본 발명은 유효성분으로서 아스코르브산, 레틴올, 또는 에피갈로카테킨 갈레이트를 포함하고, 안정화제로서 (a) 화학식 1의 화합물과 β-싸이클로덱스트린과의 반응 생성물; (b) 화학식 2의 화합물과 β-싸이클로덱스트린과의 반응 생성물; (c) 디티오쓰레이톨, 레티놀, 실리빈, 티오글리세롤, 및 시스테인으로 이루어진 군으로부터 선택된 항산화제와 6-O-p-토실-β-싸이클로덱스트린과의 반응 생성물; 또는 (d) α-리포산 또는 글루타치온과 β-싸이클로덱스트린과의 반응 생성물을 포함하는, 안정화된 조성물을 제공한다:
<화학식 1>
<화학식 2>
식 중, R1 및 R2 는 서로 독립적으로 C1∼C15 알킬이다.
본 발명에 따른 조성물은 상기한 (a) 내지 (d)의 β-싸이클로덱스트린 유도체를 안정화제로 사용함으로써 아스코르브산, 레틴올, 또는 에피갈로카테킨 갈레이 트의 안정성을 크게 개선할 수 있다.
본 발명의 조성물에 있어서, 상기 안정화제는 화학식 1의 화합물과 β-싸이클로덱스트린과의 반응 생성물[즉, (a)]이거나 화학식 2의 화합물과 β-싸이클로덱스트린과의 반응 생성물[즉, (b)]일 수 있다. 상기 화학식 1의 화합물과 β-싸이클로덱스트린과의 반응 생성물은 하기 화학식 3의 구조식에서 Ra, Rb, 및 Rc 중 하나 이상은 -(CO)R1 이며 나머지는 수소이고(예를 들어, Ra, Rb, 및 Rc 중 1개가 -(CO)R1 일 경우, 나머지 치환기 2개는 모두 수소이고; Ra, Rb, 및 Rc 중 2개가 -(CO)R1 일 경우, 나머지 하나의 치환기는 수소이고; Ra, Rb, 및 Rc가 모두 -(CO)R1 이다), 상기 화학식 2의 화합물과 β-싸이클로덱스트린과의 반응 생성물은 하기 화학식 3의 구조식에서 Ra, Rb, 및 Rc 중 하나 이상은 -R2 이며 나머지는 수소이고(예를 들어, Ra, Rb, 및 Rc 중 1개가 -R2 일 경우, 나머지 치환기 2개는 모두 수소이고; Ra, Rb, 및 Rc 중 2개가 -R2 일 경우, 나머지 하나의 치환기는 수소이고; 또는 Ra, Rb, 및 Rc가 모두 -R2 이다).
상기 화학식 1의 화합물은 알킬카르복실산(즉, C1∼C14 알킬카르복실산)을 트리에틸아민 등의 염기 존재하에서 에톡시카르보닐 클로라이드와 반응시켜 제조할 수 있다. 또한, 상기 화학식 2의 화합물은 알칸올(즉, C1∼C15 알칸올)을 트리에틸아민 등의 염기 존재하에서 메탄설포닐 클로라이드와 반응시켜 제조할 수 있다. 상기 반응들은 디클로로메탄 등의 유기용매 중에서 수행할 수 있으며, 생성물들은 통상의 방법에 따라 추출, 감압농축 등에 의해 분리할 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물 또는 화학식 2의 화합물과 β-싸이클로덱스트린과의 반응 생성물은 β-싸이클로덱스트린을 디메틸포름아미드 등의 용매 중에 용해시키고 NaH 등의 염기를 가한 후, 화학식 1의 화합물 또는 화학식 2의 화합물을 반응시켜 얻을 수 있다. 상기 화학식 1의 화합물 또는 화학식 2의 화합물의 사용량은 β-싸이클로덱스트린 1 당량에 대하여 1∼21 당량, 더욱 바람직하게는 1∼3 당량의 범위일 수 있다. 또한, 상기 NaH 등의 염기의 사용량은 β-싸이클로덱스트린 1 당량에 대하여 1∼5 당량, 더욱 바람직하게는 2∼3.5 당량의 범위일 수 있다. 상기 화학식 1의 화합물 또는 화학식 2의 화합물과 β-싸이클로덱스트린과의 반응은 물을 가함으로써 종료시킬 수 있으며, 얻어지는 상기 반응생성물은 통상의 방법에 따라 농축하고, 아세톤 등을 사용한 침전 등의 과정을 통하여 분리할 수 있다.
본 발명에 의해, 디티오쓰레이톨, 티오글리세롤, 시스테인, 레티놀, 실리빈, α-리포산, 글루타치온 등의 항산화제가 도입된 β-싸이클로덱스트린 유도체가 아스코르브산, 레틴올, 또는 에피갈로카테킨 갈레이트의 안정성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 생체 내 환경 또는 피부 조직 내에서 해리되어 β-싸이클로덱스트린 및 항산화제로 존재할 수 있으므로, 항산화제의 상승(synergy) 효과를 기대할 수 있다는 것이 밝혀졌다.
상기 안정화제가 디티오쓰레이톨, 레티놀, 실리빈, 티오글리세롤, 및 시스테인으로 이루어진 군으로부터 선택된 항산화제(즉, 말단에 카르복실산 기를 갖지 않는 항산화제)가 도입된 β-싸이클로덱스트린 유도체일 경우[즉, (c)], 상기 β-싸이클로덱스트린을 6-O-p-토실-β-싸이클로덱스트린 형태로 활성화시킨 후, 상기 항산화제와 반응시켜 얻을 수 있다.
상기 6-O-p-토실-β-싸이클로덱스트린은 β-싸이클로덱스트린으로부터 공지의 방법, 예를 들어 Organic Syntheses, Coll. vol. 10. p.686, (2004)에 개시된 방법에 따라 제조할 수 있다.
상기 디티오쓰레이톨, 레티놀, 실리빈, 티오글리세롤, 및 시스테인으로 이루어진 군으로부터 선택된 항산화제와 6-O-p-토실-β-싸이클로덱스트린과의 반응 생성물은 6-O-p-토실-β-싸이클로덱스트린을 디메틸포름아미드 등의 용매 중에 용해시키고 NaH 등의 염기를 가한 후, 상기 항산화제를 반응시켜 얻을 수 있다. 상기 항산화제의 사용량은 6-O-p-토실-β-싸이클로덱스트린 1 당량에 대하여 1∼1.5 당량, 더욱 바람직하게는 1∼1.2 당량의 범위일 수 있다. 또한, 상기 NaH 등의 염기의 사용량은 6-O-p-토실-β-싸이클로덱스트린 1 당량에 대하여 1∼1.5 당량, 더욱 바람직하게는 1∼1.2 당량의 범위일 수 있다. 상기 반응은 디메틸포름아미드 중에서 수행할 수 있으며, 실온(약 25 ℃) 및 대기압 하에서 수행될 수 있다. 상기 항 산화제와 6-O-p-토실-β-싸이클로덱스트린과의 반응은 물을 가함으로써 종료시킬 수 있으며, 얻어지는 상기 반응생성물은 통상의 방법에 따라 농축하고, 아세톤 등을 사용한 침전 등의 과정을 통하여 분리할 수 있다.
상기 안정화제가 α-리포산 또는 글루타치온과 같이 말단에 카르복실산 기를 갖는 항산화제가 도입된 β-싸이클로덱스트린 유도체일 경우[즉, (d)], 상기 α-리포산 또는 글루타치온과 과 β-싸이클로덱스트린과의 반응 생성물은 β-싸이클로덱스트린을 디메틸포름아미드 등의 용매 중에 용해시키고 커플링화제 및 염기 존재하에서 α-리포산 또는 글루타치온을 반응시켜 얻을 수 있다. 상기 커플링화제는 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드, 디시클로헥실 카보디이미드, 디이소프로필 카보디이미드, 에톡시 카르보닐 클로라이드 등을 바람직하게 사용할 수 있으며, 상기 염기는 디메틸아미노피리딘, 이미다졸 피리딘, 디이소프로필에틸아민, 트리에틸아민 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 항산화제(α-리포산 또는 글루타치온)의 사용량은 β-싸이클로덱스트린의 1 당량에 대하여 1∼1.5 당량의 범위일 수 있다. 또한, 커플링화제 및 염기의 사용량은 각각 β-싸이클로덱스트린 1 당량에 대하여 1∼1.5 당량 및 1∼1.5 당량, 더욱 바람직하게는 1∼1.2 당량비 및 1∼1.2 당량의 범위일 수 있다. 상기 반응은 디메틸포름아미드, 클로로포름, 또는 이들의 혼합 용매 중에서 수행할 수 있으며, 실온(약 25 ℃) 및 대기압 하에서 수행될 수 있다. 얻어지는 상기 반응생성물은 통상의 방법에 따라 농축하고, 아세톤 등을 사용한 침전 등의 과정을 통하여 분리할 수 있다.
본 발명의 조성물은 활성성분으로서 아스코르브산을 포함하고, 상기한 바와 같이 안정화제[즉, (a), (b), (c), 또는 (d)의 안정화제]를 포함하는 조성물로서, 바람직하게는 약학조성물 또는 화장료 조성물일 수 있다. 상기 안정화제의 함량은 조성물 총 중량에 대하여, 0.5 ∼ 50 중량%의 범위일 수 있다.
본 발명에 따른 약학 조성물은 경구 또는 비경구 형태일 수 있으며, 약학 분야에서 통상적으로 사용되는 부형제(또는 희석제), 붕해제 등의 첨가제를 함유할 수 있다. 또한 얻어지는 약학 조성물에 함유되는 아스코르브산의 함량은 항산화제의 투여량을 고려하여 다양하게 변화시킬 수 있다.
본 발명에 따른 화장료 조성물은 바람직하게는 수계 화장료 조성물일 수 있으며, 바람직하게는 o/w 형 화장료 조성물일 수 있다. 상기 화장료 조성물은 화장료 조성물 분야에서 통상적으로 사용되는 담체, 예를 들어, 유동 파라핀 등의 오일, 폴리솔베이트 등의 계면활성제, 기타, 향료, 방부제를 포함할 수도 있다. 상기 화장료 조성물은 스킨, 로션, 크림, 파운데이션 또는 에센스 등의 용도로 제조될 수 있다.
이하 본 발명을 실시예 및 시험예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 이들 실험예와 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
제조예 1: 에톡시 프로피오닐 에스테르의 제조
프로피오닐 산 3 g(40.5 mmol.)과 트리에틸아민 4.92 g(48.6 mmol.)을 디클로로메탄 30 ml에 가하였다. 반응 용액에 에톡시 카르보닐 클로라이드 4.83 g(44.55 mmol.)을 교반하면서 -10 ∼ -5 ℃에서 5분에 걸쳐 서서히 적가하였다. 반응혼합물을 실온에서 다시 1 시간 동안 교반한 후, 1M HCl 수용액 50 ml로 추출하였다. 유기층을 포화 소금물(sat. brine)으로 세척하고, 마그네슘 설페이트(MgSO4)로 건조하고, 여과하였다. 얻어진 여액을 감압 농축하여 에톡시 프로피오닐 에스테르 5.39 g(수율 91%)을 얻었다.
1H NMR : (400MHz, CDCl3), Chemical shift ; 4.20(2H, q), 2.27(2H, q), 1.30(3H, t), 1.14(3H, t)
제조예 2 - 10
프로피오닐 산 대신, 부티릴 산, 펜타노일 산, 헥사노일 산, 헵타노일 산, 옥타노일 산, 노난노일 산, 데카노일 산, 언데카노일 산, 및 두데카노일 산을 각각 사용하여, 제조예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행하여, 에톡시 부티릴 에스테르(제조예 2), 에톡시 펜타노일 에스테르(제조예 3), 에톡시 헥사노일 에스테르(제조예 3), 에톡시 헵타노일 에스테르(제조예 5), 에톡시 옥타노일 에스테르(제조예 6), 에톡시 노난노일 에스테르(제조예 7), 에톡시 데카노일 에스테르(제조예 8), 에톡시 언데카노일 에스테르(제조예 9), 및 에톡시 두데카노일 에스테르(제조예 10)를 제조하였다.
제조예 11 : 프로필 메탄설포네이트의 제조
프로판올 3.00 g(49.92 mmol)과 트리에틸아민 6.06 g(59.90 mmol)을 디클로로메탄 40 ml에 가하였다. 반응 용액에 메탄설포닐 클로라이드 6.29 g(54.91 mmol)을 교반하면서 0℃에서 5분에 걸쳐 서서히 적가하였다. 반응혼합물을 실온에서 다시 1시간 동안 교반한 후, 1M HCl 수용액 50 ml로 추출하였다. 유기층을 포화 소금물(sat. brine)으로 세척하고, 마그네슘 설페이트(MgSO4)로 건조하고, 여과하였다. 얻어진 여액을 감압 농축하여 프로필 메탄설포네이트 6.42 g(수율 93%)을 얻었다.
1H NMR : (400MHz, CDCl3), Chemical shift ; 3.53(2H, t), 2.94(3H, s), 1.52(2H, m), 0.96(3H, t)
제조예 12 - 20
프로판올 대신, n-부탄올, n-펜탄올, n-헥산올, n-헵탄올, n-옥탄올, n-노난올, n-데칸올, n-언데칸올, 및 n-두데칸올을 각각 사용하여, 제조예 11과 동일한 방법으로 반응을 수행하여, n-부틸 메탄설포네이트(제조예 12), n-펜틸 메탄설포네이트(제조예 13), n-헥실 메탄설포네이트(제조예 13), n-헵틸 메탄설포네이트(제조예 15), n-옥틸 메탄설포네이트(제조예 16), n-노닐 메탄설포네이트(제조예 17), n-데칸일 메탄설포네이트(제조예 18), n-언데칸일 메탄설포네이트(제조예 19), 및 n-두데칸일 메탄설포네이트(제조예 20)를 제조하였다.
실시예 1: β-싸이클로덱스트린 O-프로필 에스테르의 제조
β-싸이클로덱스트린를 아세톤으로 세척한 후, 100 ℃의 감압건조오븐에서 5 시간 동안 건조하여 데시케이터내에서 보관하였다. 디메틸포름아미드를 감압증류하여 정제한 후, 이를 미리 건조한 분자체(linde type 4A molecular sieves)와 함께 밀봉 보관하였다.
상기에서 준비한 디메틸포름아미드 90 mL에 β-싸이클로덱스트린 5.0 g(8.8 mmol)을 첨가한 후, 실온에서 약 3시간 동안 교반하였다. 여기에 0.742g의 NaH (30.8 mmol)를 첨가한 후 25 ℃에서 6시간 교반하였다. 상기 반응혼합물에 제조예 1에서 제조한 에톡시 프로피오닐 에스테르 4.48 g(30.8 mmol)을 첨가한 후, 25℃에서 3 시간 동안 교반하였다. 반응혼합물에 10mL의 물을 첨가하여 반응을 종료시키고, 회전감압증류장치를 이용하여 시럽 상태로 농축하였으며, 상기 과정을 3회 반복하여 대부분의 디메틸포름아미드를 제거하였다. 교반되는 400mL의 아세톤에 상기 농축액을 서서히 적가하여 침전물을 생성시키고, 여과하여 침전물을 얻고, 이를 아세톤으로 세척하였다. 상기 침전물 생성, 여과, 및 세척 과정을 3회 반복하였다. 얻어진 고체를 감압건조하여 β-싸이클로덱스트린 O-프로필 에스테르 1.81g을 제조하였다 (수율: 28.7 %).
실시예 2 - 10
에톡시 프로피오닐 에스테르 대신, 제조예 2 내지 10에서 제조한 에톡시 부티릴 에스테르, 에톡시 펜타노일 에스테르, 에톡시 헥사노일 에스테르, 에톡시 헵타노일 에스테르, 에톡시 옥타노일 에스테르, 에톡시 노난노일 에스테르, 에톡시 데카노일 에스테르, 에톡시 언데카노일 에스테르, 및 에톡시 두데카노일 에스테르를 각각 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행하여, β-싸이클로덱스트린 O-부틸 에스테르(실시예 2), β-싸이클로덱스트린 O-펜틸 에스테르(실시예 3), β-싸이클로덱스트린 O-헥실 에스테르(실시예 4), β-싸이클로덱스트린 O-헵틸 에스테르(실시예 5), β-싸이클로덱스트린 O-옥틸 에스테르(실시예 6), β-싸이클로덱스트린 O-노닐 에스테르(실시예 7), β-싸이클로덱스트린 O-데칸일 에스테르(실시예 8), β-싸이클로덱스트린 O-언데칸일 에스테르(실시예 9), 및 β-싸이클로덱스트린 O-두데칸일 에스테르(실시예 10)를 제조하였다.
시험예 1: β-싸이클로덱스트린 O-알킬 에스테르의 분리정제
실시예 1 내지 10에서 제조한 β-싸이클로덱스트린 O-알킬 에스테르를 각각 TLC판 (Silica gel 60F254, Merck, Germany)에 전개하여 조성을 확인하였다. 시료는 반응물을 증류수에 희석시킨 뒤, 에틸아세테이트:에탄올:물 = 6 : 3 : 2 (v/v/v)의 혼합용액을 전개용매로 하여 전개하였다. 전개 후 발색은 황산-에탄올 혼합용액(3:7, v/v)을 분무한 뒤, 105 ℃에서 건조하여 확인하였다. 기준물질로서 β-싸이클로덱스트린과 제조예 1 내지 10에서 제조한 에톡시 알킬 에스테르를 함께 전개하여 비교하였다. 시험결과, 실시예 1 내지 10에서 제조된 β-싸이클로덱스트린 O-알킬 에스테르는 TLC상에서 주로 Rf=0.70 에서 형성되었고, Rf=0.61, Rf=0.17에서 소량 존재하였다.
또한 TLC로 조성이 확인된 β-싸이클로덱스트린 O-알킬 에스테르를 실리카겔로 충진된 플래쉬 크로마토그라피(flash chromatography)를 이용하여 분리하였다. 전개용매로는 에틸아세테이트:에탄올:물 = 6 : 3 : 2 (v/v/v)의 혼합용매를 이용하였고, 컬럼 세척시 메탄올/증류수(v/v=1/1) 용액을 사용하였다. 분리된 각각의 분획들은 감압건조하였다.
시험예 2: β-싸이클로덱스트린 O-알킬 에스테르의 분자량과 알킬 에스테르의 치환도 분석
β-싸이클로덱스트린 O-알킬 에스테르 내의 알킬 카르복실산의 치환도 (Degree of substitution, DS)는 1H-NMR에서 피크 강도(peak intensity)의 적분된 면적으로부터 다음 식에 따라 계산하였다. 알킬 카르복실산 1분자는 알킬기의 메틸(methyl, -CH3)기에 동등한 3개의 프로톤을 가지며, β-싸이클로덱스트린 1분자는 7개의 아노머릭 프로톤(anomeric proton;H-1)을 가진다.
※ 알킬 카르복실산의 치환도 =
[ 알킬기 내 메틸기(수소 3개)의 피크 면적 / 3]
/ [β-싸이클로덱스트린 내 7개 아노머릭 프로톤의 피크 면적 / 7]
(상기 식중, β-싸이클로덱스트린 내의 모든 히드록시기에 치환이 이루어질 경우에 DS는 최대 3이 된다)
또한, 실시예 1 내지 10에서 제조한 β-싸이클로덱스트린 O-알킬 에스테르의 분자량은 다음 식에 따라 구하였다.
※ Mw = β-싸이클로덱스트린 분자량 + ( 알킬산 × DS × 7 )
TLC 상에 나타났던 Rf값과 치환도(DS) 및 평균분자량(Mw)은 표 1과 같다. 또한, 형성된 생성물의 치환도와 알킬산의 분자량이 증가함에 따라 Rf값과 평균분자량이 증가함을 알 수 있다 (표 2 참조).
TLC의 Rf 값 |
DS (1H-NMR) |
Mw(평균분자량) |
0.70 |
0.79 |
1,456 |
0.61 |
0.54 |
1,353 |
0.17 |
0.23 |
1,227 |
|
TLC의 Rf 값 |
DS (1H-NMR ) |
Mw(평균분자량) |
실시예 1 |
0.70 |
0.79 |
1,456 |
실시예 2 |
0.71 |
0.78 |
1,528 |
실시예 3 |
0.71 |
0.74 |
1,580 |
실시예 4 |
0.73 |
0.68 |
1,610 |
실시예 5 |
0.74 |
0.69 |
1,686 |
실시예 6 |
0.76 |
0.66 |
1,726 |
실시예 7 |
0.77 |
0.63 |
1,717 |
실시예 8 |
0.77 |
0.61 |
1,758 |
실시예 9 |
0.78 |
0.60 |
1,807 |
실시예 10 |
0.78 |
0.58 |
1,841 |
실시예 11 - 20
에톡시 프로피오닐 에스테르 대신, 제조예 11 내지 20에서 제조한 n-프로필 메탄설포네이트, n-부틸 메탄설포네이트, n-펜틸 메탄설포네이트, n-헥실 메탄설포네이트, n-헵틸 메탄설포네이트, n-옥틸 메탄설포네이트, n-노닐 메탄설포네이트, n-데칸일 메탄설포네이트, n-언데칸일 메탄설포네이트, 및 n-두데칸일 메탄설포네이트를 각각 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 반응을 수행하여, β-싸이클로덱스트린 O-프로필 에테르(실시예 11), β-싸이클로덱스트린 O-부틸 에테르(실시예 12), β-싸이클로덱스트린 O-펜틸 에테르(실시예 13), β-싸이클로덱스트린 O-헥실 에테르(실시예 14), β-싸이클로덱스트린 O-헵틸 에테르(실시예 15), β-싸이클로덱스트린 O-옥틸 에테르(실시예 16), β-싸이클로덱스트린 O-노닐 에테르(실시예 17), β-싸이클로덱스트린 O-데칸일 에테르(실시예 18), β-싸이클로덱스트린 O-언데칸일 에테르(실시예 19), 및 β-싸이클로덱스트린 O-두데칸일 에테르(실시예 20)를 제조하였다.
시험예 3: β-싸이클로덱스트린 O-알킬 에테르의 분리정제
실시예 1 내지 10에서 제조한 β-싸이클로덱스트린 O-알킬 에테르를 시험예 1과 동일한 방법으로 분리정제하였다. 기준물질로서 β-싸이클로덱스트린과 제조예 11 내지 20에서 제조한 에톡시 알킬 에스테르를 함께 전개하여 비교하였다. 시험결과, 실시예 11 내지 20에서 제조된 β-싸이클로덱스트린 O-알킬 에테르는 TLC상에서 주로 Rf=0.70 에서 형성되었고, Rf=0.61, Rf=0.17에서 소량 존재하였다.
시험예 4: β-싸이클로덱스트린 O-알킬 에테르의 분자량과 알킬 에테르의 치환도 분석
β-싸이클로덱스트린 O-알킬 에테르 내의 알킬 에테르(확인요망)의 치환도 (Degree of substitution, DS) 및 분자량을 시험예 2와 동일한 방법으로 구하였다.
TLC 상에 나타났던 Rf값과 치환도(DS) 및 평균분자량(Mw)은 표 3과 같다. 또한, 알킬 메탄설포네이트의 분자량이 증가함에 따라 Rf값과 평균분자량이 증가함을 알 수 있다.
|
TLC의 Rf 값 |
DS (1H-NMR ) |
Mw(평균분자량) |
실시예 11 |
0.70 |
0.79 |
1,367 |
실시예 12 |
0.71 |
0.78 |
1,441 |
실시예 13 |
0.71 |
0.74 |
1,498 |
실시예 14 |
0.73 |
0.68 |
1,535 |
실시예 15 |
0.74 |
0.69 |
1,608 |
실시예 16 |
0.76 |
0.66 |
1,652 |
실시예 17 |
0.77 |
0.63 |
1,717 |
실시예 18 |
0.77 |
0.61 |
1,733 |
실시예 19 |
0.78 |
0.60 |
1,782 |
실시예 20 |
0.78 |
0.58 |
1,817 |
제조예 21 : 6-O-p-토실-β-싸이클로덱스트린의 제조
Organic Syntheses, Coll. vol. 10. p.686, 2004에 따라, 6-O-p-토실-β-싸이클로덱스트린을 제조하였다. 증류수 150 mL에 NaOH 2.5g을 용해하고, β-싸이클로덱스트린 하이드레이트 5.0 g(4.4 mmol)을 첨가하고 0∼5℃로 냉각하였다. 상기 용액에 p-톨루엔설포닐 클로라이드 2.0 g(10.5 mmol)을 넣고 강하게 2시간 동안 교반한 다음, 다시 p-톨우엔설포닐 클로라이드 3.0g(15.7 mmol)을 첨가하고 0∼5℃를 유지하면서 3시간 동안 교반하였다. 상기 용액을 셀라이트(celite) 여과를 하여 미반응 물질들을 제거하고, 여과된 반응액을 5M HCl(aq.)를 적가하여 pH 6∼7로 맞춘 다음, 0 ℃에서 밤새 보관하여 결정화시켰다. 생성된 고체를 여과하고, 건조하여 6-O-p-토실-β-싸이클로덱스트린 1.87 g을 얻었다. (수율 30.9%)
실시예 21: β-싸이클로덱스트린 O-디티오쓰레이톨의 제조
디메틸포름아미드 90 mL에 디티오쓰레이톨 1.0 g(6.5 mmol)을 용해시킨 후, 0∼5 ℃에서 NaH(60% dispersion in mineral oil) 0.39 g(9.76 mmol)을 천천히 첨가하여 15분 동안 교반하였다. 상기 용액에 6-O-p-토실-β-싸이클로덱스트린 7.52 g(5.8 mmol)을 천천히 첨가한 후, 실온에서 밤새 교반하였다. 반응 종료 후, 10 mL의 물을 첨가하고, 회전감압증류장치를 이용하여 시럽상태로 농축하였다. 상기 물 첨가 및 농축 과정을 3회 반복하여 대부분의 디메틸포름아미드를 제거하였다. 상기 농축물에 증류수 30 mL를 첨가한 후, 교반되는 400 mL의 아세톤에 서서히 적가하여 반응물의 침전과 세척과정을 3회 반복한 후, 감압건조하여 β-싸이클로덱스트린 O-디티오쓰레이톨 4.2 g을 얻었다 (수율: 51.1 %).
실시예 22 - 25
디티올쓰레이톨 대신 레티놀, 실리빈, 티오글리세롤, 및 시스테인을 사용하여, 실시예 21과 동일한 방법으로 반응을 수행하여, β-싸이클로덱스트린 O-레티놀(실시예 22), β-싸이클로덱스트린 O-실리빈(실시예 23), β-싸이클로덱스트린 O-티오글리세롤(실시예 24), 및 β-싸이클로덱스트린 O-시스테인(실시예 25)을 각각 제조하였다.
실시예 26 : β-싸이클로덱스트린 O-(α)-리포산의 제조
디메틸포름아미드 90 mL에 β-싸이클로덱스트린 5.0 g(8.8 mmol)과 트리에틸아민 2.67 g(26.4 mmol)을 첨가하고 실온에서 교반하여 용해시켰다. 상기 용액에 α-리포산 2.0 g(9.7 mmol)과 3-디메틸-아미노프로필-N-에틸 카보디이미드 1.9 g(9.7 mmol)을 서서히 가한 다음, N,N'-디메틸아미노피리딘 500 mg을 가한 후, 실온에서 밤새 교반하였다. 반응 종료 후, 10 mL의 물을 첨가하고, 회전감압증류장치를 이용하여 시럽상태로 농축하였다. 상기 물 첨가 및 농축 과정을 3회 반복하여 대부분의 디메틸포름아미드를 제거하였다. 상기 농축물에 증류수 30 mL를 첨가한 후, 교반되는 400mL의 아세톤에 서서히 적가하여 반응물의 침전과 세척과정을 3회 반복한 후, 감압건조하여 β-싸이클로덱스트린 O-(α)-리포산 3.3 g을 얻었다 (수율: 28.3 %).
실시예 27 : β-싸이클로덱스트린 O-글루타치온의 제조
α-리포산 대신 글루타치온(glutathione)을 사용하여 실시예 26과 동일한 방법으로 반응을 수행하여, β-싸이클로덱스트린 O-글루타치온 3.23 g을 얻었다 (수율: 25.8 %).
시험예 5: β-싸이클로덱스트린 O-항산화제의 분자량과 치환도 분석
실시예 21 내지 25에서 제조한 β-싸이클로덱스트린 O-항산화제 내의 항산화제(확인요망)의 치환도 (Degree of substitution, DS) 및 분자량을 시험예 2와 동일한 방법으로 구하였으며, 그 결과는 표 4와 같다.
|
TLC의 Rf 값 |
DS(1H-NMR ) |
Mw(평균분자량) |
실시예 21 |
0.72 |
0.67 |
1,567 |
실시예 22 |
0.73 |
0.65 |
2,366 |
실시예 23 |
0.74 |
0.58 |
3,029 |
실시예 24 |
0.69 |
0.62 |
1,604 |
실시예 25 |
0.72 |
0.67 |
1,567 |
실시예 26 |
0.73 |
0.59 |
1,987 |
실시예 27 |
0.65 |
0.47 |
2,145 |
시험예 6: 조성물의 안정성 평가
실시예 1 내지 27에서 제조한 β-싸이클로덱스트린 유도체를 각각 사용하여, 하기 표 5의 조성으로 o/w 크림 베이스를 제조하였다. 상기 크림 베이스를 45℃ 온도의 오븐에 투입하여 4주 동안의 아스코르브산의 잔존함량(역가)을 측정하여 안정성 증가와 관능 시험을 수행하였다.
o/w 크림 베이스 |
시험샘플 (중량%) |
대조샘플 (중량%) |
a |
b |
c |
a |
b |
c |
스테아린산 모노글리세린 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
유동 파라핀 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
폴리솔베이트 |
1.6 |
1.6 |
1.6 |
1.6 |
1.6 |
1.6 |
스크알렌 |
5.0 |
5.0 |
5.0 |
5.0 |
5.0 |
5.0 |
카보머 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
히알루론산 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
라이신 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
글리세린 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
1,3-부틸렌글리콜 |
3.0 |
3.0 |
3.0 |
3.0 |
3.0 |
3.0 |
실시예 1-27의 β-CD 유도체 |
2 |
2 |
2 |
2(β-CD) |
2(β-CD) |
2(β-CD) |
아스코르브산 |
6.0 |
- |
- |
6.0 |
- |
- |
레티놀 |
- |
6.0 |
- |
- |
6.0 |
- |
에피갈로카테킨 갈레이트 |
- |
- |
6.0 |
- |
- |
6.0 |
향료 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
방부제 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
정제수 |
70.9 |
70.9 |
70.9 |
70.9 |
70.9 |
70.9 |
총합 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
각각의 o/w 크림 베이스 중의 아스코르브산, 레틴올, 및 에피갈로카테킨 갈레이트의 함량을 고속액체크로마토그래피로 각각 3회 측정하여 평균치를 계산하였다. 상기 고속액체크로마토그래피 조건은 다음과 같다. 아스코르브 산: 컬럼 - ACE 5-C18 (2.1*150mm, 5㎛), 이동상 - 메탄올 및 0.1% 아세트산 수용액의 혼합액(5:95), 검출기 파장 - UV 240 nm, 유속(Flow rate) - 1 ml/min, 주입량 - 2 ㎕; 레티놀: 컬럼 - ACE 5-C18 (4.6*150mm, 5㎛), 이동상 - 90% 메탄올 수용액의 혼합액(90:10), 검출기 파장 - UV 325 nm, 유속(Flow rate) - 1 ml/min, 주입량 - 2 ㎕; EGCG: 컬럼 - ACE 5-C18 (2.1*150mm, 5㎛), 이동상 - 아세토나이트릴/아세트 산/메탄올/D.W(150:5:20:862), 검출기 파장 - UV 280 nm, 유속(Flow rate) - 1 ml/min, 주입량 - 2 ㎕. 대조군으로는 O-치환된 β-CD 대신에 β-CD를 첨가하여 안정성 시험을 수행하였다.
관능시험은 다음과 같이 수행하였다: 각각의 시료를 건강한 20대 후반 여성 10인을 대상으로 취도의 강도를 측정하여 평균치를 구하였으며, 취도의 강도는 다음 표 6과 같이 설정하였다.
변취 정도 |
설 명 |
0 |
무취기 |
1 |
감지취기 |
2 |
보통취기 |
3 |
강한취기 |
4 |
극심한 취기 |
5 |
참기 어려운 취기 |
상기와 같이, 아스코르브산의 잔존함량 및 관능시험을 수행한 결과는 다음 표 7a 내지 표 7d와 같다. 표 7a 내지 표 7d에서 'a'는 아스코르브산, 'b'는 레틴올, 'c'는 에피갈로카테킨 갈레이트를 각각 의미한다.
상기 표 7a 내지 표 7d의 결과로부터, 쉽게 변색 및/또는 변취되는 아스코르브산을 본 발명에 따라 O-치환된 β-싸이클로덱스트린을 첨가하여 o/w 크림 베이스를 제조할 경우, 수성 매질 중에서 전체적으로 최소 85 %이상의 높은 잔존 함량을 유지함으로써 높은 안정성을 나타내며, 또한 변취 문제가 거의 발생하지 아니함을 알 수 있다.