CN1131224C - 本犀草素和木犀草素衍生物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种式(I)化合物的制备方法，其中R1是H或(CH2)mOH，R2是H或(CH2)nOH，R3是H或(CH2)pOH，并且m、n和p在各种情况中彼此独立地为2-8。该化合物特别适合于用作食品补剂。它们非常适合在化妆品制剂中作为例如UV滤除剂使用。

Description

木犀草素和木犀草素衍生物的制备方法
发明领域
本发明涉及一种式I化合物的制备方法：其中R1是H或(CH2)mOH，R2是H或(CH2)nOH，R3是H或(CH2)pOH，并且m、n和p在各种情况中彼此独立地为2-8。
其中R1、R2和R3是H的式I化合物为木犀草素(luteolin)。出于本发明的目的，其中R1、R2或R3具有除H以外含义的式I化合物被称作木犀草素衍生物。
背景技术
木犀草素具有多种有用特性。木犀草素是良好的抗氧剂和极佳的自由基清除剂。此外，其抑制酶促、非酶促和CCl4诱发的脂质过氧化。木犀草素对于心血管系统具有有益影响并且可以预防动脉硬化的发展。根据对多种人体肿瘤细胞系的显著抗增殖活性，木犀草素的抗癌作用尤为明显。木犀草素的抗炎、抗病毒、抗菌和防辐射特性也已见报导。作为醛糖还原酶的抑制剂，木犀草素对糖尿病白内障的恶化具有预防作用。
式I的木犀草素衍生物具有与木犀草素相似的优越特性。
制备式I化合物的已知方法存在缺陷，这些方法包括例如两个或多个合成阶段和/或生成的产物收率令人不满意。例如，至今仅可能由植物分离出木犀草素或通过多阶段合成制备。可由适当查耳酮和桔皮苷合成，但收率不能令人满意[U.Achterrath-Tuckermann等人，Planta Med.39(1980)38；D.Nagarathnam等人，《有机化学杂志》56(1991)4884；Y.-H.Lu等人，《药学学报》15(1980)477；G.Litkei等人，《李必希纪事》9(1995)1711；Y.Xing等人，《中国医药工业杂志》25(1994)484]。
所以，本发明的目的是开发出一种制备式I化合物的方法，该方法避免或至少减少了已知方法的缺陷，特别是能够由易于获得的前体一步制得式I的化合物和/或以较高收率制备式I的化合物。
发明内容
令人惊奇地，我们发现如果采用下述制备式I化合物的方法可以实现此目的：
Figure C9981294400051
其中R1是H或(CH2)mOH，R2是H或(CH2)nOH，R3是H或(CH2)pOH，和m、n和p在各种情况中彼此独立地为2-8，该方法采用连二亚硫酸钠Na2S2O4在碱性含水介质中还原式II的化合物：其中R1、R2和R3在各种情况中彼此独立地具有式I中给出的含义，和R是
Figure C9981294400061
或
Figure C9981294400062
具体实施方式
所以，本发明提供一种式I化合物的制备方法：其中R1是H或(CH2)mOH，R2是H或(CH2)nOH，R3是H或(CH2)pOH，以及m、n和p在各种情况中彼此独立地为2-8，其特征在于在碱性含水介质中用连二亚硫酸钠Na2S2O4还原式II的化合物：
Figure C9981294400064
其中R1、R2和R3在各种情况中彼此独立地具有式I中给出的含义，和R是
Figure C9981294400071
或
Figure C9981294400072
本发明的方法特别值得注意的事实是，式I化合物的制备是以比目前的已知方法更加简单的方式和/或更高的收率进行。
本发明还提供富含一种或多种式I的化合物的食品，和式I的化合物作为食品补剂的应用。
可富含本发明一种或多种式I化合物的食品含有所有适合动物或人消耗的物质，例如维生素和维生素原、脂肪、矿物质或氨基酸。可富含本发明所述的一种或多种式I化合物的食品还例如是：来自单一天然来源的食品，例如蔗糖、未加糖的果汁、蜜汁或单一植物品种的菜果泥，如未加糖的苹果汁(如包括不同种类苹果汁的混合物)、葡萄柚汁、橙汁、烩苹果、杏蜜汁、番茄汁、番茄沙司、番茄糊等。可富含本发明一种或多种式I化合物的食品的其它例子是玉薯黍或单一植物品种的颗粒和由这些植物品种制成的原料，例如谷粒糖浆、黑麦粉、小麦粉和燕麦麸。上述食品的混合物也适合富含本发明所述的一种或多种式I化合物，例如复合维生素制剂、矿物质混合物或加糖果汁。可富含本发明的一种或多种式I化合物的其他食品例如可提及：食品制剂，例如精制谷物、面包房制品、混合饮料、为儿童特制的食品如酸乳、减肥食品、低卡路里食品或动物饲料。
可富含本发明一种或多种式I化合物的食品包括碳水化合物、脂质、蛋白质、无机元素、微量元素、维生素、水和植物和动物的活性代谢产物的所有风味组合。
可富含本发明一种或多种式I化合物的食品以及含有一种或多种式I化合物的食品补剂适宜以例如食品、丸剂、片剂、胶囊、散剂、糖浆剂、溶液或混悬液的形式经口服使用。
利用所属领域技术人员熟知的技术可制备富含本发明一种或多种式I化合物的食品。
此外，本发明提供含有一种或多种式I化合物的化妆品或药物制剂，和一种或多种式I的化合物在化妆品或药物制剂中的应用。优选含有一种或多种式I化合物的化妆品制剂和一种或多种式I化合物在化妆品制剂中的应用。
尽管在约30年以前，日光因能合成维生素D而被认为是有治疗作用且安全的，但近年来，有关于此的意见已经大为改变，不但是从医学观点上考虑。与日光的自然和人为辐射有关的潜在危险被推到认识的最显著位置。特别是，由于了解到日光对于皮肤衰老和皮肤癌恶化的影响导致行为上的改变。
已知皮肤对日光射线敏感，可引起常见的晒斑或红斑，也或多或少严重的灼伤。
而且日光射线也具有其他副作用：它们使皮肤丧失弹性并且形成皱纹，由此导致过早衰老。在某些情况中，还可观察到皮肤病，在极端情况中，可导致皮肤癌。
人们也需要保护毛发抵抗光化学的损害，目的是防止色泽的改变、漂白或机械性的损害。
已知最有害部分的日光射线是波长小于400nm的紫外线。另外了解到，由于地球大气层中存在可吸收某些日光射线的臭氧层，所以到达地表的日光射线最低限约为280hm。
因此，防晒领域中的主要目标实际上是确保良好的抗UVB和UVA辐射防护作用。
式I的化合物可以单独存在于化妆品或药物制剂中，或者显然也可以与其他一种或联合形式的防光滤除剂(light protectionfiliters)联合应用，所述防光滤除剂来自不同种类的物质。其他种类的防光滤剂例如是有机或无机UVA和UVB滤除剂(filters)、IR滤除剂或VIS滤除剂。特别优选与有机UV滤除剂或其混合物联合应用。
因此，本发明提供一种或多种式I的化合物在化妆品制剂如防晒剂、护肤霜或肤用凝胶、发用凝胶或美容棒中的应用，特别是作为UV滤除剂应用。
其他适用的有机UV滤除剂是所有所属领域技术人员已知的UVA和UVB滤除剂。对于UV这两个光区，由专业文献了解到大量的可靠和试验过的物质，例如：亚苄基樟脑类衍生物，例如-3-(4’-甲基亚苄基)-dl-樟脑(如Eusolex6300)，-3-亚苄基樟脑(如MexorylSD)，-N-{(2和4)-[(2-氧代亚菠烷-3-基)-甲基]苄基}丙酰胺的聚合物(如MexorylSW)，-N，N，N-三甲基-4-(2-氧代亚菠烷-3-基甲基)-苯胺甲基硫酸酯盐(如MexorylSK)或-α-(2-氧代亚菠烷-3-基)甲苯-4-磺酸(如MexorylSL)；苯甲酰基-或二苯甲酰基甲烷类化合物，例如-1-(4-叔丁基苯基)-3-(4-甲氧基苯基)丙烷-1，3-二酮(如Eusolex9020)或-4-异丙基二苯甲酰基甲烷(如Eusolex8020)；二苯酮类化合物，例如-2-羟基-4-甲氧基二苯酮(如Eusolex4360)或-2-羟基-4-甲氧基二苯酮-5-磺酸及其钠盐(如UvinulMS-40)；甲氧基肉桂酸酯类化合物，例如-甲氧基肉桂酸辛酯(如Eusolex2292)-4-甲氧基肉桂酸异戊酯，例如异构体的混合物(如Neo HeliopanE1000)；水杨酸酯衍生物，例如-水杨酸2-乙基己酯(如EusolexOS)，-水杨酸4-异丙基苄酯(如Megasol)或-水杨酸3，3，5-三甲基环己酯(如EusolexHMS)，4-氨基苯甲酸及其衍生物，例如-4-氨基苯甲酸，-4-(二甲基氨基)苯甲酸2-乙基己酯(如Eusolex6007)，-乙氧基化的4-氨基苯甲酸乙酯(如UvinulP25)，和其他物质，例如-2-氰基-3，3-二苯基丙烯酸2-乙基己酯(如EusolexOCR)，-2-苯基苯并咪唑-5-磺酸或其钾、钠和三乙醇胺盐(如Eusolex232)-3，3’-(1，4-亚苯基二亚甲基)-双(7，7-二甲基-2-氧代双环[2，2，1]庚-1-基甲磺酸，及其盐(如MexorylSX)和-2，4，6-三苯氨基-(对-羰基(carbo)-2’-乙基己基-1’-氧基)-1，3，5-三嗪(如UvinulT 150)
这些有机UV滤除剂通常以0.5-10％(重量)，优选1-8％(重量)的量混合在化妆品制剂中。
其他适用的有机UV滤除剂的实例是：-2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基-6-(2-甲基-3-(1，3，3，3-四甲基-1-(三甲基甲硅烷氧基)二硅噁烷基)丙基)苯酚(如Silatrizole)，-4，4’-[(6-[4-((1，1-二甲基乙基)氨基羰基)-苯基氨基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基)二亚氨基]双(苯甲酸2-乙基己酯)(如UvasorbHEB)，-α-(三甲基甲硅烷基)-ω-[三甲基甲硅烷)氧基]聚[氧基-(二甲基[和约6％甲基[2-[p-[2，2-双-(乙氧基羰基]乙烯基]苯氧基]-1-亚甲基乙基]和约1.5％甲基[3-[p-[2，2-双(乙氧基羰基)乙烯基)苯氧基)丙烯基)和0.1-0.4％(甲基氢]亚甲硅烷基]](n≈60)(如ParsolSLX)，-2，2’-亚甲基双(6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚)(例如TinosorbM)，-2，2’-(1，4-亚苯基)双(1H-苯并咪唑-4，6-二磺酸，一钠盐)(如NeoHeliopanAP)和-2，4-双{[4-(2-乙基已氧基)-2-羟基]苯基}-6-(4-甲氧基苯基)-1，3，5-三嗪(例如TinosorbS)。
这些有机UV滤除剂通常以0.5-20％(重量)，优选1-15％(重量)的量混合在化妆品制剂中。
可行的无机UV滤除剂是那些选自：二氧化钛类物质，如涂层二氧化钛(如EusolexT-2000)；氧化锌类(如Sachtotec)；铁氧化物或铈氧化物。这些无机UV滤除剂通常以以0.5-20％(重量)，优选2-10％(重量)的量混合在化妆品制剂中。
在其中式I化合物与其他UV滤除剂共存的制剂中，式I化合物的作用例如是作为抗氧剂或自由基清除剂。此外，这些制剂获得宽带UV防护作用。所以本发明还提供一种或多种式I的化合物在化妆品或药物制剂中作为UV滤除剂、抗氧剂和/或自由基清除剂的应用。
本发明进一步提供一种保护皮肤和/或自然或敏化毛发免受日光辐射的方法，其中将含有一种或多种式I的化合物作为防光滤除剂的化妆品制剂涂敷在皮肤或毛发上。
如果需要，本发明的防晒剂也可以含有一种或多种具有自黝黑性质的化学物质。可采用的具有自黝黑性质的化学物质是所有所属领域技术人员已知的适合制备化妆品制剂的天然和合成物质。可以是植物提取物或合成的自黝黑试剂，例如二羟基丙酮或α-酮醇。
此外，本发明的制剂也可以用来预防性处理皮肤的炎症和变应性变态反应，在某些情况中也可以用来预防某些类型的癌症。
本发明的制剂可用作保护人体表皮或头发，或敏化毛发的试剂或作为防晒剂。
“敏化毛发”应理解为是指接受长效卷发处理或染色或漂白处理的毛发。
本发明的化妆品制剂可用于保护人体表皮抵抗日光辐射。为此目的，它可采取此类产品在化妆上所采用的多种形式。因此，特别可以是洗剂或乳剂的形式，如膏霜或奶液(O/W，W/O)，采取油-醇、油-水或水-醇凝胶或固体棒的形式；或可以配制为气溶胶。
所述制剂可以含有此类制剂化妆上常用的化妆品辅剂，例如增稠剂、润肤剂、保湿剂、界面活性剂、乳化剂、防腐剂、消泡剂、香料、蜡、羊毛脂、抛射剂、组合物自身或皮肤着色的染料和/或颜料，和其他化妆品中常用的组分。
分散剂或增溶剂可以是油、蜡或其他脂肪物质、低级一元醇或低级多元醇或它们的混合物。特别优选一元醇或多元醇，包括乙醇、异丙醇、丙二醇、甘油和山梨糖醇。
本发明的优选实施方案是防护霜或奶液形式的乳液，并且其中除了作为式I的化合物作为UV滤除剂以外，如果适宜还含有其他防光滤除剂，乳液中含有脂肪醇、脂肪酸、脂肪酸酯，特别是脂肪酸的甘油三酯、羊毛脂、天然或合成油或蜡和水存在下含有乳化剂。
其他优选实施方式是：油性洗剂，其基于天然或合成油和蜡、羊毛脂、脂肪酸酯，特别是脂肪酸的甘油三酯；或油-醇洗剂，其基于低级醇如乙醇，或二元醇如丙二醇，和/或多元醇如甘油，和油，蜡和脂肪酸酯，如脂肪酸甘油三酯。
本发明的化妆品组合物也可以是醇凝胶，其中含有一种或多种低级醇或低级多元醇，例如乙醇、丙二醇或甘油；和增稠剂，如二氧化硅。油-醇凝胶进一步含有天然或合成油或蜡。
固体棒剂是由天然或合成蜡和油、脂肪醇、脂肪酸、脂肪酸酯、羊毛脂和其他脂肪物质组成。
如果制剂被配制为气溶胶，常常是采用常规的抛射剂，如烷烃类化合物、氟烷烃类化合物和氯氟烷烃类化合物。
如果本发明是用于保护自然或敏化头发免受日光辐射的组合物，其可以是可漂洗掉的香波、洗剂、凝胶或乳液的形式，在上述情况中各制剂是在洗发之后、染色或漂白之前或之后、或长效卷发之前或之后涂敷；或该组合物为定型或处理的洗剂或凝胶，梳理或吹卷的洗剂或凝胶，喷发胶，长效卷发组合物，发用染色剂或漂白剂。含有式I化合物作为有机UV滤除剂，并且如果适宜含有其他防光滤除剂的组合物可以含有此类组合物所用的多种辅剂，例如界面活性剂、增稠剂、聚合物、润肤剂、防腐剂、泡沫稳定剂、电解质、有机溶剂、聚硅氧烷衍生物、油、蜡、抗脂肪剂(antigrease agents)、组合物自身或毛发着色的染料和/或颜料，或其他护发所用的常见组分。
本发明的化妆品制剂可以所属领域技术人员熟知的技术来制备。
在式I的化合物中，优选其中R1、R2和R3是H的化合物，和其中R1是(CH2)mOH，R2是(CH2)nOH和R3(CH2)pOH且m、n和p在各种情况中彼此独立地为2-8的化合物。这些式I的化合物也涉及上下文的式I*化合物。
Figure C9981294400131
其中m*、n*和p*在各种情况中彼此独立地为2-8。特别优选式I*的化合物。
本发明还涉及这些式I*的化合物。
在式I或I*的化合物中，m、n和p或m*、n*和p*在各种情况中彼此独立地为2、3、4、5、6、7或8。优选m、n和p或m*、n*和p*在各种情况中彼此独立地为2、3或4。特别优选m、n和p或m*、n*和p*均相同，并且非常优选m、n和p或m*、n*和p*为2。
式I*的化合物在水中具有比木犀草素本身更良好的溶解度。令人惊奇的是，现已发现式I*的化合物无色。特别优选本发明的含有一种或多种式I化合物的食品，和本发明含有一种或多种式I*化合物的化妆品制剂。所以，也特别优选一种或多种式*的化合物作为食品补剂的应用和其在化妆品制剂中作为UV滤除剂的应用。
本发明提供一种通过还原式II的化合物制备式I的化合物的有利方法。在此，芸香苷或其单独的衍生物，异栎素(isoquercetin)或其单独的衍生物或其混合物，例如芸香苷和异栎素的混合物，或芸香苷衍生物和异栎素衍生物的混合物可以在反应中作为起始原料。
按照本发明的方法，将式II的化合物溶解或悬浮在水中，优选在沸水中，并且用碱金属或碱土金属氢氧化物或碳酸盐(如氢氧化钠溶液或碳酸钠)建立碱性pH环境后加入连二亚硫酸钠Na2S2O4。随后搅拌该反应混合物直至反应完全，优选在回流下进行。
式II的化合物可购得或可以通过所属领域技术人员熟知和上述文献(例如在标准著作中，如Houben-Weyl，《有机化学方法》Georg-Thieme-Verlag)中描述的方法分离或制备得到。
本发明方法的合适反应温度为25-100℃。本发明的方法优选在50-100℃、特别是80-100℃的反应温度下进行。
本发明方法的合适pH是7.5-11。本发明的方法优选在pH为8-9，特别是在8.2-8.7的pH下进行。
本发明所述方法适合的碱例如是碱金属或碱土金属氢氧化物、碳酸氢盐或碳酸盐。优选的碱选自NaOH、KOH、NaHCO3、KHCO3、Na2CO3、K2CO3。特别优选采用选自NaOH和NaHCO3的碱来进行本发明的方法。
式II的化合物：水的合适重量比为1∶10至1∶200。本发明的方法优选以式II化合物：水的重量比为1∶50至1∶150，特别是1∶80至1∶120进行。
式II的化合物：连二亚硫酸钠Na2S2O4的合适重量比为1∶1至1∶100。本发明的方法优选以式II化合物：连二亚硫酸钠Na2S2O4的重量比为1∶5至1∶40，特别是1∶8至1∶25进行。
本发明的方法适宜在大气压下进行。
可采用例如HPLC对反应的进程进行跟踪或结束时对反应产物进行分析，例如采用标准HPLC仪器和含有用C18烷基涂层的反相材料的色谱柱。
另外，反应的进程和结束也可以利用薄层层析(TLC)来监测。
当反应完成后，通过常规方法分离反应产物。出于本发明的目的，“常规后处理”如下文所述：
将反应混合物冷却，例如冷却至5℃，随后加入酸如盐酸中和。该反应混合物适宜在加入酸后进一步在0或5℃的温度下搅拌1至12小时。由残余反应混合物分离出在此期间结晶的粗产物，例如通过机械法如抽滤或过滤分离。粗产物的纯度通常＞96％。
为了进一步后处理，譬如可以与脱矿质水混合，在回流下搅拌一段时间并趁热(如在85℃下)过滤。所得产物的纯度通常＞99％。然而，甚至可直接获得＞99.5％的纯度。
随后干燥该固体，例如在200mbar的压力和50℃温度下干燥12小时。
无需详细说明，所属领域技术人员可以从最广义上应用上述描述。优选的实施方案仅被视作以非限定方式描述本申请。
上下文中列出的专利申请公开和文献的全部内容引入本申请作为参考。
下列实施例举例说明本发明。但它们不以任何方式起限定作用。
实施例
所用物质的供应商如下所述：芸香苷：Merck KGaA，商品号(Article No.)500017三羟基乙基芸香苷：Merck KGaA，商品号501902
用HPLC监测反应和分析反应产物。标准HPLC仪采用的HPLC条件柱：              LiChrosorbRP18(用C18烷基涂覆的反相材
              料和粒度为5μm(Merck KGaA，商品号。
              151355))流动相：          乙腈和水的混合物，体积比为20∶80(pH2.6)流速：            1ml/分钟波长：            260nm温度：            30℃进样体积：        10μl样品制备：        将5mg的样品溶解在3ml甲醇中并且用流动相
              加至10ml保留时间：        芸香苷：7.3分钟
              木犀草素：46.4分钟
              三羟基乙基芸香苷：10.6分钟
              三羟基乙基木犀草素：43.3分钟实施例1：木犀草素的制备
将60g芸香苷悬浮在6L去矿质水中，并且在100℃下，首先向其中加入210ml 32％浓度的氢氧化钠水溶液，随后加入600g连二亚硫酸钠。此后在搅拌的同时将该混合物进一步回流12小时，冷却该悬浮液至5℃，用195ml浓盐酸缓慢中和并且在0℃下搅拌1小时。常规后处理得到23.3g木犀草素粗品，纯度为96.5％。进一步纯化和干燥得到20.9g木犀草素，纯度为99.6％。实施例2：三(羟乙基)木犀草素的制备
将5g的三(羟乙基)芸香苷溶解在500ml去矿质水中，并且在100℃下，首先向其中加入42.5g碳酸钠，随后加入100g连二亚硫酸钠。搅拌的同时，该混合物进一步回流1小时，随后冷却至室温并且进一步搅拌72小时。然后在5℃下加入65ml的浓盐酸，将该混合物继续搅拌12小时。常规后处理得到1.95g的三(羟乙基)木犀草素，纯度为98％。实施例3：木犀草素的制备
将3.5g的异栎素小心悬浮在500ml 60℃的去矿质水中。将8.8ml浓度为32％的氢氧化钠水溶液加入所得黄色悬浮液中。加料过程中，形成深红色澄清溶液。在60℃下加入25g的连二亚硫酸钠，在此温度下将该混合物搅拌12小时。随后冷却该混合物至5℃，小心地用浓度37％的盐酸中和，溶液立刻变混浊。在0℃下将该混合物搅拌1小时。常规后处理得到2.05g木犀草素，纯度为98.8％。

Claims (9)

1.一种制备式I的木犀草素和木犀草素衍生物的方法：
Figure C9981294400021
其中R1是H或(CH2)mOH，R2是H或(CH2)nOH，R3是H或(CH2)pOH，和m、n和p彼此独立地为2-4的任何整数；其特征在于用连二亚硫酸钠Na2S2O4在碱性含水介质中还原式II的芸香苷或芸香苷衍生物、异栎素或异栎素衍生物或其混合物：
Figure C9981294400022
其中R1、R2和R3彼此独立地具有式I中给出的含义，并且R是
Figure C9981294400023
或 其中所述反应在25-100℃的反应温度下进行。
2.如权利要求1的方法，其特征在于该反应是在7.5-11的pH下进行。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述碱选自碱金属或碱土金属的氢氧化物、碳酸氢盐或碳酸盐。
4.式I*的木犀草素衍生物：
Figure C9981294400031
其中m*、n*和p*彼此独立地为2-4的任何整数。
5.一种食品，其特征在于包含权利要求1所述式I化合物，其中R1、R2和R3中至少其一为(CH2)xOH，其中x是2-4的任何整数。
6.一种食品添加剂，其特征在于包含权利要求1所述式I化合物，其中R1、R2和R3中至少其一为(CH2)xOH，其中x是2-4的任何整数。
7.一种食品，其特征在于包含权利要求4所述式I*化合物。
8.一种食品添加剂，其特征在于包含权利要求4所述式I*化合物。
9.一种化妆品组合物，其特征在于包含权利要求4所述式I*化合物。
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