헥사메틸프로필렌아민옥심의 신규 제조 방법 및 이의 중간체

헥사메틸프로필렌아민옥심의 신규 제조 방법 및 이의 중간체{Novel method for preparing hexamethyl propyleneamine oxime and intermediate thereof}

본 발명은 두뇌영상용 방사성의약품으로 이용되고 있는 헥사메틸프로필렌아민옥심(Hexamethyl propyleneamine oxime, 이하 "HMPAO")의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 광학이성질체 l -HMPAO, d -HMPAO의 단일 화합물 또는 이의 혼합물인 d,l -HMPAO의 제조 방법에 관한 것이다.

HMPAO의 화학명은 4,8-디아자-3,6,6,9-테트라메틸운데칸-2,10-디온 비스옥심(4,8-diaza-3,6,6,9-tetramethyl undecane-2,10-dione bisoxime)으로, 2개의 키랄 탄소(chiral carbon)에 의해 하기에 보이는 바와 같이 d- 형( S,S 형), l- 형( R,R 형), meso- 형( R,S 형= S,R 형) 3종류의 입체 이성질체를 가지며, d- 형과 l- 형은 서로 거울상 이성질체(enantiomer)이다.

l -HMPAO:( 3R,9R )-4,8-디아자-3,6,6,9-테트라메틸운데칸-2,10-디온 비스옥심.

d -HMPAO:( 3S,9S )-4,8-디아자-3,6,6,9-테트라메틸운데칸-2,10-디온 비스옥심.

HMPAO 이성질체들은 하기와 같이 방사성 동위원소 테크네슘( ^99m Tc)를 표지하여 지용성 킬레이트( ^99m Tc-HMPAO)를 형성하는 데, d- 형과 l- 형은 약간 불안정한 킬레이트를, meso- 형은 안정한 킬레이트를 형성한다.

^99m Tc-HMPAO은 뇌, 간, 신장 등의 장기에 흡수되는 데, 특히 뇌의 혈류를 측정하여 뇌졸중, 치매, 우울증과 같은 각종 뇌질환을 효과적으로 진단할 수 있어 두뇌 영상용 방사성의약품으로 주로 이용된다. ^99m Tc-HMPAO는 정맥 주사로 투입되어 혈류를 따라 뇌로 이동하고, 높은 지용성, 중성으로 인해 뇌혈액관문(Blood-Brain-Barrier)을 통과하여 뇌 속으로 섭취되고, 뇌 속의 글루타치온(glutathione)과 반응하여 수용성 물질로 전환되어 혈류 속으로 다시 빠져나오지 못하고 뇌에 축적된다. 뇌에 축적된 ^99m Tc는 감마선을 발생시키는 데, 감마선 카메라로 촬영함으로써 뇌질환을 효과적으로 진단하게 된다. 종래 자기공명촬영장치(MRI), 컴퓨터단층촬영(CT)은 질병이 상당 부분 진행되어 조직에 이상이 발생한 후에나 진단이 가능한 반면, ^99m Tc-HMPAO는 혈액흐름의 이상 징후만으로 뇌질환 여부를 알아낼 수 있어 조기진단이 가능하다.

^99m Tc-HMPAO의 뇌 섭취율(흡수율)는 HMPAO 이성질체에 따라 상당한 차이가 있다.

EP 0194843은 쥐 실험에서 d,l- HMPAO 라세미체의 두뇌 섭취율은 meso -형에 비해 2.3배 더 우수하고, l- HMPAO의 두뇌 섭취율은 d- HMPAO에 비해 1.6배 정도 더 우수한 것으로 보고하고 있다. 한편, Sharp 등은 인체 실험에서 정맥주입 8시간 경과 후 두뇌 섭취율은 d,l- 형이 4.1%, meso- 형이 1.7%, 이의 혼합물( d,l- 형+ meso- 형)이 1.9%를 나타내는 것으로 보고하고 있다(Sharp et al., Technetium 99m HMPAO sterioisomers as potential agents for imaging regionalcerebral blood flow, Journal of Nuclear Medicine 27(2):171-7).

따라서, ^99m Tc-HMPAO으로는 meso- 형이 없는 d,l- HMPAO(라세미체)가 이용되는 데, 이러한 d,l- HMPAO 라세미체를 '엑사메타짐(Exametazime)'으로 명명한다.

^99m Tc- d,l -HMPAO은 GE Healthcare 사가 상표명 Ceretec ^TM 키트로 시판하고 있다.

EP 0194843 및 US 4,789,736는 하기 반응식 1과 같은 d,l- HMPAO 라세미체의 제조, 분리 방법과, d,l- HMPAO 라세미체로부터 d- HMPAO와 l- HMPAO의 분리 방법을 개시하고 있다.

[반응식 1]

상기 EP 0194843는 2,3-부탄디온 모노옥심(화학식 II)과 2,2-디메틸-1,3-프로판디아민(화학식 III)을 출발물질로 하여 딘-스탁 트랩(Dean-Stark trap)을 이용하여 디이민 유도체(화학식 IV)를 합성하고, NaBH ₄ 로 환원한 후, 결정화하여 d-, l-, meso- HMPAO의 이성질체 혼합물을 제조한다. 이후 연속 분별결정화법(successive fraction crystallization) 또는 HPLC법을 이용하여 상기 혼합물을 d,l- HMPAO와 meso -HMPAO로 분리한다. 그러나, 상기 특허의 분별결정화법은 수차례의 재결정과정을 거쳐야 하므로, 공정시간이 매우 길며, 분리 수율은 0.8~0.9%로 매우 낮다. 또한, 상기 특허의 HPLC 분리 방법은 meso -HMPAO와 d,l -HMPAO의 분리 유지시간이 서로 비슷하기 때문에, 분리효율이 떨어지고, 수득되는 d,l -HMPAO의 순도가 90%이하로 낮으며, 다량의 시료 분리에는 적용하기 어렵다.

한편, 상기 특허는 d,l -HMPAO를 L-(+)-타타릭산과 D-(-)-타타릭산을 이용하여 l -HMPAO와 d -HMPAO를 분리하는 데, 이 경우 각 거울상의 타타릭산ㅇ염을 여러번 재결정해야 하며, 얻어진 각각의 타타릭산ㅇ염을 염기화 한 후 다시 재결정을 해야 하는 어려움이 있고, 얻어지는 각각의 거울상도 광학활성순도(optical purity)가 낮아, 다시 여러번의 재결정을 하여야 한다.

대한민국 특허등록 제134565호(KR 134565B)는 하기 반응식 2과 같은 d,l- HMPAO 라세미체의 제조, 분리 방법을 개시하고 있다.

[반응식 2]

상기 KR 134565B는 비교적 온화한 조건으로 이루어지지만, 역시 d-, l-, meso- HMPAO의 이성질체 혼합물이 얻어지므로, d,l- HMPAO과 meso- HMPAO의 분리공정이 요구되며, 이의 문제는 상술한 바와 같다.

대한민국 특허공개 제2000-00509554호(KR 2000-00509554A) 및 제2000-0050955호(KR 2000-00509555A)는 하기 반응식 3과 같은 d,l- HMPAO 라세미체의 제조 방법은 개시하고 있다.

[반응식 3]

상기 KR 2000-00509554A는 광학이성질체인 D-알라닌 메틸 에스테르, L-알라닌 메틸 에스테르를 각각 출발물질로 하여 2,2-메틸말론산(malonic acid)과 반응시켜 D-형, L-형의 아미드 화합물을 각각 제조하고, 이들 아미드 화합물을 혼합한 다음, 상기 반응식 3과 같은 일련의 공정을 통해 d,l -HMPAO 라세미체를 제조한다. 상기 KR 2000-00509554A는 D-알라닌 메틸 에스테르로부터는 최종적으로 l -HMPAO가, L-알라닌 메틸 에스테르로부터는 d- HMPAO가 합성되므로 meso- HMPAO가 발생되지 않아 별도의 분리공정이 필요하지는 않으나, 제조 공정이 복잡하고, 전반적으로 수율이 낮다.

본 발명은 meso- HMPAO의 생성 없이, 고수율의 l -HMPAO, d -HMPAO, d,l -HMPAO를 제조하는 신규 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 하기 화학식 4a의 화합물과 메틸마그네슘 할라이드(CH ₃ MgX) 또는 메틸리튬(CH ₃ Li)을 반응시켜 하기 화학식 3a의 화합물을 합성하는 단계; 상기 화학식 3a의 화합물과 하이드록실아민(NH ₂ OH)을 반응시켜 하기 화학식 2a의 화합물을 합성하는 단계; 및 상기 화학식 2a의 화합물의 아민 보호기의 탈보호 단계를 포함하여 하기 화학식 1a의 l -HMPAO를 제조하는 방법을 제공한다.

(상기 식들에서,

R ₁ 은 아민 보호기,

R ₂ 및 R ₃ 은 각각 C ₁ ~C ₁₀ 의 1차, 2차 또는 3차 알킬이다.)

상기 화학식 4a의 화합물은, 하기 화학식 10a의 화합물과 하기 화학식 9의 2,2-디메틸프로판-1,3-디아민을 반응시켜 하기 화학식 8a의 화합물을 제조하는 단계; 상기 화학식 8a의 화합물과 아민기 보호기를 반응시켜 하기 화학식 7a의 화합물을 제조하는 단계; 상기 화학식 7a의 화합물의 카르복실 보호기를 탈보호하여 화학식 6a의 화합물을 제조하는 단계; 및 상기 화학식 6a의 화합물과 화학식 5의 화합물을 반응시켜 하기 화학식 4a의 화합물을 제조하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.

(상기 식들에서,

R ₁ 은 아민 보호기, R ₂ 및 R ₃ 은 각각 C ₁ ~C ₁₀ 의 1차, 2차 또는 3차 알킬, R ₄ 는 카르복실 보호기이다.)

상기 화학식 4a의 화합물은 상기 화학식 7a의 화합물을 상기 화학식 5a 또는 5b의 화합물과 반응시켜 제조될 수도 있다.

한편, 본 발명은 상기 화합물들 대신 이들의 거울상 이성질체들을 사용하여 동일한 방법으로 d -HMPAO의 제조 방법을 제공한다.

다른 한편, 본 발명은 상기 거울상 이성질체의 혼합물을 사용하여 동일한 방법으로 d,l -HMPAO의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 제조 방법은 공정에 있어 meso- HMPAO이 생성되지 않을 뿐 아니라, l -HMPAO 단일 화합물, d -HMPAO 단일 화합물, d,l -HMPAO 혼합물을 각각 고수율로 제조할 수 있는 장점을 가진다.

본 발명은 신규한 웨인레브 아미드(weinreb amide) 화합물을 제조하고, 이를 중간체로 하여 l -HMPAO 단독 화합물, d -HMPAO 단독 화합물, 이들의 d,l -HMPAO 혼합물 각각을 고수율로 제조하는 방법을 제공한다.

먼저, 본 발명에 일 실시예에 따른 l -HMPAO의 합성 방법은 하기 반응식 4과 같다.

[반응식 4]

(상기 반응식에서,

R ₁ 은 아민 보호기,

R ₂ 및 R ₃ 은 각각 C ₁ ~C ₁₀ 의 1차, 2차 또는 3차 알킬,

R ₄ 는 카르복실 보호기이다.)

화학식 10a의 화합물의 제조

상기 화학식 10a의 화합물은 다양한 방법으로 합성될 수 있다. 예컨대, 화학식 10a의 화합물은 하기 반응식 5에 보이는 바와 같이 L-알라닌의 아민기를 할로겐기로 치환시키고, 카르복실기를 알코올과 에스테르 반응시켜 제조될 수 있으며, 또한 D-락트산의 카르복실기를 알코올과 반응시켜 보호하고, 할로겐기로 치환(Sn2 반응)시켜 제조될 수 있다.

[반응식 5]

상기 반응식 5에서 할로겐(X)은 F, Cl, Br, I 이 이용될 수 있고, 이 중 Cl, Br인 것이 바람직하다.

상기 반응식 5에서 R ₄ 는 카르복실 보호기(carboxyl protecting group)로서 C ₁ ~C ₁₀ 의 1차, 2차 또는 3차 알킬, 벤질, 실릴(silyl), 9-플로오레닐메틸, 디페닐메틸 등이 이용될 수 있고, 이 중에서 메틸, 에틸, tert-부틸인 것이 바람직하다.

화학식 8a의 화합물의 제조

상기 화학식 10a의 S -형 화합물과 화학식 9의 2,2-디메틸프로판-1,3-디아민을 반응시키면 Sn2 반응에 의해 inversion이 발생하여 화학식 8a의 RR -형 2차 아민 화합물이 제조된다.

상기 반응 용매로는 비양자성(aprotic) 용매가 바람직하고, 비양자성 용매로는 아세토니트릴(ACN), 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸술폭사이드(DMSO), 테트라하이드로퓨란(THF), 아세톤, 헥사메틸포스포아미드(HMPA) 등이 이용될 수 있다.

상기 화학식 10a의 화합물은 2,2-디메틸프로판-1,3-디아민에 대하여 2~4 당량, 바람직하게는 약 3 당량이 이용될 수 있다.

화학식 7a의 화합물의 제조

상기 제조된 화학식 8a의 화합물을 아민 보호기(amine protecting group)와 반응시켜 화학식 7a의 3차 아민 화합물을 합성한다.

상기 아민 보호기로는 카르보벤질옥시(Cbz-), p -메톡시벤질카르보닐(Moz-), tert -부틸옥시카르보닐(BOC-), 9-플루오레닐메틸옥시카르보닐(FMOC-), 벤조일(Bz-), 벤질(Bn-), 토실(Ts-), p -메톡시벤질(PMB-), 3,4-디메톡시벤질(DMPM-), p -메톡시페닐(PMP-), 아세틸(Ac-), 트리클로로에톡시카르보닐 등이 이용될 수 있다.

화학식 6a의 화합물의 제조

상기 화학식 7a의 화합물을 산 또는 염기 조건 하에서 카르복실 보호기를 탈보호시킨다.

화학식 4a의 화합물의 제조(1)

상기 화학식 6a의 화합물과 화학식 5의 화합물을 반응시켜 화학식 4a의 웨인레브 아미드(weinreb amide) 화합물을 제조한다. 상기 화학식 5의 화합물로는 N,O -디메틸하이드록실아민 염산염( N,O -dimethylhydroxylamine hydrochloride)을 이용하는 것이 바람직하다.

N,O -디메틸하이드록실아민은 화학식 6a의 화합물에 대하여 약 3당량으로 사용되는 것이 바람직하다. 상기 반응은 웨인레브(weinreb) 아미드 반응으로 알려져 있다. 반응 활성제로는 디시클로헥실카르보디이미드(DCC), 4-디메틸아미노피리딘(DMAP), 트리클로로아세토니트릴(TCA), 트리페닐포스핀(TPP), 트리클로로포스핀,

상기 반응 활성제는 2~3 당량, 바람직하게는 2 당량이 이용될 수 있다.

반응 용매로는 메틸렌클로라이드(MC), 아세토니트릴(ACN), 테트라하이드로퓨란(THF), 아세톤, 에틸아세테이트(EA), 디메틸포름아미드(DMF) 등이 이용될 수 있다.

화학식 4a의 화합물의 제조(2)

상기 화학식 7a의 화합물과 화학식 5a의 유기리튬 시약 또는 화학식 5b의 그리냐르 시약(Grignard reagent)을 반응시켜 화학식 4a의 웨인레브 아미드(weinreb amide) 화합물을 제조한다. 상기 그리냐르 시약은 화학식 5의 화합물과 이소프로필마그네슘 할라이드(i-PrMgX)로부터 제조될 수 있다. 상기 반응은 상기 화학식 6a의 화합물을 통한 화학식 4a의 화합물 합성에 비해 수율은 다소 떨어지나, 제조 공정을 단축할 수 있다.

화학식 3a의 화합물의 제조

상기 화학식 4a의 화합물과 메틸마그네슘 할라이드(CH ₃ MgX) 또는 메틸리튬(CH ₃ Li)을 반응시키면 그리냐르 시약의 친핵성 공격(nucleophilic attack)이 이루어져 상기 화학식 5의 화합물이 이탈되는 탄소 위치에 메틸기가 결합된다.

반응 용매로는 테트라하이드로퓨란, 디에틸에테르, 메틸렌클로라이드 등이 사용될 수 있으며 테트라하이드로퓨란을 사용하는 것이 바람직하다.

화학식 2a의 화합물의 제조

화학식 3a의 케톤기는 산 촉매 하에서 하이드록실아민(NH ₂ OH)과 축합반응을 통해 옥심 화합물이 생성된다. 상기 하이드록실아민은 수용액 또는 염 형태인 것이 사용될 수 있다.

반응 용매로는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등이 사용될 수 있는 데, 바람직하게는 메탄올이다. 상기 산 촉매로는 아세트산, 포름산, 프로피온산 등이 사용될 수 있다. 상기 반응온도는 실온에서 70℃까지가 가능하나 50℃에서 60℃가 바람직하며, 반응시간은 2시간에서 5시간이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 상기 합성된 옥심 화합물은 트랜스(trans)형이며, 소량의 시스(cis)형이 존재할 수 있다. 시스(cis)형 옥심 화합물은 실리카겔 컬럼 등을 통해 제거될 수 있다.

화학식 1a의 화합물( l -HMPAO)의 제조

화학식 2a의 화합물의 아민 보호기를 제거하여 화학식 1a의 l -HMPAO( R,R -HMPAO)을 합성한다. 상기 아민 보호기의 제거는 일반적인 수소화분해반응(hydrogenolysis), 산처리, 염기처리, 가열 등을 통해 이루어진다. 수소화분해반응(hydrogenolysis)은 수소공급원과 Pd/C 등의 금속 촉매, 적당한 기압 하에서 실시될 수 있다. 수소공급원으로는 수소가스, 1,3-시클로헥사디엔, 1,4-시클로헥사디엔, 암모늄포르메이트 등이 이용될 수 있다. 상기 반응 용매로는 메탄올(MeOH), 에탄올(EtOH), 이소프로판올( i -PrOH), 에틸아세테이트(EA), 테트라하이드로퓨란(THF) 등이 사용될 수 있다.

d -HMPAO(화학식 1b)의 제조

상기 반응식 5와 동일한 방법으로 하되, 거울상 이성질체 화합물( 10b )을 이용하여 d -HMPAO를 제조할 수 있다. 본 발명에 일 실시예에 따른 d -HMPAO의 합성 방법은 하기 반응식 6과 같다.

[반응식 6]

d,l -HMPAO 라세미체의 제조

상기 화학식 8a의 화합물 및 화학식 8b의 화합물을 각각 제조하고 혼합한 다음, 반응식 5와 동일한 방법으로 실시하여 d,l -HMPAO 라세미체를 제조할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명의 l -HMPAO, d -HMPAO, d,l -HMPAO 제조 방법을 상세히 설명한다.

l -HMPAO의 제조 (실시예 1 내지 8)

하기 반응식 7에 도시된 방법으로 l -HMPAO를 제조하였다.

[반응식 7]

실시예 1: Methyl (S) -2-chloropropanoate (화학식 10a')의 합성

(S) -알라닌 45.0g를 35% 염산 225ml, 정제수 117ml 를 투입하고 30분간 교반한 다음 KCl 37.6g을 투입하고 30분간 교반한 후 0℃로 냉각하였다. NaNO ₂ 62.7g을 정제수 150ml에 용해하여 5℃ 이하에서 4시간 동안 적가하였다. 적가 완료 후 동 온도에서 4시간 교반 후 22~25℃ 로 승온하여 5시간 교반하여 반응을 종결하였다. 메틸렌클로라이드(MC) 200ml를 투입하고 1시간 동안 교반 후 여과하여 염을 제거하고 층분리하였다. 층분리한 유기층에 MgSO ₄ 5g 투입하고 1시간 교반 여과하고 MC를 단순 증류하여 (S) -2-chloropropanoic acid 46.5g을 수득하였다.

상기 수득된 (S) -2-chloropropanoic acid 46.5g과 메탄올 950ml를 투입 교반하고 10℃로 냉각하였다. SOCl ₂ 664.0g을 20℃ 이하에서 적가하고 승온하여 5시간 환류 교반하여 반응을 종결하였다. 진공 농축하여 용매를 제거하고 실온으로 냉각하여 MC 1000ml, 정제수 1400ml 투입 교반 후 정치하여 층분리하였다. 유기층을 5% NaHCO ₃ 수용액 1000ml로 세척한 후, 유기층을 MgSO ₄ 처리 후 단순 증류하여 표제화합물( 10a' ) 34.7g을 수득하였다. (수율: 66%)

¹ H NMR (400MHz, DMSO) : δ4.47(q, 1H), 3.72(s, 3H), 1.60(d, 3H)

실시예 2: Dimethyl-2,2'-((2,2-dimethylpropane-1,3-diyl) bis (azanediyl))( 2R,2'R )-dipropionate (화학식 8a') 합성

2,2-dimethylpropane-1,3-diamine( 9 ) 8.5g, 아세토니트릴(ACN) 200ml를 투입 교반하였다. Methyl (S) -2-chloropropanoate( 10a' ) 25.0g, K ₂ CO ₃ 40.3g을 투입하고 24시간 환류 교반하여 반응을 종결하였다. 실온으로 냉각하여 염을 제거하고 진공농축 후 에틸아세테이트(EA) 50ml, 정제수 50ml를 투입 교반 후 정치하여 층분리하였다. 유기층은 MgSO ₄ 처리하고 진공 농축한 후 컬럼 정제하여 표제 화합물( 8a' ) 19.6g을 수득하였다. (수율: 85.9%)

¹ H NMR (400MHz, CDCl ₃ ) : δ3.69(s, 6H), 3.26(m, 2H), 2.43~2.23(m, 4H), 1.27(d, 6H), 0.87(s, 6H)

실시예 3: Dimethyl 2,2'-(6,6-dimethyl-3,9-dioxo-1,11-diphenyl-2,10-dioxa-4,8-diazaundecane-4,8-diyl)( 2R,2'R) -dipropionate (화학식 7a') 합성

상기 수득된 Dimethyl-2,2'-((2,2-dimethylpropane-1,3-diyl)bis(azanediyl))( 2R,2'R )-dipropionate( 8a' ) 19.6g을 테트라하이드로퓨란(THF) 140ml에 용해시키고 Na ₂ CO ₃ 21.2g과 정제수 140ml를 투입 30분간 교반하였다. 벤질옥시카르보닐 클로라이드 29.5g을 10℃ 이하에서 1시간 동안 적가하고 20~25℃로 승온하여 10시간 교반하여 반응을 종결하였다. 여과하여 염을 제거 후 THF를 진공 농축하고 EA 100ml 투입하여 층분리하였다. 유기층은 정제수 100ml로 2회 세척후 MgSO ₄ 처리하여 진공농축하고 컬럼 정제하여 표제화합물( 7a' ) 36.1g을 수득하였다. (수율: 93.1%)

¹ H NMR (400MHz, CDCl ₃ ) : δ7.34(m, 10H), 5.20~5.0(m, 4H), 3.74(s, 6H), 3.45(d, 4H), 3.33~3.10(m, 2H), 1.57~1.39(d, 6H), 1.09(S, 6H)

실시예 4: ( 2R,2'R )-2,2'-(6,6-dimethyl-3,9-dioxo-1,11-diphenyl-2,10-dioxa-4,8-diazaundecane-4,8-diyl)dipropionic acid (화학식 6')의 합성

NaOH 8.0g을 정제수 180ml, 메탄올 360ml에 용해시키고 상기 수득된 Dimethyl 2,2'-(6,6-dimethyl-3,9-dioxo-1,11-diphenyl-2,10-dioxa-4,8-diazaundecane-4,8-diyl)( 2R,2'R )-dipropionate( 7a' ) 36.1g을 투입하고 35℃로 승온하여 10시간 교반하여 반응을 종결하였다. 동 온도에서 진공농축하여 메탄올을 제거후 실온으로 냉각하고 EA 100ml를 투입 교반하고 정치하여 층분리하여 EA층을 제거하였다. 수층은 묽은염산으로 pH를 2로 맞춘 후 EA 100ml를 투입하여 추출하였다. 추출한 유기층은 MgSO ₄ 처리 후 진공농축하여 표제화합물( 6a' ) 29.1g을 수득하였다. (수율: 85.0%)

¹ H NMR (400MHz, CDCl ₃ ) : δ7.30(m, 10H), 5.10(s, 4H), 3.87~3.67(m, 2H), 3.48~3.06(m, 4H), 1.56~1.38(m, 6H), 1.01(s, 6H)

실시예 5: Dibenzyl(2,2-dimethylpropane-1,3-diyl) bis ((( R )-1-(methoxy(methyl)amino)-1-oxopropan-2-yl)carbamate) (화학식 4a')의 합성

N,O -dimethylhydroxylamine hydrochloride(5 ' ) 16.5g과 MC 450ml 투입 교반하였다. 디시클로헥실카르보디이미드(DCC) 21.9g과 4-디메틸아미노피리딘(DMAP) 0.7g을 투입 교반하고 25℃ 이하에서 상기 수득된 (2R,2'R)-2,2'-(6,6-dimethyl-3,9-dioxo-1,11-diphenyl-2,10-dioxa-4,8-diazaundecane-4,8-diyl)dipropionic acid( 6a' ) 29.1g을 MC 30ml에 희석하여 1시간 동안 적가하였다. 적가 완료 후 실온에서 12시간 교반하여 반응을 종결하였다. 여과하여 부산물을 제거하고 정제수 150ml로 세척하였다. 유기층은 MgSO ₄ 처리후 진공농축한 후 컬럼 정제하여 표제화합물( 4a' ) 27.1g을 수득하였다. (수율: 79.8%)

¹ H NMR (400MHz, CDCl ₃ ) : δ7.34(m, 10H), 5.15(s, 4H), 4.61~4.44(m, 2H), 3.73~3.36(m, 6H), 3.26(s, 6H), 3.06(s, 6H), 1.54~1.40(d, 6H), 0.97(s, 6H)

실시예 6: Dibenzyl(2,2-dimethylpropane-1,3-diyl) bis ((( R )-3-oxobutan-2-yl)carbamate) (화학식 3a')의 합성

상기 수득된 Dibenzyl(2,2-dimethylpropane-1,3-diyl) bis ((( R )-1-(methoxy(methyl)amino)-1-oxopropan-2-yl)carbamate)( 4a' ) 27.1g을 Dry THF 220ml에 용해시키고 -10℃로 냉각하고 3.0M Methylmagnesium chloride 용액 (in Diethyl ether) 754.2ml를 0℃이하에서 1시간동안 적가하고 동 온도에서 3시간 교반하여 반응을 종결하였다. 정제수 100ml를 투입하여 반응을 quenching하고 묽은 염산으로 pH를 3으로 맞추었다. EA 100ml 투입하여 추출하고 MgSO ₄ 처리 후 진공농축한 후 컬럼 정제하여 표제화합물( 3a' ) 19.1g을 수득하였다. (수율: 82.9%)

¹ H NMR (400MHz, CDCl ₃ ) : δ7.36(m, 10H), 5.13(s, 4H), 3.58~3.17(m, 6H), 2.24~1.92(m, 6H), 1.61~1.33(m, 6H), 1.15~0.99(m, 6H)

실시예 7: Dibenzyl(2,2-dimethylpropane-1,3-diyl) bis ((( R,E )-3-(hydroxyimino)butan-2-yl)carbamate) (화학식 2a')의 합성

상기 수득된 Dibenzyl(2,2-dimethylpropane-1,3-diyl) bis ((( R )-3-oxobutan-2-yl)carbamate)( 3a' ) 19.1g을 메탄올 200ml에 용해시키고 50% 하이드록실아민(NH ₂ OH) 수용액 35.8g, 아세트산 10.1g을 투입하고 50℃로 승온하여 5시간 교반하여 반응을 종결하였다. 40℃로 냉각하여 진공 농축하여 메탄올을 제거하고 20℃ 이하로 냉각한 후 정제수 100ml, EA 100ml를 투입 교반 후 정치하여 추출하였다. 추출한 유기층은 정제수 100ml로 세척한 후 MgSO ₄ 처리하고 진공 농축하여 표제화합물( 2a' ) 19.7g을 수득하였다. (수율: 97.4%)

¹ H NMR (400MHz, CDCl ₃ ) : δ8.39(s, 2H), 7.37(m, 10H), 5.08(s, 4H), 3.96(m, 2H), 3.29~3.10(m, 4H), 1.79(s, 6H), 1.46(s, 6H) 0.94(s, 6H)

실시예 8: l -HMPAO ( R,R -HMPAO) (화학식 1a)의 합성

상기 수득된 Dibenzyl(2,2-dimethylpropane-1,3-diyl) bis ((( R,E )-3-(hydroxyimino)butan-2-yl)carbamate)( 2a' ) 19.7g을 메탄올 300ml에 용해시켰다. 10% Pd/C 0.4g을 투입하고 수소 기류 하에서 30시간 교반하여 반응을 종결하였다. 여과하여 Pd/C를 제거하고 진공농축하고 MC 80ml를 투입하고 2시간 환류교반 후 20℃로 냉각하여 여과하였다. 얻어진 고체에 EA 150ml를 투입하고 2시간 환류 교반 후 서서히 20℃로 냉각하고 동 온도에서 5시간 교반한 후 여과하여 표제화합물( 1a ) 7.8g을 수득하였다. (수율: 78.9%)

¹ H NMR (400MHz, DMSO) : 10.2(s, 2H), 3.12(q, 2H), 2.12~2.08(m, 4H), 1.63(s, 6H), 1.06~0.05(d, 6H), 0.77(s, 6H)

d -HMPAO의 제조 (실시예 9 내지 16)

상기 반응식 7과 동일한 방법으로 하되, 하기 반응식 8과 같이 Methyl (R) -2-chloropropanoate( 10b' )을 이용하여 d -HMPAO를 제조하였다.

[반응식 8]

실시예 9: Methyl (R) -2-chloropropanoate (화학식 10b')의 합성

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (S) -알라닌 대신 (R) -알라닌 45.0g를 사용하여 표제화합물( 10b' ) 35.2g을 수득하였다.

실시예 10: Dimethyl-2,2'-((2,2-dimethylpropane-1,3-diyl) bis (azanediyl))( 2S,2'S )-dipropionate (화학식 8b') 합성

상기 수득된 화합물( 10b' ) 22.5g과 2,2-dimethylpropane-1,3-diamine( 9 ) 8.5g을 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하여 표제 화합물( 8b' ) 19.5g을 수득하였다. (수율: 85.4%)

실시예 11: Dimethyl 2,2'-(6,6-dimethyl-3,9-dioxo-1,11-diphenyl-2,10-dioxa-4,8-diazaundecane-4,8-diyl)( 2R,2'R) -dipropionate (화학식 7b') 합성

상기 수득된 화합물( 8b' ) 19.5g과 벤질옥시카르보닐 클로라이드 29.7g을 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물( 7b' ) 36.0g을 수득하였다. (수율: 93.3%)

실시예 12: ( 2R,2'R )-2,2'-(6,6-dimethyl-3,9-dioxo-1,11-diphenyl-2,10-dioxa-4,8-diazaundecane-4,8-diyl)dipropionic acid (화학식 6')의 합성

상기 수득된 화합물( 7b' ) 36.0g을 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물( 6b' ) 29.3g을 수득하였다. (수율: 85.8%)

¹ H NMR (400MHz, CDCl ₃ ) : δ7.30(m, 10H), 5.10(s, 4H), 3.87~3.67(m, 2H), 3.48~3.06(m, 4H), 1.56~1.38(m, 6H), 1.01(s, 6H)

실시예 13: Dibenzyl(2,2-dimethylpropane-1,3-diyl) bis ((( R )-1-(methoxy(methyl)amino)-1-oxopropan-2-yl)carbamate) (화학식 4b')의 합성

상기 제조된 화합물( 6b' ) 29.3g과 N,O -dimethylhydroxylamine hydrochloride(5 ' ) 16.5g을 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물( 4b' ) 27.2g을 수득하였다. (수율: 79.5%)

실시예 14: Dibenzyl(2,2-dimethylpropane-1,3-diyl) bis ((( R )-3-oxobutan-2-yl)carbamate) (화학식 3b')의 합성

상기 제조된 화합물( 4b' ) 27.2g과 Methylmagnesium chloride 용액(in Diethyl ether) 760ml를 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물( 3b' ) 19.0g을 수득하였다. (수율: 82.2%)

실시예 15: Dibenzyl(2,2-dimethylpropane-1,3-diyl) bis ((( R,E )-3-(hydroxyimino)butan-2-yl)carbamate) (화학식 2b')의 합성

상기 제조된 화합물( 3b' ) 19.0g과 하이드록실아민(NH ₂ OH) 수용액 35.8g을 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물( 2b' ) 19.4g을 수득하였다. (수율: 96.4%)

실시예 16: d -HMPAO ( S,S -HMPAO) (화학식 1b)의 합성

상기 제조된 화합물( 2b' ) 19.4g을 상기 실시예 8과 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물( 1b ) 7.6g을 수득하였다. (수율: 77.8%)

d,l -HMPAO 라세미체의 제조 (실시예 17 내지 24)

실시예 17: Dimethyl-2,2'-((2,2-dimethylpropane-1,3-diyl) bis (azanediyl))( 2S,2'S )-dipropionate (화학식 8b') 합성

상기 실시예 2에서 제조된 화합물( 8a' ) 9.1g과 실시예 10에서 제조된 화합물( 8b' ) 9.1g를 혼합한 후 상기 실시예 3 내지 8과 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물( 7a' ) 33.5g을 수득하였다. (수율: 93.0%)

실시예 18: ( 2R,2'R )-2,2'-(6,6-dimethyl-3,9-dioxo-1,11-diphenyl-2,10-dioxa-4,8-diazaundecane-4,8-diyl)dipropionic acid (화학식 6')의 합성

상기 제조된 화합물( 7b' )을 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물( 6b' ) 29.1g을 수득하였다. (수율: 85.0%)

¹ H NMR (400MHz, CDCl ₃ ) : δ7.30(m, 10H), 5.10(s, 4H), 3.87~3.67(m, 2H), 3.48~3.06(m, 4H), 1.56~1.38(m, 6H), 1.01(s, 6H)

실시예 13: Dibenzyl(2,2-dimethylpropane-1,3-diyl) bis ((( R )-1-(methoxy(methyl)amino)-1-oxopropan-2-yl)carbamate) (화학식 4b')의 합성

상기 제조된 화합물( 6b' )을 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물( 4b' ) 27.1g을 수득하였다. (수율: 80.0%)

실시예 14: Dibenzyl(2,2-dimethylpropane-1,3-diyl) bis ((( R )-3-oxobutan-2-yl)carbamate) (화학식 3b')의 합성

상기 제조된 화합물( 4b' )을 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물( 3b' ) 19.1g을 수득하였다. (수율: 82.7%)

실시예 15: Dibenzyl(2,2-dimethylpropane-1,3-diyl) bis ((( R,E )-3-(hydroxyimino)butan-2-yl)carbamate) (화학식 2b')의 합성

상기 제조된 화합물( 3b' )을 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물( 2b' ) 19.7g을 수득하였다. (수율: 97.4%)

¹ H NMR (400MHz, CDCl ₃ ) : δ8.39(s, 2H), 7.37(m, 10H), 5.08(s, 4H), 3.96(m, 2H), 3.29~3.10(m, 4H), 1.79(s, 6H), 1.46(s, 6H) 0.94(s, 6H)

실시예 16: d -HMPAO ( S,S -HMPAO) (화학식 1b')의 합성

상기 제조된 화합물( 2b' )을 상기 실시예 8과 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물( 1b' ) 7.8g을 수득하였다. (수율: 78.8%)

d,l -HMPAO 라세미체의 제조 (실시예 17 내지 22)

실시예 17: 화합물 7a' 및 화합물 7b'의 라세미체 합성

상기 실시예 2에서 수득된 화합물( 8a' ) 10.0g과 실시예 10에서 수득된 화합물( 8b' ) 10.0g를 혼합한 다음, 상기 혼합물과 벤질옥시카르보닐 클로라이드 30.0g을 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물 36.3g을 수득하였다. (수율: 91.8%)

실시예 18: 화합물 6a' 및 화합물 6b'의 라세미체 합성

상기 실시예 17에서 수득된 화합물 36.3g을 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물 29.3g을 수득하였다. (수율: 85.1%)

실시예 19: 화합물 4a' 및 화합물 4b'의 라세미체 합성

상기 실시예 18에서 수득된 화합물 29.3g과 N,O -dimethylhydroxylamine hydrochloride(5 ' ) 17.1g을 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물 27.3g을 수득하였다. (수율: 79.8%)

실시예 20: 화합물 3a' 및 화합물 3b'의 라세미체 합성

상기 실시예 19에서 수득된 화합물 27.3g과 Methylmagnesium chloride 용액(in Diethyl ether) 760ml를 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물( 3b' ) 18.8g을 수득하였다. (수율: 81.0%)

실시예 21: 화합물 2a' 및 화합물 2b'의 라세미체 합성

상기 실시예 20에서 수득된 화합물 18.8g과 하이드록실아민(NH ₂ OH) 수용액 36.0g을 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물 19.5g을 수득하였다. (수율: 97.9%)

실시예 22: d,l -HMPAO ( RR,SS -HMPAO) (화학식 1a 및 1b)의 합성

상기 실시예 21에서 수득된 화합물 19.5g을 상기 실시예 8과 동일한 방법으로 실시하여 표제화합물 7.5g을 수득하였다. (수율: 76.3%)