KR20130023381A - Ｐｐａｒ 활성 화합물 - Google Patents

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딘 알. 아티스
클라렌스 알. 허트
프라브하 엔. 이브라힘
하이케 크루프카
잭 린
마이클 브이. 밀번
웨이루 왕
차오 장
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Abstract

판(pan)-활성인 화합물들을 포함하여, PPAR에 대해 활성인 화합물들이 기술된다. 또한, 원하는 선택도 프로파일을 가지는 화합물들의 개발 또는 확인 방법이 기술된다.

Description

ＰＰＡＲ 활성 화합물 {PPAR ACTIVE COMPOUNDS}
본 발명은 과산화소체 증식자-활성화 수용체(peroxisome proliferator-activated receptor)로 동정된 핵 수용체 계통군에 대한 작용제의 분야에 관한 것이다.
하기 설명은 단지 독자의 이해를 돕기 위해 제공된다. 인용된 참고 문헌 또는 제공된 정보 그 어느 것도 본원 발명에 대한 선행 기술이 될 수는 없다. 본원에 인용된 각각의 참고 문헌은, 각각의 참고 문헌이 개별적으로 본원에 그 전체가 도입되도록 제시된 것과 같은 정도로, 그 전체가 참고로 도입된다.
과산화소체 증식자-활성화 수용체(PPAR)는 핵 수용체 상위계통군 내의 한 하위계통군을 형성한다. 별개의 유전자에 의해 코딩된 세 가지 이소 형태가 지금까지 동정되었다: PPARγ, PPARα, 및 PPARδ.
마우스 및 인간 내에서 단백질 수준에서 발현된 두 가지 PPARγ 이소 형태인 γ1 및 γ2가 존재한다. 그들은 후자가 동일한 유전자 내에서의 차별적인 프로모터의 사용, 및 후속하는 대체된 RNA 과정으로 인해 N 말단에 30개의 부가적인 아미노산을 가진다는 점에서만 차이가 있다. PPARγ2는 주로 지방 조직에서 발현되는 반면, PPARγ1은 넓은 범위의 조직에서 발현된다.
쥐의 PPARα는 클로닝될 이러한 핵 수용체 하위부류의 제1 요소였다: 그것은 그 후로 인간으로부터 클로닝되어왔다. PPARα는 다수의 대사적으로 활성인 조직, 예컨대 간, 신장, 심장, 골격근, 및 갈색 지방에서 발현된다. 그것은 또한 단핵구, 맥관내피, 및 맥관성 평활근세포 내에 존재한다. PPARα의 활성화는 설치류에서의 간의 과산화소체 증식, 간비대, 및 간암발생을 유도한다. 비록 동일한 화합물들이 여러 종에 걸쳐 PPARα를 활성화하더라도, 이 독성 효과는 인간에게는 없다.
인간 PPARδ는 1990년대 초에 클로닝되었고 후속하여 설치류로부터 클로닝되었다. PPARδ는 넓은 범위의 조직 및 세포에서 발현되고, 소화관, 심장, 신장, 간, 지방층, 및 뇌에서 최고 수준의 발현이 발견되었다. 지금까지, PPARδ-특이적인 유전자 표적은 동정되지 않았다.
PPAR는 조절된 유전자의 인핸서 자리에서 특정 과산화소체 증식자 반응 요소(PPRE)에 결합하여 표적 유전자 발현을 조절하는 리간드-의존적인 전사 인자이다. PPAR은 DNA 결합 도메인(DBD) 및 리간드 결합 도메인(LBD)을 포함하는 기능성 도메인으로 구성된 구성단위 구조를 가진다. DBD는 PPAR-반응성 유전자의 조절 영역에서 PPRE를 특이적으로 결합한다. 수용체의 C-말단 절반부(half) 내에 위치한 DBD는 리간드-의존적인 활성화 도메인인 AF-2를 함유한다. 각각의 수용체는 레티노이드 X 수용체(RXR)로 헤테로다이머로서의 그것의 PPRE에 결합한다. 작용제를 결합하는 동안, PPAR의 입체 형태는 변경되고 안정화되어 일부가 AF-2 도메인으로 구성된 결합 틈새(cleft)가 생성되고 전사 동반활성인자의 보충이 발생한다. 동반활성인자는 전사 과정을 초기화시키는 핵 수용체의 능력을 증대시킨다. PPRE에서의 작용제-유도된 PPAR-동반활성인자 상호작용의 결과는 유전자 전사에 있어서의 증가이다. PPAR에 의한 유전자 발현의 하향 조절은 간접적인 메카니즘을 통해 발생한다고 밝혀졌다(문헌[Bergen & Wagner, 2002, Diabetes Tech. & Ther., 4:163-174]).
PPAR(PPARα)의 제1 클로닝은 설치류의 간의 과산화소체 증식제의 분자 표적의 조사 도중에 발생하였다. 그때부터, 여러 가지 에이코사노이드 및 프로스타글란딘을 포함하는 다수의 지방산들 및 그들의 유도체가 PPAR의 리간드로 작용하는 것으로 나타났다. 따라서, 이들 수용체들은 영양소 수준의 감지 및 그들의 대사의 조절에 있어서 중요한 역할을 할 수 있다. 또한, PPAR은 당뇨병 및 이상지질혈증의 성공적인 치료에 사용된 합성 화합물의 선택된 부류의 주요 표적이다. 이와 같이, 이들 수용체의 분자 및 생리학적 특성의 이해는 대사 장애를 치료하는데 사용되는 약제의 개발 및 사용에 매우 중요하게 되었다. 또한, 연구 집단 내의 큰 관심으로 인해, PPAR에 대한 넓은 범위의 부가적인 역할들이 발견되었다; PPARα 및 PPARγ는 죽상경화판 형성 및 안정도, 혈전증, 혈관긴장도, 혈관신생, 및 암을 포함하는, 맥관구조와 관련된 넓은 범위의 사건(event)에서 역할을 할 수 있다.
합성 리간드들 중에서 PPAR에 대해 확인된 것은 티아졸리딘디온(TZD)이다. 이 화합물은 원래 동물 약리 연구에 있어서 그들의 인슐린-감지 효과에 기초하여 개발되었다. 후속하여, TZD가 지방세포 분화를 유도하고 지방세포 지방산-결합 단백질 aP2를 포함하여 지방세포 유전자의 발현을 증가시킨다는 점이 밝혀졌다. 독립적으로, PPARγ가 그 지방세포-특이적인 발현을 조절하는 aP2 유전자의 조절 요소와 상호작용한다는 점이 밝혀졌다. 이들 독창적인 관찰에 기초하여, TZD가 PPARγ 리간드 및 작용제인 것을 결정하여 그들의 시험관 내 PPARγ 활성과 생체 내 인슐린-감지 작용 사이의 명확한 상호 관련을 입증하는 실험들이 수행되었다(문헌[Bergen & Wagner, 2002, Diabetes Tech. & Ther., 4:163-174]).
트로글리타존, 로시글리타존, 및 피오글리타존을 포함하는 몇몇의 TZD는 제2형 당뇨병 및 내당성 장애를 가진 인간 내에서 인슐린-감지 및 항-당뇨병 활성을 가진다. 파글리타자르는 최근에 인간 내에서 항당뇨병 및 지질-변경 효능을 가진다고 밝혀진 매우 효능 있는 비-TZD PPAR-γ-선택적인 작용제이다. 이들 효능 있는 PPARγ 리간드 외에 비스테로이드성 소염제(NSAID)의 하부집단, 예컨대 인도메타신, 페노프로펜, 및 이부프로펜이 약한 PPARγ 및 PPARα 활성을 나타내었다(문헌[Bergen & Wagner, 2002, Diabetes Tech. & Ther., 4:163- 174]).
과중성지방혈증의 치료에 유용하다고 입증된 양친매성 카르복실산인 피브레이트는 PPARα 리간드이다. 이 화합물 부류의 원형적 요소인 클로피브레이트는 지질-저하 효능을 평가하기 위한 설치류 내의 생체 내 분석법을 사용하여 PPAR의 확인에 앞서 개발되었다(문헌[Bergen & Wagner, 2002, Diabetes Tech. & Ther., 4:163-174]).
문헌[Fu et al., Nature, 2003, 425:9093]은 PPARα 결합 화합물인 올레일에탄올아미드가 마우스 내에서 포만감을 생성하고 증체량을 감소시킨다는 것을 입증하였다.
클로피브레이트 및 페노피브레이트는 PPARα를 PPARγ에 비해 10배의 선택도로 활성화시킨다고 밝혀졌다. 베자피브레이트는 세 가지 PPAR 이소 형태 모두에 있어서 유사한 효능을 나타낸 판(pan)-작용제로 작용하였다. 클로피브레이트의 2-아릴티오아세트산 유사체인 Wy-14643은 효능 있는 쥐 PPARα 작용제 및 약한 PPARγ 작용제였다. 인간 내에서, 효과적인 지질-저하 활성을 달성하기 위해 모든 피브레이트는 높은 복용량(200 내지 1,200 mg/일)으로 사용되어야 한다.
TZD 및 비-TZD는 또한 이중 PPARγ/α 작용제인 것으로 밝혀졌다. 부가적인 PPARα 작용제 활성에 의해, 이러한 부류의 화합물은 당뇨병 및 지질 장애를 가진 동물 모델 내에서 항고혈당성 활성 이외에도 효능 있는 지질-변경 효능을 가진다. KRP-297은 TZD 이중 PPARγ/α 작용제의 예이고(문헌[Fajas, 1997, J Biol. Chem., 272:18779-18789]) DRF-2725 및 AZ-242는 비-TZD 이중 PPARγ/α 작용제이다(문헌[Lohray, et al., 2001, J Med. Chem., 44:2675-2678]; [Cronet, et al., 2001, Structure(Camb.) 9:699-706]).
PPARδ의 생리학적 역할을 정의하기 위해, 선택적인 방법으로 이러한 수용체를 활성화하는 신규한 화합물을 개발하려는 노력이 계속 되어왔다. 앞서 기술된 α-치환된 카르복실산들 중에서, 효능 있는 PPARδ 리간드 L-165041은 PPARγ에 비해 이 수용체에 대한 약 30배 높은 작용제 선택도를 나타내었고; 그것은 쥐 PPARα 상에서 불활성이었다(문헌[Liebowitz, et al., 2000, FEBS Lett., 473:333-336]). 이 화합물은 설치류 내에서 고밀도 지단백질 수준을 증가시킨다고 밝혀졌다. GW501516이 비만인 인슐린-내성을 가진 붉은 털 원숭이 내의 혈청 지질 파라미터에 있어서의 이로운 변화를 생성하는 효능 있는, 고도로 선택적인 PPARδ 작용제였다는 것 또한 보고되었다(문헌[Oliver et al. , 2001, Proc. Natl. Acad. Sci., 98:5306-5311]).
상기 화합물들 이외에도, PPAR에 대해 활성인 특정 티아졸 유도체가 기술되었다(본원에 그 전체가 참고로 도입되는 문헌[Cadilla et al., Internat. Appl. PCT/US01/149320, Internal Publ. WO 02/062774]).
일부 트리시클릭-α-알킬옥시페닐프로피온산이 이중 PPARα/γ 작용제로서 기술되었다(문헌[Sauerberg et al., 2002, J. Med. Chem. 45:789-804]).
PPARα/γ/δ에 대해 동일한 활성을 가진다고 언급된 화합물들의 군은 문헌[Morgensen et al., 2002, Bioorg. & Med. Chem. Lett. 13:257-260]에 기술되었다.
올리버(Oliver) 등은 콜레스테롤 역 이송을 촉진하는 선택적 PPARδ 작용제를 기술하였다(문헌[Oliver et al. , 2001, PNAS 98:5306-5311]).
야마모토(Yamamoto) 등의 미국 특허 제 3,489,767호는 "소염제, 진통제 및 해열제 작용"을 가진다고 언급된 "1-(페닐술포닐)-인돌릴 지방족산 유도체"를 기술한다(컬럼 1, 16 내지 19행).
카토(Kato) 등의 유럽 특허 출원 제 94101551.3호(공개 번호 제 0 610 793 A1호)는 특별한 테트라시클릭 모르폴린 유도체의 합성에서의 중간체로서의 3-(5-메톡시-1-p-톨루엔술포닐인돌-3-일)프로피온산(제6면) 및 1-(2,3,6-트리이소프로필페닐술포닐)-인돌-3-프로피온산(제9면)의 사용을 기술한다.
발명의 요약
본 발명에 있어서, PPAR에 대해 단지 약하게 활성일 뿐인 화합물이 확인되었다. 이런 화합물들의 확인은 PPAR에 관한 구조적인 정보를 사용하여 편리한 리간드 개발을 가능하게 하는 분자 스캐폴드(scaffold)의 확인, 및 그 처음에 확인된 화합물들에 비해 PPAR에 대해 매우 증강된 활성을 갖는 스캐폴드에 기초한 화합물의 제조를 야기하였다. PPAR, PPARα, PPARδ, 및 PPARγ에 걸쳐 현저한 판-활성을 갖는 화합물, 및 단일 PPAR, 또는 세 가지 PPAR 중 두 개에 대해 현저한 특이성(5배 이상, 10배 이상, 또는 20배 이상 큰 활성)을 갖는 화합물이 포함된다.
분자 스캐폴드는 하기 화학식 I의 구조에 의해 나타내어진다(n이 1이고 Y가 CH인 경우, R1을 제외한 R 치환기는 H이고, R1은 -COOH이다). 나타내어진 잔기들에 대해 각각의 대체된 선택을 가지는 유사한 스캐폴드(예를 들면, Y는 N이고(이거나) n은 0 또는 2이고(이거나) R1은 다른 지시된 치환기들 중 하나이다)가 또한 제공된다. 본 발명은 하기 화학식 I의 분자 스캐폴드 및 상기 분자 스캐폴드의 용도, 및 PPAR, PPARα, PPARδ, 및 PPARγ의 조절자로서의 하기 화학식 I의 구조를 가지는 화합물의 용도에 관한 것이다.
[화학식 I]
Figure pat00001
식 중,
U, V, W, X, 및 Y는 독립적으로 치환된 N 또는 CR8이고, 화학식 I에 도시된 비시클릭 고리 구조에는 4 이하, 바람직하게는 3 이하의 질소가 존재하며, 상기 고리 중 하나에는 2 이하의 질소가 존재하고;
R1은 카르복실기(또는 그의 에스테르) 또는 카르복실산 동배체, 예컨대 임의로 치환된 티아졸리딘 디온, 임의로 치환된 히드록삼 산, 임의로 치환된 아실-시안아미드, 임의로 치환된 테트라졸, 임의로 치환된 이속사졸, 임의로 치환된 술포네이트, 임의로 치환된 술폰아미드, 및 임의로 치환된 아실술폰아미드이고;
R2는 수소, 임의로 치환된 저급 알킬, -CH2-CR12=CR13R14, -CH2-C≡CRl5, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 임의로 치환된 헤테로아르알킬, -C(Z)NR10R11, -C(Z)R20, -S(O)2NR10R11, 또는 -S(O)2R21이고;
R6 및 R7은 독립적으로 수소, 임의로 치환된 저급 알킬, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 또는 임의로 치환된 헤테로아르알킬이거나, 또는 R6 및 R7은 결합하여 모노-카르보시클릭 또는 모노-헤테로시클릭 5- 또는 6-원 고리계를 형성하고;
R8은 수소, 할로, 임의로 치환된 저급 알킬, -CH2-CR12=CR13R14, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 모노플루오로알킬, 임의로 치환된 디플루오로알킬, 임의로 치환된 트리플루오로알킬, 트리플루오로메틸, -CH2-C≡CRl5, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 임의로 치환된 헤테로아르알킬, -OR9, -SR9, -NR10R11, -C(Z)NR10R11, -C(Z)R20, -S(O)2NR10R11, 또는 -S(O)2R21이고;
R9는 임의로 치환된 저급 알킬, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 또는 임의로 치환된 헤테로아르알킬이고;
R10 및 R11은 독립적으로 수소, 임의로 치환된 저급 알킬, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 또는 임의로 치환된 헤테로아르알킬이거나, 또는 R10 및 R11은 결합하여 모노-카르보시클릭 또는 모노-헤테로시클릭 5- 또는 6-원 고리계를 형성하고;
R12, R13, R14 및 R15는 독립적으로 임의로 치환된 저급 알킬, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 모노플루오로알킬, 트리플루오로알킬, 임의로 치환된 디플루오로알킬, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 또는 임의로 치환된 헤테로아르알킬이고;
R20은 임의로 치환된 모노플루오로알킬, 트리플루오로메틸, 임의로 치환된 디플루오로알킬, -CH2-CR12=CR13R14, -CH2-C≡CRl5, 임의로 치환된 저급 알킬, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 또는 임의로 치환된 헤테로아르알킬이고;
R21은 임의로 치환된 저급 알콕시, -CH2-CR12=CR13R14, -CH2-C≡CRl5, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 또는 임의로 치환된 헤테로아르알킬이고;
Z는 O 또는 S이고;
n은 0, 1, 또는 2이다.
화학식 I의 한 화합물 또는 화합물들을 특정하는데 있어서, 반대로 지시하지 않으면, 상기 화합물(들)의 설명은 그 화합물(들)의 제약학적으로 허용가능한 염을 포함한다.
화학식 I의 화합물과 관련하여, 다양한 화학 구조들 및 잔기들은 다음의 의미를 가진다.
"할로" 또는 "할로겐"은, 단독으로 또는 조합하여, 모든 할로겐, 즉, 클로로(Cl), 플루오로(F), 브로모(Br), 요오도(I)를 의미한다.
"히드록실"은 기 -OH를 의미한다.
"티올" 또는 "머캅토"는 기 -SH를 의미한다.
"알킬"은, 단독으로 또는 조합하여, (구체적으로 한정되지 않는다면) 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 15의 탄소 원자를 함유하는 알칸-유도된 라디칼을 의미한다. 그것은 직쇄 알킬, 분지된 알킬, 또는 시클로알킬이다. 다수의 실시태양에 있어서, 알킬은 1 내지 15, 1 내지 8, 1 내지 6, 1 내지 4, 또는 1 내지 2의 탄소원자를 함유하는 직쇄 또는 분지된 알킬 기, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, t-부틸 등이다. 용어 "저급 알킬"은 본원에서 1 내지 6, 1 내지 4, 또는 1 내지 2의 탄소 원자의 직쇄 알킬 기를 기술하는데 사용된다. 바람직하게는, 시클로알킬 기는 고리당 3 내지 8, 더 바람직하게는 3 내지 6의 고리 구성원을 갖는 모노시클릭, 비시클릭, 또는 트리시클릭 고리계, 예컨대 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등이고, 또한 아다만틸 같은 보다 큰 고리 구조를 포함할 수 있다. 알킬은 또한 시클로알킬 부분을 포함하거나 또는 시클로알킬 부분에 의해 중단되는 직쇄 또는 분지된 알킬 기를 포함한다. 직쇄 또는 분지된 알킬 기는 임의의 이용가능한 지점에 부착되어 안정한 구조를 생성한다. 그 예는, 이들에 제한되는 것은 아니지만, 4-(이소프로필)-시클로헥실에틸 또는 2-메틸-시클로프로필펜틸을 포함한다. 치환된 알킬은, 할로, 히드록시, 알콕시, 알킬티오, 알킬술피닐, 알킬술포닐, 아실옥시, 아릴옥시, 헤테로아릴옥시; 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴 기로 임의로 모노- 또는 디-치환된 아미노; 아미디노; 알킬, 아릴, 헤테로아릴 또는 헤테로사이클릴 기로 임의로 치환된 우레아; 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴 기로 임의로 N-모노- 또는 N,N-디-치환된 아미노술포닐; 알킬술포닐아미노, 아릴술포닐아미노, 헤테로아릴술포닐아미노, 알킬카르보닐아미노, 아릴카르보닐아미노, 헤테로아릴카르보닐아미노 등의 1 내지 3개의 기 또는 치환기로 독립적으로 치환된, 앞서 정의한 직쇄 알킬, 분지된 알킬, 또는 시클로알킬 기이다.
"알케닐"은, 단독으로 또는 조합하여, 2 내지 20, 바람직하게는 2 내지 17, 더 바람직하게는 2 내지 10, 더욱더 바람직하게는 2 내지 8, 가장 바람직하게는 2 내지 4의 탄소 원자 및 1 이상, 바람직하게는 1 내지 3, 더 바람직하게는 1 내지 2, 가장 바람직하게는 1개의 탄소-탄소 이중결합을 함유하는 직쇄, 분지된, 또는 시클릭 탄화수소를 의미한다. 시클로알케닐 기의 경우, 1 이상의 탄소-탄소 이중 결합의 공액은 고리에 방향족성을 부여하기 위한 것은 아니다. 탄소-탄소 이중 결합은 시클로프로페닐을 제외하고 시클로알케닐 부분 내에 함유되거나, 또는 직쇄 또는 분지된 부분에 함유될 수 있다. 알케닐 기의 예들은 에테닐, 프로페닐, 이소프로페닐, 부테닐, 시클로헥세닐, 시클로헥세닐알킬 등을 포함한다. 치환된 알케닐은, 임의의 이용가능한 지점에 부착하여 안정한 화합물을 생성하는 할로, 히드록시, 알콕시, 알킬티오, 알킬술피닐, 알킬술포닐, 아실옥시, 아릴옥시, 헤테로아릴옥시; 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴 기로 임의로 모노- 또는 디-치환된 아미노; 아미디노; 알킬, 아릴, 헤테로아릴 또는 헤테로사이클릴 기로 임의로 치환된 우레아; 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴 기로 임의로 N-모노- 또는 N,N-디-치환된 아미노술포닐; 알킬술포닐아미노, 아릴술포닐아미노, 헤테로아릴술포닐아미노, 알킬카르보닐아미노, 아릴카르보닐아미노, 헤테로아릴카르보닐아미노, 카르복시, 알콕시카르보닐, 아릴옥시카르보닐, 헤테로아릴옥시카르보닐 등의 1 내지 3개의 기 또는 치환기로 독립적으로 치환된, 앞서 정의한 직쇄 알케닐, 분지된 알케닐, 또는 시클로알케닐 기이다.
"알키닐"은, 단독으로 또는 조합하여, 1 이상, 바람직하게는 1개의 탄소-탄소 삼중 결합을 함유하는, 2 내지 20, 바람직하게는 2 내지 17, 더 바람직하게는 2 내지 10, 더욱더 바람직하게는 2 내지 8, 가장 바람직하게는 2 내지 4의 탄소 원자를 함유하는 직쇄 또는 분지된 탄화수소를 의미한다. 알키닐 기의 예들은, 에티닐, 프로피닐, 부티닐 등을 포함한다. 치환된 알키닐은, 임의의 이용가능한 지점에 부착하여 안정한 화합물을 생성하는 할로, 히드록시, 알콕시, 알킬티오, 알킬술피닐, 알킬술포닐, 아실옥시, 아릴옥시, 헤테로아릴옥시; 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴 기로 임의로 모노- 또는 디-치환된 아미노; 아미디노; 알킬, 아릴, 헤테로아릴 또는 헤테로사이클릴 기로 임의로 치환된 우레아; 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴 기로 임의로 N-모노- 또는 N,N-디-치환된 아미노술포닐; 알킬술포닐아미노, 아릴술포닐아미노, 헤테로아릴술포닐아미노, 알킬카르보닐아미노, 아릴카르보닐아미노, 헤테로아릴카르보닐아미노 등의 1 내지 3개의 기 또는 치환기로 독립적으로 치환된, 앞서 정의한 직쇄 알키닐, 또는 분지된 알키닐이다.
"알킬 알케닐"은 기 -R-CR'=CR"'R""을 의미하며, 이때 R은 저급 알킬렌, 또는 치환된 저급 알킬렌이고, R', R"', R""은 독립적으로 하기 정의된 바와 같이 수소, 할로겐, 저급 알킬, 치환된 저급 알킬, 아실, 아릴, 치환된 아릴, 헤테로아릴, 또는 치환된 헤테로아릴일 수 있다.
"알킬 알키닐"은 기 -RCCR'을 의미하며, 이때 R은 저급 알킬렌 또는 치환된 저급 알킬렌이고, R'은 하기 정의된 바와 같이 수소, 저급 알킬, 치환된 저급 알킬, 아실, 아릴, 치환된 아릴, 헤테로아릴, 또는 치환된 헤테로아릴이다.
"알콕시"는 기 -OR을 의미하며, 이때 R은 정의된 바와 같이 저급 알킬, 치환된 저급 알킬, 아실, 아릴, 치환된 아릴, 아르알킬, 치환된 아르알킬, 헤테로알킬, 헤테로아릴알킬, 시클로알킬, 치환된 시클로알킬, 시클로헤테로알킬, 또는 치환된 시클로헤테로알킬이다.
"알킬티오" 또는 "티오알콕시"는 기 -SR, -S(O)n=1-2-R을 의미하며, 이때 R은 본원에 정의된 바와 같이 저급 알킬, 치환된 저급 알킬, 아릴, 치환된 아릴, 아르알킬 또는 치환된 아르알킬이다.
"아실"은 기 -C(O)R을 의미하며, 이때 R은 본원에 정의된 바와 같이 수소, 저급 알킬, 치환된 저급 알킬, 아릴, 치환된 아릴 등이다.
"아릴옥시"는 기 -OAr을 의미하며, 이때 Ar은 본원에 정의된 바와 같이 아릴, 치환된 아릴, 헤테로아릴, 또는 치환된 헤테로아릴 기이다.
"아미노" 또는 치환된 아민은 기 -NRR'을 의미하며, 이때 R 및 R'은 본원에 정의된 바와 같이 독립적으로 수소, 저급 알킬, 치환된 저급 알킬, 아릴, 치환된 아릴, 헤테로아릴, 또는 치환된 헤테로아릴, 아실 또는 술포닐일 수 있다.
"아미도"는 기 -C(O)NRR'을 의미하며, 이때 R 및 R'은 본원에 정의된 바와 같이 독립적으로 수소, 저급 알킬, 치환된 저급 알킬, 아릴, 치환된 아릴, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴일 수 있다.
"카르복실"은 기 -C(O)OR을 의미하며, 이때 R은 본원에 정의된 바와 같이 수소, 저급 알킬, 치환된 저급 알킬, 아릴, 치환된 아릴, 헤테로아릴, 및 치환된 헤테로아릴이다.
용어 "카르복실산 동배체"는 임의로 치환된 티아졸리딘 디온, 임의로 치환된 히드록삼 산, 임의로 치환된 아실-시안아미드, 임의로 치환된 테트라졸, 임의로 치환된 이속사졸, 임의로 치환된 술포네이트, 임의로 치환된 술폰아미드, 및 임의로 치환된 아실술폰아미드로부터 선택된 기를 의미한다.
"카르보시클릭"은 모든 고리 원자들이 탄소 원자인 단일 고리(예를 들면, 페닐) 또는 다중 축합 고리를 가지는 포화, 불포화, 또는 방향족 기를 의미하며, 이는, 예를 들면, 할로겐, 저급 알킬, 저급 알콕시, 알킬티오, 아세틸렌, 아미노, 아미도, 카르복실, 히드록실, 아릴, 아릴옥시, 헤테로사이클, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴, 니트로, 시아노, 티올, 술파미도 등으로 임의로 치환되거나 치환되지 않을 수 있다.
"아릴"은, 단독으로 또는 조합하여, 바람직하게는 5 내지 7, 더 바람직하게는 5 내지 6의 고리 구성원을 갖는 시클로알킬로 임의로 카르보시클릭 융합되고(되거나) 할로, 히드록시, 알콕시, 알킬티오, 알킬술피닐, 알킬술포닐, 아실옥시, 아릴옥시, 헤테로아릴옥시; 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴 기로 임의로 모노- 또는 디-치환된 아미노; 아미디노; 알킬, 아릴, 헤테로아릴 또는 헤테로사이클릴 기로 임의로 치환된 우레아; 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴 기로 임의로 N-모노- 또는 N,N-디-치환된 아미노술포닐; 알킬술포닐아미노, 아릴술포닐아미노, 헤테로아릴술포닐아미노, 알킬카르보닐아미노, 아릴카르보닐아미노, 헤테로아릴카르보닐아미노 등의 1 내지 3개의 기 또는 치환기로 임의로 치환된 페닐 또는 나프틸을 의미한다.
"치환된 아릴"은 1 이상의 작용기, 예를 들면, 할로겐, 저급 알킬, 저급 알콕시, 알킬티오, 아세틸렌, 아미노, 아미도, 카르복실, 히드록실, 아릴, 아릴옥시, 헤테로사이클, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴, 니트로, 시아노, 티올, 술파미도 등으로 임의로 치환된 아릴을 의미한다.
"헤테로사이클"은 단일 고리(예를 들면, 모르폴리노, 피리딜 또는 푸릴) 또는 다중 축합 고리(예를 들면, 나프트피리딜, 퀴녹살릴, 퀴놀리닐, 인돌리지닐 또는 벤조[b]티에닐)을 갖고 고리 내에 탄소 원자 및 1 이상의 이종원자, 예컨대 N, O 또는 S를 가지는 포화, 불포화, 또는 방향족 기를 의미하며, 이는, 예를 들면, 할로겐, 저급 알킬, 저급 알콕시, 알킬티오, 아세틸렌, 아미노, 아미도, 카르복실, 히드록실, 아릴, 아릴옥시, 헤테로사이클, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴, 니트로, 시아노, 티올, 술파미도 등으로 임의로 치환되거나 치환되지 않을 수 있다.
"헤테로아릴"은, 단독으로 또는 조합하여, 1 이상, 바람직하게는 1 내지 4, 더 바람직하게는 1 내지 3, 더욱더 바람직하게는 1 내지 2의 독립적으로 O, S, 및 N의 군으로부터 선택된 이종원자를 함유하고, 할로, 히드록시, 알콕시, 알킬티오, 알킬술피닐, 알킬술포닐, 아실옥시, 아릴옥시, 헤테로아릴옥시; 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴 기로 임의로 모노- 또는 디-치환된 아미노; 아미디노; 알킬, 아릴, 헤테로아릴 또는 헤테로사이클릴 기로 임의로 치환된 우레아; 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴 기로 임의로 N-모노- 또는 N,N-디-치환된 아미노술포닐; 알킬술포닐아미노, 아릴술포닐아미노, 헤테로아릴술포닐아미노, 알킬카르보닐아미노, 아릴카르보닐아미노, 헤테로아릴카르보닐아미노 등의 1 내지 3개의 기 또는 치환기로 임의로 치환된 5 내지 6의 고리 원자를 함유하는 모노시클릭 방향족 고리 구조, 또는 8 내지 10의 원자를 가지는 비시클릭 방향족 기를 의미한다. 헤테로아릴은 또한 산화된 S 또는 N, 예컨대 술피닐, 술포닐 및 삼급 고리 질소의 N-옥사이드를 포함하도록 의도된다. 탄소 또는 질소 원자는 안정한 방향족 고리가 보유되도록 하는 헤테로아릴 고리 구조의 부착 지점이다. 헤테로아릴 기의 예들은 피리디닐, 피리다지닐, 피라지닐, 퀴나졸리닐, 푸리닐, 인돌릴, 퀴놀리닐, 피리미디닐, 피롤릴, 옥사졸릴, 티아졸릴, 티에닐, 이속사졸릴, 옥사티아디아졸릴, 이소티아졸릴, 테트라졸릴, 이미다졸릴, 트리아지닐, 푸라닐, 벤조푸릴, 인돌릴 등이다. 치환된 헤테로아릴은 이용가능한 탄소 또는 질소에 부착하여 안정한 화합물을 생성하는 치환기를 함유한다.
"헤테로사이클릴"은, 단독으로 또는 조합하여, 5 내지 10의 원자를 가지며, 고리 내의 1 내지 3의 탄소 원자는 O, S 또는 N의 이종원자로 치환되고, 임의로 벤조 융합되거나 5 내지 6의 고리 구성원의 융합된 헤테로아릴이고(이거나) 시클로알킬의 경우에서와 같이 임의로 치환된 것인 비-방향족 시클로알킬 기를 의미한다. 헤테로사이클릴은 또한 산화된 S 또는 N, 예컨대 술피닐, 술포닐 및 삼급 고리 질소의 N-옥사이드를 포함하도록 의도된다. 부착 지점은 탄소 또는 질소 원자이다. 헤테로사이클릴 기의 예들은 테트라히드로푸라닐, 디히드로피리디닐, 피페리디닐, 피롤리디닐, 피페라지닐, 디히드로벤조푸릴, 디히드로인돌릴 등이다. 치환된 헤테로사이클릴 기는 이용가능한 탄소 또는 질소에 부착하여 안정한 화합물을 생성하는 치환기 질소를 함유한다.
"치환된 헤테로아릴"은 1 이상의 작용기, 예를 들면, 할로겐, 저급 알킬, 저급 알콕시, 알킬티오, 아세틸렌, 아미노, 아미도, 카르복실, 히드록실, 아릴, 아릴옥시, 헤테로사이클, 치환된 헤테로사이클, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴, 니트로, 시아노, 티올, 술파미도 등으로 임의로 모노 또는 폴리 치환된 헤테로사이클을 의미한다.
"아르알킬"은 기 -R-Ar을 의미하며, 이때 Ar은 아릴 기이고 R은 저급 알킬 또는 치환된 저급 알킬 기이다. 아릴 기는, 예를 들면, 할로겐, 저급 알킬, 알콕시, 알킬티오, 아세틸렌, 아미노, 아미도, 카르복실, 히드록실, 아릴, 아릴옥시, 헤테로사이클, 치환된 헤테로사이클, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴, 니트로, 시아노, 티올, 술파미도 등으로 임의로 치환되거나 치환되지 않을 수 있다.
"헤테로알킬"은 기 -R-Het을 의미하며, 이때 Het은 헤테로사이클 기이고 R은 저급 알킬렌 기이다. 헤테로알킬 기는, 예를 들면, 할로겐, 저급 알킬, 저급 알콕시, 알킬티오, 아세틸렌, 아미노, 아미도, 카르복실, 아릴, 아릴옥시, 헤테로사이클, 치환된 헤테로사이클, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴, 니트로, 시아노, 티올, 술파미도 등으로 임의로 치환되거나 치환되지 않을 수 있다.
"헤테로아릴알킬"은 기 -R-HetAr을 의미하며, 이때 HetAr은 헤테로아릴 기이고 R은 저급 알킬렌 또는 치환된 저급 알킬렌이다. 헤테로아릴알킬 기는, 예를 들면, 할로겐, 저급 알킬, 치환된 저급 알킬, 알콕시, 알킬티오, 아세틸렌, 아릴, 아릴옥시, 헤테로사이클, 치환된 헤테로사이클, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴, 니트로, 시아노, 티올, 술파미도 등으로 임의로 치환되거나 치환되지 않을 수 있다.
"시클로알킬"은 3 내지 15의 탄소 원자를 함유하는 시클릭 또는 폴리시클릭 알킬 기를 의미한다.
"치환된 시클로알킬"은 1 이상의 치환기, 예를 들면, 할로겐, 저급 알킬, 치환된 저급 알킬, 알콕시, 알킬티오, 아세틸렌, 아릴, 아릴옥시, 헤테로사이클, 치환된 헤테로사이클, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴, 니트로, 시아노, 티올, 술파미도 등을 포함하는 시클로알킬 기를 의미한다.
"시클로헤테로알킬"은 1 이상의 고리 탄소 원자가 이종원자(예를 들면, N, O, S 또는 P)로 치환된 시클로알킬 기를 의미한다.
"치환된 시클로헤테로알킬"은 1 이상의 치환기, 예컨대 할로겐, 저급 알킬, 저급 알콕시, 알킬티오, 아세틸렌, 아미노, 아미도, 카르복실, 히드록실, 아릴, 아릴옥시, 헤테로사이클, 치환된 헤테로사이클, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴, 니트로, 시아노, 티올, 술파미도 등을 함유하는, 본원에 정의된 바와 같은 시클로헤테로알킬 기를 의미한다.
"알킬 시클로알킬"은 기 -R-시클로알킬을 의미하며, 이때 시클로알킬은 시클로알킬기이고 R은 저급 알킬렌 또는 치환된 저급 알킬렌이다. 시클로알킬 기는, 예를 들면, 할로겐, 저급 알킬, 저급 알콕시, 알킬티오, 아세틸렌, 아미노, 아미도, 카르복실, 히드록실, 아릴, 아릴옥시, 헤테로사이클, 치환된 헤테로사이클, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴, 니트로, 시아노, 티올, 술파미도 등으로 임의로 치환되거나 치환되지 않을 수 있다.
"알킬 시클로헤테로알킬"은 기 -R-시클로헤테로알킬을 의미하며, 이때 R은 저급 알킬렌 또는 치환된 저급 알킬렌이다. 시클로헤테로알킬 기는, 예를 들면, 할로겐, 저급 알킬, 저급 알콕시, 알킬티오, 아미노, 아미도, 카르복실, 아세틸렌, 히드록실, 아릴, 아릴옥시, 헤테로사이클, 치환된 헤테로사이클, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴, 니트로, 시아노, 티올, 술파미도 등으로 임의로 치환되거나 치환되지 않을 수 있다.
화학식 I의 화합물을 포함하는 특정 실시태양에 있어서, 화합물은 화학식 I에 대해 나타나는 비시클릭 코어가 하기 구조 중 하나를 갖는 화학식 I의 구조를 가진다.
Figure pat00002
Figure pat00003
이렇게, 화학식 I의 화합물을 포함하는 특정 실시태양에 있어서, 화합물은 상기 도시된 바와 같은 비시클릭 코어를 포함한다. 상기 화합물들은 화학식 I에 대해 기술된 바와 같은 치환기들을 포함할 수 있으며, 인돌 구조의 1번 위치에 상응하는 질소 이외의 고리 질소들이 치환되지 않는다고 이해된다. 특정 실시태양에 있어서, 화합물들은 상기 도시된 비시클릭 코어들 중 하나 및 인돌릴 코어를 가지는 화합물에 대해 본원에 도시된 바와 같은 치환 선택을 가진다; 화합물들은 상기 비시클릭 코어들 중 하나를 가지고, 5번 위치에 도시된 치환기들은 대신에 6번 위치에서 부착된다.
화학식 I의 화합물을 포함하는 특정 실시태양에 있어서, 화합물들은 하기 화학식 I-1의 구조를 가진다.
[화학식 I-1]
Figure pat00004
식 중,
R3, R4, 및 R5는 독립적으로 수소, 할로, 트리플루오로메틸, 임의로 치환된 저급 알킬, -CH2-CR12=CR13R14, 임의로 치환된 모노플루오로알킬, 임의로 치환된 디플루오로알킬, 임의로 치환된 트리플루오로알킬, -CH2-C≡CRl5, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 임의로 치환된 헤테로아르알킬, -OR9, -SR9, -NR10R11, -C(Z)NR10R11, -C(Z)R20, -S(O)2NR10R11, 또는 -S(O)2R21이다.
특정 실시태양을 포함하여, 본 발명의 다른 태양의 구체적인 실시태양에 있어서, 화학식 I의 화합물들은 상세한 설명에 나타낸 바와 같이 화학식 Ia, Ib, Ic, Id, X 또는 XIV의 화합물들이다. 또한, 특정 실시태양에 있어서, 상기 화합물들은 Y=N; Y=CR8; Y=CH; R1, R2, 및 R4를 제외한 모든 R 치환기는 H(각각에 대하여, X는 N; X는 CH; 및 X는 CR8); R6 및 R7은 H(각각에 대하여, X는 N; X는 CH; 및 X는 CR8)인 화학식 I의 화합물들이다.
특정 실시태양에 있어서, n=1; n=1 및 X 및(또는) Y는 CH; n=1, X 및(또는) Y는 CH, 및 R6 및 R7은 H; n=1 및 X 및(또는) Y는 CR8이다.
특정 실시태양에 있어서, n=1, R2는 -S(O)2R21이며, R21은 임의로 치환된 아릴 또는 임의로 치환된 헤테로아릴이다. n=1이고, R2는 -S(O)2R21이며, R21은 임의로 치환된 아릴 또는 임의로 치환된 헤테로아릴인 특정 실시태양에 있어서, 아릴 기는 5- 또는 6-원 고리이거나; 아릴 기는 6-원 고리이고; 아릴 기가 6-원 고리인 다른 실시태양에 있어서, 고리는 할로, 알콕시, 시클로알킬, 아릴, 아릴옥시, 헤테로아릴, 헤테로아릴옥시, 아릴 또는 헤테로아릴 치환된 알킬, 및 아릴 또는 헤테로아릴 치환된 알콕시로부터 독립적으로 선택된 1 또는 2의 기로 치환되고; 6-원 고리가 할로 또는 알콕시로 치환된 또다른 실시태양에 있어서, 고리는 3번 위치(메타), 4번 위치(파라), 또는 3번 및 4번 위치(메타 및 파라)에서 치환되고; 6원 고리가 4번 위치, 또는 3번 및 4번 위치에서 치환된 또다른 실시태양에 있어서, 4번 위치의 치환기는 저급 알킬이거나, 4번 위치의 치환기는 알킬이 아니거나, 4번 위치의 치환기는 할로(예를 들면, 플루오로 또는 클로로)이거나, 3번 및 4번 위치의 치환기는 플루오로이거나, 3번 및 4번 위치의 치환기는 클로로이거나, 3번 및 4번 위치의 치환기 중 하나는 플루오로이고 다른 하나는 클로로이거나, 3번 위치는 할로(예를 들면, 플루오로 또는 클로로)이고 4번 위치는 알콕시(예를 들면, 메톡시 또는 에톡시)이거나, 3번 위치는 알콕시(예를 들면, 메톡시 또는 에톡시)이고 4번 위치는 할로(예를 들면, 플루오로 또는 클로로)이거나, 3번 위치는 클로로이고 4번 위치는 알콕시이거나, 3번 위치는 알콕시이고 4번 위치는 클로로이고; 6원 고리는 제2의 5원 또는 6원 방향족 또는 비-방향족 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 고리와 융합한다. 아릴 기가 5원 고리인 또다른 실시태양에 있어서, 고리는 -S(O)2- 기에 연결된 고리 원자에 인접하지 않는 고리 위치에 위치한 1 또는 2의 기로 치환되거나; 5원 고리는 할로, 알콕시, 시클로알킬, 아릴, 아릴옥시, 헤테로아릴, 헤테로아릴옥시, 아릴 또는 헤테로아릴 치환된 알킬, 및 아릴 또는 헤테로아릴 치환된 알콕시로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2의 고리 치환기로 치환되거나; 고리는 클로로로 치환되거나; 고리는 알콕시로 치환되거나; 고리는 알킬로 치환되거나; 고리는 임의로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴로 치환되거나; 고리는 임의로 치환된 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시로 치환되고; 5원 고리는 제2의 5원 또는 6원 방향족 또는 비-방향족 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 고리와 융합된다.
n=1이고, R2는 -S(O)2R21이며, R21은 임의로 치환된 아릴 또는 임의로 치환된 헤테로아릴인 특정 실시태양에 있어서, R4는 H 및 알콕시와 상이하거나, 또는 R4 는 H 및 OR9와 상이하다.
특정 실시태양에 있어서, n=2; n=2 및 X 및(또는) Y는 CH; n=2, X 및(또는) Y는 CH, 및 R6 및 R7은 H; n=2 및 X 및(또는) Y는 CR8; n=2 및 X 및(또는) Y는 N이다.
n=2인 특정 실시태양에 있어서, R4는 H, 할로, 알킬, 알콕시, 알킬티오와 상이하거나; R4는 H, 할로, C1 -3 알킬, C1 -3 알콕시, C1 -3 알킬티오와 상이하거나; R4는 C1-3 알콕시와 상이하거나; R4는 메톡시가 아니다.
특정 실시태양에 있어서, n=2, R2는 -S(O)2R21이며, R21은 임의로 치환된 아릴 또는 임의로 치환된 헤테로아릴이다. n=2이고, R2는 -S(O)2R21이며, R21은 임의로 치환된 아릴 또는 임의로 치환된 헤테로아릴인 특정 실시태양에 있어서, 아릴 기는 5- 또는 6-원 고리이거나; 아릴 기는 6-원 고리이고; 아릴 기가 6-원 고리인 다른 실시태양에 있어서, 고리는 할로, 알킬, 시클로알킬, 아릴, 아릴옥시, 헤테로아릴, 헤테로아릴옥시, 아릴 또는 헤테로아릴 치환된 알킬, 및 아릴 또는 헤테로아릴 치환된 알콕시로부터 독립적으로 선택된 1 또는 2의 기로 치환되고; 6-원 고리가 할로 또는 알콕시로 치환된 또다른 실시태양에 있어서, 고리는 3번 위치(메타), 4번 위치(파라), 또는 3번 및 4번 위치(메타 및 파라)에서 치환되고; 6원 고리가 4번 위치, 또는 3번 및 4번 위치에서 치환된 또다른 실시태양에 있어서, 4번 위치의 치환기는 저급 알킬이거나, 4번 위치의 치환기는 알킬이 아니거나, 4번 위치의 치환기는 할로(예를 들면, 플루오로 또는 클로로)이거나, 3번 및 4번 위치의 치환기는 플루오로이거나, 3번 및 4번 위치의 치환기는 클로로이거나, 3번 및 4번 위치의 치환기 중 하나는 플루오로이고 다른 하나는 클로로이거나, 3번 위치는 할로(예를 들면, 플루오로 또는 클로로)이고 4번 위치는 알콕시(예를 들면, 메톡시 또는 에톡시)이거나, 3번 위치는 알콕시(예를 들면, 메톡시 또는 에톡시)이고 4번 위치는 할로(예를 들면, 플루오로 또는 클로로)이거나, 3번 위치는 클로로이고 4번 위치는 알콕시이거나, 3번 위치는 알콕시이고 4번 위치는 클로로이고; 6원 고리는 제2의 5원 또는 6원 방향족 또는 비-방향족 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 고리와 융합한다. 아릴 기가 5원 고리인 또다른 실시태양에 있어서, 고리는 -S(O)2- 기에 연결된 고리 원자에 인접하지 않는 고리 위치에 위치한 1 또는 2의 기로 치환되거나; 5원 고리는 할로, 알콕시, 시클로알킬, 아릴, 아릴옥시, 헤테로아릴, 헤테로아릴옥시, 아릴 또는 헤테로아릴 치환된 알킬, 및 아릴 또는 헤테로아릴 치환된 알콕시로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2의 고리 치환기로 치환되거나; 고리는 클로로로 치환되거나; 고리는 알콕시로 치환되거나; 고리는 알킬로 치환되거나; 고리는 임의로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴로 치환되거나; 고리는 임의로 치환된 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시로 치환되고; 5원 고리는 제2의 5원 또는 6원 방향족 또는 비-방향족 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 고리와 융합된다.
n=2이고, R2는 -S(O)2R21이며, R21은 치환된 6원 아릴 기인 특정 실시태양에 있어서, 아릴 기 상의 치환기는 메톡시가 아니거나, 아릴 기 상의 치환기는 알콕시가 아니거나; 아릴 기 상의 치환기는 알콕시가 아니거나; R4 및 아릴 기 상의 치환기는 둘 다 알콕시가 아니거나; R4 및 아릴 기 상의 치환기는 둘 다 메톡시가 아니거나; R4는 알콕시가 아니거나; R4는 메톡시가 아니다.
특정한 또다른 실시태양은 n=1 및 n=2 둘 다에 대해 상기한 바와 같은 상응하는 실시태양에 대해 기술된 화합물들을 포함한다.
특정 실시태양에 있어서, 화학식 I의 화합물은 하기 도시된 바와 같은 화학식 Ie의 구조를 가진다.
[화학식 Ie]
Figure pat00005
식 중,
R4는 수소, 할로, 임의로 치환된 저급 알킬, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 임의로 치환된 헤테로아르알킬, -OR9(예를 들면, 임의로 치환된 알콕시, 예컨대, 메톡시, 에톡시), -SR9, -NR10R11, -C(Z)NR10R11, -C(Z)R20, -S(O)2NR10R11, 또는 -S(O)2R21이고;
R24는 H, 할로, 임의로 치환된 알킬, 임의로 치환된 알콕시, 또는 임의로 치환된 아릴옥시, 또는 임의로 치환된 아르알콕시(예를 들면, 아릴-O(CH2)pO-, p는 1 내지 4)이고;
R25는 H, 할로, 임의로 치환된 알킬, 임의로 치환된 알콕시, 임의로 치환된 아릴옥시이거나, 또는 R24 및 R25는 함께 페닐 기와 융합된 고리, 예를 들면, 벤조푸란를 형성한다.
특정 실시태양에 있어서, R4는 임의로 치환된 알콕시(예를 들면, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소프로폭시), 임의로 치환된 아릴옥시, 임의로 치환된 헤테로아릴옥시, 임의로 치환된 알킬(예를 들면, 메틸 또는 에틸), 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 시클로헤테로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 헤테로아릴, 또는 할로이다.
특정 실시태양에 있어서, R4는 임의로 치환된 알콕시(예를 들면, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소프로폭시), 임의로 치환된 알킬(예를 들면, 메틸 또는 에틸), 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 헤테로아릴, 또는 할로이다.
특정 실시태양에 있어서, 화학식 I의 화합물은 화학식 Ie에 대해 특정된 것일 수 있지만, 이 경우 헤테로아릴 고리는 R24 및 R25가 부착된 페닐 고리이다. 헤테로아릴 고리가 5원 고리인 경우, R24 및 R25는 화학식 Ie에 도시된 술포닐 기에 연결된 원자에 인접하지 않는 고리 위치에 부착된다.
화학식 Ie의 화합물의 특정 실시태양에 있어서, R4가 알콕시이고 R24 및 R25가 클로로이거나; R4가 알콕시이고 R24 및 R25가 플루오로이거나; R4가 알콕시이고 R24가 알콕시이거나; R4가 알콕시이고 R24가 알킬이거나; R4가 메톡시 또는 에톡시이고 R24 및 R25가 클로로이거나; R4가 메톡시 또는 에톡시이고 R24가 알콕시이거나; R4가 메톡시 또는 에톡시이고 R24가 알킬이다.
화학식 Ie의 화합물의 특정 실시태양에 있어서, R24 및 R25가 둘 다 알킬이 아니거나; R24 및 R25 중 하나는 알킬이 아니거나; R24가 H이고, R25는 알킬이 아니거나; R25는 H이고, R24는 알킬이 아니다.
예시적인 화합물들은 표 1 및 표 4에 열거된 화합물들을 포함한다. 본원의 화학식 I의 화합물에 대한 참조는, 반대로 지시하지 않는 한, 본원에 기술된 화학식 I의 화합물의 하부-군 및 종(예를 들면, 상기한 특정 실시태양)에 대한 특정 참조를 포함한다.
특정 실시태양에 있어서, 화학식 I의 화합물의 임의의 1 이상의 하부-군 또는 임의의 1 이상의 예시적인 화합물들은 다르게는 상기 하부-군 또는 하부-군들을 포함할 화학식 I의 특정된 화합물 군들 또는 하부-군들 중 하나로부터 배제된다.
화학식 I의 화합물을 포함하는 태양의 특정 실시태양에 있어서, 화합물들은 PPARα에 대해 특이적이거나; PPARδ에 대해 특이적이거나; PPARγ에 대해 특이적이거나; PPARα 및 PPARδ에 대해 특이적이거나; PPARα 및 PPARγ에 대해 특이적이거나; PPARδ 및 PPARγ에 대해 특이적이다. 상기 특이성은 화합물이 다른 PPAR(들)에 대한 것보다 특정 PPAR(들)에 대해 5배 이상의 큰 활성(바람직하게는 1배 이상, 20배 이상, 50배 이상, 또는 100배 이상 큰 활성)을 가짐을 의미하며, 이때 활성은 PPAR 활성을 측정하는데 적합한 생화학적 분석법, 예를 들면, 본원에 기술된 분석법을 사용하여 측정된다.
본 발명의 제1 태양은 화학식 I의 신규한 화합물 및 화학식 I의 하부-군들, 예를 들면, 상기 기술된 것이거나 또는 다르게는 본원에 기술된 것들에 관한 것이다.
본 발명의 관련 태양은 화학식 I의 화합물 및 1종 이상의 제약학적으로 허용가능한 캐리어, 부형제, 또는 희석제를 포함하는 제약 조성물에 관한 것이다. 상기 조성물은 다수의 상이한 약리적으로 활성인 화합물을 포함할 수 있다.
또다른 관련 태양에 있어서, 화학식 I의 화합물은 PPAR-매개 질환 또는 증상의 치료를 위한 의약의 제조에 사용될 수 있다.
또다른 태양에 있어서, 본 발명은, 치료적 유효량의 화학식 I의 화합물, 상기 화합물의 프로드러그, 또는 상기 화합물 또는 프로드러그의 제약학적으로 허용가능한 염을 포유류에게 투여하는 것에 의한, 포유류의 질환 또는 증상의 치료 또는 예방 방법에 관한 것이다. 화합물은 단독 또는 제약 조성물의 일부분일 수 있다.
질환 또는 증상의 치료 또는 예방을 포함하는 태양 및 실시태양에 있어서, 질환 또는 증상은 비만증, 과다체중 증상, 고지혈증, 수반 당뇨병성 이상지질혈증 및 혼합 이상지질혈증을 포함하는 이상지질혈증, 저알파지방단백혈증, 증후군 X, 제2형 당뇨병, 제1형 당뇨병, 고인슐린혈증, 내당성 장애, 인슐린 내성, 당뇨병성 합병증(예를 들면, 신경병증, 신장병증, 망막병증 또는 백내장), 고혈압, 관상동맥심질환, 심부전증, 고콜레스테롤혈증, 염증, 혈전증, 울혈성 심부전증, 심장혈관병 (죽상동맥경화증, 동맥경화증, 및 과중성지방혈증을 포함), 상피 과증식성 질환(습진 및 건선 등), 암, 폐 및 소화관 및 비만증, 이 신경성 대식증 및 신경성식욕부진 등의 장애에 걸린 대상의 식욕 및 음식 섭취의 조절과 관련된 증상이다.
PPAR에 대해 활성인 화학식 I의 화합물의 확인은 또한, 1종 이상의 PPAR에 대해 활성인 임의의 다수의 화학식 I의 시험 화합물이 상기 PPAR에 대해 활성인 참조 화합물에 비해 1 이상의 원하는 약리 성질에 있어서의 개선을 제공하는지 여부를 측정하고 상기 원하는 약리 성질에 있어서 개선된 화합물을, 존재하는 경우, 선택하여 개선된 조절자를 제공하여, PPAR에 대해 활성인 부가적인 화합물, 예를 들면, 개선된 조절자를 확인 또는 개발하는 방법을 제공한다.
조절자 개발의 태양의 특정 실시태양에 있어서, 원하는 약리 성질은 PPAR 판-활성, 임의의 개별적인 PPAR(PPARα, PPARδ, 또는 PPARγ)에 대한 PPAR 선택도, 임의의 두 가지 PPAR(PPARα 및 PPARδ, PPARα 및 PPARγ, 또는 PPARδ 및 PPARγ)에 대한 선택도, 2 시간 초과 또는 4 시간 초과 또는 8 시간 초과의 혈청 반감기, 수용해성, 10% 초과의 경구 생체 이용률, 20% 초과의 경구 생체 이용률이다.
또한, 조절자 개발의 태양의 특정 실시태양에 있어서, 참조 화합물은 화학식 I의 화합물이다. 공정은 여러 회, 즉, 유도체의 제조 및(또는) 부가적인 관련 화합물의 선택 및 관련 화합물들의 상기 추가의 유도체의 산정의 여러 라운드, 예를 들면, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 그 이상의 부가적인 라운드를 반복할 수 있다.
부가적인 태양에 있어서, 예를 들면, 화학식 I의 화합물 또는 화학식 I의 분자 스캐폴드 또는 스캐폴드 코어와 함께, 1 이상의 PPAR들에 대한 구조적인 정보가 사용된다.
이렇게, 또다른 태양에 있어서, 본 발명은 PPAR의 결합 자리에 낮은 친화도로 결합하는 1 이상의 화합물을 분자 스캐폴드로서 확인하는 단계; 결합 자리 내의 분자 스캐폴드의 공-결정(co-crystal) 구조를 얻는 것에 의해 PPAR의 결합 자리에서의 1 이상의 분자 스캐폴드의 배향을 측정하는 단계; 변형된 경우, 스캐폴드 분자의 결합과 비교하여, PPAR에 대한 결합에 대해 변경된 결합 친화도 또는 결합 특이성 또는 둘 다를 가지는 리간드를 제공하는 1 이상의 스캐폴드 분자의 1 이상의 구조를 확인하는 단계에 의해, PPAR 단백질 계통군(PPARα, PPARδ, 및 PPARγ)의 1 이상의 구성원에 결합하는 리간드의 설계 방법을 제공한다. 설계된 리간드(들)는 그 후, 예를 들면, 리간드(들)를 합성 또는 다르게는 수득하여 제공될 수 있다. 특정 실시태양에 있어서, 분자 스캐폴드는 화학식 I의 화합물이거나, 또는 화학식 I에 대해 상기 도시된 바와 같은 비시클릭 코어를 함유한다.
특정 실시태양에 있어서, 다수의 별개 화합물들이 PPAR의 결합 자리에의 결합에 대해 분석되고; PPAR에 결합된 분자 스캐폴드의 공-결정이 단리되고, 분자 스캐폴드의 배향이 공-결정에 대한 X선 결정학 방법을 수행하여 측정되며; 상기 방법은 분자 스캐폴드의 공통의 화학 구조를 확인하고, 분자 스캐폴드를 1 이상의 공통의 화학 구조를 가지는 것에 기초하여 여러 군으로 나누어넣고, 다수의 군들의 1 이상의 대표적인 화합물에 대해 PPAR의 결합 자리에서의 1 이상의 분자 스캐폴드의 배향을 측정하는 단계를 추가로 포함하고; 리간드는 표적 분자에 분자 스캐폴드보다 높은 결합 친화도 또는 높은 결합 특이성 또는 둘 다를 가지면서 결합하고; 분자 스캐폴드의 배향은 공-결정 구조 측정에 있어서 핵 자기 공명법에 의해 측정되고; 상기 다수의 별개 화합물들은 PPAR 계통군의 다수의 구성원에 대한 결합에 대해 각각 분석된다.
또한, 특정 실시태양에 있어서, 결합하는 상기 별개 화합물들의 공통의 화학 구조를 확인한 후, 화합물들은 공통의 화학 구조에 기초하여 부류로 분류되고 화합물 및 표적 분자의 공-결정에 대한 X선 결정학 방법을 수행하기 위해 다수의 부류들의 대표적인 화합물이 선택되고; 상기 별개 화합물들은 분자량, 클록(clog) P, 및 수소 결합 주개 및 받개의 수로부터 선택된 기준에 기초하여 선택되며, 상기 클록 P는 2 미만이고, 상기 수소 결합 주개 및 받개의 수는 5 미만이다.
특정 실시태양에 있어서, 상기 별개 화합물들은 약 100 내지 약 350 달튼, 또는 더 바람직하게는 약 150 내지 약 350 달튼 또는 150 내지 300 달튼, 또는 200 내지 300 달튼의 분자량을 가진다. 별개 화합물들은 다양한 구조를 갖는 것일 수 있다. 일부 실시태양에 있어서, 상기 별개 화합물들은 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 고리의 고리 구조, 예컨대 페닐 고리, 피롤, 이미다졸, 피리딘, 푸린, 또는 임의의 고리 구조를 가질 수 있다.
다양한 실시태양에 있어서, 화합물 또는 화합물들은 극히 낮은 친화도, 매우 낮은 친화도, 낮은 친화도, 적절한 친화도, 또는 높은 친화도로 결합하며; 약 5% 이상의 결합 화합물들은 낮은 친화도로 결합하거나(및(또는) 낮은 활성을 가짐), 또는 약 10% 이상, 15% 이상, 또는 20% 이상의 화합물들은 낮은(또는 매우 낮은 또는 극히 낮은) 친화도로 결합한다. 결합하는 상기 별개 화합물들의 공통의 화학 구조를 확인한 후, 화합물들은 공통의 화학 구조에 기초하여 부류로 분류될 수 있고, 예를 들면, X선 결정학 방법 및(또는) NMR 분석법에 의한 배향 측정을 수행하기 위해 1 이상, 또는 바람직하게는 다수의 부류들의 1 이상의 대표적인 화합물이 선택된다.
본 발명에서 분석을 위해 별개 화합물들을 선택하는데 있어서, 상기 선택은 특정 응용에 대해 적합한 다양한 기준, 예컨대 분자량, 클록 P(또는 지방 친화도를 평가하는 다른 방법), 극성표면적(PSA)(또는 전하 및 극성 또는 관련 성질들의 다른 지시제), 및 수소 결합 주개 및 받개의 수에 기초할 수 있다. 화합물들이 또한, 분자 계통군으로부터 유래된 정보에 기초하여 계통군의 구성원들에 대해 약간의 친화도의 소인을 가진다고 나타내어질 수 있는 특정 화학 잔기들의 존재를 이용하여 선택될 수 있다. 고도로 유사한 구조 및(또는) 성질을 갖는 화합물들이 확인될 수 있고 군의 대표적인 하부집단의 선택을 촉진하기 위해 컴퓨터 사용 기술을 사용하여 분류될 수 있다. 상기 나타내어진 바와 같이, 바람직한 실시태양에 있어서, 분자량은 약 150 내지 약 350 달튼, 더 바람직하게는 150 내지 300 달튼이다. 클록 P는 바람직하게는 2 미만이고, 수소 결합 주개 및 받개의 수는 바람직하게는 5 미만이고 PSA는 100 미만이다. 허용가능한 약리 성질을 가지며 바람직하지 않은 약리 성질, 예를 들면, 과도한 독성 및 용해성의 결핍을 초래한다고 알려진 화학 구조를 갖지 않는 약제의 화학 구조를 포함하는 화합물들이 선택될 수 있다.
일부 실시태양에 있어서, 분석은 효소 분석이고, 형성된 분자 스캐폴드의 군의 수는 알맞게 약 500개 일 수 있다. 일부 실시태양에 있어서, 분석은 경합 분석, 예를 들면, 결합 경합 분석이다. 세포에 근거한 분석법이 또한 사용될 수 있다. 상기 나타내어진 바와 같이, 생화학적 또는 세포에 근거한 분석법에서 낮은, 매우 낮은, 또는 극히 낮은 활성을 갖는 화합물들이 사용될 수 있다.
분자 스캐폴드의 변형은 화학 기의 첨가, 제거, 또는 치환일 수 있다. 상기 변형은 바람직하게는 스캐폴드가 특정 세포 및(또는) 특정 기관으로 능동적으로 이송되게 할 수 있다. 다양한 실시태양에 있어서, 화합물의 변형은 화학 원자, 치환기 또는 기, 예컨대, 수소, 알킬, 알콕시, 페녹시, 알케닐, 알키닐, 페닐알킬, 히드록시알킬, 할로알킬, 아릴, 아릴알킬, 알킬옥시, 알킬티오, 알케닐티오, 페닐, 페닐알킬, 페닐알킬티오, 히드록시알킬티오, 알킬티오카르바밀티오, 시클로헥실, 피리딜, 피페리디닐, 알킬아미노, 아미노, 니트로, 머캅토, 시아노, 히드록실, 할로겐 원자, 할로메틸, 산소 원자(케톤 또는 N-옥사이드를 형성) 및 황 원자(티올, 티온, 술폰아미드 또는 디알킬술폭시드(술폰)를 형성)의 첨가 또는 제거를 포함한다.
특정 실시태양에 있어서, 공-결정에 대한 X선 결정학 방법을 수행하여 제공된 정보는, 분자 스캐폴드와 단백질 사이의 상호작용의 측정 및 분자 스캐폴드에 대한 특정 변형으로부터 유래한 분자 스캐폴드와 단백질 사이의 상호 작용의 변화의 예측을 제공하는 컴퓨터 프로그램에 제공되고, 생화학적 결과의 예측에 기초하여 분자 스캐폴드를 화학적으로 변형시킨다. 상기 컴퓨터 프로그램은 가상의 분석법, 예컨대 단백질에 대한 화합물의 가상의 도킹, 형상에 근거한 매칭, 분자 역학 시뮬레이션, 자유 에너지 섭동 연구, 및 3차원 약리 작용단에 대한 유사점에 기초한 예측을 제공할 수 있다. 다양한 상기 프로그램들이 당업계에 공지되어 있다.
화학적으로 취급 용이한 구조의 화학 변형은 단백질-리간드 착체 내의 공극 부피를 충전하는 리간드, 또는 단백질-리간드 착체 내에서 생성되는 인력을 가지는 극성 상호 작용을 초래할 수 있거나, 1 이상의 물리적 변화를 제공하도록, 예를 들면, 상기 리간드 또는 상호작용을 초래하도록 선택될 수 있다. 상기 변형은 또한 단백질-리간드 착체가 형성되는 경우 단백질 결합 자리의 결합 포켓 내에 존재하는 리간드의 하부-구조를 야기할 수 있다. 결합하는 화합물들의 공통의 화학 구조를 확인한 후, 화합물들은 공통의 화학 하부-구조를 가지는 것에 기초하여 분류될 수 있고 각각의 군(또는 다수의 군들)의 대표적인 화합물이 단백질로 공-결정화하고 X선 결정학 방법을 수행하기 위해 선택될 수 있다. X선 결정학 방법은 바람직하게는 20 이상, 30 이상, 40 이상, 또는 50 이상의 별개 환경 조건하에서, 또는 더 바람직하게는 약 96의 별개 환경 조건하에서 공-결정에 대해 수행된다. 화합물의 화학적으로 취급 용이한 구조의 X선 결정학 방법 및 변형은 각각 다수 회, 예를 들면, 2, 3, 4, 또는 그 이상 라운드의 결정화 및 변형이 수행될 수 있다.
또한, 특정 실시태양에 있어서, 1 이상의 분자 스캐폴드는 PPAR 계통군의 다수의 구성원에 대한 결합을 갖도록 선택된다.
상기 방법은 또한 분자 스캐폴드, 리간드 또는 다른 결합 화합물과 상호작용하는 PPAR 단백질의 결합 자리 내의 보존된 잔류물을 확인하는 단계를 포함할 수 있다. 보존된 잔류물은, 예를 들면, PPAR 계통군의 상이한 구성원들의 서열 정렬, 및 계통군의 다수의 구성원들 사이에서 동일한 또는 적어도 유사한 결합 자리 잔류물들을 확인하는 것에 의해 확인될 수 있다. 상호작용 잔류물들은 결합 화합물(들)로부터의 선택된 거리, 예를 들면, 3, 3.5, 4, 4.5 또는 5 Å 내의 것인 것이 특징이다.
관련 태양에 있어서, 본 발명은 PPAR 계통군의 다수의 구성원들의 결합 자리에 결합하는 1 이상의 화합물을 분자 스캐폴드로서 확인하는 단계; PPAR(들)의 결합 자리에서의 1 이상의 분자 스캐폴드의 배향을 측정하여, 변형되는 경우, 스캐폴드(들)와 PPAR(들) 사이의 결합 친화도 또는 결합 특이성을 변경하는 스캐폴드(들)의 화학적으로 취급 용이한 구조를 확인하는 단계; 및 분자 스캐폴드(들)의 화학적으로 취급 용이한 구조 1 이상을 변형하여 제공된, 변경된 결합 친화도 또는 결합 특이성으로 PPAR에 결합하는 리간드를 합성하는 단계에 의한 PPAR 계통군의 구성원인 PPAR 1 이상에 결합하는 리간드의 설계 방법을 제공한다.
특정 실시태양은 이전의 태양에 대해 기술된 것들을 포함한다.
본 발명은 또한 아마 결합 화합물이 가질 것 같은 성질들을 확인하여, 예를 들면, 구조 활성 관계 결정에 대한 화합물의 더 효율적인 선택 및(또는) 선별에 대한 선택을 가능하게 하는 방법을 제공한다. 따라서, 또다른 태양은 2 이상의 결합 분자와 상호작용하는 PPAR 내의 1 이상의 유지된 상호작용 잔류물을 확인하는 단계; 및 상기 결합 분자들의 상기 보존된 잔류물(들)과의 1 이상의 공통의 상호작용 성질을 확인하는 단계에 의해 PPAR 단백질의 리간드의 결합 특성을 확인하는 방법을 제공한다. 상기 결합 화합물의 구조에 대한 위치 및 상호작용 성질은 결합 특성을 정의한다.
다양한 실시태양에 있어서, 유지된 상호작용 잔류물의 확인은 (예를 들면, 서열 정렬에 의해) PPAR 계통군 내의 다수의 아미노산 서열을 확인하고 계통군 내에 유지된 결합 자리 잔류물을 확인하는 단계; 공-결정 구조의 측정에 의한 결합 자리 잔류물의 확인; 결합 화합물들의 선택된 거리, 예를 들면, 3, 3.5, 4, 4.5, 또는 5 Å 내의 상호작용 잔류물(바람직하게는 보존된 잔류물)을 확인하는 단계를 포함하고; 상호작용 성질은 소수성 상호작용, 전하-전하 상호작용, 수소 결합, 전하-극성 상호작용, 극성-극성 상호작용, 또는 그들의 조합을 포함한다.
또다른 관련 태양은 스캐폴드의 세트를 사용하여 PPAR에 대한 리간드를 개발하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 PPAR 또는 다수의 PPAR(들)을 선택하는 단계, 한 스캐폴드 군으부터, 3 이상의 스캐폴드 또는 스캐폴드 군의 세트로부터 분자 스캐폴드, 또는 화합물을 선택하는 단계를 포함하며, 각각의 스캐폴드 군의 각각의 스캐폴드 또는 화합물들은 표적에 결합한다고 알려져 있다. 특정 실시태양에 있어서, 스캐폴드 또는 스캐폴드 군의 세트는 적어도 4, 5, 6, 7, 8, 또는 심지어 그 이상의 스캐폴드 또는 스캐폴드 군이다.
또다른 태양은 PPAR 결합 자리 내의 결합 화합물(들)의 배향을 분석하여(예를 들면, 공-결정 구조를 분석하여) 별도의 성분의 부착을 위한 화합물 상의 접근 용이한 자리를 확인하여 부가적인 성분(들)의 부착을 위한 결합 화합물 상에의 구조적으로 그리고 에너지적으로 허용되는 자리를 확인하는 방법에 관한 것이다. 특정 실시태양에 있어서, 결합 화합물은 화학식 I의 화합물이다.
다양한 실시태양에 있어서, 상기 방법은 1 이상의 접근 용이한 자리에서의 별도의 성분의 부착에 대한 결합 에너지의 변화를 계산하는 단계를 포함하고; 배향은 공-결정학 방법에 의해 측정되고; 별도의 성분은 연결체, 형광 발색단 같은 라벨, 고상 재료, 예컨대 겔, 비드, 플레이트, 칩, 또는 웰을 포함한다.
관련 태양에 있어서, 본 발명은 결합 화합물(예를 들면, 이전의 태양에 대해 기술된 것과 같은 것) 상에서 상기 부착 성분의 부착을 위한 에너지적으로 허용되는 자리를 확인하고, 화합물 또는 그 유도체를 에너지적으로 허용되는 자리(들)에서 부착 성분(들)에 부착하여 PPAR 결합 화합물을 결합 성분(들)에 부착하는 방법을 제공한다. 특정 실시태양에 있어서, 결합 화합물은 화학식 I의 화합물이다.
다양한 실시태양에 있어서, 부착 성분은 고상 매질에 부착하기 위한 연결체(자국이 없는 연결체일 수 있다)이고, 상기 방법은 또한 화합물 또는 유도체를 에너지적으로 허용되는 자리에서 부착된 연결체를 통해 고상 매질에 부착하는 단계를 포함하고; 결합 화합물 또는 그 유도체는 고상 매질에 부착된 연결체 상에서 합성되고; 다수의 화합물 또는 유도체는 조합 합성에 의해 합성되고; 화합물(들)의 고상 매질에의 부착은 친화성 매질을 제공한다.
관련 태양은 PPAR에 대한 친화성 매트릭스의 제조 방법에 관한 것이고, 이때 상기 방법은 고상 매트릭스에의 부착을 위한 PPAR 결합 화합물 상의 에너지적으로 허용되는 자리를 확인하고; PPAR 결합 화합물을 에너지적으로 허용되는 자리를 통해 고상 매트릭스에 부착하는 단계를 포함한다. 특정 실시태양에 있어서, 결합 화합물은 화학식 I의 화합물이다.
다양한 실시태양들은 상기 별개의 성분의 부착을 위해 기술된 바와 같고; 고상 매트릭스에의 부착을 위한 에너지적으로 허용되는 자리를 확인하는 단계는 5 이상, 10 이상, 20 이상, 30 이상, 50 이상, 80 이상, 또는 100 이상의 상이한 화합물들에 대해 수행되고; 에너지적으로 허용되는 자리를 확인하는 단계는 분자 스캐폴드 또는 상이한 코어 고리 구조를 갖는 다른 PPAR 결합 화합물에 대해 수행된다.
본원에 사용된 용어 "PPAR"은 당업계에서 인식되는 바와 같이 과산화소체 증식자-활성화 수용체를 의미한다. 상기 나타내어진 바와 같이, PPAR 계통군은 PPARα(또한 PPARa 또는 PPAR알파로 언급됨), PPARδ(또한 PPARd 또는 PPAR델타로 언급됨), 및 PPARγ(또한 PPARg 또는 PPAR감마로 언급됨)를 포함한다. 개별적인 PPAR들은 그들의 서열에 의해 확인될 수 있으며, 이때, 예시적인 참조 서열 등록 번호는: NM_005036(hPPARa에 대한 cDNA 서열), NP_005027(hPPARa에 대한 단백질 서열), NM_015869(hPPARg 이소 형태 2에 대한 cDNA 서열), NP_056953(hPPARg 이소 형태 2에 대한 단백질 서열), NM_006238(hPPARd에 대한 cDNA 서열), 및 NP_006229(hPPARd에 대한 단백질 서열)이다. 당업자는 대립 형질 변이로 인해 서열 차이가 존재할 것이라는 점을 인식할 것이고, 또한 서열 정렬 및 활성의 확인을 사용하여 확인되었거나 또는 쉽게 확인될 수 있는 상응하는 PPAR들을 갖는 다른 동물, 특히 다른 포유류가 또한 사용될 수 있다는 점을 인식할 것이다. 당업자는 또한 변형이 PPAR 활성을 소실시키지 않으면서 PPAR 서열에 도입될 수 있다는 점을 인식할 것이다. 상기 변형된 PPAR은 또한, 예를 들면, 변형이 변형된 PPAR에 실질적으로 정상적인 리간드 결합이 결여될 정도로 결합 자리 입체 형태를 변경시키지 않는다면, 본 발명에 사용될 수 있다.
리간드의 설계 또는 개발과 관련하여 본원에 사용된 용어 "결합하는" 및 "결합" 및 유사한 용어들은 특정 분자들 사이의 비-공유 에너지적으로 유리한 회합(즉, 결합 상태는 별개의 상태보다 낮은 자유 에너지를 가지며, 이는 열량 측정법에 의해 측정될 수 있다)을 의미한다. 표적에 대한 결합의 경우, 결합은, 유사한 결합 자리를 갖지 않는 관련 없는 단백질에 대한 비-특이적 결합에 비해, 적어도 선택적이다. 즉, 화합물은 우선적으로 결합 자리에서 특정 표적 또는 표적 계통군의 구성원들에 결합한다. 예를 들면, BSA가 종종 비-특이적 결합에 대한 평가 또는 조절에 사용된다. 또한, 회합이 결합으로 간주되기 위해서는, 별도의 상태에서 결합 상태로 가는 자유 에너지에 있어서의 감소가 회합이 관련 분자에 적합한 생화학적 분석법에서 검출될 수 있기에 충분해야만 한다.
"분석"은 실험 조건의 생성 및 실험 조건의 특정 결과에 관한 데이터의 수집을 의미한다. 예를 들면, 효소가 그 검출 가능한 기질에 대해 작용하는 능력에 기초하여 분석될 수 있다. 마찬가지로, 예를 들면, 화합물 또는 리간드가 그 특정 표적 분자 또는 분자들에 결합하는 능력 및(또는) 표적 분자의 활성을 조절하는 능력에 기초하여 분석될 수 있다.
결합 분석에 관한 "배경 신호"는 표적 분자에 결합하는 시험 화합물, 분자 스캐폴드, 또는 리간드의 부재하에 특정 분석에 대한 표준 조건 하에서 기록되는 신호를 의미한다. 당업자는 허용되는 방법이 존재하며 배경 신호를 측정하는데 폭넓게 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
결정이 특정 기준에 "기초한" 것으로 기술되는 경우, 이는 선택된 기준이 결정의 파라미터이며 그 결과를 좌우한다는 것을 의미한다. 파라미터의 실질적인 변화는 결정의 변화를 초래할 것이다.
"결합 자리"는 리간드가 비-공유적으로 결합할 수 있는 표적 분자 내의 영역을 의미한다. 결합 자리는 특정 형상을 구현하며 종종 결합 자리 내에 존재하는 다수의 결합 포켓을 함유한다. 특정 형상은 종종 분자의 부류, 예컨대 분자 계통군 내에서 유지된다. 한 부류 내의 결합 자리는 또한 유지된 구조, 예컨대 화학 잔기, 결합 포켓의 존재, 및(또는) 결합 자리 또는 결합 자리의 일부분에서의 정전기 전하를 함유할 수 있으며, 이 모두는 결합 자리의 형상에 영향을 미칠 수 있다.
"결합 포켓"은 결합 자리 내의 특정 부피를 의미한다. 결합 포켓은 표적 분자 원자들에 의해 적어도 부분적으로 결합된 결합 자리 내의 특정 공간이다. 이렇게, 결합 포켓은 결합 자리 내의 특정 형상, 톱니 모양, 또는 공동이다. 결합 포켓은 다른 분자, 예컨대 분자 간의 이온, 수소 결합, 반 데르 발스, 또는 소수성 상호작용에 기여하는 기들의 비-공유 결합에 있어서 중요한 특정 화학 기 또는 구조를 함유할 수 있다.
"화학 구조" 또는 "화학 하부구조"는 분자의 일부를 구성하는 임의의 정의할 수 있는 원자 또는 원자들의 군을 의미한다. 통상적으로, 스캐폴드 또는 리간드의 화학 하부구조는 스캐폴드 또는 리간드를 표적 분자에 결합하는 역할을 할 수 있거나, 또는 3차원 형상, 정전기 전하, 및(또는) 스캐폴드 또는 리간드의 입체 형태적 성질에 영향을 미칠 수 있다.
표적 분자에 결합된 결합 화합물에 관한 "배향"은 결합 화합물 및 적어도 일부의 그의 구성 원자의 결합 포켓 및(또는) 적어도 부분적으로 결합 포켓을 정의하는 표적 분자의 원자에 대한 공간 관계를 의미한다.
본 발명의 표적 분자의 문맥에서, 용어 "결정"은 표적 분자의 질서있는 착체를 의미하며, 이때 상기 착체는 X선 비임에 위치하는 경우 X선 회절 패턴을 생성한다. 따라서, "결정"은 상기 회절 패턴을 생성하지 않는 무질서 또는 부분적으로 질서있는 착체 또는 분자들의 응집체와는 구별된다. 바람직하게는 결정은 X선 결정학 방법에 유용하기에 충분한 질서 또는 크기를 가진다. 결정은 표적 분자 만으로 (용매 및 이온과 함께) 형성될 수 있거나 또는 1 이상의 분자의 공-결정, 예를 들면, 표적 분자와 결합 화합물의 공-결정, 및(또는) 단백질(예컨대 할로효소)의 착체의 공결정일 수 있다.
본 발명의 문맥에서, 달리 명시되지 않으면, "공-결정"은 표적 분자에 비-공유적으로 결합된 화합물, 분자 스캐폴드, 또는 리간드의 질서있는 착체이며, 이 착체는 X선 비임에 위치하는 경우 회절 패턴을 생성한다. 바람직하게는 공-결정은 X선 또는 단백질 결정학 방법에 의한 분석에 적합한 형태이다. 바람직한 실시태양에 있어서, 표적 분자-리간드 착체는 단백질-리간드 착체일 수 있다.
"클록 P"는 화합물의 계산된 로그(log) P를 의미하며, "P"는 지방 친화성 상과 수성 상 사이, 통상적으로 옥탄올과 물 사이의 화합물의 분배 계수를 의미한다.
"화학적으로 취급 용이한 구조"는 공유적으로 변형되어 더 바람직한 성질을 갖는 리간드를 생성할 수 있는 분자 상의 화학 구조, 하부-구조, 또는 자리를 의미한다. 바람직한 성질은 특정 상황의 필요에 의존할 것이다. 성질은, 예를 들면, 리간드가 더 큰 친화도로 표적 분자에 결합하는 것, 더 특이적으로 결합하는 것, 또는 분자 계통군 내에서 더 많은 또는 적은 수의 표적 분자에 결합하는 것, 또는 필요하다면 다른 바람직한 성질들일 수 있다.
"리간드의 설계", "리간드의 제조", "리간드의 발견" 및 유사한 구는 관련된 데이터(특히, 이들에 제한되는 것은 아니지만, 임의의 개별적인 또는 조합된 결합 데이터, X선 공-결정학 방법 데이터, 분자량, 클록 P, 및 수소 결합 주개 및 받개의 수)를 고려하고 분자에 대한 특정 구조적 변형에 의지하여 달성될 수 있는 이점들에 관해 결정하고, 상기 결정을 이행하는 과정을 의미한다. 이러한 데이터 수집 및 이로울 수 있는 구조적 변형에 관한 결정, 상기 결정의 이행, 및 결과를 측정하는 과정은 원하는 성질을 가진 리간드를 얻기 위해 필요한 만큼 여러 번 반복될 수 있다.
"도킹"은 결합 쌍 요소의 3차원 형상을 단백질일 수 있는 파트너 결합 쌍 요소의 결합 자리 또는 결합 포켓의 3차원 형상에 일치시키려 시도하고, 얻어지는 일치의 정도를 측정하는 과정을 의미한다. 얻어지는 일치의 정도는 생성되는 결합 쌍 착체(또는 표적 분자-리간드 착체) 내의 공극 부피의 양에 의존할 수 있다. 상기 형태는 결합 쌍 요소의 물리적 또는 대표적인 형상, 예를 들면, 인 실리코 리프레젠테이션(in silico representation) 또는 다른 모델일 수 있다.
분자 스캐폴드를 사용한 조절자의 개발의 문맥에서, "리간드"는 1 이상의 화학적으로 취급 용이한 구조에서 화학적으로 변형되어 분자 스캐폴드에 비교하여 변경된 또는 변화된 결합 친화도 또는 결합 특이성으로 표적 분자에 결합하는 분자 스캐폴드를 의미한다. 리간드는 분자 스캐폴드보다 큰 특이성 또는 친화도로 분자 계통군의 구성원에 대해 결합할 수 있다. 리간드는, 바람직하게는 단백질 또는 효소일 수 있는 표적 분자에 비-공유적으로 결합한다.
"낮은 친화도"로 결합한다는 것은 표준 조건하에서 1 μM 초과의 해리 상수(kd)를 가지면서 표적 분자에 결합하는 것을 의미한다. 특정 경우에 있어서, 낮은 친화도 결합은 1 μM 내지 10 mM, 1 μM 내지 1 mM, 1 μM 내지 500 μM, 1 μM 내지 200 μM, 1 μM 내지 100 μM의 범위이다. "매우 낮은 친화도"로 결합한다는 것은 표준 조건하에서 약 100 μM 초과, 예를 들면, 100 μM 내지 1 mM, 100 μM 내지 500 μM, 100 μM, 내지 200 μM의 범위의 kd를 가지면서 결합하는 것을 의미한다. "극히 낮은 친화도"로 결합한다는 것은 표준 조건하에서 약 1 mM 초과의 kd를 가지면서 결합한다는 것을 의미한다. "적절한 친화도"는 표준 조건하에서 약 200 nM 내지 약 1 μM의 kd를 가지면서 결합한다는 것을 의미한다 "적절하게 높은 친화도"는 약 1 nM 내지 약 200 nM의 kd를 가지면서 결합한다는 것을 의미한다. "높은 친화도"로 결합한다는 것은 표준 조건하에서 약 1 nM 미만의 kd를 가지면서 결합한다는 것을 의미한다. 예를 들면, 낮은 친화도 결합은, 더욱 높은 친화도 결합이 발생하는 경우와 비교하여, 표적 분자의 결합 자리로의 열악한 일치 때문에 또는 스캐폴드 또는 리간드의 표적 분자의 결합 자리에의 결합을 야기하도록 제공되는 적은 수의 비-공유 결합, 또는 더 약한 공유 결합 때문에 발생할 수 있다. 결합에 대한 표준 조건은 pH 7.2, 37℃, 1시간이다. 예를 들면, 100 ㎕/웰이 pH 7.2의 HEPES 50 mM 완충액, NaCl 15 mM, ATP 2 μM, 및 소혈청알부민 1 ㎍/웰 내에서 37℃로 1 시간 동안 사용될 수 있다.
결합 화합물은 또한 표적 분자의 활성에 대한 그 효과를 특징으로 한다. 따라서, "낮은 활성" 화합물은 표준 조건하에서 1 μM보다 큰 억제 농도(IC50)(억제제 또는 길항제의 경우) 또는 효과적인 농도(EC50)(작용제에 적용가능)를 가진다. "매우 낮은 활성"은 표준 조건하에서 1 mM 초과의 IC50 또는 EC50을 의미한다. "극히 낮은 활성"은 표준 조건하에서 100 μM 초과의 IC50 또는 EC50을 의미한다. "적절한 활성"은 표준 조건하에서 200 nM 내지 1 μM의 IC50 또는 EC50을 의미한다. "적절하게 높은 활성"은 1 nM 내지 200 nM의 IC50 또는 EC50을 의미한다. "높은 활성"은 표준 조건하에서 1 nM 미만의 IC50 또는 EC50을 의미한다. IC50(또는 EC50)은, 화합물이 존재하지 않는 경우의 활성과 비교하여, 측정된 표적 분자(예를 들면, 효소 또는 다른 단백질) 활성의 50%의 활성이 손실된(또는 얻어진) 화합물의 농도로 정의된다. 활성은 당업자에게 공지된 방법을 사용하여, 예를 들면, 효소 반응의 발생에 의해 생성된 임의의 검출 가능한 산물 또는 신호, 또는 측정된 단백질에 의한 다른 활성을 측정하는 것에 의해 측정될 수 있다. PPAR 작용제에 대해, 활성은 실시예에 기술된 바와 같이 측정될 수 있거나, 또는 당업계에 공지된 다른 분석 방법을 사용하여 측정될 수 있다.
"분자 스캐폴드" 또는 "스캐폴드"는 1 이상의 부가적인 화학 잔기가 공유적으로 부착되거나, 변형되거나, 또는 제거되어 공통의 구조적 요소를 가지는 다수의 분자들을 형성하는 작은 표적 결합 분자를 의미한다. 잔기는, 이들에 제한되는 것은 아니지만, 할로겐 원자, 히드록실기, 메틸기, 니트로기, 카르복실기, 또는 이들에 제한되는 것은 아니지만 본원에 인용된 것들을 포함하는 임의의 다른 유형의 분자 기를 포함할 수 있다. 분자 스캐폴드는 1 이상의 표적 분자에 낮은 또는 매우 낮은 친화도로 결합하고(하거나) 표적 계통군(예를 들면, 단백질 계통군) 내의 다수의 분자에 결합하고, 표적 분자는 바람직하게는 효소, 수용체, 또는 다른 단백질이다. 스캐폴드의 바람직한 특성은 약 350 달튼 미만의 분자량; 스캐폴드 상의 1 이상의 치환기가 표적 분자 결합 자리 내의 결합 포켓 내에 위치하도록 표적 분자 결합 자리에 결합하는 것; 특히 합성 반응에 의해 화학적으로 변형될 수 있는 화학적으로 취급 용이한 구조를 가져서 조합 라이브러리가 쉽게 구성될 수 있는 것; 스캐폴드의 단백질 결합 자리에의 결합을 방해하지 않는 잔기가 부착되어 스캐폴드 또는 라이브러리 요소가 리간드를 형성하고, 부가적인 바람직한 특성, 예를 들면, 리간드가 세포 및(또는) 특정 기관으로 능동적으로 이송되게 하거나, 또는 리간드가 부가적인 분석을 위해 크로마토그래피 컬럼에 부착되게 하는 것을 달성하도록 변형될 수 있는 화학 위치를 가지는 것을 포함한다. 따라서, 분자 스캐폴드는 결합 친화도 및(또는) 특이성, 또는 다른 약리 성질을 개선하기 위한 변형 전의 작은 확인된 표적 결합 분자이다.
용어 "스캐폴드 코어"는 다양한 치환기가 부착될 수 있는 분자 스캐폴드의 코어 구조를 의미한다. 따라서, 특정 화학 부류의 많은 스캐폴드 분자에 대해, 스캐폴드 코어는 모든 스캐폴드 분자에 대해 공통적이다. 많은 경우의 있어서, 스캐폴드 코어는 1 이상의 고리 구조로 이루어지거나 1 이상의 고리 구조를 포함할 것이다.
용어 "스캐폴드 군"은 스캐폴드 코어를 공유하는 한 세트의 화합물들을 의미하고, 따라서 모두 한 스캐폴드 분자의 유도체로 간주될 수 있다.
"분자 계통군"은 구조적 및(또는) 기능성 유사점에 기초하여 함께 분류된 분자들의 군을 의미한다. 분자 계통군의 예들은 단백질, 효소, 폴리펩티드, 수용체 분자, 올리고당, 핵산, DNA, RNA 등을 포함한다. 따라서, 예를 들면, 단백질 계통군은 분자 계통군이다. 분자는 또한, 예를 들면, 상동성에 기초한 계통군으로 함께 분류될 수 있다. 당업자는 화학 구조 또는 생물학적 기능에 있어서의 유사점들에 기초한 분자 계통군의 구성원으로서 분류될 수 있는 다수의 다른 분자들을 이해할 것이다.
"단백질-리간드 착체" 또는 "공-착체"는 함께 비-공유적으로 결합된 단백질과 리간드를 의미한다.
"단백질"은 아미노산의 중합체를 의미한다. 아미노산은 자연적으로 또는 비-자연적으로 발생할 수 있다. 단백질은 또한 글리코실화, 인산화와 같은 적응, 또는 다른 통상적인 변형을 함유할 수 있다.
"단백질 계통군"은 구조적 및(또는) 기능성 유사점에 기초한 단백질의 분류화를 의미한다. 예를 들면, 키나제, 포스파타제, 프로테아제, 및 단백질의 유사한 분류가 단백질 계통군이다. 단백질은 공통적으로 1 이상의 단백질 접힘, 단백질의 접힘들 사이의 형상의 실질적 유사, 상동성을 가지는 것에 기초한, 또는 공통의 기능을 가지는 것에 기초한 단백질 계통군으로 분류될 수 있다. 많은 경우에 있어서, 더 작은 계통군, 예를 들면, PPAR 계통군이 명시될 것이다.
"단백질 접힘"은 단백질에 의해 보여지고 알파 헬릭스, 베타-시트, 및 루프, 즉 단백질 분자의 기본 2차 구조의 단백질 내의 존재, 수, 및 위치에 의해 정의되는 3차원 형상이다. 접힘은, 예를 들면, 특정 단백질의 도메인 또는 부분적인 도메인일 수 있다.
"고리 구조"는 화학 고리 또는 화학 고리인 하부-구조를 가지는 분자를 의미한다. 대부분의 경우에 있어서, 고리 구조는 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 고리일 것이다. 화학 고리는, 이들에 제한되는 것은 아니지만, 페닐 고리, 아릴 고리, 피롤 고리, 이미다졸, 피리딘, 푸린, 또는 임의의 고리 구조일 수 있다.
"특정 생화학적 효과"는 검출 가능한 결과를 야기하는 생물학적 계의 치료적으로 현저한 생화학적 변화를 의미한다. 이러한 특정 생화학적 효과는, 예를 들면, 효소의 억제 또는 활성화, 원하는 표적에 결합하는 단백질의 억제 또는 활성화, 또는 몸체의 생화학의 유사한 유형의 변화일 수 있다. 특정 생화학적 효과는 질환 또는 증상의 증후의 완화 또는 다른 바람직한 효과를 야기할 수 있다. 검출 가능한 결과는 또한 중간 단계를 통해 검출될 수 있다.
"표준 조건"은 과학적으로 의미가 있는 데이터를 얻기 위해 분석이 수행되는 조건을 의미한다. 표준 조건은 특정 분석에 의존하며, 일반적으로 주관적일 수 있다. 통상적으로 분석의 표준 조건은 특정 분석으로부터 유용한 데이터를 얻기 위해 최적인 조건일 것이다. 표준 조건은 일반적으로 배경 신호를 최소화하고 검출되도록 시도되는 신호를 최대화할 것이다.
"표준 편차"는 분산의 제곱근이다. 분산은 분포가 어떻게 퍼져 있는가의 척도이다. 분산은 각각의 수의 그 평균으로부터의 평균 제곱 편차로서 계산된다. 예를 들면, 1, 2, 및 3에 대해, 그 평균은 2이고 분산은 아래와 같다.
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화합물들의 "세트"는 화합물들의 집합을 의미한다. 화합물들은 구조적으로 관련될 수 있거나 관련되지 않을 수 있다.
본 발명의 문맥에서, "표적 분자"는 화합물, 분자 스캐폴드, 또는 리간드가 이에 대한 결합에 대해 분석되는 분자를 의미한다. 표적 분자는 분자 스캐폴드 또는 리간드의 표적 분자에의 결합이 변경 또는 변화시키게 되는 활성을 가진다. 화합물, 스캐폴드, 또는 리간드의 표적 분자에의 결합은 바람직하게는 그것이 생물학적 계 내에서 발생하는 경우 특정 생화학적 효과를 야기할 수 있다. "생물학적 계"는, 이들에 제한되는 것은 아니지만, 생명계, 예컨대 인간, 동물, 식물, 또는 곤충을 포함한다. 모든 경우는 아니지만 대부분의 경우에 있어서, 표적 분자는 단백질 또는 핵산 분자일 것이다.
"약리 작용단"은 원하는 활성, 예컨대 수용체와의 상호작용 또는 결합을 초래하는 것으로 간주되는 분자 형상의 표현이다. 약리 작용단은 3차원(소수성 기, 하전된/이온화될 수 있는 기, 수소 결합 주개/받개), 2차원(하부구조), 및 1차원(물리적 또는 생물학적) 성질을 포함할 수 있다.
수치와 관련되어 본원에 사용된 용어 "대략" 및 "약"은 나타내어진 값의 ±10 %를 의미한다.
부가적인 실시태양은 상세한 설명 및 청구항으로부터 명백할 것이다.
발명의 상세한 설명
상기 요약에 나타내어진 바와 같이, 본 발명은 인간 및 다른 포유류에서 확인된 과산화소체 증식자-활성화 수용체(PPAR)이다. 화학식 I에 상응하고, 1종 이상의 PPAR에 대해 활성이고, 특히 1종 이상의 인간 PPAR에 대해 활성인 화합물들의 군이 확인되었다.
이들 화합물들의 확인은 PPAR에 대한 작용제로 사용되거나, 및 부가적인 활성 화합물, 예를 들면, 화학식 I 내의 화합물들의 확인 또는 개발에 사용될 수 있는 화합물들을 제공한다.
I. PPAR 작용제의 응용
PPAR는 다수의 상이한 질환 및 증상에 대한 적합한 표적으로서 인식되어 왔다. 상기 응용들의 일부가 아래 간략하게 기술된다. 부가적인 응용은 공지되어 있고 본 화합물은 또한 상기 질환 및 증상에 사용될 수 있다.
(a) 인슐린 내성 및 당뇨병
인슐린 내성 및 당뇨병과 관련하여, PPARγ는 시험관 내 및 생체 내의 지방세포의 분화를 위해 필요하며 충분하다. 지방세포에 있어서, PPARγ는 지질 대사 및 지질 흡수에 포함된 다수의 유전자의 발현을 증가시킨다. 반대로, PPARγ는 공급을 억제하고 이화 작용 지질 대사를 증대하는 것으로 나타난, 분비된 지방세포-선택적인 단백질인 렙틴을 하향-조절한다. 이러한 수용체 활성은 PPARγ 작용제로 치료하는 도중 생체 내에서 나타나는 증가한 칼로리 흡수 및 저장을 설명할 수 있다. 임상적으로, 트로글리타존, 로시글리타존, 및 피오글리타존을 포함하는 TZD, 및 파글리타자르를 포함하는 비-TZD는 인슐린-감지 및 항당뇨병 활성을 가진다(문헌[Berger et al. , 2002, Diabetes Tech. And Ther. 4:163-174]).
PPARγ는 인슐린 작용에 영향을 주는 몇몇 유전자와 관련이 있다. 지방세포에 의해 발현되는 전염증성 시토카인인 TNFα는 인슐린 내성과 관련이 있다. PPARγ 작용제는 비만 설치류의 지방 조직 내의 TNFα의 발현을 억제하였고, 시험관 내의 지방세포 내의 TNFα의 작용을 제거하였다. PPARγ 작용제는, 제2형 당뇨병 마우스 모델의 지방세포 및 지방 조직에서, 코르티손을 글루코코르티코이드 작용제 코르티솔로 전환하는 효소인 11β-히드록시스테로이드 데히드로게나제 1(11β-HSD-1)의 발현을 억제하는 것으로 밝혀졌다. 이는 하이퍼코르티코스테로이디즘이 인슐린 내성을 악화시키기 때문에 주목할 만하다. 30kDa의 지방세포 보완-관련 단백질(Acrp30 또는 아디포넥틴)은 글루코스, 트리글리세리드, 및 유리 지방산을 감소시키는 분비된 지방세포-특이적 단백질이다. 정상의 인간 대상과 비교하여, 제2형 당뇨병을 가진 환자는 Acrp30의 혈장 수준을 감소시켰다. 당뇨병 마우스 및 비당뇨병 인간 대상을 PPARγ 작용제로 치료하는 것은 Acrp30의 혈장 수준을 증가시켰다. 그러므로, PPARγ 작용제에 의한 Acrp30의 유도는 또한 당뇨병에 있어서 PPARγ 작용제의 인슐린-감지 메카니즘에 중요한 역할을 할 것이다(문헌[Berger et al., 2002, Diabetes Tech. And Ther. 4:163-174]).
PPARγ는 지방 조직 내에서 우세하게 발현된다. 따라서, PPARγ 작용제의 순수 생체 내 효능은 핵심 인슐린 반응성 조직, 예컨대 골격근 및 간 내에 2차 효과를 가지는 지방 세포에 대한 직접 작용을 포함한다고 이해된다. 이는 백색 지방 조직이 필수적으로 결여된, 심한 인슐린 내성의 마우스 모델 내의 로시글리타존의 글루코스-저하 효능의 결여에 의해 지지된다. 또한, 인슐린 내성 래트의 생체 내 치료는 지방 조직 인슐린 작용의 급성(24 시간 미만) 정상화를 생성하지만 근육 내의 인슐린-매개 글루코스 흡수는 치료의 개시 후 며칠이 지날 때까지 개선되지 않았다. 이는 PPARγ 작용제가 직접 시험관 내 배양 후에 지방 조직 인슐린 작용에 있어서의 증가를 생성할 수 있다는 사실과 일관되지만, 어떠한 상기 효과도 단리된 시험관 내 배양된 골격근을 사용하여 입증될 수는 없었다. PPARγ 작용제의 근육 및 간에 대한 이로운 대사 효과는 그들의 (a) 유리 지방산의 인슐린-매개 지방 조직 흡수, 저장(및 잠재적으로 이화 작용)을 증강하는 능력; (b) 잠재적인 인슐린 감지 활성을 가지는 지방-유래 인자(예를 들면, Acrp30)의 생성을 유도하는 능력; 및(또는) (c) 인슐린 내성을 야기하는 지방 유래 인자, 예컨대 TNFα 또는 레지스틴의 순환 수준 및(또는) 작용을 억제하는 능력에 의해 매개될 수 있다(문헌[Berger et al. , 2002, Diabetes Tech.And Ther. 4:163-174]).
(b) 이상지질혈증 및 죽상동맥경화증
이상지질혈증 및 죽상동맥경화증과 관련하여, PPARα가 지방산의 세포 흡수, 활성화, 및 β-산화를 조절하는데 중요한 역할을 한다고 밝혀졌다. PPARα의 활성화는 과산화소체 β-산화 경로에 의해 지방산 이송 단백질 및 효소의 발현을 유도한다. 지방산의 에너지-포집 이화 작용에 관련된 몇몇 미토콘드리아 효소는 PPARα 작용제에 의해 강하게 상향조절된다. 과산화소체 증식자는 또한 공복 및 당뇨병 상태에서 특히 활성인 경로인 지방산의 ω-히드록실화 반응의 촉매로 작용하는 시토크롬 P450 효소의 하부 부류인 CYP4A의 발현을 활성화한다. 결국, PPARα가 중요한 지질 센서 및 세포 에너지-포집 대사의 조절자라는 점이 명백하다(문헌[Berger et al., 2002, Diabetes Tech. And Ther. 4:163-174]).
죽상동맥경화증은 서구 사회에서는 매우 일반적인 질환이다. 상승된 LDL 콜레스테롤과의 강한 연관 이외에, 상승된 트리글리세리드-풍부 입자들 및 낮은 수준의 HDL 콜레스테롤을 특징으로 하는 "이상지질혈증"이 통상적으로 대사 증후군의 다른 태양, 예컨대 비만증, 인슐린 내성, 제2형 당뇨병, 및 관상동맥병의 증가된 위험과 관련된다. 따라서, 공지된 관상동맥병에 걸린 8,500명의 남자들 중에서, 38%가 낮은 HDL( < 35 ㎎/㎗)을 가진다고 밝혀졌고 33%는 상승된 트리글리세리드( > 200 ㎎/㎗)를 가졌다. 상기 환자들에 있어서, 피브레이트로 치료하면 실질적인 트리글리세리드 저하 및 적당한 HDL-상승 효능이 야기되었다. 더 중요하게, 최근의 큰 기대되는 시도는 겜피브로질을 사용한 치료가 심장혈관 사건 또는 사망에 있어서의 22%의 감소를 생성한다는 것을 나타내었다. 이렇게 PPARα 작용제는 효과적으로 심장혈관 위험 인자를 개선할 수 있고 심장혈관 결과를 개선하는데 순수 이점을 가질 수 있다. 사실, 페노피브레이트가 최근 미국에서 유형 IIA 및 IIB 고지혈증의 치료에 대해 승인되었다. PPARα 활성화가 트리글리세리드 저하를 가져오는 메카니즘은 지단백질 리파제 유전자 발현을 자극하면서 간의 아포(apo)-CIII 유전자 발현을 억제하는 작용제의 효과를 포함할 것이다. KRP-297 및 DRF 2725를 포함하는 이중 PPARγ/α 작용제는 당뇨병 및 지질 장애에 걸린 동물 모델 내에서 항고혈당 활성 이외에 효능 있는 지질-변경 효능을 가진다.
포식세포, 내피 세포, 및 맥관성 평활근세포를 포함하는 혈관세포 유형 내의 PPARα 및(또는) PPARγ 발현의 존재는 직접적인 혈관 효과가 잠재적인 항죽상동맥경화증 효능에 기여할 수 있다는 것을 제시한다. PPARα 및 PPARα 활성화는 시토카인-유도된 혈관 세포 접착을 억제하고 단핵세포-포식세포 이동을 억제한다고 밝혀졌다. 몇몇 부가적인 연구는 또한 PPARγ-선택적 화합물들이 죽상동맥경화증에 걸린 동물 모델 내에서 동맥 병변 크기를 감소시키고 단핵세포-포식세포가 동맥 병변으로 돌아가는 것을 약화시키는 능력을 갖는다는 것을 밝혀내었다. 또한, 두 가지 최근의 연구는 포식세포 내의 PPARα 또는 PPARγ 활성화가 콜레스테롤 방출 "펌프" 단백질의 발현을 유도할 수 있다는 것을 제시하였다.
비교적 선택적인 PPARδ 작용제가, 효능 있는 PPARγ 또는 PPARα 작용제에 비해 제2형 당뇨병에 걸린 쥐 모델에서 존재하는 경우, 최소한의 글루코스- 또는 트리글리세리드-저하 활성을 생성한다는 것이 밝혀졌다. 후속하여, HDL-콜레스테롤 수준의 적당한 증가가 db/db 마우스에서 PPARδ 작용제를 사용하여 검출되었다. 최근에, 올리버(Oliver) 등은 효능 있는, 선택적인 PPARδ 작용제가 HDL-콜레스테롤 수준의 실질적인 증가를 유도할 수 있는 반면에 비만증 붉은 털 원숭이 내의 트리글리세리드 수준 및 인슐린 내성은 감소시킨다는 것을 보고하였다.
따라서, 순환 지질의 개선, 전신 및 국부 항염증 효과, 및 혈관 세포 증식의 억제를 포함하는 다인성 메카니즘에 의해, PPARα, PPARγ, 및 PPARδ 작용제는 죽상동맥경화증의 치료 또는 예방에 사용될 수 있다(문헌[Berger et al., 2002, Diabetes Tech. And Ther. 4:163-174]).
(c) 염증
단핵세포 및 포식세포는 염증성 시토카인의 유리 및 유도 가능 산화 질소 합성 효소에 의한 산화 질소의 생성을 통해 염증성 과정에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 로시글리타존은 PPARγ에 대한 그 친화도와 유사한 농도에서 포식세포의 세포자멸을 유도하는 것으로 밝혀졌다. 이 리간드는 또한 대장 세포주 내의 염증성 시토카인 합성을 차단하는 것으로 밝혀졌다. 이 후자의 관찰은 대장염에 걸린 설치류 모델 내에서 TZD의 관찰된 항-염증성 작용에 대한 기계적 설명을 제시한다.
항-염증성 작용이 혈관 건강의 유지에 있어서 중요할 수 있는 PPARα 리간드에 대해 기술되었다. 시토카인-활성화 인간 포식세포를 PPARα 작용제로 치료하는 것은 세포의 세포자멸을 유도하였다. PPARα 작용제는 염증성 자극에 반응하여 대동맥평활근세포의 활성화를 억제하였다고 보고되었다(문헌[Staels et al., 1998, Nature 393:790-793]). 고지혈증 환자에 있어서, 페노피브레이트 치료는 염증성 시토카인 인터루킨-6의 혈장 농도를 감소시켰다.
(d) 고혈압
고혈압은 인슐린 내성과 관계된 것으로 밝혀진 심장혈관계의 복합 장애이다. 제2형 당뇨병 환자는 일반적인 집단과 비교하여 고혈압에 있어서 1.5 내지 2배의 증가를 보인다. 트로글리타존, 로시글리타존, 및 피오글리타존 요법은 당뇨병 환자에 있어서 혈압을 감소시키고 또한 트로글리타존 요법은 비만, 인슐린-내성 대상에 있어서 혈압을 감소시킨다고 밝혀졌다. 혈압에 있어서의 상기 감소가 인슐린 수준의 감소와 상호관련된다고 밝혀졌기 때문에, 이는 인슐린 감지에 있어서의 개선에 의해 매개될 수 있다. 그러나, TZD가 또한 인슐린 내성이 아닌 1-신장 1-클립 스프라그 돌리(Sprague Dawley) 래트 내의 혈압을 저하시키기 때문에, PPARγ 작용제의 저혈압 작용이 그 인슐린 내성을 개선하는 능력을 통해서만은 발휘되지 않는다고 제시되었다. PPARγ 작용제의 항고혈압 효과를 설명하기 위해 도입한 다른 메카니즘은 (a) 예컨대 PAI-I, 엔도텔린, 및 유형-c 나트륨배설촉진 펩티드 C와 같은 혈관긴장도를 조절하는 펩티드의 발현을 하향 조절하는 능력 또는 (b) 혈관 세포의 칼슘 농도 및 칼슘 민감성을 변경하는 능력을 포함한다(문헌[Berger et al., 2002, Diabetes Tech. And Ther. 4:163-174]).
상술한 바에 따라, 핵 수용체의 PPAR 계통군의 이소 형태는 명백하게 지질 대사의 전신 조절에 관여하고 지방산, 프로스타노이드 대사물, 에이코사노이드 및 관련 분자의 "센서"로 작용한다. 이들 수용체는 협력하는 방식으로 유전자들의 넓은 어레이를 조절하는 기능을 한다. 인슐린 작용, 지질 산화, 지질 합성, 지방세포 분화, 과산화소체 기능, 세포 자멸, 및 염증을 조절하는 중요한 생화학적 경로는 각각의 PPAR 이소 형태들을 통해 조절될 수 있다. 전신 지질 수준, 글루코스 항상성, 및 죽상동맥경화증 위험에 유리하게 영향을 미치는 PPARα 및 PPARγ 작용제의 강한 치료적 효과(인간 내의 PPARα 활성화의 경우)가 최근에 발견되었다. PPARα 및 PPARγ 작용제는 현재 전신 지질 수준 및 글루코스 항상성을 각각 유리하게 변경하기 위해 임상적으로 사용된다. PPAR 리간드를 사용하여 이루어진 최근의 관찰은 이 이소 형태가 또한 이상지질혈증 및 인슐린 내성에 대해서도 중요한 치료적 표적이라는 점을 제시한다.
따라서, PPAR 작용제, 예컨대 본원에 기술된 것들이 다양한 상이한 질환 및 증상, 예컨대 비만증, 과다체중 증상, 고지혈증, 수반 당뇨병성 이상지질혈증 및 혼합 이상지질혈증을 포함하는 이상지질혈증, 저알파지방단백혈증, 증후군 X, 제2형 당뇨병, 제1형 당뇨병, 고인슐린혈증, 내당성 장애, 인슐린 내성, 당뇨병성 합병증(예를 들면, 신경병증, 신장병증, 망막병증 또는 백내장), 고혈압, 관상동맥심질환, 심부전증, 고콜레스테롤혈증, 염증, 혈전증, 울혈성 심부전증, 심장혈관병(죽상동맥경화증, 동맥경화증, 및 과중성지방혈증을 포함), 상피 과증식성 질환(예컨대, 습진 및 건선), 폐 및 소화관 및 비만증, 이 신경성 대식증 및 신경성식욕부진 등의 장애에 걸린 대상의 식욕 및 음식 섭취의 조절과 관련된 증상의 예방 및(또는) 치료적 치료에 사용될 수 있다.
(e) 암
PPAR 조절은 또한 암 치료와 상호관련되어 왔다(문헌[Burstein et al.; Breast Cnacer Res. Treat. 2003 79(3):391-7; Alderd et al.; Oncogene, 2003, 22 (22):3412-6]).
(f) 체중 조절
PPARα 작용제의 투여는 포만감을 유도할 수 있고, 따라서 체중 감소 또는 유지에 유용하다. 상기 PPARα 작용제는 PPARα 상에서 우월하게 작용할 수 있거나, 또는 다른 PPAR 상에서 작용할 수 있거나, 또는 PPAR 판-작용제일 수 있다. 따라서, PPARα 작용제의 포만감 유도 효과는 체중 조절 또는 감소를 위해 사용될 수 있다.
II . PPAR 활성 화합물
요약에서 그리고 응용 가능한 질환 및 증상과 관련하여 지시된 바와 같이, 다수의 상이한 PPAR 작용제가 확인되었다. 또한, 본 발명은 상기 요약에서 제공된 바와 같이 화학식 I에 의해 기술된 PPAR 작용제 화합물을 제공한다. 화학식 I은 화합물들의 하부-군들, 예를 들면, 하기 합성 반응식에 도시된 구조 Ia, Ib, Ic, Id, X, 및 XIV에 의해 나타내어진 하부-군들을 포함한다. 상기 화학식 I의 화합물들은 하기 표 1에 제공된 예시적인 화합물들을 포함한다. 부가적인 화학식 I의 화합물들은 또한 통상적인 방법 및 본원에 제공된 지시를 사용하여 활성을 확인하기 위해 제조 및 시험될 수 있다.
III . PPAR 활성 화합물의 개발
A. 조절자 확인 및 설계
다수의 상이한 방법들이 조절자를 확인하고 개선된 조절자를 설계하기 위해 사용될 수 있다. 일부 유용한 방법은 구조에 기초한 설계를 포함한다.
구조에 기초한 조절자 설계 및 확인 방법들은 폭넓게 다양한 잠재적인 조절자 및 화학 작용기를 함유하는 컴퓨터 데이터베이스의 검색을 포함할 수 있는 강력한 기술이다. 컴퓨터 데이터베이스는, 종종 크기의 정도에 의해, 화학 라이브러리보다 많은 화합물을 함유하기 때문에, 조절자의 컴퓨터화한 설계 및 확인이 유용하다. 구조에 기초한 약제 설계 및 확인의 검토를 위해 문헌[Kuntz et al. (1994), Acc. Chem. Res. 27:117; Guida (1994) Current Opinion in Struc. Biol. 4:777; Colman (1994) Current Opinion in Struc. Biol. 4:868]을 참조한다.
구조 좌표에 의해 정의된 폴리펩티드의 3차원 구조가 이들 설계 방법들, 예를 들면, PPAR의 구조 좌표에 의해 사용될 수 있다. 또한, 상동성, 분자 치환, 및 NMR 기술에 의해 측정된 PPAR의 3차원 구조가 또한 조절자 설계 및 확인 방법에 사용될 수 있다.
조절자를 확인하기 위해, PPAR에 대한 구조적 정보, 특히, PPAR의 활성 자리에 대한 구조적 정보가 사용될 수 있다. 그러나, PPAR과 1 이상의 결합 화합물의 1 이상의 공-결정으로부터의 구조적 정보를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 결합 화합물이 시험 화합물과 공통적인 구조적 코어를 가진다면 또한 바람직할 수 있다.
상기 조절자 확인 및 설계는, 예를 들면, 부가적인 화학식 I의 활성 화합물(그 하부-군)의 확인 및(또는) 개발에 사용될 수 있다.
1. 분자 데이터베이스의 검색에 의한 설계
합리적인 설계의 한 가지 방법은 분자의 데이터베이스로부터 화합물들의 컴퓨터 표현을 도킹하여 조절자를 검색한다. 공개적으로 이용가능한 데이터베이스는, 예를 들면:
a) 몰레큘러 디자인스 리미티드(Molecular Designs Limited)의 ACD
b) 내셔날 캔써 인스티튜트(National Cancer Institute)의 NCI
c) 캠브릿지 크리스탈로그래픽 데이터 센터(Cambridge Crystallographic Data Center)의 CCDC
d) 캐미칼 앱스트랙트 서비스(Chemical Abstract Service)의 CAST
e) 더웬트 인포메이션 리미티드(Derwent Information Limited)의 더웬트
f) 메이브릿지 캐미칼 캄파니 리미티드(Maybridge Chemical Company LTD)의 메이브릿지
g) 알드리치 캐미칼 캄파니(Aldrich Chemical Company)의 알드리치
h) 채프만 앤드 홀(Chapman & Hall)의 천연 제품의 디렉토리
를 포함한다.
하나의 상기 데이터 베이스(몰레큘러 디자인스 리미티드 정보 시스템에 의해 배포된 ACD)는 합성적으로 유래되거나 천연 제품인 화합물들을 함유한다. 당업자에게 이용가능한 방법은 2차원으로 표현된 데이터 세트를 3차원으로 표현된 것으로 전환할 수 있다. 이들 방법들은 트리포스 어쏘시에이츠(Tripos Associates)의 콩코드(CONCORD) 또는 몰레큘러 시뮬레이션스 리미티드(Molecular Simulations Limited)의 DE-컨버터(DE-Converter) 같은 컴퓨터 프로그램을 사용하여 수행될 수 있다.
구조에 기초한 조절자 설계의 다수의 방법이 당업자에게 공지되어 있다(문헌[Kuntz et al., (1982), J. Mol. Biol. 162:269; Kuntz et aZ., (1994), Acc. Chern. Res. 27:117; Meng et al., (1992), J. Compt. Chem. 13:505; Bohm, (1994), J. Comp. Aided Molec. Design 8:623]).
당업자에 의해 폭넓게 사용되는 합리적인 조절자 설계의 컴퓨터 프로그램은 미국 샌프란시스코의 캘리포니아 대학교의 DOCK이다. 이 컴퓨터 프로그램 및 그와 유사한 프로그램들에 의해 사용되는 일반적인 방법은 하기 세 가지 응용에서 기술된다. 이들 기술들의 일부에 대한 더 상세한 정보는 문헌[Accelerys User Guide, 1995]에서 찾을 수 있다. 이 목적을 위해 사용되는 전형적인 컴퓨터 프로그램은 하기 단계들 또는 기능들을 포함하는 공정을 수행할 수 있다:
(a) 현존하는 화합물을 단백질로부터 제거하는 단계;
(b) 컴퓨터 프로그램(예컨대 DOCK)을 사용하여 또는 화합물을 활성-자리로 상호작용적으로 이동시켜 다른 화합물의 구조를 활성-자리로 도킹하는 단계;
(c) 화합물과 활성-자리 원자 사이의 공간을 묘사하는 단계;
(d) (i) 화합물과 활성-자리 사이의 빈 공간에 일치할 수 있고, (ii) 화합물에 연결될 수 있는 분자 단편에 대한 라이브러리를 검색하는 단계; 및
(e) 위에서 발견된 단편을 화합물에 연결하고 신규한 변형된 화합물을 평가하는 단계.
단계 (c)는 활성 자리의 원자들과 화합물들 사이에 형성된 형상 및 상호 보완적인 상호작용을 묘사하는 것을 의미한다. 유리한 형상 일치는 현저한 표면적이 유리하지 않은 입체적 상호작용의 형성 없이 화합물과 활성-자리 원자들 사이에 공유되는 경우 달성된다. 당업자는 상기 방법이 단계 (d) 및 (e)를 건너뛰고 다수의 화합물들의 데이터베이스를 선별하는 것에 의해 수행될 수 있다는 점을 주목할 것이다.
PPAR 기능의 조절자의 구조에 기초한 설계 및 확인은 분석 선별과 함께 사용될 수 있다. 화합물들의 많은 컴퓨터 데이터베이스들(약 10,000 화합물들)이 약 한 시간 또는 그 미만의 시간 내에 검색될 수 있기 때문에, 컴퓨터에 기초한 방법은 생화학적 또는 세포 분석에 있어서 시험되는 화합물들을 PPAR 기능의 잠재적인 조절자로서 한정할 수 있다.
구조에 기초한 조절자 설계의 상기 기술은 포괄적인 것은 아니며 다른 방법들이, 예를 들면, 하기 문헌들에 보고되며, 사용될 수 있다:
(1) CAVEAT: 문헌[Bartlett et al., (1989), in Chemical and Biological Problems in Molecular Recognition, Roberts, S. M.; Ley, S. V.; Campbell, M. M. eds.; Royal Society of Chemistry: Cambridge, pp.182-196].
(2) FLOG: 문헌[Miller et al., (1994), J. Comp. Aided Molec. Design 8:153].
(3) PRO 모듈레이터(Modulator): 문헌[Clark et al., (1995), J. Comp. Aided Molec. Design 9:13].
(4) MCSS: 문헌[Miranker and Karplus, (1991), Proteins: Structure, Function, and Genetics 11:29].
(5) AUTODOCK: 문헌[Goodsell and Olson, (1990), Proteins: Structure, Function, and Genetics 8:195].
(6) GRID: 문헌[Goodford, (1985), J. Med. Chem. 28:849].
2. PPAR 과의 착체 내의 화합물의 변형에 의한 설계
잠재적인 조절자로서의 화합물을 확인하는 또다른 방법은 폴리펩티드 활성 자리 내의 현존하는 조절자를 변형시키는 것이다. 예를 들면, 조절자의 컴퓨터 표현은 PPAR 활성 자리의 컴퓨터 표현 내에서 변형될 수 있다. 이 기술에 대한 상세한 지시는, 예를 들면, LUDI 내의 문헌[Accelerys User Manual, 1995]에서 발견될 수 있다. 조절자의 컴퓨터 표현은 전형적으로 화학 기 또는 기들의 삭제 또는 화학 기 또는 기들의 첨가에 의해 변형된다.
화합물에 대한 각각의 변형 시에, 변형된 화합물 및 활성 자리의 원자들은 입체 형태에 있어서 이동될 수 있고 조절자와 활성-자리 원자들 사이의 거리는 두 분자들 사이에 형성된 임의의 상호 보완적인 상호작용과 함께 스코어링될 수 있다. 스코어링은 유리한 형상 일치 및 유리한 상호 보완적 상호작용이 달성되는 경우 완결될 수 있다. 유리한 스코어를 가지는 화합물들이 잠재적인 조절자들이다.
3. PPAR 을 결합하는 화합물의 구조의 변경에 의한 설계
구조에 기초한 조절자 설계의 제3의 방법은 조절자 구성 또는 조절자 검색 컴퓨터 프로그램에 의해 설계된 화합물을 선별하는 것이다. 이들 유형의 프로그램들의 예들은 몰레큘러 시뮬레이션스 패키지, 카탈리스트(Molecular Simulations Package, Catalyst)에서 발견될 수 있다. 이 프로그램의 사용에 대한 설명은 문헌[Molecular Simulations User Guide (1995)]에 상세히 기록되어 있다. 본원에 사용되는 다른 컴퓨터 프로그램은 몰레큘러 디자인스 리미티드의 ISIS/HOST, ISIS/BASE, ISIS/DRAW 및 트리포스 어쏘시에이츠의 유니티(UNITY)이다.
이들 프로그램은 화합물-PPAR 착체의 3차원 구조의 활성 자리로부터 제거된 화합물의 구조에 대해 구동될 수 있다. 상기 화합물에 대한 프로그램의 구동은 생물학적으로 활성인 입체 형태 내에서의 구동이기 때문에 바람직하다.
조절자 구성 컴퓨터 프로그램은 PPAR 컴퓨터 데이터베이스로부터의 기로 또는 다른 생체분자와의 착체를 형성한 화합물 내의 화학 기의 컴퓨터 표현을 대체하는데 사용될 수 있는 컴퓨터 프로그램이다. 조절자 검색 컴퓨터 프로그램은 특정 생체분자에 결합한 화합물과 유사한 3차원 구조 및 유사한 화학 기를 가지는 컴퓨터 데이터베이스로부터의 화합물의 컴퓨터 표현을 검색하는데 사용될 수 있는 컴퓨터 프로그램이다.
전형적인 프로그램은 하기 일반적인 단계들을 사용하여 구동될 수 있다:
(a) 화학적 특징, 예컨대 수소 결합 주개 또는 받개, 소수성/지방 친화성 자리, 양으로 이온화 가능한 자리, 또는 음으로 이온화 가능한 자리에 의해 화합물을 맵핑하는 단계;
(b) 맵핑된 특징에 형상 제한을 가하는 단계; 및
(c) 단계 (b)에서 생성된 모델을 이용하여 데이터베이스를 검색하는 단계.
당업자는 또한 화합물의 가능한 화학적 특징이 모두 단계 (b)의 모델 내에 존재할 필요는 없다는 것을 인식할 것이다. 모델의 임의의 하부집단을 사용하여 데이터베이스 검색에 대해 상이한 모델들을 생성할 수 있다.
B. PPAR 구조 및 분자 스캐폴드를 사용한 활성 화합물의 확인
실질적인 수준의 활성을 가지는 충돌의 선별에 기초하여 통상적으로 적용되는 상기 방법 이외에, 다양한 PPAR들에 대한 리간드 결합 자리를 포함하는 결정 구조의 이용가능성이 부가적인 PPAR 활성 화합물의 확인 및 개발을 위한 스캐폴드 방법의 적용을 제공한다. 일례로, 상기 스캐폴드 방법은 화학식 I의 분자 스캐폴드, 또는 화학식 I의 스캐폴드 코어를 가지는 분자 스캐폴드를 사용하여 적용될 수 있지만, 또한 확인되는 다른 분자 스캐폴드에 적용될 수도 있다.
따라서, 본 발명은 또한 리간드 결합 자리 및 확인된 PPAR 결합 화합물에 관한 구조적 정보를 이용하여 PPAR에 대해 활성인 리간드를 설계하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법들은 다수의 방법들(예를 들면, 상기한 바와 같은 방법)에 의해 실시될 수 있지만, 고도로 바람직하게는, 이 방법은 분자 스캐폴드를 이용한다. 상기 개발 방법 및 관련 방법은 하기 일반적으로 기술되고, 개별적으로 및(또는) 임의의 쌍으로, 또는 계통군으로 PPAR에 적용되는 것에 의해 나타내진 바와 같을 수 있다.
분자 스캐폴드는 표적이 낮은 또는 매우 낮은 친화도로 결합하는 저분자량 분자이고 전형적으로 표적에 대해 낮은 또는 매우 낮은 활성을 가지고(가지거나) 표적 분자의 계통군들에 폭넓게 걸쳐 작용한다. 스캐폴드 또는 다른 화합물들이 표적 계통군의 다수의 요소들에 폭넓게 걸쳐 작용하는 능력은 리간드의 개발에 있어서 바람직하다. 예를 들면, 스캐폴드 또는 스캐폴드들의 세트는 원하는 특이성 또는 표적 계통군의 요소들의 선택된 하부집단에 대한 원하는 교차-활성을 가지는 리간드의 개발을 위한 출발 화합물로서 작용할 수 있다. 또한, 각각 표적 계통군의 요소들과 결합하는 스캐폴드들의 세트의 확인은 특정 표적 또는 표적의 하부집단을 위한 리간드 개발에 대한 출발점을 선택하기 위한 바람직한 기초를 제공한다. 다수의 경우에 있어서, 스캐폴드가 표적 계통군의 다수의 요소들에 결합하는 능력 및(또는) 다수의 요소들에 대한 활성을 가지는 능력은 표적 계통군에 걸쳐 존재하는 활성 자리 또는 결합 자리 상동성에 관련된다.
표적 계통군의 다수의 요소들에 걸쳐 활성인 스캐폴드는 상대적으로 높은 상동성의 표면 또는 잔류물과 상호작용한다. 즉, 결합 포켓의 보존된 영역에 결합한다. 다수의 요소들과 결합하는 스캐폴드는 변형되어 보다 큰 특이성을 제공하거나 특정 교차-반응성을 가진다. 예를 들면 표적 결합 자리들 사이의 차이를 이용하여 특이성을 제공하고, 유사점을 이용하여 교차-반응성을 설계한다. 특정 표적과의 인력이 있는 상호작용을 제공하는 치환기를 첨가하는 것은 결합 친화도를 증가시키고, 종종 활성을 증가시킨다. 리간드 개발 방법의 다양한 부분들은 다음 섹션에서 더 상세하게 기술되지만, 하기의 것은 스캐폴드에 기초한 리간드 개발에 대한 바람직한 접근법을 기술한다.
스캐폴드에 기초한 리간드 개발(스캐폴드에 기초한 약제 발견)은 다양한 방법들에 의해 실시될 수 있지만, 단백질의 큰 규모의 발현이 결정화, 공-결정화, 및 생화학적 선별(예를 들면, 결합 및 활성 분석)을 위한 재료를 제공하는데 유용하다. 결정화에 대해, 결정화 조건은 아포 단백질 및 그런 결정들로부터 측정된 구조에 대해 설정될 수 있다. 선별에 대해, 바람직하게는 특정 표적 계통군에 대해 선택된 편향된 라이브러리가 표적에 대한 결합 및(또는) 활성에 대해 선별된다. 고도로 바람직하게는 표적 계통군으로부터의 다수의 요소들이 선별된다. 상기 선별은, 단일 표적에 대한 것이든지 또는 표적 계통군의 다수의 요소들에 대한 것이든지, 선별 충돌을 제공한다. 낮은 친화도 및(또는) 낮은 활성 충돌이 선택된다. 상기 낮은 친화도 충돌은 스캐폴드 분자를 확인할 수 있거나, 또는 결합 분자들 사이의 통상의 형상들을 분석하여 스캐폴드 분자의 확인을 가능하게 할 수 있다. 통상의 형상들을 함유하는 더욱 단순한 분자들이 그 후 시험되어 그들이 결합 및(또는) 활성을 보유하는지 측정될 수 있고, 그로 인해 분자 스캐폴드의 확인이 가능해진다.
특정 표적 계통군의 다수의 요소들이 선별을 위해 사용되는 경우, 화합물들의 결합 및(또는) 활성 내의 중첩은 결정화되어질 화합물에 대한 유용한 선택을 제공할 수 있다. 예를 들면, 표적 계통군으로부터의 세 개의 표적 분자들에 대해, 각각의 표적이 특정 라이브러리의 선별에 있어서 약 200 내지 500의 충돌을 가지는 경우, 상기 충돌들의 훨씬 더 적은 수의 하부집단은 임의의 두 개 내지 세 개의 표적들에 공통일 것이고, 더욱더 적은 수, 예를 들면, 100 내지 300의 하부집단은 세 개의 표적들 모두에 공통일 것이다. 다수의 경우에 있어서, 세 개의 표적들 모두에 대해 공통인 하부집단 내의 화합물들은, 리간드 개발에 대해 가장 넓은 가능성을 제공하기 때문에, 공-결정학 방법을 위해 선택될 것이다.
공-결정학 방법을 위한 화합물들이 선택되면, 공-결정을 형성하기 위한 조건들이 결정되고, 공-결정 구조의 측정이 가능해지며 표적의 결합 자리 내의 결합 화합물의 배향이 구조의 해석에 의해 측정된다(이는 아포 단백질 결정 구조가 측정되거나 또는 가까운 동족체의 구조가 상동성 모델 내의 사용에 이용가능한 경우 매우 도움을 받을 수 있다). 바람직하게는 공-결정은 화합물을 아포 단백질의 결정 내에 스며들게 하는 것에 의한 것보다는 직접적인 공-결정화에 의해 형성된다.
공-결정 및 결합 화합물의 구조의 지식으로부터, 스캐폴드 또는 다른 결합 화합물들의 부가적인 선택이, 예를 들면, (1) 결합 모드, (2) 치환을 위한 다수의 자리, 및(또는) (3) 취급 용이한 화학을 위한 선택 필터를 사용하여 이루어질 수 있다. 결합 모드 필터는, 예를 들면, 지배적인 결합 모드의 입증에 기초할 수 있다. 즉, 스캐폴드 또는 스캐폴드 군의 화합물들은 일관된 배향, 바람직하게는 표적 계통군의 다수에 요소들에 걸친 일관된 배향으로 결합한다. 치환을 위한 다수의 자리들을 위한 스캐폴드의 필터링은 스캐폴드의 구조를 적절하게 변형할 수 있는 더 큰 능력으로 인해 특정 표적에 대한 리간드의 개발에 대해 더 큰 가능성을 제공한다. 취급 용이한 화학을 위한 필터링은 또한 스캐폴드로부터 유래된 리간드의 제조를 촉진하는데 이는 유도체 화합물의 제조를 위한 합성 경로가 이용가능하기 때문이다. 상기 개발 방법의 수행은, 스캐폴드, 바람직하게는 방사상 구조의 스캐폴드를 제공한다.
일부 경우에 있어서, 일부 또는 모든 개발 방법에 대해 특정 표적을 사용하여 작업하는 것이 실시 불가능하거나 바람직하지 않을 수 있다. 예를 들면, 특정 표적은 쉽게 퇴화되기 때문에 발현하기 어려울 수 있거나, 또는 결정화하기 어려울 수 있다. 이들 경우에 있어서, 표적 계통군으로부터의 대리 표적이 사용될 수 있다. 대리가 원하는 표적과 가능하면 유사한 것이 바람직하고, 따라서, 결합 자리에 있어서 높은 상동성을 가지는 계통군 구성원이 사용되어야만 하거나, 또는 결합 자리는 원하는 표적의 그것과 더 유사하도록 변형될 수 있거나, 원하는 표적의 서열의 일부는 계통군 구성원의 서열의 상응하는 부분을 대체하면서 계통군 요소에 삽입될 수 있다.
1 이상의 스캐폴드가 표적 계통군에 대해 확인되면, 스캐폴드는 계통군의 특정 구성원, 또는 계통군 구성원들의 특정 하부집단에서 유도된 다수의 산물을 개발하는데 사용될 수 있다. 따라서, 표적 계통군의 다수의 구성원들에 대해 작용하는 스캐폴드로부터 시작하여, 증가하는 선택도를 가진 유도체 화합물(리간드)이 설계되고 시험될 수 있다. 또한, 상기 리간드는 전형적으로 보다 큰 활성을 가지도록 개발될 수 있고, 또한 전형적으로 보다 큰 결합 친화도를 가질 것이다. 이 방법에 있어서, 폭넓게 작용하는 스캐폴드로 출발하여, 리간드는 개선된 선택도 및 활성 프로파일을 가지도록 개발되며, 이는 약제 개발을 위한 리드 화합물의 확인에 이어지며, 약제 후보, 및 최종 약제 산물에 이어진다.
C. 스캐폴드
전형적으로, 특정 유형의 특성을 가지는 스캐폴드(및(또는) 스캐폴드 또는 결합 화합물 확인에 대한 화합물 세트 또는 라이브러리)를 선택하는 것, 예를 들면, 특정 표적에 보다 쉽게 결합할 것 같은 화합물을 선택하는 것 및(또는) 유도체의 제조를 단순화하고(하거나), 약제-유사이고(이거나), 변형 또는 합성을 위한 편리한 자리 및 화학을 제공하는 물리적 및(또는) 합성 성질을 가지는 화합물을 선택하는 것이 바람직하다.
분자 스캐폴드의 유용한 화학적 성질들은 1 이상의 다음의 특성들을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다: 약 350 달튼 미만, 또는 약 150 내지 350 달튼 사이, 또는 약 150 내지 약 300 달튼 사이의 평균 분자량; 3 미만의 클록 P를 가지는 것; 4 미만의 회전 가능한 결합의 수; 5 미만 또는 4 미만의 수소 결합 주개 및 받개의 수; 100Å2 미만의 극성표면적; 조합 라이브러리로부터의 스캐폴드에 부착된 화학 치환기가 단백질 결합 자리 내의 포켓 내로 투입될 수 있는 배향으로 단백질 결합 자리에 결합하는 것; 및 변형될 수 있는 그것의 치환기 부착 지점에서 화학적으로 취급 용이한 구조를 가지고, 그로 인해 신속한 라이브러리 구성을 가능하게 하는 것.
용어 "분자 극성표면적(PSA)"은 분자 내의 극성 원자(통상적으로, 산소, 질소 및 부착된 수소)의 표면 기여의 합이다. 극성표면적은 약제 이송 성질, 예컨대 장내 투과성, 또는 뇌-혈관 장 투과도와 양호하게 상호관련된다고 밝혀졌다.
조합 라이브러리 내의 포함을 위한 별개 화합물의 부가적인 유용한 성질들은, 화합물의 1 이상의 관심 단백질에 대한 결합을 방해하지 않을 것이고, 라이브러리 구성원들에게 바람직한 성질을 부여할, 예를 들면, 라이브러리 구성원들이 관심 세포 및(또는) 기관들에 능동적으로 이송하는 것을 야기할 것인 화합물에 화학 잔기를 부착하는 능력, 또는 조직 및 프로테오믹스 프로파일링하는 목적 같은 용도를 위한 장치, 예컨대 크로마토그래피 컬럼(예를 들면, 분자, 예컨대 비오틴을 통한 스트렙타비딘 컬럼)에 부착하는 능력을 포함한다.
당업자는, 특정 사용 요건에 의존하여 스캐폴드 또는 라이브러리 구성원에 대해 바람직할 수 있는 다른 성질들, 및 이들 성질들을 가지는 화합물들이 또한 유사한 방법에 의해 발견되고 확인될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 분석을 위한 화합물을 선택하는 방법은 당업자에게 공지되어 있으며, 그 예들은, 본원에 그 차트 및 도면을 포함하여 전체가 참고로 도입되는 미국 특허 제 6,288,234호, 제 6,090,912호, 제 5,840,485호에 기술된 방법들 및 화합물들이다.
다양한 실시태양에 있어서, 본 발명은 분자 계통군의 다수의 구성원들에 결합하는 리간드의 설계 방법을 제공하며, 이때 리간드는 통상의 분자 스캐폴드를 함유한다. 따라서, 화합물 세트는 분자 계통군, 예를 들면, 단백질 계통군의 다수의 구성원들에 대한 결합에 대해 분석될 수 있다. 다수의 계통군 구성원들에 결합하는 1 이상의 화합물들은 분자 스캐폴드로 확인될 수 있다. 표적 분자의 결합 자리에서의 스캐폴드의 배향이 측정되고 화학적으로 취급 용이한 구조가 확인되는 경우, 리간드의 세트가 1 이상의 분자 스캐폴드로 출발하여 합성되어 다수의 리간드에 이를 수 있으며, 이때 각각의 리간드는 스캐폴드와 비교하여 변경된 또는 변화된 결합 친화도 또는 결합 특이성을 가지는 분자 계통군의 별도의 표적 분자에 결합한다. 따라서, 다수의 약제 리드 분자들이 동일한 분자 스캐폴드에 기초한 분자 계통군의 구성원들을 개별적으로 표적화하도록 설계될 수 있으며 특정 방법으로 그들에 대해 작용할 수 있다.
D. 결합 분석
1. 결합 분석의 용도
본 발명의 방법은, 배경 신호의 약 3배의 표준 편차의 신호에서, 또는 배경 신호의 약 4배의 표준 편차의 신호에서 표적 분자에 대한 화합물의 결합을 검출할 수 있는 분석을 포함할 수 있다. 분석은 또한 표적 분자에 대한 낮은 친화도 결합을 위한 화합물을 분석하는 것을 포함한다. 매우 다양한 결합을 지시하는 분석이 상이한 표적 유형에 대해 알려져 있고 본 발명에 대해 사용될 수 있다. 단백질 계통군에 폭넓게 걸쳐 작용하는 화합물은, 그들의 결합이 넓다는 성질 때문에, 개별적인 표적에 대해 높은 친화도를 갖지 않을 것이다. 따라서, 분석(예를 들면, 본원에 기술한 바와 같은 것)은 고도로 바람직하게는 낮은 친화도, 매우 낮은 친화도, 및 극히 낮은 친화도로 결합하는 화합물들을 확인하게 한다. 따라서, 잠재력(또는 결합 친화도)은 주된 것이 아니고, 더욱이 가장 중요하지도 않으며, 잠재적으로 유용한 결합 화합물의 확인의 징후도 아니다. 오히려, 심지어 낮은 친화도, 매우 낮은 친화도, 또는 극히 낮은 친화도로 결합하는 상기 화합물들은 리간드 설계 방법의 다음 상으로 계속될 수 있는 분자 스캐폴드로 고려될 수 있다.
상기 나타낸 바와 같이, 단백질 계통군에 폭넓게 걸쳐 작용하는 스캐폴드를 설계하거나 발견하기 위해, 관심 단백질은 화합물 집합 또는 세트에 대해 분석될 수 있다. 분석은 바람직하게는 효소 또는 결합 분석일 수 있다. 일부 실시태양에 있어서, 선별되는 화합물들의 용해성을 증강시킨 후, 낮은 친화도로 결합하거나 또는 배경 신호의 표준 편차보다 약 3배 큰 신호를 생성하는 것들을 포함하여 분석에 있어서 활성을 나타내는 모든 화합물들을 분석하는 것이 바람직할 수 있다. 이들 분석들은 임의의 적합한 분석, 예를 들면, 두 결합 파트너들 사이의 결합 친화도를 측정하는 결합 분석일 수 있다. 본 발명에 실시에 있어서 유용할 수 있는 다양한 유형의 선별 분석들은 당업계에 공지되어 있고, 예를 들면, 본원에 그 차트 및 도면을 포함하여 전체가 참고로 도입되는 미국 특허 제 5,763,198호, 제 5,747,276호, 제 5,877,007호, 제 6,243,980호, 제 6,294,330호, 및 제 6,294,330호에 기술된다.
분석의 다양한 실시태양에 있어서, 1종 이상의 화합물, 약 5% 이상, 약 10% 이상, 약 15% 이상, 약 20% 이상, 또는 약 25% 이상의 화합물들이 낮은 친화도로 결합할 수 있다. 다수의 경우에 있어서, 약 20% 이하의 화합물들이 선별 분석에서 활성을 나타내며 이들 화합물들은 그 후 고속 처리(high throughput) 공-결정학 방법, 화합물들을 공통의 구조적 성질(예를 들면, 구조적 코어 및(또는) 형상 및 극성 특성)을 가지는 부류들로 분류하는 컴퓨터 분석, 및 활성을 나타내는 화합물들 사이의 공통의 화학 구조의 확인에 의해 직접 분석될 수 있다.
당업자는 결정은 특정 상황의 필요에 적절한 기준에 기초할 수 있다는 점, 및 결정은 컴퓨터 소프트웨어 프로그램에 의해 이루어질 수 있다는 점을 이해할 것이다. 부류는 대부분의 임의의 수의 스캐폴드를 함유하며 생성될 수 있고, 선택된 기준은 각각의 부류에 대해 바람직하다고 여겨지는 임의의 수의 스캐폴드에 이를 때까지 더욱더 엄격한 기준에 기초할 수 있다.
2. 표면 플라즈몬 공명
결합 파라미터가 표면 플라즈몬 공명을 사용하여, 예를 들면, 고정된 결합 성분으로 피복된 비아코어(BIAcore)(등록상표) 칩(chip)(비아코어, 일본)을 사용하여 측정될 수 있다. 표면 플라즈몬 공명은 sFv 또는 표적 분자들에 대해 지향된 다른 리간드 사이의 반응의 미시적인 회합 상수 및 해리 상수를 특징짓는데 사용된다. 상기 방법들은 일반적으로 본원에 참고로 도입된 하기 참고 문헌들에 기술된다. 문헌[Vely F. et al., 포스포펩티드-SH2 도메인 상호작용을 시험하기 위한 비아코어(등록상표) 분석, Methods in Molecular Biology. 121:313-21, 2000]; [Liparoto et al., 인터루킨-2 수용체 착체의 바이오센서 분석, Journal of Molecular Recognition. 12:316-21, 1999]; [Lipschultz et al., 표면 플라즈몬 공명을 사용한 착체 동역학의 분석을 위한 실험적 설계, Methods. 20(3):310-8, 2000]; [Malmqvist., 비아코어: 생체분자 상호작용의 특징 부여를 위한 친화도 바이오센서 시스템, Biochemical Society Transactions 27:335-40, 1999]; [Alfthan, 항체 공학의 도구로서의 표면 플라즈몬 공명 바이오센서, Biosensors & Bioelectronics. 13:653-63, 1998]; [Fivash et al., 거대분자 상호작용을 위한 비아코어, Current Opinion in Biotechnology. 9:97-101, 1998]; [Price et al., ISOBM TD-4에 대한 요약 보고서: MUC1 뮤신에 대한 56개의 단일클론 항체들의 분석. Tumour Biology 19 Supple 1:1-20, 1998]; [Malmqvist et al., 생체분자 상호작용 분석: 단백질의 기능성 분석을 위한 친화도 바이오센서 기술, Current Opinion in Chemical Biology. 1:378-83, 1997]; [O'Shannessy et al., 바이오센서 기술에 의한 리간드 결합의 특징 부여에 있어서의 슈도-제1차 동역학 거동으로부터의 편차의 해석, Analytical Biochemistry. 236:275-83, 1996]; [Malmborg et al., 항체 공학의 도구로서의 비아코어, Journal of Immunological Methods. 183:7-13, 1995]; [Van Regenmortel, 재조합 단백질을 특징짓기 위한 바이오센서의 용도, Developments in Biological Standardization. 83:143-51, 1994]; 및 [O'Shannessy, 거대분자 상호작용에 대한 운동률 및 평형 결합 상수의 측정: 표면 플라즈몬 공명 문헌의 비평, Current Opinions in Biotechnology. 5:65-71, 1994].
비아코어(등록상표)는 금/유리 센서 칩 경계부의 표면상에 위치한 덱스트란 매트릭스인 덱스트란 바이오센서 매트릭스에 결합한 단백질 농도에 있어서의 변경을 검출하기 위해 표면 플라즈몬 공명(SPR)의 광학 성질을 사용한다. 간략하게 말하면, 단백질은 덱스트란 매트릭스에 공지된 농도로 공유 결합하고 상기 단백질의 리간드는 덱스트란 매트릭스를 통해 주입된다. 센서 칩 표면의 반대 면 상을 향한 근 적외선은 반사되고 또한 금 필름 내에 순간적인 파동을 유도하고, 차례로 공명 각도로 알려진 특정 각도에서 반사된 빛 내의 강도 딥(dip)을 야기한다. 센서 칩 표면의 굴절률이 변경되는 경우(예를 들면, 단백질에 결합된 리간드 결합에 의해), 공명 각도의 변형이 발생한다. 이 각도 변형은 측정될 수 있으며 공명 단위(RU)로서 표현되며 1000 RU는 1 ng/㎟의 표면 단백질 농도에 있어서의 변화와 동등하다. 이들 변화들은 센서그램의 y축에 따라 시간에 대해 나타내어질 수 있으며, 이는 임의의 생물학적 반응의 회합 및 해리를 묘사한다.
E. 고속 처리 선별( HTS ) 분석
원하는 활성에 대한 다수의 화합물들을 통한 검색을 위해 HTS는 전형적으로 자동화된 분석을 사용한다. 전형적으로 HTS 분석은 특정 효소 또는 분자에 대해 작용하는 화학 물질에 대한 선별에 의해 신규한 약제를 발견하는데 사용된다. 예를 들면, 화학 물질이 효소를 비활성화하는 경우, 그것은 질환을 야기하는 세포 내에서의 과정을 방지하는데 효과적이라고 증명될 것이다. 고속 처리 방법은 연구자들이 로봇식 취급 시스템 및 결과의 자동화된 분석을 사용하여 각각의 표적 분자에 대한 수천의 상이한 화학 물질들을 매우 빠르게 분석하는 것을 가능하게 한다.
본원에 사용된, "고속 처리 선별" 또는 "HTS"는 많은 수의 화합물들(라이브러리들), 일반적으로 수만 내지 수십만의 화합물들의 로봇식 선별 분석을 사용한 시험관 내 신속한 선별을 의미한다. 초고속 처리 선별(uHTS)는 일반적으로 하루에 100,000 시험 이상으로 가속된 고속 처리 선별을 의미한다.
고속 처리 선별을 달성하기 위해, 시료를 다중용기 캐리어 또는 플랫폼상에 수납시키는 것이 바람직하다. 다중용기 캐리어는 다수의 후보 화합물들의 반응을 동시에 측정하는 것을 촉진한다. 다중-웰 마이크로플레이트가 캐리어로서 사용될 수 있다. 상기 다중-웰 마이크로플레이트 및 다수의 분석에 있어서의 그들의 사용 방법은 모두 당업계에 공지되어 있고 상업적으로 이용가능하다. 선별 분석은 분석의 성분의 적절한 조작의 조정 및 확인의 목적을 위한 조절을 포함할 수 있다. 모든 반응물을 포함하지만 화학적 라이브러리의 구성원을 포함하지 않는 블랭크 웰이 보통 포함된다. 다른 예로서, 조절자가 탐색하는 효소의 공지된 억제제(또는 활성제)가 분석의 하나의 시료를 사용하여 배양될 수 있고, 이는 비교군 또는 대조군으로 사용되는 효소의 활성에 있어서의 감소(또는 증가)를 초래한다. 조절자는 또한 효소 활성제 또는 억제제와 결합하여 다르게는 공지된 효소 조절자에 의해 야기되는 효소 활성화 또는 억제를 억제하는 조절자를 발견할 것이다. 유사하게, 표적에 대한 리간드가 탐색되는 경우, 표적의 공지된 리간드가 대조군/조정 분석 웰 내에 존재할 수 있다.
F. 선별 분석 동안의 효소 및 결합 반응의 측정
예를 들면, 다중용기 캐리어 내에서의 효소 및 결합 반응의 진행을 측정하기 위한 기술은 당업계에 공지되어 있고, 이들에 제한되는 것은 아니지만, 하기의 것들을 포함한다.
분광 광도 및 분광 형광 분석이 당업계에 공지되어 있다. 상기 분석의 예들은 과산화물의 검출을 위한 비색 분석법의 사용을 포함하며, 이는 문헌[Gordon, A. J. and Ford, R. A., The Chemist's Companion : A Handbook Of Practical Data , Techniques, And References, John Wiley and Sons, N. Y., 1972, Page 437]에 기술된다.
형광 분광법이 반응 생성물의 생성을 모니터링하기 위해 사용될 수 있다. 형광 방법론은 일반적으로 흡수 방법론보다 민감하다. 형광 프로브의 사용은 당업자에게 공지되어 있다. 검토를 위해, 문헌[Bashford et al., Spectrophotometry and Spectrofluorometry : A Practical Approach, pp. 91-114, IRL Press Ltd. (1987)]; 및 [Bell, Spectroscopy In Biochemistry, Vol.I, pp.155-194, CRC Press (1981)]을 참조한다.
분광 형광 방법에 있어서, 효소는 표적 효소에 의해 가공되는 경우 그 고유의 형광을 변화시키는 기질에 노출된다. 전형적으로, 상기 기질은 비형광이고 1 이상의 반응을 통해 형광 발색단으로 전환된다. 비-제한적인 예로서, SMase 활성이 암플렉스(Amplex)(등록상표) 레드(Red) 시약(몰레큘러 프로브스(Molecular Probes), 유진, 오레곤)을 사용하여 검출될 수 있다. 암플렉스(등록상표) 레드를 사용하여 스핑고마이엘리나제 활성을 측정하기 위해, 다음의 반응들이 일어난다. 우선, SMase가 스핑고마이엘린을 가수분해하여 세라미드 및 포스포릴콜린을 생성한다. 두 번째로, 알칼리성 포스파타제가 포스포릴콜린을 가수분해하여 콜린을 생성한다. 세 번째로, 콜린이 콜린 산화효소에 의해 산화되어 베타인을 생성한다. 최종적으로, H2O2가 홍당무 퍼옥시다제의 존재하에 암플렉스(등록상표) 레드와 반응하여 형광 생성물인 레조루핀을 생성하고, 그로부터의 신호가 분광 형광을 사용하여 검출된다.
형광 편광(FP)은 보다 큰 분자, 예컨대 수용체 단백질에 대한 결합 동안에 발생하고 결합된 리간드에 의한 편광된 형광 방출을 가능하게 하는 형광 발색단의 분자 회전의 속도의 감소에 기초한다. FP는 평면 편광된 빛으로 여기된 후 형광 발색단 방출의 수직 및 수평 성분을 측정하는 것에 의해 실험적으로 측정된다. 편광된 방출은 형광 발색단의 분자 회전이 감소하는 경우 증가한다. 형광 발색단은 보다 큰 분자(즉, 수용체)에 결합하여 형광 발색단의 분자 회전을 늦추는 경우 더 큰 편광된 신호를 생성한다. 편광된 신호의 크기는 형광 리간드 결합의 정도에 정량적으로 관련된다. 따라서, "결합된" 신호의 편광은 높은 친화도 결합의 유지에 의존한다.
FP는 균일한 기술이고 반응은 매우 빨라 수초 내지 수분 만에 평형에 도달한다. 시약은 안정하고, 큰 배치가 제조될 수 있으며, 그 결과 높은 재현성이 야기된다. 이들 성질들 때문에, FP는 고도로 자동화가능하고, 종종 단일의 미리 혼합한 추적자-수용체 시약을 사용한 단일 배양으로 수행된다고 증명되었다. 검토를 위해, 문헌[Owicki et al., Application of 형광 Polarization Assays in High-Throughput Screening, Genetic Engineering News, 17:27, 1997]을 참조한다.
FP는 그 판독이 방출 강도에 독립적이기 때문에 특히 바람직하고(문헌[Checovich, W. J., et al., Nature 375:254-256, 1995; Dandliker, W. B., et al., Methods in Enzymology 74:3-28, 1981]) 따라서 형광 방출을 켄칭하는 착색된 화합물의 존재에 영향을 받지 않는다. FP 및 FRET(아래 참조)는 스핑고지질 및 그의 리간드 사이의 상호작용을 차단하는 화합물을 확인하는데 양호하게 적합하다. 예를 들면, 문헌[Parker et al., Development of high throughput screening assays using 형광 polarization: nuclear receptor-ligand-binding and kinase/phosphatase assays, J Biomol Screen 5:77-88, 2000]을 참조한다.
스핑고지질로부터 유래된 FP 분석에 사용될 수 있는 형광 발색단은 상업적으로 이용가능하다. 예를 들면, 몰레큘러 프로브스(유진, 오레곤)는 현재 스핑고마이엘린 및 하나의 세라미드 형광 발색단을 판매한다. 이들은, 각각, N-(4,4-디플루오로-5,7-디메틸-4-보라-3a,4a-디아자-s-인다센-3-펜타노일)스핑고실 포스포콜린(BODIPY(등록상표) FL C5-스핑고마이엘린); N-(4,4-디플루오로-5,7-디메틸-4-보라-3a,4a-디아자-s-인다센-3-도데카노일)스핑고실 포스포콜린(BODIPY(등록상표) FL C12-스핑고마이엘린); 및 N-(4,4-디플루오로-5,7-디메틸-4-보라-3a,4a-디아자-s-인다센-3-펜타노일)스핑고신(BODIPY(등록상표) FL C5-세라미드)이다. 미국 특허 제 4,150,949호(겐타마이신에 대한 면역분석)는 플루오레세인티오카르바닐 겐타마이신을 포함하는 플루오레세인-표지된 겐타마이신을 개시한다. 부가적인 형광 발색단이 당업자에게 공지된 방법을 사용하여 제조될 수 있다.
예시적인 보통 및 편광된 형광 판독기는 폴라리온(POLARION)(등록상표) 형광 편광 시스템(테칸 아게(Tecan AG), 홈브렉티콘, 스위스)을 포함한다. 일반적인 다른 분석을 위한 다중웰 플레이트 판독기, 예컨대 버사맥스(VERSAMAX)(등록상표) 판독기 및 스펙트라맥스(SPECTRAMAX)(등록상표) 다중웰 플레이트 분광광도계(둘 다 몰레큘러 디바이시스(Molecular Devices) 제조)가 이용가능하다.
형광 공명 에너지 전이(FRET)는 상호작용을 검출하기 위한 또다른 유용한 분석법이고 기술되어 있다. 예를 들면, 문헌[Heim et al., Curr. Biol. 6:178-182, 1996]; [Mitra et al., Gene 173:13-17 1996]; 및 [Selvin et al., Meth. Enzymol. 246:300-345, 1995]을 참조한다. FRET는 매우 근접해 있는 공지된 여기 및 방출 파장을 가지는 두 형광 물질들 사이의 에너지 전이를 검출한다. 예로서, 단백질이 녹색 형광 단백질(GFP)을 사용하여 융합 단백질로서 발현될 수 있다. 두 형광 단백질이 근접해 있는 경우, 예컨대 단백질이 표적 분자와 특이적으로 상호작용하는 경우, 공명 에너지는 하나의 여기된 분자로부터 다른 분자로 전이될 수 있다. 그 결과, 시료의 방출 스펙트럼은 이동하며, 이는 형광계, 예컨대 fMAX 다중웰 형광계(몰레큘러 디바이시스, 서니발, 캘리포니아)에 의해 측정할 수 있다.
섬광 근접 분석법(Scintillation proximity assay, SPA)은 표적 분자와의 상호작용을 검출하기 위한 특히 유용한 분석법이다. SPA는 제약 산업에서 폭넓게 사용되며 기술되어 있다(문헌[Hanselman et al., J. Lipid Res. 38:2365-2373 (1997)]; [Kahl et al., Anal. Biochem. 243:282-283 (1996)]; [Undenfriend et al., Anal. Biochem. 161:494-500 (1987)]). 또한 미국 특허 제 4,626,513호 및 제 4,568,649호 및 유럽 특허 제 0,154,734호를 참조한다. 하나의 상업적으로 이용가능한 시스템은 플래쉬플레이트(FLASHPLATE)(등록상표) 섬광-피복된 플레이트(NEN 라이프 싸이언스 프러덕츠(NEN Life Science Products), 보스턴, 메사츄세츠)를 사용한다.
표적 분자는 다양한 공지된 방법들에 의해 신틸레이터 플레이트에 결합할 수 있다. 융합 단백질, 예컨대 GST, His6 또는 Flag 융합 단백질에 결합하도록 유도된 섬광 플레이트가 이용가능하다. 표적 분자가 단백질 착체 또는 다합체인 경우, 하나의 단백질 또는 서브유닛은 우선 플레이트에 부착한 후, 착체의 다른 성분이 결합 조건하에서 첨가되어 결합된 착체를 생성할 수 있다.
전형적인 SPA 분석법에 있어서, 발현 풀 내의 유전자 산물은 방사선 표지되고 웰에 첨가될 것이고, 고정된 표적 분자 및 웰 내의 섬광 피복인 고체상과 상호작용하는 것이 허용될 것이다. 어느 쪽이든, 방사선 표지가 섬광 피복에 충분히 가까워지는 경우, 그것은 탑카운트(TOPCOUNT) NXT(등록상표) 마이크로플레이트 섬광 계수기(패커드 바이오사이언스 코퍼레이션(Packard BioScience Co.), 메리덴, 코네티컷) 같은 장치에 의해 검출 가능한 신호를 생성한다. 방사선 표지된 발현 산물이 표적 분자에 결합하는 경우, 방사선 표지는 검출 가능한 신호를 생성하기에 충분히 오랫동안 섬광에 가까이 유지된다.
반대로, 표적 분자에 결합하지 않거나, 또는 단지 짧은 시간 동안 결합하는 표지된 단백질은 상기 배경 신호를 생성하기에 충분히 오랫동안 섬광에 가까이 유지되지 않을 것이다. 임의의 브라운 운동에 의해 야기되는 섬광 근처에서의 임의의 시간 소비 역시 현저한 양의 신호를 생성하지 않을 것이다. 마찬가지로, 잔여하는 도입되지 않은 발현 단계 동안에 사용된 방사선 표지가 존재할 수 있지만, 그것은 표적 분자와 상호작용하기보다는 용액 내에 존재할 것이기 때문에 현저한 신호를 발생하지 않을 것이다. 그러므로 이들 비-결합 상호작용들은 특정 수준의 수학적으로 제거될 수 있는 배경 신호를 야기할 것이다. 너무 많은 신호가 얻어지는 경우, 염 또는 다른 변경자가 원하는 특이성이 얻어질 때까지 분석 플레이트에 직접 첨가될 수 있다(문헌[Nichols et al., Anal. Biochem. 257:112-119, 1998]).
또한, 분석법은 알파선별(AlphaScreen)(증폭된 발광 근접 균일 분석법) 포멧, 예를 들면, 알파 선별 시스템(패커드 바이오사이언스)을 사용할 수 있다. 알파 선별은 일반적으로 문헌[Seethala and Prabhavathi, Homogenous Assays: AlphaScreen, Handbook of Drug Screening, Marcel Dekkar Pub. 2001, pp. 106-110]에 기술된다. PPAR 수용체 리간드 결합 분석에 대한 기술의 응용은, 예를 들면, 문헌[Xu et al., 2002, Nature 415:813-817]에 기술된다.
G. 분석 화합물 및 분자 스캐폴드
상기 기술하였듯이, 스캐폴드의 바람직한 특징은 저분자량 (예를 들면, 350 Da 미만, 또는 약 100 내지 약 350 달튼, 또는 약 150 내지 약 300 달튼)임을 포함한다. 바람직하게는 스캐폴드의 클록 P는 -1 내지 8, 더욱 바람직하게는 6, 5, 또는 4 미만, 가장 바람직하게는 3 미만이다. 특별한 실시태양에서, 클록 P는 -1 내지 2, 3, 4, 5, 6 또는 8의 상한이며; 또는 0 내지 2, 3, 4, 5, 6 또는 8의 상한이다. 바람직하게는 회전 가능 결합의 수는 5 미만, 더욱 바람직하게는 4 미만이다. 바람직하게는 수소 결합 주개 및 받개의 수는 6 아래, 더욱 바람직하게는 5 아래이다. 유용한 추가적 기준은 100 미만의 극성 표면적 (Polar Surface Area)이다. 특별한 용도를 위한 기준을 식별하는 데 유용한 견본은 본원에 전체로서 참고로 포함된 문헌 [Lipinski et al., Advanced Drug Delivery Reviews 23 (1997) 3-25]에서 찾을 수 있다.
스캐폴드는 바람직하게는 스캐폴드의 치환 잔기가 단백질 결합 자리에의 홈(pocket) 안에 위치하도록 하는 배치로, 주어진 단백질 결합 자리에 결합한다. 또한, 조합 라이브러리(combinatorial library)를 쉽게 만들기 위하여, 특별하게는 합성 반응을 통하여, 화학적으로 변형될 수 있는 화학적으로 취급 용이한 기를 소유하는 것이 스캐폴드의 바람직한 특징일 수 있다. 또한 스캐폴드 상에 다른 잔기가 부착될 수 있는 위치를 갖는 것이 바람직한데, 이는 스캐폴드가 관심 있는 단백질에 결합하는 것을 방해하지는 않지만, 스캐폴드가 원하는 특성, 예를 들면 스캐폴드의 세포 및(또는) 기관으로의 능동 수송, 분석을 용이하게 하기 위해 크로마토그래픽 컬럼에 스캐폴드가 부착되도록 하는 것, 또는 다른 원하는 특성을 획득하도록 한다. 분자 스캐폴드는 목적 분자에 임의의 친화력, 예컨대 배경 신호의 표준 편차의 약 3배로 측정되는 친화력, 또는 높은 친화력, 중간 정도의 친화력, 낮은 친화력, 매우 낮은 친화력, 또는 극도로 낮은 친화력으로 결합할 수 있다.
그러므로, 상기 기준은 원하는 속성을 갖는 많은 시험용 화합물을 선택하는 데 사용될 수 있다. 상기 기술한 기준을 갖는 많은 화합물이 상업 시장에서 이용 가능하며, 본 방법이 적용될 특정 용도에 따라, 분석을 위해 선택될 수 있다. 몇몇 경우에는 충분히 많은 수의 화합물이 특정 조건을 충족하여, 유사한 군의 화합물에의 추가 방법이 도움이 될 수 있다. 타니모토 계수 등의 분자 유사성을 평가하는 다양한 방법이 사용되어 왔다. 문헌 [Willett et al, Journal of Chemical Information and Computer Science 38 (1998), 983-996]을 참조한다. 이들은 구조적으로 고도로 잉여적인 화합물의 군의 더 작은 부분 집합을 선택하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 화합물 사이의 관계, 또는 화합물의 구조적 요소에 기반한 군집(cluster) 분석 또한 동일한 목적으로 실행될 수 있다. 군집화 연산법(clustering algorithm)을 위해 문헌 ([Lance and Williams Computer Journal 9 (1967) 373-380] 및 [Jarvis and Patrick IEEE Transactions in Computers C-22 (1973) 1025-1034])을, 화학적인 문제에 적용되는 이러한 방법들의 검토를 위해 문헌 [Downs et al. Journal of Chemical Information and Computer Sciences 34 (1994) 1094-1102]을 참조한다. 잠재적 스캐폴드의 거대 군의 화학적 성분을 유도하는 한 방법은 화합물을 회전 가능 결합에서 사실상 절단하여 10 원자 이상의 성분을 산출하는 것이다. 생성되는 요소는 유사성의 몇몇 측정치 (예를 들면 타니모토 계수) 에 기반하여 군집화되어, 화합물의 근원 집합 내의 공통 성분 군을 산출할 수 있다. 각각의 성분 군에서, 그 성분을 함유하는 모든 화합물이 군집화될 수 있고, 생성되는 군집은 공통되는 화학적 중심 구조를 함유하는 다양한 화합물 집단을 선택하는 데 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 수많은 상용 화합물로부터도 스캐폴드의 유용한 라이브러리가 유도될 수 있다.
"화합물 라이브러리" 또는 "라이브러리"는 상이한 화학 구조를 갖는 상이한 화합물의 집합이다. 화합물 라이브러리는 선별 가능한데, 즉 화합물 라이브러리 구성원은 선별 분석을 필요로 할 수 있다. 바람직한 실시태양에서, 라이브러리 구성원은 약 100 내지 약 350 달튼, 또는 약 150 내지 약 350 달튼의 분자량을 가질 수 있다.
라이브러리는 낮은 친화도로 목적 분자에 결합하는 하나 이상의 화합물을 함유할 수 있다. 후보 화합물의 라이브러리는 많은 상이한 분석, 예를 들면 형광 분극화 분석 등 상기 기술된 것들에 의해 분석될 수 있다. 라이브러리는 화학적으로 합성된 펩티드, 펩티드 모방체(peptidomimetics), 또는 크거나 작은, 집중 또는 비집중 조합 화합물의 배열로 구성될 수 있다. "집중(focused)"이란 화합물의 집합이 사전에 특징화된 화합물 및(또는) 약물특이분자단의 구조를 사용하여 제조됨을 의미한다.
화합물 라이브러리는 천연 출처, 인공으로 합성된 분자, 또는 합성, 단리, 또는 그러한 방식의 다른 방법으로 제조된 분자로부터 단리된 분자를 함유하여 하나 이상의 가변 잔기, 예를 들면 독립적으로 단리되거나 임의로 합성되는 잔기를 하지도록 할 수 있다. 화합물 라이브러리의 분자 유형은 본원에 사용되는 용어로서의 유기 화합물, 폴리펩티드 및 핵산 및 유도체, 접합체 및 그들의 혼합물을 포함하나, 이들로 한정되지 않는다.
본 발명에 유용한 화합물 라이브러리는 상업 시장에서 구입되거나, 조합 화학 기술, 발효 방법, 식물 및 세포 추출 절차 등을 포함하나 이에 한정되지 않는 임의의 수단에 의해 제조 또는 수득될 수 있으며 (예를 들면, 문헌 ([Cwirla et al., Biochemistry 1990, 87, 6378-6382], [Houghten et al., Nature 1991, 354, 84-86], [Lam et al., Nature 1991, 354, 82-84], [Brenner et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1992, 89, 5381-5383], [R. A. Houghten, Trends Genet. 1993, 9, 235-239], [E. R. Felder, Chimia 1994, 48, 512-541], [Gallop et al., J. Med. Chem. 1994, 37, 1233-1251], [Gordon et al., J. Med. Chem. 1994, 37, 1385-1401], [Carell et al., Chem. Biol. 1995, 3, 171-183], [Madden et al., Perspectives in Drug Discovery and Design 2, 269-282] 및 [Lebl et al., Biopolymers 1995, 37 177-198])을 참조한다); 공유 분자 구조 주위에 조립된 단분자; 다양한 상업적 및 비상업적 군에 의해 조립된 화합물의 집합, 천연 생성물; 해양 유기체, 균류, 박테리아 및 식물 추출물일 수 있다.
바람직한 라이브러리는 균질 반응 혼합물 내에서 제조될 수 있고, 라이브러리 구성원들로부터의 미반응 시약의 분리는 선별 이전에는 요구되지 않는다. 많은 조합 화학 접근법이 고체 상태 화학에 기반하고 있지만, 액체상 조합 화학이 라이브러리를 생성할 수도 있다 (문헌 [Sun CM., Recent advances in liquid-phase combinatorial chemistry, Combinatorial Chemistry & High Throughput Screening. 2: 299-318, 1999]).
다양한 분자 유형의 라이브러리가 하나 이상의 미리 선택되는 속성을 갖는 그들의 구성원을 얻기 위해 제조되는데, 이 속성은 평행 배열 합성 (문헌 [Houghton, Annu Rev Pharmacol Toxicol 2000 40: 273-82, Parallel array and mixture-based synthetic combinatorial chemistry]); 고체상 조합 화학 (문헌 [Merritt, Comb Chem High Throughput Screen 1998 1 (2): 57-72, Solution phase combinatorial chemistry], [Coe et al., Mol Divers 1998-99; 4(1) : 31-8, Solution-phase combinatorial chemistry] 및 [Sun, Comb Chem High Throughput Screen 1999 2 (6): 299-318, Recent advances in liquid-phase combinatorial chemistry]); 가용성 중합체에서의 합성 (문헌 [Gravert et al., Curr Opin Chem Biol 1997 1(1): 107-13, Synthesis on soluble polymers: new reactions and the construction of small molecules]) 등을 포함하나 이에 한정되지 않는 다양한 기술에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면 문헌 ([Dolle et al., J Comb Chem 1999 1(4): 235-82, Comprehensive survey of combinatorial library synthesis: 1998], [Freidinger RM., Nonpeptidic ligands for peptide and protein receptors, Current Opinion in Chemical Biology] 및 [Kundu et al., Prog Drug Res 1999; 53: 89-156, Combinatorial chemistry: polymer supported synthesis of peptide and non-peptide libraries])을 참조한다. 식별의 용이를 위하여, 화합물은 임상적으로 표지될 수 있다 (문헌 [Chabala, Curr Opin Biotechnol 1995 6(6): 633-9, Solid-phase combinatorial chemistry and novel tagging methods for identifying leads]).
탄수화물의 조합 합성 및 올리고당을 함유하는 라이브러리가 알려져 있다 (문헌 [Schweizer et al., Curr Opin Chem Biol 1999 3(3): 291-8, Combinatorial synthesis of carbohydrates]). 천연 생성물 기반 화합물 라이브러리의 합성이 알려져 있다 (문헌 [Wessjohann, Curr Opin Chem Biol 2000 4(3): 303-9, Synthesis of natural-product based compound libraries]).
핵산의 라이브러리는 본원에 기술된 비제한적 실시예에 의해 포함되는, 아프타머(aptamer)의 단리를 위한 다양한 기술들에 의해 제조된다. 스트렙타비딘 자석구에 표시된 올리고뉴클레오티드 및 폴리아미노올리고뉴클레오티드를 포함하는 라이브러리 (문헌 [Markiewicz et al., Synthetic oligonucleotide combinatorial libraries and their applications, Farmaco. 55: 174-7,2000])가 공지되어 있다. 평행 시료 채취로 커플링되고 자동화 질량분석기 (문헌 [Enjalbal C. Martinez J. Aubagnac JL, Mass spectrometry in combinatorial chemistry, Mass Spectrometry Reviews. 19: 139-61, 2000]) 및 평행 표지화 (문헌 [Perrin DM. , Nucleic acids for recognition and catalysis: landmarks, limitations, and looking to the future, Combinatorial Chemistry & High Throughput Screening 3: 243-69])등의 복잡한 절차 없이도 풀려질 수 있는 핵산 라이브러리가 공지되어 있다.
펩티드 모방체는 조합 화학 및 고체상 합성을 사용하여 식별된다 (문헌 [Kim HO. Kahn M. , A merger of rational drug design and combinatorial chemistry: development and application of peptide secondary structure mimetics, Combinatorial Chemistry & High Throughput Screening 3:167-83, 2000] 및 [al-Obeidi, Mol Biotechnol 1998 9(3): 205-23, Peptide and peptidomimetric libraries. Molecular diversity and drug design]). 합성은 모두 임의일 수도 있고, 일부 공지된 폴리펩티드 위에 기반할 수도 있다.
폴리펩티드 라이브러리는 다양한 기술에 의해 제조될 수 있다. 요약하면, 파지 표시 기술이 펩티드 모방체의 합성의 기반으로 사용 가능한 폴리펩티드 리간드 (문헌 [Gram H., Phage display in proteolysis and signal transduction, Combinatorial Chemistry & High Throughput Screening. 2: 19-28, 1999])를 생산하는 데 사용될 수 있다. 폴리펩티드, 속박 펩티드, 단백질, 단백질 도메인, 항체, 단일 사슬 항체 단편, 항체 단편 및 항체 결합 부위가 선택을 위해 섬질 파지 위에 표시된다.
인간 단일 사슬 Fv 항체의 개개 변형체의 거대 라이브러리가 제조되어 왔다. 예를 들면 문헌 ([Siegel RW. Allen B. Pavlik P. Marks JD. Bradbury A., Mass spectral analysis of a protein complex using single-chain antibodies selected on a peptide target: applications to functional genomics, Journal of Molecular Biology 302: 285-93, 2000], [Poul MA. Becerril B. Nielsen UB. Morisson P. Marks JD., Selection of tumor-specific internalizing human antibodies from phage libraries. Source Journal of Molecular Biology. 301:1149-61, 2000], [Amersdorfer P. Marks JD., Phage libraries for generation of anti-botulinumsc Fv antibodies, Methods in Molecular Biology. 145: 219-40,2001], [Hughes-Jones NC. Bye JM. Gorick BD. Marks JD. Ouwehand WH., Synthesis of Rh Fv phage-antibodies using VH and VLgermline genes, British Journal of Haematology 105: 811-6,1999], [McCall AM. Amoroso AR. Sautes C. Marks JD. Weiner LM., Characterization of anti-mouse Fc gamma RII single-chain Fv fragments derived from human phage display libraries, Immunotechnology. 4: 71-87,1998] 및 [Sheets MD. Amersdorfer P. Finnern R. Sargent P. Lindquist E. Schier R.Hemingsen G. Wong C. Gerhart JC. Marks JD. Lindquist E., Efficient construction of a largenonimmune phage antibody library: the production of high-affinity human single-chain antibodies to protein antigens (published erratum appears in Proc Natl Acad Sci USA 1999 96: 795), Proc Natl Acad Sci USA 95: 6157-62,1998])을 참조한다.
집중 또는 스마트 화학 및 약물특이분자단 라이브러리는 계산 화학 (예를 들면 문헌 [Kundu B. Khare SK. Rastogi SK., Combinatorial chemistry: polymer supported synthesis of peptide and non-peptide libraries, Progress in Drug Research 53: 89-156,1999])을 수반하는 정교한 전략의 도움 및, 데이터베이스 검색 및 도킹(docking), 신약 설계 및 리간드 결합 친화력의 추정 (문헌 [Joseph-McCarthy D. , Computational approaches to structure-based ligand design, Pharmacology & Therapeutics 84 : 179-91,1999], [Kirkpatrick DL. Watson S. Ulhaq S., Structure-based drug design: combinatorial chemistry and molecular modeling, Combinatorial Chemistry & High Throughput Screening. 2: 211-21,1999], [Eliseev AV. Lehn JM., Dynamic combinatorial chemistry : evolutionary formation and screening of molecular libraries, Current Topics in Microbiology & Immunology 243: 159-72,1999], [Bolger et al., Methods Enz. 203: 21-45,1991], [Martin, Methods Enz. 203:587-613, 1991], [Neidle et al. , Methods Enz. 203:433-458, 1991]) 및 미국 특허 6,178,384호)을 통해 설계될 수 있다.
그러므로, 잠재적 스캐폴드의 라이브러리 및, 특별한 단백질 계통군인 대표적인 목적 분자에의 결합을 측정하는 시험의 집단을 선택하는 것은 목적 단백질 계통군에의 라이브러리 결합의 데이터 집단 프로파일을 만들도록 해 준다. 상이한 결합 특성 집단을 수반하는 스캐폴드 군은 이 데이터 집단 내의 정보를 이용하여 식별될 수 있다. 그러므로, 계통군의 1, 2, 또는 3개 구성원에 결합하는 스캐폴드 군이 특별한 용도를 위해 선택될 수 있다.
많은 경우에서, 목적 단백질 계통군의 2개 이상의 구성원에 결합함을 보이는 스캐폴드 군은 이러한 결합이 개개의 목적 단백질과의 특정 상호작용에서 기인할 가능성이 더 큰 스캐폴드를 함유할 것이다. 이것은 선별 분석의 해석을 심하게 복잡하게 하는 소위 "무차별적 억제제"의 효과를 실질적으로 감소시킬 것으로 생각된다 (문헌 [McGovern et al. Journal of Medicinal Chemistry 45: 1712-22, 2002] 참조). 그러므로, 많은 바람직한 용도에서, 단백질 계통군 내의 다수의 목적 분자에의 결합을 표시하는 특성이, 바람직한 특성을 갖는 분자를 식별하는 선택 기준으로서 사용될 수 있다. 또한, 잠재적 목적 분자의 집합의 특정 하부집단에 결합하는 스캐폴드 군이 선택될 수도 있다. 이러한 경우는 목적 단백질 계통군의 임의의 3개 중 2개 또는 5개 중 3개의 구성원에 결합하는 스캐폴드의 하부집단을 포함한다.
이러한 하부집단은 추가의 바람직한 특성을 갖는 스캐폴드 군을 더욱 한정하기 위해 조합으로 또는 반대로 사용될 수도 있다. 이것은 단백질 계통군의 몇몇 구성원의 억제는 종양 성장의 억제 등 공지된 바람직한 효과를 가지는 반면, 정상적인 세포 기능에 필수적인 것으로 알려진 단백질 계통군의 다른 구성원의 억제는 바람직하지 않은 효과를 갖는 경우에 있어 상당히 유용하게 된다. 이러한 경우에 유용할 기준은 임의의 3개 중 2개의 바람직한 목적 분자에 결합하는 스캐폴드의 하부집단을 선택하는 것과, 이 기를 임의의 3개 중 1개 초과의 바람직하지 않은 목적 분자에 결합하는 임의의 것으로부터 제거하는 것을 포함한다.
H. 결정학( Crystallography )
결합 화합물이 결정된 후, 목적물에 결합하는 화합물의 배향이 결정된다. 바람직하게는 이 결정은 분자 스캐폴드 화합물과 목적물과의 공동 결정의 결정학을 수반한다. 대부분의 단백질 결정학 플랫폼(platform)은 기기의 물리적 매개변수 및 작동의 편의성에 기인하여, 바람직하게는 단백질 목적물에 결합되는 화합물, 리간드, 또는 분자 스캐폴드의 최대 약 500개의 공동 착물을 분석하도록 설계될 수 있다.
만일 결합 활성을 갖는 스캐폴드의 수가 결정학 방법의 용도로서 편리한 수를 넘는다면, 스캐폴드는 하나 이상의 공통 화학 구조 또는 다른 바람직한 특징을 갖는 것에 기반한 군들에 놓여질 수 있고, 대표적인 화합물이 하나 이상의 부류로부터 선택될 수 있다. 부류는 원하는 수의 부류 (예를 들면 10, 20, 50, 100, 200, 300, 400, 500)이 얻어질 때까지 점진적으로 기준을 강제하여 얻어질 수 있다. 부류는 예를 들면 모두가 피롤 고리, 벤젠 고리, 또는 다른 화학적 특질을 가지는 등, 부류 내 분자 스캐폴드 사이의 화학 구조 유사성에 기반할 수 있다. 마찬가지로, 부류는 형태 특징, 예를 들면 공간-충진 특징에 기반할 수 있다.
공-결정학 분석은 예를 들면 선별 분석에서 활성을 보인 스캐폴드의 농도에서 각 스캐폴드를 그의 목적물과 공-착물화하여 수행된다. 이 공-착물화는 예를 들면 낮은 퍼센트의 유기용매를 목적 분자와 함께 사용하고, 목적물을 각 스캐폴드와 함께 농축하여 달성될 수 있다. 바람직한 실시태양에서, 이 용매는 물 또는 다른 수용매 중 5% 미만의 유기용매, 예컨대 디메틸 술폭사이드(DMSO), 에탄올, 메탄올, 또는 에틸렌 글리콜이다.
목적 분자와 착물화된 각 스캐폴드는 그 뒤 적절한 온도, 예를 들면 4도 및 20도 모두에서, 적합한 수의 결정화 선별 조건에서 선별될 수 있다. 바람직한 실시태양에서, 공-착물화 및 결정화 조건, 및 목적 분자의 결합 자리에서의 스캐폴드의 배향에 관한 충분한 정보를 얻기 위해 약 96개의 결정화 선별 조건이 수행될 수 있다. 결정화 구조는 그 뒤 결합된 스캐폴드가 분자 계통군 구성원의 결합 자리 또는 하나 이상의 결합 포켓 내에 물리적으로 어떻게 배향되어 있는지 결정하기 위해 분석될 수 있다.
단백질 계통군을 위해 어느 것이 가장 적합한 스캐폴드인지 결정하기 위해서, 목적 단백질에 결합된 화합물의 원자 배위를 결정하는 것이 바람직하다. 그러므로 X선 결정 분석이 원자 배위를 결정하는 데 가장 바람직하다. 선택되는 이러한 화합물은 약화학 용도로 더 분석될 수 있다. 화합물은 그들의 목적 분자 내 결합 위치에 기반하는 분석을 통해 약화학용으로 선택될 수 있다. 예를 들면, 화합물이 한 결합 자리에 결합하면, 그 화합물의 목적 분자의 결합 자리 내의 결합 위치가 화합물의 화학적으로 취급 용이한 구조 또는 하부구조에서 수행될 수 있는 화학과 관련하여 고려될 수 있고, 화합물에서의 이러한 변형이 목적불의 결합 자리의 구조 또는 하부구조와 어떻게 상호작용하게 되는지와 관련하여 고려될 수 있다. 그러므로, 목적물의 결합 자리 및 스캐폴드의 화학을 탐구하여, 더 높은 잠재력 및(또는) 선택성을 가진 리간드에 도달하기 위해 어떻게 스캐폴드를 변형시킬 것인지의 결정을 내릴 수 있다.
화합물에 결합되는 목적 분자의 구조는 동일 단백질 계통군 구성원의 다른 구조와 함께 중첩되거나 정렬될 수 있다. 일반적으로는 이러한 방식으로, 목적 계통군의 구성원에의 결합을 강화하기 위한 스캐폴드의 변형이 이루어질 수 있고, 이로 인해 스캐폴드 라이브러리의 유용성이 강화된다. 단백질의 상동성 또는 구조적으로 관련된 부위의 알파-탄소 또는 골격 원자의 최소 RMSD 중첩 등의 다양한 기준을 사용하여, 서로 상이한 유용한 정렬이 생성될 수 있다.
이 방법들은 공착물로부터 직접 얻어지는 구조적 및 화학적 정보를 이용하여 더욱 직접적인 리간드 설계를 필요로 하며, 이로 인해 이로운 약제품으로 이끌 가능성이 있는 하나 이상의 효율적이고 신속한 선도 화합물의 설계가 가능하게 된다. 다양한 실시태양에서, 결합하는 모든 스캐폴드에 대해서, 또는 예를 들면 높은 친화력, 중간 정도의 친화력, 낮은 친화력, 매우 낮은 친화력, 또는 극도로 낮은 친화력으로 결합하는 것들 등 특별한 친화력으로 결합하는 것에 대해서만 공-결정학을 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 또한 임의의 친화력의 조합으로 결합하는 스캐폴드의 선택으로 공-결정학을 수행하는 것이 바람직할 수도 있다.
예컨대 이미지화 플레이트 측정기 또는 싱크로트론 광선을 수반하는 리가쿠(Rigaku) RU-200 (등록상표, 일본 도쿄 리가쿠)를 이용하여 행하는 표준 X-선 단백질 회절 연구는 공-결정 및, 예컨대 CCD 측정기 또는 X-선 이미지화 플레이트 측정기 등의 표준 X-선 측정기로 측정된 회절 데이터 상에서 수행될 수 있다.
약 200개의 공-결정에 대한 X-선 결정화의 수행은 일반적으로 약 50개의 공-결정 구조를 끌어내어야 하며, 이것은 화학적 확신을 위해서 약 10개의 스캐폴드를 제공해야 하고, 이는 결국 목적 분자를 위한 약 5개의 선택적인 표본으로 귀결되어야 한다.
공-결정의 형성을 강화하기 위해, 공-결정화를 촉진하는 첨가제가 목적 분자 제형에 물론 포함되어야 한다. 단백질 또는 효소의 경우, 분석되는 스캐폴드는 단백질 제형에 첨가될 수 있는데, 이는 바람직하게는 대략 1 mg/ml의 농도로 존재한다. 제형은 또한 0% 내지 10% (v/v)의 유기용매, 예컨대 DMSO, 메탄올, 에탄올, 프로판디올, 또는 1,3-디메틸 프로판디올 (MPD) 또는 그러한 유기용매의 몇몇 조합을 또한 함유할 수 있다. 화합물은 바람직하게는 유기용매 내에 약 10 mM의 농도로 가용화되며, 약 100mM의 농도로 단백질 시료에 첨가된다. 단백질-화합물 착물은 그 뒤 약 5 내지 약 20 mg/ml의 단백질 최종 농도로 농축된다. 착물화 및 농축 단계는 편리하게는 96웰 포맷화 농도 장비 (예를 들면, 아미콘 인코포레이티드(Amicon Inc.), 미국 뉴저지주 피스캣어웨이)를 사용하여 수행될 수 있다. 결정화될 제형 내에 존재하는 완충액 및 다른 제제는 결정화를 촉진하거나 결정화 조건과 상용성인 다른 성분, 예컨대 DTT, 프로판디올, 글리세롤을 함유할 수 있다.
결정화 실험은 농축 단백질-화합물 착물의 작은 분취량 (예를 들면 1 μl)을 96 웰 포맷에 놓고 96개의 결정화 조건 하에서 시료를 채취하여 구성될 수 있다 (예를 들면 더 적거나 더 많은 웰을 갖는 플레이트 등의 다른 포맷 역시 사용될 수 있다). 결정은 전형적으로는 상이한 온도에 놓여지는 96 웰 결정화 플레이트를 수반할 수 있는 표준 결정화 프로토콜을 사용하여 얻어질 수 있다. 온도와는 다른 공-결정화 변화 요인 또한, 바람직하다면 각각의 단백질-화합물 착물에 대해 고려될 수 있다. 예를 들면, 대기압, 빛 또는 산소의 존재 또는 부재, 중력 변화 및 많은 다른 변수들이 모두 분석될 수 있다. 당업자는 유리하도록 변화하고 고려될 수 있는 다른 변수들을 이해할 것이다. 편리하게는, 개개의 웰 내의 특정 조건을 수반하는 상업적으로 이용 가능한 결정 분별 플레이트가 이용된다.
I. 가상 분석
상기 기술하였듯이, 가상 분석 또는 화합물 설계 기술이 조절자(modulator)의 식별 및 설계에 유용하다. 이러한 기술은 또한 분자 스캐폴드 방법에도 역시 적용 가능하다. 착물 목적물 및 화합물을 제공되는 좌표의 집단으로부터 3차원 그래픽 표시를 생성하는 상업적으로 이용 가능한 소프트웨어가, 화합물이 목적물에 결합하였을 때 어떻게 배향되는지 도시 및 연구하는 데 사용될 수 있다 (예를 들면, 인사이트 II(InsightII, 등록상표, 미국 캘리포니아주 샌디에고 아셀러리스), 또는 시빌(Sybyl, 등록상표, 트리포스 어소시에이츠, 미국 미주리주 세인트루이스). 그러므로, 목적물의 결합 자리에서의 결합 포켓의 존재가 본 발명에서 특히 유용할 수 있다. 이러한 결합 포켓은 결정학적 구조 결정에 의해 드러나며, 목적물의 결합 자리에 화합물을 결합하는 데 수반되는 정확한 화학적 상호작용을 나타낸다. 당업자는 착물 내 어디에 미점유 공간이 위치하고, 이를 채우기 위해서 어떤 화학적 하부구조가 적합한 크기 및(또는) 전하 특성을 가질 수 있는지를 고려함으로써, 상기 도시가 결합 또는 다른 바람직한 효과를 강화하기 위해서는 어떠한 화학기가 스캐폴드로부터 첨가, 치환, 변형 또는 제거될 수 있는지 결정하는 데 또한 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 당업자는 또한 스캐폴드 결합의 결과로 결합 자리 내의 영역이 탄력적일 수 있음 및 그의 특성이 변화할 수 있음과, 원하는 효과를 달성하기 위해 화학기가 상기 영역을 특정적으로 목표로 설정할 수 있음을 이해할 것이다. 분자 스캐폴드상의 특정 위치는 적합한 화학적 하부구조가 어디에 부착될 수 있는지와, 어떤 입체구조 및 어떤 자리가 사용 가능한 가장 유리한 화학을 갖는지와 관련되어 고려될 수 있다.
화합물을 목적 단백질에 결합시키는 힘의 이해가, 어떤 화합물이 스캐폴드로서 가장 유리하게 사용될 수 있는지와 리간드 설계에 있어 어떤 특성이 가장 효과적으로 조작될 수 있는지를 밝혀 준다. 당업자는 입체적, 이온성, 극성, 수소결합 및 다른 힘이 목적 화합물 착물의 유지 또는 강화에 기여하도록 고려될 수 있는지 이해할 것이다. 추가 데이타가 자동화 계산 방법, 예컨대 도킹 및(또는) 분자 동력학 모의실험을 통해 얻어질 수 있으며, 이는 결합 에너지의 측정을 가능하게 한다. 또한, 결합 엔트로피 및 탈용매화의 불이익 등의 다른 효과를 설명하기 위해서는, 이러한 효과의 측정을 제공하는 방법이 자동화 계산 접근법과 통합될 수 있다. 선택되는 화합물은 목적물과의 화학적 상호작용에 관한 정보를 생성하기 위해, 또는 화합물의 결합 선택성을 강화할 수 있는 화학적 변형을 명료하게 하기 위해 사용될 수 있다.
단백질-리간드 착물 사이의 결합 에너지의 예시적 계산이 트리포스 소프트웨어 모음 (트리포스 어소시에이츠, 미주리주 세인트루이스) 내의 플렉스(FlexX) 스코어 (보옴 스코어링(Bohm scoring) 기능의 충족)를 사용하여 얻어질 수 있다. 방정식의 형태는 아래와 같다.
ΔGbind = ΔGtr + ΔGhb + ΔGion + ΔGlipo + ΔGarom + ΔGrot
상기 식에서, ΔGtr은 리간드의 회전 및 병진 엔트로피를 설명하는 상수항이며, ΔGhb는 리간드와 단백질 간에 형성되는 수소결합을 설명하며, ΔGion은 리간드 및 단백질 간의 이온적 상호작용을 설명하며, ΔGlipo은 단백질-리간드 접촉 표면에 상응하는 친유성 상호작용을 설명하며, ΔGarom은 단백질 및 리간드 내의 방향족 고리간의 상호작용을 설명하며, ΔGrot는 결합된 리간드 내의 회전 가능 결합을 제한하는 엔트로피적 불이익을 설명한다. 주어진 목적물에 강하게 결합하는 화합물의 계산된 결합 에너지는 대략 -25 kcal/mol 미만인데 반해, 양호한 스캐폴드 또는 최적화되지 않은 화합물의 계산된 결합 친화력은 일반적으로 -15 내지 -20 범위 내일 것이다. 에틸렌 글리콜 또는 헥사트리엔 등의 연결체를 제한하는 불이익은 전형적으로는 +5 내지 +15 범위 내에서 추정된다.
본 방법은, 결정 구조가 있으며 탄력적 연결체의 엔트로피적 불이익의 원인이 되는 목적 단백질에 선도 화합물이 가져야 하는 결합하는 결합 자유 에너지를 추정해 준다. 그러므로, 선별되는 분자에의 연결체 부착 및, 연결체의 불이익을 극복하기 위해 선도 화합물이 달성해야 하는 결합 에너지에 의해서 초래되는 불이익을 추정하는 데 사용될 수 있다. 이 방법은 용매화를 설명하지는 않으며, 엔트로피적 불이익은 연결체가 추가 결합 착물, 예를 들면 비오틴:스트렙타비딘 착물을 통해 고체상에 결합되는 경우 대략 과추정된다.
결합 에너지를 계산하는 다른 예시적 방법은 MM-PBSA 기법이다 (문헌 [Massova and Kollman, Journal of the American Chemical Society 121: 8133-43, 1999], [Chong et al, Proceedings of the National Academy of Sciences 96: 14330-5, 1999] 및 [Donini and Kollman, Journal of Medicinal Chemistry 43: 4180-8, 2000]). 이 방법은 분자 동력학 접근법을 사용하여 많은 화합물 및 착물화된 목적 분자의 많은 시료 배치를 생성하며, 또한 탈용매화 및 모듬(ensemble)으로부터의 결합 엔트로피에 대한 보정을 수반하는 잘 공지된 앰버 역장(force field)(문헌 [Cornell, et al Journal of the American Chemical Society 117: 5179-97 1995])을 사용하여 상호작용 에너지를 계산한다.
이 방법의 사용은 실험적으로 발견되는 것과 고도로 상호 관련적인 결합 에너지를 산출한다. 이 발명으로 계산되는 절대 결합 에너지는 상당히 정확하며, 결합 에너지의 변화량은 대략 1+/-0.5 기울기의 선형이다. 그러므로, 주어진 목적물과 강하게 상호작용하는 화합물의 결합 에너지는 약 -8 kcal/mol 미만인데 비해, 양호한 스캐폴드 또는 최적화되지 않은 화합물의 결합 에너지는 -3 내지 -7 kcal/mol 범위이다.
컴퓨터 모델, 예컨대 상동 모델 (즉, 공지되고 시험적으로 유도되는 구조에 기반하는)이 공결정 구조로부터의 데이터를 이용하여 구성될 수 있다. 모델러(Modeller, 아셀리스, 캘리포니아주 샌 디에고) 등의 컴퓨터 프로그램이, 서열의 정렬 및 주형 좌표의 집합(들)을 사용하여 단백질 서열에 3차원 좌표를 지정하는 데 사용될 수 있다. 목적 분자가 단백질 또는 효소인 경우, 상동 모델을 만드는 바람직한 공결정 구조는 모델이 형성되는 단백질 서열의 결합 자리 내의 높은 서열 동일성을 포함하며, 단백질은 또한 우선적으로는 동일한 부류 및(또는) 집단(fold) 계통군 내일 것이다. 단백질 부류의 활성 자리 내의 보존 잔기에 대한 지식이 결합 자리를 정확하게 표현하는 상동 모델을 선택하는 데 사용될 수 있다. 상동 모델은 또한 아포 구조 또는 공결정구조가 목적 단백질에 존재하는 대용 단백질로부터의 구조 정보를 지도화하는 데 사용될 수도 있다.
도킹 등의 가상 선별 방법은 또한, 스캐폴드, 화합물 및(또는) 조합 라이브러리 구성원의 상동 모델에의 결합 배치 및 친화력을 예측하는 데 사용될 수도 있다. 이 데이터를 사용하고 컴퓨터 소프트웨어를 사용한 "가상 분석"을 수행하면 실질적인 공급원을 절약하고, 당업자가 사실상 리간드 합성 및 공결정화 수행을 하지 않고도, 어떤 화합물이 스캐폴드 또는 리간드로 적합할 수 있는지에 대한 결정을 내릴 수 있다. 이런 식으로, 어떤 화합물이 실제 합성 및 공결정화에 장점이 있는지에 대한 결정이 내려질 수 있다. 이러한 화학적 상호작용의 이해는 목적 단백질과 더욱 유리하게 상호작용하고(하거나), 하나의 단백질 계통군 구성원이 다른 것에 비해 더욱 선택적인 약물의 발견 및 설계를 돕는다. 그러므로, 이러한 원칙을 적용하면, 더 우수한 특성의 화합물을 발견할 수 있다.
J. 리간드 설계 및 제조
리간드의 설계 및 제조는 구조적 및(또는) 공결정화 데이터를 수반하거나 수반하지 않고, 집단 내 활성 스캐폴드 사이의 공통적인 화학 구조를 고려하여 수행될 수 있다. 이러한 과정에서 구조-활성 가설이 형성될 수 있고, 낮은 친화력으로 결합한 것들을 포함한, 스캐폴드의 실질적인 수량 내에 존재하는 것으로 밝혀지는 화학적 구조는 스캐폴드의 결합에 일정한 영향을 미치는 것으로 가정될 수 있다. 이 결합은, 그것이 생물학적 시스템 (예를 들면, 처리된 포유동물) 내에서 발생하는 경우, 원하는 생화학적 효과를 유도하는 것으로 가정될 수 있다. 새로운, 또는 변형된 스캐폴드 또는 스캐폴드로부터 유도된 조합 라이브러리는 결합의 최대 수 및(또는) 구조-활성 가설을 반증하기 위해 분석될 수 있다. 나머지 가설은 그 후 원하는 결합 및 생화학적 효과를 달성하는 리간드를 설계하는 데 사용될 수 있다.
그러나, 많은 경우에서 원하는 결합 효과 (예를 들면, 더 높은 친화력 또는 더 높은 선택성으로 결합)를 달성하기 위해서는 어떻게 스캐폴드를 변형하는지 에 대한 고려를 위해서는 공결정학 데이터를 갖는 것이 바람직할 것이다. 단백질 및 효소의 경우를 사용하면, 공결정학 데이터는 결합 자리에 결합된 분자 스캐폴드를 수반하는 단백질의 결합 포켓을 나타내며, 스캐폴드 상의 화학적으로 취급 용이한 기에 변형이 이루어지는 것이 가능함이 명백할 것이다. 예를 들면, 단백질 결합 자리 또는 포켓에서의 적은 부피의 공간이 스캐폴드가 상기 부피를 채우는 작은 화학기를 포함하도록 변형함에 의해 채워질 수 있다. 더 큰 결합 친화력 또는 단백질 계통군의 다른 구성원에의 바람직하지 않은 결합의 감소를 유발하기 위해, 빈 부피를 채우는 것이 예상될 수 있다. 유사하게, 공결정학 데이터는 스캐폴드 상의 화학기의 제거가 결합의 장애를 감소시키고 더 큰 결합 친화력 및 선택성을 유발함을 나타낼 수 있다.
다양한 소프트웨어 패키지가 착물 구조, 또는 목적 분자의 아포 구조, 즉 화합물 결합이 없는 것으로부터의 잠재적 결합 자리의 상호작용의 식별 및 특징화를 용이하게 하는 기법을 충족시켜 왔다 (예를 들면, 사이트ID(SiteID, 트리포스 어소시에이츠, 미주리주 세인트 루이스), 및 사이트파인더(SiteFinder, 케미칼 컴퓨팅 그룹, 캐나다 몬트리올), GRID (몰레큘라 디스커버리 주식회사, 영국 런던)). 이러한 기법은 원하는 목적 분자 구조 또는 구조들에의 결합을 강화하는 스캐폴드에의 변화를 평가하기 위해서, 관심 있는 스캐폴드와 목적 분자 사이의 착물의 좌표, 또는 적합하게 정렬 또는 중첩된, 관련 목적 분자에 관한 데이터와 관련된 이들 데이터와 함께 사용될 수 있다. 예컨대 프로그램 GRID에서 충족되는 것 등의 분자 상호작용 장-계산 기법은, 목적 분자의 좌표 공간 내의 매트릭스의 최고점으로 지도화되는 상이한 계산 화학 탐침의 특이한 양성 및 음성 결합 상호작용에 대한 에너지 데이터를 유발한다. 이들 데이터는 그 뒤 특이한 목적 분자를 위한 유리한 상호작용을 갖는 것으로 예측되는 스캐폴드 결합 자리 주위의 치환 구역에 관해 분석될 수 있다. 소수성 탐침으로부터 계산되는 유리한 상호작용 영역 내의 스캐폴드 상의 상용성 화학적 치환 (예를 들면 메틸, 에틸 또는 페닐기)은, 스캐폴드의 친화력에 있어 개선을 유발하는 것으로 예상된다. 역으로, 스캐폴드는 제2의, 바람직하지 않은 관련 목적 분자 내의 유리하지 않은 소수성 상호작용을 갖도록 예측되는 영역 내의 치환을 함으로써 특이한 목적 분자를 위해 더욱 선택적으로 만들어질 수 있다.
단백질의 결합 자리 또는 포켓에 위치한 대전된 화학기의 존재를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 양으로 대전된 기는 분자 스캐폴드 상에 도입되는 음으로 대전된 기를 보완할 수 있다. 이것은 결합 친화력 또는 결합 특정성을 증가시켜, 더욱 바람직한 리간드를 유발할 것으로 예상될 수 있다. 많은 경우에서, 단백질 결합 자리 또는 포켓의 영역은, 그 영역의 아미노산의 차이점에 기반하여, 한 계통군 구성원으로부터 다른 것에까지 다양한 것으로 알려져 있다. 이러한 영역에서의 화학적 첨가는, 화합물이 다른 것에 비해 하나의 단백질 목적물에 더욱 특정적이도록 하는 일정 상호작용 (예를 들면 소수성, 정전기성 또는 엔트로피적)의 생성 또는 제거를 유발하여, 그것이 특이한 계통군 구성원을 위한 더 큰 선택성 및 친화력을 수반하는 화합물을 합성하는 것이 가능하도록 할 수 있다. 추가로, 일정 영역은 다른 것보다 더욱 탄력적인 것으로 알려진 아미노산을 함유할 수 있다. 이것은 종종 알파 나선형 또는 베타 나선형 등의 단백질의 이차 구조의 원소들을 연결하는 루프로서 함유되는 아미노산에서 일어난다. 화학 잔기의 첨가는 또한, 관심 있는 단백질 목적물과 화합물 사이에 일어나는 특정 상호작용의 가능성을 증가시키기 위해, 이러한 탄력적 영역에 지향될 수 있다. 가상 선별 방법은 또한 단백질 계통군 또는 부류의 구성원에 관한 화합물 상의 화학적 첨가, 제거, 변형 및(또는) 치환을 평가하기 위해 인 실리코(in silico)으로 실행될 수 있다.
화학 구조 또는 하부구조의 스캐폴드로의 첨가, 제거 또는 변형은 임의의 적합한 화학 잔기와 함께 수행될 수 있다. 예를 들면 예를 들어 제공되며 이들로 한정되도록 의도되지 않는 하기 잔기들이 사용 가능하다.
수소, 알킬, 알콕시, 페녹시, 알케닐, 알키닐, 페닐알킬, 히드록시알킬, 할로알킬, 아릴, 아릴알킬, 알킬옥시, 알킬티오, 알케닐티오, 페닐, 페닐알킬, 페닐알킬티오, 히드록시알킬-티오, 알킬티오카르바모일티오, 시클로헥실, 피리딜, 피페리디닐, 알킬아미노, 아미노, 니트로, 머캅토, 시아노, 시드록실, 사수 원자, 할로메틸, 산소 원자 (예를 들면, 케톤 또는 N-옥사이드를 형성하는) 또는 황 원자 (예를 들면, 티올, 티온, 디-알킬술폭사이드 또는 술폰을 형성하는)는, 사용 가능한 잔기의 예이다.
사용될 수 있는 구조 또는 하부구조의 추가적 예는, 알킬, 알콕시, 할로겐, 트리할로메틸, 카르복실레이트, 니트로 및 에스테르 잔기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 1, 2, 또는 3개의 치환체로 임의적으로 치환되는 아릴; 화학식 -NX2X3의 아민 (여기서 X2 및 X3는 수소, 포화 또는 불포화 알킬, 호모시클릴 또는 헤테로시클릭 고리 잔기로 이루어지는 군으로부터 독립적으로 선택됨); 할로겐 또는 트리할로메틸; 화학식 -COX4의 케톤 (여기서 X4는 알킬 및 호모시클릭 또는 헤테로시클릭 고리 잔기로 이루어진 군으로부터 선택됨); 화학식 -(X5)nCOOH의 카르복실산 또는 화학식 (X6)COOX7의 에스테르 (여기서 X5, X6 및 X7은 알킬 및 호모시클릭 또는 헤테로시클릭 잔기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며, n은 0 또는 1임); 화학식 (X8)nOH의 알콜 또는 화학식 -(X8)nOX9의 알콕시 잔기 (여기서 X8 및 X9는 포화 또는 불포화 알킬 및 호모시클릭 또는 헤테로시클릭 고리 잔기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며, 상기 고리는 알킬, 알콕시, 할로겐, 트리할로메틸, 카르복실레이트, 니트로 및 에스테르 잔기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환체로 임의적으로 치환되며, n은 0 또는 1임); 화학식 NHCOX10의 아미드 (여기서 X10은 알킬, 히드록실 및 호모시클릭 또는 헤테로시클릭 고리 잔기로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 고리는 알킬, 알콕시, 할로겐, 트리할로메틸, 카르복실레이트, 니트로 및 에스테르 잔기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환체로 임의적으로 치환됨); SO2, NX11X12 (여기서 X11 및 X12는 수소, 알킬 및 호모시클릭 또는 헤테로시클릭 고리 잔기로 이루어진 군으로부터 선택됨); 알킬, 알콕시, 할로겐, 트리할로메틸, 카르복실레이트, 니트로 및 에스테르 잔기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 1, 2, 또는 3개의 치환체로 임의적으로 치환되는 호모시클릭 또는 헤테로시클릭 고리 잔기; 화학식 -COH의 알데히드; 화학식 -SO2X13의 술폰 (여기서 X13은 포화 또는 불포화 알킬 및 호모시클릭 또는 헤테로시클릭 고리 잔기로 이루어지는 군으로부터 선택됨); 및 화학식 -NO2의 니트로이다.
K. 결합 화합물의 결합 특징의 식별
시험하는 화합물을 선택함에 있어, 리간드가 유리하게 보유해야 하는 결합 특징을 먼저 식별하는 것이 유익할 수도 있다. 이것은 다수의 상이한 결합 화합물이 특이한 목적물과 함께 가지는 상호작용, 예를 들면 결합 자리 내의 하나 이상의 보존된 잔기와의 상호작용을 분석하여 달성될 수 있다. 이러한 상호작용은 상호작용하는 잔기의 성질을 고려하여 식별된다. 이러한 식으로, 수소 결합, 극성 상호작용, 전하-전하 상호작용 등에 참여할 수 있는 원자 또는 기가 공지된 구조적 또는 전자적 요인에 기반하여 식별된다.
L. 에너지적으로 허용되는 부착용 자리의 식별
리간드의 식별 및 개발에 더하여, 결합 자리 내의 분자 스캐폴드 또는 다른 결합 화합물의 배향의 결정은 결합 분자의 다른 성분에의 에너지적으로 허용되는 부착용 자리의 식별을 가능하게 한다. 이러한 자리에서, 부착되는 성분의 존재와 연관된 임의의 자유 에너지 변화는, 결합을 분열시킬 정도까지 목적물에 대한 화합물의 결합을 불안정하게 해서는 안된다. 바람직하게는, 부착물과의 결합 에너지는 4 kcal/mol 이상, 더욱 바람직하게는 6, 8, 10, 12, 15 또는 20 kcal/mol이어야 한다. 바람직하게는 특정 자리에의 부착물의 존재는 결합 에너지를 3, 4, 5, 8, 10, 12 또는 15 kcal/mol 이하로 낮춘다.
많은 경우에서, 적합한 부착 자리는 부착 화합물이 부착 자리에 결합될 때 용매에 노출된다. 몇몇 경우에서, 과도한 에너지 비용 없이도 효소의 일부의 작은 변위를 유발할 수 있는 부착 자리가 사용될 수 있다. 노출 자리는 다양한 경로로 식별될 수 있다. 예를 들면, 노출 자리는 그래픽 표시 또는 3차원 모델을 사용하여 식별될 수 있다. 컴퓨터 표시 등 그래픽 표시에서, 결합 자리에 결합되는 화합물의 상은 용매에 노출되는 화합물 상의 원자 또는 기를 드러내기 위해 시각적으로 조사되고, 그러한 원자 또는 기가 효소 및 결합 화합물의 결합을 배제하지 않도록 배향될 수 있다. 부착의 에너지 비용은 부착 및 엔트로피 변화에 의해 유발되는 변화 또는 만곡(distortion)에 기반하여 계산될 수 있다.
많은 상이한 유형의 성분들이 부착될 수 있다. 당업자는 다양한 부착에 사용되는 화학에 익숙할 것이다. 부착될 수 있는 성분의 제한됨 없는 예는, 다른 것들 중, 구슬, 플레이트, 칩, 및 웰 등의 고체상 성분; 직접 또는 간접 표식; 흔적 없는 연결체일 수도 있는, 연결체를 포함한다. 이러한 연결체는 스스로 다른 성분, 예를 들면 고체상 매질, 표식, 및(또는) 결합 잔기에 부착될 수 있다.
화합물의 결합 에너지 및 분자를 다른 성분에 부착시키는 결합 에너지의 효과는 수동 계산에 의해, 또는 도킹 또는 분자동력학 모의실험 등의, 임의의 다양한 사용 가능한 계산적 가상 분석 기법을 사용하여 대략적으로 계산될 수 있다. 성분의 특이한 스캐폴드로의 부착으로부터 유도되는 화합물의 가상 라이브러리는 다양한 소프트웨어 프로그램 (예컨대 아페런트(Afferent, MDL 인포메이션 시스템즈, 미국 캘리포니아주 산 레안드로) 또는 콤비립메이커(CombiLibMaker, 트리포스 어소시에이츠, 미국 미주리주 세인트루이스))을 사용하여 조립될 수 있다. 이러한 가상 라이브러리는 소프트웨어 프로그램(예컨대 콩코드(Concord, 트리포스 어소시에이츠, 미국 미주리주 세인트루이스) 또는 오메가(Omega, 오픈아이즈 사이언티픽 소프트웨어, 미국 뉴멕시코주 산타페))을 사용하여 적절한 3차원 좌표로 지정될 수 있다. 이러한 구조는 그 뒤 특이한 목적 분자에의 결합 에너지의 평가용으로 적절한 계산 기법에 제공될 수 있다. 이러한 정보는 합성을 위한, 합성을 위해 화학적으로 취급 용이한 화합물의 하부집단의 선택을 위한, 및 합성된 화합물의 실험적으로 결정된 결합 에너지와 상호 관련시키기 위한 데이터를 제공하기 위한 화합물을 우선순위화할 목적으로 사용될 수 있다.
결합 자리 내의 스캐폴드의 배향의 결정학적 결정은 결정 에너지의 개선을 유발하는 특이한 성분의 부착 가능성을 평가하는 더욱 생산적인 방법을 특정적으로 가능하게 한다. 이러한 예는 문헌 [Haque et al Journal of Medicinal Chemistry 42: 1428-40, 1999] 내의 도킹-기반 전략으로 나타나며, 여기서 거대분자의 결정학적으로 결정되는 단편에 의존하는 "앵커 앤드 그로우(Anchor and Grow)" 기법으로 효능 있고 선택적인 억제제가 재빨리 생성되었다. 합성을 위한 생산적인 화합물의 선택을 유도하는, 결정학적으로 특징화된 단분자 단편의 사용은, 문헌 [Boehm et al, Journal of Medicinal Chemistry 43:2664-74, 2000]에도 설명되어 있다. 억제제 결합 에너지의 예기되는 평가에서 결정학적 데이터 및 분자 동력학 모의실험의 사용의 실례는 문헌 [Pearlman and Charifson, Journal of Medicinal Chemistry 44,3417-23, 2001]에서 찾을 수 있다. 계산적 설계를 위한 잘 정의된 구조적 출발점에 의존하는 또 다른 기법의 중요한 부류는 그로우몰(GrowMol) 프로그램 (문헌 [Bohacek and McMartin, Journal of the American Chemical Society 116: 5560-71, 1994]) 등의, 조합 성장 연산법에 기반한 시스템이다. 이러한 기법은 가상 억제제의 계산된 결합 에너지의 재빠른 계산적 진화를 가능하게 하는 데 사용되어 왔으며, 결합 양상(mode)이 결정학적으로 확인된 더욱 효능 있는 합성 화합물로 직접 이끌어 준다 (문헌 [Organic Letters (2001) 3 (15): 2309-2312] 참조).
(1) 연결체
본 발명에의 사용에 적합한 연결체는 많은 상이한 유형일 수 있다. 연결체는 결합 화합물 및 특이한 용도에 사용되는 성분에의 부착을 위해 상용되는, 연결체 화학 등의 요인에 기반한 특이한 용도를 위해 선택될 수 있다. 추가 요인은 제한됨 없이, 연결체 길이, 연결체 안정성 및 적절한 시간에 연결체를 제거하는 능력을 포함할 수 있다. 예시적인 연결체는 헥실, 헥사트리에닐, 에틸렌 글리콜 및 펩티드 연결체를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 흔적 없는 연결체는, 예를 들면 문헌 [Plunkett, M. J., and Ellman, J. A., 1995, J. Org.Chem., 60: 6006]에 기술된 것처럼 사용될 수도 있다.
결합 화합물을 연결하는 데 사용되는 전형적인 관능기는, 카르복실산, 아민, 히드록실 및 티올을 포함하나 이에 한정되지 않는다 (예는 문헌 [Solid-supported combinatorial and parallel synthesis of small molecular weight comoound libraries; Tetrahedron organic chemistry series Vol. 17; Pergamon, 1998; p85]에서 찾을 수 있다).
(2) 표식
상기에서 지적되었듯이, 표지는 또한 결합 화합물 또는 결합 화합물에 부착된 연결체에 부착될 수 있다. 이러한 부착은 직접 (결합 화합물에 직접 부착) 또는 간접 (결합 화합물에 직접 또는 간접적으로 부착되는 화합물에 부착)일 수 있다. 이러한 표식은 화합물의 제거를 직접 또는 간접적으로 가능하게 한다. 표식의 부착은 통상적인 화학을 사용하여 수행될 수 있다. 표식은 예를 들면, 형광 표식, 방사성 표식, 광산란 입자, 광흡수 입자, 자석 입자, 효소, 및 특정 결합제 (예를 들면 비오틴 또는 항체 목적 잔기)를 포함할 수 있다.
(3) 고체상 매질
결합 화합물에 직접 또는 간접적으로 부착될 수 있는 성분의 추가 예는, 다양한 고체상 매질을 포함한다. 연결체 및 표식의 부착과 유사하게, 고체상 매질의 부착은 통상적인 화학을 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 고체상 매질은 예를 들면, 구슬, 나노입자 및 섬유 (예를 들면 현탁액 내, 또는 겔 또는 크로마토그래픽 주형 내) 등의 작은 성분을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 고체상 매질은 플레이트, 칩, 슬라이드, 및 튜브 등 더 큰 물체를 포함할 수 있다. 많은 경우에서, 결합 화합물은 단지 물체 등의 일부, 예를 들면 일반적으로 평면상의 점 또는 다른 국소 요소, 또는 웰 또는 웰의 일부에 부착될 것이다.
IV . 투여
본 방법 및 화합물은 전형적으로는 인간 환자의 치료에 사용될 것이다. 그러나, 이들은 다른 척추동물, 예를 들면 다른 영장류 동물, 스포츠 동물, 소, 말, 돼지, 양 및 개과 고양이 등의 애완동물의 유사 또는 동일 질병을 치료하는 데 사용될 수도 있다.
적합한 투약 형태는 부분적으로, 예를 들면 경구, 경피성, 경점막성, 또는 주사 (비경구)에 의한 투여 경로의 사용에 의존적이다. 이러한 투약 형태는 화합물이 목적 세포에 도달하는 것을 가능하게 해야 한다. 다른 요인들이 잘 공지되어 dLT으며, 독성 및 화합물 또는 조성물이 그 효과를 발휘하는 것을 지체시키는 투약 혀애 등의 고려를 포함한다. 기술 및 제형은 일반적으로 문헌 [Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th ed. , Mack Publishing Co. , Easton, PA, 1990]에서 찾을 수 있으며, 본원에 참조로서 포함되었다.
화합물은 제약학적으로 허용 가능한 염으로서 제형될 수 있다. 제약학적으로 허용 가능한 염은 투여되는 양 및 농도 내의 비독성 염이다. 이러한 염의 제조는 화합물이 약리학적 효과를 발휘하는 것을 막지 않고도 화합물의 물리적 특징을 변경함으로써 약리학적인 사용을 용이하게 할 수 있다. 물리적 특성의 유용한 변경은 융점을 낮추어 경점막 투여를 용이하게 하는 것과 용해도를 높여 약물의 고농도 투여를 용이하게 하는 것을 포함한다.
제약학적으로 허용 가능한 염은 술페이트, 클로라이드, 히드로클로라이드, 푸마레이트, 말레에이트, 포스페이트, 술파메이트, 아세테이트, 시트레이트, 락테이트, 타르타레이트, 메탄술포네이트, 에탄술포네이트, 벤젠술포네이트, p-톨루엔술포네이트, 시클로헥실술파메이트 및 퀴네이트를 함유하는 첨가 염 등을 포함한다. 제약학적으로 허용 가능한 염은 염산, 말레산, 황산, 인산, 술팜산, 아세트산, 시트르산, 락트산, 타르타르산, 말론산, 메탄술폰산, 에탄술폰산, 벤젠술폰산, p-톨루엔술폰산, 시클로헥실술팜산, 푸마르산, 및 퀴닉산으로부터 얻어질 수 있다.
제약학적으로 허용 가능한 염은 또한 산성 관능기, 예컨대 카르복실산 또는 페놀이 존재하는 경우, 벤자틴, 클로로프로카인, 콜린, 디에탄올아민, 에틸렌디아민, 메글루민, 프로카인, 알루미늄, 칼슘, 리튬, 마그네슘, 칼륨, 나트륨, 암모늄, 알킬아민, 및 아연을 함유하는 염기 첨가 염을 또한 포함한다. 예를 들면, 문헌 [Remington's Pharmaceutical Sciences, l9th ed., Mack Publishing Co., Easton, PA, Vol. 2, p. 1457, 1995]을 참조한다. 이러한 염은 적절한 상응하는 염기를 사용하여 제조될 수 있다.
제약학적으로 허용 가능한 염은 표준 기법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면, 화합물의 유리-염기 형태가 적합한 용매, 예컨대 적절한 산을 함유하는 용액중 수성 또는 수성-알콜에 용해되고, 그 뒤 용매를 증발시켜 단리된다. 또 다른 예에서, 염은 유기용매중 유리 염기 및 산을 반응시켜 제조된다.
상이한 화합물의 제약학적으로 허용 가능한 염이 착물로서 존재할 수도 있다. 착물의 예는 8-클로로테오필린 착물 (예를 들면 디멘히드리네이트: 디페닐히드라민 8- 클로로테오필린 (1:1) 착물; 드라마민과 유사) 및 다양한 시클로덱스트린 포함 착물을 포함한다.
캐리어 또는 부형제가 제약 조성물의 제조에 사용될 수 있다. 캐리어 또는 부형제는 화합물의 투여를 용이하게 하기 위해 선택될 수 있다. 캐리어의 예는 탄산칼슘, 인산칼슘, 예컨대 락토스, 글루코스 또는 수크로스 등의 다양한 당, 또는 전분, 셀룰로스 유도체, 젤라틴, 식물 오일, 폴리에틸렌 글리콜 및 생리학적으로 상용 가능한 용매를 포함한다. 생리학적으로 상용 가능한 용매의 예는 주사용 멸균 수용액 (WFI, water for injection), 식염수 및 덱스트로스를 포함한다.
화합물은 정맥내, 복강내, 피하, 근육내, 경구, 경점막, 직장, 또는 경피부성을 포함하는 상이한 경로로 투여될 수 있다. 경구 투여가 바람직하다. 경구 투여용으로는, 예를 들면, 화합물은 캡슐, 정제 등의 통상적인 경구 투약 형태 및 시럽, 엘릭시르 및 농축 점적약으로 제형될 수 있다.
경구용 제약 제제는 원한다면 정제 또는 드라제 코어를 얻기 위해, 적합한 보조제의 첨가 후에, 예를 들면 활성 화합물을 고체 부형제와 화합하고, 임의로는 생성 혼합물을 갈고, 과립 혼합물을 가공하여 얻어질 수 있다. 적합한 부형제는 특히, 락토스, 수크로스, 만니톨 또는 소르비톨을 포함하는 당 등의 충전제; 예를 들면 옥수수 전분, 밀 전분, 쌀 전분, 감자 전분, 젤라틴, 검 트라가칸스, 메틸 셀룰로스, 히드록시프로필메틸-셀룰로스, 소듐 카르복시메틸셀룰로스 (CMC), 및(또는) 폴리비닐피롤리돈 (PVP: 포비돈) 등의 셀룰로스 제제이다. 원한다면, 가교된 폴리비닐피롤리돈, 한천, 또는 알긴산, 또는 소듐 알기네이트 등 그들의 염 등의 붕해제가 첨가될 수 있다.
드라제 코어는 적합한 코팅과 함께 제공된다. 이러한 목적을 위해, 농축 당 용액이 사용될 수 있는데, 이는 임의로 예를 들면 아라빅 검, 탤크, 폴리-비닐피롤리돈, 카르보폴 젤, 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 및(또는) 티타늄 디옥사이드, 래커 용액 및 적합한 유기용매 또는 용매 혼합물을 함유할 수 있다. 식별을 위해 또는 활성 화합물 투약의 상이한 조합을 특징화하기 위해 염료 물질 또는 안료가 정제 또는 드라제 코팅에 첨가될 수 있다.
경구적으로 사용될 수 있는 제약 제제는 젤라틴("젤캡스")로 만든 밀어넣기 방식의 캡슐 및, 젤라틴으로 만든 부드러운, 밀봉 캡슐 및, 글리세롤 또는 소르비톨 등의 가소제를 포함한다. 밀어넣기 방식의 캡슐은 락토스, 예컨대 전분 등의 결합제, 및(또는) 탈크 또는 마그네슘 스테아레이트 등의 윤활제 및 임의적으로는 안정제와 혼합하는 활성 성분을 함유할 수 있다. 부드러운 캡슐에서, 활성 화합물은 적합한 액체, 예컨대 지방산 오일, 액체 파라핀, 또는 액체 폴리에틸렌 글리콜(PEG)에 용해 또는 현탁될 수 있다. 또한, 안정제가 첨가될 수 있다.
별법으로, 주사 (비경구성 투여)가 예를 들면 근육내, 정맥내, 복강경내, 및(또는) 피하에 사용될 수 있다. 주사를 위해, 본 발명의 화합물은 면역 액체 용액, 바람직하게는 식염수, 행크 용액(Hank's solution), 또는 링거 용액(Ringer's solution) 등의 생리학적으로 상용 가능한 완충액 또는 용액 중에서 제형된다. 또한, 화합물은 고체 형태로 제형되고 사용 직전에 재용해 또는 현탁될 수 있다. 친유화 형태 또한 제조될 수 있다.
투여는 경점막 또는 경피부성 수단에 의해서도 가능하다. 경점막 또는 경피부성 투여에서, 투과될 장애물에 적절한 침투물이 제형에 사용된다. 이러한 침투물은 일반적으로 당업계에 공지되어 있고, 예를 들면 경점막 투여를 위해서는 담즙 염 및 퓨시드산 유도체를 포함한다. 또한, 투과를 용이하게 하기 위해 세제가 사용될 수도 있다. 경점막 투여는, 예를 들면, 콧속 스프레이 또는 좌약 (직장 또는 질)을 통해 행해질 수 있다.
투여될 다양한 화합물의 양은 화합물 IC50, 화합물의 생물학적 반감기, 환자의 연령, 신장 및 체중, 및 환자에 수반하는 장애 등을 고려하는 표준 절차에 의해 결정될 수 있다. 이들 및 다른 요인들의 중요성은 당업자에게 잘 공지되어 있다. 일반적으로, 투약량은 치료받는 환자에 대해 약 0.01 내지 505 mg/kg, 바람직하게는 0.1 내지 20 mg/kg일 것이다. 다중 투약이 사용될 수도 있다.
V. 화학식 I의 화합물의 합성
화학식 I의 화학 구조를 갖는 화합물은 예를 들면 화학식 I 내의 화합물의 군에 대해 본원에서 기술된 합성 반응식을 포함하는, 몇 개의 상이한 합성 경로에서 제조될 수 있다. 추가 합성 경로는 화학 합성의 당업자에 의해 사용될 수 있다.
어떤 합성은 합성 내의 핵심 중간체 II를 사용할 수 있다. 핵심 중간체 II는 하기와 같이 제조될 수 있다.
핵심 중간체 II 의 합성
핵심 중간체 II의 합성 경로를 아래에 나타낸다. 이 화합물들에서, Y 및 Z (U, V 및 W와 함께)는 인돌 내의 C일 수 있고, 또는 화학식 I에 명시된 다른 이종원자일 수 있으며, R3, R4 및 R5는 화학식 I 또는 화학식 I 내의 하부군의 일반적인 설명에 명시된 대로이다. 합성 반응식 Ia 및 본원에서 기술되는 화합물 군에 대한 다른 합성 반응식에서, 반응식 내의 일반식 (예를 들면 반응식 1a의 화학식 III)은 화합물들의 세트를을 기술하는 것이나, 합성의 문언적 기술에서는 단수로 인용된다.
[반응식 1a]
Figure pat00007
단계 1 - 화학식 IV의 화합물의 제조
문헌 [Garuti etal in Arch. Pharni, 1988, 321, 377-83]에 기술된 것처럼, 화합물 IV는 상업적으로 이용 가능한 알데히드 III을 활성 포스포네이트 에스테르와 비활성 용매 (예를 들면 테트라히드로퓨란) 및 환류 조건에서, 전형적으로는 16 내지 24 시간 동안 반응시켜 제조하였다. 화합물 III은 다시, 화합물 V를 빌스마이어(Vilsmeier)(POCl3 및 DMF) 조건에서 문헌 [March's Advanced Organic Chenistry, 5th Edition, p. 715]에 기술된 대로 제조하였다.
단계 2 - 중간체 II의 제조
핵심 중간체 II는 IV를 비활성 용매 (예를 들면 테트라히드로퓨란) 내에서 촉매적 수소화반응 (전형적으로는 활성 탄소상의 10% 팔라듐 및 수소 대기)에 의해 환원시켜, 문헌 [Garuti et al in Arch.Pharm, 1988, 321, 377- 83]에 기술된 대로 제조하였다.
핵심 중간체 II는 또한, 하기 반응식 1b에 따라 제조할 수 있다.
[반응식 1b]
Figure pat00008
단계 1 - 화학식 VI의 제조
화합물 VI는 통상적으로, 상업적으로 이용 가능한 화학식 V의 화합물을 N,N-디알킬 아민 히드로클로라이드와 극성 용매 (예를 들면 i-프로판올) 및 포름알데히드 존재 하에서 반응시키고 전형적으로는 90℃ 부근에서, 전형적으로는 24시간 동안 가열하여, 문헌 [Snyder et al, JACS, 73, 970]에 기술된 것처럼 제조하였다.
단계 2 - 화학식 VII의 제조
화학식 VII의 화합물은 문헌 [Robinson et.al, JACS, 78, 1247]에 기술된 것처럼, 화합물 VI을 디에틸 말로네이트 및 나트륨 금속의 촉매량과 함께, 전형적으로는 120℃로 가열하고, 그 후 플래쉬 크로마토그래피 정제를 수행하여 제조하였다.
단계 3 - 화학식 Ia의 제조
화학식 Ia의 화합물은 염기 수용액(예를 들면 NaOH 수용액)을 사용하여 화합물 VII을 가수분해시키고, 그 뒤 환류 조건 하에서 탈카르복실화하여 제조하였다 (문헌 [JACS, 78, 1247]).
단계 4 - 중간체 II의 제조
중간체 II는 화합물 Ia를 알콜 (예를 들면 메탄올) 및 촉매량의 산 (예를 들면 HCl)과 함께, 환류 하에서, 전형적으로는 16 내지 24시간 동안 피셔 에스테르화하여 제조하였다.
핵심 중간체 II의 화합물은 또한, 하기 반응식 1c에 따라 제조될 수 있다.
[반응식 1c]
Figure pat00009
단계 1 - 화학식 VIII의 제조
화합물 VIII은 상업적으로 이용 가능한 화학식 V의 화합물을 브롬과 비활성 용매 중에서 (예를 들면 DMF) 반응시켜 제조할 수 있다 (문헌 [Bocchi and Palla; Synthesis,1982, p1096]).
단계 2 - 화학식 IV의 제조
화합물 IV는 화학식 VIII의 화합물을 메타크릴레이트와 헥(Heck) 커플링 조건 하에서 문헌 [Sznaidman et al, in Bioorg. Med. Chem. Lett., 13, 2003, 1517]에 기술된 것처럼 반응하여 제조할 수 있다.
단계 3 - 중간체 II의 제조
핵심 중간체 II는 IV를 비활성 용매 (예를 들면 테트라히드로퓨란) 중에서 촉매적 수소화반응 (전형적으로는 활성 탄소상의 10% 팔라듐 및 수소 대기)에 의해 환원시켜, 문헌 [Aaruti et. al in Arch. Pharm, 321, 1988, 377-83]에 기술된 대로 제조하였다.
화합물 Ia 의 합성
화학식 Ia의 화합물은 핵심 중간체 II의 가수분해에 의해 반응식 II에 도시되는 것처럼 제조할 수 있다.
[반응식 2]
Figure pat00010
화학식 Ia의 화합물은 화학식 II의 핵심 중간체를 염기 수용액 (예를 들면 NaOH 수용액)과 함께, 전형적으로는 6 내지 15 시간 동안 가수분해시키고, 생성물을 통상적인 방법 (예를 들면 수용액 마무리(workup) 및 크로마토그래피에 의한 정제)으로 단리하여 제조하였다 (문헌 [Jerry March in March's Advaced Organic Chenistry, 5h Edition, p. 715]).
화합물 Ib 의 합성
인돌 고리가 3-위치 (또는 화학식 I의 비시클릭 고리의 상응하는 위치)에 치환된 화학식 Ib의 화합물은 반응식 3에 따라 제조할 수 있다.
[반응식 3]
Figure pat00011
단계 1 - 화학식 IXa의 화합물의 제조
화학식 IXa의 화합물은 화학식 II의 중간체를 염기 (예를 들면 수소화나트륨)와 비활성 용매인 N,N-디메틸포름아미드 중에서 반응하고, R2W를 첨가하고 (여기서 "W"는 이탈기임 (예를 들면 클로로, 브로모)), 실온에서 전형적으로는 16 내지 24시간 동안 교반하여 제조하였다 (문헌 [Jerry March in March's Advanced Organic Chemistry, 5th Edition, p576]). 생성물은 통상적인 방법을 이용한 마무리 후 컬럼 크로마토그래피 (예를 들면 실리카 겔)에 의해 얻었다.
단계 2 - 화학식 Ib의 화합물의 제조
화학식 Ib의 화합물은 화학식 V의 화합물을 염기 수용액 (예를 들면 NaOH 수용액)과 함께, 전형적으로는 6 내지 15 시간 동안 가수분해시키고, 생성물을 통상적인 방법 (예를 들면 수용액 마무리 및 크로마토그래피에 의한 정제)으로 단리하여 제조하였다.
화합물 Ic 의 제조
R2가 R10R11NCZ인 화학식 Ic의 화합물은 반응식 4에 따라 제조할 수 있다.
[반응식 4]
Figure pat00012
단계 1 - 화학식 IXb의 화합물의 제조
화학식 IXb의 화합물은 화학식 II의 중간체를 염기 (예를 들면 수소화나트륨)와 비활성 용매 (DMF) 중에서 반응하고, R16NCZ를 첨가하고 (여기서 "Z"는 산소 또는 황임), 실온에서 전형적으로는 16 내지 24시간 동안 교반하여 제조하였다 (문헌 [Jerry March in March's Advanced Organic Chemistry, 5th Edition, p1191]). 생성물은 통상적인 방법을 이용한 마무리 후 컬럼 크로마토그래피 (예를 들면 실리카 겔)에 의해 얻었다.
화학식 IXb의 화합물은 또한 화학식 II의 중간체를 R16NCZ (여기서 "Z"는 산소 또는 황임)와 비활성 용매 (DMF) 중에서 반응하고, 촉매량의 DMAP (N,N-디메틸아미노피리딘) 을 첨가한 뒤 실온에서 전형적으로는 16 내지 24시간 동안 교반하여 제조할 수도 있다. 생성물은 통상적인 방법을 이용한 마무리 후 컬럼 크로마토그래피 (예를 들면 실리카 겔)에 의해 얻을 수 있다.
단계 2 - 화학식 Ic의 화합물의 제조
화학식 Ic의 화합물은 화학식 IXb의 화합물을 염기 수용액 (예를 들면 NaOH 수용액)과 함께, 전형적으로는 6 내지 15 시간 동안 가수분해시키고, 생성물을 통상적인 방법 (예를 들면 수용액 마무리 및 크로마토그래피에 의한 정제)으로 단리하여 제조하였다.
화학식 Ic의 화합물에서, 치환체 R2는 그 후 R10R11NCZ가 된다.
화합물 Id 의 합성
화학식 Id의 화합물은 반응식 5a에 따라 제조될 수 있다.
[반응식 5a]
Figure pat00013
단계 1 - 화학식 IXd의 화합물의 제조
화학식 IXd의 화합물은 화학식 IXc의 화합물을 아릴 보론산과 스즈키 반응 조건 하에서 반응시키고 (March's Advanced Organic Chemistry, 5th Edition, p8), 반응 혼합물을 전형적으로는 90℃에서 24시간 동안 가열한 뒤, 생성물을 통상적인 방법 (예를 들면 수용액 마무리 및 크로마토그래피에 의한 정제)으로 단리하여 제조하였다.
화학식 IXc의 화합물은 다시, 화학식 V에서 "R4"가 브롬인, 상업적으로 이용 가능한 화합물을 반응식 1b에 기술된 합성 단계를 사용하고, 그 뒤 반응식 3의 단계 1 에 기술된 "R16W" ("R4"가 브롬인)와 반응하여 제조하였다.
단계 2 - 화학식 Id의 화합물의 제조
화학식 Id의 화합물은 화학식 IXd의 화합물을 염기 수용액 (예를 들면 NaOH 수용액)과 함께, 전형적으로는 6 내지 15 시간 동안 가수분해시키고, 생성물을 통상적인 방법 (예를 들면 수용액 마무리 및 크로마토그래피에 의한 정제)으로 단리하여 제조하였다.
[반응식 5b]
Figure pat00014
단계 1 - 화학식 V의 화합물의 제조
화학식 V의 화합물은 문헌 [Hayashi et. al, JACS, 106 (1984), 158-163]에 기술된 대로, 화학식 Va의 상업적으로 이용 가능한 화합물을 아릴 보론산과 쿠마다 반응 조건에서 반응하고, 반응 혼합물을 전형적으로는 90℃에서 24시간 동안 가열한 뒤, 생성물을 통상적인 방법 (예를 들면 수용액 마무리 및 크로마토그래피에 의한 정제)으로 단리하여 제조하였다.
단계 2 - 화학식 VI의 제조
화합물 VI는 화학식 V의 상업적으로 이용 가능한 화합물을 N,N-디알킬 아민 히드로클로라이드와 극성 용매중 (예를 들면 i-프로판올) 및 포름알데히드의 존재 하에서 반응시키고, 화합물 VI에서 상기 기술된 것처럼 전형적으로는 90℃에서 24시간 동안 가열하여 통상적으로 제조하였다.
단계 3 - 화학식 VII의 제조
화학식 VII의 화합물은 화합물 VI을 디에틸 말로네이트 및 나트륨 금속의 촉매량과 함께, 상기 기술된 것처럼 전형적으로는 120℃로 가열하고, 그 후 플래쉬 크로마토그래피 정제를 수행하여 제조하였다.
단계 4 - 화학식 Ia의 제조
화학식 Ia의 화합물은 화합물 VII을 염기 수용액 (예를 들면 NaOH 수용액)과 함께 가수분해시키고, 상기 기술된 것처럼 환류 조건 하에서 탈카르복실화하여 제조하였다.
단계 5 - 중간체 II의 제조
중간체 II는 화합물 Ia를 알콜 (예를 들면 메탄올) 및 촉매량의 산 (예를 들면 HCl)과 함께, 환류 하에서, 전형적으로는 16 내지 24시간 동안 피셔 에스테르화하여 제조하였다.
단계 6 - 화학식 IXa의 화합물의 제조
화학식 IXa의 화합물은 화학식 II의 중간체를 염기 (예를 들면 수소화나트륨, NaH)와 비활성 용매(DMF) 중에서 반응하고, R2W를 첨가하고 (여기서 "W"는 이탈기임 (예를 들면 클로로, 브로모)), 실온에서 전형적으로는 16 내지 24시간 동안 교반하여 제조하였다. 생성물은 통상적인 방법을 이용한 마무리 후 컬럼 크로마토그래피 (예를 들면 실리카 겔)에 의해 얻었다.
단계 7 - 화학식 Ib의 화합물의 제조
화학식 Ib의 화합물은 화학식 IXa의 화합물을 염기 수용액 (예를 들면 NaOH 수용액)과 함께, 전형적으로는 6 내지 15 시간 동안 가수분해시키고, 생성물을 통상적인 방법 (예를 들면 수용액 마무리 및 크로마토그래피에 의한 정제)으로 단리하여 제조하였다.
화합물 X의 합성
[반응식 6]
Figure pat00015
단계 1 - 중간체 XI의 제조
화합물 XI은 문헌 [Fritz et al, J. Org Chem., 1963, 28, 1384-1385]에 기술된 것처럼, γ-부티로락톤을 비활성 용매 중에서 수산화칼륨과 함께 환류 조건에서 보통 4 내지 24 시간 동안 반응시켜 제조하였다.
단계 2 - 중간체 XII의 제조
화합물 XII는 카르복실산 XI를 메탄올 중 촉매량의 황산 또는 디아조메탄 등의 활성 메틸렌 잔기와 반응시켜 제조하였다.
단계 3 - 중간체 XIII의 제조
화합물 XIII은 화학식 XII의 중간체를 염기 (예를 들면 수소화나트륨)와 비활성 용매 (DMF)중에서 반응하고, R2W를 첨가하고 (여기서 "W"는 이탈기임 (예를 들면 클로로, 브로모)), 실온에서 전형적으로는 16 내지 24시간 동안 교반하여 제조하였다 (문헌 [Jerry March in March's Advanced Organic Chemistry, 5th Edition, p576]). 생성물은 통상적인 방법을 이용한 마무리 후 컬럼 크로마토그래피 (예를 들면 실리카 겔)에 의해 얻었다.
단계 4 - 중간체 X의 제조
화학식 X의 화합물은 화학식 XIII의 화합물을 염기 수용액 (예를 들면 NaOH 수용액)과 함께, 전형적으로는 6 내지 15 시간 동안 가수분해시키고, 생성물을 통상적인 방법 (예를 들면 수용액 마무리 및 크로마토그래피에 의한 정제)으로 단리하여 제조하였다.
화합물 XIV 의 합성
[반응식 7]
Figure pat00016
단계 1: 중간체 XV의 제조
화합물 XV는 상응하는 알데히드 III을 수소화붕소나트륨 등의 환원제와 비활성 용매 중에서 (예를 들면 테트라히드로퓨란) 반응하여 제조할 수 있다.
단계 2: 중간체 XVI의 제조
화합물 XVI는 문헌 [Grieco et al in Tetrahdron Letts 1997, 38, 2645-2648]에 기술된 것처럼, 메탄올 XV를 실릴 케텐 아세탈과, 마그네슘 트리플리미드 또는 퍼클로레이트 등의 촉매 존재하 및 상온에서 1 내지 2시간 동안 반응하여 제조할 수 있다.
단계 3: 중간체 XVII의 제조
화합물 XVII는 화학식 XVI의 중간체를 염기 (예를 들면 수소화나트륨)로 비활성 용매 (DMF)중에서 처리하고, R2W를 첨가하고 (여기서 "W"는 이탈기임 (예를 들면 클로로, 브로모)), 실온에서 전형적으로는 16 내지 24시간 동안 교반하여 제조하였다 (문헌 [Jerry March in March's Advanced Organic Chemistry, 5th Edition, p576]). 생성물은 통상적인 방법을 이용한 마무리 후 컬럼 크로마토그래피 (예를 들면 실리카 겔)에 의해 얻었다.
단계 4: 중간체 XIV의 제조
화학식 XIV의 화합물은 화학식 XVII의 화합물을 염기 수용액 (예를 들면 NaOH 수용액)과 함께, 전형적으로는 6 내지 15 시간 동안 가수분해시키고, 생성물을 통상적인 방법 (예를 들면 수용액 마무리 및 크로마토그래피에 의한 정제)으로 단리하여 제조하였다.
상기 기술된 합성 반응식을 이용하여, 예시적 화합물 집단을 제조하였다. 이들 화합물은 하기 열거된 것들을 포함하며, 이들은 또한 표 1에 화학 구조 및 추가 예시 화합물들과 함께 기재되었다.
3-[5-메톡시-1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[5-에틸-1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
인다졸-3-프로피온산,
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3-(1-벤젠술포닐-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산,
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3-[1-(4-클로로-벤질)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[5-메톡시-1-(2-메톡시-벤질)-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[5-메톡시-1-(2-트리플루오로메톡시-벤질)-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[5-메톡시-1-(3-트리플루오로메톡시-벤질)-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-(1-에틸티오카르바모일-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산,
3-[5-메톡시-1-(톨루엔-4-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-(1-벤젠술포닐-1H-인다졸-3-일)-프로피온산,
3-[1-(4-이소프로필-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[1-(4-이소프로필-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[1-(4-부톡시-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[1-(4-부톡시-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[5-메톡시-1-(4-트리플루오로메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[5-메톡시-1-(4-트리플루오로메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[5-메톡시-1-(4-페녹시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[5-메톡시-1-(4-페녹시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[1-(4-클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[1-(4-클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[1-(4-시아노-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[1-(4-시아노-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[1-(3,4-디클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[1-(3,4-디클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[5-메톡시-1-(4-트리플루오로메틸-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[5-메톡시-1-(4-트리플루오로메틸-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[1-(4-플루오로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[1-(4-플루오로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[5-메톡시-1-(3-페녹시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[5-메톡시-1-(3-페녹시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[1-(3-플루오로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[1-(3-플루오로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[5-메톡시-1-(톨루엔-3-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[5-메톡시-1-(톨루엔-3-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[1-(3-클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[1-(3-클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[5-메톡시-1-(3-메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[5-메톡시-1-(3-메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[5-메톡시-1-(3-트리플루오로메틸-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[5-메톡시-1-(3-트리플루오로메틸-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-(1-벤질-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르,
3-(1-벤질-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산,
3-[5-메톡시-1-(티오펜-2-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[5-메톡시-1-(티오펜-2-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-(5-메톡시-1-페닐티오카르바모일-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르,
3-(5-메톡시-1-페닐티오카르바모일-1H-인돌-3-일)-프로피온산,
3-[1-(4-부틸-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[1-(4-부틸-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-[5-메톡시-1-(3-트리플루오로메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[5-메톡시-1-(3-트리플루오로메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-(1-벤조일-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르,
3-(1-벤조일-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산,
3-(1-벤젠술포닐-5-에톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산,
3-[1-(4-이소프로폭시-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-(5-메톡시-1-페닐카르바모일-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르,
3-(5-메톡시-1-페닐카르바모일-1H-인돌-3-일)-프로피온산,
3-[1-(4-에틸-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
3-(5-브로모-1H-인돌-3-일)-프로피온산,
3-(5-브로모-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르,
3-(1-벤젠술포닐-5-브로모-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르,
3-(1-벤젠술포닐-5-브로모-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르,
3-(벤젠술포닐-5-티오펜-3-일-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르,
3-(벤젠술포닐-5-티오펜-3-일-1H-인돌-3-일)-프로피온산,
3-(1-벤젠술포닐-5-페닐-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르,
3-(1-벤젠술포닐-5-페닐-1H-인돌-3-일)-프로피온산,
3-(1H-피롤로[2,3-b]피리딘-3-일)-프로피온산,
3-(5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산,
3-(1-벤젠술포닐-1H-인돌-3-일)-프로피온산,
3-(1-벤젠술포닐-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르,
3-[5-메톡시-1-(티오펜-3-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산,
(1-벤젠술포닐-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-아세트산.
실시예 1: 생화학적 선별
PPAR(α,δ,γ) 및 공활성제 펩티드 (SRC 또는 DRIP205)의 리간드 의존 상호작용을 결정하기 위해, 균질 알파 선별 시험이 작용제 방식으로 사용되었다. 간략하게, 15μl의 반응 믹스 (50mM 트리스 pH 7.5, 50mM KCl, 0.05% 트윈 20, 1mM DTT, 0.1% BSA 및 10nM-200nM PPAR 및 10nM-200nM 공활성제 펩티드)를 시험 화합물 (DMSO 중 1μl 화합물)에 첨가하고, 1 내지 6시간 동안 예비배양하였다. 그 뒤, 알파 선별 비드 5μl를 첨가하였다. 반응을 2시간 동안 배양하고, 퓨전 알파 기기 내 눈금을 읽었다. 길항제 방식에서는 화합물을 각 수용체용 대조군 작용제에 의해 유발되는 공활성제 결합 신호의 억제에 대해 분석하였다.
사용된 대조군 작용제는 WY-14643 (PPAR (α), 파글리타자르(farglitazar)(PPAR (γ)) 및 베자피브레이트(bezafibrate)(PPAR (δ))였다.
상기 시험을 행하여, 표 1의 화합물의 활성을 분석하였다. 예시 화합물의 결과는 표 2에 나타내었다. 표 2에 기록된 데이터는 알파 선별 분석을 통해 생성하였고 μMol/L 로 표현하였다. 퓨전 알파 기기로부터의 데이터점을 에세이 익스플로러(Assay Explorer, 등록상표 (MDL))로 전송하여 곡선을 생성하고 EC50으로서의 곡선의 변곡점을 계산하였다.
이들 화합물 중, 예를 들면 화합물 29, 43 및 53 등 여러 개가 낮은 마이크로몰 또는 서브-마이크로몰 농도에서 주목할 만한 팬-활성을 가진다. 이와는 대조적으로, 화합물 6은 PPARγ에 선택적이며, 대략 8 마이크로몰의 PPARγ에서의 활성 및 200 마이크로몰 이상의 PPARα 및 δ에서의 활성을 보였다.
실시예 2: 공-트랜스펙션(transfection) 분석
293T 세포를 세포 펙틴제를 이용하여, 무혈청 DMEM 중에서 4 내지 5시간 동안 트랜스펙션하였다. 각 웰을 1μg의 리포터 플라스미드 (스트라타젠(stratagene)의 pFR-Luc) 각각 및 PPAR 구조물 (Gal4-PPAR-LBD)으로 트랜스펙션 하였다. 혈청 배지 내에서의 회복 후 24시간 뒤, 세포를 화합물과 48시간 동안 반응시키고 루시퍼라제 리포터 유전자 분석 키트(로슈(Roche))를 사용하여 루시퍼라제 활성을 분석하였다.
이 시험은 세포 수준에서 의도하는 목적 분자의 조절자에 대한 관찰된 생화학적 활성을 확인시켜 준다.
실시예 3: 3-[5-메톡시-1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 1의 합성
인돌-3-프로피온산 1은 하기 반응식에 도시된 것처럼, 상업적으로 이용 가능한 5-메톡시인돌-3-카르복스알데히드로부터 4 단계를 거쳐 합성하였다.
Figure pat00017
단계 1 - 3-(5-메톡시-1H-인돌-3-일)-아크릴산 메틸 에스테르 3의 제조
테트라히드로퓨란 (120 mL) 중의 메틸 포스포노아세테이트 (13.74 g, 0.065 mol)의 차가운 용액 (얼음 배쓰)에, 질소 하에서 수소화나트륨 (2.6 g, 0.065 mol, 60%)을 한꺼번에 첨가하고, 수소 발생이 중단될 때까지 교반하였다. 테트라히드로퓨란 (80 mL) 중의 상업적으로 이용 가능한 5-메톡시인돌-3-카르복스알데히드 2 (5.2 g, 0.029 mol) 용액을 60분에 걸쳐 포스포네이트 용액에 첨가하였다. 반응 혼합물을 55℃로 24시간 동안 가열한 후, 혼합물을 디클로로메탄 (DCM, 500 mL)로 희석하고 물로 세척하였다 (200 mL; 3X). 유기층을 소금물로 한번 세척하고, 황산나트륨 무수물로 건조한 뒤, 감압하에서 증발시켜 엷은 황색 오일을 얻고, 이를 실리카 플럭을 통한 여과로 정제하였다. 여과액을 증발시켜 3을 회백색 고체로 얻었다 (6.2 g; 78% 수율; M + 1 = 232.0).
단계 2 - 3-(5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 4의 제조
테트라히드로퓨란 (THF, 70 mL)중의 3-(5-메톡시-1H-인돌-3-일)-아크릴산 메틸 에스테르 3 (3 g; 0.013 mol) 용액에 활성 탄소상의 팔라듐 (10%; 0.72 g)를 첨가하였다. 진공 하에서 용액을 탈산소화하고 반응 플라스크에 수소를 채운 풍선을 사용하여 수소를 도입하였다. 이 과정을 3차례 반복하고 반응 혼합물을 16시간 동안 실온에서 교반하였다. 혼합물을 셀라이트를 통해 여과하고 여과액을 감압하에서 증발시켜 에스테르 4를 백색 고체 형태로 얻었다 (2.78 g; 92% 수율; M +1 = 234.0).
단계 3 - 3-[5-메톡시-1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 5의 제조
DMF (20 mL) 중의 인돌-3-프로피온산 메틸 에스테르 4 (0.797 g, 3.42mmol)의 냉각 용액 (0℃)에 수산화나트륨 (60%; 0.25 g; 0.0625 mol)을 한꺼번에 첨가하고, 30분간 교반한 뒤, 4- 메톡시벤젠술포닐 클로라이드 (1.3 g; 6.31 mmol)를 첨가하였다. 반응을 실온이 되도록 방치하고, 16시간 동안 교반한 뒤, 수용액 마무리 후 생성물을 에틸 아세테이트로 추출하였다. 에틸 아세테이트 층을 소금물로 세척하고, 황산나트륨 무수물로 건조한 뒤, 감압하에서 증발시키고 플래쉬 크로마토그래피 (실리카 겔; 80% n-헥산-20% 에틸 아세테이트)로 정제하여 에스테르 5를 백색 고체 형태로 얻었다 (0.83 g; 61% 수율; M + 1 = 404.1).
단계 4 - 3-[5-메톡시-1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 1의 제조
테트라히드로퓨란 (15 mL)중의 메틸 에스테르 5 (830 mg, 2.06 mmol) 용액에 수산화칼륨 (1M의 5 mL)를 첨가하고, 실온에서 5시간 동안 교반하였다. 염산 수용액으로 반응 혼합물을 중화시키고, 생성물을 에틸 아세테이트로 추출하고, 황산마그네슘 무수물로 건조한 뒤, 감압하에서 증발시키고, 디클로로메탄 중 메탄올 5%를 사용한 플래쉬 크로마토그래피를 사용하여 정제하여 백색 고체 (697.5 mg, 91%; M-1 = 373.1)를 얻는 방법으로 산 1을 단리하였다.
실시예 4: 3-[5-에틸-1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 6의 합성
인돌-3-프로피온산 6은 반응식 8에 도시된 것처럼, 상업적으로 이용 가능한 5-브로모-인돌 7으로부터 여덟 단계를 거쳐 합성하였다.
[반응식 8]
Figure pat00018
단계 1 - 5-브로모-1-트리이소프로필실라닐-1H-인돌 8의 제조
5-브로모인돌 (2.5 g, 12.75 mmol)을 테트라히드로퓨란 (THF; 50 mL)에 용해하고, 0℃로 냉각한 뒤, 수소화나트륨 NaH (920 mg, 23 mmol, 60%)를 부분 첨가하였다. 1시간 동안 교반하면서, 혼합물을 실온이 되도록 방치하였다. 반응 혼합물을 다시 0℃로 냉각하고 트리이소프로필실릴 클로라이드 (TIPSCl; 2.78 mL, 13.1 mmol)을 적가하였다. 혼합물을 실온이 되도록 방치하고 밤새 교반하였다. 혼합물을 2.0N의 H3PO4로 세척하고, 유기층을 MgSO4로 건조, 여과 및 증발시켰다. 잔류물을 플래쉬 실리카 크로마토그래피 (100% 헥산)로 정제하여 화합물 8을 오일 형태로 얻었다 (4.3 g; 96% 수율; M + 1 = 353.4).
단계 2 - 5-에틸-1-트리이소프로필실라닐-1H-인돌 9의 제조
1-트리이소프로필-5-브로모인돌 (3.0 g, 8.51 mmol)을 PdCl2(dppf)와 -78℃에서 혼합하고, 5분 동안 교반한 뒤, 에틸마그네슘 브로마이드 (EtMgBr; 12.8 mL, 12.81 mmol)를 첨가하였다. 혼합물을 실온이 되도록 방치하였다. 톨루엔 (15 mL)을 반응 혼합물에 첨가하고, 1시간 동안 가열 환류하였다. 반응 혼합물을 실온이 되도록 방치하고 2N H3PO4로 급랭하였다. 혼합물을 EtOAc로 추출하고 소금물로 세척하고, MgSO4로 건조, 여과 및 증발시켜 화합물 9를 (5 % EtOAc/헥산) 오일 형태로 얻었다 (2.3 g; 90% 수율; M + 1 = 302.5)
단계 3 - 5-에틸-1H-인돌 10의 제조
인돌 9 (2.2 g, 7.29 mmol)을 THF (20 mL)에 용해하고, MeOH (20 mL) 중의 플루오르화 암모늄 (NH4F ; 1.4 g, 37.8 mmol) 용액을 첨가한 뒤, 72시간 동안 실온에서 교반하였다. 용매를 증발하고 잔류물을 에틸 아세테이트에 용해하였다. 유기층을 2N H3PO4로 세척하고, MgSO4로 건조, 여과 및 증발시켜 화합물 10을 회백색 고체 형태로 얻었다 (1.06 g; M + 1= 146.2).
단계 4 - (5-에틸-1H-인돌-3-일메틸)-디메틸-아민 11의 제조
5-에틸인돌 10 (1.0 g, 6.89 mmol)을 이소프로필 알콜 (200 mL), N,N-디메틸아민 히드로클로라이드 (718 mg, 6.95 mmol) 및 포름알데히드 수용액 (37%, 589 mg, 6.95 mmol)과 혼합하고, 2시간 동안 가열 환류하였다. 반응 혼합물을 실온이 되도록 방치하고, 용매를 증발한 뒤 생성 잔류물을 EtOAc에 용해시키고 포화 NaHCO3로 세척하였다. 유기층을 MgSO4로 건조, 여과 및 증발시켜 화합물 11을 고체 형태로 얻었다 (1.35 g; 97% 수율; M + 1 = 203.2).
단계 5 - 2-(5-에틸-1H-인돌-3-일메틸)-말론산 디에틸 에스테르 12의 제조
5-에틸그라민 (1.25 g, 6.18 mmol)을 디에틸 말로네이트 (2.85 mL, 18.54 mmol)와 혼합하고, 균질 용액이 형성될 때까지 120℃까지 가열하였다. 이 혼합물에 나트륨 금속 (100 mg, 4.36 mmol)을 첨가하고 혼합물을 120℃에서 24시간 동안 교반하였다. TLC로 반응 종결을 확인하였다. 반응을 실온이 되도록 방치하고, 5% HCl 수용액을 혼합물에 천천히 첨가하고, 생성물을 EtOAc로 추출하였다. 유기층을 포화 중탄산나트륨으로 세척하고, 황산마그네슘 무수물로 건조, 여과 및 증발하여 화합물 12를 백색 고체 형태로 얻었다 (1.67 g; 85% 수율; M + 1 = 318.4). 생성물을 정제 없이 다음 단계에서 사용하였다.
단계 6 - 2-(5-에틸-1H-인돌-3-일메틸)-말론산 13의 제조
조 디에틸 말로닐인돌 12 (1.67 g, 5.26 mmol)을 THF (20 mL)에 용해하고, H20 (20mL) 중의 NaOH (1.0 g, 25.5 mmol) 용액을 첨가하였다. MeOH (5 mL)을 반응물에 첨가하여 용액을 균질화하였다. 혼합물의 온도를 50℃로 올리고 밤새 교반하였다. 혼합물을 실온이 되도록 방치하고, 유기층을 증발하고 잔류물을 2N H3PO4로 산성화한 뒤, 생성물을 3:1 / CHCl3:MeOH 혼합물로 추출하였다. 유기층을 소금물로 세척하고, MgSO4로 건조, 여과 및 증발시켜 조 2산(diacid)을 백색 고체 형태로 얻었다 (1.25 g; M-1 = 260.2). 생성물을 정제 없이 다음 단계에서 사용하였다.
단계 7 - 3-(5-에틸-1H-인돌-3-일)-프로피온산 14의 제조
조 말론산 13 (250 mg, 0.957 mmol)을 둥근바닥 플라스크에 진공 하에서 넣고 천천히 150 내지 200℃ 사이로 가열하여, CO2가 발생하였다. 기포 발생이 종결한 뒤, 반응을 2분 더 가열한 뒤 실온이 되도록 방치하였다. 생성물을 CHCl3 중의 0 내지 10% MeOH를 사용하여 플래쉬 크로마토그래피로 3 차례 정제하여 화합물 14를 고체 형태로 얻었다 (120 mg; 57.7 % 수율; M-1 = 216.3).
단계 8 - 3-(1-벤젠술포닐-5-에틸-1H-인돌-3-일)-프로피온산 6의 제조
인돌 프로피온산 14 (100 mg, 0.46 mmol)를 THF (5.0 mL)에 용해하고 -78℃로 냉각하였다. 이 용액에 n-부틸리튬 (n-BuLi; 0.4 mL, 1.0 mmol, 헥산 중 2.4 M)을 적가하고 혼합물을 -78℃에서 1시간 동안 교반하였다. 이 혼합물에 벤젠술포닐 클로라이드 (0.13 mL, 1 mmol)를 첨가하고 반응을 밤새 교반하며 실온으로 온도를 올렸다. 혼합물을 얼음 온도의 H3PO4에 붓고 EtOAc로 추출하였다. 유기층을 MgSO4로 건조, 여과 및 증발시켰다. 잔류물을 플래쉬 크로마토그래피 (5% MeOH/CHCl3)로 정제하여 화합물 6을 백색 고체 형태로 얻었다 (10 mg; M-1 = 356.4).
실시예 5: 인다졸-3-프로피온산 16의 합성
인다졸-3-프로피온산 16은 반응식 9에 기술된 것처럼, 상업적으로 이용 가능한 인다졸-3-카르복실산 17로부터 다섯 단계를 거쳐 제조하였다.
[반응식 9]
Figure pat00019
단계 1 - (1H-인다조-3-일)-메탄올 18의 제조
테트라히드로퓨란 (THF, 300ml)중의 인다졸-3-카르복실산 17 (3.95 g, 24.4 mmol) 용액에, 질소 하에서 수소화알루미늄리튬 (LAH; 1.9 g, 50.5 mmol) 를 한꺼번에 첨가하였다. 수소 발생이 더 이상 관찰되지 않을 때까지 반응성 LAH를 물로 급랭하고, 용액을 여과하고 THF로 세척한 뒤 농축하여 알콜 18을 엷은 갈색 고체 형태 (2.63 g, 72%)로 얻는 방법으로, 생성되는 알콜 18을 단리하였다.
단계 2 - 인다졸-3-카르복시알데히드 19의 제조
DCM (40 ml) 및 THF (30ml) 혼합액 중의 (1H-인다졸-3-일)-메탄올 18 (1.08 g, 7.4 mmol) 용액에 이산화망간 (6.4 g, 73 mmol)을 첨가하였다. 용액을 상온에서 16시간 동안 교반하고 셀라이트를 통해 여과한 뒤, 감압 하에서 농축하여 백색 고체 (0. 65g, 61 %)를 얻었다.
단계 3 - 3-(인다조-3-일)-프로판산 메틸 에스테르 20의 제조
3-(인다조-3-일)-프로판산 메틸 에스테르 20은 알데히드 19로부터 실시예 3, 단계 1의 기술에 따라 제조하였다.
단계 4 - 인다졸-3-프로피온산 메틸 에스테르 21의 제조
인다졸-3-프로피온산 메틸 에스테르는 화합물 20으로부터 실시예 3, 단계 2의 기술에 따라 제조하였다.
단계 5 - 인다졸-3-프로피온산 16의 제조
인다졸-3-프로피온산 16은 화합물 21의 비누화 반응으로 실시예 3, 단계 4의 기술에 따라 제조하였다 (M-1 = 197.1).
실시예 6: 5-이소프로폭시-3-(1-벤젠-술포닐-인돌-3-일)-프로피온산 22의 합성
프로피온산 22는 반응식 10에 기술된 것처럼, 상업적으로 이용 가능한 5-히드록시-인돌 23으로부터 단계를 거쳐 제조하였다.
[반응식 10]
Figure pat00020
단계 1 - 5-이소프로폭시-인돌 24의 합성
아세토니트릴 20 ml 중의 5-히드록시인돌 23 (2.0 g, 0.015 mol) 용액에 탄산칼슘 무수물 (4 그램, 0.028 mol)을 첨가하고 강하게 교반한 뒤, 이소프로필 요오다이드 (3 그램, 0.018 mol)을 첨가하였다. 반응을 2일 동안 실온에서 교반하고, 고체를 아세토니트릴로 세척하였다. 여과액을 농축하고 플래쉬 크로마토그래피로 정제하여 (80% n-헥산 / 20% 에틸 아세테이트) 목적 생성물 24를 엷은 황색 오일 형태로 얻었다 (1.72 g, 83%; M + 1= 176.1).
단계 2 - 5-이소프로폭시 그라민 25의 합성
5-이소프로폭시 그라민 25은 5-이소프로폭시-인돌 24로부터 실시예 4, 단계 2의 기술에 따라 제조하였다 (M+1 = 233.4).
단계 3 - 2-(5-이소프로폭시-1H-인돌-3-일메틸)-말론산 디에틸 에스테르 26의 합성
화합물 26은 25로부터 실시예 4, 단계 3의 기술에 따라 제조하였다 (M+1 = 348.5).
단계 4 - 5-이소프로폭시-인돌-3-프로피온산 27의 합성
5-이소프로폭시-인돌-3-프로피온산 27은 화합물 26으로부터 실시예 4, 단계 4의 기술과 동일한 프로토콜로서 제조하였다 (M-1 = 246.2).
단계 5 - 5-이소프로폭시-3-(1-벤젠-술포닐-인돌-3-일)-프로피온산 22의 합성
테트라히드로퓨란 (10 ml) 중의 프로피온산 27 (96.3 mg, 0.510 mmol) 냉각 용액 (-78℃)에 n-부틸리튬 (1.40ml, 2.24 mol)을 첨가하고 30분간 -78℃로 교반하였다. 벤젠술포닐 클로라이드 (277 mg, 1.5 mmol)를 첨가하고, 반응을 16 내지 24시간 동안 교반하여, 온도를 -78℃에서 상온으로 증가하도록 하였다. 그 뒤 반응을 에틸 아세테이트로 희석하고, 1M HCl을 첨가하여 pH를 1 내지 2로 조정하였다. 층을 분리하고, 유기층을 황산마그네슘 처리한 뒤 감압 하에서 농축하였다. 그 뒤 조 물질을 디클로로메탄 중 5% 메탄올을 용리액으로 하는 실리카를 갖는 플래쉬 크로마토그래피로 정제하여, 목적 생성물 22를 백색 고체 형태로 얻었다 (M-1 = 386.4).
실시예 7: 인돌-3-프로피온산 28의 제조
Figure pat00021
인돌-3-프로피온산 28은 상업적으로 이용 가능한 인돌-3-카르복시알데히드로부터 실시예 3의 기술에 따라 제조하였다 (M-1, 188.2).
실시예 8: 3-(1-벤젠술포닐-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 29의 제조
Figure pat00022
3-(1-벤젠술포닐-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 29는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 358.4).
실시예 9: 3-[5-메톡시-1-(3-메톡시-벤질)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 30의 합성
Figure pat00023
3-[5-메톡시-1-(3-메톡시-벤질)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 30은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3-메톡시벤질 브로마이드로 치환하여 제조하였다 (M-1= 336.4).
실시예 10: 3-[1-(3-클로로-벤질)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 31의 합성
Figure pat00024
3-[1-(3-클로로-벤질)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 31은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3-클로로벤질 브로마이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 322.4).
실시예 11: 3-[1-(4-플루오로-벤질)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 32의 합성
Figure pat00025
3-[1-(4-플루오로-벤질)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 32는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-플루오로벤질 브로마이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 326.6).
실시예 12: 3-[1-(4-클로로-벤질)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 33의 제조
Figure pat00026
3-[1-(4-클로로-벤질)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 33은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-클로로벤질 브로마이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 342.8).
실시예 13: 3-[5-메톡시-1-(2-메톡시-벤질)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 34 의 합성
Figure pat00027
3-[5-메톡시-1-(2-메톡시-벤질)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 34은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 2-메톡시벤질 브로마이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 338.4).
실시예 14: 3-[5-메톡시-1-(2-트리플루오로메톡시-벤질)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 35의 합성
Figure pat00028
3-[5-메톡시-1-(2-트리플루오로메톡시-벤질)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 35은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 2-트리플루오로메톡시벤질 브로마이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 392.3).
실시예 15: 3-[5-메톡시-1-(3-트리플루오로메톡시-벤질)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 36의 합성
Figure pat00029
3-[5-메톡시-1-(3-트리플루오로메톡시-벤질)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 36은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3-트리플루오로메톡시벤질 브로마이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 392.4).
실시예 16: 3-(1-에틸티오카르바모일-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 37의 합성
Figure pat00030
3-(1-에틸티오카르바모일-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 37은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 에틸 이소티오시아네이트로 치환하여 제조하였다 (M-1 =305.4).
실시예 17: 3-[5-메톡시-1-(톨루엔-4-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 38의 합성
Figure pat00031
3-[5-메톡시-1-(톨루엔-4-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 38은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-톨릴 술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 373.4).
실시예 18: 3-(1-벤젠술포닐-1H-인다졸-3-일)-프로피온산 39의 합성
Figure pat00032
3-(1-벤젠술포닐-1H-인다졸-3-일)-프로피온산 39은 실시예 6, 단계 5와 동일한 프로토콜을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 329.4).
실시예 19: 3-[1-(4-이소프로필-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 40의 합성
Figure pat00033
3-[1-(4-이소프로필-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 40은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-이소프로필벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M + 1 = 416.6).
실시예 20: 3-[1-(4-이소프로필-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 41의 합성
Figure pat00034
3-[1-(4-이소프로필-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 41은 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[1-(4-이소프로필-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 40에 비누화 반응 프로토콜을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 400.5).
실시예 21: 3-[1-(4-부톡시-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 42의 합성
Figure pat00035
3-[1-(4-부톡시-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 42는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-n-부톡시벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M + 1 = 446.5).
실시예 22: 3-[1-(4-부톡시-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 43의 제조
Figure pat00036
3-[1-(4-부톡시-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 43은 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[1-(4-부톡시-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 42에 비누화 반응 프로토콜을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 430.5).
실시예 23: 3-[5-메톡시-1-(4-트리플루오로메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 44의 합성
Figure pat00037
3-[5-메톡시-1-(4-트리플루오로메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-트리플루오로메톡시벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M +1 = 457.4).
실시예 24: 3-[5-메톡시-1-(4-트리플루오로메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 45의 합성
Figure pat00038
3-[5-메톡시-1-(4-트리플루오로메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 45는 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[5-메톡시-1-(4-트리플루오로메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 44에 비누화 반응 프로토콜을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 442.4).
실시예 25: 3-[5-메톡시-1-(4-페녹시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 46의 합성
Figure pat00039
3-[5-메톡시-1-(4-페녹시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 46은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-페녹시벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 466.6).
실시예 26: 3-[5-메톡시-1-(4-페녹시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 47의 합성
Figure pat00040
3-[5-메톡시-1-(4-페녹시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 47은 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[5-메톡시-1-(4-페녹시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 46에 비누화 반응 프로토콜을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 450.5).
실시예 27: 3-[1-(4-클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 48의 합성
Figure pat00041
3-[1-(4-클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 48은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-클로로벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 406.9).
실시예 28: 3-[1-(4-클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 49의 합성
Figure pat00042
3-[1-(4-클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 49는 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[1-(4-클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 48에 비누화 반응 프로토콜을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 392.9).
실시예 29: 3-[1-(4-시아노-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 50의 합성
Figure pat00043
3-[1-(4-시아노-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 50은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-시아노벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 399.4).
실시예 30: 3-[1-(4-시아노-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 51의 합성
Figure pat00044
3-[1-(4-시아노-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 51은 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[1-(4-시아노-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 50에 비누화 반응 프로토콜을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 383.4).
실시예 31: 3-[1-(3,4-디클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 52의 합성
Figure pat00045
3-[1-(3,4-디클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 52는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3,4-디클로로벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 443.3).
실시예 32: 3-[1-(3,4-디클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 53의 합성
Figure pat00046
3-[1-(3,4-디클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 53은 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[1-(3,4-디클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 52에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 427.3).
실시예 33: 3-[5-메톡시-1-(4-트리플루오로메틸-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 54
Figure pat00047
3-[5-메톡시-1-(4-트리플루오로메틸-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일] -프로피온산 메틸 에스테르 54는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 트리플루오로메틸벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 442.4).
실시예 34: 3-[5-메톡시-1-(4-트리플루오로메틸-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 55의 합성
Figure pat00048
3-[5-메톡시-1-(4-트리플루오로메틸-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 55는 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[5-메톡시-1-(4-트리플루오로메틸-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 54에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M+1 = 404.5).
실시예 35: 3-[1-(4-플루오로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 56의 합성
Figure pat00049
3-[1-(4-플루오로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 56은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-플루오로벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M+1 =392.4).
실시예 36: 3-[1-(4-플루오로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 57의 합성
Figure pat00050
3-[1-(4-플루오로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 57은 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[1-(4-플루오로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 56에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 376.4).
실시예 37: 3-[5-메톡시-1-(3-페녹시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 58의 합성
Figure pat00051
3-[5-메톡시-1-(3-페녹시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 58은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3-페녹시벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M + 1 = 466.5).
실시예 38: 3-[5-메톡시-1-(3-페녹시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 59의 합성
Figure pat00052
3-[5-메톡시-1-(3-페녹시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 59는 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[5-메톡시-1-(3-페녹시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 58에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 376.4).
실시예 39: 3-[1-(3-플루오로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 60의 합성
Figure pat00053
3-[1-(3-플루오로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 60은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3-플루오로벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 392.3).
실시예 40: 3-[1-(3-플루오로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 61의 합성
Figure pat00054
3-[1-(3-플루오로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 61은 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[1-(3-플루오로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 60에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 376.4).
실시예 41: 3-[5-메톡시-1-(톨루엔-3-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 62의 합성
Figure pat00055
3-[5-메톡시-1-(톨루엔-3-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 62는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3-톨릴 술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 388.5).
실시예 42: 3-[5-메톡시-1-(톨루엔-3-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 63의 제조
Figure pat00056
3-[5-메톡시-1-(톨루엔-3-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 63은 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[5-메톡시-1-(톨루엔-3-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 62에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 372.4).
실시예 43: 3-[1-(3-클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 64의 합성
Figure pat00057
3-[1-(3-클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 64는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3-클로로벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 408.9).
실시예 44: 3-[1-(3-클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 65의 합성
Figure pat00058
3-[1-(3-클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 65은 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[1-(3-클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 64에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 392.7).
실시예 45: 3-[5-메톡시-1-(3-메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 66의 합성
Figure pat00059
3-[5-메톡시-1-(3-메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 66는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3-메톡시벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 404.5).
실시예 46: 3-[5-메톡시-1-(3-메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 67의 합성
Figure pat00060
3-[5-메톡시-1-(3-메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 67은 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[5-메톡시-1-(3-메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 66에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1 =388.4).
실시예 47: 3-[5-메톡시-1-(3-트리플루오로메틸-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 68의 합성
Figure pat00061
3-[5-메톡시-1-(3-트리플루오로메틸-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 68은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3-트리플루오로메틸벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 442.4).
실시예 48: 3-[5-메톡시-1-(3-트리플루오로메틸-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 69의 합성
Figure pat00062
3-[5-메톡시-1-(3-트리플루오로메틸-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 69는 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[5-메톡시-1-(3-트리플루오로메틸-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 68에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1= 426.4).
실시예 49: 3-(1-벤질-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 70의 합성
Figure pat00063
3-(1-벤질-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 70은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 벤질 브로마이드로 치환하여 제조하였다 (M+l = 324.4).
실시예 50: 3-(1-벤질-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 71의 합성
Figure pat00064
3-(1-벤질-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 71은 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-(1-벤질-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 70에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M+l = 308.3).
실시예 51: 3-[5-메톡시-1-(티오펜-2-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 72의 합성
Figure pat00065
3-[5-메톡시-1-(티오펜-2-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 72는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 2-티오펜 술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 380.5).
실시예 52: 3-[5-메톡시-1-(티오펜-2-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 73의 합성
Figure pat00066
3-[5-메톡시-1-(티오펜-2-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 73은 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[5-메톡시-1-(티오펜-2-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 72에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 364.4).
실시예 53: 3-(5-메톡시-1-페닐티오카르바모일-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 74의 합성
Figure pat00067
3-(5-메톡시-1-페닐티오카르바모일-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 74는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 페닐 이소티오시아네이트로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 369.5).
실시예 54: 3-(5-메톡시-1-페닐티오카르바모일-1H-인돌-3-일)-프로피온산 75의 합성
Figure pat00068
3-(5-메톡시-1-페닐티오카르바모일-1H-인돌-3-일)-프로피온산 75는 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-(5-메톡시-1-페닐티오카르바모일-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 74에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 353.4).
실시예 55: 3-[1-(4-부틸-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 76의 합성
Figure pat00069
3-[1-(4-부틸-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 76은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-n-부틸벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 430.2).
실시예 56: 3-[1-(4-부틸-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 77의 합성
Figure pat00070
3-[1-(4-부틸-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 77은 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[1-(4-부틸-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 76에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 414.1).
실시예 57: 3-[5-메톡시-1-(3-트리플루오로메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 78의 합성
Figure pat00071
3-[5-메톡시-1-(3-트리플루오로메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 78은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3-트리플루오로벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 458.1).
실시예 58: 3-[5-메톡시-1-(3-트리플루오로메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 79의 합성
Figure pat00072
3-[5-메톡시-1-(3-트리플루오로메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 79는 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-[5-메톡시-1-(3-트리플루오로메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 78에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 442.0).
실시예 59: 3-(1-벤조일-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 80의 합성
Figure pat00073
3-(1-벤조일-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 80은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 벤조일 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 338.1).
실시예 60: 3-(1-벤조일-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 81의 합성
Figure pat00074
3-(1-벤조일-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 81은 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-(1-벤조일-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 80에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 322.1).
실시예 61: 3-(1-벤젠술포닐-5-에톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 82의 합성
Figure pat00075
3-(1-벤젠술포닐-5-에톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 82는 실시예 6과 동일한 프로토콜을 사용하며, 2-프로필 요오다이드를 에틸 요오다이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 372.4).
실시예 62: 3-[1-(4-이소프로폭시-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 83의 합성
Figure pat00076
3-[1-(4-이소프로폭시-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 83은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-이소프로폭시벤젠 술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 416.5).
실시예 63: 3-(5-메톡시-1-페닐카르바모일-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 84의 합성
Figure pat00077
3-(5-메톡시-1-페닐카르바모일-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 84는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 페닐 이소시아네이트로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 353.4).
실시예 64: 3-(5-메톡시-1-페닐카르바모일-1H-인돌-3-일)-프로피온산 85의 합성
Figure pat00078
3-(5-메톡시-1-페닐카르바모일-1H-인돌-3-일)-프로피온산 85는 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-(5-메톡시-1-페닐카르바모일-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 84에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 337.4).
실시예 65: 3-[1-(4-에틸-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 86의 합성
Figure pat00079
3-[1-(4-에틸-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 86은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-에틸벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 386.4).
실시예 66: 3-(5-브로모-1H-인돌-3-일)-프로피온산 87의 합성
Figure pat00080
3-(5-브로모-1H-인돌-3-일)-프로피온산 87은 실시예 6과 동일한 프로토콜을 사용하여, 상업적으로 이용 가능한 5-브로모인돌로부터 베이지색 고체 형태로 제조하였다 (M-1 = 268.0).
실시예 67: 3-(5-브로모-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 88의 합성
Figure pat00081
5-브로모인돌-3-프로피온산 87 (4.0 g, 14.91 mmol)을 메탄올 (MeOH, 100 mL)에 용해하고, 트리메틸실릴 클로라이드 (TMSCl, 33.0 mL, 32.8 mmol, CH2Cl2 중 1.0 M)를 적가하였다. 혼합물을 24시간 동안 교반하고, 1시간 동안 환류하였다. 반응을 실온이 되도록 방치하고 용매를 증발하여 백색 고체 형태의 에스테르를 얻었다 (M+1 = 284).
실시예 68: 3-(1-벤젠술포닐-5-브로모-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 89의 합성
Figure pat00082
3-(1-벤젠술포닐-5-브로모-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 89는 실시예 3, 단계 3의 기술에 따라, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M + 1 = 424).
실시예 69: 3-(1-벤젠술포닐-5-브로모-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 90의 합성
Figure pat00083
3-(1-벤젠술포닐-5-브로모-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 90는 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 메틸 에스테르 89에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 406.0).
실시예 70: 3-(벤젠술포닐-5-티오펜-3-일-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 91의 합성
Figure pat00084
3-(1-벤젠술포닐-5-브로모-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 89 (200 mg, 0.474 mmol)을 3-티에닐 보론산 (67.0 mg, 0.52 mmol), 트리페닐포스핀 (9.0 mg, 0.03 mmol), Pd(OAc)2 (4.0 mg, 0.015 mmol), K2CO3 (90mg, 0.65 mmol), 1,2-디메톡시에탄 (DME, 4.0mL) 및 H2O (0.4 mL)와 혼합하고, 90℃에서 48시간 동안 가열하였다. 반응을 실온이 되도록 방치하고, 용매를 증발시켰다. 생성 잔류물을 EtOAc에 용해하고 소금물로 세척하였다. 유기층을 MgSO4로 건조, 여과 및 증발시켰다. 잔류물을 플래쉬 실리카 겔 크로마토그래피 (20% EtOAc/헥산)로 정제하여 에스테르 91을 백색 고체 형태로 얻었다 (110 mg, M + 1 = 426.1).
실시예 71: 3-(벤젠술포닐-5-티오펜-3-일-1H-인돌-3-일)-프로피온산 92의 합성
Figure pat00085
3-(벤젠술포닐-5-티오펜-3-일-1H-인돌-3-일)-프로피온산 92는 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 메틸 에스테르 91에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 410.1).
실시예 72: 3-(1-벤젠술포닐-5-페닐-1H-인돌-3-일) 프로피온산 메틸 에스테르 93의 합성
Figure pat00086
에스테르 93은 실시예 70에 기술된 절차를 따라 메틸 에스테르 89로부터 3-티에닐 보론산을 페닐 보론산으로 치환하여 제조하였다 (M + 1 = 420).
실시예 73: 3-(1-벤젠술포닐-5-페닐-1H-인돌-3-일) 프로피온산 94의 합성
Figure pat00087
3-(1-벤젠술포닐-5-페닐-1H-인돌-3-일) 프로피온산 94는 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 메틸 에스테르 93에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 404.5).
실시예 74: 3-(1H-피롤로[2,3-b]피리딘-3-일)-프로피온산 95의 합성
Figure pat00088
3-(1H-피롤로[2,3-b]피리딘-3-일)-프로피온산 95는 실시예 4, 단계 4 내지 6에 기술된 것과 동일한 프로토콜을 사용하여, 상업적으로 이용 가능한 7-아자인돌로부터 제조하였다 (M-1= 189.2).
실시예 75: 3-(5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 96의 합성
Figure pat00089
3-(5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 96은 실시예 3, 단계 4에 기술된 것처럼, 3-(5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 4에 비누화 반응을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 218.2).
실시예 76: 3-(1-벤젠술포닐-1H-인돌-3-일)-프로피온산 97의 합성
Figure pat00090
3-(1-벤젠술포닐-1H-인돌-3-일)-프로피온산 97은 실시예 4, 단계 8에 기술된 프로토콜을 사용하여, 인돌-3-프로피온산 28로부터 제조하였다 (M-1 = 329.4).
실시예 77: 3-(1-벤젠술포닐-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 98의 합성
Figure pat00091
3-(1-벤젠술포닐-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 98은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 374.4).
실시예 78: 3-[5-메톡시-1-(티오펜-3-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 99의 합성
Figure pat00092
3-[5-메톡시-1-(티오펜-3-술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 99는 실시예 4, 단계 8에 기술된 것과 동일한 프로토콜을 사용하여, 3-(5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 96 및 3-티에닐-술포닐 클로라이드로부터 제조하였다 (M-1 = 364.4).
실시예 79: (1-벤젠술포닐-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-아세트산 100의 합성
Figure pat00093
(1-벤젠술포닐-5-메톡시-1H-인돌-3-일)-아세트산 100은 실시예 4, 단계 8에 기술된 것과 동일한 프로토콜을 사용하여, 상업적으로 이용 가능한 (5-메톡시-1H-인돌-3-일)-아세트산 및 벤젠술포닐 클로라이드로부터 제조하였다 (M-1 = 344.4).
[반응식 11]
화학식 Ib의 화합물의 대체 합성 방법
Figure pat00094
단계 1 - 화학식 XVIII의 화합물의 제조
화합물 XVIII는 문헌 [Gribble et al, in J. Org. Chem., 2002, 63, pg 1001-1003]에 기술된 것과 유사한 조건인, 화합물 III을 벤젠술포닐 클로라이드와 이상(bi-phasic) 용매 조건 (예를 들면 톨루엔 및 물) 및, 염기 (예를 들면 수산화칼륨 수용액) 및 상전이 촉매 (예를 들면 테트라부틸암모늄 히드로겐 술페이트) 존재 하에서 커플링하여 제조하였다.
단계 2 - 화합물 XIX의 제조
화합물 XIX는 문헌 [Vangvera et al in J. Med. Chem., 1998, 41, pg 4995-5001]의 기술을 따라, 통상적으로 화합물 XVIII을 피리딘 중의 말론산 피페리딘과 80℃에서 3 내지 4시간 동안 반응시키는 뇌브나겔(Knoevenagel) 반응을 통해 제조하였다.
단계 3 - 화합물 Ib의 제조
화합물 Ib는 촉매적 수소화반응에 의한 환원을 통해 화합물 XIX로부터 제조하였다 (전형적으로는 비활성 용매 중 활성 탄소상의 10% 팔라듐 (상기 중간체 II의 제조 참조)).
실시예 80: 3-[5-메톡시-1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 1의 대체 합성
[반응식 12]
Figure pat00095
단계 1: 1-(4-메톡시 벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-카르복시알데히드) (117)의 제조
건조한 둥근바닥 플라스크에서, 5-메톡시 인돌-3-알데히드 2 (1.0 g, 5.7 mmol)을 톨루엔 (4 mL)에 용해하였다. 그 뒤 테트라부틸암모늄 요오다이드 (10 mg) 및 50% KOH 용액 (2 mL)을 첨가하였다. 교반한 지 약 5분 후, 4-메톡시벤젠 술포닐 클로라이드 (1.7 그램, 8.2 mmol)을 첨가하였다. 2 내지 3시간 내로, 고체가 용액 밖으로 침전하기 시작하였다. 이 반응을 상온에서 2시간 동안 교반하고, 그 후 물 (50 mL) 및 에틸 아세테이트 (150 ml)를 반응에 첨가하였다. 층을 분리하고, 유기층을 포화 중탄산염 (3 X 75 mL) 및 물 (4 X 75 mL)로 세척하여 수산화물 및 술폰산염을 제거하고, 소금물 (1 X 75 ml)로 세척하고 황산나트륨 무수물로 건조하였다. 감압 하에서 증발시켜 117을 엷은 갈색 고체 형태로 얻었다 (1.86g, 94%). 1H NMR(CDCl3) δ 10.0 (s, 1H), 8.20 (s, 1H), 7.92 (d, J = 9.2 Hz, 2H), 7.85 (d, J= 8.8, 1H), 7.74 (d, J= 2.4, 1H), 7.04 (dd, J= 2.8 Hz, 9.2 Hz, 1H), 6.97 (d, J= 9.2 Hz, 2H), 3.85 (s, 3H).
단계 2: 3-[1-(4-메톡시 벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-아크릴산 (118)의 제조
피리딘 (10 mL)에 용해한 1-(4-메톡시 벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-카르브알데히드 5 (0.51 g, 1.5 mmol) 용액에서, 말론산 (0.53 g, 5.1 mmol) 및 피페리딘 (1 mL)을 반응 용기 내에서 혼합하였다. 황색 용액을 3시간 동안 80℃에서 가열하였다. 반응을 상온이 되도록 방치하고 150 mL의 에틸 아세테이트로 희석하였다. 유기층을 1N HCl (6 X 50 mL) 및 포화 염화나트륨 용액 (1 X 50 mL)으로 세척하였다. 황산나트륨으로 건조한 뒤, 유기층을 황산나트륨 패드를 통해 여과하고 감압 하에서 증발시켜, 생성물 118을 회백색 고체 형태로 얻었다 (0.521 g, 90%). 1HNMR (CDCl3) δ 7.86 (m, 5H), 7.2 (d, J= 2.4 Hz, 1H), 7.0 (dd, J= 2.8 Hz, 9.2 Hz, 1H), 6.91 (d, J= 8.8 Hz, 2H), 6.46 (d, J= 16, 1H), 3.87 (s, 3H, CH3) (M-1 = 386.2).
단계 3: 3-[1-(4-메톡시 벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산(1)의 제조
THF (14 mL) 중에 용해한 3-[1-(4-메톡시벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-아크릴산 118 (1.0 g, 2.6 mmol) 용액에 Pd/C (67 mg)을 한꺼번에 첨가하였다. 용액을 파알(Paar) 수소 첨가기에 부착시켰다. 반응을 20 내지 22 psi에서 밤새 진행시켰다. 용액을 셀라이트를 통해 여과하고, 팔라듐-셀라이트 패드를 에틸 아세테이트 (40 mL) 및 메탄올 (20 mL)로 세척하였다. 세척액/용액의 혼합물을 감압 하에서 증발시켜 담황색 오일을 얻었고, 이를 고진공 하에서 냉각하면 고형화되었다. 조 물질을 디에틸 에테르로 분말화하여 회백색의 고체를 생성물 1로서 얻었다 (0.620 g, 62 %). 1H NMR (DMSO) δ 7.86 (d, J= 9.2 Hz, 1H), 7.75 (d, J= 8. 4Hz, 1H), 6.92 (dd, J= 2.4 Hz, 9.2 Hz, 1H), 6.88 (s, 1H), 6.83 (d, J= 9.2 Hz, 2H), 3.76 (s, 3H), 2.96 (t, J= 7.6 Hz, 14.8 Hz, 2H), 2.74 (t, J= 7.6 Hz, 14.8 Hz, 2H)(M-1 = 388.6).
실시예 81: 3-[5-메톡시-1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-2,2-디메틸-프로피온산 119의 합성
[반응식 13]
Figure pat00096
단계 1 - 5-메톡시-1H-인돌-3-일-메탄올 141의 합성
메탄올 (15 ml) 중의 소듐 보로하이드라이드 (2 그램, 0.05 mol) 용액에, THF (20 ml) 및 메탄올 (15 ml)에 용해한 5-메톡시-1H-인돌-3-카르복스알데히드 2 (1 그램, 0.006 mol)을 혼합하고 상온에서 16시간 동안 교반하였다. 반응을 물 및 탄산칼륨 (포화) 수용액으로 희석하고, 미반응 수소화붕소나트륨을 교반하면서 급랭하였다. 디에틸 에테르를 급랭한 용액으로부터 생성물을 추출하는 데 사용하였다. 층분리 후, 물층을 디에틸 에테르로 추가 추출 (2X)하였다. 혼합 유기층을 황산나트륨으로 건조하고, 증발 건조하여 엷은 착색 고체 141을 얻었다 (736 mg, 70%).
단계 2 - 3-(5-메톡시-1H-인돌-3-일)-프로피온산 메틸 에스테르 142의 제조
디클로로메탄 (3 ml)에 용해한 5-메톡시-1H-인돌-3-일-메탄올 141 (115 mg, 0.643 mmol) 용액에, (1-메톡시-2-메틸-프로페닐옥시)-트리메틸실란 (200 mg, 1 mmol) 및 과염소산 마그네슘 (164 mg, 0.74 mmol)를 첨가하였다. 반응을 상온에서 3 내지 4시간 동안 교반하고, 혼합물을 물 (50 ml) 및 디클로로메탄 (DCM, 100 mL)으로 희석하였다. 유기층을 분리하고, 물로 세척하였다 (50 mL; 3X). 유기층을 한 번 소금물로 세척하고, 황산나트륨 무수물로 건조하고, 감압 하에서 증발시켜 오일을 얻고, 플래쉬 크로마토그래피로 정제하여 (80% 헥산, 20% 에틸 아세테이트 및 실리카), 142를 엷은 착색 오일 형태로 얻었다 (150 mg; 88% 수율; M+1 = 262.3).
단계 3 - 3-[5-메톡시-1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 메틸 에스테르 120의 제조
DMF (3 mL) 중의 인돌-3-프로피온산 메틸 에스테르 142 (0.110 g, 0.42 mmol) 냉각 용액 (0℃)에 수소화나트륨 (60%; 0.030 g; 0.75 mmol)를 한꺼번에 첨가하고, 30분간 교반한 뒤, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드 (0.200 g; 1.O mmol)을 첨가하였다. 반응을 실온이 되도록 방치하고, 16시간 동안 교반한 뒤 수용액 마무리하고, 생성물을 에틸 아세테이트로 추출하였다. 에틸 아세테이트 층을 소금물로 세척하고, 황산나트륨 무수물로 건조하고, 감압 하에서 증발시킨 뒤, 플래쉬 크로마토그래피로 정제하여 (실리카 겔; 85% n-헥산 - 15% 에틸 아세테이트) 메틸 에스테르 120을 오일 형태로 얻었다 (M +1 = 432.4). 메틸 에스테르 120을 그 뒤 생성물 제조에 사용하였다.
단계 4 - 3-[5-메톡시-1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-2,2-디메틸-프로피온산 119의 제조
테트라히드로퓨란 (6 mL)중의 메틸 에스테르 120 용액에 수산화칼륨 (1M의 2 mL)를 첨가하고, 실온에서 5시간 동안 교반하였다. 염산 수용액으로 반응 혼합물을 중화시키고, 생성물을 에틸 아세테이트로 추출하고, 황산마그네슘 무수물로 건조한 뒤, 감압하에서 증발시키고, 디클로로메탄 중 메탄올 5%를 사용한 플래쉬 크로마토그래피로 백색 고체 (80 mg, 총 46%; M-1 = 416.5)를 얻는 방법으로 산 119를 단리하였다.
실시예 82: 3-[1-(3,4-디메톡시-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 101의 합성
Figure pat00097
3-[1-(3,4-디메톡시-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 101은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3,4-디메톡시벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 418.5).
실시예 83: 3-[1-(3,4-디플루오로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 102의 합성
Figure pat00098
3-[1-(3,4-디플루오로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 102은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3,4-디플루오로벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 395.3).
실시예 84: 3-[1-(3-클로로-4-메틸-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 103의 합성
Figure pat00099
3-[1-(3-클로로-4-메틸-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 103은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3-클로로-4-메틸벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 406.8).
실시예 85: 3-[1-(벤젠술포닐)-5-플루오로-1H-인돌-3-일]-프로피온산 104의 합성
Figure pat00100
3-[1-(벤젠술포닐)-5-플루오로-1H-인돌-3-일]-프로피온산 104는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 346.5).
실시예 86: 3-[1-(벤젠술포닐)-5-메틸-1H-인돌-3-일]-프로피온산 105의 합성
Figure pat00101
3-[1-(벤젠술포닐)-5-메틸-1H-인돌-3-일]-프로피온산 105는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 342.2).
실시예 87: 3-[1-(벤젠술포닐)-5-클로로-1H-인돌-3-일]-프로피온산 106의 합성
Figure pat00102
3-[1-(벤젠술포닐)-5-클로로-1H-인돌-3-일]-프로피온산 106은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 362.7).
실시예 88: 3-[1-(3-플루오로-4-메틸-벤젠술포닐)-5-클로로-1H-인돌-3-일]-프로피온산 107의 합성
Figure pat00103
3-[1-(3-플루오로-4-메틸-벤젠술포닐)-5-클로로-1H-인돌-3-일]-프로피온산 107은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3-플루오로-4-메틸-벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 390.3).
실시예 89: 3-[1-(2,3-디히드로-벤조퓨란-5-술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 108의 합성
Figure pat00104
3-[1-(2,3-디히드로-벤조퓨란-5-술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 108은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 2,2-디히드로-벤조퓨란-5-술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 400.2).
실시예 90: 3-[1-(4-에틸-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 109의 합성
Figure pat00105
3-[1-(4-에틸-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 109는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-에틸-벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 400.5).
실시예 91: 3-[1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 110의 합성
Figure pat00106
3-[1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 110은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하여 제조하였다 (M-1 = 402.6).
실시예 92: 3-[1-(3-트리플루오로메톡시-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 111의 합성
Figure pat00107
3-[1-(3-트리플루오로메톡시-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 111은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3-트리플루오로메톡시-벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 456.3).
실시예 93: 3-[1-(4-부틸-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 112의 제조
Figure pat00108
3-[1-(4-부틸-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 112는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-부틸-벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 428.4).
실시예 94: 3-[1-(4-부톡시-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 113의 합성
Figure pat00109
3-[1-(4-부톡시-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 113은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-부톡시-벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 444.5).
실시예 95: 3-[1-(3,4-디클로로-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 114의 합성
Figure pat00110
3-[1-(3,4-디클로로-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 114는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3,4-디클로로-벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 441.2).
실시예 96: 3-[1-(3-메톡시-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 115의 합성
Figure pat00111
3-[1-(3-메톡시-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 115는 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3-메톡시-벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 402.5).
실시예 97: 3-[1-(4-페녹시-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 116의 합성
Figure pat00112
3-[1-(4-페녹시-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 116은 실시예 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-페녹시-벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 464.3).
실시예 98: 3-[1-(3,4-디클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-2,2-디메틸-프로피온산 메틸 에스테르 122의 합성
Figure pat00113
3-[1-(3,4-디클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-2,2-디메틸-프로피온산 메틸 에스테르 122는 실시예 3, 단계 3과 동일한 프로토콜을 사용하며, 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3,4-디클로로벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M+1 = 457.2).
실시예 99: 3-[1-(3,4-디클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-2,2-디메틸-프로피온산 121의 합성
Figure pat00114
3-[1-(3,4-디클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-2,2-디메틸-프로피온산 121은 실시예 3, 단계 4와 동일한 프로토콜을 사용하여, 상응하는 메틸 에스테르 122로부터 제조하였다 (M + 1 = 469.2).
실시예 100: (E)-3-[1-(3,4-디클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-아크릴산 123의 합성
Figure pat00115
(E)-3-[1-(3,4-디클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-아크릴산 123은 반응식 12와 동일한 프로토콜을 사용하며, 단계 1의 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3,4-디클로로벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 425.2).
실시예 101: (E)-3-[1-(4-부틸-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-아크릴산 124의 합성
Figure pat00116
(E)-3-[1-(4-부틸-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-아크릴산 124는 반응식 12와 동일한 프로토콜을 사용하며, 단계 1의 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-부틸벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 426.4).
실시예 102: (E)-3-[1-(4-부톡시-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-아크릴산 125의 합성
Figure pat00117
(E)-3-[1-(4-부톡시-벤젠술포닐)-5-에톡시-1H-인돌-3-일]-아크릴산 125는 반응식 12와 동일한 프로토콜을 사용하며, 단계 1의 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 4-부톡시벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 442.4).
실시예 103: 3-[1-(3-클로로-4-메톡시-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 126의 합성
Figure pat00118
3-[1-(3-클로로-4-메톡시-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 126은 반응식 12와 동일한 프로토콜을 사용하며, 단계 1의 4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 3-클로로-4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드로 치환하여 제조하였다 (M-1 = 423.0). 3-클로로-4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드는 문헌 [Cremlyn, R. J. W.; Hornby, R.; J. Chem. Soc. C; 1969; 1341-1345]의 절차를 따라, 2-클로로아니솔을 클로로술폰산과 차례로 반응시켜 (0℃에서 무용매 반응, 4시간) 제조하였다.
실시예 104: 3-[1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-7-메틸-1H-인돌-3-일]-프로피온산 127의 합성
Figure pat00119
화합물 127은 반응식 12에 도시된 합성 단계를 따라 상업적으로 이용 가능한 7-메틸-인돌-3-카르복스알데히드로부터 합성하였다.
실시예 105: 3-[1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-6-메틸-1H-인돌-3-일]-프로피온산 128의 합성
Figure pat00120
화합물 128은 반응식 12에 도시된 합성 단계를 따라 상업적으로 이용 가능한 6-메틸-인돌-3-카르복스알데히드로부터 합성하였다.
실시예 106: 3-[1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-6-플루오로-1H-인돌-3-일]프로피온산 129의 합성
Figure pat00121
화합물 129는 반응식 12에 도시된 합성 단계를 따라 상업적으로 이용 가능한 6-플루오로-인돌-3-카르복스알데히드로부터 합성하였다.
실시예 107: 3-[1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-7-플루오로-1H-인돌-3-일]-프로피온산 130의 합성
Figure pat00122
화합물 130은 반응식 12에 도시된 합성 단계를 따라 상업적으로 이용 가능한 7-플루오로-인돌-3-카르복스알데히드로부터 합성하였다.
실시예 108: 3-[1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-4-클로로-7-플루오로-1H-인돌-3-일]-프로피온산 131의 합성
Figure pat00123
화합물 131은 반응식 12에 도시된 합성 단계를 따라 상업적으로 이용 가능한 4-클로로-7-플루오로-인돌-3-카르복스알데히드로부터 합성하였다.
실시예 109: 3-[1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-6-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 132의 합성
Figure pat00124
화합물 132는 빌스마이어-핵(Vilsmeier-Haack) 반응 (문헌 [Advanced organic chemistry, Jerry March, 2nd Ed. P715])을 이용하여 상업적으로 이용 가능한 6-메톡시-인돌로부터 합성되는 6-메톡시-인돌-3-카르복스알데히드로부터, 반응식 12에 도시된 합성 단계를 따라 차례로 합성하였다.
실시예 110: 3-[1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-5,6-디메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 133의 합성
Figure pat00125
화합물 133은 빌스마이어-핵 반응 (문헌 [Advanced organic chemistry, Jerry March, 2nd Ed. P715])을 이용하여 상업적으로 이용 가능한 5,6-디메톡시-인돌로부터 합성되는 5,6-디메톡시-인돌-3-카르복스알데히드로부터, 반응식 12에 도시된 합성 단계를 따라 차례로 합성하였다.
실시예 111: 3-[1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-6-브로모-1H-인돌-3-일]-프로피온산 134의 합성
Figure pat00126
화합물 134는 반응식 12에 도시된 합성 단계를 따라 상업적으로 이용 가능한 6-브로모-인돌-3-카르복스알데히드로부터 합성하였다.
실시예 112: 3-[1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인다졸-3-일]-프로피온산 135의 합성
Figure pat00127
화합물 135는 반응식 9에 도시된 합성 단계를 따라 상업적으로 이용 가능한 5-메톡시-인다졸-3-카르복스알데히드로부터 합성하였다.
실시예 113: 3-[1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-6-메톡시-1H-인다졸-3-일]-프로피온산 136의 합성
Figure pat00128
화합물 136은 반응식 9에 도시된 합성 단계를 따라 상업적으로 이용 가능한 6-메톡시-인다졸-3-카르복실산으로부터 합성하였다.
실시예 114: 3-[1-(4-메톡시-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-7-아자-인다졸-3-일]-프로피온산 137의 합성
Figure pat00129
화합물 137은 반응식 14에 도시된 상업적으로 이용 가능한 7-아자인돌로부터 제조되는 알데히드 138로부터, 반응식 12에 도시된 합성 단계를 따라 합성하였다.
[반응식 14]
Figure pat00130
화합물 139 (5-브로모-7-아자인돌)는 문헌 [Mazeas, Daniel; Guillaumet, Gerald; Marie-Claude Viaud, Heterocycles, 1999, v50 (2), 1065-1080]에 기재된 절차를 따라 상업적으로 이용 가능한 7-아자인돌로부터 제조하였다. 화합물 140은 문헌 [Mazeas, Daniel; Guillaumet, Gerald; Marie-Claude Viaud, Heterocycles, 1999, v50 (2), 1065-1080]에 기재된 절차를 따라, 브롬화제일구리의 존재 하에 브로마이드 139와 소듐 메톡사이드를 디메틸 포름아미드 중에서 가열하여 제조하였으며, 여기서 알데히드 138은 빌스마이어-핵 반응에 의해 제조하였다.
실시예 115: 화합물 1의 유사체의 합성
화합물 1의 유사체는, 예를 들면 실시예 3 또는 실시예 109의 기술에 따라, 표 3에 도시된 상업적으로 이용 가능한 화합물을 사용하여 제조할 수 있다.
카르복실산의 생물학적동배체의 합성
프로피온산의 3 위치에서의 카르복실산 관능기는 화학식 I의 화합물 내에서 임의의 몇몇 카르복실산의 생물학적동배체로 유리하게 대체될 수 있다. 예를 들면, 화학식 I-1에 관해 도시되는 하기 잔기들이 사용될 수 있으나, 이들은 또한 화학식 I 내의 다른 비시클릭 고리 시스템에 혼입될 수도 있다.
티아졸리디온(TZD) 및 관련 유사체:
Figure pat00131
단계 1:
화합물 XX는 비활성 용매 (예를 들면 에탄올) 및 촉매량의 피페리딘 존재 하에서 티아졸리돈 또는 관련 화합물과 출발 화합물 III의 뇌브나겔 커플링을 통해 제조될 수 있다 (문헌 [L. Sun. et al, J. Med Chem., 1999, 42, 5120-30]).
단계 2:
화합물 XXI는 활성 탄소상의 팔라듐을 이용한 환원 과정, 또는 금속 (예를 들면 마그네슘) 환원 반응을 통해 화합물 XX로부터 제조될 수 있다 (문헌 [B. C. Cantello, J. Med. Chem., 1994, 37, 3977-85]).
히드록삼산:
[반응식 15]
Figure pat00132
화합물 XXII는 Ia 또는 Ib와의 아미드 결합 형성 반응, 또는 에스테르 II 또는 IXa의 n-히드록시아민과의 친핵성 치환 반응을 통해 제조될 수 있다 (문헌 [Hurd et al, J. Am. Chem. Soc., 1954, 76, 2791] 및 [Dinh, T. Q., Tet. Lett. 1996, 37, 1161-4]).
테트라졸:
[반응식 16]
Figure pat00133
카르복실산의 테트라졸 동배체는 상응하는 아세트산 또는 프로판산 (연결체 크기에 따라)으로부터 3단계를 통해 제조될 수 있다.
단계 1:
화합물 Ia 또는 Ib를 이용한, 카르복실산 잔기의 상응하는 아미드 XXIII로의 전환은 암모니아 (기체) 및 에틸 폴리포스페이트를 클로로포름 등 비활성 용매 중에서 반응하여 수행될 수 있다 (문헌 [Imamoto, T. et al, Synthesis, 1983, 142-3]).
단계 2:
프로피온아미드 XXIII는 아미드를 메틸 마그네슘 요오다이드 (문헌 [Wilson et al, J. Chem Soc., 1923, 123, 2615]) 또는 아세토니트릴 중에서 포름산 (문헌 [Heck, M. -P., J. Org. Chem. , 1996, 61, 6486-7])과 함께 반응시켜 니트릴 XXIV로 전환될 수 있다.
단계 3:
테트라졸 동배체는 2-시아노-알킬기와 소듐 아지드를 고리화 반응에서 커플링하여 목적 화합물 XXV를 생성하는 단계를 수반한다 (문헌 [Juby et al,J ; Med. Chem., 1969, 12, 396-401]).
이소-옥사졸:
[반응식 17]
Figure pat00134
방법 1:
히드록시이소-옥사졸 화합물 XXVIII는 5 단계에 걸쳐 제조될 수 있다. 출발 물질인 인돌-3-아세트산 XXVI을 사용하여, 화합물 XXVII는 실시예 4의 반응으로 제조될 수 있다. 산 기를 비스-이미다졸-카르보닐로 활성화하면 화합물 XXVIII를 얻는다 (문헌 [Eils et al, Synthesis, 1999, 275-81]). 에틸 말론산과 반응하면 XXIX를 얻는다. 히드록실아민과의 고리화 반응은 히드록시가 보호된 이소옥사졸 XXX를 제공한다. 히드록시 관능기를 탈보호시키면 목적 화합물 XXXI를 얻는다 (문헌 [Frolund et al, J. Med. Chem., 2002, 45, 2454-2468]).
[반응식 18]
Figure pat00135
방법 2:
히드록시이소-옥사졸 화합물 XXXI는 4 단계에 걸쳐 제조될 수 있다. 제1 단계는 알콜 용매 (예를 들면 메탄올) 시스템 중에서 3-미치환 인돌 V를 보호된 히드록시 이소옥사졸 메틸 할로겐 (클로라이드 또는 브로마이드) 및 염기 (예를 들면 수산화나트륨)와 직접 커플링하는 단계를 수반한다 (문헌 [Sholtz et al, Chem. Ber., 1913, 46, 2145]). 그 뒤 메톡시 기를 환원 조건 하에서 제거하고 보호기를 탈보호하고 인돌 질소를 보호하면 목적 화합물 XXXI를 얻는다 (문헌 [Oster, T. A., et al, J. Org Chem. 1983, 48, 2454-68]).
[반응식 19]
Figure pat00136
방법 3:
화합물 XXXI에 대한 대체 합성 접근법은 화합물 XXVII로부터 시작하여 (3-아세트산의 환원을 통해 제조) 히드록시 이민 XXXIV를 제조한다. 염소화제 (예를 들면 NCS)를 이용한 XXXIV의 염소화는 중간체 XXXV를 만든다. 히드록시 이미늄 클로라이드로부터, 아세틸렌과의 고리화 반응이 보호된 히드록시 이소-옥사졸을 제공한다. 탈보호 반응은 목적 화합물 XXXI를 제공한다 (문헌 [Weidner-Wells, M.A. et al, Bioorg. & Med Chem. Lett., 2004, 14, 3069-72]).
아실 시안아미드:
[반응식 20]
Figure pat00137
화합물 XXXVIII는 Ia 또는 Ib에서 출발하는 2 단계를 통해 제조될 수 있다.
단계 1:
비활성 용매 (예를 들면 디클로로메탄) 중의 시약 (예를 들면 티오닐 클로라이드, 오염화인, 또는 삼염화인)을 사용하여, Ia 또는 Ib의 카르복실기가 아실 할라이드 XXXVII로 전환될 수 있다 (문헌 [Cao, J. et al, J. Med. Chem., 2003, 46, 2589-98] 및 [Kitamura, M. et al, Synthesis, 2003, 2415-26]).
단계 2:
아실 시안아미드 관능기는 시안아미드를 화합물 XXXVII와 함께 커플링하여 도입되어, 목적 생성물 XXXVIII을 만들 수 있다 (문헌 [Belletire, J. L. et al, Syn. Commun., 1988, 18, 2063-72]).
술폰아미드:
[반응식 21]
Figure pat00138
카르복실산의 술폰아미드 생물학적동배체는 인돌릴-3-아세트산 또는 프로피온산 (만일 연결체가 연장된다면)으로부터 6 단계에 걸쳐 제조될 수 있다.
단계 1 및 2:
화합물 XXVII는 THF 등의 비활성 용매 중에서 수소화알루미늄리튬 등의 환원제와 반응하여 상응하는 알콜 XXXIX로 변환될 수 있다. 상응하는 알콜은 각각 메탄 술포닐 클로라이드 또는 삼브롬화인 등의 적절한 시약을 사용하여 메실레이트 또는 할로겐으로 전환될 수 있다.
단계 3:
중간체 XL은 XXXIX를 황화수소나트륨, 헥사부틸디스타나티안, 또는 1-(2-히드록시에틸)-4,6-디페닐피리딘-2-티온과 반응하여 에탄티올 또는 프로판티올을 얻는 방법으로 제조될 수 있다 (문헌 [Gingras et al, Tet. Lett. 1990, 31, 1397-1400], [Maercker et al, Justus Liebigs Ann. Chem., 1865, 136, 88], 또는 [Molina et al, Tetrahedron Lett., 1985, 26 469-472]).
단계 4:
티올 XL은 과산화수소 등의 산화제를 이용하여 상응하는 술폰산으로 산화되어 중간체 XLI를 얻을 수 있다.
단계 5:
화합물 XL은 시약 (예를 들면 티오닐 클로라이드 또는 오염화인)와 반응하여 술폰산을 상응하는 술포닐 클로라이드로 전환하여 중간체 XLII (반응식 20, 단계 1)을 생성할 수 있다.
단계 6:
카르복실산의 술폰아미드 동배체는 그 뒤 술포닐 클로라이드 XLIIIa와 아민 시약 (예를 들면 소듐 아미드 또는 메틸아민)의 커플링을 통해 생성된다.
아세틸-술폰아미드:
[반응식 22]
Figure pat00139
아세틸-술폰아미드 XLIV는 술포닐 클로라이드 XLII로부터 2단계를 통해 제조될 수 있다.
단계 1:
화합물 XLII는 암모니아 또는 소듐 아미드와 반응하여 XLIIIb가 생성된다.
단계 2:
그 후 화합물 XXXIIIb가 탈양성자화되고 아세트산 무수물과 반응하여 아세틸-술폰아미드 XLIV가 생성된다.
W, Y 및 Z가 독립적으로 N 또는 CH 이고, n=0, 1, 또는 2인, 화학식 L의 화합물의 예시적인 일반적 합성
[반응식 23a]
술포닐 클로라이드 XLVIII의 제조:
Figure pat00140
단계 1: 중간체 XLVII의 제조:
상업적으로 이용 가능한 4-히드록시 벤젠술폰산 XLV를 아릴 할라이드 (예를 들면 요오도벤젠 벤질 브로마이드 등)과 부크왈드 반응 조건 및 SN2 반응 조건에서 각각 반응시키거나, 알콜 (예를 들면 벤질 알콜)과 미츠노부 반응 조건 또는 다른 커플링 반응 조건 하에서 반응시켜 XLVII를 얻을 수 있다.
단계 2: 중간체 XLVIII의 제조:
화학식 XLVII의 화합물은 PCl3, PCl5, POCl3 또는 SOCl2 등의 시약과 반응하여 상응하는 술포닐 클로라이드로 전환될 수 있다.
[반응식 23b]
화학식 L의 화합물의 제조
Figure pat00141
화학식 L의 화합물은 술포닐 클로라이드 XLVIII과 5-메톡시-인돌-3-프로피온산 에스테르를 THF 중의 염기 (예를 들면 수산화칼륨) 존재 하에 반응시켜 제조될 수 있다.
실시예 116: 3-{5-메톡시-1-[4-(피리딘-3-일옥시)-벤젠술포닐]-1H-인돌-3-일}-프로피온산 143의 제조
Figure pat00142
화합물 143은 4-히드록시벤젠술폰산 및 3-히드록시피리딘을 사용하여 상응하는 술포닐 클로라이드를 제조하는 방법으로, 반응식 23에 기술된 방법에 따라 제조될 수 있다. 술포닐 클로라이드의 5-메톡시-인돌-3-프로피온산 에스테르 또는 상응하는 산으로의 다양한 커플링 반응이 반응식 7, 10, 또는 12에 기술되어 있다.
실시예 117: 3-{5-메톡시-1-[4-(피리딘-4-일옥시)-벤젠술포닐]-1H-인돌-3-일}-프로피온산 144의 합성
Figure pat00143
화합물 144는 4-히드록시벤젠술폰산 및 4-히드록시피리딘을 사용하여 상응하는 술포닐 클로라이드를 제조하는 방법으로, 반응식 23에 기술된 방법에 따라 제조될 수 있다. 술포닐 클로라이드의 5-메톡시-인돌-3-프로피온산 에스테르 또는 상응하는 산으로의 다양한 커플링 반응이 반응식 7, 10, 또는 12에 기술되어 있다.
실시예 118: 3-{5-메톡시-1-[4-(피리딘-4-일메톡시)-벤젠술포닐]-1H-인돌-3-일}-프로피온산 145의 합성
Figure pat00144
화합물 145는 4-히드록시벤젠술폰산 및 4-히드록시카르비놀을 사용하여 상응하는 술포닐 클로라이드를 제조하는 방법으로, 반응식 23에 기술된 방법에 따라 제조될 수 있다. 술포닐 클로라이드의 5-메톡시-인돌-3-프로피온산 에스테르 또는 상응하는 산으로의 다양한 커플링 반응이 반응식 7, 10, 또는 12에 기술되어 있다.
실시예 119: 3-[1-(3,5-디클로로-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 146의 합성
Figure pat00145
화합물 146은 5-메톡시-인돌-3-프로피온산 에스테르 또는 상응하는 산을 반응식 7, 10, 또는 12에 기술된 방법에 따라 3,5-디클로로벤젠술포닐 클로라이드와 반응하여 제조될 수 있다.
실시예 120: 3-[1-(3,5-디메톡시-벤젠술포닐)-5-메톡시-1H-인돌-3-일]-프로피온산 147의 합성
Figure pat00146
화합물 147은 5-메톡시-인돌-3-프로피온산 에스테르 또는 상응하는 산을 반응식 7, 10, 또는 12에 기술된 방법에 따라 3,5-디메톡시벤젠술포닐 클로라이드와 반응하여 제조될 수 있다.
화학식 LIV 및 LV 의 화합물의 일반적 합성
[반응식 24]
Figure pat00147
단계 1: 중간체 LII의 제조
화합물 LII는 인돌 (2 또는 4)을 반응식 7 또는 12에 기술된 방법에 따라 술포닐 클로라이드 LI와 커플링하여 제조될 수 있다.
단계 2: 화합물 LIV 또는 LV의 제조
화합물 LIV 또는 LV는 DMF 등의 비활성 용매 중 및 염기 조건 하에서, 브로모메틸 기의 친핵성 치환 반응을 통해 제조될 수 있다.
실시예 121: 3-{5-메톡시-1-[4-(퀴놀린-7-일아미노메틸)-벤젠술포닐]-1H-인돌-3-일}-프로피온산 148의 합성
Figure pat00148
화합물 148은 반응식 24의 화합물 LII를 상응하는 퀴놀-7-일아민과 브로모메틸 잔기 쪽으로 커플링하여 제조될 수 있다.
실시예 122: 3-{1-[4-(이소퀴놀린-3-일아미노메틸)-벤젠술포닐]-5-메톡시-1H-인돌-3-일}-프로피온산 149의 합성
Figure pat00149
화합물 149는 반응식 24의 화합물 LII를 상응하는 이소퀴놀린-3-일-아민과 브로모메틸 잔기 쪽으로 커플링하여 제조될 수 있다.
실시예 123: 3-{5-메톡시-1-[4-(퀴놀린-6-일아미노메틸)-벤젠술포닐]-1H-인돌-3-일}-프로피온산 150의 합성
Figure pat00150
화합물 150은 반응식 24의 화합물 LII를 상응하는 퀴놀린-3-일-아민과 브로모메틸 잔기 쪽으로 커플링하여 제조될 수 있다.
실시예 124: 3-[5-메톡시-1-(4-피롤로[2,3-b]피리딘-1-일메틸벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]-프로피온산 151의 합성
Figure pat00151
화합물 151은 반응식 24의 화합물 LII를 상응하는 7-아자인돌과 브로모메틸 잔기 쪽으로 커플링하여 제조될 수 있다.
실시예 125: 3-[5-메톡시-1-(4-페녹시메틸-벤젠술포닐)-1H-인돌-3-일]프로피온산 152의 합성
Figure pat00152
화합물 152는 반응식 24의 화합물 LII를 상응하는 페놀과 브로모메틸 잔기 쪽으로 커플링하여 제조될 수 있다.
화학식 LIX , LX , 또는 LXI 의 화합물의 일반적 합성
[반응식 25]
Figure pat00153
단계 1: 중간체 LVII의 제조
중간체 LVII는 XLVII의 제조 단계 1에 기술된 것과 유사한 방법, 또는 플루오로 기의 친핵성 치환 반응을 통해 제조될 수 있다.
단계 2: 중간체 LVIII의 제조
술폰산은 PCl3, POCl3, PCl5 또는 SOCl2 등의 시약과 반응하여 상응하는 술포닐 클로라이드로 전환될 수 있다.
단계 3: 중간체 LIX의 제조
술포닐 클로라이드 LVIII는 인돌 중간체 4와 커플링하여 LIX를 생성할 수 있다.
단계 4: 화합물 LX 및 LXI의 제조
니트릴 잔기는 그 후 가수분해를 통해 아미드로, 또는 환원을 통해 아민으로 전환될 수 있다.
실시예 126: 3-{5-메톡시-1-[4-(피리딘-3-일메톡시)-벤젠술포닐]-lH-인돌-3-일}-프로피온산 153의 합성
Figure pat00154
화합물 153은 4-히드록시벤젠술폰산 및 3-피리딘메탄올을 사용하여 상응하는 술포닐 클로라이드를 제조하는 방법으로, 반응식 23에 기술된 방법에 따라 제조될 수 있다. 술포닐 클로라이드의 인돌 잔기로의 다양한 커플링 반응이 반응식 7, 10, 또는 12에 기술되어 있다.
실시예 127: 3-{1-[4-(4-아미노메틸-벤질옥시)-벤젠술포닐]-5-메톡시-1H-인돌-3-일}-프로피온산 154의 합성
Figure pat00155
화합물 154는 반응식 25에 기술된 것처럼, 니트릴 기의 환원을 통해 제조될 수 있다. 니트릴 관능기는 술포닐 클로라이드와 5-메톡시인돌-3-프로피온산 메틸 에스테르와의 커플링에 의해 제조될 수 있다. 술포닐 클로라이드는 4-히드록시벤젠술폰산과 4-시아노벤질 브로마이드의 커플링에 의해 제조될 수 있다.
실시예 128: 3-{1-[4-(4-카르바모일-벤질옥시)-벤젠술포닐]-5-메톡시-1H-인돌-3-일}-프로피온산 155의 합성
Figure pat00156
화합물 155는 반응식 25에 기술된 것처럼, 니트릴 기의 가수분해를 통해 제조될 수 있다. 니트릴 관능기는 술포닐 클로라이드와 5-메톡시인돌-3-프로피온산 메틸 에스테르와의 커플링에 의해 제조될 수 있다. 술포닐 클로라이드는 4-히드록시벤젠술폰산과 4-시아노벤질 브로마이드의 커플링에 의해 제조될 수 있다.
실시예 129: 화합물 162의 합성
[반응식 26]
Figure pat00157
단계 1: 5-메톡시-1H-피롤로[3,2-b]피리딘 160의 제조
표제 화합물은
1. 158과의 환원적 고리화반응 (문헌 [M. Mieczyslaw et. al, Liebigs Ann. Chem. 1988, 203-208] 및 [D. Mazeas et. al, Heterocycles, 1999,50, 1065-80]).
2. 촉매적 수소화반응을 통한 환원 및 환류 조건 하에서 C-tert-부톡시-테트라-N-메틸-메탄디아민 157과의 고리화반응 (문헌 [K-H. Buchheit et al, J. Med. Chem., 1995, 2331-2338]).
3. 159와의 환원적 고리화반응 (문헌 [S. A. Filla et al, J. Med. Chem. , 2003, 46, 3060-71]).
단계 2: 5-메톡시-1H-피롤로[3,2-b]피리딘-3-카르브알데히드 161의 합성
중간체 161은 빌스마이어 반응 (문헌 [K-H. Buchheit et al, J. Med. Chem. ,1995, 2331-2338]) 또는 1,3,5,7-테트라아자-아다만탄 (문헌 [D. Mazeas et. al, Heterocycles, 1999, 50, 1065-80])을 이용하여 제조될 수 있다.
프로피온산 측쇄 및 술폰아미드를 도입하기 위한 후속적인 전환은 반응식 7 또는 12에 기술된 방법을 사용하여 수행될 수 있다.
실시예 130: 화합물 166의 합성
[반응식 27]
Figure pat00158
단계 1: 중간체 164, 5-메톡시-1H-피롤로[2,3-c]피리딘의 제조
5-메톡시-1H-피롤로[2,3-c]피리딘 164는 DMF 중에서 6-메톡시-4-트리메틸실라닐에티닐-피리딘-3-일아민 163 및 요오드화제일구리와 함께 고리화하여 제조될 수 있다 (문헌 [D. Mazeas et. al, Heterocycles, 1999, 50, 1065-80]).
단계 2: 중간체 165, 5-메톡시-1H-피롤로[2,3-c]피리딘-3-알데히드의 제조
5-메톡시-1H-피롤로[2,3-c]피리딘-3-카르브알데히드는 1,3,5,7-테트라아자-아다만탄을 사용하여 DMF 및 환류 조건에서 165로부터 제조될 수 있다 (문헌 [D. Mazeas et. al, Heterocycles, 1999,50, 1065-80]).
프로피온산 측쇄 및 술폰아미드를 도입하기 위한 후속적인 전환은 반응식 7 또는 12에 기술된 방법을 사용하여 수행될 수 있다.
실시예 131: 화합물 172의 합성
[반응식 28]
Figure pat00159
단계 1: 168, 6-클로로-2,3-디히드로-1H-피롤로[3,2-c]피리딘의 제조
1,2,3,5-테트라히드로-피롤로[3,2-c]피리딘-6-온 167은 옥시염화인을 사용하여 6-클로로-2,3-디히드로-1H-피롤로[3,2-c]피리딘 168로 전환될 수 있다 (문헌 [N.N.Bychikhina et. al, Chem. Heterocycl. Compds., 1982, 18, 356-360]).
단계 2: 169, 6-메톡시-2,3-디히드로-1H-피롤로[3,2-c]피리딘의 제조
6-메톡시-2,3-디히드로-1H-피롤로[3,2-c]피리딘 169는 168의 클로로기를 소듐 메톡사이드로 직접 치환하여 제조될 수 있다 (문헌 [V. A. Azimov et. al, Chem. Heterocycl. Compd. 1981, 17, 1648-1653]).
단계 3: 170, 6-메톡시-1H-피롤로[3,2-c]피리딘의 제조
6-메톡시-2,3-디히드로-1H-피롤로[3,2-c]피리딘 169는 MnO2를 사용하여 상응하는 170으로 산화된다 (문헌 [V. A. Azimov et. al, Chem. Heterocycl. Compd. 1981, 17, 1648-1653]).
단계 4: 171, 6-메톡시-1H-피롤로[3,2-c]피리딘-3-카르브알데히드의 제조
6-메톡시-1H-피롤로[3,2-c]피리딘-3-카르브알데히드는 170과의 빌스마이어 조건에 의해 제조된다 (문헌 [N.N.Bychikhina et. al, Chem. Heterocycl. Compds., 1982, 18, 356-360]).
프로피온산 측쇄 및 술폰아미드를 도입하기 위한 후속적인 전환은 반응식 7 또는 12에 기술된 방법을 사용하여 수행될 수 있다.
실시예 132: 화합물 181의 합성
[반응식 29]
Figure pat00160
단계 1: 175의 제조
2-클로로-7H-피롤로[2,3-d]피리미딘 175는 2-클로로-5-(2-에톡시-비닐)-피리미딘-4-일아민 173 또는 2-클로로-5-(2,2-디메톡시-에틸)-피리미딘-4-일아민 174 (농축 염산을 포함하는 메탄올 중 환류 조건 하에서)로부터 제조될 수 있다 (문헌 [M. Cheung et al, Tet. Lett., 2001, 42, 999-1002]).
단계 2: 176의 제조
2-클로로-7H-피롤로[2,3-d]피리미딘 176의 2-클로로기는 클로로기를 소듐 메톡사이드로 친핵성 치환반응하여 상응하는 메톡시 잔기 176으로 전환될 수 있다 (문헌 [F.,Seela et. al, Liebigs Ann. Chem. 1985, 312-320]).
단계 3: 177의 제조
중간체 177은 상온에서 N,N-디메틸포름아미드 중 요오드 및 염기를 이용하여 176을 요오드화하여 176으로부터 제조된다 (문헌 [T.,Sakamoto, Takao et. al, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1, 1996; 459-464]).
단계 4: 178의 제조
4-메톡시벤젠술포닐 클로라이드를 이용한 피롤로피리미딘 177의 보호는 수산화나트륨 수용액 또는 DMF 중의 수소화나트륨을 사용하여 이상 커플링 반응을 통해 수행될 수 있다.
단계 5: 179의 제조
3-카르복실산 관능기는 그리냐드 반응에 의한 탈양성자화 및, CO2 첨가 및 산성화를 통해 제조되어 177로부터 원하는 목적 중간체를 얻을 수 있다 (문헌 [Y. Kondo, et. al Heterocycles, 1996, 42, 205-8]).
프로피온산 측쇄 및 술폰아미드를 도입하기 위한 후속적인 전환은 반응식 9에 기술된 방법을 사용하여 수행될 수 있다.
실시예 133: 화합물 190의 합성
[반응식 30]
Figure pat00161
단계 1: 중간체 184의 합성
중간체 184는 메틸히드라진과의 고리화반응을 통해 3-아세틸-2-클로로피리딘으로부터 제조될 수 있다 (문헌 [B. M. Lynch et. al, Canadian Journal of Chemistry, 1988, 66, 420-8]).
단계 2: 중간체 185의 합성
중간체 185는 질산 및 황산을 이용한 5-위치 니트로화 반응을 통해 제조될 수 있다 (문헌 [B. M. Lynch et. al, Canadian Journal of Chemistry, 1988, 66, 420-8]).
단계 3: 중간체 186의 합성
니트로기는 활성 탄소상 팔라듐 등의 시약을 사용하여 상응하는 아민기로 환원된다 (문헌 [B. M. Lynch et. al, Canadian Journal of Chemistry, 1988, 66, 420-8]).
단계 4: 중간체 187의 합성
그 뒤 아민기는 질산나트륨 및 농축 염산을 사용하여 디아조늄염으로 전환된다. 디아조늄염은 메탄올로 급랭되어 상응하는 메톡시 관능기를 생성한다 (문헌 [B. M. Lynch et. al, Canadian Journal of Chemistry, 1988, 66, 420-8]).
단계 5: 중간체 188의 합성
3-메틸기는 KMnO4 산화를 통해 카르복실산으로 산화된다 (문헌 [B. M. Lynch et. al, Canadian Journal of Chemistry, 1988, 66, 420-8]).
프로피온산 측쇄 및 술폰아미드를 도입하기 위한 후속적인 전환은 반응식 9에 기술된 방법을 사용하여 수행되어, 목적 화합물 190을 생성할 수 있다.
실시예 134: PPAR의 결정화 및 결정 구조
PPARα, PPARδ 및 PPARγ는 각각 결정화되고 결정 구조가 측정 및 보고되었다. 이러한 구조 및 원자 좌표는 단백질 데이터 은행 (Protein Data Bank, PDB)에서 이용 가능하다 (www.rcsb.org 주소의 인터넷 웹 상에서 이용 가능). PPARα의 경우, 예탁된 원자 좌표가 PDB 코드 1KKQ (문헌 [Xu, 2001, Nature 415, p813]); PPARδ의 경우, PDB 코드 1KGWX (문헌 [Xu, 1999, Mol Cell, 3, p397]); 및 PPARγ의 경우, PDB 코드 1PRG (문헌 [Notle, et al, 1998, Nature, 395, p137])하에서 이용 가능하다 (PPAR 구조와 관련된 각 인용문헌은 본원에 전체로서 참조로 포함되었다). 추가의 원자 좌표 기탁물이 이용 가능한데, 이러한 기탁 구조의 PDB 코드는 PPARα의 경우 1K7L, 1I7G, 및 1KKQ; PPARγ의 경우 1PRG, 2PRG, 3PRG, 4PRG, 1K74, 1FM6, 1FM9, 1I7I, 및 1KNU; 및 PPARδ의 경우 1GWX, 2GWX, 및 3GWX이다.
또한, PPAR의 고품질 결정은 하기 기술하는 조건 하에서 결정화하여 얻어질 수 있다. 그 후, 구조는 참조문헌으로 공개된 구조를 사용하여 쉽게 얻어질 수 있다. 개별 PPAR을 인코딩하는 서열은 쉽게 얻어질 수 있다. 개별 PPAR을 인코딩하는 서열은 NCBI 로커스링크 (LocusLink)로부터 얻어졌다 (www.ncbi.nih. gov/LocusLink 주소의 인터넷 웹 상에서 이용 가능). 서열 등록 번호는 NM005036 (PPARα의 cDNA 서열), NP_005027 (PPARα의 단백질 서열), NM_015869 (PPARδ 동형 2의 cDNA 서열), NP_056953 (PPARγ동형 2의 단백질 서열), NM_006238 (PPARγ의 cDNA 서열), 및 NP-006229 (PPARδ의 단백질 서열)이다. 이러한 서열을 사용하여, 코딩 서열을 cDNA 라이브러리로부터 통상적인 클로닝 기법을 사용하여 단리할 수 있다. PPAR 단백질은 그 뒤 통상적인 방법으로 발현 및 정제될 수 있다.
본원의 경우, PPAR 폴리펩티드는 PCR에 의해 cDNA 라이브러리 (인비트로겐(Invitrogen))로부터 얻어지고, 서브클로닝되어 발현을 위한 구성물을 얻었다. 이들 서열을 발현하여 결정화를 위한 PPAR 폴리펩티드를 얻었다.
PPAR 각각을 결정화하는 공개된 조건에 더하여, 하기 결정화 조건이 PPAR 리간드 결합 도메인 각각 및 화학식 I의 화합물의 공결정을 생성하는 데 사용되어 왔다. PPARα에 사용되는 특이한 리간드 결합 도메인 서열은 젠뱅크(GenBak) 등록: NP_005027 (단백질 서열) 및 NM_005036 (mRNA 서열), 리간드 결합 도메인: 아미노산 잔기 196-468이다.
PPARγ의 경우 사용되는 리간드 결합 도메인은 젠뱅크 등록: NP_005028 (단백질 서열) 및 NM_005037 (mRNA 서열)의 아미노산 잔기 174_475에 상응한다.
PPARδ의 경우 사용되는 리간드 결합 도메인은 젠뱅크 등록: NP_006229 (단백질 서열) 및 NM_006238 (mRNA 서열)의 아미노산 잔기 165_441에 상응한다.
PPARγ용 예시적 결정화 조건:
1. 2x 몰 과량의 SRC-1 및 1mM 화합물의 경우
0.2M 아세트산암모늄, 0.1M 비스트리스, pH 6.5, 13-25% PEG4k, 또는
0.2M 아세트산암모늄, 0.1M 헤페스, pH 7.5, 13-25% PEG4k
2. 0.3-1mM 화합물의 경우
12-22% PEG 8k, 0,2M 아세트산나트륨, 0.1M 헤페스 pH 7.5; 또는
0.6M-1.0M 시트르산나트륨, 0.1M 헤페스 pH 7.5; 또는
0.9-1.4M 황산암모늄, 0.1M 헤페스 pH 7.5
PPARα용 결정화 조건:
1. 2x 몰 과량의 SRC-1 및 1mM 화합물의 경우
9-30% PEG 4K, 0.2M 아세트산암모늄, 0.1M 시트레이트, pH 5.6; 또는
17-30% PEG 4K, 0.2M 황산리튬, 0.1M 트리스/HCl, pH 8.5; 또는
22-30% PEG 4K, 0.2M 아세트산나트륨, 0.1M 트리스/HCl, pH 8.5
2. 공-농축 화합물의 경우
0.6M-1.0M 황산리튬, 0.1M 트리스/HCl, pH 8.5
PPARδ용 결정화 조건:
1. 2x 몰 과량의 SRC-1 및 공-농축 화합물의 경우
0.2-1.2M 타르타르산칼륨나트륨, 2.5% 1,2-프로판디올, 0.1M Mes pH 5.5-6.5
이러한 공결정으로부터의 X선 회절 데이터를 그 후 싱크로트론 방사 장치로부터 수집하였다. 사용 가능한 회절 데이터는 1.9A 내지 3.0A, 바람직하게는 2.5A 이상, 더욱 바람직하게는 2.2A 이상, 가장 바람직하게는 2.0A 이상의 고해상도를 갖는 것이었다. 단백질 3차원 구조는 공-결정 회절 데이터와 함께, 공개된 구조를 출발 검색 모델로 사용하여 분자 대체 방법으로 결정하였다. 단백질 구조의 분자 대체 결과는 그 후 정제하여 차분 푸리에 지도(Fourier map)를 계산하는 데 사용하였다. 차분 푸리에 지도는 화합물 결합 기하구조의 결정의 기반을 제공한다. 단백질 리간드 결합 자리 내의 화합물 배향 및 구조는 공-결정 회절 데이터로부터 얻은 정보에 기반하여 결정하였다. 당업자는 공-결정화 실험에 관계하는 화합물 구조에 따라 X-선 회절 데이터를 해석할 수 있을 것이다. 단백질에 단단하게 결합된 물 분자는 단백질 구조의 필수 부분이다. 이들은 또한 단백질 리간드 상호작용의 결정적인 매개체일 수 있다. 이러한 물 분자는 "구조적 물"이라 칭한다. 구조적 물은 반복적 개선 과정을 통해 차분 푸리에 지도에 기반하는 구조 모델 내로 축조된다. 구조적 물 분자를 포함하는 화합물-단백질 착체 구조는 추가의 리간드 설계 과정을 위한 정확한 원자 좌표를 만들기 위해 반복적인 방식으로, 계산적 결정학 방법을 사용하여 공-결정 회절 데이터에 대해 정제하였다.
실시예 135: 예시적인 화학식 I의 화합물
구조 I의 예시적인 화합물을 합성하기 위한 구조, IUPAC 명칭, 및 분자량을 하기 표 1에 나타내었다.
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표 1로부터의 예시적인 화합물들에 대한 작용제 활성을 측정하였고, 표 2에 나타내었으며, 이때 "+"는 10 μM 이하의 활성을 나타내고, "-"는 10 μM 초과의 활성을 나타내었다. 이들 활성을 실시예 1에 기술한 바와 같이 측정하였다.
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화학식 I의 부가적인 예시적인 화합물들을 표 4에 기술하였다. 표 4는 6원 고리 내의 질소(N) 상의 치환기는 배제하였고, 6원 고리는 5번 또는 6번 위치에서 1 이상의 알콕시 또는 티오에테르 치환기를 포함한 것을 제외하고는, 본원의 요약에 나타낸 비시클릭 코어 각각에 대한 치환기를 특정하는 것에 의해 예시적인 화합물을 기술하였다. 따라서, 예를 들면, 5번 위치에 N을 포함하는 비시클릭 코어에 대해, 5번 위치에 치환기를 갖지 않고 6번 위치에 알콕시 또는 티오에테르를 가지는 상기 치환기 조합들만을 상기 비시클릭 코어에 적용하였다. 고리 위치에 대해 아무런 치환기가 특정되지 않는 경우, 그 위치에서의 고리 원자가 N라면 아무런 치환기도 없는 것이고, 그 위치에서의 고리 원자가 탄소(C)라면 H가 있는 것으로 이해되어야 한다. 모든 화합물들은 3번 위치에서 -CH2CH2- 연결체를 포함하였고; 표 4 내의 3-치환기의 특정은 따라서 상기 연결체에 부착된 잔기였다.
표 4를 포함하여 본원에 참고로 인용된 고리 원자에 번호를 매기는 것을 하기 구조에 나타내었다. 이 구조는 인돌릴 고리 구조를 포함하지만, 본원에 사용된 바와 같이, 상응하는 원자에 대한 동일한 번호 매김을 사용한 다른 비시클릭 구조에 대한 번호 매김을 포함한다. 또한, 이 구조는 표 4에 참고로 인용된 1번 위치 치환기를 도시하며, 이때 L은 비시클릭 코어에 부착된 연결체 기이고, Ar은 방향족 기(즉, 아릴 또는 헤테로아릴)이고, A는 그 방향족 기 상의 치환기 또는 치환기들을 의미한다.
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표 4에 기술한 화합물들(및 각각의 비시클릭 코어들)에 대해, 부가적인 화합물들을 각각의 치환기 조합에 대해 기술하였으며, 이때 표 4에 나타낸 5번 위치에서의 치환기는 대신 아릴 기; 헤테로아릴 기; 모노시클릭 아릴 기; 모노시클릭 헤테로아릴 기; 비시클릭 아릴 기; 비시클릭 헤테로아릴 기; 치환된 아릴 기; 치환된 헤테로아릴 기; 피리디닐 기; 피리미디닐 기; 피라다지닐 기; 피롤릴 기; 티오페닐 기이다.
표 4 및 앞의 단락에서 기술한 화합물들에 관해, L이 CH2인 부가적인 화합물들을 기술하였다.
표 4 및 앞의 두 단락에서 기술한 화합물들에 관해, 잔기 A가 아실 술폰아미드(-C(=O)-N-SO2CH3)인 부가적인 화합물들을 기술하였다.
명세서에 인용된 모든 특허들 및 다른 참고 문헌들은 본 발명에 관련된 당업자의 기술 수준을 나타내는 것이며 임의의 표 및 도면들을 포함하여 그 전체가, 각각의 참고 문헌이 개별적으로 그 전체가 참고로 도입되는 것과 같은 정도로, 참고로 도입된다.
당업자는 본 발명이 언급되고 내재된 목적 및 이점을 달성하는데 양호하게 적응될 수 있다는 점을 쉽게 이해할 것이다. 현재 바람직한 실시태양의 대표적인 것으로 본원에 기술된 방법, 변동, 및 조성물은 예시적인 것이며 본 발명의 범위를 제한하려는 의도는 아니다. 그것의 변화 및 다른 용도가 당업자에게 발생할 것이고, 이는 본 발명의 취지에 포함되며, 청구 범위에 의해 정의된다.
치환 및 변형을 변경하는 것이 본 발명의 범위 및 취지에서 벗어나지 않고 본원에 개시된 본 발명에 이루어질 수 있다는 점은 당업자에게 용이하게 명백할 것이다. 예를 들면, 변경이 화학식 I의 예시적인 화합물들에 대해 이루어져서 부가적인 활성 화합물들을 제공할 수 있다. 따라서, 상기 부가적인 실시태양들은 본 발명 및 이어지는 청구항의 범위 내이다.
본원에 예시적으로 기술된 본 발명은 본원에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 원소 또는 원소들, 제한 또는 제한들의 부재하에서 실시될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 본원의 각각의 경우에 있어서, 용어 "포함하는", "필수적으로 구성되는", "구성되는" 중 임의의 하나는 다른 두 용어들로 대체될 수 있다. 사용된 용어 및 표현들은 설명의 용어로 사용되는 것이지 제한의 용어로 사용되는 것은 아니며, 상기 용어 및 표현의 사용이 도시되거나 기술된 특징 또는 그 일부의 임의의 동등물을 배제하려는 의도는 아니고, 청구된 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것이 인식된다. 따라서, 본 발명이 바람직한 실시태양 및 임의의 특징에 의해 구체적으로 개시되었지만, 본원에 개시된 사상의 변형 및 변화가 당업자에게 의지할 수 있다는 점, 및 상기 변형 및 변화가 첨부된 청구항에 의해 정의된 본 발명의 범위 내인 것으로 간주된다는 점이 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 특징 또는 태양이 마쿠쉬 군 또는 다른 대체의 분류에 의해 기술되는 경우, 당업자는 본 발명이 또한 마쿠쉬 군 또는 다른 군의 임의의 개별적인 구성원 또는 구성원들로 된 하부군에 의해 기술된다는 점을 인식할 것이다.
또한, 반대로 지시하지 않으면, 다양한 수치가 실시태양에 제공되는 경우, 부가적인 실시태양이 임의의 두 상이한 값을 범위의 종점으로 취하여 기술된다. 상기 범위는 또한 기술된 본 발명의 범위 내이다.
따라서, 부가적인 실시태양은 본 발명의 범위 내 및 이어지는 청구항의 범위 내이다.

Claims (1)

  1. 하기 화학식 I의 화학 구조를 갖는 PPAR 조절자를 환자에 투여하는 것을 포함하는, PPAR 조절이 치료적 이점을 제공하는 질환 또는 증상에 걸렸거나 걸릴 위험이 있는 환자의 치료 방법.
    <화학식 I>
    Figure pat00246

    식 중,
    U, V, W, X, 및 Y는 독립적으로 N 또는 CR8이고, 화학식 I에 도시된 비시클릭 고리 구조에는 4 이하의 질소가 존재하며, 상기 비시클릭 고리 구조의 고리 중 하나에는 2 이하의 질소가 존재하고;
    R1은 카르복실기 또는 그의 에스테르 또는 카르복실산 동배체이고;
    R2는 수소, 임의로 치환된 저급 알킬, -CH2-CR12=CR13R14, -CH2-C≡CRl5, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 임의로 치환된 헤테로아르알킬, -C(Z)NR10R11, -C(Z)R20, -S(O)2NR10R11, 또는 -S(O)2R21이고;
    R6 및 R7은 독립적으로 수소, 임의로 치환된 저급 알킬, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 또는 임의로 치환된 헤테로아르알킬이거나, 또는 R6 및 R7은 결합하여 모노-카르보시클릭 또는 모노-헤테로시클릭 5- 또는 6-원 고리계를 형성하고;
    R8은 수소, 할로, 임의로 치환된 저급 알킬, -CH2-CR12=CR13R14, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 모노플루오로알킬, 임의로 치환된 디플루오로알킬, 임의로 치환된 트리플루오로알킬, 트리플루오로메틸, -CH2-C≡CRl5, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 임의로 치환된 헤테로아르알킬, -OR9, -SR9, -NR10R11, -C(Z)NR10R11, -C(Z)R20, -S(O)2NR10R11, 또는 -S(O)2R21이고;
    R9는 임의로 치환된 저급 알킬, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 또는 임의로 치환된 헤테로아르알킬이고;
    R10 및 R11은 독립적으로 수소, 임의로 치환된 저급 알킬, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 또는 임의로 치환된 헤테로아르알킬이거나, 또는 R10 및 R11은 결합하여 모노-카르보시클릭 또는 모노-헤테로시클릭 5- 또는 6-원 고리계를 형성하고;
    R12, R13, R14 및 R15는 독립적으로 임의로 치환된 저급 알킬, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 또는 임의로 치환된 헤테로아르알킬이고;
    R20은 임의로 치환된 모노플루오로알킬, 트리플루오로메틸, 임의로 치환된 디플루오로알킬, -CH2-CR12=CR13R14, -CH2-C≡CRl5, 임의로 치환된 저급 알킬, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 또는 임의로 치환된 헤테로아르알킬이고;
    R21은 임의로 치환된 저급 알콕시, -CH2-CR12=CR13R14, -CH2-C≡CRl5, 임의로 치환된 시클로알킬, 임의로 치환된 헤테로시클로알킬, 임의로 치환된 아릴, 임의로 치환된 아르알킬, 임의로 치환된 헤테로아릴, 또는 임의로 치환된 헤테로아르알킬이고;
    Z는 O 또는 S이고;
    n은 0, 1, 또는 2이며, 상기 화합물은 3-(5-메톡시-1-p-톨루엔술포닐인돌-3-일)프로피온산 및 1-(2,4,6-트리이소프로필페닐술포닐)인돌-3-프로피온산과 상이하다.
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