Применение экстракта ferula spp для получения косметических и/или дерматологических композиций

Применение экстракта ferula spp для получения косметических и/или дерматологических композиций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к растительным экстрактам из Ferula spp и способу выделения ферутинина из указанных экстрактов.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Многочисленные растения рода Ferula содержат терпены с эстрогенной активностью, известные также как фитоэстрогены, т.е. вещества, которые регулируют гормональные функции и, по всей вероятности, являются действенной альтернативой использованию синтетических гормонов при лечении предменструального синдрома и расстройств, связанных с менопаузой и старением. Экстракты некоторых типов Ferula использовались в прежние времена в качестве контрацептивов и для лечения импотенции и расстройств менопаузы. Недавно были описаны спиртовые экстракты из Ferula asafetida L. (WO 0230438) в качестве лекарств против рака.

Наиболее многочисленными соединениями в растениях рода Ferula являются производные ешкенадиола (II):

в частности, сложные даукановые эфиры, имеющие общую формулу (I):

Даукановые эфиры являются известными соединениями и, например, описаны в Phytochemistry, vol 37, n˚3, страницы 597-623, 1994. В формуле (I) R представляет насыщенный или ненасыщенный алифатический ацильный остаток с прямой или разветвленной цепью или, необязательно, замещенный ароматический ацильный остаток. Примерами R групп являются изо-валероил, ангелоил, бензоил, п-гидроксибензил, вератроил или циннаммоил.

Даукановые эфиры из Ferula spp являются модуляторами эстрогена, сходными c SERM (селективными модуляторами рецептора эстрогена); среди них ферутинин (Ia) показывает заметную эстрогенную активность, в то время как другие имеют довольно умеренную активность.

В частности, ферутинин является альфа-агонистом рецептора эстрогена (ERα) и бета-агонистом/антагонистом рецептора эстрогена (ERβ). Было также показано, что ферутинин имеет более высокое связывание с рецепторами эстрогена, чем тамоксифен.

Поэтому существует потребность в получении обогащенных ферутинином экстрактов или в оптимизации экстракции ферутинина в чистой форме из растительных материалов, содержащих его предшественники.

Способ, включающий гидролиз цельного экстракта даукановых эфиров для получения неочищенного ешкенадиола и последующую переэтерификацию ешкенадиола защищенной подходящим образом п-гидроксибензойной кислотой, например п-ацетоксибензойной кислотой, является известным из литературы (ЖОХ СССР (англ. перевод); EN; 28; 10; 1992; 1666-1673). Тем не менее, этот способ дает довольно небольшой выход (примерно 45%), главным образом вследствие конкурентных реакций переэтерификации.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящее время было обнаружено, что использование п-пивалоилоксибензойной кислоты в качестве этерифицирующего агента позволяет избежать конкурентных реакций, ответственных за низкий конверсионный выход.

Поэтому целью настоящего изобретения является способ получения ферутинина (Ia),

который включает следующие стадии:

а) экстрагирование даукановых эфиров из Ferula spp;

b) основной гидролиз даукановых эфиров с получением ешкенадиола (II)

с) этерификацию ешкенадиола (II) п-пивалоилоксибензойной кислотой (III)

с получением п-пивалоилферутинина (IV)

d) гидролиз п-пивалоилферутинина (IV) в ферутинин.

Термин “Даукановые эфиры” означает соединения общей формулы (I), определенной выше; указанные сложные эфиры могут быть получены путем экстрагирования корней или надземных частей растения Ferula spp, предпочтительно Ferula communis и Ferula hermonis, общепринятыми способами, например экстракцией низшими спиртами. Исходя из корневищ Ferula hermonis, содержащих ферутинин и бензойный эфир ешкенадиола (недостаточно легко отделимого с помощью хроматографии) в соотношении 1:1, чистый ферутинин может быть выделен экстрагированием корней метанолом, обработкой экстракта 5% раствором КОН и обратной экстракцией омыленного экстракта алифатическими углеводородами, простыми эфирами, сложными эфирами или хлорированными растворителями.

Альтернативно, даукановые эфиры могут получаться путем экстракции сверхкритическим СО₂ при температурах в интервале от 35 до 65ºС, предпочтительно при 45ºС, и давлении в интервале от 200 до 260 бар, предпочтительно при 245 бар. В сепараторе (или в сепараторах) температура варьирует от 25 до 45ºС и давление составляет около 50 бар. В данных экспериментальных условиях смолистые вещества, которые затрудняют извлечение желательных соединений, не экстрагируются. Остаток может непосредственно подвергаться омылению в соответствии с тем, как описано в примерах.

Ешкенадиол этерифицируется п-пивалоилоксибензойной кислотой и обрабатывается в том же реакционном растворителе основанием, предпочтительно первичным амином, более предпочтительно этилендиамином, давая чистый ферутинин. Согласно предпочтительному воплощению изобретения стадии с) и d) удобным образом осуществляются в последовательности без выделения промежуточного п-пивалоилферутинина.

Еще одним объектом настоящего изобретения является применение в косметических и дерматологических целях ферутинина, п-пивалоилферутинина и экстрактов Ferula spp, предпочтительно экстрактов Ferula communis и Ferula hermonis.

При нанесении на кожу ферутинин и экстракты Ferula spp неожиданно оказались способны увеличивать биосинтез коллагена и оказывать влияние на тонизирующее, трофическое и увлажняющее действие, обеспечивая таким образом плотность и эластичность. Более того, они снижают секрецию сальных желез и играют заметную роль в регулировании гирсутизма и вирилизации лица. Поэтому композиции, содержащие ферутинин или экстракты Ferula spp, могут использоваться в косметической и дерматологической области для лечения поверхностных или глубоких морщин или других неэстетизмов, а также для лечения различных форм воспаления сальных желез и себореи.

Ферутинин и экстракты Ferula spp могут быть приготовлены в виде кремов, гелей и лосьонов в смеси с общепринятыми наполнителями или эксципиентами, например, описанными в Remington's Pharmaceutical Sciences Handbook, XVII ed., Mack Pub., N.Y., U.S.A., предпочтительно в присутствии соевого лецитина или фосфолипидов, таких как лауроилфосфатидилхолин и миристоилфосфатидилхолин, которые могут быть включены в состав водно-масляной или масляно-водной эмульсий или в трансдермальные пластыри.

Следующие примеры иллюстрируют изобретение более подробно.

ПРИМЕРЫ

Пример 1 - Выделение ешкенадиола из корней Ferula hermonis

250 г тонко измельченных корней Ferula hermonis (распределение размера частиц: 2 мм) экстрагируются с помощью перколяции 1 л MeOH. После мацерации (вымачивания) в течение двух дней и перколяции растворителя операция повторяется (4 × 1л), давая 112,2 г метанольного экстракта (45%). Вытяжка лекарства контролируется с помощью TLC (ТСХ тонкослойной хроматографии)(петролейный эфир/EtOAc 8/2, ферутинин R_f: 0,14).

Метанольный экстракт нагревается с обратным холодильником с 513 мл 10% метанольного раствора КОН. Через 1 час анализ ТСХ (петролейный эфир-EtOAc 8/2, ферутинин R_f: 0,14; R_f ешкенадиол: 0,31) показывает, что реакция завершилась. После охлаждения реакционная смесь разбавляется водой (500 мл) и экстрагируется петролейным эфиром (4 × 500 мл). Объединенные фазы петролейного эфира промываются соляным раствором, сушатся и выпариваются. Полученный в результате полукристаллический остаток промывается холодным петролейным эфиром (температура холодильника), давая 7,5 г кристаллического ешкенадиола. Маточные жидкости очищаются с помощью хроматографии (50 г силикагеля, петролейный эфир-EtOAc 95:5), давая α-бисаболол (870 мг), смесь α-бисаболола и ешкенадиола и чистый ешкенадиол (3,4 г после кристаллизации). Смесь ешкенадиола и α-бисаболола объединяется с маточной жидкостью и подвергается хроматографии (50 г силикагеля, петролейный эфир-EtOAc 95:5), давая 1,95 г кристаллического ешкенадиола (общий выход: 12,85 г, 5,1%).

Соединение имеет следующие физико-химические и спектроскопические свойства:

ИК-спектр (KBr, см^-1): 3339, 2965, 2905, 2875, 1470, 1375, 1047, 968, 858.

Масс спектр (C.I.)

M⁺+1 - H₂O=221; M⁺+1 - 2H₂O=203

Спектр ¹Н ЯМР (300 МГц, CDCl₃) δ: Н9 5,43 м, Н2 3,9 м, Н14 1,78 с, Н15 1,00 с, Н12 0,95 д J 4,98, Н13 0,91 д J 5,13.

Пример 2 - Выделение ешкенадиола из корней Ferula communis.

250 г мелко измельченных корней Ferula communis (распределение размера частиц: 2 мм) экстрагируются с помощью перколяции с использованием 1 л MeOH. После мацерации в течение двух дней и перколяции растворителя операция повторяется (4 × 1 л); метанольные экстракты концентрируются до объема, равного весу измельченных корней, и к экстракту добавляется 10% КОН (10 мл). Щелочной раствор нагревается с обратным холодильником в течение 2 часов, затем охлаждается и обратно экстрагируется три раза 200 мл н-гексана. Вытяжка лекарства контролируется с помощью ТСХ (петролейный эфир/EtOAc 8/2).

Объединенные гексановые фазы промываются соляным раствором, сушатся и выпариваются. Полученный в результате полукристаллический остаток промывается холодным петролейным эфиром (температура холодильника), давая 3,5 г кристаллического ешкенадиола. Маточная жидкость очищается по способу Примера 1. Выход: 0,8 г ешкенадиола, имеющего такие же физико-химические свойства, как в Примере 1.

Пример 3 - Выделение ешкенадиола из надземных частей Ferula communis.

1 кг мелко измельченных надземных частей Ferula communis экстрагируются диоксидом углерода при 45˚С при давлении 245 бар в аппарате для экстрагирования сверхкритическими газами. В сепараторе (или в сепараторах) температура варьирует от 25 до 45ºС, а давление составляет примерно 50 бар. В этих условиях смолистые вещества, которые затрудняют извлечение желаемых соединений, не экстрагируются. Остаток, который содержит только липофильные соединения и воду, берется с метанолом и обрабатывается основаниями для гидролиза ешкенадиольных эфиров, как представлено в примерах 1 и 2. После очистки получается 5,1 г чистого соединения, имеющего те же характеристики, что и продукт примера 1.

Пример 4 - Синтез п-пивалоилоксибензойной кислоты

4-Гидроксибензойная кислота (114,5 г, 829 ммоль) растворяется при перемешивании в пиридине (1,15 л) при охлаждении на ледяной бане до температуры менее 5ºС. К полученному раствору добавляется 4-диметиламинопиридин (DMAP, 0,3 эквивалента, 248,8 ммоль, 30,4 г) и пивалоилхлорид (3 эквивалента, 2,487 моль, 300 г, 293,6 мл). Раствор оставляют подогреваться до комнатной температуры и оставляют при перемешивании в течение 2 часов, затем добавляют воду (2,29 л) (экзотермическая реакция: охлаждение раствора в ледяной бане) и оставляют при перемешивании в течение следующих 3 часов.

Раствор вливается в разделительную воронку и экстрагируется CH₂Cl₂ (3 × 750 мл). Объединенные метиленхлоридные фазы промываются 2М H₂SO₄ (4 × 750 мл) и насыщенным раствором NaCl (1 × 1150 мл), затем сушатся над Na₂SO₄ (60 г).

Раствор фильтруется через бумажный фильтр и растворитель выпаривается в вакууме, давая остаток, который растирается с петролейным эфиром при 30ºС-50ºС (3 × 400 мл), фильтруется с помощью отсасывания и сушится вакуумом в статической сушилке при 45ºС в течение 15 часов. Получается 130,5 г продукта со следующими спектроскопическими характеристиками.

ИК-спектр (KBr, см^-1): 3680, 2978, 2361, 1753, 1686, 1603, 1427, 1289, 1204, 1163, 1103.

Масс-спектр (C.I.): M⁺+1=223

Спектр ¹Н ЯМР (300 МГц, D-DMSO) δ: Н3=7 8,00 д J=8,48, H4=6 7,23 д J=8,55, CH3 1,34 с.

Пример 5 - Синтез ферутинина из ешкенадиола

Ешкенадиол (100 г, 419,5 ммоль) растворяется в CH₂Cl₂ (600 мл) при перемешивании при комнатной температуре. К полученному в результате раствору добавляют п-пивалоилоксибензойную кислоту (1,4 эквивалента, 587,3 ммоль, 130,5 г) и DMAP (0,3 эквивалента, 125,9 ммоль, 15,4 г). Раствор оставляют при перемешивании на 10 минут для завершения растворения реагентов, затем добавляется N,N'-дициклогексилкарбодиимид (DCC, 1,8 эквивалентов, 755,1 ммоля, 155,8 г). Реакция завершается через 2 часа.

Раствор концентрируется до 2 объемов (200 мл) и разбавляется 5 объемами CH₃CN (500 мл), после этого дициклогексилмочевиновый осадок отфильтровывается и промывается еще 5 объемами CH₃CN (2 × 250 мл). Объединенные органические фазы вливаются в разделительную воронку, экстрагируются 10 мас.%/объем Na₂CO₃ (2 × 250 мл) и насыщенным раствором NaCl (1 × 250 мл), затем сушатся над Na₂SO₄ (100 г). Na₂SO₄ отфильтровывается и растворитель выпаривается в вакууме, давая 360 г соединения (IV), имеющего следующие спектроскопические характеристики:

Спектр ¹Н ЯМР (300 МГц, CDCl₃) δ: 8,09 (д, J=9,0 Гц, Н3'-H5'), 7,20 (д, J=8,7 Гц, H2'-H6'), 5,60 (шир.т, J=4,7 Гц, Н9), 5,35 (тд, J=10,4-2,9 Гц, Н6), 2,58 (дд, J=13,1-10,9 Гц, Н7b), 2,34 (дд, J=14,1-2,3 Гц, Н7а), 2,07 (м, Н10), 2,04 (д, J=2,7 Гц, Н5), 1,97 (д, J=9,7 Гц, Н2а), 1,89 (м, Н11), 1,86 (с, Н14), 1,63 (м, Н2b), 1,57 (м, Н3а), 1,41 (с, С(СН3)3), 1,30 (м, Н3b), 1,14 (с, Н15), 0,99 (д, J=6,9 Гц, Н12), 0,89 (д, J=6,7 Гц, Н13).

Соединение (IV) растворяется при перемешивании при комнатной температуре в 2 л CH₂Cl₂. К получающемуся раствору добавляется этилендиамин (10 эквивалентов, 280 мл). Через 3 часа реакция завершается. Раствор охлаждается до 0ºС, вливается в разделительную воронку, затем промывается 3М H₂SO₄ при 0ºС (2 × 750 мл, экзотермическая реакция) и насыщенным раствором NaCl (1 × 500 мл). Органическая фаза сушится над Na₂SO₄ (100 г), фильтруется и выпаривается до высыхания. Остаток (230 г) наносится на силикагельную колонку (2,5 кг), уравновешенную 5,8 л смеси гексан:AcOEt = 9:1 и элюируется 70 л той же смеси. Фракции, содержащие продукт, объединяются, растворитель выпаривается в вакууме и продукт сушится в статической сушилке при 45ºС в течение 24 часов.

Получается 139 г (92,4%) продукта, имеющего следующие спектроскопические характеристики:

ИК-спектр (KBr, см^-1): 3410, 1686, 1655, 1608, 1593, 1560, 1279, 1165, 1099, 771.

Масс-спектр (C.I.)

M⁺+1 - H₂O=341

Спектр ¹Н ЯМР (200 МГц, CDCl₃) δ: Н3'=7' 7,94 д J=8, 4'=6' 6,88 д J=8, Н9 5,56 м, Н2 5,23 дт J=11, Н14 1,80 шир.с, Н15 1,10 с, Н13 0,94 д J=6,5, Н12 0,82 д J=6,5.

Пример 6 - Получение экстракта Ferula hermonis

1 кг целого растения Ferula hermonis экстрагируется три раза 5 объемами ацетона. Объединенные ацетоновые экстракты концентрируются до 0,5 частей в сравнении с весом исходной биомассы и разбавляются 2 частями воды. Водный раствор доводится до рН 7,8, разбавленной КОН, в присутствии гексана при сильном перемешивании. Гексановая фаза отбрасывается, а водная фаза подкисляется до рН 5 и обратно экстрагируется н-гексаном. Гексановая фаза, которая содержит ферутинин, концентрируется досуха, давая 52 г экстракта, содержащего примерно 35% ферутинина.

Пример 7 - Готовая форма, содержащая ферутинин, для лечения поверхностных морщин

Ферутинин вводится в крем, имеющий следующий состав:

Ферутинин	0,20 г
Карбомер 934 (Carbopol 934 P - Goodrich)	0,60 г
Пропиленгликоль	3,00 г
Имидазолинилмочевина	0,30 г
Катон CG	0,05 г
Динатрий EDTA	0,10 г
PEG-5 соевые стеролы (Generol 122 E5 - Henkel)	2,00 г
Октилдодеканол (Eutanol G - Henkel)	4,00 г
Масло из зародышей пшеницы	4,00 г
Силиконовое масло 350 cps	0,50 г
Глицерилстеарат (Cutine GMS - Henkel)	7,00 г
Полисорбат 60 (Tween 60 - ICI)	5,00 г
Токоферол	0,20 г
Аскорбилпальмитат	0,10 г
10% раствор NaOH	2,00 г
Отдушка (186909 - Dragoco)	0,20 г
Очищенная вода	до 100,00 г

Пример 8 - Готовая форма, содержащая чистый экстракт Ferula hermonis с содержанием ферутинина 30% и содержанием бензойного эфира ешкенадиола 20%

Экстракт Ferula hermonis	0,5 г
Карбомер 934 (Carbopol 934 P - Goodrich)	0,60 г
Пропиленгликоль	3,00 г
Имидазолинилмочевина	0,30 г
Катон CG	0,05 г
Динатрий EDTA	0,10 г
PEG-5 соевые стеролы (Generol 122 E5 - Henkel)	2,00 г
Октилдодеканол (Eutanol G - Henkel)	4,00 г
Масло из зародышей пшеницы	4,00 г
Силиконовое масло 350 cps	0,50 г
Глицерилстеарат (Cutine GMS - Henkel)	7,00 г
Полисорбат 60 (Tween 60 - ICI)	5,00 г
Токоферол	0,20 г
Аскорбилпальмитат	0,10 г
10% раствор NaOH	2,00 г
Отдушка (186909 - Dragoco)	0,20 г
Очищенная вода	до 100,00 г

Пример 9 - Гель, содержащий ферутинин

Ферутинин	0,30 г
Имидазолинилмочевина	0,30 г
Метилпарабен	0,20 г
Гидроксиэтилцеллюлоза (Natrosol 250 HHX-Aqualon)	2,00 г
Очищенная вода	до 100 мл

Пример 10 - Косметическая готовая форма, содержащая экстракт Ferula spp

Экстракт Ferula hermonis	0,5 г
Имидазолинилмочевина	0,30 г
Метилпарабен	0,20 г
Гидроксиэтилцеллюлоза (Natrosol 250 HHX-Aqualon)	2,00 г
Очищенная вода	до 100 мл

ЭКСПЕРИМЕНТИРОВАНИЕ

Эффективность продукта

Эффективность крема из примера 7 определялась в двойном слепом анализе с 40 женщинами-добровольцами в возрасте от 39 до 56 лет с оценкой действий на эластичность и плотность кожи и на морщины и складки. Анализ проводился при семидневном периоде подготовки, в котором пациент воздерживался от использования увлажняющих продуктов, солнечных кремов (от загара) и косметических жидкостей, избегал загара и чрезмерного воздействия ультрафиолетовых (UV) лучей.

Пациентам разрешалось пользоваться стандартными очками и губной помадой, пудрой для лица и неувлажняющими мылами.

Пациентов произвольно разделяли на две группы, в одной использовали крем плацебо, а в другой - крем из Примера 7. Крем наносили на лицо в стандартизированном количестве (0,5 г, т.е. из тюбика выдавливалось 0,5 см крема) дважды в день, утром и на ночь. До и после пяти недель применения проводились следующие измерения.

Перед каждой измерительной сессией все пациенты в течение тридцати минут находились в климатической камере при 23ºС и 50% относительной влажности. Каждая сессия включала три измерения прибором для измерения содержания воды в поверхностных слоях кожи, три измерения прибором, измеряющим эластичности кожи и силиконовый слепок окологлазничной области на участках кожи, обозначенных далее.

Испытания прошли все 40 пациентов.

Измерение эластичности кожи

Прибор для измерения эластичности кожи представляет собой промышленно доступное изделие (Cutometer SEM 575, Courage & Khazaka, Germany) для измерения механических свойств кожи неинвазивным путем. Более подробно, он измеряет вертикальную деформацию поверхности кожи, когда она подвергается воздействию отрицательного давления 500 мм ртутного столба через 2 мм отверстие зонда. Длина кожного проникновения (подъема) в зонд измеряется оптически с точностью до 0,01 мм. Зонд соединен с компьютером, который регистрирует деформацию кожи в течение определенного времени. По полученной кривой могут экстраполироваться многочисленные переменные величины для оценки эластичности кожи, вязкостно-эластичного и вязкостного поведения.

Регистрировались следующие параметры:

непосредственное растяжение (Ue), измерялось за 0,1 секунды;

замедленное растяжение (Uv);

конечное растяжение (Uf), измерялось за 10 секунд; и

непосредственное сокращение (Ur).

Испытание проводилось с применением прибора для измерения эластичности кожи на обеих щеках.

Существенных вариаций в плацебо-группе не наблюдалось. Показатель замедленного растяжения (Uv) в подвергаемой обработке группе значительно уменьшался (16%, р<0,05) после 5 недель лечения. Данный параметр отражает вязкостно-эластичные свойства и поведение дермиса. Через 5 недель также наблюдалось значительное изменение (-12%, р<0,05) в Ue, на котороые значительно влияла гидратация и механические свойства поверхностного слоя. Уменьшение показателей Uv и Ue вместе со стабильностью Ur показывает увеличенную плотность кожи.

Измерение содержания воды в поверхностных слоях кожи

Нежный и гладкий вид кожи зависит главным образом от присутствия адекватного количества воды в поверхностном слое.

Прибор для измерения содержания воды в поверхностных слоях кожи является промышленно доступным изделием (Corneometer CM 825 Combi 3, Courage & Khazaka, Germany), который измеряет изменения емкостного сопротивления, возникающего в результате изменения гидратации кожи.

Испытание проводилось с применением прибора для измерения содержания воды в поверхностных слоях кожи на обеих щеках.

Через 5 недель наблюдалось значительное изменение у подвергаемой обработке группы, в частности, гидратация кожи повышалась на 17,5%, в то время как в плацебо-группе она понизилась на 3%.

Измерение морщинистости

Снятие силикон-слепков проводилось у пациентов, находящихся в сидячем положении. Слепки (2 × 5 см) получались в начале и после 5 недель с использованием “Silflo silicon Impression material” (материал для силиконовых слепков Silflo) (производства Flexico, UK). Слепки затем анализировались системой Анализатора изображения кожи с использованием программного обеспечения Quantirides - Monaderm, которое распознает кожный микрорельеф от средних морщин и глубокие морщины и подсчитывает их количество и глубину; окончательно получается величина общей области морщин.

Через 5 недель наблюдались значительные изменения у подвергаемой обработке группы. В частности, наблюдалось 21,3% (р<0,05) уменьшение области морщин, в то время как у плацебо-группы уменьшение составило 0,4%.

Статистически значительное уменьшение наблюдалось главным образом в количестве и глубине средних и глубоких морщин.

Заключение

Исследование позволило сделать вывод, что крем примера 7 обладает хорошей косметической активностью при лечении кожи с признаками старения от времени и света, так как это повышает плотность кожи и гидратацию и понижает среднюю область морщин, в частности глубоких микро- и макроморщин. Кожа заметно становилась более плотной и более гладкой.

Применение экстракта Ferula spp для получения косметических и/или дерматологических композиций, предназначенных для уменьшения морщин.