KR102082041B1 - 에피갈로카테킨 갈레이트 프로드러그, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 미토콘드리아 생합성 촉진용 조성물 - Google Patents

에피갈로카테킨 갈레이트 프로드러그, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 미토콘드리아 생합성 촉진용 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에피갈로카테킨 갈레이트 프로드러그, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 미토콘드리아 생합성 촉진용 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 미토콘드리아 생합성 조절물질로 알려진 PGC-1α, AMPK, SIRT1의 활성을 증가시키고 미토콘드리아 DNA 양을 증가시킬 수 있으며, NAD+/NADH 비율, cytochrome c의 레벨, ATP의 합성, 그리고 산소 소비도를 증가시켜 미토콘드리아의 활성 및 생합성을 증가시키는 효과를 확인하고 또한 기존의 에피갈로카테킨 갈레이트에 비해 생체 내 흡수율이 높고 대사가 느린 효과를 확인함에 따라 미토콘드리아 기능 저하와 관련된 질병의 예방 또는 치료의 목적으로 유용할 수 있다.

Description

에피갈로카테킨 갈레이트 프로드러그, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 미토콘드리아 생합성 촉진용 조성물{(-)-epigallocatechin gallate prodrugs , preparation method thereof and composition for mitochondrial biosis}
본 발명은 에피갈로카테킨 갈레이트 프로드러그, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 미토콘드리아 생합성 촉진용 조성물에 관한 것이다.
미토콘드리아(mitochondria)는 세포 내 소기관으로 대부분의 진핵세포에 존재하며, 핵 DNA와 분리되는 자체적인 DNA인 미토콘드리아 DNA(mtDNA)를 가진다. 미토콘드리아의 주요 기능은 세포 내 에너지원인 ATP를 생성하는 것이다. ATP는 미토콘드리아의 기질내의 TCA 회로를 통해 생성되는 NADH, FADH2를 사용해 전자전달계에서 생성된다 이렇게 생성된 ATP는 다양한 에너지-요구 생합성 및 여러 가지 대사 활성을 추진시키는 데 사용된다.
또한, 미토콘드리아는 세포 내 신호전달에 중요한 역할을 하는 칼슘이온을 기질 내에 저장하고 있다가 필요시에 세포질로 공급하는 역할을 하기도 한다. 이 밖에도 세포 사멸, 증식, 대사 등을 조절하는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 더욱이, 미토콘드리아 DNA(mtDNA)는 세포의 핵 DNA와는 달리 자체적인 수선 기작(repair mechanism)이 없으며, DNA를 보호하는 역할을 하는 히스톤 단백질이 없기 때문에 상대적으로 손상되기 쉽다. 이러한 미토콘드리아 DNA(mtDNA)의 손상은 미토콘드리아 질환의 발병과도 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 있으며, 미토콘드리아의 기능 저하로 연결되어 세포 활동에 필요한 에너지원인 ATP 합성이 감소하게 되고, 다양한 질환 발병의 원인이 된다.
미토콘드리아 기능 손상은 노화와 관련된 퇴행성 질환, 즉, 비만, 당뇨, 대사증후군, 인슐린 저항증, 심혈관질환, 파킨슨병, 헌팅톤병, 허혈성 뇌질환(예, 뇌졸증), 치매 등과 상관관계가 있는 것으로 조사된다. 즉, 이들 질병 모델에서 미토콘드리아의 전자현미경사진은 정상에 비해 부풀어 커져 있거나, 크리스타(cristae) 구조가 소실되는 등의 구조적 변형을 보이기도 하고, 세포당 미토콘드리아 DNA(mtDNA)의 수가 감소된 경우도 있으며, mtDNA가 돌연변이(mutation)된 경우도 관찰되었다. 사람 및 동물을 대상으로 노화에 따른 미토콘드리아 기능변화를 모니터링하였을 때, 노화가 진행됨에 따라 미토콘드리아 DNA(mtDNA)의 복제수 및 mtRNA가 감소하였다. 최근에는 이런 신경퇴행성 질환의 발병을 유발하는 인자로 동정되는 물질들이 미토콘드리아에 존재하거나, 또는 미토콘드리아 기능 손상과 밀접한 관련이 있음이 보고되고 있다.
또한, 미토콘드리아는 허혈성 재관류(ischemia-reperfusion, IR) 손상의 중심 원인으로 여겨진다. IR은 심장 미토콘드리아의 구조와 생화학적인 기능변화를 유도하는데, 미토콘드리아의 기능 손실시 미토콘드리아에서 생성되는 ATP 결핍이 야기되며, 이를 통해 심장은 수축이 필요한 충분한 에너지를 획득하지 못하게 된다. 또한 호흡사슬 복합체의 활성저하, NADH 탈수효소 활성저하, 막전위 소실, ATP 합성 손실 및 ATP 가수분해 증가, 이온의 항상성 장애, ROS 형성등이 나타난다.
달리기, 수영과 같은 지구성 운동은 골격근 호흡 능력을 증가시키고 이는 미토콘드리아의 전자전달사슬, 구연산회로, 지방산 산화와 관련된 효소의 증가에 영향을 준다. 또한 미토콘드리아 단백질의 분해대사 보다는 합성대사의 비율을 증가시켜 골격근 내 미토콘드리아의 크기와 수가 증가된다. 따라서 골격근 미토콘드리아에서 산소이용능력의 향상은 산화적 인산화를 통한 ATP 생산 능력을 향상시키기 때문에 운동능력 향상 연구에서 골격근 내 미토콘드리아 생합성 연구는 매우 중요하다.
미토콘드리아는 세포 에너지체계의 핵심이며 또한 인체의 산화스트레스의 원인으로서, 노화에 특히 민감하여 그 양과 질에서 커다란 손실이 초래된다. 그러나 미토콘드리아의 수와 양을 증가시키는 미토콘드리아 생합성이라는 과정은 노화에 의한 미토콘드리아 손실을 예방하고 치료하기 위한 훌륭한 표적이 되고 있다.
에피갈로카테킨 갈레이트 ((-)-epigallocatechin gallate, (-)-EGCG) (이하 EGCG로 표기)는 녹차에 포함된 대표적인 카테친 화합물 중 하나로서, 미토콘드리아 대사에 핵심적인 역할을 하는 PGC-1α (peroxisome proliferator-activated receptor gamma-coactivator-1alpha) 및 SIRT1 (NAD-dependent protein deacetylase sirtuin 1)의 활성을 조절하는 것으로 알려져 있다.
그러나, EGCG는 생체 내 흡수율이 낮고 대사가 빠르기 때문에 매우 낮은 생체이용률을 보이는 문제점을 가지고 있어서, 이러한 문제점을 극복하기 위한 프로드러그 접근법이 관심을 모으고 있다.
이에 본 발명자들은 EGCG D-고리의 4"-위치에 promoiety를 도입한 EGCG 프로드러그들을 합성하고, 이 물질들에 의한 미토콘드리아 생합성 유발 효과를 검증함으로써 발명을 완성하였다.
한국등록특허 제10-1822306호
Seo, Y.; Kim, M. K.; Choo, H.; Chong, Y. Facile synthesis of 4″-O-alkyl-(-)-EGCG derivatives through regioselective deacetylative alkylation. Synth. Commun. 2017, 47, 655-659
본 발명의 목적은 화학식 1로 표시되는 화합물, 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 미토콘드리아 생합성 촉진용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 화학식 1로 표시되는 화합물, 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 퇴행성 질환, 뇌 질환, 신경 질환, 심장 질환, 간 질환, 신장 질환, 췌장 질환 및 근육 질환으로 이루어지는 군으로부터 선택된 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112018031915620-pat00001
(상기 화학식 1에 있어서,
RA는
Figure 112018031915620-pat00002
,
Figure 112018031915620-pat00003
또는
Figure 112018031915620-pat00004
이고;
R1은 H, 또는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
R2는 H, 또는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬이고;
R3은 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬, 또는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
R4는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬, C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알콕시카르보닐C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬, 또는 C6-12의 아릴C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬이다).
또한, 본 발명은 하기 반응식 1에 나타난 바와 같이,
화합물 2(에피갈로카테킨 갈레이트, EGCG) 및 과량의 아세트산을 유기용매에 첨가하고, 10-40℃에서 4-8시간 반응시켜 화합물 2의 하이드록시기를 모두 아세틸화한 화합물 3을 얻는 단계(Step 1); 및
화합물 3, 탄산칼륨(K2CO3), 요오드화칼륨(KI) 및 RAX(여기서 상기 X는 할로겐이고, RA는 하기 반응식 1에서 정의한 바와 같다)을 유기용매에 첨가하고 35-65℃에서 2-6시간 반응시켜 화합물 1을 얻는 단계(Step 2);
를 포함하는 제1항의 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조방법을 제공한다.
[반응식 1]
Figure 112018031915620-pat00005
(상기 반응식 1에 있어서,
RA는 제 1항의 화학식 1에서 정의한 바와 같다).
나아가 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 미토콘드리아 생합성 촉진용 조성물을을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 퇴행성 질환, 뇌 질환, 신경 질환, 심장 질환, 간 질환, 신장 질환, 췌장 질환 및 근육 질환으로 이루어지는 군으로부터 선택된 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 미토콘드리아 생합성 조절물질로 알려진 PGC-1α, AMPK, SIRT1의 활성을 증가시키고 미토콘드리아 DNA 양을 증가시킬 수 있으며, NAD+/NADH 비율, cytochrome c의 레벨, ATP의 합성, 그리고 산소 소비도를 증가시켜 미토콘드리아의 활성 및 생합성을 증가시키는 효과를 확인하고, 또한 기존의 에피갈로카테킨 갈레이트에 비해 생체 내 흡수율이 높고 대사가 느린 효과를 확인함에 따라 미토콘드리아 기능 저하와 관련된 질병의 예방 또는 치료의 목적으로 유용할 수 있다.
도 1은 Hepa1-6 세포 내에서 (a) 비교 화합물 2(EGCG) (b) 비교 화합물 3(AcEGCG) (c) 실시예 3, (d) 실시예 6, (e) 실시예 7, (f) 실시예 9, (g) 실시예 10에 의한 Mitotracker 형광세기의 변화를 나태난 것이다.
도 2는 Hepa1-6 세포를 ActinGreen 488과 Mitotracker를 이용하여 염색한 결과를 나타낸 것이다((a) 비교 화합물 2(EGCG) (b) 비교 화합물 3(AcEGCG) (c) 실시예 3, (d) 실시예 6, (e) 실시예 7, (f) 실시예 9, (g) 실시예 10).
도 3a는 Mitotracker와 ActinGreen 488에 의해 관찰된 미토콘드리아 영역 밀도와 cytoplasmic volume과의 비율을 나타낸 것이다.
도 3b는 Hepa1-6 세포에서 미토콘드리아 DNA와 핵 DNA의 비율을 나타낸 것이다.
도 4는 Hepa1-6 세포에서 비교 화합물 2(EGCG), 비교 화합물 3(AcEGCG), 실시예 3, 실시예 6, 실시예 7, 실시예 9 및 실시예 10에 의한 미토콘드리아 조절물질들의 레벨의 변화를 나타낸 것이다((a) PGC-1α, (b) p-AMPK, (c) SIRT1).
도 5는 Hepa1-6 세포에서 비교 화합물 2(EGCG), 비교 화합물 3(AcEGCG), 실시예 6 및 실시예 7에 의한 산화적 인산화 관련인자들의 변화를 나타낸 것이다((a) NAD+/NADH ratio, (b) ATP 합성도, (c) cytochrome c의 양, (d) 산소소비도).
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112018031915620-pat00006
(상기 화학식 1에 있어서,
RA는
Figure 112018031915620-pat00007
,
Figure 112018031915620-pat00008
또는
Figure 112018031915620-pat00009
이고;
R1은 H, 또는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
R2는 H, 또는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬이고;
R3은 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬, 또는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
R4는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬, C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알콕시카르보닐C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬, 또는 C6-12의 아릴C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬이다).
바람직하게는,
RA는
Figure 112018031915620-pat00010
,
Figure 112018031915620-pat00011
또는
Figure 112018031915620-pat00012
이고;
R1은 H 또는 C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
R2는 H 또는 C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알킬이고;
R3은 C1-4의 직쇄 또는 측쇄 알킬 또는 C1-4의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
R4는 C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알킬, C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알콕시카르보닐C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알킬 또는 C6-8의 아릴C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알킬이다.
더욱 바람직하게는,
RA는
Figure 112018031915620-pat00013
,
Figure 112018031915620-pat00014
또는
Figure 112018031915620-pat00015
이고;
R1은 H 또는 메톡시이고;
R2는 H 또는 메틸이고;
R3은 t-부틸, t-부톡시, 이소프로폭시 또는 에톡시이고;
R4는 메틸, 메톡시카르보닐에틸 또는 페닐메틸이다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 바람직한 예로는 하기의 화합물 군을 들 수 있다.
1) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(에톡시메톡시)벤조일)옥시)-크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
2) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-((2-메톡시에톡시)메톡시)-벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
3) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-((피발로일옥시)메톡시-벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
4) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-(3,5-디아세톡시-4-((이소프로폭시카르보닐옥시)메톡시)벤조일옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
5) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(1-((이소프로폭시카르보닐)옥시)-에톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
6) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(1-((에톡시카르보닐)옥시)에톡시)-벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
7) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(((tert-부톡시카르보닐)옥시)-메톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
8) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(2-(((S)-1-메톡시-1-옥소프로판-2-일)아미노)-2-옥소에톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
9) (S)-디메틸 2-(2-(2,6-디아세톡시-4-((((2R,3R)-5,7-디아세톡시-2-(3,4,5 -트리아세톡시페닐)크로만-3-일)옥시)카르보닐)페녹시)아세트아미도)펜탄디오에이트; 및
10) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(2-(((S)-1-메톡시-1-옥소-3-페닐프로판-2-일)아미노)-2-옥소에톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트.
본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 약학적으로 허용 가능한 염의 형태로 사용할 수 있으며, 염으로는 약학적으로 허용가능한 유리산(free acid)에 의해 형성된 산부가염이 유용하다. 약학적으로 허용가능한 염이란 표현은 환자에게 비교적 비독성이고 무해한 유효작용을 갖는 농도로서 이 염에 기인한 부작용이 화학식 1의 염기 화합물의 이로운 효능을 떨어뜨리지 않는 화학식 1의 염기 화합물의 어떠한 유기 또는 무기 부가염을 의미한다. 이들 염은 유리산으로는 무기산과 유기산을 사용할 수 있으며, 무기산으로는 염산, 브롬산, 질산, 황산, 과염소산, 인산 등을 사용할 수 있고, 유기산으로는 구연산, 초산, 젖산, 말레산, 푸마린산, 글루콘산, 메탄설폰산, 글리콘산, 숙신산, 타타르산, 갈룩투론산, 엠본산, 글루탐산, 아스파르트산, 옥살산, (D) 또는 (L) 말산, 말레산, 메테인설폰산, 에테인설폰산, 4-톨루엔술폰산, 살리실산, 시트르산, 벤조산 또는 말론산 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 염은 알칼리 금속염(나트륨염, 칼륨염 등) 및 알칼리 토금속염(칼슘염, 마그네슘염 등) 등을 포함한다. 예를 들면, 산부가염으로는 아세테이트, 아스파테이트, 벤즈에이트, 베실레이트, 바이카보네이트/카보네이트, 바이설페이트/설페이트, 보레이트, 캄실레이트, 시트레이트, 에디실레이트, 에실레이트, 포메이트, 퓨마레이트, 글루셉테이트, 글루코네이트, 글루큐로네이트, 헥사플루오로포스페이트, 하이벤제이트, 하이드로클로라이드/클로라이드, 하이드로브로마이드/브로마이드, 하이드로요오디드/요오디드, 이세티오네이트, 락테이트, 말레이트, 말리에이트, 말로네이트, 메실레이트, 메틸설페이트, 나프틸레이트, 2-나프실레이트, 니코티네이트, 나이트레이트, 오로테이트, 옥살레이트, 팔미테이트, 파모에이트, 포스페이트/수소 포스페이트/이수소 포스페이트, 사카레이트, 스테아레이트, 석시네이트, 타르트레이트, 토실레이트, 트리플루오로아세테이트, 알루미늄, 알기닌, 벤자틴, 칼슘, 콜린, 디에틸아민, 디올아민, 글라이신, 라이신, 마그네슘, 메글루민, 올아민, 칼륨, 나트륨, 트로메타민, 아연염 등이 포함될 수 있으며, 이들 중 하이드로클로라이드 또는 트리플루오로아세테이트가 바람직하다.
본 발명에 따른 산 부가염은 통상의 방법, 예를 들면, 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기용매, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 아세톤, 메틸렌클로라이드, 아세토니트릴 등에 녹이고 유기산 또는 무기산을 가하여 생성된 침전물을 여과, 건조하여 제조되거나, 용매와 과량의 산을 감압 증류한 후 건조하거나 유기용매 하에서 결정화시켜셔 제조할 수 있다.
또한, 염기를 사용하여 약학적으로 허용 가능한 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 은 염은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염을 적당한 은 염(예, 질산은)과 반응시켜 얻는다.
나아가, 본 발명은 상기 화학식 1의 화합물 및 이의 약학적으로 허용되는 염뿐만 아니라, 이로부터 제조될 수 있는 가능한 용매화물, 수화물, 이성질체, 광학 이성질체 등을 모두 포함한다.
제조방법
하기 반응식 1에 나타난 바와 같이,
화합물 2(에피갈로카테킨 갈레이트, EGCG) 및 과량의 아세트산을 유기용매에 첨가하고, 10-40℃℃에서 4-8시간 반응시켜 화합물 2의 하이드록시기를 모두 아세틸화한 화합물 3을 얻는 단계(Step 1); 및
화합물 3, 탄산칼륨(K2CO3), 요오드화칼륨(KI) 및 RAX(여기서 상기 X는 할로겐이고, RA는 하기 반응식 1에서 정의한 바와 같다)을 유기용매에 첨가하고 35-65℃℃에서 2-6시간 반응시켜 화합물 1을 얻는 단계(Step 2);
를 포함하는 제1항의 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조방법을 제공한다.
[반응식 1]
Figure 112018031915620-pat00016
(상기 반응식 1에 있어서,
RA는 제 1항의 화학식 1에서 정의한 바와 같다).
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단계 1 또는 단계 2의 유기용매는 피리딘, t-부탄올, 에탄올, 테트라하이드로퓨란(THF), 벤젠, KOH/MeOH, MeOH, 톨루엔, CH2Cl2, 헥산, 디메틸포름아미드(DMF), 디이소프로필에테르, 디에틸에테르, 디옥산, 디메틸아세트아미드(DMA), 디메틸설폭사이드(DMSO), 아세톤 및 클로로벤젠 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게 단계 1의 유기용매는 피리딘을 사용할 수 있으며, 단계 2의 유기용매는 아세톤을 사용할 수 있다.
미토콘드리아 생합성 촉진용 조성물
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 미토콘드리아 생합성 촉진용 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112018031915620-pat00017
(상기 화학식 1에 있어서,
RA는
Figure 112018031915620-pat00018
,
Figure 112018031915620-pat00019
또는
Figure 112018031915620-pat00020
이고;
R1은 H, 또는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
R2는 H, 또는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬이고;
R3은 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬, 또는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
R4는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬, C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알콕시카르보닐C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬, 또는 C6-12의 아릴C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬이다).
바람직하게는,
RA는
Figure 112018031915620-pat00021
,
Figure 112018031915620-pat00022
또는
Figure 112018031915620-pat00023
이고;
R1은 H 또는 C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
R2는 H 또는 C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알킬이고;
R3은 C1-4의 직쇄 또는 측쇄 알킬 또는 C1-4의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
R4는 C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알킬, C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알콕시카르보닐C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알킬 또는 C6-8의 아릴C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알킬이다.
더욱 바람직하게는,
RA는
Figure 112018031915620-pat00024
,
Figure 112018031915620-pat00025
또는
Figure 112018031915620-pat00026
이고;
R1은 H 또는 메톡시이고;
R2는 H 또는 메틸이고;
R3은 t-부틸, t-부톡시, 이소프로폭시 또는 에톡시이고;
R4는 메틸, 메톡시카르보닐에틸 또는 페닐메틸이다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 바람직한 예로는 하기의 화합물 군을 들 수 있다.
1) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(에톡시메톡시)벤조일)옥시)-크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
2) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-((2-메톡시에톡시)메톡시)-벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
3) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-((피발로일옥시)메톡시-벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
4) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-(3,5-디아세톡시-4-((이소프로폭시카르보닐옥시)메톡시)벤조일옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
5) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(1-((이소프로폭시카르보닐)옥시)-에톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
6) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(1-((에톡시카르보닐)옥시)에톡시)-벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
7) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(((tert-부톡시카르보닐)옥시)-메톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
8) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(2-(((S)-1-메톡시-1-옥소프로판-2-일)아미노)-2-옥소에톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
9) (S)-디메틸 2-(2-(2,6-디아세톡시-4-((((2R,3R)-5,7-디아세톡시-2-(3,4,5 -트리아세톡시페닐)크로만-3-일)옥시)카르보닐)페녹시)아세트아미도)펜탄디오에이트; 및
10) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(2-(((S)-1-메톡시-1-옥소-3-페닐프로판-2-일)아미노)-2-옥소에톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트.
본 발명의 상기 조성물은 AMPK(AMP-activated protein kinase) 활성화를 유도하거나, PGC-1(Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha)α 또는 SIRT1(NAD-dependent deacetylase sirtuin-1)의 활성을 증가시키거나, 미토콘드리아 DNA의 복제수(copy number)를 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 조성물은 NAD+/NADH 비율, cytochrome c의 레벨, ATP의 합성, 그리고 산소 소비도를 증가시켜 미토콘드리아의 활성 및 생합성을 증가시킬 수 있다.
상기 SIRT1(sirtuin 1)과 PGC1α(PPARγ coactivator 1α)는 미토콘드리아 생합성(mitochondria biogenesis)에 중요한 역할을 할 수 있다. 상기 SIRT1은 NAD-의존성(NAD-dependent) 탈아세틸화효소로, 미토콘드리아의 생성을 증가시킬 수 있다. 상기 PGC1α는 90 kDa의 핵 단백질로, 에너지 대사에 관여하는 유전자들을 조절하는 전사 보조활성인자이다. 상기 SIRT1에 의해 활성화되는 PGC1α는 ATP 생성과 미토콘드리아 생성에 관여하는 유전자들의 발현을 증가시킬 수 있다. 이와 관련하여 하기 실시예에서 확인한 바와 같이 SIRT1(sirtuin 1)과 PGC1α(PPARγ coactivator 1α)의 활성을 증가시키는 것을 확인하였다.
또한, 기존의 에피갈로카테킨 갈레이트에 비해 생체 내 흡수율이 높고 대사가 느린 효과를 확인함에 따라 미토콘드리아 기능 저하와 관련된 질병의 예방 또는 치료의 목적으로 유용할 수 있다.
질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 퇴행성 질환, 뇌 질환, 신경 질환, 심장 질환, 간 질환, 신장 질환, 췌장 질환 및 근육 질환으로 이루어지는 군으로부터 선택된 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112018031915620-pat00027
(상기 화학식 1에 있어서,
RA는 제 1항의 화학식 1에서 정의한 바와 같다).
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 질환은 미토콘드리아의 활성 저하와 관련된 각종 퇴행성 질환, 뇌 질환, 신경 질환, 심장 질환, 간 질환, 신장 질환, 췌장 질환 또는 근육 질환일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 퇴행성 질환은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게 퇴행성관절염, 류마티스성 관절염 또는 골성관절염 일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 뇌 질환은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게 치매, 파킨슨병, 뇌졸증, 발달지연, 신경정신장애, 편두통, 자폐증, 정신지체, 발작 또는 중풍 일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 신경 질환은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게 안검하수, 시신경위축, 사시, 망막색소변성증, 실명, 청력손실, 눈근육마비, 반사작용 저하, 실신, 신경 통증 또는 자율신경실조증 일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 심장 질환은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게 심장마비 또는 심장근육병증 일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 간 질환은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게 저혈당증 또는 간부전 일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 신장 질환은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게 신세뇨관산증 일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 췌장 질환은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게 췌장외분비기능부족증 또는 부갑상선부족증일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 근육 질환은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게 과민성 장 증후군, 근육통, 근이영양증, 위식도역류질환, 저혈압, 경련, 운동장애, 변비 또는 설사일 수 있다.
본 발명의 화합물은 임상 투여시에 경구 및 비경구의 여러 가지 제형으로 투여될 수 있으며, 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 제조된다.
경구투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환자, 산제, 과립제, 캡슐제, 트로키제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 하나 이상의 본 발명의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로스(sucrose), 락토오스(lactose) 또는 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한, 단순한 부형제 외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구 투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 또는 시럽제 등이 해당되는데, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.
비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁용제, 유제, 동결건조제제, 좌제 등이 포함된다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세롤, 젤라틴 등이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 화합물의 인체에 대한 효과적인 투여량은 환자의 나이, 몸무게, 성별, 투여형태, 건강상태 및 질환 정도에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로 약 0.001~100 mg/kg/일이며, 바람직하게는 0.01~35 mg/kg/일이다. 몸무게가 70 ㎏인 성인 환자를 기준으로 할 때, 일반적으로 0.07~7000 mg/일이며, 바람직하게는 0.7~2500 ㎎/일이며, 의사 또는 약사의 판단에 따라 일정시간 간격으로 1일 1회 내지 수회로 분할 투여할 수도 있다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
EGCG 프로드러그 제조
실시예1 내지 10의 EGCG 프로드러그를 합성한 방법은 하기 반응식에 나타낸 바와 같다. 이중 구체적으로 실시예 1의 제조 방법은 다음과 같고 나머지 화합물들도 유사한 방법에 의해 합성하였다.
[반응식 1]
Figure 112018031915620-pat00028
(상기 반응식 1에 있어서,
상기 Ac2O는 아세트산무수물 (acetic anhydride)이고, 상기 Pyr은 피리딘 (pyrdine)이고, X는 할로겐이고, RA는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다).
단계 1: 5-((((2 R ,3 R )-5,7-디아세토시-2-(3,4,5-트리아세토시페닐)크로만-3-일)옥시)카르보닐)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트 (EGCG peracetate, AcEGCG, 화합물 3)의 제조
피리딘 (pyrdine) (25 mL)에 EGCG (화합물 2) (1 g, 2.2 mmol), 아세트산무수물 (acetic anhydride, Ac2O) (3.1 mL, 32.8 mmol)을 넣고 6 시간 동안 실온에서 교반한다. 6시간 뒤 혼합물을 감압농축 한 후, 농축물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피 (헥세인 : 아세톤 = 1 : 1)로 정제하여 하얀색 가루 형태인 화합물 3을 88% 수율로 얻을 수 있다.
단계 2 : 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(에톡시메톡시)벤조일)옥시)-크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트(화합물 1a)의 제조
화합물 3 (0.30 g, 0.38 mmol)를 아세톤 (acetone) (5 mL)에 녹인 후 탄산 칼륨 (potassium carbonate, K2CO3) (0.09 g, 0.05 mmol)과 요오드화 칼륨 (potassium iodide, KI) (0.13 g, 0.76 mmol)를 넣어준다. 그런 후 RAX(X는 할로겐이고, RA는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다)을 넣어주고 50 oC에서 4 시간 동안 가열한다. 반응이 끝난 후, 혼합물을 상온에서 냉각 시킨 후, 거름종이로 탄산 칼륨을 여과 후 감압 농축 한다. 농축물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피 (헥세인 : 아세톤 = 1 : 1)로 정제하여 화학식 1로 표시되는 화합물 중 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(에톡시메톡시)벤조일)옥시)-크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트를 제조하였다.
<실시예 1> 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(에톡시메톡시)벤조일)옥시)-크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트(화합물 1a)의 제조
1H NMR (500 MHz, Acetone-d6)δ 7.52 (s, 2H), 7.41 (s, 2H), 6.74 (d, J = 2.3 Hz, 1H), 6.61 (d, J = 2.3 Hz, 1H), 5.74 (br s, 1H), 5.52 (br s, 1H), 5.17 (d, J = 6.0 Hz, 1H), 5.15 (d, J = 6.0 Hz, 1H), 3.75 (q, J = 7.0 Hz, 2H), 3.21 (dd, J = 18.0, 4.5 Hz, 1H), 3.08 (dd, J = 18.0, 1.3 Hz, 1H), 2.30 (s, 6H), 2.28 (s, 3H), 2.26 (s, 3H), 2.25 (s, 3H), 2.24 (s, 6H), 1.17 (t, J = 7.1 Hz, 3H).
13C NMR (100 MHz, Acetone-d6) δ 168.0, 167.6, 167.4, 166.9, 166.0, 163.1, 154.4, 149.7, 149.5, 145.7, 143.5, 143.2, 135.4, 134.2, 124.1, 121.9, 118.5, 109.6, 108.7, 107.2, 97.0, 76.0, 67.8, 64.6, 29.2, 25.1, 19.6, 19.4, 19.3, 19.1, 18.7, 13.9; HRMS (FAB) m/z Found: 811.2091[M+H]+. Calcd for C39H39O19: 811.2086(수율 15%).
<실시예 2> 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-((2-메톡시에톡시)메톡시)-벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트 (1b)의 합성
1H NMR (400 MHz, Acetone-d6)δ 7.52 (s, 2H), 7.41 (s, 2H), 6.73 (d, J = 2.3 Hz, 1H), 6.60 (d, J = 2.3 Hz, 1H), 5.74 (br s, 1H), 5.53 (s, 1H), 5.19 (d, J = 5.9 Hz, 1H), 5.17 (d, J = 5.9 Hz, 1H), 3.83 (t, J = 4.8 Hz, 2H), 3.50 (dd, J = 5.0, 3.8 Hz, 2H), 3.31 (s, 3H), 3.21 (dd, J = 18.0, 4.5 Hz, 1H), 3.08 (dd, J = 18.0, 1.3 Hz, 1H), 2.31 (s, 6H), 2.28 (s, 3H), 2.25 (s, 3H), 2.24 (s, 3H), 2.24 (s, 6H).
13C NMR (100 MHz, Acetone-d6) δ 167.9, 167.6, 167.5, 166.9, 166.1, 163.1, 154.4, 149.7, 149.5, 145.7, 143.5, 143.2, 135.4, 134.2, 124.2, 121.9, 118.5, 109.6, 108.7, 107.2, 97.4, 76.0, 70.9, 68.4, 67.8, 57.4, 25.1, 19.6, 19.3, 19.2, 19.1, 18.6; HRMS (FAB) m/z Found: 841.2194 [M+H]+. Calcd for C40H41O20: 841.2191(수율 15%)
<실시예 3> 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-((피발로일옥시)메톡시-벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트 (화합물 1c)의 합성
1H NMR (400 MHz, Acetone-d6)δ 7.56 (s, 2H), 7.42 (s, 2H), 6.74 (d, J = 2.2 Hz, 1H), 6.60 (d, J = 2.2 Hz, 1H), 5.75 (br s, 1H), 5.67 (d, J = 5.7 Hz, 1H), 5.65 (d, J = 5.7 Hz, 1H), 5.53 (s, 1H), 3.22 (dd, J = 18.0, 4.5 Hz, 1H), 3.09 (dd, J = 18.0, 1.2 Hz, 1H), 2.31 (s, 6H), 2.28 (s, 3H), 2.25 (s, 6H), 2.24 (s, 6H), 1.17 (s, 9H);
13C NMR (100 MHz, Acetone-d6) δ 167.9, 167.5, 167.2, 166.9, 166.1, 163.1, 154.4, 149.7, 149.5, 144.4, 144.0, 143.8, 143.2, 135.4, 134.2, 125.4, 121.8, 118.5, 109.6, 108.7, 107.2, 87.2, 76.0, 68.0, 37.9, 25.8, 25.1, 19.6, 19.3, 19.2, 19.1, 18.6; HRMS (FAB) m/z Found: 867.2344 [M+H]+. Calcd for C42H43O20: 867.2348(수율 5%).
<실시예 4> 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-(3,5-디아세톡시-4-((이소프로폭시카르보닐옥시)메톡시)벤조일옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트 (화합물 1d)의 합성
1H NMR (400 MHz, Acetone-d6)δ 7.58 (s, 2H), 7.42 (s, 2H), 6.76 (d, J = 2.2 Hz, 1H), 6.63 (d, J = 2.2 Hz, 1H), 5.76 (br s, 1H), 5.62 (d, J = 6.3 Hz, 1H), 5.60 (d, J = 6.3 Hz, 1H), 5.51 (s, 1H), 4.88 (septet, 6.3 Hz, 1H), 3.22 (dd, J = 17.8, 4.4 Hz, 1H), 3.10 (dd, J = 17.8, 1.0 Hz, 1H), 2.32 (s, 6H), 2.27 (s, 3H), 2.26 (s, 3H), 2.25 (s, 6H), 2.24 (s, 3H), 1.29 (d, J = 6.2 Hz, 6H).
13C NMR (100 MHz, Acetone-d6) δ 168.0, 167.6, 167.4, 167.0, 166.1, 163.0, 154.4, 153.0, 149.7, 149.5, 145.1, 143.9, 143.2, 135.4, 134.2, 125.7, 121.9, 118.5, 109.6, 108.7, 107.3, 90.5, 76.0, 72.0, 68.0, 29.3, 25.1, 20.5, 19.6, 19.3, 19.2, 18.7; HRMS (FAB) m/z Found: 869.2144 [M+H]+. Calcd for C41H41O21: 869.2140(수율 25%).
<실시예 5> 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(1-((이소프로폭시카르보닐)옥시)-에톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트 (1e)의 합성
1H NMR (400 MHz, Acetone-d6)δ 7.55 (d, J = 2.7 Hz, 2H), 7.41 (s, 2H), 6.74 (d, J = 2.1 Hz, 1H), 6.61 (d, J = 2.1 Hz, 1H), 6.17 (q, J = 5.4 Hz, 1H), 5.75 (br s, 1H), 5.52 (s, 1H), 4.71 (septet, J = 6.3 Hz, 1H), 3.21 (dd, J = 18.0, 4.5 Hz, 1H), 3.10 (d, J = 17.9 Hz, 1H), 2.33 (s, 6H), 2.28 (s, 3H), 2.25 (s, 3H), 2.24 (s, 6H), 2.23 (s, 3H), 1.58 (d, J = 5.2 Hz, 3H), 1.19 (d, J = 6.2 Hz, 6H).
13C NMR (100 MHz, Acetone-d6) δ 167.9, 167.5, 167.2, 166.9, 166.1, 163.1, 154.4, 152.6, 149.7, 149.5, 144.1, 143.2, 135.3, 129.5, 125.6, 121.7, 118.5, 113.3, 109.6, 108.7, 107.2, 98.9, 76.0, 71.6, 68.0, 54.2, 25.1, 20.4, 19.6, 19.3, 19.2, 19.1, 18.6; HRMS (FAB) m/z Found: 883.2300 [M+H]+. Calcd for C42H43O21: 883.2297(수율 30%).
<실시예 6> 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(1-((에톡시카르보닐)옥시)에톡시)-벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트 (화합물 1f)의 합성
1H NMR (400 MHz, Acetone-d6)δ 7.55 (s, 2H), 7.41 (s, 2H), 6.74 (br s, 1H), 6.61 (br s, 1H), 6.18 (quintet, J = 5.5 Hz, 1H), 5.75 (br s, 1H), 5.23 (s, 1H), 4.10-4.06 (m, 2H), 3.21 (dd, J = 18.0, 4.4 Hz, 1H), 3.10 (d, J = 17.8 Hz, 1H), 2.32 (s, 6H), 2.27 (s, 3H), 2.25 (s, 6H), 2.24 (s, 3H), 2.23 (s, 3H), 1.58 (d, J = 5.3 Hz, 3H), 1.22-1.19 (m, 3H).
13C NMR (100 MHz, Acetone-d6) δ 167.9. 167.5, 167.2, 166.9, 166.1, 163.0, 154.4, 153.1, 149.7, 149.5, 145.0, 144.1, 143.2, 135.4, 134.2, 125.6, 121.7, 118.5, 109.6, 108.7, 107.2, 99.1, 76.0, 68.0, 63.4, 25.1, 19.6, 19.3, 19.2, 19.1, 18.6, 12.9; HRMS (FAB) m/z Found 869.2144: [M+H]+. Calcd for C41H41O21: 869.2140(수율 10%).
<실시예 7> 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(((tert-부톡시카르보닐)옥시)-메톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트 (화합물 1g)의 합성
1H NMR (400 MHz, Acetone-d6)δ7.56 (s, 2H), 7.41 (s, 2H), 6.74 (d, J = 2.1 Hz, 1H), 6.61 (d, J = 2.1 Hz, 1H), 5.76 (br s, 1H), 5.57 (d, J = 6.4 Hz, 1H), 5.55 (d, J = 6.4 Hz, 1H), 5.52 (br s, 1H), 3.22 (dd, J = 18.0, 4.5 Hz, 1H), 3.09 (d, J = 17.8 Hz, 1H), 2.36 (s, 6H), 2.30 (s, 3H), 2.25 (s, 3H), 2.24 (s, 3H), 2.23 (s, 6H), 1.47 (s, 9H).
13C NMR (100 MHz, Acetone-d6)δ 168.0, 167.6, 167.4, 167.0, 166.1, 163.0, 154.4, 151.7, 149.7, 149.5, 145.3, 143.8, 143.2, 135.4, 134.2, 125.6, 121.9, 118.5, 109.6, 108.7, 107.2, 90.2, 82.2, 76.0, 68.0, 26.4, 25.1, 19.6, 19.3, 19.2, 19.1, 18.6; HRMS (FAB) m/z Found: 883.2301 [M+H]+. Calcd for C42H43O21: 883.2297(수율 22%).
<실시예 8> 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(2-(((S)-1-메톡시-1-옥소프로판-2-일)아미노)-2-옥소에톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트 (화합물 1h)의 합성
1H NMR (400 MHz, Acetone-d6)δ 7.56 (s, 2H), 7.42 (s, 2H), 6.75 (d, J = 2.2 Hz, 1H), 6.61 (d, J = 2.2 Hz, 1H), 5.74 (br s, 1H), 5.52 (s, 1H), 4.56 (q, J = 7.4 Hz, 1H), 4.51 (d, J = 14.6 Hz, 1H), 4.46 (d, J = 14.6 Hz, 1H), 3.70 (s, 3H), 3.22 (dd, J = 18.0, 4.5 Hz, 1H), 3.09 (d, J = 16.9 Hz, 1H), 2.34 (s, 6H), 2.28 (s, 3H), 2.25 (s, 3H), 2.24 (s, 9H), 1.43 (d, J = 7.3 Hz, 3H).
13C NMR (100 MHz, Acetone-d6)δ 172.1, 168.0, 167.8, 167.6, 167.0, 166.4, 166.1, 163.0, 154.4, 149.7, 149.5, 146.1, 143.3, 143.2, 135.4, 134.2, 124.9, 122.0, 118.5, 109.6, 108.7, 107.3, 76.0, 71.0, 68.0, 51.1, 47.1, 25.1, 19.6, 19.4, 19.3, 19.1, 18.6, 16.5; HRMS (FAB) m/z Found: 896.2253 [M+H]+. Calcd for C42H42NO21: 896.2249(수율 19%).
<실시예 9> (S)-디메틸 2-(2-(2,6-디아세톡시-4-((((2R,3R)-5,7-디아세톡시-2-(3,4,5 -트리아세톡시페닐)크로만-3-일)옥시)카르보닐)페녹시)아세트아미도)펜탄디오에이트 (화합물 1i)의 합성
1H NMR (400 MHz, Acetone-d6)δ 7.58 (s, 2H), 7.44 (s, 2H), 6.76 (d, J = 2.3 Hz, 1H), 6.63 (d, J = 2.2 Hz, 1H), 5.75 (br s, 1H), 5.54 (s, 1H), 4.62-4.57 (m, 1H), 4.58 (d, J = 14.6 Hz, 1H), 4.49 (d, J = 14.6 Hz, 1H), 3.72 (s, 3H), 3.61 (s, 3H), 3.23 (dd, J = 18.0, 4.5 Hz, 1H), 3.10 (dd, J = 18.0, 1.5 Hz, 1H), 2.46-2.42 (m, 2H), 2.36 (s, 6H), 2.29 (s, 3H), 2.27 (s, 3H), 2.26 (s, 9H), 2.08-2.04 (m, 2H).
13C NMR (100 MHz, Acetone-d6)δ 172.0, 171.2, 168.0, 167.8, 167.6, 167.0, 166.8, 166.1, 163.0, 154.4, 149.7, 149.5, 146.0, 143.3, 143.2, 135.4, 134.2, 124.8, 122.0, 118.5, 109.6, 108.7, 107.3, 76.0, 70.9, 68.0, 51.2, 50.8, 50.4, 29.1, 26.2, 25.1, 19.6, 19.4, 19.3, 19.1, 18.6; HRMS (FAB) m/z Found: 968.2459 [M+H]+. Calcd for C45H46NO23: 968.2461(32%).
<실시예 10> 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(2-(((S)-1-메톡시-1-옥소-3-페닐프로판-2-일)아미노)-2-옥소에톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트 (화합물 1j)의 합성
1H NMR (400 MHz, Acetone-d6)δ 7.57 (s, 2H), 7.46 (s, 2H), 7.31-7.22 (m, 5H), 6.76 (d, J = 2.3 Hz, 1H), 6.63 (d, J = 2.3 Hz, 1H), 5.76 (br s, 1H), 5.54 (s, 1H), 4.74-4.70 (m, 1H), 4.54 (d, J = 14.6 Hz, 1H), 4.45 (d, J = 14.6 Hz, 1H), 3.23 (dd, J = 18.0, 4.5 Hz, 1H), 3.16-3.09 (m, 3H), 2.29 (s, 3H), 2.28 (s, 6H), 2.27 (s, 3H), 2.26 (s, 3H), 2.25 (s, 6H), 1.42 (s, 9H).
13C NMR (100 MHz, Acetone-d6)δ 169.7, 168.0, 167.7, 167.6, 167.0, 166.2, 166.1, 163.0, 154.4, 149.7, 149.5, 146.0, 143.3, 143.2, 136.3, 135.4, 134.2, 129.0, 127.8, 126.2, 124.8, 122.0, 118.5, 110.0, 108.7, 107.3, 76.0, 70.9, 68.0, 53.1, 37.0, 29.2, 26.7, 19.6, 19.4, 19.3, 19.1, 18.7; HRMS (FAB) m/z Found: 1014.3033 [M+H]+. Calcd for C51H52NO21: 1014.3032(수율 40%).
하기 표 1에 실시예 1 내지 10의 치환기 RA 및 화합물 명을 나타내었다.
실시예 RA 화합물 명
1
Figure 112018031915620-pat00029
 5-((2R,3R)-5,7-Diacetoxy-3-((3,5-diacetoxy-4-(ethoxymethoxy)benzoyl)oxy)-chroman-2-yl)benzene-1,2,3-triyl triacetate
2
Figure 112018031915620-pat00030
 5-((2R,3R)-5,7-Diacetoxy-3-((3,5-diacetoxy-4-((2-methoxyethoxy)methoxy)- benzoyl)oxy)chroman-2-yl)benzene-1,2,3-triyl triacetate
3
Figure 112018031915620-pat00031
 5-((2R,3R)-5,7-Diacetoxy-3-((3,5-diacetoxy-4-((pivaloyloxy)methoxy)-benzoyl)oxy)chroman-2-yl)benzene-1,2,3-triyl triacetate
4
Figure 112018031915620-pat00032
 5-((2R,3R)-5,7-diacetoxy-3-(3,5-diacetoxy-4-((isopropoxycarbonyloxy)methoxy)benzoyloxy)chroman-2-yl)benzene-1,2,3-triyl triacetate
5
Figure 112018031915620-pat00033
 5-((2R,3R)-5,7-Diacetoxy-3-((3,5-diacetoxy-4-(1-((isopropoxycarbonyl)oxy)-ethoxy)benzoyl)oxy)chroman-2-yl)benzene-1,2,3-triyl triacetate
6
Figure 112018031915620-pat00034
 5-((2R,3R)-5,7-Diacetoxy-3-((3,5-diacetoxy-4-(1-((ethoxycarbonyl)oxy)ethoxy)-benzoyl)oxy)chroman-2-yl)benzene-1,2,3-triyl triacetate
7
Figure 112018031915620-pat00035
 5-((2R,3R)-5,7-Diacetoxy-3-((3,5-diacetoxy-4-(((tert-butoxycarbonyl)oxy)-methoxy)benzoyl)oxy)chroman-2-yl)benzene-1,2,3-triyl triacetate
8
Figure 112018031915620-pat00036
 5-((2R,3R)-5,7-Diacetoxy-3-((3,5-diacetoxy-4-(2-(((S)-1-methoxy-1-oxopropan-2-yl)amino)-2-oxoethoxy)benzoyl)oxy)chroman-2-yl)benzene-1,2,3-triyl triacetate
9
Figure 112018031915620-pat00037
 (S)-Dimethyl 2-(2-(2,6-diacetoxy-4-((((2R,3R)-5,7-diacetoxy-2-(3,4,5 -triacetoxyphenyl)chroman-3-yl)oxy)carbonyl)phenoxy)acetamido)pentanedioate
10
Figure 112018031915620-pat00038
 5-((2R,3R)-5,7-Diacetoxy-3-((3,5-diacetoxy-4-(2-(((S)-1-methoxy-1-oxo-3-phenylpropan-2-yl)amino)-2-oxoethoxy)benzoyl)oxy)chroman-2-yl)benzene-1,2,3-triyl triacetate
<실험예 1> 미토콘드리아 생합성 확인(Mitochondrial biogenesis assay)
<실험예 1-1> 유세포 분석(fluorescence-activated cell sorting, FACS)
Hepa1-6 세포(1×105 cells/well)를 6-웰 플레이트에 접종하고 24시간 후에 세포를 대조군 또는 EGCG 프로드러그가 보충된 배지와 함게 배양하였다. 48시간 후, 미토콘드리아와 세포질은 각각 MitoTracker™ Deep Red와 Calcein green AM으로 검출하였다.
세포를 100nM MitoTracker™ Deep Red, 250nM Calcein green AM으로 30분간 염색하였다. 염색 후, 세포를 무혈청 DMEM으로 3회 세척하고, 염색된 세포를 수거하였다. 샘플을 4℃에서 원심분리(5min×3300×g)하고 PBS로 재현탁하였다. 염색된 세포를 flow cytometry (BD Biosciednces)로 분석하였다.
본 발명에 따른 EGCG 프로드러그 중의 일부, 특히 실시예 3(화합물 1c), 실시예6(화합물 1f), 실시예 7(화합물 1g), 실시예 9(화합물 1i), 그리고 실시예 10(화합물 1j)는 Mitotracker 염료로 처리된 세포의 형광을 유세포 분석기(Flow cytometry)로 분석한 도 1의 결과에서 볼 수 있는 것과 같이 미토콘드리아 생합성을 촉진시킨다. 도 1에서 오른쪽으로 갈수록 미토콘드리아가 Mitotracker에 의해 염색됨으로써 발산되는 형광의 세기가 증가함을 의미하므로, EGCG 프로드러그들에 의해 미토콘드리아 생합성이 촉진되었음을 의미한다.
<실험예 1-2> 미토트래커 분석(MitoTracker Assay)
Hepa1-6세포에서 MitoTracker Deep Red FM (Thermo Fisher), ActinGreenTM 488 (Thermo Fisher) 및 Hoeschst 33342 (Thermo Fisher)에 의해 미토콘드리아, 세포질 및 핵이 검출되었다. 세포를 96-well clear bottom black plates(1×104 cells/well)로 접종하고 24시간 후, 세포를 대조군 또는 EGCG 프로드러그가 보충된 배지와 함께 배양하였다. 48시간 후, 세포를 무혈청 DMEM으로 2회 세척하고 100nM Mitotracker Deep Red FM, 2 drops/ml ActinGreenTM 488 및 50mM Hoeschst 33342로 30분간 염색하였다. 염색 후, 세포를 무혈청 DMEM으로 3회 세척하였다. 염색은 Cytation 5 imaging Multi-Mode Reader (BioTek instruments Inc., VT, USA; MitoTracker Deep Red FM, CY5 Filter cube 여기 628/640 nm, 방출 685/640 nm; ActinGreenTM 488, GFP Filter cube 여기 469/435 nm, 방출 525/535 nm; Hoeschst 33342, DAIP Filter cube, 여기 377/350 nm, 방출 447/450 nm)로 검출하였다.
<실험예 1-3> qRT-PCR에 의한 미토콘드리아/핵 DNA 비율 분석
Hepa1-6 세포(1×105 cells/well)를 6-웰 플레이트에 접종하고 24시간 후에 세포를 대조군 또는 EGCG 프로드러그가 보충된 배지와 함게 배양하였다. Genomic DNA(미토콘드리아 및 핵 DNA 모두 포함)를 제조자의 지시에 따라 세포(Geneall Biotechnology Co.)로 부터 분리하였다.
대상 유전자는 nuclear cystic fibrosis (CF)와 mitochondrial nicotinamide adenine dinucleotide dehydrogenase-5 (ND-5)였다. 핵 DNA 정량화를 위해 10ng의 DNA를 주형으로 사용하였고, 미토콘드리아의 DNA 정량화를 위해 0.1nm의 DNA가 주형으로 사용하였다 (CF 정방향 프라이머 : 5’-TGT TGT GAA GAC GAG CTG ATG TAA AG-3', CF 역방향 프라이머 : 5’-TGC ATT AAA AGAG GAG CAT GTG TTG-3', ND-5 정방향 프라이머 : 5’-TGG ATG ATG GTA CGG ACG AA-3', ND-5 역방향 프라이머 : 5’-TGC GGT TAT AGA GGA TTG CTT GT-3').
qRT-PCR은 TOPrealTM qPCR 2X PreMIX SYBR Green with low ROX (enzynomics)를 사용하여 수행하였다. PCR은 95℃에서 변성과 35초간 효소 활성화 단계로 시작하였고, 95℃에서 10초동안 45 사이클의 변성 및 60℃ 및 72℃에서 각각 35초 동안 어닐링 및 신장(elongation)하였다. 해리곡선의 선형성은 Roter-gene 6 software (Corbett Research)를 사용하여 분석하였다. 샘플을 트리플 분석 하고 데이터 분석은 사이클 임계값(CT)측정에 기반하였다.
Mitotracker 형광의 세기를 정량함으로써 미토콘드리아 생합성 활성화 정도를 정량적으로 표현하기 위하여, EGCG 프로드러그로 처리된 Hepa1-6 세포를 핵 염색제인 Hoechester nuclear stain (파란색), 세포질 염색제인 ActinGreen 488 (녹색), 그리고 미토콘드리아 염색체인 Mitotracker (빨간색)으로 처리한 후, 각각의 형광을 측정하였다(도 2참조).
핵 및 세포질 형광 대비 미토콘드리아 형광의 변화를 EGCG 프로드러그 처리 전후로 비교함으로써 EGCG 프로드러그에 의한 미토콘드리아 생합성 정도를 정량적으로 검증할 수 있는데, 도 3에 나타낸 바와 같이, EGCG 프로드러그 중 실시예 6(화합물 1f)와 실시예 7(화합물 1g)가 특히 미토콘드리아 생합성 유도 효과가 큰 것을 확인할 수 있다. EGCG 프로드러그 실시예 6(화합물 1f)와 실시예 7(화합물 1g)는 미토콘드리아 생합성을 각각 1.5배와 1.4배 증가시켰다.
<실험예 2> 미토콘드리아 생합성 관련 단백질 발현 측정
<실험예 2-1> PCG-1α발현 측정
Hepa1-6 세포(1×105 cells/well)를 6-웰 플레이트에 접종하고 24시간 후에 세포를 대조군 또는 EGCG 프로드러그가 보충된 배지와 함께 배양하였다. 48시간 후, 세포를 차가운 PBS로 세척하고 긁어냈다. 4℃에서 시료를 원심분리(5min×1500×g)하고 protease inhibitors (Thermo Fisher)와 PMSF (Thermo Fisher)가 포함된 lysis buffer(1 M HEPES, pH 7.9, 400 mM NaCl, 0.1 mM EDTA, 5% Glycerol, 1 mM DTT)로 재현탁하였다. 샘플을 4℃에서 원심분리(20min×16100×g)하고 생성된 단백질 용해물의 단백질 농도는 BCA 분석에 의해 결정되었다. 총 세포 용해물(20μg/well)을 SDS-PAGE (Bio-Rad)로 분리하고 nitrocellulose membrane (Bio-Rad)으로 옮겼다.
멤브레인을 TBST(Tris-buffered saline containing 0.1% Tween 20)중 5% nonfat milk에서 36℃에서 1시간 동안 차단하였다. 그런 다음 멤브레인을 4℃에서 24시간 mouse anti-PGC-1α (Millipore)를 사용하여 TBST와 배양한 후 horseradish peroxidase(1:1000 in TBST, Cell Signaling Technology)에 접합시킨 horse anti-mouse IgG를 1시간 동안 배양하였다.
밴드는 ECL(enhanced chemiluminescence; Bio-rad), autoradiography 순으로 시각화하였고, 농도계측기(ChemiDocTM Imaging Systems, Bio-rad)로 정량화 하였다.
<실험예 2-2> AMPK 발현 및 인산화(Phosphorylation)측정
Hepa1-6세포 단백질은 상기 실험예 2-1과 같이 분리하였다. threonine 172에서 AMPK 인산화 및 총 AMPK 단백질은 상응하는 항체(Cell Signaling Technology)를 사용하여 면역블롯팅하였다.
<실험예 2-3> SIRT1 발현 측정
Hepa1-6세포 단백질은 상기 실험예 2-1과 같이 분리하였다. SIRT1 단백질은 SIRT1 mouse monoclonal antibody (Cell Signaling Technology)를 사용하여 면역블롯팅하였다.
상기 실시예 1에서 EGCG 프로드러그에 의한 미토콘드리아 생합성 촉진 효과를 검증한 이후, 미토콘드리아 생합성에 관계되는 인자와 EGCG 프로드러그와의 관계를 조사하였다. 특히, PGC1-α(peroxisome proliferator-activated receptor gamma-coactivator-1alpha)는 대표적인 미토콘드리아 생합성 조절물질로 알려져 있으며, 또한 AMPK(AMP-activated protein kinase)와 SIRT1(NAD-dependent protein deacetylase sirtuin 1)은 PGC-1α의 인산화 및 탈아세틸화 반응을 촉매함으로써 PGC-1α의 기능을 조절하는 것으로 알려져 있다. 미토콘드리아 생합성 유발 효과를 보였던 EGCG 프로드러그 실시예 6(화합물 1f)와 실시예 7(화합물 1g)는 PGC-1α, AMPK, SIRT1의 단백질 레벨을 증가시키는 효과를 보였다(도 4참조)
<실험예 3> 산화적 인산화 분석(Oxidative phosphorylation assay)
<실험예 3-1> NAD/NADH ratio assay
Hepa1-6 세포(1×105 cells/well)를 6-웰 플레이트에 접종하고 24시간 후에 세포를 대조군 또는 EGCG 프로드러그가 보충된 배지와 함께 배양하였다. 48시간 후, 세포를 차가운 PBS로 세척하고 긁어냈다. 4℃에서 시료를 원심분리(5min×1500×g)하였다. 세포 내 NAD/NADH 비율은 제조사의 지시에 따라 NAD/NADH 분석 키트(Abcam)을 사용하였다. 흡광도(OD 450nm)는 NADH deveploper 첨가 1~4시간 후에 측정하였고, NAD 총 농도, NADH 농도를 계산하였다(NAD total, NADH concentration = [NAD total, NAD/Sv]*D, Sv = sample bolume added to the reaction well [uL], D = sample dilution factor).
<실험예 3-2> Cellular ATP 분석
Hepa1-6 세포(1×104 cells/well)를 96-웰 플레이트에 접종하고 24시간 후에 세포를 대조군 또는 EGCG 프로드러그가 보충된 배지와 함께 48시간 배양하였다. Cellular ATP 분석은 제조사 지시(Abcam)에 따라 수행하였다.
<실험예 3-3> Cytochrome C ELISA 분석
Hepa1-6 세포(1×105 cells/well)를 6-웰 플레이트에 접종하고, 24시간 후에 세포를 대조군 또는 EGCG 프로드러그가 보충된 배지와 함께 배양하였다. 48시간 후, 세포를 차가운 PBS로 세척하고 긁어냈다. 4℃에서 시료를 원심분리(5min×1500×g)하고 protease inhibitors (Thermo Fisher)와 PMSF (Thermo Fisher)가 포함된 lysis buffer(1 M HEPES, pH 7.9, 400 mM NaCl, 0.1 mM EDTA, 5% Glycerol, 1 mM DTT)로 재현탁하였다. 세포 용해물을 4℃에서 원심분리(20min×16100×g)하여 얻었다. Cytochrome C ELISA 분석은 제조자의 지시에 따라 수행하였다.
<실험예 3-4> 산소 소모(Oxygen Consumption) 분석
Hepa1-6 세포를 96-well clear bottom black plates(1×104 cells/well)에서 접종하여 24시간 후, 세포를 대조군 또는 EGCG 프로드러그가 보충된 배지와 함께 48시간 배양하였다. 산소 소모 분석은 제조사 (Enzo Life Sciences)의 지시에 따라 수행하였다.
미토콘드리아는 세포 호흡의 마지막 단계인 산화적 인산화 과정을 수행하는 기관이며, 전자전달계와 화학적삼투 기전을 포함한다. 따라서 미토콘드리아 생합성의 증가는 산화적 인산화 과정을 촉진할 것으로 기대할 수 있으며 특히 NAD+/NADH 비율, cytochrome c의 레벨, ATP의 합성, 그리고 산소 소비도 등에 있어서 EGCG 프로드러그의 영향이 있을 것으로 보인다. 실제로, 본 발명에서는 EGCG 프로드러그 실시예 6(화합물 1f)가 NAD+/NADH 비율, cytochrome c의 레벨, ATP의 합성, 그리고 산소 소비도를 각각 2.2, 1.4, 1.5, 그리고 2.1배 증가시킴을 확인하였다(도 5참조).
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특히 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염:
    [화학식 1]
    Figure 112018031915620-pat00039

    (상기 화학식 1에 있어서,
    RA는
    Figure 112018031915620-pat00040
    ,
    Figure 112018031915620-pat00041
    또는
    Figure 112018031915620-pat00042
    이고;
    R1은 H, 또는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
    R2는 H, 또는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬이고;
    R3은 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬, 또는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
    R4는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬, C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알콕시카르보닐C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬, 또는 C6-12의 아릴C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬이다).
  2. 제 1항에 있어서,
    RA는
    Figure 112018031915620-pat00043
    ,
    Figure 112018031915620-pat00044
    또는
    Figure 112018031915620-pat00045
    이고;
    R1은 H, 또는 C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
    R2는 H, 또는 C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알킬이고;
    R3은 C1-4의 직쇄 또는 측쇄 알킬, 또는 C1-4의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
    R4는 C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알킬, C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알콕시카르보닐C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알킬, 또는 C6-8의 아릴C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알킬이다.
  3. 제 1항에 있어서,
    RA는
    Figure 112018031915620-pat00046
    ,
    Figure 112018031915620-pat00047
    또는
    Figure 112018031915620-pat00048
    이고;
    R1은 H 또는 메톡시이고;
    R2는 H 또는 메틸이고;
    R3은 t-부틸, t-부톡시, 이소프로폭시 또는 에톡시이고;
    R4는 메틸, 메톡시카르보닐에틸 또는 페닐메틸이다.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염:
    1) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(에톡시메톡시)벤조일)옥시)-크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
    2) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-((2-메톡시에톡시)메톡시)-벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
    3) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-((피발로일옥시)메톡시-벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
    4) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-(3,5-디아세톡시-4-((이소프로폭시카르보닐옥시)메톡시)벤조일옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
    5) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(1-((이소프로폭시카르보닐)옥시)-에톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
    6) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(1-((에톡시카르보닐)옥시)에톡시)-벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
    7) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(((tert-부톡시카르보닐)옥시)-메톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
    8) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(2-(((S)-1-메톡시-1-옥소프로판-2-일)아미노)-2-옥소에톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
    9) (S)-디메틸 2-(2-(2,6-디아세톡시-4-((((2R,3R)-5,7-디아세톡시-2-(3,4,5 -트리아세톡시페닐)크로만-3-일)옥시)카르보닐)페녹시)아세트아미도)펜탄디오에이트; 및
    10) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(2-(((S)-1-메톡시-1-옥소-3-페닐프로판-2-일)아미노)-2-옥소에톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트.
  5. 하기 반응식 1에 나타난 바와 같이,
    화합물 2(에피갈로카테킨 갈레이트, EGCG) 및 과량의 아세트산을 유기용매에 첨가하고, 10-40℃에서 4-8시간 반응시켜 화합물 2의 하이드록시기를 모두 아세틸화한 화합물 3을 얻는 단계(Step 1); 및
    화합물 3, 탄산칼륨(K2CO3), 요오드화칼륨(KI) 및 RAX(여기서 상기 X는 할로겐이고, RA는 하기 반응식 1에서 정의한 바와 같다)을 유기용매에 첨가하고 35-65℃에서 2-6시간 반응시켜 화합물 1을 얻는 단계(Step 2);
    를 포함하는 제1항의 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조방법:

    [반응식 1]
    Figure 112018031915620-pat00049

    (상기 반응식 1에 있어서,
    RA는 제 1항의 화학식 1에서 정의한 바와 같다).
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 단계 1 또는 단계 2의 유기용매는 피리딘, t-부탄올, 에탄올, 테트라하이드로퓨란(THF), 벤젠, KOH/MeOH, MeOH, 톨루엔, CH2Cl2, 헥산, 디메틸포름아미드(DMF), 디이소프로필에테르, 디에틸에테르, 디옥산, 디메틸아세트아미드(DMA), 디메틸설폭사이드(DMSO), 아세톤 및 클로로벤젠으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  7. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을, 인-비트로(in-vitro)에서 세포에 처리하여 미토콘드리아 생합성을 유도하는 방법:
    [화학식 1]
    Figure 112019117740611-pat00050

    (상기 화학식 1에 있어서,
    RA는
    Figure 112019117740611-pat00051
    ,
    Figure 112019117740611-pat00052
    또는
    Figure 112019117740611-pat00053
    이고;
    R1은 H, 또는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
    R2는 H, 또는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬이고;
    R3은 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬, 또는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
    R4는 C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬, C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알콕시카르보닐C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬, 또는 C6-12의 아릴C1-6의 직쇄 또는 측쇄 알킬이다).
  8. 제 7항에 있어서,
    RA는
    Figure 112019117740611-pat00054
    ,
    Figure 112019117740611-pat00055
    또는
    Figure 112019117740611-pat00056
    이고;
    R1은 H, 또는 C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
    R2는 H, 또는 C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알킬이고;
    R3은 C1-4의 직쇄 또는 측쇄 알킬, 또는 C1-4의 직쇄 또는 측쇄 알콕시이고;
    R4는 C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알킬, C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알콕시카르보닐C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알킬, 또는 C6-8의 아릴C1-3의 직쇄 또는 측쇄 알킬인 것을 특징으로 하는 미토콘드리아 생합성을 유도하는 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    RA는
    Figure 112019117740611-pat00057
    ,
    Figure 112019117740611-pat00058
    또는
    Figure 112019117740611-pat00059
    이고;
    R1은 H 또는 메톡시이고;
    R2는 H 또는 메틸이고;
    R3은 t-부틸, t-부톡시, 이소프로폭시 또는 에톡시이고;
    R4는 메틸, 메톡시카르보닐에틸 또는 페닐메틸인 것을 특징으로 하는 미토콘드리아 생합성을 유도하는 방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 미토콘드리아 생합성을 유도하는 방법:
    1) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(에톡시메톡시)벤조일)옥시)-크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
    2) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-((2-메톡시에톡시)메톡시)-벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
    3) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-((피발로일옥시)메톡시-벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
    4) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-(3,5-디아세톡시-4-((이소프로폭시카르보닐옥시)메톡시)벤조일옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
    5) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(1-((이소프로폭시카르보닐)옥시)-에톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
    6) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(1-((에톡시카르보닐)옥시)에톡시)-벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
    7) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(((tert-부톡시카르보닐)옥시)-메톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
    8) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(2-(((S)-1-메톡시-1-옥소프로판-2-일)아미노)-2-옥소에톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트;
    9) (S)-디메틸 2-(2-(2,6-디아세톡시-4-((((2R,3R)-5,7-디아세톡시-2-(3,4,5 -트리아세톡시페닐)크로만-3-일)옥시)카르보닐)페녹시)아세트아미도)펜탄디오에이트; 및
    10) 5-((2R,3R)-5,7-디아세톡시-3-((3,5-디아세톡시-4-(2-(((S)-1-메톡시-1-옥소-3-페닐프로판-2-일)아미노)-2-옥소에톡시)벤조일)옥시)크로만-2-일)벤젠-1,2,3-트라일 트리아세테이트.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염은 AMPK(AMP-activated protein kinase) 활성화를 유도하는 것을 특징으로 하는 미토콘드리아 생합성을 유도하는 방법.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염은 PGC-1α(Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha) 또는 SIRT1(NAD-dependent deacetylase sirtuin-1)의 활성을 증가시키는 것을 특징으로 하는 미토콘드리아 생합성을 유도하는 방법.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염은 미토콘드리아 DNA의 복제수(copy number)를 증가시키는 것을 특징으로 하는 미토콘드리아 생합성을 유도하는 방법.
  14. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는,
    알츠하이머병, 파킨슨병, 노인성 근감소증 및 제2형 당뇨병으로 이루어지는 군으로부터 선택된 미토콘드리아 기능장애로 인해 유발되는 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112019117740611-pat00060

    (상기 화학식 1에 있어서,
    RA는 제 1항의 화학식 1에서 정의한 바와 같다).
KR1020180037311A 2018-03-30 2018-03-30 에피갈로카테킨 갈레이트 프로드러그, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 미토콘드리아 생합성 촉진용 조성물 KR102082041B1 (ko)

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