KR101129996B1 - 세라미드 유형 화합물의 합성 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지질 물질 화학의 분야, 특히 세라미드 유형 화합물의 합성에 관한 것이다. 본 발명은 실질적으로 세라미드 유형 화합물의 합성에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 새로운 효소 합성 방법으로서, 지방산 및/또는 이의 에스테르와 아미노 알코올 사이의 리파아제를 통한 적어도 하나의 아미드화 단계 및 하나의 에스테르화 단계를 포함하는 효소 합성 방법을 제공하는데 있다. 생성되는 세라미드 유형 화합물은 화장료 및/또는 약제 조성물, 특히, 하나 이상의 적합한 화장료 및/또는 약제학적 부형제 또는 담체와 함께 또는 이와의 혼합물로 피부용 조성물사용될 수 있다. 본 발명의 방법은 특히 화장료 및/또는 의약 분야, 특히 피부학 분야에 유용한 활성 화합물의 합성을 목적으로 한다.

Description

세라미드 유형 화합물의 합성 방법 {NEW METHOD FOR SYNTHESIZING CERAMIDE-TYPE COMPOUNDS}
본 발명은 지방 화합물의 분야에 관한 것이고, 보다 구체적으로 세라미드 유형 화합물의 효소적 합성 방법에 관한 것이다.
본 발명은 실질적으로 하기 화학식(I)의 세라미드 유형 화합물의 합성에 관한 것이다:
Figure 112005070703310-pct00001
상기 식에서,
기 Am-Alc는 C2 내지 C6의 탄소 사슬로서, 바람직하게는 아미노-알코올로부터 유래되는 포화된 선형 또는 분지형이거나 비분지형인 탄소 사슬이고;
X는 수소 원자이거나 아미노기의 2' 및/또는 이어지는 위치 상에서 임의로 히드록실화된 C1 내지 C4 탄소 사슬이며;
AG 및 AG'는 지방산 또는 지방산 에스테르로부터 유래되는 포화되거나 불포화된 C4 내지 C30 탄소 사슬이고; 이들 두 기 AG 및 AG'는 동일하거나 상이할 수 있다.
보다 상세히, 본 발명은 적어도 아미드 형성 단계 및 에스테르화 단계를 포함하며, 이들은 어떠한 순서로든 효소적 방식으로 수행되는, 지방산 및/또는 지방산 에스테르와 아미노 알코올로부터의 신규한 세라미드 유형 화합물의 효소적 합성 방법을 요지로 한다.
세라미드는 각질층의 가장 중요한 지질성 성분에 포함되어 있다. 세라미드는 아미드 결합을 통해 지방산에 결합된 긴 탄소 사슬로 구성된다. 세라미드는 일반적으로 중요한 생물학적 효과를 갖는 조직내에서 돌기(spur) 상태로 존재한다.
조직의 수분 투과율 보존에 중요한 역할을 발휘하고 있다는 사실로 인해, 세라미드는 피부 노화 현상에 밀접하게 결부되어 있다. 실제로, 피부 양태가 실질적으로 다양한 피부층의 수분 함량에 결부되어 있음은 공지되어 있다. 즉, 흔히 막 지질 제거의 원인이 되는 세제의 사용으로 초래되는 막 지질의 손상은 수분 소실의 증가를 초래한다. 또한, 이러한 피부 막의 파괴는 피부 민감성 및 자극 가능성의 증가를 유발한다[참조: Kersher M. et al., Eur. J. Dermatol. 1991, 139-143, Imokawa G et al., J. Soc. Cosmet. Chem. 1989, 40; 273-285]. 미국 특허 제 5,470,671호 및 WO 95/34531호 뿐만 아니라 문헌(R.D. Petersen Cosm. Toil. (1992) 107, 45)에 개시된 다양한 연구에서는 세라미드의 국부 도포가 막 지질의 제거 또는 분해의 조율 결과를 가능하게 함을 보여주었다. 따라서, 이들 화합물은 미용술 및 피부학 분야에서 큰 유용성을 갖는다.
거의 모든 살아있는 생물의 천연 성분인, 세라미드는 동물(Lambes H., 2nd ASCS, 1995, 106-125)로부터의, 식물(WO 92-21321, Rousset G. Inocosm Lab.)로부터의, 또는 효모(WO 94-10131, Casey et al.(Unilever))로부터의 추출물에 의해 수득될 수 있다. 그러나, 이러한 추출 방법은 흔히 천연 공급원의 이용으로 인해 시간이 오래 걸리고 제한적이다. 또한, 이에 따라 수득된 세라미드의 비용은 증가한다.
이에 따라, 유사 세라미드(pseudo-ceramides)라고도 일컬어지는, 천연 세라미드의 많은 유사체는 화학적인 방식을 통해 합성되어 왔다. 유사 세라미드 또는 세라미드 유형 화합물은 세라미드와 유사하나 동일한 것은 아니다. 따라서, 유럽 특허 IP 028 281(Ohashi Yukihiro al., Kao Corp., 1988)에는 글리시딜 에테르와 아미노 알코올 사이의 반응(이는, 이후 아미드 결합을 통해 지방산에 의해 치환된다)을 통해 유사 세라미드를 합성하는 방법이 개시되어 있다. 따라서, 그러한 유사-세라미드를 수득하기 위한 3 단계의 연속적인 단계가 요구되고 있다.
미국 특허 제 5,221,757(Ohashi Yukihiro, Kao Corp. 1993)에는 또한 글리시딜 에테르, 아미노 알코올 및 지방산 사이의 반응에 의해 2 내지 6개의 단계를 통해 유사 세라미드를 합성하는 유사한 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 합성 방법은 매우 고가이고, 상당히 복잡하며, 다양한 구조의 합성법으로는 만족할 만한 해법이 되지 않는다.
또 다른 특허인 WO 92/03129(Hannun Yusuf et. al., Univ. Duke 1992)에는 천연 세라미드의 구조에 가까운 구조를 갖는 유사 세라미드의 합성법이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법은 산업상 규모로 수행하기에는 복잡하다.
프랑스 특허 출원 제 2757853호(Pacific Corporation (1998))에는 천연 세라미드에 매우 가까운 화합물의 화학적 합성 방법이 개시되어 있다. 이 문헌은 추가의 상세 내용 없이 스핑고신(sphingosine)으로부터부터 유도체화되고, 이에 따라 양쪽 사슬 상의 알파 위치에서 히드록실화된 천연 세라미드의 구조를 열거하고 있다.
유럽 특허 EP 0 884 305호(L'OREAL, 1998)에서 기술된 완전히 상이한 방법에 따르면, 세라미드 유형의 유도체는 마이크로파 하에서 지방산을 규정된 구조의 아미노 알코올과 반응시킴으로써 합성될 수 있다. 그러나, 이러한 합성법은 고온에서 수행되는 것이 요구되는 데, 이는 불포화 지방산 유도체와 같은 불안정한 화합물에 대해서는 항상 적합한 것은 아니다.
일반적인 방식으로, 다수의 단계를 포함하는 화학적 합성 방법은 매우 선택적이지 않으며, 매우 흔히 소정의 작용기를 보호하기 위해 중간 반응이 필요하고 고가 및/또는 독성 시약을 필요로 한다. 유럽 특허 EP 0 968 998(Elf Atochem S.A)호에는 아실화제 및 아미노-알코올로부터 출발하여 세라미드 유사체를 화학적으로 합성하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 합성 방법은 매우 낮게 선택적이여서 75% 미만의 몰 수율이 얻어진다는 단점이 있다. 또한, 이 합성 방법의 단계는 이들 단계를 자세히 기술하거나 이러한 방식으로부터의 이점을 자세히 기술하지 않고, 효소적 방식을 통해, 즉 종래의 에스테라제, 특히 리파아제 및 프로테아제를 사용하여 수행될 수 있음이 언급되어 있다.
세라미드 유형 화합물의 효소적 합성법을 이용하는 생명공학적 방식은 실제로 광범위하게 연구되어 왔으며, 국제 특허 WO 94/26919호(Gist Brocades(1997))에는 슈도모나스 알칼리게네스(Pseudomonas alcaligenes)의 리파아제를 사용하여 파이토스핑고신(phytosphingosine)과 메틸 스테아레이트 사이의 아미드 결합을 달성하는 합성 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 반응은 매우 정확한 용매, 바람직하게는 테트라히드로푸란을 필요로 한다. 이러한 사실로부터, 상기 합성 방식은 비용이 많이 들며, 이에 따라 산업상 용도로서 그다지 적합하지 않다.
그 밖의 문헌에서는 유기 용매 중의 아미드 결합 생성을 위한 리파아제의 용도가 개시되어 있다[참조예: Zalks A. et. al.'s (Proc . Natl . Acad . Sci . U.S.A.(1985) 82; 3192-3196), 및 Margolin A.C. et al.'s(J. Am. Chem . Soc . (1987) 109; 3802-3804)]. 그러나, 이들 연구에 따르면, 세라미드의 합성에 요구되는 리소스핑고지질(lysosphingolipid), 아미노-알코올 부류의 아미드화 반응이 리파아제의 특성이 어떠한 지와는 무관한 것처럼 보인다. 또한, 아미노-알코올류와 같은 수개의 작용기를 갖는 반응물에 대한 리파아제의 사용이 문헌에 보고되어 있다. 다수의 인자, 즉, 리파아제의 유형, 기질의 유형 및 사용된 용매의 유형이 생성물의 형성에 크게 영향을 미칠 수 있다.
비스플린 알.지.(Bisfline R.G) 등의 문헌(JAOCS , 1991, 68, 95-98) 뿐만 아니라 데자바 지.(Djeghaba Z.) 등의 문헌(Tetrahedron Lett. 1991, 32; 761-762)에 의해 수행된 연구에서는 이들의 입장에서 용매의 특성이 아미드화 반응 동안에 효소의 활성 및 선택성에 영향을 미칠 수 있다는 사실을 입증하였다. 유사하게, 몬텟 디.(Montet D.) 등의 문헌(Revue Francaise des Corps Gras(1989) 36: 79-83)은 유기 용매 중에서 무코르 미케이(Mucor miehei) 리파아제에 의한 아미노 프로판올의 아실화 동안에, 선택도는 용매의 특성에 의해 크게 영향을 받는 것으로 기술하고 있다. 이러한 리파아제의 사용이 리소스핑고지질의 아미드화 반응을 수행하게 하는 것은 아님을 주목해야 한다. 실제로 모든 리파아제가 세라미드 합성에 필요한 아미드 결합을 형성시킬 수 있는 것은 아니다. 이는 또 다른 문헌(Montet D. et al.(Fat Sci. Technol. 1989, 91; 14-18))에 언급되어 있다. 유럽 특허 EP 0298796(Graille J. et. al.)의 또 다른 문헌에서는, 이러한 결과를 언급하고 있으며, 무코르 미케이 효소를 사용하여 아미드화 수행을 가능하게 하는 방법을 개시하고 있다. 매우 엄밀한 조건임에도 불구하고, 이러한 전환으로 얻어진 수율은, 수행 시험에서, 최대 약 80% 전환율로 입증되는 바와 같이 매우 가변적이다. 이러한 수율은 이들 효소 반응을 유리하게 이용하는 데 불충분한 것이다.
따라서, 종래 기술에서 앞서 언급된 방법 중 어느 것도 지금까지 만족할 만한 방식으로 세라미드 유형 화합물을 합성한 방법은 없었다. 그러나, 이러한 화합물은 텐시오 활성제, 습윤화제, 부식방지제 등과 같은 다양한 도메인에서 일반적으로 친양쪽성체 산업에 대해 큰 관심을 끌고 있다. 이러한 분자는 공업, 하우스-케어(house-care), 약품으로서 화장품에서와 같은 분야를 찾을 수 있다. 따라서, 용이하고, 효과적이고, 경제적이면서 동시에 산업상 조건에 부합할 수 있는 세라미드 유형 화합물의 합성 방법을 발견하기 위한 실질적이고 지속적인 필요성이 있다.
이러한 산업상 문제점은 적어도 칸디다 안타르티카 리파아제(Candida Antartica lipase) B에 의해 수행되는 아미드 형성 단계 및 유사하게 리파아제 유형 효소를 사용하는 에스테르화 단계를 포함하는 합성 방법을 사용하는 본 발명에 따라 특히 놀라운 방식으로 해결되었다.
종래 기술과는 다르게, 본 발명의 방법은 용매 또는 정제를 필요로 하지 않는 간단하고 신속한 2 단계 만을 포함하고, 이들 두 단계 각각에 대해 정량적 수율로 수행될 것이라는 사실이 주목할 만하다.
또한, 효소의 사용은 매우 높은 선택도로 목적하는 생성물을 형성되게 한다. 따라서, 본 발명의 방법은 세라미드 유형 화합물의 합성에 대해 지금까지 직면한 문제점에 대한 해결책이 된다.
본 발명의 목적은 적어도 칸디다 안타르티카 리파아제 B에 의해 수행되는 아미드 형성 단계 및 에스테르화 단계를 포함하고, 리파아제 유형 효소를 사용하여 달성되는, 하기 화학식(I)을 갖는 세라미드 유형 화합물을 합성하는 방법을 제공하는 것이다:
Figure 112005070703310-pct00002
상기 식에서,
기 Am-Alc는 C2 내지 C6의 탄소 사슬로서, 바람직하게는 아미노-알코올로부터 유래되는 포화된 선형 또는 분지되거나 분지되지 않은 탄소 사슬이고;
X는 수소 원자이거나 C1 내지 C4 탄소 사슬이며, 이러한 사슬은 임의로 아미노기의 2' 및/또는 이어지는 위치 상에서 히드록실화되며;
AG 및 AG'는 지방산 또는 지방산 에스테르로부터 유래되는 포화되거나 불포화된 C4 내지 C30 탄소 사슬이고; 이들 두 기 AG 및 AG'는 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명에 따라 수득된 세라미드 유형 화합물은 규정된 유사 세라미드 범주를 이룬다. 유사 세라미드는 일반적으로 아미드 작용기 및 다른 결합을 갖는 화합물로 이해해야 한다. 본 발명에 따르면, 화학식(I)의 유사 세라미드는 그 자체로 추가 결합이 에스테르 유형이라는 사실에 의해 차별된다. 이러한 에스테르 결합은 분자에 특이적으로 배향된다. 이러한 방식으로, 이러한 유사 세라미드 유형 화합물은 천연 세라미드와, 또는 화학 합성으로부터 유래된 유사 세라미드와 크게 유사하다. 이들의 화학적 기가 유사하다는 사실에 의해, 이들은 동일한 특성을 나타낸다.
정량적 수율은 93%를 초과하는 것으로 이해해야 한다. 거의 100%의 수율이 아미드 형성 단계 동안에 얻어진다.
이후 보다 광범위하게 기재되는 두 단계는 독립적이며, 합성된 생성물의 구조에 대한 영향 없이 상이한 순서로 연속해서 및/또는 동시에 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 아미드 형성 단계는, 아미노-알코올을 지방산 및/또는 지방산의 에스테르와 반응시키는 것으로서 이해해야 한다. 제 1 단계는 화학식(II)의 중간체 화합물을 생성시키는 하기 반응 도식(A)에 의해 기재될 수 있다.
Figure 112005070703310-pct00003
본 발명에 따르면, R은 수소 원자, 또는 치환되거나 치환되지 않은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸기와 같은 1 내지 5개의 탄소 원자를 포함하는 탄소 사슬, 예컨대 글리세릴기(트리히드록시프로판)이다. 그러나, R은 또한 지방산 또는 지방산 에스테르의 카르복실 작용기로의 접근가능성을 방해할 수 있는 어떠한 입체 장애를 유발하지 않는 한, 어떠한 화학적 기도 가능하다. 또한, R은 바람직하게는 에탄올 또는 이소프로판올과 같이 알코올 ROH가 휘발성이 되도록 하는 방식으로 선택될 것이다. 다르게는, 정제 단계가 필요할 것이며, 실리카로 부하된 칼럼 상의 HPLC(고성능 액체 크로마토그래피) 크로마토그래피를 사용하여 수행되거나 결정화에 의해서 수행될 수 있다.
이러한 아미드화 단계 동안, 아미드 결합은 리파아제 유형 효소에 의해 지방산 또는 상응하는 에스테르의 카르보닐 작용기 및 아미노 알코올 또는 아미노 알코올의 에스테르의 1차 또는 2차 아민 작용기 사이에서 이루어진다. 더욱 특히, 트리아실글리세롤히드롤라아제 및 카르복실에스테라아제의 부류 (효소 부류 EC 3.1.1.3)에 속하는 칸디다 안타르티카로부터의 리파아제 B가 사용된다. 이는 유전자 변형된 미생물인 아스퍼길루스 오리재 (Aspergillus Oryzae)를 유리하게는 캐리어상에 고정된 형태로 배양함으로써 생성된 상표명 노보자임(Novozym？) 435로 노보자임스 에스.에이.(Novozymes S.A.)사에 의해 시판되는 리파아제의 주성분일 수 있다.
실시는 상기 회사에 의해 현재 시판되는 효소의 사용에 제한되지 않는다. 그러나, 본 발명에 따라 양호한 수율을 수득하기 위해서는 이러한 유형의 리파아제가 사용되어야 한다는 것을 주목해야 한다.
바람직하게는, 아미드화 시약이 화학량론적 조건으로 사용되며, 이로써 이러한 비율에서 모든 시약이 소비되어 잔류물이 남지 않는다.
에스테르화 단계는 지방산 또는 지방산 에스테르가 아미노-알코올의 말단 또는 그 외의 위치에 있는 유리 알코올 작용기상에 그래프팅되는 반응으로 이해된다. 이러한 단계가 아미드화 단계를 따르는 경우, 이는 하기 반응식(E)로 표현될 수 있다:
Figure 112005070703310-pct00004
본 발명에 따르면, R은 수소 원자 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 포함하는 탄소 사슬, 즉, 치환되거나 치환되지 않은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 이소부틸, 3차부틸, 펜틸, 이소펜틸, 예컨대, 글리세릴기 (트리히드록시프로판) 또는 트리메톡시프로필기이다. 그러나, R은 또한 이것이 지방산 또는 지방산 에스테르의 카르복실 작용기에 대한 접근을 방해할 수 있는 임의의 입체 장애를 유도하지 않는 한 임의의 화학기일 수 있다. 더욱이, 아미드화의 경우, 바람직하게는 R은 에탄올 또는 이소프로판올과 같이 ROH가 휘발성이 되도록 하는 방식으로 선택된다. 그렇지 않으면, 정제 단계가 필요하며, 이는 예를 들어 증류에 의해 수행될 수 있다.
이러한 에스테르화 단계 동안, 리파아제 유형 효소, 더욱 특히 트리아실글리세롤히드롤라아제의 부류 (효소 부류 EC 3.1.1.3)에 속하는 리파아제에 의해 화합물(II)의 화합물 (아미드-알코올)의 히드록실기 및 포화 또는 불포화 지방산 또는 지방산 에스테르의 카르복실기 사이에 에스테르 결합이 이루어진다.
이러한 단계 동안, 특히 이러한 에스테르-결합 반응을 촉매할 수 있는 임의의 효소가 보다 일반적인 방식으로 사용될 수 있다. 그러나, 리조무코르 미에헤이 (Rhizomucor miehei) 리파아제가 특히 바람직하다. 또한, 이러한 효소가 용매를 필요로 하지 않으며, 이의 특이성으로 인해 매우 양호한 수율로 에스테르 형성을 수행하는 이점을 지니는 것으로 발견되었다. 또한, 이는 본 발명에 따른 세라미드 합성의 전체 수율을 개선시키는데 기여한다.
특히, 제한없이, 또한 유전자 변형된 미생물인 아스퍼길루스 오리재 (Aspergillus Oryzae)를 유리하게는 캐리어상에 고정된 형태로 배양함으로써 생성된 상표명 리포자임(Lipozyme？) RM IM으로 노보자임즈 에스.에이.사에 의해 시판되는 리파아제가 사용될 수 있다.
본 발명의 공정의 특히 관심을 끄는 구체예에 따르면, 칸디다 안타르티카로부터의 리파아제 B가 아미드화 단계를 위해 사용되고, 리조무코르 미에헤이 리파아제가 에스테르화 단계를 위해 사용된다. 이러한 두 가지 효소는 실제로 매우 선택적이다. 노보자임？ 435는 아미드화 단계만을 수행하고, 리포자임？ RM IM은 에스테르화 단계만을 수행한다. 이러한 두 효소를 포함하는 단계의 순서가 생성물의 성질에 영향을 주지 않으며 유사한 수율을 나타내도록 뒤바뀔 수 있다는 것이 주목할 만하다.
더욱이, 이러한 두 단계는 동시에 수행될 수 있다. 단지 한 종류의 지방산인 경우, 즉, 사슬 AG 및 AG'가 동일한 경우, 두 개의 동일한 AG 및 AG' 그룹을 포함하는 단지 하나의 화학식(I)의 세라미드 유형 화합물이 수득될 것이다. 한편, 두 개 이상의 지방산이 사용되는 경우, 세라미드 유형 화합물의 혼합물이 수득되는데, 이들은 모두 화학식(I)의 화합물이지만 AG 및 AG' 그룹의 다양한 가능한 조합을 함유한다.
이러한 각각의 반응에서, 유리하게는 비활성 유기 캐리어상에 고정된 리파아제가 사용되며, 이는 이러한 리파아제가 반응 매질로부터 용이하게 분리된 후 재이용될 수 있게 해준다. 바람직하게는, 이러한 리파아제, 예를 들어 노보자임？ 435 및 리포자임？ RM IM은 마크로포러스(macroporous) 수지상에 흡수될 것이다. 이러한 공정의 비용은 효소를 재이용함으로써 실제로 매우 유리하게 절약된다. 따라서, 노보자임？ 435는 이러한 공정에 따른 아미드화 반응에서 활성의 손실없이 약 10회 재이용될 수 있는 것으로 관찰되었다.
더욱 정확하게는, 본 발명에 따른 합성 방법은 바람직하게는 하기 방식으로 달성될 수 있다:
- 아미드 형성 단계는 노보자임？ 435와 같은 리파아제의 존재하에서 화학량론적 조건하에서 지방산 또는 상응하는 에스테르를 아미노-알코올과 혼합시킴으로써 수행된다. 반응은 40 내지 100℃, 바람직하게는 55 내지 85℃의 온도에서 수행된다. 반응은 대기압 또는 1 내지 500mbar, 바람직하게는 30 내지 200mbar의 감압하에서 수행될 수 있다. 이러한 조건하에서 약 93% 이상의 정량적 수율에 도달하기 위해, 반응은 16시간 이상, 바람직하게는 20시간 이상 동안 수행된다.
- 에스테르화 단계는 리보자임？ RM IM과 같은 리파아제의 존재하에서 첫 번째 단계에서 수득된 아미드를 지방산 또는 상응하는 에스테르와 반응시킴으로써 수행된다. 지방산 에스테르/아미노-알코올의 비율은 1 내지 2, 바람직하게는 1 내지 1.5이다. 반응은 40 내지 100℃, 바람직하게는 50 내지 70℃에서 수행된다. 반응은 대기압 또는 1 내지 500mbar, 바람직하게는 30 내지 200mbar의 감압하에서 수행될 수 있다. 이러한 조건하에서 약 93% 이상의 정량적 수율에 도달하기 위해, 반응은 18시간 이상, 바람직하게는 24시간 이상 동안 수행된다.
유리하게는, 각각의 단계는 30 내지 200mbar의 감압하에서 수행된다. 실제로 감압은 축합 동안 점진적으로 형성되는 물 또는 알코올을 제거시켜서 반응 속도를 현저하게 가속시키는 것으로 나타났다. 더욱이 감압은 다수의 산화성 지방산의 분해를 제한한다.
상기 관련 이유로 인해, 이러한 두 효소를 사용하는 이러한 두 반응을 배열하는 순서는 단지 예로서 제공되며 제한적인 것으로 간주되지 않는다는 사실이 강조되어야 한다. 이러한 순서는 실험자가 결정할 사항이다.
따라서, 실시 변형예에 따르면, 합성은 하기 반응식(E')으로 표현될 수 있는 제 1 에스테르화 단계에 따라 수행될 수 있다:
Figure 112005070703310-pct00005
이러한 에스테르화 단계는 지방산의 아미노-에스테르를 수득하기 위해 앞서 기술된 에스테르화에 유리한 반응(E)의 조건하에서 아미노-알코올과 지방산 또는 지방산 에스테르 사이에서 일어난다.
제 2 단계는 하기 반응식(A')로 표현될 수 있는 아미드 형성 단계이다:
Figure 112005070703310-pct00006
이러한 제 2 단계는 앞서 기술된 반응(A)의 조건하에서 앞서 수득된 지방산의 아미노-에스테르와 지방산 또는 지방산 에스테르 사이에서 수행된다.
칸디다 안타르티카 (Candida antartica) 리파아제 B 및 리조무코르 미에헤이 (Rhizomucor miehei) 리파아제를 사용하는 경우, 유사-세라미드 합성 단계 중 어느 시점에서도 용매가 필요치 않다. 각각의 반응에서 약 65℃를 초과하는 온도에서, 시약 및 생성물은 실제로 액체 형태로 존재하여 용매의 역할을 할 수 있다. 이는 유리하게는 이렇게 형성된 화합물(I)에 대한 정제 단계를 회피할 수 있게 해준다.
화학식(I)의 화합물은 잔여 지방산 또는 지방산 에스테르, 예를 들어 에틸 팔미테이트와의 혼합물 형태로 수득된다. 이러한 잔여 화합물은 향장용 또는 피부과용 조성물과 같은 제형에 대한 결점이 아니다. 그러나, 필요한 경우, 화학식(I)의 화합물은 통상적인 분리 방법, 예를 들어 HPLC 또는 실리카 또는 셀룰로오스상에서의 크로마토그래피에 따라 또는 결정화에 의해 정제될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 방법은 유리하게는 제한된 수의 단계, 1개 또는 2개 이상의 단계(동시 또는 연속적으로 이루어지는 아미드화 및 에스테르화)를 포함한다. 특히 안정한 화학식(I)의 화합물을 수득하기 위해, 특히 아미드화 및 에스테르화 단계 후에 알킬화, 산화 또는 환원 유도체의 형성과 같은 그 밖의 단계가 추가될 수 있다.
3차-부틸 에테르 (TBEE) 또는 헥산과 같은 용매를 사용하고자 하는 경우, 반응은 대기압에서 수행된다.
최고의 반응 온도는 효소의 재이용 능력에 의해 결정된다. 일반적으로, 당업자는 합성 조건이 다수의 인자, 주로 효소의 농도, pH, 온도에 따라 달라질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 각각의 단계에 대해, 최적 효소 활성 조건에 도달하고자 할 것이다. 제한없이 예로서, 실시예 1 내지 21에 기재된 방법이 참조될 수 있다.
앞서 기술된 조건에 제시된 시간을 넘어 각각의 반응을 지속시키는 것은 유해하지는 않지만 반드시 수율을 개선시키지는 않는다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 지방산 또는 지방산 에스테르는 AG 또는 AG' C4 내지 C30 탄소 사슬, 바람직하게는 선형의 포화 또는 불포화되고 임의로 히드록실화된 것이다. 바람직하게는, 10개 내지 22개 탄소 원자로 구성된 것들이 선택될 것이다. 더욱이, 지방산은, 특히 에스테르화 동안 동시에 발생할 수 있는 아실화를 회피하기 위해, 바람직하게는 C=O 기의 알파에서 히드록실화되지 않는다.
지방산의 예로서 하기 물질이 언급될 수 있다:
- 카프르산 (데칸산)
- 운데칸산
- 라우르산 (도데칸산)
- 미리스트산 (테트라데칸산)
- 팔미트산 (헥사데칸산)
- 스테아르산 (옥타데칸산)
- 올레산 (옥타데카-9-엔산)
- 리시놀레산 (12-히드록시-옥타데카-9-엔산)
- 리놀레산 (옥타데카-9,12-디엔산)
- 리놀렌산 (α: 옥타데카-9,12,15-트리엔산 또는 γ: 옥타데카-6,9,12-트리엔산)
- 에이코사펜탄산 (에이코사-5,8,11,14,17-펜탄산)
-도코사헥산산 (도코사-4,7,10,13,16,19-헥산산)
- 스테아리돈산 (옥타데카-6,9,12,15-테트라엔산)
- 알레우리톨산 (9,10,16-트리히드록시 헥사데칸산)
사용될 수 있는 지방산으로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 3차부틸... 에스테르가 언급될 수 있다. 한편, 몇몇 스핑고신 유도체와 같은 포스포릴화된 유도체는 제외된다.
지방산 또는 지방산 에스테르는, 특히 미세조류, 예를 들어 스피룰린(spirulin), 식물성 오일, 예를 들어 이브닝 프림로오즈 (evening primrose) 오일, 또는 동물성 오일, 예를 들어 어유로부터 추출된 지방산의 순수한 형태 또는 혼합물 형태로 사용될 수 있다. 이는 특히 오일의 비누화에 의해 수득되는 지방산의 혼합물일 수 있다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 아미노-알코올은 1개 또는 다수의 1차 또는 2차 히드록실기를 포함한다. 아민 작용기는 1차 또는 2차일 수 있다. 수율을 최적화시키기 위해, 바람직하게는 1차 아미노 작용기를 포함하는 아미노-알코올이 사용될 것이다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 아미노-알코올은 하기 화학식(IV)에 해당한다:
Figure 112005070703310-pct00007
상기 식에서,
- n은 1, 2, 3으로부터 선택된 정수이고, m은 1, 2, 3으로부터 선택된 정수이고,
- X는 수소 및 아미노기의 2' 위치 및/또는 그 이후의 위치상에서 임의로 히드록실화된 C1 내지 C4 탄소 사슬로 구성된 군으로부터 선택되고,
- R1은 수소 및 C1 내지 C4 탄소 사슬, 바람직하게는 포화되고 선형이며, 임의로 분지되고/되거나 히드록실화된 탄소 사슬로 구성된 군으로부터 선택되고,
- R2는 수소, -OH, NH2 및 바람직하게는 포화되고 선형이며, 임의로 분지되고/되거나 히드록실화된 C1 내지 C4 탄소 사슬로 구성된 군으로부터 선택되고,
- R3는 수소, -OH 및 -CH2OH로 구성된 군으로부터 선택되고,
R1, R2 또는 R3 중 하나 이상은 -OH 기를 포함한다.
이러한 방법은 매우 선택적인 효소의 사용으로 인해 아미노-알코올이 단지 하나의 히드록실기를 포함하는 경우을 포함하여 화학식(I)의 세라미드 유형 화합물의 합성이 매우 양호한 수율로 이루어질 수 있게 하는 이점을 나타낸다. 따라서, 바람직하게는, R1, R2 및 R3 기 중 단지 하나가 -OH 작용기를 포함한다.
아미노-알코올은 선형, 임의로 분지형이고, 2개 내지 6개의 탄소 원자를 함유한다. 바람직하게는, 이들은 출발 지방산 또는 지방산 에스테르내로 부분적으로 용해될 수 있다.
아미노-알코올의 예로서 하기 물질이 언급될 수 있다:
- 1-아미노-2-프로판올
- 2-아미노-1-프로판올
- 3-아미노-1-프로판올
- 2-(메틸아미노)에탄올
- 1-아미노-2-부탄올
- 2-아미노-1-부탄올
- 3-아미노-1-부탄올
- 4-아미노-1-부탄올
- 2-아미노-2-메틸-1-프로판올
- 2-(에틸아미노)에탄올
- 2-아미노-3-메틸-1-부탄올
- 1-아미노-2-펜탄올
- 2-아미노-1-펜탄올
- 5-아미노-1-펜탄올
- 2-(프로필아미노)에탄올
- 1-아미노-2-헥산올
- 2-아미노-1-헥산올
- 6-아미노-1-헥산올
- 디에탄올아민
- 3-아미노-1,2-프로판디올
- 2-아미노-1,3-프로판디올
- 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올
- 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올
- 2-아미노-2-히드록시메틸-1,3-프로판디올
- N-2,3,4,5,6-펜타히드록시헥실아민
본 발명에 따른 상기 언급된 합성 방법에 의해 직접적으로 수득된 세라미드 유형 화합물은 하기 일반 화학식(Ⅰ)을 지닌다:
Figure 112005070703310-pct00008
상기 식에서, 기 Am-Alc는 C2 내지 C6 탄소 사슬, 바람직하게는 아미노-알코올로부터 수득된 포화된 선형 또는 임의적으로 분지형인 탄소 사슬이고; X는 수소 원자 또는 임의적으로 아미노기의 2' 및/또는 그 이후의 위치 상에서 히드록시화된 C1 내지 C4 탄소 사슬을 나타내고; AG 및 AG'의 각각은 지방산 또는 지방산 에스테르로부터 수득된 포화되거나 포화되지 않은 C4 내지 C30 탄소 사슬을 나타내고; 두개의 기 AG 및 AG'는 동일하거나 상이할 수 있다.
따라서, 이러한 화학식(Ⅰ)의 화합물은 하나 이상의 아미드 결합 및 하나의 에스테르 결합에 의해서 및 탄소 사슬 Am-Alc에 의해서 분리된 두개의 옥시기를 필수적으로 포함한다. 이들은 시약으로 사용되는 지방산 및/또는 지방산 에스테르에 따라 동일하거나 상이할 수 있는 두개의 탄소 사슬 AG 및 AG'를 추가로 포함한다.
화학식(Ⅰ)의 화합물은 상기 화합물이 높은 온도에서 합성되도록 하고 제형으로 용이하게 통합되도록 하는 약 60 내지 65℃의 용융점을 지닌다. 게다가, 이들 화합물은 대응하는 화학식(Ⅱ)의 아미드 화합물의 보존성 보다 우수한 보존성을 지닌다.
상기 방법은 광학적 활성 화합물에서 사용될 수 있다. 이러한 선택성은 확실히 최종 화합물(Ⅰ)에서 보존된다. 이들이 하나 이상의 비대칭 탄소를 지니는 경우, 이들 신규 화합물은 이들의 이성질체 또는 이들의 에리트로 또는 트레오 부분입체 이성질체로 분리될 수 있다.
본 발명에 따른 신규한 세라미드 유형 화합물 중에서 바람직한 화합물로 하기 화학물이 비제한적으로 언급될 수 있다:
- 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (3-데카노일옥시)-2-히드록시 프로필 아미드
- 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (3-도데카노일옥시)-2-히드록시 프로필 아미드
- 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (3-테트라데카노일옥시)-2-히드록시 프로필 아미드
- 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (3-헥사데카노일옥시)-2-히드록시 프로필 아미드
- 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (3-옥타데카노일옥시)-2-히드록시 프로필 아미드
- 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (3-옥타데카-9-디에노일옥시)-2-히드록시 프로필 아미드
- 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (3-옥타데카-9,12-시스-시스-디에노일옥시)-2-히드록시 프로필 아미드
- 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (3-옥타데카-12-히드록시-9-디에노일옥시)-2-히드록시 프로필 아미드
- 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (3-에이코사-5,8,11,14,17-펜타에노일옥시)-2-히드록시 프로필 아미드
- 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (3-도코사-4,7,10,16,19-헥사에노일옥시)-2-히드록시 프로필 아미드.
상기 기재된 방법의 아미드화 단계가 합성의 첫번째 단계인 경우, 수득된 중간 아미드는 하기 일반 화학식(Ⅱ)를 지닌다:
Figure 112005070703310-pct00009
상기 식에서, 기 Am-Alc는 C2 내지 C6 탄소 사슬, 바람직하게는 아미노-알코올로부터 수득된 포화된 선형 또는 임의적으로 분지형인 탄소 사슬을 나타내고; X는 수소 원자 또는 아미노기의 2' 및/또는 그 이후의 위치에서 임의적으로 히드록실화된 C1 내지 C4 탄소 사슬을 나타내고; 기 AG는 지방산으로부터 수득된 포화되거나 포화되지 않은 C4 내지 C30 탄소 사슬을 나타낸다.
이들 중간 화합물은 본 발명의 방법의 반응도식(A)에 따라 아미노-알코올의 아민 작용기에 의한 지방산 및/또는 지방산 에스테르의 카르복실기의 아미드화에 의해 수득된다. 이러한 단계는 상기 기재된 조건에서 칸디다 안타르티카(Candida antartica) 리파아제 B에 의해 수행된다.
이들 중간물은 본 발명에 따라 기재된 단일한 에스테르화 단계(E)에서 이들이 신규한 세라미드 유형 화합물을 발생시킨다는 점에서 특히 흥미롭다
그러나, 이러한 아미드 중간물은 곧 분해된다. 따라서, 지연됨이 없이 더욱 안정한 유사-세라미드(Ⅰ)(pseudo-ceramide)를 발생시키는 에스테르화 반응을 수행하는 것이 적절할 것이다.
이러한 신규한 화학식(Ⅱ)의 중간 화합물 중에서 하기의 화합물이 예로 언급될 수 있다:
- 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (2-히드록시-프로필) 아미드
- 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (1-히드록시메틸-프로필) 아미드
- 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드
- 데칸산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드
- 도데칸산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드
- 테트라데칸산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드
- 헥사데칸산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드
- 옥타데칸산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드
- 옥타데크-9-시스-엔산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드
- 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드
- 12-히드록시-옥타데크-9-엔산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드
실시예 1 내지 11은 아미드화 반응 조건을 더욱 정확하게 기재하고 있다.
상기 기재된 방법의 에스테르화 단계가 합성의 첫번째 단계인 경우, 수득된 중간 아미드는 하기 일반 화학식(Ⅲ)를 지닌다:
Figure 112005070703310-pct00010
상기 식에서, 기 Am-Alc는 C2 및 C6 탄소 사슬, 바람직하게는 아미노-알코올로부터 수득된 포화된 선형 또는 임의적으로 분지형인 탄소 사슬을 나타내고; X는 수소 원자 또는 아미노기의 2' 및/또는 그 이후의 위치에서 임의적으로 히드록실화된 C1 내지 C4 탄소 사슬을 나타내고; AG'는 지방산으로부터 유래된 포화되거나 포화되지 않은 C4 내지 C30 탄소 사슬을 나타낸다.
이들 중간 화합물은 본 발명의 방법의 반응도식(E)에 따른 아미노-알코올의 히드록실기에 의한 지방산 및/또는 지방산 에스테르의 카르복실기의 에스테르화에 의해 수득된다. 이러한 단계는 상기 기재된 조건에서 리조무코르 미에헤이(Rhizomucor miehei) 리파아제에 의해 수행된다.
이들 중간물은 이들이 본 발명에 따라 기재된 단일 아미드화 단계(A)에서 신규한 세라미드 유형 화합물을 발생시킨다는 점에서 특히 흥미롭다.
이들 신규한 화학식(Ⅲ)의 중간 화합물 중에서, 하기 화합물이 예로서 언급될 수 있다:
- 데칸산의 1-아미노-2-히드록시 프로필 에스테르
- 도데칸산의 1-아미노-2-히드록시 프로필 에스테르
- 테트라데칸산의 1-아미노-2-히드록시 프로필 에스테르
- 헥사데칸산의 1-아미노-2-히드록시 프로필 에스테르
- 옥타데칸산의 1-아미노-2-히드록시 프로필 에스테르
- 옥타데크-9-시스-엔산의 1-아미노-2-히드록시 프로필 에스테르
- 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 1-아미노-2-히드록시 프로필 에스테르
- 12-히드록시-옥타데크-9-엔산의 1-아미노-2-히드록시 프로필 에스테르
- 에이코사-5,8,11,14,17-펜타엔산의 1-아미노-2-히드록시 프로필 에스테르
- 도코사-4,7,10,16,19-펜타엔산의 1-아미노-2-히드록시 프로필 에스테르
화학식(Ⅰ)의 세라미드 유형 화합물은 화장료 및/또는 약학적 조성물, 더욱 정확하게는 피부과용 조성물에서 활성성분으로 사용될 수 있다. 이들 조성물은 전체 중량에 대해 0.01 내지 90 중량%의 상기 화합물, 바람직하게는 0.1 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%를 함유할 수 있다. 이러한 조성물은, 예컨대 일반적으로 사용되는 보통의 화장료에 허용되는 비히클, 예컨대 희석제, 분산제, 겔화제, 세라미드를 위한 담체, 고형 연화제, 검, 수지, 긴장활성제, 용매, 충전제, 예컨대 쌀 전분, 안료, 보존제, 정유, 항산화제, 착색제, 진주모, 향료, 흡취제, pH 조절제 또는 중화제, 점성화제를 포함할 수 있다.
상기 조성물은 피부 및 포피 적용에 적합한 형태, 예컨대 겔, 로션, 특히 모세관 로션 및 니스, 특히 O/W 또는 W/O 유형의 에멀션 또는 분산제, 크림, 특히 마스카라 크림, 고약, 밀크, 포움, 스틱, 특히 입술용 크림 및 립스틱으로 존재한다.
본 발명에 따른 방법에 의해 수득된 화합물은 종래 기술에 기재된 방식과 유사하게 제형화될 수 있다. 제한됨이 없이, 이는 열거된 제형의 예들로 전환시키는 것이 유용할 수 있다.
에멀션의 형태에서, 본 발명에 따른 조성물은 당업자에 의해 사용되는 바와 같은 유화제 및 보조유화제를 함유한다. 적절한 유화제 및 보조유화제의 예는 지방산 및 폴리올 에스테르, 예컨대 글리세릴 스테아레이트, 지방산 및 폴리에틸렌글리콜 에스테르, 예컨대 PEG-20 스테아레이트이다. 유리하게는, 유화제 및 보조유화제 농도는 0.3 내지 30% w/w, 바람직하게는 0.5 내지 5%가 포함된다.
따라서, 이러한 조성물은 인간 및/또는 동물 외피 및/또는 이의 구성물(모발, 손톱 등)의 관리 및/또는 치료 및/또는 보호에 유용하다. 피부 지질 균형을 회복함으로써, 이들은 피부층 변화를 유지시키고 수분 손실을 조절한다. 따라서, 이들은 피부 문제, 예컨대 건조, 주름 및 피부 주름, 박리, 틈 및 균열을 예방하고/하거나 해결하고, 연성이고 매끈하고 수화된 탄력있는 피부를 유지시키고, 피부 노화 징후를 없애는데 특히 유용하다. 화장료 또는 피부과용 조성물은 임의의 독성 또는 국소적 과민성을 나타내지 않았고, 알레르기를 일으키지도 않았다.
하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위해 나타내고, 어떠한 경우에도 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 고려되어선 안된다. 달리 지시되지 않는 한, 농도는 조성물의 전체 중량과 관련된 백분율로 주어진다.
하기의 실시예에서, 아미드화 반응은 상표 노보자임？(Novozym) 435로 노보자임스 에스.에이.(Novozymes S.A.)사에서 시판되는 생성물의 형태로 사용되는, 비활성 지지대 상에 고정된 칸디다 안타르티카(Candida antartica) 리파아제 B에 의해 수행된다. 이 화합물은 내열성이고 40 내지 60℃에서 최적 활성을 나타낸다. 다른 한편으로, 이는 10,000 그램 당 프로필 라우레이트 유닛(PLU/g)의 공표된 에스테르화 활성을 지닌다.
에스테르화 반응은 상표 노보자임？(Novozym) RM IM으로 노보자임스 에스.에이.(Novozymes S.A.)사에서 시판되는 생성물의 형태로 사용되는 비활성 지지대 상에 고정된 리조무코르 미에헤이(Rhizomucor miehei) 리파아제에 의해 수행된다. 이 화합물은 30 내지 70℃에서 최적 활성을 나타내고 약 150 IUN/g의 활성을 지닌다.
Ⅰ. 지방산, 특히 리놀레산의 존재하에서의 상이한 아미노-알코올(1-아미노-2-프로판올, 2-아미노-1- 부탄올 및 3-아미노-1,2- 프로판디올 )로부터의 아미드화 반응의 예
Figure 112005070703310-pct00011
ㆍ 실시예 1 : 옥타데카 -9,12- 시스 - 시스 - 디엔산의 (2-히드록시-프로필) 아미드의 합성
500 ㎖ 플라스크에 75.11 g의 1-아미노-2-프로판올 (1 mol) 및 280.24 g의 리놀레산 (1 mol)을 부었다. 혼합물을 65℃ 이하로 교반하에서 가열하고, 5 g의 노보자임？ 435를 첨가하였다. 이후 반응 매질을 감압(50 mbar)하에 두어 형성되는 수분을 제거하였다.
20시간의 반응 후, 고형상 상의 효소를 여과를 통해 제거했다. 리놀레산의 아미드로의 변환율은 95% 이상이었다. 수득된 생성물은 베이지색의 왁스였다.
수득된 생성물을 통상적인 방법 및 하기의 조건에 따라 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)를 통해 분석하였다:
- 컬럼 뉴클레오실(Nucleosil) 100 C18 5 ㎛(250 x 2 ㎜)
- 구배:
시간(분) 메탄올(%) 물(%)
0 85 15
10 85 15
20 100 0
40 100 0
45 85 15
- 유속 : 0.22 ㎖.mn-1.
- 검출 : 자외선λ = 210 ㎚
생성물의 HPLC 체류 시간 : 11.98 분
ㆍ실시예 2 : 옥타데카-9,12-시스-디엔산의 (1-히드록시메틸-프로필)아미드의 합성
500 ㎖ 플라스크에 89.11 g의 2-아미노-1-부탄올 (1 mole) 및 280.24 g의 리놀레산 (1 mole)을 부었다. 혼합물을 65℃ 이하로 교반하에서 가열하고, 5 g의 노보자임？ 435를 첨가하였다. 이후 반응 매질을 감압(50 mbar)하에 두어 형성되는 수분을 제거하였다.
20시간의 반응 후, 고형상 상의 효소를 여과를 통해 제거했다. 리놀레산의 아미드로의 변환율은 95% 이상이었다. 수득된 생성물은 베이지 색의 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류 시간 : 13.20 분
ㆍ 실시예 3 : 옥타데카 -9,12- 시스 - 시스 - 디엔산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드의 합성
500 ㎖ 플라스크에 91.11 g의 3-아미노-1,2-프로판올 (1 mol) 및 280.24 g의 리놀레산 (1 mol)을 부었다. 혼합물을 65℃ 이하로 교반하에서 가열하고, 5 g의 노보자임？ 435를 첨가하였다. 이후 반응 매질을 감압(50 mbar)하에 두어 형성되는 수분을 제거하였다.
20시간의 반응 후, 고형상 상의 효소를 여과를 통해 제거했다. 리놀레산의 아미드로의 변환율은 95% 이상이었다. 수득된 생성물은 베이지 색의 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류 시간 : 10.65 분
IR(ν, ㎝-1, CH2Cl2) : 3300, 2900, 2850, 1630, 1545, 1465.
Ⅱ. 3-아미노-1,2- 프로판올의 존재하에서의 상이한 지방산 에테르로부터의 아미드 합성의 예.
Figure 112005070703310-pct00012
Figure 112005070703310-pct00013
ㆍ 실시예 4 : 데칸산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드의 합성
500 ㎖ 플라스크에 91.11 g의 3-아미노-1,2-프로판디올 (1 mol) 및 200.32 g의 에틸 데카노에이트 (1 mol)을 부었다. 혼합물을 65℃ 이하로 교반하에서 가열하고, 5 g의 노보자임？ 435를 첨가하였다. 이후 반응 매질을 감압(50 mbar)하에 두어 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간의 반응 후, 고형상 상의 효소를 여과를 통해 제거했다. 에스테르의 아미드로의 변환율은 99% 이상이었다. 수득된 생성물은 크림색의 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류 시간 : 4.47 분
ㆍ 실시예 5 : 도데칸산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드의 합성
500 ㎖ 플라스크에 91.11 g의 3-아미노-1,2-프로판디올 (1 mol) 및 228.37 g의 에틸 라우레이트 (1 mol)을 부었다. 혼합물을 65℃ 이하로 교반하에서 가열하고, 5 g의 노보자임？ 435를 첨가하였다. 이후 반응 매질을 감압(50 mbar)하에 두어 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간의 반응 후, 고형상 상의 효소를 여과를 통해 제거했다. 에스테르의 아미드로의 변환율은 99% 이상이었다. 수득된 생성물은 크림색의 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류 시간 : 5.65 분
ㆍ 실시예 6 : 테트라데칸산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드의 합성
500 ㎖ 플라스크에 91.11 g의 3-아미노-1,2-프로판디올 (1 mol) 및 256.42 g의 에틸 미리스테이트 (1 mol)을 부었다. 혼합물을 65℃ 이하로 교반하에서 가열하고, 5 g의 노보자임？ 435를 첨가하였다. 이후 반응 매질을 감압(50 mbar)하에 두어 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간의 반응 후, 고형상 상의 효소를 여과를 통해 제거했다. 에스테르의 아미드로의 변환율은 99% 이상이었다. 수득된 생성물은 크림색의 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류 시간 : 8.06 분
ㆍ 실시예 7 : 헥사데칸산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드의 합성
500 ㎖ 플라스크에 91.11 g의 3-아미노-1,2-프로판디올 (1 mol) 및 284.48 g의 에틸 팔미테이트 (1 mol)을 부었다. 혼합물을 65℃ 이하로 교반하에서 가열하고, 5 g의 노보자임？ 435를 첨가하였다. 이후 반응 매질을 감압(50 mbar)하에 두어 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간 반응 후에, 고형상 상의 효소를 여과하여 제거하였다. 에스테르에서 아미드로의 전환율은 약 99%였다. 수득한 생성물은 크림색 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류시간 : 12.15분.
실시예 8: 옥타데칸산의 (2,3-디히드록시-프로필)아미드의 합성
500ml 플라스크에 91.11g의 3-아미노-1,2-프로판디올(1mol) 및 312.53g 의 에틸 스테아레이트(1mol)을 부었다. 혼합물을 교반시키면서 65℃까지 가열하고 5g의 노보자임？ 435(Novozym？ 435)를 가하였다. 반응물질을 감압(50mbar)하에 놓아 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간 반응 후에, 고형상 상의 효소를 여과하여 제거하였다. 에스테르에서 아미드로의 전환율은 약 99%였다. 수득한 생성물은 베이지색 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류시간 : 19.38분.
실시예 9: 옥타데크 -9- 시스 - 엔산의 (2,3-디히드록시-프로필)아미드의 합성
500ml 플라스크에 91.11g의 3-아미노-1,2-프로판디올(1mol) 및 310.51g의 에틸 올레이트(1mol)을 부었다. 혼합물을 교반시키면서 65℃까지 가열하고 5g의 노보자임？ 435(Novozym？ 435)를 가하였다. 반응물질을 감압(50mbar)하에 놓아 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간 반응 후에, 고형상 상의 효소를 여과하여 제거하였다. 에스테르에서 아미드로의 전환율은 약 99%였다. 수득한 생성물은 베이지색 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류시간 : 13.26분.
실시예 10: 옥타데카 -9,12- 시스 - 시스 - 디엔산의 (2,3-디히드록시-프로필)아미드의 합성
500ml 플라스크에 91.11g의 3-아미노-1,2-프로판디올(1mol) 및 308.50g의 에틸 리놀레이트(1mol)을 부었다. 혼합물을 교반시키면서 65℃까지 가열하고 5g의 노보자임？ 435(Novozym？ 435)를 가하였다. 반응물질을 감압(50mbar)하에 놓아 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간 반응 후에, 고형상 상의 효소를 여과하여 제거하였다. 에스테르에서 아미드로의 전환율은 약 99%였다. 수득한 생성물은 베이지색 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류시간 : 10.37분.
IR(ν, ㎝-1, CH2Cl2) : 3300, 2900, 2850, 1630, 1545, 1465.
실시예 11: 12-히드록시- 옥타데크 -9- 엔산의 (2,3-디히드록시-프로필)아미드의 합성
500ml 플라스크에 91.11g의 3-아미노-1,2-프로판디올(1mol) 및 326.51g의 에틸 리시놀레이트(1mol)을 부었다. 혼합물을 교반시키면서 65℃까지 가열하고 5g의 노보자임？ 435(Novozym？ 435)를 가하였다. 반응물질을 감압(50mbar)하에 놓아 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간 반응 후에, 고형상 상의 효소를 여과하여 제거하였다. 에스테르에서 아미드로의 전환율은 약 99%였다. 수득한 생성물은 베이지색 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류시간 : 5.34분.
III. 3-아미노 1,2- 프로판디올상의 리놀레산의 축합에 의해서 수득한 아미드 상의 지방산 에스테르의 반응에 의한 세라미드 유형 화합물의 합성예
Figure 112005070703310-pct00014
실시예 12: 옥타데카 -9,12- 시스 - 시스 - 디엔산의 (3-데카노일옥시)-2-히드록시프로필 아미드의 합성
1,000ml 플라스크에 353.54g의 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (2,3-디히 드록시-프로필) 아미드 (1mol) 및 300.48g의 에틸 데카노에이트(1.5mol)을 부었다. 혼합물을 교반시키면서 65℃까지 가열하고 30g의 리포자임？ RM IM(Lipozyme？ RM IM)를 가하였다. 반응물질을 감압(50mbar)하에 놓아 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간 반응 후에, 고형상 상의 효소를 여과하여 제거하였다. 아미드에서 N-데카노일 유도체로의 전환율은 약 93%였다. 수득한 생성물은 백색 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류시간 : 25.35분.
실시예 13: 옥타데카 -9,12- 시스 - 시스 - 디엔산의 (3- 도데카노일옥시 )-2-히드록시프로필 아미드의 합성
1,000ml 플라스크에 353.54g의 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드 (1mol) 및 342.55g의 에틸 라우레이트(1.5mol)을 부었다. 혼합물을 교반시키면서 65℃까지 가열하고 30g의 리포자임？ RM IM(Lipozyme？ RM IM)를 가하였다. 반응물질을 감압(50mbar)하에 놓아 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간 반응 후에, 고형상 상의 효소를 여과하여 제거하였다. 아미드에서 N-도데카노일 유도체로의 전환율은 약 93%였다. 수득한 생성물은 백색 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류시간 : 27.28분.
실시예 14: 옥타데카 -9,12- 시스 - 시스 - 디엔산의 (3- 테트라데카노일옥시 )-2-히드록시프로필 아미드의 합성
1,000ml 플라스크에 353.54g의 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드 (1mol) 및 384.63g의 에틸 미리스테이트(1.5mol)을 부었다. 혼합물을 교반시키면서 65℃까지 가열하고 30g의 리포자임？ RM IM(Lipozyme？ RM IM)를 가하였다. 반응물질을 감압(50mbar)하에 놓아 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간 반응 후에, 고형상 상의 효소를 여과하여 제거하였다. 아미드에서 N-테트라데카노일 유도체로의 전환율은 약 93%였다. 수득한 생성물은 백색 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류시간 : 28.93분.
실시예 15: 옥타데카 -9,12- 시스 - 시스 - 디엔산의 (3- 헥사데카노일옥시 )-2-히드록시프로필 아미드의 합성
1,000ml 플라스크에 353.54g의 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드 (1mol) 및 426.72g의 에틸 팔미테이트(1.5mol)을 부었다. 혼합물을 교반시키면서 65℃까지 가열하고 30g의 리포자임？ RM IM(Lipozyme？ RM IM)를 가하였다. 반응물질을 감압(50mbar)하에 놓아 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간 반응 후에, 고형상 상의 효소를 여과하여 제거하였다. 아미드에서 N-헥사데카노일 유도체로의 전환율은 약 93%였다. 수득한 생성물은 백색 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류시간 : 31.22분.
IR(γ, Cm-1, CH2Cl2): 3300, 2900, 2850, 1695, 1630, 1540, 1460.
실시예 16: 옥타데카 -9,12- 시스 - 시스 - 디엔산의 (3-옥타데카노일옥시)-2-히드록시프로필 아미드의 합성
1,000ml 플라스크에 353.54g의 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드 (1mol) 및 468.79g의 에틸 스테아레이트(1.5mol)을 부었다. 혼합물을 교반시키면서 65℃까지 가열하고 30g의 리포자임？ RM IM(Lipozyme？ RM IM)를 가하였다. 반응물질을 감압(50mbar)하에 놓아 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간 반응 후에, 고형상 상의 효소를 여과하여 제거하였다. 아미드에서 N-옥타데카노일 유도체로의 전환율은 약 93%였다. 수득한 생성물은 백색 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류시간 : 33.57분.
실시예 17: 옥타데카 -9,12- 시스 - 시스 - 디엔산의 (3- 옥타데카 -9- 에노일옥시 )-2-히드록시프로필 아미드의 합성
1,000ml 플라스크에 353.54g의 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드 (1mol) 및 465.76g의 에틸 올레이트(1.5mol)을 부었다. 혼합물을 교반시키면서 65℃까지 가열하고 30g의 리포자임？ RM IM(Lipozyme？ RM IM) 를 가하였다. 반응물질을 감압(50mbar)하에 놓아 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간 반응 후에, 고형상 상의 효소를 여과하여 제거하였다. 아미드의 전환율은 약 93%였다. 수득한 생성물은 크림색 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류시간 : 31.73분.
실시예 18: 옥타데카 -9,12- 시스 - 시스 - 디엔산의 (3- 옥타데카 -9,12- 시스 - 시스 -디에노일옥시)-2-히드록시프로필 아미드의 합성
1,000ml 플라스크에 353.54g의 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드 (1mol) 및 462.76g의 에틸 리놀레이트(1.5mol)을 부었다. 혼합물을 교반시키면서 65℃까지 가열하고 30g의 리포자임？ RM IM(Lipozyme？ RM IM)를 가하였다. 반응물질을 감압(50mbar)하에 놓아 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간 반응 후에, 고형상 상의 효소를 여과하여 제거하였다. 아미드의 전환율은 약 93%였다. 수득한 생성물은 크림색 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류시간 : 30.19분.
실시예 19: 옥타데카 -9,12- 시스 - 시스 - 디엔산의 (3-옥타테카-12-히드록시-9-디에노일옥시)-2-히드록시프로필 아미드의 합성
1,000ml 플라스크에 353.54g의 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드 (1mol) 및 489.76g의 에틸 리시놀레이트(1.5mol)을 부었다. 혼합물을 교반시키면서 65℃까지 가열하고 30g의 리포자임？ RM IM(Lipozyme？ RM IM)를 가하였다. 반응물질을 감압(50mbar)하에 놓아 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간 반응 후에, 고형상 상의 효소를 여과하여 제거하였다. 아미드의 전환율은 약 93%였다. 수득한 생성물은 크림색 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류시간 : 26.05분.
실시예 20: 옥타데카 -9,12- 시스 - 시스 - 디엔산의 (3-에이코사-5,8,11,14,17-펜 타에노일옥시 )-2-히드록시프로필 아미드의 합성
1,000ml 플라스크에 353.54g의 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드 (1mol) 및 495.75g의 에틸 3-에이코사-5,8,11,14,17-펜타에노에이트(1.5mol)을 부었다. 혼합물을 교반시키면서 65℃까지 가열하고 30g의 리포자임？ RM IM(Lipozyme？ RM IM)를 가하였다. 반응물질을 감압(50mbar)하에 놓아 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간 반응 후에, 고형상 상의 효소를 여과하여 제거하였다. 아미드의 전환율은 약 93%였다. 수득한 생성물은 크림색 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류시간 : 28.60분.
실시예 21: 옥타데카 -9,12- 시스 - 시스 - 디엔산의 (3-도코사-4,7,10,16,19-헥사 에노일옥시 )-2-히드록시프로필 아미드의 합성
1,000ml 플라스크에 353.54g의 옥타데카-9,12-시스-시스-디엔산의 (2,3-디히드록시-프로필) 아미드 (1mol) 및 534.90g의 에틸 도코사-5,8,11,14,17-헥사에노에 이트(1.5mol)을 부었다. 혼합물을 교반시키면서 65℃까지 가열하고 30g의 리포자임？ RM IM(Lipozyme？ RM IM)를 가하였다. 반응물질을 감압(50mbar)하에 놓아 형성되는 에탄올을 제거하였다.
24시간 반응 후에, 고형상 상의 효소를 여과하여 제거하였다. 아미드의 전환율은 약 93%였다. 수득한 생성물은 크림색 왁스였다.
생성물의 HPLC 체류시간 : 29.37분.
IV. 화학식(I)의 화합물을 포함하는 화장료 조성물의 실시예 .
이들 제제는 성분을 배합함으로써 수득하였다.
실시예 및 제제에서, 표시된 비율은 중량/전체 중량 비율이다.
? 에멀션-크림 수중유
무기 오일 4.00%
화학식(I)의 세라미드 유형 화합물 0.10%
세테쓰 10(Ceteth 10) 4.00%
세틸 알코올 4.00%
트리에탄올아민 0.75%
부탄-1,3-디올 3.00%
크잔탄검 0.30%
보존제 0.40%
향수 qs
히드록시부틸 톨루엔 0.01%
물 qsp 100%
?건조한 모발을 위한 로션
화학식(I)의 세라미드 유형 화합물 1.5%
향수 0.10%
히드록시에틸 셀룰로오즈 0.40%
순수한 에탄올 25.00%
p-메틸벤조에이트-수산화나트륨 0.20%
무균의 탈염수 qsp 100%
?건조한 피부를 위한 노화방지 보습 로션
화학식(I)의 세라미드 유형 화합물 1.5%
향수 0.10%
히드록시에틸 셀룰로오즈 0.40%
순수한 에탄올 25.00%
p-메틸벤조에이트 0.20%
무균의 탈염수 qsp 100%
?건조한 피부를 위한 노화방지 보습 로션
화학식(I)의 세라미드 유형 화합물 0.25%
에탄올 10.00%
향수 0.50%
보존제 0.40%
무균의 탈염수 qsp 100%
? 네일케어용 알코올 성 로션
화학식(I)의 세라미드 유형 화합물 0.20%
디메틸술폭시드 10.00%
에탄올 40.00%
산화방지제 0.10%
향수 qs
무균의 탈염수 qsp 100%

Claims (14)

  1. 세라미드 유형 화합물을 합성하는 방법으로서, 적어도 칸디다 안타르티카(Candida antartica)의 리파아제 B형 효소에 의해서 수행되는 아미드 형성 단계, 및 리파아제 유형 효소에 의해서 또한 수행되는 에스테르화 단계를 포함하며, 세라미드 유형 화합물이 하기 화학식(I)에 상응함을 특징으로 하는 방법:
    Figure 112011054589243-pct00015
    상기 식에서,
    Am-Alc는 아미노-알코올로부터 얻은 포화된 선형 또는 분지형이거나 비분지형인 C2 내지 C6 탄소 사슬을 나타내며;
    X는 수소, 또는 아미노기의 2' 위치 및/또는 그 이후의 위치에서 히드록실화되거나 히드록실화되지 않은 C1 내지 C4 탄소 사슬이며;
    각각의 AG 및 AG'는 지방산 또는 지방산 에스테르로부터 얻은 포화되거나 포화되지 않은 C4 또는 C30 탄소 사슬이며;
    두 AG 및 AG'는 동일하거나 상이할 수 있다.
  2. 제 1항에 있어서, 아미드 형성 단계가 40 내지 100℃의 온도에서 지방산 및/또는 이의 에스테르와 아미노-알코올 사이의 화학양론적 조건하에 수행됨을 특징으 로 하는 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 아미드 형성이 1 내지 500mbar의 감압하에 16시간 이상 동안 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 에스테르화 반응이 40 내지 90℃의 온도에서 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서, 에스테르화 반응이 1 내지 500mbar의 감압하에 18시간 이상 동안 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  10. 삭제
  11. 제 1항에 있어서, 칸디다 안타르티카(Candida antartica) 리파아제 B형 효소에 의한 아미드 형성 반응, 및 리조무코르 미에헤이 리파아제에 의한 에스테르화 반응이 65℃의 최소 온도에서 30 내지 200mbar의 감압하에 용매 없이 임의로 동시에 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  12. 삭제
  13. 제 1항에 있어서, 출발 아미노-알코올이 하기 화학식(IV)에 상응함을 특징으로 하는 방법:
    Figure 112011054589243-pct00016
    상기 식에서,
    - n은 1, 2, 3으로부터 선택된 정수이고, m은 1, 2, 3으로부터 선택된 정수이고,
    - X는 수소 및 아미노기의 2' 위치 및/또는 그 이후의 위치상에서 히드록실화되거나 히드록실화되지 않은 C1 내지 C4 탄소 사슬로 구성된 군으로부터 선택되고,
    - R1은 수소 및 포화, 선형, 분지 또는 비분지되고/되거나 히드록실화된 C1 내지 C4 탄소 사슬로 구성된 군으로부터 선택되고,
    - R2는 수소, -OH, NH2 및 포화, 선형, 분지 또는 비분지되고/되거나 히드록실화된 C1 내지 C4 탄소 사슬로 구성된 군으로부터 선택되고,
    - R3는 수소, -OH 및 -CH2OH로 구성된 군으로부터 선택되고,
    R1, R2 또는 R3 중 하나 이상은 -OH 기를 포함한다.
  14. 삭제
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