CN1907966A - 苯甲醛缩氨基半胱氨酸与制备方法及其在化妆品中的应用 - Google Patents
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Abstract
苯甲醛缩氨基半胱氨酸与制备方法及其在化妆品中的应用，涉及一种半胱氨酸，尤其是涉及一种作为酪氨酸酶抑制剂的苯甲醛缩氨基半胱氨酸与制备方法及其将苯甲醛缩氨基半胱氨酸作为增白剂应用于美白化妆品。提供一种苯甲醛缩氨基半胱氨酸及其制备方法，并将其作为一种增白剂用于化妆品中。其化学结构式如图。制备时将半胱氨酸加入水溶解得半胱氨酸溶液，加无水乙醇得半胱氨酸的乙醇溶液，再加入苯甲醛和无水乙醇后加热，直接抽滤后用乙醇洗涤，得产物。作为一种增白剂用于化妆品中。
Description
技术领域
本发明涉及一种半胱氨酸，尤其是涉及一种作为酪氨酸酶抑制剂的苯甲醛缩氨基半胱氨酸与制备方法及其将苯甲醛缩氨基半胱氨酸作为增白剂应用于美白化妆品。
背景技术
酪氨酸酶是生物体黑素生物合成的关键酶(Mayer，A M；Harel，E.Phenoloxidases andtheir significance in fruit and vegetables.In Food Enzymology，Fox P F.Ed，Elsevier；London，1998，373-398。)酪氨酸酶的活性与黑素合成量相关，可通过调控其活力而调控黑素的生成量(Friedman M.Food browning and its prevention：an overview[J].J.Agric.Food Chem.，1996，44(3)：631-653。)黑色素(Melanin)是决定人类皮肤、眼睛和头发颜色的重要因素。黑色素的合成是黑色素细胞的一种应激反应，当反应过强时，酪氨酸酶过量表达，可引起黑色素过多，如雀斑、褐斑、老年斑甚至黑色素细胞瘤等。当反应过弱或缺乏反应时，酪氨酸酶不表达或活性受到抑制，则可引发白发病和白癜风等病。为治疗和预防黑色素过多而引发的皮肤病，应运而生很多黑色素合成抑制剂，目前主要有酪氨酸酶抑制剂，如曲酸、熊果甙和一些中草药的提取物，它们已被应用到美白化妆品中，并已被人们广泛接受。但是，现有的美白剂功效不是十分理想，而且有些还具有一定的副作用，因此，迫切需要研究高效无副作用的黑色素合成抑制剂。
L-半胱氨酸及其盐等均有很好的美白效果，尤其是L-半胱氨酸二羧酸盐，其美白效果更为突出。最近研究表明，半胱氨酸中的巯基具有较强的还原能力和化学反应活性，存在于色素细胞中的半胱氨酸，可以调节黑色素的生成。紫外线照射后皮肤变黑与表皮中半胱氨酸量减少有关。同时半胱氨酸还具有还原黑色素和祛除已有色斑的效果。根据以上研究，提高表皮底层部分半胱氨酸的含量可达到美白和祛斑的目的。日本一家公司(参见文献：徐良，步平.美白祛斑化妆品及其未来发展[J].日用化学工业，2001，2：42-45.)最近开发出一个含有半胱氨酸和色氨酸的二肽化合物，是一种黑色素抑制剂，体外实验表明该化合物可以分解角鲨烯的过氧化物，抑制在紫外光下角鲨烯的光氧化，抑制酪氨酸酶活性。为更好地设计和开发新型黑色素合成抑制剂，有必要探讨抑制剂对酪氨酸酶的抑制作用机理。目前，市场上主要的美白化妆品的增白剂一般采用天然提取物，但是天然提取物成分复杂，造成提取和加工困难。而化学合成的增白剂有利于大批量生产，其制作工艺简单，增白效果快速而显著，但容易存在安全性的问题。
发明内容
本发明的目的是鉴于半胱氨酸及其衍生物对酪氨酸酶具有强有力的抑制效果，提供一种苯甲醛缩氨基半胱氨酸及其制备方法，并将其作为一种增白剂用于化妆品中。
本发明所述的苯甲醛缩氨基半胱氨酸的化学结构式为：
本发明所述的苯甲醛缩氨基半胱氨酸的制备方法的具体步骤为：
1)将半胱氨酸加入水溶解得半胱氨酸溶液，按质量比半胱氨酸∶水＝1∶(0.8～1.5)；
2)在半胱氨酸溶液中加入无水乙醇，得半胱氨酸的乙醇溶液，按质量比半胱氨酸溶液∶无水乙醇＝1∶(4.4～6)；
3)在半胱氨酸的乙醇溶液中加入苯甲醛和无水乙醇后加热，加热温度为40～60℃，加热时间为2～4h，按质量比半胱氨酸的乙醇溶液∶苯甲醛∶无水乙醇＝1∶(0.13～0.2)∶(0.4～0.7)；
4)直接抽滤，用浓度为70％～95％，最好为95％乙醇洗涤至少2次，得白色固体产物。
在步骤1)中，所述的水可采用蒸馏水、去离子水或纯净水等，按质量比最好半胱氨酸∶水＝1∶(1.2～1.4)。
在步骤2)中，按质量比最好半胱氨酸溶液∶无水乙醇＝1∶(4.4～5.0)。
在步骤3)中，加热温度最好为45～55℃，加热时间最好为3～3.5h。
本发明所述的苯甲醛缩氨基半胱氨酸作为一种增白剂用于化妆品中。
苯甲醛缩氨基半胱氨酸在室温下能很好地溶解于DMSO和DMF中，但在水、无水乙醇、甲醇和乙酸乙酯中不溶。其溶解性有碍于其在化妆品中的应用，所以我们解决了其在甘油中的溶解问题。我们首先按一定比例把苯甲醛缩氨基半胱氨酸与甘油混和，形成乳浊液。然后加入约100℃的热水，室温搅拌一定时间1-2小时，苯甲醛缩氨基半胱氨酸逐渐溶解。
苯甲醛是一种具有苦杏仁香味的透明液体，近年来苯甲醛被用于防腐剂，但是被认为具有一定的毒性，其使用受到限制。研究表明，苯甲醛也是酪氨酸酶的抑制剂。但是考虑该物质的毒性，不能够得到普遍应用。但是根据研究表明，醛类化合物中的醛基在抑制酪氨酸酶催化反应的过程中起关键作用，所以我们把半胱氨酸与苯甲醛的醛基缩合，形成酰氨键，降低醛基带来的毒性。因为半胱氨酸抑制酪氨酸酶的关键基团是巯基，我们在合成中保留了该基团。通过对酪氨酸酶的抑制效果研究表明，苯甲醛缩氨基半胱氨酸、半胱氨酸和苯甲醛对酪氨酸酶活性的半抑制率分别为0.49μM，15.0μM，0.8mM(见表1)。半抑制率体现了抑制剂对酶的抑制强度，半抑制率越小，说明抑制强度越强。目前，检测化合物对酪氨酸酶的抑制活性成为衡量该类化合物作为化妆品增白剂的增白效果的指标。化合物对酪氨酸酶的抑制强度越大，表明其增白效果越好。由实验结果可以得到苯甲醛缩氨基半胱氨酸对酪氨酸酶的抑制强度相对于它的两个原料大大增强。
表1化合物对酪氨酸酶的抑制作用机理
| 化合物 | IC50(μM) | 抑制作用 | 抑制类型 | Inhibition constants(μM) | |
| KI | KIS | ||||
| 半胱氨酸 | 15.0 | 不可逆 | - | - | - |
| 苯甲醛 | 800 | 可逆 | 非竞争 | 810 | 810 |
| 苯甲醛缩氨基半胱氨酸 | 0.42 | 可逆 | 混和 | 0.32 | 1.77 |
化合物的安全性参见表2和3，由表2和3可以看到，相对于目前市场上应用比较多的化妆品增白剂曲酸，从细胞毒性来看，苯甲醛缩氨基半胱氨酸优于曲酸，它的毒性较小；但苯甲醛缩氨基半胱氨酸对细胞内酪氨酸酶活性的抑制效果略差于曲酸。我们研究了苯甲醛缩氨基半胱氨酸对胃癌细胞的作用，结果表明，其对胃癌细胞生长没有影响。表明苯甲醛缩氨基半胱氨酸的毒性较小，可用于化妆品增白剂。
表2曲酸对小鼠B16的细胞学效应
| 曲酸 | 0.0016(mM) | 0.016(mM) | 0.16(mM) | 0.4(mM) |
| 对B16细胞增殖率的抑制率 | 37.1 | 36.9 | 78.6 | 78.2 |
| 对B16细胞合成黑色素的抑制率 | 27.2 | 30.9 | 48.6 | 69.8 |
表3苯甲醛缩氨基半胱氨酸对小鼠B16的细胞学效应
| 苯甲醛缩氨基半胱氨酸 | 0.0012(mM) | 0.004(mM) | 0.012(mM) | 0.04(mM) | 0.12(mM) | 0.4(mM) |
| 对B16细胞增殖率的抑制率 | -1.3 | 1.1 | 48.6 | 58.2 | 39.3 | 65.9 |
| 对B16细胞合成黑色素的抑制率 | 4.9 | 8.6 | 26.7 | 28.4 | 51.9 | 59.3 |
附图说明
图1为苯甲醛缩氨基半胱氨酸对酪氨酸酶的抑制效应。在图1中，横坐标为苯甲醛缩氨基半胱氨酸的浓度〔I〕(μM)，纵坐标为酪氨酸酶相对剩余活力Activity(％)。
图2为苯甲醛缩氨基半胱氨酸对酪氨酸酶抑制类型的判断。在图2中，横坐标为L-多巴浓度的倒数1/s(μM-1)，纵坐标为酪氨酸酶酶促反应的反应速度的倒数1/v(μM/min-1)。
图3为苯甲醛缩氨基半胱氨酸对酪氨酸酶游离酶的抑制常数的测定。在图3中，横坐标为苯甲醛缩氨基半胱氨酸的浓度〔I〕(μM)，纵坐标为图2的纵坐标截距Intercept。
图4为苯甲醛缩氨基半胱氨酸对酪氨酸酶游离酶的抑制常数的测定。在图4中，横坐标为苯甲醛缩氨基半胱氨酸的浓度〔I〕(μM)，纵坐标为图2的直线部分的斜率Slope。
具体实施方式
实施例1
半胱氨酸100g先加入80ml蒸馏水搅拌使半胱氨酸最大程度的溶解，加入1000ml无水乙醇，搅拌。加入140.8ml苯甲醛，再加入686ml无水乙醇，搅拌，加热至40℃。反应4h后，停止反应。直接抽滤，反复用80％乙醇洗3次，得白色固体产物。
实施例2
半胱氨酸100g先加入100ml去离子水搅拌使半胱氨酸最大程度的溶解，加入1500ml无水乙醇，搅拌。加入268.2ml苯甲醛，再加入700ml无水乙醇，搅拌，加热52℃。3h后，停止反应。直接抽滤，反复用95％乙醇洗3次，得白色固体产物。
实施例3
半胱氨酸100g先加入120ml纯净水搅拌使半胱氨酸最大程度的溶解，加入1210ml无水乙醇，搅拌。加入205.5ml苯甲醛，再加入980ml无水乙醇，搅拌，加热60℃。2h后，停止反应。直接抽滤，反复用95％乙醇洗2次，得白色固体产物。
实施例4
半胱氨酸100g先加入150ml蒸馏水搅拌使半胱氨酸最大程度的溶解，加入1720ml无水乙醇，搅拌。加入220ml苯甲醛，再加入1320ml无水乙醇，搅拌，加热55℃。3.2h后，停止反应。直接抽滤，反复用95％乙醇洗3次，得白色固体产物。
实施例5
半胱氨酸100g先加入120ml纯净水搅拌使半胱氨酸最大程度的溶解，加入1200ml无水乙醇，搅拌。加入153.4ml苯甲醛，再加入800ml无水乙醇，搅拌，加热53℃。3.5h后，停止反应。直接抽滤，反复用90％乙醇洗3次，得白色固体产物。
实施例6
半胱氨酸100g先加入140ml蒸馏水搅拌使半胱氨酸最大程度的溶解，加入1500ml无水乙醇，搅拌。加入215ml苯甲醛，再加入900ml无水乙醇，搅拌，加热57℃。3h后，停止反应。直接抽滤，反复用70％乙醇洗4次，得白色固体产物。
实施例7
半胱氨酸100g先加入90ml去离子水搅拌使半胱氨酸最大程度的溶解，加入1070ml无水乙醇，搅拌。加入205ml苯甲醛，再加入600ml无水乙醇，搅拌，加热54℃。2.7h后，停止反应。直接抽滤，反复用85％乙醇洗3次，得白色固体产物。
Claims (8)
1.苯甲醛缩氨基半胱氨酸，其特征在于其化学结构式为：
2.如权利要求1所述的苯甲醛缩氨基半胱氨酸的制备方法，其特征在于其步骤为：
1)将半胱氨酸加入水溶解得半胱氨酸溶液，按质量比半胱氨酸∶水＝1∶0.8～1.5；
2)在半胱氨酸溶液中加入无水乙醇，得半胱氨酸的乙醇溶液，按质量比半胱氨酸溶液∶无水乙醇＝1∶4.4～6；
3)在半胱氨酸的乙醇溶液中加入苯甲醛和无水乙醇后加热，加热温度为40～60℃，加热时间为2～4h，按质量比半胱氨酸的乙醇溶液∶苯甲醛∶无水乙醇＝1∶0.13～0.2∶0.4～0.7；
4)直接抽滤，用浓度为70％～95％，最好为95％乙醇洗涤至少2次，得白色固体产物。
3.如权利要求2所述的苯甲醛缩氨基半胱氨酸的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述的水采用蒸馏水、去离子水或纯净水。
4.如权利要求2所述的苯甲醛缩氨基半胱氨酸的制备方法，其特征在于按质量比半胱氨酸∶水＝1∶1.2～1.4。
5.如权利要求2所述的苯甲醛缩氨基半胱氨酸的制备方法，其特征在于在步骤2)中，按质量比半胱氨酸溶液∶无水乙醇＝1∶4.4～5.0。
6.如权利要求2所述的苯甲醛缩氨基半胱氨酸的制备方法，其特征在于在步骤3)中，加热温度为45～55℃。
7.如权利要求2所述的苯甲醛缩氨基半胱氨酸的制备方法，其特征在于加热时间为3～3.5h。
8.如权利要求1所述的苯甲醛缩氨基半胱氨酸作为一种增白剂用于化妆品中。
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