聚乙二醇化硫辛酸衍生物作为自由基清除剂及酪氨酸酶抑制剂的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于抗氧化剂技术领域，特别涉及一种聚乙二醇化硫辛酸衍生物作为自由 基清除剂及酪氨酸酶抑制剂的应用。
【背景技术】
[0002] 紫外线（UV)照射被认为在皮肤中产生氧自由基系列，这种自由基会带来各种副 作用，例如对鸟氨酸脱装酶的影响以及导致过早老化和癌症等。此外，皮肤遭受日晒或者在 雌激素水平异常、皮肤损伤等情况下，表皮中的酵素酪氨酸酶会表现活跃，酪氨酸酶是一种 含铜的金属氧化酶，广泛分布于生物体内，具有多重生物学功能，可催化L-酪氨酸羟化生 成L-多巴，还可催化L-多巴氧化生成多巴醌，兼有单酚酶和二酚酶的活性，多巴醌再进一 步氧化可形成黑色素。这原本是皮肤细胞防御系统的自然反应，却导致已形成的黑色素随 着表皮的新陈代谢而到达皮肤表面，改变了肤色，留下了色斑，因此，抑制酪氨酸酶的活性， 有助于控制生物体黑色素的生成。抗氧化剂及酪氨酸酶抑制剂不仅能作为化妆品中的美白 成分以及食品工业中防止果蔬褐变等，还可用于人体色素沉着性疾病药物的研发。
[0003] 维生素 E(Vitamin E)是一种脂溶性维生素，又称生育酚 (a -tocopherol, a -toe)，是最主要的抗氧化剂之一，其本身具有的化学特性对其稳定性 有重要影响。维生素 Ε(α_生育酚）具有抗氧化活性是因为它具有游离酚式羟基，而游离 酚式羟基易产生化学反应而很快失效。因此，维生素 E虽然是一种很有前途的营养保健品， 如果以α-生育酚形式直接用于医药、化妆品、饲料等，则其稳定性较差。但维生素 E以酯 的形式存在时，因这种化合物侧链上没有双链，也没有游离羟基，所以它对氧化作用是稳定 的。另外，维生素 E的非水溶性也影响了其在化妆品等日用化工中的应用。
[0004] 硫辛酸是在人全身细胞中存在的一种脂肪酸，作为辅酶参与三羧酸循环中α -酮 酸的氧化脱羧反应，具有清除自由基、抗氧化、解毒预防糖尿病、治疗艾滋病等广泛的药理 作用，被称为"万能抗氧剂"。同时，硫辛酸是一种自由基，能在其它抗氧化剂缺乏时为之"代 打"（即体内缺乏维生素 C或维生素 E缺乏时，强烈阻断黑色素在皮肤中的沉着，可以临时 接手它们的工作，且还能大大增强维生素的作用），硫辛酸具有400倍维生素 C和E的抗氧 化作用。（L. Packer，J. Lipid Res. 1992, 33, 385.)。硫辛酸是一个非亲水溶性的抗氧化成 分，对于糖尿病及酒精或化学毒性物质所造成的神经病变，具有治疗效果，同时也有助于长 期过度受刺激的肝细胞的修复，硫辛酸也被运用在外用的美容保养上，皮肤科临床研宄证 实，外用硫辛酸具有降低皮肤细纹形成及保护皮肤细胞不受紫外线侵害的作用。然而，其较 差的水溶性也影响了其在化妆品等日用化工中的应用。
[0005] 另外，水溶性分子聚乙二醇（Polyethylene glycol, PEG)被广泛的应用于医药、纺 织、化妆品工业中作为基质或润滑剂、柔软剂。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于将维生素 E和硫辛酸用聚乙二醇（PEG)连接，不仅赋予其水溶 性也提高其稳定性，同时，利用硫辛酸与维生素 E等抗氧化物质具有协同加成的作用来提 高其抗氧化活性。可应用于医药、食品、日用化工领域。
[0007] 本发明所述的聚乙二醇化硫辛酸衍生物的结构式为：
[0008]
[0009] 其中，R1S-H或硫辛酸基团时，无 R2基团；R1S-C(O) CH2-时，R2S-OH或生育酚 基团；η的取值为1-1000的整数。
[0010] 所述的聚乙二醇化硫辛酸衍生物的合成方法一 ：（1)将1-(3-二甲基氨丙
基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和4-(二甲氨基）吡啶溶于浓度为50-500克/升的硫辛 酸的二氯甲烷溶液中，避光搅拌10-60分钟，然后冰浴冷却；（2)将浓度为50-500克/ 升的聚乙二醇或α-羟基ω-羧基聚乙二醇的二氯甲烷溶液滴加到上述反应液中，室 温下搅拌过夜；（3)反应完全后，用蒸馏水洗涤3-5次以除去副产物；(4)将有机层用无 水硫酸镁干燥后倒入冷乙醚中，冷却析出得到淡黄色固体硫辛酸聚乙二醇酯；其中硫辛 酸与1-(3-二甲基氨丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、4-(二甲氨基）吡啶的摩尔比为 (1:1:0.005)-(1:2:0. 125);硫辛酸与聚乙二醇或α-羟基ω-羧基聚乙二醇的摩尔比为 1:0.5-1:10。
[0011] 上述制备得到的硫辛酸聚乙二醇酯的结构式为 其中 札为-Η，无 R 2基团；或R为-C (0) CH 2_，馬为-OH ;η的取值为1-1000的整数。
[0012] 所述的聚乙二醇分子量为100-50000，α -羟基ω-羧基聚乙二醇的分子量为 100-50000。
[0013] 所述的聚乙二醇化硫辛酸衍生物的合成方法二：（1)将硫辛酸聚乙二醇酯和 1-(3-二甲基氨丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、4-(二甲氨基）吡啶溶于浓度为50-500 克/升的生育酚的二氯甲烷溶液中，避光搅拌过夜；（2)将反应液倒入冷乙醚中，冷却析 出聚乙二醇化维生素 E酯粗产物，用冷乙醚淋洗、真空干燥；（3)将步骤（2)得到的粗产 物溶解于二氯甲烷中，用蒸馏水洗涤3-5次；(4)将有机层用无水硫酸镁干燥后倒入冷 乙醚中，冷却析出浅黄色固体维生素 E-聚乙二醇酯-硫辛酸酯；其中硫辛酸聚乙二醇 酯与1-(3-二甲基氨丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、4-(二甲氨基）吡啶的摩尔比为 (1:1:0. 005)-(1:2:0. 125);生育酚与硫辛酸聚乙二醇酯的摩尔比为1:0. 5-1:10 ;
[0014] 所使用的原料硫辛酸聚乙二醇酯的结构式为
其中R1 为-C(O)CH2-,馬为-OH，η的取值为1-1000的整数。
[0015] 上述的聚乙二醇化硫辛酸衍生物作为自由基清除剂及酪氨酸酶和黑色素生成抑 制剂的应用。
[0016] -种用于皮肤美白的组合物，该组合物中包含聚乙二醇化硫辛酸衍生物及其异构 体、或药学上可接受的盐。
[0017] 所述的用于皮肤美白的组合物中的聚乙二醇化硫辛酸衍生物及其异构体、或药学 上可接受的盐的含量占所述组合物总质量的0. 001-20wt%。
[0018] 所述的用于皮肤美白的组合物为皮肤外用型组合物。
[0019] 本发明取得的有益效果：
[0020] 1.硫辛酸和维生素 E均为非亲水溶性的抗氧化剂，且两种氧化剂均不稳定。本发 明将维生素 E和硫辛酸用水溶性聚乙二醇（PEG)连接，不仅赋予其水溶性而且也提高了稳 定性，在水中的溶解度大于100毫克/毫升。
[0021] 2.由于硫辛酸的抗氧化作用被证实与维生素 E等抗氧化物质具有协同加成的作 用，因此聚乙二醇化硫辛酸-维生素 E衍生物具有更优良的抗氧化活性。
[0022] 3.将两个有用的药效基团结合起来，希望得到活性更好的药物，聚乙二醇化硫辛 酸和维生素 E的偶合物同时具有清除DPPH自由基活性和黑色素产生过程中酪氨酸酶的抑 制作用。
[0023] 综上所述，本发明提供的维生素 E-聚乙二醇-硫辛酸衍生物作为自由基清除剂和 酪氨酸酶抑制剂，可用作抑制黑色素生成或美白的化妆品、医药品、皮肤外用剂等，对防治 色斑、雀斑等皮肤的色素沉着效果显著。
【附图说明】
[0024] 图1表示聚乙二醇化硫辛酸衍生物对DPPH自由基的清除活性；
[0025] 图2表示聚乙二醇化硫辛酸衍生物对黑素细胞酪氨酸酶活性的影响；
[0026] 图3表示聚乙二醇化硫辛酸衍生物对黑素细胞黑素合成的影响。
【具体实施方式】
[0027] 通过下列示例性说明，但非限定性的实施例，可以对本发明进行更好的理解。
[0028] [实施例1]
[0029] 聚乙二醇化硫辛酸酯的合成：
[0030]
[0031] 将30克聚乙二醇（HO-PEG-OH，Mn= 2000)、2克叔丁醇钾、2毫升溴乙酸乙酯溶解 于150毫升甲苯中，室温下反应12小时后，过滤除去反应液中沉淀的盐，将滤液倒入冷乙醚 中，冷却析出粗产物，将干燥后的粗产物溶于50毫升1摩尔/升的氢氧化钠溶液中，室温搅 拌1小时，盐酸酸化后，用100毫升的二氯甲烷萃取3次，将有机层用无水硫酸镁干燥后倒 入冷乙醚中，冷却析出白色的α -羟基-ω-羧基聚乙二醇。
[0032] 1H NMR (500MHz，CDCl3) : δ (ppm) 4. 12 (s，2Η)，3. 65 (m，~90Η，PEG backbone) ·
[0033] 将0.74克硫辛酸，0.69克1-(3-二甲基氨丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC)， 0.06克4-(二甲氨基）吡啶（DMP)溶于15毫升二氯甲烷中，避光搅拌20分钟后，然后在冰 浴冷却下，将15毫升包含6. 2克α -羟基-ω-羧基聚乙二醇（H0-PEG-C00H，Mn= 2000Da) 的二氯甲烷溶液滴加到反应液中，室温下搅拌过夜；反应完全后，用等量的蒸馏水洗涤3次 以除去副产物，将有机层用无水硫酸镁干燥后倒入冷乙醚中，冷却析出淡黄色固体硫辛酸 聚乙二醇酯。
[0034] 1H NMR (500MHz，CDCl3) : δ (ppm) 4. 12 (s，2H)，3. 65 (m，~90H，-CH2CH2-)。
[0035] [实施例2]
[0036] 维生素 E-聚乙二醇-硫辛酸衍生物的合成：
[0037]
[0038] 将实施例1制备的硫辛酸聚乙二醇酯和1-(3-二甲基氨丙基）-3_乙基碳二亚 胺盐酸盐（EDC)、4-(二甲氨基）吡啶（DMAP)溶于浓度为50克/升的生育酚（维生素 E) 的二氯甲烷溶液中，避光搅拌过夜；生育酚与硫辛酸聚乙二醇酯、EDC、DMAP的摩尔比为 1:1:1.5:0. 125 ;将反应液倒入冷乙醚中，冷却析出维生素 E聚乙二醇酯粗产物，用冷乙醚 淋洗粗产物，将真空干燥后的粗产物溶于上述等量的二氯甲烷中，用等量的蒸馏水洗涤3-5 次，将有机层用无水硫酸镁干燥后倒入冷乙醚中，冷却析出浅黄色固体硫辛酸-维生素 E聚 乙二醇酯。
[0039] 1H-NMR (500MHz，CDCl3) : δ (ppm) 〇· 86 (12H，- CH (CH3) CH3和-CH 2C