KR101123366B1

KR101123366B1 - 우수한 안정성을 갖는 항산화제와 키토산과의 복합체

Info

Publication number: KR101123366B1
Application number: KR1020080060599A
Authority: KR
Inventors: 김철환; 조군호; 신찬재; 고승학
Original assignee: (주)바이오제닉스
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2012-03-23
Also published as: KR20100000917A

Abstract

본 발명은 항산화제와 키토산을, 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드 존재하에서, 반응시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 얻어진 항산화제-키토산 복합체를 제공한다. 또한 본 발명은 (a) 코엔자임 Q10, α-토코페롤, 레티놀, 아스코르브산, 부틸화 히드록시 톨루엔(butylated hydroxy toluene), 제니스테인(genistein), 큐세틴, 프로필 갈레이트, 에피갈로카테킨 갈레이트, 갈로카테킨 갈레이트, 실리빈, 디오스메틴, 캠퍼롤, 에피카테킨, 및 갈란긴으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택된 항산화제과 숙신산을 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드 존재하에서 반응시켜 3-항산화제-카르보닐 프로파논산을 제조하는 단계; 및 (b) 단계(a)에서 얻어진 3-항산화제-카르보닐 프로파논산과 키토산을 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드 존재하에서 반응시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 얻어진 항산화제-키토산 복합체를 제공한다.

항산화제, 키토산, 복합체

Description

우수한 안정성을 갖는 항산화제와 키토산과의 복합체{Complex of antioxidant and chitosan having improved stability}

본 발명은 항산화제와 키토산과의 복합체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항산화제를 키토산에 직접 커플링시키거나 숙산산 등의 링커를 매개로 결합시켜 제조된 복합체(complex)에 관한 것으로, 상기 항산화제-키토산 복합체는 항산화제의 안정성을 효과적으로 증가시킬 뿐만 아니라, 항산화제의 변취 현상을 차단할 수 있어, 의약 조성물 및 화장료 조성물에 유용하게 적용될 수 있다.

의약 조성물 및/또는 화장료 조성물은 다양한 항산화제를 포함한다. 상기 항산화제로는 α-리포산, 코엔자임 Q10, α-토코페롤, 레티놀, 글루타치온, 아스코르브산, 부틸화 히드록시 톨루엔(butylated hydroxy toluene), 제니스테인(genistein), 큐세틴, 프로필 갈레이트, 에피갈로카테킨 갈레이트, 갈로카테킨 갈레이트, 실리빈, 디오스메틴, 캠퍼롤, 에피카테킨, 갈란긴 등의 다양한 화합물이 알려져 있다.

예를 들어, 글루타티온 포유류와 식물조직의 호흡에 중요한 역할을 하며, 여러 신진대사 반응과정 중에 발생하는 유해한 부산물인 과산화수소를 물로 환원시켜 서 적혈구를 보호하고, 다양한 효소들의 보조인자로 작용하여 면역세포의 재생에 관여한다. 노인에 있어서, 글루타티온을 하루에 75 mg씩 섭취할 경우, 면역세포의 활동성이 크게 증가한다고 보고된 바 있다. 코엔자임 Q10은 미토콘드리아가 에너지를 만드는 것을 도와주는 보조효소로서, 항바이러스, 항균, 항암 활성을 비롯한 다양한 약리 작용이 보고된 바 있다. 또한, 토코페롤은 혈액 내 산소의 증가를 돕고 혈액의 순환을 개선하며, 동맥경화를 막아 혈관의 탄력을 유지시켜주고 혈액의 응고를 막아주므로 심혈관질환 등의 질환의 예방 및 치료 활성이 보고된 바 있다.

한편, 항산화제는 단독으로 존재할 경우, 안정성 특시 수성 매질에서의 안정성이 낮아 쉽게 변성(예를 들어, 환원)되는 문제가 있고, 항산화제에 따라서는 역한 냄새의 발생 즉, 변취 문제가 발생한다.

예를 들어, 인체의 면역 기능을 높여주고, 혈당을 저하시키며, 식욕을 억제하는 등의 다양한 약리효과를 갖는 것으로 알려져 있는 α-리포산의 경우, 쉽게 환원되어 디히드로리포산이 생성됨으로써, 역한 냄새가 발생하는 문제가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 리포좀을 이용하여 캡슐화하는 것이 제시된 바 있으나, 과량의 α-리포산을 캡슐화하는 것이 매우 곤란한 문제가 있다.

또한, 대표적인 항산화제로 알려져 있는 아스코르브산의 경우, Y-락톤과 유사한 구조를 가짐으로써 공기, 특히 산소와 열, 빛 등의 외부환경에 민감하게 반응하여 쉽게 분해되는 문제점을 가지고 있다. 아스코르브산의 안정성 문제를 해결하기 위한 방안으로서, 산화방지제를 첨가하거나, 다중 유화물 중에 안정화시키는 방법, 수중 유형의 유화물에 안정화시키는 방법, 황산아연과 L-티로신을 함께 사용하 여 아스코르브산의 산화를 억제하는 방법 등이 제시된 바 있다(미국특허 제4,938,969호, 유럽특허공개 제533,667 B1호 등). 이외에도, 아스코르브산의 안정성을 향상시키기 위하여, 소듐 아스코르빌포스페이트(Sodium ascorbylphosphate), 마그네슘 아스코르빌 포스페이트(Magnesium ascorbyl phosphate), 칼슘 아스코르빌포스페이트(Calsium ascorbylphosphate), 아스코르브산 폴리펩티드(Ascorbic acid polypeptide), 에틸 아스코르빌 에테르(Ethyl ascorbyl ether), 아스코르빌 디팔미테이트(Ascorbyl dipalmitate), 아스코르빌 팔미테이트 (Ascorbyl palmitate), 아스코르빌 글루코사이드(Ascorbyl glucoside), 아스코르빌 에틸실라놀 펙티네이트(Ascorbyl ethylsilanol pectinate) 등의 유도체로 변형시킨 예가 보고된 바 있다.

본 발명자들은 α-리포산, 글루타치온, 아스코르브산 등을 비롯한 다양한 항산화제의 안정성 특히 수성 매질에서의 안정성을 증가시킬 수 있는 방법을 개발하고자 다양한 연구를 수행하였다. 그 결과, 항산화제를 키토산과 함께 복합체(complex) 형태로 제조하였을 때, 얻어지는 항산화제-키토산 복합체가 우수한 안정성을 가질 뿐만 아니라 항산화제의 변취 문제를 근본적으로 차단할 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 상기 항산화제-키토산 복합체는 생체 내 환경(예를 들어, 산성 pH를 갖는 위장) 또는 피부 조직 내에서 항산화제-키토산 복합체가 분해되어 항산화제 및 키토산으로 존재할 수 있으므로, 항산화제와의 상승(synergy) 효과, 예를 들어 미백, 노화방지, 피부보호, 주름개선, 피부 보습 등의 약리효과에 있어서 상승 효과를 기대할 수 있음을 발견하였다.

따라서, 본 발명은 항산화제 및 키토산의 복합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 태양에 따라, α-리포산 및 글루타치온으로 이루어진 군으로부터 선택된 항산화제와 키토산을, 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드 존재하에서, 반응시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 얻어진 항산화제-키토산 복합체가 제공된다.

상기 반응은 촉매로서 N-히드록시숙신이미드 및 산 존재하에서 바람직하게 수행될 수 있으며, 상기 산은 아세트산, 설폰산, 황산, 또는 인산 등을 포함한다. 또한, 상기 반응을 수행한 후, 반응 혼합물로부터 분리한 침전물을 물에 분산시키고 분자량 컷-오프 2,000 ～ 10,000, 더욱 바람직하게는 분자량 컷-오프 약 2 000의 반투막으로 여과한 다음, 건조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 태양에 따라, (a) 코엔자임 Q10, α-토코페롤, 레티놀, 아스코르브산, 부틸화 히드록시 톨루엔(butylated hydroxy toluene), 제니스테인(genistein), 큐세틴, 프로필 갈레이트, 에피갈로카테킨 갈레이트, 갈로카테킨 갈레이트, 실리빈, 디오스메틴, 캠퍼롤, 에피카테킨, 및 갈란긴으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택된 항산화제과 숙신산을 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드 존재하에서 반응시켜 3-항산화제-카르보닐 프로파논산을 제조하는 단계; 및 (b) 단계(a)에서 얻어진 3-항산화제-카르보닐 프로파논산과 키토산을 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드 존재하에서 반응시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 얻어진 항산화제-키토산 복합체가 제공된다.

상기 항산화제는 레티놀, 코엔자임 Q10, α-토코페롤, 또는 아스코르브산인 것인 것이 더욱 바람직다. 단계(a)의 상기 반응은 디메틸아미노피리딘, 트리에틸아민, 및 이소프로필에틸아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 염기 존재하에서 바람직하게 수행될 수 있다. 단계(b)의 상기 반응은 촉매로서 N-히드록시숙신이미드 및 산 존재하에서 바람직하게 수행될 수 있으며, 상기 산은 아세트산, 설폰산, 황산, 또는 인산 등을 포함한다. 또한, 단계(b)의 반응을 수행한 후, 반응 혼합물로부터 분리한 침전물을 물에 분산시키고 분자량 컷-오프 2,000 ～ 10,000, 더욱 바람직하 게는 분자량 컷-오프 약 2 000의 반투막으로 여과한 다음, 건조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 항산화제-키토산 복합체는 항산화제의 수성 매질에서의 안정성을 효과적으로 증가시킴으로써, 수성 조성물에 장시간 동안 보존하더라도 온도, 광선, 산소 및 물 등 환경에 의한 변성을 최소화할 수 있다. 특히, α-리포산과 같은 항산화제를 본 발명에 따라 키토산과의 복합체로 제조할 경우, 항산화제의 변성(예를 들어, 환원)으로 인한 역한 냄새의 발생 즉, 변취 문제를 근본적으로 차단할 수 있다. 또한, 키토산은 무독성, 생분해성, 생체-적합성을 갖는 물질로서, 생체 내 환경(예를 들어, 산성 pH를 갖는 위장) 또는 피부 조직 내에서 항산화제-키토산 복합체가 분해되어 항산화제 및 키토산으로 존재할 수 있으므로, 항산화제와의 상승(synergy) 효과, 예를 들어 미백, 노화방지, 피부보호, 주름개선, 피부 보습 등의 약리효과에 있어서 상승 효과를 기대할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 항산화제-키토산 복합체는 의약 조성물 및 화장료 조성물에 유용하게 적용될 수 있다.

본 발명은 α-리포산 및 글루타치온으로 이루어진 군으로부터 선택된 항산화제와 키토산을, 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드 존재하에서, 반응시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 얻어진 항산화제-키토산 복합체를 제공한다.

본 발명의 항산화제-키토산 복합체 제조에 사용되는 상기 키토산은 N-아세틸 -글루코사민 단위체가 산소를 매개로 연결된 키틴(화학식 1의 구조식 참조)을 탈아세틸화시켜 얻어진 고분자(화학식 2의 구조식 참조)로서 생분해성 및 생체-적합성의 성질을 갖는다.

키토산은 상기 탈아세틸화 정도 및/또는 글루코사민 단위체의 중합도에 따라 다양한 형태로 존재할 수 있으며, 본 발명에 따른 항산화제-키토산 복합체의 제조에 사용되는 상기 키토산의 탈아세틸화 정도 및 중량평균분자량은 크게 제한되는 것이 아니다. 바람직하게는 키토산의 탈아세틸화 정도는 40 ～ 90 %의 범위, 더욱 바람직하게는 70 ～ 90 % 일 수 있으며, 중량평균분자량은 200 kDa ～ 600 kDa, 더욱 바람직하게는 약 300 kDa 일 수 있다.

키토산은 장내 담즙산의 흡수를 억제할 뿐만 아니라 담즙산의 농도를 떨어뜨리고 혈전을 용해시켜 동맥경화, 심장병, 뇌졸증 및 돌연사를 예방할 수 있고, 지 방을 흡착시켜 식사 후 지방의 흡수량을 저하시키며, 아울러 혈관 중의 지방질 여분을 흡착하여 체외로 배출시키므로 다이어트에도 유용한 것으로 알려져 있다. 또한, 장내의 염소를 흡수하여 체외로 배출시켜 고혈압의 발생을 예방하고, 장내 유익균의 번식을 촉진시키며 유해균의 자생을 억제하여 영양의 흡수를 증진시키며 소화기능을 개선시키는 것을 알려져 있다. 또한, 키토산은 항암효과, 면역 세포의 저항력 증가, 대장 및 혈관의 유해물질 흡착에 의한 성인병 예방 효과도 갖는 것으로 알려져 있다.

상기 항산화제와 키토산과의 반응은 커플링화제 즉, 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드를 사용하여 수행된다. 상기 항산화제는 테트라히드로퓨란, 디메틸포름아미드 등의 유기용매에 용해시켜 가할 수 있다. 상기 커플링 반응은 촉매로서 N-히드록시숙신이미드 및 산 존재하에서 바람직하게 수행될 수 있고, 상기 산은 아세트산, 설폰산, 황산, 또는 인산 등을 포함하며, 바람직하게는 아세트산을 사용할 수 있다. 또한, 상기 커플링 반응은 20 ℃ 내지 약 50 ℃ 범위, 더욱 바람직하게는 실온(약 25 ℃)에서 수행함으로써 α-리포산 등의 항산화제가 중합체를 형성하는 것을 방지할 수 있다.

상기 항산화제와 키토산의 당량비는, 키토산의 탈아세틸화 정도에 따라 상이할 수 있으나, 키토산 1 당량에 대하여 항산화제 0.5 ～ 1.5 당량, 더욱 바람직하게는 0.9 ～ 1 당량의 범위로 사용하는 것이 미반응의 항산화제(예를 들어 α-리포산)를 남기지 않을 수 있어 정제가 용이하다.

상기와 같이 커플링 반응에 의해 얻어지는 항산화제-키토산 복합체는 수용성 및 지용성을 동시에 가짐으로써 자가 유화(auto-emulsifying) 성질을 가지므로, 반투막을 사용한 투석에 의해 분리하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 커플링 반응을 수행한 후, 반응 혼합물로부터 분리한 침전물을 물에 분산시키고 분자량 컷-오프 2,000 ～ 10,000, 더욱 바람직하게는 분자량 컷-오프 약 2 000의 반투막으로 여과하여 미반응 물질을 제거한 다음, 얻어진 여액을 건조함으로써 항산화제-키토산 복합체를 분리하는 것이 바람직하다. 상기 건조는 통상의 감압 건조, 동결건조 등에 의해 수행될 수 있으며, 동결건조에 의해 수행되는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 항산화제-키토산 복합체는 링커를 매개로 항산화제와 키토산을 반응시켜 얻어질 수 있다. 즉, 본 발명은 α-리포산, 글루타치온 이외에도, 다양한 항산화제를 양쪽에 카르복실산 모이어티를 갖는 링커, 바람직하게는 숙신산을 매개로 키토산과 연결시켜 얻어진 항산화제-키토산 복합체를 포함한다. 구체적으로, 본 발명은 (a) 항산화제과 숙신산을 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드 존재하에서 반응시켜 3-항산화제-카르보닐 프로파논산을 제조하는 단계; 및 (b) 단계(a)에서 얻어진 3-항산화제-카르보닐 프로파논산과 키토산을 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드 존재하에서 반응시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 얻어진 항산화제-키토산 복합체를 포함한다.

상기 링커를 매개로한 복합체 형성에 적용될 수 있는 항산화제는 다양한 항산화제를 포함하며, 예를 들어, 코엔자임 Q10, α-토코페롤(α-tocopherol), 레티놀(retinol), 아스코르브산(ascorbic acid), 부틸화 히드록시 톨루엔(butylated hydroxy toluene), 제니스테인(genistein), 큐세틴(quecetin), 프로필 갈레이 트(propyl gallate), 에피갈로카테킨 갈레이트(epigallocatechin gallate), 갈로카테킨 갈레이트(gallocatechin gallate), 실리빈(silibin), 디오스메틴(diosmetin), 캠퍼롤(kaempferol), 에피카테킨(epicatechin), 및 갈란긴(galangin)으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 항산화제는 레티놀, 코엔자임 Q10, α-토코페롤, 또는 아스코르브산일 수 있다.

단계(a)의 항산화제와 숙신산과의 반응은 커플링화제 즉, 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드를 사용하여 수행된다. 상기 반응은 디클로로메탄, 테트라히드로퓨란, 클로로포름, 에틸 아세테이트 등의 유기용매 중에서 수행할 수 있다. 또한, 상기 반응은 디메틸아미노피리딘, 트리에틸아민, 및 이소프로필에틸아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 염기 존재하에서 바람직하게 수행될 수 있다. 상기 항산화제와 숙신산과의 당량비는 항산화제 1 당량에 대하여 숙신산 0.5 ～ 0.6 당량, 더욱 바람직하게는 약 0.5 당량의 범위일 수 있다. 상기 반응으로부터 얻어지는 3-항산화제-카르보닐 프로파논산은 반응 혼합물을 감압 증류 또는 건조함으로써 분리할 수 있으며, 필요에 따라 반응 혼합물을 감압 농축한 다음, 에틸 아세테이트 등의 용매를 가한 후 염산 수용액 등으로 1회 이상 세척한 후 건조하여 분리할 수 있다.

단계 (b)의 3-항산화제-카르보닐 프로파논산과 키토산과의 반응은 커플링화제 즉, 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드를 사용하여 수행된다. 상기 커플링 반응은 촉매로서 N-히드록시숙신이미드 및 산 존재하에서 바람직하게 수행될 수 있고, 상기 산은 아세트산, 설폰산, 황산, 또는 인산 등을 포함하며, 바람직하 게는 아세트산을 사용할 수 있다. 또한, 상기 커플링 반응은 20 ℃ 내지 약 50 ℃ 범위, 더욱 바람직하게는 실온(약 25 ℃)에서 수행함으로써 3-항산화제-카르보닐 프로파논산이 중합체를 형성하는 것을 방지할 수 있다. 상기 3-항산화제-카르보닐 프로파논산과 키토산의 당량비는, 키토산의 탈아세틸화 정도에 따라 상이할 수 있으나, 키토산 1 당량에 대하여 3-항산화제-카르보닐 프로파논산 0.9 ～ 1.5 당량, 더욱 바람직하게는 0.9 ～ 1 당량의 범위로 사용하는 것이 미반응의 3-항산화제-카르보닐 프로파논산을 남기지 않을 수 있어 정제가 용이하다.

상기와 같이 얻어진 항산화제-키토산 복합체(구체적으로는 항산화제-링커-키토산 복합체)는 수용성 및 지용성을 동시에 가짐으로써 자가 유화(auto-emulsifying) 성질을 가지므로, 반투막을 사용한 투석에 의해 분리하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 커플링 반응을 수행한 후, 반응 혼합물로부터 분리한 침전물을 물에 분산시키고 분자량 컷-오프 2,000 ～ 10,000, 더욱 바람직하게는 분자량 컷-오프 약 2 000의 반투막으로 여과하여 미반응 물질을 제거한 다음, 얻어진 여액을 건조함으로써 항산화제-키토산 복합체를 분리하는 것이 바람직하다. 상기 건조는 통상의 감압 건조, 동결건조 등에 의해 수행될 수 있으며, 동결건조에 의해 수행되는 것이 더욱 바람직하다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

실시예 1 : α-리포산과 키토산의 복합체 합성

탈아세틸화도 90% 및 중량평균분자량 300 kDa의 키토산 5.00g(12.75 mmol), 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드 2.90g(15.30 mmol), 및 N-히드록시숙신이미드 1.76g(15.30 mmol)을 1% 아세트산 수용액 250 ml에 용해시켰다. 얻어진 용액에, α-리포산 3.16g(15.30 mmol)을 테트라히드로퓨란 30 ml에 용해시킨 용액을 가한 후, 실온에서 72시간 동안 반응시켰다. 반응 혼합물에 테트라히드로퓨란 500 ml을 가하고, 여과하여 침전물을 분리하였다. 얻어진 침전물을 물 300 ml에 완전히 용해시킨 후, Milipore dialysis tube, M.W. cut-off 2,000으로 2일 동안 반투막 여과하여 미반응물을 제거하였다. 얻어진 여액을 동결건조하여, α-리포산과 키토산의 복합체 6.14g (수율 83 %)을 얻었다.

¹H NMR 400MHz ppm 2.51?2.61(α-리포산, -SCH-, -SCH₂-, 3H, m) 1.55?2.18 (α-리포산, -CH₂ -, 8H, m); FT-IR Cm^-1 3393.13 (-OH, br) 2928.29 (-CH₂-, w) 1645.82(-NHCO-, s) 1553.28(-NHCO-, s)

실시예 2 : 글루타치온과 키토산의 복합체 합성

α-리포산 대신 글루타치온 4.70 g(15.30 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행하여, 글루타치온과 키토산의 복합체 5.94 g (수율 76 %)을 얻었다.

¹H NMR 400MHz ppm 4.09(glutathione, -NHCOCH ₂ NH-, 2H, t) 3.49 (glutathione, -CH₂ CH ₂ CHNH₂ -, 2H, t) 3.18 - 2.93(glutathione, -CHCH ₂ SH, 2H, m) 2.18(gluthathione, -COCH ₂ CH₂-, 2H, t); FT-IR Cm^-1 3392.73 (-OH, br) 2927.32 (-CH₂-, w) 1682.26, 1679.64, 1644.64, 1552.15, (-NHCO-, s)

실시예 3 : 3-레티놀-카르보닐 프로파논산의 합성

레틴올 5.00 g(17.45 mmol)과 숙신산 2.47 g(20.95 mmol)을 디클로로메탄 70 ml에 교반하면서 가하고, 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드 40.16 g(20.95 mmol)을 30분에 걸쳐 서서히 가하였다. 반응 혼합물에 디메틸아미노피리딘 0.43 g(3.19 mmol)을 가한 후, 실온에서 9 시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 감압 농축한 다음, 에틸 아세테이트 100 ml를 가하였다. 반응 혼합물을 1N 염산 수용액으로 2회 세척한 다음, 감압 농축하여 용매를 제거한 후, 진공 건조하여 고체상의 3-레틴올-카르보닐 프로파노산 5.46 g(수율 81 %)을 얻었다.

¹H NMR 400MHz ppm 6.51 - 5.63(retionol, -C=CH-, 6H, s) 4.75(retinol, -OCH₂-, 2H, d) 2.62 - 2.52(succinic, -CH ₂ CH ₂ -, 4H, m) 1.96 - 1.57(retinol ring, -CH₂-, 6H, m) 1.21(retinol ring, -CH₃, 6H, s) ; FT-IR Cm^-1 3384.16(-OH, br) 2982.34 - 2931.97(-CH₂-, w) 1714.67(-COO-, s) 1516.27(-C=CH-, m)

실시예 4 : 3-환원된 코엔자임 Q10-카르보닐 프로파논산의 합성

레틴올 대신 환원된 코엔자임 Q10 5.00 g(12.80 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 반응을 수행하여, 3-환원된 코엔자임 Q10-카르보닐 프로파노산 6.93 g(수율 78 %)을 얻었다.

¹H NMR 400MHz ppm 5.80 - 5.20(coenzyme Q₁₀, -C=CH-, 3H, s) 3.73(coenzyme Q₁₀, -OCH₃-, 6H, s) 2.54 - 2.51(succinic, -CH₂CH₂-, 4H, m) 2.12 - 3.22(coenzyme Q₁₀, -CH₂-, 10H, m) 2.35(coenzyme Q₁₀, -CH₃, 3H, s) 1.73 - 1.69(coenzyme Q₁₀, -CH₃, 12H, s) ; FT-IR Cm^-1 3411.27(-OH, br) 2979.36 - 2947.56(-CH₂-, w) 1716.32(-COO-, s) 1516.71(-C=CH-, m)

실시예 5 : 3-토코페롤-카르보닐 프로파논산의 합성

레틴올 대신 α-토코페롤 5.00 g(17.46 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 반응을 수행하여, 3-토코페롤-카르보닐 프로파노산 7.97 g(수율 86 %)을 얻었다.

¹H NMR 400MHz ppm 2.63 - 2.09(tocopherol ring, -CH ₂ CH ₂ -, 4H, m) 2.56 - 2.48(succinic, -CH₂-, 4H, m) 2.35(tocopherol, -CH₃, 9H, s) 1.83(tocopherol, 1H, s) 1.65 - 1.25(tocopherol, -CH₂-, 18H, m) 1.01 - 1.06(tocopherol, -CH₃, 15H, s) ; FT-IR Cm^-1 3413.18(-OH, br) 2978.65 - 2932.49(-CH₂-, w) 1716.87(-COO-, s) 1516.83(-C=CH-, m)

실시예 6 : 3-아스코르브산-카르보닐 프로파논산의 합성

레틴올 대신 아스코르브산 5.00 g(28.39 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 반응을 수행하여, 3-아스코르브산-카르보닐 프로파노산 5.72 g(수율 73 %)을 얻었다.

¹H NMR 400MHz ppm 4.71(ascorbic ring, -CH-, 1H, s) 3.94(ascrobic acid, -CH-, 1H, m) 3.78(ascorbic acid, -CH₂-, 2H, m) 2.54 - 2.45(succinic, -CH₂-, 4H, m) ; FT-IR Cm^-1 3392.27(-OH, br) 2983.47 - 2987.68(-CH₂-, w) 1716.87(-COO-, s) 1514.59(-C=CH-, m)

실시예 7 : 레틴올과 키토산의 복합체의 합성

α-리포산 대신 실시예 3에서 얻어진 3-레틴올-카르보닐 프로파노산 5.91 g(15.30 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행 하여, 레틴올과 키토산의 복합체(즉, 레틴올-링커-키토산 복합체) 8.83 g (수율 73 %)을 얻었다.

¹H NMR 400MHz ppm 6.49 - 5.62(retionol, -C=CH-, 6H, s) 4.69(retinol, -OCH₂-, 2H, s) 2.62 - 2.52(succinic, -CH ₂ CH ₂ -, 4H, m) 1.89 - 1.52(retinol ring, -CH₂-, 6H, m) 1.22(retinol ring, -CH₃, 6H, s) ; FT-IR Cm^-1 3346.34(-OH, br) 2956.85 - 2936. 75(-CH₂-, w) 1718.49(-COO-, s) 1644.58(-NHCO-, s) 1553.93(-NHCO-, s) 1516.71(-C=CH-, m)

실시예 8 : 환원된 코엔자임 Q10 과 키토산의 복합체의 합성

α-리포산 대신 실시예 4에서 얻어진 3-코엔자임 Q10-카르보닐 프로파논산 7.48 g(15.30 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행하여, 환원된 코엔자임 Q10과 키토산의 복합체(즉, 환원된 코엔자임 Q10-링커-키토산 복합체) 7.32 g (수율 69 %)을 얻었다.

¹H NMR 400MHz ppm 5.24(coenzyme Q₁₀, -C=CH-, 3H, s) 3.50(coenzyme Q₁₀, -OCH₃, 6H, s) 2.57 - 2.53(succinic, -CH ₂ CH ₂ -, 4H, m) 2.12 - 2.63(coenzyme Q₁₀, -CH₂-, 10H, m) 1.92(coenzyme Q₁₀ ring, -CH₃, 3H) 1.71-1.74(coenzyme Q₁₀, -CH₃, 15H, s) ; FT-IR Cm^-1 3393.48(-OH, br) 2929.46 (-CH₂-, w) 1716.68(-COO-, s) 1646.75(-NHCO-, s) 1554.65(-NHCO-, s) 1517.74(-C=CH-, m)

실시예 9 : 토코페롤과 키토산의 복합체의 합성

α-리포산 대신 실시예 5에서 얻어진 3-토코페롤-카르보닐 프로파논산 5.91 g(15.30 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행하여, 토코페롤과 키토산의 복합체(즉, 토코페롤-링커-키토산 복합체) 8.83 g (수율 73)을 얻었다.

¹H NMR 400MHz ppm 2.62 - 2.06(tocopherol ring, -CH ₂ CH ₂ -, 4H, m) 2.52 - 2.43(succinic, -CH₂-, 4H, m) 2.34(tocopherol ring, -CH₃, 9H, s) 1.79(tocopherol, 1H, s) 1.63 - 1.28(tocopherol, -CH₂-, 18H, m) 1.52 - 1.03(tocopherol, -CH₃, 15H, s) ; FT-IR Cm^-1 3362.72(-OH, br) 2994.73 - 2924. 69(-CH₂-, w) 1722.71(-COO-, s) 1643.37(-NHCO-, s) 1552.81(-NHCO-, s) 1425.78(-C=C-, m)

실시예 10 : 아스코르브산과 키토산의 복합체 합성

α-리포산 대신 실시예 6에서 얻어진 3-아스코르브산-카르보닐 프로파논산 4.23 g(15.30 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행하여, 아스코르브산과 키토산의 복합체(즉, 아스코르브산-링커-키토산 복합체) 6.59 g (수율 71%)을 얻었다.

¹H NMR 400MHz ppm ¹H NMR 400MHz ppm 4.71(ascorbic ring, -CH -, 1H, s) 3.94(ascrobic acid, -CH-, 1H, m) 3.76(ascorbic acid, -CH₂-, 2H, m) 2.49 - 2.41(succinic, -CH₂-, 4H, m) ; FT-IR Cm^-1 3383.64(-OH, br) 2997.81 - 2913. 54(-CH₂-, w) 1722.39(-COO-, s) 1641.48(-NHCO-, s) 1548.72(-NHCO-, s) 1422.36(-C=C-, m)

시험예. 성상, 화학적 안정성, 및 관능 시험

실시예 1, 2, 7, 8, 9, 및 10에서 제조한 항산화제와 키토산과의 복합체 각각 3.0 g을 증류수 1,000 ml에 완전히 용해시켜 맑은 용액을 제조하고, 40 ℃에서 30분간 교반하여, 미셀(micelle) 수용액을 제조하였다. 얻어진 수용액 10 ml을 취하여 45 ℃에서 0주, 1주, 2주, 3주, 4주 동안 보관하면서, 성상 변화, 항산화제의 잔존함량, 및 관능시험을 수행하였다.

상기 성상 변화는 육안으로 관찰하였다.

항산화제의 잔존함량은 항산화제-키토산 복합체로부터 수용액 중으로 용출되는 항산화제의 함량(측정함량)을 고속액체크로마토그래피로 측정하여 역산하였다. 상기 고속액체크로마토그래피 분석은 각각의 시료들을 각각 10 ml-볼륨 플라스크에 시료 0.1 g씩 취하고 클로로포름으로 10 ml로 맞춘 다음, 1 분간 볼텍싱(vortexing)하고, 10000 rpm으로 10분 동안 원심분리한 후, 고속액체크로마토그래피로 측정하였다. 상기 고속액체크로마토그래피 조건은 다음과 같다: 컬럼 - ACE 5-C18 (4.6*150mm, 5㎛), 가아드 컬럼(Guard Column) - ACE 5-C18 (2.1*12.5mm, 5㎛), 이동상 - 아세토니트릴 및 0.1% 황산 수용액의 혼합액(80:20), 검출기 파장 - UV 224 nm, 유속(Flow rate) - 1 ml/min, 주입량 - 2 ㎕.

관능시험은 다음과 같이 수행하였다: 각각의 시료를 건강한 20대 후반 여성 10인을 대상으로 취도의 강도를 측정하여 평균치를 구하였으며, 취도의 강도는 다음 표 1과 같이 설정하였다.

변취 정도	설 명
0	무취기
1	감지취기
2	보통취기
3	강한취기
4	극심한 취기
5	참기 어려운 취기

상기와 같이, 성상 변화, 항산화제의 잔존함량, 및 관능시험을 수행한 결과는 다음 표 2와 같다.

복합체 (실시예)	보관 기간	성상변화	항산화제 함량(%)			관능시험 (직접관능법)
복합체 (실시예)	보관 기간	성상변화	2회 측정한 평균값 (%)	측정함량 (%)	잔존함량 (%)	관능시험 (직접관능법)
실시예 1	0주	없음	0.0012	0.79	99.21	1.3
	1주	없음	0.0017	1.12	98.88	1.6
	2주	없음	0.0023	1.51	98.49	2.1
	3주	없음	0.0032	2.11	97.89	2.7
	4주	없음	0.0058	3.82	96.18	2.6
실시예 2	0주	없음	0.0022	1.24	98.76	1.3
	1주	없음	0.0031	1.75	98.25	1.2
	2주	없음	0.0037	2.08	97.92	1.7
	3주	없음	0.0054	3.04	96.96	2.4
	4주	없음	0.0068	3.83	96.17	2.3
실시예 7	0주	없음	0.0041	2.14	97.86	0.7
	1주	없음	0.0112	5.86	94.14	0.6
	2주	없음	0.0147	7.67	92.33	1.2
	3주	조금흐려짐	0.0165	8.63	91.37	2.1
	4주	조금흐려짐	0.0171	8.94	91.06	2.2
실시예 8	0주	없음	0.0037	1.88	98.12	0.6
	1주	없음	0.0066	3.35	96.65	1.7
	2주	없음	0.0118	5.99	94.01	1.5
	3주	조금흐려짐	0.0167	8.49	91.51	1.7
	4주	조금흐려짐	0.0189	9.60	90.40	1.9
실시예 9	0주	없음	0.0034	1.96	98.04	0.7
	1주	없음	0.0041	2.37	97.63	0.7
	2주	없음	0.0048	2.77	97.23	1.1
	3주	없음	0.0057	3.29	96.71	1.3
	4주	없음	0.0063	3.64	96.36	1.6
실시예 10	0주	없음	0.0031	0.55	99.45	0.8
	1주	없음	0.0094	1.66	98.34	0.7
	2주	없음	0.0133	2.34	97.66	1.4
	3주	옅은 노란색	0.0167	2.94	97.06	1.6
	4주	옅은 노란색	0.0180	3.17	96.83	1.9

상기 표 2의 결과로부터, 쉽게 변색되는 항산화제들을 본 발명에 따라 키토산과의 복합체로 제조할 경우, 수성 매질 중에서 전체적으로 최소 90.4 %이상의 높은 잔존 함량을 유지함으로써 높은 안정성을 나타내며, 성상 변화도 거의 없고, 또한 변취 문제가 거의 발생하지 아니함을 알 알 수 있다.

Claims

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(a) 레티놀, 코엔자임 Q10, α-토코페롤, 및 아스코르브산으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택된 항산화제와 숙신산을 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드 존재하에서 반응시켜 3-항산화제-카르보닐 프로파논산을 제조하는 단계; 및

(b) 단계(a)에서 얻어진 3-항산화제-카르보닐 프로파논산과 키토산을 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드 존재하에서 반응시키는 단계를 포함하는 링커로서 숙신산을 매개로 연결된 항산화제-링커-키토산 복합체의 제조방법.
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제5항에 있어서, 단계(a)의 상기 반응이 디메틸아미노피리딘, 트리에틸아민, 및 이소프로필에틸아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 염기 존재하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 링커로서 숙신산을 매개로 연결된 항산화제-링커-키토산 복합체의 제조방법.
제5항에 있어서, 단계(b)의 상기 반응이 촉매로서 N-히드록시숙신이미드 및 산 존재하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 링커로서 숙신산을 매개로 연결된 항산화제-링커-키토산의 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 산이 아세트산, 설폰산, 황산, 또는 인산인 것을 특징으로 하는 링커로서 숙신산을 매개로 연결된 항산화제-링커-키토산 복합체의 제조방법.
제5항 및 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 단계(b)의 반응을 수행한 후, 반응 혼합물로부터 분리한 침전물을 물에 분산시키고 분자량 컷-오프 2,000 ～ 10,000의 반투막으로 여과한 다음, 건조하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 링커로서 숙신산을 매개로 연결된 항산화제-링커-키토산 복합체의 제조방법.