KR20010021682A

KR20010021682A - 녹내장 치료제로서 부작용이 없는 프로스타글란딘 유도체

Info

Publication number: KR20010021682A
Application number: KR1020007000240A
Authority: KR
Inventors: 스체른스찬쯔요한; 레술바흐람; 레이크스타판
Original assignee: 존 헤덴스트룀; 파마시아 에이비
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2001-03-15
Also published as: NO20000062L; NZ501834A; PL337940A1; HUP0003106A3; HK1029942A1; CN1262623A; EP1014991A1; JP2002509543A; IS5333A; NO20000062D0; CN1169528C; RU2207858C2; AU739828B2; BR9815501A; SE9702706D0; AU8368398A; CA2294779A1; IL133871A0; SK183499A3; HUP0003106A2

Abstract

녹내장 및 안압항진을 치료하는 새로운 방법 및 조성물이 기재되어 있다. 본원 발명의 방법은 효과적으로 안압을 감소시키지만 색소침착이 없거나, 또는 색소침착을 감소시키는 효과를 가지는 EP₁프로스타노이드 수용체 작동제의 용도에 기초한 것이다. EP₁선택적 작동제인 프로스타글란딘 유사체는 눈에 국소적으로 적용한다.

Description

녹내장 치료제로서 부작용이 없는 프로스타글란딘 유도체{PROSTAGLANDIN DERIVATIVES DEVOID OF SIDE-EFFECTS FOR THE TREATMENT 0F GLAUCOMA}

녹내장은 안압 상승, 시신경 유두의 함몰(excavation) 및 시야의 점진적인 소실에 의해 특징화되는 시각장애이다. 비정상적으로 높은 안압은 일반적으로 눈에 유해하다고 공지되어 있고, 녹내장에서는 안압이 망막 및 시신경 유두에서 퇴화적인 변화(degenerative change)를 일으키는 가장 주요한 인자라는 것이 명백한 표시이다. 그러나, 개방각 녹내장(open angle glaucoma)의 정확한 병태생리학적인 기전은 아직 알려져 있지 않다. 녹내장을 치료하지 않는다면 실명, 즉 시야의 점진적인 소실이 천천히 진행되는 전형적인 질병과정을 초래할 수도 있다.

안압(intraocular pressure, IOP)은 하기 수학식 1에 따라 정의할 수 있다:

IOP = Pe + (Ft - Fu) × R

상기 식에서 Pe는 상공막의 정맥압(episcleral venous pressure)이고, Ft는 안방수(aqueous humor)의 형성이고, Fu는 포도막공막 유출 경로(uveoscleral outflow pathway)를 통해 눈에서 흘러나오는 안방수의 부분이고, R은 지주 유출 경로(trabecular outflow pathway)에서의 저항이다. 눈의 전방(anterior chamber) 및 후방(posterior chamber)에서 안방수는 홍채(iris)뒤의 모양체돌기(ciliary processes)에 의해 생산된다. 안방수는 동공(pupil)을 통해 전방으로 이동하고, 지주망(trabecular meshwork) 및 쉴렘관(Schlemm's canal)을 통해 안구 밖의 상공막 정맥으로 흘러 들어가서 눈에서 보통 유출된다. 그러나, 안방수의 일부는 포도막공막 유출 경로를 통해 눈에서 유출될 지도 모른다. 이 경로에서의 흐름은 아주 최소한으로 안압의 영향을 받는다고 간주된다(빌(Bill), 1975).

사람의 안압은 정상적으로 12-22mmHg의 범위이다. 예를들면 22mmHg이상의 높은 압력에서는, 눈이 손상될 수도 있는 위험이 증가한다. 그러나, 녹내장의 특정한 유형의 하나인 정상 안압 녹내장(normal tension glaucoma)에서, 정상의 생리적 범위내의 안압 수준에서도 눈의 손상은 일어날 수 있다. 반대상황, 즉 어떤 개인의 경우에는 시야 또는 시신경 유두의 명백한 결함없이 비정상적으로 높은 안압이 존재할 수 있다는 것이 알려져 있다. 그러한 조건은 보통 안압항진으로 나타낸다.

녹내장 치료는 약물, 레이저, 수술에 의해 할 수 있다. 약물 치료의 목적은 안방수의 형성(Ft) 또는 안방수 유출에 대한 저항(R)을 감소시키는 것이고, 상기 수학식 1에 따라 안압을 감소시키는 것이다; 다른 방법으로 포도막공막 경로를 통한 안방수 유출의 증가는 식 I에 따라 안압을 감소시킨다.

프로스타글란딘 및 전형적으로 PGF_2α, 그의 에스테르 및 유사체는 주로 안방수의 포도막공막 유출을 증가시켜 안압을 감소시킨다(크라우포드(Crawford) 및 카우프만(Kaufman), 1987; 닐슨(Nilsson) 등, 1989; 토리스(Toris) 등, 1993; 스체른스찬쯔(Stjernschantz) 등, 1995). 프로스타글란딘 및 그 유도체의 용도는 몇 개의 특허 및 특허출원, 예를 들면 미국 특허 제4,599,353호(비토(Bito)), 미국 특허 제4,952,581호(비토(Bito)), 국제 공개 제89/03384호(레줄(Resul) 및 스체른스찬쯔(Stjernschantz)), 유럽 특허 제170258호(쿠퍼(Cooper)), 유럽 특허 제253094호(고흐(Goh)), 및 유럽 특허 제308135호(우에노(Ueno))에 기재되어 있다.

프로스타글란딘은 산화를 포함하는 대사 단계를 통해 전구 물질인 에이코사트리에논산, 에이코사테트라에논산 및 에이코사펜타에논산으로부터 주로 유도되는 지방산이다. 천연 프로스타글란딘은 전형적으로 하기 일반식과 같은 일반구조를 가진다.

따라서 프로스타글란딘은 두 개의 탄소 사슬 고리에 사이클로펜탄 환을 가지고 있고, 위쪽 사슬은 주로 알파 사슬이라 부르고 아래쪽 사슬은 주로 오메가 사슬이라 부른다. 하기 일반식과 같은 프로스타글란딘은 사이클로펜탄 환의 구조 및 치환기에 따라 부그룹 A, B, C, D, E, F, H, I 및 J로 분류된다.

알파 사슬은 7번 탄소 카복시-말단 지방족 사슬인 데 반하여, 오메가 사슬은 8번 탄소 메틸-말단 지방족 사슬이다. 아래첨자 1 내지 3은 이들 사슬의 이중결합의 수에 따라 주어진 것이다. 아래첨자에 1을 쓴 프로스타글란딘, 예를 들면 PGF_1α는 오메가 사슬의 13번 탄소 및 14번 탄소 사이에 이중결합이 있는 것이고, 이것은 천연 프로스타글란딘에서 트랜스 배열을 나타낸다. 아래첨자 2를 쓴 프로스타글란딘, 예를 들면 PGF_2α는 시스 배열에서 부가적인 이중결합이 알파 사슬의 5번 탄소 및 6번 탄소 사이에 있고, 마지막으로 아래첨자 3을 쓴 프로스타글란딘은 세 번째 이중결합이 오메가 사슬의 17번 탄소 및 18번 탄소 사이에 있다. 또한 천연 프로스타글란딘에서 이 이중결합은 시스 배열을 나타낸다. 천연 프로스타글란딘은 모두 15번 탄소에 생체 활성을 위해 필수적인 하이드록시 그룹을 가진다.

천연 프로스타글란딘에 대한 수용체 시스템은 아주 최근에 밝혀졌다. 따라서 대부분의 프로스타글란딘 수용체가 약학적으로 특징화되고, 그들의 분자 구조는 분자 생물 기술에 의해 확인되었다(콜만(Coleman) 등, 1994). 천연 프로스타글란딘에는 특이 수용체가 있다. PGD, PGE, PGF, PGI₂(프로스타사이클린) 및 TxA₂(트롬복산)의 수용체는 각각 약어 DP, EP, FP, IP, 및 TP로 쓴다. 게다가 EP 수용체는 네 개의 수용체, 즉 EP₁, EP₂, EP₃및 EP₄수용체로 분류할 수 있다. 다른 종에서 이러한 오타코이드(autacoid) 계의 진화 발생에 따라, 특이 조직 또는 세포는 이들 수용체를 소수 또는 다수 나타낼 수도 있다. 예를 들면, 고양이의 홍채 괄약근은 FP 수용체가 현저하게 나타나고 기능적으로 동공에 결합해서 동공의 수축을 중재하는 반면, 소의 눈의 평활근은 EP₁및 TP 수용체가 나타나고 이들 중 하나의 활성화는 평활근의 수축을 초래한다고 알려져 왔다. 특이 수용체와 결합하고 그것을 활성화시키는 화합물을 작동제라 부르는 반면, 수용체를 활성화시키지 않고 단지 결합만 하는 화합물을 길항제라 부른다.

많은 프로스타글란딘 및 그들의 유도체가 녹내장 또는 안압항진을 치료하는데 적합한 약물로서 실질적으로 유용성한지에 관하여, 제한 인자는 눈 홍채의 색소침착을 증가시키는 성질일 수도 있다(스체른스찬쯔(Stjernschantz) 및 알름(Alm), 1996). 따라서, 원숭이 및 사람을 장기 치료하는 동안 홍채의 색은 더 어두워져 갈색으로 바뀌는 경향이 있다. 분명히 이것이 부정적인 의학적 결과는 아니지만, 미용적인 측면, 특히 한쪽 눈만 치료받는 환자에게는 명백히 불리하다. 따라서, 홍채의 색소침착을 증가시키는 부작용을 일으키지 않고 안압을 감소시키는데 효과적인 프로스타글란딘을 확인하는 것이 바람직하다.

본원에서는 뜻밖에도 프로스타노이드(prostanoid) 수용체의 EP₁부그룹에 대해 선택적 작동제인 프로스타글란딘 유도체 및 유사체가 홍채에서 색소 생산(멜라닌 형성)을 증가시키지 않고 효과적으로 안압을 감소시키는 프로스타글란딘 유사체의 기준에 적합한 것으로 밝혀졌다. 사람 홍채의 멜라닌세포에서 프로스타노이드 수용체의 아형(subtype)을 확인하는 연구에서 멜라닌세포의 세포막에 EP₁및 TP 수용체가 아니라 FP, EP₂, 및 EP₃수용체가 나타나는 것으로 밝혀진 것이 본원 발명의 배경이 되었다. 더욱더, 본원에서는 몇몇 상대적 선택적 EP₁작동제가 안압을 감소시키는 효과가 있다는 것을 연구한 결과, 이러한 프로스타글란딘 유사체가 고양이 및 원숭이 둘다에서 효과적이고 유력하게 안압을 감소시킨다는 사실을 밝혀냈다.

따라서, 선택적 EP₁수용체 작동제를 사용하여 부작용으로 멜라닌 형성을 현저히 감소시키거나 증가시키지 않고 영장류에서 및 또한 사람에서 안압을 감소시킬 수 있음이 명백하며, 그 이유는 멜라닌을 생산하는 세포, 즉 멜라닌세포에 막을 가로질러 세포에 신호하는데 필요한 특이 수용체가 부족하기 때문이다. 홍채에서 색소침착이 일어나는 현상을 일으키는 유도시간이 종종 6-12달이므로 매우 길고 고가인 실험을 영장류에서 실행해야하기 때문에, 본원에서는 현재 그러한 선택적 EP₁작동제가 홍채에서 색소침착을 증가시키지 않는다는 임상적 증거를 갖고 있지는 않지만, 그럼에도 불구하고 본원에서는 관련된 시험관내 연구로부터 그러한 색소침착의 증가가 멜라닌세포의 세포막에 특이 신호하는 수용체가 없으면 일어나지 않는다는 결론을 내릴 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 방법 또는 조성물에 사용되는 화합물은 눈에서 다른 프로스타글란딘 수용체에 필적하는, EP₁수용체에 대한 높은 선택성 또는 특이성을 가지는 특징이 있다. EP₁수용체에 대해 화합물이 보다 더 선택적일수록, 보다 더 좋은 결과가 얻어지지만 다른 수용체와 상호 작용하는 경우 또한 일정한 이익을 얻는다는 것은 말할 필요도 없다. 이와 관련하여 높은 선택성이란 EP₁수용체에 대한 효과가 최소 5배 이상, 특히 10배 이상이고 다른 프로스타글란딘 수용체에 대한 효과가 100 또는 1000배 이상인 것을 의미한다.

본 발명은 눈에서의 멜라닌 형성 효과가 없거나, 또는 멜라닌 형성을 감소시키는 프로스타글란딘 유사체 또는 유도체를 이용하여 녹내장 및 안압항진(ocular hypertension)을 치료하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 눈에서의 멜라닌 형성 효과가 없거나, 또는 멜라닌 형성을 감소시키는 프로스타글란딘 화합물을 포함하는 안약 조성물에 관한 것이다.

본 발명을 예시하고 입증하는데 사용된 특이 프로스타글란딘 유사체는 PGF_2β(1), PGF_2β이소프로필 에스테르(2), 17-페닐-18,19,20-트리노르-PGE₂(3), 17-페닐-18,19,20-트리노르-PGE₂이소프로필 에스테르(4), 15(R,S)-16,16-트리메틸렌-PGE₂(5), 15(R,S)-16,16-트리메틸렌-PGE₂메틸 에스테르(6), 및 13,14-디하이드로-17-(3-플루오로페닐)-18,19,20-트리노르-PGE₂-이소프로필 에스테르(7)이다. 이러한 모든 유사체는 상대적으로 선택적 EP₁수용체 작동제이다. 시험 화합물의 수용체 프로파일은 표 I에 나타내었다.

시험받은 프로스타글란딘 유사체의 수용체 프로파일(기능적 수용체 분석에서 EC-50값은 몰/l로 나타내었다)

프로스타글란딘	FP	EP₁	EP₂	EP₃	DP/IP	TP
1	5×10^-6	10^-6	10^-5	〉10^-4	〉10^-3	〉10^-3
3	10^-7	2×10^-8	〉10^-4	〉10^-4	〉10^-4	〉10^-4
	2×10^-5	6×10^-9	2×10^-7	3×10^-8#	〉10^-4	〉10^-4
7	6×10^-7	4×10^-8	5×10^-5	10^-6#	〉10^-4	〉10^-4
#기니아 돼지 수정관 및 병아리 회장에서의 수용체 분석의 차이에 기초한 추정

하나의 태양으로, 본 발명은 녹내장 또는 안압항진을 치료하기 위한, 멜라닌 형성 효과가 없는 선택적 프로스타글란딘 EP₁수용체 작동제의 용도에 관한 것이다. 녹내장 또는 안압항진을 치료하는 방법은 전술한 바와 같이 EP₁선택적인 프로스타글란딘을 포함하는, 효과적으로 안압을 감소시키는 양의 조성물을 눈 표면에 접촉시키는 것을 포함하며, 이는 안압을 감소시키고 감소된 수준으로 안압을 유지하기 위한 것이다. 조성물은 보통 적용할 때마다 활성 물질을 약 0.1-100㎍, 특히 1-30㎍ 함유한다. 조성물은 매일 1-3회 눈에 국소적으로 적용한다.

프로스타글란딘 유도체를 공지된 안과학적으로 상용하는 부형제와 혼합한다. 본 발명의 조성물의 제조에 사용될 수도 있는 부형제는 예를 들면 생리식염수와 같은 수용액, 유액, 또는 연고를 포함한다. 게다가 부형제는 안과학적으로 상용하는 예를 들면 염화벤잘코늄과 같은 보존제, 폴리소르베이트 80과 같은 계면활성제, 리포좀 또는 예를 들면 메틸 셀룰로즈, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 피롤리돈 및 히알루로닌산과 같은 폴리머를 포함할 수도 있다; 이들은 점도를 증가시키는데 사용될 수도 있다. 게다가 가용성 또는 불용성 약물 삽입물을 사용하는 것도 또한 가능하다.

또 다른 태양으로, 본 발명은 효과적으로 안압을 감소시키는 양의 상기에서 정의된 EP₁수용체의 선택적 작동제인 프로스타글란딘 유사체 및 안과학적으로 상용하는 담체를 포함하는, 녹내장 또는 안압항진의 의학적 치료를 위한 안과학적 조성물에 관한 것이다. 효과량은 보통 조성물 약 10-50㎕로 약 0.1-100㎍ 용량을 포함한다. 본 발명에 따른 조성물은 색소침착의 위험을 제거하거나 또는 적어도 충분히 감소시키면서, 다른 프로스타글란딘 수용체에 필적하는 EP₁수용체에 대한 활성 화합물의 선택성을 나타내기 때문에 기존의 프로스타글란딘 조성물에 비해 명백히 개선된 조성물이다.

또 다른 태양으로, 본 발명은 녹내장 및 안압항진을 치료하는 약물을 제조하기 위한 프로스타글란딘 유사체의 용도에 관한 것이다.

바람직하게는, 프로스타글란딘 유사체는 PGF 또는 PGE형 프로스타글란딘으로부터 유도된다. 특히, 프로스타글란딘 유사체는 다음과 같은 화학식 1의 화합물 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염 또는 에스테르이다:

상기 식에서:

파선 결합은 α 또는 β 배열을 나타내고, 점선 결합은 단일 결합, 삼중 결합 또는 시스 또는 트랜스 배열의 이중결합을 나타내고,

R 은 수소, 포화 또는 불포화 알킬, 바람직하게는 C_1-10알킬, 사이클로알킬, 바람직하게는 C_3-8사이클로알킬, 아릴, 아릴알킬, 바람직하게는 아릴-C_2-5알킬, 또는 헤테로아릴이고,

R1 은 산소, 황, 및 질소로부터 선택된 헤테로원자에 의해 선택적으로 차단된, C_2-5포화 또는 불포화 알킬 그룹이거나, 사이클로알킬, 바람직하게는 C_3-7사이클로알킬, 사이클로알케닐, 바람직하게는 C_3-7사이크로알케닐, 아릴 또는 헤테로아릴이고,

X 는 C-OH 또는 C=O 이고,

R2 는 수소, 하이드록시, 메틸, 에틸, 메톡시 또는 OCOR4, 여기서 R4 는 직쇄 또는 측쇄 포화 또는 불포화 알킬 그룹, 바람직하게는 C_1-10알킬, 특히 C_1-6알킬, 또는 사이클로알킬, 바람직하게는 C_3-8사이클로알킬, 또는 아릴 그룹이고,

R3 은 산소, 황 및 질소로부터 선택된 1 종이상의 헤테로원자에 의해 선택적으로 차단된, 직쇄 또는 측쇄 포화 또는 불포화 알킬 그룹, 바람직하게는 C_3-8, 특히 C_3-5알킬 그룹으로, 각 탄소 원자는 C_1-5알킬, 하이드록시 및 카보닐 그룹으로부터 선택된 치환체로 선택적으로 치환되며, 프로스타글란딘 구조의 15번 탄소는 하이드록시 및 카보닐이 우선적으로 결합되고, 상기 알킬 그룹은 사이클로알킬, 바람직하게는 C_3-8사이클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴 그룹을 선택적으로 포함하며, 이것은 C_1-3알킬, C_1-3알콕시, 하이드록시, 니트로, 트리플루오로메틸 또는 할로겐으로 하나 또는 독립적으로 복합 치환될 수도 있다.

아릴은 치환되거나 또는 치환되지 않은 페닐이 바람직하다.

바람직한 헤테로아릴 그룹은 티오펜, 푸란, 티아졸, 이소티아졸, 옥사졸, 이소옥사졸, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진이다.

아릴, 헤테로아릴 및 사이클로알킬은 C_1-3알킬, C_1-3알콕시, 하이드록시, 니트로, 트리플루오로메틸 또는 할로겐에 의해 1 또는 독립적으로 2 또는 복합 치환될 수도 있다.

불포화 알킬은 1 이상의 이중 및/또는 삼중 결합을 포함할 수도 있다.

할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드, 특히 불소, 염소 또는 브롬이다.

프로스타글란딘은 개개의 에피머(epimer) 형태뿐만 아니라 에피머 혼합물일 수도 있다.

본 발명을 다음의 한정되지 않은 예에 의해 예시한다.

프로스타글란딘 수용체의 확인

프로스타글란딘 수용체는 역전사효소 폴리머라제 연쇄 반응(reversed transcriptase polymerase chain reaction; RT-PCR) 기술을 사용하여 확인하였다. FP, EP₁, EP₂, EP₃, 및 TP 수용체에 대해 특이 프라이머(primer)를 디자인했다. 분석에 사용된 프라이머는 하기 표 II에 나타내었다. 사람 홍채의 멜라닌세포로부터 분리된 mRNA에 대해 RT-PCR을 배지에서 행했다. 배양된 세포를 mRNA의 제조에 사용했다. RT-PCR 혼합물을 아가로스 겔에서 분석했고 예상되는 크기의 띠를 클론했고 시퀀스했다. 추론된 시퀀스는 각 프로스타글란딘 수용체 시퀀스와 유사한지 여부를 분석했다.

방법

사람 홍채의 멜라닌세포를 휴(Hu) 등(1993)에 따라 분리하고 배양했고 초기 계대배양에 사용했다. 세포는 컨플루언스(confluence)로 키우고 mRNA를 풍부하게 만들어서 수집했다.

mRNA는 제조자의 지시에 따라 디날스 mRNA 디렉트 시스템(Dynals mRNA Direct System)(노르웨이 디날 에이에스; Dynal A/S)를 사용하여 분리했다. 100,000-200,000 사람 멜라닌세포는 풍부하게 사용했다. mRNA는 올리고-디티 라벨드 디나비드(oligo-dT. labeled Dynabead)에 공유결합시켰다. 역전사효소를 사용하여 역전사효소 프라이머로서 올리고-디티로 라벨된 디나비드에서 직접적으로 첫 번째 나선 cDNA를 합성했다. 각각의 프로스타글란딘 수용체로부터 공지된 3' 시퀀스 프라이머를 사용하여 두 번째 나선 cDNA를 합성하여, 이중 나선 cDNA를 만들었다. 각 수용체 RT-PCR에 같은 셋트의 디나비드를 사용했다. 수용체 특이 프라이머를 제조자의 지시에 따라 디나비드 결합된 cDNA으로부터 DNA를 증폭시키는 PCR에 사용했다. FP 및 EP₃수용체 반응에서 PCR은 5% DMSO, 200μM dNTPs 및 20pmoles의 각 프라이머로 50㎕ 최종 부피에서 실행했다. 다른 수용체의 경우에는 앰플리왁스 펠렛츠(AmpliWax pellets)(미국 퍼어킨 엘머; Perkin Elmer)로 격렬한 개시를 5% DMSO, 200μM dNTPs 및 20pmoles의 각 프라이머로 75㎕ 최종 부피에서 사용했다.

각 반응의 PCR 혼합물을 1% LMP 아가로스 겔(미국 바이오래드 래버러토리즈; BioRad Laboratories)에서 분석했다. 예상되는 크기의 DNA 단편을 제조자의 지시에 따라 티에이-클로닝 키트(TA-cloning kit)(미국 인비트로겐 인코포레이티드; Invitrogen Inc.)를 사용하여 티에이-클론했고, 그들의 태그 다이 디옥시 터미네이터 사이클 시퀀싱 키트(Tag Dye Dioxy Terminator cycle sequencing kit)를 위해 어플라이드 바이오시스템 프로토콜(Applied Biosystems' protocol)에 따라 어플라이드 바이오시스템 모델 373에이 DNA(Applied Biosystem Model 373A DNA) 시퀀스 시스템에서 시퀀스했다. 산출된 첫 번째 데이터는 미국 매디슨 제네틱스 컴퓨터 그룹 인코포레이티드(Genetics Computer Group Inc.)로부터 얻은 시퀸스 분석 프로그램을 사용하여 VAX 컴퓨터에서 처리했다(데베렉스 제이(Devereux j.) 등의 문헌[ Nucleic Acids Research 12(1): 387-395(1984)]).

결과

본원의 RT-PCR에 기초한 사람 홍채의 멜라닌세포에서 본원은 FP, EP₂및 EP₃수용체의 표현을 볼 수 있었다. 그러나, 본원은 EP₁및 TP 수용체의 존재를 볼 수 없었다(표 III). 양의 대조물로, 사람 신장의 cDNA 총합체로부터 예상되는 EP₁및 TP 단편을 같은 프라이머로 증폭시켰다. 두 번의 다른 때에 분리된 사람 홍채의 멜라닌세포로부터 폴리 A mRNA를 풍부하게 만들었고, PCR 반응을 수회 실시하여 동일한 결과를 얻었다.

프로스타글란딘 수용체 특이 프라이머를 이용한 사람 홍채의 멜라닌세포 mRNA의 RT-PCR (2차 PCR 프라이머)(표 II 참조).

유전자	보정된 단편 크기(bp)	시퀀스 분석
유전자	관찰	시퀀스 분석	예상
FP	+	489	FP와 동일
EP₁	-	397	-
EP₂	+	501	EP₂와 동일
EP₃	+	372	EP₃와 동일
TP	-	484	-

프로스타글란딘 유도체의 합성

실시예에서 제조된 최종 화합물의 구조는 본원 명세서의 끝에 제공된 반응식 I에 나타내었다.

실시예 1 : PGF_2β(화합물 1)

표제 화합물은 미국 미시간주 앤 아버 카이만 케미칼스 컴퍼니(Cayman Chemicals Company)에서 구입했다.

실시예 2: PGF_2β이소프로필 에스테르 (화합물 2)

0℃에서 아세톤(20㎖)중의 PGF_2β교반 용액(카이만 케미칼스; Cayman Chemicals)(60㎎, 0.169mmol)에 DBU(163.5㎎, 1.01mmol)을 첨가했다. 혼합물을 실온으로 가온하고, 요오드화 이소프로필(222.6㎎, 1.34mmol)을 적가했다. 48시간 후에(TLC 확인), 혼합물을 에틸 아세테이트(40㎖)로 희석하고, 염수(30㎖), 3% 구연산(40㎖로 2회) 및 5% 탄산수소나트륨(30㎖로 2회)으로 세척하고, 무수 황산나트륨상에서 건조시켰다. 진공에서 용매를 제거하고, 용출액으로 에틸 아세테이트:아세톤 3:1을 사용하여 잔사를 실리카겔에서 크로마토그라피했다. 무색의 오일을 얻었고, 수율은 46㎎(68%)이었다.

실시예 3: 17-페닐-18,19,20-트리노르-PGE₂(화합물 3)

실시예 4: 17-페닐-18,19,20-트리노르-PGE₂이소프로필 에스테르 (화합물 4)

0℃에서 아세토니트릴(3㎖)중의 화합물 3의 교반 용액(22.1㎎, 0.057mmol)에 아세토니트릴(1㎖)중의 DBU(43.5㎎, 0.29mmol)을 적가했다. 혼합물을 실온으로 가온하고, 아세토니트릴(2㎖)중의 요오드화 이소프로필(78.0㎎, 0.46mmol)을 적가했다. 12시간 교반 후에(TLC 확인), 반응 혼합물을 물(8㎖)로 급냉시키고, 혼합물을 에틸 아세테이트(50㎖로 2회)로 추출하고, 추출물을 염수(10㎖), 3% 구연산(10㎖), 및 마지막으로 5% 탄산수소나트륨(10㎖)로 세척했다. 무수 황산나트륨상에서 건조시킨 후, 진공에서 용매를 제거하고 용출액으로 에틸 아세테이트를 사용하여 잔사 오일을 실리카겔에서 크로마토그라피했다. 표제 화합물의 생성물 230㎎(69%)을 무색 오일로 얻었다: R_f= 0.516 (에틸 아세테이트:아세톤:HOAc 1:1:0.02);

실시예 5: 15RS-16,16-트리메틸렌-PGE₂(화합물 5)

아세톤(0.4㎖)중의 15RS-16,16-트리메틸렌-PGE₂메틸 에스테르의 교반 용액(52㎎, 0.13mmol) 및 pH 7 인산염 완충액(4㎖)에 리파제 VII(40㎎)을 첨가했다. 혼합물을 24 시간동안 실온에서 교반했다(TLC 확인). 혼합물을 에탄올(3㎖)로 급냉시키고 에틸 아세테이트(10㎖로 2회)로 추출했다. 유기층을 염수로 세척하고, 건조시키고(황산나트륨), 진공에서 농축하여 오일의 생성물 46㎎을 얻었다.

실시예 6: 15RS-16,16- 트리메틸렌-PGE₂메틸 에스테르 (화합물 6)

반응식 2에서 15RS-16,16-트리메틸렌프로스타글란딘 E₂합성(스코트닉키, 에스.(Skotnicki, S.) 등, 1977)을 도식적으로 나타내었다. 다음의 굵은 숫자는 각각 반응식 2의 구조를 나타낸다.

에틸 2,2-트리메틸렌헥사노에이트 (9)

THF(400㎖)중의 N-이소프로필사이클로헥실아민 교반 용액(56.2㎎, 398mmol)에 -78℃에서 n-BuLi(헥산중의 2.5M n-BuLi 398mmol, 159㎖)을 빨리 첨가했다. 생성된 용액에 에틸 사이클로부탄카복실레이트(8) (50g, 390mmol)을 적가하고, 30분동안 교반하고나서, 0℃로 가온하고 DMSO(200㎖)중의 n-부틸 요오드 용액(헥산중의 2.5mol n-BuI 398mmol, 159㎖)으로 적가했다. 반응 혼합물을 실온에서 1시간동안 교반했다(TLC 확인). 여과로 염을 제거하고, 여액을 진공에서 농축했다. 잔사를 헥산에 용해하고 2% HCl, 염수 및 물로 세척하고나서, 황산나트륨상에서 건조시키고 진공에서 증발시켰다. 오일 잔사를 증류하여(49-56℃, 1mmHg) 생성물 26.5g(37%)을 얻었다.

2,2-트리메틸렌헥산-1-올 (10)

건조 톨루엔(100㎖)중의 에틸 2,2-트리메틸렌헥사노에이트 (9) 교반 용액(26.5g, 144mmol)에 0℃에서 DIBAL-H(톨루엔중의 1.4mol DIBAL-H 289mmol, 206㎖)를 적가했다. 생성된 용액을 실온에서 3시간동안 교반하고(TLC 확인), 얼음으로 차게 한 5% HCl에 부었다. 유기층을 분리하고 5% HCl, 염수로 세척하고, 건조시키고, 여과하고 농축하여 오일의 생성물 30g을 얻었다.

2,2-트리메틸렌헥사알데하이드 (11)

DME(400㎖)중의 2,2-트리메틸렌헥산-1-올 (10) 교반 용액(30g, 210mmol)에 디사이클로헥산카보디이미드(DCC) (130g,630mmol), DMSO (120㎖) 및 오르토인산(10.3g)을 첨가했다. 혼합물을 3시간동안 실온에서 교반하고(TLC 확인), 여과했다. 여액을 디클로로메탄(300㎖)으로 희석하고, 물로 세척했다. 유기층을 분리했다. 여과로 잔사를 제거했다. 여액을 염수(100㎖)로 세척하고, 건조시키고 진공에서 농축했다. 용출액으로 헥산을 사용하여 잔사를 실리카겔상에서 칼럼 크로마토그라피에 의해 정제해서 오일의 표제 생성물(17.3g)을 얻었다.

4,4-트리메틸렌-1-옥틴-3-올 (12)

DMSO(20㎖)중의 2,2-트리메틸렌헥사알데하이드(11) 용액(17g, 120mmol)에 0℃, 질소 하에서 DMSO(10㎖)중의 리튬 아세틸리드-에틸렌디아민 착체의 용액(12.2g, 132mmol)을 첨가했다. 혼합물을 24시간동안 실온에서 교반하고(TLC 확인), 빙냉한 2% HCl(50㎖) 및 에테르(50㎖)에 부었다. 유기층을 분리하고 수층을 에테르(50㎖)로 추출하고, 유기층을 합하여 염수로 세척하고, 건조시키고, 여과하고, 진공에서 농축했다. 용출액으로 헥산:에틸 아세테이트 5:1을 사용하여 잔사를 실리카겔에서 크로마토그라피해서, 오일의 12 (7.6g, 38%)를 얻었다.

E-트리부틸틴-4,4-트리메틸렌-1-옥텐-3-올 (13)

4,4-트리메틸렌-1-옥틴-3-올 (12) (5.0g, 30mmol), 트리부틸틴 하이드라이드(14.6㎖, 54.2mmol) 및 AIBN(30㎎)의 혼합물을 130℃에서 24시간동안 교반했다(TLC 확인). 용출액으로 각각 헥산 및 헥산:에테르 9:1을 사용하여 잔사를 실리카겔에서 크로마토그라피해서, 오일의 표제 화합물(13) (12.54g, 91.4%)을 얻었다.

E-트리부틸틴-4,4-트리메틸렌-3-트리메틸실릴옥시-1-옥텐 (14)

DMF(100㎖)중의 E-트리부틸틴-4,4-트리메틸렌-1-옥텐-3-올 (13)의 혼합물(7g, 15.3mmol)에 이미다졸(2.1g, 30.6mmol) 및 염화 트리메틸실란(2.5g, 23.0mmol)을 첨가했다. 반응 혼합물을 실온에서 1시간동안 교반 했다(TLC 확인). 혼합물을 물(200㎖) 및 에테르(200㎖)에서 분배했다. 유기상을 건조시키고 진공에서 증발시켰다. 용출액으로 헥산을 사용하여 잔사를 실리카겔에서 크로마토그라피해서 14 (5.53g)을 얻었다.

11,15-비스 트리메틸실릴옥시-16,16-트리메틸렌-5,6-디데하이드로-PGE₂메틸 에스테르 (17)

건조시킨 100㎖ 용량 3목 플라스크에 동(I) 시아나이드(928㎎, 10.4mmol) 및 자기 막대를 담는다. 플라스크를 고무 셉텀(septum)으로 마개를 하고 진공하에서 가열하여 남아 있는 물을 제거하고, 0℃, 질소하에서 냉각시켰다. 건조 THF를 첨가하고 주사기를 통해 메틸 리튬(디에틸 에테르중의 1.6 mol 메틸 리튬 22.4mmol, 14㎖)을 첨가했다. 혼합물을 0℃에서 15분동안 교반하는 동안 현탁액이 맑고 균질하게 되었다. THF(10㎖)중의 E-트리부틸틴-4,4-트리메틸렌-3-트리메틸실릴옥시-1-옥텐 (14) 용액(5.9g, 11.2mmol)을 0℃에서 주사기를 통해 첨가하고, 실온에서 30분동안 교반했다. 생성된 용액에 -70℃에서 THF (6㎖), 염화 트리메틸실란(4.35g, 40mmol) 및 트리에틸아민(8.1g, 80mmol)을 연속적으로 첨가하고, -70℃에서 다시 15분동안 교반하고, 0℃에서 15분동안 교반했다. 혼합물을 헥산(600㎖) 및 물(300㎖)에서 분배했다. 유기층을 분리하고, 황산나트륨상에서 건조시키고, 여과하고 진공에서 농축하여 깨끗한 오일의 조질 실릴 에놀 에테르를 얻었다. -30℃, 질소하에서 THF(50㎖) 중의 실릴 에놀 에테르의 교반 용액에 메틸 리튬(디에틸 에테르중의 1.6 mol 메틸 리튬 12.3mmol, 7.7㎖)을 첨가하고, 30분동안 교반한 후, 방금 제조한 메틸-1-트리플레이트-2-헥시노에이트(16) (에르하드트, 피.더블유.(Erhardt, P.W.) 등, 1987; 칼드웰 에이.지.(Caldwell A.G.) 등, 1979)을 첨가하고, -40℃에서 5분동안 교반하였다. 생성된 용액을 포화 수성 염화암모늄 용액(30㎖)으로 급냉시키고 에테르(100㎖로 3회)로 추출하고, 황산나트륨상에서 건조시키고, 여과하고, 진공에서 농축했다. 용출액으로 헥산:에틸 아세테이트 (1:1)를 사용하여 잔사를 실리카겔에서 크로마토그라피하여 투명한 오일의 15RS 이성질체 혼합물을 얻었다(2.71g, 57.3%). R_f= 0.36 (SiO₂, 에테르:헥산 1:1)

데실화 유사체인 16,16-트리메틸렌 -5,6-디데하이드로-PGE₂메틸 에스테르에 대해¹H NMR을 수행했다.

11,15-비스 트리메틸실릴옥시-16,16-트리메틸렌-PGE₂메틸 에스테르

벤젠:사이클로헥산 1:1(50㎖)중의 11,15-비스 트리메틸실릴옥시-16,16-트리메틸렌-5,6-디데하이드로-PGE₂메틸 에스테르(17) 교반 용액(500㎎, 0.8mmol)에 Pd-BaSO₄(250㎎) 및 퀴놀린(250㎎)을 첨가하고 -40℃, H₂대기 하에서 5시간동안 교반했다(TLC 확인). 반응 혼합물을 에테르로 희석하고 셀라이트로 여과하고 진공에서 농축하였다. 헥산:에틸 아세테이트 9:1을 사용하여 잔사를 실리카겔에서 크로마토그라피해서 대응하는 생성물 442㎎을 얻었다.

16,16-트리메틸렌-PGE₂메틸 에스테르(6)

THF(18㎖)중의 11,15-비스 트리메틸실릴옥시-16,16-트리메틸렌-PGE₂메틸 에스테르 용액(374㎎, 0.589mmol)에 0℃에서 THF(1㎖)중의 HF 40%(3.5㎖)을 첨가했다. 반응 혼합물을 5시간동안 교반하고(TLC 확인), 5% 탄산수소나트륨(30㎖) 및 에틸 아세테이트(50㎖)의 혼합물에 부었다. 유기층을 분리하고 수층을 에틸 아세테이트(30㎖로 2회)로 세척했다. 유기층을 모아서 황산나트륨상에서 건조시키고, 진공에서 농축했다. 헥산:에틸 아세테이트 1:1, 및 연속해서 에틸 아세테이트를 사용하여 잔사를 실리카겔에서 크로마토그라피해서 오일의 6 (75㎎, 31%)을 얻었다.

실시예 7: 13,14-디하이드로-17-(3-플루오로페닐)-18,19,20-트리노르 PGE₂이소프로필 에스테르 (화합물 7)의 합성

표제 화합물의 합성은 반응식 3에 도식적으로 나타내었다. 굵은 숫자는 반응식 3의 각각의 구조를 나타낸다.

디메틸-(2-옥소-4-(3-플루오로페닐부틸) 포스포네이트

건조 THF (250㎖)중의 n-펜탄으로 전세척한 수소화나트륨의 교반 현탁액(4.17g, 138mmol)에 실온에서 THF(110㎖)중의 디메틸-2-옥소-프로필포스포네이트 용액(23.12g, 132.3mmol)을 적가했다. 반응 혼합물을 2시간동안 교반하고 얼음욕에서 냉각시키고 헥산중의 n-BuLi 용액(10.2g, 158.7mmol)으로 처리해서 어두운 갈색 용액이 형성되었다. 0℃에서 2시간동안 교반을 계속하고나서, THF(50㎖)중의 브롬화 3-플루오로벤젠(25g, 132.3mmol)을 적가했다. 반응 혼합물을 천천히 실온으로 가온하고 3시간 후(TLC 확인), 10% HCl(20㎖)으로 급냉시켰다. 혼합물을 얼음물(200㎖)에 붓고, CHCl₃(150㎖로 2회)로 추출하고, 유기층을 수거해서, 염수(150㎖)로 세척하고, 용출액으로 CH₂Cl₂및 EtOAc를 연속적으로 사용하여 실리카겔에서 크로마토그라피해서 미세한 황색 오일 19.5g을 얻었다. R_f= 0.37(실리카겔, EtOAc:아세톤 1:1)

(1S,5R,6R,7R)-6-포밀-7-(4-페닐 벤조일옥시)-2-옥사비사이클로[3.3.0]옥탄-3-온 19

DME (100㎖)중의 알콜 18 용액(19.0g, 53.9mmol)을 18℃로 냉각시키고, 디사이클로헥실카보디이미드 (DCC) (33.3g, 161.8mmol), DMSO(38.2㎖) 및 인산(1.43㎖, 21.28mmol)을 첨가했다. 반응 혼합물의 온도를 25℃이하로 30분동안 유지했다. 반응 혼합물을 다시 2시간동안 실온에서 교반하고(TLC 확인), 침전물을 여과하여 제거하고 에테르(50㎖로 2회)로 세척했다. 유기층을 모아서 물(50㎖) 및 염수(50㎖로 2회)로 세척하고, 수용액을 에테르(100㎖)로 추출하고, 유기층을 모아서 황산나트륨상에서 건조시키고, 여과하고, 다음 단계에 직접 사용했다. TLC R_f= 0.37(실리카겔, EtOAc:톨루엔 2:1).

(1S,5R,6R,7R)-6-{3-옥소-5-(3-플루오로페닐)-1-E-펜테닐}-7-(4-페닐 벤조일옥시)-2-옥사비사이클로[3.3.0]옥탄-3-온 (20)

DME (130㎖)중의 n-펜탄으로 전세척한 NaH의 교반 현탁액(1.9g, 65.1mmol)에 질소 하에서 DME (100㎖)중의 디메틸-2-옥소-4-(3-플루오로페닐)부틸포스포네이트(워즈워드, 주니어, 더블유.에스.(Wadsworth, Jr.,W.S.) 등, 1961) (19.3g, 70.5mmol)을 적가하고, 실온에서 1시간동안 격렬하게 교반했다. 혼합물을 -10℃로 냉각시키고 조질 알데하이드 19 용액을 적가했다. 0℃에서 30분 및 실온에서 2시간 후(TLC 확인), 반응 혼합물을 초산으로 중성화하고, 용매를 진공에서 제거하고 잔사를 EtOAc (200㎖)에 용해시키고, 물(50㎖) 및 염수(50㎖)로 세척했다. 유기층을 무수 황산나트륨상에서 건조시키고, 여과하고 진공에서 증발시켰다. 잔사를 에테르(100㎖)와 함께 교반하고, 생성된 흰색 침전물을 여과하고 찬 에테르로 세척하여 흰색 결정물질을 얻었다(17g, 58.5%). R_f= 0.56 (실리카겔, 에틸 아세테이트:톨루엔 2:1).

(1S,5R,6R,7R)-6-(3S-3-하이드록시-5-(3-플루오로페닐)-1-펜테닐)-7-(4-페닐벤조일옥시)-2-옥사비사이클로[3.3.0]옥탄-3-온 (21)

THF (20㎖)중의 에논 20 교반 용액(17.1g, 34.3mmol) 및 질소 하에서 -20℃로 냉각시킨 THF:에테르 1:2 (60㎖)중의 염화세륨(CeCl₃·7H₂O) (3.8g, 10.3mmol)에 수소화붕소나트륨(0.8g, 20.57mmol)을 소량씩 나누어서 첨가했다. 반응 혼합물을 2시간동안 교반했다(TLC 확인). 온도를 ±0℃로 올리고, 물(20㎖) 및 10% HCl 수용액을 첨가하여 pH 4로 급냉시키고, EtOAc (50㎖)로 추출했다. 유기층을 분리해서 염수로 세척하고 무수 황산나트륨상에서 건조시키고, 진공에서 농축하고 용출액으로 톨루엔:EtOAc 2:1 및 1:1을 연속적으로 사용하여 실리카겔에서 두 번 크로마토그라피해서 흰색 결정의 생성물 4 (5g)을 얻었다. R_f= 0.32 (실리카겔, EtOAc:톨루엔 2:1).

(1S,5R,6R,7R)-6-{3R-3-하이드록시-5-(3-플루오로페닐)-1-펜틸}-7-(4-페닐벤조일옥시)-2-옥사비사이클로[3.3.0]옥탄-3-온 (22)

에탄올(6.0㎖)중의 21 용액(3g, 6.0mmol)에 아질산나트륨(3.6㎖, 1.8mmol) 및 에탄올(15㎖)중의 10% Pd/C 현탁액(0.1g)을 첨가했다. 혼합물을 수소 대기하에서 6시간동안 교반하고(TLC 확인), 1M HCl 용액으로 급냉시켰다. 셀라이트 패드를 통해 촉매를 여과하여 제거하고 무수 에탄올(15㎖)로 세척했다. 용매를 진공에서 제거했다. 생성된 오일을 EtOAc (100㎖)에 용해하고, 15% 염수(30㎖)으로 세척했다. 수층을 EtOAc (40㎖)로 세척했다. 추출한 유기층을 모아서 황산나트륨상에서 건조시키고 여과했다. 용매를 진공에서 제거했다. 용출액으로 EtOAc을 사용하여 잔사를 실리카겔에서 크로마토그라피해서 5 (2.94g)를 얻었다. R_f= 0.25 (실리카겔, EtOAc).

(1S,5R,6R,7R)-6-{3R-3-하이드록시-5-(3-플루오로페닐)-1-펜틸}-7-R-하이드록시-2-옥사비사이클로[3.3.0]옥탄-3-온 (23)

메탄올(15㎖)중의 락톤 22 용액(2.8g, 5.65mmol)에 탄산칼륨(0.47g, 3.3mmol)을 첨가하고, 혼합물을 실온에서 6시간동안 교반했다(TLC 확인). 혼합물을 10% HCl 수용액으로 중화하고 EtOAc (30㎖로 2회)로 추출했다. 유기층을 무수 황산나트륨상에서 건조시키고 증발건고시킨다. 용출액으로 EtOAc:아세톤 1:1을 사용하여 조 생성물을 실리카겔에서 크로마토그라피했다. 표제 화합물 23을 흰색 결정 생성물로 얻었다; 수율 1.6g, R_f= 0.17 (실리카겔, EtOAc);

(1S,5R,6R,7R)-6-{3R-3-3급-부틸 디메틸실릴옥시-5-(3-플루오로페닐)-1-펜틸}-7-R-3급-부틸 디메틸실릴옥시-2-옥사비사이클로[3.3.0]옥탄-3-온 (24)

실온에서 24시간동안 격렬하게 교반하면서 디클로로메탄(20㎖)중의 디올 23, 트리에틸 아민(2.1㎖, 14.8mmol) 및 4-디메틸아미노 피리딘(0.06g, 0.1mmol) 용액에 염화 3급-부틸디메틸실란(2.3g, 14.9mmol)을 한번에 첨가하고, 반응 혼합물을 진공에서 농축시켰다. 조 생성물을 에틸 아세테이트(50㎖)에 용해시키고, 물(20㎖) 및 5% 탄산수소나트륨 수용액(20㎖)으로 세척했다. 유기층을 황산나트륨상에서 건조시키고, 여과하고 진공에서 농축시켰다. 용출액으로 디클로로메탄을 사용하여 잔사를 실리카겔에서 크로마토그라피하여 오일의 생성물 3g을 얻었다. R_f= 0.68 (실리카겔, 에테르).

(1S,5R,6R,7R)-6-{3R-3-3급-부틸 디메틸실릴옥시-5-(3-플루오로페닐)-1-펜틸}-7-R-3급-부틸 디메틸실릴옥시-2-옥사비사이클로[3.3.0]옥탄-3-올 (25)

건조 THF (30㎖)중의 락톤 24 교반 용액(2.7g, 4.95mmol)에 -72/-80℃에서 건조 톨루엔(5.3㎖)중의 디이소부틸알루미늄 하이드라이드 (DIBAL) 용액(1.1g, 7.43mmol)을 적가했다. 1시간 후(TLC 확인), 반응 혼합물을 메탄올(5㎖)로 급냉시키고 실온으로 가온하고, 물(50㎖), 10% HCl 수용액(50㎖)을 첨가하고, EtOAc (50㎖로 2회)로 추출했다. 유기층을 황산나트륨상에서 건조시키고, 여과하고, 용매를 진공에서 제거하고, 용출액으로 각각 EtOAc 및 EtOAc:아세톤 1:1을 사용하여 잔사를 실리카겔에서 크로마토그라피해서 황색 오일 생성물(2.7g)을 얻었다, R_f= 0.85 (실리카겔, 에틸 아세테이트 1:1).

13,14-디하이드로-11,15-디-3급-부틸디메틸 실릴옥시-17-(3-플루오로페닐)-18,19, 20-트리노르-PGF_2α(26)

THF (50㎖)중의 브롬화 4-카복시부틸 트리페닐 포스포늄 교반 현탁액(8.78g, 19.82mmol)에 0-5℃, 질소하에서 칼륨 3급-부톡사이드(3.89g, 34.6mmol)를 첨가하고, 혼합물을 30분동안 실온에서 교반했다. 생성된 적색 오렌지 용액의 일리드에 -15/-10℃에서 THF(10㎖)중의 락톨 25 (2.7g, 4.95mmol)을 첨가하고 혼합물을 3-4 시간동안 교반했다(TLC 확인). 반응 혼합물을 물(30㎖)로 희석하고 에테르(40㎖로 4회)로 세척했다. 수층을 5% 구연산 수용액으로 pH 4로 산성화하고 EtOAc(50㎖로 2회)로 추출했다. 유기층을 염수(30㎖)로 세척하고, 황산나트륨상에서 건조시키고, 여과했다. 용매를 진공에서 제거하고, 슬러리 26을 분리하지 않고 다음 단계에 직접 사용했다.

13,14-디하이드로-11,15-디-3급-부틸디메틸 실릴옥시 17-(3-플루오로페닐)-18,19, 20-트리노르 PGF_2α이소프로필 에스테르 (27)

아세톤(20㎖)중의 조 생성물 26 교반 용액(3.16g, 4.96mmol)에 0℃에서 DBU (5.28g, 34.7mmol)을 적가했다. 혼합물을 실온으로 가온하고, 이소프로필 요오드(5.05g, 29.7mmol)을 적가했다. 4시간 후(TLC 확인), 혼합물을 EtOAc (100㎖)로 희석하고, 염수(30㎖), 3% 구연산(25㎖로 2회) 및 5% 탄산수소나트륨(25㎖로 2회)로 세척하고 무수 황산나트륨상에서 건조시켰다. 용매를 진공에서 제거하고 용출액으로 에테르:페트롤레움 에테르 1:2를 사용하여 잔사를 실리카겔에서 크로마토그라피했다. 무색의 오일을 수율 1.7g으로 얻었다, R_f= 0.43 (실리카겔, 에테르:페트롤레움 에테르 1:2).

13,14-디하이드로-11,15-디-3급-부틸디메틸 실릴옥시 17-(3-플루오로페닐)-18,19, 20-트리노르 PGE₂이소프로필 에스테르 (28)

디클로로메탄(30㎖)중의 27 용액(1.7g, 2.5mmol)에 산화알루미늄(20g)중의 피리디늄 디클로로크로메이트(2.43g, 11.25mmol)을 소량씩 나누어 첨가하고 혼합물을 실온에서 교반하고(TLC 확인), 여과하고, 침전물을 에테르:에틸 아세테이트 2:1로 세척했다. 용매를 진공에서 제거했다. 잔사를 에테르(100㎖)로 희석하고 물(30㎖), 5% NaHCO₃수용액(20㎖로 3회)으로 세척하고, 유기층을 분리하고 황산나트륨상에서 건조시키고, 진공에서 증발시켜 오일 상태의 28 (1.3g)을 얻었다. R_f= 0.72 (실리카겔, 에틸 아세테이트).

13,14-디하이드로-17-(3-플루오로페닐)-18,19,20-트리노르 PGE₂이소프로필 에스테르 (7)

아세토니트릴중의 28 용액(314㎎)에 15% 플루오르화수소(12㎖)를 첨가했다. 혼합물을 실온에서 4시간동안 교반했다(TLC 확인). 반응 혼합물을 에틸 아세테이트(100㎖)로 희석하고 물(20㎖로 3회)로 세척하고 건조시키고 진공에서 증발시켰다. 용출액으로 에틸 아세테이트를 사용하여 잔사를 실리카겔에서 크로마토그라피해서 오일 상태의 7 (64㎎)을 얻었다, R_f= 0.43 (실리카겔, 에틸 아세테이트).

약물학

고양이 및 원숭이에서 시험 화합물의 안압을 감소시키는 효과

동물 모델에서 화합물의 안압을 감소시키는 효과를 시험했다. 안압을 검정된 뉴모토노미터(pneumotonometer)로 측정했다. 유럽의 사육 고양이 및 사이노몰구스(cynomolgus) 원숭이를 실험동물로 사용했다. 측정전에 각막을 옥시부프로카인으로 마취했다. PGF_2β이소프로필 에스테르(2), 17-페닐-18,19-20-트리노르-PGE₂-이소프로필 에스테르(4), 15RS-16,16-트리메틸렌-메틸 에스테르(6) 및 13,14-디하이드로-17-(3-플루오로페닐)-18,19,20-트리노르-PGE₂-이소프로필 에스테르(7)로 국소 처치한 후 감소된 안압을 표 IV 및 V에 나타내었다.

고양이에서 EP₁프로스타노이드 수용체에 대해 효과적인 시험 화합물 1-10㎍의 안압 감소 효과. 대조 눈은 비히클만 투여했다.(n=5-6; 평균 ±SEM).

프로스타글란딘/눈	기준 안압(mmHg)	처치 후 3시간의 안압(mmHg)
2
실험 눈	24.2 ±2.3	15.1 ±2.8^*
대조 눈	24.5 ±2.7	22.5 ±3.4
4
실험 눈	22.0 ±1.7	14.2 ±1.7^*
대조 눈	21.5 ±1.7	18.7 ±1.9
6
실험 눈	19.2 ±1.7	9.5 ±0.5^*
대조 눈	19.3 ±1.7	17.0 ±1.3
7
실험 눈	20.4 ±-2.0	14.2 ±0.9^*
대조 눈	20.6 ±-1.8	18.4 ±1.5
^*p 〈 0.01 (눈사이의 매치드 페어(matched pair) t-시험)

원숭이에서 EP₁수용체에 대해 효과적인 시험 화합물의 안압 감소 효과. PGF_2β-이소프로필 에스테르의 용량은 30㎍인 반면, 17-페닐-18,19,20-트리노르-PGE₂-이소프로필 에스테르, 및 15RS-16,16-트리메틸렌-PGE₂-이소프로필 에스테르의 용량은 3㎍이다. 대조 눈은 비히클만 투여했다(n=6; 평균 ±SEM).

프로스타글란딘/눈	기준 안압(mmHg)	처치 후 4시간의 안압(mmHg)
2
실험 눈	17.8 ±1.4	14.1 ±1.8^*
대조 눈	16.9 ±1.2	17.5 ±2.0
4
실험 눈	14.1 ±1.1	9.9 ±0.9^*
대조 눈	13.9 ±1.0	11.5 ±0.8
6
실험 눈	20.9 ±1.6	15.3 ±2.4^*
대조 눈	21.3 ±1.5	19.0 ±1.5
^*p 〈 0.05 (눈사이의 매치드 페어 t-시험)

고양이 및 원숭이 모두에서 EP₁수용체를 선호하는 모든 프로스타글란딘 유사체가 유효하게 안압을 감소시켰음을 볼 수 있다.

따라서, 본 발명은 EP₁수용체에 선택적으로 자극하는 효과를 가진 화합물이 안압을 감소시키며, 색소 생산 세포, 즉 멜라닌세포에 사람의 EP₁수용체가 부족하기 때문에 그러한 화합물은 눈에서 어떠한 멜라닌 형성 효과도 가질 수 없거나 적어도 멜라닌 형성을 유효하게 감소시키는 효과를 갖는다고 개시한다. 따라서, EP₁수용체에 선택적인 프로스타글란딘으로 장기 치료하는 동안 일반적인 부작용인 홍채의 색소침착 증가를 피할 수 있다.

시약

a. N-이소프로필사이클로헥실 아민/THF, n-BuLi, 에틸사이클로부탄카복실레이트/ DMSO

b. DIBAL-H,/톨루엔

c. DCC/DME, DMSO, H₃PO₄

d. 리튬-아세틸리드-에틸렌 디아민, DMSO

e. 트리부틸틴 하이드라이드, AIBN

f. 염화 트리메틸실란(TMSCl), 이미다졸/DMF

g. Li₂CuCN(CH₃)₂, TMSCl, 트리에틸아민, 4-3급-부틸-디메틸실릴옥시-2-사이클로펜테논, 1-트리부틸틴-4,4-트리메틸렌-3-트리메틸실릴옥시-1-옥텐, 메틸-2-인-8-옥타노에이트

h. Pd-BaSO₄, 퀴놀린

i. HF/THF

시약

a. DCC, DMSO, H₂SO₄, DME, H₃PO₄

b. NaH, 디메틸-2-옥소-4-(3-플루오로페닐)-부틸포스포네이트

c. NaBH₄, CeCl₃·7H₂O/THF

d. Pd/C, NaNO₂/THF

e. K₂CO₃/메탄올

f. TBDMS, TEA, 4-디메틸아미노 피리딘/디클로로메탄

g. DIBAL-H/THF

h. 브롬화 4-카복시부틸 트리페닐 포스포늄

칼륨 3급-부톡사이드, THF

i. DBU, 이소프로필 요오드/아세톤

j. 피리디늄 클로로크로메이트, 산화알루미늄/디클로로메탄

k. HF/아세토니트릴

참고문헌

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Claims

EP₁프로스타노이드 수용체에 대해 선택적 작동제인 치료적으로 활성이고 생리적으로 허용할 수 있는 양의 프로스타글란딘 유사체, 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염 또는 에스테르를 포함하는 녹내장 및 안압항진을 치료하기 위한 조성물.
제1항에 있어서,

프로스타글란딘 유사체가 PGF 또는 PGE형 프로스타글란딘으로부터 유도되는 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서,

프로스타글란딘 유사체가 하기 화학식 1의 화합물 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염 또는 에스테르인 조성물.

화학식 1

상기 식에서:

파선 결합은 α 또는 β 배열을 나타내고, 점선 결합은 단일 결합, 삼중 결합 또는 시스 또는 트랜스 배열의 이중결합을 나타내고,

R 은 수소, 포화 또는 불포화 알킬, 바람직하게는 C_1-10알킬, 사이클로알킬, 바람직하게는 C_3-8사이클로알킬, 아릴, 아릴알킬, 바람직하게는 아릴-C_2-5알킬, 또는 헤테로아릴이고,

R1 은 산소, 황, 및 질소로부터 선택된 헤테로원자에 의해 선택적으로 차단된, C_2-5포화 또는 불포화 알킬 그룹이거나, 사이클로알킬, 바람직하게는 C_3-7사이클로알킬, 사이클로알케닐, 바람직하게는 C_3-7사이크로알케닐, 아릴 또는 헤테로아릴이고,

X 는 C-OH 또는 C=O 이고,

R2 는 수소, 하이드록시, 메틸, 에틸, 메톡시 또는 OCOR4, 여기서 R4 는 직쇄 또는 측쇄 포화 또는 불포화 알킬 그룹, 바람직하게는 C_1-10알킬, 특히 C_1-6알킬, 또는 사이클로알킬, 바람직하게는 C_3-8사이클로알킬, 또는 아릴 그룹이고,

R3 은 산소, 황 및 질소로부터 선택된 1 종이상의 헤테로원자에 의해 선택적으로 차단된, 직쇄 또는 측쇄 포화 또는 불포화 알킬 그룹, 바람직하게는 C_3-8, 특히 C_3-5알킬 그룹으로, 각 탄소 원자는 C_1-5알킬, 하이드록시 및 카보닐 그룹으로부터 선택된 치환체로 선택적으로 치환되며, 프로스타글란딘 구조의 15번 탄소는 하이드록시 및 카보닐이 우선적으로 결합되고, 상기 알킬 그룹은 사이클로알킬, 바람직하게는 C_3-8사이클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴 그룹을 선택적으로 포함하며, 이것은 C_1-3알킬, C_1-3알콕시, 하이드록시, 니트로, 트리플루오로메틸 또는 할로겐으로 하나 또는 독립적으로 복합 치환될 수도 있다.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

프로스타글란딘 유사체가 15(R,S)-16,16-트리메틸렌-PGE₂또는 그의 알킬 에스테르인 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

프로스타글란딘 유사체가 13,14-디하이드로-17-(3-플루오로페닐)-18,19,20-트리노르-PGE₂또는 그의 알킬 에스테르인 조성물.
EP₁프로스타노이드 수용체에 대해 선택적 작동제인 치료적으로 활성이고 생리적으로 허용가능한 프로스타글란딘 유사체, 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염 또는 에스테르를 안압 감소 효과량으로 눈의 표면에 접촉시키는 것을 포함하는, 환자 눈의 녹내장 또는 안압항진을 치료하는 방법.
제6항에 있어서,

프로스타글란딘 유사체가 PGF 또는 PGE 프로스타글란딘으로부터 유도되는 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서,

프로스타글란딘 유사체가 하기 화학식 1의 화합물 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염 또는 에스테르인 방법.

화학식 1

상기 식에서:

파선 결합은 α 또는 β 배열을 나타내고, 점선 결합은 단일 결합, 삼중 결합 또는 시스 또는 트랜스 배열의 이중결합을 나타내고,

R 은 수소, 포화 또는 불포화 알킬, 바람직하게는 C_1-10알킬, 사이클로알킬, 바람직하게는 C_3-8사이클로알킬, 아릴, 아릴알킬, 바람직하게는 아릴-C_2-5알킬, 또는 헤테로아릴이고,

R1 은 산소, 황, 및 질소로부터 선택된 헤테로원자에 의해 선택적으로 차단된, C_2-5포화 또는 불포화 알킬 그룹이거나, 사이클로알킬, 바람직하게는 C_3-7사이클로알킬, 사이클로알케닐, 바람직하게는 C_3-7사이크로알케닐, 아릴 또는 헤테로아릴이고,

X 는 C-OH 또는 C=O 이고,

R2 는 수소, 하이드록시, 메틸, 에틸, 메톡시 또는 OCOR4, 여기서 R4 는 직쇄 또는 측쇄 포화 또는 불포화 알킬 그룹, 바람직하게는 C_1-10알킬, 특히 C_1-6알킬, 또는 사이클로알킬, 바람직하게는 C_3-8사이클로알킬, 또는 아릴 그룹이고,

R3 은 산소, 황 및 질소로부터 선택된 1 종이상의 헤테로원자에 의해 선택적으로 차단된, 직쇄 또는 측쇄 포화 또는 불포화 알킬 그룹, 바람직하게는 C_3-8, 특히 C_3-5알킬 그룹으로, 각 탄소 원자는 C_1-5알킬, 하이드록시 및 카보닐 그룹으로부터 선택된 치환체로 선택적으로 치환되며, 프로스타글란딘 구조의 15번 탄소는 하이드록시 및 카보닐이 우선적으로 결합되고, 상기 알킬 그룹은 사이클로알킬, 바람직하게는 C_3-8사이클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴 그룹을 선택적으로 포함하며, 이것은 C_1-3알킬, C_1-3알콕시, 하이드록시, 니트로, 트리플루오로메틸 또는 할로겐으로 하나 또는 독립적으로 복합 치환될 수도 있다.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

프로스타글란딘 유사체가 15(R,S)-16,16-트리메틸렌-PGE₂또는 그의 알킬 에스테르인 방법.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

프로스타글란딘 유사체가 13,14-디하이드로-17-(3-플루오로페닐)-18,19,20-트리노르-PGE₂또는 그의 알킬 에스테르인 방법.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 프로스타글란딘 유사체를 포함하는 치료적으로 활성이고 생리적으로 허용할 수 있는 조성물을 매일 1-3회 국소적으로 눈에 투여하는 방법.
녹내장 및 안압항진을 치료하는 약물을 제조하기 위한 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서 정의된 EP₁프로스타노이드 수용체에 대해 선택적 작동제인 프로스타글란딘 유사체의 용도.