KR20010075064A

KR20010075064A - 분지쇄 알킬 피롤리딘-3-카르복실산

Info

Publication number: KR20010075064A
Application number: KR1020017003209A
Authority: KR
Inventors: 저스틴 스테펜 브라이언스; 아이호에조 빅터 엑하토; 데이비드 크리스토퍼 호웰; 롱 링; 쟌-마리 르세뷰; 데이비드 쥬겐 위스트로
Original assignee: 로즈 암스트롱, 크리스틴 에이. 트러트웨인; 워너-램버트 캄파니
Priority date: 1998-09-14
Filing date: 1999-08-11
Publication date: 2001-08-09
Also published as: WO2000015611A1; ES2228087T3; BR9913701A; NZ510145A; DE69921340D1; US6245801B1; DE69921340T2; CA2339273A1; EP1112253A1; AU5478799A; JP2002524551A; ATE280154T1; ZA200100837B; EP1112253B1; CA2339273C

Abstract

<화학식I>

화학식(I)의 분지쇄 알킬 피롤리딘을 개시하였으며, 이는 간질, 발작적인 실신, 운동저하증, 두개의 질환, 신경퇴행성 질환, 우울증, 불안, 공황, 동통 및 신경병리적 질환의 치료제로서 유용하다. 제조 방법 및 제조에 유용한 중간물질도 또한 개시하였다.

Description

분지쇄 알킬 피롤리딘-3-카르복실산{Branched alkyl pyrrolidine-3-carboxylic acids}

하기 화합물, 프로드럭, 및 제약상 허용되는 염은 다양한 질환에 유용하다. 이들 질환에는 하기가 포함된다: 간질과 같은 경련, 발작적인 실신, 운동저하증, 두개의 질환(cranial disorders), 신경퇴행성 질환, 우울증, 불안, 공황, 동통, 관절염과 같은 염증성 질환, 과민성 대장 증후군, 및 신경병리적 질환.

상시 화합물은 하기 화학식 I의 화합물들 또는 제약상 허용되는 이들의 염 또는 이들의 프로드럭이다.

상기식에서, R₁은 수소 또는 1 내지 5개의 탄소로 된 직쇄 또는 분지쇄 알킬이고; R₂는 1 내지 5개의 탄소로 된 직쇄 또는 분지쇄 알킬이며; R₁과 R₂가 함께 3 내지 7개의 원자로 된 카보시클릭 환을 형성할 수 있다.

바람직한 화합물은 R₁이 수소, 메틸, 또는 에틸이고; R₂가 메틸 또는 에틸인 것들이다.

가장 바람직한 화합물은 (시스)-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산 및 (트란스)-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산이다.

기타 바람직한 화합물은 R₁과 R₂가 3 내지 7개의 원소로 된 카보시클릭 환을 형성하는 것인 화합물이다.

더욱 바람직한 화합물은 R₁과 R₂가 5 또는 6원환을 형성하는 것인 화합물이다.

최종 화합물의 제조에 유용한 신규 중간체들도 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 다른 화합물은 하기 화학식 IA 또는 제약상 허용되는 그의 염이다.

상기식에서, R₄는 3 또는 4개의 탄소로 된 알킬이다. 그러한 화합물은 하기에서 선택된다:

트란스-4-이소프로필피롤리딘-3-카르복실산;

트란스-4-프로필-피롤리딘-3-카르복실산; 및

트란스-4-부틸-피롤리딘-3-카르복실산.

하기 화학식의 화합물(여기서 R₁은 수소 또는 저급 알킬 라디칼이고, n은 4,5 또는 6임)이

미국특허 제 4,024,175호 및 그의 분할된 미국특허 제4,087,544호에 공지되어 있다. 개시된 용도는 다음과 같다: 티오세미카바지드에 의해 유도된 경련에 대한 보호 효과; 카디아졸 경련에 대한 보호 작용; 뇌질환, 간질, 발작적인 실신, 운동저하증, 및 두개의 외상; 및 뇌기능의 개선. 본 화합물은 성인병에 유용하다. 상기 특허는 본원에 참고문헌으로 포함되어 있다.

본 발명의 화합물들 및 이들의 제약상 허용되는 염 및 프로드럭들은 상기 화학식 I에 의해 정의된다.

"알킬"이라는 용어는 1 내지 5 개의 탄소 원자의 직쇄 또는 분지쇄 기로서, 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, 2-부틸, tert-부틸, 및 펜틸을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.

바람직한 기는 메틸 및 tert-부틸이다.

화학식 I중의 입체중심은 독립적으로 R 또는 S 배열을 가질 수 있다.

두 치환기가 피롤리딘 환에 대해 상대적으로 시스 배향을 갖는 것인 화학식 I의 화합물은 반응식 1에 약술된 하기 방법에 의해 제조될 수 있다.

두 치환기가 피롤리딘 환에 대해 상대적으로 트란스 배향을 갖는 것인 화학식 I의 화합물은 반응식 2에 약술된 하기 방법에 의해 제조될 수 있다.

아미노산이 양쪽성이기 때문에, R이 수소인 경우에 제약상 상용성인 염은 적절한 무기 또는 유기산, 예를 들어, 염산, 황산, 인산, 아세트산, 수산, 젖산, 시트르산, 사과산, 살리실산, 말론산, 말레인산, 호박산, 및 아스코르브산의 염일 수 있다. 상응하는 수산화물 또는 탄산염에서 출발하여, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속, 예를 들어, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 또는 칼슘과의 염이 형성된다. 4급 암모늄 이온과의 염은 예를 들어, 테트라메틸-암모늄 이온으로 제조할 수 있다.

화합물 I-VIII의 프로드럭들도 본 발명의 범위내에 포함된다. 아미노아실-글리콜산 및 아미노아실-젖산 에스테르들이 아미노산의 프로드럭으로 알려져 있다(Wermuth C.G., Chemistry and Industry, 1980:433-435). 아미노산의 카르보닐기는 공지된 방법으로 에스테르화시킬 수 있다. 프로드럭 및 소프트 드럭(soft drugs)은 당업계에 공지되어 있다(Palomino E., Drugs of the Future, 1990;15(4):361-368). 마지막 두 인용문헌은 본원에 참고문헌으로 포함되어 있다.

경구 투여된 약물의 유효성은 점막 상피를 통한 약물의 유효한 수송 및 장간 순환시의 안정성에 달려있다. 비경구 투여 후 효과가 있지만 경구 투여시보다 효과가 적거나 또는 혈장 반감기가 너무 짧다고 여겨지는 약물들은 프로드럭 형태로 화학적 변형시킬 수 있다.

프로드럭은 화학적으로 변형된 약물이고 작용 부위에서는 생불활성일 수 이있지만, 1종 이상의 효소에 의하거나 또는 생체내 작용에 의해 분해 또는 변형되어 모약인 생활성 형태로 될 수 있다.

화학적으로 변형된 약물 또는 프로드럭은 모약과는 상이한 약물동태학적 프로파일을 가져야하고, 이는 점막 상피를 통한 보다 용이한 흡수, 보다 양호한 염 형성 및/또는 용해도, 개선된 전신적인 안정성(예를 들면, 혈장 반감기의 증가)이가능하게한다. 이러한 화학적 변형은 하기의 것들일 수 있다

1) 예를 들면, 에스테라제 또는 리파제에 의해 절단될 수 있는 에스테르 또는 아미드 유도체. 에스테르 유도체의 경우에, 에스테르는 공지된 방법을 통해 약물 분자의 카르복실산 부분으로부터 유도한다. 아미드 유도체의 경우, 아미드는 공지된 방법으로 약물 분자의 카르복실산 부분 또는 아미드 부분으로부터 유도할 수 있을 것이다.

2) 특이적 또는 비특이적 프로티나제에 의해 인지될 수 있는 펩티드류. 펩티드는 공지된 방법으로 약물 분자의 아민 또는 카르복실산 부분과 아미드 결합을 형성하는 것에 의하여 약물 분자에 커플링시킬 수 있다.

3) 프로드럭 형태 또는 변형된 프로드럭 형태의 막 선택을 통하여 작용 부위에 축적되는 유도체.

4) 상기 1 내지 3의 임의의 조합.

최근의 동물 실험 연구는 일정한 약물의 경구 흡수가 "무른(soft)" 4급 염을 제조함으로써 증가된다는 것을 보여준다. 상기 4급 염을 보통의 4급 염과 달리 "무른(soft)" 4급 염(예를 들어 R-N⁺(CH₃)₃)으로 지칭한 것은 이것이 가수분해에 의해 활성형 약물을 방출하기 때문이다.

"무른" 4급 염은 염기성 약물이나 이의 염과 비교하여 유용한 물리적 특성을지닌다. 수용해도가 염산염과 같은 다른 염과 비교하여 증가될 수 있지만, 더 중요한 점은 이들 약물의 장 흡수가 증가될 수 있다는 점이다. 흡수 증가는 아마도"무른" 4급 염이 계면활성제의 특성을 갖는다는 점 및, 장 상피를 더 효과적으로 투과할 수 있는, 담즙산 등과의 이온화되지 않은 이온쌍 및 미셀(micelle)을 형성할 수 있다는 사실 때문일 것이다. 흡수 후에 프로드럭은 신속히 가수분해되어 활성형 모약물을 방출한다.

본 발명의 화합물 중 어떤 것들은 수화된 형태를 포함하는, 용매화된 형태 뿐만 아니라 용매화되지 않은 형태로도 존재할 수 있다. 일반적으로, 수화된 형태를 포함하는 용매화된 형태는 용매화되지 않은 형태와 동등한 것이며 본 발명의 범위내에 포함되도록 의도된다.

본 발명의 화합물 중 어떤 것들은 1 이상의 키랄 중심을 가지며 각 중심은 R(D) 또는 S(L) 배열로 존재할 수 있다. 본 발명은 모든 거울상 이성질체 및 에피머(epimer) 형태 뿐 아니라 이들의 적절한 혼합물을 포함한다. 예를 들면, 실시예 1의 화합물은 모든 가능한 네 개의 입체 이성질체의 혼합물이다. 실시예 6의 화합물은 이성질체들 중 하나이다. 한가지 배열로 규정될 수 있는 경우 이들 화합물의 시클로헥산 환의 탄소 중심의 배열은 R 또는 S일 수 있다.

[³H]가바펜틴 및 돼지의 뇌조직에서 얻은 α₂δ 서브유니트를 이용한 방사선리간드 결합 분석(radioligand binding assay)를 사용하였다(Gee N.S., Brown J.P., Dissanayake V.U.K., Offord J., Thurlow R., Woodruff G.N., "The Novel Anti-convulsant Drug, Gabapentin, Binds to the α₂δ Subunit of a Calcium Channel,"J.Biol. Chem., 1996;271:5879-5776).

화합물은 또한 수만 차우한(Suman Chauhan N.) 등의 문헌[Eur.J.Pjarmacol., 1993; 244:293-301]에 기술된 바와 같은 [3H]가바펜틴 결합 에세이를 이용하여 생물학적 활성을 분석할 수 있다.

상기 표2는 본 발명의 화합물의 α₂δ 서브유니트에 대한 결합 친화도를 나타낸다.

본 발명의 화합물은 간질과 같은 질환의 치료에 유효한 시판 약물인 Neurontin과 비교된다. Neurontin은 구조식이 하기와 같은 1-(아미노메틸)-시클로헥산아세트산이다.

가바펜틴(Neurontin)은 본 분석에서는 약 0.10 내지 0.12μM이다. 그러므로, 본 발명의 화합물은 가바펜틴에 상응하는 약리적 특성을 나타내는 것으로 기대된다. 예를 들어, 경련, 불안, 및 동통용 약품으로서의 약리적 특성.

본 발명은 또한 신경퇴행성 질환용 유사약으로서의 본 화합물의 치료용 용도에 관한 것이다.

이러한 신경퇴행성 질환은 예를 들어, 알츠하이머병, 헌팅턴 무도병, 파킨슨증, 및 근위축성 측삭경화증가 있다.

본 발명은 또한 급성 뇌 손상으로 지칭되는 신경퇴행성 질환을 치료하는 것을 포함한다. 이들 질환은 뇌졸중, 두부 외상, 및 질식이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.

뇌졸중은 뇌 혈관 질환으로 지칭되고 또한 뇌혈관사고(CVA)로도 지칭할 수 있으며 급성 혈전색전증 뇌졸중을 포함한다. 뇌졸중은 국소 및 전신 허혈을 모두 포함한다. 또한, 일과성 뇌경색 발작 및 뇌경색에 수반되는 다른 뇌 혈관 문제들을 포함한다. 구체적으로는 경동맥의 동맥내막절제술을 받는 환자 또는 다른 뇌혈관성 또는 일반적으로 혈관의 외과적 조치, 또는 뇌 혈관조영술등을 포함하는 진단적 혈관 시술등이다.

다른 부수 사건은 두부 외상, 척수 외상, 또는 일반적인 무산소증, 저산소증, 저혈당증, 저혈압시에 발생하는 손상 뿐만 아니라 탈구 정복술, 고융합, 및 저산소증 시술시에 보이는 유사한 손상들이다.

본 발명은 예를 들어, 심장 우회로술 도중의 사건, 두개내 출혈 사건, 분만전후의 질식, 심장마비 및 간질 지속상태의 범위에 유용할 것이다.

동통에는 만성 동통 뿐만 아니라 격통도 속한다.

격통은 일반적으로 단기적이고 교감 신경계의 활동과다와 연관되어 있다. 예로서는 수술후 동통 및 이질통(異質痛)이 있다.

만성 동통은 보통 3 내지 6개월간 지속되는 동통으로 정의되고 이는 체성 동통 및 심인성 동통을 포함한다. 다른 동통은 침해성이다.

또 다른 동통은 말초 감각 신경의 손상 또는 감염에 의해 야기된다. 이는 말초 신경 외상, 헤르페스 바이러스 감염, 당뇨병, 작열증, 신경총 적출, 신경종, 사지 절단, 및 맥관염에 기인한 동통을 포함하나 이에 한정되지는 않는다. 신경병증성 동통은 또한 만성 알콜중독, 인체 면역결핍 바이러스 감염, 갑상선기능저하증, 요독증, 또는 비타민 결핍에 의한 신경 손상에 의해 야기된다. 신경병증성 동통은 예를 들어, 당뇨병 환자들이 앓는 동통과 같은 신경 손상에 의해 야기되는 동통을 포함하나 이에 한정되지는 않는다.

심인성 동통은 요통, 비전형적 안면 동통, 및 만성 두통과 같은 기질적 기원 없이 발생하는 것이다.

다른 유형의 동통은 하기와 같은 것들이 있다: 염증성 동통, 골관절염성 동통, 삼차 신경통, 암성 동통, 당뇨병성 신경병증, 하지 불안 증후군, 급성 포진성 신경통 및 포진후 신경통, 작열통, 아가미총 적출, 후두신경통, 통풍, 환지통, 화상, 및 신경통의 다른 형태, 신경병증 및 특발성 동통 증후군.

숙련된 의사는 예를 들어, 뇌졸중을 앓고 있거나 뇌졸중에 걸리기 쉽거나 또는 뇌졸중의 위험이 있는 환자에게 본 발명의 방법으로 투여할 적절한 상황을 판단할 수 있을 것이다.

본 발명의 화합물은 또한 우울증 치료에도 유용할 것으로 기대된다. 우울증은 기질적 질환의 결과일 수 있고, 자아 상실과 연관된 스트레스의 이차적 증상, 또는 그 원인이 특발적인 경우일 수도 있다. 어떤 유형의 우울증은 가계적으로 발생하는 경향이 강하다는 것은 적어도 일부 유형의 우울증에는 기질적 원인이 있다는 것을 암시한다. 우울증 진단은 우선 환자의 기분 변화를 정량화하는 것으로 이루어진다. 이러한 기분의 평가는 일반적으로 의사에 의해 수행되거나 또는 해밀튼 우울증 평가 척도(Hamilton Depression Rating Scale) 또는 간략한 정신의학 평가 척도(Brief Psychiatric Rating Scale)와 같은 비준된 평가 척도를 사용하는 신경심리학자에 의해 정량화된다. 많은 다른 척도가 우울증(이를테면, 불면증, 집중곤란, 무기력, 자괴감, 및 죄책감과 같은 종류)을 가진 환자의 기분 변화의 정도를 정량화하고 측정하기 위해 개발되었다. 정신병 진단 뿐 아니라 우울증 진단의 표준은 1994년 미국 정신과 협회(American Psychiatric Association)에 의해 발간된 DSM-IV-R 매뉴얼로 지칭되는 "정신 질환의 진단 및 통계 편람(4판)"(Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders)에 집대성되어 있다.

GABA는 중추 신경계내의 억제성 신경전달물질이다. 일반적 억제 상황에서는, GABA-유사약이 뇌기능을 줄이거나 억제하고, 그리하여 기능을 느리게하고 우울증에 이르도록 기분을 저하시키는 것으로 보인다.

본 발명의 화합물은 시냅스 접합부에서의 새로 생성된 GABA를 증가시켜 항경련 효과를 나타낸다. 만일 가바펜틴이 정말로 GABA 수준 또는 시냅스 접합부에서의 GABA의 효과를 높인다면, 이는 GABA유사약으로 분류될 수 있으며 뇌 기능을 감소시키거나 억제하여 그리하여, 기능을 느리게하고 우울증에 이르도록 기분을 저하시킬지도 모른다.

GABA 작용제 또는 GABA유사약이 기분을 상승시키는 정반대 방향으로 작용하고, 따라서 항우울제가 될 수 있다는 사실은 지금까지 우세했던 GABA 활성에 대한 견해와는 다른 새로운 개념이다.

본 발명의 화합물은 표준적인 약리학적 방법에 따라 증명된 바와 같이 불안 및 공황의 치료에도 효과가 있으리라 예측된다.

<재료 및 방법>

카라게닌(Carrageenin)에 의해 유도된 통각과민

침해성 압력 역치를 통각계(analgesymeter)를 이용한 쥐 발 압력 실험(rat paw pressure test)으로 측정하였다(랜달-셀리토 방법: Randall L.O. and Selitto J.J., "A method for measurement of analgesic activity on inflamed tissue,"Arch.Int. Pharmacodyn., 1957;4:409-419). 수컷 스프래규-도리 쥐(70-90g)를 실험일 전에 이 장치에서 훈련시켰다. 각 쥐의 뒷 발에 서서히 압력을 가하였으며 침해 역치는 발을 움츠리게하는데 필요한 압력으로서 측정하였다. 발의 조직 손상을 막기위해 250g의 한계점을 사용하였다. 실험 당일에는, 동물의 오른쪽 뒷발내에 2% 카라게닌 100μL를 투여하기 전에 기준점 측정을 2~3회 하였다. 동물이 통각과민을 나타내는 것을 정하기 위해 침해 역치를 카라게닌 투여 3시간 후에 다시 측정하였다. 카라게닌 투여 3.5시간 후에 동물들에 가바펜틴(3-300mg, 피하주사),몰핀(3mg/kg, 피하주사) 또는 식염수를 투약하였고 카라게닌 투여 후 4, 4.5, 및 5시간이 되었을 때 침해 역치를 검사하였다.

상기 카라게닌-유도된 통각과민 모델에서 (R)-2-아자-스피로[4.5]데칸-4-카르복실산 염산염을 시험하였다. 상기 화합물 30mg/kg을 경구 투여하였고, 투여 1시간 후에 최대 가능 효과(MPE)는 53%였다. 투여 2시간 후에는, MPE가 단지 4.6%였다.

화합물을 베넷 쥐.제이.(Bennett G.J.) 등의 문헌[Pain, 1988;33:87-107]에 기술된 방법을 사용하여 항통각과민 활성을 시험할 수 있다.

생쥐 명/암 상자

장치는 길이 45cm, 폭 27cm, 및 높이 27cm의 위가 트인 상자로, 벽 보다 20cm 높은 격벽에 의해 작은 부분(2/5) 및 큰 부분(3/5)으로 나뉜다(Costall B.,등, "Exploration of mice in a black and white bos:validation as a model of anxiety,"Pharmacol. Biochem. Behav., 1989;32:777-785).

격벽 중앙의 바닥 부분에는 7.5×7.5cm의 구멍이 있다. 작은 구획은 검은색으로, 큰 구획은 흰색으로 칠했다. 흰 구획은 60-W 텅스텐 전구로 비추었다. 실험실은 붉은 빛으로 비추었다. 각 생쥐는 흰 구획의 중앙부에 놓아두고 새로운 환경을 5분간 돌아다니게 하는 방식으로 시험하였다. 조명을 비춘 부위에서 머문 시간을 측정하였다(Kilfoil T., 등, "Effects of anxiolytic and anxiogenic drugs on exploratory activity in a simple model of anxiety in mice,"Neuropharmacol., 1989;28:901-905).

쥐 엘리베이티드(Elevated) X-미로

표준 엘리베이트 X-미로(Handley S.L., 등, "Effects of alpha-adrenoceptor agonists and antagonists in a maze-exploration model of 'fear'-motivated behavior," Naunyn-Schiedeberg's Arch. Pharmacol., 1984;327:1-5)는 이미 문헌[Field, 등, "Automation of the rat elevated X-maze test of anxiety,"Br. J. Pharmacol., 1991;102(Suppl.):304P]에 기술된 바와 같이 자동화하였다. 동물을 X-미로의 중앙에 개방 통로 하나를 향하도록 거치시켰다. 불안 완화 효과를 측정하기 위해 5분간의 시험 기간동안 진입 및 개방 통로의 말단 절반 부분에서 소비한 시간을 측정하였다(Costall, 등, "Use of the elevated plus maze to asses anxiolytic potential in the rat,"Br. J. Pharmacol., 1989;96(Suppl.):312P)

마모세트 인간 위협 실험

2분간의 시험 기간 동안 위협 자극(인간이 마모세트 우리에서 약 0.5m 떨어져서 서서 마모세트의 눈을 응시)에 대해 동물이 나타낸 모든 자세의 숫자를 기록하였다. 기록된 자세는 구멍을 응시하기, 꼬리를 내보이기, 우리/횃대에 냄새를 표시하기, 털을 곤두세움, 숨기 및 등을 휘기가 있다. 각 동물은 실험일 날 위협 자극에 두 번(약물 투여 전 및 후) 노출시켰다. 두 개의 기록 간의 차이는 일변량 분석 후 둔네트 t-테스트를 사용해 분석하였다. 모든 약물 치료는 첫번째(대조) 치료 후 적어도 2시간 후에 피하 주사로 수행하였다. 각 화학물의 전처리 시간은 40분이다.

쥐의 갈등 실험

쥐를 작동실 내에서 먹이 공급을 받으려면 레버를 누르도록 훈련시켰다. 계획은 실내의 불빛이 켜지는 것을 신호로 하는 30초의 가변 간격을 가진 네 번의 4분간의 비-처벌기 및 실내의 불빛이 꺼지는 것을 신호로 하는 고정된 비율 5의 세 번의 3분간의 처벌기(음식 공급에 수반하는 발의 자극에 의해 처벌)가 교대로 오는 것으로 구성하였다. 발의 자극 정도는 각 쥐가 비-처벌기의 반응에 비하여 대략 80% 내지 90%의 억제 반응하도록 조정하였다. 훈련기에는 쥐에서 식염수 비히클을 투여하였다.

항경련 효과의 DBA2 생쥐 모델

모든 공정은 파크-데이비스 동물 이용 위원회(Parke-Davis Animal Use Committee)의 승인을 받은 프로토콜 하에서 실험 동물의 관리 및 이용을 위한 NIH 가이드(NIH Guide for the Care and Use of Laboratory Animals)에 따라 수행하였다. 생후 3 내지 4주된 수컷 DBA/2 생쥐를 메인주 잭슨 레버러토리 바 하버로부터 얻었다. 항경련 실험 직전에, 생쥐를 철 막대기에 걸쳐진 10.16cm(4인치)의 정사각형 와이어망위에 올려놓았다. 사각형망을 천천히 180°뒤집어 생쥐를 30초간 관찰하였다. 와이어망에서 떨어진 생쥐를 운동실조로 기록하였다(Coughenour L.L., McLean J.R., Parker R.B.,"A new device for the rapid measurement of impaired motor function in mice,"Pharm. Biochem. Behav., 1977;6(3):351-3). 생쥐는 윗 뚜껑 중앙에 고주파 스피커(직경 4cm)가 있는 밀폐된 아크릴 플라스틱 방(높이 21cm, 직경 약 30cm)내에 놓아두었다. 청각 신호 발생기(프로테크(Protek) 모델 B-810)을 사용하여 매 10 msec 마다 한번씩 8kHz와 16kHz 사이 범위의 주파수로 선형 진행하는 연속적인 사인파형 음조를 생성시켰다. 자극기 동안에 평균 음압 레벨(SPL)은 방의 바닥 부분에서 약 100dB 이었다. 생쥐를 방안에 놓아두어 1분간 적응시켰다. 비히클 치료한 군의 DBA/2 생쥐는 청각 자극(강직성 신전이 발생할 때까지, 또는 최대 60초간 적용)에 반응하여 특징적인 발작 순서를 나타내는데, 이는 사납게 달린 후에 간대성 발작을 일으켰고, 이후에는 강직성 신전, 그리고 마지막에는 호흡정지로 인하여 80% 이상의 생쥐가 사망하는 것으로 이루어진다. 비히클 치료한 생쥐에서, 호흡 정지까지 총 발작 순서는 대략 15 내지 20 초간 걸린다. 약물 치료 및 비히클 치료 생쥐에서 모든 발작 국면의 발생률을 기록하였으며, 프로비트 분석(probit analysis)에 의한 항경련 ED₅₀치를 계산하기 위해 강직성 발작의 발생을 사용하였다(Litchfield J.T., Wilcoxon F. "A simplified method for evaluating dose-effect experiments,"J. Pharmacol., 1949;96;99-113). 각 용량에서의 실험을 위해 생쥐는 단 한 번씩만 사용하였다. DBA/2 생쥐군(용량당 n=5-10)에 주어진 약물을 경구 투여한 후에 2시간(이미 측정된 최대 효과 시간) 경과 후 소리에 의해 유도된 발작 반응에 대하여 시험하였다. 본 연구에서 모든 약물은 증류수에 용해시켜 10mL/kg의 체중 당 부피비로 경구 섭식 투여하였다. 불용성 화합물은 1% 카르복시메토셀룰로오스에 현탁한다. 용량은 활성 약물 부분의 중량으로 나타내었다.

본 발명의 화합물은 동통 및 공포장애의 치료에 유용할 것으로 기대된다(Am. J. Pain Manag., 1995;5:7-9).

본 발명의 화합물은 또한 조증의, 급성 또는 만성의 , 단일 상승성, 또는 회귀성 우울증의 증상을 치료하는데 유용할 것으로 기대된다. 이는 또한 양극성 장애를 치료하거나/또는 예방하는데 유용할 것으로 기대된다(미국 특허 번호 제5,510,381).

과민성 대장 증후군 모델

쥐에서 TNBS-유도된 만성 내장 이질통

대장에 트리니트로벤젠 설포닉(TNBS)를 주입하면 만성 대장염을 유도할 수 있음을 발견하였다. 인간에서는, 소화 장애는 흔히 내장통과 연관되어 있다. 이러한 질병 상태에서는, 내장의 과민성을 나타내는 내장통 역치가 감소되어 있다. 따라서, 본 연구는 대장 팽창 실험 모델에서 대장에 TNBS를 주입하는 것이 내장통 역치에 미치는 효과를 평가할 수 있도록 디자인되었다.

재료 및 방법

동물 및 수술

340-400g 체중의 수컷 스프래규-도리 쥐(Janvier, Le Genest-St Ilse, France)를 사용하였다. 동물들은 우리 당 3마리씩 나눠서 조절된 환경(20±1℃, 습도 50±5%, 8:00am 부터 8:00pm까지 조명)하에서 살게 하였다. 마취(케타민 80mg/kg 복막내 주사; 아세프로마진 12mg/kg 복막내 주사)하에서, 근위 결장(맹장에서 1cm)에 TNBS(50mg/kg) 또는 식염수(1.5mL/kg)를 주입하였다. 수술 후에는, 동물들은 폴리프로필렌 우리에 각자 살게 하였고 7일간 조절된 환경(20±1℃, 습도 50±5%, 8:00am 부터 8:00pm까지 조명)하에 두었다.

실험 공정

TNBS 투여 7일 후에, 항문으로 풍선(5-6cm 길이)을 삽입하고 꼬리 아래쪽에 카테터를 반창고로 붙여서 그 위치(풍선 끝이 항문으로부터 5cm)를 유지하게 하였다. 풍선을 한 단계에 5mmHg 씩(각 팽창 단계는 30초간 지속됨), 0 에서 75mmHg 까지 점진적으로 팽창시켰다. 각 장 신전 주기는 표준 압력저지제(ABS, St-Die, France)로 조절하였다. 역치는 첫번째 복부 수축을 일으킨 압력에 상응하고, 이어서 신전 주기는 종결된다. 대장 역치(mmHg로 나타난 압력)는 동일 동물에서 4 주기의 신전 후에 측정하였다.

화합물의 활성 측정

실험 화합물 처리한 군을 TNBS 처리한 군 및 대조군과 비교하여 데이터를 분석하였다. 각 군에서의 평균 및 셈을 계산하였다. 화합물의 항이질통 효과는 다읍과 같이 계산하였다:

활성(%)=(C 군-T 군)/(A 군-T 군)

C 군: 대조군의 대장 역치의 평균

T 군: TNBS 처리한 군에서의 대장 역치의 평균

A 군: 실험 화합물 처리한 군에서의 대장 역치의 평균

통계 분석

각 군 간의 통계적 유의성은 단방향 ANOVA에 이은 스튜덴트 독립변수(unpaired) t-테스트를 통하여 결정하였다. p<0.05인 경우 차이가 통계적으로 유의한 것으로 간주하였다.

화합물

TNBS는 EtOH 30%에 용해시켜 0.5mL/rat 부피로 주사한다. TNBS는 Fluka에서 구입하였다.

실험 화합물 또는 이의 비히클의 경구 투여는 결장 신전 주기 1시간 전에 수행하였다.

실험 화합물 또는 이의 비히클의 피하 투여는 결장 팽창 주기 30분 전에 수행하였다.

본 발명의 화합물은 다양한 경구 및 비경구 투약 형태로 제조되고 투여될 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물은 주사로, 즉, 정맥내로, 근육내로, 피부내로, 피하로, 십이지장내로, 또는 복막내로 투여 가능하다. 또한, 본 발명의 화합물은 흡입투여, 예를 들어 비강내 투여가 가능하다. 또한, 본 발명의 화합물은 경피 투여가 가능하다. 화학식 I의 화합물 또는 화학식 I의 화합물에의 상응하는 제약상 허용되는 염을 활성 성분으로서 함유하는 하기 투약 형태는 당업자들에게 자명하다.

본 발명의 화합물로부터 제약 조성물을 제조하기 위해서, 제약적으로 허용가능한 담체는 고체 또는 액체일 수 있다. 고체 형태의 제형은 산제, 정제, 환제, 캡슐제, 카시에(cathets), 좌제, 및 분산 과립을 포함한다. 고체 담체는 희석제, 풍미제, 결합제, 보존제, 정제 붕해제, 또는 봉합제로 작용할 수도 있는 1종 이상의 물질일 수 있다.

산제에서는, 담체는 미분말화된 활성 성분과 혼합물을 이룬 미분말화된 고체이다.

정제에서는, 활성 성분이 적정 비율로 필요한 결합 특성을 가진 담체와 혼합되어 요구되는 형태와 크기로 압착된다.

산제 및 정제는 바람직하게는 5 또는 10 내지 약 70 퍼센트의 활성 화합물을 함유한다. 적합한 담체에는 탄산마그네슘, 마그네슘 스테아레이트, 활석, 슈가, 유당, 펙틴, 덱스트린, 전분, 젤라틴, 트라가칸트, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨, 저융점 왁스, 코코아 버터 등이 있다. "제제"라는 용어는 활성 화합물을 다른 담체와 함께 또는 단독으로 활성 화합물을 포함하는 캡슐을 제공하는 담체로서의 봉합제로 할성 화합물을 성형(담체로 둘러싸서 그것과 결합하게되는 것)한 것을 포함하는 것을 의미한다. 유사하게는, 카시에 및 로젠지(lozenges)를 포함한다. 정제, 산제, 캡슐제, 환제, 카시에 및 로젠지는 경구 투여에 적합한 고체 투약 형태로 사용가능하다.

좌제를 제조하기 위해서는, 지방산 글리세리드 또는 코코아 버터와 같은 저융점 왁스를 먼저 용융시키고, 교반하여 활성 성분을 그 안에 균질하게 분산시킨다. 용융된 균질 혼합물은 편리한 크기의 주형에 부은후 냉각시켜 고화시킨다.

액상 제형으로는 용액, 현탁액, 및 유제, 예를 들어 수용액 또는 프로필렌 글리콜 수용액을 포함한다. 비경구 주사용 액상 제형은 폴리에틸렌 글리콜 수용액 중의 용액으로 제조할 수 있다.

경구용으로 적합한 수용액은 활성 성분을 물에 용해시키고 필요한 적절한 착색제, 풍미제, 안정화제 및 중점제를 첨가함으로써 제조 가능하다.

경구용으로 적합한 수용액은 미분말화된 활성 성분을 천연 또는 합성 고무, 수지, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨, 및 다른 공지의 현탁화제와 함께 물에 분산시켜 제조할 수 있다.

또한 사용 바로 직전에 경구 투여용 액상 제제로 전환되도록 의도된 고형 제제도 포함된다.

이러한 액체 형태에는 용액제, 현탁제 및 유제가 포함된다. 이러한 제형들은 활성 성분이외에도 착색제, 풍미제, 안정화제, 완충제, 인공 및 천연 감미료, 분산제, 중점제, 용해보조제와 같은 것을 함유한다.

제약 제제는 단위 용량 제형으로 하는 것이 바람직하다. 그러한 제형에서, 제제는 활성 성분을 적당량 함유하는 단위 용량으로 세분화된다. 단위 용량 제형은 패키지 제제일 수 있는데, 이 패키지는 패키지 정제, 캡슐제, 및 바이알이나 앰플에 담긴 산제와 같은 분리된 양의 제제를 함유한다. 또한, 단위 용량 제형은 캡슐제, 정제, 카시에 또는 로젠지 그 자체 일 수 있으며, 또는 이들 중 임의의 한가지의 적적한 수의 패키지 형태일 수 있다.

단위 용량 제제의 활성 성분 양은 구체적인 적용 유형 및 활성 성분의 효력에 따라 0.1mg 내지 1g으로 변화시키거나 조정될 수 있다. 의학적 용도에서 약물은 예를 들어 100 또는 300mg 캡슐로 하루에 세 번 투여될 수 있다. 조성물은, 만일 필요하다면, 다른 상용성 치료제를 더 함유할 수 있다.

치료 목적으로는, 본 발명의 제약적 방법으로 활용된 화합물은 초기 용량으로 하루에 약 0.01mg 내지 약 100mg/kg 투여된다. 일일 용량 범위로는 약 0.01mg내지 약 100mg/kg가 바람직하다. 그러나, 용량은 환자의 요구량, 치료를 요하는 상태의 심각도, 및 적용되는 화합물에 따라 변화될 수 있다. 특정 상황에 적절한 용량을 결정하는 것은 당업계의 기술 범위에 포함된다. 일반적으로, 치료는 화합물의 최적 용량보다 작은 용량을 사용하여 시작한 후, 그 상황하에서 최적 효과에 도달하기까지 조금씩 용량을 증가시킨다. 편리하게는, 1일 총용량이, 필요하다면, 분할 투여될 수 있다.

하기 실시예는 본 발명의 중간체 및 최종 생성물을 제조하는 합성 공정을 예시한다. 이것이 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

<실시예1>

(시스)-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산(반응식3 참고)

단계1: 1,1-디브로모-4-메틸-펜트-1-엔의 합성

-10℃의 디클로로메탄(400mL) 중의 사브롬화탄소(30g, 90.63mmol) 교반 용액에 트리페닐포스핀(60g, 229mmol)을 분획씩 첨가하였다. 첨가 도중 내부 온도는 5℃이하로 유지하였고, 첨가가 끝난 후에도 이 온도에서 30분간 더 교반하였다. 메틸렌 클로라이드(50mL) 중의 이소발레르알데히드1(9.4mL, 87.6mmol)을 시린지를 통해 서서히 가하였고, 온도가 5℃를 넘지 않도록 하면서 반응물을 3시간 동안 교반하였다. 회전 증발기로 용매를 제거한 후에, 잔류물에 펜탄(600mL)을 가하였다. 분리된 고체를 여과로 제거하였다. 용매를 증발시켜 얻은 옅은 기름을 실리카 겔 칼럼으로 크로마토그래피하였다. 순수 화합물을 석유 에테르로 용출하여 1,1-디브로모-4-메틸-펜트-1-엔6(16.5g, 78%)를 산출하였다.

NMR(CDCl₃): δ6.38(삼중 피크, 1H), 1.95(삼중 피크, 2H), 1.70(m, 1H), 및 0.89(d, 6H)

단계2: 5-메틸-헥스-2-인산 에틸 에스테르

1,1-디브로모-4-메틸-펜트-1-엔 6(40g, 165.9mmol)을 무수 THF(120mL)에 용해시키고 -78℃로 냉각하였다. 교반하는 중에, n-부틸리튬(헥산중의 1.6M 용액, 190.8mL, 305mmol)을 수 분간 점적하여 가하였다. 1시간 후에, 에틸 클로로포르메이트(15mL, 154.5mmol)를 가한 후, 반응물을 실온으로 승온시키면서 철야로 교반하였다. 이를 물에 붓고, 에테르로 추출(3×250mL)한 후, 황산마그네슘으로 탈수시키고, 증발시켰다. 옅은 기름은 실리카 겔 칼럼으로 플래시 크로마토그래피하였고, 화합물은 석유 에테르의 10% 에테르로 용출하여 5-메틸-헥스-2-인산 에틸 에스테르7(23.6g, 92%)을 산출하였다.

NMR(CDCl₃): δ4.14(m, 2H), 2.16(d, 2H), 1.85(m, 1H), 1.24(삼중 피크, 3H), 및 0.94(d, 6H)

단계3: (Z)-5-메틸-헥스-2-엔산 에틸 에스테르의 합성

THF(540ml) 중의 5-메틸-헥스-2-인산 에틸 에스테르 7(20.97g), 피리딘(60ml), 및 5% Pd/BaSO₄(1.10g)를 3.25 시간동안 수소 첨가하였다. 용매를 증발시킨후, 옅은 기름은 실리카 겔 칼럼으로 크로마토그래피하였다. 미반응 아세틸렌을 회수한후, 올레핀을 석유 에테르의 5% 에테르로 용출하여 순수한 (Z)-5-메틸-헥스-2-엔산 에틸 에스테르 8(12.0g)의 분획을 얻었다.

NMR(CDCl₃): δ6.22(m, 1H), 5.74(d, 1H), 4.10(m, 2H), 2.51(삼중 피크, 2H), 1.67(m, 1H), 1.24(삼중 피크, 3H), 및 1.16(d, 6H)

N-벤질-N-(메톡시메틸)트리메틸실릴메틸아민(단계4용 시약)

n-부틸리튬(헥산중의 1.6M 용액, 34.85mL, 55.76mL)를 무수 THF(140mL) 중의 N-벤질트리메틸실릴메틸아민(10g, 55.76mmol)에 가하고 질소 대기하 -78℃에서 교반하였다. 45분 후에, THF(6mL) 중의 메톡시메틸 클로라이드(4.3mL, 55.76mmol)을 가한 후, 3시간 더 교반하였다. THF를 증발시켰고, 잔류물을 헥산에 용해시킨 후, 물로 세척하고, 황산나트륨으로 탈수하였다. 감압하에서 용매를 증발시켜서 N-벤질-N-(메톡시메틸)트리메틸실릴메틸아민(10g)을 얻었다.

단계4: (시스)-1-벤질-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르

질소 대기하에서 -5℃로 유지시킨 메틸렌 클로라이드(30mL) 중의 (Z)-5-메틸-헥스-2-엔산 에틸 에스테르 8(3.0g, 19.2mmol) 용액에 N-벤질-N-(메톡시메틸)트리메틸실릴메틸아민(4.0g, 16.8mmol), 및 TFA (CH₂Cl₂중의 1.0M 용액, 1.0mL, 1mmol)을 순서대로 가하였다. 15분 후에, 냉각조를 치우고 밤새도록 교반하였다. 반응 혼합물을 포화 NaHCO₃(10mL), 물(15mL), 염수(20mL)로 씻어낸 후 탈수시켰다. 생성물을 실리카 겔에서 크로마토그래피하여 정제하였고, 혼합물을 헥산중의 20% 에틸 아세테이트로 추출하여 유상의 (시스)-1-벤질-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르9(2.25g, 41%)을 얻었다.

단계5: (시스)-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산의 합성

에탄올(75mL) 중의 (시스)-1-벤질-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르 9(2.25g, 7.78mmol) 및 20% Pd/C(210mg)을 5.5 시간 동안 수소 첨가하였다. 반응 혼합물을 셀라이트 패드를 통해 여과한 후, 여과액을 농축하여 유상의 [3R-(시스)]-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르10을 얻었다. 수소 NMR은 벤질기가 없음을 보여준다. 상기10의 화합물에 6N HCl(20mL)을 가한 후, 용액을 밤새도록 환류시켰다. 용매를 감압하에서 증발시킨 후에, 조 생성물을 HPLC 등급수로 미리 세척하여 중화(pH-7)시킨, 맞춘 Dowax 50WX8-100 이온 교환 수지(30g) 칼럼에 로딩하였다. 수지를 재세척하여 pH-7로 한 후, 상기 화합물을 0.5N 수산화암모늄 용액으로 용출하였다. 용매를 증발시킨 후, 생성물을 메탄올-에테르에서 결정화하여 (시스)-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산 11(470mg)을 얻었다. tlc 분석(95% 에탄올의 8% NH₄OH, 닌히드린으로 발색)은 소량의 급속한 크로마토그래피 점(트란스-이성질체)의 존재를 나타내었다. 혼합물을 실리카 겔에 흡착시킨 후, 비오타지 플래시 계(Biotage Flash system)로 크로마토그래피하였다. 화합물을 95% 에탄올 중의 5% NH₄OH로 용출하였다. 용매의 증발 후에는, 생성물을 HCl염으로 전화하여 이온 교환 칼럼을 재수행한 후, 메탄올-에테르에서 결정화하여 (시스)-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산 11(320mg)을 얻었다.

¹H NMR(400MHz, CD₃OD): δ3.46(dd, 1H), 3.31(dd, 1H), 3.18(dd, 1H), 3.15(m, 1H), 2.49(m, 1H), 1.63(m, 1H), 1.47(m, 1H), 1.25(m,1H), 및 0.88(6H).

C₉H₁₇NO₂분석 이론치: C, 63.13; H, 10.01; N, 8.18

실측치: C, 62.86; H, 9.82; N, 8.05

<실시예2>

[트란스]-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산(반응식 4 참고)

단계1: (E)-5-메틸-헥스-2-엔산 에스테르

수소화 나트륨(오일 중에 60% 분산)(3.87g, 96.7mmol)을 펜탄으로 세척하였고 디메톡시에탄(80mL) 중에서 교반하였다. 얼음조에서 냉각시키는 동안, 트리에틸 포스포노아세테이트(21.7g, 96.7mmol) 용액을 15분간 천천히 가하였다. 반응물을 15분간 더 교반한 후, 디메톡시에탄(20mL) 중의 이소발레르알데히드1(31mL, 290mmol)을 한번에 가하였다. 밤새도록 환류시키고, 농축한 후, 헥산/물(500mL, 3/2 v/v)을 가하였다. 유기물 부분을 분리하고, 물(200mL)과 염수(2×200mL)로 세척한 후, 황산마그네슘으로 탈수시켰다. 용매를 증발 시켜 얻은 오일을 실리카 겔로 플래시 크로마토그래피하였다. 상기 화합물을 석유 에테르 중의 30% 메틸렌 클로라이드로 용출하여 투명한 액상의 (E)-5-메틸-헥스-2-엔산 에스테르2(13.2g)를 생성하였다.

NMR(CDCl₃): δ6.89(m,1H), 5.75(d, 1H), 4.14(m, 2H), 2.05(m, 2H), 1.69(m, 1H), 1.25(삼중 피크, 3H), 및 0.88(d, 6H).

단계2: [트란스]-1-벤질-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르의 합성

질소 대기하 -5℃로 유지된 메틸렌 클로라이드(30mL) 중의 (E)-5-메틸-헥스-2-엔산 에틸 에스테르(1.56g, 10.0mmol) 용액에 N-벤질-N-(메톡시메틸)트리메틸실릴메틸아민(2.84g, 12mmol) 및 TFA(CH₂Cl₂중의 1.0M 용액, 1.0mL, 1mmol)을 순서대로 가하였다. 15분 후에, 냉각조를 치우고 밤새도록 교반하였다. 포화 중탄산나트륨을 가하고, 유기물 부분을 분리하고, 염수로 세척한 후 탈수시켰다. 생성물을 실리카 겔로 크로마토그래피한 후, 화합물을 헥산 중의 20% 에틸 아세테이트로 용출하여 유상의 (트란스)-1-벤질-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르3(1.28g, 44%)을 생성하였다.

NMR(CDCl₃): δ7.28(m, 5H), 4.09(m, 2H), 3.56(q, 2H), 2.81(m, 2H), 2.69(삼중 피크, 1H), 2.51(m, 2H), 2.18(삼중 피크, 1H), 1.51(m, 1H), 1.38(m, 1H), 1.27(m, 1H), 1.20(삼중 피크, 3H), 및 0.83(d,6H)

단계3: [트란스]-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산

에탄올(75mL)중의 (트란스)-1-벤질-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르3(1.28g, 4.42mmol) 및 20% Pd/C(210mg)을 5.5시간 동안 수소 첨가하였다. 반응 혼합물을 셀라이트 패드로 여과한 후, 여과액을 농축하여 유상의 [3R-(트란스)]-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르4를 생성하였다. 수소 NMR(CDCl₃): δ4.13(m, 2H), 3.18(m, 1H), 3.15(m, 1H), 3.08(m, 1H), 2.67(brs, 1H), 2.46(m, 2H), 2.34(m, 1H), 1.55(m, 1H), 1.37(m, 1H), 1.25(삼중 피크, 3H) 및 0.87(q, 6H)는 벤질기가 없음을 보여준다. 잔여물에 6N HCl(20mL)을 가한 후,용액을 밤새도록 환류시켰다. 용매를 감압하에서 증발시킨 후에 조 생성물을 hplc 등급수로 미리 세척하여 중화(pH-7)시킨 Dowax 50WX8-100 이온 교환 수지(28g) 칼럼에 로딩하였다. 수지를 재세척하여 pH-7로 한 후, 화합물을 0.5N 수산화암모늄 용액으로 용출하였다. 분획을 tlc(95% 에탄올 중의 8% NH₄OH, 닌히드린으로 발색)로 관측하였다. 용매를 증발시킨 후, 화합물을 메탄올-에테르에서 결정화하여 (트란스)-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산5(280mg)을 얻었다.¹H NMR(400MHz, CD₃OD):δ3.44(dd, 1H), 3.37(d, 2H), 2.78(dd, 1H), 2.52(m, 2H), 1.60(m, 1H), 1.51(m, 1H), 1.26(m, 1H), 0.89(6H).

C₉H₁₇NO₂분석 이론치: C, 63.13; H, 10.01; N, 8.18

실측치: C, 62.79; H, 9.45; N, 8.02.

1-벤질-4-알킬피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르 2a-2h 제조의 일반 공정

N₂하 0℃에서 톨루엔(20mL) 중의 α,β-불포화 카르복실산 에틸 에스테르 1a-1h(11.70mmol)의 교반 용액에 N-벤질-N-(메톡시메틸)트리메틸실릴메틸아민 (3.33g, 14.10mmol)을 가하였다. 20분후에, TFA(CH₂Cl₂중의 1M용액, 1.17mmol)용액을 0℃에서 서서히 가하였다. 혼합물을 0℃에서 30분간 교반한 후, 22℃에서 12시간 더 교반하였다. 반응을 H₂O로 정지시킨 후, CHCl₃로 추출하고, 이어서 MgSO₄로 탈수시켰다. 용매를 증류하여 건조시킨 후, 유상 잔류물을 컬럼 크로마토그래피(실리카 겔, 헥산:에테르=6:1)로 정제하여 2a-2h의 무색 오일을 얻었다.

트란스-1-벤질-4-메틸피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르(2a).

1-벤질-4,4-디메틸피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르(2b).

트란스-1-벤질-4-에틸피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르(2c).

수율 95%;¹H NMR(CDCl₃): δ0.86(t,J=7.3Hz, 3H, CH₂CH ₃), 1.21(t,J=7.1Hz, 3H, OCH₂CH ₃), 1.37-1.57(m, 2H, CH ₂CH₃), 2.22-2.79(m, 5H, 피롤리딘환), 3.51-3.64(ABq,J=39.3 Hz, 2H, CH₂Ph), 4.08-4.13(m, 2H, OCH ₂CH₃), 7.23-7.29(m, 5H, 방향환);¹³C(CDCl₃): δ12.46, 14.25, 28.05, 43.73, 48.97, 56.84, 59.72, 60.07,60.49, 126.89, 128.21, 128.64, 139.02, 175.01; MS (CI)m/z262 (M+1)⁺. Anal. (C₁₆H₂₃NO₂) C, H, N.

트란스-1-벤질-4-이소프로필피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르(2d).

트란스-1-벤질-4-프로필피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르(2e).

트란스-1-벤질-4-이소부틸피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르(2f).

트란스-1-벤질-4-부틸피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르(2f).

4-알킬피롤리딘-3-카르복실산 3a-3h 제조의 일반 공정.(반응식5) 에탄올(75mL) 중의 1-벤질-4-알킬피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르 2a-2h(4.42mmol) 용액에 20% Pd/C(0.21g)을 가한 후, 50psi에서 11시간 동안 수소 첨가하였다. 반응 혼합물을 셀라이트 패드로 여과하였다. 여과액을 농축하여 유상의 4-알킬피롤리딘-3-카르복실산 에틸 에스테르를 얻었다. 조 오일에 3N HCl(20mL)을 가하였다. 반응 혼합물을 12시간 동안 환류시켰다. 감압하에서 용매를 증발시킨 후, 조 생성물을 이온 교환 칼럼(Dowex 50)으로 정제한 후, 메탄올-에테르에서 재결정화하여 백색 고체인 4-알킬피롤리딘-3-카르복실산을 얻었다.

트란스-4-메틸피롤리딘-3-카르복실산(3a).

트란스-4,4-디메틸피롤리딘-3-카르복실산(3b).

트란스-4-에틸피롤리딘-3-카르복실산(3c).

트란스-4-이소프로필피롤리딘-3-카르복실산(3d).

트란스-4-프로필피롤리딘-3-카르복실산(3e). 수율 88%;mp 223-226℃

트란스-4-이소부틸피롤리딘-3-카르복실산(3f). 수율 86%;mp 255-257℃

시스-4-이소부틸피롤리딘-3-카르복실산(3g). 수율 85%;mp 260-262℃

트란스-4-부틸피롤리딘-3-카르복실산(3h). 수율 85%;mp 234-237℃

3-[(E)-3-이소부틸프로페노일]-4-(S)-페닐-2-옥사졸리디논(7a). (반응식6) N₂대기하 0℃에서 톨루엔(20mL) 중의 (E)-5-메틸-헥스-2-엔산 용액(3.2g, 25mmol)에 옥살릴 클로라이드(4.4mL, 50mmol)을 서서히 가한 후, DMF를 한방울 적가하였다. 혼합물을 22℃에서 1시간 동안 교반하였다. 감압하에서 휘발물을 제거하여 원하는 산 클로라이드를 얻은 후, 추가적인 정제 없이 사용된다. THF(30mL) 중의 NaH(0.84g, 21mmol)용액에 THF(10mL)중의 (S)-(-)-4-페닐-2-옥사졸리디논(3.4g, 21mmol)용액을 0℃에서 가하였다. 혼합물을 22℃에서 1시간 동안 교반하였다. 이어서, 온도를 0℃로 유지하면서 상기 조 산 클로라이드를 도입하였다. 혼합물을 0℃에서 1시간 동안 교반한 후 22℃에서 12시간 더 교반하였다. 반응을 1N HCl 수용액으로 정지시키고, CHCl₃로 추출한 후, Na₂SO₄상에서 탈수시켰다. 감압하에서 용매를 증발시킨 후에는, 조 생성물을 칼럼 크로마토그래피(실리카 겔, 헥산:에테르=2:1)하여 6.25g(100% 수율)의 백색 고체인 7a을 얻었다.

1-벤질-4-(R)-이소부틸-3-(R)-[4'-(S)-페닐-2'-옥사졸리디논-3'-일]카르보닐]피롤리딘(8a). (반응식6) N₂하 0℃에서 톨루엔(20mL) 중의 3-[(E)-3-이소부틸프로페노일]-4-(S)-페닐-2-옥사졸리디논(1.50g, 5.50mmol)의 교반 용액에 N-벤질-N-(메톨시메틸)트리메틸실릴메틸아민(1.56g, 6.60mmol)을 가하였다. 20분후에, TFA의 용액(CH₂Cl₂중의 1M 용액, 0.55mmol)을 0℃에서 서서히 가하였다. 혼합물을 0℃에서 30분간 교반한 후, 22℃에서 12시간 동안 더 교반하였다. 반응을 H₂O로 정지시키고, CHCl₃로 추출한 후, MgSO₄상에서 탈수시켰다. 용매를 증류하여 건조하였고, 유상 잔류물을 칼럼 크로마토그래피(실리카 겔, 헥산:에테르=2:1)하여 1.37g(62%수율)의 백색 고체인 8a를 얻었다.

트란스-4-(R)-이소부틸피롤리딘-3-(R)-카르복실산(10a).(반응식6) THF(30mL)중의 1-벤질-4-(R)-이소부틸-3-(R)-[4'-(S)-페닐-2'-옥사졸리디논-3'-일)카르보닐]피롤리딘(1.37g, 3.37mmol) 용액에 LiOH(H₂O 중의 1M 용액, 8.44mmol) 및 H₂O(10mL) 중의 H₂O₂(30%, 6.75mmol)를 0℃에서 서서히 가하였다. 반응 혼합물을 0℃에서 1시간 동안 교반한 후, 물(40mL)로 희석하였다. 아황산나트륨(0.85g, 6.75mmol)을 가하고, 혼합물을 에틸 아세테이트로 추출하였다. 수상을 KH₂PO₄(1.51g, 11.1mmol) 및 10% HCl로 pH 5.0으로 맞추었다. 이 용액을 이소프로필 알콜:메틸렌 클로라이드(1:3)로 추출하고, Na₂SO₄상에서 탈수시킨 후 농축하여 0.88g의 1-벤질-4-(R)-이소부틸피롤리딘-3-(R)-카르복실산을 얻었고, 이를 추가적인 정제없이 사용하였다. 에탄올(55mL) 중의 본 카르복실산(0.72g) 용액에 20% Pd/C(0.11g)을 가한 후, 50psi에서 11시간 동안 수소 첨가하였다. 반응 혼합물을 셀라이트 패드로 여과하였다. 감압하에서 용매를 증발시킨 후, 조 생성물을 이온 교환 칼럼(Dowex 50)으로 정제한 후, 메탄올-에테르에서 재결정화하여 0.33g(71% 수율)의 백색 고체상의 10a를 얻었다.

3-[(E)-3-이소부틸프로페노일]-4-(R)-페닐-2-옥사졸리디논(7b). (반응식 6) N₂하 0℃에서 톨루엔(20mL) 중의 (E)-5-메틸-헥스-2-엔산(1.77g, 13.8mmol) 용액에 옥살릴 클로라이드(2.4mL, 27.6mmol)를 서서히 가한 후, DMF를 한방울 적가하였다. 혼합물을 22℃에서 1시간 동안 교반하였다. 감압하에서 휘발물을 제거하여 원하는 산 클로라이드를 얻었고, 이를 추가적인 정제없이 사용했다. THF(30mL) 중의 NaH(0.37g, 9.2mmol) 용액에 THF(10mL) 중의 (R)-(-)-4-페닐-2-옥사졸리디논(1.5g, 9.2mmol) 용액을 0℃에서 가하였다. 혼합물을 22℃에서 1시간 동안 교반하였다. 온도를 0℃로 유지하면서 상기 조 산 클로라이드를 도입하였다. 혼합물을 0℃에서 1시간 동안 교반한 후, 22℃에서 12시간 동안 더 교반하였다. 반응을 1N HCL 수용액으로 정지시키고, CHCl₃로 추출한 후, Na₂SO₄상에서 탈수시켰다. 감압하에서 용매를 증발시킨 후에는, 조 생성물을 칼럼 크로마토그래피(실리카 겔, 헥산:아세톤=3;1)하여서 2.5g(100% 수율)의 백색 고체인 7b를 얻었다. mp 84 내지 85℃;

1-벤질-4-(S)-이소부틸-3-(S)-[4'-(R)-페닐-2'-옥사졸리디논-3'-일]카르보닐]피롤리딘(8b). N₂하 0℃에서 톨루엔(20mL) 중의 3-[(E)-3-이소부틸프로페노일]-4-(R)-페닐-2-옥사졸리디논(1.50g, 5.50mmol)의 교반 용액에 N-벤질-N-(메톡시메틸)트리메틸실릴메틸아민(1.56g, 6.60mmol)을 가하였다. 20분후에, TFA 용액(CH₂Cl₂중의 1M 용액, 0.55mmol)을 0℃에서 서서히 가하였다. 반응 혼합물을 0℃에서 30분 교반한 후, 22℃에서 12시간 더 교반하였다. 반응을 H₂O로 정지시키고, CHCl₃로 추출한 후, MgSO₄상에서 탈수시켰다. 용매를 증발시켜 건조하였고, 유상 잔류물을 칼럼 크로마토그래피(실리카 겔, 헥산:에테르=2:1)하여 1.45g(65%수율)의 백색 고체인 8b를 얻었다.

트란스-4-(S)-이소부틸피롤리딘-3-(S)-카르복실산(10b).(반응식6) THF(30mL) 중의 1-벤질-4-(S)-이소부틸-3-(S)-[4'-(R)-페닐-2'-옥사졸리디논-3'-일)카르보닐]피롤리딘(1.44g, 3.56mmol) 용액에 LiOH(H₂O 중의 1M 용액, 8.89mmol) 및 H₂O(10mL) 중의 H₂O₂(30%, 7.11mmol) 용액을 0℃에서 서서히 가하였다. 반응 혼합물을 0℃에서 1시간 동안 교반한 후, 물(40mL)로 희석하였다. 아황산나트륨(0.89g, 7.11mmol)을 가한 후, 혼합물을 에틸 아세테이트로 추출하였다. 수상을 KH₂PO₄(1.59g, 11.7mmol) 및 10% HCl로 pH 5.0으로 맞추었다. 이 용액을 이소프로필 알콜:메틸렌 클로라이드(1:3)으로 추출하고, Na₂SO₄상에서 탈수시킨 후 농축하여 0.93g의 1-벤질-4-(S)-이소부틸피롤리딘-3-(S)-카르복실산을 수득하였고, 이를 추가적인 정제없이 사용하였다. 에탄올(55mL) 중의 본 카르복실산(0.94g) 용액에 20% Pd/C(0.21g)을 가한 후, 50psi에서 11시간 동안 수소첨가하였다. 반응 혼합물을 셀라이트 패드로 여과하였다. 감압하에서 용매를 증발시키고, 조 생성물을 이온 교환 칼럼Dowex 50)으로 정제한 후, 메탄올-에테르에서 재결정하여 0.43g(70% 수율)의 백색 고체인 10b를 얻었다.

Claims

하기 화학식 I의 화합물 또는 제약상 허용되는 그의 염 또는 그의 프로드럭.

<화학식 I>

상기 식에서,

R₁은 수소 또는 1 내지 5개의 탄소로 된 직쇄 또는 분지쇄 알킬이고;

R₂는 1 내지 5개의 탄소로 된 직쇄 또는 분지쇄 알킬이며;

R₁과 R₂가 함께 3 내지 7개 원자의 카보시클릭 환을 형성할 수 있다.
제 1 항에 있어서, R₁이 H, 메틸, 또는 에틸이고;

R₂가 메틸 또는 에틸인 화합물.
제 1 항에 있어서, (시스)-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산 및 (트란스)-4-이소부틸-피롤리딘-3-카르복실산으로부터 선택된 화합물.
제 1 항에 있어서, R₁과 R₂가 함께 3 내지 7개의 원자로 된 카보시클릭 환을 형성하는 것인 화합물.
제 1 항에 있어서, R₁과 R₂가 함께 5 또는 6원환을 형성하는 것으로부터 선택된 화합물.
하기 화학식 IA의 화합물 또는 제약상 허용되는 그의 염.

<화학식IA>

상기 식에서, R₄는 3 또는 4개의 탄소로 된 알킬이다.
제 6 항에 있어서, 트란스-4-이소프로필피롤리딘-3-카르복실산;

트란스-4-프로필-피롤리딘-3-카르복실산;및

트란스-4-부틸-피롤리딘-3-카르복실산로부터 선택되는 화합물.
치료 유효량의 제 1 항의 화합물 및 제약상 허용되는 담체를 포함하는 제약 조성물.
치료 유효량의 제 1 항의 화합물을 간질의 치료를 요하는 포유류에게 투여하는 것을 포함하는, 간질의 치료 방법.
치료 유효량의 제 1 항의 화합물을 발작적 실신, 운동저하증 및 두개의 질환의 치료를 요하는 포유류에 투여하는 것을 포함하는, 발작적 실신, 운동저하증, 및 두개의 질환의 치료 방법.
치료 유효량의 제 1 항의 화합물을 신경퇴행성 질환의 치료를 요하는 포유류에 투여하는 것을 포함하는, 신경퇴행성 질환의 치료 방법.
치료 유효량의 제 1 항의 화합물을 우울증의 치료를 요하는 포유류에 투여하는 것을 포함하는, 우울증의 치료 방법.
치료 유효량의 제 1 항의 화합물을 불안증의 치료를 요하는 포유류에 투여하는 것을 포함하는, 불안증의 치료 방법.
치료 유효량의 제 1 항의 화합물을 공황의 치료를 요하는 포유류에 투여하는 것을 포함하는, 공황의 치료 방법.
치료 유효량의 제 1 항의 화합물을 동통의 치료를 요하는 포유류에 투여하는 것을 포함하는, 동통의 치료 방법.
치료 유효량의 제 1 항의 화합물을 신경병리적 질환의 치료를 요하는 포유류에 투여하는 것을 포함하는, 신경병리적 질환의 치료 방법.