옥세탄은 외륜 C-C-C 결합 각도가 약간 넓어지고 약간의 주름(이면체 각도 θ로 측정)이 나타납니다. 기체상에서 마이크로파 분광 데이터는 모 옥세탄이 낮은 주름(낮은 접힘) 반전 장벽을 가진 효과적인 평면 구조를 가지고 있음을 나타냅니다. 3 위치에서의 치환은 인접한 메틸렌 그룹과의 에티올화 상호 작용을 증가시키고 결과적으로 많은 구조에서 옥세탄 링의 더 뚜렷한 수축(접힘)이 발견됩니다. 그럼에도 불구하고 수축(접힘) 각도는 여전히 매우 작아서 옥세탄과 카르보닐 단위 사이의 구조적 근접성이 더 가까워질 수 있습니다.
화합물의 물리화학적 및 약동학적 특성은 현대 신약 개발 프로젝트에서 발견 과정 초기에 일상적으로 탐구되며, 표적 친화성 및 선택성과 함께 최적화가 점점 더 많이 수행되고 있습니다. 이러한 다차원 최적화 전략은 선도 화합물 발견에서 잠재적 약물 후보의 초기 생체 내 분석으로의 성공적인 전환을 크게 향상시킵니다. 그럼에도 불구하고 화합물 특성 최적화는 의약 화학에서 여전히 상당한 난제로 남아 있습니다. 따라서 분자에 쉽게 접목할 수 있고 예측 가능한 방식으로 화합물 특성을 조절할 수 있는 저분자 모오티에 큰 관심이 쏠리고 있습니다. 옥세탄은 그러한 모이티 중 하나입니다. 이전에는 옥세탄의 합성이 힘들고 대사 안정성에 대한 우려가 있었기 때문에 옥세탄은 거의 사용되지 않았습니다. 다른 4원체 헤테로사이클에 비해 옥세탄은 합성 및 의약 화학 커뮤니티에서 특히 관심을 끌었습니다.
가장 잘 알려진 옥세탄 함유 천연 제품은 파클리탁셀로, FDA에서 승인한 유일한 생물학적 활성 옥세탄 화합물이기도 합니다(그림 3). 종종 탁솔이라는 브랜드 이름으로 알려진 옥세탄 그룹은 3차원성을 더합니다), 음전하를 띤 산소 원자는 옥세탄에 강한 전자 인출 효과를 부여하여 두 개의 짧은 σ- 결합 프레임을 통해 3 위치로 전파됩니다. 따라서 아민 α-옥세탄은 전자 인출 효과를 통해 아민의 pKa를 9.9에서 7.2로 2.7 단위(즉, 염기성이 약 500배 감소)로 감소시키는 것으로 입증되었습니다. 또한 Hayes와 동료들(AstraZeneca)은 최근 선택된 옥세탄 화합물이 인간 마이크로솜 에폭사이드 가수분해효소(mEH)에 의해 분해된다는 사실을 밝혀냈습니다. 이는 비에폭사이드 기질인 mEH가 사이토크롬 P450 효소(CYP) 제거를 피할 수 있는 잠재적 적용 가능성이 있으며, 이는 원치 않는 예측 불가능한 약물 상호작용으로 인해 병용 투여 약물과 간독성을 일으킬 수 있어 문제가 될 수 있습니다.
음전하를 띤 산소 원자와 결합된 작은 고리의 높은 강성으로 인해 옥세탄 기질은 특히 산성 조건에서 고리 개방 분해 과정에 잠재적으로 불안정할 수 있습니다. 옥세탄의 안정성은 일반적으로 치환 패턴에 따라 결정되며, 3,3-치환된 예가 가장 안정적인데, 이는 외부 핵성 시약이 C-O σ* 반결합 궤도로 가는 경로가 치환 공간에 의해 차단되기 때문입니다. 특정 화합물의 불안정성은 다른 기본 부위의 존재를 포함한 국소 구조적 특징에 따라 달라질 수도 있습니다. 내부 핵성 시약은 또한 옥세탄의 합성 방법 중 하나인 고리화 과정으로 이어질 수 있습니다.