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영어

Enantiopure styrene oxide derivatives are versatile building blocks for the synthesis of enantiopure pharmaceuticals. Styrene monooxygenase (SMO) catalyzes an asymmetric addition of an oxygen atom into a double bond of vinylaromatic compounds. SMO is a commercially potential biocatalyst to synthesize a variety of enantiopure epoxides with high enantiopurity and recovery yield. In this paper, development of SMO biocatalyst and commercial feasibility of SMO-catalyzed asymmetric synthesis of enantiopure styrene oxide derivatives are reviewed.

한국어

미국 FDA 규정에 의하면 라세믹 혼합물 형태의 신약은 광학이성질체 각각에 대하여 개별적인 임상결과를 요구하고 있어, 제약업체들은 신약 개발 초기단계부터 순수한 광학 이성질체로 개발하고 있다(1). 따라서 광학활성 의약품 합성 에 필요한 광학활성 화합물 및 중간체 (chiral chemicals and intermediates)의 중요성이 동시에 부각되고 있다(2, 3). 광학활성 화합물 및 중간체 관련 세계시장 동향을 살펴 보면, 미국 Drug & Market Development Publications사의 2003년 4월 공개 자료에 의하면, 미국 시장은 연평균 10.8% 의 높은 성장률로 2007년에는 27억불 규모를 형성할 것으 로 전망하고 있다(4). 영국 Frost & Sullivan사 자료에 의하면, 광학활성 화합물 및 중간체 관련 세계시장은 2000년 66.3억불에서 13.2%의 연평균 성장률로 2007년에는 160억 불로 확대될 것으로 예상하고 있다(5). 미국 Freedonia사 자료에 의하면, contract manufacturing을 포함한 광학활성 화합물의 미국 시장은 연평균 9.4%로 성장하고 있어 2005년 에는 151억불 규모가 된 것으로 추정하고 있다(6). 광학활성 styrene oxide를 포함한 에폭사이드 중간체는 반응성이 우수하고, 친전자성반응, 친핵성반응, 산․염기반응, 산화․환원반응 등 다양한 반응을 유도할 수 있어 광학활성 의약품 합성용 중간체로 널리 사용될 수 있다(7). 광학활성 styrene oxide 등의 에폭사이드는 기관지 확장제, 비만치료 제, N-methyl-D-aspartate 수용체 길항제, 살선충제, 항암제 등 다양한 광학활성 의약품 합성에 사용 될 수 있다(8). 생촉매를 이용하여 광학활성 에폭사이드를 제조하는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫 번째 방법은 라세 믹 에폭사이드 기질의 특정 이성질체에 대한 입체선택적 가수분해활성이 있는 epoxide hydrolase (EH)를 이용한 입체선택적 분할을 통해 광학활성 에폭사이드를 제조할 수 있다(9, 10). 다른 방법으로는 monooxygenase (MO)를 이용하여 알켄 기질의 이중결합에 비대칭적으로 에폭사이드 링을 도입시켜 제조할 수 있다(11, 12). EH를 이용한 광학 분할법은 이론 수율이 50%로 제한된다는 단점이 있는 반면, MO를 이용한 비대칭합성법은 이론적으로 100%의 수율로 광학활성 에폭사이드를 제조할 수 있다는 장점이 있다. 본 논문에서는 미생물 MO 계열인 styrene monooxygenase (SMO)를 생촉매로 이용하여 의약품 합성 중간체로 사용 되는 광학활성 styrene oxide 유도체를 제조하는 기술개발 동향을 분석하고자 하였다. 또한 다양한 광학활성 에폭사 이드 제조에 활용할 수 있는 상업적 생촉매로써의 SMO의 가능성을 평가하였다.