本发明大体上涉及在个人护理调配物中用作抗氧化剂的化合物和组合物。所述化合物含有硝酮和酚官能团两者。
背景技术：
个人护理组合物对于大多数消费者而言是重要的产品。个人护理组合物含有为组合物提供大量益处的多种添加剂。
抗氧化剂在通常用于个人护理组合物的添加剂中。抗氧化剂帮助保护皮肤免受由各种环境应激(如暴露于UV线)引起的自由基的损伤影响。自由基包括例如单线态氧。自由基引起对皮肤的损伤，其中最终结果为皮肤弹性的失去和皱纹的出现，导致皮肤过早老化。
基于老化过程的生理机制，由于特别是由生理应激或太阳紫外辐射引起的提高的反应性氧物质(ROS)的水平的氧化应激可促进皮肤老化。有证据表明，内部老化和外部老化(即，光老化)具有若干叠加的生物化学和分子机制。I型胶原蛋白构成皮肤结缔组织的主要结构组分，并且提供具有拉伸强度和稳定性的真皮。在真皮中的胶原蛋白的降解已在内部老化和光老化的皮肤中报告。另外，有助于通过ROS的光老化的主要信号传导路径为基质金属蛋白酶-1(MMP-1)的上调，这导致皮肤胶原蛋白的降解，这与老化斑点和皱纹相关联。因此，需要更强的抗氧化剂作为潜在抗老化成分以提供保护。
已研究的一种此类抗氧化剂，如公开于WO 2012/150370中的为白藜芦醇(3,5,4'-三羟基-反-二苯乙烯)。白藜芦醇为天然存在的多酚化合物，其见于葡萄和其它水果的皮中。在其潜在化学预防特性的情形下，已经探究抵抗来自UV曝露的皮肤损伤和抵抗与大脑功能、心脏病和癌相关联的ROS诱导损伤。然而，白藜芦醇的天然丰度低，并且因此非常昂贵。
因此，存在开发用于个人护理的新型抗氧化剂组合物，包括减缓胶原蛋白在皮肤中的降解的组合物的需要。
技术实现要素：
现在我们已发现，具有侧链二苯乙烯基团的硝酮在较低浓度下具有与自由基清除剂相等的功效(如按抗氧化剂保护的持续时间测量)，或在与常规抗氧化剂相比相等浓度下更高功效(较小氧化损伤和/或更长的抗氧化剂保护)。另外，已发现硝酮的性能不可通过简单地添加两种不同的抗氧化剂(例如，一种具有酚官能团并且另一种具有硝酮官能团)实现。相反地，在相同分子中存在两种官能团为其有利的性能的重要方面。
因此，本发明的一个方面提供式I化合物：
其中R1、R2、R3、R4和R5独立为H、-OH、C1-C6烷氧基、-COOH、-COO-M+或-O-M+，其中M+为钠离子、钾离子或铵离子，并且R6、R7、R8、R9和R10独立为H、-OH、C1-C6烷氧基、-COOH、-COO-M+或-O-M+，其中M+钠离子、钾离子或铵离子或式II取代基：
其中R11、R12、R13、R14和R15独立为H、-OH、C1-C6烷氧基、-COOH、-COO-M+或-O-M+，其中M+为钠离子、钾离子或铵离子，其限制条件是R6、R7、R8、R9和R10中的一个为式II取代基。
本发明的另一方面提供个人护理组合物，其包含(a)式I抗氧化剂化合物和(b)皮肤病学可接受的载剂。
在另一方面，本发明提供处理皮肤的化妆方法，其包含将如本文所述的组合物施用到皮肤。
在又一方面中，提供了一种用于抑制胶原蛋白降解的方法，所述方法包含将有效量的如本文所述的组合物表面给药到皮肤。
在再一方面中，提供了一种用于降低老化的可见迹象的方法，所述方法包含将如本文所述的组合物施用到需要此类治疗的皮肤。
具体实施方式
除非另外指明，否则数值范围(例如，在“2到10”中时)包括界定所述范围的数字(例如，2和10)。
除非另外指明，否则比率、百分比、份数等均以重量计。
如在本说明书中使用的“室温”为环境温度，例如20℃至25℃。
如在本说明书中使用的“烷基”涵盖具有指定数目的碳原子直链和支链脂族烃基团。如果没有指定数目，那么预期1至6个烷基碳。除非另外指明，否则烷基为任选地经1个、2个或3个，优选1个或2个，更优选1个与本文所述的合成相容的取代基取代。此类取代基包括(但不限于)硝基、卤素、羧酸(例如，C0-C6-COOH)、C2-C6烯烃、氰基、氨基和/或酯。除非另外指明，否则前述取代基自身不可进一步被取代。
如上所述，在一个方面中，本发明提供一种式I化合物。在另一方面，本发明提供一种包含式I化合物和皮肤病学可接受的载剂的组合物。
在一些实施例中，在式I化合物中的R1、R2、R3、R4或R5中的至少一个为-OH。在一些实施例中，在式I化合物中的R1、R2、R3、R4或R5中的至少两个为-OH。
在一些实施例中，R6、R7、R8、R9或R10中的至少一个为-OH。在一些实施例中，R6或R10中的至少一个为-OH。
在一些实施例中，R11、R12、R13、R14或R15中的至少一个为-OH。在一些实施例中，R13为-OH。
在一些实施例中，R11、R12、R13、R14或R15中的至少一个为C1-C6烷氧基。在一些实施例中，R12或R14为甲氧基。
在本发明的组合物的一些实施例中，式I化合物如在表1中所示：
表1.指定的式I化合物
本领域的普通技术人员可经由大体了解可适用领域以及其中需要的常规实验的组合，容易地确定可用于特定组合物的式I抗氧化剂化合物的有效量，以便提供本文所述的益处(例如，清除自由基和抑制胶原蛋白降解)。以非限制性实例的方式，以组合物的总重量计，在本发明的组合物中式I化合物的量可在0.01重量％到5重量％，优选地0.05重量％到3重量％，并且更优选地0.1重量％到1重量％的范围内。
式I化合物可容易由本领域的技术人员使用已知的合成技术制备。举例来说，所述化合物可通过二苯乙烯醛化合物(可能含有一个或多个羟基，如()-2-羟基-5-(4-羟基-3-甲氧基苯乙烯基)苯甲醛)与苄基羟基胺化合物(在苯基上还可能含有一个或多个羟基，如3,4-二羟基苄基羟基胺)的反应来制备，接着分离和纯化所期望的产物。
本发明的组合物还包括皮肤病学可接受载剂。此类材料通常表征为载剂或稀释剂，所述载剂或稀释剂不引起对皮肤明显的刺激并且不抵消在组合物中(一种或多种)活性剂的活性和特性。可用于本发明的皮肤病学可接受载剂的实例包括(但不限于)乳液、乳膏、水溶液、油、软膏、糊剂、凝胶、洗剂、奶、泡沫、悬浮液、粉末或其混合物。在一些实施例中，以组合物的总重量计，组合物含有约99.99重量％到约50重量％的皮肤病学可接受载剂。
本发明的皮肤病学可接受载剂还可包括例如水、增稠剂、润肤剂、乳化剂、润湿剂、表面活性剂、悬浮剂、成膜剂、发泡剂、防腐剂、消泡剂、芳香剂、低级一元醇多元醇、高沸点溶剂、推进剂、着色剂、颜料、丙三醇、矿物油、硅触感改性剂、防腐剂、润肤剂或其混合物。
其它添加剂可包括在本发明的组合物中，如(但不限于)研磨剂、吸附剂、美感组分如芳香剂、颜料、着色剂(colorings)/着色剂(colorants)、精油、皮肤感知物、收敛剂(例如，丁香油、薄荷醇、樟脑、桉油、丁香酚、乳酸薄荷酯、金缕梅馏出物)、抗结块剂、消泡剂、抗菌剂(例如，碘丙基氨基甲酸丁酯)、其它抗氧化剂、粘合剂、生物添加剂、缓冲剂、膨胀剂、螯合剂、化学添加剂、着色剂、化妆品收敛剂、化妆品杀生物剂、变性剂、药品收敛剂、外用镇痛剂、成膜剂或材料，例如用于辅助组合物的成膜特性和亲和性的聚合物(例如，二十烯和乙烯基吡咯烷酮的共聚物)、乳浊剂、pH调节剂、推进剂、还原剂、螯合剂、皮肤漂白和亮白试剂(例如，对苯二酚、曲酸、抗坏血酸、抗坏血酸磷酸镁、抗坏血酸葡糖胺)、皮肤调节剂(例如，保湿剂，包括混杂的和闭塞的)、皮肤舒缓和/或愈合试剂(例如，泛醇和衍生物(例如乙基泛醇)、芦荟、泛酸和其衍生物、尿囊素、没药醇和甘草酸二钾)、皮肤处理试剂、增稠剂和维生素(例如，维生素C)和其衍生物。
本发明的组合物可例如呈油、凝胶、固体棒、洗剂、乳膏、奶、气溶胶、喷雾、泡沫、摩丝、软膏或脂肪软膏或粉末形式。
本发明的组合物可用于多种个人护理应用，如在化妆品中和在皮肤护理(例如，洗剂、乳膏、油、表面药品和防晒剂)中。
本发明的组合物可通过在本领域中众所周知的方法制造，例如借助于常规混合、溶解、粒化、乳化、包封、包覆或冻干方法。
如上所述，含有式I化合物的本发明的组合物作为自由基清除剂是高效的。与用于个人护理应用的先前已知的抗氧化剂相比，它们展现出显著更好的抗氧化剂属性。此外，已发现具有酚基的硝酮的性能不可通过简单地添加两种不同的抗氧化剂(一种具有酚官能团并且另一种具有硝酮官能团)实现。相反地，在相同分子中存在两种官能团为其有利的性能的重要方面。
本发明的化妆品组合物可用于处理和保护皮肤免受例如由暴露于紫外光(如UVA和UVB线)，以及辐射的其它有害形式(如长波红外线)引起的自由基。
因此，例如化妆品组合物可在用于抑制胶原蛋白降解的方法中使用。根据此类方法，可将有效量的组合物表面给药到需要此类治疗的皮肤。
该组合物还可在用于通过将所述组合物施用到需要此类治疗的皮肤降低老化的可见迹象的方法中使用，所述老化的可见迹象可由自由基诱导的在皮肤中的胶原蛋白降解产生。老化的可见迹象可包括例如质地不连续的发展，如皱纹和粗深皱纹、皮肤纹、裂隙、凸块、大孔或不平坦性或粗糙度、减少细纹、失去皮肤弹性(功能皮肤弹性蛋白失去和/或失活)、下垂(包括在眼睛区域和下颌中的浮肿)、失去皮肤坚固性、失去皮肤紧致、失去皮肤从变形弹回、变色(包括黑眼圈)、疱、灰黄、色素过多皮肤区域，如老化斑和雀斑、角化病、异常分化、过度角质化、弹性组织变性，以及在角质层、真皮、表皮、皮肤血管系统(例如，毛细血管扩张症或蜘蛛血管)以及底层组织，特别是接近于皮肤的那些组织中的其它组织学变化。
在实践本发明的方法中，化妆品组合物一般通过将组合物涂敷或扩散到皮肤上表面给药。本领域的普通技术人员可容易确定化妆品组合物应涂敷的频率。该频率可取决于例如在给定天中个体可能遇到的日光量和/或个体对日光的敏感度。以非限制性实例的方式，可期望以至少每天一次的频率给药。
现将在以下实例中详细地描述本发明的一些实施例。
实例
实例1
合成肟前驱体3,4-二羟基苯甲醛肟(34DHBzOx)
100mL 3-颈烧瓶配备有磁力搅拌器、回流冷凝器、加料漏斗、热电偶、冰浴和氮气层。向烧瓶装入13.81克(0.10摩尔)的3,4-二羟基苯甲醛和50mL的100％乙醇。混合物在室温下在氮气下搅拌，以得到澄清深棕色溶液。将溶液冷却到<15℃。向加料漏斗装入6.63克(0.10摩尔)的50wt.％羟胺水溶液。在约45分钟的时间段内将羟胺溶液添加到经冷却的醛溶液。在添加期间，反应混合物温度维持在<20℃。在完成添加羟胺溶液之后，在55℃下加热反应混合物直到GC分析示出基本上没有醛(约7小时)。反应混合物通过旋转蒸发去除溶剂以得到定量产率的呈棕色固体状的肟。通过IR、NMR和GC/MS分析确认结构。
使用Nicolet 560FTIR光谱仪来执行IR分析。对于液体样品，将小液滴流延为两个KBr板之间的平整膜。对于固体样品，按压KBr分散体。在4cm-1的光谱分辨率下，以透射模式获取从4000cm-1到400cm-1的IR光谱。使用Happ-Genzel型切趾函数。
使用在4.7T下操作的Bruker 200NMR光谱仪获取1H和13C NMR光谱。使用8.2秒累积时间和2.0KHz扫描宽度获得1H光谱；在4.7秒累积时间和7.0KHz扫描宽度下获得13C光谱。甲醇-d4通常用作溶剂。使用对于1H在3.30ppm下和对于13C在59.05ppm下的溶剂共振来参考化学位移。
使用具有以电离(EI)模式和以正化学电离(CI)模式操作的安捷伦(Agilent)质量选择性检测器的Hewlett Packard型6890GC系统执行GC/MS分析。EI模式的载气为约1毫升/分钟的氦气。甲烷用作用于CI模式的载气。柱为J&W科学(J&W Scientific)DB-5MS，30m×0.25mm×1μm膜。初始烘箱温度为60℃，保持5分钟的时间。温度以10℃/分钟的速度升高到220℃，其中保持2分钟，并然后以20℃/分钟的速度升高到290℃。注射器温度为225℃。对于EI模式，样品量为1μL，并且对于CI模式为1μL。分流比为50:1。
实例2
合成羟胺前驱体4-((羟基氨基)甲基)苯-1,2-二醇(34DHBzHA)
125mL 3颈烧瓶配备有磁力搅拌器、烧结的玻璃鼓泡管、具有仪表的pH电极以及装有热电偶和出气口的Claisen接头。烧瓶装入在上述实例1中制备的4.59克(0.03摩尔)3,4-二羟基苯甲醛肟(34DHBzOx)以及40mL甲醇。在室温下搅拌混合物以得到澄清棕色溶液。然后，将氰基硼氢化钠(1.89克，0.03摩尔)一次性添加到肟溶液中。将氯化氢气体的压缩气瓶连接到鼓泡管，其中安全截留器在两者之间。HCl瓶仅打开足以允许气体慢慢移动充气进入反应混合物中。混合物的pH迅速从约7下降到<3。同时，反应混合物剧烈起泡并且固体开始沉淀。停止用HCl的鼓泡，并且监测pH。在pH已稳定在≤3下1小时之后，过滤反应混合物，并且用小部分甲醇洗涤在过滤器上的白色固体。在干燥之后，获得1.38克的白色固体。合并滤液和甲醇洗涤液，并且通过旋转蒸发去除溶剂以得到6.27克的米色固体。将这些固体与通过过滤获得的固体合并，并且溶解于约25mL水中以得到pH为约5的澄清棕色溶液。通过添加饱和碳酸氢钠水溶液，使pH增加到约8。此时，固体开始分离出。将混合物在冰浴中冷却约1小时，然后过滤所述混合物。用部分水洗涤在过滤器上的固体。在真空下在55℃下干燥约1小时之后，呈深棕色固体的羟胺的产率为2.56克(55％产率)。使用在上述实例1中描述的程序通过IR和NMR分析确认结构。
实例3
合成二苯乙烯醛前驱体(E)-2-羟基-5-(4-羟基-3-甲氧基苯乙烯基)苯甲醛(Sald)
烧瓶装入在300mL无水DMF中的25g(0.166摩尔)的2-甲氧基-4-乙烯基苯酚。在搅拌下和在氮气冲洗下按顺序将以下化合物添加到所得溶液：34.94g(0.166摩尔)的3,5-溴代水杨醛，0.745g(0.0033摩尔)的乙酸钯，0.201g(0.0006摩尔)的三邻甲苯基膦以及34.64mL(0.249摩尔，1.5当量)三乙胺。将混合物在110℃下加热30小时并且在室温下通过硅藻土545填充的漏斗过滤。组合物用50mL的氯仿萃取，接着用100mL的水洗三次。有机层经MgSO4干燥。在真空下去除溶剂之后，二苯乙烯醛化合物通过硅胶柱色谱(氯仿)分离。所得油在2℃下通过5mL的乙酸乙酯和100mL的己烷结晶。所获得纯化产物的产率为16.23g(36.4％)。使用在上述实例1中描述的程序通过1H-NMR、13C-NMR和MS分析确认结构。
实例4
合成二苯乙烯侧链硝酮N-(2-羟基-5-(4-羟基-3-甲氧基苯乙烯基)苯亚甲基)-1-苯基甲胺氧化物(Sald-BzHA)
25mL单颈烧瓶配备有磁力搅拌器和回流冷凝器。烧瓶装有在上述实例3中制备的0.2705克(0.001摩尔)的二苯乙烯醛(Sald)前驱体以及7mL的甲苯和7mL的甲醇。搅拌混合物并升温到50℃，直到获得澄清琥珀色溶液。将量为0.1599克(0.001摩尔)的羟胺前驱体苄基羟胺盐酸盐和0.0590克(0.00056摩尔)的无水碳酸钠以及2mL的水添加到单独的小烧瓶。观察到气体的产生，并且形成白色悬浮液。将此悬浮液一次性添加到醛溶液中。黄色固体立即开始形成。混合物在50℃下保持4小时。所得混合物为黄色糊剂。将少量(约5mL)的水添加到混合物，并然后过滤混合物。用小部分水洗涤在过滤器上的黄色固体。将固体在55℃下在真空烘箱中干燥几个小时以得到0.241克的黄色固体二苯乙烯侧链硝酮产物。产率＝64.3％。使用在上述实例1中描述的程序通过IR、1H-NMR和13C-NMR分析确认结构。
实例5
合成二苯乙烯侧链硝酮N-(2-羟基-5-(4-羟基-3-甲氧基苯乙烯基)苯亚甲基)-1-羟基苯基甲胺氧化物(Sald-pHBzHA)
25mL单颈烧瓶配备有磁力搅拌器和回流冷凝器。烧瓶装有在上述实例3中制备的0.2694克(0.001摩尔)的二苯乙烯醛(Sald)前驱体以及7mL的甲苯和7mL的甲醇。搅拌混合物并升温到50℃，直到获得澄清琥珀色溶液。将量为0.1391克(0.001摩尔)的羟胺前驱体对羟基苄基羟胺(pHBzHA)一次性添加到醛溶液中。混合物在50℃下保持4.5小时。将反应混合物冷却到室温；从溶液分离黄色固体。将混合物在冰箱中冷却几个小时，然后过滤冷的混合物。用少量甲醇洗涤在过滤器上的固体。将产物在45℃下在真空烘箱中干燥约4小时以得到0.157克的二苯乙烯侧链硝酮产物。产率＝40.1％。使用在上述实例1中描述的程序通过IR、1H-NMR和13C-NMR分析确认结构。
实例6
合成二苯乙烯侧链硝酮N-(2-羟基-5-(4-羟基-3-甲氧基苯乙烯基)苯亚甲基)-1-(2,4-二羟基苯基)甲胺氧化物(Sald-24DHBzHA)
25mL单颈烧瓶配备有磁力搅拌器和回流冷凝器。烧瓶装有在上述实例3中制备的0.2708克(0.001摩尔)的二苯乙烯醛(Sald)前驱体以及7mL的甲苯和7mL的甲醇。搅拌混合物并升温到50℃，直到获得澄清琥珀色溶液。一次性添加量为0.1551克(0.001摩尔)的羟胺前驱体2,4-二羟基苄基羟基胺(24DHBzHA)。混合物在50℃下保持4.5小时。在将混合物冷却到室温时没有固体形成。通过旋转蒸发去除溶剂以得到棕黄色固体。将该残留物在55℃下在真空烘箱中干燥约4小时以得到0.3825克的二苯乙烯侧链硝酮产物。产率＝94％。使用在上述实例1中描述的程序通过IR、1H-NMR和13C-NMR分析确认结构。
实例7
合成二苯乙烯侧链硝酮N-(2-羟基-5-(4-羟基-3-甲氧基苯乙烯基)苯亚甲基)-1-(3,4-二羟基苯基)甲胺氧化物(Sald-34DHBzHA)
25mL单颈烧瓶配备有磁力搅拌器和回流冷凝器。烧瓶装有在上述实例3中制备的0.2701克(0.001摩尔)的二苯乙烯醛(Sald)以及7mL的甲苯和7mL的甲醇。搅拌混合物并升温到50℃，直到获得澄清琥珀色溶液。一次性添加量为0.1547克(0.001摩尔)的羟胺前驱体3,4-二羟基苄基羟基胺(34DHBzHA)。混合物在50℃下保持4.5小时。将混合物浆液冷却到室温，并然后通过去除约一半的溶剂浓缩。过滤所得混合物，并且用少量的己烷洗涤在过滤器上的固体。将固体在55℃下在真空烘箱中干燥约3小时以得到0.2047克的二苯乙烯侧链硝酮产物。收率＝50.3％。使用在上述实例1中描述的程序通过IR、1H-NMR和13C-NMR分析确认结构。
实例8
在实例1至7中合成的化合物的表征
对实例1至7中制备的化合物的熔点和产物纯度进行表征。熔点使用Mel-Temp装置测定，并且是未校正的。在合成反应的进程后，通过GPC分析测定产物纯度(使用PerkinElmer系列200HPLC执行)。串联使用两个聚合物实验室(Polymer Laboratories)pLgel柱：(1)300nm×7.5mm，3μ，以及(2)300mm×7.5mm，5μ，这两个柱前面是保护柱。柱维持在35℃下。流动相为以2毫升/分钟流动速率的100％THF。UV检测为270nm。程序运行时间为10分钟。熔点和产物纯度在表2中列出。
表2.合成化合物的熔点和纯度
实例9
抗氧化潜能
使用氧自由基吸收能力(ORAC)协议评估抗氧化剂潜能。ORAC为基于氢原子转移(HAT)机制的化学体外方法(参见N.Re等人，《自由基生物学和医学(Free Radical Biology&Medicine)》，26(9/10)，1231(1997))。ORAC测量过氧化氢自由基诱导的氧化的抗氧化抑制，并且因此反映通过H原子转移的经典的自由基链破坏抗氧化活性。在此分析中，过氧化氢自由基与荧光探针反应以形成非荧光产物。这使用荧光测量定量。通过降低的速率和随时间推移形成的产物的量确定抗氧化剂能力。此分析取决于自由基对荧光探针的损坏，产生其荧光强度的改变。荧光强度的改变为自由基损坏程度的指示。在抗氧化剂的存在下，自由基损坏的抑制反映在较高荧光强度中，并且可测量为抗自由基的抗氧化能力。ORAC分析的唯一性将反应驱动完成。与在许多其它分析中的相对测量相反，这允许计算曲线下面积(AUC)并且产生抗氧化性的绝对定量。
如所提到，观测荧光降低用时越长，抗氧化剂(AO)潜能越高。从对于给定抗氧化剂的AUC减去对于空白的AUC以得到其ORAC值。计算以得到与Trolox相同的AUC值需要的AO浓度，并且用于表示Trolox等效AO能力(TEAC)。Trolox为((±)-6-羟基-2,5,7,8-四甲基苯并二氢吡喃-2-羧酸，CAS#53188-07-1)，并且用作内部对照。
用上表1的二苯乙烯侧链硝酮化合物(本发明化合物)以及维生素C、维生素E以及以下比较化合物进行ORAC测试。
在ORAC测试溶液中的本发明二苯乙烯侧链硝酮的浓度为100微摩尔，同时Trolox、维生素C、维生素E、BHT、PBN+BHT和VAL-IPHA的浓度为100微摩尔。由ORAC值计算的TEAC值在表3中列出。
表3.TEAC值
出人意料地，发现相比于已知的抗氧化剂维生素E或维生素C，本发明化合物显示出显著更高的ORAC值。同样明显的是，相比于本发明化合物的TEAC值，酚AO如BHT、非芳香族硝酮如VAL-IPHA，或芳香族硝酮如PBN的TEAC值不非常高。对于芳香族硝酮和酚AO的物理共混物(PBN+BHT)的TEAC值也相对小。