KR20040000638A

KR20040000638A - 히드록시 피라논 유도체 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20040000638A
Application number: KR1020020035146A
Authority: KR
Inventors: 노호식; 김수남; 김배환; 이해광; 김덕희; 장이섭; 이옥섭
Original assignee: 주식회사 태평양
Priority date: 2002-06-22
Filing date: 2002-06-22
Publication date: 2004-01-07
Also published as: JP2005530840A; EP1515966B1; CN1662526A; US20030236299A1; CN1310910C; EP1515966A1; JP4398367B2; WO2004000836A1; EP1515966A4; KR100482668B1; US6916844B2

Abstract

본 발명은 하기 화학식 1로 표현되는 코지산 유도체와 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의해 제공되는 상기 유도체는 콜라겐 생성을 증가시키는 효과와 콜라겐을 분해하는 효소인 콜라게네이즈의 활성을 억제하는 효과로 인해 주름을 개선시키는 효과를 가지며, 의약품 및 피부 외용제로서 이용될 수 있다.

(상기 식 중, R₁은 -CH₂- 또는 -CH₂CH₂- 이고, R₂는 -C(O)OCH₂-, -CH=CHC(O)OCH₂- 또는 -CH=CH- 이다)

Description

코지산 유도체 및 이의 제조방법{Kojic acid derivative and preparation method thereof}

본 발명은 하기 화학식 1로 표현되는 코지산 유도체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

[화학식 1]

(상기 식 중, R₁은 -CH₂- 또는 -CH₂CH₂- 이고, R₂는 -C(O)OCH₂-, -CH=CHC(O)OCH₂- 또는 -CH=CH- 이다.)

모든 생물체는 나이를 먹으면서 노화되며 피부도 마찬가지이다. 이러한 노화를 지연하고자 하는 노력은 끊임없이 이어져 왔으며, 이에 따라 노화의 본질이 무엇이며 노화가 왜 일어나는지에 대한 의문은 끊임없이 제기 되고 있다. 피부의 노화는 그 요인에 따라 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 첫째로 자연적인 노화(Intrinsic aging)로 피부의 구조와 생리적인 기능이 나이를 먹으면서 계속적인 감퇴를 일으키는 것이고, 둘째는 외적 노화 (Extrinsic aging)로 태양광선 등 누적된 외부 스트레스로 말미암은 것이다. 특히 태양광은 잘 알려진 노화 원인의 하나로 장시간 자외선에 노출된 피부는 각질층이 두꺼워지고 콜라겐이 변성되어 피부의 탄력성을 잃어가게 된다. 이처럼 피부의 노화현상은 여러 가지 기능적, 구조적 변화를 수반한다.

우선 노화에 따른 피부의 구조적 변화를 살펴보면, 피부의 구성성분인 표피, 진피 및 피하조직의 두께가 얇아진다. 또한, 피부의 탄력과 인장을 담당하는 진피 조직의 세포외 기질 (ECM; extracelluar matrix) 성분이 변화를 하게 된다. ECM은 크게 두 가지 성분으로 구성되어 있다. 하나는 ECM 전체의 약 2∼4 %를 차지하는 탄력섬유인 엘라스틱 섬유 (elastic fiber)이며, 또 다른 하나는 ECM 전체의 약 70∼80 %를 차지하고 있는 콜라겐이다. 콜라겐은 노화과정을 겪으면서 생성이 급격히 저하되며, 이러한 콜라겐의 생성 저하는 생합성 과정 중 여러 가지 요인에 의해서 조절되는데, 콜라게네이즈 (collagenase)와 같은 기질 메탈로 프로테아제 (matrix metallo protease)의 발현으로 인하여 생성된 콜라겐이 분해되어 결과적으로 피부 내의 콜라겐 함량이 줄어드는 현상이 나타나게 된다. 진피에서 콜라겐이 줄어들면, 피부의 표피는 거칠어지며 노화현상인 주름이 나타난다.

이러한 주름의 원인이 되는 콜라겐의 감소를 억제하려는 목적으로 여러 가지 물질들이 개발되어 사용되고 있는데, 특히 레티놀과 레티노익산 등의 레티노이드의 주름개선효과는 알려진 사실이다 (Dermatology therapy, 1998, 16, 357 ∼ 364).하지만 이들 레티노이드는 주름개선이라는 긍정적인 효과와 더불어, 소량만을 피부에 적용하여도 자극이 나타난다는 단점을 가지며, 또한 불안정성으로 인하여 공기 중에 노출되면 쉽게 산화 변질되기 때문에 사용하는데 많은 제약이 있다. 이에 레티노이드를 안정화하기 위한 연구는 계속해서 진행되고 있으나, 아직까지 피부에 대한 자극 즉 안전성의 문제는 해결되지 않고 있는 실정이다.

레티노이드는 레티놀, 레티노익산 또는 이의 유도체를 일컫는 말이다. 레티노이드는 다양한 생물학적 작용을 나타내는데 피부와 관련하여서는 과각질화, 여드름에 대한 효과가 보고되고 있으며, 피부 주름과 관련한 효능으로는 콜라겐 생성 촉진과 콜라겐 분해 효소인 콜라게네이즈(Collagenase)의 억제 능력이 일반적으로 받아들여지고 있다 (The Journal of Investigative Dermatology, 1991, 96, 975 ~ 978). 현재까지의 레티노이드의 개발 배경을 살펴보면 초기에는 단순한 레티놀과 레티노익산의 변형에 의한 유도체화로, 이와 같은 변형의 예로는 레티닐 팔미테이트(Retinyl palmitate)를 들 수 있다. 다음으로는 벤조익산을 이용한 유도체로 이러한 화합물을 아로티노이드(Arotinoid)라고 한다 (J. Med. Chem, 1988, 31, 2182 ~ 2192). 최근에는 아로티노이드 화합물의 벤젠링에 헤테로 원자를 도입한 화합물들이 개발되고 있는데 헤테로아로티노이드(Heteroarotinoid)라고 하며 (J. Med. Chem, 1999, 42, 4434 ~ 4445), 본 발명에 의해 제공되는 레티노이드는 헤테로원자를 갖는 벤조익산 대신에 코지산을 사용한 유도체이다.

레티노이드의 피부에서 나타나는 생물학적인 효과는, 레티노이드가 레티노익산 수용체라고 불리는 세포내(inter cellullar) 수용체에 작용하여 나타난다(British Journal of dermatology, 1999, 140, 12 ∼ 17). 레티노이드의 구조적 특징은 테트라메틸 시클로 헥산, 불포화 탄소결합 및 카르복실산 (carboxylic acid)으로 이루어져 나타난다. 특히 카르복실산 (carboxylic acid) 부분은 레티노이드 류가 효과를 나타내는데 필수적인 부분으로 수용체에 작용할 때 쉽게 음이온으로 변형되어 작용한다 (Chem. Pharm. Bull, 2001, 49, 501 ∼ 503). 이러한 결과를 바탕으로 기존의 레티노이드의 효능을 유지하며 독성과 불안전성 및 불안정성을 감소하려는 방향으로 연구가 이루어져 왔다.

위와 같은 필요에 의해, 본 발명자들은 종래의 주름개선 원료인 레티노이드의 문제점인 피부 자극 문제를 해결함과 동시에, 피부 외용제로서의 제형의 불안정성을 해결할 수 있는 방법을 연구한 결과, 새로운 형태의 레티노이드를 합성하였다.

코지산과 그 유도체들은 미백제로 널리 알려진 물질이다 (USP, 5523421 ; Bioorganic & Medicinal chemistry letter, 1996, 6, 1303 ∼ 1308). 하지만 최근에는 코지산의 미백제로서의 효능 이외에도 주름억제제로서의 효능도 연구되어 발표되었다 (European Journal of Pharmacology, 2001, 411, 169 ∼ 174). 코지산의 구조적인 특징을 살펴보면 4 위치의 카르보닐기 (carbonyl group)와 이웃한 5 위치의 에놀릭 히드록시기 (enolic hydroxy group)를 가지고 있다. 이 에놀릭 히드록시기 (enolic hydroxy group)는 쉽게 음이온을 형성하여 카르복실산 (carboxylic acid)과 유사한 형태로 사용할 수 있으며, 이러한 코지산의 특성을 이용하여 새로운 레티노이드를 합성하였다. 이렇게 합성된 레티노이드의 일종인, 본 발명에 의한 코지산 유도체의 경우 기존에 사용되고 있는 레티놀과 레티노익산이 나타내는 피부자극 및 변색, 변취 등을 나타내지 않는 안전성과 안정성을 가진 화합물이라는 것을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 주름개선 효과를 나타내며 기존의 레티노이드들의 문제점인 안전성 및 안정성이 향상된 새로운 형태의 레티노이드로서, 코지산 유도체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 코지산 유도체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 상기한 코지산 유도체의 의약품 및 피부 외용제로서의 적합성을 보이는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 레티노이드의 일종인 하기 화학식 1로 표시되는 코지산 유도체를 제공한다.

[화학식 1]

또한, 본 발명은 코지산과 3,4-메틸렌 디옥시 벤조익산, 3,4-에틸렌 디옥시 벤조익산, 3,4-메틸렌 디옥시 신남산 또는 3,4-에틸렌 디옥시 신남산과의 에스테르결합을 만드는 방법 및 코지산과 3,4-메틸렌 디옥시 벤즈알데히드 또는 3,4-에틸렌 디옥시 벤즈알데히드를 이중결합으로 연결하는 방법을 제공한다.

상기 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 상기 화학식 1로 표시되는 코지산 유도체는 그 구조 및 효과로 판단하여 레티노이드로 분류될 수 있다.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 새로운 개념의 레티노이드로서, 코지산 유도체는 하기에서 구체적인 예로든 다음과 같은 두 가지 제조 방법을 통해 얻을 수 있다.

방법 (A)로 나타내는 첫 번째 예로서, 코지산의 2 위치의 히드록시 메틸기의 히드록시기를 할로겐 원소로 치환시킨 할로겐화 코지산을 제조한다. 그리고 벤조익산 또는 신남산을 극성 용매에서 무기 염기와 반응시켜 벤조익산 염 또는 신남산 염을 제조한 후, 상기 할로겐화 코지산과 상기 벤조익산 염 또는 신남산 염을 반응시켜 코지산 유도체를 제조하는 방법이 있다.

방법 (B)로 나타내는 두 번째 예로서, 먼저 코지산의 2 위치의 히드록시 메틸기의 히드록시기를 할로겐 원소로 치환시킨 할로겐화 코지산을 제조한다. 그리고 상기 할로겐화 코지산과 트리페닐 포스핀을 반응시켜 포스포니움 염을 형성한 후, 상기 포스포니움 염과 3,4-메틸렌 디옥시 벤즈알데히드 또는 3,4-에틸렌 디옥시 벤즈알데히드를 반응시켜 코지산 유도체를 제조하는 방법이 있다.

상기의 두 제조방법에서, 할로겐 원소는 브롬, 염소, 또는 요오드가 가능하다.

본 발명에 따른 제조방법을 하기 반응식을 통해 보다 구체적으로 설명한다.

먼저, 상기 방법 (A)에 따른 제조 방법을, 예로서, 하기 반응식 (1)로 설명한다.

(상기 식 중, R₁은 -CH₂- 또는 -CH₂CH₂- 이고, R₂는 -C(O)OCH₂-, -CH=CHC(O)OCH₂- 이다.)

1 단계로 티오닐 클로라이드를 사용하여 코지산의 1차 알콜을 클로라이드로 변형하였으며, 이 때 사용될 수 있는 용매로는 N,N-디메틸포름아미드, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름 등이 있다. 또한 벤조익산, 신남산을 염으로 바꾸기 위해서는 수산화나트륨, 수산화 칼륨 등의 무기염기가 사용되었으며, 용매로는 메탄올, 에탄올, 디옥산, 테트라히드로퓨란 등의 극성 용매가 사용되었다.

앞 단계에서 합성된 클로로 코지산과 벤조익산 염 또는 신남산 염을 반응하기 위한 용매로는 N,N-디메틸포름아미드, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름 같은 용매들이 사용될 수 있으나 이 중 N,N-디메틸포름아미드가 가장 적당하다. 반응온도는 70 ℃ ∼ 110 ℃ 가 가장 이상적이며, 이보다 낮은 온도에서는 반응물인 클로로 코지산이 남아 반응 생성물로부터 제거가 용이하지 않고, 반면에 110 ℃ 이상의 온도에서는 반응물인 클로로 코지산이 분해되어 반응생성물의 수득율이 줄어들게 된다.

이어 상기 방법 (B)에 나타낸 제조 방법을, 일례로서, 하기 반응식 (2)를 이용하여 설명한다.

(상기 식 중, R₁은 -CH₂- 또는 -CH₂CH₂- 이고, R₂는 -CH=CH- 이다.)

먼저, 앞 단계에서 합성한 클로로 코지산을 트리페닐 포스핀과 반응시켜 포스포니움 염을 합성한다. 이 때 사용 가능한 용매로는 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 디옥산, 테트라히드로퓨란, 벤젠, 톨루엔 등이 있다.

상기의 생성된 포스포니움 염에 염기를 사용하여 일리드를 만들며, 이 때 사용 가능한 염기로는 n-BuLi, 소디움 메톡시드, 소디움 에톡시드 등이 있다. 이런 방법으로 생성된 일리드와 알데히드를 반응시켜 스틸벤 화합물을 얻는다.

상기의 두 예에서, 티오닐 클로라이드 외에 티오닐 브로마이드를 사용하여 브로모 코지산을 얻을 수 있으며, 요오드 코지산은 클로로 코지산을 요오드 나트륨 또는 요오드 칼륨과 반응하여 얻을 수 있다. 이와 같은 방법으로 얻은 브로모 코지산, 요오드 코지산을 이용하여 상기반응을 진행할 수도 있다.

상기의 제조방법에 의해 얻어지는 상기 화학식 1의 코지산 에스테르, 스틸벤 화합물의 구체적인 예로는, (5-히드록시-4-옥소-4수소-피란-2-일) 메틸 2수소-벤조 [3,4-d] 1,3-디옥소란-5-카르복실레이트 {(5-Hydroxy-4-oxo-4H-pyran-2-yl) methyl 2H-benzo [3,4-d] 1,3-dioxolan-5-carboxylate}, (5-히드록시-4-옥소-4수소-피란-2-일) 2수소, 3수소-벤조 [3,4-e] 1,4-디옥산-6-카르복실레이트 {(5-Hydroxy-4-oxo-4H-pyran-2-yl) 2H,3H-benzo [3,4-e] 1,4-dioxane-6- carboxylate}, 2-((3E)-4(2수소, 3수소-벤조 [3,4-d] 1,3-디옥솔란-5-일)-2-옥소버트-3-에닐옥시)-5-히드록시-4수소-4-피란-4-원 {2-((3E)-4(2H,3H-benzo [3,4-d] 1,3-dioxolan-5-yl)-2-oxobut-3-enyloxy)-5-hydroxy-4H-pyran-4-one}, 2-((3E)-4(2수소, 3수소-벤조 [3,4-e] 1,4-디옥산-6-일)-2-옥소버트-3-에닐옥시)-5-히드록시-4수소-피란-4-원 {2-((3E)-4(2H,3H-benzo [3,4-e] 1,4-dioxan-6-yl)-2-oxobut-3- enyloxy)-5-hydroxy-4H-pyran-4-one}, 2-((1E)-2-(2수소, 3수소-벤조 [3, 4-d] 1,3-디옥솔란-5-일)비닐)-5-히드록시-4수소-피란-4-원 {2-((1E)-2-(2H,3H-benzo [3,4-d] 1,3-dioxolan-5-yl)vinyl)-5-hydroxy-4H-pyran-4-one}, 2-((1E)-2-(2수소, 3수소-벤조 [3,4-e] 1,4-디옥산-6-일)비닐)-5-히드록시-4수소-피란-4-원 {2-((1E) -2-(2H,3H-benzo [3,4-e] 1,4-dioxan-6-yl)vinyl)-5-hydroxy-4H-pyran-4-one} 등이 있다.

상기한 공정에 의해 제조된 상기 화학식 1로 표시되는 본 발명의 코지산 에스테르, 스틸벤 화합물은 주름개선 효과를 나타내는 의약품 및 피부 외용제의 유효성분으로 함유될 수 있다.

본 발명의 조성물은 또한 그 제형에 따라 통상의 다른 성분을 포함할 수 있다. 본 발명의 조성물은 주름개선 효과를 위해, 상기의 코지산 유도체 이외에 기존의 다른 주름개선 성분들을 더 함유할 수도 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명에 따른 코지산 에스테르, 스틸벤 화합물의 제조방법을 보다 구체적으로 설명하였으나, 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[참조예 1] 2-클로로메틸-5-히드록시-4수소-피란-4-온(클로로코지산)의 제조

50 g의 코지산 (0.35 mol)을 N,N-디메틸포름아미드 250ml에 녹이고, 10 ℃ 빙수욕에서 냉각하여 티오닐클로라이드 50ml (0.42mol)을 30분 동안 적가하였다. 상온에서 2시간 교반한 뒤 빙수 2000 ml에 반응액을 가하였다. 생성된 고체를 여과하고, 초산에틸 1000 ml에 고체 (여과물)를 녹였다. 황산마그네슘과 활성탄을 가하여 건조, 탈색을 하고 여과한 뒤, 여액을 농축하고 핵산을 가하여 결정을 얻었다. 진공 건조하여 반응 생성물인 클로로코지산 39.5g (70%)을 노란색 고체로 얻었다.

[참조예 2] 클로로코질 트리페닐포스포란의 제조

클로로코지산 30 g (0.18 mol)을 500 ㎖의 메틸렌클로라이드에 녹인 후, 트리페닐포스핀 49g (0.18mol)을 넣고 6시간 동안 환류하였다. 반응이 진행되며 고체가 생성되었다. 반응이 완결된 후, 생성된 고체를 여과하여 포스포니움염 63g (75 % 수율)을 얻었다.

[실시예 1] (5-히드록시-4-옥소-4수소-피란-2-일) 메틸 2수소-벤조 [3, 4-d] 1,3-디옥소란-5-카르복실레이트 {(5-hydroxy-4-oxo-4H-pyran-2-yl)methyl 2H-benzo [3,4-d] 1,3-dioxolan-5-carboxylate}

(방법 A)

3,4-메틸렌 디옥시 벤조익산 5g (0.03mol)과 수산화나트륨 1.8g (0.45mol)을 메탄올 40ml에 녹이고 메탄올을 증류한 후 남은 잔사를 N,N-디메틸포름아미드 70ml에 녹였다. 여기에 클로로코지산 4.8g (0.03mol)을 가하고 110 ℃ 오일 욕조에서 2시간 동안 가열 교반하였다. 용매를 증류하고 잔사를 초산에틸 300ml에 녹인 후, 초산에틸 용액을 5% 염산과 증류수로 세척하고 황산마그네슘과 활성탄을 가하여 건조, 탈색을 하였다. 불용물을 여과하고 여액을 감압 하에서 증발시켜 반응 생성물5.6g (65% 수율)을 미색 고체로 얻었다.

TLC (초산에틸:헥산 = 1:1); R_f= 0.54

1H NMR(DMSO, δ); 9.43(S, 1H), 8.16(S, 1H), 7.69(d, 1H, J = 8.4 Hz), 7.48(S, 1H), 7.12(d, 1H, J = 8.4Hz), 6.60(S, 1H), 6.20(S, 2H), 5.22(S, 2H).

[실시예 2] (5-히드록시-4-옥소-4수소-피란-2-일) 2수소, 3수소-벤조 [3, 4-e] 1,4-디옥산-6-카르복실레이트 {(5-Hydroxy-4-oxo-4H-pyran-2-yl)2H,3H-benzo [3,4-e] 1,4-dioxane-6-carboxylate}

3,4-메틸렌 디옥시 벤조익산 대신에 3,4-에틸렌 디옥시 벤조익산을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 목적물 (6.2g, 68%)을 미색의 고체로 얻었다.

TLC (초산에틸:헥산 = 1:2); R_f= 0.53

1H NMR(DMSO, δ); 9.42(S, 1H), 8.15(S, 1H), 7.65(d, 1H, J = 8.4 Hz), 7.49(S, 1H), 7.10(d, 1H, J = 8.4Hz), 6.63(S, 1H), 6.18(S, 2H), 4.27(S, 2H).

[실시예 3] 2-((3E)-4(2수소, 3수소-벤조 [3, 4-d] 1,3-디옥솔란-5-일)-2-옥소버트-3-에닐옥시)-5-히드록시-4수소-4-피란-4-원 {2-((3E)-4(2H,3H-benzo [3, 4-d] 1,3-dioxolan-5-yl)-2-oxobut-3-enyloxy)-5-hydroxy-4H-pyran-4-one}

3,4-메틸렌 디옥시 벤조익산 대신에 3,4-메틸렌 디옥시 신남산을 사용하는것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 목적물 (5.8g, 62%)을 미색의 고체로 얻었다.

TLC(초산에틸:헥산 = 1:4) R_f= 0.50

1H NMR(DMSO, δ): 9.40(S, 1H), 8.09(S, 1H), 7.63(d, 2H, J = 15.9Hz), 7.44(S, 1H), 7.21(d, 1H, J = 8.47Hz), 6.95(d, 1H, 8.4Hz), 6.61(d, 1H, J = 15.9Hz), 6.50(S, 1H), 6.07(S, 2H), 5.05(S, 2H).

[실시예 4] 2-((3E)-4(2수소, 3수소-벤조 [3, 4-e] 1,4-디옥산-6-일)-2-옥소버트-3-에닐옥시)-5-히드록시-4수소-피란-4-원 {2-((3E)-4(2H,3H-benzo [3, 4-e] 1,4-dioxan-6-yl)-2-oxobut-3-enyloxy)-5-hydroxy-4H-pyran-4-one}

3,4-메틸렌 디옥시 벤조익산 대신에 3,4-에틸렌 디옥시 신남산을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 목적물 (5.9g, 60%)을 미색의 고체로 얻었다.

TLC (초산에틸:헥산 = 1:4); R_f= 0.51

1H NMR(DMSO, δ); 9.39(S, 1H), 8.09(S, 1H), 7.62(d, 1H, J = 15.9Hz), 7.16(S, 1H), 7.02(d, 1H, J = 8.47Hz), 6.82(d, 1H, 8.4Hz), 6.59(d, 1H, J = 15.9Hz), 6.50(S, 1H), 5.06(S, 2H), 4.30(m, 2H).

[실시예 5] 2-((1E)-2-(2수소, 3수소-벤조 [3, 4-d] 1,3-디옥솔란-5-일) 비닐)-5-히드록시-4수소-피란-4-원 {2-((1E)-2-(2H,3H-benzo [3,4-d] 1,3-dioxolan-5 -yl)vinyl)-5-hydroxy-4H-pyran-4-one}

(방법 B)

포스포니움염 20g (0.047 mol)을 무수 테트라 하이드로퓨란 200㎖에 녹인 후 반응 용액을 0 ℃로 냉각하였다. 이 용액에 2.5M n-부틸리튬 용액 19㎖ (0.047mol) 을 천천히 적가하였다. 반응용액을 추가로 30분 동안 교반한 후, 이 용액에 3,4-메틸렌 디옥시 벤즈알데히드 7g (0.047mol)을 50㎖의 무수 테트라히드로퓨란에 녹여 천천히 적가하였다. 반응이 완결된 후 반응용액을 농축한 뒤 초산 에틸 100㎖를 넣어 반응혼합물을 녹였다. 증류수로 두 번 씻어준 다음, 무수 망초로 건조시킨 후 여과하고 농축한 뒤 컬럼크로마토그래피를 하여 목적물 (7.2g, 60%)을 미색 고체로 얻었다.

TLC (초산에틸:헥산 = 1:4); R_f= 0.50

1H NMR(CDCl₃, δ); 9.12(s, 1H), 8.02(s, 1H), 7.2.8 - 7.32(m, 2H), 7.14(d, 1H, J = 7.8 Hz), 6.97(s, 1H), 6.90(d, 1H, J = 14.5 Hz), 6.41(s, 1H), 6.41(s, 2H).

[실시예 6] 2-((1E)-2-(2수소, 3수소-벤조 [3,4-e] 1,4-디옥산-6-일)비닐)-5-히드록시-4수소-피란-4-원 {2-((1E)-2-(2H,3H-benzo [3,4-e] 1,4-dioxan-6- yl)vinyl)-5-hydroxy-4H-pyran-4-one}

3,4-메틸렌 디옥시 벤즈알데히드 대신에 3,4-에틸렌 디옥시 벤즈알데히드를 사용하는 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법을 사용하여 목적물 (7.8g, 61%)을 미색의 고체로 얻었다.

TLC (초산에틸:헥산 = 1:4); R_f= 0.51

1H NMR(CDCl₃, δ); 9.10(s, 1H), 8.02(s, 1H), 7.29(d, 1H, J = 16.2 Hz), 7.20(s, 1H), 7.13(m, 1H), 6.91(m, 2H), 6.43(s, 1H), 4.26(m, 4H).

[시험예 1] 콜라겐 생합성 촉진

상기 실시예 1 ∼ 6으로부터 얻은 코지산 유도체들의 콜라겐 생합성 촉진 효과를 레티놀, 레티노익산과 비교하여 측정하였다.

시험방법은 섬유아세포 (fibroblast)를 24 공(well)에 1 공 당 105개씩 파종 (seeding)하여 90 % 정도로 발전할 때까지 배양한다. 이를 PBS (phosphate buffered saline)로 한번 씻어낸 후, 상기의 물질을 10^-4몰농도로 처리하고 24시간 동안 CO₂배양기에서 배양한다. 이들의 상층액을 떠내어 프로콜라겐 형 (I) ElISA 키트 (procollagen type(I) ElISA kit)를 이용하여 프로콜라겐 (procollagen)의 증감여부를 보았다. 시험결과를 표 1로 나타내었으며, 합성능은 비처리군을 100으로 하여 대비한 것이다.

[시험예 2] 콜라게네이즈 억제 효능 측정

상기 실시예 1 ∼ 6으로부터 얻은 코지산 유도체들의 콜라게네이즈 생성 저해능을 레티놀, 레티노익산과 비교하여 측정하였다.

시험은 2.5 %의 우태아 혈청이 함유된 DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Media) 배지가 함유된 96공 평판배양기 (96-well microtiter plate)에 인간의 섬유아세포를 5,000 세포/웰(well)이 되도록 넣고, 70~80% 정도 자랄 때까지 배양하였다. 그리고 상기의 물질을 10-4 몰농도로 24시간 동안 처리한 후, 세포배양액을 채위하였다. 채위한 세포배양액을 상업적으로 이용가능한 콜라게네이즈 측정기구 (미국 아머샴파마샤 사. Catalog #: RPN 2610)를 이용하여 콜라게네이즈 생성 정도를 측정하였다. 먼저 1차 콜라게네이즈 항체가 균일하게 도포된 96-공 평판 (96-well plate)에 채위된 세포 배양액을 넣고 3시간 동안 항원-항체 반응을 항온조에서 실시하였다. 3시간 후 발색단이 결합된 2차 콜라겐 항체를 96-공 평판 (96-well plate)에 넣고 다시 15분간 반응시켰다. 15분 후 발색유발물질을 넣어 실온에서 15분간 발색을 유발시키고, 다시 1M 황산을 넣어 반응(발색)을 중지시키면 반응액의 색깔은 노란색을 띄며 반응 진행의 정도에 따라 노란색의 정도가 다르게 나타난다. 노란색을 뛴 96-공 평판 (96-well plate)의 흡광도를 흡광계를 이용하여 405nm에서 측정하고, 하기 수학식 1에 의해 콜라게네이즈의 합성정도를 계산하였다. 이때 조성물을 처리하지 않은 군의 채위된 세포배양액의 반응 흡광도를 대조군으로 하였다.

세포에서의 콜라게네이즈 발현의 저해를 측정한 결과 in vitro 에서 상기물질은 표 2와 같이 콜라게네이즈 발현을 저해함을 확인하였다. 발현 저해능은 비처리군의 합성능을 100으로 하여 대비한 것이다.

[시험예 3] 동물에 대한 피부일차자극시험

1) 시험방법

건강한 수컷 토끼 6 마리를 이용하여, 각각의 등 부위의 털을 깍은 후 약 2.5㎝×2.5㎝ 정도의 크기로, 좌측 구획은 대조구획으로써 아무것도 도포하지 않고, 우측 구획에는 실시예 1 ∼ 6의 화합물의 1% 용액 (용매로는 1,3-부틸렌글리콜:에탄올 =7:3 사용)을 0.5 ㎖씩 도포하였다. 도포한 지 24 시간 및 72 시간 경과 후에 홍반과 가피 형성, 부종 형성 등의 자극성 유무를 관찰하였으며, 피부반응의 평가는 "의약품 등의 독성시험기준"을 이용하여, 하기 표 3과 같이 점수화하였다. 또한, 평가결과에 대한 자극성의 정도 판정은 일반적으로 많이 사용되는 Draize의 P.I.I.(Primary Irritation Index)의 산출 방법에 따라 행하였으며, 그 결과를 레티노익산과 비교하여 하기 표 4에 나타내었다.

상기 표 4로 부터, 상기 실시예 1 ∼ 6의 화합물은 피부자극이 없음을 확인할 수 있었다.

이 점이 특히 본 발명에 의한 레티노이드로서 코지산 유도체의 우수한 점으로, 기존의 레티놀 또는 레티노익산과 비교하여 주름 개선 효과는 동등한 수준으로유지하면서도, 안정성이 우수하며 또한 자극이 적다.

[시험예 4] 광독성 시험

백색의 기니아 피그(guinea pig) 10 마리의 등 부위를 제모한 다음, 고정기로 복위 고정하고, 등의 양쪽에 2㎝×2㎝의 구획으로 각각 3부위씩 6부위를 정하여, 우측 구획을 광차단 대조 부위로 하고, 좌측 구획을 광조사 부위로 하였다. 음성 대조군으로 부형제 (vehicle; 1,3-부틸렌글리콜:에탄올=7:3 사용)를, 양성 대조군으로 0.1 % 8-MOP(methoxypsoralene)를 사용하여, 실시예 1 ∼ 6의 화합물의 1 %(w/v) 용액을 각각 50 ㎕ 씩 균등하게 도포하였다. 30분 경과 후에 동물의 좌측 부위를 알루미늄 호일로 차광하고, 자외선 장치(Waldmann)을 이용하여 UVA(320~380㎚)로 약 10㎝의 거리에서 최종 에너지가 15 J/㎠이 되도록 조사하였다. 이후 24, 48 및 72 시간 경과 후의 기니아 피그의 피부 반응을 관찰하였으며, 피부 반응의 평가는 상기 표 5에 따라 홍반과 부종을 각각 0 ∼ 4 까지로 점수화하고, 그 합계를 구하여 평가하였다. 평가는 24, 48 및 72시간 경과 후에 각각 판정하였을 때 가장 높은 수치를 나타낼 때의 값을 선택하여, 하기 수학식 2와 같이 동물 피부자극 지수 (Irritation index)를 구한 다음, 하기 수학식 3에 의해 광독성 지수 (Phototoxic index)를 계산하였다. 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

동물 피부자극 지수

= ( 홍반지수의 최대값 + 부종 지수의 최대값)/동물수

광독성 지수

= (UV광 조사 부위에서의 동물 피부자극 지수(Irritation index of UV irradiation site)) - (비-조사 부위에서의 동물 피부자극 지수(Irritation index of UV non-irradiation site))

상기 표 5를 통해 알 수 있는 바와 같이, 상기 실시예 1 ∼ 6 의 화합물의 광독성 지수는 0으로 나타나, 일반적으로 광독성이 없는 것으로 판정되는 기준인 0.5 보다 훨씬 낮은 수치임을 확인하였다.

[시험예 5] Ames test

시험 균주로 TA98, TA100을 사용하여 살모넬라균을 이용한 복귀돌연변이 시험을 수행한 결과, 본 시험 조건 하에서 음성으로 나타나 시험균주의 돌연변이는유발되지 않는 것으로 나타났다. 즉, 살모넬라균에서 조차 돌연변이를 유발하지 않을 만큼 자극성이 없음이 확인되었다.

[시험예 6] 인체 첩포 시험

과거 피부자극에 과민반응을 보인 적이 없는 평균연령 24.8세의 건강한 여성과 남성 30명을 대상으로, CTFA Guideline(The Cosmetic, Toiletry and Fragrance Association, Inc. Washington, D.C. 20036, 1991)에 따라서 다음과 같이 실시하였다. 먼저, 실시예 1 ∼ 6의 화합물 각각을 하기 표 6과 같이 구성된 패취 베이스에 1% 비율로 용해시킨 시험물질 20 ㎕ 씩을 핀 챔버(Finn Chamber) 내에 적하시킨 후, 시험부위인 전박 피부에 부착시키고, 마이크로 테잎(micro tape)으로 고정시켰다. 첩포는 24시간 동안 도포하였으며, 첩포를 제거한 후에는 마킹펜(marking pen)으로 시험 부위를 표시하고, 첩포 후 1시간 및 24시간 경과 후에 각 시험 부위를 관찰하였다. 피부 반응을 하기 표 7과 같이 평가하여, 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다.

표 8의 평균 반응도는 수학식 4에 의해 계산되었다.

상기 표 8에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 주름 개선 조성물의 평균반응도 평가 결과는 모두 0 ∼ 0.83으로 나타나, 일반적으로 무자극으로 판정하는 기준인 1 보다 작으므로, 인체에 안전한 조성물이라고 할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 코지산 유도체들은 콜라겐 생합성 증진과 콜라게네이즈를 억제하는 효과를 나타냈으며, 피부 자극 및 피부 독성을 나타내지 않으므로, 주름개선 효과를 가지는 의약품 및 피부 외용제로 유용하게 사용될 수 있다.

Claims

하기 화학식1로 표시되는 코지산 유도체.

[화학식 1]

(상기 식 중, R₁은 -CH₂- 또는 -CH₂CH₂- 이고, R₂는 -C(O)OCH₂-, -CH=CHC(O)OCH₂- 또는 -CH=CH- 이다.)
(1) 코지산의 2 위치의 히드록시 메틸기의 히드록시기를 할로겐 원소로 치환시킨 할로겐화 코지산을 제조하는 단계;

(2) 벤조익산 또는 신남산을 극성 용매에서 무기 염기와 반응시켜 벤조익산 염 또는 신남산 염을 제조하는 단계;

(3) 상기 할로겐화 코지산과 상기 벤조익산 염 또는 신남산 염을 반응시키는 단계;

를 포함하는 화학식 1로 표현되는 코지산 유도체의 제조방법.

[화학식 1]

(상기 식 중, R₁은 -CH₂- 또는 -CH₂CH₂- 이고, R₂는 -C(O)OCH₂-, -CH=CHC(O)OCH₂- 이다.)
(1) 코지산의 2 위치의 히드록시 메틸기의 히드록시기를 할로겐 원소로 치환시킨 할로겐화 코지산을 제조하는 단계;

(2) 상기 할로겐화 코지산과 트리페닐 포스핀을 반응시켜 포스포니움 염을 형성하는 단계;

(3) 상기 포스포니움 염과 3,4-메틸렌 디옥시 벤즈알데히드 또는 3,4-에틸렌 디옥시 벤즈알데히드을 반응시키는 단계;

를 포함하는 화학식 1로 표현되는 코지산 유도체의 제조방법.

[화학식 1]

(상기 식 중, R₁은 -CH₂- 또는 -CH₂CH₂- 이고, R₂는 -CH=CH- 이다.)
제 2항 또는 3항에 있어서, 상기 할로겐 원소는 브롬, 염소 또는 요오드인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 1항에 의한 코지산 유도체를 이용하는 피부 주름 개선 방법.