일반기술

페넴계 항생제 중간체 제조기술

[기술개요]==> 본 기술은 카바페넴계 화합물의 핵심적인 중간체인 비사이클릭케토에스테르 화합물의 제조에 사용될 수 있는 조촉매 시스템 및 반응 용매에 관한 것으로서, 상기 카바페넴계 화합물은 광범위한 병원균에 대하여 탁월한 항균 작용을 나타내며, 생체 내에서의 안정성도 우수하기 때문에 가장 주목 받고 있는 항생제 중 하나이다. 상기 비사이클릭케토에스테르 화합물은 하기 반응식에 나타난 바와 같이, 로듐 촉매의 존재 하에 디아조화합물로부터 제조되어 왔으나, 이와 같은 반응에 사용되는 매우 고가이며, 반응에 참여하는 디아조화합물 대비 약 0.1 mol% 내지 1 mol% 이상의 양이 사용되어야 하였기 때문에, 페넴계 항생제를 제조함에 있어서 로듐 촉매의 사용 비용이 중간체 생산 원가의 매우 큰 비중을 차지한다는 문제점이 있었다.==> 본 기술의 조촉매 시스템 및 반응용매는 상기와 같은 방식으로 진행되던 비사이클릭케토에스테르의 제조 공정에 있어서, 사용되는 고가의 로듐 촉매의 양을 현저히 감소시키면서도, 그 촉매 활성을 상승시켜 기존 대비 동등 이상의 수율로 목적 화합물을 제조할 수 있다. 또한, 본 기술에서는 이미 공지되어 있는 로듐 촉매에 저가이면서도 용이하게 입수할 수 있는 조촉매 또는 반응용매를 적용하는 것이고, 또한 기존 사용하던 공정 라인에 조촉매 또는 용매만을 변경하여 투입하는 것이어서 추가적인 생산 설비 등의 도입도 불필요하므로, scale-up이 매우 용이하여 산업적으로도 우수한 장점을 가진다.[기술의 특징과 효과]카바페넴계 화합물은 광범위한 항균력을 가지는 대표적인 항생제에 해당하나, 그 제조 과정에서 고가의 로듐 촉매가 다량 사용되어야 하기 때문에, 경제석이 떨어져서 보급이 원활하게 진행되지 않았다. 기존 카바페넴계 화합물의 중간체의 제조 과정에서 적용되던 로듐계 촉매와 병용되어 사용될 수 있는 본 기술의 조촉매 시스템 및 반응 용매는 다음과 같은 특징을 가지고 있다.첫째, 상기 조촉매 시스템 및 반응 용매는 고가의 로듐계 촉매의 사용량을 현저하게 감소시키면서도, 그 촉매 활성을 향상시켜 기존과 동등 이상의 수율로 목적 화합물을 얻을 수 있다. 둘째, 본 기술의 조촉매 시스템 및 반응 용매는 기존 고가의 로듐 촉매의 촉매 활성을 향상시켜, 그 사용량을 감소시키면서도, 목적 화합물을 제조하기 위한 반응 시간을 기존 대비 현저하게 감소시킬 수 있다.셋째, 본 기술의 조촉매 시스템 및 반응 용매는 저가에 용이하게 입수할 수 있는 것이며, 생산 공정에 적용될 경우에도 추가적인 생선 설비의 도입 없이 조촉매 및 용매만을 변경하여 기존 라인에 투입될 수 있으므로, scale-up이 용이하다.[시장환경]우수한 항생제의 조건으로는 우선 활성이 강하고, 항균 범위가 넓을 것이 필요하다. 또한, 병원 미생물 중 MRSA와 Pseudomonasdp에 대해 강한 선택성을 보이는 항생제의 개발은 매우 시급한 과제이다. 이러한 맥락에서 볼 때 베타 락탐계 항생제는 인체에 부작용과 독성이 비교적 적고 그 항균범위 및 항균력이 우수하기 때문에 가장 널리 사용되고 있는데, 카바페넴의 경우 베타 락탐계 항생제 중에서도 가장 최근에 개발된 것으로 가장 이상적인 차세대 항생제로 주목받고 있다. 이에 따라, 국내에서도 카바페넴의 합성 기술이 몇 년전부터 정부출연연구소, 학계 및 산업계에서 꾸준히 수행되어 오고 있는데, 대표적인 개발 주체로는 KIST, 한국화학연구원, 동아제약, 중외제약, 종근당, 일화(주) 및 동국제약 등을 들 수 있고, 이와 같은 연구 결과 수종의 후보 물질들이 도출되는 등 잠재적인 유망 후보 물질로서 가시화되고 있다.해외의 경우도, 항생제 개발은 1950년 이후 페니실린이 주도하다가, 1980년대까지 세팔로스포린이 그 뒤를 이었으나, 선진각국의 경쟁적인 연구 결과 주사용 세파계 항생제 시장이 점점 포화 단계에 이르고, 강력한 항균작용과 약동력학적으로 우수한 특징을 지닌 카바페넴이 등장하면서, Merck사, Sankyo, Shinonogi사 등의 다수의 업체가 치열한 경쟁체제를 구축하고 있다.[시장규모]항생제와 관련하여, 국내 시장 규모는 2005년도에 9,000억원, 그리고 2006년에는 1조원으로 꾸준한 성장세를 보이고 있으며, 세계시장 규모의 경우, 2007년에 457억 달러의 규모를 보였으며, 매년 약 1.9%의 성장세를 보여 향후 2009년에는 500억 달러 이상의 시장을 형성할 것으로 전망되고 있다.특히, 카바페넴계 항생제의 경우, 성장이 정지된 균들에게도 왕성한 항균 효과를 나타내는 등의 광범위한 항균력으로 인해 향후 시장의 성장세가 가장 두드러질 것으로 예측되고 있고, 현재 세계 시장 규모는 약 5억달러, 국내 시장 규모는 약 400억원으로 추산되고 있다.