DE60118625T2

DE60118625T2 - Stabilisierte ascorbinsäure -3- phosphat- derivate

Info

Publication number: DE60118625T2
Application number: DE60118625T
Authority: DE
Inventors: Vladimir Babtsov; Yury Shapiro; Emma Kvitnitsky; Valery Belakhov
Original assignee: Tagra Biotechnologies Ltd
Current assignee: Tagra Biotechnologies Ltd
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: EP1409494B1; US7045546B2; DE60118625D1; JP4991088B2; HK1063473A1; ATE322498T1; US20040242544A1; JP2004536872A; WO2003010173A1; ES2261458T3; EP1409494A1

Description

Diese Erfindung betrifft neue Ascorbinsäurederivate und diese enthaltende pharmazeutische und kosmetische Zusammensetzungen.
Die folgenden Literaturstellen werden bei der Veranschaulichung des Stands der Technik im Gebiet der Erfindung als wichtig angesehen:
EP 306,904 , US 5,098,904 , US 3,671,549 , JP 63,104,971 , JP 7,017,989 , JP 8,034,791 , JP 98,363,316 , JP 98,201 242 , JP 10,324,672 , DE 3,613,590 , DE 1,805,958 und DE 1,668,743 .
L-Ascorbinsäure, weithin bekannt unter ihrem generischen Namen Vitamin C, wird in Pharmazeutika, Nahrungsmittelzusatzstoffen und Kosmetika verwendet. Sie wird weit verbreitet in Verbindung mit ihren antioxidativen Eigenschaften eingesetzt. Die Formulierung von reinem Vitamin C in ein Endprodukt ist jedoch schwierig, da sie leicht oxidiert wird, insbesondere unter aeroben Bedingungen und bei Lichteinfluss. Deshalb werden typischerweise eher ihre Derivate verwendet, als Ascorbinsäure in ihrer reinen Form zu verwenden. Ascorbinsäure in ihrer Lactonform weist vier Hydroxylgruppen an den Kohlenstoffen 2, 3, 5 und 6 auf. Diese Hydroxylgruppen haben unterschiedliche chemische Aktivität. Die 2- und 3-Hydroxylgruppen bilden zusammen mit der Doppelbindung, die die Kohlenstoffe 2 und 3 verbindet, ein Endiolsystem, das gegenüber Oxidation sehr empfindlich ist. Dieses System ist verantwortlich für den oxidativen Abbau von Ascorbinsäure. Die 5- und 6-Hydroxylgruppen bilden andererseits ein recht stabiles Diolsystem. Die gewöhnliche Derivatisierung von Ascorbinsäure überführt die Hydroxylgruppen in Alkyl-, Acyl-, Sulfo- oder Phospho-haltige Gruppen, die auch die Löslichkeit von Ascorbinsäure in Wasser oder in Ölen beeinflussen. Bekannte Ascorbinsäurederivate fallen in zwei Hauptgruppen: wasserlösliche und öllösliche Ascorbinsäurederivate. Diese zwei Gruppen unterscheiden sich in ihrer potenziellen Verwendung.
Weit verbreitet eingesetzte topische Formulierungen enthalten 6-Ascorbylpahnitat- oder -stearat, Fettsäureester, und weisen also lipophile Eigenschaften auf und 2- oder 3-Magnesiumascorbylphosphat, anorganische wasserlösliche Säureester. Das Endiolsystem von 6-Ascorbylpalmitat ist nicht geschützt und dieses Derivat ist in wässrigen Systemen nicht stabil. Es hat auch eine recht begrenzte Löslichkeit in Wasser, Ölen und Lösungsmitteln, die gewöhnlich in topischen Formulierungen verwendet werden. Die Endiolsysteme bei den 2- oder 3-Ascorbylphosphaten und 2,3-Di-O-acylaten sind verhältnismäßig geschützt, können aber auch oxidiert werden. Weiterhin müssen sie üblicherweise in ihrer polaren Salzform hergestellt werden, die zu Hautformulierungen nicht verträglich ist.
Es wurde bislang gefunden, dass Ascorbinsäure und ihre Derivate die Expression von Procollagengenen in kultivierten dermalen Fibroblasten nach oben regulieren. Es ist bekannt, dass die Collagen- und Elastinsynthesen über Lipoperoxide oder deren oxidative Antworten vermittelt werden. Die Produkte der Oxidation von Ascorbinsäure glykosidieren Proteine und ergeben rasch an Protein gebundene Addukte und Proteinvernetzungen. Die Geschwindigkeit der Glykosidierung hängt von der Oxidationsgeschwindigkeit der Ascorbinsäure im Gewebe ab. Es ist sehr wichtig, dass die Oxidation erst nach dem Eindringen in das stratum corneum beginnt, aber nicht früher. Diese bedeutet, dass Ascorbinsäure derivatisiert werden muss, damit frühe Oxidation verhindert wird. In diesem Fall sind Ascorbinsäure und ihre Derivate in der Lage, Collagen- und Elastinsynthesen zu stimulieren und merklich den Zustand von sowohl epidermis als auch corium des Hautgewebes zu verbessern.
In den letzten Jahren sind bedeutende Schritte gemacht worden, um Vitamine und andere Wirkstoffe in dermatologische oder kosmetische Zusammensetzungen einzuführen. Diese Zusammensetzungen können für spezifische Behandlungen verschiedener Hautprobleme, wie Alterung, Trockenheit, Akne oder Pigmentierungsstörungen, verwendet werden. Vitamin C, das in verschiedene Zusammensetzungen eingebracht wird, muss gut gegen Oxidation durch die Formulierung, Lagerung, wenn es formuliert wurde, und durch Hautbehandlung geschützt werden.
EP 306,904 beschreibt einen anderen Ansatz im Gebiet der Vitaminformulierung, der das binden von Vitaminderivaten an einen Träger beinhaltet. Ein Beispiel für einen Träger ist Phosphorsäure, an die zwei Vitaminderivate gebunden sind, z. B. ein Ascorbinsäurederivat und ein Tocopherolderivat, was eine Antioxidanzienzusammensetzung ergibt. Jedoch zeigen die Vitaminderivate in dieser Bi-Vitaminform eine niedrigere Wirksamkeit als in einer freien Form. US 5,098,898 beschreibt die Kupplung von Glycerinester oder -ether an L-Ascorbinsäure über einen Phosphorsäurerest. Die resultierende Verbindung zeigt gute Antioxidanzienaktivität ebenso wie Lipidperoxid hemmende Aktivität. Jedoch ist das Endiolsystem nicht angemessen geschützt und kann somit nicht als eine Quelle von Vitamin C in topischen Formulierungen verwendet werden.
JP 63,104,971 und DE 3,613,590 offenbaren die Synthese von 2,3-Di-O-acyl-L-ascorbinsäuren, die photostabiler sind als die vorstehend erwähnten phosphorylierten L-Ascorbinsäuren. Jedoch führt die 2,3-Di-O-acylierung zum Verlust einer biologischen Aktivität und Bioverfügbarkeit wegen der geringen Löslichkeit des Produkts in Wasser. Deshalb sind solche Verbindungen praktisch nutzlos für kosmetische, dermatologische und andere Anwendungen.
JP 7,017,989 , JP 8,034,791 , JP 98,363,316 und JP 98,201,242 offenbaren Anwendungen von L-Ascorbyl-2-phosphat in chemischen Peeling- und Hautbleichungszusammensetzungen, um das Eindringen der Mittel in die Haut in der Tiefe zu verhindern und Hautreizung zu vermindern. 2-Phosphat enthaltende Derivate von L-Ascorbinsäure zeigen eine passende Stabilität und behalten die eigene Aktivität.
US 3,671,549 und DE 1,805,958 offenbaren die Synthese von L-Ascorbyl-3-phosphat durch direkte Phosphorylierung von Ascorbinsäure mit einem Phosphorhalogenid, Phosphor- und Halogenphosphorsäuren und entsprechenden Anhydriden. Das Verfahren ist zur Anwendung in großem Maßstab geeignet.
JP 10,324,627 offenbart die Synthese der L-Ascorbinsäurederivate mit Phosphat-, Pyrophosphat-, Triphosphat-, Polyphosphat-, Sulfat- oder Glycosylresten an Position 2 und OH-, Phosphat-, Polyphosphat-, Sulfat-, Glycosyl-, Alkoxyl-, Alkenyloxyl- oder Phenoxylresten an Position 3 zu deren Anwendung als Antitumorarzneistoffe. Das Problem der Stabilität war nicht das Ziel dieses Patents, sondern nur die neue pharmakologische Aktivität. Deshalb war Position 2 nicht O-substituiert mit dem Rest, der wirksam genug war für den oxidativen Schutz der Endiol-Doppelbindung.
DE 1,668,743 offenbart eine stabilisierte wässrige Zusammensetzung, umfassend Wasser als Lösungsmittel und als gelöste Stoffe: (1) Ascorbinsäure-2-phosphat, Ascorbinsäure-3-phosphat, ein Gemisch davon oder ein wasserlösliches Salz oder ein Gemisch von Salzen davon und (2) ein Borat, das aus einer Borsäure, einem wasserlöslichen Salz davon oder jedem Gemisch davon besteht, wobei der pH-Wert der wässrigen Zusammensetzung 6 bis 9 beträgt und die Menge des Borats, ausgedrückt als Orthoborsäure, mindestens 0,6 Mol pro Mol des Ascorbinsäurephosphats beträgt und im Bereich von 0,03 bis 3 Gew.-% des Wassers liegt.
Die vorliegende Erfindung stellt Verbindungen der allgemeinen Formel (I) bereit:
wobei R¹ ein gesättigter oder ungesättigter C₂-C₂₂-Fettsäurerest, ein Aminosäurerest oder ein C₁-C₁₇-Alkylrest ist; R² ein Rest der folgenden Formel (II) ist:
wobei R⁵ oder R⁶ gleich oder voneinander verschieden sind und Wasserstoff, einen C₁-C₄-Alkylrest darstellen oder R⁵ ein C₁-C₄-Alkylrest ist und R⁶ ein Metallkation oder Ammoniumkation ist; R³ und R⁴ gleich oder voneinander verschieden sind und Wasserstoff, einen gesättigten oder ungesättigten C₂-C₂₂-Fettsäurerest, einen Aminosäurerest oder einen C₁-C₁₇-Alkylrest darstellen.
Die Verbindungen der vorstehenden Formel (I) sind zum Einbringen in kosmetische oder pharmazeutische Zusammensetzungen (nachstehend zusammenfassend: „ Vitamin-C-Zusammensetzungen") verwendbar. Somit werden von der Erfindung und in Übereinstimmung mit weiteren ihrer Ausführungsformen pharmazeutische oder kosmetische Zusammensetzungen bereitgestellt, umfassend die Verbindung der Formel (I) zusammen mit einem pharmazeutischen oder kosmetischen anwendbaren Träger, Excipienten oder Verdünnungsmittel. Eine bevorzugte Zusammensetzung gemäß der Erfindung ist eine topische Zusammensetzung zur Auftragung auf die Haut. Außerdem können Vitamin-C-Zusammensetzungen gemäß der Erfindung auch manchmal zur oralen Verabreichung formuliert werden. Es wird klar, dass die Vitamin-C-Zusammensetzungen der Erfindung eine Vielzahl anderer Bestandteile enthalten können, z. B. einen pharmazeutischen oder einen kosmetischen Wirkstoff. Die Ascorbinsäure kann in den Zusammensetzungen der Erfindung wegen ihrer antioxidativen Eigenschaften enthalten sein. Manchmal kann die Vitamin-C-Zusammensetzung der Erfindung jedoch den Hauptzweck der Abgabe des Vitamin-C-Derivats der Formel (I) haben.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Synthese einer Verbindung der Formel (I) bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte:

(i) Schützen der 5'- und 6'-Hydroxylgruppen der Ascorbinsäuren, indem Ascorbinsäure mit einem Keton der allgemeinen Formel R⁷R⁸CO umgesetzt wird, wobei R⁷ und R⁸, die gleich oder verschieden sein können, für einen C₁-C₁₀-Alkylrest stehen, wodurch sich eine Verbindung der allgemeinen Formel (III) ergibt:
(ii) Umsetzen des entstandenen geschützten Ascorbinsäuremoleküls der Formel (III) mit einer Verbindung der allgemeinen Formel R¹H, wobei R¹ die vorstehenden Bedeutungen hat, wodurch sich eine Verbindung der allgemeinen Formel (IV) ergibt
(iii) Umsetzen der Verbindung der Formel (IV) mit einem Gemisch aus Phosphoroxidchlorid und dem Salz R⁶-O-Z; wobei R⁶ wie vorstehend definiert ist und Z ein Alkalimetallkation ist, wodurch sich eine Verbindung der Formel (V) ergibt;
(iv) Hydrolysieren der Verbindung der Formel (V), um die 5- und 6-Hydroxylgruppen zu entschützen, wodurch sich die Verbindung der allgemeinen Formel (I) ergibt.

Wie vorstehend angeführt, stellt die vorliegende Erfindung Derivate von Ascorbinsäure der Formel (I) bereit:
wobei R¹, R², R³ und R⁴ die vorstehenden Bedeutungen haben.
Diese Derivate sind im Vergleich zu Ascorbinsäure stabiler. Die Stabilität dieser Derivate leitet sich von der Tatsache her, dass die gleichzeitige Derivatisierung der 2- und 3-Hydroxylgruppen das 2- und 3-Endiolsystem schützt. Gleichzeitig dienen die Derivate der Formel I als zuverlässige, vielseitige und wirksame Quelle von Ascorbinsäure für menschliche Gewebe mit Bedarf dafür. Diese Verbindungen dienen nachfolgend auf ihre Hydrolyse in situ durch Enzyme, die in Gewebe, wie Haut, vorliegen, als eine Quelle für Phosphate, Carbonsäuren oder Aminosäuren. Um einen verhältnismäßig hohen Prozentsatz an freigesetzter Ascorbinsäure nach der Hydrolyse zu erzielen, sollte das Gesamtmolekulargewicht der Verbindungen der Formel I ziemlich niedrig gehalten werden. Also ist vorzugsweise, wenn auch nicht wesentlich, keine Derivatisierung für die 5- und 6-Hydroxylgruppen erforderlich, da diese Gruppen recht stabil sind und eine Derivatisierung unnnötig das Molekulargewicht des Ascorbinsäurederivats erhöhen kann. Eine solche Zunahme des Molekulargewichts kann die Menge an freigesetzter Ascorbinsäure pro Gewichtseinheit der Verbindung verringern. Manchmal kann jedoch eine solche Zunahme des Molekulargewichts von Vorteil sein.
Damit die Verbindungen als die biologisch verfügbare Quelle von Ascorbinsäure dienen können, werden die Reste R¹, R², R³ oder R⁴ jeweils unabhängig voneinander aus natürlichen und physiologisch verträglichen Einheiten gewählt, wie gesättigte und ungesättigte Fettsäuren, Aminosäuren und Phosphorsäurederivate.
Die Fettsäuren können Capron-, Palmitin-, Olein-, Linol-, Linolen-, Arachidonsäuren sein, sind aber nicht begrenzt darauf. Enzyme in Gewebe, wie diejenigen aus Hautzellen, können leicht solche Derivate hydrolysieren und alle die Hydrolyseprodukte sind natürliche Verbindungen und können also eine physiologische Bedeutung haben. Weiterhin weisen sie eine mäßige Polarität auf, also können sie in sowohl wässrigen als auch lipophilen Medien löslich sein.
Verbindungen der Formel (I) können in kosmetischen und dermatologischen Zusammensetzungen für eine wirksame Abgabe von Vitamin C an die Haut verwendet werden. Weiterhin können die Verbindungen der Erfindung auch zur oralen Verabreichung formuliert werden. Zur topischen Verabreichung können die Zusammensetzungen in verschienden Formen hergestellt werden, einschließlich, aber nicht begrenzt auf Gele, Salben, Cremes, Flüssigkeiten usw. Zur oralen Verabreichung können die Verbindungen der Erfindung in Kapseln, Mikrokapseln oder Nanoteilchen, Tabletten oder Flüssigkeiten formuliert sein. Die Art der Formulierung kann in Abhängigkeit von der angestrebten Verwendung und in Abhängigkeit von der Gesamtpolarität der speziell verwendeten Verbindung der Formel (I) variieren. Beispielsweise kann eine polare Verbindung der Formel (I) in eine wässrige Formulierung, wie Gel, formuliert werden, während eine stärker hydrophobe Verbindung der Formel (I) in eine Emulsionsform formuliert werden kann. Bei Tabletten wird beispielsweise der Wirkstoff in geeigneten Anteilen mit einem Träger gemischt, der die notwendigen Verdichtungseigenschaften aufweist, und zu der Gestalt und Größe kompaktiert, die erwünscht ist. Feste Träger schließen beispielsweise Calciumphosphat, Magnesiumstearat, Talkum, Zucker, Lactose, Dextrin, Stärke, Gelatine, Cellulose, Methylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose und Polyvinylpyrrolidin ein. Flüssige Formulierungen schließen beispielsweise Suspensionen, Emulsionen oder Sirupe ein. Flüssige Träger schließen beispielsweise Wasser, organische Lösungsmittel, Gemische von pharmazeutisch verträglichen Ölen oder Fett und andere ein. Geeignete flüssige Träger für die orale Verabreichung sind beispielsweise Wasser, Alkohole und Öle.
Die Zusammensetzungen der Erfindung umfassen eine wirksame Menge einer Verbindung der Formel I. Die wirksame Menge ist eine Menge der Verbindung, die erforderlich ist, um eine erwünschte therapeutische oder kosmetische Wirkung zu erzielen. Die wirksame Menge kann also von der erwünschten therapeutischen oder kosmetischen Wirkung, von dem zu behandelnden Zustand, von dem Stadium des Zustands, von dem Genus des behandelten Patienten, von seinem Geschlecht oder Alter, von der Verabreichungsdosierung, von der Art der Verbindung der Formel I usw. abhängen. Ein Fachmann sollte in der Lage sein, durch begrenzte und Routineexperimente die wirksame Menge in jedem Fall zu bestimmen.
Die Synthese der 2,3-substituierten Derivate muss in einer solchen Weise erfolgen, dass das 2- und 3-Endiolsystem nicht zerstört wird.
Zusammensetzungen, die Verbindungen der Formel (I) enthalten, zeigen eine gute Abgabe von Ascorbinsäure an Zellen (in vitro). Sie können also zu diesem Zweck verwendet werden. Die Zusammensetzungen der Erfindung können auch verwendet werden, um Krankheiten, Störungen oder Zustände, die mit Ascorbinsäuremangel in Zellen oder Gewebe verknüpft sind, oder solche Krankheiten, Störungen oder Zustände, die durch die Abgabe von Ascorbinsäure an Zellen oder Gewebe gebessert werden können, zu behandeln. Es gibt auch eine Vielzahl von kosmetischen Anwendungen, wo der Zusatz von Ascorbinsäure eine günstige Wirkung haben kann.
Die Erfindung wird nun durch die folgenden, nicht begrenzenden Beispiele veranschaulicht.
1 in der Zeichnung zeigt eine Darstellung der Ergebnisse eines Experiments als Balkendiagramm, bei dem die Menge an Collagen, dargestellt als Prozent der Kontrolle (Kontrolle = 100%), als eine Funktion des Darbietens von Ascorbinsäure (AA) oder verschiedenen Konzentrationen von 2-Caprylat-3-monoethylphosphat (AACP) gezeigt wird.
BEISPIELE
Beispiel 1: Synthese von 2-Caproyl-3-ethyl(calcium)phosphorylascorbinsäure
Schritt 1. Synthese von 5,6-Isopropylidenascorbinsäure.
20 g (0,125 mol) wasserfreies Kupfer(II)sulfat wurden zu einer Suspension von 20 g (0,114 mol) Ascorbinsäure in 660 ml trockenem Aceton gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 20 Std. bei Zimmertemperatur gerührt. Der Reaktionsfortschritt wurde durch DSC (Chloroform-Methanol-Wasser, 10:10:3) überwacht. Nach Filtration und Eindampfen wurden 22,57 g (92%) 5,6-Isopropylidenascorbinsäure erhalten.
Schritt 2. Synthese von 2-Capryloyl-5,6-isopropylidenascorbinsäure.
Capryloylchlorid (12,0 g, 0,074 mol) wurde bei 0 °C zu einer Lösung von 5,6-Isopropylidenascorbinsäure (14,5 g, 0,067 mol) in trockenem Pyridin (80 ml) zugetropft. Das Reaktionssystem wurde 1,5 Std. bei 0 °C gerührt und der Reaktionsfortschritt wurde durch DSC (Chloroform-Methanol, 3:1) überwacht. Danach wurde Eiswasser (300 ml) zugegeben und das Reaktionsgemisch wurde mittels Phosphorsäure (∼10 ml) auf pH-Wert 3 eingestellt und mit Ethylacetat (2 × 100 ml) extrahiert. Die vereinigten Extrakte wurden mit einer gesättigten Lösung von Natriumchlorid bis zum pH-Wert 7 gewaschen. Die gewaschene organische Phase wurde mit wasserfreiem MgSO₄ getrocknet und im Vakuum eingeengt. Der Rückstand wurde mit Hexan gewaschen, im Vakuum eingeengt, wodurch sich 22,9 g (89%) 2-Capryloyl-5,6-isopropylidenascorbinsäure ergaben.
Schritt 3. Synthese von 2-Capryloyl-3-ethyl(calcium)phosphorylascorbinsäure.
2-Capryloyl-5,6-isopropylidenascorbinsäure (4,1 g, 0,012 mol) wurde in trockenem Dichlormethan (40 ml) gelöst und Triethylamin (12,4 ml, 0,122 mol) und Diethylchlorphosphat (4,2 g, 0,024 mol) wurden bei 0 °C zugegeben. Der Reaktionsfortschritt wurde durch HPLC überwacht. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Std. bei Zimmertemperatur gerührt, dann mit Eiswasser verdünnt, mit Phosphorsäure (∼15 ml) auf pH-Wert 3 eingestellt, mit Ethylacetat (2 × 100 ml) extrahiert und mit MgSO₄ getrocknet. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum verdampft und der Rückstand wurde in trockenem Dichlormethan (50 ml) gelöst und dann wurde bei 0 °C Trimethylsilylbromid (2,2 g, 0,0144 mol) zugegeben. Die Lösung wurde 3 Std. bei Zimmertemperatur gerührt und dann wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt. Der Rückstand wurde in Wasser (30 ml) gelöst und die Lösung wurde 3 Std. heftig gerührt und dann mit einer 1 M wässrigen Lösung von Calciumhydroxid bis zum pH-Wert 7 eingestellt. Die Lösung wurde im Vakuum eingeengt und der Rückstand wurde aus einem Methanol-Wasser-Gemisch (3:2) kristallisiert, wodurch sich 2,85 g (53%) 2-Caproyl-3-ethyl(calcium)phosphorylascorbinsäure als weißes Pulver mit den folgenden physikalisch-chemischen Eigenschaften ergaben: Schmelzpunkt: 187–191 °C (Zers.); Zusammensetzung: Berechnet: C 42,86 %; H 5,58 %; P 6,92 %. C₁₆H₂₅O₁₀PCa. Gefunden: C 42,77 %; H 5,66 %; P 6,79 %. ¹H-NMR-Spektrum (DMSO-d₆/D₂O, 200 MHz): δ 4,50 (1H); 4,02 (1H); 3,74 (2H) (Ascorbinsäureeinheit); 1,15 (s, CH₃); 1,28 [(t, 3H, J 6,8Hz, Me aus OP(O)(OEt)(OCa)]; 4,12 [(dd, 2H, CH₂ aus OP(O)(OEt)(OCa)]; 4,19-4,25 [m, 12H, OC(O)(CH₂)₆(CH₃)]. ³¹P-NMR-Spektrum (DMSO-d₆/D₂O, 81 MHz): δ_P -10,5. FAB-Massenspektrum m/z 448,9 (MH⁺, C₁₆H₂₅O₁₀PCa, erfordert 448,2).
Beispiel 2: Synthese von 2-Palmitoyl-3-diethylphosphorylascorbinsäure.
Schritt 1. Synthese von 5,6-Isopropylidenascorbinsäure.
20 g (0,119 mol) wasserfreies Kupfer(II)sulfat wurden zu einer Suspension von 14 g (0,079 mol) Ascorbinsäure in 460 ml trockenem Aceton gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 16 Std. bei Zimmertemperatur gerührt. Der Reaktionsfortschritt wurde durch DSC (Chloroform-Methanol-Wasser, 10:10:3) überwacht. Nach Filtration und Eindampfen wurden 16,3 g (95%) 5,6-Isopropylidenascorbinsäure erhalten.
Schritt 2. Synthese von 2-Palmitoyl-5,6-isopropylidenascorbinsäure.
Palmitoylchlorid (12,2 g, 0,0443 mol) wurde bei 0 °C zu einer Lösung von 5,6-Isopropylidenascorbinsäure (8,7 g, 0,0403 mol) in trockenem Pyridin (90 ml) zugetropft. Das Reaktionssystem wurde 2 Std. bei 0 °C gerührt und der Reaktionsfortschritt wurde durch DSC (Chloroform-Methanol, 3:1) überwacht. Das Eiswasser (400 ml) wurde zugegeben und das Reaktionsgemisch wurde mittels Phosphorsäure (∼15 ml) auf pH-Wert 3 eingestellt und mit Ethylacetat (2 × 150 ml) extrahiert. Die vereinigten Extrakte wurden mit einer gesättigten Lösung von Natriumchlorid bis zum pH-Wert 7 gewaschen. Die gewaschene organische Phase wurde mit wasserfreiem MgSO₄ getrocknet und im Vakuum eingeengt. Der Rückstand wurde mit Hexan gewaschen, wodurch sich 16,8 g (92%) 2-Palmitoyl-5,6-isopropylidenascorbinsäure ergaben.
Schritt 3. Synthese von 2-Palmitoyl-3-diethylphosphorylascorbinsäure.
2-Palmitoyl-5,6-isopropylidenascorbinsäure (7,5 g, 0,017 mol) wurde in trockenem Dichlormethan (50 ml) gelöst und Triethylamin (16,8 ml, 0,170 mol) und Diethylchlorphosphat (4,9 g, 0,034 mol) wurden bei 0 °C zugegeben. Der Reaktionsfortschritt wurde durch HPLC überwacht. Das Reaktionsgemisch wurde 3 Std. bei Zimmertemperatur gerührt, dann mit Eiswasser verdünnt, mit Phosphorsäure (∼25 ml) auf pH-Wert 3 eingestellt, mit Diethylether (2 × 100 ml) extrahiert, um nicht umgesetztes Reagens zu entfernen, und danach wurde die organische Phase mit MgSO₄ getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck verdampft und der Rückstand wurde mit 100 ml kaltem Wasser verdünnt, mit 1 M wässriger Lösung von Zitronensäure auf pH-Wert 4 eingestellt und das Reaktionsgemisch wurde 16 Std. bei 40 °C gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde auf Zimmertemperatur abgekühlt und mit Ethylacetat (3 × 100 ml) extrahiert. Die vereinigten Extrakte wurden mit einer gesättigten Lösung von Natriumchlorid bis zum pH-Wert 7 gewaschen. Die gewaschene organische Phase wurde mit wasserfreiem MgSO₄ getrocknet und im Vakuum eingeengt. Der Rückstand wurde aus einem Ethylacetat-Hexan-Gemisch (1:1) kristallisiert, wodurch sich 5,40 g (59%) 2-Palmitoyl-3-diethylphosphorylascorbinsäure als weißes Pulver mit den folgenden physikalischchemischen Eigenschaften ergaben: Schmelzpunkt: 139–142 °C (Zers.); Zusammensetzung: Berechnet: C 56,73 %; H 8,55 %; P 5,64 %. C₂₆H₄₇O₁₀P. Gefunden: C 56,61 %; H 8,48 %; P 5,80 %. ¹H-NMR-Spektrum (CDCl₃-McOH-d₄, 200 MHz): δ 4,52 (1H); 4,01 (1H); 3,73 (2H) (Ascorbinsäureeinheit); 1,18 (s, CH₃); 1,25 [(t, 3H, J 6,8Hz, Me aus OP(O)(OEt)₂]; 1,28 [(t, 3H, J 6,8Hz, Me aus OP(O)(OEt)₂]; 4,13 [(ddd, 2H, CH₂ aus OP(O)(OEt)₂]; 4,17 [(ddd, 2H, CH₂ aus OP(O)(OEt)₂]; 4,21-4,29 [m, 28H, OC(O)(CH₂)₁₄(CH₃)]. ³¹P-NMR-Spektrum (CDCl₃-McOH-d₄, 81 MHz): δ_P -7,3. CIMS-Massenspektrum m/z 550,9 (MH⁺, C₂₆H₄₇O₁₀P, erfordert 550,4).
Beispiel 3: Synthese von 2-Capryloyl-3-dicalciumphosphoryl-6-palmytoylascorbinsäure.
Schritt 1. Synthese von 5,6-Isopropylidenascorbinsäure.
9 g (0,056 mol) wasserfreies Kupfer(II)sulfat wurden zu einer Suspension von 9 g (0,051 mol) Ascorbinsäure in 300 ml trockenem Aceton und 53 ml (0,51 mol) trockenem 2,2-Dimethoxypropan gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 10 Std. bei Zimmertemperatur gerührt. Der Reaktionsfortschritt wurde durch DSC (Chloroform-Methanol-Wasser, 10:10:3) überwacht. Nach Filtration und Eindampfen wurden 10,6 g (97%) 5,6-Isopropylidenascorbinsäure erhalten.
Schritt 2. Synthese von 2-Capryloyl-5,6-isopropylidenascorbinsäure.
Capryloylchlorid (6,9 g, 0,042 mol) wurde bei 0 °C zu einer Lösung von 5,6-Isopropylidenascorbinsäure (8,3 g, 0,038 mol) in trockenem Dichlormethan (60 ml) und Triethylamin (53 ml, 0,380 ml) zugetropft. Das Reaktionssystem wurde 2,0 Std. bei 0 °C gerührt und der Reaktionsfortschritt wurde durch DSC (Chloroform-Methanol, 3:1) überwacht. Das Eiswasser (300 ml) wurde zugegeben und das Reaktionsgemisch wurde mittels Phosphorsäure (∼10 ml) auf pH-Wert 3 eingestellt und mit Ethylacetat (2 × 100 ml) extrahiert. Die vereinigten Extrakte wurden mit einer gesättigten Lösung von Natriumchlorid bis zum pH-Wert 7 gewaschen. Die gewaschene organische Phase wurde mit wasserfreiem MgSO₄ getrocknet und im Vakuum eingeengt. Der Rückstand wurde mit Hexan gewaschen, wodurch sich 12,1 g (92%) 2-Capryloyl-5,6-isopropylidenascorbinsäure ergaben.
Schritt 3. Synthese von 2-Capryloyl-3-(dicalcium)phosphorylascorbinsäure.
2-Capryloyl-5,6-isopropylidenascorbinsäure (5,7 g, 0,017 mol) wurde in trockenem Dichlormethan (50 ml) gelöst und Triethylamin (17,2 ml, 0,170 mol) und Diethylchlorphosphat (7,4 g, 0,051 mol) wurden bei 0 °C zugegeben. Der Reaktionsfortschritt wurde durch HPLC überwacht. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Std. bei Zimmertemperatur gerührt, dann mit Eiswasser verdünnt, mit Phosphorsäure (∼15 ml) auf pH-Wert 3 eingestellt, mit Ethylacetat (2 × 100 ml) extrahiert und mit MgSO₄ getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck verdampft und der Rückstand wurde in trockenem Dichlormethan (50 ml) gelöst und dann wurde bei 0 °C Trimethylsilylbromid (10,4 g, 0,068 mol) zugegeben. Die Lösung wurde 5 Std. bei Zimmertemperatur gerührt und dann wurde das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde in Wasser (30 ml) gelöst und die Lösung wurde 3 Std. heftig gerührt und dann mit einer 1 M wässrigen Lösung von Calciumhydroxid bis zum pH-Wert 7 eingestellt. Die Lösung wurde im Vakuum eingeengt, aus einem Gemisch kristallisiert, wodurch sich 3,73 g (59%) 2-Caproyl-3-(dicalcium)phosphorylascorbinsäure ergaben.
Schritt 4. Synthese von 2-Capryloyl-3-(dicalcium)phosphoryl-6-palmitoylascorbinsäure.
Palmitoylchlorid (3,1 g, 0,010 mol) wurde bei 0 °C zu einer Lösung von 2-Caproyl-3-(dicalcium)phosphorylascorbinsäure (3,5 g, 0,092 mol) in trockenem Pyridin (40 ml) zugetropft. Das Reaktionssystem wurde 2 Std. bei 0 °C gerührt und der Reaktionsfortschritt wurde durch HPLC überwacht. Das Eiswasser (200 ml) wurde zugegeben und das Reaktionsgemisch wurde mittels Phosphorsäure (∼10 ml) auf pH-Wert 3 eingestellt und mit Ethylacetat (2 × 100 ml) extrahiert. Die vereinigten Extrakte wurden mit einer gesättigten Lösung von Natriumchlorid bis zum pH-Wert 7 gewaschen. Die gewaschene organische Phase wurde mit wasserfreiem MgSO₄ getrocknet und im Vakuum eingeengt. Der Rückstand wurde aus einem Methanol-Wasser-Gemisch (1:1) kristallisiert, wodurch sich 3,10 g (47%) 2-Capryloyl-3-(dicalcium)phosphoryl-6-palmitoylascorbinsäure als weißes Pulver mit den folgenden physikalisch-chemischen Eigenschaften ergaben: Schmelzpunkt: 157–161 °C (Zers.); Zusammensetzung: Berechnet: C 51,58 %; H 7,31 %; P 4,44 %. C₃₀H₅₁O₁₁PCa₂. Gefunden: C 51,72 %; H 7,51 %; P 4,60 %. ¹H-NMR-Spektrum (DMSO-d₆/D₂O, 200 MHz): δ 4,51 (1H); 4,01 (1H); 3,75 (2H) (Ascorbinsäureeinheit); 1,15 (s, CH₃); 1,18 (s, CH₃); 4,17-4,22 [m, 12H, OC(O)(CH₂)₆(CH₃)]; 4,28-4,33 [m, 28H, OC(O)(CH₂)₁₄(CH₃)]. ³¹P NMR spectrum (DMSO-d₆/D₂O, 81 MHz): δ_P -4,9. FAB-Massenspektrum m/z 698,4 (MH⁺, C₃₀H₅₁O₁₁PCa₂, erfordert 698,9).
Beispiel 4. Synthese von 2-Glycinat-3-diethylphosphorylascorbinsäure.
Schritt 1. Synthese von 5,6-Isopropylidenascorbinsäure.
5,6-Isopropylidenascorbinsäure wurde wie in Beispiel 1 (Schritt 1) beschrieben hergestellt.
Schritt 2. Synthese von 2-Glycinat-5,6-isopropylidenascorbinsäure.
Chloracetylchlorid (1,5 g, 0,013 mol) wurde bei 0 °C zu einer Lösung von 5,6-Isopropylidenascorbinsäure (2,16 g, 0,010 mol) in trockenem Pyridin (50 ml) zugetropft. Das Reaktionssystem wurde 1 Std. bei 0 °C gerührt und der Reaktionsfortschritt wurde durch HPLC überwacht. 10 ml 25%iger Ammoniak (wässrige Lösung) wurden bei 0 °C zum Reaktionsgemisch gegeben, danach wurde das Reaktionssystem 1 Std. bei 0 °C und dann über Nacht bei Zimmertemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit 500 ml kaltem Wasser verdünnt; der pH-Wert wurde mit 1 M wässriger Lösung von Zitronensäure auf 7 eingestellt und mit Ethylacetat (3 × 100 ml) extrahiert. Die vereinigten Extrakte wurden mit einer gesättigten Lösung von Natriumchlorid bis zum pH-Wert 7 gewaschen. Die gewaschene organische Phase wurde mit wasserfreiem MgSO₄ getrocknet und im Vakuum eingeengt. Der Rückstand wurde mit Hexan gewaschen, im Vakuum eingeengt, wodurch sich 2,4 g (88%) 2-Glycinat-5,6-isopropylidenascorbinsäure ergaben.
Schritt 3. Synthese von 2-Glycinat-3-diethylphosphoryl-5,6-isopropylidenascorbinsäure.
2-Glycinat-5,6-isopropylidenascorbinsäure (2,73 g, 0,010 mol) wurde in trockenem Tetrahydrofuran (50 ml) gelöst und Triethylamin (15,0 ml, 0,108 mol) und Diethylchlorphosphat (2,6 g, 0,015 mol) wurden bei 0 °C zugegeben. Der Reaktionsfortschritt wurde durch HPLC überwacht. Das Reaktionsgemisch wurde bei 0 °C und danach 2 Std. bei Zimmertemperatur gerührt. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck verdampft und der Rückstand wurde mit 50 ml kaltem Wasser verdünnt, mit 1 M wässriger Lösung von Zitronensäure auf pH-Wert 4 eingestellt und das Reaktionsgemisch wurde 16 Std. bei Zimmertemperatur gerührt, wodurch der 5,6-Isopropylidenschutz entfernt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde mit gesättigtem Natriumchlorid gewaschen und mit Ethylacetat (3 × 100 ml) extrahiert. Die vereinigten Extrakte wurden mit wasserfreiem MgSO₄ getrocknet und unter vermindertem Druck eingeengt. Der Rückstand wurde aus einem Ethylacetat-Hexan-Gemisch (1:1) kristallisiert, wodurch sich 1,89 g (51%) 2-Glycinat-3-diethylphosphorylascorbinsäure als weißes Pulver mit den folgenden physikalisch-chemischen Eigenschaften ergaben. Zusammensetzung: Berechnet: C 39,02 %; H 5,42 %; P 8,40 %. C₁₂H₂₀NO₁₀P. Gefunden: C 39,21 %; H 5,59 %; P 8,27 %. ¹H-NMR-Spektrum (CDCl₃-DMSO-d₆, 200 MHz): δ 4,52 (1H); 4,01 (1H); 3,73 (2H) (Ascorbinsäureeinheit); 1,25 [(t, 3H, J 6,7Hz, Me aus OP(O)(OEt)₂]; 1,27 [(t, 3H, J 6,7Hz, Me aus OP(O)(OEt)₂]; 2,93 [(dd, 2H, CH₂, CH₂NH₂]; 3,26 [(bs, 2H, NH₂]; 4,10 [(ddd, 2H, CH₂ aus OP(O)(OEt)₂]; 4,15 [(ddd, 2H, CH₂ aus OP(O)(OEt)₂]. ³¹P-NMR-Spektrum (CDCl₃-DMSO-d₆, 81 MHz): δ_P -3,4. CIMS-Massenspektrum m/z 369,5 (MH⁺, C₁₂H₂₀NO₁₀P, erfordert 369,2).
Beispiel 5: Dermatologische Wirkung. Stimulation der Collagensynthese in primären menschlichen Vorhautfibroblasten durch Ascorbinsäure-2-caprylat-3-monoethylphosphat
Die Fibroblasten wurden in Mikrokulturplatten mit 24 Vertiefungen in DMEM platziert, das mit 10% fetalem Kalbsserum ergänzt war, das 100 μg/ml β-Aminopropionitril, 10 μCi [2,3-³H]-Prolin und entweder Ascorbinsäure (AA) oder Ascorbinsäure-2-caprylat-3-monoethylphosphat (AACP) enthielt. Die Kulturen wurden 24 Stunden inkubiert. Der Einbau von [2,3 ³H]-Prolin in Pepsin-resistentes, durch Salz ausgefälltes extrazelluläres Collagen wurde bestimmt und als ein Index für die Effizienz bei der Collagensynthese verwendet. Die Ergebnisse aus vier identisch behandelten Vertiefungen wurden gemittelt und für die Zellenanzahl in der Probe korrigiert. Die Wirkung von AA und AACP auf die Collagensynthese wird in 1 gezeigt. Beide Verbindungen zeigten ein vergleichbares Niveau der Aktivität bei der Stimulation der Collagensynthese in menschlichen Vorhautfibroblasten.

Claims

Verbindung der allgemeinen Formel (I):
wobei R¹ ein gesättigter oder ungesättigter C₂-C₂₂-Fettsäurerest, ein Aminosäurerest oder ein C_I-C₁₇-Alkylrest ist; R² ein Rest der folgenden Formel (II) ist:
wobei R⁵ oder R⁶ gleich oder voneinander verschieden sind und Wasserstoff, einen C₁-C₄-Alkylrest darstellen oder R⁵ ein C₁-C₄-Alkykest ist und R⁶ ein Metallkation oder Ammoniumkation ist; R³ und R⁴ gleich oder voneinander verschieden sind und Wasserstoff, einen gesättigten oder ungesättigten C₂-C₂₂-Fettsäurerest, einen Aminosäurerest oder einen C₁-C₁₇-Alkylrest darstellen.
Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (I):
wobei R¹ ein gesättigter oder ungesättigter C₂-C₂₂-Fettsäurerest, ein Aminosäurerest oder ein C₁-C₁₇-Alkylrest ist; R² ein Rest der folgenden Formel (II) ist:
wobei R⁵ oder R⁶ gleich oder voneinander verschieden sind und Wasserstoff, einen C₁-C₄-Alkylrest darstellen oder R⁵ ein C₁-C₄-Alkykest ist und R⁶ ein Metallkation oder Ammoniumkation ist; R³ oder R⁴ gleich oder voneinander verschieden sind und Wasserstoff, einen gesättigten oder ungesättigten C₂-C₂₂-Fettsäurerest, einen Aminosäurerest oder einen C₁-C₁₇-Alkylrest darstellen, wobei das Verfahren umfasst: (i) Schützen der 5- und 6-Hydroxylgruppen von Ascorbinsäure, um eine Verbindung der Formel (III) zu erhalten:
wobei R⁷ und R⁸ gleich oder voneinander verschieden sind und einen C₁-C₁₀-Alkylrest darstellen; (ii) Umsetzen der entstandenen geschützten Ascorbinsäure der Formel (III) mit einer Verbindung der allgemeinen Formel R¹H, um eine Verbindung der Formel (IV) zu erhalten:
(iii) Umsetzen der Verbindung der Formel (IV) mit einem Phosphorylierungsmittel, um eine Verbindung der Formel (V) zu erhalten:
und (iv) Hydrolisieren der Verbindung der Formel (V), um die 5- und 6-Hydroxylgruppen zu entschützen, um die Verbindung der allgemeinen Formel (I) zu erhalten.
Pharmazeutische oder kosmetische Zusammensetzung, umfassend als einen Wirkstoff eine wirksame Menge einer Verbindung der Formel (I) wie in Anspruch 1 definiert, gegebenenfalls zusammen mit einem verträglichen Träger.
Pharmazeutische oder kosmetische Zusammensetzung gemäß Anspruch 3 zur Behandlung oder Kontrolle von mit Vitamin-C-Mangel in Verbindung stehenden Krankheitszuständen.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 3 oder 4, welche eine topische Zusammensetzung ist und einen Träger, geeignet zum Auftragen auf die Haut, umfasst.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 3, welche eine orale Zusammensetzung ist und einen Träger, geeignet zur oralen Verabreichung, umfasst.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, umfassend Mikrokapseln oder Nanokapseln, welche den Wirkstoff verkapseln.