 항응고제(anticoagulant)로 헤파린을 사용하였다. 수득된 전혈(200 ㎕)을 아세토니트릴(800 ㎕)에 첨가하고, 1분 동안 볼텍싱 및 셰이킹한 다음, 12000 rpm에서 10분 동안 원심 분리하였다. 상청액을 취하여 -20℃에서 보관하고, 상청액의 혈중 약물 농도를 LC/MS/MS로 측정하였다. 각 동물 군에 대한 데이터는 다음과 같다:
Figure pct00031
상기 결과에 따라, 화합물 3이 경구 투여된 랫트의 혈중 약물 농도는 모든 시점에 대해 동일 몰의 보티옥세틴이 경구 투여된 쥐의 혈중 약물 농도보다 높았고, 이는 본 발명에 의해 제공된 화합물이 보티옥세틴보다 더 용이하게 흡수되고, 더 천천히 대사된다는 것을 보여준다.
실시예 26
마우스의 강제 수영 시험(Forced swimming test)
KM 마우스(수컷, 38 ~ 42 g, 실험 동물 센터, 충칭 의과 대학)를 무작위로 군당 6 마리의 마우스를 갖는 군으로 나누었다. 4시간 동안 금식시킨 후, 직경 18 cm, 높이 40 cm, 수심 15 cm(수온 25℃)의 유리 실린더 안에서 6분 동안 수영하도록 마우스를 넣은 다음, 따뜻한 공기 송풍기로 건조시켰다. 아래 표에 따라, 각 실험 군의 동물에게 상응하는 약품의 용액을 투여하였다(위세척(gastric lavage)의 경구 투여, 20 mg/kg). 투여 1시간 후, 직경 18 cm, 높이 40 cm, 수심 15 cm(수온 25℃)의 유리 실린더 안에서 6분 동안 수영하도록 마우스를 넣었다. 마우스가 수영하는 것을 카메라 시스템으로 6분 이내에 기록하였고, 데이터를 놀더스(Noldus) 소프트웨어에 의해 자동으로 수집하고 분석하였다. 수영 중의 부동 시간(quiescent time)을 최종 4분 이내에 기록하고 계수하였다(실험 방법에 대해서는, THE JOURNAL OF PHARMACOLOGY AND EXPERIMENTAL THERAPEUTICS (2012)，Vol. 340, No. 3：666-675 참조). 결과를 다음 표에 나타낸다:
Figure pct00032
실험 결과는 마우스에 본 발명의 화합물 및 보티옥세틴 브롬화수소산염의 동일한 투여량을 투여한 경우, 본 발명에 의해 제공된 화합물 3이 마우스의 부동 시간을 단축시켰으므로, 본 발명의 화합물이 항우울 효과를 갖는다는 것을 보여준다.
본원에 기술된 것 이외에, 전술한 것에 따라, 본 발명의 다양한 변형은 당업자에게 명백할 것이다. 이러한 변경은 첨부된 청구항의 범위 내에 속하는 것으로 또한 의도된다. 본 출원에 인용된 참고 문헌(모든 특허, 특허 출원, 저널 기사, 서적 및 임의의 다른 공개 출판물을 포함)은 본원에 그 전체가 인용된다.

Claims (10)

  1. 식 I의 화합물, 또는 이의 다형체(polymorph) 또는 용매화물(solvate)로서,
    Figure pct00033

    식 I
    여기에서:
    R1은 H이고;
    R2는 할로겐이거나, 또는 하나 이상의 할로겐 원자로 치환된 C1-6 알킬이고, 바람직하게는 하나 이상의 플루오르 원자로 치환된 C1-6 알킬이고, 더 바람직하게는 트리플루오로메틸이고;
    A는 존재하지 않거나, 또는 약학적으로 허용 가능한 무기산 또는 유기산이고,
    무기산은 바람직하게는 염산, 브롬화 수소산, 요오드화 수소산, 황산, 피로황산, 질산, 붕산, 인산 및 탄산으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 염산, 브롬화 수소산, 또는 황산이고;
    유기산은 바람직하게는 포름산, 아세트산, 프로피온산, 아세토아세트산, 트리플루오로아세트산, 프로피온산, 피루브산, 부탄산, 헥산산, 헵탄산, 헨데칸산, 라우르산, 스테아르산, 팔미트산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 말레산, 푸마르산, 락트산, 말산, 시트르산, 타르타르산, 벤조산, 살리실산, 신남산, 나프토산, 파모산, 니코틴산, 오로트산, 메틸 황산, 도데실 황산, 메탄설폰산, 트리플루오로메탄설폰산, 에탄설폰산, 에틸렌-설폰산, 이세티온산, 벤젠설폰산, p-톨루엔 설폰산, 1,5-나프탈렌 디설폰산, 2-나프탈렌 설폰산, 캠퍼설폰산, 설팜산, 글루탐산, 아스파르트산, 글루콘산 및 글루쿠론산으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 시트르산, 메탄설폰산, 에탄설폰산, 벤젠설폰산 또는 p-톨루엔 설폰산인, 식 I의 화합물, 또는 이의 다형체 또는 용매화물.
  2. 제1항에 있어서,
    화합물은:
    Figure pct00034

    으로부터 선택되는 것인, 식 I의 화합물, 또는 이의 다형체 또는 용매화물.
  3. 제1항 또는 제2항에 따른 화합물, 또는 이의 다형체 또는 용매화물, 및 하나 이상의 약학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 약학 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 따른 화합물, 또는 이의 다형체 또는 용매화물, 또는 제3항에 따른 약학 조성물을 포함하는 키트.
  5. 우울증, 특히 주요 우울 장애(major depression disorder)를 치료하기 위한 약물(medicament)의 제조에서 제1항 또는 제2항에 따른 화합물, 또는 이의 다형체 또는 용매화물의 용도로서,
    약물은 바람직하게는, 경구, 정맥 내, 동맥 내, 피하, 복강 내, 근육 내, 또는 경피 투여용 제형(dosage form)인, 화합물, 또는 이의 다형체 또는 용매화물의 용도.
  6. 제1항 또는 제2항의 화합물을 제조하는 방법으로서,
    다음 단계를 포함하고:
    Figure pct00035

    또는,
    Figure pct00036

    여기에서,
    R은 아미노 보호기이고, 바람직하게는, tert-부톡시카르보닐, 벤질옥시카르보닐, 9-플루오레닐메톡시카르보닐, 알릴옥시카르보닐, 트리메틸실릴에톡시카르보닐, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 프탈로일, p-톨루엔설포닐, o-니트로벤젠설포닐, p-니트로벤젠설포닐, 포르밀, 아세틸, 트리플루오로아세틸, 프로피오닐, 피발로일, 벤조일, 트리페닐메틸, 벤질, 2,4-디메톡시벤질 또는 p-메톡시벤질이며, 더 바람직하게는, tert-부톡시카르보닐, 벤질옥시카르보닐, 9-플루오레닐메톡시카르보닐, 아세틸, 프로피오닐 또는 벤조일이고;
    A 및 R2는 제1항에서 정의된 바와 같고;
    A가 존재하지 않을 때, 단계 d의 반응은 수행되지 않는, 화합물을 제조하는 방법.
  7. 식 IV의 화합물로서,
    Figure pct00037

    식 IV
    여기에서,
    R은 아미노 보호기이고, 바람직하게는, tert-부톡시카르보닐, 벤질옥시카르보닐, 9-플루오레닐메톡시카르보닐, 알릴옥시카르보닐, 트리메틸실릴에톡시카르보닐, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 프탈로일, p-톨루엔설포닐, o-니트로벤젠설포닐, p-니트로벤젠설포닐, 포르밀, 아세틸, 트리플루오로아세틸, 프로피오닐, 피발로일, 벤조일, 트리페닐메틸, 벤질, 2,4-디메톡시벤질, 또는 p-메톡시벤질이며, 더 바람직하게는, tert-부톡시카르보닐, 벤질옥시카르보닐, 9-플루오레닐메톡시카르보닐, 아세틸, 프로피오닐, 또는 벤조일이고;
    R2는 할로겐이거나, 또는 하나 이상의 할로겐 원자로 치환된 C1-6 알킬이고, 바람직하게는 하나 이상의 플루오르 원자로 치환된 C1-6 알킬이고, 더 바람직하게는 트리플루오로메틸인, 화합물.
  8. 제7항에 있어서,
    Figure pct00038

    으로부터 선택되는 것인, 화합물.
  9. 식 II의 화합물로서,
    Figure pct00039

    식 II
    여기에서,
    R2는 할로겐이거나, 또는 하나 이상의 할로겐 원자로 치환된 C1-6 알킬이고, 바람직하게는 하나 이상의 플루오르 원자로 치환된 C1-6 알킬이고, 더 바람직하게는 트리플루오로메틸인, 화합물.
  10. 제9항의 화합물을 제조하는 방법으로서,
    다음 단계를 포함하고:
    Figure pct00040

    여기에서, R2는 제9항에서 정의된 바와 같은, 화합물을 제조하는 방법.
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