KR980009259A

KR980009259A - 니페코티닐-2-피롤리디논, 이의 제조방법 및 이를 유효성분으로 하는 항 경련제

Info

Publication number: KR980009259A
Application number: KR1019960027096A
Authority: KR
Inventors: 박민수; 이응석; 최종원; 이재원; 권태우
Original assignee: 박민수; 이응석
Priority date: 1996-07-04
Filing date: 1996-07-04
Publication date: 1998-04-30
Also published as: KR100224370B1

Abstract

본 발명은 하기 일반식(Ⅰ)으로 표시되는 니페코틸-2-피롤리디논 및 약제학적으로 허용되는 그의 염 및 이를 유효성분으로 하는 항경련제에 관한 것이다.

본 발명에 따른 물질은 아미노산 계열의 화합물인 γ-아미노부틸산(GABA)와 γ-아미노부틸산 유입억제제(GABA uptake inhibitor)중 하나인 니페코산(nipecotic acid)을 결합시켜 아마이드로 변형시켜, 본래의 물질보다 지용성을 증가 시키므로서 BBB 통과를 용이하게 하고, 흡수된 후에는 생체내 효모에 의해 분해되어 γ-아미노부틸산(GABA)와 γ-아미노부틸산 유입억제제(GABA uptake inhibitor)로서 작용가능한, 즉 두 가지의 활성을 보이는 물질로 그 적용이 매우 광범위한 항경련 활성을 나타낸다.

Description

발명의 명칭

니페코티닐-2-피롤리디논, 이의 제조방법 및 이를 유효성분으로 하는 항 경련제

발명의 상세한 설명

본 발명은 하기 구조식(Ⅰ)으로 표시되는 니페코티닐-2-피롤리디논(Nipecotinyl-2-pyrolidinone), 이에 제조방법 및 유효성분으로 하는 항 경련제에 관한 것이다.

현재 인류에게는 여러 가지 다양한 질환이 있으며, 그중에는 생명에는 지장이 별로 없으나 그 질환으로 인해 사회 활동에 막대한 지장을 초래하는 질환이 있다. 그러한 질환의 하나로서 소위 경련질환인 발작(epilipsy)을 들 수 있으며, 특히 그중 대발작인 간질은 치료되기 어려운 난치병이다. 현재까지 이들 간질을 치료할 목적으로 수술적 요법이나 많은 치료제가 개발된바 있으나, 경련성 질환인 간질은 환자에 따라 여러 가지 경련성 증상이 복합적으로 나타나는 경우가 많으며, 이때 그들의 제증상을 효과적으로 치료하기 위하여 여러 가지 약물을 동시에 복합투여를 할 필요가 있다. 그러나 항경련 화합물을 복합투여를 한다 하여도 간질환자의 약 20-40%정도는 기존의 항 경련제로서는 그 경련증상이 전혀 조절되지 못하고 있는 실정이다. (① Liebmann, J. M . Schneider, J.A., Annu. Rep. Med. Chem., 1985, 20, 11. ②Swinyard, E. A. Antiepilepic Drug; 2nd Ed; Ravan press : New York, 1982 : p. 5).

따라서 이러한 문제점을 극복하고자 기존의 약물보다 좀더 광범위한 경련양상을 제어할 수 있는 약물의 연구가 진행되어 왔으며, 최근에는 기존 항 경련제의 화학적 수정외에 신경계에 대한 수용체 연구의 진전에 따라 N-메틸-D-아스파테이트(NMDA) 수용체 길항제, γ-아미노부틸산(GABA) 수용체 길항제, γ-아미노부틸산(GABA) 트랜스아미나제 저해제, γ-아미노부틸산(GABA) 유입억제제 등이 작용 메카니즘에 근거하여 다양한 기전을 갖는 항경련제로서 개발 연구되고 있다.

이중 γ-아미노부틸산(GABA)은 일반적인 경련증상을 억제시킬 수 있는 항 경련성 화합물이나 아미노산 계열의 화합물로서 BBB 통과가 어려워 의약품으로 사용되기에 어려움이 있으며, γ-아미노부틸산(GABA) 관련물질인 γ-아미노부틸산 유입억제제(GABA uptake inhibitor)나 γ-아미노부틸산 아미노기 전이효소 억제제(GABA amino-transferase inhibitor)등도 역시 아미노산 계열에 속하는 화합물이기 때문에 그의 약물운동학적(pharmacokinetic) 관점에서 문제가 있다.

따라서 본 발명자들은 아미노산 계열의 화합물인 γ-아미노부틸산(GABA)의 분자내 아마이드형인 2-피롤리디논과 γ-아미노부틸산 유입억제제(GABA uptake inhibitor)중 하나인 니페코산(nipecotic acid)을 서로 결합시켜 아마이드 화합물로 변형하여, 본래의 물질보다 지용성을 증가시켜 BBB 통과를 용이하게 하고, 흡수된 후에는 생체내 효소에 의해 본해되어 γ-아미노부틸산(GABA)과 γ-아미노부틸산 유입억제제(GABA uptake inhibitor)로서 작용가능한, 즉 두가지의 활성을 보이는 물질을 합성하고, 그의 약리 활성 검색을 통하여 새로운 항 경련성 프르드럭(prodrug)을 개발하였다.

즉, 본 발명이 제공하는 니페코틸-2-피롤리디논은 BBB 통과가 용이하지 못한 아미노산 화합물인 γ-아미노부틸산(GABA)의 분자내 아마이드형인 2-피롤리디논과 γ-아미노부틸산 유입억제제(GABA uptake inhibitor)가 결합되어 아마이드로 변환되므로써 본래의 화합물보다 지용성이 증가되어 BBB 통과가 용이하며, 뇌에서는 원래의 화합물인 γ-아미노부틸산(GABA) 및 γ-아미노부틸산 유입억제제(GABA uptake inhibitor)로 분해되어 서로 상승적 효과를 나타내며, 뇌에서는 일단 생성된 γ-아미노부틸산(GABA) 및 γ-아미노부틸산 유입억제제(GABA uptake inhibitor)은 역시 BBB 통과가 어려워 뇌에서 일정시간 농도를 유지할 수 있을 것으로 보여지므로 매우 이상적인 항 경련성 프로드럭(prodrug)으로 기대된다.

본 발명의 일반식(Ⅰ)의 니페코티닐-2-피롤리디논은 하기 도식1에 의해 제조될 수 있다.

니페코산과 벤질클로로포메이트를 2N 수산화나트륨 용액중에서 반응시켜 N-카르보벤질옥시(Cb2) 니페코산을 85.6%의 수율로 합성하였다. 생성된 N-카르보벤질옥시-니페코산을 메틸렌클로라이드 용액중에서 반응시켜 N-카르보벤질옥시-니페코산 무수물을 합성하였다. 생성된 N-카르보벤질옥시-니페코산 무술물을 테트라 하이드로퓨란(THF)중에서 수소화나트륨을 이용하여, 2-피롤리돈과 반응시켜 N-카르보벤질옥시-니페코틸-2-피롤리돈을 수율 72%의 수율로 합성한 후, 계속하여 Pd/C을 이용하여 가수소분해시켜 최종 목적화합물인 니코페티닐-2-피롤리돈을 합성하였다.

본 발명의 항 경련제의 성인 일일 투여량은 ED5O 및 TD50을 기준할 때, 106.8-1710㎎ 정도이며, 바람직하게는 460.8mg 정도이다.

본 발명에 따르면 항 경련제는 주사제, 정제, 현탁제가 가능하나, 주사제가 바람직하다.

이하 본 발명에 따르는 항 경련성 화합물을 실시예 및 실험예에 의해 보다 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 국한되는 것은 아니다.

실시예 1

N-카르보벤질옥시-니페코산(3)의 합성

100㎖의 둥근 플라스크에 2N-수산화나트륨 수용액 21.3㎖(42.6mmol)를 가한후, 얼음중탕에서 0℃로 냉각시키고 니페코산(2) 2.5g(19.361nmo1)을 넣어 완전히 용해시켰다. 이 반응용액에 벤질클로로포메이트(CbzCl) 3.63g(21.30mmo1)을 30분간에 걸쳐 서서히 적가 하였다. 이 반응 용액을 실온으로 자연 상승시키면서 16시간 교반하여 반응을 종결하였다. 이 반응 용액을 에틸아세테이트로 세척하고, 1N-염산으로 pH2로 산성화 한 후 에틸아세테이트로 추출하고, 에틸아세테이트층을 IN-염산, 물 및 포화 식염수로 세척하고 무수 MgSO₄로 탈수한 후, 증발시켜 무색의 오일 4.67G(85.6%)를 얻었다.

¹H NMR :

d 1.52(1H, m), 1.71(2H, m), 2.07(1H, dd), 2.51(1H, m), 2.93(1H, td), 3.13(1H, m), 3.97(1H, m), 4.24(1H, m), 5.10(1H, d, 벤질릭 H), 5.18(1H, d, 벤질릭 H), 7.33(5H, m, 페닐), 9.15(1H, br, COOH)

실시예 2

N-카르보벤질옥시-니페코산 무수물(4)의 합성

N-카르보벤질옥시-니페코산(2) 20.g(7.10mmo1)을 무수 메틸렌클로라이드 10㎖에 녹인후, 이용액에 DCC(메틸렌클로라이드에서 1M 용액) 3.9㎖(3.9mmol)을 0℃에서 서서히 적가하였다. 이 반응용액을 실온까지 자연 상승시킨 후, 2시간 교반하고, 반응용액을 감압 여과하여, 생성된 DCU(디사이클로헥실 우레아)를 제거한 후 감압 농축시켜 무색의 오일 3.9g(quant)을 얻었다.

실시예 3

N-카르보벤질옥시-니페코틸 2-피롤리돈(6)의 합성

2-피롤리돈 0.3g(3.55mmol)을 무수 THF 15㎖에 녹인 후, 이 용액에 NaH(95%) 95.7㎎(3.91mmo1)을 0℃에서 30분간 교반하여, 2-피롤리돈의 나트륨염을 생성시킨 후, 무수 THF 10㎖에 용해되어 있는 N-카르보벤질옥시-니페코산 무수물(3) 3.9g(3.55mmo1)을 이 반응 용액에 서서히 적가하였다. 이 반응 용액을 실온에서 16시간 교반하여 반응을 종결하였다. 이 용액에 에틸아세테이트 200㎖를 가한 후 10% 탄산수소나트륨, 1N 염산, 물 및 포화 식염수로 세척한 후, 황산마그네슘으로 탈수시키고, 감압 농축시켜 얻어진 반응물을 칼럼크로마토그래피(에틸아세테이트 : 헥산 = 1 : 1)로 분리하여, 무색의 고체 0.89g(72%.)을 얻었다.

¹H NMR(CDCI₃) δ

1.57(2H, m), 1.77(1H, m), 2.05(3H, m), 2.58(2H, t), 2.92(1H, m), 3.17(1H, m), 3.61(1H, m), 3.77(2H, t), 4.13(2H, m), 5.13(2H, q, 벤질릭 H), 7.34(5H, m, 페닐)

실시예 4

N-니페코틸-2-피롤리돈(1)의 합성

N-카르보벤질옥시-2-피롤리돈 0.65g(1.80mmo1)을 메탄올 30㎖에 녹인 후, 상온에서 10% pd/C 0.1g을 가하고 풍선을 이용하여 상온에서 3시간 정도 가수소분해를 시킨 후, 여과하고 감압 농축시켜 무색의 오일0.34g(93%)을 얻었다.

¹H NMR(DMSO-d₆) δ

1.53(2H, m), 1.91(2H, m), 1.98(2H, m), 2.07(2H, t), 2.58(1H, m), 2.92(1H, m), 3.20(2H, t), 3.41(1H, m), 3.67(1H, m), 4.23(1H, m), 7.53(1H, br)

항 경련 활성실험 및 독성실험

(1) 실험동물

한국 동물원에서 구입하여 본 대학 동물사에서 일정한 조건(온도 : 20±2℃, 습도 : 50%, 명암 : 12시간 light/dark cycle)하에서 2주간 적응시킨 체중 20±5g의 수컷 ICR 쥐를 1군 10마리로 하여 사용하였으며, 실험 전 24시간 동안 물만 주고 절식시켰다. 시험물질을 복강내에 투여하고 30분 후에 실험하였다.

(2) 실험방법

최대전격경련(MES)

우드버리 등의 방법에 준해 전격경련 자극장치(ECT unit, UGO Basile, Italy)를 이용하여 생리식염수를 점적한 양쪽눈에 110V, 50mA, 60㎐의 정전류를 0.2초간 통전하여 뒷발의 강직성 진전경련의 발현을 지표로하여 최대전격경련의 발현 유무를 관찰하였다.

펜틸렌테트라졸 경련(PTZ)

숀(Sohn) 등의 방법에 준하여 펜틸렌테트라졸(80㎎/㎏, s.c)을 주사하여 30분내에 경련 발현 유무를 관찰하였다.

운동협조능에 미치는 영향(Rotorod test)

던햄 등의 방법에 따라 쥐운동실험용회전바퀴(Rotorod treadmill for mice, UGO Basile, Italy)를 이용하여 1분간 8rpm으로 회전하는 회전봉에 5분 이상 낙하하지 않는 실험동물을 실험 전날 선발하여 시험물질을 복강내에 투여하고 2분 이내에 낙하하는 것을 운동협조능에 독성이 있는 것으로 판정하였으며, 실험동물 중 절반이 낙하, 독성이 발현되는 양을 TD50으로 하였다.

(3) 실험결과

본 화합물 N-니페코틸-2-피롤리돈에 대한 미국 국립보건원(NIH)의 항 경련 활성 시험조서에 따른 항경련 활성 및 신경독성 시험에 대한 결과는 표 1, 표 2와 같다.

표 1 펜틸렌테트라졸 경련의 약물 평가

a : 모든 화합물은 폴리에틸렌글리콜에 용해되었고 복강주사로 주입되었다. 펜틸렌테트라졸 경련 시험은 펜틸렌테트라졸 80㎎/㎏을 0.5% 용액으로 쥐 등의 중간의 피하에서 수행하였다. 그 결과는 비보호된 동물/실험된 동물로 나타내었다.

표 2 최대전격경련(MES)

a : 모든 화합물은 폴리에틸렌글리콜에 용해되었고 복강주사로 주입되었다. 최대전격경련(MES) 시험은 투여하고 30분이 경과한때, 전기발작성경련 치로(ECT)를 한 각막전극을 통하여, 60㎐, 0.2초동안 교류를 50mA 세기로 수행하였다. 그 결과는 비보호된 동물/실험된 동물로 나타내었다.

상기 표에서 보듯이 본 발명에 따른 화합물은 항경련 활성시험 결과, 최대 전격경련 및 펜틸렌테트라졸 유발 경련에서 모두 강한 항경련 활성을 보이며, 특히 펜틸렌테트라졸 유발 경련에서는 타 경련제보다 항경련 활성이 매우 우수하였다. 또한 본 발명 화합물의 독성을 알아보기 위해 일반적으로 중추 신경계에 작용하는 약물의 독성 기준이 되는 신경독성을 검색한 결과, TD₅₀가 67.87㎎/㎏ 정도로 나타났으며, 의약품의 안정성의 기준이 되는 P.I.(Protective Index, TD₅₀/ED₅₀)도 8.8 정도로 높게 나타난 것으로 보아 매우 안정성이 높은 것으로 생각된다.

또한 기존의 항경련성 약물들은 그 약리 활성이 최대 전격경련이나 펜틸렌테트라졸 유발 경련증 한가지의 경우에만 활성을 보여, 임상적으로 대발작이나 소발작등 한 가지 경우에만 임상적 사용이 극한 되었으나, 본 발명에 따른 화합물은 상기 모든 경우의 항경련발작 시험에서 항경련 활성을 보이는 것으로 보아, 본 발명이 항경련제로 개발될 경우, 그 임상적 적용이 매우 광범위한 항경련제로 사용되어 질 수 있을 것이다.

Claims

하기 일반식(1)로 표시되는 니페코틸-2-피롤리디논 및 약제학적으로 허용되는 그의 염.
(ⅰ) 하기 일반식(2)의 니페코산과 벤질클로로포메이트를 2N-수산화나트륨 용액중에서 반응시켜 하기 일반식(3)의 N-카르보벤질옥시(Cbz) 니페코산을 제조하는 단계, (ⅱ)하기 일반식(3)의 N-카르보벤질옥시-니페코산을 메틸렌클로라이드 용액중에서 반응시켜 하기 일반식(4)의 N-카르보벤질옥시-니페코산 무수물을 제조하는 단계 및 하기 일반식(4)의 N-카르보벤질옥시-니페코산 무수물을 테트라하이드로퓨란(THF)중에서 수소화나트륨을 이용하여, 2-피롤리돈과 반응시켜 하기 일반식(6)의 N-카르보벤질옥시-니페코틸-2-피롤리돈을 제조하는 단계를 포함하며, (ⅳ) 하기 일반식(6)의 N-카르보벤질옥시-니페코틸-2-피롤리돈을 Pd/C을 이용하여 가수소분해시켜 하기 일반식(1)의 니코페티닐-2-피롤리돈을 제조하는 것을 특징으로 하는 니코페티틸-2-피롤리디논의 제조 방법.
하기 일반식(1)의 니페코틸-2-피롤리디논 및 약제학적으로 허용되는 그의 염을 유효성분으로 하는 항경련제.

※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.