KR100374326B1

KR100374326B1 - 6-히드록시-1, 3-디옥신-4-온 고리를 가진인간면역결핍바이러스 프로테아제 억제 화합물 및 그의제조방법

Info

Publication number: KR100374326B1
Application number: KR10-2000-0071437A
Authority: KR
Inventors: 이용섭; 박호군; 이재열
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2003-03-03
Also published as: KR20020041836A

Abstract

본 발명은 인간면역결핍 바이러스(HIV)에 필수적 효소인 프로테아제를 억제하는 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 화합물 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 화합물은 HIV 프로테아제의 억제와 항바이러스 활성이 우수하고, 세포독성이 현저하게 낮아서 후천성면역결핍증(AIDS) 또는 HIV 감염의 치료 또는 예방을 위한 치료제의 개발에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

Description

6-히드록시-1, 3-디옥신-4-온 고리를 가진 인간면역결핍바이러스 프로테아제 억제 화합물 및 그의 제조방법{Human HIV Protease Inhibiting Compounds Having 6-Hydroxy-1,3-dioxin-4-one Ring and Process for Preparing the Same}

본 발명은 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 화합물에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 인간면역결핍 바이러스(HIV)에 필수적 효소인 프로테아제를 억제하는 하기 일반식 (Ⅰ)의 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 화합물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

후천성면역결핍증(AIDS)을 유발하는 HIV는 RNA형태의 유전정보를 가지는 레트로바이러스(retrovirus)이다. 숙주세포에 침입한 이 바이러스는 새로운 바이러스를 복제하는 과정에서 몇 가지의 필수적인 효소를 필요로 하며, 그 중 하나의 효소가 프로테아제(protease)이다. 프로테아제는 바이러스가 복제되는 과정에서 형성되는 복합단백질을 구조단백질(structural protein)과 바이러스 효소(viral enzyme)로 분해시키는데 필수적으로 작용하는 효소이다(참조: Kohl, N. E. et al., Proc. Natl. Acad. Sci., U.S.A., 85:4686-4690, 1988). 전기 프로테아제가 불활성화될 경우, 미성숙한 바이러스 입자가 생성되므로, 전기 프로테아제는 효과적인 AIDS의 치료를 위한 목표가 되고 있다.

인간면역결핍 바이러스 프로테아제 억제제와 관련된 최근의 임상연구에 의하면, 단독 치료 혹은 역전사효소 억제제(reverse transcriptase inhibitor)와 같은 다른 약과의 병용투여로 AIDS환자에게 상당한 치료효과가 있음이 보고되고 있다(참조: Steele, F. P. et al., Nature Med., 2:257-258, 1996). 이에 따라, 다양한 HIV 프로테아제 억제제가 합성되었고, 이러한 결과로서, 최근 FDA에서 허가된 amprenavir(Agenerase^TM, Glaxo Wellcome)를 포함하여 총 5개의 프로테아제 억제제[indinavir(Crixivan^TM, Merck); nefinavir(Viracept^TM, Agouron); ritonavir(Norvir^TM, Abbott); 및, saquinavir(Invirase^TM, Hoffmann-La Roche)]가 임상에서 사용되고 있다. 그러나, 이러한 약물은 대부분 펩티드를 모방한(peptidomimetic) 화합물로서, 경구 생체이용률이 낮고, 배출이 빨리되며, 합성단계가 복잡할 뿐만 아니라 약물에 대한 교차 저항성(cross-resistance)을 가지는 변종 바이러스의 출현이 보고되었고, 장기 복용시 당뇨병을 유발하는 부작용을 나타낸다는 단점을 내포하고 있었다.

따라서, 펩티드를 모방한 화합물이 가지는 단점을 극복할 수 있는 새로운 화합물을 개발하여야 할 필요성이 끊임없이 대두되었다.

이에, 본 발명자들은 펩티드를 모방한 화합물들이 가지는 단점을 극복할 수 있는 새로운 화합물을 개발하고자 예의 연구 노력한 결과, 종래의 AIDS 치료제와는 전혀 다른 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 비펩티드성 화합물을 사용한 결과, 종래의 펩티드를 모방한 화합물이 가지고 있던 낮은 경구 생체이용률과 빠른 배출 등의 문제점 및 약제내성을 극복함은 물론, HIV 억제효과가 우수하고 생체에 대한 독성이 낮음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.

결국, 본 발명의 주된 목적은 인간면역결핍 바이러스(HIV)의 프로테아제를 억제하는 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 비펩티드성 화합물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전기 화합물의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 HIV 프로테아제의 억제제인 하기 일반식 (I)의 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 비펩티드성 화합물을 제공한다.

상기 식에서,

R₁은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기 또

는 t-부틸기이고;

R₂는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기,

t-부틸기, 벤젠기, 4-아미노페닐기, 4-시아노페닐기, 4-니트로

기, 페닐기, 펜에틸기, 2-(4-피리딜)에틸기, 4-시아노벤젠설폰

아미도기, 4-아미노벤젠설폰아미도기, 4-니트로벤젠설폰아미도

기, 4-플루오로메틸벤젠설폰아미도기, 5-시아노피리딘설폰아미

도기, 5-아미노피리딘설폰아미도기, 5-니트로피리딘아미도기 또

는 5-플루오로메틸피리딘설폰아미도기이며;

R₃는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 시클로프로필기, 부틸

기, 이소부틸기, 시클로부틸기 또는 t-부틸기이고; 및,

R₄는 페닐기, 4-아미노페닐기, 4-시아노페닐기, 4-니트로페닐기, 2-피

리딘기, 5-시아노피리딘기, 5-아미노피리딘기, 5-니트로피리딘

기, 5-트리플루오로메틸피리딘기 또는 1-메틸-4-이미다졸기

이다.

본 발명의 일반식(I)의 화합물의 약제학적으로 허용되는 염은, 아세테이트, 아디페이트, 아스파테이트, 벤조에이트, 벤젠설포네이트, 설페이트, 시트레이트, 캄포레이트, 캄포설퍼네이트, 디포스페이트, 에탄설포네이트, 푸마레이트, 글루타메이트, 말레이트, 락테이트, 메탄설포네이트, 니트레이트, 석시네이트, 타르트레이트, 피크레이트 또는 토실레이트이다.

본 발명의 일반식(I)의 화합물은 키랄 중심을 가지므로, 라세미체, 라세미 혼합물 또는 개개의 부분 입체이성체를 형성할 수 있으며, 모든 이성체의 형태를 가지는 에난티오머가 본 발명의 범주에 포함된다.

본 발명의 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 일반식 (Ⅰ)의 화합물의 제조방법은 알킬부틸레이트(Ⅱ)와 알킬 디알킬포스포네이트(Ⅲ)를 질소 및 부틸 리튬의 존재하에 반응시켜서 β-케토포스포네이트(Ⅳ)를 수득하는 공정; β-케토포스포네이트(Ⅳ)와 NaH를 반응시키고, 다시 알데히드를 첨가하여 반응시킨 후, 수소와 촉매의 존재하에 환원시켜서 케톤(Ⅴ)을 수득하는 공정; 케톤(Ⅴ)을 황산, 초산 및 말론산의 존재하에 고리화 반응시켜서, 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온(Ⅵ)을 수득하는 공정; 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온(Ⅵ)을 알곤과 촉매의 존재하에 메타-니트로벤즈 알데히드와 알돌 축합반응시키고, 브로모 구리-디알킬 설파이드의 존재하에반응용매에서 트리에틸 알루미늄과 반응시켜 니트로 화합물(Ⅶ)을 수득하는 공정; 니트로 화합물(Ⅶ)을 수소와 촉매의 존재하에 환원시켜, 아민 화합물(Ⅷ)을 수득하는 공정; 및, 아민 화합물(Ⅷ)을 피리딘 염기의 존재하에 알릴설폰 클로라이드와 반응시켜서, 일반식 (Ⅰ)의 화합물을 제조하는 공정을 포함한다.

이하에서는, 본 발명의 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 일반식(Ⅰ)의 화합물을 제조하는 방법을 공정별로 나누어 구체적으로 설명한다.

제 1공정: β-케토포스포네이트(Ⅳ)의 수득

알킬부틸레이트(Ⅱ)와 알킬 디알킬포스포네이트(Ⅲ)를 질소 및 부틸 리튬의 존재하에 반응시켜서 β-케토포스포네이트(Ⅳ)를 수득한다: 이때, 반응용매는 THF 등의 유기용매이고, 반응온도는 -80 내지 -70℃이며, 반응시간은 3 내지 5시간이다.

제 2공정: 케톤(Ⅴ)의 수득

β-케토포스포네이트(Ⅳ)와 NaH를 반응시키고, 다시 알데히드를 첨가하여 반응시킨 후, 수소와 촉매의 존재하에 환원시켜서 케톤(Ⅴ)을 수득한다; 이때, 반응용매는 THF 등의 유기용매이고, 촉매로는 Pd/C을 사용할 수 있으며, 첨가되는 촉매량은 반응물의 5 내지 15%(w/w)이고, 환원반응용매는 메틸알콜, 에틸알콜, 프로필알콜, 부틸알콜, 펜틸알콜 등의 저급알콜이다.

제 3공정: 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온(Ⅵ)의 수득

케톤(Ⅴ)을 황산, 초산 및 말론산의 존재하에 고리화 반응시켜서, 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온(Ⅵ)을 수득한다.

제 4공정: 니트로 화합물(Ⅶ)의 수득

6-히드록시-1,3-디옥신-4-온(Ⅵ)을 알곤과 촉매의 존재하에 메타-니트로벤즈 알데히드와 알돌 축합반응시키고, 브로모 구리-디알킬 설파이드의 존재하에 반응용매에서 트리에틸 알루미늄과 반응시켜 니트로 화합물(Ⅶ)을 수득한다; 이때, 촉매는 알루미늄 클로라이드를 사용함이 바람직하고, 반응용매는 THF 등의 유기용매이다.

제 5공정: 아민 화합물(Ⅷ)의 수득

니트로 화합물(Ⅶ)을 수소와 촉매의 존재하에 환원시켜, 아민 화합물(Ⅷ)을 수득한다; 이때, 촉매로는 Pd/C을 사용할 수 있고, 첨가되는 촉매량은 반응물의 5내지 15%(w/w)이며, 반응용매는 메틸알콜, 에틸알콜, 프로필알콜, 부틸알콜, 펜틸알콜 등의 저급알콜이다.

제 6공정: 일반식 (Ⅰ)의 화합물의 제조

아민 화합물(Ⅷ)을 피리딘 염기의 존재하에 알릴설폰 클로라이드와 반응시켜서, 일반식 (Ⅰ)의 화합물을 제조한다.

상기 식에서,

R₁, R₂, R₃및 R₄는 이미 정의한 바와 동일하다.

본 발명의 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 화합물은 프로테아제에 대하여 우수한 억제효과를 보이며, 낮은 세포독성을 나타냄을 알 수 있었다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예 1:N-{3-[1-(6-히드록시-4-옥소-2-펜에틸-2-프로필-4H-[1,3]디옥신-5-일)프로필]페닐}-2-(5-트리플루오로메틸피리딘)설폰아미드의 제조

실시예 1-1: 디메틸 부타노메틸포스포네이트의 수득

8.6ml의 디메틸 메틸포스포네이트(79mmol)를 40ml의 THF에 용해시켜 -78℃로 냉각시킨 후, 질소대기하에서 n-부틸 리튬(1.33M, 79mmol) 60ml를 서서히 첨가하여, 30분간 교반한 다음, 20ml의 THF에 용해시킨 메틸 부티레이트(4.5ml, 39mmol) 용액을 서서히 첨가하며, 4시간동안 교반시켜 -78℃에서 상온으로 서서히 상승시킨후, 2N 염산으로 반응을 종료시켰다. THF용매를 제거하고, 수용액층에서 디클로로 메탄을 사용하여 유기층을 추출한 후, 이를 건조하고, 정제하여 표제화합물(6.6g, 87%)을 수득하였다.

¹H NMR(CDCl₃, 330MHz): δ3.81(s, 3H), 3.77(s, 3H),

3.10(d, 2H,J= 22.6 Hz),

2.61 (t, 2H,J= 7.2 Hz),

1.64 (q, 2H,J= 3.7 Hz),

0.94 (t, 3H,J= 7.4 Hz).

실시예 1-2: 1-페닐-1-헥산-3-온의 수득

60 %의 NaH(1.6g, 31.5mmol)을 포함하는 100ml의 THF 용액을 0℃로 냉각시키고, 질소대기하에서 40ml의 THF에 용해된 디메틸 부타노메틸포스포네이트(4.1g, 21mmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 상온으로 서서히 상승시키고, 한 시간동안방치한 후, 벤즈알데히드(3.34g, 3.5mmol)를 첨가하고 30분동안 교반한 뒤, 반응혼합물에 물을 가하여 반응을 종결하였다. 이어, 에테르를 이용하여 유기층을 추출하고 건조시킨 다음, 얻어지는 잔사를 정제하여 1-페닐-1-헥센-3-온(3.4g, 93%)을 수득하였다.

¹H NMR(CDCl₃, 330MHz): δ7.79-7.39 (m, 6H), 6.76 (d, 1H,J= 16.3 Hz),

2.67 (t, 2H,J= 7.4 Hz),

1.68 (qt, 2H,J= 7.6, 7.4 Hz),

0.99 (t, 3H,J= 7.6 Hz).

30ml의 에틸알콜에 용해시킨 1-페닐-1-헥센-3-온(560mg, 3.21mmol)에 10% Pd/C를 가하고 3시간동안 교반한 후, 금속촉매를 여과하여 제거하고, 여과액을 농축하여 얻어지는 잔사를 표제화합물(560mg, 92%)을 수득하였다.

¹H NMR(CDCl₃, 330MHz): δ7.31-7.17 (m, 5H), 2.91 (t, 2H,J= 7.4Hz),

2.73 (t, 2H,J= 7.5Hz),

2.37 (t, 2H,J= 7.1Hz),

1.60 (qt, 2H,J= 7.4, 7.1Hz),

0.90 (t, 3H,J= 7.4Hz).

실시예 1-3: 2-펜에틸-2-프로필-[1,3]디옥산-4,6-디온의 수득

6ml의 초산무수물에 용해시킨 1-페닐-1-헥산-3-온(500mg, 2.87mmol)과 말론 산(5.4g, 51.7mmol)에 4Å의 분자체 670mg와 0.1ml의 황산을 첨가하고, 상온에서 2시간동안 교반하였다. 이어, 과량의 초산 무수물을 제거하고 얻어진 잔사를 얼음물에 분산시킨 후, 에테르로 유기층을 추출하고, 건조 및 농축하여 얻어진 잔사를 정제하여 표제화합물(243mg, 32%)을 수득하였다.

¹H NMR(CDCl₃, 300MHz): δ7.32-7.18 (m, 5H), 3.63 (s, 2H),

2.89-2.77 (m, 2H), 2.27-2.21 (m, 2H),

1.99-1.94 (m, 2H), 1.58-1.52 (m, 2H),

1.00 (t, 3H,J= 7.4 Hz);

IR(KBr): 2964, 1748 cm^-1

실시예 1-4: 6-히드록시-5-[1-(3-니트로페닐)프로필]-2-펜에틸-2-프로필-[1,3]디옥신-4-온의 수득

알곤가스하에, -78℃에서 10ml의 THF 용액에 알루미늄 클로라이드(247mg, 1.865mmol)를 첨가하고, 상온으로 상승시킨다. 이 용액을 10ml의 THF용매에 2-펜에틸-2-프로필-[1,3]디옥산-4,6-디온(243mg, 0.926mmol)과 메타-니트로벤즈알데히드(168mg, 1.11mmol)를 용해시킨 용액에 첨가하고, 상온에서 1.5시간동안 교반하였다. 이어, 1.12g의 탄산나트륨 수화물을 첨가하여 반응을 종결하고, 셀라이트(celite)와 황산마그네슘을 첨가한 다음, 10분 동안 교반하였다. 반응혼합물을 여과하고, 에테르로 세척한 후, 여과액을 감압농축하고, 다시 0 ℃에서 10ml의 THF에 용해시켰다. 이어, Cu(I)Br-Me₂S(63mg, 0.307mmol)과 트리에틸 알루미늄(140ml, 1,0M 헥산용액)을 첨가하여 20분간 교반하고, 물과 6N 염산을 첨가하여 반응을 종결시켰다. 그런 다음, 에테르로 추출된 유기층을 건조 및 농축시켜 얻어진 잔사를 정제하여 표제화합물(185mg, 47%)을 수득하였다.

¹H NMR(CDOD₃, 300MHz): δ8.10 (s, 1H), 8.03 (m, 1H),

7.62 (d, 1H,J= 7.6 Hz), 7.43 (m, 1H),

7.16-6.97 (m, 4H), 6.91-6.89 (d, 1H,J=6.9 Hz),

3.69 (m, 1H), 2.60 (m, 1H), 2.21-1.91 (m, 4H),

1.88-1.80 (m, 2H), 1.50-0.95 (m, 3H),

0.86-0.62 (m, 6H);

IR(KBr) 3226, 2966, 1740, 1458, 1286, 1172, 700 cm^-1

실시예 1-5: 6-히드록시-5-[1-(3-아미노페닐)프로필]-2-펜에틸-2-프로필-[1,3]디옥신-4-온의 수득

6-히드록시-5-[1-(3-니트로페닐)프로필]-2-펜에틸-2-프로필-[1,3]디옥신-4-온(125mg, 0.294mmol)을 10ml의 메탄올에 용해시키고, 10% Pd/C 75mg을 첨가하여, 수소대기하에서 40분간 교반하였다. 반응혼합물을 여과하고, 여과액을 농축하여 얻어진 잔사를 정제하여 표제화합물(115mg, 99%)을 수득하였다.

¹H NMR(CDOD₃, 300MHz): δ7.41-7.00 (m, 7H), 6.99-6.55 (m, 2H),

3.64 (m, 1H), 2.69 (m, 1H), 2.23-1.85 (m, 6H),

1.80-1.05 (m, 3H), 0.98-0.0.65 (m, 6H)

실시예 1-6:N-{3-[1-(6-히드록시-4-옥소-2-펜에틸-2-프로필-4H-[1,3]디옥신-5-일)프로필]페닐}-2-(5-트리플루오로메틸피리딘)설폰아미드(10d)의 제조

6-히드록시-5-[1-(3-아미노페닐)프로필]-2-펜에틸-2-프로필-[1,3]디옥신-4-온(15mg, 0.038mmol)과 피리딘(3.61mg, 0.046mmol)을 1ml의 디클로메탄에 용해시킨 다음, 4-트리플루오로메틸피리딘 설포닐 클로라이드(11.2mg, 0.046mmol)를 첨가하고 상온에서 1.2시간 교반하며 반응시켰다. 이어, 반응물을 농축하여 얻어진 잔사를 정제하여 표제화합물(16mg, 70%)을 제조하였다.

¹H NMR(CDOD₃, 300MHz): δ8.95-8.82(m, 1H), 8.28-8.12(m, 1H),

8.07-7.97(m, 1H), 7.15-6.80(m, 9H),

3.21(m, 1H), 2.52(m, 1H), 2.10-1.90(m, 3H),

1.80-1.68(m, 2H), 1.45-1.41(m, 2H),

1.00-0.90(m,1H), 0.83-0.45(m, 7H)

IR(KBr) 3256, 2968, 1742, 1176, 700 cm^-1

실시예 2:N-{3-[1-(6-히드록시-4-옥소-2-펜에틸-2-프로필-4H-[1,3]디옥신-5-일)프로필]페닐}-(4-시아노페닐)설폰아미드(10a)의 제조

상기 실시예 1과 유사한 방법을 사용하여, 표제화합물을 제조하였다(수율 = 52%).

¹H NMR(CDOD₃, 300MHz): δ7.85-7.65(m, 3H), 7.63(d, 1H,J= 8.6 Hz),

7.16-6.78(m, 9H), 3.21(m, 1H), 2.73(M, 1H),

2.10-1.98(m, 3H), 1.83-1.74(m, 2H),

1.49-1.20(m, 2H), 1.04(m, 1H), 0.86-0.45(m, 7H)

IR(KBr) 3266, 2966, 1738, 1284, 700 cm^-1

실시예 3:N-{3-[1-(6-히드록시-4-옥소-2-펜에틸-2-프로필-4H-[1,3]디옥신-5-일)프로필]페닐}-피리딘설폰아미드(10b)의 제조

상기 실시예 1과 유사한 방법을 사용하여, 표제화합물을 제조하였다(수율 = 37%).

¹H NMR(CDOD₃, 300MHz): δ8.59-8.48(m, 1H), 7.89-7.78(m, 2H),

7.47-7.16(m, 1H), 7.15-6.77(m, 9H),

3.38(m, 1H), 2.55(m, 1H), 2.10-1.87(m, 4H),

1.74(m, 1H), 1.46(m, 1H), 1.30(m, 1H),

0.94(m, 1H), 0.85-0.45(m, 7H)

IR(KBr) 3460, 2966, 1742, 1178, 700 cm^-1

실시예 4:N-{3-[1-(6-히드록시-4-옥소-2-펜에틸-2-프로필-4H-[1,3]디옥신-5-일)프로필]페닐}-2-(5-시아노피리딘)설폰아미드(10c)의 제조

상기 실시예 1과 유사한 방법을 사용하여, 표제화합물을 제조하였다(수율 = 50%).

¹H NMR(CDOD₃, 300MHz): δ8.96-0.74(m, 1H), 8.31-8.12(m, 1H),

8.03-7.90(m, 1H), 7.15-6.90(m, 9H),

3.38(m, 1H), 2.55(m, 1H), 2.06-1.97(m, 3H),

1.82-1.71(m, 2H), 1.47(m, 1H), 1.31(m, 1H),

0.97(m, 1H), 0.85-0.49(m, 7H)

IR(KBr) 3440, 1640, 700 cm^-1

실시예 5:N-{3-[1-(6-히드록시-4-옥소-2-펜에틸-2-프로필-4H-[1,3]디옥신-5-일)프로필]페닐}-2-(5-니트로피리딘)설폰아미드(10e)의 제조

상기 실시예 1과 유사한 방법을 사용하여, 표제화합물을 제조하였다(수율 = 51%).

¹H NMR(CDOD₃, 300MHz): δ9.42-9.22(m, 1H), 8.70-8.50(m, 1H),

8.11-7.96(m, 1H), 7.18-6.80(m, 9H),

3.37(m, 1H), 2.47(m, 1H), 2.07-1.90(m, 3H),

1.79-1.97(m, 2H), 1.47(m, 1H), 1.26(m, 1H),

1.8(m, 1H), 0.97-0.50(m, 7H)

IR(KBr) 3428, 2966, 1742, 1180, 700 cm^-1

실시예 6:N-{3-[1-(6-히드록시-4-옥소-2-펜에틸-2-프로필-4H-[1,3]디옥신-5-일)프로필]페닐}-2-(5-아미노피리딘)설폰아미드(10f)의 제조

상기 실시예 1과 유사한 방법을 사용하여, 표제화합물을 제조하였다(수율 = 94%).

¹H NMR(CDOD₃, 300MHz): δ7.87-7.76(m, 1H), 7.61-7.45(m, 1H),

7.15-6.73(m, 10H), 3.38(m, 1H), 2.55(m, 1H),

2.17-1.65(m, 5H), 1.30- 1.15(m, 3H),

0.85-0.46(m, 7H)

실시예 7:N-{3-[1-(6-히드록시-4-옥소-2-펜에틸-2-프로필-4H-[1,3]디옥신-5-일)프로필]페닐}-4-(1-메틸이미다졸)설폰아미드(10g)의 제조

상기 실시예 1과 유사한 방법을 사용하여, 표제화합물을 제조하였다(수율 = 30%).

¹H NMR(CDOD₃, 300MHz): δ7.51-6.80(m, 11H), 3.52(1H, m), 3.33(s, 3H),

2.65(m, 1H), 2.20-1.53(m, 8H), 1.41-0.84(m, 7H)

IR(KBr) 3400, 1734, 1274, 700 cm^-1

실시예 8: HIV-1 프로테아제 억제 효과

먼저, 실시예 1 내지 7에서 제조한 화합물들을 실험완충용액(50mM 아세트산 나트륨, 200mM NaCl, 5mM DTT 및 10% 글리세롤, pH 5.2)에 동일한 농도로 용해시켰다. 전기 화합물용액 9㎕, 100% DMSO에 1mg/ml 농도로 용해시킨 기질(Abz-Thr-Ile-p-nitro-Phe-Gln-Arg-NH₂(Bachem Bioscience)) 6.5㎕, 실험완충용액 72.5㎕ 및 HIV-1 프로테아제 2㎕을 혼합하고, 상온에서 1시간 동안 프로테아제에 의한 기질의 분해반응을 수행하였다. 이어, 기질분해 정도에 따른 460nm의 최고 방출파장 형광도를 형광미세판 측정기(Fluoroskan, Labsystems)를 사용하여 측정하였다. 실험결과, 프로테아제의 활성을 50% 저해하는 농도를 IC₅₀로 표시하며, 이 값이 낮을수록 항프로테아제 효과가 우수하다고 할 수 있다.

실시예 9: 세포독성 및 항바이러스성 측정

MT-4 세포를 원심분리한 후 상등액을 제거하고 세포침전물에 100 CCID₅₀(50% 세포증식 억제 투여량)의 양으로 바이러스(HIV-1 strain III_B)를 접종한 다음(대조구는 바이러스 첨가 없이 그대로), 10% RPMI 1640를 첨가하여 2x10⁵cells/ml가 되도록 희석하였다. 한편, 100% DMSO에 20mg/ml의 농도로 대조구인 AZT(azidothymidine) 및 실시예 1 내지 7에서 제조한 화합물을 용해시키고, RPMI 1640과 10% FBS를 포함하는 배양액으로 2배 희석하여, 96-웰 플레이트에 웰당 100㎕씩 분주한 다음, 전기 세포희석액을 웰 당 100㎕씩 분주하고, 37℃ 이산화탄소 배양기에서 5일동안 배양하였다. 배양 후, MTT검색법으로 시료의 독성 및 약효를 평가하였다. 즉, 바이러스가 접종되지 않은 각 실험군에서 생존한 세포수를 대조구와 비교하여 50%의 세포를 죽도록 한 약물의 농도를 CC₅₀(50% cytptoxic concentration)로 결정하여 약물의 독성을 측정하고, 바이러스에 감염된 세포의 50%를 살아 남도록 한 약물의 농도를 EC₅₀(50% effective concentration)로 결정하여 항바이러스 효과를 측정하였다.

세포독성(%)= [1-(A_T)_mock]/[(Ac)_mock] ×100

항바이러스 효과(%)= [(A_T)_HIV-(A_C)_HIV]/[(Ac)mock-(A_C)_HIV] ×100

상기 식에서,

(A_C)_mock는 바이러스도 약물도 첨가되지 않은 웰의 흡광도이고;

(A_T)_mock는 약물이 첨가된 웰의 흡광도이며;

(A_T)_HIV는 바이러스와 약물이 첨가된 웰의 흡광도이고; 및,

(A_C)_HIV는 바이러스만 첨가된 웰의 흡광도이다.

실험결과, 각 농도에서의 생존률이 높을수록 시료자체의 독성은 적으면서 항바이러스 약효는 크다고 판단할 수 있다. 세포독성에 있어서, 약물이 독성을 전혀 나타내지 않을 때는 100%의 생존률을 나타낼 것이고, 독성이 강하여 모든 세포를 죽일 경우에는 0%의 생존률을 나타낼 것이다. 세포의 50%를 죽이는 약물의 농도를 CC₅₀로 표시하는데, 이 값이 높을수록 독성이 적음을 의미한다. 시료가 최대의 항바이러스 효과를 나타낼 수 있는 약물의 농도를 EC₅₀로 계산하는데, 이 값이 낮을수록 항바이러스 약효가 우수하다고 할 수 있다. 또한, CC₅₀와 EC₅₀의 비율을 선택성(SI)이라고 하는데, 이 값이 높을수록 좋다.

실시예 1 내지 7에서 제조된 화합물들의 HIV-1 프로테아제 억제효과, 항바이러스 활성, 세포독성 및 이에 대한 선택성(SI)의 결과를 표 1에 나타내었다. 대조물질로는 티프라나비르(tipranavir, PNU-140690)(화합물 2)를 알려진 방법으로 합성하여 사용하였다.

본 발명의 화합물들의 HIV-1 프로테아제 억제효과와 항바이러스 효과

화합물	IC₅₀(μM)	EC₅₀(μM)	CC₅₀(μM)	SI(CC₅₀/EC₅₀)
10a	0.015	66.53	66.53	<1
10b	0.013	86.71	178	2.05
10c	0.003	11.37	76.96	6.77
10d	0.010	0.96	63.01	65.69
10e	0.065	14.79	14.79	<1
10f	0.013	69.97	69.97	<1
10g	0.001	83.57	83.57	<1
화합물 2	0.050	0.70	18.60	26.57

상기 표 1에서 보듯이, 실시예 1 내지 7에서 제조된 본 발명의 6-히드록시-1, 3-디옥신-4-온 고리를 가진 화합물들의 HIV-1 프로테아제 효소에 대한 억제효과(IC₅₀= 0.001 내지 0.065uM)는 전반적으로 본 발명의 화합물들이 대조물질인 화합물2(IC₅₀= 0.050uM)보다 우수함을 알 수 있다. MT-4 세포를 이용한 항바이러스 활성효과(EC₅₀)는 대조물질보다 낮았으나, 화합물 10d(EC₅₀= 0.96 uM)의 경우 동등한 활성효과를 나타냄을 알 수 있었다. 세포독성의 경우, 본 발명의 화합물들은 화합물 10e를 제외하고, 대조물질인 화합물 2(CC₅₀= 18.60uM)보다 현저히 낮은 세포독성(CC₅₀= 66.01 내지 178uM)을 보여 안전한 약물임을 알 수 있었다. 특히, 약물의 치료효과를 나타내는 CC₅₀와 EC₅₀의 비율에 의한 선택성(SI)은 화합물 10d(SI =65.69)가 대조물질(SI =26.57)보다 2배 이상의 우수한 효과를 나타냄을 알 수 있었다.

이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명은 인간면역결핍 바이러스(HIV)에 필수적 효소인 프로테아제를 억제하는 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 비펩티드성 화합물 및 그의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 비펩티드성 화합물은 HIV 프로테아제의 억제와 항바이러스 활성이 우수하고, 세포독성이 현저하게 낮아서 AIDS 또는 HIV 감염의 치료 또는 예방을 위한 치료제의 개발에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이여, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항등과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

하기 일반식(Ⅰ)로 표시되는 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 화합물, 그의 이성질체 및 이들의 약학적으로 허용되는 염:

상기 식에서,

R₁은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기 또

는 t-부틸기이고;

R₂는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기,

t-부틸기, 벤젠기, 4-아미노페닐기, 4-시아노페닐기, 4-니트로

기, 페닐기, 펜에틸기, 2-(4-피리딜)에틸기, 4-시아노벤젠설폰

아미도기, 4-아미노벤젠설폰아미도기, 4-니트로벤젠설폰아미도

기, 4-플루오로메틸벤젠설폰아미도기, 5-시아노피리딘설폰아미

도기, 5-아미노피리딘설폰아미도기, 5-니트로피리딘아미도기 또

는 5-플루오로메틸피리딘설폰아미도기이며;

R₃는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 시클로프로필기, 부틸

기, 이소부틸기, 시클로부틸기 또는 t-부틸기이고; 및,

R₄는 페닐기, 4-아미노페닐기, 4-시아노페닐기, 4-니트로페닐기, 2-피

리딘기, 5-시아노피리딘기, 5-아미노피리딘기, 5-니트로피리딘

기, 5-트리플루오로메틸피리딘기 또는 1-메틸-4-이미다졸기

이다.
제 1항에 있어서,

일반식(Ⅰ)로 표시되는 화합물의 약학적으로 허용되는 염은 아세테이

트, 아디페이트, 아스파테이트, 벤조에이트, 벤젠설포네이트, 설페이

트, 시트레이트, 캄포레이트, 캄포설퍼네이트, 디포스페이트, 에탄설

포네이트, 푸마레이트, 글루타메이트, 말레이트, 락테이트, 메탄설포

네이트, 니트레이트, 석시네이트, 타르트레이트, 피크레이트 또는 토

실레이트인 것을 특징으로 하는

6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 화합물, 그의 이성질체 및 이들의 약학적으로 허용되는 염.
제 1항에 있어서

인간의 면역결핍바이러스의 프로테아제의 활성을 저해하는 것을

특징으로 하는

6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 화합물, 그의 이성질체 및 이들의 약학적으로 허용되는 염.
N-{3-[1-(6-히드록시-4-옥소-2-펜에틸-2-프로필-4H-[1,3]디옥신-5-일)프로필]페닐}-(4-시아노페닐)설폰아미드, 그의 이성질체 및 이들의 약학적으로 허용되는 염.
N-{3-[1-(6-히드록시-4-옥소-2-펜에틸-2-프로필-4H-[1,3]디옥신-5-일)프로필]페닐}-피리딘설폰아미드, 그의 이성질체 및 이들의 약학적으로 허용되는 염.
N-{3-[1-(6-히드록시-4-옥소-2-펜에틸-2-프로필-4H-[1,3]디옥신-5-일)프로필]페닐}-2-(5-시아노피리딘)설폰아미드, 그의 이성질체 및 이들의 약학적으로 허용되는 염.
N-{3-[1-(6-히드록시-4-옥소-2-펜에틸-2-프로필-4H-[1,3]디옥신-5-일)프로필]페닐}-2-(5-트리플루오로메틸피리딘)설폰아미드, 그의 이성질체 및 이들의 약학적으로 허용되는 염.
N-{3-[1-(6-히드록시-4-옥소-2-펜에틸-2-프로필-4H-[1,3]디옥신-5-일)프로필]페닐}-2-(5-니트로피리딘)설폰아미드, 그의 이성질체 및 이들의 약학적으로 허용되는 염.
N-{3-[1-(6-히드록시-4-옥소-2-펜에틸-2-프로필-4H-[1,3]디옥신-5-일)프로필]페닐}-2-(5-아미노피리딘)설폰아미드, 그의 이성질체 및 이들의 약학적으로 허용되는 염.
N-{3-[1-(6-히드록시-4-옥소-2-펜에틸-2-프로필-4H-[1,3]디옥신-5-일)프로필]페닐}-4-(1-메틸이미다졸)설폰아미드, 그의 이성질체 및 이들의 약학적으로 허용되는 염.
(ⅰ) 알킬부틸레이트(Ⅱ)와 알킬 디알킬포스포네이트(Ⅲ)를 질소 및 부틸 리튬의 존재하에 반응시켜서 β-케토포스포네이트(Ⅳ)를 수득하는 공정;

(ⅱ) β-케토포스포네이트(Ⅳ)와 NaH를 반응시키고, 다시 알데히드를 첨가하여 반응시킨 후, 수소와 촉매의 존재하에 환원시켜서 케톤(Ⅴ)을 수득하는 공정;

(ⅲ) 케톤(Ⅴ)을 황산, 초산 및 말론산의 존재하에 고리화 반응시켜서, 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온(Ⅵ)을 수득하는 공정;

(ⅳ) 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온(Ⅵ)을 알곤과 촉매의 존재하에 메타-니트로벤즈 알데히드와 알돌 축합반응시키고, 브로모 구리-디알킬 설파이드의 존재하에 반응용매에서 트리에틸 알루미늄과 반응시켜 니트로 화합물(Ⅶ)을 수득하는 공정;

(ⅴ) 니트로 화합물(Ⅶ)을 수소와 촉매의 존재하에 환원시켜, 아민 화합물(Ⅷ)을 수득하는 공정; 및,

(ⅵ) 아민 화합물(Ⅷ)을 피리딘 염기의 존재하에 알릴설폰 클로라이드와 반응시켜서, 일반식 (Ⅰ)의 화합물을 제조하는 공정을 포함하는 6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 화합물의 제조방법:

상기 식에서,

R₁, R₂, R₃및 R₄는 이미 정의한 바와 동일하다.
제 11항에 있어서,

(ⅱ)공정의 촉매는 Pd/C이고, 첨가량은 반응물의 5 내지 15%(w/w)인

것을 특징으로 하는

6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 화합물의 제조방법.
제 11항에 있어서,

(ⅱ)공정의 환원반응은 메틸알콜, 에틸알콜, 프로필알콜, 부틸알콜

또는 펜틸알콜의 용매하에서 진행되는 것을 특징으로 하는

6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 화합물의 제조방법.
제 11항에 있어서,

(ⅳ)공정의 촉매는 알루미늄 클로라이드인 것을 특징으로 하는

6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 화합물의 제조방법.
제 11항에 있어서,

(ⅴ)공정의 촉매는 Pd/C이고, 첨가량은 반응물의 5 내지 15%(w/w)인

것을 특징으로 하는

6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 화합물의 제조방법.
제 11항에 있어서,

(ⅴ)공정의 환원반응은 메틸알콜, 에틸알콜, 프로필알콜, 부틸알콜

또는 펜틸알콜의 용매하에서 진행되는 것을 특징으로 하는

6-히드록시-1,3-디옥신-4-온 고리를 가진 화합물의 제조방법.