KR20230062700A - 엘라스타아제 저해 활성을 갖는 퀴놀린 유도체 화합물, 그의 제조방법 및 그의 용도 - Google Patents

엘라스타아제 저해 활성을 갖는 퀴놀린 유도체 화합물, 그의 제조방법 및 그의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표준 약물인 올레아놀산보다 월등히 높은 엘라스타아제(elastase) 저해 활성을 나타내는 퀴놀린 유도체 화합물, 그의 제조방법 및 그의 엘라스타아제 저해제로서의 용도에 관한 것으로, 본 발명에 따른 퀴놀린 유도체 화합물은 피부의 진피조직 속에 있으면서 피부의 탄력성을 유지시키는 엘라스틴을 저해하는 효소인 엘라스테아제의 발현을 억제하는 효과가 우수하여 피부 주름을 예방하거나 개선할 수 있으므로, 피부 주름 또는 피부 노화 예방 또는 개선용 화장료 조성물 또는 건강식품 조성물 또는 피부 노화 방지용 약학적 조성물로서 유용하게 사용할 수 있다.

Description

엘라스타아제 저해 활성을 갖는 퀴놀린 유도체 화합물, 그의 제조방법 및 그의 용도{Quniline derivatives with elastase inhibitory activity, method of manufacturing thereof and use thereof}
본 발명은 엘라스타아제 저해 활성을 갖는 퀴놀린 유도체 화합물, 그의 제조방법 및 그의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표준 약물인 올레아놀산보다 월등히 높은 엘라스타아제(elastase) 저해 활성을 나타내는 퀴놀린 유도체 화합물, 그의 제조방법 및 그의 엘라스타아제 저해제로서의 용도에 관한 것이다.
퀴놀린(quinoline)은 분자식 C9H7N을 갖는 질소 함유 헤테로사이클릭 화합물이며, 1-아자-나프탈렌 또는 벤조[b]피리딘이라고도 한다. 최초의 퀴놀린은 1834년 독일 화학자 프리드리브 페르디난트 룽게(Friedlieb Ferdinand Runge)에 의해 콜타르로부터 분리되었으며, 그리스어로 백색유를 의미하는 "퀴놀린 류콕(Quinoline leukok)"으로 명명되었다.
그 외에도 퀴닌(기나수나무신초(cinchona tree)나 나무에서 유래)과 같은 퀴놀린 계열에 속하는 여러 알칼리성 유기 화합물(알칼로이드)이 있다. 또한 퀴놀린 또는 그 유도체는 다양한 분석 물질의 검출을 위한 비색 또는 형광 화학 센서로 주로 사용된다. 그 외에도 다양한 생리 활성으로 인해 퀴놀린은 의약 화학에서 필수적인 약품 분류로 간주된다.
이러한 종류의 화합물은 항말라리아제, 항균 및 항산화제, 항염증제, 항바이러스제, 항암제, 항우울제, 항정신병제, 항원충제, 항결핵제, 항진균제, 항HIV 및 다양한 효소 저해 활성과 같은 수많은 생물학적 활성을 나타낸다.
또한, 퀴놀린을 주요 스캐폴드로 포함하는 수많은 장애를 치료하기 위해 현재 시장에 존재하는 수많은 약학적 활성 약물이 있다. 예를 들어, 클로로퀸, 피페라퀸, 피로나리딘, 사퀴나비르, 베다퀼린, 피아바스타틴, 렌바티닙, 티피파밉 및 시프로플록사신이 각각 있다(도 1).
엘라스타아제(elastase)는 피부에 주름을 만드는 가장 중요한 효소이기 때문에, 엘라스틴이 엘라스타아제에 의해 분해되는 것을 막는 저해제를 만드는 것이 중요하다. 엘라스타아제 저해제로 개시된 몇 가지 화합물과 일부 약용 식물 추출물이 있다(대한민국 공개특허공보 제10-2012-0131064호, 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0041399호).
그러나, 상기 종래기술들의 엘라스타아제 저해 활성에는 한계가 있는 바, 여전히 고활성의 우수한 엘라스타아제 저해제의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0131064호 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0041399호
본 발명자들은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 연구를 수행하여, 치환기의 변형이 거의 없는 전체 화합물 시리즈에서 퀴놀린을 주요 스캐폴드로 유지하는 일부 Schiff 염기 유도체를 합성하고, 이들 유도체 중 일부 유도체가 가장 유망한 엘라스타아제 저해 활성으로 작용함을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 엘라스타아제 저해 활성을 갖는 퀴놀린 유도체 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 엘라스타아제 저해 활성을 갖는 퀴놀린 유도체 화합물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 엘라스타아제 저해 활성을 갖는 퀴놀린 유도체 화합물의 용도를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 퀴놀린 유도체 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, Ar은 치환 또는 비치환된 페닐 또는 C5-C6 방향족 헤테로시클릭기이고, 상기 치환된 페닐에서 치환기는 할로겐 원자, 하이드록시기, C1-C6 알콕시기 및 니트로기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이며, 상기 5-원 또는 6-원 방향족 헤테로시클릭기의 헤테로 원자는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하고, 상기 헤테로 원자는 O, N 및 S로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이다.
본 발명의 일 구현예로 상기 Ar이 치환된 페닐 또는 5-원 방향족 헤테로시클릭기이고, 상기 치환된 페닐에서 치환기는 플루오로기, 브로모기, 메톡시기 및 니트로기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이며, 상기 5-원 방향족 헤테로시클릭기의 헤테로 원자는 하나의 헤테로 원자를 포함하고, 상기 헤테로 원자는 O 또는 S인 퀴놀린 유도체 화합물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예로 상기 Ar이 2-플루오로 페닐, 3-브로모 페닐, 3-메톡시 페닐, 4-니트로 페닐, 2-퓨란 또는 2-티오펜인 퀴놀린 유도체 화합물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예로 상기 Ar이 2-플루오로 페닐, 3-메톡시 페닐, 4-니트로 페닐 또는 퓨란인 것을 특징으로 하는 퀴놀린 유도체 화합물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예로 상기 화학식 1로 표시되는 퀴놀린 유도체 화합물은 엘라스타아제 저해 활성을 갖는 퀴놀린 유도체 화합물을 제공한다.
또한 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 하기 화학식 2의 화합물과 C1-C2 알칸올을 반응시켜 하기 화학식 3의 화합물을 제조하는 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 제조한 하기 화학식 3의 화합물과 히드라진 수화물을 반응시켜 하기 화학식 4의 화합물을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에서 제조한 하기 화학식 4의 화합물과 하기 화학식 5의 화합물을 반응시키는 단계;를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 퀴놀린 유도체 화합물의 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00002
[화학식 2]
Figure pat00003
[화학식 3]
Figure pat00004
[화학식 4]
Figure pat00005
[화학식 5]
Figure pat00006
상기 화학식 1에서, Ar은 치환 또는 비치환된 페닐 또는 5-원 또는 6-원 방향족 헤테로시클릭기이고, 상기 치환된 페닐에서 치환기는 할로겐 원자, 하이드록시기, C1-C6 알콕시기 및 니트로기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이며, 상기 5-원 또는 6-원 방향족 헤테로시클릭기의 헤테로 원자는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하고, 상기 헤테로 원자는 O, N 및 S로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이다.
본 발명의 일 구현예로 상기 Ar은 치환된 페닐 또는 5-원 방향족 헤테로시클릭기이고, 상기 치환된 페닐에서 치환기는 플루오로기, 브로모기, 메톡시기 및 니트로기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이며, 상기 5-원 방향족 헤테로시클릭기의 헤테로 원자는 하나의 헤테로 원자를 포함하고, 상기 헤테로 원자는 O 또는 S인 퀴놀린 유도체 화합물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예로 상기 Ar이 2-플루오로 페닐, 3-브로모 페닐, 3-메톡시 페닐, 4-니트로 페닐, 2-퓨란 또는 2-티오펜인 퀴놀린 유도체 화합물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예로 상기 Ar이 2-플루오로 페닐, 3-메톡시 페닐, 4-니트로 페닐 또는 퓨란인 퀴놀린 유도체 화합물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예로 상기 화학식 1로 표시되는 퀴놀린 유도체 화합물은 엘라스타아제 저해 활성을 갖는 퀴놀린 유도체 화합물의 제조방법을 제공한다.
또한 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기 퀴놀린 유도체 화합물을 유효성분으로 포함하는 엘라스타아제 저해제를 제공한다.
또한 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기 퀴놀린 유도체 화합물을 유효성분으로 포함하는 피부 주름 또는 피부 노화 예방 또는 개선용 화장료 조성물을 제공한다.
또한 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기 퀴놀린 유도체 화합물을 유효성분으로 포함하는 피부 주름 또는 피부 노화 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
또한 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기 퀴놀린 유도체 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 피부 노화 방지용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 퀴놀린 유도체 화합물은 피부의 진피조직 속에 있으면서 피부의 탄력성을 유지시키는 엘라스틴을 저해하는 효소인 엘라스테아제(elastase)의 발현을 억제하는 효과가 우수하여 피부 주름을 예방하거나 개선할 수 있으므로, 피부 주름 또는 피부 노화 예방 또는 개선용 화장료 조성물 또는 건강식품 조성물 또는 피부 노화 방지용 약학적 조성물로서 유용하게 사용할 수 있다.
도 1은 퀴놀린 지지체를 고정하는 약리학적 활성 약물을 나타낸 것이다.
도 2는 Q1의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 3은 Q1의 13C NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 4는 Q1의 IR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 5는 Q1의 LCMS 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 6은 Q2의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 7은 Q2의 13C NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 8은 Q2의 IR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 9는 Q2의 LCMS 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 10은 Q3의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 11은 Q3의 13C NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 12는 Q3의 IR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 13은 Q3의 LCMS 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 14는 Q4의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 15는 Q4의 13C NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 16은 Q4의 IR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 17은 Q4의 LCMS 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 18은 Q5의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 19는 Q5의 13C NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 20은 Q5의 IR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 21은 Q5의 LCMS 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 22는 Q6의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 23은 Q6의 13C NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 24는 Q6의 IR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 25는 Q6의 LCMS 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 26은 Q7의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 27은 Q7의 13C NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 28은 Q7의 IR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 29는 Q7의 LCMS 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 30은 Q8의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 31은 Q8의 13C NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 32는 Q8의 IR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 33은 Q8의 LCMS 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 34는 Q9의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 35는 Q9의 13C NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 36은 Q9의 IR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 37은 Q9의 LCMS 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 38은 Q10의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 39는 Q10의 13C NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 40은 Q10의 IR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 41은 Q10의 LCMS 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 42는 Q11의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 43은 Q11의 13C NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 44는 Q11의 IR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 45는 Q11의 LCMS 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 46은 Q12의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 47은 Q12의 13C NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 48은 Q12의 IR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 49는 Q12의 LCMS 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 50은 Q13의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 51은 Q13의 13C NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 52는 Q13의 IR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 53은 Q13의 LCMS 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 54는 엘라스타아제에 대한 Q1 복합체의 2D 도킹 모식도를 나타낸 것이다.
도 55는 엘라스타아제에 대한 Q2 복합체의 2D 도킹 모식도를 나타낸 것이다.
도 56은 엘라스타아제에 대한 Q3 복합체의 2D 도킹 모식도를 나타낸 것이다.
도 57은 엘라스타아제에 대한 Q4 복합체의 2D 도킹 모식도를 나타낸 것이다.
도 58은 엘라스타아제에 대한 Q5 복합체의 2D 도킹 모식도를 나타낸 것이다.
도 59는 엘라스타아제에 대한 Q6 복합체의 2D 도킹 모식도를 나타낸 것이다.
도 60은 엘라스타아제에 대한 Q7 복합체의 2D 도킹 모식도를 나타낸 것이다.
도 61은 엘라스타아제에 대한 Q8 복합체의 2D 도킹 모식도를 나타낸 것이다.
도 62는 엘라스타아제에 대한 Q9 복합체의 2D 도킹 모식도를 나타낸 것이다.
도 63은 엘라스타아제에 대한 Q10 복합체의 2D 도킹 모식도를 나타낸 것이다.
도 64는 엘라스타아제에 대한 Q12 복합체의 2D 도킹 모식도를 나타낸 것이다.
도 65는 엘라스타아제에 대한 Q13 복합체의 2D 도킹 모식도를 나타낸 것이다.
도 66은 화합물 Q11(A)의 존재하에서 돼지 췌장의 엘라스타아제 저해에 대한 Lineweaver-Burk 플롯 니트로아닐리드 농도는 2, 1, 0.5, 0.25, 0.125 및 0.0625mM이었다. (B) 삽입은 기울기의 플롯을 나타낸다.
도 67은 MTT 분석법을 이용한 세포 생존율 측정 세포를 처리하지 않거나(대조군) DMSO 또는 24시간 동안 가장 강력한 화합물 Q2, Q7, Q10, Q11 및 Q12 μM으로 처리하였다.
도 68은 합성 퀴놀린계 유도체의 에너지 그래프를 나타낸 것이다.
도 69는 엘라스타아제에 대한 Q11 복합체의 3D 도킹 모식도를 나타낸 것이다.
도 70은 엘라스타아제에 대한 Q11의 2D 도킹 모식도를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 제1 구현예는 하기 화학식 1로 표시되는 퀴놀린 유도체 화합물에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure pat00007
상기 화학식 1에서, Ar은 치환 또는 비치환된 페닐 또는 5-원 또는 6-원 방향족 헤테로시클릭기이고, 상기 치환된 페닐에서 치환기는 할로겐 원자, 하이드록시기, C1-C6 알콕시기 및 니트로기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이며, 상기 5-원 또는 6-원 방향족 헤테로시클릭기의 헤테로 원자는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하고, 상기 헤테로 원자는 O, N 및 S로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이다.
본 발명의 상기 퀴놀린 유도체 화합물에서, 상기 "치환된 페닐"은 치환기가 페닐의 1번 내지 6번 탄소 중에서 선택되는 위치에 치환될 수 있으나, 바람직하게는 2번 내지 4번 탄소 중에서 선택되는 위치에 치환될 수 있다.
본 발명의 상기 퀴놀린 유도체 화합물에서, 상기 "할로겐 원자" 는 불소, 염소, 브롬 및 요오드를 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 퀴놀린 유도체 화합물에서, 상기 "C1-6 알콕시기" 의 예는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소프로폭시, 부톡시, 이소부톡시, sec-부톡시, tert-부톡시, 펜틸옥시 및 헥실옥시를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 퀴놀린 유도체 화합물에서, 상기 “5-원 또는 6-원 방향족 헤테로시클릭기”는 티에닐, 푸릴, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 1,2,4-옥사디아졸릴, 1,3,4-옥사디아졸릴, 1,2,4-티아디아졸릴, 1,3,4-티아디아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 트리아지닐 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 퀴놀린 유도체 화합물에서, 상기 Ar은 치환된 페닐 또는 5-원 방향족 헤테로시클릭기이고, 상기 치환된 페닐에서 치환기는 플루오로기, 브로모기, 메톡시기 및 니트로기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이며, 상기 5-원 방향족 헤테로시클릭기의 헤테로 원자는 하나의 헤테로 원자를 포함하고, 상기 헤테로 원자는 O 또는 S인 퀴놀린 유도체 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 퀴놀린 유도체 화합물에서, 상기 Ar은 2-플루오로 페닐, 3-브로모 페닐, 3-메톡시 페닐, 4-니트로 페닐, 2-퓨란 또는 2-티오펜인 퀴놀린 유도체 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 퀴놀린 유도체 화합물에서, 상기 Ar은 2-플루오로 페닐, 3-메톡시 페닐, 4-니트로 페닐 또는 퓨란 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 퀴놀린 유도체 화합물에서, 상기 화학식 1로 표시되는 퀴놀린 유도체 화합물은 엘라스타아제 저해 활성을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
엘라스타아제(EC 3.4.21.36)는 상복부 상부 장기의 췌장에 있는 특수 조직에 의해 생성되는 세린 프로테아제이며 키모트립신 계열에 속한다. 그 주요 기능은 엘라스틴을 분해하는 것이다(인간의 척추 조직에서 발견되는 단백질로 특히 폐와 피부 인대에 풍부함).
또한, 피브로넥틴, 콜라겐 및 기타 ECM 단백질을 분해하는 데 도움이 된다. 콜라겐은 세포외기질(ECM)의 주요 구성 성분이며 그 기능은 결합 조직에 부착되어 형태 형성에 적합한 적절한 세포 환경을 생성하는 것이다.
그러나, 콜라겐에 영향이 있으면 피부에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 콜라겐은 피부 노화를 유발하므로 분해되지 않도록 유지하는 것이 훨씬 더 중요하다. 실제로 피부 노화는 내인성 노화와 외인성 노화의 두 가지로 분류된다. 여기서 내재적 노화는 피부의 탄력에 의해 열광하는 자연스러운 과정으로 간주된다.
반면에 외적 노화는 자외선에 더 많이 노출되면 ROS(활성 산소종) 및 과산화물 종의 형성을 유발할 수 있는 외부 요인에 의해 유발된다. 그러나, 이러한 라디칼 종에 대한 과도한 노출은 피부의 형태에 영향을 미쳐 주름 형성, 고르지 못한 색소 침착, 갈색 반점, 늘어짐, 흑색종, 가죽 같은 모습, 피부암, 일광 탄력증 등과 같은 피부 문제를 일으킬 수 있다.
본 발명의 제2 구현예는 (a) 하기 화학식 2의 화합물과 C1-C2 알칸올을 반응시켜 하기 화학식 3의 화합물을 제조하는 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 제조한 하기 화학식 3의 화합물과 히드라진 수화물을 반응시켜 하기 화학식 4의 화합물을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에서 제조한 하기 화학식 4의 화합물과 하기 화학식 5의 화합물을 반응시키는 단계;를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 퀴놀린 유도체 화합물의 제조방법에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure pat00008
[화학식 2]
Figure pat00009
[화학식 3]
Figure pat00010
[화학식 4]
Figure pat00011
[화학식 5]
Figure pat00012
상기 화학식 1에서, Ar은 치환 또는 비치환된 페닐 또는 5-원 또는 6-원 방향족 헤테로시클릭기이고, 상기 치환된 페닐에서 치환기는 할로겐 원자, 하이드록시기, C1-C6 알콕시기 및 니트로기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이며, 상기 5-원 또는 6-원 방향족 헤테로시클릭기의 헤테로 원자는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하고, 상기 헤테로 원자는 O, N 및 S로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이다.
본 발명의 상기 퀴놀린 유도체 화합물의 제조방법에서, 상기 Ar은 치환된 페닐 또는 5-원 방향족 헤테로시클릭기이고, 상기 치환된 페닐에서 치환기는 플루오로기, 브로모기, 메톡시기 및 니트로기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이며, 상기 5-원 방향족 헤테로시클릭기의 헤테로 원자는 하나의 헤테로 원자를 포함하고, 상기 헤테로 원자는 O 또는 S일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 퀴놀린 유도체 화합물의 제조방법에서, 상기 Ar은 2-플루오로 페닐, 3-브로모 페닐, 3-메톡시 페닐, 4-니트로 페닐, 2-퓨란 또는 2-티오펜일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 퀴놀린 유도체 화합물의 제조방법에서, 상기 Ar은 2-플루오로 페닐, 3-메톡시 페닐, 4-니트로 페닐 또는 퓨란일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 퀴놀린 유도체 화합물의 제조방법에서, 상기 화학식 1로 표시되는 퀴놀린 유도체 화합물은 엘라스타아제 저해 활성을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 제3 구현예는 상기 퀴놀린 유도체 화합물을 유효성분으로 포함하는 엘라스타아제 저해제에 관한 것이다.
본 발명의 상기 엘라스타아제 저해제는 인간의 피부에 대하여 우수한 엘라스타제 저해 활성을 가져오는 것이기 때문에, 상기 퀴놀린 유도체 화합물을 포함하는 피부 외용제는, 피부의 노화를 방지하고, 젊고 건강한 피부의 상태를 유지할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 엘라스타제 저해제를 외용제 중에 배합하는 경우, 상기 퀴놀린 유도체 화합물은 외용제 전체 중량에 대하여, 0.1~100 중량%, 바람직하게는 1~50 중량%, 보다 바람직하게는 1~10 중량%로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 엘라스타제 저해제를 외용제로서 응용하는 경우에는, 통상 화장품이나 의약품 등의 피부 외용제에 이용되는 성분, 예컨대, 미백제, 보습제, 산화 방지제, 유성 성분, 자외선 흡수제, 계면 활성제, 증점제, 알코올류, 분말 성분, 수성 성분, 물, 각종 피부 영양제 등과 적절하게 조합하여 배합할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 제4 구현예는 상기 퀴놀린 유도체 화합물을 유효성분으로 포함하는 피부 주름 또는 피부 노화 예방 또는 개선용 화장료 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 상기 퀴놀린 유도체 화합물은 피부 주름을 예방하거나 개선할 수 있으므로, 피부 노화, 예를 들면, 피부 위축, 콜라겐 손실, 탄성 섬유 손실, 결합 조직 손실, 셀룰라이트, 주름 형성 등의 예방 또는 개선용 화장료 조성물로 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 상기 피부 주름 또는 피부 노화 예방 또는 개선용 화장료 조성물은 로션, 연고, 겔, 크림, 패치 또는 분무제 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 상기 피부 주름 또는 피부 노화 예방 또는 개선용 화장료 조성물은 상기 화장료 조성물의 전체 중량에 대하여, 상기 퀴놀린 유도체 화합물 0.1~30 중량%, 바람직하게는 1~20 중량%, 보다 바람직하게는 1~10 중량%로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 상기 피부 주름 또는 피부 노화 예방 또는 개선용 화장료 조성물은 추가적으로 지방 물질, 유기용매, 용해제, 농축제 및 겔화제, 연화제, 항산화제, 현탁화제, 안정화제, 발포제, 방향제, 계면활성제, 물, 이온형 또는 비이온형 유화제, 충전제, 금속이온봉쇄제 및 킬레이트화제, 보존제, 비타민, 차단제, 습윤화제, 필수 오일, 염료, 안료, 친수성 또는 친유성 활성제, 지질 소낭 또는 화장품 업계에서 피부 외용제 조성물에 통상적으로 사용되는 보조제를 포함할 수 있다.
본 발명의 제5 구현예는 상기 퀴놀린 유도체 화합물을 유효성분으로 포함하는 피부 주름 또는 피부 노화 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 상기 피부 주름 또는 피부 노화 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물에서, 상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 퀴놀린 유도체 화합물을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 드링크제, 육류, 소시지, 빵, 비스킷, 떡, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 알코올 음료 및 비타민 복합제, 유제품 및 유가공 제품 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강기능식품을 모두 포함한다.
본 발명의 상기 피부 주름 또는 피부 노화 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물에서, 상기 퀴놀린 유도체 화합물의 양은 상기 건강기능식품 조성물의 전체 중량에 대하여, 0.1 내지 90 중량%, 바람직하게는 1~30 중량%, 보다 바람직하게는 1~10 중량%로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 피부 주름 또는 피부 노화 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물은 영양제, 비타민, 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 추가적으로 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 제6 구현예는 상기 퀴놀린 유도체 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 피부 노화 방지용 약학적 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 상기 피부 노화 방지용 약학적 조성물은 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 추가적으로 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 피부 노화 방지용 약학적 조성물에서, 경구 투여를 위한 고형 제제로는 정제, 환자, 산제, 과립제, 캡슐제, 트로키제 등이 포함되며, 경구 투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 또는 시럽제 등이 포함될 수 있으며, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 피부 노화 방지용 약학적 조성물에서, 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁용제, 유제, 동결건조제제, 좌제 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 피부 노화 방지용 약학적 조성물은 약제학적으로 유효한 양으로 투여한할 수 있는데, 상기 "약제학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효용량 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 상기 피부 노화 방지용 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고, 종래의 치료제와는 순차적
또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다.
본 발명의 상기 피부 노화 방지용 약학적 조성물의 유효량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로는 체중 1 ㎏당 0.1 내지 100 mg, 바람직하게는 0.5 내지 10 mg을 매일 또는 격일 투여하거나 1일 1 내지 3회로 나누어 투여할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
<실시예>
1. 실험
가. 화학
시그마 알드리치(독일 뮌헨)와 삼천화학(대전, 한국)에서 필요한 화학물질을 공급하였으며, 정제 없이 사용하였다. 합성된 표적 화합물의 질량 분석(LC-MS)을 기록하기 위해 질량 분광광도계(물)를 사용하였다.
1H NMR 및 13C NMR 스펙트럼은 500 및 126MHz 분광 광도계에서 Bruker Avance(독일)를 사용하여 얻었으며, 여기서 시료는 DMSO-d6 용매에서 준비되었다. 화학적 이동(δ) 및 커플링 상수(J) 값은 각각 ppm 및 Hz로 표시된다.
Frontier IR 분광광도계(Perkin Elmer, USA)를 사용하여 합성된 유도체의 FT-IR 스펙트럼을 기록하였다. 합성된 표적 화합물(Q1-Q13)의 융점은 개방형 모세관에서 측정되었으며, 보정되지 않았다(Pittsburgh, PA 및 USA).
하기 반응식 1에 의해 Q1 내지 Q13 화합물이 합성되었다.
[반응식 1]
Figure pat00013
상기 반응식 1의 합성, 시약 및 조건은 i) 에탄올, H2SO4, 환류 ii) 히드라진 수화물, 에탄올, 환류 iii) 농축액 1-2방울의 짙은 HCl, 에탄올, 주변 온도이다.
또한, 상기 반응식 1에서, Ar은 치환 또는 비치환된 페닐 또는 헤테로시클릭기이고, 구체적으로는 페닐(Q1), 2-플루오로페닐(Q2), 2-브로모페닐(Q3), 2-하이드록시페닐(Q4), 3-플루오로페닐(Q5), 3-브로모페닐(Q6), 3-메톡시페닐(Q7), 4-플루오로페닐(Q8), 4-브로모페닐(Q9), 4-메톡시페닐(Q10), 4-니트로페닐(Q11), 2-퓨란(Q12), 2-티오펜(Q13)이다.
하기 표 1은 합성된 퀴놀린 유도체의 구조 및 물리적 매개변수를 나타낸 것이다.
코드 화학구조 수율 녹는점 (℃)



Q1
Figure pat00014


86


175-180



Q2
Figure pat00015


85


185-190



Q3
Figure pat00016


84


208-213



Q4
Figure pat00017


78


>255



Q5
Figure pat00018


85


183-188



Q6
Figure pat00019


83


180-185



Q7
Figure pat00020


82


143-148



Q8
Figure pat00021


84


224-229



Q9
Figure pat00022


82


225-230



Q10
Figure pat00023


76


220-225



Q11
Figure pat00024


79


219-224



Q12
Figure pat00025


86


174-179



Q13
Figure pat00026


86


229-234
(1). 중간체 2(a-m) 및 3(a-m) 합성을 위한 일반 절차:
상기 반응식 1에 나타난 바와 같이, 중간체 2(a-m) 및 3(a-m)은 이전에 발표된 논문(Spectrochim. Acta - Part A Mol. Biomol. Spectrosc. 241 (2020); Emerg. Trends Chem. Sci. (2018) 221-238)에 따라 합성되었다.
(2). 표적 화합물 4(a-m)의 합성을 위한 일반 절차:
상기 반응식 1에 제시된 바와 같이, 퀴놀린 2-카복스알데하이드(0.5gm, 3.18mmol) 및 중간체 3(a-m)(0.576gm, 3.18mmol)을 에탄올에 넣고 질소 환경 하에 10-15분 동안 교반하였다.
그 후, 촉매량의 짙은 HCl을 반응 혼합물에 첨가하고, 반응이 달성될 때까지 계속 교반하였다. TLC 방법은 반응 진행을 추적하는 데 사용되었다. 반응 경합 후, 빙냉수를 반응 매스에 첨가하고, 추가적으로 10-15분 동안 계속 교반하였다.
검출된 고체를 여과하고, 찬물과 에탄올(3:1)의 혼합물로 여러 번 세척하고 건조하였다. 건조된 조 고체(crude solid)를 크로마토그래피 기술을 사용하여 정제하고, 여기서 고체를 실리카(60-120)에 흡착시키고, 용리 용매인 에틸 아세테이트 및 헥산으로 용리하여 순수한 고체를 양호한 수율로 수득하였다.
(2-1). (E)-N'-(퀴놀린-2-일메틸렌)벤조히드라지드 Q1의 합성
황색 고체, 도 2: 1HNMR(500MHz,DMSO-d 6 ) δ 12.20 (s, 1H), 8.63 (s, 1H), 8.44 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.14 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.04 (dd, J = 17.2, 8.2 Hz, 2H), 7.96 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.81 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.65 (dd, J = 13.2, 6.4 Hz, 2H), 7.57 (t, J = 7.5 Hz, 2H).
도 3: 13CNMR(126MHz,DMSO-d 6 ) δ 163.42, 153.73, 147.87, 147.29, 136.68, 133.14, 131.94, 130.00, 128.82, 128.49, 128.03, 127.68, 127.24, 117.41.
도 4: FT-IR: (KBr) cm-1 = 3391, 3162, 3065, 1651, 1554, 1287, 1142, 953, 837, 747, 693.
도 5: LCMS (m/z): calculated (275.3, m); observed (276.2, M+1)
(2-2). (E)-2-플루오로-N'-(퀴놀린-2-일메틸렌)벤조히드라지드 Q2의 합성
황색 고체. 도 6: 1HNMR(500MHz,DMSO-d 6 ) δ 12.24 (s, 1H), 8.49 (s, 1H), 8.45 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.33 - 8.24 (m, 1H), 8.14 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.09 - 8.01 (m, 2H), 7.98 - 7.88 (m, 1H), 7.73 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 7.65 (dd, J = 14.0, 6.7 Hz, 2H), 7.40 (d, J = 3.3 Hz, 1H).
도 7: 13CNMR(126MHz,DMSO-d 6 ) δ 167.36, 160.69, 160.09, 158.11, 153.47, 148.13, 147.29, 144.59, 136.75, 133.06, 130.05, 128.84, 127.95, 127.35, 124.68, 124.24, 117.42, 116.31.
도 8: FT-IR: (KBr) cm-1 = 3528, 3149, 3047, 1662, 1614, 1572, 1299, 1217, 1217, 1149, 951, 837, 749, 983.
도 9: LCMS (m/z): calculated (293.3, m); observed (294.2, M+1).
(2-3). (E)-2-브로모-N'-(퀴놀린-2-일메틸렌)벤조히드라지드 Q3의 합성
연한 황색 고체, 도 10: 1HNMR(500MHz,DMSO-d 6 ) δ 12.27 (s, 1H), 8.46 (s, 1H), 8.44 (d, J = 5.3 Hz, 1H), 8.25 (d, J = 5.8 Hz, 1H), 8.13 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.03 (dd, J = 16.5, 7.1 Hz, 2H), 7.66 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.62 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.54 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 7.50 (d, J = 2.7 Hz, 1H).
도 11: 13CNMR(126MHz,DMSO-d 6 ) δ 163.52, 153.41, 148.14, 147.28, 144.54, 136.76, 132.83, 132.02, 131.67, 130.80, 130.04, 129.25, 128.83, 127.94, 127.35, 119.31, 117.39.
도 12: FT-IR: (KBr) cm-1 = 3528, 2325, 1739, 1651, 1562, 1428, 1304, 1159, 1120, 1079, 951, 834, 736.
도 13: LCMS (m/z): calculated (353.0, m); observed (354.2, M+1)
(2-4). (E)-2-히드록시-N'-(퀴놀린-2-일메틸렌)벤조히드라지드 Q4의 합성
회색 고체, 도 14: 1HNMR(500MHz,DMSO-d 6 ) = δ 12.12 (s, 1H), 11.59 (s, 1H), 8.62 (s, 1H), 8.45 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.14 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.05 (dd, J = 15.2, 8.3 Hz, 2H), 7.88 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.81 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.66 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.47 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.00 (dd, J = 13.4, 7.6 Hz, 2H).
도 15: 13CNMR(126MHz,DMSO-d 6 ) δ 164.30, 158.02, 153.05, 147.95, 146.79, 136.23, 133.30, 129.54, 128.34, 127.45, 126.82, 118.47, 116.97, 116.63.
도 16: FT-IR: (KBr) cm-1 = 3237, 3041, 2729, 1627, 1607, 1542, 1496, 1146, 925, 828, 753, 663.
도 17: LCMS (m/z): calculated (291.1, m); observed (292.2, M+1).
(2-5). (E)-3-플루오로-N'-(퀴놀린-2-일메틸렌)벤조히드라지드 Q5의 합성
연한 황색 고체, 도 18: 1HNMR(500MHz,DMSO-d 6 ) δ 12.24 (s, 1H), 8.61 (s, 1H), 8.45 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.14 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.04 (dd, J = 17.5, 8.2 Hz, 2H), 7.85 - 7.72 (m, 3H), 7.69 - 7.59 (m, 2H), 7.50 (t, J = 7.6 Hz, 1H).
도 19: 13CNMR(126MHz,DMSO-d 6 ) δ 162.11, 160.89, 153.58, 148.39, 147.29, 136.74, 130.80, 130.04, 128.85, 127.94, 123.92, 118.80, 117.43, 114.60, 114.42.
도 20: FT-IR: (KBr) cm-1 = 3214, 3034, 1737, 1651, 1503, 1285, 1179, 1017, 838, 756, 681.
도 21: LCMS (m/z): calculated (293.1, m); observed (294.2, M+1).
(2-6). (E)-3-브로모-N'-(퀴놀린-2-일메틸렌)벤조히드라지드 Q6의 합성
황색 고체, 도 22: 1HNMR(500MHz,DMSO-d 6 ) δ 12.28 (s, 1H), 8.61 (s, 1H), 8.45 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.14 (d, J = 5.0 Hz, 2H), 8.05 (dd, J = 18.5, 8.2 Hz, 2H), 7.97 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 7.88 - 7.76 (m, 2H), 7.66 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.55 (t, J = 7.9 Hz, 1H).
도 23: 13CNMR(126MHz,DMSO-d 6 ) δ 161.91, 153.56, 148.43, 147.29, 136.72, 135.28, 134.67, 130.78, 130.19, 130.03, 128.86, 127.94, 127.31, 126.90, 121.74, 117.43.
도 24: FT-IR: (KBr) cm-1 = 3213, 3033, 1648, 1601, 1537, 1503, 1285, 1179, 1017, 945, 838, 755, 720.
도 25: LCMS (m/z): calculated (353.0, m); observed (354.2, M+1).
(2-7). (E)-3-메톡시-N'-(퀴놀린-2-일메틸렌)벤조히드라지드 Q7의 합성
연한 황색 고체, 도 26: 1HNMR(500MHz,DMSO-d 6 ) δ 12.16 (s, 1H), 8.63 (s, 1H), 8.44 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 8.14 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 8.04 (dd, J = 17.2, 8.2 Hz, 2H), 7.81 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.65 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.54 (d, J = 7.4 Hz, 1H), 7.49 (t, J = 7.7 Hz, 2H), 7.21 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 3.86 (s, 3H).
도 27: 13CNMR(126MHz,DMSO-d 6 ) δ 163.16, 159.19, 153.71, 147.97, 147.29, 136.68, 134.49, 130.00, 129.70, 128.84, 127.93, 127.84, 127.25, 119.85, 117.64, 117.42, 112.98, 55.31.
도 28: FT-IR: (KBr) cm-1 =3022, 2300, 1745, 1646, 1192 and 838.
도 29: LCMS (m/z): calculated (305.3, m); observed (306.3, M+1).
(2-8). (E)-4-플루오로-N'-(퀴놀린-2-일메틸렌)벤조히드라지드 Q8의 합성
황색 고체, 도 30: 1HNMR(500MHz,DMSO)δ12.21(s,1H),8.61(s,1H),8.44(d,J = 8.4 Hz, 1H), 8.14 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 8.04 (dd, J = 16.8, 8.1 Hz, 4H), 7.81 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.65 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.42 (t, J = 8.6 Hz, 2H).
도 31: 13CNMR(126MHz,DMSO-d 6 ) δ 164.71, 153.14, 147.46, 146.78, 136.20, 129.98, 129.51, 128.33, 127.43, 127.33, 126.76, 124.95, 116.90, 115.09, 114.92.
도 32: FT-IR: (KBr) cm-1 = 3409, 3182, 3021, 1657, 1606, 1563, 1229, 1144, 838, 748, 671. 도 33: LCMS (m/z): calculated (293.1, M); observed (294.2, M+1).
(2-9). (E)-4-브로모-N'-(퀴놀린-2-일메틸렌)벤조히드라지드 Q9의 합성
오프-화이트 고체, 도 34: 1HNMR(500MHz,DMSO-d 6 ) δ 12.25 (s, 1H), 8.61 (s, 1H), 8.44 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 8.13 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 8.04 (dd, J = 17.8, 8.2 Hz, 2H), 7.91 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.80 (t, J = 8.1 Hz, 3H), 7.65 (t, J = 7.4 Hz, 1H).
도 35: 13CNMR(126MHz,DMSO-d 6 ) δ 161.98, 153.11, 147.71, 146.78, 136.21, 131.65, 131.04, 129.52, 129.28, 128.34, 127.44, 126.79, 125.25, 116.91.
도 36: FT-IR: (KBr) cm-1 = 3427, 3186, 3065, 1657, 1589, 1483,1305,1262,836,739, 670.
도 37: LCMS (m/z): calculated (353.0, m); observed (354.2, M+1).
(2-10). (E)-4-메톡시-N'-(퀴놀린-2-일메틸렌)벤조히드라지드 Q10의 합성
오프-화이트 고체, 도 38: 1HNMR(500MHz,DMSO-d 6 ) δ 12.07 (s, 1H), 8.61 (s, 1H), 8.43 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.12 (d, J = 5.4 Hz, 1H), 8.03 (dd, J = 18.0, 8.2 Hz, 2H), 7.96 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 7.80 (t, J = 7.7 Hz, 1H), 7.80 (t, J = 7.7 Hz, 1H), 7.65 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.11 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 3.86 (s, 3H).
도 39: 13CNMR(126MHz,DMSO-d 6 ) δ 162.76, 162.15, 153.84, 147.29, 136.62, 129.97, 129.67, 128.80, 127.92, 127.78, 127.17, 125.10, 117.37, 113.72, 55.17.
도 40: FT-IR: (KBr) cm-1 = 3213, 3033, 2573, 1646, 1601, 1537, 1503, 1255, 1180, 1109, 839, 756, 681.
도 41: LCMS (m/z) : calculated (305.3, m); observed (306.3, M+1).
(2-11). (E)-4-니트로-N'-(퀴놀린-2-일메틸렌)벤조히드라지드 Q11의 합성
오프-화이트 고체, 도 42: 1HNMR(500MHz,DMSO-d 6 ) δ 12.47 (s, 1H), 8.64 (s, 1H), 8.46 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.42 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 8.20 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 8.15 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.05 (dd, J = 18.5, 8.2 Hz, 2H), 7.82 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.67 (t, J = 7.5 Hz, 1H).
도 43: 13CNMR(126MHz,DMSO-d 6 ) δ 161.85, 153.45, 149.35, 148.98, 147.30, 138.73, 136.79, 130.07, 129.26, 128.88, 127.96, 127.40, 123.66, 117.46.
도 44: FT-IR: (KBr) cm-1 =3435, 3192, 3069, 1661, 1605, 1525, 1505, 1347, 1143, 1110, 954, 838, 761, 658.
도 45: LCMS (m/z) : calculated (320.3, m); observed (321..3, M+1).
(2-12). (E)-N'-(퀴놀린-2-일메틸렌)푸란-2-카보하이드라지드 Q12의 합성
황색 고체, 도 46: 1HNMR(500MHz,DMSO-d 6 ) δ 12.23 (s, 1H), 8.63 (s, 1H), 8.43 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.11 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 8.08 - 8.02 (m, 2H), 8.01 (d, J = 2.1 Hz, 1H), 7.81 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 7.65 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.39 (d, J = 10.8 Hz, 1H), 6.76 (d, J = 1.3 Hz, 1H).
도 47: 13CNMR(126MHz,DMSO-d 6 ) δ 154.22, 148.48, 147.85, 147.08, 146.92, 146.70, 139.06, 137.26, 131.90, 130.58, 129.39, 128.92, 128.79, 128.58, 128.50, 128.38, 127.82, 123.65, 122.94, 117.97, 112.74.
도 48: FT-IR: (KBr) cm-1 =3430, 3123, 2971, 1656, 1583, 1552, 1272, 1171, 1013, 955, 837, 789, 742.
도 49: LCMS (m/z): calculated (265.3, m); observed (266.2, M+1).
(2-13). (E)-N'-(퀴놀린-2-일메틸렌)티오펜-2-카르보히드라지드 Q13의 합성
연한 황색 고체, 도 50: 1HNMR(500MHz,DMSO-d 6 ) δ 12.20 (s, 1H), 8.68 - 7.86 (m, 7H), 7.81 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.66 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.33 - 7.23 (m, 1H).
도 51: 13CNMR(126MHz,DMSO-d 6 ) δ 147.29, 136.76, 135.11, 130.07, 128.83, 127.94, 127.30, 117.44.
도 52: FT-IR: (KBr) cm-1 = 3443, 3180, 3100, 3012, 1645, 1556, 1502, 1420, 1290, 1142, 1071, 951, 836, 700, 664.
도 53: LCMS (m/z): calculated (281.3, m); observed (282.2, M+1).
나. 생물학
(1). 엘라스타아제 저해 분석
엘라스타아제(돼지 췌장의 엘라스타아제)의 억제 활성은 Biochemistry. 35 (1996) 9090-9096; Bangladesh J. Pharmacol. 12 (2017) 210-215; 및 Ind. Crops Prod. 111 (2018) 597-605에 설명된 방법을 사용하여 몇 가지 수정을 가하여 측정하였다.
엘라스타아제 활성 억제를 위해 410 nm에서 흡광도를 측정하여 기질(N-숙시닐-Ala-Ala-Ala-p-니트로아닐라이드에서 엘라스타아제에 의해 가수분해된 p-니트로아닐린의 방출량을 측정하였다.
구체적으로, N-숙시닐-Ala-Ala-Ala-p-니트로아닐라이드(N-succinyl-Ala-Ala-Ala-p-nitroanilide)의 0.8mM 용액을 0.2M Tris-HCl 완충액(pH 8.0)에 준비하고, 이 완충액(130μL)을 시험 시료(10μL)에 첨가하였다.
96웰 마이크로플레이트에서. 엘라스타아제(0.0375 Unit/mL) 스톡 용액(10 μL)을 추가하기 전에 마이크로플레이트를 25℃에서 10분 동안 사전 인큐베이션하였다. 효소 첨가 후 마이크로플레이트를 25℃에서 30분간 유지하고 마이크로플레이트 리더(SpectraMax ABS, USA)를 이용하여 410 nm에서 흡광도를 측정하였다.
IC50 값은 GraphPad Prism 5.0(GraphPad, San Diego, CA USA)을 사용하여 비선형 회귀에 의해 계산되었다. 모든 실험은 삼중으로 수행되었다. 엘라스타아제 저해 활성은 다음 공식에 따라 계산되었다.
엘라스타아제 저해 활성(%)=((OD대조군 - OD시료)/OD대조군) ×100
여기서, OD 대조군 및 OD 시료 는 각각 시료의 부재 및 존재시의 광학 밀도를 나타낸다. 올레아놀산은 엘라스타아제의 표준 저해제로 사용되었다.
(2). 동역학 연구를 위한 프로토콜
본 발명자들이 보고한 방법에 따라 억제 모드를 결정하기 위해 운동 분석을 수행하였다(Bioorg. Chem. 86 (2019) 197-209). 화합물 Q11은 가장 강력한 IC50 값을 기반으로 선택되었다.
다양한 농도의 화합물 Q11(0.00, 0.448, 0.897 및 1.794μM)의 존재 하에 N-숙시닐-Ala-Ala-Ala-p-니트로아닐리드의 농도를 변화시켜 동역학을 수행하였다. 간략하게, N-숙시닐-Ala-Ala-Ala-p-니트로아닐리드 농도는 N-숙시닐-Ala-Ala-Ala-p-니트로아닐리드 동역학 연구 및 나머지 절차는 엘라스타아제 저해 분석 프로토콜에 설명된 모든 운동 연구에 대해 동일하였다.
분당 간격으로 효소를 첨가한 후 최대 10분까지 흡광도의 초기 선형 부분에서 최대 초기 속도를 결정하였다. 효소에 대한 억제 유형은 속도의 역수(1/V) 대 기질 농도 1/[S]mM-1의 역수의 Lineweaver-Burk 플롯에 의해 분석되었다.
EI 해리 상수 Ki는 1/V 대 저해제 농도의 2차 플롯에 의해 결정되었다. 결과는 SoftMaxPro를 사용하여 처리되었다.
(3). 세포 배양 및 강력한 화합물의 처리
B16F10 세포는 한국 세포주 은행(서울, 한국)에서 입수하였다. 세포는 10% 소태아혈청(FBS, WEL-GENE, Korea), unit/mL 페니실린(Sigma) 및 50 ug/mL 스트렙토마이신(Sigma)이 보충된 DMEM(Sigma, St. Louis, MO, USA)에서 5% CO2하에 37°C에서 배양되었다. 배지는 2일마다 변경되었다.
또한, 가장 강력한 화합물(Q2, Q7, Q10, Q11 및 Q12)은 디메틸설폭사이드(DMSO)에 용해되고, 최종 농도(0, 10, 20, 30 및 40μg/mL)로 추가 희석되었다. 대조군에는 동일한 양의 DMSO를 투여하였다.
(4). 세포 증식 분석
B16F10 흑색종 세포를 100 μL 배지에서 각 웰에 대해 0.4 x 105 세포가 있는 96 웰 플레이트에 접종하고 24시간 동안 인큐베이션하였다. 밤새 배양한 후, 세포 배지를 제거하고 세포를 최대 유효 화합물(Q2, Q7, Q10, Q11 및 Q12) 농도 구배(10, 20, 30 및 40㎍/mL)로 24시간 동안 처리하였다. 각 처리에는 3개의 중복 웰이 포함되었다. DMSO가 있는 세포를 음성 대조군으로 사용하였다.
이후, 배지를 제거하고, 0.5 mg/mL MTT(3-(4,5-디메틸티아졸-2-일)-2,5-디페닐테트라졸륨 브로마이드)를 각 웰에 첨가한 후, 인큐베이터에서 37℃에서 추가로 4시간 동안 인큐베이션하였다.
배지를 제거하고, 100 μL 가용화 완충액(10% SDS, 0.01 N HCl)을 각 웰에 첨가하여 MTT 반응을 종결시켰다. 플레이트를 호일로 덮고 오비탈 쉐이커에서 1시간 동안 교반하여 포르마잔 결정을 용해시켜 포르마잔 결정량을 측정하고, 흡광도 값은 마이크로플레이트 리더(Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)를 사용하여 595 nm에서 측정하였다.
(5). 통계 분석
값은 세 가지 다른 실험 표준 편차(SD)의 평균으로 표시된다. 각 개별 그룹의 계산된 평균 간의 차이는 일원 ANOVA를 사용하여 평가되었다.
다. 분자 도킹
(1). PDB에서 췌장 엘라스타아제의 선택
췌장 엘라스타아제의 결정 구조는 PDBID가 7EST인 PDB(Protein Data Bank)(www.rcsb.org)에서 검색되었다. 타겟 구조의 에너지 최소화는 UCSF Chimera 1.10.1에서 conjugate gradient 알고리즘과 amber force field를 사용하여 수행되었다.
(2). 리간드 및 분자 도킹 시뮬레이션 설계
화합물(Q1-Q13)은 드로윙 ACD/ChemSketch 도구에 스케치되었으며, 소프트웨어 UCSF Chimera 1.10.1을 시각화하여 추가로 최소화하였다. PyRx 도킹 도구를 사용하여 단백질(Pancreatic Elastase)에 대한 리간드에 대한 분자 도킹 실험을 수행하였다.
표적 단백질의 활성 영역에서의 위치에서 더 나은 구조 위치(conformational position)를 위해 (center_ X=_ 7.4995, center_ Y=_ 56.7616 및 center_ Z=_ -5.1765) 격자 상자 중심 값과 크기 값을 각각 (X= 25.6865, Y= 25.0 및 Z= 23.3982)로 조정하였다.
합성된 리간드는 기본 소모량값(default exhaustiveness value) = 8로 췌장 엘라스타아제에 대해 별도로 도킹되었다. 예측된 도킹된 복합체는 최저 결합 에너지(Kcal/mol) 값 및 구조 활성-관계(SAR)를 기반으로 평가되었다.
도킹된 모든 복합체의 3차원 그래픽 모식도는 Discovery Studio(2.1.0) 및 UCSF Chimera 1.10.1[32]에 의해 수행되었다.
3. 결과 및 논의
가. 화학
퀴놀린계 Schiff 염기 유도체는 상기 반응식 1과 같이 합성되었다. 먼저, 다양한 방향족 산 유도체 1(a-m)을 환류 조건에서 에탄올 및 촉매량의 황산과 반응시켰다. 여기서 방향족 히드록시기는 에스테르화 반응에 의해 방향족 에스테르 유도체 2(a-m)로 전환된다.
그런 다음, 방향족 에스테르 유도체 2(a-m)는 환류 조건 하에서 히드라진 수화물의 존재 하에 친핵성 치환 반응을 거쳐 상응하는 히드라지드 유도체 3(a-m)을 양호한 수율로 형성한다.
마지막으로, 등가의 방향족 히드라지드 유도체 3(a-m)은 촉매량의 진한 염산(HCl)의 존재하에 주위 온도에서 에탄올을 용매로 사용하여 2-퀴놀린 카르복스알데히드와 좋은 수율로 축합 반응을 겪는다.
목적 화합물 Q1-Q13을 컬럼 크로마토그래피 방법으로 정제하였는 바, 목적 화합물의 분리 수율 및 구조를 표 1에 나타내었다. 합성된 모든 화합물의 특성화는 각각 1H NMR, 13C NMR, FT-IR 및 LC-MS를 포함한 다양한 분석 매개변수를 사용하여 완료되었다.
합성된 표적 유사체 Q11의 구조적 식별을 파악하기 위하여, 합성된 표적 화합물 중 하나의 구조적 해석을 제시하였다(표 1 참조).
화합물 Q11은 녹는점이 219-224℃인 황록색 고체를 79% 수율로 얻었다. 합성된 목적 화합물 Q11의 양성자 수는 1H NMR 분광법을 이용하여 측정하였다. 여기서 하나의 양성자는 아미드 작용기에 존재하는 2차 아민 양성자(-H-N13-CO-Ar)에 속하는 약 δ 12.47 ppm(s, 1H)에서 고도로 차폐되지 않은 영역에 나타났다.
마찬가지로 이민 관능기는 화학적 이동이 8.64 δ ppm인 차폐되지 않은 영역에서도 나타나는 이민 양성자(H-C=N-)로 구성된다.
또한, 대상 화합물은 두 개의 방향족 시스템, 예를 들어 각 화합물의 퀴놀린 및 페닐 고리로 구성된다. 첫째, 파라 위치에 니트로기를 유지하는 방향족 고리는 각각 8.42(d, J = 8.6 Hz, 2H) 및 8.20(d, J = 8.6 Hz, 2H)에 나타난 4개의 방향족 양성자로 구성된다. 둘째, 방향족 퀴놀린 부분은 8.46(d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.15(d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.05(dd, J = 18.5, 8.2 Hz, 2H), 7.82(t, J = 7.5Hz, 1H), 7.67(t, J = 7.5Hz, 1H).
이후 13C NMR 방법을 이용하여 합성된 목적 화합물 Q11의 탄소 골격을 분석하였다. 화합물 Q11은 카르보닐 탄소, 이민 탄소 및 방향족 페닐 및 퀴놀린 고리에 존재하는 다양한 방향족 탄소 원자와 같은 다양한 작용기로 구성되었다. 여기서 카르보닐 탄소(C14)와 이민 탄소 원자(C11)는 161.85 및 147.30ppm에서 신호를 나타냈다.
또한, 화합물 Q11은 방향족 퀴놀린 고리로 구성되어 149.35(C2), 117.46(C3), 136.79(C4), 130.07(C5), 123.66(C6), 127.40(C9.2), 127.40(C9.2), 127.40(C9.2), 각각 127.96(C9) 및 148.98(C10)이다.
유사하게, 아미드 작용기에 부착된 p-니트로 치환된 방향족 페닐 고리는 C20/C16 및 C17/C19에 대해 각각 128.88 및 122.94에서 탄소의 두 가지 다른 신호를 나타낸다. 또한, 해당 표적 화합물에서 보이는 다양한 기능을 제어하기 위해 FT-IR 방법을 사용하는 것이 강력해졌다.
여기서, 화합물 Q11은 주로 2차 아민 프로톤, 카르보닐 탄소 및 3435(Ar-CO-NH-), 1661(Ar-CO-NH-) 및 1605(Ar -HC=N-)에서 보이는 이민 작용기를 포함하는 세 개의 주요 작용기를 포함한다.
그러나, 3192, 3069(방향족 SP2 C-H), 1525,1505(방향족 C=C, 벤딩) 및 각각 954, 838, 761 및 658 cm-1과 같은 방향족 페닐 및 방향족 퀴놀린기로 인해 나타나는 몇 가지 다른 신호가 있다.
마지막으로 합성된 화합물 Q11의 분자 질량은 321.3(M+1)에서 분자 이온 피크를 나타내는 LC-MS 스펙트럼을 사용하여 결정되었다.
나. 생물학
(1). 생물학적 평가 및 구조적 활성 관계
여기에서 본 발명자들은 퀴놀린계 Schiff 염기 유도체(Q1-Q13)를 합성하고, 체외 엘라스타아제 저해 활성에 대해 스크리닝하였다. 그 결과를 표 2와 같이 표준 약물인 올레아놀산(oleanolic acid)과 비교하였다.
관찰 결과에 따르면, 대부분의 화합물이 표준 약물보다 더 우수한 억제 효능을 나타내는 것으로 나타났다. 또한, 모든 표적 화합물의 억제 활성 범위는 0.897±0.015 ~ 113.491±1.874 μM인 반면, 표준 약물인 올레아놀산의 IC50 값은 13.426±0.015 μM이다.
요컨대, 일련의 화합물 중 전체 스캐폴드는 아미드 작용기의 각 위치에서 미세한 변화로 일정했으며, 이는 표 1에 나와 있다. 상기 효과를 조사한 결과, 구조 활성 관계(SAR)를 예측할 수 있었다. 이는 전자끌게기(electron withdrawing group)를 포함하는 분자가 다른 어떤 화합물보다 더 많은 활성을 가질 것임을 의미한다.
하기 표 2는 퀴놀린 유도체(Q1-Q13)의 엘라스타아제(췌장 엘라스타아제) 억제 활성을 나타낸 것이다.
Figure pat00027
먼저 Q1에는 치환기가 없는 반면, Q2와 Q3은 아미드 작용기에 대해 방향족 페닐 고리에 전자를 끄는 플루오로와 브로모를 포함한다. 한편, 화합물 Q4는 전자를 공여하는 히드록시기를 갖고 있다(표 1).
시험관 내 분석 조사에서 화합물 Q2(IC50=1.324±0.043μM)는 Q1(IC50=63.385±1.271μM), Q3(IC50=70.073±1.835μM) 및 Q4(IC50=1.835μM) 및 Q4(IC50=3.48μM)보다 우수한 억제 활성을 나타낸다.
이는 아미드 작용기와 관련하여 오르토 위치의 전자공여기(electron donating group)보다 전자끌게기를 갖는 방향족 페닐 고리가 더 우수한 억제 효과를 나타냄을 시사한다. 나중에 플루오로(-F), 브로모(-Br), 메톡시(-MeO) 치환기가 메타 위치에서 교체되었을 때 활성 경향이 역전되었다.
강한 전자공여기 Q7(IC50=2.063±0.089 μM)을 갖는 화합물은 Q5(IC50=34.708±0.928 μM) 및 Q6(IC50=10.584±0.092 μM)과 같은 전자끌게기를 보유하는 화합물보다 우수한 억제 활성을 나타낸다.
유사하게, 동일한 치환기가 Q8, Q9 및 Q10 유도체에 사용되었지만, 파라(para) 위치에서는 IC50 값이 각각 43.198±1.541, 9.661±0.573 및 1.793±0.087 μM이었다. 이러한 결과는 전자공여기가 파라 위치에 있을 때 표준 약물보다 엘라스타아제 저해효과가 더 우수함을 시사한다.
또한, 전자끌게기의 억제 전위를 결정하기 위하여 아미드 기능의 관점에서 방향족 고리의 파라 위치를 강한 전자끌게기(-NO2)으로 대체하였다. 놀랍게도, 강한 전자끌게기를 포함하는 화합물 Q11(IC50=0.897±0.015 μM)은 올레아놀산(IC50= 13.426±0.015 μM)보다 상당한 억제 활성을 나타낸다.
또한, 화합물 Q12 및 Q13에서 방향족 페닐 고리는 퓨란 또는 티오펜과 같은 헤테로사이클릭 고리로 대체된다. 이러한 변형 후, 5원 헤테로고리 치환 유도체 Q12(IC50= 2.127±0.041μM) 및 Q13(IC50=2.545±0.073μM) 모두 표준 약물과 비교할 때 우수한 억제 작용을 나타낸다.
전반적으로, 구조적 활성 관계로부터 먼저 메타 및 파라 위치의 전자 공여 메톡시 치환기가 우수한 억제 전위를 나타내는 반면, 히드록시-치환된 유도체는 효소와의 상호 작용 패턴이 매우 빈약할 때 억제 활동이 감소한다는 것이 주목되었다.
둘째, 효소 췌장 엘라스타아제는 헤테로고리 치환 화합물(Q12 & Q13)과 매우 잘 상호작용한다.
마지막으로 방향족 페닐 고리의 파라 위치에 강력한 전자끌게기를 추가하면 기존 약물보다 14배 더 강력한 것으로 보이는 매우 강력한 억제 활성이 나타난다. 또한 분자 도킹 실험을 통해 파라 치환된 전자끌게 유도체(Q11)가 다른 유도체보다 결합 에너지가 더 높다고 주장할 수 있다.
전반적으로, 퀴놀린계 유도체의 활성 경향은 Q11>Q9>Q4>Q7>Q12>Q13>Q3>Q6>Q5>Q2>Q8>Q10>Q1과 같이 in-vitro 데이터에 의해 결정된 효소와의 상호 작용 패턴을 기반으로 구성된다(IC50 값은 표 2에 정리되어 있음).
(2). 동역학 메커니즘
엘라스타아제에 대한 합성 화합물의 억제 방식을 이해하기 위해 억제 동역학 연구를 수행하였다. IC50 결과에 따라 억제 유형과 억제 상수를 결정하기 위해 가장 강력한 화합물 Q11을 선택하였다.
상이한 저해제 농도의 존재하에 기질 N-숙시닐-Ala-Ala-Ala-p-니트로아닐리드 1/[S] 대 1/V의 Lineweaver-Burk 플롯에 의한 효소의 동역학 결과는 일련의 직선을 제공하였다,
화합물 Q11의 Lineweaver-Burk 플롯의 결과는 Vmax가 기울기에 큰 영향을 주지 않고 동일하게 유지됨을 보여준다. Km은 농도가 증가함에 따라 증가하지만, Vmax는 미미한 차이로 동일하게 유지된다.
이러한 거동은 Q11 화합물이 효소를 경쟁적으로 억제한다는 것을 나타내며(도 66의 A), Q11 농도에 대한 기울기의 두 번째 플롯(도 66의 B)은 EI 해리 상수를 나타내었다. Ki는 기울기에 대한 Q11의 저해제 농도로부터 계산되었으며, Ki는 0.82μM인 것으로 밝혀졌다.
(3). 가장 강력한 화합물(Q2, Q7, Q10, Q11 및 Q12)에 대한 세포 생존율
13개의 합성된 유도체 중에서 세포 생존력 연구 목적을 위해 가장 강력한 5개(Q2, Q7, Q10, Q11 & Q12) 유도체를 선택하였다. 선택된 후보는 B16F10 세포주에 대한 시험관 내 세포 생존력 연구에 성공적으로 사용되었다.
MTT 분석법을 이용하여 세포독성 실험을 진행하였다. 초기에, 세포는 가장 강력한 5가지 엘라스타아제 저해제에 대해 서로 다른 농도(10, 20, 30 및 40㎍/mL)에서 24시간 동안 인큐베이션되었다.
결과는 도 67에 정량화된 세포 생존율 분석에 의해 확립되었다. 상기 결과로부터 화합물 Q10을 제외하고, 다른 모든 퀴놀린 유도체가 거의 80%의 세포 생존율을 나타내는 것으로 나타났다.
이러한 연구는 Q10 화합물을 제외한 다른 모든 유도체가 40μM의 고농도로 처리하더라도 B16F10 흑색종 세포에 무독성임을 나타낸다. 따라서 이들 화합물은 향후 의약화학 분야에서 우수한 약물 후보물질로 사용될 수 있을 것이다.
다. 분자 도킹
(1). 화학 정보학 및 Lipinski의 5 규칙(RO5) 검증
합성된 모든 화합물 Q1-Q13의 생화학적 특성은 Molsoft(https://www.molsoft.com/) 및 Mol Inspiration(https://www.molinspiration.com/)과 같은 계산 도구를 사용하여 예측되었다.
합성된 화합물 Q1-Q13은 리핀스키 5 규칙(RO5) 분석을 통해 검증되었으며, 납과 같은 거동을 확인하였다. RO5는 분자량 및 logP 값이 각각 500(g/mol) 및 5 미만이어야 함을 나타낸다. 더욱이, 리간드는 각각 10 HBA 및 5 HBD 이하를 소유해야 한다.
HBA 및 HBD 값이 높을수록 투과가 불량하여 약물 치료 값이 감소할 수 있다. 본 발명자들의 결과는 모든 합성된 화합물이 표준 값과 비교하여 우수한 분자량, logP, HBA 및 HBD 값을 가지고 있음을 정당화하였다(표 3). 그러나 기존 약물 중 RO5 위반에 대한 여러 예가 있다.
하기 표 3은 합성된 화합물의 생물학적 특성을 나타낸 것이다.
Figure pat00028
(2). 분자 도킹 및 결합 에너지 분석
췌장 엘라스타아제에 대한 화합물 Q1-Q13의 도킹된 복합체, 최소 에너지 값(Kcal/mol) 및 리간드 상호작용 패턴을 기반으로 평가되었다. 결과는 모든 화합물이 표적 단백질의 활성 영역에서 우수한 결합 에너지, 결합 값을 나타냈다(도 68).
그러나, 합성된 모든 화합물의 기본 핵은 유사하므로, 대부분의 리간드는 우수하고 효율적인 에너지 값을 가지며, 더 큰 에너지 변동 차이가 없다.
(3). 합성 화합물의 췌장 엘라스타아제 Q11에 대한 결합 분석
리간드-단백질 결합 분석은 도 69 및 70에서 언급한 바와 같이, Q11이 표적 단백질의 활성 결합 포켓에 국한되어 있음을 보여주었다. 생성된 결과는 Q11 췌장 엘라스타아제 도킹 복합체에서 단일 수소 결합이 관찰되었음을 보여주었다.
화합물 Q11에서 방향족 고리에 부착된 니트로기는 결합 길이가 2.64Å인 Thr41에 대해 산소 원자가 수소 결합을 형성하는 상호작용 패턴을 나타낸다. 현재 도킹 결과는 본 발명의 결과과 효능을 강화하는 발표된 연구 논문(Arch. Pharm. (Weinheim). 352 (2019).)과 좋은 상관관계를 보여준다.
4. 결론
요약하면, 본 발명자들은 13개의 퀴놀린계 쉬프 염기 유도체를 우수한 수율로 성공적으로 합성하였으며, 1H NMR, 13C NMR, FT-IR 및 LC-MS 방법을 사용하여 구조적 식별을 수행하였다.
나중에 올레아놀산을 표준 약물로 사용하여 이러한 모든 화합물이 시험관 내 엘라스타아제 저해 연구에 성공적으로 사용되었다. 체외 조사에서 화합물 Q11(IC50=0.897±0.015μM)은 표준 약물인 올레아놀산(IC50=13.426±0.015μM)과 비교할 때 엘라스타아제 저해제에 대해 가장 유망한 억제 효과가 있는 것으로 밝혀졌다.
또한, B16F10 세포에 대한 MTT 분석법을 사용하여 최대 활성 유기 화합물의 무독성 성능도 입증되었다. 또한, 효소와 저해제의 선의 결합 에너지 및 결합 상호 작용 패턴을 입증하기 위해 분자 도킹 연구가 수행되었다.
따라서 이러한 연구를 통하여, 합성된 Q11 화합물은 미래에 의약화학 분야에서 훌륭한 후보로 간주될 수 있다고 가정할 수 있다.
이상으로 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 퀴놀린 유도체 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00029

    상기 화학식 1에서, Ar은 치환 또는 비치환된 페닐 또는 5-원 또는 6-원 방향족 헤테로시클릭기이고,
    상기 치환된 페닐에서 치환기는 할로겐 원자, 하이드록시기, C1-C6 알콕시기 및 니트로기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이며,
    상기 5-원 또는 6-원 방향족 헤테로시클릭기의 헤테로 원자는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하고, 상기 헤테로 원자는 O, N 및 S로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 Ar은 치환된 페닐 또는 5-원 방향족 헤테로시클릭기이고,
    상기 치환된 페닐에서 치환기는 플루오로기, 브로모기, 메톡시기 및 니트로기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이며,
    상기 5-원 방향족 헤테로시클릭기의 헤테로 원자는 하나의 헤테로 원자를 포함하고, 상기 헤테로 원자는 O 또는 S인 것을 특징으로 하는 퀴놀린 유도체 화합물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 Ar은 2-플루오로 페닐, 3-브로모 페닐, 3-메톡시 페닐, 4-니트로 페닐, 2-퓨란 또는 2-티오펜인 것을 특징으로 하는 퀴놀린 유도체 화합물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 Ar은 2-플루오로 페닐, 3-메톡시 페닐, 4-니트로 페닐 또는 퓨란인 것을 특징으로 하는 퀴놀린 유도체 화합물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 퀴놀린 유도체 화합물은 엘라스타아제 저해 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 퀴놀린 유도체 화합물.
  6. (a) 하기 화학식 2의 화합물과 C1-C2 알칸올을 반응시켜 하기 화학식 3의 화합물을 제조하는 단계;
    (b) 상기 (a) 단계에서 제조한 하기 화학식 3의 화합물과 히드라진 수화물을 반응시켜 하기 화학식 4의 화합물을 제조하는 단계; 및
    (c) 상기 (b) 단계에서 제조한 하기 화학식 4의 화합물과 하기 화학식 5의 화합물을 반응시키는 단계;를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 퀴놀린 유도체 화합물의 제조방법:
    [화학식 1]
    Figure pat00030

    [화학식 2]
    Figure pat00031

    [화학식 3]
    Figure pat00032

    [화학식 4]
    Figure pat00033

    [화학식 5]
    Figure pat00034

    상기 화학식 1에서, Ar은 치환 또는 비치환된 페닐 또는 5-원 또는 6-원 방향족 헤테로시클릭기이고,
    상기 치환된 페닐에서 치환기는 할로겐 원자, 하이드록시기, C1-C6 알콕시기 및 니트로기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이며,
    상기 5-원 또는 6-원 방향족 헤테로시클릭기의 헤테로 원자는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하고, 상기 헤테로 원자는 O, N 및 S로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이다.
  7. 제6항에 있어서, 상기 Ar은 치환된 페닐 또는 5-원 방향족 헤테로시클릭기이고,
    상기 치환된 페닐에서 치환기는 플루오로기, 브로모기, 메톡시기 및 니트로기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이며,
    상기 5-원 방향족 헤테로시클릭기의 헤테로 원자는 하나의 헤테로 원자를 포함하고, 상기 헤테로 원자는 O 또는 S인 것을 특징으로 하는 퀴놀린 유도체 화합물의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 Ar은 2-플루오로 페닐, 3-브로모 페닐, 3-메톡시 페닐, 4-니트로 페닐, 2-퓨란 또는 2-티오펜인 것을 특징으로 하는 퀴놀린 유도체 화합물의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 Ar은 2-플루오로 페닐, 3-메톡시 페닐, 4-니트로 페닐 또는 퓨란인 것을 특징으로 하는 퀴놀린 유도체 화합물의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 퀴놀린 유도체 화합물은 엘라스타아제 저해 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 퀴놀린 유도체 화합물의 제조방법.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 퀴놀린 유도체 화합물을 유효성분으로 포함하는 엘라스타아제 저해제.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 퀴놀린 유도체 화합물을 유효성분으로 포함하는 피부 주름 또는 피부 노화 예방 또는 개선용 화장료 조성물.
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 퀴놀린 유도체 화합물을 유효성분으로 포함하는 피부 주름 또는 피부 노화 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
  14. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 퀴놀린 유도체 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 피부 노화 방지용 약학적 조성물.
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