説明

糖桂皮酸誘導体及び紫外線吸収剤

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は糖桂皮酸誘導体及び紫外線吸収剤、特に紫外線吸収性を有する水溶性の糖桂皮酸誘導体及びそれを用いた紫外線吸収剤に関する。
【0002】
【従来の技術】太陽光線に含まれる紫外線は、400nm〜320nmの長波長紫外線(UV−A)、320nm〜280nmの中波長紫外線(UV−B)、280nm以下の短波長紫外線(UV−C)に分類される。このうち、290nm以下の波長の紫外線は、オゾン層によって吸収され、地表に到達しない。
【0003】地表に届く紫外線は化学反応を強く誘発するところから、各種塗料、コーティング剤等に紫外線吸収剤の配合が試行されている。一方、紫外線は人間の皮膚に様々な影響を及ぼす。UV−Aによっても一次黒化の惹起等が問題となるが、特にUV−Bの影響は甚大で、一定量以上の光量が皮膚に照射されると、紅班や水泡を形成したり、メラニン形成が亢進され色素沈着を生じる等の問題を引起こし、さらに長期的には皮膚老化を促進し、皮膚癌等の原因となる。
【0004】そこで従来より紫外線の影響を除去するため、各種紫外線吸収剤が開発されてきた。既存の紫外線吸収剤としては、PABA誘導体、桂皮酸誘導体、サリチル酸誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ウロカニン酸誘導体、カンファー誘導体、複素環誘導体等が知られている。
【0005】そして、これらのUV−B吸収剤は、塗料、コーティング剤あるいは化粧品、医薬品、医薬部外品等の皮膚外用剤に配合されているが、例えば皮膚外用剤の場合、その基剤には低分子量のジメチルシロキサン系基剤が広く使用されている。すなわち、最も頻繁に日焼け止を使用するのが夏であるため、耐汗性、耐水性等の観点から紫外線吸収剤として使用されてきたものは、油溶性のものが殆どであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、最近では日常の生活で受ける紫外線の影響についても問題になっており、通常のスキンケアでも日焼け止が望まれている。このため、■化粧水等の水系のスキンケア製品にも多量に配合できること、■より高い紫外線吸収効果を有する外用剤を処方する上でも系全体に多量の紫外線吸収剤を配合できる方が良いので、油相だけではなく、水相にも紫外線吸収剤を配合することが望まれること、等の観点から水溶性紫外線吸収剤の開発が強く要望されていた。
【0007】しかし、従来のUV−B吸収剤は、前述したようにその殆どが油溶性で水溶性が低く、処方が制限されていた。水溶性UV−B吸収剤としては、僅かに2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルフォキソニウムベンゾフェノンナトリウム塩が知られているのみであり、しかもこれは塩であるので処方系のpHに影響をもたらすという課題があった。
【0008】本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、優れたUV−B吸収性を有し、しかも水溶性である糖桂皮酸誘導体及び紫外線吸収剤を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために本発明者らが鋭意検討した結果、桂皮酸に糖を結合させた糖桂皮酸誘導体に優れたUV−B吸収性及び水溶性があることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0010】すなわち本出願の請求項1記載の糖桂皮酸誘導体は、下記一般式化2で表わされることを特徴とする。
【化2】


(式中Aは糖又は糖アルコールからn個の水酸基を除いた残基、Xはアルコキシ基、aは1〜3の整数、nは整数)
【0011】また、本出願の請求項2記載の紫外線吸収剤は、上記一般式化2で表わされることを特徴とする。
【0012】以下、本発明の構成をさらに詳細に説明する。一般式化2において、Aの糖の具体例としては、グルコース、ガラクトース、キシロース、フルクトース、アルトロース、タロース、マンノース、アラビノース、イドース、リキソース、リボース、アロース等の単糖類及びその混合物、又は、マルトース、イソマルソース、ラクトース、キシロビオース、ケンチビオース、コージオビオース、セロビオース、ソホロース、ニゲロース、スクロース、メリビオース、ラミナリビオース、ルチノース等の二糖類及びその混合物、更にマルチトール、ソルビトール、マンニトール、ガラクチトール、グルシトール、イノシトールなどの糖アルコール及びその混合物が挙げられ、更にそれ以上の多糖を用いることもできる。また、単糖類、二糖類、糖アルコール、及びそれ以上の多糖の混合物でも構わない。
【0013】Xとしては、例えばメトキシ基、エトキシ基、イソプロピル基等が挙げられる。いずれも、水溶性及びUV−B吸収波長に顕著な差はないが、工業性等から、特にメトキシ基が好ましい。
【0014】本発明の糖桂皮酸誘導体は、エステル交換反応(ホットメルト法、シュネル法、ネブラスカ−シュネル法、ジマー法、ネブラスカ−DKS法、米国特許2,999,858号(1961)、米国特許2,948,717号(1960)、米国特許3,021,324号(1962)、 ドイツ特許1,098,501号(1961)、日本国特許404,285(1962)等)、桂皮酸無水物との反応、桂皮酸クロリドとの反応等、一般にエステル化に用いられる反応で合成することが出来る。例えば、ネブラスカーシュネル法で合成することができる。
【0015】即ち、糖をジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、N−アセチルモルホリン、N−メチルコハク酸イミド等の非水系溶媒に溶かし、これに一般式化3:
【化3】


(ただし、式中Rは、メチル基、エチル基等の低級アルキル基であり、Xおよびaは、前記式化2に同じ)で示される化合物を添加して、触媒の存在下、50〜130℃で攪拌、エステル交換反応させることにより得られる。この際、反応は減圧下で行ない、一般式化2で示される化合物は単独でも2種以上を併用してもよい。
【0016】また、上記の触媒としては、硫酸等の鉱酸、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラート等のナトリウムアルコラート、N−メチルベンジルアミン等のアミン等が挙げられる。
【0017】この反応に使用される糖と一般式化3で示される化合物のモル比は、例えばモノエステルを主生成物として得ようとする場合1〜3:1で更に好ましくは2〜3:1である。糖が多過ぎると、糖が多量に残って後の精製に支障をきたす。
【0018】一般式化3で示される化合物がすべて消費された場合、反応系の触媒を中和する目的で酢酸、塩酸、硫酸、リン酸等の酸、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリを加え、反応溶媒を減圧留去する。
【0019】このようにして得られた反応生成物には、一般式化2で示される糖桂皮酸誘導体のほか、中和時の塩、糖等が共存している。そのため、例えば糖と塩を除去する場合、メチルアルコール、エチルアルコール、ブチルアルコール、イソプロピルアルコール等の糖を溶解しない溶媒で抽出したり、塩を多量に含む水とメチルエチルケトン、n−ブタノールで分配し、有機溶媒層を分取することにより精製できる。
【0020】また、糖と塩を除去し、結合したエステル基の数によって化合物を分離する場合、反応生成物を水または水とアルコールの混液に懸濁させ、ハイパーポーラスポリマー(例えば三菱化成工業株式会社製のハイポーラス樹脂)、オクタデシルシリカなどの逆相分配カラムで、始めに水で通液し、次にメタノール、エタノールなどのアルコールやアセトニトリルなどの極性有機溶媒と水の混液で通液し、この液を分取することにより分離・精製できる。その他、Snellらの方法、特公昭41−6852、特公昭40−26250等や、アセトンで抽出し精製することもできる。
【0021】前記のように合成した糖桂皮酸誘導体は、抽出溶媒を留去したり、カラムにより精製した後用いてもよく、そのまま用いてもよい。
【0022】このようにして得られる糖桂皮酸は固体で、化学安定性、酸化安定性、安全性に優れ、水溶性で、しかもUV−B領域に吸収を有する上、保湿性に優れるという機能を持つ。
【0023】上記の糖桂皮酸誘導体は、塗料やインク、プラスチック、コーティング剤、化学繊維等の化学製品などに配合できる他、医薬品、医薬部外品、化粧品及び洗浄料の成分として配合され得る。また、本発明にかかる糖桂皮酸誘導体に加えて通常用いられる他の塗料、コーティング、化粧品や医薬品成分を適宜配合することができる。
【0024】例えば、流動パラフィン、スクワラン、ワセリン、セチルアルコール、イソステアリルアルコール、2−エチルヘキサン酸セチル、2−オクチルドデシルアルコール、トリイソステアリン酸グリセリン、マカデミアンナッツ油、ラノリン等の各種炭化水素、油脂類、ロウ類等の油性成分、シリコーン類、界面活性剤、増粘剤、中和剤、防腐剤、殺菌剤、酸化防止剤、粉体成分、色素、香料、他の紫外線吸収剤、薬効剤、金属封鎖剤、pH調整剤等が挙げられる。
【0025】
【発明の効果】本発明にかかる糖桂皮酸誘導体及び紫外線吸収剤は、化学的安定性及び水溶性に優れ、しかもUV−B領域の紫外線を効率的に吸収することができる。
【0026】
【実施例】次に、試験例及び実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は、これによって限定されるものではない。まず、本発明にかかる糖桂皮酸の製造方法について説明する。
【0027】実施例1(マルチトールトリメトキシン桂皮酸エステルトリメトキシ桂皮酸15gを、HCl-MeOH溶液150mlに溶解し、加熱還流を1時間した後、減圧濃縮した。酢酸エチル300mlで抽出し、精製水200mlで5回洗浄した後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、結晶を濾去した後、減圧濃縮した。得られた生成物をメタノールで再結晶し、再結晶収率97%にてトリメトキシ桂皮酸メチルエステル15.5gを得た。
【0028】マルチトール1.28gを、予め乾燥しておいたジメチルスルホキシド5mlに溶解し、合成したトリメトシキ桂皮酸メチルエステル3gを加え、続いて攪拌下、炭酸カリウム1.6g加えた後、減圧下100℃にて2時間加熱攪拌した。反応系を室温まで空冷した後、塩酸で中和した。
【0029】反応溶媒を減圧蒸留にて留去し、残留物をハイパーポーラスポリマー(三菱化成工業株式会社製のハイポーラス樹脂)のカラムクロマトグラフ法で展開溶媒として初め精製水、次にエチルアルコール:精製水=7:3を用いて分画すると、精製水の溶出部に塩化カリウム、マルチトール及びジメチルスルホキシドが認められ、エチルアルコール:精製水7:3溶出部を濃縮した。
【0030】マルチトールモノトリメトキシ桂皮酸エステルの収量は2.01g(収率30.0%)であった。 また、得られたマルチトールトリメトキシ桂皮酸エステルは、下記の(1)〜(4)の方法により分析した。このようにして得たマルチトールモノトリメトキシ桂皮酸エステルを試料1とした。
【0031】(1)赤外吸収スペクトル測定法日本分光工業株式会社製、IRA−1赤外吸収スペクトル測定装置を用い、neat法で測定したところ、3400cm-1に水酸基の伸縮振動、2900cm-1付近にメトキシ基の伸縮運動、 1690cm-1にカルボニル基の伸縮運動による吸収が観測された。結果を図1に示す。
【0032】(2)13C−NMR測定法日本電子株式会社製のJOEL GX−400により、CD3ODを溶媒として、室温にて測定したところ、169〜102ppmにトリメトキシ桂皮酸部分に由来するシグナルが、また62〜100ppmにマルチトール部分の炭素に由来するシグナルがそれぞれ観測された。結果を図2に示す。
【0033】(3)1H−NMR測定法日本電子株式会社製のJOEL GX−400により、CD3ODを溶媒として、室温にて測定したところ、7.7〜6.4ppmにトリメトキシ桂皮酸部分に由来するシグナルが、また3.0〜5.0ppmにマルチトール部分の水素に由来するシグナルがそれぞれ観測された。結果を図3に示す。
【0034】(4)紫外線吸収スペクトル測定法日本分光工業株式会社製、UVIDEC 61OC紫外吸収スペクトル測定装置を用い、溶媒メタノールで測定したところ、230nm付近及び310nmに、極大吸収を示した。結果を図4に示す。
【0035】実施例2(ソルヒ゛トールトリメトキシ桂皮酸エステルソルビトール6.49gを予め乾燥しておいたジメチルスルフォキシド26mlに溶解し、合成したトリメトキシ桂皮酸メチルエルテル3.0gを加え、続いて攪拌下に炭酸カリウム1.64gを加え、減圧下2時間加熱攪拌した。反応後、室温まで空冷し塩酸で中和した。
【0036】その後、溶媒を減圧留去し、得られた残留物をハイパーポーラスポリマー(三菱化成工業株式会社製のハイポーラス樹脂)のカラムクトマトグラフ法で展開溶媒として初めに精製水、次にエチルアルコール:精製水=1:1を用いて分画すると、精製水の溶出部に塩化カリウム、ソルビトール及びジメチルスルホキシドが認められ、エチルアルコール:精製水=1:1溶出部を濃縮した。
【0037】ソルビトールモノトリメトキシ桂皮酸エステルの収量は8.6g(収率30.47%)であった。このようにして得たソルビトールモノトリメトキシ桂皮酸エステルは、(1)〜(4)の方法にて分析した。
【0038】(1)赤外吸収スペクトル測定法日本分光工業株式会社製、IRA−1赤外吸収スペクトル測定装置を用い、neat法で測定したところ、3400cm-1に水酸基の伸縮振動、2900cm-1付近にメトキシ基の伸縮運動、1690cm-1にカルボニル基の伸縮運動による吸収が観測された。結果を図5に示す。
【0039】(2)13C−NMR測定法日本電子株式会社製のJOEL GX−400により、CD3ODを溶媒として、室温にて測定したところ、169〜106ppmにトリメトキシ桂皮酸部分に由来するシグナルが、また62〜100ppmにマルチトール部分の炭素に由来するシグナルがそれぞれ観測された。結果を、図6に示す。
【0040】(3)1H−NMR測定法日本電子株式会社製のJOEL GX−400により、CD3ODを溶媒として室温にて測定したところ、7.7〜6.4ppmにトリメトキシ桂皮酸部分に由来するシグナルが、また3.0〜5.0ppmにマルチトール部分の水素に由来するシグナルがそれぞれ観測された。結果を図7に示す。
【0041】(4)紫外線吸収スペクトル測定法日本分光工業株式会社製、UVIDEC 61OC紫外吸収スペクトル測定装置を用い、溶媒メタノールで測定したところ、230nm付近及び310nm付近に、極大吸収を示した。結果を図8に示す。
【0042】なお、前記実施例1ないし実施例2にかかる糖桂皮酸はいずれも水に対する溶解度は20重量%以上であった。
【0043】また、実施例1及び2で得られた化合物は、白色固体であった。吸湿度が高く、融点の測定はできなかった。
【0044】次に、以上のようにして得られた糖桂皮酸誘導体を配合した皮膚外用剤について説明する。まず、本発明にかかる皮膚外用剤の日焼け止効果について試験を行った。
【0045】試験例下記の表1に示す処方において、糖桂皮酸誘導体を配合した美容液と、対照例として2−ヒドキシ−4−メトキシ−5−スルフォキソニウムベンゾフェノンを配合した美容液の製造を行った。
【0046】
【表1】
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 成 分 配合例1 対照例1−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−A.(アルコール相) エタノール 5.0% 5.0%POEオレイルアルコールエーテル 2.0 2.0香料 0.05 0.05B.(水相)
1,3−ブチレングリコール 5.0 5.0マルチトールトリメトキシ桂皮酸エステル 7.0 −2-ヒト゛ロキシ-4-メトキシ-5-スルフォキソニウムヘ゛ンソ゛フェノン − 7.0トリエタノールアミン 0.1 0.1カルボキシビニルポリマー 0.15 0.15精製水 残 余 残 余−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【0047】<製法>Aのアルコール相をBの水相に添加し、香料を可溶化して美容液を得た。
■外観状態配合例1は、無色透明で粘性のある良好な美容液が得られたのに対し、対照例では、黄味が強く粘性のない状態であった。
■日焼け止め効果海浜での実使用テストにおいて、2つのサンプルをパネル10名の体半分ずつ塗布仕分け、日焼け具合のアンケート調査及び皮膚トラブルの調査を行なった。その結果を表2に示す。
【0048】
【表2】
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 配合例1の 対照例1の サンプル塗布部 サンプル塗布部−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− パネルA ○ △ B ○ △ C △ × D ○ × E △ △ F △ × G ○ × H ○ △ I ○ △ J ○ △−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−皮膚トラブル件数 なし ひりつき2件 かゆみ 5件 発疹 3件−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−日焼けの程度の評価基準強い紅班が認められた … ×僅かに紅班が認められた … △紅班は認められなかった … ○
【0049】これらの結果より糖桂皮酸誘導体を配合した皮膚外用剤は、従来の水溶性紫外線吸収剤を配合した皮膚外用剤より紫外線防御効果が高く、皮膚トラブルのない安全性が高いものであった。
【0050】以下に本発明にかかる糖桂皮酸誘導体を含む組成物の配合例を説明する。なお、各皮膚外用剤とも優れた紫外線防御効果を示した。
【0051】
配合例2 クリームA.油相 ステアリン酸 10.0% ステアリルアルコール 4.0 ステアリン酸モノグリセリンエステル 8.0 ビタミンEアセテート 0.5 香料 0.4 エチルパラベン 0.1 ブチルパラベン 0.1 プロピルパラベン 0.1B.水相 プロピレングリコール 8.0 グリセリン 2.0 マルチトールトリメトキシ桂皮酸エステル 5.0 水酸化カリウム 0.4 エデト酸三ナトリウム 0.05 精製水 残 余<製法>Aの油相部とBの水相部をそれぞれ70℃に加熱し完全溶解する。A相をB相に加えて、乳化機で乳化する。乳化物を熱交換機を用いて冷却してクリームを得た。
【0052】
配合例3 クリームA.油相 セタノール 4.0 ワセリン 7.0 イソプロピルミリステート 8.0 スクワラン 12.0 ジメチルポリシロキサン 3.0 ステアリン酸モノグリセリンエステル 2.2 POE(20)ソルビタンモノステアレート 2.8 グリチルレチン酸ステアレートBHT 0.02 エチルパラベン 0.1 ブチルパラベン 0.1B.水相 1.3ブチレングリコール 7.0 エデト酸二ナトリウム 0.07 フェノキシエタノール 0.2 L−アスコルビン酸リン酸エステルマグネシウム塩 3.0 ポリアクリル酸アルキルエステル 1.0 ソルビトールトリメトキシ桂皮酸エステル 7.0 精製水 残 余<製法>配合例2に準じてクリームを得た。
【0053】
配合例4 乳液A.油相 スクワラン 5.0 オレイルオレート 3.0 ワセリン 2.0 ソルビタンセスキオレイン酸エステル 0.8 ポリオキシエチレンオレイルエーテル(20E.O.) 1.2 2−エチルヘキシル−p−メトキシシンナメート 3.0 メチルパラベン 0.15 香料 0.12B.水相 ジプロピレングリコール 5.0 エタノール 3.0 カルボキシビニルポリマー 0.17 ヒアルロン酸ナトリウム 0.1 マルチトールトリメトキシ桂皮酸エステル 4.0 水酸化カリウム 0.08 ヘキサメタリン酸ナトリウム 0.05 精製水 残 余<製法>配合例2に準じて乳液を得た。
【0054】
配合例5 クリームA.油相 ベヘニルアルコール 0.5% 12-ヒドロキシステアリン酸コレスタノールエステル 2.0 スクワラン 7.0 ホホバオイル 5.0 自己乳化型モノステアリン酸グリセリン 2.5 ポリオキシエチレンソルビタン モノステアリン酸エステル(20EO) 1.5 2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン 3.0 エチルパラベン 0.2 ブチルパラベン 0.1 香料 0.1B.水相 プロピレングリコール 5.0 グリセリン 5.0 ビーガム(モンモリロナイト) 3.0 水酸化カリウム 0.3 マルチトールトリメトキシ桂皮酸エステル 6.0 エデト酸三ナトリウム 0.08<製法>配合例2に準じクリームを得た。
【0055】
配合例6 粉末入り化粧水A.油相 エタノール 8.0 POE(60)グリセリルモノイソステアレート 2.0 L−メントール 0.1 カンファー 0.1 メチルパラベン 0.1 香料 0.03B.水相 グリセリン 3.5 ソルビトールトリメトキシ桂皮酸エステル 4.0 亜鉛 1.5 カオリン 0.5 ベントナイト 0.3 ヘキサメタリン酸ナトリウム 0.03 精製水 残 余<製法>配合例1に準じた製法で粉末入り化粧水を得た。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるマルチトールトリメトキシ桂皮酸エステルの赤外吸収スペクトル図である。
【図2】本発明にかかるマルチトールトリメトキシ桂皮酸エステルの13C−NMR図である。
【図3】本発明にかかるマルチトールトリメトキシ桂皮酸エステルの1H−NMR図である。
【図4】本発明にかかるマルチトールトリメトキシ桂皮酸エステルの紫外線吸収スペクトル図である。
【図5】本発明にかかるソルビトールトリメトキシ桂皮酸エステルの赤外吸収スペクトル図である。
【図6】本発明にかかるルビトールトリメトキシ桂皮酸エステルの13C−NMR図である。
【図7】本発明にかかるソルビトールトリメトキシ桂皮酸エステルの1H−NMR図、
【図8】本発明にかかるソルビトールトリメトキシ桂皮酸エステルの紫外線吸収スペクトル図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】 下記一般式化1で表わされる糖桂皮酸誘導体。
【化1】


(式中Aは糖又は糖アルコールからn個の水酸基を除いた残基、Xはアルコキシ基、aは1〜3の整数、nは整数)
【請求項2】 請求項1記載の糖桂皮酸誘導体よりなる紫外線吸収剤。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図8】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【特許番号】特許第3007171号(P3007171)
【登録日】平成11年11月26日(1999.11.26)
【発行日】平成12年2月7日(2000.2.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願平2−416550
【出願日】平成2年12月30日(1990.12.30)
【公開番号】特開平4−305592
【公開日】平成4年10月28日(1992.10.28)
【審査請求日】平成9年9月25日(1997.9.25)
【出願人】(000001959)株式会社資生堂 (1,748)