KR20200081317A - 카르복시산이 도입된 psma-표적 화합물 및 그의 용도 - Google Patents

카르복시산이 도입된 psma-표적 화합물 및 그의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전립선암 진단을 위한 18F-표지된 화합물 및 그의 용도에 관한 것으로, 본 발명의 카르복실산이 도입된 화합물들은 PSMA 단백질 결합부위에 있는 아르기닌(arginine) 잔기와의 강한 이온쌍 결합(Salt Bridge Interaction)을 형성하여 결합친화력이 높고, 카르복실산의 친수성 성질로 생체 내 빠른 배경방사능 제거 효과와 낮은 비특이적 결합을 갖는 특징이 있다.

Description

카르복시산이 도입된 PSMA-표적 화합물 및 그의 용도{Carboxylic acid-having compounds for PSMA-targeting and use thereof}
본 발명은 전립선암 진단을 위한 18F-표지된 화합물 및 그의 용도에 관한 것이다.
전립선암은 미국 내에서 남성 암 사망률 1위이며, 국내에서는 5위, 세계적으로 2위에 해당되는 질환이다. 전립선암은 일반적으로 50세 이상 남성에게서 발병하나 나이가 들수록 급격하게 환자 수가 증가하는 특징이 있다. 보통은 서서히 진행하지만, 악성으로 발전하여 전이가 일어나면 치료가 극히 어려운 질환으로, 전이는 주로 전립선암 주위의 림프절, 골반뼈, 척추뼈와 방광으로 시작하여 점차 전신에 퍼지게 된다.
현재 진단에 사용중인 방법으로는 일차적으로 전립선 특이항원 검사법(PSA test)과 직장수지검사가 있고, 경직장초음파, CT, MRI, WBBS(Whole body bone scan)와 같은 영상 진료법이 있으며, 조직검사도 시행되고 있다.
하지만, 대부분의 경우, 진단 정확도가 낮으며 질병 초기 진단과 재발 및 전이 여부를 파악하기 어렵다. 이뿐만 아니라, 전립선비대증 및 전립선염과 같은 양성 질환과의 구분이 어려운 단점이 있다.
양전자방출 단층촬영술(Positron Emission Tomography, PET)은 질병에 특이적인 대사현상이나 단백질을 표적하는 분자탐침(Molecular probes)을 이용한 인체 영상법으로 짧은 반감기의 방사성동위원소를 사용함으로써 질병 초기의 생화학적 변화를 관찰하여 질병의 조기진단, 치료평가, 전이/재발 여부를 확인할 수 있는 장점이 있다.
전립선특이 세포막항체(Prostate-Specific Membrane Antigen, PSMA)는 전립선암 세포에 특이적으로 과다발현하는 특징이 있는 세포막 단백질로서, 글루타민산-유레아-리신 (glutamic acid-Urea-lysine, GUL) 구조의 화합물이 선택적으로 잘 결합한다고 알려져 있다. 현재까지 GUL을 기본 구조로 하는 화합물에 방사성동위원소를 표지시킨 다양한 방사성추적자가 전립선암 특이적 진단의약품으로 연구되고 있다.
그 중에 18F-DCFPyL은 18F 동위원소가 표지된 GUL 화합물로서, 현재까지 보고된 전립선암 진단용 PET 트레이서 중에 가장 우수한 것 중 하나로 평가되고 있다 (특허문헌 1). 18F-DCFPyL은 이전에 개발된 화합물(18F-DCFBzL)에 비해 상대적으로 친지질성이 낮아 생체 내에서 비특이적 결합이 적고, 신장을 통해 제거되는 성질이 우수하다. 18F-DCFPyL이나 18F-DCFBzL 화합물은 각각 피리딘과 벤젠기를 갖고 있으며 이 아릴기들이 PSMA 단백질 결합부위에 있는 아르기닌(arginine) 잔기와의 아릴-양이온 상호작용함으로써 아릴기가 없는 화합물에 비해 결합력이 높은 특징을 갖는다. 하지만, 이러한 아릴기는 생체 내에서 비특이적 결합을 유도하여 침샘 (salivary gland), 눈물샘 (lacrimal gland) 등의 정상조직에 강한 섭취를 보이는 경향이 있다.
이후 보고된 18F-YC88이라는 화합물은 아릴기가 없는 화합물로 18F-DCFPyL 화합물에 비해 배경방사능이 빠르게 제거되어 보다 선명한 영상을 주는 반면, 18F-DCFPyL에 비해 PSMA 단백질에 대한 결합력이 10배 가량 감소하여 시간이 지남에 따라 전립선암 섭취량이 크게 떨어지는 단점이 있다 (특허문헌 2).
본 발명자들은 기존 화합물의 아릴기 위치에 카르복실산이 도입된 화합물들이 PSMA 단백질과의 결합력이 우수할 뿐만 아니라, 카르복실산의 친수성으로 생체 내에서 우수한 약동학적 성질을 보이는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
미국 등록특허 US 8,778,305 B2 국제 공개특허 WO 2017/027870 A1
본 발명의 일 측면에서의 목적은 PSMA 단백질과의 결합력이 우수하며, 생체 내에서 우수한 약동학적 성질을 보이는 신규 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 측면에서의 목적은 상기 화합물을 유효성분으로 함유하는 전립선암 진단용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 측면에서의 목적은 상기 화합물을 유효성분으로 함유하는 전립선암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 측면에서의 목적은 상기 화합물을 대상(subject)에게 유효량만큼 투여하여 전립선암을 진단하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 측면에서의 목적은 상기 화합물을 대상(subject)에게 유효량만큼 투여하여 전립선암을 치료하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 측면에서의 목적은 전립선암 치료용 약제(medicament)의 제조를 위한 상기 화합물의 용도를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명의 일 측면은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 입체 이성질체, 이의 수화물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
L1은 -(CH2)a-이고, 여기서 a는 2 내지 4의 정수이고;
U는 결합(bond), 또는 -C(=O)-이고;
V는 결합, -NH-, 또는 -C(=O)-이고;
W는 CH, 또는 N이고;
L2는 결합, 또는 -(CH2)b-이고, 여기서 b는 1 내지 3의 정수이고;
X는 결합, -CH2CH2O-, 또는 -C(=O)-이고;
Y는 결합, N, 또는 CH이고;
L3은 -(CH2)c-이고, 여기서 c는 2 내지 4의 정수이고;
L4는 -(CH2)d-이고, 여기서 d는 2 내지 4의 정수이고;
R은 수소, 할로겐, 또는 CH3이고;
Z는 -(CH2)e-, 또는 -NH-C(=O)-(CH2)e-이고, 여기서 e는 1 내지 3의 정수이고;
Tz는
Figure pat00002
, 또는
Figure pat00003
이고;
L5는 -(CH2)f-, -(CH2CH2O)g(CH2)h-, 또는 -(CH2O)i(CH2CH2O)j(CH2)k-이고, 여기서 f, g, h, i, j 및 k는 독립적으로 1 내지 5의 정수이고;
m 및 n은 독립적으로 0 또는 1의 정수이되,
m이 0의 정수이면,
Figure pat00004
는 -H, 또는 부재이고,
n이 0의 정수이면,
Figure pat00005
는 -H, 또는 부재이고; 및
F는 18F이다.
본 발명의 다른 일 측면은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물, 이의 입체 이성질체, 이의 수화물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 제공한다.
[화학식 2]
Figure pat00006
상기 화학식 2에서,
L1은 -(CH2)a-이고, 여기서 a는 2 내지 4의 정수이고;
U는 결합(bond), 또는 -C(=O)-이고;
V는 결합, -NH-, 또는 -C(=O)-이고;
W는 CH, 또는 N이고;
L2는 결합, 또는 -(CH2)b-이고, 여기서 b는 1 내지 3의 정수이고;
X는 결합, -CH2CH2O-, 또는 -C(=O)-이고;
Y는 결합, N, 또는 CH이고;
L3은 -(CH2)c-이고, 여기서 c는 2 내지 4의 정수이고;
L4는 -(CH2)d-이고, 여기서 d는 2 내지 4의 정수이고;
R은 수소, 할로겐, 또는 CH3이고;
Z는 -(CH2)e-, 또는 -NH-C(=O)-(CH2)e-이고, 여기서 e는 1 내지 3의 정수이고;
T는 -C≡CH, 또는 -N3이고; 및
n은 0 또는 1의 정수이되,
n이 0의 정수이면,
Figure pat00007
는 -H, 또는 부재이다.
본 발명의 또 다른 일 측면은 상기 화합물, 이의 입체 이성질체, 이의 수화물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 함유하는 전립선암 진단용 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 일 측면은 상기 화합물, 이의 입체 이성질체, 이의 수화물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 함유하는 전립선암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 일 측면은 상기 화합물을 대상(subject)에게 유효량만큼 투여하여 전립선암을 진단하는 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 측면은 상기 화합물을 대상(subject)에게 유효량만큼 투여하여 전립선암을 치료하는 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 일 측면은 전립선암 치료용 약제(medicament)의 제조를 위한 상기 화합물의 용도를 제공한다.
본 발명의 카르복실산이 도입된 화합물들은 PSMA 단백질 결합부위에 있는 아르기닌(arginine) 잔기와의 강한 이온쌍 결합(Salt Bridge Interaction)을 형성하여 결합친화력이 높고, 카르복실산의 친수성 성질로 생체 내 빠른 배경방사능 제거 효과와 낮은 비특이적 결합을 갖는 특징이 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
한편, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 나아가, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명의 일 측면은,
하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 입체 이성질체, 이의 수화물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00008
상기 화학식 1에서,
L1은 -(CH2)a-이고, 여기서 a는 2 내지 4의 정수이고;
U는 결합(bond), 또는 -C(=O)-이고;
V는 결합, -NH-, 또는 -C(=O)-이고;
W는 CH, 또는 N이고;
L2는 결합, 또는 -(CH2)b-이고, 여기서 b는 1 내지 3의 정수이고;
X는 결합, -CH2CH2O-, 또는 -C(=O)-이고;
Y는 결합, N, 또는 CH이고;
L3은 -(CH2)c-이고, 여기서 c는 2 내지 4의 정수이고;
L4는 -(CH2)d-이고, 여기서 d는 2 내지 4의 정수이고;
R은 수소, 할로겐, 또는 CH3이고;
Z는 -(CH2)e-, 또는 -NH-C(=O)-(CH2)e-이고, 여기서 e는 1 내지 3의 정수이고;
Tz는
Figure pat00009
, 또는
Figure pat00010
이고;
L5는 -(CH2)f-, -(CH2CH2O)g(CH2)h-, 또는 -(CH2O)i(CH2CH2O)j(CH2)k-이고, 여기서 f, g, h, i, j 및 k는 독립적으로 1 내지 5의 정수이고;
m 및 n은 독립적으로 0 또는 1의 정수이되,
m이 0의 정수이면,
Figure pat00011
는 -H, 또는 부재이고,
n이 0의 정수이면,
Figure pat00012
는 -H, 또는 부재이고; 및
F는 18F이다.
상기 R이 할로겐일 경우, 상기 할로겐은 방사성 동위원소일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00013
상기 화학식 1-1에서,
L1, U, V, W, L2, X, Z, Tz, L5 및 F는 상기에서 정의한 바와 같고; 및
Y는 결합, NH, 또는 CH2이다.
본 발명의 다른 측면은,
하기 화학식 2로 표시되는 화합물, 이의 입체 이성질체, 이의 수화물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 제공한다.
[화학식 2]
Figure pat00014
상기 화학식 2에서,
L1은 -(CH2)a-이고, 여기서 a는 2 내지 4의 정수이고;
U는 결합(bond), 또는 -C(=O)-이고;
V는 결합, -NH-, 또는 -C(=O)-이고;
W는 CH, 또는 N이고;
L2는 결합, 또는 -(CH2)b-이고, 여기서 b는 1 내지 3의 정수이고;
X는 결합, -CH2CH2O-, 또는 -C(=O)-이고;
Y는 결합, N, 또는 CH이고;
L3은 -(CH2)c-이고, 여기서 c는 2 내지 4의 정수이고;
L4는 -(CH2)d-이고, 여기서 d는 2 내지 4의 정수이고;
R은 수소, 할로겐, 또는 CH3이고;
Z는 -(CH2)e-, 또는 -NH-C(=O)-(CH2)e-이고, 여기서 e는 1 내지 3의 정수이고;
T는 -C≡CH, 또는 -N3이고; 및
n은 0 또는 1의 정수이되,
n이 0의 정수이면,
Figure pat00015
는 -H, 또는 부재이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은,
하기 화학식 1e, 1f, 1g, 1h, 1i, 1j, 1k 및 1l로 이루어지는 화합물 군으로부터 선택되는 어느 하나의 화합물일 수 있다.
Figure pat00016
,
Figure pat00017
,
Figure pat00018
,
Figure pat00019
,
Figure pat00020
,
Figure pat00021
,
Figure pat00022
및
Figure pat00023
.
본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 약학적으로 허용가능한 염의 형태로 사용할 수 있으며, 염으로는 약학적으로 허용가능한 유리산(free acid)에 의해 형성된 산 부가염이 유용하다. 산 부가염은 염산, 질산, 인산, 황산, 브롬화수소산, 요드화수소산, 아질산, 아인산 등과 같은 무기산류, 지방족 모노 및 디카르복실레이트, 페닐-치환된 알카노에이트, 하이드록시 알카노에이트 및 알칸디오에이트, 방향족 산류, 지방족 및 방향족 설폰산류 등과 같은 무독성 유기산, 트리플루오로아세트산, 아세테이트, 안식향산, 구연산, 젖산, 말레인산, 글루콘산, 메탄설폰산, 4-톨루엔설폰산, 주석산, 푸마르산 등과 같은 유기산으로부터 얻는다. 이러한 약학적으로 무독한 염의 종류로는 설페이트, 피로설페이트, 바이설페이트, 설파이트, 바이설파이트, 니트레이트, 포스페이트, 모노하이드로겐 포스페이트, 디하이드로겐 포스페이트, 메타포스페이트, 피로포스페이트 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 플루오라이드, 아세테이트, 프로피오네이트, 데카노에이트, 카프릴레이트, 아크릴레이트, 포메이트, 이소부티레이트, 카프레이트, 헵타노에이트, 프로피올레이트, 옥살레이트, 말로네이트, 석시네이트, 수베레이트, 세바케이트, 푸마레이트, 말리에이트, 부틴-1,4-디오에이트, 헥산-1,6-디오에이트, 벤조에이트, 클로로벤조에이트, 메틸벤조에이트, 디니트로 벤조에이트, 하이드록시벤조에이트, 메톡시벤조에이트, 프탈레이트, 테레프탈레이트, 벤젠설포네이트, 톨루엔설포네이트, 클로로벤젠설포네이트, 크실렌설포네이트, 페닐아세테이트, 페닐프로피오네이트, 페닐부티레이트, 시트레이트, 락테이트, β-하이드록시부티레이트, 글리콜레이트, 말레이트, 타트레이트, 메탄설포네이트, 프로판설포네이트, 나프탈렌-1-설포네이트, 나프탈렌-2-설포네이트, 만델레이트 등을 포함한다.
본 발명에 따른 산 부가염은 통상의 방법으로 제조할 수 있으며, 예를 들면 화학식 I의 유도체를 메탄올, 에탄올, 아세톤, 메틸렌클로라이드, 아세토니트릴 등과 같은 유기용매에 녹이고 유기산 또는 무기산을 가하여 생성된 침전물을 여과, 건조시켜 제조하거나, 용매와 과량의 산을 감압 증류한 후 건조시켜 유기용매 하에서 결정화시켜서 제조할 수 있다.
또한, 염기를 사용하여 약학적으로 허용가능한 금속염을 만들 수 있다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염은 예를 들면 화합물을 과량의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물 용액 중에 용해하고, 비용해 화합물 염을 여과하고, 여액을 증발, 건조시켜 얻는다. 이때, 금속염으로는 나트륨, 칼륨 또는 칼슘염을 제조하는 것이 제약상 적합하다. 또한, 이에 대응하는 염은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염을 적당한 음염(예, 질산은)과 반응시켜 얻는다.
나아가, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이의 약학적으로 허용가능한 염뿐만 아니라, 이로부터 제조될 수 있는 용매화물, 광학 이성질체, 수화물 등을 모두 포함한다.
본 발명의 또 다른 일 측면은, 화합물, 이의 입체 이성질체, 이의 수화물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 함유하는 전립선암 진단용 조성물을 제공한다.
상기 화합물은 전립선암 세포에 과다 발현하는 전립선특이 세포막 항체(Prostate-Specific Membrane Antigen, PSMA)에 선택적으로 결합하여 전립선암을 진단한다.
본 발명의 다른 일 측면은, 상기 화합물, 이의 입체 이성질체, 이의 수화물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 함유하는 전립선암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 하는 약학적 조성물은 비경구 투여할 수 있으며, 비경구 투여는 피하주사, 정맥주사, 근육 내 주사 또는 흉부 내 주사를 주입하는 방법에 의한다.
이때, 비경구 투여용 제형으로 제제화하기 위하여 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 안정제 또는 완충제와 함께 물에 혼합하여 용액 또는 현탁액으로 제조하고, 이를 앰플 또는 바이알 단위 투여형으로 제조할 수 있다. 상기 조성물은 멸균되고/되거나 방부제, 안정화제, 수화제 또는 유화 촉진제, 삼투압 조절을 위한 염 및/또는 완충제 등의 보조제, 및 기타 치료적으로 유용한 물질을 함유할 수 있으며, 통상적인 방법인 혼합, 과립화 또는 코팅 방법에 따라 제제화할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면은 상기 화합물을 대상(subject)에게 유효량만큼 투여하여 전립선암을 진단하는 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 측면은 상기 화합물을 대상(subject)에게 유효량만큼 투여하여 전립선암을 치료하는 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 일 측면은 전립선암 치료용 약제(medicament)의 제조를 위한 상기 화합물의 용도를 제공한다.
본 발명의 카르복실산이 도입된 화합물들은 PSMA 단백질 결합부위에 있는 아르기닌 (arginine) 잔기와의 강한 이온쌍 결합(Salt Bridge Interaction)을 형성하여 결합친화력이 높고, 카르복실산의 친수성 성질로 생체 내 빠른 배경방사능 제거 효과와 낮은 비특이적 결합을 갖는 특징이 있으며, 이는 후술하는 실시예 및 실험예에 의해 직접적으로 뒷받침된다.
이하, 본 발명을 후술하는 실시예와 실험예를 통해 상세히 설명한다.
단, 후술하는 실시예와 실험예는 본 발명을 일부 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1> 화합물 3b, 3c의 제조
Figure pat00024
화합물 3b의 제조
화합물 3a (5.2 g, 10.7 mmol)를 디클로로메탄 (100 mL)에 녹이고, 0 ℃로 냉각한 다음, tert-부틸 브로모아세테이트 (1.9 mL, 12.8 mmol)를 천천히 가하였다. 0 ℃를 유지하며 트리에틸아민 (2.2 mL, 16.0 mmol)을 천천히 가하고 온도를 실온으로 서서히 올리면서 교반시켰다. 3시간 동안 교반한 뒤, 물 (50 mL)를 가한 다음 디클로로메탄 (50 mL, 2회)으로 유기화합물을 추출하였다. 모아진 유기층을 무수 황산나트륨으로 처리한 뒤 감압하에서 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (5% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 3b (3.36 g, 52%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 602 [M+H]+
화합물 3c의 제조
화합물 3a (150 mg, 0.31 mmol)를 에탄올 (2.0 mL)에 녹이고 tert-부틸 아크릴레이트 (0.05 mL, 0.034 mmol)을 천천히 가하였다. 12시간 동안 교반한 뒤, 감압하에서 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (4% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 3c (73 mg, 39%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 616 [M+H]+
< 실시예 2> 화합물 1a, 1b, 1c의 제조
Figure pat00025
화합물 1a의 제조
단계 1:
화합물 3a (300 mg, 0.62 mmol)를 디클로로메탄 (6.0 mL)에 녹이고, 0 ℃로 냉각한 다음, 아세틸 클로라이드 (0.05 mL, 0.68 mmol)을 천천히 넣어주었다. 0 ℃를 유지하며 트리에틸아민 (0.26 mL, 1.85 mmol)을 천천히 가하고 온도를 실온으로 서서히 올리면서 교반시켰다. 1시간 동안 교반한 뒤, 물 (50 mL)을 가한 다음 디클로로메탄 (30 mL, 2회)으로 유기화합물을 추출하였다. 모아진 유기층을 무수 황산나트륨으로 처리한 뒤 감압하에서 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (5% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 4a (265 mg, 81%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 552 [M+Na]+
단계 2:
상기 단계 1에서 얻은 화합물 4a (100 mg, 0.19 mmol)를 70% TFA/디클로로메탄 용액 (1.5 mL)에 녹이고 3시간 동안 상온에서 교반시켰다. 에틸 에테르에 반응용액을 서서히 떨어뜨려 침전을 생성시키고 에틸 에테르 (20 mL)를 추가로 넣어 주었다. 원심분리기를 이용하여 생성된 침전을 분리하여 얻고, 이를 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)로 정제한 다음 분리된 용액을 동결건조하여 흰색 고체인 화합물 1a (60 mg, 88%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 362 [M+H]+
화합물 1b의 제조
단계 1:
상기 실시예 1에서 얻은 화합물 3b (100 mg, 0.17 mmol)를 디클로로메탄 (30 mL)에 녹이고, 0 ℃로 냉각한 다음, 아세틸 클로라이드 (0.02 mL, 0.26 mmol)을 천천히 넣어주었다. 0 ℃를 유지하며 트리에틸아민 (0.07 mL, 0.51 mmol)을 천천히 가하고 온도를 실온으로 서서히 올리면서 교반시켰다. 1시간 동안 교반한 뒤, 물 (50 mL)를 가한 다음 디클로로메탄 (30 mL, 2회)으로 유기화합물을 추출하였다. 모아진 유기층을 무수 황산나트륨으로 처리한 뒤 감압하에서 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (4% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 4b (79 mg, 74%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 666 [M+Na]+
단계 2:
상기 단계 1에서 얻은 화합물 4b (59 mg, 0.09 mmol)을 70% TFA/디클로로메탄 용액 (1.0 mL)에 녹이고 3시간 동안 상온에서 교반시켰다. 에틸 에테르에 반응용액을 서서히 떨어뜨려 침전을 생성시키고 에틸 에테르 (20 mL)를 추가로 넣어 주었다. 원심분리기를 이용하여 생성된 침전을 분리하여 얻고, 이를 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)로 정제한 다음 분리된 용액을 동결건조하여 흰색 고체인 화합물 1b (20 mg, 52%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 442 [M+Na]+
화합물 1c의 제조
단계 1:
상기 실시예 1에서 얻은 화합물 3c (60 mg, 0.10 mmol)를 디클로로메탄 (1.2 mL)에 녹이고, 0 ℃로 냉각한 다음, 아세틸 클로라이드 (0.01 mL, 0.15 mmol)을 천천히 가하였다. 0 ℃를 유지하며 트리에틸아민 (0.04 mL, 0.30 mmol)을 천천히 가하고 온도를 실온으로 서서히 올리면서 교반시켰다. 1시간 동안 교반한 뒤, 물 (50 mL)를 가한 다음 디클로로메탄 (30 mL, 2회)으로 유기화합물을 추출하였다. 모아진 유기층을 무수 황산나트륨으로 처리한 뒤 감압하에서 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (4% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 4c (63 mg, 98%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 680 [M+Na]+
단계 2:
상기 단계 1에서 얻은 화합물 4c (50 mg, 0.08 mmol)을 70% TFA/디클로로메탄 용액 (1.0 mL)에 녹이고 4시간 동안 상온에서 교반시켰다. 에틸 에테르에 반응용액을 서서히 떨어뜨려 침전을 생성시키고 에틸 에테르 (20 mL)를 추가로 넣어 주었다. 원심분리기를 이용하여 생성된 침전을 분리하여 얻고, 이를 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)로 정제한 다음 분리된 용액을 동결건조하여 흰색 고체인 화합물 1c (24 mg, 73%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 434 [M+H]+
< 실시예 3> 화합물 1d, 1e의 제조
Figure pat00026
화합물 1d의 제조
단계 1:
6-(N-Fmoc-아미노)헥사노익 산 (72 mg, 0.25 mmol)을 디메틸포름아마이드 (1.0 mL)에 녹이고, HOBT (42 mg, 0.31 mmol) 와 TBTU (99 mg, 0.31 mmol)을 넣은 뒤 상온에서 교반하였다. 디이소프로필에틸아민 (0.11 mL, 0.62 mmol)을 반응 혼합물에 가한 후 디메틸포름아마이드 (1.0 mL)에 희석한 3a (100 mg, 0.21 mmol)를 천천히 넣어주었다. 1시간 동안 교반한 뒤, 염화암모늄 수용액 (50 mL)을 가한 다음 에틸아세테이트 (30 mL, 2회)로 유기화합물을 추출하였다. 모아진 유기층을 무수 황산나트륨으로 처리한 뒤 감압하에서 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (3% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 5a (147 mg, 87%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 845 [M+Na]+
단계 2:
상기 단계 1에서 얻은 화합물 5a (353 mg, 0.43 mmol)을 20% 피페리딘/디클로로메탄 용액 (5.0 mL)에 녹이고 2시간 동안 상온에서 교반시켰다. 물 (50 mL)를 가한 다음 디클로로메탄 (30 mL, 2회)으로 유기화합물을 추출하였다. 모아진 유기층을 무수 황산나트륨으로 처리한 뒤 감압하에서 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (NH 실리카겔, FUJI SILYSIA CHEMICAL LTD) (1% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 6a (260 mg, 99%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 601 [M+H]+
단계 3:
4-(p-톨릴)부타노익 산 (11 mg, 0.06 mmol)을 디클로로메탄 (5.0 mL)에 녹이고, HOBT (11 mg, 0.08 mmol) 와 TBTU (26 mg, 0.08 mmol)을 넣은 뒤 상온에서 교반하였다. 디이소프로필에틸아민 (0.03 mL, 0.15 mmol)을 반응 혼합물에 가한 후 디클로로메탄 (2.0mL)에 희석한 6a (30 mg, 0.05 mmol)를 천천히 넣어주었다. 1시간 동안 교반한 뒤, 물 (50 mL)을 가한 다음 디클로로메탄 (20 mL, 2회)으로 유기화합물을 추출하였다. 모아진 유기층을 무수 황산나트륨으로 처리한 뒤 감압하에서 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (5% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 7a (32 mg, 84%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 783 [M+Na]+
단계 4:
상기 단계 3에서 얻은 화합물 7a (32 mg, 0.042 mmol)를 70% TFA/디클로로메탄 용액 (0.5 mL)에 녹이고 4시간 동안 상온에서 교반시켰다. 에틸 에테르에 반응용액을 서서히 떨어뜨려 침전을 생성시키고 에틸 에테르 (20 mL)를 추가로 넣어 주었다. 원심분리기를 이용하여 생성된 침전을 분리하여 얻고, 이를 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)로 정제한 다음 분리된 용액을 동결건조하여 흰색 고체인 화합물 1d (5.4 mg, 22%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 593 [M+H]+
화합물 1e의 제조
단계 1:
6-(N-Fmoc-아미노)헥사노익 산 (212 mg, 0.60 mmol)을 디클로로메탄 (5.0 mL)에 녹이고, 0 ℃로 냉각한 다음 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드 (DCC, 113 mg, 0.55 mmol)을 넣은 뒤 3b (300 mg, 0.50 mmol)을 가하고 실온에서 1시간 동안 교반시켰다. 반응용액을 감압하에서 여과한뒤 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (2% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 5b (261 mg, 56%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 959 [M+Na]+
단계 2:
상기 단계 1에서 얻은 화합물 5b (123 mg, 0.13 mmol)를 20% 피페리딘/디클로로메탄 용액 (2.0 mL)에 녹이고 2시간 동안 상온에서 교반시켰다. 물 (50 mL)를 가한 다음 디클로로메탄 (20 mL, 2회)으로 유기화합물을 추출하였다. 모아진 유기층을 무수 황산나트륨으로 처리한 뒤 감압하에서 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (NH 실리카겔, FUJI SILYSIA CHEMICAL LTD) (1% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 6b (88 mg, 94%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 715 [M+H]+
단계 3:
4-(p-톨릴)부타노익 산 (4 mg, 0.02 mmol)를 디클로로메탄 (5.0 mL)에 녹이고, HOBT (4 mg, 0.03 mmol) 와 TBTU (10 mg, 0.03 mmol)을 넣은 뒤 상온에서 교반하였다. 디이소프로필에틸아민 (0.01 mL, 0.06 mmol)을 반응 혼합물에 가한 후 디클로로메탄 (2.0 mL)에 희석한 6b (15 mg, 0.02 mmol)를 천천히 넣어주었다. 1시간 동안 교반한 뒤, 물 (30 mL)을 가한 다음 디클로로메탄 (20 mL, 2회)로 유기화합물을 추출하였다. 모아진 유기층을 무수 황산나트륨으로 처리한 뒤 감압하에서 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (5% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 7b (15 mg, 82%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 897 [M+Na]+
단계 4:
상기 단계 3에서 얻은 화합물 7b (18 mg, 0.02 mmol)을 60% TFA/디클로로메탄 용액 (0.5 mL)에 녹이고 4시간 동안 상온에서 교반시켰다. 에틸 에테르에 반응용액을 서서히 떨어뜨려 침전을 생성시키고 에틸 에테르 (20 mL)를 추가로 넣어 주었다. 원심분리기를 이용하여 생성된 침전을 분리하여 얻고, 이를 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)로 정제한 다음 분리된 용액을 동결건조하여 흰색 고체인 화합물 1e (5.6 mg, 42%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 651 [M+H]+
< 실시예 4> 화합물 1f의 제조
Figure pat00027
단계 1:
4-펜티노익 산 (82 mg, 0.83 mmol)을 디클로로메탄 (10 mL)에 녹이고, 0 ℃로 냉각한 다음 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드 (DCC, 190 mg, 0.91 mmol)을 넣은 뒤 상기 실시예 1에서 얻은 화합물 3b (500 mg, 0.83 mmol)를 가하고 실온에서 1시간 동안 교반시켰다. 반응용액을 감압하에서 여과한뒤 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (30% 에틸아세테이트/n-헥산)로 분리하여 화합물 8 (290 mg, 52%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 682 [M+H]+
단계 2:
상기 단계 1에서 얻은 화합물 8 (100 mg, 0.15 mmol)을 70% TFA/디클로로메탄 용액 (2 mL)에 녹이고 3시간 동안 상온에서 교반시켰다. 에틸 에테르에 반응용액을 서서히 떨어뜨려 침전을 생성시키고 에틸 에테르 (20 mL)를 추가로 넣어 주었다. 원심분리기를 이용하여 생성된 침전을 분리하여 얻고, 이를 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)로 정제한 다음 분리된 용액을 동결건조하여 흰색 고체인 화합물 2a (37 mg, 55%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 458 [M+H]+, 456 [M-H]-
단계 3:
상기 단계 2에서 얻은 화합물 2a (13 mg, 0.028 mmol)와 F-CH2CH2(OCH2CH2)2-N3 (5 mg, 0.028 mmol)을 에탄올 (1.0 mL)에 녹인 뒤, 1 M CuSO4 수용액 (6 μL, 0.006 mmol)과 2 M 아스코르브산나트륨 수용액 (Na-Asc. 5 μL, 0.009 mmol)를 차례대로 넣고, 1시간 동안 교반시켰다. 반응용액을 여과한 뒤 감압하에서 농축시킨 다음 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)를 이용하여 분리하였다. 정제된 용액을 동결건조시켜 흰색 고체인 화합물 1f (8 mg, 44%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, D2O) δ 1.20-1.38 (m, 2H), 1.39-1.56 (m, 2H), 1.58-1.71 (m, 1H), 1.72-1.84 (m, 1H), 1.86-1.95 (m, 1H), 2.06-2.16 (m, 1H), 2.45 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 2.68 (t, J = 6.8 Hz, 1H), 2.84 (t, J = 6.4 Hz, 1H), 3.00 (q, J = 6.8 Hz, 2H), 3.28-3.36 (m, 2H), 3.59-3.62 (m, 5H), 3.68-3.70 (m, 1H), 3.91 (t, J = 4.4 Hz, 2H), 4.01 (s, 1H), 4.09-4.21 (m, 3H), 4.45 (t, J = 4.0 Hz, 1H), 4.56-4.60 (m, 3H), 7.89 (s, 1H)
MS (ESI) m/z 635 [M+H]+, 633 [M-H]-
< 실시예 5> 화합물 1g의 제조
Figure pat00028
단계 1:
아지도아세트산 (18 mg, 0.18 mmol)을 디클로로메탄 (5.0 mL)에 녹인 뒤, 0 ℃로 냉각하였다. N,N'-디사이클로헥실카보디이미드 (DCC, 41 mg, 0.20 mmol)를 넣고 상기 실시예 1에서 얻은 화합물 3b (109 mg, 0.18 mmol)을 넣은 뒤 실온에서 1시간 동안 교반하였다. 반응용액 여과한 뒤 감압하에서 용매를 제거한 다음 컬럼크로마토그래피 (40% 에틸아세테이트/n-헥산)를 수행하여 화합물 9 (80 mg, 64%)을 얻었다.
단계 2:
상기 단계 1에서 얻은 화합물 9 (80 mg, 0.11 mmol)를 70% TFA/디클로로메탄 용액 (1.0 mL)에 녹이고 4시간 동안 교반하였다. 에틸 에테르에 용액을 가하여 침전을 잡은 뒤 에틸 에테르 (20 mL)를 추가로 넣어준 다음 원심분리기를 이용해 분리하였다. 침전물을 물에 녹이고 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)를 이용하여 분리한 다음 동결건조하여 화합물 2b (30 mg, 56%)을 얻었다.
단계 3:
상기 단계 2에서 얻은 화합물 2b (8 mg, 0.017 mmol)와 3-(2-(2-플루오로에톡시)에톡시)프로프-1-이엔 (3 mg, 0.017 mmol)을 에탄올 (1 mL)에 녹인 뒤, 1 M CuSO4 수용액 (4 μL, 0.003 mmol), 2 M 아스코르브산나트륨 수용액 (Na-Asc. 3 μL, 0.005 mmol)를 넣고, 1시간 동안 교반하였다. 반응용액을 여과한 뒤 감압하에서 용매를 제거하고 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)를 이용하여 분리한 다음 동결건조하여 화합물 1g (10 mg, 95%)를 얻었다.
< 실시예 6> 화합물 10a와 10b의 제조
Figure pat00029
10a의 제조:
프로파질 아민 (160 mg, 2.87 mmol)을 디클로로메탄 (10 mL)에 녹이고 0 ℃로 만든 후 트리에틸아민 (0.6 mL, 4.3 mmol)을 천천히 넣는다. tert-부틸 브로모아세테이트 (0.62 g, 3.16 mmol)을 디클로로메탄 (10 mL)에 녹여서 천천히 넣고 실온에서 18 시간 교반한다. 물 (20 mL)를 가하여 반응을 종결시키고 디클로로메탄 (20 mL, 2회)으로 유기화합물을 추출하였다. 무수 황산나트륨으로 탈수한 뒤 감압하에서 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (2% 메탄올/디클로로메탄)을 수행하여 화합물 10a (0.46 g, 55%)을 얻었다.
10b의 제조:
2-(2-아지도에톡시)에틸아민 (100 mg, 0.77 mmol)을 디클로로메탄 (30 mL)에 녹이고, 0 ℃로 냉각한 다음 tert-부틸 브로모아세테이트 (0.14 mL, 0.92 mmol)을 넣어주었다. 0 ℃를 유지하며 트리에틸아민 (0.32 mL, 2.31 mmol)을 천천히 가하고 반응용액 온도를 실온으로 서서히 올리면서 교반시켰다. 1시간 동안 교반한 뒤 반응용액을 감압하에서 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (3% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 10b (78 mg, 42%)를 얻었다.
< 실시예 7> 화합물 10c와 10d의 제조
Figure pat00030
10c의 제조
프로파질 아민 (500 mg, 9.07 mmol)을 에탄올 (20 mL)에 녹이고 0 ℃로 냉각한 뒤, tert-부틸 아크릴레이트 (1.16 g, 9.07 mmol)를 천천히 넣고 실온에서 18 시간 교반하였다. 감압하에서 용매를 제거하고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (2% 메탄올/디클로로메탄)을 수행하여 화합물 10c (1.4 g, 84%)를 얻었다.
10d의 제조
2-(2-아지도에톡시)에틸아민 (1.0 g, 7.68 mmol)을 에탄올 (200 mL)에 녹이고 tert-부틸 아크릴레이트 (1.23 mL, 8.45 mmol)을 천천히 가하였다. 12시간 동안 교반한 뒤, 감압하에서 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (5% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 10d (1.07 g, 54%)를 얻었다.
< 실시예 8> 화합물 11의 제조
Figure pat00031
H-Glu(OtBu)-OtBu·HCl (500 mg, 1.69 mmol)을 디클로로메탄 (25 mL)에 녹이고, -10 ℃로 냉각시켰다. 디이소프로필에틸아민 (0.7 mL, 4.05 mmol)을 넣고 4-니트로페닐 클로로포르메이트 (340 mg, 1.69 mmol)를 천천히 가하였다. -10 ℃에서 10분간 교반시킨 뒤 실온에서 20분 더 교반시켰다. 얇은판 크로마토그래피 (TLC)로 반응을 확인한 다음 -10 ℃로 다시 냉각시키고 트리에틸아민 (0.56 mL, 4.05 mmol) 넣고 H-Glu(OH)-OtBu·HCl (330 mg, 1.60 mmol)을 넣은 뒤 실온에서 1시간 교반시켰다. 반응용액에 물 (25 mL)를 가하고 디클로로메탄 (25 mL, 2회)으로 유기화합물을 추출한 다음 무수 황산나트륨으로 수분을 제거한 뒤 감압하에서 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (5% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 11 (600 mg, 72%)을 얻었다.
MS (ESI) m/z 489 [M+H]+, 487 [M-H]-
< 실시예 9> 화합물 1h와 1i의 제조
Figure pat00032
화합물 1h의 제조
단계 1:
상기 실시예 8에서 얻은 화합물 11 (300 mg, 0.61 mmol)을 디클로로메탄 (30 mL)에 녹이고, 0 ℃로 냉각한 다음 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드 (DCC, 139 mg, 0.68 mmol)을 넣은 뒤 상기 실시예 6에서 얻은 화합물 10b (225 mg, 0.92 mmol)를 가하고 실온에서 1시간 동안 교반시켰다. 반응용액을 감압하에서 여과한뒤 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (2% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 12a (413 mg, 94%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 751 [M+Na]+
단계 2:
상기 단계 1에서 얻은 화합물 12a (300 mg, 0.42 mmol)를 메탄올 (20 mL)에 녹이고 팔라듐 (10% Palladium on carbon, 22 mg)를 넣고 수소 하에서 1시간 동안 상온에서 교반시켰다. 반응용액을 감압하에서 여과한뒤 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (NH 실리카겔, FUJI SILYSIA CHEMICAL LTD) (1% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 13a (231 mg, 80%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 689 [M+H]+
단계 3:
4-(p-톨릴)부타노익 산 (16 mg, 0.09 mmol)를 디클로로메탄 (5 mL)에 녹이고, HOBT (15 mg, 0.11 mmol) 와 TBTU (35 mg, 0.11 mmol)을 넣은 뒤 상온에서 교반하였다. 디이소프로필에틸아민 (0.04 mL, 0.22 mmol)을 반응 혼합물에 가한 후 디클로로메탄 (5 mL)에 희석한 상기 단계 2에서 얻은 13a (50 mg, 0.08 mmol)를 천천히 넣어주었다. 1시간 동안 교반한 뒤, 물 (50 mL)을 가한 다음 디클로로메탄 (30 mL, 2회)으로 유기화합물을 추출하였다. 모아진 유기층을 무수 황산나트륨으로 처리한 뒤 감압하에서 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (5% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 14a (51 mg, 83%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 871 [M+Na]+
단계 4:
상기 단계 3에서 얻은 화합물 14a (50 mg, 0.06 mmol)을 70% TFA/디클로로메탄 용액 (1.0 mL)에 녹이고 4시간 동안 상온에서 교반시켰다. 에틸 에테르에 반응용액을 서서히 떨어뜨려 침전을 생성시키고 에틸 에테르 (20 mL)를 추가로 넣어 주었다. 원심분리기를 이용하여 생성된 침전을 분리하여 얻고, 이를 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)로 정제한 다음 분리된 용액을 동결건조하여 흰색 고체인 화합물 1h (18 mg, 49%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 625 [M+H]+
화합물 1i의 제조
단계 1:
상기 실시예 8에서 얻은 화합물 11 (300 mg, 0.61 mmol)을 디클로로메탄 (30 mL)에 녹이고, 0 ℃로 냉각한 다음 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드 (DCC, 139 mg, 0.68 mmol)을 넣은 뒤 상기 실시예 7에서 얻은 10d (238 mg, 0.92 mmol)을 가하고 실온에서 1시간 동안 교반시켰다. 반응용액을 감압하에서 여과한뒤 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (2% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 12b (327 g, 73%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 751 [M+Na]+
단계 2:
상기 단계 1에서 얻은 화합물 12b (300 mg, 0.41 mmol)를 메탄올 (20 mL)에 녹이고 팔라듐 (10% Palladium on carbon, 22 mg)를 넣고 수소 하에서 1시간 동안 상온에서 교반시켰다. 반응용액을 감압하에서 여과한뒤 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (NH 실리카겔, FUJI SILYSIA CHEMICAL LTD) (1% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 13b (197 mg, 68%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 703 [M+H]+
단계 3:
4-(p-톨릴)부타노익 산 (30 mg, 0.17 mmol)를 디클로로메탄 (10 mL)에 녹이고, HOBT (29 mg, 0.21 mmol) 와 TBTU (68 mg, 0.21 mmol)을 넣은 뒤 상온에서 교반하였다. 디이소프로필에틸아민 (0.07 mL, 0.43 mmol)을 반응 혼합물에 가한 후 디클로로메탄 (5 mL)에 희석한 상기 단계 2에서 얻은 13b (100 mg, 0.14 mmol)를 천천히 넣어주었다. 1시간 동안 교반한 뒤, 물 (50 mL)을 가한 다음 디클로로메탄 (30 mL, 2회)으로 유기화합물을 추출하였다. 모아진 유기층을 무수 황산나트륨으로 처리한 뒤 감압하에서 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (5% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 14b (120 mg, 98%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 885 [M+Na]+
단계 4:
상기 단계 3에서 얻은 화합물 14b (56 mg, 0.06 mmol)를 70% TFA/디클로로메탄 용액 (1.0 mL)에 녹이고 4시간 동안 상온에서 교반시켰다. 에틸 에테르에 반응용액을 서서히 떨어뜨려 침전을 생성시키고 에틸 에테르 (20 mL)를 추가로 넣어 주었다. 원심분리기를 이용하여 생성된 침전을 분리하여 얻고, 이를 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)로 정제한 다음 분리된 용액을 동결건조하여 흰색 고체인 화합물 1i (28 mg, 68%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 639 [M+H]+
< 실시예 10> 화합물 1j, 1k의 제조
Figure pat00033
화합물 1j의 제조
단계 1:
상기 실시예 8에서 얻은 화합물 11 (500 mg, 1.02 mmol)을 디클로로메탄 (10 mL)에 녹인 뒤, 0 ℃로 냉각시킨 다음 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드 (DCC, 230 mg, 1.12 mmol)을 넣고 상기 실시예 6에서 얻은 화합물 10a (0.17 g, 1.02 mmol) 을 가한 뒤 실온에서 1시간 동안 교반시켰다. 반응용액을 여과한 뒤 감압하에서 농축시키고 농축물을 컬럼크로마토그래피 (30% 에틸아세테이트/n-헥산)로 분리하여 화합물 15a (450 mg, 69%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 640 [M+H]+
단계 2:
상기 단계 1에서 얻은 화합물 15a (75 mg, 0.12 mmol)를 70% TFA/디클로로메탄 용액 (1.0 mL)에 녹이고 4시간 동안 상온에서 교반시켰다. 에틸 에테르에 반응용액을 서서히 떨어뜨려 침전을 생성시키고 에틸 에테르 (20 mL)를 추가로 넣어 주었다. 원심분리기를 이용하여 생성된 침전을 분리하여 얻고, 이를 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)로 정제한 다음 분리된 용액을 동결건조하여 흰색 고체인 화합물 2c (14 mg, 29%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 416 [M+H]+, 414 [M-H]-
단계 3:
상기 단계 2에서 얻은 화합물 2c (14 mg, 0.034 mmol)와 F-CH2CH2(OCH2CH2)2-N3 (6 mg, 0.034 mmol)을 에탄올 (1 mL)에 녹인 뒤, 1 M CuSO4 수용액 (7 μL, 0.007 mmol)과 2 M 아스코르브산나트륨 수용액 (Na-Asc. 5 μL, 0.01 mmol)를 차례대로 넣고, 1시간 동안 교반시켰다. 반응용액을 여과한 뒤 감압하에서 농축시킨 다음 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)를 이용하여 분리하였다. 정제된 용액을 동결건조시켜 흰색 고체인 화합물 1j (13 mg, 65%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, D2O) δ 1.88-2.01 (m, 2H), 2.09-2.19 (m, 2H), 2.43-2.49 (m, 3H), 2.67-2.73 (m, 1H), 3.61-3.64 (m, 5H), 3.71 (t, J = 4.0 Hz, 1H), 3.90-3.93 (m, 2H), 4.12 (s, 1H), 4.19-4.24 (m, 2H), 4.27 (d, J = 2.8 Hz, 1H), 4.45-4.48 (m, 1H), 4.56-4.60 (m, 3H), 4.65 (d, J = 6.0 Hz, 1H), 4.74 (s, 1H), 7.94 (s, 0.4H), 8.02 (s, 0.6H)
MS (ESI) m/z 593 [M+H]+, 591 [M-H]-
화합물 1k의 제조
단계 1:
상기 실시예 8에서 얻은 화합물 11 (83 mg, 0.45 mmol)을 디클로로메탄 (15 mL)에 녹인 뒤, 0 oC로 냉각시킨 다음 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드 (DCC, 102 mg, 0.50 mmol)을 넣고 상기 실시예 7에서 얻은 화합물 10c (220 mg, 0.45 mmol)을 넣은 다음 실온에서 1시간 동안 교반하였다. 반응용액을 여과하고 감압하에서 용매를 제거한 뒤 컬럼크로마토그래피 (30% 에틸아세테이트/n-헥산)을 수행하여 화합물 15c (190 mg, 64%)를 얻었다.
단계 2:
상기 단계 1에서 얻은 화합물 15c (170 mg, 0.26 mmol)를 70% TFA/디클로로메탄 (2.0 mL)에 녹이고 4시간 동안 교반하였다. 에틸 에테르에 반응용액을 가하여 침전을 잡은 뒤 에틸 에테르 (20 mL)를 추가로 넣은 다음 원심분리기를 이용해 침전을 분리하였다. 침전물을 물에 용해하고 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)를 이용하여 분리한 후 동결건조하여 화합물 2d (83 mg, 74%)을 얻었다.
단계 3:
상기 단계 2에서 얻은 화합물 2d (20 mg, 0.046 mmol)과 F-CH2CH2(OCH2CH2)2-N3 (8 mg, 0.046 mmol)을 에탄올 (2 mL)에 녹인 뒤, 1 M CuSO4 수용액 (9 μL, 0.009 mmol)과 2 M 아스코르브산나트륨 수용액 (Na-Asc. 7 μL, 0.014 mmol)를 넣고, 1시간 동안 교반하였다. 반응용액을 여과한 뒤 감압하에서 용매를 제거한 다음 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)를 이용하여 분리하고 동결건조하여 화합물 1k (20 mg, 70%)를 얻었다.
<실시예 11> 화합물 1l의 제조
Figure pat00034
단계 1:
상기 실시예 1에서 얻은 화합물 3b (500 mg, 0.83 mmol)과 Fmoc-Lys(Z)-OH (340 mg, 0.83 mmol)을 디클로로메탄 (10 mL)에 녹이고 0 ℃로 냉각시킨 다음 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드 (DCC, 190 mg, 0.913 mmol)을 넣고 1시간 동안 교반하였다. 반응용액을 여과한 뒤 감압하에서 용매를 제거한 다음 컬럼크로마토그래피(50% 에틸아세테이트/n-헥산)를 실시하여 화합물 16 (500 mg, 55%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 1087 [M+H]+
단계 2:
상기 단계 1에서 얻은 화합물 16 (490 mg, 0.45 mmol)을 20% 피페리딘/디클로로메탄 용액 (10 mL) 용액에 녹인 후 실온에서 1시간 동안 교반시켰다. 용매를 감압하에 제거한 뒤 컬럼크로마토그래피 (N-H 실리카겔)로 분리하여 화합물 17 (240 mg, 61%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 865 [M+H]+
단계 3:
펜티노익산 (12 mg, 0.121 mmol)을 디클로로메탄 (2.0 mL)에 녹이고 HOBt (16 mg, 0.121 mmol), TBTU (39 mg, 0.121 mmol), 디이소프로필에틸아민 (28 μL, 0.162 mmol)을 차례대로 넣은 뒤 10분간 교반시켰다. 디클로로메탄 (1.0 mL)에 희석한 상기 단계 2에서 얻은 화합물 17 (70 mg, 0.081 mmol)을 넣고 실온에서 1시간 동안 교반시킨 다음 물을 가하였다. 디클로로메탄을 이용하여 유기화합물을 추출한 다음 무수 황산나트륨으로 처리한 뒤 감압하에서 농축시키고 컬럼크로마토그래피(3% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 18 (70 mg, 91%)을 얻었다.
MS (ESI) m/z 945 [M+H]+, 967 [M+Na]+
단계 4:
상기 단계 3에서 얻은 화합물 18 (80 mg, 0.0847 mmol)와 F-CH2CH2(OCH2CH2)2-N3 (15 mg, 0.0847 mmol)을 에탄올 (1 mL)에 녹인 뒤, 1 M CuSO4 수용액 (17 μL, 0.017 mmol)과 2 M 아스코르브산나트륨 수용액 (13 μL, 0.026 mmol)를 차례대로 넣고, 1시간 동안 교반시켰다. 반응용액을 여과한 뒤 감압하에서 농축시킨 다음 컬럼크로마토그래피 (2% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 19 (76 mg, 80%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 1122 [M+H]+
단계 5:
상기 단계 4에서 얻은 화합물 19 (60 mg, 0.053 mmol)를 메탄올 (5 mL)에 녹이고 팔라듐 (10% Palladium on carbon, 22 mg)를 넣고 수소하에서 2시간 동안 상온에서 교반시켰다. 반응용액을 감압하에서 여과한뒤 농축시켜 용매를 제거하여 화합물 20 (35 mg, 67%)을 얻었다.
MS (ESI) m/z 988 [M+H]+
단계 6:
4-(p-톨릴)부타노익 산 (8 mg, 0.0425 mmol)을 디클로로메탄 (5 mL)에 녹이고 HOBt (8 mg, 0.0531 mmol), TBTU (17 mg, 0.0531 mmol), 디이소프로필에틸아민 (13 μL, 0.0708 mmol)을 차례대로 넣은 뒤 10분간 교반시켰다. 상기 단계 5에서 얻은 화합물 20 (35 mg, 0.0354 mmol)을 디클로로메탄 (2 mL)에 녹여 넣고 실온에서 밤새 교반시켰다. 감압하에 용매를 제거하고 컬럼크로마토그래피 (2% 메탄올/디클로로메탄)로 분리하여 화합물 21 (40 mg, 98%)을 얻었다.
MS (ESI) m/z 1148 [M+H]+
단계 7:
상기 단계 6에서 얻은 화합물 21 (40 mg, 0.0348 mmol)을 70% 트리플루오로아세트산/디클로로메탄 용액 (1.0 mL)에 녹이고 4시간 동안 상온에서 교반시켰다. 에틸 에테르에 반응용액을 서서히 떨어뜨려 침전을 생성시키고 에틸 에테르 (20 mL)를 추가로 넣어 주었다. 원심분리기를 이용하여 생성된 침전을 분리하여 얻고, 이를 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)로 정제한 다음 분리된 용액을 동결건조하여 흰색 고체인 화합물 1l (24 mg, 74%)를 얻었다.
MS (ESI) m/z 924 [M+H]+, 922 [M-H]+
< 실시예 12> 화합물 [ 18 F]1f의 제조
Figure pat00035
Chromafix®(HCO3 -)에 증류수(3 mL)를 흘려주고 [18F]플루오라이드 수용액 (120 mCi)를 통과시킨 다음 에탄올 (1 mL)을 흘려주었다. Krytofix222-포타슘 메탄설포네이트 (10 mg)을 에탄올 (1 mL)에 녹여 Chromafix®를 통과시키고 이 용액을 100 ℃에서 질소가스를 불어주어 용매를 제거하였다. MsO-CH2CH2(OCH2CH2)2-N3 (1 mg)을 t-부탄올 (0.5 mL)에 녹여 [18F]플루오라이드가 있는 반응 용기에 넣어준 뒤 100 ℃에서 10분간 반응시켰다 (18F-CH2CH2(OCH2CH2)2-N3의 제조). 반응 후 100 ℃에서 질소가스를 약하게 불어주며 용매를 제거한 뒤 에탄올 (0.3 mL)을 넣어 녹여 주었다. 이 용액에 증류수 (0.1 mL)에 녹인 화합물 2a (3 mg)를 넣어준 다음 0.5 M CuSO4 수용액 (5 μL)와 0.5 M 아스코르브산나트륨 수용액 (10 μL)를 차례대로 넣은 뒤 상온에서 10분간 반응시켰다. 반응혼합물에 증류수 (2 mL)을 넣고 이 용액을 여과해준 다음 HPLC로 분리하여 화합물 [18F]1f (34 mCi)를 얻었다.
< 실시예 13> 화합물 [ 18 F]1j의 제조
Figure pat00036
Chromafix®(HCO3 -)에 증류수(3 mL)를 흘려주고 [18F]플루오라이드 수용액 (80 mCi)를 통과시킨 다음 에탄올 (1 mL)을 흘려주었다. Krytofix222-포타슘 메탄설포네이트 (10 mg)을 에탄올 (1 mL)에 녹여 Chromafix®를 통과시키고 이 용액을 100 ℃에서 질소가스를 불어주어 용매를 제거하였다. MsO-CH2CH2(OCH2CH2)2-N3 (1 mg)을 t-부탄올 (0.5 mL)에 녹여 [18F]플루오라이드가 있는 반응 용기에 넣어준 뒤 100 ℃에서 10분간 반응시켰다 (18F-CH2CH2(OCH2CH2)2-N3의 제조). 반응 후 100 ℃에서 질소가스를 불어주어 용매를 제거한 뒤 에탄올 (0.3 mL)을 넣어 녹여 주었다. 이 용액에 증류수 (0.1 mL)에 녹인 화합물 2c (3 mg)를 넣어준 다음 0.5 M CuSO4 수용액 (5 μL)와 0.5 M 아스코르브산나트륨 수용액 (10 μL)를 차례대로 넣은 뒤 상온에서 10분간 반응시켰다. 반응혼합물에 증류수 (2 mL)을 넣고 이 용액을 여과해준 다음 HPLC로 분리하여 화합물 [18F]1j (12 mCi)를 얻었다.
< 비교예 1> DCFPyL의 제조
Figure pat00037
단계 1:
6-플루오로니코티닉 산 (100 mg, 0.71 mmol)과 2,3,5,6-테트라플루오로페놀 (130 mg, 0.78 mmol)을 디옥산 (2.0 mL)에 녹이고 N,N-디사이클로헥실카보디이미드 (DCC, 146 mg, 0.71 mmol)을 반응용액에 넣어준 후 상온에서 2시간 동안 교반시켰다. 반응 후 생긴 침전물을 여과해준 후 디클로로메탄으로 세척하였다. 여과액을 감압 하에서 농축한 다음 컬럼크로마토그래피 (5% 에틸아세테이트/n-헥산)를 이용하여 흰색 고체인 화합물 22 (136 mg, 47%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.09-7.16 (m, 2H), 8.58 (ddd, J = 2.5 Hz, 7.3 Hz, 8.7 Hz, 1H), 9.10 (d, J = 2.4 Hz, 1H);
MS (ESI) m/z 290 [M+H]+
단계 2:
상기 단계 1에서 얻은 화합물 22 (100 mg, 0.35 mmol)과 화합물 3a (202 mg, 0.42 mmol)를 디클로로메탄 (5.0 mL)에 녹이고 트리에틸아민 (0.146 mL, 1.1 mmol)을 반응용액에 넣어준 후 상온에서 20분 동안 교반시켰다. 반응 후 증류수를 가한 뒤 디클로로메탄을 이용하여 유기화합물을 추출하였다. 모아진 유기용액을 무수 황산나트륨으로 처리한 뒤 감압하에서 농축하고, 컬럼크로마토그래피 (2% 메탄올/디클로로메탄)를 이용하여 무색 오일의 화합물 23 (138 mg, 66%)을 얻었다.
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 1.37 (s, 9H), 1.42 (s, 9H), 1.43 (s, 9H), 1.48-1.62 (m, 3H), 1.65-1.70 (m, 1H), 1.72-1.87 (m, 3H), 1.98-2.07 (m, 1H), 2.25-2.38 (m, 2H), 3.32-3.39 (m, 1H), 3.54-3.62 (m, 1H), 4.13-4.21 (m, 2H), 5.46 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 5.88 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.00 (dd, J = 3.0 Hz, 8.4 Hz, 1H), 7.93 (s, 1H), 8.42 (m, 1H), 8.84 (d, J = 2.4 Hz, 1H);
MS (ESI) m/z 611 [M+H]+, 633 [M+Na]+
단계 3:
상기 단계 2에서 얻은 화합물 23 (100 mg, 0.16 mmol)을 60% TFA/디클로로메탄 용액 (1.0 mL)에 녹이고 상온에서 4시간 동안 교반시켰다. 에틸 에테르에 반응용액을 가하여 침전을 잡은 뒤 에틸 에테르 (20 mL)를 추가로 넣은 다음 원심분리기를 이용해 침전을 분리하였다. 침전물을 물에 용해하고 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)를 이용하여 분리한 후 동결건조하여 흰색 고체인 화합물 DCFPyL (56 mg, 79%)을 얻었다.
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 1.41-1.47 (m, 2H), 1.58-1.65 (m, 2H), 1.67-1.75 (m, 1H) 1.79-1.95 (m, 2H), 2.06-2.15 (m, 1H), 2.06-2.15 (m, 1H), 2.44 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 3.37 (t, J = 6.6 Hz, 2H),
4.13-4.18 (m, 2H), 7.17 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.25(tt, J = 1.2 Hz, 8.0 Hz, 1H), 8.51 (d, J = 1.6 Hz, 1H);
MS (ESI) m/z 465 [M+Na]+
< 비교예 2> [ 125 I]20 화합물의 합성
Figure pat00038
단계 1:
트라이포스겐 (21 mg, 0.071 mmol)을 디클로로메탄 (5 mL)에 녹이고 디클로로메탄 (5 mL)에 녹인 4-요오드아닐린 (45 mg, 0.21 mmol)을 0 ℃에서 천천히 넣어준 다음 트리에틸아민 (0.57 mL, 0.41 mmol)을 가한 뒤 0 ℃에서 30분 동안 교반시켰다. 디클로로메탄 (10 mL)에 녹인 화합물 3a (100 mg, 0.21 mmol)를 0 ℃에서 천천히 넣어준 다음 트리에틸아민 (0.57 mL, 0.41 mmol)을 가하고 온도를 상온으로 천천히 올리면서 5시간 동안 교반시켰다. 혼합물을 감압하에서 농축하고, 컬럼크로마토그래피 (2% 메탄올/디클로로메탄)를 이용하여 무색 오일의 화합물 24 (66 mg, 44%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 1.20-1.27 (m, 2H), 1.37 (s, 9H), 1.40 (s, 9H), 1.44 (s, 9H), 1.47-1.57 (m, 2H), 1.71-1.81 (m, 2H), 1.83-1.91 (m, 1H), 2.03-2.11 (m, 1H), 2.37 (sext, J = 8.2 Hz, 2H), 3.01-3.07 (m, 1H), 3.51-3.56 (m, 1H), 3.97-4.01 (m, 1H), 4.26-4.32 (m, 1H), 5.75 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 6.31 (q, J = 3.4 Hz, 1H), 6.40 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.27 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 7.52 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 7.90 (s, 1H);
13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 24.5, 27.1, 27.8, 27.9, 28.0, 29.6, 31.7, 32.0, 39.1, 53.8, 54.9, 81.0, 81.8, 83.6, 83.7, 120.2, 137.5, 140.2, 155.6, 158.5, 171.8, 172.0, 175.3; MS (ESI) m/z 733 [M+H]+
단계 2:
상기 단계 1에서 합성한 화합물 24 (50 mg, 0.068 mmol)을 1,4-다이옥세인 (1.0 mL)에 녹인 후, 헥사메틸디틴 ((Me3Sn)2, 0.043 mL, 0.21 mmol)과 비스(트리페닐포스핀)팔라듐 디클로라이드 (4.8 mg, 5 mol%)를 차례로 넣어 준 다음 110 ℃에서 90분 동안 교반시켰다. 혼합물을 상온으로 식히고 포타슘 플루오라이드 수용액 (50 mL)을 넣어준 뒤 1시간 동안 교반시킨 다음 여과하였다. 여과액을 에틸아세테이트을 이용하여 유기화합물을 추출하고 모아진 유기용액을 무수 황산나트륨으로 건조시킨 후 감압하에서 농축하고, 컬럼크로마토그래피 (트리에틸아민:에틸아세테이트:n-헥산, 1:40:59)를 이용하여 흰색 고체인 화합물 25 (28 mg, 53%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 0.25 (s, 9H), 1.22-1.29 (m, 2H), 1.38 (s, 9H), 1.41 (s, 9H), 1.43 (s, 9H), 1.48-1.59 (m, 2H), 1.72-1.78 (m, 1H), 1.81-1.91 (m, 1H), 2.05-2.13 (m, 2H), 2.34-2.43 (m, 2H), 3.04-3.09 (m, 1H), 3.51-3.55 (m, 1H), 4.04 (pent, J = 4.9 Hz, 1H), 4.33 (sext, J = 4.5 Hz, 1H), 5.73 (d, J = 6.8 Hz 1H), 6.23 (br s, 1H), 6.32 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.35 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.43 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.73 (s, 1H);
13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ -9.5, 24.2, 27.4, 27.8, 27.9, 28.0, 29.7, 31.8, 32.1, 39.1, 53.7, 54.7, 80.9, 81.7, 83.5, 118.4, 133.6, 136.2, 140.4, 155.9, 158.3, 171.9, 172.2, 175.1; MS (ESI) m/z 771 [M+2H]+
단계 3:
상기 단계 2에서 얻은 화합물 25 (0.1 mg)를 에탄올 (0.250 mL)에 녹인 후 소듐 [125I]아이오다이드 수용액 (3.2 mCi, 0.050 mL)을 넣고 상온에서 교반시켰다. 1 N HCl 수용액 (0.10 mL)를 넣은 뒤 3% H2O2를 넣고 상온에서 10분 동안 교반시켰다. 싸이오황산나트륨 수용액 (0.1 M, 0.20 mL)를 반응혼합물에 넣어주고 증류수 (18 mL)를 가한 뒤 이 용액을 C-18 Sep-Pak에 통과시킨 다음 증류수 (20 mL)를 흘려주었다. C-18 Sep-Pak에 아세토니트릴 (2.0 mL)을 흘려준 뒤, 이 용액에 질소를 불어주어 아세토니트릴을 제거하였다.
단계 4:
상기 단계 3에서 얻은 반응혼합물에 디클로로메탄 (0.2 mL)과 트리플루오로아세트산 (0.8 mL)를 차례대로 넣고 상온에서 20분 동안 교반시켰다. 질소를 불어주어 반응용매를 제거해준 다음 증류수 (2.0 mL)를 가하고, 이 용액을 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)로 분리하여 화합물 [125I]26 (1.1 mCi, 24%)을 얻었다.
HPLC conditions:
컬럼, XTerra MS C18 (250 mm x 10 mm); 이동상, 30% 아세토니트릴/물 (0.1% TFA); Flow rate, 5 mL/min; UV, 254 mm; 유지시간, 10.4 min.
< 참고예 1> 전립선암 세포주와 누드마우스 준비
사람 전립선암 세포주 (22RV1)는 American Type Culture Collection(ATCC)로부터 구매하여 사용하였다. 사람 전립선암 세포주, PC3 PIP (PSMA+)와 PC3 flu (PSMA-) 세포주는 Dr. Martin G. Pomper (Johns Hopkins Medical School, Baltimore, MD)로부터 제공받아 사용하였다. 사람 전립선암 세포주는 RPMI1640 배지에 10% 우태아 혈청 (fetal bovine serum, FBS), 1% 항생/항진균제를 첨가한 배양액을 사용하였다. PC3 PIP (PSMA+)와 PC3 flu (PSMA-) 세포주 배양시에는 추가적으로 2 μg/mL 농도의 퓨로마이신 (Puromycin)을 첨가하여 배양하였다.
실험동물은 수컷 누드 마우스 6주령 (Narabio, Seoul, Korea)을 사용하였다.
< 실험예 1> 결합능 측정
PSMA 단백질에 대한 본 발명의 실시예 화합물의 결합능을 확인하기 위하여 하기와 같이 실험을 실시하였다.
완충용액으로는 RPMI1640 배지에 1% 농도의 BSA (bovine serum albumin)를 첨가하여 사용하였다.
22RV1 세포 (5×104)가 들어있는 용기에, 비교예 2에서 얻은 [125I]26 (0.1 nM)을 넣고 9가지 농도 (1.00 x 10-4 ~ 1.00 x 10-12 M)의 화학식 1의 화합물들을 각각 넣은 뒤 37 ℃에서 2시간 동안 교반하였다. 교반이 완료된 후 PBS 용액 (2 mL)으로 각각 3회 세척한 다음 감마 카운터 (2480 WIZARD2 Gamma Counter PerkinElmer Co., MA)로 방사선량을 측정하였다. GraphPad Prism (GraphPad Software, Inc., CA) 프로그램을 이용하여 각 화합물에 대한 50% 저해농도 (IC50)를 계산하였다.
하기 표 1은 각 화합물의 결합친화력 (IC50)을 나타낸 표이며, 하기 표 1에서 DCFPyL은 비교예 1에서 얻은 화합물이다. (Chen, Y. et al., Clin Cancer Res. 2011, 17(24), 7645-7653)
화합물 IC50 (Mean±SD, nM)
DCFPyL (비교예 1) 30.71±10.18
1a 136.76±8.47
1b 12.16±0.93
1c 12.46±3.51
1e 13.86±0.55
1f 12.21±0.46
1g 12.12±0.17
1h 108.21±1.87
1j 78.88±5.36
1k 197.84±28.32
1l 86.06±3.13
상기 표 1에 나타난 바와 같이,
본 발명 실시예 2의 화합물 1b와 1c는 카르복실산이 있는 화합물들로, 카르복실산이 없는 화합물 1a 에 비해 PSMA 단백질에 대하여 약 11배 높은 결합력을 갖는 것을 알 수 있다. 이는 PSMA 단백질의 결합 영역에 있는 아르기닌 패치 (Arginine Patch)로 일컬어지는 세 개의 아르기닌 잔기 중 하나 (R463)와 본 발명의 화학식 1의 화합물이 갖고 있는 카르복실산이 강한 이온쌍 결합 (Salt Bridge Interaction) 결합을 형성하는 것으로 해석할 수 있다.
비교예 1의 DCFPyL 화합물은 피리딘이 결합되어 있으며 이것이 PSMA 단백질의 아르기닌 잔기 (R463)와 아릴-양이온 상호작용을 하고 있어 결합력을 높여준다고 알려져 있다.
하지만, 카르복실기를 갖고 있는 본 발명의 실시예 2의 화합물들은 비교예 1의 DCFPyL보다 약 2.5배 높은 결합력을 갖고 있으며, 이는 아릴-양전자 상호작용 보다, 아르기닌 양이온과 카르복실레이트 음이온 간의 이온결합이 더 강하다는 기존 연구결과와 일치된다.
또한, 화합물 1e, 1f, 1g도, 화합물 1b 및 1c와 유사한 수준의 PSMA 단백질에 대한 결합력을 나타냄을 알 수 있다.
즉, 본 발명의 화학식 1의 화합물이 갖는 카르복실산은 PSMA 단백질과의 결합력도 크게 향상시킬 뿐만 아니라, 화합물의 극성을 높여 생체 내에서 비특이결합을 낮추고 보다 신속히 제거되도록 하는 특징을 보여준다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예, 실험예를 통해 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 입체 이성질체, 이의 수화물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:
    [화학식 1]
    Figure pat00039

    상기 화학식 1에서,
    L1은 -(CH2)a-이고, 여기서 a는 2 내지 4의 정수이고;
    U는 결합(bond), 또는 -C(=O)-이고;
    V는 결합, -NH-, 또는 -C(=O)-이고;
    W는 CH, 또는 N이고;
    L2는 결합, 또는 -(CH2)b-이고, 여기서 b는 1 내지 3의 정수이고;
    X는 결합, -CH2CH2O-, 또는 -C(=O)-이고;
    Y는 결합, N, 또는 CH이고;
    L3은 -(CH2)c-이고, 여기서 c는 2 내지 4의 정수이고;
    L4는 -(CH2)d-이고, 여기서 d는 2 내지 4의 정수이고;
    R은 수소, 할로겐, 또는 CH3이고;
    Z는 -(CH2)e-, 또는 -NH-C(=O)-(CH2)e-이고, 여기서 e는 1 내지 3의 정수이고;
    Tz는
    Figure pat00040
    , 또는
    Figure pat00041
    이고;
    L5는 -(CH2)f-, -(CH2CH2O)g(CH2)h-, 또는 -(CH2O)i(CH2CH2O)j(CH2)k-이고, 여기서 f, g, h, i, j 및 k는 독립적으로 1 내지 5의 정수이고;

    m 및 n은 독립적으로 0 또는 1의 정수이되,
    m이 0의 정수이면,
    Figure pat00042
    는 -H, 또는 부재이고,
    n이 0의 정수이면,
    Figure pat00043
    는 -H, 또는 부재이고; 및

    F는 18F이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 R이 할로겐일 경우, 상기 할로겐은 방사성 동위원소일 수 있는 것을 특징으로 하는 화합물, 이의 입체 이성질체, 이의 수화물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 화합물, 이의 입체 이성질체, 이의 수화물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00044

    상기 화학식 1-1에서,
    L1, U, V, W, L2, X, Z, Tz, L5 및 F는 제1항에서 정의한 바와 같고; 및
    Y는 결합, NH, 또는 CH2이다.
  4. 하기 화학식 2로 표시되는 화합물, 이의 입체 이성질체, 이의 수화물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:
    [화학식 2]
    Figure pat00045

    상기 화학식 2에서,
    L1은 -(CH2)a-이고, 여기서 a는 2 내지 4의 정수이고;
    U는 결합(bond), 또는 -C(=O)-이고;
    V는 결합, -NH-, 또는 -C(=O)-이고;
    W는 CH, 또는 N이고;
    L2는 결합, 또는 -(CH2)b-이고, 여기서 b는 1 내지 3의 정수이고;
    X는 결합, -CH2CH2O-, 또는 -C(=O)-이고;
    Y는 결합, N, 또는 CH이고;
    L3은 -(CH2)c-이고, 여기서 c는 2 내지 4의 정수이고;
    L4는 -(CH2)d-이고, 여기서 d는 2 내지 4의 정수이고;
    R은 수소, 할로겐, 또는 CH3이고;
    Z는 -(CH2)e-, 또는 -NH-C(=O)-(CH2)e-이고, 여기서 e는 1 내지 3의 정수이고;
    T는 -C≡CH, 또는 -N3이고; 및

    n은 0 또는 1의 정수이되,
    n이 0의 정수이면,
    Figure pat00046
    는 -H, 또는 부재이다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 하기 화학식 1e, 1f, 1g, 1h, 1i, 1j, 1k 및 1l로 이루어지는 화합물 군으로부터 선택되는 어느 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 화합물, 이의 입체 이성질체, 이의 수화물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:
    Figure pat00047
    ,
    Figure pat00048
    ,
    Figure pat00049
    ,
    Figure pat00050
    ,
    Figure pat00051
    ,
    Figure pat00052
    ,
    Figure pat00053
    및
    Figure pat00054
    .
  6. 제1항의 화합물, 이의 입체 이성질체, 이의 수화물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 함유하는 전립선암 진단용 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 화합물은 전립선암 세포에 과다 발현하는 전립선특이 세포막 항체(Prostate-Specific Membrane Antigen, PSMA)에 선택적으로 결합하여 전립선암을 진단하는 것을 특징으로 하는 전립선암 진단용 조성물.
  8. 제1항의 화합물, 이의 입체 이성질체, 이의 수화물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 함유하는 전립선암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
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