에탐부톨 (74-55-5) 물리 및 화학적 특성
에탐부톨
항마이코박테리아 활성을 지닌 에틸렌디아민 유도체로, 보통 제약 제형 및 개발을 위해 결정성 원료의약품(API) 또는 염 형태로 취급됩니다.
| CAS 번호 | 74-55-5 |
| 계열 | 에틸렌디아민계 |
| 일반적 형태 | 백색 결정성 분말 / 고체 |
| 일반 등급 | EP |
에탐부톨은 질소 원자에 두 개의 키랄 1-하이드록시부탄-2-일 치환기를 가진 알리파틱 에틸렌디아민 유도체로, 활성 엔안티오머는 (S,S) 입체화학을 가집니다. 구조적으로 작고 유연한 다이아민-다이올로, 8탄소 골격을 따라 분포한 두 개의 2차 아민 기능과 두 개의 2차 알코올기를 포함하며, 계산된 분자식은 \(\ce{C10H24N2O2}\)입니다. 분자의 극성 기능기(두 개의 염기성 질소와 두 개의 수소결합 알코올) 및 적당한 분자 크기로 인해 높은 토폴로지 극성 표면적(TPSA = 64.5 Å^2)과 낮은 지질친화성을 나타내며, 자유 염기에 대한 우수한 수용성 및 수용성 염(특히 디히드로클로라이드)의 형성과 일치합니다.
두 개의 염기성 중심 때문에 에탐부톨은 생리학적 조건에서 다염기성 알리파틱 아민으로 작용하며, 주로 수율 및 용출 특성을 조절하기 위해 염산염 형태로 공급되고 임상적으로 투여됩니다. 두 개의 하이드록실기와 두 개의 아민은 다수의 수소 결합 공여체와 수용체(H-결합 공여체 개수 = 4; H-결합 수용체 개수 = 4)를 제공하여 낮은 막 분배계수(XLogP ≈ −0.1; 문헌에서 보고된 실험적 logP 값은 약 0.4에서 −0.3 사이)와 변화되지 않은 원형질의 신장 배설을 촉진합니다. 자유 염기와 염 형태는 일반적인 취급 하에서 빛과 열에 대해 화학적으로 안정하지만, 습기가 많은 환경에서는 습윤성이 높아 수분 흡수 경향이 있으며, 산화 경로(알코올에서 알데히드 및 후속 다카르복실산으로의 대사 산화)가 생물학적으로 더 관련 있습니다.
에탐부톨은 결핵 치료 병용 요법의 보조제로 확립된 항결핵제입니다. 경구정 및 염산염 제형으로 약용됩니다. 이 물질에 대해 보고된 상업 등급은 EP입니다.
기본 물리화학적 특성
밀도 및 고체 상태 형태
- 물리적 기술: 고체.
- 색상 / 형태: 결정; 백색 결정성 분말.
- 샘플 배치에 대해 보고된 광학 특성: 특정 광학 회전값 보고됨 (예: 20 \(\mathrm{°C}\)/D에서 +3도 (c = 5% 수용액); 25 \(\mathrm{°C}\)/D에서 +13.7도 (c = 2 수용액); 기타 값도 보고됨).
- 결정 구조 데이터(선택된 보고된 격자 매개변수 및 대칭):
- Hermann–Mauguin 공간군 기호: P 1 21 1; Hall 공간군 기호: P 2yb; 공간군 번호: 4.
- 단위 격자 (예시 세트 1): a = 7.157, b = 8.440, c = 10.193; α = 90.00, β = 95.631, γ = 90.00; Z = 2; Z' = 1; 잔여 계수 = 0.0606.
- 단위 격자 (예시 세트 2): a = 7.1428, b = 8.4149, c = 10.1973; α = 90.00, β = 95.633, γ = 90.00; Z = 2; Z' = 1; 잔여 계수 = 0.0526.
- 고체 상태 고려사항: 자유 염기와 염 형태는 각각 다른 용융 행동과 용해도를 나타내며, 고습 환경에서의 흡습성은 저장 및 정제 제형에 실용적 고려사항입니다.
융점
보고된 융점 (보고된 값): - 171.5-174.5 - 87.5-88.8 \(\mathrm{°C}\) - 88 \(\mathrm{°C}\)
추가 실험적 융점 보고 (샘플/염 형태에 따라 다름): - 융점: 198.5-200.3 \(\mathrm{°C}\); 또한 201.8-202.6 \(\mathrm{°C}\)로 보고됨. - 백색 분말이며 바늘형 결정화, 융점 121-122 \(\mathrm{°C}\) (감량) (특정 형태에 대해 보고됨).
참고: 여러 융점 범위는 서로 다른 결정 형태, 염(디히드로클로라이드 대 자유염), 실험 조건의 차이를 반영합니다.
용해도 및 용출 거동
- 보고된 용해도 데이터 (보고된 값 그대로 재현):
- 원본에서 단위 없이 "1000"로 표기.
- 클로로포름, 메틸렌 클로라이드에 용해, 벤젠에는 덜 용해되고, 물에는 미량 용해.
- 7.58e+00 g/L.
- 추가 용해도 참고: 물 및 DMSO에 용해, 에탄올에는 약간 용해, 아세톤 및 클로로포름에는 일부 염/형태에서 용해도 낮거나 어려움 (용해도는 자유염기와 디히드로클로라이드 형태에 크게 의존).
- 실용적 의미: 염산염 형태는 수용성을 개선하고 경구 투여 시 신뢰할 수 있는 용출을 보장하기 위해 제약 제형에 사용됩니다.
화학적 특성
산-염기 거동 및 정성적 pKa
- 현재 데이터 내에서 이 특성에 대한 실험적으로 확립된 값은 없습니다.
- 정성적 평가: 에탐부톨은 약산성에서 생리적 조건까지 양성자화 가능한 두 개의 알리파틱 2차 아민 중심을 포함하며, 제약 제형에 흔히 디히드로클로라이드 염 형태로 존재합니다. 양성자화는 수용성을 증가시키고 막 분배를 감소시키며, 분자는 낮거나 중성 pH에서 친수성 양이온 종으로 작용합니다.
반응성 및 안정성
- 보고된 안정성: "빛과 열에 안정하나 높은 상대습도에 노출 시 흡습성 있음."
- 화학적 반응성: 주변 취급 조건에서는 화학적으로 안정하며, 알코올 그룹의 산화적 변환은 대사적 맥락에서 의미 있음(알데히드 중간체로 산화되고 이후 다카르복실산으로 전환됨이 생물학적으로 관찰됨). 수해성 분해는 정상 저장 조건에서 전형적인 분해 경로가 아님.
- 취급상의 시사점: 습기 관리(높은 상대습도 회피), 가공 중 장시간 물 노출 차단, 적절한 염 형태 선택이 유효 기간 유지 및 용출 재현성 확보에 중요함.
분자 매개변수
분자량 및 분자식
- 분자식: \(\ce{C10H24N2O2}\).
- 분자량: 204.31 (보고된 값).
- 정확 질량 / 단일동위원소 질량: 204.183778013.
기타 계산된 지표: - 무거운 원자 수: 14. - 형식 전하: 0. - 정의된 입체 중심 수: 2. - 복잡도: 109.
LogP 및 구조적 특징
- 계산된 XLogP3‑AA: −0.1.
- 문헌 보고된 실험적/로그 값: 0.4; −0.3.
- 극성 표면적 및 수소 결합: TPSA = 64.5; 수소결합 공여자 수 = 4; 수소결합 수용자 수 = 4.
- 회전 가능한 결합 수: 9.
- 해석: 낮거나 거의 0에 가까운 logP 값, 상당한 TPSA 및 다수의 수소결합 공여자/수용자는 매우 극성이고 낮은 지질친화성 특성을 나타내어, 중성 또는 염 형태의 신장 배설 및 지질성 막을 통한 수동 확산 제한과 일치합니다. 두 개의 양성자화 가능한 아민 중심이 산-염기 및 염 형태 화학을 지배합니다.
구조 식별자 (SMILES, InChI)
- SMILES:
CC[C@@H](CO)NCCN[C@@H](CC)CO - InChI:
InChI=1S/C10H24N2O2/c1-3-9(7-13)11-5-6-12-10(4-2)8-14/h9-14H,3-8H2,1-2H3/t9-,10-/m0/s1 - InChIKey:
AEUTYOVWOVBAKS-UWVGGRQHSA-N
식별자 및 동의어
등록 번호 및 코드
- CAS 번호: 74-55-5
- 가용 기술 문헌에 보고된 기타 식별자: European Community (EC) 번호 200-810-6; UNII 8G167061QZ; ChEBI CHEBI:4877; ChEMBL CHEMBL44884; DrugBank DB00330; ATC 코드 J04AK02.
동의어 및 브랜드 독립 명칭
공급자 및 규제 목록에 보고된 선택된 동의어 및 체계적 명칭: - 에탐부톨 - Ethambutolum - Diambutol - Myambutol - EMB - (2S)-2-[2-[[(2S)-1-hydroxybutan-2-yl]amino]ethylamino]butan-1-ol - (+)-N,N'-Bis(1-(hydroxymethyl)propyl)ethylenediamine
(추가적인 여러 출처 및 역사적 동의어가 존재하며, 위 명칭은 권위 있는 식별자 목록에 보고된 예시입니다.)
산업 및 의약품 적용
원료의약품 또는 중간체로서의 역할
- 에탐부톨은 임상적으로 Mycobacterium 속의 활성 분열 세균에 대해 정균 작용을 하는 항결핵제로 기능합니다. 작용 기전은 mycobacterial arabinosyltransferases (embA, embB, embC)의 억제를 통해 세포벽 내 arabinan 및 arabinogalactan 합성이 저해되는 것입니다. 폐결핵 및 폐외결핵 치료 병용 요법에 사용되어 내성 균주의 출현을 감소시킵니다.
- 제형: 일반적으로 경구용 정제 제조 시 염산염 형태(dihydrochloride salt)로 공급되며, 일부 처방전에서는 지정된 주사용 액제가 사용됩니다. 제조 및 분석 실험실에서 자유염기 및 염산염 형태 둘 다 취급됩니다.
제형 및 개발 환경
- 보고된 전형적 제형 형태: 경구용 정제 (예: 100 mg 및 400 mg 염산염 정제; 분산 정제 형태도 보고됨) 및 임상적으로 필요 시 주사제 형태.
- 개발 고려사항: 수용성 및 취급의 일관성을 보장하기 위해 염산염 선택; 습윤성 때문에 습기 차단 포장이 필수적입니다. 키랄 조성이 중요하며, 약리학적으로 선호되는 엔anti오머 및 D형과 L형 이성질체의 활성/독성 프로파일 차이가 제조 및 품질관리 전략에 영향을 미칩니다.
규격 및 등급
전형적 등급 종류 (의약품, 분석용, 기술용)
- 에탐부톨에 적용되는 전형적 상업 등급 개념:
- 의약품 등급 (pharmacopeial grade) — 완제품 의약품 제조용, 명확한 염 형태 및 불순물 관리 요구.
- 분석용 등급 — 방법 개발 및 기준물질용 고순도 기준.
- 기술용 등급 — 비임상 또는 산업용으로 불순물 허용 기준이 낮아질 수 있음.
- 염 형태로 공급 시, 약전 단일 규격서(해당 시)에서 염 형태(대개 염산염) 및 의약품용 적합 품질 속성 지정.
본 물질에 보고된 상업 등급 표시는 다음과 같습니다: - EP
일반 품질 속성 (정성적 설명)
- 중요 정성 품질 속성: 적절한 염 형태 (자유염기 대 염산염), 입체이성질체 순도 (활성 및 독성의 입체화학 의존성 반영), 낮은 수분함량 및 습기 흡수 방지, 잔류 용매 및 관련 유기 불순물 관리, 의약품 용도의 정의된 분석 및 불순물 프로파일링. 안정성 시험은 수분 흡수 및 다형성/결정 형태 변화를 다루어야 하며, 용출 시험은 경구 고형 제형으로부터 적절한 방출을 입증해야 합니다.
안전 및 취급 개요
독성학 프로파일 및 노출 고려사항
- 주요 독성학적 우려사항:
- 안구 신경독성: 시신경염은 가장 임상적으로 중요한 부작용으로 시력 감소, 중심 암점, 색각 이상이 나타납니다. 용량 및 투여 기간 의존적이며 조기 발견 및 중단 시 가역적일 수 있습니다.
- 신경 및 말초 영향: 말초 신경병증 및 기타 신경정신과적 부작용이 보고되었습니다.
- 간 영향: 병용 요법 시 일시적 아미노전이효소 상승이 보고되며, 임상적으로 명확한 간손상은 드물지만 보고된 바 있습니다.
- 기타 영향: 일부 환자에서 혈청 요산 증가 및 드물게 통풍 발작 유발 관찰됨.
- 급성 독성 데이터: LD50 (생쥐, 경구) 2800 mg/kg (독성학 노트에서 isoniazid methane sulfonate와의 혼합물로 보고됨).
- 작업장 취급: 섭취, 분진 흡입 및 눈 접촉 회피; 적절한 장갑 및 눈 보호구 착용, 환기 또는 국소 배기 환경에서 분말 취급 필요. 반복 노출에 따른 장기 독성 가능성으로 만성 피부 노출 회피 및 에어로졸 최소화 권장.
보관 및 취급 지침
- 보고된 보관 조건: 빛, 습기 및 과도한 열로부터 보호; 가능한 경우 15–30 \(\mathrm{°C}\)에서 밀폐 용기 보관; 일부 권고는 40 \(\mathrm{°C}\) 이하 (104 \(\mathrm{°F}\)) 저장, 바람직하게는 15–30 \(\mathrm{°C}\) 구간 권장.
- 습윤성 특성: 벌크 분말 및 중간체에 대해 낮은 상대습도 및 적절한 건조/포장 유지 필요.
- 비상 및 규제 지침: 의약품 원료물질에 대한 표준 유출 및 폐기 통제 시행; 상세 위험도, 운송 및 규제 정보는 제품별 안전보건자료(SDS) 및 지역 법령 참조 요망.
임상 또는 실험실 사용 시 표준 SDS 지침 준수 및 임상 치료 중 시각 기능 모니터링 또는 제조 및 품질관리 환경에서 노출 방지 조치 적용 필요합니다.
