WO2016144042A1 - 2-메톡시-4-(3-(4-메톡시페닐)프로필-1-엔-1-일)페놀 및 이의 제조방법 - Google Patents

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cancer
inflammatory
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methoxy
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홍진태
이희범
함영완
김춘식
정헌상
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충북대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to a 2-methoxy-4- (3- (4-methoxyphenyl) propyl-1-en-1-yl) phenol having a novel structure and a process for preparing the same.
  • NF- ⁇ B is a protein family involved in the regulation of inflammatory response, immune modulation, apoptosis, cell proliferation, epithelial differentiation, etc. It forms the central axis of intracellular signaling.
  • Activating NF- ⁇ B is an inflammatory cytokine such as TNF- ⁇ interleukin-1 (IL-1), interleukin-6 (IL-6), GM-CSF, and the like.
  • the activated NF- ⁇ B is a chemokine such as IL-8, cytokines, macrophage-inflammatory protein (MIP) -1, methyl accepting chemotaxis protein1 (MCP1), RANTES, eotaxin, etc .
  • Adhesion molecules such as E-selectin, vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1), endothelial leukocyte adhesion molecule1 (ELAM1), intercellular cell adhesion molecule1 (IMAM-1), and COX-2; (cyclooxygenase-2), inducible enzymes such as inducible nitroxide synthase (iNOS), and the like, and regulate transcription, such that NF- ⁇ B is involved in almost every physiological reaction in the body.
  • NF- ⁇ B increases important substances related to cell proliferation, apoptosis, and cell cycle as well as signaling agents of inflammation and immune response. When these disorders of NF- ⁇ B activation pathway occur, these mediators continue to increase. The condition is similar to an autoimmune disease.
  • NF- ⁇ B plays an important role in the maintenance of oncogenic phenotypes by being involved in the regulation of genes involved in cell proliferation, survival and genes involved in blood vessel formation and metastasis.
  • the increased expression of NF- ⁇ B after chemotherapy induces apoptosis inhibition and decreases the therapeutic effect of anticancer drugs. Therefore, the continuous expression of NF- ⁇ B plays an important role in tumor formation and treatment.
  • NF- ⁇ B also plays an important role in inflammatory responses by regulating genes encoding proinflammatory cytokines, conjugated molecules, chemokines, growth factors, and inducible enzymes such as COX-2 or iNOS. Do this.
  • NF- ⁇ B-activated tumors are known to not respond well to anticancer drugs. The cause of this is thought to be a gene regulated by NF- ⁇ B, which is caused by multi-drug resistance (p-glycoprotein). .
  • p-glycoprotein multi-drug resistance
  • VEGF vascular endothelial growth factor
  • COX-2 and iNOS vascular endothelial growth factor
  • matrix metalloproteinase matrix metalloproteinase
  • plasminogen activator heparinase
  • NF- ⁇ B can be regulated at various stages, and thus prevention and treatment of various diseases can be progressed through inhibition of activation of the NF- ⁇ B.
  • immune cells participate in an inflammatory or immune response caused by ROS, NO and PGE2 development.
  • the redox-sensitive transcription factor NF- ⁇ B is activated by oxidative stress and inflammatory mediators and plays an important role in inflammatory diseases.
  • the activity of NF- ⁇ B is mediated by I ⁇ B kinases (IKKs) via oxidative and anti-inflammatory stress. This is why NF- ⁇ B and / or IKKs are suitable as targets of anti-inflammatory drugs with antioxidant properties.
  • IKKs I ⁇ B kinases
  • NF- ⁇ B and / or IKKs are suitable as targets of anti-inflammatory drugs with antioxidant properties.
  • antioxidants such as gravinol, phloroglucinol, pacnogenol and curcumin exhibit anti-inflammatory effects through inactivation of IKKs and / or NF- ⁇ B.
  • the present inventors in the Republic of Korea Patent Publication No. 2012-0094308 2,4-bis (p-hydroxyphenyl) -2-butenal induces the inactivation of NF- ⁇ B having an anti-inflammatory or anti-arthritis effect It has been suggested that it can be used as a medicine.
  • Gravinol a proanthocyanidin extracted from grape seeds, inhibits the nuclear transport of NF- ⁇ B in kidney-derived epithelial cells induced by high glucose, and can be used as a powerful antioxidant and anti-inflammatory agent.
  • Phloroglucinol a monomer of phlorotannin, is known to have antioxidant activity that enhances antioxidant gene expression and anti-inflammatory activity by inhibiting NF- ⁇ B and IKK activity (Kim MM, Kim SK. Effect of phloroglucinol on oxidative stress and inflammation.Food Chem Toxicol . 48 (10): pp2925-33 (2010)).
  • curcumin is also known to inhibit oxidative stress and inflammation of the retina through the inactivation of diabetes NF- ⁇ B (Kowluru RA, Kanwar M. Effects of curcumin on retinal oxidative stress and inflammation in diabetes. Nutr Metab (Lond) 16; 4: 8 (2007)).
  • STAT3 along with NF- ⁇ B is also an important transcription factor associated with inflammatory and immune responses.
  • STAT3 signal transducer and activator of transcription 3 is an unactivated protein present in the cytoplasm that is part of a group called DNA binding factors that binds to DNA sequences and transfers genetic information from DNA to RNA. It plays a role in controlling the process of transcription.
  • STAT3 plays a central role in arthritis and cancer by being involved in immune responses as well as inflammatory responses.
  • STAT3 plays a critical role in IL-6-induced synovial infiltration in inflammatory arthritis and directly modulates the expression of oxidants or inflammatory mediators such as NO, iNOS, COX-2, IL-6 and IL-1. It is an important factor.
  • STAT3 activation is achieved by phosphorylation of tyrosine residues in the STAT3 transactivation domain by various growth factors and cytokines.
  • This phosphorylated STAT3 enters the nucleus to induce the expression of a wide range of target genes involved in inflammatory responses and tumor formation.
  • STAT3 is an important transcription factor that interacts with NF-kB and is involved in inflammatory and immune responses. Accordingly, the STAT3 forms a complex with p65 of NF-kB that inhibits the transcriptional activity of the iNOS gene, thereby physically and functionally interacting with the inflammatory mediator and cytokines. Once activated, these NF-kB and STAT3 regulates anti-cell apoptosis, promotes proliferation and expresses immune response genes.
  • STAT3 is associated with the developmental mechanism of arthritis disease, and the inhibition and activation of the STAT3 enables the treatment and prevention of arthritis.
  • Rheumatism is a chronic autoimmune disease and inflammation of joints lined by the synovial membrane. Rheumatism is characterized as a systemic autoimmune disease caused by chronic arthritis. STAT3 activity plays an important role in the development of rheumatism, and several anti-inflammatory substances such as melittin are known to inhibit the development of rheumatism by preventing STAT3 activity [Jung Ok Ban et al ., Anti-arthritis effects of (E) -2,4-bis ( p -hydroxyphenyl) -2-butenal are mediated by inhibition of the STAT3 pathway].
  • red ginseng extract has therapeutic effects on arthritis by reducing T17 cells and reducing the number of Th17 cells due to a pronounced decrease in STAT3 phosphorylation in autoimmune diseases [Jhun J et al ., 1 Red ginseng extract ameliorates autoimmune arthritis via regulation of STAT3 pathway, Th17 / Treg balance, and osteoclastogenesis in mice and human., Mediators Inflamm . 2014; 2014: 351856].
  • IL-17 is a cytokine that affects the innate immune system by increasing the expression of synovial toll-like receptors (TLRs) and is an important factor in the development of rheumatism.
  • TLRs synovial toll-like receptors
  • the effect of IL-17 on the expression of Toll-like receptors (TLRs) in fibroblast-like synoviocytes (FLS) in osteoarthritis and rheumatoid patients was found to inhibit IL-17 when blocking STAT3.
  • TLR3 expression can be regulated by controlling the STAT3 pathway [Seon-Yeong Lee et al ., Interleukin-17 increases the expression of Toll-like receptor 3 via the STAT3 pathway in rheumatoid arthritis fibroblast-like synoviocytes, Immunology , Volume 141, Issue 3, pages 353 ⁇ 361, March 2014].
  • IL-6 mediated STAT3 signaling is essential for Th17 differentiation and plays a central role in the development of rheumatism.
  • Inhibition of STAT3 through JAK 2 inhibitors and the effects of rheumatoid inhibition and T-cell regulation were investigated.
  • JAK2 inhibitors resulted in decreased STAT3 phosphorylation, increased expression of Treg-associated molecules, and inhibition of osteoclast function and development.
  • the regulation of the / STAT3 pathway has been found to be very useful for the treatment of rheumatism [Park JS et al ., JAK2-STAT3 blockade by AG490 suppresses autoimmune arthritis in mice via reciprocal regulation of regulatory T Cells and Th17 cells, J Immunol . 2014 May 1; 192 (9): 4417-24.
  • EGCG Epigallocatechin-3-gallate
  • EGCG has a therapeutic effect on autoinflammatory diseases and obesity.
  • STAT3 protein and Th17 cell differentiation by inhibiting STAT3 protein and Th17 cell differentiation, it lowers fat infiltration in body weight and liver tissue and improves arthritis and various inflammatory markers [Byun JK et al ., Epigallocatechin-3-gallate ameliorates both obesity and autoinflammatory arthritis aggravated by obesity by altering the balance among CD4 + T-cell subsets, Immunol Lett . 2014 Jan-Feb; 157 (1-2): 51-9].
  • proanthocyanidin a grape seed extract
  • GSPE proanthocyanidin
  • Obesity is an inflammatory condition in which secretions of inflammatory cells and proinflammatory molecules cause the onset of obesity.
  • Administration of GSPE significantly inhibits weight gain, lowers hepatic palpitations in the liver and improves blood.
  • the anti-obesity effect of GSPE is due to an increase in the number of Treg cells and a decrease in Th17 cells.
  • the decrease in Th17 cells is related to the inhibition of STAT3 phosphorylation, which is a major transcription factor.
  • GSPE can be used to treat immune diseases caused by STAT3 activation, such as autoimmune diseases and metabolic abnormalities, by inhibiting STAT3 activity [Jhun JY et al , Grape seed proanthocyanidin extract-mediated regulation of STAT3 proteins contributes to Tregs differentiation and attenuates inflammation in a murine model of obesity-associated arthritis, PLoS One . 2013 Nov 5; 8 (11): e78843].
  • IL-23 is a novel cytokine that targets CD4 (+) T cells, which indirectly promotes the differentiation of osteoclast precursors by increasing IL-17 release from CD4 (+) T cells.
  • the IL-17 acts to promote osteoclast production in osteoclast progenitor cells.
  • the IL-23 increases the receptor activity of NF-kB contributes to the generation of osteoclasts, this pathway was found to be mediated by NF-KB and STAT3.
  • STAT3-mediated IL-23 may be a promising target for treating bone destruction associated with arthritis.
  • STAT3 In conjunction with the STAT3 and arthritis, STAT3 also affects cancer development mechanisms and treatment.
  • STAT proteins play an equal role in controlling cytokine-induced inflammatory and immune actions, and in particular, play a central role in determining whether the immune response will be promoted or otherwise inhibited in the tumor environment. Yu H et al , STATs in cancer inflammation and immunity: a leading role for STAT3, Nat Rev Cancer . 2009 Nov; 9 (11): 798-809.
  • STAT3 is the only molecule that regulates the genes involved in cancer initiation and promotion. STAT3 plays the first role in cancer development.
  • the STAT3 is a transcription factor protein
  • the role of STAT3 is associated with tumor formation in addition to wound healing, it can be said to be a signal transduction activator that leads to cancer by inappropriately sending an external signal to differentiate healthy cells.
  • transient inflammatory signals may activate epigenetic switches that turn non-deformed cells into cancer cells through positive feedback loops such as NF-kB, Lin28, Let-7, and IL-6, which are activated by the IL-6.
  • STAT3 transcription factors directly activate microRNAs, such as miR-21 and miR-181b-1, which inhibit PTEN (phosphatase and tensin homolog) and CYLD (cylindromatosis) tumor suppressors, leading to increased NF-kB activity.
  • STAT3 that plays a part of the positive feedback loop underlying the epigenetic switch that links inflammation to cancer with cytokines such as miR-21, miR-181b-1, PTEN, and CYLD
  • cytokines such as miR-21, miR-181b-1, PTEN, and CYLD
  • Iliopoulos D et al ., STAT3 activation of miR-21 and miR-181b-1 via PTEN and CYLD are part of the epigenetic switch linking inflammation to cancer, Mol Cell . 2010 Aug 27; 39 (4): 493-506.4.
  • STAT3 is always active in a wide range of tumors, including colorectal cancer, liver cancer, breast cancer, prostate cancer, multiple myeloma, and glioblastoma, which can help tumor cells continue to grow and apoptosis. To rely on STAT3 to avoid
  • STAT3 activation plays an important role in glycolytic energy derivation and blood glucose dependence of tumor cells. This is because STAT3 regulates the expression of Akt and Akt is a regulator necessary for upregulation of HIF-1. STAT3 is a master transcriptional regulator HIF-1 (hypoxia) that regulates the gene response induced in hypoxia. This is because it plays an important role in the expression of inducer-1).
  • HIF-1 hypoxia
  • STAT3-induced stem cells in the two subtypes of human bladder cancer development, noninvasive papillary and muscle-invasive cancer pathways is key to the clinical progression of invasive bladder cancer through the CIS pathway.
  • Play a role That is, it has been reported that when the STAT3 is constantly activated, Casinogen BBN induces urinary tract precursor cells to rapidly progress into CIS formation and muscle invasive cancer.
  • the STAT3 plays an important role in urinary tract basal cells biased towards new CIS formation and invasive cancer development (role of STAT3 activation in invasive bladder cancer, KISTI Myrian Global Trend Briefing, 2012-07-26).
  • STAT3 also plays an important role in the development of skin cancer. That is, since STAT3 plays a dual role in tumor inflammatory response and immune action, the suppression technology of STAT3 expression in cancer treatment may be a potential approach in the treatment of cancer and inflammation.
  • the STAT3 inhibitor can be used as a topical cream that treats sore skin or wounds of precancerous symptoms from developing into cancer.
  • STAT3 is involved in various ways such as the development and growth of arthritis and cancer as well as the inflammatory response, and it can be seen that the inhibition of STAT3 activity can be a means of effective treatment for the various diseases mentioned above. .
  • Patent Document 1 Republic of Korea Patent Publication No. 2012-0094308
  • Non-Patent Document 1 Jianzhang Wu et al., Evaluation and Discovery of Novel Synthetic Chalcone Derivatives as Anti-Inflammatory Agents, J. Med. Chem. 2011, 54, 8110.8123
  • Non-Patent Document 2 (Non-Patent Document 2) Jung Ok Ban et al., Anti-arthritis effects of (E) -2,4-bis (p-hydroxyphenyl) -2-butenal are mediated by inhibition of the STAT3 pathway STAT3 protein could lead to new ways to prevent skin cancer, Published on November 4, 2004
  • Non-Patent Document 3 Ryu JG et al., Treatment of IL-21R-Fc control autoimmune arthritis via suppression of STAT3 signal pathway mediated regulation of the Th17 / Treg balance and plasma B cells, Immunol Lett. 2015 Feb; 163 (2): 143-50
  • Non-Patent Document 4 Boyle DL et al., The JAK inhibitor to facitinib suppresses synovial JAK1-STAT signaling in rheumatoid arthritis, Ann Rheum Dis. 2014 Nov 14
  • Non-Patent Document 5 Jhun J et al., 1 Red ginseng extract ameliorates autoimmune arthritis via regulation of STAT3 pathway, Th17 / Treg balance, and osteoclastogenesis in mice and human, Mediators Inflamm. 2014; 2014: 351856.
  • Non-Patent Document 6 Seon-Yeong Lee et al., Interleukin-17 increases the expression of Toll-like receptor 3 via the STAT3 pathway in rheumatoidarthritis fibroblast-like synoviocytes. Immunology, Volume 141, Issue 3, pages 353 ⁇ 361, March 2014
  • Non-Patent Document 7 Park JS et al., JAK2-STAT3 blockade by AG490 suppresses autoimmune arthritis in mice via reciprocal regulation of regulatory T Cells and Th17 cells, J Immunol. 2014 May 1; 192 (9): 4417-24
  • Non-patent document 8 Yang EJ et al., EGCG attenuates autoimmune arthritis by inhibition of STAT3 and HIF-1 ⁇ with Th17 / Treg control.
  • Non-Patent Document 9 Byun JK et al., Epigallocatechin-3-gallate ameliorates both obesity and autoinflammatory arthritis aggravated byobesity by altering the balance among CD4 + T-cell subsets, Immunol Lett. 2014 Jan-Feb; 157 (1-2): 51-9
  • Non-Patent Document 10 Jhun JY et al., Grape seed proanthocyanidin extract-mediated regulation of STAT3 proteins contributes to Tregdifferentiation and attenuates inflammation in a murine model of obesity-associated arthritis, PLoS One. 2013 Nov 5; 8 (11): e78843
  • Non-Patent Document 11 Yu H et al, STATs in cancer inflammation and immunity: a leading role for STAT3, Nat Rev Cancer. 2009 Nov; 9 (11): 798-809
  • Non-Patent Document 12 Iliopoulos D et al., STAT3 activation of miR-21 and miR-181b-1 via PTEN and CYLD are part of the epigenetic switch linking inflammation to cancer, Mol Cell. 2010 Aug 27; 39 (4): 493-506.4
  • Non-Patent Document 13 Role of Stat3 Activation in Invasive Bladder Cancer, KISTI Mirian Global Trend Briefing, 2012-07-26
  • the present inventors conducted various studies to prepare new compounds to control activities related to NF- ⁇ B, IKK, and STAT3.
  • the present inventors prepared compounds having a novel structure through a Heck reaction.
  • the present invention provides 2-methoxy-4- (3- (4-methoxyphenyl) propyl-1-en-1-yl) phenol (2-methoxy-4- represented by Chemical Formula 1 below. (3- (4-methoxyphenyl) prop-1-en-1-yl) phenol) is provided:
  • the compounds according to the invention can be used for the prophylaxis or treatment of all diseases associated with NF- ⁇ B, IKKs, and STAT3.
  • the compound is 2-methoxy-4- (3- (4-methoxyphenyl) propyl-1-en-1-yl) phenol (2-methoxy-4- (3- (4-methoxyphenyl) prop-1- en-1-yl) phenol, hereinafter referred to as 'MMPP', and has a molecular formula of C 17 H 18 O 3 , having a molecular weight of 270.3 g / cm 3 .
  • the MMPP includes its optical isomers, stereoisomers, polymorphs, racemic mixtures, solvates, hydrates, metabolites, and pharmaceutically acceptable salts.
  • the MMPP may be ( E ) -2-methoxy-4- (3- (4-methoxyphenyl) propyl-1-en-1-yl) phenol.
  • MMPP presented in the present invention can be prepared through a variety of methods, for example can be prepared through a Heck reaction (Heck reaction).
  • the Heck reaction is a coupling reaction using palladium as a catalyst and attaching an aromatic group or an olefin group to an alkene to prepare a compound having an unsaturated group in one step.
  • MMPP represented by Formula 1 is prepared by reacting a compound of Formula 2 with a compound of Formula 3:
  • X is F, Cl, I, or Br, more preferably I or Br is most reactive.
  • the compound of Formula 2 is a methoxyphenol derivative, and any compound may be used as long as it can satisfy X.
  • This reactant can be prepared directly or purchased commercially.
  • 4-iodo-2-methoxyphenol was used.
  • the compound of formula (3) is 4-allylanisol (4-allylanisol), can be purchased directly used or commercially available.
  • Scheme 1 is carried out in the presence of a palladium catalyst and a base, a ligand can be added to increase the reactivity.
  • the palladium catalyst is not particularly limited in the present invention, and any one may be used as long as it is used in a known coupling reaction.
  • tris (dibenzylideneacetone) dipalladium Tris (dibenzylideneacetone) dipalladium, Pd 2 (dba) 3 )
  • tetrakis triphenylphosphine) palladium
  • Tetrakis triphenylphosphine
  • Pd (PPh 3 ) 4 Bis (triphenylphosphine) palladium chloride (Bis (triphenylphosphine) palladium chloride, Pd (PPh 3 ) 2 Cl 2 )
  • bis (acetonitrile) palladium chloride Bis (acetonitrile) palladium (II) chloride, Pd (CH 3 CN) 2 Cl 2 )
  • palladium (II) acetate Palladium (II) acetate
  • the base is, for example, potassium chloride, potassium bromide, potassium iodide, sodium chloride, sodium bromide, sodium iodide, ammonium chloride, ammonium bromide, ammonium iodide, ammonium tetra-n-butyl bromide, phosphinium tetra-n-butyl bromide
  • Organic or inorganic salts such as ammonium benzyltriethyl chloride or ammonium benzyl triethyl broamide, formic acid, acetic acid, propionic acid, carboxylic acid, carbon dioxide, hydrogen chloride, hydrogen bromide or hydrogen iodide, and triethylamine, tri Organic or inorganic bases such as butylamine, dimethylaniline, pyridine, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydride and potassium hydride. In the embodiment of the present invention tributylamine was used.
  • Such a base is used in an amount of 0.1 to 1000 mol%, preferably 1 to 200 mol%, based on 1 mol of the palladium catalyst.
  • Scheme 1 may be carried out in a good yield within a short time by adding a ligand to further promote the reaction, if necessary.
  • the ligand examples include a phosphorus compound, an arsenic compound, an antimony compound, a diene compound, and a diketone compound.
  • a phosphine or phosphite which is a phosphorus compound is used.
  • Phosphines include, for example, alkylphosphines such as triethylphosphine, tri-n-propylphosphine, tri-i-propylphosphine or tri-n-butylphosphine, and triphenylphosphine.
  • alkylphosphines such as triethylphosphine, tri-n-propylphosphine, tri-i-propylphosphine or tri-n-butylphosphine, and triphenylphosphine.
  • Arylphosphine such as triethylphosphine, tri-n-propylphosphine, tri-i-propylphosphine or tri-n-butylphosphine, and triphenylphosphine.
  • Arylphosphine such as triethylphosphine, tri-n-propylphosphine, tri-i-propylphosphine or
  • Phosphites include, for example, alkyl phosphites such as triethylphosphite, tri-n-propylphosphite, tri-i-propyl phosphite or tri-n-butyl phosphite, and triphenylphosphite Aryl phosphite.
  • triphenylphosphine was used.
  • Such ligands are used in amounts of 0.01 to 500 mole%, preferably 3 to 300 mole%, per mole of palladium catalyst.
  • This reaction can proceed without solvent, but can be used if necessary.
  • the solvent is ether such as diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, ethylene glycol diethyl ether, dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, diethylene glycol diethyl ether or anisole Solvents, aromatic solvents such as benzene, toluene or xylene, halogenated aromatic solvents such as chlorobenzene, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethylimidazolidone or acetonitrile, or tetrahydrofuranyl These may be used alone or as a mixed solvent of two or more kinds thereof.
  • ether such as diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, ethylene glycol diethyl ether, dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, diethylene glycol diethy
  • the reaction may be generally used at 1 to 200 kg / cm 2 under an inert atmosphere such as nitrogen, argon or carbon dioxide, with respect to the pressure of the reaction.
  • the pressure is preferably 1 to 150 kg / cm 2.
  • the reaction temperature is generally 15 to 300 ° C, preferably 50 to 250 ° C.
  • the reaction time may vary depending on the catalyst activity, but is 0.5 to 100 hours, preferably 1 to 30 hours.
  • the resultant compound can be separated in the form of free or inorganic acid salt by distillation under reduced pressure, recrystallization, or chromatographic purification.
  • MMPP according to the present invention can be used for the prevention or treatment of all diseases associated with NF- ⁇ B, IKK and STAT3.
  • ⁇ diseases for example, plasmacytosis, hyperimmunoglobulinemia, anemia, nephritis, cachexia, herders disease, vasculitis, uveitis, chronic thyroiditis, delayed hypersensitivity, Crohn's disease, pancreatitis Inflammatory diseases such as combustive idiopathic atrophy, diabetes and Alzheimer's; Autoimmune diseases such as atopic dermatitis, rheumatoid arthritis, osteoarthritis, psoriasis, asthma, graft versus host disease, immunodeficiency, systemic lupus erythematosus and multiple sclerosis; It is applicable to diseases related to various immune responses such as metabolic diseases such as osteoporosis, arteriosclerosis and myocardial infarction.
  • diseases related to various immune responses such as metabolic diseases such as osteoporosis, arteriosclerosis and myocardial infarction.
  • the MMPP of the present invention by inhibiting the activity of NF- ⁇ B, IKK and STAT3 at the target of various disease therapeutic agents, pre-inflammatory expression mentioned above, by fundamentally blocking the production of TNF- ⁇ , TNF which is a disadvantage of conventional therapeutics Various effects on diseases associated with inflammatory diseases can be achieved without the side effects of - ⁇ direct inhibition.
  • 4-iodo-2-methoxyphenol 500 mg, 2.0 mmol
  • 4-allylanisol 4-allylanisol, 313 mg, 2.0 mmol
  • triphenyl phosphine 105 mg, 0.4 mmol
  • Pd (OAc) 2 44.9 mg, 0.2 mmol
  • tributylamine 451 mg, 1.9 mmol
  • 2-methoxy-4- (3- (4-methoxyphenyl) propyl-1-en-1-yl) phenol according to the invention is intended for the prophylaxis or treatment of all diseases associated with NF- ⁇ B, IKK and STAT3. Can be used.

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Abstract

본 발명은 NF-κB, IKK 및 STAT3와 관련된 모든 질병의 예방 또는 치료 용도로 사용이 가능한 신규한 구조의 2-메톡시-4-(3-(4-메톡시페닐)프로필-1-엔-1-일)페놀(2-methoxy-4-(3-(4-methoxyphenyl)prop-1-en-1-yl)phenol) 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

2-메톡시-4-(3-(4-메톡시페닐)프로필-1-엔-1-일)페놀 및 이의 제조방법
본 발명은 신규한 구조의 2-메톡시-4-(3-(4-메톡시페닐)프로필-1-엔-1-일)페놀 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
NF-κB는 염증반응 조절, 면역체계 조절(immune modulation), 세포고사(apoptosis), 세포증식, 상피세포의 분화(epithelial differentiation) 등에 관여하는 단백질군(protein family)으로 다양한 유전자들의 발현을 조절하며 세포 내의 신호전달 체계의 중심축을 이루고 있다.
NF-κB의 작용 중 염증반응에 대한 조절 기능과 면역체계에 대한 이해는 TNF-α 억제제를 이용한 치료제 개발 시도 이후에 염증반응과 면역치료에 대한 새로운 가능성을 제시하고 있으며, 또한 세포고사 및 세포증식에 대한 이해는 종양의 발생과 전이 기전에 대한 연구에 중요하다. 즉, 외부의 어떤 자극에 의해 NF-κB가 어떤 유전자를 발현시키느냐에 따라 세포의 운명이 결정된다고 볼 수 있다.
NF-κB를 활성화하는 것은 TNF-α 인터루킨-1(IL-1), 인터루킨-6(IL-6), GM-CSF 등의 염증성 사이토카인(cytokine)이다. 이렇게 활성화된 NF-κB는 사이토카인을 비롯한 IL-8, MIP((macrophage-inflammatory protein)-1α, MCP1(methyl accepting chemotaxis protein1), RANTES, 이오탁신(eotaxin) 등의 키모카인(chemokine); E-세렉틴(E-selectin), VCAM-1(vascular cell adhesion molecule-1), ELAM1(endothelial leukocyte adhesion molecule1), ICAM-1(intercellular cell adhesion molecule1) 등의 접합분자(adhesion molecule); COX-2(cyclooxygenase-2), iNOS(inducible nitroxide synthase) 등의 유도효소(inducible enzyme); 등의 전사를 조절하는바, 상기 NF-κB는 체내의 거의 모든 생리반응에 연관되어 있다고 볼 수 있다.
그 예로 NF-κB는 염증, 면역 반응의 신호전달물질뿐만 아니라 세포증식, 세포고사, 세포주기에 관계된 중요한 물질들을 증가시키는데 이러한 NF-κB 활성화 경로의 조절장애가 발생하면 이러한 매개물질이 지속적으로 증가하여 자가면역 질환과 유사한 상태가 된다. 또한, 세포증식, 생존에 관계된 유전자와 혈관 형성, 전이에 관계된 유전자의 조절에 관여함으로써 NF-κB는 종양원성표현형(oncogenic phenotype)의 유지에도 중요한 역할을 한다. 실제로 항암 치료 후 증가된 NF-κB활성은 세포고사 억제를 유발하여 항암제의 치료효과를 감소시킨다는 점을 볼 때 NF-κB의 지속적인 발현은 종양의 생성과 치료에 중요한 역할을 한다.
또한, NF-κB는 친염증성 사이토카인, 접합분자, 키모카인, 성장인자(growth factor), COX-2나 iNOS와 같은 유도효소 (inducible enzyme) 등을 코드화하는 유전자를 조절함으로써 염증반응에도 중요 역할을 수행한다.
NF-κB의 활성도가 상피세포암종이나, 암종 세포주, 림프종 등에서 증가되어 있다는 것이 밝혀져 있고 이는 세포고사가 억제되어 세포의 증식률과 전이가 증가될 수 있음을 의미한다. NF-κB가 활성화된 종양의 경우 항암제에 잘 반응하지 않는 것으로 알려져 있으며 그 원인으로는 다중 약제 내성을 유발하는 p-글리코프로테인(P-glycoprotein)이 NF-κB에 의하여 조절되는 유전자로 생각되고 있다. 반면 섬유육종이나 대장, 직장암 세포주에서 NF-κB의 활성화 억제는 세포고사가 쉽게 발생할 수 있는 환경을 만들어 방사선 치료나 항암제치료에 대한 좋은 결과를 보이게 하였다. NF-κB의 활성화는 혈관내피세포성장인자(VEGF), COX-2와 iNOS을 통하여 혈관을 증식시키며, 매트릭스 메탈로프로티나제(matrix metalloproteinase), 플라스미노젠 활성제(plasminogen activator), 헤파리나제(heparinase) 등을 통하여 종양의 침윤 및 전이에 관여한다.
NF-κB는 여러 단계에서 조절이 가능하며, 이에 상기 NF-κB의 활성화 억제를 통해 여러 질병의 예방 및 치료가 진행될 수 있다.
일례로, 면역 세포는 ROS, NO 및 PGE2 발생에 의한 염증 또는 면역 반응에 참여한다. 이때 레독스-민감성 전사인자인 NF-κB는 산화성 스트레스 및 염증성 중재재에 의해 활성화되어 염증성 질환에서 중요한 역할을 한다. NF-κB의 활성은 산화성 및 항염증성 스트레스를 거쳐 IκB 키나아제(IKKs)에 의해 매개된다. 이는 NF-κB 및/또는 IKKs가 항산화성을 갖는 항염증성 약물의 타겟으로 적합한 이유이다. 또한, 그라비놀(gravinol), 프롤로글루시놀(phloroglucinol), 파시노제놀(pycnogenol) 및 커큐민(curcumin) 등과 같은 여러 항산화제는 IKKs 및/또는 NF-κB의 불활성을 통해 항염증 효과를 나타낸다.
일례로, 본 발명자들은 대한민국 특허공개 제2012-0094308호에서 2,4-비스(ｐ-하이드록시페닐)-2-부텐알이 NF-κB의 불활성화를 유도하여 항염증 또는 항관절염 효과를 갖는 의약품으로 사용될 수 있음을 제안한 바 있다.
이외 NF-κB의 활성 제어와 관련하여 다양한 화합물의 용도가 제시되고 있다.
포도씨로부터 추출된 프로안토시아니딘인 그라비놀(Gravinol)은 고-글루코스에 의해 유도된 신장관 상피세포에서 NF-κB의 핵 이송을 저해하여 강력한 항산화 및 항염제로 사용될 수 있고, 갈조류 내의 플로로탄닌(phlorotannin)의 단량체인 플로로글루시놀(phloroglucinol)은 NF-κB와 IKK 활성을 저해함으로써 항산화 유전자 발현과 항염 활성을 증진시키는 항산화제 활성을 갖는다고 알려져 있다(Kim MM, Kim SK. Effect of phloroglucinol on oxidative stress and inflammation. Food Chem Toxicol. 48(10): pp2925-33 (2010)).
또한, 컬큐민(curcumin) 역시 당뇨병 환자의 NF-κB의 불활성화를 통해 망막 산화 스트레스와 염증을 저해하는 것으로 알려져 있다(Kowluru RA, Kanwar M. Effects of curcumin on retinal oxidative stress and inflammation in diabetes. Nutr Metab (Lond). 16;4:8 (2007)).
한편, NF-κB와 함께 STAT3 또한 염증성 및 면역 반응과 관련된 중요한 전사인자이다.
STAT3(signal transducer and activator of transcription3)는 활성화되지 않은 형태로 세포질(cytoplasm) 내에 존재하는 단백질로 'DNA 결합 인자'라고 불리는 그룹의 일부로 DNA 염기서열에 결합하며, DNA에 있던 유전정보를 RNA로 옮기는 전사(transcription)의 과정을 조절하는 역할을 한다.
이에 STAT3은 염증 반응뿐만 아니라 면역 반응에 관여하여 관절염이나 암과 관련하여 중심적인 역할을 한다.
염증반응과 관련하여, STAT3는 염증성 관절염에서 IL-6 유도 활액 침투에 결정적인 역할을 하며 산화제나 NO, iNOS, COX-2, IL-6, IL-1과 같은 염증 매개체들의 발현을 직접적으로 조절하는데 중요한 인자이다.
STAT3의 활성화는 다양한 성장인자(growth factors)와 사이토카인(cytokines)에 의해 STAT3 전사활성 도메인(transactivation domain) 내의　타이로신 잔기(tyrosine residue)가 인산화됨으로써 이루어진다. 이 인산화된 STAT3(p-STAT3)가 핵(nucleus) 안으로 들어가 염증 반응 및 종양 형성에 관련된 광범위한 표적 유전자의 발현을 유도한다.
특히, STAT3는 NF-kB와 상호작용하며 염증과 면역 반응에 관여하는 중요한 전사인자이다. 이에 상기 STAT3는 iNOS 유전자의 전사 활성을 억제시키는 NF-kB의 p65와 복합체를 형성하여 물리적, 기능적 상호작용을 하며 이후 염증 매개체 및 사이토카인들과 함께 세포들을 자극한다. 이들 NF-kB와 STAT3가 일단 활성화되면 항세포 자멸사, 증식 촉진 및 면역 반응 유전자들의 발현을 조절한다.
이에, Jianzhang Wu 등은 칼콘 유도체가 IL-6 및 종양 괴사인자(tumor necrosis factor)와 같은 사이토카인(cytokines)을 저해하여 다양한 염증성 질환에 사용될 수 있음을 개시하였다[Jianzhang Wu et al., Evaluation and Discovery of Novel Synthetic Chalcone Derivatives as Anti-Inflammatory Agents, J. Med . Chem. 2011, 54, 8110-8123].
또한, STAT3는 관절염 질환의 발생 기전과 관련되어 있으며, 상기 STAT3의 활성 억제를 통해 관절염의 치료 및 예방이 가능하다.
류머티즘은 만성 자가면역질환으로 활막에 의해 늘어선 관절들의 염증으로 류머티즘은 만성 관절염증에 의한 전신 자가면역 질환으로 특정 지어진다. 류머티즘 발달 과정에서 STAT3의 활성은 중요한 역할을 하며 메리틴(Melittin) 등 여러 항염 물질들은 STAT3의 활성을 막는 방법으로 류머티즘 발달을 억제시키는 것으로 알려져 있다[Jung Ok Ban et al., Anti-arthritis effects of (E)-2,4-bis(p-hydroxyphenyl)-2-butenal are mediated by inhibition of the STAT3 pathway].
T세포, B세포, NK세포를 조절하는 T세포 유도 사이토카인이 IL-21의 경우, IL-21의 증가는 STAT3의 인산화 감소를 야기하고, 이로 인해 임상 및 조직학적으로 자가면역성 관절염 증상이 완화된다. 이러한 점을 이용하여 류머티즘 치료에 적용하려는 연구가 텍사스 대학 등에서 진행 중이다[Ryu JG et al., Treatment of IL-21R-Fc control autoimmune arthritis via suppression of STAT3 signal pathwaymediated regulation of the Th17/Treg balance and plasma B cells, Immunol Lett. 2015 Feb;163(2):143-50].
현재 관절염 치료제인 경구용 JAK 억제제인 토파시닙(Tofacitinib)을 류머티즘 환자에게 처리하였을 때 류머티즘 환자의 활막에서 확연한 메탈로프로테나제(metalloproteinase) 및 인터페론 조절 유전자의 발현을 감소시켰다. 이 JAK 억제제는 STAT3 인산화 감소와 관련된 임상학적 개선 효과가 있음을 제시하고 있다[Boyle DL et al., The JAK inhibitor tofacitinib suppresses synovial JAK1-STAT signalling in rheumatoid arthritis, Ann Rheum Dis. 2014 Nov 14].
이외에도, Jhun 등은 홍삼 추출물이 자가면역질환에서 있어 확연한 STAT3 인산화 감소로 인한 Treg세포 촉진과 Th17 세포 수를 줄여줌으로써 관절염 치료 효과를 나타낸다고 언급하고 있다[Jhun J et al., 1 Red ginseng extract ameliorates autoimmune arthritis via regulation of STAT3 pathway, Th17/Treg balance, and osteoclastogenesis in mice and human., Mediators Inflamm. 2014;2014:351856].
IL-17은 활액 톨-유사 수용체들(TLRs)의 발현을 증가시켜 선천 면역 시스템에 영향을 주는 사이토카인으로 류머티즘 발병에 있어 중요한 인자이다. 골관절염과 류머티즘 환자의 섬유아세포-유사 활막세포(fibroblast-like synoviocytes: FLS) 내에 있는 톨-유사 수용체(Toll-like　receptors: TLRs)의 발현에 대한 IL-17의 영향은 STAT3를 저지하면 IL-17유도에 의한 TLR3 발현이 감소하게 되는 것으로, 이는 류머티즘에서 STAT3 경로 제어를 통해 TLR3 발현을 조절할 수 있음을 의미한다[Seon-Yeong Lee et al., Interleukin-17 increases the expression of Toll-like receptor 3 via the STAT3 pathway in rheumatoid arthritis fibroblast-like synoviocytes, Immunology, Volume 141, Issue 3, pages 353~361, March 2014].
더불어, IL-6 매개된 STAT3 신호는 Th17 분화에 필수적이며 류머티즘 발병에 중추적인 역할을 한다. 이 JAK 2 저해제를 통한 STAT3 억제를 통해 류마티즘 억제효과와 T세포 조절 영향을 조사한 결과, JAK2 저해제를 투여하면 STAT3 인산화수가 감소하며 Treg 연관된 분자들의 발현이 증가하였고 파골세포의 기능과 발달이 억제되었으므로 JAK2/STAT3 pathway의 조절은 류머티즘 치료에 매우 유용함이 밝혀졌다[Park JS et al., JAK2-STAT3 blockade by AG490 suppresses autoimmune arthritis in mice via reciprocal regulation ofregulatory T Cells and Th17 cells, J Immunol. 2014 May 1;192(9):4417-24].
더불어, 녹차 폴리페놀 내 에피갈로카테킨-3-갈레이트(Epigallocatechin-3-gallate, EGCG)는 녹차에 들어있는 가장 생물학적 활성이 큰 카테킨으로 신호 및 유전자 발현의 억제를 통해 강력한 항산화 및 항염증 효과를 증가시킨다. 이에 Yang EJ 등은 여러 연구를 통해 EGCG가 관절염 개선과 관절 파괴를 막아주었으며 현저한 STAT3 인산화 감소와 Th17 세포 및 파골세포 마커들을 감소시키고, 상기 파골세포의 활성을 저해시키는 것을 확인하여 상기 EGCG가 강력한 항자가면역성 관절염 치료제로 사용될 수 있음을 제안하고 있다[Yang EJ et al., EGCG attenuates autoimmune arthritis by inhibition of STAT3 and HIF-1α with Th17/Treg control. PLoS One. 2014 Feb 18;9(2):e86062].
또한, EGCG는 자가 염증성 질환 및 비만에 치료효과를 갖는다. 즉, STAT3 단백질 및 Th17세포 분화의 억제를 통해 체중 및 간 조직에서의 지방 침투를 낮춰주는 역할과 관절염 및 각종 염증성 지표를 개선한다[Byun JK et al., Epigallocatechin-3-gallate ameliorates both obesity and autoinflammatory arthritis aggravated by obesity by altering the balance among CD4+ T-cell subsets, Immunol Lett. 2014 Jan-Feb;157(1-2):51-9].
이와 더불어, 포도씨 추출물질인 프로안토시아니딘(GSPE)은 천연 플라보노이드로 항염특성을 강화시키는 물질이다. 비만은 염증성 상태로 염증세포와 전염증성 분자들의 분비물들이 비만이라는 발병을 일으키는 것이다. 상기 GSPE의 투여는 확연히 체중증가를 억제시키며 간에서의 지방침투를 낮춰주고 혈액을 개선해준다. 상기 GSPE의 항비만 효과는 Treg 세포 수의 증가와 Th17 세포의 감소에 기인하는데 Th17 세포의 감소는 확연한 주요 전사인자인 STAT3 인산화의 억제와 관련이 있다. 즉 GSPE는 STAT3의 활성억제를 통해 자가면역질환 및 신진대사 이상과 같은 STAT3 활성 항진으로 발병하는 면역성 질환을 치료하는데 사용될 수 있다[Jhun JY et al, Grape seed proanthocyanidin extract-mediated regulation of STAT3 proteins contributes to Treg differentiation and attenuates inflammation in a murine model of obesity-associated arthritis, PLoS One. 2013 Nov 5;8(11):e78843].
IL-23은 CD4(+) T세포로부터 IL-17 방출을 증가시킴으로써 파골세포 전구물질의 분화를 간접적으로 촉진시키는 작용을 하는 CD4(+) T 세포를 표적으로 하는 신규 사이토카인이다. 이때 상기 IL-17은 파골세포 전구세포에서 파골세포 생성을 촉진시키는 작용을 한다. 또한, 상기 IL-23은 NF-kB의 수용체 활성을 증가시켜 파골세포 생성에 기여하는데 이러한 경로는 NF-KB와 STAT3에 의해 매개 되는 것으로 밝혀졌다. 향후 관절염과 관련된 뼈 파괴를 치료하는데 STAT3를 매개로 하는 IL-23이 유망한 표적이 될 전망이다.
상기 STAT3 및 관절염과의 연관성과 함께, STAT3는 암 발생 기전 및 치료에도 영향을 미친다.
즉, STAT 단백질들은 사이토카인에 의한 염증반응과 면역 작용을 동등하게 조절하는 역할을 하며, 구체적으로 종양환경에서 면역 반응이 촉진될 것인지 그렇지 않으면 암을 억제할 것인지를 결정하는데 중심적인 역할을 한다[Yu H et al, STATs in cancer inflammation and immunity: a leading role for STAT3, Nat Rev Cancer. 2009 Nov;9(11):798-809].
STAT3는 암의 개시 및 촉진에 관여된 유전자를 조절하는 유일한 분자로 STAT3는 암 발생 진행단계 제일 첫 단계 역할을 수행한다. 또한, 상기 STAT3는 전사인자 단백질로 STAT3 역할은 상처치료 외에 종양생성과 연관되어 있는데 건강한 세포가 분화하도록 외부 신호를 부적절하게 보냄으로써 암으로 이끄는 신호변환 활성 인자라 할 수 있다.
Yu H 등은 STAT3의 지속적인 활성은 종양을 촉진시키는 염증 반응을 매개하는데 상시 활성화된 STAT3와 다소의 STAT5는 항종양 면역작용을 억제시키는 동안 종양세포의 증식, 생존 및 침윤을 증가시킨다고 개시하고 있다.
즉, 일시적인 염증신호가 NF-kB, Lin28, Let-7, IL-6 같은 양성 되먹임 루프를 통해 비변형 세포를 암세포로 바꾸는 후성적 스위치를 작동시킬 수 있는데, 이때 상기 IL-6에 의해 활성화된 STAT3 전사인자는 PTEN(phosphatase and tensin homolog) 및 CYLD(cylindromatosis) 종양 억제 인자들을 억제시키는 miR-21, miR-181b-1과 같은 microRNA를 직접 활성화시켜 NF-kB활성 증가를 유도하는 역할을 한다. 즉, 상기 miR-21, miR-181b-1, PTEN, CYLD와 같은 사이토카인들로 염증을 암으로 연결시키는 후성학적 스위치의 기저가 되는 양성 되먹임 루프의 한 부분 역할을 담당하는 것이 바로 STAT3이다[Iliopoulos D et al., STAT3 activation of miR-21 and miR-181b-1 via PTEN and CYLD are part of the epigenetic switch linking inflammation to cancer, Mol Cell. 2010 Aug 27;39(4):493-506.4].
이와 더불어, STAT3는 대장암, 간암, 유방암, 전립선암, 다발성골수종(multiple myeloma), 교모세포종(glioblastoma)을 포함한 광범위한 종양에서 상시 활성화되어 있는데, 이는 종양세포가 성장을 지속하고, 세포자멸사(apoptosis)를 피하기 위해 STAT3에 의존하기 때문이다.
상기 STAT3 활성화는 종양세포의 당분해성 에너지 파생과 혈당 의존성에 중요한 역할을 한다. 그 이유는 STAT3가 Akt의 발현을 조절하며, Akt가 HIF-1의 상향조절에 필요한 조절 인자이기 때문인데, STAT3는 저산소 상태에서 유도되는 유전자반응을 조절하는 마스터 전사조절 인자인 HIF-1(저산소 유도인자-1)의 발현에 중요한 역할을 담당하기 때문이라 할 수 있다.
또한, 인간 방광암 발달의 두 가지 아형인 비침윤성 표재(noninvasive papillary)와 근육 침윤성 암(muscle-invasive cancer) 경로에서 STAT3가 유도하는 줄기세포의 확장이 CIS 경로를 통해 침윤성 방광암의 임상학적 진행에 핵심적인 역할을 한다. 즉, 상기 STAT3가 지속적으로 활성화될 때 카시노젠 BBN이 요로 전구체 세포들을 CIS 형성과 근육 침윤성 암으로의 빠르게 진행되도록 유도하는 것으로 보고되었다. 상기 STAT3는 새로운 CIS 형성과 침윤성 암 발달로 치우치게 하는 요로 기저 세포들에서 중요한 역할을 한다[침윤성 방광암에서 STAT3 활성화의 역할, KISTI 미리안 글로벌동향 브리핑 발췌, 2012-07-26].
또한, STAT3는 피부암 발달에서 중요한 역할을 한다. 즉, STAT3가 종양 염증 반응과 면역 작용의 이중역할을 하므로 암 치료에서 상기 STAT3 발현의 억제기술은 암과 염증 치료에 있어 잠재성이　큰 접근 방법이 될 수 있다. 이에 그을린 피부나 전암 증상의 상처부위가 암으로 진행하지 않도록 이를 치료하는 국부크림으로써 STAT3 억제제를 사용할 수 있다.
이와 같이 STAT3는 염증 반응뿐만 아니라 관절염 및 암의 발생 및 성장 등에 다각적으로 관여하고 있는바, 상기 STAT3의 활성 억제는 상기 언급한 각종 질환들에 대한 효과적인 치료의 한 수단이 될 수 있음을 알 수 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 대한민국 특허공개 제2012-0094308호
[비특허문헌]
(비특허문헌 1)Jianzhang Wu et al., Evaluation and Discovery of Novel Synthetic Chalcone Derivatives as Anti-Inflammatory Agents, J. Med. Chem. 2011, 54, 8110.8123
(비특허문헌 2)Jung Ok Ban et al., Anti-arthritis effects of (E)-2,4-bis(p-hydroxyphenyl)-2-butenal are mediated by inhibition of the STAT3 pathway STAT3 protein could lead to new ways to prevent skin cancer, Published on November 4, 2004
(비특허문헌 3)Ryu JG et al., Treatment of IL-21R-Fc control autoimmune arthritis via suppression of STAT3 signal pathwaymediated regulation of the Th17/Treg balance and plasma B cells, Immunol Lett. 2015 Feb;163(2):143-50
(비특허문헌 4)Boyle DL et al., The JAK inhibitor to facitinib suppresses synovial JAK1-STAT signalling in rheumatoid arthritis, Ann Rheum Dis. 2014 Nov 14
(비특허문헌 5)Jhun J et al., 1 Red ginseng extract ameliorates autoimmune arthritis via regulation of STAT3 pathway, Th17/Treg balance, and osteoclastogenesis in mice and human, Mediators Inflamm. 2014;2014:351856.
(비특허문헌 6)Seon-Yeong Lee et al., Interleukin-17 increases the expression of Toll-like receptor 3 via the STAT3 pathway in rheumatoidarthritis fibroblast-like synoviocytes. Immunology, Volume 141, Issue 3, pages 353~361, March 2014
(비특허문헌 7)Park JS et al., JAK2-STAT3 blockade by AG490 suppresses autoimmune arthritis in mice via reciprocal regulation ofregulatory T Cells and Th17 cells, J Immunol. 2014 May 1;192(9):4417-24
(비특허문헌 8)Yang EJ et al., EGCG attenuates autoimmune arthritis by inhibition of STAT3 and HIF-1α with Th17/Treg control. PLoS One, 2014 Feb 18;9(2):e86062
(비특허문헌 9)Byun JK et al., Epigallocatechin-3-gallate ameliorates both obesity and autoinflammatory arthritis aggravated byobesity by altering the balance among CD4+ T-cell subsets, Immunol Lett. 2014 Jan-Feb;157(1-2):51-9
(비특허문헌 10)Jhun JY et al., Grape seed proanthocyanidin extract-mediated regulation of STAT3 proteins contributes to Tregdifferentiation and attenuates inflammation in a murine model of obesity-associated arthritis, PLoS One. 2013 Nov 5;8(11):e78843
(비특허문헌 11)Yu H et al, STATs in cancer inflammation and immunity: a leading role for STAT3, Nat Rev Cancer. 2009 Nov;9(11):798-809
(비특허문헌 12)Iliopoulos D et al., STAT3 activation of miR-21 and miR-181b-1 via PTEN and CYLD are part of the epigenetic switch linking inflammation to cancer, Mol Cell. 2010 Aug 27;39(4):493-506.4
(비특허문헌 13)침윤성 방광암에서 Stat3 활성화의 역할, KISTI 미리안 글로벌동향 브리핑 발췌, 2012-07-26
이에 본 출원인은 NF-κB, IKK 및 STAT3와 관련된 활성을 제어할 수 있도록 새로운 화합물을 제조하고자 다각적으로 연구를 수행한 결과, 헤크 반응(Heck reaction)을 통해 신규한 구조를 갖는 화합물을 제조하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 신규한 구조를 갖는 화합물 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 2-메톡시-4-(3-(4-메톡시페닐)프로필-1-엔-1-일)페놀(2-methoxy-4-(3-(4-methoxyphenyl)prop-1-en-1-yl)phenol)을 제공한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2016002124-appb-I000001
또한, 본 발명은 하기 반응식 1로 나타낸 바와 같이,
화학식 2의 화합물과 화학식 3의 화합물을 반응시켜 제조하는 화학식 1의 2-메톡시-4-(3-(4-메톡시페닐)프로필-1-엔-1-일)페놀(2-methoxy-4-(3-(4-methoxyphenyl)prop-1-en-1-yl)phenol)의 제조방법을 제공한다:
[반응식 1]
Figure PCTKR2016002124-appb-I000002
(상기 반응식 1에서, X는 할로겐 원소이다)
본 발명에 따른 화합물은 NF-κB, IKKs, 및 STAT3과 관련된 모든 질병의 예방 또는 치료 용도로 사용이 가능하다.
본 발명에서는 하기 화학식 1로 표시되는 신규한 화합물을 제시한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2016002124-appb-I000003
상기 화합물은 2-메톡시-4-(3-(4-메톡시페닐)프로필-1-엔-1-일)페놀(2-methoxy-4-(3-(4-methoxyphenyl)prop-1-en-1-yl)phenol, 이하 'MMPP'라 한다)로 명명되며, 분자식이 C17H18O3이고, 분자량이 270.3 g/cm3를 갖는다.
상기 MMPP는 이의 광학 이성질체, 입체 이성질체, 다형체, 라세미 혼합물, 용매화합물, 수화물, 대사물질, 및 및 약제학적으로 허용가능한 염을 포함한다. 바람직하기로 MMPP는 (E)-2-메톡시-4-(3-(4-메톡시페닐)프로필-1-엔-1-일)페놀일 수 있다.
본 발명에서 제시하는 MMPP은 다양한 방법을 통해 제조될 수 있으며, 일례로 헤크 반응(Heck reaction)을 통해 제조될 수 있다.
헤크 반응은 팔라듐을 촉매로 사용하는 커플링 반응으로서 알켄에 방향족기나 올레핀기를 붙여서 불포화기가 있는 화합물을 한 단계 반응으로 제조하는 반응이다.
구체적으로, 하기 반응식 1로 나타낸 바와 같이, 화학식 1로 표시되는 MMPP는 화학식 2의 화합물과 화학식 3의 화합물을 반응시켜 제조한다:
[반응식 1]
Figure PCTKR2016002124-appb-I000004
(상기 반응식 1에서, X는 할로겐 원소이다)
바람직하기로 상기 X는 F, Cl, I, 또는 Br이고, 더욱 바람직하기로는 I 또는 Br이 반응성이 가장 좋다.
상기 반응식 1에서 화학식 2의 화합물은 메톡시페놀 유도체이며, X를 만족시킬 수 있는 것이면 어느 것이든 가능하다. 이 반응물질은 직접 제조하거나 시판되는 것을 구입하여 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 4-이오도-2-메톡시페놀을 사용하였다.
또한, 화학식 3의 화합물은 4-알릴아니솔(4-allylanisol)이며, 직접 제조하거나 시판되는 것을 구입하여 사용할 수 있다.
상기 반응식 1은 팔라듐 촉매 및 염기 존재 하에서 수행하며, 반응성을 높이기 위해 리간드를 첨가할 수 있다.
팔라듐 촉매는 본 발명에서 특별히 한정하지는 않으며, 공지의 커플링 반응에 사용되는 것이면 어느 것이든 사용 가능하다. 대표적으로, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, Pd2(dba)3)), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(Tetrakis(triphenylphosphine)palladium, Pd(PPh3)4), 비스(트리페닐포스핀)팔라듐 클로라이드(Bis(triphenylphosphine)palladium chloride, Pd(PPh3)2Cl2), 비스(아세토니트릴)팔라듐 클로라이드(Bis(acetonitrile)palladium(Ⅱ) chloride, Pd(CH3CN)2Cl2), 팔라듐(Ⅱ) 아세테이트(Palladium(Ⅱ) acetate, Pd(OAc)2), 팔라듐(Ⅱ) 아세틸아세토네이트(Palladium(Ⅱ) acetylacetonate, Pd(acac)2], 알릴팔라듐(Ⅱ) 클로라이드 다이머(Allylpalladium(Ⅱ) chloride dimer, Pd(allyl)Cl]2), 팔라듐 카본(Palladium on carbon, Pd/C) 및 팔라듐(Ⅱ) 클로라이드(Palladium(Ⅱ) chloride, PdCl2)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 Pd(OAc)2를 사용하였다.
염기는 반응 촉진제로서 예를 들면, 염화칼륨, 브롬화칼륨, 요오드화칼륨, 염화나트륨, 브롬화나트륨, 요오드화나트륨, 염화암모늄, 브롬화암모늄, 요오드화암모늄, 암모늄 테트라-n-부틸 브로마이드, 포스피늄 테트라-n-부틸 브로마이드, 암모늄 벤질트리에틸 클로라이드 또는 암모늄 벤질 트리에틸 브로아미드와 같은 유기 또는 무기염, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 카르본산, 이산화탄소, 염화수소, 브롬화수소 또는 요오드화수소와 같은 유기 또는 무기산, 및 트리에틸아민, 트리부틸아민, 디메틸아닐린, 피리딘, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수소화나트륨 및 수소화칼륨과 같은 유기 또는 무기 염기가 있다. 본 발명의 실시예에서는 트리부틸아민을 사용하였다.
이러한 염기는 팔라듐 촉매 1 몰에 대하여 0.1∼1000 몰%, 바람직하게는 1∼200 몰%의 양으로 사용한다.
상기 반응식 1은 필요한 경우, 반응을 더욱 촉진시키기 위해 리간드를 첨가하여 단시간 내에 우수한 수율로 반응을 수행할 수 있다.
리간드로는 예를 들면, 인 화합물, 비소 화합물, 안티몬 화합물, 디엔 화합물 및 디케톤 화합물이 있으며, 바람직하기로 인 화합물인 포스핀 또는 포스파이트가 사용된다.
포스핀으로는 예를 들면, 트리에틸포스핀, 트리-n-프로필포스핀, 트리-i-프로필포스핀 또는 트리-n-부틸포스핀과 같은 알킬포스핀, 및 트리페닐포스핀과 같은 트리아릴포스핀이 있다.
포스파이트로는 예를 들면, 트리에틸포스파이트, 트리-n-프로필포스파이트, 트리-i-프로필 포스파이트 또는 트리-n-부틸 포스파이트와 같은 알킬 포스파이트, 및 트리페닐포스파이트와 같은 트리아릴 포스파이트가 있다.
본 발명의 실시예에서는 트리페닐포스핀을 사용하였다.
이러한 리간드는 팔라듐 촉매 1 몰에 대하여 0.01∼500 몰%, 바람직하게는 3∼300 몰%의 양으로 사용한다.
이러한 반응은 용매 없이 진행될 수 있으나, 필요한 경우에는 사용될 수 있다.
상기 용매는 디에틸 에테르, 테트라히드로푸란, 1,4-디옥산, 에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디메톡시에탄, 비스(2-메톡시에틸)에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르 또는 아니솔과 같은 에테르 용매, 벤젠, 톨루엔 또는 자이렌과 같은 방향족 용매, 클로로벤젠, 디메틸포름아마이드, 디메틸아세트아마이드, N-메틸피롤리돈, 디메틸이미다졸리돈 또는 아세토니트릴과 같은 할로겐화 방향족 용매, 또는 테트라하이드로퓨란일 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합한 혼합 용매로 사용이 가능하다.
또한, 상기 반응은 반응의 압력에 대하여, 질소, 아르곤 또는 이산화탄소와 같은 불활성 대기하에서 일반적으로 1∼200 ㎏/㎠ 으로 사용할 수 있다. 그러나 일반식(I)의 헤테로시클릭 2차 아민 및 용매의 지점, 반응시간 및 반응성의 면에서, 압력은 1∼150 ㎏/㎠인 것이 바람직하다.
반응 온도는 일반적으로 15∼300℃, 바람직하게는 50∼250℃이다.
반응 시간은 촉매 활성에 따라 달라질 수 있으나, 0.5∼100 시간, 바람직하게는 1∼30시간이다. 반응 종결 후의 처리에 대하여는, 필요한 경우에 따라 증류와 같은 용매의 제거 후, 감압하의 증류, 재결정 또는 크로마토그래피 정제법에 의해 유리형 또는 무기산염의 형태로 생성 화합물을 분리할 수 있다.
본 발명에 따른 MMPP는 NF-κB, IKK 및 STAT3과 관련된 모든 질병의 예방 또는 치료 용도로 사용이 가능하다.
일례로, 폐암, 위암, 대장암, 간암, 골암, 췌장암, 피부암, 두부 또는 경부암, 피부 또는 안구내흑색종, 간암, 자궁암, 난소암, 직장암, 항문부근암, 결장암, 유방암, 나팔관암종, 자궁내막암종, 자궁경부암종, 호지킨병, 식도암, 소장암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 연조직 육종, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 림프구 림프종, 방광암, 신장 또는 수뇨관 암, 신장세포 암종, 전립선암, 췌장암, 대장암, 식도암, 두경부암, 신장골반 암종, CNS 종양, 1차 CNS 림프종, 척수 종양, 뇌간신경교종, 뇌하수체 선종 등의 암에 대한 예방 또는 치료용으로 사용이 가능하다.
또한, 다양한 면역 질환에 응용될 수 있으며, 예를 들면, 형질구 증가증, 초면역 글로불린 혈증, 빈혈, 신염, 악액질, 목축업자 질병, 맥관증식신염, 포도막염, 만성 갑상선염, 지연과민증, 크론병, 췌장염, 연소성 특발성 위축증, 당뇨병 및 알쯔하이머 등의 염증성 질환; 아토피성 피부염, 류마티스 관절염, 골관절염, 건선, 천식, 이식편대 숙주질환, 면역결핍증, 전신 홍반성 루푸스 및 다발성 경화증 등의 자가 면역 질환; 골다공증, 동맥경화 및 심근경색 등의 대사성 질환 등의 다양한 면역 반응과 관련된 질환에 적용 가능하다.
특히, 본 발명의 MMPP는 상기 언급한 다양한 질환 치료제의 타겟, 염증 발현 전 단계에서 NF-κB, IKK 및 STAT3의 활성을 억제시켜 TNF-α의 생성을 근원적으로 차단함으로써, 기존 치료제의 단점인 TNF-α 직접 저해로 인한 부작용 없이 염증성 질환과 연관된 질병에 대한 다양한 효과를 확보할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 보다 구체적으로 설명하지만, 하기의 실시예들은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 여기에 국한된 것은 아니다.
[실시예 1] 2-메톡시-4-(3-(4-메톡시페닐)프로필-1-엔-1-일)페놀의 제조
25mL의 플라스크 반응기에 4-이오도-2-메톡시페놀(4-iodo-2-methoxyphenol, 500 mg, 2.0 mmol)과 4-알릴아니솔(4-allylanisol, 313 mg, 2.0 mmol)을 넣은 후, 여기에 트리페닐 포스핀(105 mg, 0.4 mmol), Pd(OAc)2 (44.9 mg, 0.2 mmol), 및 트리부틸아민(451 mg, 1.9 mmol)을 첨가한 후, 45℃에서 2시간 동안 반응시켰다.
얻어진 화합물은 플래시 실리카겔 크로마토그래피(헥산/에틸아세테이트, 3:1, v/v)에 통과시켜 정제하여 표제 화합물(119 mg, 수율 22%, 다크 브라운 색상의 액체)을 제조하였다.
- 질량 분석 HRMS (ESI) m/z [M+H]+ cacld. 271.1329, found 271.1332
- 1H-NMR: d(CDCl3) 7.32 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 6.88 (d, 1H, J = 9.0 Hz), 6.86 (d, 2H, J = 9.0 Hz), 6.76 (d, 1H, J = 8.0 Hz), 6.75 (s, 1H), 6.40 (d, 1H, J = 16.0 Hz), 6.21 (dt, 1H, J = 16.0 Hz, J = 6.5 Hz), 5.54 (s, 1H), 3.89 (s, 3H), 3.82 (s, 3H), 3.48 (d, 2H, 7.0 Hz)
본 발명에 따른 2-메톡시-4-(3-(4-메톡시페닐)프로필-1-엔-1-일)페놀은 NF-κB, IKK 및 STAT3와 관련된 모든 질병의 예방 또는 치료 용도로 사용이 가능하다.

Claims (5)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 2-메톡시-4-(3-(4-메톡시페닐)프로필-1-엔-1-일)페놀(2-methoxy-4-(3-(4-methoxyphenyl)prop-1-en-1-yl)phenol):
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2016002124-appb-I000005
  2. 하기 반응식 1로 나타낸 바와 같이,
    화학식 2의 화합물과 화학식 3의 화합물을 반응시켜 제조하는 화학식 1의 2-메톡시-4-(3-(4-메톡시페닐)프로필-1-엔-1-일)페놀(2-methoxy-4-(3-(4-methoxyphenyl)prop-1-en-1-yl)phenol)의 제조방법:
    [반응식 1]
    Figure PCTKR2016002124-appb-I000006
    (상기 반응식 1에서, X는 할로겐 원소이다)
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 X는 F, Cl, I, 또는 Br인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 반응은 팔라듐 촉매 및 염기 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 반응은 추가로 포스핀 또는 포스파이트를 포함하는 리간드를 첨가하여 수행하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
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