다당류 유도체의 제조 방법 document_id A220623067518

다당류는 그들의 단당류 구성 성분의 종류에 따라서 여러 가지가 존재한다. 다당류는 다양한 분자량, 특성 및 생리학적 기능을 가지며 집중적인 연구의 대상으로서 인기가 높다. 당업계에 알려진 바와 같이, 카복실 그룹과 축합될 수 있는 관능 그룹을 갖는 화합물을 고분자량 다당류로 알려진 히알루론산의 카복실 그룹과 결합시켜서 생성한 히알루론산 유도체는 친수성이 떨어지고 용해성이 부족하거나 심지어 불용성이라는 문제가 있다. 카복실에 결합할 수 있는 친핵성 관능 그룹과 히알루론산의 카복실 그룹을 결합시키기 위한 통상적으로 알려진 하나의 기술은 수용성 카보디이미드(WSC)를 사용하여 히알루론산을 수성 용매 중에서 아미노 그룹과 반응시키는 것이다(일본 특허원 JP 제2004-018750호 및 국제 공개 WO 제2005/085294호). 이 기술을 이하 WSC 공정이라 일컫는다. WSC 공정에 의해 얻어진 히알루론산 유도체는 용해성이 부족하거나 불용성이라는 문제를 갖는다. 일본 특허원 JP 제2004-018750호의 설명에 따르면, 히알루론산의 이당류 단위 하나당 도입된 화합물의 비율(치환도)이 0.05% 이상인 경우에는 단리된 히알루론산 유도체가 중성의 수성 용매 중에서 불용성일 수 있다. 치환도가 5% 이상인 경우, 단리된 히알루론산 유도체는 수성 용매 중에서 불용성이다. 이러한 불용성의 문제를 해결하기 위하여 일본 특허원 JP 제2004-018750호에 제안된 제조 방법에서는 히알루론산의 축합 반응 후 반응 용액에 염기를 첨가한다. 이 알칼리 처리는 WSC 공정에 의해 제조된 화합물이 중성의 수성 용매에 용해될 수 있게 한다. 국제 공개 WO 제2005/085294호도 생성된 히알루론산 유도체의 중성 수용액을 제조하기 위하여 일본 특허원 JP 제2004-018750호의 이러한 알칼리 처리 단계를 사용한다. 즉, 일본 특허원 JP 제2004-018750호와 국제 공개 WO 제2005/085294호는 수성 용매에 용해될 수 있는 히알루론산 유도체를 제조하기 위하여 WSC 공정에 의한 축합 반응 단계 및 알칼리 처리 단계를 포함하는 2단계 제조 공정을 이용한다. 일본 특허원 JP 제2004-018750호에 설명된 바와 같이, 통상의 WSC 공정에 의해 제조된 히알루론산 유도체는 그의 고차원 구조에서 변화를 가질 것으로 예상되며 이것은 중성의 수성 용매 중에서의 불용성 현상으로서 확인될 수 있다. WSC 공정의 축합 조건은 히알루론산 유도체를 중성의 수성 용매 중에서 불용성이 되게 한다. 일본 특허원 JP 제2004-018750호에 설명된 바와 같은 WSC 공정 후의 알칼리 처리는 히알루론산 유도체의 용해성을 회복시킨다. 수용해성의 회복은 WSC 공정에 의해 변화되었던 고차원 구조가 다시 변화되거나 복원된 결과이다. 일본 특허원 JP 제2004-018750호에 설명된 염기 첨가 단계(알칼리 처리)는 축합 반응 과정에서 변화되었던 고차원 구조를 다시 변화시키거나 회복시킴으로써 한번 잃었던 수성 용매에 대한 높은 친화성을 되찾는다. 시판되는 축합제인 4-(4,6-디메톡시-1,3,5-트리아진-2-일)-4-메틸모르폴리늄 클로라이드(DMT-MM)는 카복실에 결합될 수 있는 친핵성 관능 그룹과 카복실 그룹을 축합시키는 작용을 하며, 저분자량 물질들을 축합시켜서 아미드 화합물을 합성하는 데 주로 사용된다. DMT-MM은 수성 용매 중에서 카복실 그룹을 활성화시키고 아미노 그룹과 함께 아미드 결합을 높은 비율로 형성하는 데 도움을 준다[참조: Tetrahedron 55 (1999) 13159]. 일본 특허원 JP 제2005-281372호에는 카복실 그룹 함유 사이클로덱스트린 유도체의 카복실 그룹과 키토산의 아미노 그룹 사이에 아미드 결합을 형성하기 위해 DMT-MM을 사용하는 방법이 설명되어 있다. 그러나 이러한 일본 특허원 JP 제2005-281372호의 제조 방법은 불용성 유도체를 수득하는 것이 목적이다. 수용성 유도체를 제조하기 위한 목적으로 고분자량 다당류(예: 히알루론산)의 카복실 그룹과 유기 화합물의 카복실-결합성 관능 그룹을 축합 반응시키는 데 DMT-MM을 사용하는 방법은 보고된 바 없다. 또한 생성된 유도체의 수용액의 특성 또는 생성된 유도체의 고차원 구조의 변화에 대한 설명도 보고되지 않았다. 발명의 개시 통상적으로 축합 반응을 위해서는 다당류의 카복실 그룹과, 카복실 그룹과 축합될 수 있는 유기 화합물의 관능 그룹 사이에 화학 결합을 형성하기 위하여 수용성 축합제(수용성 카보디이미드)가 사용된다. 그러나, 제조된 다당류 유도체는 중성의 수성 용매 중에서 균일하게 용해되지 못한다. 생성물의 용해성을 높이기 위하여 축합 반응 후에 반응 용액에 염기를 첨가하는 추가의 단계가 필요하다. 카복실 그룹을 갖는 다당류를 카복실 그룹과 축합될 수 있는 관능 그룹을 갖는 유기 화합물과 결합 반응시켜서 고용해성 생성물을 제조할 수 있는 간단한 방법이 강력하게 요구된다. 앞서 언급한 바와 같이, 히알루론산 또는 다른 카복실 그룹 함유 다당류를 카복실 그룹과 축합될 수 있는 관능 그룹을 갖는 유기 화합물과 반응시켜서 제조되는 종래 기술의 다당류 유도체는 이들의 고차원 구조에서 현저한 변화를 가지며 중성의 수성 용매 중에서 쉽게 용해되지 못한다. 본 발명자들은 종래 기술의 이러한 문제를 해결하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과 다당류 유도체의 간단하고 효율적인 제조 방법을 발견하였다. 본 발명자들은 통상적으로 사용되는 축합제인 WSC 대신 특정한 축합제를 사용하면 수성 용매 중에서 양호한 용해성을 갖는 유용한 다당류 유도체가 쉽고도 효율적으로 얻어짐을 발견하고 본 발명을 완성하였다. 따라서, 본 발명은 고분자량 다당류 유도체의 간단하고 효율적인 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적은, 카복실 그룹과 축합될 수 있는 관능 그룹을 갖는 유기 화합물에 결합된 카복실 그룹을 갖는 다당류를 포함하는 다당류 유도체의 제조 방법으로서, 화학식 1의 축합제를 사용하여 상기 다당류를 상기 유기 화합물과 반응시킴을 포함하는 다당류 유도체의 제조 방법을 제공하는 것이다. 상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬 그룹 및 6 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 아릴 그룹으로부터 독립적으로 선택된 치환체이고, Z-는 카운터 음이온이며, E+는 화학식 (여기서, R3, R4 및 R5는 독립적으로 4급 질소 원자에 직접 결합된 1개 이상의 탄소 원자를 갖는 유기 그룹이고, R3, R4 및 R5 중 어느 둘 또는 모두는 함께 결합하여 사이클릭 구조를 형성할 수 있다)의 그룹이다. 본 발명의 다른 목적은 상술된 방법에 있어서, 카복실 그룹을 갖는 다당류가 10,000 이상의 분자량을 갖는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상술된 방법에 있어서, 카복실 그룹을 갖는 다당류가 글리코사미노글리칸인 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상술된 방법에 있어서, 카복실 그룹을 갖는 다당류가 히알루론산인 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상술된 방법에 있어서, 히알루론산이 100,000 이상의 중량 평균 분자량을 갖는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상술된 방법에 있어서, 카복실 그룹과 축합될 수 있는 관능 그룹을 갖는 유기 화합물은 하이드록실 그룹 또는 아미노 그룹을 갖는 유기 화합물이고, 다당류와 유기 화합물은 에스테르 결합 또는 아미드 결합에 의해 결합되는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상술된 방법에 있어서, 카복실 그룹과 축합될 수 있는 관능 그룹을 갖는 유기 화합물은 1개 이상의 아미노 그룹을 갖는 화합물이고, 다당류와 유기 화합물은 아미드 결합에 의해 결합되는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상술된 방법에 있어서, 카복실 그룹과 축합될 수 있는 관능 그룹을 갖는 유기 화합물은 2개 이상의 관능 그룹을 갖는 스페이서(spacer) 물질을 관능 그룹을 갖는 생리학적 활성 물질 또는 관능 그룹을 갖는 의약 물질에 공유 결합시켜서 제조된 화합물이고, 스페이서 물질의 2개 이상의 관능 그룹은 카복실 그룹과 축합될 수 있는 관능 그룹과, 생리학적 활성 물질 또는 의약 물질의 관능 그룹과 함께 공유 결합을 형성할 수 있는 관능 그룹을 포함하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상술된 방법에 있어서, 의약 물질이 비스테로이드계 항염증성 약물 또는 질병 완화 항류마티스 약물인 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상술된 방법에 있어서, 공유 결합이 에스테르 결합 또는 아미드 결합인 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상술된 방법에 있어서, 2개 이상의 관능 그룹을 갖는 스페이서 물질이 아미노알코올, 알킬렌디아민 및 아미노산으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상술된 방법에 있어서, 화학식 1에서 R1 및 R2는 메틸 그룹, 에틸 그룹 및 페닐 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택되고, E+는 N-메틸모르폴리늄 그룹이며, Z-는 염소 음이온, 퍼클로레이트 음이온 또는 테트라플루오로보레이트 음이온인 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상술된 방법에 있어서, 화학식 1의 화합물이 4-(4,6-디메톡시-1,3,5-트리아진-2-일)-4-메틸모르폴리늄 클로라이드인 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, (A) 상술된 방법에 의해 다당류 유도체를 제조하는 단계, 및 (B) 상기 단계 (A)에서 제조된 다당류 유도체를 염기와 반응시키는 단계를 포함하는 다당류 유도체의 제조 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상술된 방법에 있어서, 다당류 유도체를 실온에서 밤새 220rpm으로 진탕하여 물에 용해시키는 조건에서 다당류 유도체의 1%(w/v) 수용액이 흐리지 않고 투명하며 육안으로 보이는 고체 물질을 함유하지 않는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상술된 방법에 있어서, 상기 1%(w/v) 수용액은 공극 직경이 0.22㎛인 다공성 필터를 통해 여과된 후에 농도가 현저하게 감소하지 않는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 카복실 그룹이 아미노알코올의 하이드록실 그룹으로 에스테르화된 비스테로이드계 항염증성 약물에 결합된 히알루론산을 포함하는 히알루론산 유도체의 제조 방법으로서, 상기 에스테르화된 비스테로이드계 항염증성 약물의 아미노알코올의 아미노 그룹을 히알루론산의 카복실 그룹과 축합시킴을 포함하고, 상기 축합 반응은 화학식 1의 축합제를 사용하여 수행하며, 상기 비스테로이드계 항염증성 약물은 화학식 3의 구조를 갖는, 히알루론산 유도체의 제조 방법을 제공하는 것이다. 상기 화학식 3에서, R6은 수소 원자이거나 저급 알킬 그룹 및 저급 알콕실 그룹으로부터 선택된 치환체이고, R7, R8 및 R9는 독립적으로 할로겐 원자 또는 수소 원자이거나 저급 알킬 그룹, 저급 알콕실 그룹 및 하이드록실 그룹으로부터 선택된 치환체이고, X는 독립적으로 할로겐 원자이거나 저급 알킬 그룹 및 트리플루오로메틸 그룹으로부터 선택된 치환체이고 1개 이상의 X는 할로겐 원자이다. 본 발명의 다른 목적은 상술된 방법에 있어서, 화학식 1의 화합물이 4-(4,6-디메톡시-1,3,5-트리아진-2-일)-4-메틸모르폴리늄 클로라이드인 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상술된 방법에 있어서, 아미노알코올이 화학식 H2N-(CH2)n-OH(여기서, n은 2 내지 12의 정수이다)로 표시되는 방법을 제공하는 것이다.