KR100394548B1 - Gaba수용체의알로스테릭조절을위한안드로스탄및프레그난계열화합물 - Google Patents

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Abstract

스트레스, 불안, 발작, 심리 질환, PMS, PND의 경감 및 마취를 유발하기 위한 GABAA수용체-염화물이온층 복합체를 조절하는 방법, 조성물, 화합물에 관한 것이다.

Description

GABA 수용기의 알로스테릭 조절을 위한 안드로스탄 및 프레그난 계열 화합물
본 발명은 감마 아미노부티르산 A(GABAA) 수용기-염화물 이온 운반물질 복합체(GRC)를 사용하여 동물의 뇌 흥분을 조절하기 위한 방법, 조성물, 및 화합물에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 GRC상의 신경스테로이드 수용기 부위에 결합하여 뇌 흥분을 조절하기 위한 방법, 조성물, 및 화합물에 관한 것이다.
뇌 흥분은 동물의 각성 반응의 수준, 즉 혼수상태에서 발작에 이르는 범위의 연속전 상태로 정의되며, 다양한 신경전달 물질에 의해서 조절된다. 일반적으로 신경전달 물질은 신경막을 경계로 이온 콘닥턴스를 조절하는 역할을 한다. 휴지상태에서, 신경막은 약 -80mV의 전위 (또는 막전압)를 가지며, 세포내부는 세포외부에 대하여 음전위를 갖는다, 전위(전압)는 신경 반투막을 경계로 한 이온(K+, Na+, Cl-, 유기 음이온) 균형에 의해서 발생된다. 신경전달 물질은 시냅스전 소포에 저장되고 신경 활동 전위의 영향을 받아 방출된다. 시냅스 간극내로 방출될 때 아세틸콜린과 같은 흥분 전달 화학 물질이 막 탈분극을 일으킨다(-80mV 에서 -50mV로 전위 변화) 이 효과는 Na+이온에 대한 막 투과성을 증가시키는 아세틴콜린에 의해 촉진된 시냅스 후 니코틴 수용기에 의해 매개된다. 감소된 막전위는 시냅스 후 활동 전위의 형태로 신경 흥분을 자극한다.
GRC의 경우에, 뇌 흥분의 효과는 GABA라는 신경 전달 물질에 의해서 조정된다. 뇌에서는 뉴런의 약 40%까지는 신경 전달 물질로 GABA를 이용하기 때문에 GABA는 뇌의 흥분에 전체적으로 많은 영향을 준다. GABA는 신경막을 경계로 염화물 이온의 콘닥턴스를 조절하여 개개의 뉴런의 흥분을 조절한다. GABA는 GRC상에 있는 인식 부위와 상호 작용하여 GRC 전기 화학 구배 보다 낮은 염화물 이온을 세포안으로 용이하게 유입시킨다. 세포내 음이온이 증가하게되면 수송막 전위가 과분극을 일으키게 되어, 흥분되었을때 뉴런이 영향을 적게 받도록 한다(즉, 감소된 신경 흥분). 다시 말하면, 뉴런내의 염화물 이온의 농도가 높을수록, 뇌의 흥분도는 낮아진다(각성 수준).
공지된 바와 같이, GRC는 근심, 발작 행동, 및 진정 작용을 매개하는 역할을 한다. 그래서 GABA, 및 GABA와 비슷한 작용을 하거나 GABA의 작용을 촉진시키는(예를 들어 발륨과 같이 치료학적으로 유용한 바르비투르산염 및 벤조디아제핀 (BZs)) 약물은 GRC상에 특정 조절 부위와 상호작용하여 치료학적으로 유용한 효과를 나타낸다.
일련의 스테로이드계 대사 물질이 GRC와 상호작용 하여 뇌의 흥분 상태를 변화시키는 것이 관찰되었다.(Majewska, M.D.등, 〔Science〕232:1004-1007(1986); Harrison, N.L.등, 〔J. Pharmacol. Exp. Ther.〕241:346-353(1987)). 본 발명 이전에는, 이 분야 연구진들이 효용 및 작용 위치를 확실하게 이해하지 못하였기 때문에 이들 스테로이드 대사물질의 치료학적 유용성을 알지 못했다. 출원인의 발명은 부분적으로는 특정 스테로이드 화합물의 효용 및 작용 위치에 대한 이해도가 높아짐에 따라 이로부터 얻어진 지식을 약제학적으로 적용하는 방법에 관한 것이다.
난소 호르몬인 프로게스테론 및 이들의 대사 산물은 뇌 흥분에 많은 영향을 준다.(Backstrom, T.등 〔Acta Obstet, Gynecol. Scand Suppl.〕130:19-24(1985); Pfaff, D.W. 및 McEwen, B.S.,〔Science〕 219:808-814(1983), Cyermek 등, 〔J,Med.Chem.〕 11:117 (1968); 및 Lambert, J.등, 〔Trends Pharmacol.〕8:224-227(1987)), 프로게스테론 및 이의 대사물질의 양은 월경주기 단계에 따라 다양하다. 월경 전에 프로게스테론 및 이의 대사 물질이 감소한다는 것은 잘 알려져 있다. 공지된 바와 같이 월경 전에 일정한 신체적 증상이 매월 반복된다. 월경 전 증후군(PMS)과 관련된 증상은 스트레스, 불안, 및 편두통을 포함한다. (Dalton, K., 〔Premenstrual Syndrome 및 Progesterone Therapy〕, 제 2판, 시카고: 시카고 연감, 1984) PMS 환자에서는 매달 월경 전에 존재했다가 월경 후에 사라지는 증상이 반복된다.
비슷한 형태로, 프로게스테론의 감소는 여성 간질에서 발작 빈도의 증가와 시관적으로 상관성이 있다.(즉, 월경성 간질; Laidlaw, J., "Catamenial epilepsy)," Lancet, 1235-1237 (1956)). 더욱 직접적인 상관성은 프로게스테론 대사물질의 감소를 통하여 관찰된다. (Rosciszewska 등, 〔J.Neurol. Neurosurg, Psych.〕 49:47-51(1986)) 추가로, 가장 일반화된 소발작 간질 환자에게서 발작의 일시적인 발생은 월경 전 증후군의 증상 발생과 상관성이 있다. (Backstrom, T. 등, 〔J. Psychosom, Obstet. Gynaecol.〕 2:8-20 (1983)). 공지된 바와 같이 스테로이드 데옥시코르티코스테론은 월경 주기와 상관성이 있는 발작성 질환에 걸린 환자를 치료하는데 효과적이다. (Aird, R.B. 및 Gordan, G.,〔J.Amer. Med. Soc.〕 145:715-719(1951))
또한 프로게스테론이 저농도로 존재시 이와 관련이 있는 증후군을 월경 후 우울증이라 한다(PND), 출산 직후, 프로게스테론 농도가 급격히 감소하여 PND상태에 도달한다. PND의 증후군은 경미한 우울증에서 입원을 필요로 하는 정신병에 이르기까지 그 범위가 다양하며; PND 는 심한 불안감 및 과민반응과 관련이 있다. PND-관련 우울증은 종래의 우울 억제제에 의한 치료로는 고칠 수 없으며 PDN을 경험하는 여성은 PMS의 발생이 증가한다. (Dalton, K.,1984)
요컨대, 이러한 관찰은 프로게스테론 및 데옥시코르티코스테론 및 더욱 구체적으로는 이들의 대사산물이 뇌 흥분의 생체 항상성 조절에서 중요한 역할을 담당하고 있음을 보여주는 것으로서, 이는 월경성 간질, PMS 및 PND와 관련된 발작 행동 또는 증후군의 경우에 있어서 증가되는 것이 분명하다. 프로게스테론의 농도 감소와 PMS, PDN, 및 월경성 간질(Backstrom등, 1983; Dalton, K. 1984)과 관련된 증후군과의 상관관계에 따라서 이들의 치료시 프로게스테론의 사용을 촉진시킨다(참고문헌: Mattson 등, 〔Advances in epileptology〕; 제 15판 Epilepsy International Symposium, Raven Press, 뉴욕, 279-282, 1984, 및 Dalton, K. 1984), 그러나 프로게스테론은 상기 증후군의 치료에 일관성 있게 효과를 나타내지는 않는다. 예를 들어, PMS의 치료에 있어서 프로게스테론에 대한 어떠한 용량과 반응사이의 관계도 존재하지 않는다.( Maddocks, 등, 〔Obstet. Gynecol.〕154:573-581 (1986); Dennerstein, 등, 〔British Medical Journal〕 290: 16-17(1986))
상기 및 이하에 언급된 공부 및 참조문헌들은 본원의 명세서에 참고 자료로서 첨부되어 있다.
발명의 요약
본 발명은 뇌 흥분을 조절하는 방법, 조성물, 및 화합물에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 3α히드록실화 스테로이드 유도체의 사용에 관한 것으로 이는 GR 복합체상에서 새로이 동정된 위치에서 작용하며, 스트레스, 불안, 불면증, GR-활성제에 의하여 영향을 받는 심리적 질환(우울증과 같은), 및 발작 행동을 경감시키는 방식으로 뇌 흥분을 조절한다. 이러한 치료에 효과적인 조성물 및 화합물은 본 발명의 범주에 속한다.
본 발명에서 사용되며 본 발명의 일부를 구성하는 화합물은 GABA 수용기 복합체와 관련된 염화물 이온 통로를 조절하는 능력에 의해 매개되는 중추 신경 계의 흥분을 조절한다. 출원인의 실험을 통하여, 본 발명에 사용되는 화합물 및 본 발명의 화합물은 항경련 작용 및 BZs와 같이 공지된 불안 완화제의 작용과 유사한 불안 완화 작용을 나타내지만, GR복합체 상의 상이한 부위에 작용한다는 사실을 확인하였다. 생식(발정 주기 및 임신)과 관련된 과정에 있어서 프로게스테론의 내인성 대사 산물들 사이의 관계가 정립되어있다.(Marker, R.E., Kamm, O., 및 Mcgrew R.V., "Isolation of epi-pregnanol-3-one-20 form haman prehnancy urine," 〔J.Am.Chem, Soc.〕 59:616-618 (1937)) 그러나, 본 발명 이전에는 프로게스테론 대사산물을 이용하여 뇌의 흥분 기작을 조절함으로써 질환을 치료하는 방법에 관해서는 알지 못했다. 그러므로, 본 발명은 본 발명의 화합물을 사용하여 뇌 흥분을 조절함으로써 질환을 치료하는 방법, 조성물 및 화합물에 관한 것이다. 본 발명에서 다룰 대표적인 질환은 발작, 불안, 월경 전 증후군(PMS), 출산 후 우울증(PDN), GR활성제에 의하여 영향을 받는 심리적 질환(우울증과 같은), 및 불면증이다. 본 발명의 화합물은 또한 마취시키는데에 사용할 수도 있다.
바람직한 구체예의 상세한 설명
본 발명의 화합물 및 본 발명에서 사용되는 화합물은 3α-히드록실화-프레그난-20-온의 다양한 유도체이다: 3α-21-프레그난디올-20-온; 3α-20-프레그난디올: 3α-히드록실화-안드로스탄, 및 에스테르, 에테르, 설포네이트, 설페이트, 포스포네이트, 포스페이트, 옥심(이미노), 및 이들의 티아졸리딘 유도체를 포함하며, 이 유도체들은 약물 전구체로 알려진 것들이다. "약물 전구체(prodrug)"라는 말은 직접 작용하는 약물로 알려진 것의 유도체를 나타내는 것으로서, 이들 유도체는 약물과 비교하여 전달 특성과 치료학적 가치가 증가된 것이며, 효소적 또는 화학적 과정에 의해 활성 약물로 변형된다: 참고문헌:Notari, R.E., "Theory and Practice of Prodryg kimetics," 〔Methods in Enzymology〕, 112:309-323(1985); Bodor, N., "Novel Approaches in Pridrug Design," 〔Drugs of the Future〕, 6(3):165-182(1981); 및 Bundgaard, H., "Design of prodrygs:Biorerersible-Derivatives for Various Functional Groups and Chemical Entities," 〔Design ofProdrugs〕(H.Bundgaard. ed), Elsevier, 뉴욕(1985), 본 발명의 합성 유도체 성분의 일부는 상기 특성에 부가하여 고유 작용도 보유하고 있기때문에 진정한 약물 전구체가 아닐 수도 있다는 사실을 유념해야 한다. 그러나 실제 사용시 약물 전구제로 간주될 수도 있다.
연구결과에 따르면, (Gee, K.W.등, 〔European Journal of Pharmacology〕, 136:419- 423(1987)) 본 발명에서 사용되는 3α-히드록실화 스테로이드가 GR 복합체의 조절제로 보고된바 있는 (Majewska, M.D. 등 및 Harrison, N.L등(1987))다른 것들보다 더 효능이 있는 강력한 종류라는 것을 입증해 주었다. Majewska 등 및 Harrison 등은 3α-히드록실화-5-환원성 스테로이드는 더 낮은 수준의 효과를 나타낸다고 교시했을 뿐이다. 시험관내 및 생체 내에서의 실험 자료를 통하여 이들 스테로이드의 고효능이 GR복합체를 통해 뇌 흥분을 조절하는데 치료학적으로 유용하다는 것을 밝혀냈다. 본 발명에서 이용가능한 가장 효능이 좋은 스테로이드는 프로게스테론 및 데옥시코르티코스테론의 주요 대사물질의 유도체를 포함한다. 이들 스테로이드는 특별히 치료학적으로 유용한 방식으로 스트레스, 불안, 불면증, GR 활성제에 영향을 받는 (우울증과 같은)심리적 질환, 및 발작 질환에 있어 뇌 흥분을 조절하기 위해서 사용된다. 추가로, 스트레스, 불안, 수면, 심리적 질환 및 발작 질환에 치료학적으로 유용한 효과를 나타내는 종래의 기존 상호작용 부위(즉, 바르비트루산염, BZ, 및 GABA)와 구별되는 GR 복합체상의 특정 위치에서 상호 작용한다는 것도 밝혀냈다. (Gee, K. W. 및 Yamamura, H.I., 〔In Central Nervous System Disorders〕, p123-147, D.C. Horvell, ed.,1985; Lloyd, K.G. 및 Morselli, P.L.,Psychopharmacology: 〔The Third Generation of Progress〕, p183-195, H.Y. Meltzer, ed., Raven Press, N Y., 1987). 이 화합물은 바람직하게는 지속성, 효능, 및 구강 작용(투여의 다른 형태와 함께)을 나타낸다.
하기 구조식은 본 발명의 스테로이드 유도체이다.
[화학식 1]
Figure pct00001
[화학식 2]
Figure pct00002
[화학식 3]
Figure pct00003
[화학식 4]
Figure pct00004
[화학식 5]
Figure pct00005
[화학식 6]
Figure pct00006
본 발명은 또한 약리적으로 허용가능한 산 부가염을 비롯하여 상기 화학식 1 내지 6의 화합물의 에스테르 및 염을 포함한다. 약물 전구체가 약물 형태로 전환될 때 에스테르가 분해된다는 사실에 의거하여 3α-히드록시기가 약리적으로 허용가능한 에스테르로 작용할 수 없다고 생각된다. 이들은 여기서 분해 가능한 에스테르로 언급된다.
정의
본 발명 및 본 발명에서 사용되는 것에 따라서, 다음 용어는 뚜렷한 언급이 없다면 다음의 의미로 정의된다,
"알킬"은 직쇄, 분쇄, 및 시클릭기를 포함하는 포화된 지방족 군을 말하며, 이들 모두는 선택적으로 치환될 수 있다. 바람직한 알킬기로는 메틸, 에틸 등이 있으며, 이들은 선택적으로 치환될 수 있다.
"알케닐"은 하나 이상의 탄소간 이중결합을 포함하는 불포화된 군을 말하며 여기에는 직쇄, 분지쇄, 및 시클릭기가 포함되며, 이들 모두는 선택적으로 치환될 수 있다.
"알키닐"은 하나 이상의 탄소간 삼중 결합을 포함하는 불포화 탄화수소군을 말하며, 여기에는 추가의 불포화기를 포함할 수도 있는 직쇄, 분지쇄 및 시클릭기가 포함된다. 알키닐이 3β-위치에 존재할 때, 알키닐 기는 할로겐화 또는 비할로겐화 C1라디칼, 포화 또는 불포화 C2-C6, 할로겐화 또는 비할로겐화 직쇄 라디칼, C3-C6시클릭 (시클로 알킬)라디칼, 또는 C5-C6방향족 라디칼 또는 두 개 이상의 인접한 산소 또는 황원자를 갖는 헤테로 시클릭 라디칼을 제외한 산소, 질소, 및 황으로 구성된 군에서 선택된 1,2 또는 3개의 이종 원자를 포함하는 4,5, 또는 6 원성 C- 또는 N-이 결합된 헤테로 시클릭 라디칼로 치환할 수 있다. 상기 알키닐기는 2 내지 4개의 탄소 원자를 포함하는 것이 바람직하다.
"알콕시"는 R이 알킬인 에테르 -OR이다.
"아릴록시"는 R이 아릴인 에테르 -OR이다.
"아릴"은 공액 파이 전자계를 갖는 하나 이상의 고리를 포함하는 방향족 군을 말하며 여기에는 카르보시클릭 아릴 및 바이아릴를 포함하며, 이들 두 가지 모두는 선택적으로 치환될 수 있다.
"카르보시클릭 아릴"은 방향족 고리상에 있는 고리 원자가 탄소 원자인 군을 말한다. 카르보시클릭 아릴군은 적당하게 치환된 페닐기 및 나프틸기를 포함한다. 치환된 페닐은 저급 알킬, 아미노, 히드록시, 저급 알콕시, 할로겐, 저급 아실, 및 니트로와 같은 적절한 치환체를 한 개 내지 세 개 갖는 것이 바람직하다.
"아르알킬"은 아릴기로 치환된 알킬기를 말한다. 바람직한 아르알킬기로는 벤질 등을 포함하며 이는 선택적으로 치환될 수 있다.
"디알킬아미노"는 R 및 R"가 독립적으로 저급 알킬기이거나 또는 이들이 함께 모폴리노기의 잔기를 형성하는 -NRR"를 말한다. 바람직한 디알킬아미노기로는 디메틸 아미노, 디에틸아미노, 및 모폴리노가 있다.
"아실"은 R이 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 또는 아르알킬인 알카노일기-C(O)R를 말한다.
"선택적으로 치환된" 또는 "치환된"의 의미는 한 개 내지 세 개 치환체에 의해 치환된 군이며, 상기 치환체는 독립적으로 저급 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알콕시, 아미노, 티오, 할로, 할로알킬, 트리할로알킬, 아실, 니트로, 히드록시, 및 케토로부터 선택된다.
"저급"은 한 개 내지 네 개의 탄소원자를 포함하는 유기 라디칼로 연결된 것을 말한다. 이러한 기는 직쇄, 분지쇄, 또는 시클릭기일 수 있다.
"약리적으로 허용가능한 에스테르 및 염"은 본 발명의 화합물과 유기산 또는 무기산을 조합하여 형성한 화학식 1-6의 에스테르 또는 염이다.
화학식 1의 화합물에서 사용가능한 치환체의 예는 하기와 같다:
R 은 수소, 또는 저급 알킬, 저급 알케닐, 또는 저급 알키닐;
R1은 메틸렌, β-히드록시메틸, 또는 β-시아노; 및 생리적으로 허용가능한 3-에스테르, 20-에스테르, 및 이들의 3,20-디에스테르: 단 R1이 β-시아노일 때, R은 수소가 아니다.
그러나, 방법 청구항에 있어서, R 이 수소일 때 R1은 시아노일 수 있다.
화학식 1의 바람직한 화합물 군은 R이 수소인 화합물이다.
바람직한 화합물의 또 다른 군으로는 R1이 시아노인 화학식 1의 화합물이다.
화학식 1의 화합물의 바람직한 예는 하기와 같지만 이에 한정되는 것은 아니다: 3α히드록시-17-메틸렌-5α-안드로스탄; 3α-히드록시-17β-히드록시메틸-5α-안드로스탄; 또는 3α-히드록시-17(20) (Z)-메톡시메틸렌-5α-안드로스탄.
화학식 2의 화합물에 사용될 수 있는 치환체의 예는 하기와 같다:
R은 수소, 할로, 또는 저급 알콕시;
R1은 알케닐, 알키닐, 알콕시알킬, 할로알콕시알킬, 트리플루오로메틸, 아지도알킬, 시아노알킬 또는 모노할로메틸;
R2는 수소, 케토기, 또는 11α-디알킬아미노 기;
R3는 β-아세틸기, β-히드록시 아세틸기의 케탈, β-트리플루오로아세틸기, β-(히드록시아세틸)기, β-히드록시아세틸-17β-히드록시기, β-메톡시메틸아세틸기, β-(에톡시)-메틸-2'-메틸렌아세틸기, β-(1'-히드록시에틸)기, β-(1'-히드록시프로필)기, β-(2'-히드록시이소프로필)기, β-숙시닐옥시아세틸기, β-히드록시아세틸 나트륨 숙시네이트기, β-아세톡시아세틸기, β-설폭시아세틸기, β-메틸아세틸기, β-클로로아세틸기와 같은 β-할로아세틸기, β-에티닐기, 또는 β-에틸기이며, 상기 β-에틸기는 에틸기가 결합된 17-탄소원자가 산소원자와 함께 17(20) 에폭시기를 형성하며; 및
이들의 생리적으로 허용가능한 3-에스테르, 20-에스테르, 21-에스테르, 3,20-디에스테르, 및 3,21-디에스테르로서,
단 R2가 11α-N,N-디알킬아미노일때, R은 수소가 아니다.
바람직한 화합물 군으로는 R이 수소, 또는 저급 알콕시인 화학식 2의 화합물이다. 더욱 바람직하게는 R이 수소인 화합물이다.
화합물의 또 다른 바람직한 군으로는 R1이 저급 알케닐, 저급 알키닐, 트리플루오로메틸, 알콕시메틸, 및 모노할로메틸인 화학식 2의 화합물이다. 더욱 바람직하게는 R1이 C2-C4알케닐, C2-C4알키닐, 또는 트리플루오로메틸인 화합물이다. R1이 에티닐 또는 트리플루오로메틸인 화합물이 특히 바람직하다.
추가로 바람직한 화합물은 R3가 아세틸, 히트록시알킬, 히드록시아세틸인 화학식2의 화합물이거나, 또는 이들의 생리학적으로 허용가능한 산에 의한 에스테르이다. R3가 아세틸 또 β-숙시닐옥시아세틸인 화합물은 더욱 바람직하다. R3가 아세틸인 화합물이 특히 바람직하다.
바람직한 화합물의 예는 하기와 같으나 이에 한정되는 것은 아니다. 3α-히드록시-17β-에티닐-5α-안드로스탄; 3β -에테닐-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온, 3α-히드록시-3β-(2'-프로페닐)-5β-프레그난-20-온, 3β-에테닐-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온, 3β-(클로로에티닐)-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온, 3β-에티닐-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온, 3α-히드록시-3β-에티닐-5α-프레그난-20-온, 3α ,20α -디히드록시-3β-에티닐-5α-프레그난, 3α ,21-디히드록시-3β-에티닐-5β-프레그난-20-온, 3β-(3'-브로모-1-프로피닐)-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온, 3α,21-디히드록시-3β-에티닐-5β-프레그난-20-온, 21-아세테이트, 3β-에티닐-3α-히드록시-5β-프레그난-11,20-디온, 3α, 21-디히드록시-3β-에티닐-5β-프레그난-20-온, 21-헤미숙시네이트, 3α,20α-디히드록시-3β-에티닐-5β-프레그난, 3α ,20β-디히드록시-3β-에티닐-5β-프레그난, 3α ,20β-디히드록시-3β-에티닐-5α-프레그난, 3α -히드록시-3β-(2'-프로피닐)-5α-프레그난-20-온, 3β-에티닐-3α-히드록시-21-메톡시-5β-프레그난-20-온; 3α-히드록시-3β-클로로메틸-5α-프레그난-20-온, 3α-히드록시-3β-플루오로메틸-5α-프레그난-20-온, 3β-브로모메틸-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온, 3α-히드록시-3β-요오도-메틸-5α-프레그난-20-온, 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5α-프레그난-20-온, 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온, 3α ,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온, 21-아세테이트, 3α ,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온, 3α-히드록시-3β -트리플루오로메틸-5β-프레그난-11,20-디온, 3α ,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온, 21-헤미숙시네이트, 나트륨염, 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-17(20)-엔: 3α ,20α-디히드록시-21-에틸-5α-프레그난, 3α ,20α-디히드록시-21-메틸-5α-프레그난, 3α ,20α -디히드록시-2 β-이소프로폭시-5β-프레그난, 3α ,20α-디히드록시-2β-에톡시-5α-프레그난, 3α, 20α-디히드록시-2β-n-프로폭시-5α-프레그난, 3α ,20α -디히드록시-3β-메틸-5α-프레그난, 3α,20α-디히드록시-3β-에티닐-5α -프레그난, 3α,20β-디히드록시-3β-메틸-5β-프레그난 3α,20-디히드록시-3β,20-디메틸-5β-프레그난, 3α,20α-디히드록시-3β ,21-디메틸-5α-프레그난, 3α,20α-디히드록시-3β-에티닐-5β-프레그난, 3α,20β -디히드록시-3β -에티닐-5β -프레그난, 3α,20β-디히드록시-3β-메틸-5α-프레그난, 3α,20β-디히드록시-3β-에티닐-5α-프레그난, 3α-히드록시-3β-메톡시메틸-5α-프레그난-20-온, 3β-(에톡시메틸)-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온, 3β-(1'-헥시닐)-3α-히드록시-5β -프레그난-20-온, 3β -아지도메틸-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온, 3α-히드록시-3β-(2',2',2'-트리플루오로에톡시메틸)-5α-프레그난-20-온, 3α-히드록시-3β-프로폭시메틸-5α-프레그난-20-온, 3β-시아노메틸-3α-히드록시-5α-프레그난-2-온, 3β-(3-메틸부트-2-엔-1-이닐)-3α -히드록시-5β-프레그난-20-온, 3β -(1'-헵티닐)-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온, 3β-시클로프로필에티닐-3α-히드록시-5 β-프레그난-20-온, 3β -(1'-옥티닐)-3α-히드록시-5β -프레그난-20-온, 3β-시클로프로필에티닐-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온, 및 3β-시클로프로필에티닐-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온.
화학식 3의 화합물에 사용될 수 있는 치환체의 예는 하기와 같다.
R은 수소 또는 저급 알킬, 저급 알케닐 또는 저급 알키닐;
R1은 β-아세틸기, β-히드록시 아세틸기의 케탈, β-트리플루오로아세틸기, β-(히드록시아세틸)기, β-히드록시아세틸-17 α-히드록시기 , β-메톡시메틸아세틸기 , β-(에톡시)-메틸-2'메틸렌아세틸기 , β-(1'-히드록시에틸)기 , β-(1'-히드록시프로필)기, β-(2'-히드록시이소프로필)기, β-숙시닐옥시아세틸기, β-히드록시아세틸 나트륨숙시네이트기, β-아세톡시아세틸기, β-설폭시아세틸기, β-메틸아세틸기, β-클로로아세틸기, β-에티닐기, 또는 에틸기가 결합된 17-탄소원자 및 산소원자가 함께 17(20)에폭시기를 형성하는 β-에틸기: 및
이들의 생리적으로 허용가능한 3-에스테르, 20-에스테르, 21-에스테르, 3,20-디에스테르 및 3,21-디에스테르로서,
단, 상기 화합물은 3α-히드록시-5α-프레그-9(11)-엔-20-온, 3α ,21-디히드록시-5α-프레그-9(11)-엔-20-온, 또는 21-아세톡시-3α-히드록시-5α -프레그-9(11)-엔-20-온 또는 이들의 에스테르 유도체가 아니다.
바람직한 화합물의 군으로는 R이 수소 또는 알키닐인 화학식 3의 화합물이다. 더욱 바람직한 경우는 R이 수소인 화합물이다.
바람직한 화합물의 부가적인 군으로는 R1이 아세틸, 히드록시알킬, 히드록시아세틸인 화학식3의 화합물이거나, 또는 이의 생리적으로 허용가능한 산에 의한 에스테르이다. 더욱 바람직한 경우는 Rl이 아세틸 또는 β-숙시닐옥시아세틸인 화합물이다. 특히 바람직한 경우는 R1이 아세틸인 화합물이다.
바람직한 화합물의 예는 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레근-9(11)-엔-20-온 및 3α-히드록시-3β-메틸-5α-프레근-9-엔-20-온을 포함하나 여기에 한정되는 것은 아니다.
화학식 4의 화합물에 사용될 수 있는 치환체의 예는 하기와 같다.:
R은 수소, 저급 알킬, 저급 알케닐, 또는 저급 알키닐;
R1은 화학식 3에서와 같이 정의되며;
이들의 생리적으로 허용가능한 3-에스테르, 20-에스테르, 21-에스테르, 3,20-디에스테르, 및 3,21-디에스테르로서;
단, 상기 화합물은 3α-히드록시-5β-프레근-11-엔-20-온 또는 이들의 3-에스테르 유도체가 아니다.
바람직한 화합물의 군은 R이 수소, 트리플루오로메틸, 또는 저급 알키닐인 화학식 4의 화합물이다. 더욱 바람직한 화합물은 R이 수소인 화합물이다.
바람직한 화합물의 부가적인 군으로는 R1이 아세틸, 히드록시알킬, 히드록시 아세틸인 화학식4의 화합물이거나, 또는 이의 생리적으로 허용가능한 산에 의한 에스테르이다. 더욱 바람직한 경우는 R1이 아세틸 또는 β-숙시닐옥시아세틸인 화합물이다. 특히 더 바람직한 경우는 R1이 아세틸인 경우이다.
바람직한 화합물의 예는 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5α-프레근-11-엔-20-온; 3α ,20β -디히드록시-5β-프레근-11-엔; 3α-히드록시-3β-메틸-5α -프레근-11-엔-20-온, 및 3α ,20β -디히드록시-5β-프레근-11-엔, 3β-에티닐-3α-히드록시-5β-프레근-11-엔-20-온을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
화학식 5의 화합물에 사용될 수 있는 치환체의 예는 하기와 같다:
R은 수소, 또는 저급 알킬, 저급 알케닐, 또는 저급 알키닐:
R1은 β-포르밀, 메틸렌, β-히드록시메틸, 메톡시메틸렌, 또는 β-시아노; 및
이들의 생리적으로 허용가능한 3-에스테르, 20-에스테르, 및 3,20-디에스테르.
바람직한 화합물의 예는 3α-히드록시-17β-포르밀-5α-19-노르-안드로스탄및 3α-히드록시-17(20)(Z)-메톡시메틸렌-5α-19-노르안드로스탄을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
화학식 6의 화합물에 사용될 수 있는 치환체의 예는 하기와 같다:
R은 수소 또는 저급알킬, 저급 알케닐, 또는 저급 알키닐;
R1은 화학식 3의 화합물과 같으며: 및
이들의 생리적으로 허용가능한 3-에스테르, 20-에스테르, 21-에스테르, 3,20-디에스테르, 및 3,21-디에스테르.
바람직하게는 상기 화합물은 R이 저급 알케닐, 저급 알키닐 또는 트리플루오로메틸인 화학식 6의 화합물이다. 더욱 바람직하게는 R이 저급 알키닐 및 트리플루오로메틸인 화합물이다. 바람직한 화합물의 부가적인 군으로는 R1이 아세틸, 히드록시알킬, 히드록시아세틸인 화학식6의 화합물이거나, 또는 이의 생리적으로 허용가능한 산에 의한 에스테르이다. 더욱 바람직한 경우는 R1이 아세틸 또는 β-숙시닐옥시아세틸인 화합물이다. 특히 R1이 아세틸인 화합물이 바람직하다.
추가로, 3 및/또는 20번 위치에서 히드록시기가 에스테르인 화학식 1 내지 6의 화합물이 바람직하다. 하기의 산에 의한 에스테르가 바람직하다: 아세트산, 프로피온산, 말레산, 푸마르산, 아스코르브산, 피멜산, 숙신산, 글루타르산, 비스메틸렌-살리실산, 메탄술폰산, 에탄-디-술폰산, 옥살산, 주석산, 살리실산, 구연산, 글루콘산, 이타콘산, 글리콜산, p-아미노벤조산, 아스파르트산, 글루탐산, 감마-아미노-부티르산, α-(2-히드록시에틸아미노)-프로피온산, 글리신 및 이 밖의 2-아미노산, 인산, 황산, 및 글루쿠론산, 및 1-메틸-1,4-디히드로니코틴산.
이 밖의 바람직한 화합물의 군으로는 3β- 치환체가 에티닐 또는 트리플루오로메틸이며 β-아세틸, β-(1'-히드록시에틸), 또는 17(20)(Z)-엔중 하나가 스테로이드의 17번 위치에서 결합된 화학식 1 내지 6의 화합물을 포함한다.
화합물의 바람직한 예는 3α-히드록시-3β-메틸-5β-19-노르프레근-17(20)(Z)-엔, 3α-히드록시-19-노르-5α-프레그난-시스-17(20) (Z)-엔, 3 a -히드록시-5β-19-노르프레근-17(20) (Z)-엔, 3α-히드록시-3β-메틸-5α-19-노르프레근-17(20) (Z)-엔, 3β-에티닐-3α-히드록시-5β-19-노르프레근-17(20) (Z)-엔, 및 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-19-노르프레근17(20) (Z)-엔을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
하기 화합물 또한 바람직하다: 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-19-노르-5β-프레그난-20-온, 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-19-노르-5α-프레그난-20-온, 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-19-노르프레근-17(20)(Z)-엔, 3α,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-19-노르-5β-프레그난-20-온, 및 3α,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-19-노르-5β-프레그난-20-온 21-헤미숙시네이트 및 이의 나트륨염.
하기 화합물 또한 바람직하다: 3α, 20α-디히드록시-19-노르-5α-프레그난: 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-19-노르-5β-프레그난-20-온: 3α-히드록시-3β -메틸-5α-19-노르프레그난-20-온: 3β -에티닐-3α-히드록시-19-노르-5β-프레그난-20-온, 3β-에티닐-3α-히드록시-5β-19-노르프레근-17(20) (Z)-엔, 3α -히드록시-3β-메틸-5β-19-노르프레근-17(20) (Z)-엔; 3α-히드록시-3β-메틸-5β-19-노르프레근-17(20) (Z)-엔, 3α ,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-19-노르-5β-프레그난-20-온 21-헤미숙시네이트 및 이의 나트륨염.
본 발명의 가장 바람직한 화합물은 하기와 같다:
3α-히드록시- 3β -(3'-메틸-부트-3'-엔-1'-이닐)-5β-프레그난-20-온:
3α-히드록시-3β-(3'-메틸-부트-3'-엔-1'-이닐)-5α-프레그난-20-온:
3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5α -프레그난-20-온:
3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레근-11-엔-20-온:
3α ,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-19-노르-5β-프레그난-20-온;
3β -(시클로프로필)에티닐-3α -히드록시-5β-프레그난-20-온;
3α,20α-디히드록시-3β-에티닐-5α-프레그난:
3α, 21-디히드록시-3β-에테닐-5α-프레그난-20-온; 및
3α, 21-디히드록시-3β-플루오로메틸-5α-프레그난-20-온; 또는
이들의 생리적으로 허용가능한 3-에스테르, 20-에스테르, 21-에스테르, 3,20-디에스테르, 또는 3,21-디에스테르,
본 발명의 범위내에 포함되는 에스테르로서는 하기와 같은 것들이 특히 바람직하다:
3 α,21-디히드록시-3β-트리플루오메틸-19-노르-5β-프레그난-20-온, 21-헤미숙시네이트, 나트륨염 ;
3α,20 α-디히드록시-21-메틸-5α-프레그난, 비스 헤미숙시네이트:
3α,21-디히드록시-3β-에테닐-5α-프레그난-20-온, 21-헤미숙시네이트;
3α,21-디히드록시-3β-메틸-5α-프레그난-20-온 21-아세테이트;
3α,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온, 21 헤미푸마레이트 나트륨염;
3α,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온,메틸 21-숙시네이트;
3α,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온,21-프로피오네이트;
비스(3α,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온)21-헤미숙시네이트;
비스(3α,21-디히드록시-3β-에티닐-5β-프레그난-20-온)21-헤미숙시네이트;및
N-(3α-히드록시-3β-메틸-5α-프레그난-20-일이딘)에탄올아민.
하기의 합성방법과 실시예는 본발명의 성분 및 본 발명에서 사용되는 화합물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
합성 방법
본 발명의 화합물은 임의의 용이한 방법, 예를 들면 Holden-Day, Inc.(샌프란시스코 소재)에서 1963년 출판된 Djerassi 저 〔Steroid Reactions〕또는 Van Nostrand-Reinhold Co.(뉴욕 소재)에서 1972년 출판된 Fried 와 Edwards 공저 〔Organic Reactions in Steroid Chemistry〕에 기재된 것과 같은 용이한 기술을 통해 제조할 수도 있다.
본 발명의 화합물은, 당업계에 공지된 또는 이제까지 개발된 임의의 적당한 기술을 통해 제조할 수도 있다.
일반적인 방법
20-히드록시 프레그난을 20-케토 프레그난을 통상의 환원제로 환원시킴으로써 제조하였다.
21-헤미숙시네이트는, 프레그난-20-온 유도체를 먼저 브롬 분자로 브롬화시켜 상응하는 21-브로모 프레그난을 수득하는 방식으로 제조하였다. 이어서, 브로모 화합물을 아민의 존재하에 각종 디오인산(예, 숙신산)과 반응시킴으로써 21-히드록시 에스테르를 수득하였다. 이후 디오인산으로부터 생성된 에스테르를 통상적인 수단을 통해 이들의 나트륨 염으로 전환시켰다.
에스테르는 당 업계에 널리 공지된 방법에 따라서 상기 거론된 화합물상의 히드록실기와 유기산, 산 할라이드, 산 무수물 또는 에스테르를 반응시켜 형성될 수 있다. 이때 상기 유기산은, 예를 들어 아세트산, 프로피온산, 말레산, 푸마르산, 아스코르브산, 피멜산, 숙신산, 글루타르산, 비스메틸렌살리실산, 메탄술폰산, 에탄-디-술폰산, 옥살산, 주석산, 살리실산, 구연산, 글루콘산, 이타콘산, 글리콜산, p-아미노벤조산, 아스파르트산, 글루탐산, r-아미노-부티르산, α-(2-히드록시에틸아미노)-프로피온산, 글리신 및 이 밖의 α-아미노산, 인산, 황산, 글루쿠론산, 및 1-메틸-1,4-디히드로니코틴산이다.
3β-치환체
할로메틸
본 발명의 3β-모노할로메틸 화합물은, 불활성 용매내에서 할로겐화물 이온원(예, 톨루엔중의 테트라메틸암모늄 할라이드), 바람직하게는 양자 제공원(예, 아세트산)으로 3-스피로-2'옥시란 스테로이드를 처리함으로써 제조될 수 있다.
포화 또는 불포화 알킬
다른 3 치환된 스테로이드는, 다른 반응성 작용기가 필요에 따라 보호될 수 있는 3-케토스테로이드에 유기 금속 시약을 첨가함으로써 제조될 수 있다. 따라서, 3-알키닐 화합물은 불활성 용매내에서 중의 리튬 아세틸라이드를 사용하거나 또는 시험관내에서 1,2-디브로모에틸렌 및 부틸 리튬으로부터 제조된 시약을 유기 금속 시약으로서 사용하여 제조될 수도 있다. 이와 유사하게, R이 알케닐기인 화학식 1의 화합물은, 3-케토스테로이드를 비닐 유기금속 시약(예, 비닐 마그네슘 브로마이드)과 반응시킴으로써 제조될 수도 있다. 알릴 마그네슘 브로마이드와 같은 반응부의 불포화부가 제거된 화합물을 사용하여도 3-알케닐 기를 포함한 화합물을 제공할 수 있다. 마찬가지로, 알킬 그리나드(예, 요오드화 메틸 마그네슘)를 사용하면 3-알킬 화합물이 생성될 것이다.
트리플루오로메틸
트리플루오로메틸기는, 3-케토스테로이드를 플루오리드 이온에 의해 촉매된 트리메틸트리플루오로메틸실란과 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
21-산화 화합물
21-메틸의 납 테트라아세테이트 산화 반응
이러한 종류의 각종 화합물은, 프레그난-20-온을 납 테트라아세테이트로 산화시켜 21-아세톡시 유도체를 형성시키고, 아세테이트를 가수분해시켜 21-알콜을 형성시킨 후, 적당한 카르복실산 유도체(예, 산 무수물 또는 산 염화물 또는 히드록실기의 수소를 치환시킬 수 있는 다른 시약(예, 염화 메탄설포닐))에 의해 아실화시키는 일련의 반응을 순행시킴으로써 제조될 수 있다.
프레그난-17-엔
이들은, 17-케토스테로이드를 비티히 시약, 예를 들면 n-프로필트리페닐포스포늄 브로마이드를 강염기(예, 칼륨 t-부톡사이드)로 처리하여 수득한 일라이드와 반응시킴으로써 제조할 수 있다.
3,20-디을
수소화 붕소(예, 디보란)를 프레그난-17-엔의 이중결합에 부가하여 형성된 유기 보란을 예를 들어 알카리성 과산화 수소로 산화시킴으로써 20-올을 형성시킴으로써 프레그난-3,20-디올을 제조할 수 있다. 대안적으로는, 20-온기를 20-올기로 환원시킴으로써 프레그난-3,20-디올을 제조할 수도 있다. 적당한 시약은 히드라이드 시약(예, 나트륨 보로히드라이드) 또는 분해 금속(예, n-프로판올중의 나트륨)등이다.
실시예 1
a. 3α-히드록시-5β-프레그난-20-온, 20-케탈
3α-히드록시-5β-프레그난-20-온(10.8g, 34mmol), 에틸렌 글리콜(45mL), 및 트리에틸 오르토포르메이트(30mL)의 혼합물을 5분동안 실온에서 교반하였다. 이어서 p-톨루엔술폰산(200mg)을 첨가하고, 1시간 30분동안 실온에서 계속 교반하였다. 생성된 걸쭉한 페이스트를 NaHCO3포화용액(250mL)에 붓고, 이로부터 생성된 고형 침전물을 여과를 통해 수거하여 찬물로 완전히 세척한 후 건조시켰다. 이 반-건조된 생성물을 CH2Cl2(350mL)중에 용해시키고 무수 K2CO3로 건조시켰다. 케탈 용액을 여과하였으며 다음 단계에서 이를 그대로 사용하였다.
b. 5β-프레그난-3,20-디온, 20-케탈
상기 CH2Cl2중의 3α-히드록시-5β-프레그난-20-온, 20케탈 용액을 N-메틸모폴린-N-옥사이드(8.8g, 75mmol)과 함께 교반한 후, 15분동안 N2하에서 4Å 분자체(58g)로 분말화 하였다. 여기에, 테트라프로필암모늄 퍼루테네이트(400mg)를 첨가하여 2시간 동안 실온에서 계속 교반하였다. 생성된 진녹색의 혼합물을 짧은 Florisil 칼럼에 통과시킨 후 CH2Cl2로 용출시켰다. 생성물(TLC)을 함유하는 분획분을 모은 뒤 증발시켰다. 이와같이 수득된 미정제 생성물을 EtOAc:Hx(1:1)의 혼합물로 결정화시켜 긴 막대 형태의 표제 화합물(10.3g)을 수득하였다.
c. 1,2-디브로모에틸렌으로부터 리튬 시약의 제조방법
N2가스 기포기, 온도계 및 적하용 깔대기가 설치된 100mL들이 3목 플라스크에 1,2-디브로모메틸렌(시스/트랜스 혼합물, 98%, Aldrich, 0.164mL, 2mmol, 분자량 = 186, 밀도=2.246)을 충전시켰다. 무수 THF(l5mL)를 첨가하고, 이 용액을 드라이 아이스-아세톤 배스내에서 -78℃까지 냉각시켰다. 여기에 n-BuLi(THF 중의 2.5M, 1.6mL, 4mmol)를 10분에 걸쳐 적가하고, 이 혼합물을 1시간 동안 이 온도하에 교반한 후, 이로부터 생성된 시약을 다음 단계에서 바로 사용하였다.
d. 3 β-에티닐-3 a-허드록시-5β-프레그난-20-온
온도를 70℃ 이하로 유지시키면서 THF중의 상기 시약 용액(-78℃로 유지)을 TF(15ml)중의 5β-프레그난-3,20-디온, 20-케탈(180mg, 0.5mmol) 용액으로 적가 처리하였다. 이 온도에서 15분동안 계속 교반하였다(TLC를 통해 검출한 결과 100% 전환됨) 냉각조를 제거하고, 생성된 용액을 2N HCl(pH 6)으로 급냉시킨 후 용매를 제거하고, 잔류물을 아세톤(10mL)중에 용해시켰다. 여기에 2N HCl(4mL)을 첨가한 후, 용액을 30분동안 실온에서 교반하였다. 이 혼합물을 NaHCO3희석용액으로 중화시키고, 고형 침전물(158mg, 93%)을 여과시켜 수거하여 물로 세척한 후 건조시켰다. 미정제 생성물을 EtOAc 또는 아세톤-헥산의 혼합물로부터 결정화 하여 정제시켜 표제 화합물을 수득하였다: mp 196-197℃, TLC-Rf0.45(헥산:아세톤 7 : 3).
실시예 2
디나트륨 3 α, 20β-디히드록시-5β-프레그난, 비스(혜미숙시네이트)
5mL의 무수 피리딘중의 3α, 20β-디히드록시-5β-프레그난(스테랄로이드; 250mg, 0.78mmol) 현탁액을 숙신산 무수물(200mg, 2.0mmol)로 처리하고, 이 혼합물을 100℃에서 총 10시간 동안 가열하였다. 이어서 반응물을 가열하면서 6mmol의 숙신산 무수물을 3회에 걸쳐 첨가하였다. 진한 혼합물을 농축시켜(0.05mmHg, 30℃) 용매를 제거한 후 90℃(0.05mmHg)에서 가열함으로써 과량의 숙신산 무수물을 제거하였다. 잔류물은 애테르/헥산으로부터 재결정화하여 주성분이 숙신산인 고형물을 얻었다. 모액을 농축시키고 칼럼 크로마토그래피로 처리하여(섬광 실리카겔, 95/5/0.1 CH2Cl2/MeOH/HOAc) 백색 고형물을 수득한 후, 이것을 에테르/헥산으로부터재결정화하였다. 비스(헤미숙시네이트)〔m.p. 81-90℃〕를 비스(나트륨 염)상에 보유시켰다.
비스(헤미숙시네이트)(100mg, 0.192mmol)를 최소량의 메탄올에 용해시키고, 여기에 0.6mL의 물 중 NaHCO3(2당량, 33mg, 0.393mmol) 수용액을 적가했다. 3시간 후, 상기 용액을 진공하에 농축시킴으로써 백색 고형물을 수득하였다.
실시예 3
3 α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5 α-프레그난-20-온 및 3β-허드록시-3 α-트리플루오로메틸-5 α-프레그난-20-온
무수 THF(5mL)중의 5α-프레그난-3,20-디온 20-에틸렌케탈(356mg,0.987mmol) 용액에 0.5M F3CSi(CH3)3)(THF중; 2.5mL, 1.25mmol)을 첨가했다. 생성된 무색 용액을 0℃로 냉각시키고, n-Bu4NF ·xH2O(결정이 거의 없음)을 첨가했다. 냉각조를 제거하였더니 가스(Me3SiF)의 방출이 관찰되었으며, 이후 반응 용액이 황변하였다. 이 혼합물을 실온에서 30분동안 교반하였다. TLC(3:1 헥산/아세톤) 결과, 출발 화합물이 완전히 소모되고; 새로운 점이 거의 용매-프론트와 함께 이동한 것으로 나타났다. 이어서, 1N HCl(약 3mL)를 첨가하고, 생성된 2상의 혼합물을 밤새 동안 실온에서 교반하였다. TLC(3:1 헥산/아세톤) 결과, Rf가 약 0.5인 단일 점이 나타났다. 반면, CH2Cl2를 사용한 경우에는, 근접한 위치에 있는 2개의 점이 나타났는데, 상위의 것은 부생성물의 것이었다. 이어서, 에테르와 물을 첨가하였다. 수성층을 에테르로역-추출하였다. 합성된 유기물들을 포화 NaHCO3및 염수로 세척하며, 건조시킨후(MgSO4), 다시 이것을 여과시켜 감압하에 증발시킴으로써 백색(거품형) 고형물을 얻었으며, 이것을 용출제로서 CH2Cl2를 사용하는 섬광 크로마토그래피시켰다.
조기 분획물을 증발시켜, 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5α-프레그난-20-온(10mg)을 수득하였다.
칼럼을 계속 용출시켜 3β-히드록시-3α-트리플루오로메틸-5α-프레그난-20-온(200mg)을 수득하였으며, 이것을19F NMR 및 GC-MS로 검사한 결과 1.5%의 부생성물(즉, 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5α-프레그난-20-온)을 함유하였다. 이 불순물을 제거하기 위해, 뜨거운 60:40 헥산/에틸 아세테이트 중에서 재결정화시켰는데, 이때 결정은 형성되지 않았다. 최종적으로, 상기 97.5:1.5 혼합물을 CH2Cl2(mp 181-3℃)로 다시 섬광 크로마토그래피시켜 고순도의 3β-히드록시-3α-트리플루오로메틸-5 α-프레그난-20-온(145mg)을 수득하였다.
실시예 4
3 β-히드록시-3 α-에테닐-5β-프레그난-20-온 및 3 α-히드록시-3β에테닐-5β-프레그난-20-온
무수 THF(20mL)중의 5β-프레그난-3,20-디온, 20-케탈(1.l8g, 3.3mmol) 용액을 -70℃에서 비닐 마그네슘 브로마이드(THF 중의 1M, 3.7mmol, 3.7mL)로 처리하였다. 이 온도에서 상기 혼합물을 5분동안 교반한 후, 다시 실온에서 2시간 30분동안 교반하고, 이것을 염화 암모늄 포화 용액(10mL)으로 급냉시켰다. 이후 용매를 제거하고, 잔류물은 EtOAc로 추출하였다. 유기 층을 물, 묽은 NaHCO3용액, 물, 및 염수로 세척하였다. 상기 용액을 무수 황산 마그네슘으로 건조시킨 후, 여과 및 증발시킴으로써 미정제 생성물(1.2g)을 수득하였다. 이어서 상기 미정제 생성물을 아세톤(20mL)중에 용해시켰다. 1N HCl(10mL)을 첨가한 후, 이 용액을 15시간 동안 실온에서 교반하였다. 이후 용매를 제거하고, 잔류물을 CH2Cl2로 추출하였다. 유기 층을 물, 묽은 NaHCO3용액, 물 및 염수로 세척하였다. 상기 용액을 무수 황산 마그네슘상에서 건조시킨 후, 용액을 여과하여 증발시킴으로써 미정제 생성물(890mg)을 수득하였다. 이 미정제 생성물을 이어서 소량의 CH2Cl2에 용해시키고 실리카겔 칼럼상에 부었다. 톨루엔:아세톤 혼합물(94:6)로 용출시킴에 따라, 3α-에테닐-3β-히드록시-5β-프레그난-20-온(126mg)을 제 1 분획으로서 수득하였다. 동일한 용매 혼합물로써 다시 용출시킴으로써 3β-에테닐-3α-히드록시-5 β -프레그난-20-온(189mg)을 수득하였다(m.p. 113-116℃).
실시예 5
a. 3 α-히드록시-5 α-안드로스탄-17-온
THF(50mL)중의 3β-히드록시-5α-안드로스탄-17-온(6g) 및 디에틸 아조디카르복실레이트(5.04g) 용액에 트리플루오로아세트산(3.3g)을 첨가하자, 이 혼합물이 황변하였다. 이어서, 트리페닐포스핀(7.6g)을 첨가하였다. 반응물이 무색화되면서열이 발산되었다. 나트륨 벤조에이트를 5분 후에 첨가한 후 물(100mL)을 첨가했다. 이 혼합물을 염화 메틸렌(3×80mL)으로 추출하고, 유기물을 황산 마그네슘 상에서 건조시켰다. 용매를 진공하에 제거하고, 미정제 생성물은 1시간 동안 메탄올(150mL)중의 수산화 칼륨(10%, 10mL)으로 가수분해하였다. 대부분의 메탄올을 진공하에 제거한 결과 남은 물질은 염화 메틸렌과 염화 암모늄사이에 분획되었다. 생성물(4.7g, 78%)을 크로마토그래피(CH2Cl2:아세톤 = 9:1)시켜 정제하였다.
b . 3 α-히드록시-21-메틸-5 α-프레근-17(20) (Z)-엔
THF(20mL)중의 프로필트리페닐포스포늄 브로마이드(13.3g) 및 포타슘 t-부톡사이드(3.9g)로부터 제조된 비티히 시약에 3α-히드록시-5α-안드로스탄-17-온(2g, 6.9 mmol)을 첨가하였다. 이 반응물을 12시간 동안 환류시키고 25℃로 냉각시켰다. 이어서, 염화 암모늄(60mL) 용액을 첨가하고, 유기층을 분리 깔대기를 통해 분리하였다. 수성층을 염화 메틸렌(2×50mL)으로 추출하였다. 유기 용액을 탄산 칼륨으로 건조시키고, 용매를 진공하에서 제거하였다. 미정제 생성물을 크로마토그래피(아세톤:염화 메틸렌:헥산 = 1:2:7)으로 정제함으로써 0.84g의 생성물(39%)을 수득하였다. 이것은 Z 및 E 이성체의 혼합물이었다(Z:E = 13:1).
c. 3 α-t-부틸디메틸실록시-21-메틸-5 α-프레근-17(20)(Z)-엔
염화 메틸렌(10mL) 및 DMF(30mL)중의 5α-3α-히드록시-21-메틸프레근-17(20)(Z)-엔(0.84g, 2.66mmol), TBDMSCI(1.2g, 8.0mmol) 및 이미다졸(0.91g, 13.3mmol)의 혼합물을 12시간 동안 교반한 후 염화 암모늄을 첨가했다. 이어서, 이것을 염화 메틸렌(3×40mL)으로 추출하고 염수(50mL)로 세척하였다. 유기 용액을 탄산 칼륨으로 건조시켜 용매를 제거하였는데, 이로서 일부 DMF가 여전히 존재하는 것을 알 수 있었다. 이것을 이어서 에테르중에 재용해시키고 염수(2×50mL)로 세척한 후 탄산 칼륨상에서 세척하였다. 헥산으로 크로마토그래피하여 순수한 생성물(100%) 1.14g을 수득하였다.
d. 3 α-t-부틸디메틸실록시-20 α-히드록시-21-메틸-5 α-프레그난
THF(30mL)중의 3α-t-부틸디메틸실록시-21-메틸-5α-프레근-17(20) (Z)-엔(1.l4g, 2.66mmol) 용액에 디보란 THF 복합체(THF중의 1M 용액, 5.3mL)을 0℃에서 적가했다. 이 반응물을 1시간 동안 25℃로 승온시킨 후, 수산화 나트륨용액(20%, 10mL)을 0℃에서 매우 서서히 첨가한 후 과산화 수소(30%, 10mL)를 첨가하였다. 이어서 염화 암모늄 수용액을 첨가하고, THF 층을 분리 깔대기로 분리하였다. 수성층을 에테르(2×40mL)로 추출하고, 유기 용액을 탄산 칼륨으로 건조시킨 후, 용매를 진공하에 제거하였다. 이어서, 칼럼 크로마토그래피를 통해 순수한 생성물(0.52g, 44%)을 수득하였다.
e. 3α, 20α-디히드록시-21-메틸-5α-프레그난
HF(48%, 5mL)와 CH3CN(30mL)를 혼합하여 제조한 용액을 3α-t-부틸디메틸실록시-20α-히드록시-21-메틸-5α-프레그난(0.51g)이 수용된 플라스크에 첨가하였더니 백색 침전물이 형성되었다. 이후 상기 반응물을 1시간 동안 교반한 후 여과하고, 백색 고형물을 에테르로 3회 세척한 결과 만족할만한 분석 결과가산출되었다(0.3g, 79%), m.p. 227-231℃.
실시예 6
3α,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-19-노르프레그난-20-온
톨루엔(l5mL)중의 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-19-노르프레그난-20-온(300mg, 0.87mmol)의 용액에 MeOH(1mL) 및 BF3OEt2(1.4mL,11.3mmol)을 첨가하였다. 생성된 혼합물은 0℃로 냉각시키고, Pb(OAc)4(0.54g, 1.21mmol)을 첨가하였다. 반응물을 45분 동안 교반하면서 25℃로 승온시킨 후, NaHCO3용액(포화, 30mL)을 첨가하고, 이 혼합물을 1시간 동안 교반하였다. 이것을 물(50mL)이 수용된 분리 깔대기에 붓고 에테르(3×40mL)로 추출하였다. 에테르계 용액을 염수(50mL)로 세척한 후 K2CO3로 건조시켰다. 용매를 제거하여 얻어진 미정제 생성물을 MeOH(25mL)중에 용해시키고, K2CO3용액(포화, 8mL)를 첨가했다. 반응물을 5시간 동안 교반한 후 반응 혼합물을 50mL의 물이 수용된 분리 깔대기에 부었다. 이어서, 이것을 CH2Cl2(3×30mL)로 추출하고, 합성된 추출물을 K2CO3로 건조시켜 이로써, 수득된 미정제 물질을 크로마토그래피시켜 정제하여 부산물인 21-메톡시(40mg)와 함께 생성물(160mg)을 수득하였다. 생성물을 헥산 중의 10% 아세톤으로부터 재결정화하여 추가로 정제시킴으로써 88mg의 순수한 생성물(28%)을 백색 고형물로 수득하였다(m.p. 140-142℃).
실시예 7
3β-에티닐-3 α,20α-디히드록시-5β-프레그난 및 3β-에티닐-3α,20β-디히드록시-5β-프레그난
메탄올(20mL)중의 3β-에티닐-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온(0.31g., 0.91mmol) 용액에 나트륨 보로히드라이드(200mg, 5.3mmol)을 첨가하고 1시간 동안 25℃에서 교반하였다. 이어서, 염화 암모늄(50mL) 용액을 첨가한 후, 이 혼합물을 CH2Cl2(3×30mL)로 추출하였다. 크로마토그래피(EtOAc:헥산 = 3:7)를 통해, 3β-에티닐-3α,20β-디히드록시-5β-프레그난(200mg, 65%)를 주 생성물로서 수득하였다; m.p.,221-223℃. 부생성물인 3β-에티닐-3α,20α-디히드록시-5β-프레그난을 추가로 크로마토그래피(헥산중의 25-30% 에틸 아세테이트, 16mg, 5%)시켜 계속 정제하였다. m.p., 187-188℃.
실시예 8
3α.21-디히드록시-3β-에티닐-5β-프레그난-20-온 및 3α-히드록시-3β-에티닐-21-메톡시-5β-프레그난-20-온
0℃, 45mL의 메탄올중의 3α,21-디히드록시-3β-에티닐-5β-프레그난-20-온 21-아세테이트(725mg, 1.81mmol) 용액에 10% K2CO3수용액(3.75mL)을 첨가했다. 30분동안 실온에서 교반한 후, 이 혼합물을 0℃로 재냉각시키고 여기에 2N HOAc 수용액)(1.8mL)을 첨가했다. 반응물을 EtOAc/물 혼합물에 첨기하고, 수성층을 EtOAc로 2회 추출한 후 수집된 유기 층을 염수 용액으로 추출하고, 건조시킨 후(Na2SO4) 농축시켰다. 섬광 크로마토그래피(4cm 직경의 칼럼중의 20cm의 실리카겔, 2리터의20% 아세톤/헥산으로 용출)로 정제한 결과, 백색 고형물인 582mg(90%)의 디올을 수득하였다, mp 155.5-157℃.
3α,21-디올을 대량으로 제조하는 데 있어서, 극성이 낮은 불순물을 분리한 결과(mp 176-178.5℃), 이는 21-아세테이트의 제조시 부생성물로서 형성된 것으로 추정되는 3α-히드록시-3β-에티닐-21-메톡시-5β-프레그난-20-온인 것으로 밝혀졌다.
실시예 9
3β-에테닐-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온 및 3α-에테닐-3β -히드록시-5α-프레그난-20-온
무수 THF(20mL)중의 5α-프레그난-3,20-디온, 20-케탈(720mg, 2mmol)용액을 -78℃에서 비닐 마그네슘 브로마이드(THF중의 1M, 4mmol, 4mL)로 처리하였다. 이 혼합물을 상기 온도에서 5시간 동안 교반한 후, 2N HCl용액(2mL)으로 급냉시켰다. 용매를 제거한 후, 잔류물을 아세톤(25mL)중에 용해 시켰다. 2N HCl(10mL)을 첨가한 후, 이 용액을 15시간 동안 실온에서 교반하였다. 이후 용매를 제거하고, 잔류물을 CH2Cl2로 추출하였다. 유기 층을 물, 묽은 NaHCO3용액, 물 및 염수로 세척하였다. 무수 황산 마그네슘으로 건조시킨 후, 용액을 여과하고 증발시킴으로써 미정제 생성물(1 g)을 수득하였다. 이어서 상기 미정제 생성물을 소량의 CH2Cl2중에 용해시키고 실리카겔 칼럼상에 부었다. 톨루엔:아세톤 혼합물(95:5)로 용출시켜 3β-에테닐-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온(250mg)을 제 1 분획으로 수득하였다(m.p.163-165℃), 동일한 용매 혼합물을 계속 용출시킨 결과, 3α-에테닐-3β-히드록시-5α-프레그난-20-온을 수득하였다.(150mg).
실시예 10
3α-허드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-19-노르프레그난-20-온
THF(80ml)중의 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5α-19-노르프레근-17(20)(Z)-엔(2.6g, 7.3mmol) 용액에 디보란 THF 복합체(THF중의 1M 용액, 22mL)을 25℃에서 적가했다. 반응을 1시간후에 완료한 후 수산화 나트륨 용액(20%, 50mL)을 0℃에서 매우 서서히 첨가하고 다시 과산화수소(30%, 30ml)를 첨가했다. 이어서 물을 첨가하고, THF 층을 분리 깔대기를 통해 분리하였다. 수성층을 염화 메틸렌(2×40mL)으로 추출하고, 유기 용액을 탄산 칼륨으로 건조시키고, 용매를 진공하에 제거하였다. 급속히 칼럼(헥산:아세톤 = 1:1)을 처리한 결과, 1.8g의 생성물이 수득되었는데, 이것을 PCC 산화(PCC, 2.1g, 9.6mmol; 나트륨 아세테이트, 0.8g, 9.6mmol) 처리하였다. 에틸 아세테이트 및 헥산(15:85)을 용출제로서 사용하는 칼럼 크로마토그래피를 통해 순수한 생성물(700mg, 26%)을 수득하였다; m.p. 151-5∼153.0℃.
실시예 11
a. 3(R)-스피로-2'-옥시란-5α-17β-히드록시안드로스탄
THF(30mL)중의 요오드화 트리메틸설폭소늄 (6.82g, 31mmol) 및 포타슘 t-부톡사이드(3.5g, 31mmol)의 혼합물을 1시간 30분동안 환류하에 가열한 후 25℃로 냉각시켰다. 이후 17β-히드록시-5α-안드로스탄-3-온(3g, 10.3mmol)을 첨가하고, 반응물을 2시간 동안 25℃에서 교반하였다. 이어서 물을 첨가하고, 이 혼합물을 에테르(3×80mL)로 추출하였다. 추출물을 탄산 칼륨으로 건조시키고, 용매를 제거한 결과 3g의 매우 순수한 생성물(미정제 수율, 96%)을 수득하였으며, 이것을 다음 단계에서 사용하였다.
b. 3β-메밀-3α-히드록시-5α-안드로스탄-17-온
아르곤하에서 THF(50mL)중의 3(R)-스피로-2'-옥시란-5α-17β-히드록시안드로스탄(3g, 9.9mmol) 용액에 리튬 알루미늄 히드라이드(LAH, THF중의 1M 용액, 10ml)을 첨가하고, 이 혼합물을 환류하에서 5분동안 가열한 후 다시 25℃로 냉각시켰다. 염화 암모늄 용액(포화 수용액, 70mL)을 첨가한 후, 이 혼합물을 CH2Cl2(3×70mL)로 추출하였다. 유기 용액을 탄산 칼륨으로 건조시킨 후 4-메틸모폴린-N-옥사이드(2.9g, 25mmol) 및 분쇄된 미분된 분자체(4Å,10g)를 첨가했다. 이 혼합물을 이어서 20분동안 교반한 후 테트라프로필암모늄 퍼루테네이트(200mg)을 첨가했다. 반응물을 1시간 30분 후에 완료하고, 반응 혼합물을 플로리실을 통해 여과한 후 CH2Cl2및 에테르(1:2) 혼합물로 헹구었다. 생성된 물질은 크로마토그래피(헥산중의 30% EtOAc)로 정제하여 생성물(2.5g, 83%)을 수득하였다.
c. 3β,21-디메틸-3α-히드록시-5α-프레근-17(20)(Z)-엔
THF(20mL)중의 n-프로필트리페닐포스포늄 브로마이드(2.55g, 6.6mmol)및 포타슘 t-부톡사이드(0.75g, 6.6mmol)의 혼합물을 30분 동안 교반하여 제조한 비티히 시약에 3β-메틸-3α-히드록시-5α-안드로스탄-17-온(0.5g, 1.65mmol)을 첨가하고,이 혼합물을 환류하에 18시간 동안 가열하였다. 이어서 반응물을 염화암모늄 용액으로 급냉시키고, CH2Cl2로 추출하였다. 크로마토그래피(헥산중의 20% EtOAc)를 통해 순수한 생성물(420mg, 77%)을 수득하였다.
d. 3α,20α-디히드록시-3β,21-디메틸-5α-프레그난
0℃하에서 THF(30mL)중의 3β,21-디메틸-3α-히드록시-5α-프레근-17(20)(Z)-엔(0.42g, 1.27mmol)의 용액에 디보란 THF 복합체(THF중의 1M 용액, 2.6mL)을 적가했다. 반응물을 2시간 동안 25℃로 승온시킨 후, 수산화 나트륨 용액(2N, 10mL)을 0℃에서 매우 서서히 첨가한 후 과산화수소(30%, 10mL)를 첨가하였다. 반응물을 1시간 동안 25℃에서 교반하고, 수성 염화 암모늄을 첨가한 후 THF 층을 분리 깔대기로 분리하였다. 이후 수성 층을 CH2Cl2(2×40mL)로 추출하였다. 유기 용액을 탄산 칼륨으로 건조시키고, 진공하에서 용매를 제거하였다. 칼럼 크로마토그래피(0.17g, 38%)를 통해 생성물을 수득하고, 재결정화를 통해 추가로 정제함으로써 110mg의 생성물을 수득하였다(m.p., 200-203℃).
실시예 12
3α,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온
MeOH(75mL)중의 3α, 21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β -프레그난-20-온, 21-아세테이트(1.36g, 3.06mmol)용액을 0℃로 냉각시켰다. K2CO3용액(10% 수용액, 6.45mL, 4.67mmol)을 이어서 적가했다. 1시간 30분동안 0℃에서 교반한 후, 아세트산 용액(2N 수용액, 2.5mL, 5.0mmol)을 적가하고, 이 혼합물을 실온으로승온시켰다. 여기에 EtOAc, CH2Cl2및 물(100mL, 각각)을 첨가하고 완전히 혼합하였다. 유기 상을 분리하고 수성 NaHCO3및 염화 나트륨 용액으로 세척한후, 황산 마그네슘으로 건조시킨 후 진공하에서 증발시켰다. 잔류물은 섬광 칼럼 크로마토그래피(헥산/EtOAc 3:1)로 정제하여 백색 고형물을 수득하였다(973mg, 79%; m.p. 148-150℃.
실시예 13
나트륨 3α,21-디히드록시-3β-에티닐-5β-프레그난-20-온-21-헤미숙시네이트
2mL의 무수 피리딘중의 3α,21-디히드록시-3β-에티닐-5β-프레그난-20-온(535mg, 1.49mmol) 용액을 0℃에서 고형 숙신산 무수물(1.2 당량; 180mg, 1.80mmol)로 처리하였다. 실온으로 승온시킨 후, 반응물을 48시간 동안 교반하였다, 용매를 진공하에 제거하고 잔류물을 헥산(2×10mL)으로 분쇄함으로써 고무질의 고형물을 수득하고, 이것을 가능한 다량 CH2Cl2중에 용해시키고 직경 2cm 칼럼내의 13cm의 섬광 실리카에 첨가했다. 5% 아세톤/CH2Cl2로부터 100% 아세톤으로 농도구배를 걸어주면서 용출시킨 결과 667mg의 목적 산을 수득하였다.
피리디늄 염을 제거하기 위해, 산을 EtOAc중에 용해시키고 얼음-냉각된 0. 01N HCl용액(30mL)으로 추출하였다. 유기 층을 Na2SO4으로 건조시킨 후 농축시켰다.잔류물 633mg(mp 62-68℃)을 메탄올에 용해시킨 후, 116mg(0.253mmol)의 NaHCO3수용액을 첨가했다. 3시간 30분 동안 교반한 후, 용매를 감압하에 제거하고, 잔류물은 에테르/헥산 혼합물로 분쇄하였다. 수득된 명황색 고형물(중량 616mg)의 수중 용해도는 >20mg/mL이었다.
실시예 14
3β-플루오로메틸-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온
n-Bu4NFxH2O(7.873g) 및 벤젠(50mL)의 혼합물을 Dean-Stark 트랩으로 하룻밤 동안 환류시켰다. 이후 투명한 용액상태가 아닌 이 혼합물을 약 10mL까지 농축시키고(표준 압력) 실온으로 냉각시켰다. 이중 단부 바늘(double-ended needle)을 사용하여 상기 농축된 용액에 무수 벤젠(헹굼용:15mL + 5mL)중의 3(R)-5α-프레그난-3-스피로-2'옥시란-20-온 에틸렌케탈(2.55g, 6.81mmol) 용액을 첨가했다. 생성된 용액은 짧은 경로의 증류 장치를 사용하여 약 10mL로 농축시키고 15분동안 환류시켰다. 농축된 반응 용액을 TLC 판에 스포팅하기는 매우 어렵기 때문에, 무수 벤젠(5mL)을 첨가하였다. TLC (100:1 CH2Cl2/아세톤 또는 3:1 헥산/아세톤) 결과, 새로운 2개의 극성이 작은 스폿이외에도 일부 미반응 출발물질이 나타났다. 반응 혼합물을 다시 농축시킨 후 30분동안 환류시켰다; TLC(혼합물을 벤젠으로 희석시킨 후) 결과, 출발물질인 에폭시드가 거의 완전히 소모되었다. 종전대로, 혼합물을 농축시키고 얼마 동안 환류시켰다. 이 반응은, 상기 혼합물이 고도로 농축된 경우에만 이루어진다는 것을 주지해야 한다. 혼합물이 실온으로 된후(명황색 고형물 생성), 에테르 및 물을 첨가하였다. 모든 고형물이 용해되지 않았기 때문에, 여기에 CH2Cl2를 첨가하였다. 수성층을 CH2Cl2로 역 추출하고, 합성된 유기 추출물을 물로 세척한후(2회), 건조시키고(황산 나트륨), 여과시킨 후 감압하에 증발시킴으로써 백색 고형물(3.33g)을 수득하였는데, 이것은1H NMR 결과, 3β-플루오로메틸-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온 에틸렌케탈과 3α -플루오로-3β-히드록시메틸-5α-프레그난-20-온 에틸렌 케탈의 4:1 혼합물인 것으로 밝혀졌다.
케탈을 가수분해 하기 위해, 아세톤(100mL), 물(5mL) 및 p-TsOH'H2O(143mg, 0.752mmol)를 상기 고형물에 첨가하였다, 약산성이 될때까지 HCl을 첨가함으로써 pH를 조절하였다. 이 혼합물을 어느 정도 기간 동안 열총으로 가열하여 투명한 용액을 수득하였으며, 이것을 실온에서 2시간 동안 교반하였다. 상기 혼합물이 혼탁해졌을때, CH2Cl2를 첨가하여 투명한 용액을 수득하였다. TLC 를 통해 반응의 완료 여부를 알 수 있었다. 감압하에서 용매를 제거하여 백색 고형물을 수득하고, 여기에 CH2Cl2및 물을 첨가하였다. 수성층을 CH2Cl2로 역추출하고, 합성된 유기물을 포화 NaHCO3으로 세척하였으며 이후 이를, 황산 마그네슘으로 건조시키고, 여과한 후 감압하에 증발시킴으로써 백색 결정질 고형물을 수득하였다(2.5g). 이 고형물의1H NMR 결과, 이것은 3α-플루오로메틸-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온 및 3α-플루오로-3β-히드록시메틸-5α-프레그난-20-온의 4:1 혼합물인 것으로 밝혀졌다. 또한이 혼합물을 CH2Cl2로 섬광 칼럼 크로마토그래피시킨 결과, 목적 3β-플루오로메틸-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온(1.41g, 59%)을 수득하였다. m.p. 201-203℃.
실시예 15
3β-에티닐-3α,20α-디히드록시-5α-프레그난 및 3β-에티닐-3α,20β-디히드록시-5α-프레그난
메탄올(20mL)중의 3β-에티닐-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온(0.32g, 0.94mmol)의 용액에 나트륨 보로히드라이드(200mg, 5.3mmol)을 첨가하고, 1시간 동안 25℃에서 교반하였다. 이어서 염화 암모늄(50mL)용액을 첨가하고, 이 혼합물을 CH2Cl2(3×30mL)로 추출하였다. 크로마토그래피 결과(EtOAc:헥산 =3: 7), 주생성물인 3β-에티닐-3α,20β-디히드록시-5α-프레그난(192mg, 60%) (m.p., 195.5-197.5℃)과; 부생성물인 3β-에티닐-3α,20α-디히드록시-5α-프레그난(19mg, 6%)을 수득하였다(m.p., 210-215℃(분해)).
실시예 16
3α,20α-디히드록시-21-메틸-5α-프레그난 비스 혜미숙시네이트
3α,20α-디히드록시-21-메틸-5α -프레그난(350mg, 1.05mmol)을 수용한 건조 플라스크에 피리딘(무수, 5mL)을 첨가한 후 숙신산 무수물(1g, 10mmol)을 첨가했다. 이 혼합물을 오일 배스에서 100℃로 20시간 동안 가열한 후 25℃로 냉각시켰다. 이것을 염산 용액(1N, 70mL)과 혼합한 후 EtOAc(3×40mL)로 추출하고, 상기 추출물을 황산 나트륨으로 건조시켰다. 크로마토그래피(CH2Cl2중의 7% MeOH 및 0.3%HOAc)를 통해 생성물(0.54g)을 수득하고, EtOAc로부터 재결 정화시켜 더욱 정제하여 334mg의 생성물(60%)을 수득하였다. m.p. 159-162.5℃.
실시예 17
a. 3,3-에틸렌디옥시-5β-프레근-17(20)(Z)-엔
THF(15mL)중의 에틸트리페닐포스포늄 브로마이드(15g) 및 포타슘 t-부톡사이드(4.5g)로부터 제조된 비티히 시약에 5β-3-에틸렌디옥시-안드로스탄-17-온(6g)을 첨가했다. 이 반응물을 2시간 동안 환류시킨후 25℃로 냉각시켰다. 이어서 염화 메틸렌(80mL) 및 염화 암모늄 용액(60mL)을 첨가하고, 유기 층을 분리 깔대기로 분리하였다. 수성층을 염화 메틸렌(2×50mL)으로 추출하고, 유기 용액을 탄산 칼륨으로 건조시킨 후, 진공하에 용매를 제거하였다. 이어서 헥산으로 세척하여 대부분의 포스포록사이드를 제거하고, 수득된 생성물(6g)을 아세톤(100mL)중에 용해시키고, 염산(2N, 10mL)을 첨가했다. 염기 가공 및 이후의 염화 메틸렌 추출을 통해 제조된 미정제 생성물(5.5g)을 크로마토그래피로 정제함으로써 4.5g의 생성물(83%)을 수득하였다. 헥산으로부터 반복적으로 재결정화함으로써 순수한 입체 이성체를 수득하였다.
b. 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레근-17(20)(Z)-엔
THF(15mL)중의 5β-프레근-17(20) (Z)-엔-3-온(950mg, 3.17mmol)용액에 0℃에서 트리플루오로메트리메틸실란(THF중의 0.5M 용액,9.5mL)을 첨가했다. 이 용액은 서서히 갈변하였으며, 반응은 30분 이내에 종료하였다. 물(30mL)을 첨가한후, 유기층을 수거하였다. 수성층을 에테르(3×50mL)로 추출하고, 유기 용액을 탄산 칼륨으로 건조시켰다. 용출제로서 에틸 아세테이트 및 핵산(1:9)를 사용은 칼럼 크로마토그래피로 순수한 생성물(680mg, 58%)을 분리하였다.
실시예 18
a. 3α-히드록시-5β-프레근-11-엔-20-온
THF(40mL)중의 5β-프레근-11-엔-3,20-디온(시그마, 1.5g, 4.77mmol)용액에 -78℃에서 리튬 트리-t-부톡시 히드라이드(THF중의 1M, 5.7mmol)를 15분 동안 서서히 첨가했다. 이어서 반응물을 12시간 동안 25℃로 서서히 가온하였다. 혼합물을 염화 암모늄과 에테르 사이에 분획시키고, 이로써 생성된 미정제 물질을 칼럼 크로마토그래피(헥산중의 10-20% 아세톤, 1.3g 생성물, 86%)로 정제하였다.
b. 3α-히드록시-5β-20,20-에틸렌디옥시프레근-11-엔
3α-히드록시-5β-프레근-11-엔-20-온(1.3g), 에틸렌 글리콜(8mL) 및 트리메틸오르토포그메이트(20mL)의 혼합물에 p-톨루엔눌폰산(0.1g)을 첨가하고, 반응물을 1시간 동안 교반하였다. 일반 처리후(중탄산 나트륨 및 에테르) 용매를 제거한 결과 미정제 생성물을 수득하였으며, 이것을 크로마토그래피로 정제하였다(아세톤:헥산 = 1:4, 1.2g, 81%).
c. 5β -20,20-에틸렌디옥시-5β -프레근-11-엔-3-온
3α-히드록시-20,20-에틸렌디옥시-5β -프레근-11-엔(1.2g) , 나트륨 아세테이트(0.53g) 및 PCC(1.4g)을 25℃에서 1시간 동안 교반한 후 염화 메틸렌 및 에테르(1:2)를 용출제로 사용하여 플로리실(Florisil)을 통해 여과하였다. 칼럼 크로마토그래피(아세톤:헥산 = 1:9, 0.71g, 60%)를 통해 순수한 생성물을 수득하였다.
d. 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레근-11-엔-20-온
THF(15mL)중의 5β-20-에틸렌디옥시프레근-11-엔-온(710mg, 1.98mmol) 용액에 트리플루오로메틸트리메틸실란(THF중의 0.5M 용액, 6mL)을 첨가한 후 0℃에서 테트라부틸암모늄 플루오라이드(20mg)를 첨가했다. 이 용액은 서서히 갈변하였으며, 반응은 1시간 후에 종료하였다. 여기에 물(30mL)을 첨가하여, 유기층을 수거하였다. 수성층을 에테르(3×40mL)로 추출한후, 유기 용액을 탄산 칼륨으로 건조시켰다. 용매를 제거하여 수득한 미정제 생성물을 아세톤(40mL)중의 HCI(2N, 5mL)를 통해 가수분해 시켰다. 이어서, 순수한 생성물(554mg, 73%)을 용출제로서 에틸 아세테이트 및 헥산(1:5)을 사용하는 칼럼 크로마토그래피로 분리하였다. m.p., 160-162.5℃.
실시예 19
3α,21-디히드록시-3β-에티닐-5β-프레그난-20-온-21-아세테이트
35mL의 툴루엔중의 3β-에티닐-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온(1.00g, 2.92mmol) 현탁액을 2mL의 메탄올로 처리하였다. 생성된 용액을 얼음/물 배스내에서 냉각시키고 순수한 BF3-Et20(알드리치; 5.8mL, 5.02g, 35.4mmol)을 첨가하였다. 고체 납 테트라아세테이트(알드리치; 1.96g, 4.42mmol) 약간 부를 첨가하였다. 처음에는 연보라색 용액이 형성되었으나 0℃에서 계속 교반하였더니 담갈색으로 변하였다. 이 혼합물을 3시간 동안 교반한 후 다시 0℃ 냉각시켰다. 냉각 반응물을 52mL의 NaHCO3포화 용액, 물, 및 분쇄된 얼음 혼합물에 첨가했다. 생성된 혼합물을EtOAc(2 × 75mL)로 추출하였다. 합성된 유기 층을 염화 나트륨 포화 용액으로 추출하고, 건조시킨 후(Na2SO4) 농축시켰다. 미정제 생성물을 칼럼 크로마토그래피를 통해 정제하여(3리터의 20% 아세톤/헥산으로 용출시킨 5 직경 및 25cmdml 칼럼의 섬광 실리카겔), 749mg(64%)의 아세테이트(mp 196-198℃)를 수득하였다.
실시예 20
3α,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온, 21-아세테이트
무수 아르곤 대기하에서, 3β-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온(1.94g, 5.02mmol)을 톨루엔(86mL) 및 MeOH(5.2mL)중에 용해시켰다. 보론 트리플루오라이드 에테레이트(10.4mL, 84.3mmol)를 주사기를 통해 첨가했다. 이어서, 납 테트라아세테이트(2.89g, 6.51mmol)를 첨가했다. 이 혼합물을 70분 동안 교반하고 물에 부은 후 CH2Cl2로 3회 추출하였다. 유기 상들을 혼합한후, 수성 NaHCO3및 NaCl 용액으로 세척하고, 황산 마그네슘으로 건조시킨 후 진공하에 증발시킴으로써 담황색의 고형물을 수득하였다(2.l8g). 이 고형물을 섬광 칼럼 크로마토그래피로 정제하여(CH2Cl2/EtOAc 150:1 및 헥산/EtOAc 4:1), 백색 고형물(1.54g, 69%)을 수득하였다(m.p. 167-168.5℃).
실시예 21
3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온
참고문헌 : krishnamurti, R.; Bellew, D.R.: Surya Prakash, G.K.의 [J.Org.Chem. 1991,56,984]
무수 THF(3mL)중의 5β-프레그난-3,20-디온 20-에틸렌케팔(60mg, 0.166mmol) 용액에 0.5M F3CSi(CH3)3(THF중 0.5mL, 0.25mmol)을 첨가했다. 생성된 추색 용액을 0℃로 냉각시키고, n-Bu4NF ·xH2O(결정이 거의 없음)를 첨가했다. 냉각 배스를 제거하고, 이 혼합물을 실온으로 가온시켰다. 5α-프레그난-3,20-디온 20-에틸렌케탈이 포함된 동일한 반응과는 달리, 상기 반응 혼합물은 황변하지 않았으며 또한 가스도 발생하지 않았다. TLC(3:1 헥산/아세톤)결과, 임의의 생성물은 존재하지 않았다. 이어서, 0.5M F3CSi(CH3)3(THF중 0.5mL, 0.25mmol)을 첨가했다. 생성된 혼합물은 수 분 동안 실온에서 교반하였다. TLC결과, Rf가 1에 가까운 새로운 스폿이 나타났으나, 일부 미반응 출발물질은 여전히 존재하였다. 따라서, 부가의 0.5M F3CSi(CH3)3(THF중 0.5mL, 0.25mmol)를 첨가하였다. 이 혼합물을 다시 실온에서 잠시동안 교반하였다. 미반응 출발 케톤은 존재하지 않았다. 1N HCl(약 3mL)을 첨가하고, 생성된 2-상의 혼합물을 실온에서 하룻밤동안 교반하였다. 트리플루오로메틸화 반응의 결과로서 생성된 스폿은 완전히 사라졌으며, 따라서 2개의 새로운 극성이 적은 스폿이 존재하였는데, 이들 중 하단의 것이 주생성물이다. 이어서 이 혼합물을 에테르 및 물로 희석시키고, 수성층을 분리한 후 에테르로 추출하였다. 합성된 유기층을 포화된 NaHCO3및 염수로 세척하고, 건조시킨후(황산 나트륨), 여과하여 감압하에 증발시킴으로써 백색 결정형(포옴형) 고형물을 제공하였다. 이 고형물의1H 및19F NMR 결과, 2개의 에피머가 85:15의 비율로 존재하는 것이 밝혀졌다. 15:1의 헥산:아세톤을 사용하는 섬광 크로마토그래피로 이들 2개의 에피머를 분리하였다.
초기 분획물을 증발시킴으로써 부이성체를 제공하였는데, 이것은 특정화되지 않았으며 3β-히드록시-3α-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온인 것으로 추정되었다.
칼럼을 계속 용출시킨 결과 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온(50mg)이 수득되었다.
실시예 22
3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-19-노르프레근-17(20)(Z)-엔
0℃에서 THF(30mL)중의 5β-19-노르프레근-17(20)(Z)-엔-3-온(823mg, 2.88mmol)의 용액에 트리플루오로메틸트리메틸실란(THF중의 0.5H 용액, 8.6mL)을 첨가했다. 상기 용액은 서서히 갈변하기 시작하였으며, 반응은 30분 후에 종료하였다. 물(30mL)을 첨가하고, 유기층을 수거하였다. 수성층을 에테르(3×50mL)로 추출하고, 유기 용액을 탄산 칼륨으로 건조시켰다. 용출제로서 에틸아세테이트 및 헥산(1:9)을 사용하는 칼럼 크로마토그래피를 통해 순수한 생성물(800mg, 78%)을 분리하였다.
실시예 23
3α,21-히드록시-3β-메틸-5α-프레그난-20-온, 21-아세테이트
무수 톨루엔(110mL) 및 메탄올(6mL)중의 3α-히드록시-3β-메틸-5α-프레그난-20-온(3.00g, 9.02mmol) 용액을 드라이아이스/아세톤 배스내에서 -75℃로 냉각시켰다. 순수한 BF3-Et2O(알드리치: 18mL, 146mmol)을 주사기를 통해 첨가한 후 고형 납 테트라아세테이트(4.39g, 9.90mmol)을 회분식으로 첨가하였다. -75℃에서는 반응이 나타나지 않았으며, 반응물을 4시간에 걸쳐 -10℃로 승온시켰다. 반응물을 다시 90분에 걸쳐 0℃로 가온하였다. HPLC를 통해, 출발 물질이 주종을 이루는 것을 알 수 있었다. 0℃에서 1시간 후, 반응물을 다시 -15℃로 냉각시키고, 1.94g의 납 테트라아세테이트를 첨가한후, 반응물을 0℃로 가온하였다. 30분후, HPLC(산란 검출기)를 통해 생성물 및 출발 물질이 10:1(보정되지 않은 비율임)로 존재하는 것을 알 수 있었으며, 다시 45분 후, 반응물을 -10℃로 냉각시키고, 100mL의 EtOAc, 165mL의 NaHCO3포화 용액 및 분쇄된 얼음의 얼음-냉각 혼합물에 첨가했다. 수성층을 분리하고 EtOAc(2x150mL)으로 세척하였다. 이어서, 합성된 유기층들을 물 및 염화 나트륨 포화 용액으로 각각 2회 세척하였다. 황산 나트륨으로 건조시킨 후, 용매를 제거하고, 잔류물은 EtOAc로부터 재결정시킴으로써 출발물질이 소량 존재하는 1g의 아세테이트를 산출하였다. 모액을 진공하에 농축시키고 100mL씩의 핵산으로 2회 세척하였다. 헥산으로 세척한후 생성된 잔류물을 재결정화된 물질과 합성하고 다시 재결정화 시켰다. 생성된 고형물중에는 2.8%의 출발물질이 존재하였다(HPLC를 통해 입증). 세 번째 재결정화 결과, 2% 미만의 출발물질이 함유된 1.087g(31% 수율)의 아세테이트가 수득되었다.
실시예 24
3α,21-디히드록시-5β-프레그난-20-온 21-디나트륨 포스페이트
실온에서 10mL의 THF중의 21-브로모-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온(1.0g, 2.5mmol) 용액에 디벤질 수소 인산염(2.1g, 7.55mmol) 및 트리에틸아민(1.085mL, 7.8mmol)을 교반하면서 첨가했다. 이어서, 반응물을 환류하에 2시간 30분동안 가열한 후 실온으로 냉각시켰다. 이어서 디클로로메탄(25mL)을 첨가하고, 이 용액을 분리 깔대기로 옮긴 후, 1N HCl, NaHCO3포화 수용액으로 세척하고, 황산 마그네슘으로 건조시킨 후 진공하에 농축시킨 결과, 디벤질포스페이트를 미정제 오일(943mg)로서 수득하였다. 이 오일을 EtOH(50mL)중에 용해시킨 후 수 방울의 황산을 첨가했다. 이어서 플라스크를 400mg의 5% Pd/V로 충전시킨 후, 교반된 용액을, 반응이 완료될 때까지 실온에서 1기압의 H2가스로 처리하였다. 여과하여 촉매를 제거하고 용액을 농축하여 잔류물을 얻었다. 이 잔류물을 4:1의 MeOH:물(20mL)에 용해시킨 후 2N의 수산화 나트륨으로 pH 11까지 적정하였다. 50mL의 MeOH를 더 첨가하고, 0℃에서 1시간 동안 방치한 후 고형 무기인산염을 여과 제거하였다. 이 용액을 진공하에 농축시히고, 잔류물을 고온의 톨루엔(50mL 이하)으로 세척한 후 최소량의 MeOH중에 용해시켰다. 고형물이 모두 침전될 때까지 이 용액에 아세톤을 서서히 첨가했다. 상기 혼합물을 원심분리하고, 용매를 따라 부은 후, 습윤 상태의 고형물을 바이알로 옮겨 진공하에 건조시킴으로써 흡수성 미세 고형물인 표제 화합물을 수득하였다.
실시예 25
3α.21-디히드록시-3β-메틸-5α-프레그난-20-온 21-디나트륨 포스페이트
10ml 의 THF 중에 용해된 21-브로모-3α-히드록시-3β-메틸-5α-프레그난-20 온(1.0g, 2.43mmol)의 용액에 실온에서 디벤질 히드로겐 포스페이트(2.1g, 7.3mmol) 및 트리에틸아민(1.085mL, 7.53mmol)을 교반시키면서 첨가하였다. 이어서 반응 물질을 4시간30분 동안 환류 가열한 후에 실온으로 냉각시켰다. 이어서 디클로로메탄(25mL)를 첨가하고 그 용액을 분별 깔대기로 옮긴 후에 1N HCl, 포화 수성 NaHCO3로 세척하고, MgSO4로 건조시킨 후에 진공하에서 농축시켜서 디벤질포스페이트를 미정제 오일(1.205g)로서 수득하였다. 디벤질포스페이트(790mg, 1.3mmol)을 2:1 EtOH:THF(30mL) 중에 몇 방울의 황산과 함께 용해시키고, 5% Pd/C(180mg, 20 중량%)충진시킨후 TLC 에 의해 반응이 완결된 것으로 확인될때까지 실온하에서 50psi 의 H2로 처리하였다. 촉매를 여과에 의해 제거한후 여과액을 농축시켰다. 잔류물을 4:1 MeOH:물(10mL)에 용해시키고 1M NaOH 를 사용하여 pH11 로 적정하였다. 그 용액을 여과가 용이한 고형물이 침전될 때까지 아세톤으로 처리한 후에 그 혼합물을 0℃ 로 냉각시키고, 여과하여 미정제 고형물 260mg 을 분리하였다. 상기 고형물을 20mL 의 물에 용해시켰더니 혼탁한 용액이 형성되었으며, 이를 여과한 후에 농축시켜서 표제 화합물 220mg 을 백색 고형물로서 수득하였다.
실시예 26
a. 20.20-에틸렌디옥시-5α-프레그난-3-온
3β-히드록시-5α-프레그난-20-온을 출발물질로 하여, 5β 화합물에 대해 기술한 바와 같은 방법을 사용하여, 표제 화합물을 총 수율 약 90% 로 제조하였다.
b. 3β-에티닐-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온, 20-케탈 및 3α-에티닐-3β-허드록시-5α-프레그난-20-온, 20-케탈
기체 주입구, 온도계 및 응축기가 구비된 250mL들이 3 목 플라스크를 리튬 아세틸라이드-EDA 복합체(2.75g, 90%, 27.5mmol)를 충진시켰다. 무수 벤젠(60mL)를 첨가하고 아세틸렌 기체를 적절한 속도로 혼합물을 통해 발포시켰다. 이어서 그 혼합물을 오일 배스내에서 50-55℃ 로 가열하고 각각의 5α-프레그난-3,20-디온, 20-케탈(9g, 25mmol)일부로 처리하였다. 상기 온도에서 5 시간 동안, 이어서 실온에서 추가로 17 시간 동안 교반을 계속하였다. 수득된 현탁액을 10℃ 로 냉각시키고 포화 NaCl 수용액(5mL)으로 처리하였다. 용매를 제거하고 잔류물을 수중에 흡수시켰다. 수불용성 생성물을 여과에 의해 수집하고, 물로 세척한 후 진공하에서 건조시켰다. 이어서 상기 미정제 생성물을 EtOAc 로부터 재결정화하여 3α-에티닐-3β-히드록시-5α-프레그난-20-온, 20-케탈(3.35g)을 수득하였다. 모액을 증발 건조시키고 그 잔류물을 실리카겔상에서 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하였다. 톨루엔:아세톤 혼합물(92:8)로 용출하여 미반응된 출발물질 케톤(1.3g)을 수득한 후에 제 2 분획물로서 3β-에티닐-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온, 20-케탈(1.3g)을 수득하였다. 동일한 용매 혼합물로 추가 용출시켜 극성이 더욱 큰 3α-에티닐-3β-히드록시-5α-프레그난-20-온, 20-케탈(270mg)을 수득하였다.
c. 3β-에티닐-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온
3β-에티닐-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온, 20-케탈(550mg)을 아세톤(20mL) 및 2N HCl(10mL)에 용해시키고 그 혼합물을 실온에서 15 시간 동안 교반시켰다. 용매를 제거하고 잔류물을 CH2Cl2로 추출하였다. 유기 층을 물, 묽은 NaHCO3용액, 물 및 염수로 세척하였다. 무수 MgSO4로 건조시킨 후에, 용액을 여과하고 증발시켜서 미정제 생성물(414mg)을 수득하였다. 이어서 상기 미정제 생성물을 소량의 CH2Cl2에 용해시켜서 실리카겔 컬럼상에 주입하였다. 톨루엔:아세톤 혼합물(92:8)로 용출하여 표제 화합물(280mg)을 수득하였다. mp 175-177℃.
d. 3α-에티닐-3β-니트로옥시-5α-프레그난-20-온
CHCl3(45mL)중에 용해된 3α-에티닐-3β-히드록시-5α-프레그난-20-온, 20-케탈(2.15g)의 용액을 -20℃ 로 냉각시키고 아세트산 무수물(20mL)로 처리하였다. 이어서 발연 질산(4mL)를 첨가하고 그 혼합물을 상기 온도에서 45 분동안 교반시켰다. -5℃로 승온시킨 후에, 황색 용액을 2N NaOH(70mL) 와 물(150mL)의 혼합물내로 주입하여 pH 3-4 의 용액을 수득하였다. 이어서 상기 용액을 CHCl3로 추출하고 물과 포화 NaHCO3용액 및 염수로 세척하고 건조시킨 후(MgSO4) 증발시켜서 표제 화합물을 점성 물질(3g)로서 수득하였으며, 이를 그대로 다음 단계에 사용하였다.
e. 3β-에티닐-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온 및 3α-에티닐-3β-히드록시-5α-프레그난-20-온
상기 단계로부터 수득한 미정제 생성물(3g)을 THF와 물의 혼합물(30mL, 1:1)에 흡수시키고 AgNO3(516mg)을 첨가하였다. 실온에서 15 시간 동안 교반시킨 후에 용매를 제거하고 잔류물을 CH2Cl2로 추출하였다. 유기 층을 물과 묽은 NaHCO3용액, 물 및 염수로 세척하였다. 무수 MgSO4상에서 건조시킨 후에 용액을 여과하고 증발시켜서 미정제 생성물(2g)을 수득하였다. 이어서 그 미정제 생성물을 소량의 CH2Cl2에 용해시켜서 실리카겔 칼럼상에 주입하였다. 톨루엔:아세톤 혼합물(93:7)로 용출하여 3β-에티닐-3α-히드록시-5α-프레그난-20-온(550mg)을 제 1 분획물로서 수득하였다. 동일한 용매 혼합물로 추가 용출하여 극성이 더욱 큰 3α-에티닐-3β-히드록시-5α-프레그난-20-온(460mg)을 수득하였다.
실시예 27
3α,21-디허드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온, 21-헤미숙시네이트
무수 아르곤 대기하에서, 3α,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온(920mg, 2.29mmol), 숙신산 무수물(457mg, 4.57mmol) 및 디메틸아미노피리딘(14mg)을 무수 피리딘중에 용해시켰다. 16시간 동안 교반시킨 후에, 추가량의 디메틸아미노피리딘(7mg)을 첨가하였다. 이후 3 시간 동안 교반시킨 후에 용매를 진공하에서 제거하였다. 잔류하는 피리딘을 톨루엔 용액으로부터 증발시키므로서 제거하였다. 잔류물을 섬광 크로마토그래피(CH2Cl2/MeOH; 구배 100:1 내지 50:1)로 정제하여 백색 반고형 잔류물(1.1g)을 수득하였다. 수득한 약간 불순한 고형물을CH2Cl2중에 용해시키고, 물(3×50mL) 로 세척하고 MgSO4로 건조시켰다. 용매를 진공하에서 제거하여 백색 고형물(883mg, 77%)을 수득하였다.
3α,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온, 21-헤미숙시네이트, 나트륨 염
3α,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온, 21-헤미숙시네이트(859mg, 1.71mmol)을 MeOH(35mL)중에 용해시켰다. 이어서 물(10mL)중에 용해된 NaHCO3(143mg, 1.70mmol)을 적가하였다. 추가량의 MeOH(10mL)를 첨가하였다. 2시간 30분 동안 교반시킨 후에, 용매를 증발시켰다. 톨루엔을 첨가하고 진공하에서 증발시켰다. 잔류물을 에테르/헥산으로, 이어서 헥산으로 마찰 제분하여 백색 고형물을 수득하였다. 이후 여기에 MeOH를 첨가하고 제거하였다. 헵탄을 첨가하여 진공하에서 제거하였다. 잔류물을 헥산으로 마찰 제분하고 진공하에서 건조시켜서 백색 고형물을 수득하였다(878mg, 98%).
실시예 28
3β-에티닐-3α-히드록시-5β-프레근-11-엔-20-온
5mL 의 무수 THF 중에 용해된 시스/트랜스 디브로모에틸렌(236mg, 1.27mmol)의 용액에 -78℃ 에서 헥산(1.6mL, 2.54mmol) 중의 BuLi 1.6M을 적가하고 그 혼합물을 30 분 동안 교반시켰다. 이어서 온도를 -90℃로 강하시키고 10mL 의 THF 중에 용해된 5β-프레근-11-엔-3,20-온의 용액을 캐뉼라를 통해 10 분에 걸쳐 적가하고 반응 물질을 -90℃ 에서 추가로 30 분 동안 교반시키고, 이어서 3mL 의 포화 수성NH4Cl 을 첨가한후 혼합물을 실온에서 교반하였다. 용매의 양을 진공하에서 약 5mL로 감소시킨 후에, 에틸 아세테이트와 물(각각 25mL) 사이에 분배시켰으며, 유기 층을 포화 수성 NaCl 로 세척하고, MgSO4로 건조시킨 후에, 진공하에서 농축시켜 미정제 고형물을 수득하였다. 95:5 톨루엔:아세톤을 용출제로 하며 길이 2cm이며 직경 6 인치인 실리카겔 칼럼에서 플래쉬 크로마토그래피시켜, 표제 화합물 142mg(65.6%)를 수득하였다. mp 147-150℃.
실시예 29
3β-트리플루오로메틸-3α-히드록시-5α-19-노르프레그난-20-온
상기 화합물은 3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-19-노르프레그난-20-온의 제조시에 부산물로서 함께 수득되었다(실시예 10 참조). 상기 생성물을 적절한 크로마토그래피 분류물로부터 분리하였다. mp 178-179℃.
실시예 30
3β-(1-헵티닐)-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온
무수 THF(l5mL)중에 용해된 1-헵틴의 용액(0.327mL, 2.5mmol)을 -78℃ 에서 n-BuLi(THF 중의 2.5M, 2.5mmol, 1mL)호 처리하였다. 혼합물을 상기 온도에서 1 시간 동안 교반시킨 후에, 무수 THF(l5mL)중에 용해된 5β-프레그난-3,20-디온 시클릭 20-(1,2-에탄디일 아세탈)(360mg, 1mmol)의 용액을 첨가하고, 그 혼합물을 1 시간 동안 -78℃ 에서 교반시켰다. 이어서 2N HCL 용액(1mL)를 사용하여 반응을 종료시켰다. 상기 용매를 제거한 후에 잔류물을 아세톤(10mL)중에 용해시켰다. 2NHCl(10mL) 를 첨가한 후에 용액을 실온에서 1 시간 동안 교반시켰다. 포화 NaHCO3용액을 첨가하여 산을 중화시켰다. 용매를 제거한 후에 잔류물을 EtOAc 로 추출하였다. 유기 층을 물, 묽은 NaHCO3용액, 물 및 염수로 세척하였다. 무수 MgSO4로 건조시킨 후에, 용액을 여과하고 증발시켜서 미정제 생성물(400mg)을 수득하였다. 이어서 이 미정제 생성물을 소량의 CH2Cl2에 용해시켜서 실리카겔 칼럼상에 주입하였다. 톨루엔:아세톤 혼합물(93 : 7)로 용출하여 3β-(1-헵티닐)-3α-히드록시-3β-프레그난-20-온(260mg)을 무색 고형물로서 수득하였다. mp 121-123℃.
유사한 방법을 사용하여 32-(1-헥시닐)-32-히드록시-5β-프레그난-20-온, 3β-(1-옥티닐)-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온, 3β-시클로프로필에티닐-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온, 3β-(3-메틸부트-2-엔-1-이닐))-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온, 및 3β-(3,3-디메틸부티닐)-3α-히드록시-5β -프레그난-20-온을 제조하였다.
실시예 31
3β-(시클로프로필에티닐)-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온
a. 3β-(5-클로로-1-펜티닐)-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온시클릭 20-(1,2-에탄디일 아세탈)
무수 THF(l5mL)중에 용해된 5-클로로펜틴(0.5mL, 48mmol)의 용액을 -60℃ 에서 n-BuLi(THF 중의 2.4M, 4.8mmol, 2mL)으로 처리하였다. 그 혼합물을 -78℃ 에서30분 동안 교반시킨 후에, THF(l5mL)중에 용해된 5β-프레그난-3,20-디온, 시클릭 20-(1,2-에탄디일 아세탈)(560mg, 1.56mmol)의 용액을 첨가하고 그 혼합물을 -78℃ 에서 1 시간 동안 교반시켰다. 냉각조를 제거하고 NH4Cl 용액(3mL)를 사용하여 혼합물의 반응을 종료시켰다. 용매를 제거하고 잔류 물을 EtOAc 로 추출하였다. 유기 층을 물, 묽은 NaHCO3용액, 물 및 염수로 세척하였다. 무수 MgSO4로 건조시킨 후에 용액을 여과하고 증발시켜서 미정제 생성물(660mg)을 수득하였다. 그 생성물을 그대로 다음 단계에 사용하였다.
b. 3β-시클로프로필에티닐-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온
무수 THF(15mL)중에 용해된 디이소프로필아민(0.4mL, 3mmol)의 용액을 -60℃ 에서 n-BuLi(THF 중의 2.5M, 3mmol, 1.2mL)으로 처리하였다. 상기 혼합물을 -78℃ 에서 30분 동안 교반시킨 후에, THF(l5mL)중에 용해된 3β-(5-클로로-1-펜티닐)-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온 시클릭 20-(1,2-에탄디일 아세탈)(100mg, 0.22mmol)을 첨가하였다. 냉각조를 제거하고 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반시켰다. 이어서 NH4Cl 용액(3mL)를 사용하여 반응을 종료시켰다. 용매를 제거한 후에 잔류물을 아세톤(40mL)에 용해시켰다. 1N HCl(4mL)를 첨가한 후에 용액을 실온에서 15 분동안 교반시켰다. 포화 NaHCO3용액을 첨가하여 산을 중화시켰다. 용매를 제거하고 잔류물을 EtOAc 로 추출하였다. 유기 층을 물, 묽은 NaHCo3용액, 물 및 염수로 세척하였다. 무수 MgSO4로 건조시킨 후에 용액을 여과하고 증발시켜서 미정제생성물(120mg)을 수득하였다. 그 미정제 생성물을 소량의 CH2Cl2에 용해시켜서 실리카겔 칼럼상에 주입하였다. 이후 톨루엔:아세톤 혼합물(95:5)로 용출하여 3β-(시클로프로필에티닐)-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온(55mg)을 무색 고형물로서 수득하였다: mp 123-138℃; TLC Rf(헥산: 아세톤 7:3) 0.29.
당업자라면 전술한 화합물들이 부분 입체 이성질체들의 혼합물로서 존재할 수 있고, 그 혼합물은 각각의 부분 입체 이성질체로 분리시킬 수 있음을 알 것이다. 부분 입체 이성질체의 분해는 기체 또는 액체 크로마토그래피에 의해서, 또는 천연의 원료로부터 용이하게 분리할 수 있다. 본 명세서에서 특별한 언급이 없는한, 명세서 및 청구범위에서 본 발명의 화합물에 대한 기재는, 전술한 바와 같이, 분리시킨 것인지 혼합물의 형태인지에 무관하게, 모든 이성질체를 포함하는 의미이다.
이성질체들을 분리시킨 경우, 목적하는 약리학적 활성이 부분 입체 이성질체들중 하나에서 유력하게 나타나는 경우가 많을 것이다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 이러한 화합물은 고도의 입체 선택성을 나타낸다. 구체적으로, GABA 수용기 복합체에 대한 최대의 친화도를 갖는 화합물은 3β-치환된-3α-히드록시프레그난스테로이드 골격을 가진 것들이다.
비독성이고, 약리적으로 허용되며 천연 또는 합성한 직접적으로 작용하는 형태 및 "약물 전구체" 형태의 프로게스테론, 데옥시코르티코스테론, 및 안드로스탄 대사 산물인, 본 발명의 화합물 및 본 발명에 사용된 화합물은, 뇌 내부의 GABAA수용기 복합체에서 지금까지 밝혀지지 않은 활성을 갖는다. 본 발명은 이와 같은 지금까지 밝혀지지 않은 메카니즘과 활성의 발견을 이용한 것이다.
본 발명의 약학 조성물은 본 발명의 활성 화합물 또는 그와 같은 화합물의 혼합물에, 허용된 절차에 따라 비독성 약학적 담체를, 동물 또는 인체 피검체에서 목적하는 약력학적 활성을 발생시키는데 충분한 비독성의 양으로 혼입시키므로써 통상의 단위 투여 제형으로 제조된다. 그러한 조성물은 단위 투여 제형 당 활성 성분 약 1mg 내지 약 500mg 의 범위에서 선택된, 유효하되 비독성인 양의 활성 성분을 함유하는 것이 바람직하다. 상기 양은 목적하는 특이적인 생물학적 활성 및 환자의 상태에 좌우된다. 본 발명의 조성물 및 방법의 바람직한 목적은 간질에 의해 유발된 것과 같은 스트레스, 불안, PMS, PND 및 발작을 치료하여 이러한 중추 신경계 질환에 걸린 환자에게 통상적으로 나타나는 불안증, 근육 긴장 및 우울증의 발생을 경감시키거나 예방하는데 있다. 본 발명 조성물 및 방법의 추가의 목적은 불면증을 치료하여 수면 작용을 나타내는데 있다. 본 발명의 화합물 및 방법의 또 다른 바람직한 목적은 특히 정맥내 투여에 의해서, 마취를 유발시키는 것이다.
사용되는 약학적 담체는, 예를 들면 고형 또는 액상 또는 서방형일 수 있다(참조예: Remington's Pharmaceutical Sciences, 14 판, 1970) 대표적인 고형 담체로는 락토오즈, 테라알바(terra alba), 수크로오즈, 탈크, 젤라틴, 한첨, 팩틴, 아카시아, 스테아르산 마그네슘, 스테아르산, 미정질 셀룰로오즈, 중합체 히드로겔 등을 들 수 있다. 전형적인 액상 담체로서는 프로필렌 글리콜, 글리코푸롤, 시클로덱스트린 수용액, 시럽, 낙화생유, 및 올리브유와 유사한 유제를 들 수 있다. 마찬가지로, 담체 또는 희석제는 당분야에 공지된 서방성 물질, 예컨대 글리세롤 모노스테아레이트 또는 글리세롤 디스테아레이트만을 또는 이들과 왁스, 미소캡슐, 미소구, 리포조옴 및/또는 히드로겔과의 혼합물을 포함할 수 있다.
광범위한 약제 제형을 사용할 수 있다. 따라서, 고형 담체를 사용하는 경우, 제제는 유중에서 고르게 제분 및 미분하고, 정제로 성형하고, 미분말의 형태 또는 펠릿의 형태로 경질 젤라틴 캡슐 또는 장용피로 피복된 캡슐내에 넣거나, 또는 환약 또는 마름모형 정제의 형태로 만들 수 있다. 또한 본 발명의 화합물 및 본 발명에 사용된 화합물은 직장 투여용 좌약의 형태로 투여할 수 있다. 화합물을 코코아 버터 및 폴리에틸렌 글리콜 또는 실온에서 고체이지만 직장 온도에서는 액체인 기타 적합한 비-간섭성 물질과 같은 물질중에 혼합할 수 있다. 액상 담체를 사용할 경우에, 제제는 액체, 예컨대 앰풀의 형태로, 또는 수성 또는 비수성 액상 현탁액으로서 존재할 수 있다. 액상 투여 제형은 또한 약리적으로 허용되는 방부제 등을 필요로 할 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 데이터를 기준으로 하여 요구될 수 있는 저용량에 기인하여, 비경구 투여, 비강용 스프레이, 설하 또는 구강투여, 및 서방형 피부 첩부제도 국소 투여용으로 적당한 약제 제형이다.
본 발명에 따라서, 불안해소, 항경련, 심리 전환(예: 항우울) 또는 최면 활성을 제공하는 방법은, 이와 같은 활성을 요하는 피검체에게, 통상적으로 전술한 바와 같이 상기의 활성을 제공하는데 충분한 비독성인 양만큼의 약학적 담체와의 조성물 형태로 제조된 본 발명의 화합물을 투여하는 것을 포함한다.
월경중에는, 분비되는 대사 산물의 양이 대략 4 배로 변화한다.(Rosciszewsk 등, 1986). 그러므로, 증상을 조절하기 위한 치료 방법은 PMS 환자의 월경전 상태에서 정상적인 수준보다 더 높은 수준의 프로게스테론 대사 산물의 농도로 환자를 유지시키는 것을 포함한다. 활성 및 주요 대사산물의 혈장 농도는 환자의 월경전 및 월경후의 기간동안에 모니터된다. 따라서 단독으로 또는 혼합물의 형태로 투여되는 본 발명의 화합물의 양은 월경전 상태에서 정상적인 퍼검체내의 프로게스테론 대사산물의 농도보다 크거나 같은 GABA-수용기 활성을 발휘할 수 있는 농도에 이르도록 계산된다.
투여 경로는 자극하고자 하는 GABAA수용기에 활성 화합물을 효과적으로 운반하는 임의의 경로일 수 있다. 투여는 비경구적으로, 장내, 직장 경유, 질내, 피하내, 근육내, 설하 또는 비강 투여할 수 있으며; 경구, 근육내 및 피부 경로를 통하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 1 회 용량의 피부 첩부제는 1 주 이하에 해당하는 기간 동안 환자에게 활성 성분을 공급할 것이다. 그러나, 비경구 투여 경로는 간질병 증상에 대해 바람직하다.
GR 부위에서의 효능 및 효율
생체내 및 시험관내 실험 데이터는 프로게스테론/데옥시코르티코스테론의 천연 생성 대사 산물 및 그 유도체가 GR 복합체상의 신규의 특이 인식 부위에서 높은 친화도로 상호 작용하여 GABA 에 민감한 신경세포 막을 교차하여 염화 음이온의 전도를 촉진한다는 사실을 입증한다(Gee 등, 1987: Harison 등, 1987).
당업자에게는, 〔35S〕-부틸비시클로포스포로티오네이트(〔35S〕TBPS 결합의조절방식이 GR 복합체에서 작용하는 약물의 효능 및 효율의 척도이며, 그러한 약물은 스트레스, 불안 및 발작 질환의 치료에 있어서 잠재적인 치료 가치를 가질 수 있는 것으로 공지되어 있다(Squires, R.F.등, "〔35S〕t-butylbicyclophosphorothi onate binds with high affinity to brain-specific sites coupled to a gamma aminobutyric acid-A and ion recognition site" Mol. Pharmacol., 23:326, 1983; Lawrence, L.J.등, "Benzodiasepine anticonvulsant action: gamma-aminobutyric acid-dependent modulation of the chloride ionophore", Biochem Biophys. Res. Comm., 123:1130-1137, 1984; Wood 등, :In vitro characterization of benzodiazepine receptor agonists, antagonists, inverse agonists and agonist/antagonists", Pharmacol, Exp, Ther., 231:572-576, (1984)). 본 발명의 화합물에 의한 효과로서 〔35S〕TBPS를 조절하는 성질을 관찰하기 위하여 수회 실험을 수행하였다. 본원 발명자들은 상기 화합물이 바르비투레이트, 벤조디아제핀 또는 기타 임의의 공지된 부위와 중복되지 않는 GR 복합체상의 신규의 부위와 상호작용함을 발견하였다. 또한, 상기 화합물은 이와 같은 활성에 대한 엄격한 구조적인 요건하에, GR 복합체에서 높은 효능과 효율을 갖는다.
이와 같은 분석을 수행하기 위한 합법은 문헌 (1) Gee등, 1987; 및(2) Gee, K.W., L.J.Lawrence, 및 H.I. Yamamura, Molecular Pharmacology, 30:218(1986)에 면밀하게 논의되어 있다. 상기 방법은 다음과 같이 수행되었다.
수컷 Sprague-Dawley 래트로부터 뇌를 치사 직후에 적출하고 대뇌 피질을 빙상에서 해부하였다. P2균질물을 전술한 바와 같이 제조하였다(Gee 등, 1986). 요컨대, 피질을 0.32M 수크로오즈중에서 격렬하지 않게 균질화시킨 후에, 1000×g 하에서 10 분 동안 원심분리하였다. 이후 상청액을 수집하여 9000×g 하에서 20 분동안 원심분리하였다. 수득한 P2펠릿을 50mM Na/K 인산염 완충액(pH 7.4) 200mM NaCl 중에서 10%(원래의 습윤 중량/부피) 현택액의 형태로 현탁시켜서 균질물을 형성시켰다.
100 마이크로리터(μ1) 분취량의 P2균질물(0.5 밀리그람(mg)의 단백질)을 시험하고자 하는 천연 스테로이드 또는 이의 합성 유도체의 존재 또는 부재하에서 2 나노몰(nM) 〔35S〕TBPS(70-110 퀴리/밀리몰: 메사츄세츠, 보스턴 소재의 New England Nuclear)을 사용하여 항온 처리하였다. 시험된 화합물을 디메틸설폭사이드(뉴저지, 필립스베리 소재의 Baker Chem. Co.)에 용해시키고, 5㎕ 분취량으로 항온 처리 혼합물에 첨가하였다. 완충제를 사용하여 항온 처리 혼합물을 최종 부피 1mL 로 만들었다. 비-특이적인 결합은 2mM TBPS 존재하의 결합으로서 정의하였다. GABA(미주리, 세인트 루이스 소재의 Sigma chem, Co.)의 효과 및 특이성은 GABA + 비쿠쿨린(Sigma Chem. Co.)의 존재하에 (정류 상태 조건하에서) 모든 분석을 수행하므로서 평가하였다. 25℃ 에서 90 분동안 유지시킨 항온처리(정류 상태 조건)를 유리 섬유 필터(뉴 햄프셔, 키인 소재의 Schleicher and Schyell, 제 32 호)를 통해 신속하게 여과하시켜 종료하였다. 필터-결합된 방사능을 액체 신틸레이션 분광분석법에 의해 정량하였다. 반응 속도론적 데이터 및 화합물/〔35S〕TBPS 용량-반응 곡선을 컴퓨터화된 반복 절차를 통한 비선형 회귀법에 의해 분석하여, 속도 상수 및 화합물의 IC50값(기준 〔35S〕TBPS 결합의 최대값의 절반을 억제하는 화합물의 농도)를 얻었다.
또한 이와 같은 분석용으로 얻어진 실험 데이터가 Gee 등의 문헌(1987)에 기술되어 있다. 상기 참고문헌에 게재된 데이터는 1993 년 3 월 4 일자 공개된 국제 출원 공개 번호 WO93/03732 호에 제시 및 기재되어 있다. 대조적으로, 이와 같은 작업에 의해 식별된 스테로이드 결합부위는 GABA/비쿠쿨린 부위에서의 결합과는 구별된다. 〔35S〕TBPS 결합의 억제가 알파크살론에 의해 유발되는 경우에 비쿠쿨린에 의해 유발된 용량-반응 곡선의 이동은 평행하지 않았다. 이는 GABA 및 스테로이드 부부위가 중복되지 않음을 시사한다.
제 2 군의 실험을 수행하여 스테로이드, 바르비투레이트 및 벤조디아제핀이 GABA 수용기상에서 공통의 결합 부위를 공유하지 않음이 입증되었다. 분석은 상기 요약된 바와 같은 방법에 따라서 수행하였다. 얻어진 반응속도론적 데이터는 3α-히드록시-5α-프레그난-20-온의 농도를 포화시키므로써 개시되는 〔35S〕TBPS 결합의 해리가 10μM 의 Na 펜토바르비탈에 의해서 효력이 증강됨을 보여준다. 이런 효과는 3α-OH-5α-프레그난-20-온(스테로이드) 및 펜토바르비탈(바르비투레이트) 가 독립적인 부위에 결합되는 것을 시사한다.
제 3 군의 실험을 통하여 (3H) 플루니트라제팜(FLU) 결합의 효력 증강에 있어서 3α-히드록시-5α-프레그난-20-온 및 Na 펜토바르비탈 사이의 상호 작용을 조사하였다. 이 실험은 스테로이드가 벤조디아제핀 및 바르비투레이트가 공통의 작용 부위를 공유하지 않는다는 주장을 더욱 지지한다. 일련의 실험에 있어서, 최대 자극 농도의 Na 펜토바르비탈의 존재 또는 부재하에서 (3H) FLU 결합에 미치는 3α-히드록시-5α-프레그난-20-온의 농도 변화의 효과를 조사하였다. Na 펜토바르비탈은 (3H) FLU 결합의 효력 증강에 있어서 3α-히드록시-5α-프레그난-20-온 보다 더 큰 최대 효율을 갖기 때문에, 3α-히드록시-5α-프레그난-20-온은 궁극적으로 이들 2 가지 물질이 동일한 부위상에서 경합할 경우에는 Na 팬토바르비탈의 효과에 대해 길항 작용을 나타내어야 한다. 그러나 이는 관찰된 사실이 아니다. 따라서, 상기 데이터는 본 발명의 화합물 및 본 발명에 사용된 화합물을 비롯한 특정의 스테로이드가 GR 복합체상에서 바르비투레이트 또는 BZ 조절 부위와는 구별되는 신규의 부위와 상호작용을 한다는 본원 발명자들의 결론을 더욱 지지한다. 이러한 독립된 작용 부위성에 기인하여, 이들 스테로이드 화합물은 바르비투레이트 및 Bz 류와는 상이한 치료학적 양상을 보일 것으로 예상된다.
각종 화합물을 검색하여 시험관내에서 〔35S〕TBPS 결합의 조절제로서의 효능을 측정하였다. 이와 같은 분석은 전술한 바와 같은 방법에 따라서 수행되었다. 이와 같은 분석에 근거하여, 본원 발명자들은 GR 복합체에서 화합물의 특이적인 상호작용에 대한 구조활성 요건 및 화합물들의 효능 및 효율 순위를 확립하였다. 하기표 1 은 본원에서 청구된 화합물의 예를 비롯하여 몇가지 화합물들의 IC50및 최대 억제율을 제시하였다. IC50은 대조군의 〔35S〕TBPS 결합을 50% 억제하는 화합물의 농도로서 정의되는데, 이는 화합물의 시험관내 효율을 나타내는 것이다. 최대 억제율은 화합물의 시험관내 효율을 시사한다.
[표 1a]
Figure pct00007
[표 1b]
Figure pct00008
[표 1c]
Figure pct00009
[표 1d]
Figure pct00010
상기 표 1 로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 화합물 및 본 발명에 사용된 화합물은 낮은 IC50값(〔35S〕TBPS 결합을 최대 50% 억제시키는데에 요구되는 화합물의 농도)을 갖는 반면에, 높은 IC50값을 갖는 성 스테로이드(에스트라디올 및 프로게스테론), 글로코코르티코이드(코르티코스테론) 및 콜레스테롤과 같은 화합물은 실질적으로 불활성이다. 따라서, 스테로이드 호르몬 및 콜레스테롤은 그 자체만으로는 전술한 바와 같은 증상에 대해 치료학적 가치를 전혀 갖지 않을 것으로 예상된다. 이러한 고유한 부류의 스테로이드를 호르몬 스테로이드와 구분하기 위해서, 이들을 신경 활성 스테로이드로서 명명하였다. 그러나, 프로게스테론과 같은 성 스테로이드는 신체내에서 3α-히드록시-5α-프레그난-20-온과 유사한 스테로이드로 대사될 수 있다. 따라서, 프로게스테론은 약물 전구체로서 고려될 수 있다. TBPS 데이터는 본 명세서에 참고 인용한 문헌 (Purdy R.H. 등. J. Med Chem.33:1572-1581 (1990))에 개시된 각종의 3α-히드록시화 스테로이드에 의해 증강된36Cl 이온 흡수율에 대한 데이터와 관련되며, 또한 이들 데이터는 인체 GABA 수용기에 주입된 난모세포에서 GABA 유도 전류를 증강시키는 스테로이드의 활성을 측정하여 얻어지는 전기 생리학적 데이터와도 상관관계를 갖는다. 이는 TBPS 분석이 Cl-통로 활성을 입체적으로 조절하는 스테로이드의 능력을 대략적으로 측정하는 것임을 시사한다.
부분적인 활성을 가진 화합물
최소한의 바람직하지 못한 부작용하에서 환자에게 목적하는 치료학적 활성이 이용될 수 있는 한, 본 발명은 한편으로 5α-프레그난-3α ,20α-히드록시기, 5β-프레그난-3α,20β-히드록시기 또는 그 유도체를 가진 화합물 및 이들 화합물의 약물 전구체에 있어서의 부분 활성을 가진 작용 물질의 발견과 관련된다. 또한, 이들 2 가지 기 이외의 신경 활성 스테로이드의 하위집단은 TBPS 분석에서 부분적인 효율을 나타낸다(표 1). 불안증 또는 발작을 경감시킬 필요가 있는 환자에 있어서 최면은 바람직하지 못하다. 불면증을 경감시킬 필요가 있는 환자에 있어서는, 마취가 바람직하지 못하다. 부분 활성을 가진 작용물질로서 기술된 화합물 및 이의 활성은 바람직하지 못한 효과를 극소화시키면서 목적하는 효과를 제공할 것으로 예상된다.
또한, 상기 화합물이 GABA 매개성 Cl-전류를 증강시키는 능력은 인체 GABAA수용기 유전자가 주입된 제노푸스 난모 세포에서 3α-히드록시-5α-프레그난-20-온의 능력에 비해서 제한되었다.
제노푸스 난모 세포 형질발현 시스템을 사용하여 일부 신경 활성 스테로이드의 한계 효능을 시험할 경우에, 다음과 같은 방법이 수행되었다. 콜라게나제 분해 방법(18-23℃ 에서 3 시간, Ca2+염이 생략된 Barth 염수중의 2mg ml-1콜라게나제 'A')을 사용하여 "모낭 제거된" 제노푸스 레비스 난모세포(단계 VI)에 인체 GABAA수용기 서브 유닛 복합체 α1β1 및
Figure pct00011
1의 cRNA 전사물을 주입하였다. 주요 GABAA수용기 복합체는 αβ
Figure pct00012
서브유닛으로 구성된다. 주사된 난모세포를 각각 19-20℃ 하에서 최대 9 일 동안 96-웰 평판에 보호 유지시켰다(웰 하나당 페니실린 50 IU ml-1, 스트렙토마이신 50 mg ml-1및 젠토마이신 100 mg ml-1로 보충된 200μL 의 표준 Barth 용액). 작용 물질 유도성 전류를 한쌍의 전극 전압 클램프 방식으로 Axoclamp 2A(Axon Instruments) 전압 클램프 증폭기를 사용하여 -60mV 의 고정 포텐셜하에 클램핑된 제노푸스 난모세포 전압으로부터 기록하였다. 전압-감지 및 전류-통과 미소전극에는 3M KCl, 및 표준 세포외 염수중에서 측정되는 경우 1-3 M오옴의 저항으로 충전시켰다. 난모세포를 연속해서 개구리 링거(120mM NaCl; 2mM KCl; 1.0mM CaCl2; 5mM HEPES pH 7.4)로 실온(17-21℃)하에 5∼7 ml/분-1의 속도로 관류시켰다.
모든 약물은 관류 시스템을 통해 가하였다. 스테로이드(10-2M)를 DMSO 또는에탄올중의 농축된 원료 용액으로서 제조한 후에 적절한 농도로 링거 용액중에 희석시켰다. 최종 DMSO 및 에탄올 농도는 0.2% v/v 이었으며, 이 농도는 GABA 가 반응을 일으킬 때 영향을 미치지 않는 농도이다. 다른 모든 약물의 원료 용액을 링거 용액중에서 제조하였다. 막 전류 반응을 100 Hz 하에서 저수준 여과 시킨후(low-pass filtering) FM 테이퍼 리코더(Racal Store 4DS)를 사용하여 후속하는 분석을 위해 자기 테이프상에 기록하였다.
프로게스테론의 잇점
프로게스테게론의 감소된 농도와 PMS, PND 및 월경성 간질(Backstrom 등, 1983; Dalton, K.,1984)과 관련된 증상 사이의 상관관계에 따라서 상기 증상의 치료에 프로게스테론을 사용하였다(Mattson, 등, 1984: 및 Dalton, 1984). 그러나, 프로게스테론은 전술한 증후군을 치료하는 데 일관적으로 효과적이지는 않다. 예를 들면, PMS의 치료시 프로게스테론에 대해서는 어떠한 용량-반응 관계도 존재하지 않는다(Maddocks 등, 1987). 이러한 결과는, 표 1 에서 알 수 있는 바와 같이, 프로게스테론이 프로게스테론의 임의의 대사산물에 비해 GR 복합체에서 매우 낮은 효능을 갖는다는 것을 입증하는 본 발명가들의 시험관내 실험 결과로부터 예측할 수 있다.
프로게스테론의 유익한 효과는 아마도 프로게스테론을 활성 프로게스테론 대사 산물로 다양하게 전환시키는 것에 관련한다. 전술한 증후군들의 치료에 특정한 프로게스테론 대사 산물을 사용하는 것이 상기 대사 산물 및 그것의 유도체의 높은 효력과 효능을 근거로한 프로게스테론을 사용하는 것에 비해 명백히 우수하다(참조, Gee등, 1987 및 상기 표 1).
호르몬 부작용이 없음
또한 신경 활성 스테로이드는 프로게스테론 및 기타 호르몬 스테로이드 수용기에 대한 친화성이 부족하다는 사실로써 호르몬 부작용이 없다는 것이 입증되어 왔다. 이러한 자료는 레트 자궁에서 〔3H〕R5020을 프로게스테론에 결합시키는 것에 관한, 프로게스테론 대사 산물과 그 유도체 및 프로게스틴 R5020의 효과를 측정하기위해 이미 Gee 등에 의하여 1988 년에 기술된 방법을 따라 분석을 수행하여 얻었다(Gee등, 1988).
시험 화합물의 존재하에 레트 자궁 시토졸로3H-프로게스테론(0.15nM)을 항온처리 하였다. 항온처리 후 특정 결합율을 측정하고 상기 화합물을 갖지 않는 대조 항온군과 비교하였다. 그 결과를 결합 저해 %로 나타내었다. 만약 상기 화합물이 프로게스테론 수용기와 고친화도로 결합한다면, 그 시험 농도에서는 결합을 100% 저해시킬것을 예상할 수 있다. 신경 활성 스테로이드는 10% 미만의 저해도를 보이는 데 이는 프로게스텐계 제제로서는 불활성이라는 것을 나타낸다.
대표적인 신경 활성 스테로이드의 다양한 호르몬 활성은 그것의 잠재적인 에스트로겐 활성, 전해질 코르티코이드 활성 및 글루코코르티코이드 활성을 시험하므로써 추가로 연구되었다. 이러한 활성은 스테로이드 호르몬이 상기 개개의 호르몬 수용기에 대해 결합하는 것을 저해하는 화합물의 성능을 모니터하므로써 분석되었다. 이 연구 결과를 1993 년 3 월 4 일자로 공개된 PCT 출원 공개 공보 제WO93/03732 호에 수록하였으며 이는 본 명세서에서 참고로 인용하고 있다.
이 연구 결과는 신경 활성 스테로이드가 전술한 스테로이드 수용기중 어떠한 것에 대해서도 강한 친화도를 갖지 않는다는 것을 보여준다. 그러므로, 신경 활성 스테로이드는 상기 스테로이드 수용기 결합물에 기인한 호르몬 부작용은 예상되지 않을 것이다.
항-경련 작용
또한 마우스에서의 메트라졸 유도 경련을 방지하는, 본 발명의 화합물 및 본 발명에 사용된 화합물의 성능을 평가하므로써 신경 활성 스테로이드 및 GABA 수용기 상호 작용의 생리학적인 관련성을 결정하였다. 메트라졸을 주입하기 10 분전에 본 발명의 시험 화합물을 다양한 투여량으로 마우스에게 주사하였다. 메트라졸에 의해 유도된 간대성 근경련의 시작(상지 간대성 활성을 가짐)시간을 30 분 동안 각각의 마우스를 관찰하므로써 측정하였다. 대조군의 마우스에서, 메트라졸(85mg/kg)은 상기 동물중 95%에서 경련을 유도할 것이다. 본 발명의 몇가지 화합물 및 본 발명에 사용된 화합물의 경련을 방지하는 효능을 표 2 에 수록하였다.
[표 2a]
마우스의 신경 활성 스테로이드의 항메트라졸 작용
Figure pct00013
[표 2b]
Figure pct00014
[표 2c]
Figure pct00015
기타 화학적 경련을 방지하는 신경 활성 스테로이드의 성능을 3α-히드록시-5α-프레그난-20-온, 3α ,21-디히드록시-5α-프레그난-20-온 및 3α-히드록시-3β-메틸-5β-프레그난-20-온에 대해 추가로 입증하였다. 상기 항경련 작용 시험은 전술한 것과 유사하였다. 하기의 화화적 경련제가 있다: 메트라졸(85mg/kg); (+)비큐컬린(2.7mg/kg) ;피크로톡신(3.15mg/kg) ;스트리크닌(1.25mg/kg), 또는 부형제(0.9% 염수). 경련제 또는 부형제를 투여한 직후, 30 내지 45 분 동안 마우스를 관찰하였다. 긴장성 경련 및/또는 근대성 경련을 하는 동물의 수를 기록하였다. 최대 전기쇼크 시험에서, 긴장성 발작을 유도하기 위해 200m초 동안 60Hz에서 50mA 의 전류를 각막 전극을 통해 흘렸다. 긴장성 발작을 종료하는 화합물의 활성치를 종말점으로 정의하였다. 일반적인 CNS 우울증 전위는 화합물을 투여한지 10분 후에 로토 막대 시험법에 의해 측정하였는 데, 3 회 시도중 임의의 1회에서 1 분 동안, 회전하는(6rpm) 막대상에 머무르는 마우스의 수를 측정하는 것이다. ED50최대 효과의 1/2을 나타낼 때의 투여량)을 각각의 스크린에 대해 측정하고 하기 표 3 에 수록하였다. 그 결과, 상기한 신경 활성 스테로이드는 기타 임상학적으로 유용한 항경련제와 비교하여 BZ 클로나제팜과 유사한 양상을 보이는 매우 유효한 것이라는 것이 입증되었다. 이러한 관찰에 의해 상기 화합물의 뇌 흥분의 조절물질로서의 치료적 용도가 입증되었으며, 이는 시험관내 GR 복합체와 매우 큰 친화도로 상호작용한다는 것을 의미한다.
[표 3a]
신경 활성 스테로이드의 예 및 선택된 공지의 항경련제에 대한 마우스의 항경련 활성
Figure pct00016
[표 3b]
Figure pct00017
불안 완화 효과
하기 연구로부터 프로게스테론 대사산물인 3α-OH-5β-프레그난-20-온 및 3α-OH-5β-프레그난-20-온은 불안 완화 화합물의 행태적 영향을 측정하는 생체 불안증을 앓고 있는 4 가지 동물 모델에서 효과적인 불안 완화제이라는 것이 입증되었다. 이 두가지 화합물을 예로들어 본 발명을 설명하는 것으로 이해될 수 있다. 또한 상기 화합물 합성 유도체에 관한 상기 측정치에 대한 데이터는 표 4 내지 6에 제시되어 있다. 불안 완화적 화합물의 행태학적 효과를 측정하는 데 사용되는 4 가지의 동물 모델은 1)명/암 이동 시험; 2)상승시킨 플러스-미로: 3)겔러-세이프터(Geller-Seifter) 갈등 시험 및 4) 보겔 시험이 있다.
a)명/암 이동 시험
명/암 이동 시험(Crawley and Goodwin, Pharmacol. Biochem, Behav. 13:67-70 1980)는 설치류가 천성적으로 새로운 환경을 탐험하는 경향이 있으나 개방된 밝은 장소는 매우 싫어하여 탐험적인 행태를 저해한다는 사실을 기본으로 한다(Christmas and Maxwell, Neurosci.Meth 2:219-238 1980). 디아제팜, 클로나제팜 및 펜토바르비탈을 비롯한 기존에 임상적으로 사용된 다양한 불안 완화제는 밟은 상자와 어둔 상자 사이의 이동횟수를 증가시켰다. 비불안완화 약물(nonanxiouslytic drug)은 이러한 행태적 효과를 나타내지 않았다(Crawley등, Neuropharmacol. 23 531-537(1984)).
15-20g의 수컷 N.I.H. 스위스-웹스터 마우스(Harlan, Harlan, Indianapolis, IN)를 톱밥을 깔아 놓은 폴리에틸렌 우리에 4 마리씩 사육하였다. 12 시간의 명/암사이클(600-1800시간)로 그 콜로니 방의 환경을 조절하였다(22℃) 시험하는 동안만을 제외하고는 음식물 및 물을 임의량으로 공급하였다. 이 실험을 700-1500 시간 동안 실행하고 낮의 효과를 나타내는 시간 동안 집단의 균형을 맞추어주었다. 마우스에게 약물 또는 부형제를 일회만 투여하였다.
사용된 방법은 전술한 방법(Wieland 등, Br, Res, 565:263-268(1991))을 변형시킨 것이다. 장치는 두 개의 2-간막이 자동화 시험 챔버를 포함한다(모델 RXYZCM16, Omnitech Electronics, Columbus, OH). 개방된 간막이를 7.5×7.5cm 경로를 통과하는 밀폐된 간막이에 연결하였다. 상기 개방된 간막이들 200W 백열 등을 사용하여 밝게 하였다. 실험실을 어둡게 유지하였다. 챔버를 디지스캔 분석기(Digiscan Analyzer; Omnitech Electronics)를 통해 컴퓨터에 연결시켜 둘 중 하나의 챔버내에 적외선 빔 조사가 중단되는 것이 자동적으로 기록하였으며, 그 데이터를 통합 랩 동물 모니터링 시스템(Omnitech Electronics)을 사용하여 분석하였다.
N.I.H. 스위스-웹스터 마우스에게 부형제 또는 시험 약물을 복강내로(i.p.) 투여하였으며 10 분 후, 그것들을 밝은 간막이의 중앙에 놓았다. 밝은 챔버와 어두운 챔버 사이를 이동한 횟수, 밝은 챔버 내에서의 총 활동성도 및 밝은 챔버내에서 보낸 시간을 10분의 시험 기간 동안 측정하였다.
명/암 이동 시험에서 3α-OH-5α-프레그난-20-온 및 3α-OH-5β-프레그난-20-온을 투여하므로써 어두운 상자와 밝은 상자 사이에서 이동한 횟수에 관련한 뚜렷한 용량- 반응 곡선을 얻었다. 후기-hoc 비교에 의해 3α-OH-5α-프레그난-20-온및 3α-OH-5β-프레그난-20-온의 투여량에 대한 왕복 횟수는 대조군으로부터 시험(던네트(Dunnett)의 t-시험)된 투여량에서 현저히 증가한다는 것을 알았다.
또한, 3α-OH-5α-프레그난-20-온 및 3α-OH-5β-프레그난-20-온은 모두 대조군(Dunnett's t-시험)과 비교하여 10 및 20mg/kg에서 활성이 현저히 증가(p<0.01)한다는 것을 알았다. 두개의 화합물 간에는 시험된 임의의 투여량에서도 큰 차이가 없었다.
b)상승시킨 플러스-미로
상승시킨 플러스-미로 시험에 대한 이론적 토대는 명/암 이동 시험의 것과 유사하다. Pellow 등의 문헌〔J. Neurosci, Meth, 14:149-167(1985)〕에 의해 기술된 바와 같이, 상승시킨 플러스-미로는 마우스가 천성적으로 열린 공간을 싫어하는 성질을 이용하여 고안되었다. 이 장치는 두 개의 개방 암(open arm)과 두개의 밀폐된 암(enclosed arm)으로 구성된다. 상승시킨 플러스-미로 시험은 불안증을 측정하는 두 개의 측정치를 규정한다. 즉, 개방 암으로 들어가는 회수 및 그속에서 보낸 시간을 개방 암과 밀폐된 암 모두에서의 내부/상부에서 보낸 총 시간에 대한 %로 나타내었다.
15-20g의 수컷 N.I.H. 스위스-웹스터 마우스(Harlan, Indianapolis, I.N)를 톱밥을 깔아놓은 폴리에틸렌 우리에 4 마리씩 사육하였다. 12 시간의 명암 사이클(600-1800시간)로 그 콜로니 방의 환경을 조절하였다(22℃). 시험하는 동안만을 제외하고는 음식물 및 물을 임의량으로 공급하였다. 이 실험을 700-1500 시간 동안 실행하고 낮의 효과를 나타내는 시간 동안의 집단의 균형을 맞추어주었다. 마우스에게 약물 또는 부형제를 일회만 투여하였다.
사용된 방법은 전술한 것이다(Lister, Psychopharmacol. 92:180-185(1987)). 상기 장치는 바닥으로부터 50 cm 올라온 밀폐된 두 개의 암에 수직인 두 개의 개방 암을 포함하고 있다. 각각의 암의 길이는 50cm이었으며 밀폐된 암의 벽의 높이는 40cm였다. 상기 미로는 전체가 검은색 플렉시글라스로 만들어진 것이었다. 200W의 백열전구를 각각의 개방 암 위에 두어 개방 암과 밀폐된 암사이에 강한 대조를 이루도록 하였다.
약물을 주입한 지 10 분후에 상기 N.I.H. 스위스-웹스터 마우스를 개방 암에 면한 플러스-미로의 중앙에 놓았다. 5 분의 시험 기간 동안 개방 암과 밀폐된 암내로 들어온 횟수 및 개방 암 및 밀폐된 암에서 보낸 시간을 측정하였다. 측정하고자 하는 종속적인 변수에 있어서 4개의 발이 모두 하나의 암 내에 있어야 한다. 그러므로, 미로의 중앙에서 보낸 시간은 계수하지 않았다. 이에 따라 상기 개방 암 및 밀폐된 암내에서 보낸 총 시간은 5 분이 될 수 없었다.
이와같이 상승시킨 플러스-미로 시험에 의해 3α-OH-5α-프레그난-20-온 및 3α-OH-5β-프레그난-20-온은 모든 투여량에서 개방 암내로 들어가는 비율을 증가시킨다는 것을 입증하였다. 3α-OH-5α-프레그난-20-온을 20mg/kg 투여시에 개방 암내로 들어가는 비율은 현저히 증가한 반면(p≤0.05), 3α-OH-5β-프레그난-20-온은 5mg/kg(p≤0.05), 7.5mg/kg(p≤0.01) 및 10mg/kg(p≤0.01)에서 개방 암내로 들어가는 비율을 현저히 증가시켰다.
또한, 3α-OH-5α-프레그난-20-온 및 3α-OH-5β-프레그난-20-온은 개방 암내에서 보내는 시간을 투여량 의존적으로 증가시켰다. 3α-OH-5α-프레그난-20-온은 10mg/kg(p≤0.01)에서 개방 암 내에서 보낸 시간을 현저히 증가시킨 반면, 3α-OH-5β-프레그난-20-온은 7.5mg/kg(p≤0.01) 및 10mg/kg(p≤0.01)의 투여시 개방 암 내에서 보낸 시간을 현저히 증가시켰다.
이러한 실험의 결과는 1993 년 3 월 4 일자로 공개된 PCT 국제 공개 공보 제 WO93/03732 호에 수록되어 있으며 이는 본 명세서에 참고로 인용하고 있다. 표 4에 전술한 동일한 조건하에서 상승시킨 플러스-미로를 사용하여 본 발명의 화합물 및 본 발명에 사용된 화합물의 불안 완화 활성을 요약하였다.
[표 4a]
마우스의 플러스-미로에 대한 불안 완화 작용
Figure pct00018
[표 4b]
Figure pct00019
[표 4c]
Figure pct00020
c)겔러-세이프터 갈등 시험
약물의 불안 완화 특성을 명확히 하기위해 생체 불안증의 동물 모델로서는 조건부 갈등상태의 레트를 사용하였다. 레트를 두가지 행태 스케줄중 양성 강화에 대해 바 프레스에 대해서 조전화시켰다.(Geller 및 Seifter, Psychopharmacologia 1:482-492(1960)). 첫번째는 체벌 없이 가변적인 비율의 스케줄하에서 바 프레싱시키는 것을 포함한다. 두 번째 성분은 각각의 바 프레싱으로 인해 양성 강화 및 체벌의 고정비 스케줄이다. 체벌을 가한 동물 내부에서 는 갈등의 상태가 일어난다. 체벌을 가하지 않은 성분을 통하여 특정한 약물이 가질 수 있는 임의의 반응 억제 효과를 관찰할 수 있었다. 불안 완화 반응은 상기 체벌을 가하지 않은 반응에 영향을 미치지않으면서 체벌을 가한 반응을 증가시킬 것이다.
250-300g의 수컷 백색 스프라구에-다우리(Sprague-Dawley) 레트(Charles River Labs, Wilmington, MA)를 갈등 실험에 사용하였고 물은 언제나 먹을 수 있게 하였으며 이와 함께 퓨리나 랩 쵸우(Purina Lab Chow) 음식물 펠릿의 제한된 식이요법을 지속하여 자유롭게 먹이가 공급된 젊은 마우스 수준의 85%에서 체중을 유지하였다, 700-1900 시간에 걸쳐 레트들을 각각 12시간 명-암 사이클하에서 수용하였다.
3α-OH-5α-프레그난-20-온 및 3α-OH-5α-프레그난-20-온의 항-불안증(체벌-경감) 및 반응 억제의 효과는 겔러 및 세이프터의 갈등 시험(1960)방법을 사용하여 레트에서 측정하였다. 이러한 63-분 시험에서, 굶주린 레트는 달콤한 우유를 보상으로 받기 위해 지렛대-프레스 응답을 수행한다. 강화 스케줄은 체벌을 가하는 것과 체벌을 가하지 않는 것을 약 15 분 간격으로 교대로 한다. 레트를 한 벽에 장착된 지렛대, 0.1ml의 우유를 전달해주는 작은 국자(1부의 이글(Eagle)농축유:우유 2 부 물) 및 발-쇼크 체벌을 부과하는 금속 격자 바닥을 구비한 시험 쳄버(쿨보른(Coulbourn instrument) 도구)내에서 훈련시켰다. A DEC PDP 11 /73 미니컴퓨터 수행 SKED(State System)를 프로그래밍하고 기록하는 데 사용하였다.
초기에 레트는 연속적 강화 스케줄에 응답하는 것을 학습하였으며 30 초, 1 분 및 2 분 가변 간격(VI) 스케줄로 빠르게 진행시켰다. 연속적 강화 스케줄에서 레트는 지렛대 프레스를 수행한 후에는 반드시 우유를 보상받았다 ; VI 스케줄에있어서 우유 보상은 좀처럼 가변적이지 않은 간격으로 하였으나 궁극적으로는 평균 2분 마다 1 회 수행하였다. 그후 체벌을 가하지 않은 VI 기준선상에 4 회의 3 분 "갈등" 기간을 도입하였다. 첫 번째는 VI를 수행한 후 3 분후에 시작하였으며 나머지들은 VI응답의 12 분씩 교대로 시작되었다. 광선 및 일정한 색조에 의해 표식된 갈등 기간 동안, 연속적인 강화 스케줄을 다시 시행하였으며 각각의 지렛대 프레스를 통하여 우유 보상 및 단순한(0.25m초) 발-쇼크 체벌을 전달하였다. 쇼크 강도는 처음에는 0.2mA였으며 매일 0.02mA씩 증가시켜서 점차 1 회의 갈등 기간 동안 5 회 이하의 응답으로 지렛대 프레스를 억제하였다. 체벌된 응답의 속도로부터 약물 유도된 증가치를 항불안증 활성의 지수로 취하였으며, 체벌되지 않은 응답의 속도로부터는 감소치는 응답 억제 또는 진정의 지수로 취하였다.
상기 갈등 시험에서 3α-OH-5α-프레그난-20-온 및 3α-OH-5β-프레그난-20-온의 효과를 본 명세서에 요약하였다. 이 두 화합물들은 모두 체벌을 가한 응답의 속도를 크게 증가시키며 이는 상기 두 화합물이 모두 항 불안제로서 활성이 있다는 것을 나타낸다. 피하 투여한 후 3α-OH-5β-프레그난-20-온의 최대 효과는 2 mg/kg에서 관찰되었으며 3α-OH-5α-프레그난-20-온의 최대 효과는 4.4mg/kg에서 관찰되었다. (만족할만한 분석을 위해 그리고 각각의 투여량에서 적은 시험 회수로 인해, 관련된 측정치(3α-OH-5α-프레그난-20-온에 대해서는 p<0.02: 3α-OH-5β-프레그난-20-온에 대해서는 p<0.008)에 대한 t-시험을 사용하여 각각의 화합물을 사용하는 모든 시험를, 부형제 대조 시험에 대하여 비교하기 위해서 조합 수행하였다)
표 5 는 전술한 실험적 조건하에서의 겔러-세이프터 시험을 사용하여 본 발명의 화합물 및 본 발명에 사용된 화합물의 불안 완화 활성을 요약한 것이다.
[표 5a]
레트의 겔러/세이프터 시험시 불안완화 활성
Figure pct00021
[표 5b]
Figure pct00022
d) 보겔 실험
보겔 실험은 고도의 동기가 부여된 행동과 혐오 사이의 갈등의 심화에 기초한 실험이다. 이 실험에서 강력한 동기는 갈증이다. 동물에게 물을 마시고 싶은 동기를 주기 위해서 12-16 시간 동안 물을 주지 않았다. 훈련 기간 동안 동물을 실험 환경에 노출시켜서 음료수 관에 익숙해지고 새로운 환경에 대한 공포를 최소화시켰다. 훈련 후에는 2시간 동안 물에 접근할 수 있도록 하였다. 이 기간 동안에는 물 및 음식물의 정상적인 양을 마시고 섭취할 수 있게 하여 박탈의 시간을 보상하였다. 그러나, 이러한 계획은 실험기간 동안 물을 마시고 싶어하는 강한 동기를 부여시켜주었다.
12-16시간 동안 물의 공급을 중단한 후 5분 동안 자유롭게 물을 마실 수 있도록 실험 우리에 놓아두었다. 이 기간 동안 동물은 환경 및 음료수 관에 길들여져익숙해진다. 훈련 기간 후에 2시간 동안 그들의 우리에서 물 및 음식물을 주었다. 음식물은 항상 이용 가능하였다. 24시간 후에 동물의 뇌실 내(i.c.v)에 약물을 투여한다.
약물을 주입한지 일정 시간이 지난 후에 동물을 10분 동안 실험 우리에 다시 넣었다. 동물이 핥아 먹을 때마다 컴퓨터로 세고, 매 20번 마다 혀 및 또는 발에 작은 전기 자극을 주었다. 전기 자극은 100msec 간격의 0.6mA의 전류에 의한 것이었다. 이 과정은 동물에게 불안 완화제(즉, 발륨)를 임상적으로 투여하였을때 갈등이 감소된 상태를 보여주는 것이었다. 용량-반응 곡선에서, 분리된 동물에게 실험 약물을 증가시켜 주입하고 예정된 시간 동안 실험한다.
이러한 측정 방법을 이용한 일부 화합물의 대표적인 자료를 표6에 요약하였다.
[표 6]
레트의 보겔 실험에서의 불안 완화 작용
Figure pct00023
약물 전구체
기본 화합물 3α-히드록시-5α-프레그난-20-온 및 3α ,21-디히드록시-5α-프레그난-20-온 및 이들의 유도체인 약물 전구체의 항경련 및 불안 완화 작용은 상기 기술한 것과 같은 방법을 이용하여 추정할 수 있다. 발작을 일으키는 메트라졸에 대항한 3α-히드록시-5α-프레그난-20-온의 몇가지 약물 전구체에 의한 보호비를 화합물 투여 후에 시간에 대하여 나타내었다.(표 7)
몇가지 추가의 약물 전구체도 실험하였고, 그 결과를 표 8에 나타내었다. 3α- 및 21 히드록시에서 여러 종류의 에스테르로 기본 화합물 3α-히드록시-5α-프레그난-20-온 및 3α ,21-디히드록시-5α-프레그난-20-온을 변형시켜 생물학적 활성을 유지시켜주며, 어떤 경우에는 이러한 변형이 화합물에 의한 보호 시간을 증가 시킨다. 따라서, 본 발명의 화합물은 일정 기간 동안 다양한 범위의 보호를 통해 항경련 및 불안 완화를 조절할 수 있다.
[표 7]
3α-히드록시-5α-프레그난-20-온(3α-(RCOO)-5α-프레그난-20-온)의 약물전구체의 항-메트라졸 작용
Figure pct00024
벤조디아제핀과 대조적으로, 신경 활성 스테로이드는 마취 작용을 유발시켰다. 마취를 일으키는 작용은 GABA의 부재하에서 염화물 이온의 통로를 개방할 수 있는 능력에 의한 것으로 생각되며, 이러한 특성은 벤조디아제핀에는 없다. 그러므로, 신경 스테로이드는 GABA의 부재하에서도 수용기에서 직접 작용할 수 있으며, 또한 GABA의 존재하에서 간접적으로 작용 가능하였다. 이러한 "간접적인"작용을 "조절(modulating)" 수용기라고 부른다. 참고문헌: 람베르트 등, 〔Trends Pharmacology Science 8:224-227 (1987)
본 발명의 화합물 및 본 발명에서 사용되는 화합물은 고용량에서는 마취제로 사용될 수 있다. 그러나, 마취를 일으키는 바람직한 투여 경로는 정맥 (i.v.)주사이다. 동물에 있어서의 약물의 마취 특성은 복원 반사를 소실시키는 약물의 작용에 의해서 측정된다. 복원 반사의 소실은 동물이 누워 있을 때 30초 안에 일어나지 못하는 것으로 정의한다. 마우스는 측면 꼬리 정맥에 정맥 주사로 약물이 투여되었다. 투여 후에는 마우스를 눕혀서 복원 반사 소실을 관찰하였다. 실례의 결과를 표 8에 나타내었다.
[표 8]
마우스에서의 신경활성 스테로이드의 마취작용.
Figure pct00025
바람직한 구체예를 설명하고 예시하였으나 다양한 치환체 및 변형은 본 발명의 범주에서 벗어나지 않고 그 범위 안에서 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기와 같은 예시를 통해 설명하였지만 여기에 한정되는 것은 아니다.

Claims (16)

  1. 3α-히드록시-3β-(3'-메틸-부트-3'-엔-1'-이닐)-5β-프레그난-20-온;
    3α-히드록시-3β-(3'-메틸-부트-3'-엔-1'-이닐)-5α-프레그난-20-온;
    3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5α-프레그난-20-온;
    3α-히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레근-11-엔-20-온;
    3α ,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-19-노르-5β-프레그난-20-온;
    3β-(시클로프로필)에티닐-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온;
    3α ,20α-디히드록시-3β-에티닐-5α-프레그난;
    3α ,21-디히드록시-3β -에테닐-5α-프레그난-20-온; 및
    3α ,21-디히드록시-3β-플루오로메틸-5α-프레그난-20-온으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물 또는 이들의 생리적으로 허용 가능한 3-에스테르, 20-에스테르, 21-에스테르, 3,20-디에스테르, 또는 3,21-디에스테르.
  2. 3α ,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-19-노르-5β-프레그난-20-온, 21-헤미숙시네이트, 나트륨염;
    3α ,20α-디히드록시-21-메틸-5α-프레그난, 비스 헤미숙시네이트;
    3α ,21-디히드록시-3β-에테닐-5α-프레그난-20-온, 21-헤미숙시네이트;
    3α ,21-디히드록시-3β-메틸-5α -프레그난-20-온 21-아세테이트;
    3α ,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β -프레그난-20-온, 21-헤미푸마레이트 나트륨염.
    3α, 21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β-프레그난-20-온, 메틸 21-숙시네이트;
    3α ,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-5β -프레그난-20-온, 21-프로피오네이트;
    비스(3α ,21-디히드록시-3β -트리플루오로메틸-5β -프레그난-20-온) 21-헤미숙시네이트;
    비스(3α ,21-디히드록시-3β -에티닐-5β-프레그난-20-온) 21-헤미숙시네이트; 및
    N-(3α-히드록시-3β-메틸-5α-프레그난-20-일리딘)에탄올아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물.
  3. 제1항에 있어서, 3α-히드록시-3β-(3'-메틸-부트-3'-엔-1'-이닐)-5β-프레그난-20-온인 것이 특징인 화합물.
  4. 제1항에 있어서, 3α -히드록시-3β-트리플루오로메틸-5α-프레그난-20-온인것이 특징인 화합물.
  5. 제1항에 있어서, 3α-히드록시- 3β-트리플루오로메틸-5β-프레근-11-엔-20-온인 것이 특징인 화합물.
  6. 제1항에 있어서, 3α,21-디히드록시-3β-트리플루오로메틸-19-노르-5β-프레그난-20-온, 21-헤미숙시네이트,나트륨염인 것이 특징인 화합물.
  7. 제1항에 있어서, 3α ,21-디히드록시-3β -트리플루오로메틸-19-노르-5β -프레그난-20-온인 것이 특징인 화합물.
  8. 제1항에 있어서, 3β-(시클로프로필)에티닐-3α-히드록시-5β-프레그난-20-온인 것이 특징인 화합물.
  9. 유효량의 제1항 내지 제8항중 어느 한 항의 화합물 및 약리적으로 허용가능한 담체 또는 희석제를 포함하는, 뇌 흥분과 관련된 질환의 치료, 예방 및 증상완화용 약학적 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 상기 조성물이 대상 동물의 스트레스 또는 불안 치료용인 것이 특징인 약학 조성물.
  11. 제9항에 있어서, 상기 조성물이 대상 동물의 발작 행동의 경감용인 것이 특징인 약학 조성물.
  12. 제9항에 있어서, 상기 조성물이 대상 동물의 불면증의 감소 또는 경감용인 것이 특징인 약학 조성물.
  13. 제9항에 있어서, 상기 조성물이 대상 동물의 심리적 질환(mood disorders) 치료용인 것이 특징인 약학 조성물.
  14. 제13항에 있어서, 상기 심리적 질환이 우울증인 것이 특징인 약학 조성물.
  15. 제9항에 있어서, 상기 조성물이 대상 동물의 PMS 또는 PND 치료용인 것이 특징인 약학 조성물.
  16. 제9항에 있어서, 상기 조성물이 대상 동물 마취를 유도하는데 사용되는 것이 특징인 약학 조성물.
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