JPH10204077A - 抗酸化活性を有するベンゾクロマン誘導体 - Google Patents

抗酸化活性を有するベンゾクロマン誘導体

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JPH10204077A
JPH10204077A JP4133097A JP4133097A JPH10204077A JP H10204077 A JPH10204077 A JP H10204077A JP 4133097 A JP4133097 A JP 4133097A JP 4133097 A JP4133097 A JP 4133097A JP H10204077 A JPH10204077 A JP H10204077A
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JP
Japan
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methyl
compound
group
naphthoquinone
benzochroman
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JP4133097A
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English (en)
Inventor
Kaori Takeuchi
香織 竹内
Masataka Mochizuki
正隆 望月
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で抗酸化活性を発揮し、合成が容
易で計量しやすいベンゾクロマン誘導体を得る。 【解決手段】 ベンゾクロマンの6位に水酸基または保
護された水酸基を、5位にアルコキシ基を、2位に2個
のメチル基を導入した化合物によって解決された。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は抗酸化活性を有する
ベンゾクロマン誘導体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ビタミンEは強力な抗酸化活性を有する
化合物であり、天然物(d−α−トコフェロール)、合
成品(d1−α−トコフェロール)共に、医薬品、化粧
品、健康食品等の様々な製品に利用されている。生体内
の至る所で容易に生成するフリーラジカルや活性酸素
が、種々の疾患やがん、老化等を引き起こすことが認識
されるにつれて、ビタミンEと同程度あるいはそれ以上
の抗酸化活性を有する化合物の必要性が重要視されてき
た。α−トコフェロールの構造
【0003】
【化2】
【0004】ビタミンEはクロマン環の6位に水酸基を
有する構造が基本骨格となっている。5、7、8位は全
てメチル化されており、2位には長い炭化水素であるフ
ィチル側鎖とメチル基が結合しているのが特徴である。
【0005】ビタミンEが抗酸化活性を発揮するために
は、クロマン環の1位の酸素原子と6位の水酸基の存在
が必須であり、これら2つの酸素原子はパラ位に位置し
ていなければならない。また、6位の水酸基がフリーラ
ジカルを捕捉するためには、5、7位の基は立体障害の
小さい置換基でなければならない。さらには、ビタミン
Eがフリーラジカルを捕捉した後に生じるビタミンEラ
ジカルを安定化させるためには、5、7、8位の基は電
子供与基であって、クロマン環の電子密度を増加させる
ことが望ましい。以上のことから、より大きなπ電子系
を有するビタミンE類縁体が大きな抗酸化活性を発揮す
ることが示唆された。
【0006】そこで新しく注目された化合物がビタミン
K(フィロキノン)であり、これはナフトキノン構造が
基本骨格となっている。
【0007】
【化3】
【0008】ビタミンKは2位にメチル基を、3位に炭
化水素側鎖を有しているため、無水塩化スズと濃塩酸を
用いた環化反応によって容易にベンゾクロマン誘導体で
あるビタミンK−クロマノールを合成することができ
る。これはビタミンEのクロマン環の7、8位にベンゼ
ン環が縮合した構造をとっており、より大きなπ電子系
を有している。したがって、自身がラジカル型となった
時に非常に安定であり、実際にビタミンEよりも大きな
抗酸化活性を有することが報告されている。ビタミンK
−クロマノールの構造
【0009】
【化4】
【0010】ビタミンEとビタミンKは2位に長い炭化
水素側鎖を有しているため、水への溶解性が非常に低
く、合成に手間がかかる。また、粘性が高いため計量も
困難である。したがって新しい誘導体を合成しようとす
る際には、側鎖をメチル基等の短い炭化水素に変換して
おく方が好都合である。こういったモデル化合物は、i
n vitroにおいてフィチル側鎖を有する化合物と
同等の抗酸化活性を発揮することが示されている。つま
り、モデル化合物を合成して抗酸化活性を評価し、それ
が有効であると認められた時にはフィチル側鎖を結合さ
せ、in vivでの評価を行うことができるのであ
る。したがって抗酸化活性を有する化合物の検討を行う
際には、モデル化合物は非常に有用であると言える。
【0011】先に述べたように、水酸基の隣接位には立
体障害の小さい電子供与基があることが重要である。し
かし、従来までは水酸基の水素原子と水素結合を形成す
る含酸素置換基や含窒素置換基は、水酸基の反応性を低
下させる恐れがあるために不適切であると考えられてい
た。そのため、水酸基の隣接位に配置できる置換基の種
類がかなり制約されていたのである。現在モデル化合物
の構造を有する既知ベンゾクロマン誘導体は、水酸基の
隣の5位にメチル基を有する6−ヒドロキシ−2,2,
5−トリメチル−2H−ベンゾ[h]クロメン(例示化
合物B−1)と、ヘテロ環に水酸基が導入された4,6
−ジヒドロキシ−2,2,5−トリメチル−2H−ベン
ゾ[h]クロメン(例示化合物B−2)などがある。
【0012】
【化5】
【0013】
【化6】
【0014】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の第
一の目的は、合成が容易であり、単純な構造を持ちなが
ら強力な抗酸化活性を発揮するベンゾクロマン誘導体を
得ることである。本発明の構造中の水酸基の隣接位に
は、電子供与性のアルコキシ基を有しているが、この置
換基と化合物のπ電子系との相乗効果により、大きな抗
酸化活性を発揮する可能性を考慮した。第二の目的は、
合成が容易で、計量しやすく、溶解性の大きいベンゾク
ロマン誘導体を得ることである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、ベンゾ
クロマンの6位に水酸基を、5位にアルコキシ基を、2
位に2個のメチル基を導入することによって達成され
た。従来のクロマン誘導体の場合と異なり、ベンゾクロ
マン誘導体の場合は、水酸基の隣接位をアルキル基より
も電子供与性の強いアルコキシ基で置換しても、従来の
知見で心配されていたような水酸基の反応性の低下は生
じず、非常に大きな抗酸化活性を有することがわかっ
た。この発明によれば、一般式(I)
【0016】
【化7】
【0017】〔式中、Rは水酸基、あるいは保護され
た水酸基を表す。保護された水酸基としてはエステル、
エーテル等が挙げられる。Rはアルコキシ基を表して
いる〕の化合物が供せられる。
【0018】なお、6位の保護された水酸基のエステル
としては、酢酸エステルやギ酸エステル等の脂肪酸エス
テル、安息香酸エステル等の芳香族カルボン酸エステ
ル、ベンジルオキシカルボニルエステル、t−ブトキシ
カルボニルエステル等の炭酸エステル等が挙げられる。
エーテルとしてはメチルエーテル等のアルキルエーテ
ル、アリルエーテル等のアルケニルエーテル、ベンジル
エーテルやトリフェニルメチルエーテル等のアラルキル
エーテル等が挙げられる。また、5位のアルコキシ基と
しては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ
基、t−ブチルオキシ基等の炭素数1〜4の低級アルコ
キシ基が挙げられる。
【0019】さらに、ベンゾクロマン環の電子密度を増
加させるために、7、8、9、10位に電子供与基を導
入することもできる。本発明において電子供与基として
は、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、アリールオキ
シ基、アシルオキシ基、アラルキルオキシ基、アミノ
基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリール
アミノ基、アシルアミノ基、等が挙げられる。なお、ア
シルオキシ基およびアシルアミノ基中のアシル基として
は、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリ
ル基等が挙げられる。
【0020】次に、本発明の具体的化合物の例として下
記化合物を挙げるが、本発明の範囲をこれらの例に限定
するものではない。
【0021】
【化8】
【0022】
【化9】
【0023】
【発明の実施の形態】一般式(I)で表される化合物
は、ビタミンK同族体の一般的な合成方法に準じて合成
可能である。合成方法が記載されている文献としては、
O.Isler,R.Ruegg,A.Studer,
R.Jurgens,Z.Physiol.Che
m.,295,290−309(1953);K.L.
Wiliamson著,後藤俊夫訳,「ウィリアムソン
マイクロスケール有機化学実験」,丸善,東京,19
90,pp.368−374;L.H.Chen,R.
D.Dallam,Nature,198,386(1
963);藤沢正計,川端韶子,山本隆一,薬学雑誌,
87(12),1451−1456(1967).など
が挙げられるが、合成は全て不活性ガス(窒素ガス、ア
ルゴンガス)通気下で行う必要がある。
【0024】
【実施例】以下に、本発明を実施例にしたがって具体的
に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定す
るものではない。
【0025】〔実施例1〕 (ベンゾクロマン誘導体の合成)ラパコール[2−ヒド
ロキシ−3−(3−メチル−2−ブテニル)−1,4−
ナフトキノン]600mgをドライアセトン60mlに
溶解し、ヨウ化メチル0.6mlと無水炭酸カリウム4
80mgを加えて、激しく攪拌しながら5時間30分加
熱還流した。反応液を室温に冷却し、精製水80mlを
加え、ジクロロメタン50mlで3回抽出した。ジクロ
ロメタン層を精製水50mlで洗浄し、無水硫酸ナトリ
ウムで乾燥させ、濾過した。濾液をエバポレーターで減
圧留去し、赤褐色の液体を800mg得た。これを少量
のn−ヘキサン:ジエチルエーテル=5:1の溶媒に溶
解させ、シリカケルカラムによる分離を行った。シリカ
ゲル80g、カラム内径3.0cm、n−ヘキサン:ジ
エチルエーテル=5:1の溶媒を用いて分離を行った結
果、400mgの蛍光黄褐色の液体を得た。H−NM
Rにより、O−メチルラパコール[2−メトキシ−3−
(3−メチル−2−ブテニル)−1,4−ナフトキノ
ン]であることを確認した。収率は64%であった。た
だしこの化合物は低融点物質であるため、気温によって
は固化する場合もある。H−NMR(CDCl);
1.68(s,3H,gem−CH),1.78
(s,3H,gem−CH),3.30(d,2H,
−CH=,J=7.3),4.12(s,3H,−OC
),5.13(m,1H,−CH=),7.69
(m,2H,6,7−H),8.05(m,2H,5,
8−H).
【0026】次に、O−メチルラパコール400mgを
1,4−ジオキサン15mlに溶解し、無水塩化スズ8
00mgと濃塩酸0.4mlを加えて攪拌しながら3時
間加熱還流した。反応液を氷に注ぎ、ジエチルエーテル
30mlで2回抽出した。ジエチルエーテル層を精製水
20mlで3回、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液20m
l、精製水20mlで洗浄した。溶媒をエバポレーター
で減圧留去し、茶色の液体を得た。これに少量のジエチ
ルエーテルと過剰のn−ヘキサンを加えて氷冷し、薄茶
色固体を析出させた。氷冷したn−ヘキサン20mlを
加えて懸濁させ、5℃で遠心分離を行った(3000r
pm,10分)。その結果、薄茶色固体の沈殿が110
mg得られ、これをエタノール−精製水から再結晶し
た。最終的に光沢のある白色針状結晶を40mg得た。
−NMR、MS、元素分析により、2,2−ジメチ
ル−6−ヒドロキシ−5−メトキシ−2H−ベンゾ
[h]クロメン(例示化合物A−1)であることを確認
した。融点は82〜83℃で、収率は10%であった。
−NMR(CDCl);1.41(s,6H,g
em−CH),1.87(t,2H,−CH−,J
=6.6),2.87(m,2H,Ar−CH−),
3.87(s,3H,Ar−OCH),5.52(b
r,1H,Ar−OH),7.41(m,2H,8,9
−H),8.10(m,2H,7.10−H).Ana
l.Calcd for C1618;C,7
4.39;H,7.02.Found;C,74.1
9;H,7.00.Massspectrum,M
ase peak m/e=258,calcd.25
8.
【0027】〔実施例2〕 (ESRを用いた抗酸化活性の測定1)抗酸化活性の評
価はKO系を用い、次のように行った。水溶液の調製
には超純水を用いた。DMPO(5.5−ジメチル−1
−ピロリン N−オキシド)10μl、試料溶液/DM
SO10μl、0.1molリン酸緩衝液(pH7.
4)190μl、KO500nmol/1%18−ク
ラウン−6/DMSO溶液10μlの順に加え、KO
添加を反応開始時間として、1分後のDMPO−OOH
シグナルを観察した。化合物を添加していないブランク
の、内部標準物質であるマンガンに対するDMPO−O
OHのシグナル強度を1.0として、それぞれ化合物の
各濃度におけるDMPO−OOHのシグナル強度をre
lativeintensity(R.I.)として算
出した。図1に、α−トコフェロール(比較例)、例示
化合物B−1(比較例)、例示化合物A−1(本発明)
を用いた時のR.I.の変化を示した。
【0028】図1に示したように、本発明の例示化合物
A−1を用いた時にはDMPO−OOHシグナルの生成
が最も強く抑制された。よって例示化合物A−1は強力
な抗酸化活性を有することがわかった。
【0029】〔実施例3〕 (ESRを用いた抗酸化活性の測定2)抗酸化活性の評
価はFenton系を用い、次のように行った。水溶液
の調製には超純水を用いた。DMPO(超純水1/2希
釈)10μl、試料溶液/DMSO10μl、0.1m
olリン酸緩衝液(pH7.4)180μl、10mM
硫酸第一鉄水溶液10μl、10mM過酸化水素水溶液
10μlの順に加え、過酸化水素水溶液添加を反応開始
時間として、3分後のDMPO−OHシグナルを観察し
た。化合物を添加していないブランクの、内部標準物質
であるマンガンに対するDMPO−OHのシグナル強度
を1.0として、それそれ化合物の各濃度におけるDM
PO−OOHのシグナル強度をrelative in
tensity(R.I.)として算出した。図2に、
α−トコフェロール(比較例)、例示化合物B−1(比
較例)、例示化合物A−1(本発明)を用いた時のR.
I.の変化を示した。
【0030】図2に示したように、α−トコフェロール
はDMPO−OHシグナルの生成をほとんど抑制しなか
ったが、本発明の例示化合物A−1を用いた時には最も
強く抑制された。よって例示化合物A−1は強力な抗酸
化活性を有することがわかった。
【0031】
【発明の効果】本発明の化合物は、α−トコフェロール
や、従来のクロマン構造を有するビタミンE類縁体、ベ
ンゾクロマン構造を有する6−ヒドロキシ−2,2,5
−トリメチル−2H−ベンゾ[h]クロメンよりも大き
な抗酸化活性を有することがわかった。さらに、α−ト
コフエロールはDMPO−OHシグナルの生成をほとん
ど抑制しなかったが、本発明の化合物は非常に強く抑制
した。水酸基の隣りに酸素原子があるにも拘わらず抗酸
化活性が増加したのは、アルコキシ基の強い電子供与性
とベンゾクロマン環の大きなπ電子系の存在によるもの
である。また、長い炭化水素側鎖を有するビタミンEや
ビタミンK−クロマノールと異なり、アルコキシ基と2
個のメチル基の導入により溶解性が向上し、メタノー
ル、エタノール、エーテル、ジクロロメタンを始め、ア
セトニトリル、ジメチルスルホキシド、n−ヘキサンに
も容易に溶解可能となった上に、取り扱いが容易となっ
た。したがって抗酸化活性の測定を行う際に様々な測定
系を用いることができ、評価を簡便に行うことができる
ようになった。また、生体内においても有効な抗酸化活
性を示すことが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例2の例示化合物A−1のDMPO−OO
Hの生成抑制活性を示す図である。
【図2】実施例3の例示化合物A−1のDMPO−OH
の生成抑制活性を示す図である。
【符号の説明】
○ α−Tocopherol(比較例) △ 例示化合物B−1(比較例) ▲黒四角▼ 例示化合物A−1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(I) 【化1】 〔式中、Rは水酸基、あるいは保護された水酸基を、
    はアルコキシ基を表す。〕で表されるベンゾクロマ
    ン誘導体
JP4133097A 1997-01-22 1997-01-22 抗酸化活性を有するベンゾクロマン誘導体 Pending JPH10204077A (ja)

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