3-,4-DihydroxybenzyI-substituierte Kohlensäurederivate und ihre Verwendung als Antioxidantien
Die Erfindung betrifft 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierte Kohlensäurederivate, deren
Herstellung sowie ihre Verwendung als Antioxidantien und/oder Radikalfänger, insbesondere in kosmetischen und/oder pharmazeutischen Präparaten zum Schutz von Zellen und Gewebe von Menschen und Tieren vor den die Alterung beschleunigenden schädlichen Einflüssen von Radikalen und reaktiven Sauerstoffverbindungen. Die Erfindung betrifft ferner kosmetische und/oder pharmazeutische Zubereitungen sowie Nahrungs- und/oder Genussmittel umfassend diese 3,4-Dihydroxybenzyl-sub- stituierten Kohlensäurederivate.
Ultraviolettlicht, insbesondere Ultraviolettlicht im Bereich von 290 bis 400 nm, löst photooxidative Prozesse auf oder in der Haut, insbesondere von Menschen und Tieren, aus, wobei ausgehend von Sauerstoff verschiedene reaktive Sauerstoffverbindungen oder Radikale gebildet werden. Diese können z.B. intrazelluläre Moleküle schädigen oder zerstören und somit die Zelle in ihrer Vitalität schwächen oder sogar zum Absterben bringen. Zusätzlich können durch die reaktiven Sauerstoffverbindun- gen oder Radikale auch die intrazellulären Moleküle oder Strukturen geschädigt werden. Bei der Haut kann vor allem die als Barriere gegen die Umwelt dienende Lipid- schicht oder auch das Sebum durch oxidative Prozesse zerstört werden. Ein Hauptbestandteil des lebensnotwendigen Sebums ist das stark ungesättigte Squalen.
Substanzen und Zubereitungen dieser Substanzen, die in physiologischen Systemen die natürlichen Abwehrmechanismen gegen freie Radikale und reaktive Sauerstoffverbindungen unterstützen und/oder als Antioxidantien oder Radikalfähger die Lipid- schicht der Haut vor oxidativen Prozessen schützen, sichern die Haut vor Zerstörung und Alterung. Solche Substanzen schützen auch oxidationsempfindliche Materialien, wie oxidationsempfindliche Bestandteile von Kosmetika, Pharmazeutika oder
Nahrungs- und/oder Genussmittel.
Antioxidantien (Oxidationsinhibitoren) sind in der Regel organische Verbindungen, die unerwünschte, durch Sauerstoff-Einwirkungen u.a. oxidative Prozesse bedingte Veränderungen in den zu schützenden Stoffen hemmen oder verhindern (Römpp Lexikon Chemie 10. Auflage, 229 (1996)). Viele Antioxidantien fungieren gleichzeitig als Radikalfänger und/oder als Komplexbildner für Schwermetallionen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, Antioxidantien mit starker spezifischer radikalfangender und/oder antioxidativer Wirkung zur Verwendung in kos- metischen und pharmazeutischen Zubereitungen, Nahrungs- und Genussmitteln sowie zum Schutz von Zellen und Gewebe von Menschen und Tieren zur Verfügung zu stellen.
Es wurden neue 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierte Kohlensäurederivate der allge- meinen Formel I,
wobei
X1, X2 und X3 unabhängig voneinander Sauerstoffatome, Schwefelatome oder Gruppen -N-R3 darstellen,
und
R1 ein Wasserstoffatom, eine Niederalkyl-, Niederalkenyl-, 1-Oxoniederalkyl - oder 1-Oxoniederalkenylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder eine Gruppe -O-R4 darstellt, in der R4 ein Wasserstoffatom, eine Niederalkyl-,
Niederalkenyl-, 1-Oxoniederalkyl - oder 1-Oxoniederalkenylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet,
und
R2 ein Wasserstoffatom, eine verzweigte oder unverzweigte, cyclische oder gestreckte Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, wobei eins oder mehrere der Kohlenstoffatome durch Sauerstoffatome ersetzt werden können, oder eine kemsubstituierte Arylalkylgruppe mit 7 bis 15 Kohlenstoffatomen bedeutet, mit der Maßg be, dass die kernsubstituierte
Arylalkylgruppe keine Halogenatome enthält,
und
R3 ein Wasserstoffatom, eine verzweigte oder unverzweigte, cyclische oder gestreckte Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt, wobei eins oder mehrere der Kohlenstoffatome durch Sauerstoffatome ersetzt werden können,
gefunden.
In EP A 0,068,592 und in US 4,443,473 sind Aralkyl-, Alkyl- oder Alkenylcarb- amate bzw. -thiocarbamate von Hydroxy-substituierten Benzylaminen und entsprechenden pharmazeutische Präparate beschrieben worden, wobei die Alkylreste 3 bis 12 Kohlenstoffatome enthalten können. Allerdings werden in den Schriften keine
3,4-Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäurederivate aufgeführt. Die Synthese von N-(2-(4-Chlo henyl)ethyl)-N'-(3,4-dihydroxybenzyl)-thioharnstoff wurde in J. Med. Chem., 1994, 37, Seiten 1942 bis 1954 beschrieben. Weitere 3,4-Dihydroxy- benzyl-substituierten Kohlensäurederivate sind nicht bekannt. Ebensowenig geht aus den vorgenannten Schriften die antioxidative oder radikalfangende Eigenschaft der
Verbindungen hervor.
Die neuen 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäurederivate weisen im Vergleich zu bekannten Antioxidantien eine hervorragende Schutzwirkung auf der Haut von Menschen und Tieren vor Zerstörung und Alterung auf.
Die Erfindung betrifft bevorzugt neue 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierte Kohlensäurederivate der allgemeinen Formel (Ia),
wobei
R1 ein Wasserstoffatom, eine Niederalkyl-, Niederalkenyl-, 1-Oxoniederalkyl- oder 1-Oxoniederalkenylgrupρe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder eine
Gruppe -O-R4 darstellt, in der R4 ein Wasserstoffatom, eine Niederalkyl-, Niederalkenyl-, 1-Oxoniederalkyl - oder 1-Oxoniederalkenylgruppe mit 1 bis
5 Kohlenstoffatomen bedeutet,
und
X1 -NH bedeutet, und
X2 und X3 Sauerstoff bedeuten, und
R2 ein Wasserstoffatom, eine Methyl-, eine Ethyl- oder eine Ethenylgruppe dar- stellt.
Die Erfindung betrifft bevorzugt weiterhin neue 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierte Kohlensäurederivate der allgemeinen Formel (Ib),
wobei
R1 ein Wasserstoffatom, eine Niederalkyl-, Niederalkenyl-, 1-Oxoniederalkyl- oder 1-Oxoniederalkenylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder eine
Gruppe -O-R4 darstellt, in der R4 ein Wasserstoffatom, eine Niederalkyl-, Niederalkenyl-, 1-Oxoniederalkyl - oder 1-Oxomederalkenylgruppe mit 1 bis
5 Kohlenstoffatomen bedeutet,
und
X1 -NH bedeutet, und
X2 und X3 Sauerstoff bedeuten, und
R2 eine verzweigte oder unverzweigte, cyclische oder gestreckte Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 3 bis 22 Kohlenstoffatomen, wobei eins oder mehrere der
Kohlenstoffatome durch Sauerstoffatome ersetzt werden können, oder eine kernsubstituierte Arylalkylgruppe mit 7 bis 15 Kohlenstoffatomen bedeutet, mit der Maßgabe, dass die kemsubstituierte Arylalkylgruppe keine Halogenatome enthält.
Die Erfindung betrifft bevorzugt weiterhin neue 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierte Kohlensäurederivate der allgemeinen Formel (Ic),
wobei
R1 ein Wasserstoffatom, eine Niederalkyl-, Niederalkenyl-, 1-Oxoniederalkyl- oder 1-Oxoniederalkenylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder eine Gruppe -O-R4 darstellt, in der R4 ein Wasserstoffatom, eine Niederalkyl-, Niederalkenyl-, 1-Oxoniederalkyl - oder 1-Oxoniederalkenylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet,
X1, X2 und X3 unabhängig voneinander Sauerstoffatome, Schwefelatome oder Gruppen -NH darstellen, mit der Maßgabe, dass nicht gleichzeitig X1 -NH und X2 und X3 Sauerstoff bedeuten, und
R2 eine verzweigte oder unverzweigte, cyclische oder gestreckte Alkyl- oder
Alkenylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, wobei eins oder mehrere der Kohlenstoffatome durch Sauerstoffatome ersetzt werden können, oder eine kernsubstituierte Arylalkylgruppe mit 7 bis 15 Kohlenstoffatomen bedeutet, mit der Maßgabe, dass die kemsubstituierte Arylalkylgruppe keine Halogen- atome enthält.
Eine Niederalkylgruppe besteht aus 1 bis 5 Kohlenstoffatome und kann beispielsweise sein: Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-Proρyl-, 1-Butyl, 2-Butyl, tert.-Butyl, 2- Methylprop-1-yl, Cyclopropyl, Cyclopropylmethyl, 2,2-Dimethylcyclopropyl, Cyclobutyl, 1-, 2- oder 3-Pentyl-, 2-Methylbut-l-yl, 2-Methylbut-2-yl, 3-Methylbut-
1-yl, 3-Methylbut-2-yl oder Cyclopentyl.
Eine Niederalkenylgruppe besteht aus 2 bis 5 Kohlenstoffatomen und kann beispielsweise sein: Ethenyl, Prop-2-en-l-yl, Prop-1-en-l-yl, Prop-l-en-2-yl, 1- oder 2-Cyclo- propenyl-, But-1-en-l-yl, But-l-en-2-yl, But-l-en-3-yl, But-2-en-l-yl, But-3-en-l-yl, But-2-en-2-yl, 2-Methylρrop-l-en-l-yl, 2-Methylρrop-2-en-l-yl, 1,3-Butadien-l-yl, l,3-Butadien-2-yl, Pent-1-en-l-yl, Pent-l-en-2-yl, Pent-l-en-3-yl, Pent-l-en-4-yl,
Pent-2-en-l-yl, Pent-2-en-2-yl, Pent-2-en-3-yl, Pent-2-en-4-yl, Pent-3-en-l-yl, Pent- 4-en-l-yl, 1,3-Pentadien-l-yl, l,3-Pentadien-2-yl, l,3-Pentadien-3-yl, 2,4-Pentadien- 2-yl, 2,4-Pentadien-l-yl, 1,4-Pentadien-l-yl, l,4-Pentadien-2-yl, l,4-Pentadien-3-yl, l-,2- oder 3-Cyclopentenyl, l-,2- oder 3-Cyclopentadienyl, 3-Methylbut-l-en-l-yl, 3-Methylbut-l-en-2-yl, 3-Methylbut-l-en-3-yl, 3-Methylbut-l-en-4-yl, 3-Methylbut-
2-en-l-yl, 3-Methylbut-2-en-2-yl, 3-Methylbut-2-en-4-yl, 2-Methylbut-l-en-l-yl, 2- Methylbut-l-en-3-yl, 2-Methylbut-l-en-4-yl, 2-Methylidenbut-l-yl, 2-Methyl-l,3- butadien-1-yl, 2-Methyl-l,3-butadien-3-yl, 2-Methyl-l,3-butadien-4-yl, 2-Methy- lidenbut-3-en-l-yl, und die jeweiligen gegebenenfalls möglichen Z- und E-Isomere der vorgenannten Reste.
Eine Niederalkyl- 1-oxogruppe besteht aus 1 bis 5 Kohlenstoffatome und kann beispielsweise sein: Formyl, Acetyl, Propanoyl, Butanoyl, 2-Methylpropanoyl, Penta- noyl, 2- oder 3-Methylbutanoyl, 2,2-Dimethylpropanoyl, Cyclopropylcarboxyl.
Eine 1-Oxoalkenylgruppe kann 3 bis 5 Kohlenstoffatome enthalten und kann beispielsweise sein: Prop-2-enoyl, 2-Methylprop-2-enoyl, 2-Ethyl-prop-2-enoyl, E- oder Z-2-Butenoyl, 3-Butenoyl, E- oder Z-2-Methylbut-2-enoyl, E- oder Z-3-Methylbut- 2-enoyl, Z- oder E-2-Pentenoyl, Z- oder E-3-Pentenoyl.
Eine unverzweigte, verzweigte oder cyclische Alkylgruppe kann 1 bis 22, bevorzugt 1 bis 20, insbesondere bevorzugt 1 bis 18 Kohlenstoffatome, enthalten. Beispielsweise seien genannt: Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-Propyl-, 1-Butyl, 2-Butyl, tert.- Butyl, 2-Methyl, 2-Methylρrop-l-yl, Cyclopropyl, Cyclopropylmethyl, 2,2-Di- methylcyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl und verschiedene Stellungsisomere von Methylpentyl, Menthyl, 1-Pentyl, 1-Hexyl, 1-Heptyl-, 1-Octyl, 2-
Ethylhexyl, 1-Nonyl, 1-Decyl, 1-Undecyl, 1-Dodecyl, 1-Tridecyl, 1-Tetradecyl, 1- Pentadecyl, 1-Hexadecyl, 1-Heptadecyl und 1-Octadecyl.
Eine unverzweigte, verzweigte oder cyclische Alkenylgruppe kann 2 bis 22, bevor- zugt 2 bis 20, insbesondere bevorzugt 2 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten. Beispielsweise seien genannt: Ethenyl, Prop-2-en-l-yl, Prop-1-en-l-yl, Prop-l-en-2-yl, 1- oder 2-Cyclopropenyl-, But-1-en-l-yl, But-l-en-2-yl, But-l-en-3-yl, But-2-en-l- yl, But-3-en-l-yl, But-2-en-2-yl, 2-Methylprop-l-en-l-yl, 2-Methylρroρ-2-en-l-yl, 1,3-Butadien-l-yl, l,3-Butadien-2-yl, Pent-1-en-l-yl, Pent-l-en-2-yl, Pent-l-en-3-yl, Pent-l-en-4-yl, Pent-2-en-l-yl, Pent-2-en-2-yl, Pent-2-en-3-yl, Pent-2-en-4-yl, Pent-
3-en-l-yl, Pent-4-en-l-yl, 1,3-Pentadien-l-yl, l,3-Pentadien-2-yl, l,3-Pentadien-3-yl, 2,4-Pentadien-2-yl, 2,4-Pentadien-l-yl, 1,4-Pentadien-l-yl, l,4-Pentadien-2-yl, 1,4- Pentadien-3-yl, l-,2- oder 3-Cyclopentenyl, l-,2- oder 3-Cyclopentadienyl, 3- Methylbut-1-en-l-yl, 3-Methylbut-l-en-2-yl, 3-Methylbut-l-en-3-yl, 3-Methylbut-l- en-4-yl, 3-Methylbut-2-en-l-yl, 3-Methylbut-2-en-2-yl, 3-Methylbut-2-en-4-yl, 2-
Methylbut-1-en-l-yl, 2-Methylbut-l-en-3-yl, 2-Methylbut-l-en-4-yl, 2-Methyliden- but-l-yl, 2-Methyl-l,3-butadien-l-yl, 2-Methyl-l,3-butadien-3-yl, 2-Methyl-l,3-bu- tadien-4-yl, 2-Methylidenbut-3-en-l-yl, die verschiedenen Stellungs- und Doppelbindungsisomeren des Heptenyl-, des Octenyl-, des Nonenyl-, des Decenyl-, des Dodecenyl, des Tetradecenyl-, des Hexadecenyl-, des Octadecenylrests, Z-Hexadeca-
9-en-l-yl, Z-Octadeca-9-en-l-yl, Z,Z-Octadeca-9,12-dien-l-yl, Z,Z,Z-Octadeca- 9,12,15-trien-l-yl, E-Octadeca-9-en-l-yl.
Eine kernsubstituierte Arylalkylgruppe kann aus 7 bis 15 Kohlenstoffatomen, bevor- zugt aus 7 bis 8 Kohlenstoffatomen bestehen, mit der Maßgabe, dass mindestens ein weiterer Substituent am aromatischen Teil nicht Wasserstoff ist. Insbesondere bevorzugt ist eine kernsubstituierte Benzyl, eine 2- oder 1-Phenylethylgruppe.
Substituenten der kemsubstituierten Arylalkylgruppe können beispielsweise sein: Wasserstoffatome, Niederalkyl-, Hydroxy-, Niederalkyloxy-, Thio-, Niederalkylthio-,
Amino-, Niederalkylamino-, Diniederalkylamino-, Phosphat-, Niederalkylphosphat-,
Diniederalkylphosphat-, Sulfonsäure-, Niederalkylsulfonat-, Sulfonamid-, Dinieder- alkylsulfonamid- oder Niederalkylsulfonamidreste darstellen. Insbesondere bevorzugt sind Wasserstoffatome, Niederalkyl-, Hydroxy- und Niederalkyloxyreste, mit der Maßgabe, dass die Substituenten nicht Halogen darstellen.
Insbesondere bevorzugt sind 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierte Kohlensäurederivate der allgemeinen Formel (Ia),
wobei
R1 ein Wasserstoffatom, eine Niederalkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder eine Gruppe -O-R4 darstellt, in der R4 ein Wasserstoffatom oder eine Niederalkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet,
und
X1 -NH bedeutet, und
X2 und X3 Sauerstoff bedeuten, und
R ein Wasserstoffatom, eine Methyl-, eine Ethyl- oder eine Ethenylgruppe darstellt.
Insbesondere bevorzugt sind 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierte Kohlensäurederivate der allgemeinen Formel (Ib),
wobei
R1 ein Wasserstoffatom, eine Niederalkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder eine Gruppe -O-R4 darstellt, in der R4 ein Wasserstoffatom oder eine Niederalkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet,
und
X1 -NH bedeutet, und
X und X Sauerstoff bedeuten, und
R eine verzweigte oder unverzweigte, cyclische oder gestreckte Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, wobei eins oder mehrere der
Kohlenstoffatome durch Sauerstoffatome ersetzt werden können, oder eine kernsubstituierte Arylalkylgruppe mit 7 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, mit der Maßgabe, dass die kernsubstituierte Arylalkylgruppe keine Halogenatome enthält.
Insbesondere bevorzugt sind 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierte Kohlensäurederivate der allgemeinen Formel (Ic),
wobei
X und X unabhängig voneinander Sauerstoffatome, Schwefelatome oder -N-H darstellen, und
X3 ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom darstellt, mit der Maßgabe, dass nicht gleichzeitig X1 -NH und X2 und X3 Sauerstoff bedeuten, und
R1 ein Wasserstoffatom, eine Niederalkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder eine Gruppe -O-R4 darstellt, in der R4 ein Wasserstoffatom oder eine Niederalkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, und
R eine verzweigte oder unverzweigte, cyclische oder gestreckte Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wobei eins oder mehrere der Kohlenstoffatome durch Sauerstoffatome ersetzt werden können, oder eine kemsubstituierte Arylalkylgruppe mit 7 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, mit der Maßgabe, dass die kernsubstituierte Arylalkylgruppe keine Halogenatome enthält.
Insbesondere bevorzugt sind 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierte Kohlensäurederivate der allgemeinen Formel (Ia),
wobei
R1 ein Wasserstoffatom, eine Methoxy- oder eine Hydroxygruppe darstellt, und
X1 -NH bedeutet, und
X r2 und j v X3 Sauerstoff bedeuten, und
R eine Methyl-, eine Ethyl- oder eine Ethenylgruppe darstellt.
Insbesondere bevorzugt sind 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierte Kohlensäurederivate der allgemeinen Formel (Ib),
wobei
R1 ein Wasserstoffatom, eine Methoxy- oder eine Hydroxygruppe darstellt, und
X1 -NH bedeutet, und
X2 und X3 Sauerstoff bedeuten, und
R2 eine verzweigte oder unverzweigte, cyclische oder gestreckte Alkylgruppe mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine verzweigte oder unverzweigte, cyclische oder gestreckte Alkenylgruppe mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen oder einen kernsubstituierten Benzyl-, kemsubstituierten 2-Phenylethyl oder kernsubstituierten 1-Phenylethylrest darstellt, mit der Maßgabe, dass die kernsubstituierte Arylalkylgruppe keine Halogenatome enthält.
Insbesondere bevorzugt sind 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierte Kohlensäurederivate der allgemeinen Formel (Ic),
wobei
R1 ein Wasserstoffatom, eine Methoxy- oder eine Hydroxygruppe darstellt, und
X1 eine Gruppe -N-H darstellt, und
X2 ein Sauerstoffatom, Schwefelatom oder -N-H darstellt, und
X3 ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom darstellt, mit der Maßgäbe, dass
X und X nicht gleichzeitig Sauerstoff bedeuten, und
R2 eine verzweigte oder unverzweigte, cyclische oder gestreckte Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine verzweigte oder unverzweigte, cycli- sehe oder gestreckte Alkenylgruppe mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen oder einen kemsubstituierten Benzyl-, kemsubstituierten 2-Phenylethyl oder kern-
substituierten 1-Phenylethylrest darstellt, mit der Maßgabe, dass die kernsubstituierte Arylalkylgruppe keine Halogenatome enthält.
Als erfindungsgemäße Einzelverbindungen seien beispielsweise
N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-methylurethan N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-[(lR,3R,4S)-menthyl]urethan O-Methyl-N-(3,4,5-trihydroxybenzyl)urethan N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-hexylurethan N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-(2-ethylhexyl)urethan
N-(3 ,4-Dihydroxybenzyl)-N' -hexylthioharnstoff N,N'-Bis(3,4-dihydroxybenzyl)-harnstoff
genannt.
Wenn bei den erfindungsgemäßen 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäurederivaten mindestens einer der Reste X1, X2 und X3 -N-H darstellt, können die erfindungsgemäßen Verbindungen auch in Form ihrer Tautomere vorliegen.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass die erfindungsgemäßen 3,4-
Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäurederivate sehr gute Radikalfahger und besonders starke Antioxidantien sind. Bevorzugt sind sie als Antioxidantien für Lipide geeignet. Insbesondere sind die erfindungsgemäßen 3,4-Dihydroxybenzyl- substituierten Kohlensäurederivate in der Lage, die schädlichen Einflüsse freier Radikale und/oder oxidativer Prozesse, die durch UV-Licht induziert werden, auf und/oder in der menschlichen Haut zu unterdrücken und die natürlichen antioxidati- ven Prozesse zu unterstützen.
Die erfindungsgemäßen 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäurederivate unterstützen in physiologischen Systemen der Haut, der Haare oder der Nägel die natürlichen Abwehrmechanismen gegen freie Radikale und reaktive Sauerstoffver-
bindungen und schützen in Kosmetika, Pharmazeutika oder Nahrungsmitteln deren oxidationsempfindlichen Bestandteile vor Autoxidation oder Photooxidation.
Die erfindungs gemäßen 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäurederivate können daher in kosmetischen oder pharmazeutischen, insbesondere kosmetischen oder dermatologischen Präparaten zum Schutz von Zellen und Geweben von Säugern, insbesondere des Menschen, gegenüber dem schädlichen Einfluss von freien Radikalen und reaktiven Sauerstoffspezies verwendet werden. Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäure- derivate auch in anderen Präparaten, beispielsweise pharmazeutischen Präparaten oder Zubereitungen, Zubereitungen zum Schutz oder der Beeinflussung von Pflanzen, in Nahrungs- oder Genussmitteln oder Zubereitungen zur Nahrungsergänzung, oder in anderen Erzeugnissen, beispielsweise oxidationsempfindlichen natürlichen oder synthetischen Polymeren (z.B. Kautschuk, Polyolefinen), als Antioxidantien oder Radikalfänger verwendet werden.
Die Menge der erfindungsgemäßen 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäurederivate in einer kosmetischen oder pharmazeutischen Zubereitung beträgt 0,001 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,001 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,001 Gew.-% bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zubereitung.
Die erfindungsgemäßen 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäurederivate können mit an sich bekannten Methoden dargestellt werden, indem ein 3,4-Dihy- droxybenzylderivat der allgemeinen Formel (IT)
wobei
X1 eine Gruppe -O-H, -S-H, -NH2 oder -(NH3)+ darstellt, und
R1 die oben genannte Bedeutung hat
entweder mit einem aktivierten Kohlensäurederivat der allgemeinen Formel (HI)
wobei
X2, X3 und R2 die oben genannte Bedeutung haben, und
Y ein Halogenatom, eine Grappe -N3, -O-N=C(C6H5)CN, -O-R5 oder -S-R5 darstellt, und
R5 eine Niederalkyl-, 1-Oxoniederalkyl-, Niederalkenyl-, 1-Oxoniederalkenyl-, Aryl-, Arylalkyl-, Aryl-1-oxoalkyl- oder Niederalkyloxycarbonyl-Grappe sein kann,
oder
mit einem Heterokumulen der allgemeinen Formel (TV)
χ!=C=N— R2 (VT), wobei
X4 ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom darstellt, und
R2 die oben genannte Bedeutung hat, oder
mit Phosgen oder Triphosgen mit oder ohne Lösungsmittel und gegebenenfalls unter Beimengung einer Hilfsbase und entweder direkt nach Aufreinigung mit einer Verbindung der allgemeinen Formel (V)
Z— R2 (V), wobei
Z eine Gruppe -O-H, -S-H, -NH2 oder -(NH3)+ darstellt, und
R2 die oben genannte Bedeutung hat,
mit oder ohne Lösungsmittel und gegebenenfalls unter Beimengung einer Hilfsbase umgesetzt werden.
Die besonders bevorzugten 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäurederivate, wobei X1 -N-H bedeutet, X2 und X3 je ein Sauerstoffatom darstellen und R1 sowie R2 die oben genannte Bedeutung haben, können beispielsweise durch Umsetzung eines 3,4-Dihydroxybenzylamins der allgemeinen Formel (II), wobei X1 eine Gruppe -NH2 oder -(NH3)+ darstellt und R1 die oben genannte Bedeutung hat, mit einem
Chlorameisensäurester der allgemeinen Formel (III), wobei X2 und X3 Sauerstoffatome darstellen, Y ein Chloratom darstellt und R2 die oben genannte Bedeutung hat, in einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe Wasser, Aceton, 1,4-Dioxan, Tetrahydrofuran, verschiedenen aliphatischen Estern aliphatischer Alkohole (wie z.B. Essigsäureethylester), chlorhaltigen
Lösungsmitteln (z.B. Chloroform) oder aromatischen Lösungsmitteln (z.B. Benzol, Toluol), und vorteilhafterweise einer oder mehrerer Hilfsbasen, bevorzugt ausgewählt aus der Grappe der Alkalimetallhydroxide (z.B. NaOH), der Alkalimetall- carbonate (z.B. Na2CO3 oder NaHCO3), der Erdalkalimetallhydroxyide (z.B. Mg(OH)2), der Erdalkalimetalloxide (z.B. CaO) oder der Erdalkalmietallcarbonate
(z.B. CaCO3), Ammoniak, der aliphatischen Amine (z.B. Triethylamin oder
Diisopropylamin), der heterocyclischen Amine (z.B. Pyridin oder 4-(N,N-Dimethyl- amino)pyridin) oder der basischen anorganischen oder organischen Ionenaustauscher, erhalten werden.
Die besonders bevorzugten 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäurederivate der allgemeinen Formel (Ic), wobei X1 und X2 -N-H bedeuten und X3 ein Sauer- stof - oder Schwefelatom darstellen und R sowie R die oben genannte Bedeutung haben, können beispielsweise durch Umsetzung eines 3,4-Dihydroxybenzylamins der allgemeinen Formel (II), wobei X1 eine Gruppe -NH2 oder -(NH3)+ darstellt und R1 die oben genannte Bedeutung hat, mit einem Heterokumulen der allgemeinen Formel (IN), wobei X4 und R2 die oben genannte Bedeutung haben, in einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch, bevorzugt ausgewählt aus der Grappe Wasser, Aceton, 1,4-Dioxan, Tetrahydrofuran, verschiedenen aliphatischen Estern alipha- tischer Alkohole (wie z.B. Essigsäureethylester), chlorhaltigen Lösungsmitteln (z.B. Chloroform) oder aromatischen Lösungsmitteln (z.B. Benzol), und vorteilhafterweise einer oder mehrerer Hilfsbasen, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Alkalime- tallhydroxide (z.B. ΝaOH), der Alkalimetallcarbonate (z.B. Νa2CO3 oder NaHCO3), der Erdalkalimetallhydroxyide (z.B. Mg(OH)2), der Erdalkalimetalloxide (z.B. CaO) oder der Erdalkalimetallcarbonate (z.B. CaCO3), Ammoniak, der aliphatischen Amine (z.B. Triethylamin oder Diisopropylamin) oder der heterocyclischen Amine
(z.B. Pyridin oder 4-(N,N-Dimethylamino)pyridin) oder der basischen anorganischen oder organischen Ionenaustauscher, erhalten werden.
Da bei den erfindungsgemäßen Verfahren auch an den phenolischen Hydroxylgrup- pen substituierte Derivate entstehen können, wird vorteilhafterweise ein Verseifungs- schritt nachgeschaltet, insbesondere eine basische Verseifung mit einer der oben genannten Basen in den oben genannten Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen, bevorzugt Wasser oder Wasser enthaltenden Lösungsmittelgemischen, bei Temperaturen von 30 bis 130°C, bevorzugt 50 bis 100°C, bei dem die Phenylester selektiv gespalten werden und die erfindungsgemäßen 3,4-Dihydroxybenzyl-substi- tuierten Kohlensäurederivate der allgemeinen Formel (Ia) bis (Ic) nach Einstellung
des pH- Wertes auf Werte < 7, bevorzugt mit mineralischen Säuren (z.B. Salzsäure), in freier Form erhalten werden.
Die erfindungsgemäßen 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäurederivate können mit den dem Fachmann bekannten Verfahren, bevorzugt Kristallisation, chromatographischen Verfahren oder Destillation, weiter aufgereinigt werden.
Als 3,4-Dihydroxybenzylderivate der allgemeinen Formel (II) werden insbesondere 3,4-Dihydroxybenzylamin oder dessen Ammoniumsalze, 3,4-Dihydroxy-5-methyl- benzylamin oder dessen Ammoniumsalze, 3,4-Dihydroxy-5-methoxybenzylamin oder dessen Ammoniumsalze, 3,4,5-Trihydroxybenzylamin oder dessen Ammoniumsalze, 3,4-Dihydroxybenzylalkohol oder 3,4,5-Trihydroxybenzylalkohol verwendet.
Als aktivierte Kohlensäurederivate der allgemeinen Formel (III) werden bevorzugt Chlorameisensäuremethylester, Chlorameisensäureethylester, Chlorameisensäure- propylester, Chlorameisensäureisopropylester, Chlorameisensäure-n-butylester, Chlorameisensäure, 2-(tert-Butoxycarbonyloxyimino)-2-phenylacetonitril, Pyro- kohlensäure-di-tert.-butylester, Chlorameisensäure-(-)-menthylester, Chlorameisen- säure-n-hexylester, Chlorameisensäure-2-ethylhexylester oder andere Chlorameisen- säureester verzweigter oder unverzweigter, gestreckter oder cyclischer Alkane oder
Alkene verwendet.
Bevorzugt werden die Heterokumulene der allgemeinen Formel (IN) ausgewählt aus der Gruppe der Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, sec.-Butyl-, tert-Butyl-, der verschiedenen gestreckten oder cyclischen Isomere der Pentyl-, der
Hexyl-, der Heptyl- und der Octylisothiocyanate bzw. der entsprechenden Isocyanate.
Bevorzugt werden die Verbindungen der allgemeinen Formel (V) ausgewählt aus der
Gruppe der Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, sec.-Butyl-, tert- Butyl-, der verschiedenen gestreckten oder cyclischen Isomere der Pentyl-, der
Hexyl-, der Heptyl-, der kernsubstiuirten Benzyl-, 1-Phenylethyl- und 2-Phenylethyl- amine, -alkohole oder -thiole.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin auch kosmetische und pharmazeutische Präparate, insbesondere kosmetische und dermatologische Präparate, welche die erfindungsgemäßen 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäurederivate in einer wirksamen Menge, nebst anderen, ansonsten üblichen Zusammensetzungsbestandteilen, umfassen. Sie enthalten 0,001 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,001 bis 5 Gew.-%, insbesondere aber 0,001 Gew.-% bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamt- gewicht der Formulierung, an den erfindungsgemäßen 3,4-Dihydroxybenzyl-substi- tuierten Kohlensäurederivate und können dabei als „Wasser in Öl"-, „Öl in Wasser"-, „Wasser in Öl in Wasser"- oder „Öl in Wasser in Öl"-Emulsionen, als Mikroemul- sionen, als Gele, als Lösungen z.B. in Ölen, Alkoholen oder Siliconölen, als Seifen, als Stifte, als Aerosole, Sprays oder auch Schäume vorliegen. Weitere übliche kos- metische Hilfs- und Zusatzstoffe können in Mengen von 5 - 99,999 Gew.-%, vorzugsweise 10 - 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierung, enthalten sein. Femer können die Formulierungen Wasser in einer Menge bis zu 99,999 Gew.-%, vorzugsweise 5 - 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierung, aufweisen.
Die erfindungsgemäßen kosmetischen oder dermatologischen Präparate werden mit üblichen, dem Fachmann wohlvertrauten Verfahren hergestellt, dergestalt, dass ein oder mehrere der erfindungsgemäßen 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäurederivate in kosmetische oder dermatologische Formulierungen eingearbeitet werden, die wie üblich zusammengesetzt sind und zur Behandlung, dem Schutz, der
Pflege und der Reinigung der Haut, der Nägel oder der Haare und als Schminkprodukte in der dekorativen Kosmetik dienen können.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen kosmetischen und dermatologischen Zube- reitungen können in einer weiteren Ausführungsform die erfindungsgemäßen 3,4-
Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäurederivate auch vorher in Liposomen, z.B.
ausgehend von Phosphatidylcholin, in Microsphären, in Nanosphären oder auch in Kapseln aus einer geeigneten Matrix, z.B. aus natürlichen oder synthetischen Wachsen, beispielsweise Bienenwachs, Carnaubawachs, Siliconwachs oder Paraffinwachse sowie Stearylalkohol, Eicosanol, Cetylalkohol, Stearin oder aus Gelatine, eingear- beitet werden.
Zur Anwendung werden die erfindungsgemäßen kosmetischen und dermatologischen Zubereitungen in der für Kosmetika üblichen Weise auf die Haut, die Nägel und/oder die Haare in ausreichender Menge aufgebracht.
Die erfindungsgemäßen kosmetischen und dermatologischen Zubereitungen können kosmetische Hilfs- und Zusatzstoffe enthalten, wie sie üblicherweise in solchen Zubereitungen vewendet werden, z.B. Sonnenschutzmittel (z.B. organische oder anorganische Lichtfiltersubstanzen, bevorzugt Mikropigmente), Konservierungsmittel, Bakterizide, Fungizide, Viruzide, Kühlwirkstoffe, Pflanzenextrakte, entzündungshemmende Wirkstoffe, die Wundheilung beschleunigende Stoffe (z.B. Chitin oder Chitosan und dessen Derivate), filmbildende Substanzen (z.B. Polyvinylpyrrolidone oder Chitosan oder dessen Derivate), gebräuchliche Antioxidantien, Vitamine (z.B. Vitamin C und Derivate, Tocopherole und Derivate, Vitamin A und Derivate), 2-Hy- droxycarbonsäuren (z.B. Citronensäure, Äpfelsäure, L-, D-, oder dl-Milchsäure),
Hautaufhellungsmittel (z.B. Kojisäure, Hydrochinon oder Arbutin), Hautfärbungsmittel (z.B. Walnussextrakte oder Dihydroxyaceton), Parfüme, Substanzen zum Verhindern des Schäumens, Farbstoffe, Pigmente, die eine färbende Wirkung haben, Verdickungsmittel, oberflächenaktive Substanzen, Emulgatoren, weichmachende, an- feuchtende und/oder feuchthaltende Substanzen (z.B. Glycerin oder Harnstoff), Fette,
Öle, ungesättigte Fettsäuren oder deren Derivate (z.B. Linolsäure, α-Linolensäure, γ- Linolensäure oder Arachidonsäure und deren jeweiligen natürlichen oder synthetischen Ester), Wachse oder andere übliche Bestandteile einer kosmetischen oder dermatologischen Formulierung wie Alkohole, Polyole, Polymere, Schaumstabilisa- toren, Elekfrolyte, organische Lösungsmittel, Silikonderivate oder Chelatbildner
(z.B. Ethylendiamintetraessigsäure und Derivate).
Die jeweils einzusetzenden Mengen an Mengen an Hilfs- und Zusatzstoffen können in Abhängikeit von der Art des jeweiligen Produkts vom Fachmann durch einfaches Ausprobieren leicht ermittelt werden.
Bevorzugt können die erfindungsgemäßen Zubereitungen zusätzlich neben einem oder mehreren der erfindungsgemäßen 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäurederivate auch andere Antioxidantien enthalten. Insbesondere können als andere Antioxidantien alle für kosmetische und/oder dermatologische Anwendungen ge- eigneten oder gebräuchlichen Antioxidantien verwendet werden. Vorteilhaft werden die Antioxidantien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aminosäuren (z.B. Glycin, Histidin, 3,4-Dihydroxyphenylalanin, Tyrosin, Tryptophan) und deren Derivate, Imidazole (z.B. Urocaninsäure) und deren Derivate, Peptide (D,L- Carnosin, D-Carnosin, L-Carnosin, Anserin) und deren Derivate, Carotinoide, Carotine (z.B. α-Carotin, ß-Carotin, Lycopin) und deren Derivate, Chlorogensäure und deren Derivate, Liponsäure und deren Derivate, Aurothioglucose, Propyl- thiouracil und andere Thiole (z.B. Thioredoxin, Glutathion, Cystein, Cystin, Cystamin und deren Glycosyl- und N-Acylderivate oder deren Alkylester) sowie deren Salze, Dilaurylthiodipropionat, Distearylthiodipropionat, Thiodipropionsäure und deren Derivate sowie Phenolsäureamide phenolischer Benzylamine (z.B. Homo- vanillinsäure-, 3,4-Dihydroxyphenylessigsäure-, Ferulasäure-, Sinapinsäure-, Kaffeesäure-, Dihydroferulasäure-, Dihydrokaffeesäure-, Vanillomandelsäure- oder 3,4-Di- hydroxymandelsäureamide des 3,4-Dihydroxybenzyl-, 2,3,4-Trihydroxybenzyl- bzw. 3,4,5-Trihydroxybenzylamins), Catecholoxime oder Catecholoximether (z.B. 3,4-Di- hydroxybenzaldoxim oder 3,4-Dihydroxybenzaldehyd-O-ethyloxim), femer
(Metall-)chelatoren (z.B. 2-Hydroxyfettsäuren, Phytinsäure, Lactoferrin), Humin- säure, Gallensäuren, Gallenextrakte, Bilirabin, Biliverdin, Folsäure und deren Derivate, Ubichinon und Ubichinol und deren Derivate, Vitamin C und dessen Derivate (z.B. Ascorbylpalmitat, Magnesiumascorbylphosphat, Ascorbylacetat), Tocopherole und Derivate (z.B. Vitamin-E-Acetat), Vitamin A und Derivate (z.B.
Vitamin- A-Palmitat), Rutinsäure und deren Derivate, Flavonoide (z.B. Quercetin, α-
Glucosylrutin) und deren Derivate, Phenolsäuren (z.B. Gallussäure, Feralasäure) und deren Derivate (z.B. Gallussäurepropylester, -ethylester, -octylester), Fur- furylidenglucitol, Dibutylhydroxytoluol, Butylhydroxyanisol, Harnsäure und deren Derivate, Mannose und deren Derivate, Zink und dessen Derivate (z.B. ZnO, ZnSO4), Selen und dessen Derivate (z.B. Selenomethionin), Stilbene und deren Derivate (z.B. Stilbenoxid, Resverafrol) und die erfindungsgemäß geeigneten Derivate dieser genannten Wirkstoffe.
Die Menge der weiteren Antioxidantien kann in den erfindungsgemäßen Zubereitun- gen im allgemeinen 0,001 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 0,001 bis 20 Gew-%, besonders bevorzugt 0,001 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zubereitung, betragen.
Außer den erfindungsgemäßen 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäurederi- vaten können selbstverständlich mehrere weitere Antioxidantien eingesetzt werden.
In den erfindungsgemäßen kosmetischen oder dermatologischen Zubereitungen können aber auch UV-A- und/oder UN-B-Filtersubstanzen eingesetzt werden, wobei die Gesamtmenge an Filtersubstanzen 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zubereitungen, betragen kann, wobei man zum Beispiel Sonnenschutzmittel für Haut und Haar erhält. Als UV-A- und/oder UV-B-Filtersubstanzen können beispielsweise 3-Benzylidencampherderi- vate (z.B. 3-(4-Methylbenzyliden)-dl-campher), Aminobenzoesäurederivate (z.B. 4-(Ν,Ν-Dimethylamino)benzoesäure-2-ethylhexylester oder Menthylanthranüat), 4-Methoxycinnamate (z.B. 2-Ethylhexyl-p-methoxycinnamat oder Isoamyl-p-meth- oxycinnamat), Benzophenone (z.B. 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon), ein- oder mehrfach sulfonierte UV-Filter [z.B. 2-Phenylbenzimidazol-5-sulfonsäure, Suliso- benzone oder l,4-Bis(benzimidazolyl)-benzol-4,4c,6,6'-tetrasulfonsäure bzw. 3,3'- ( 1 ,4-Phenylendimethyliden)-bis-(7,7-dimethyl-2-oxo-bicyclo-[2,2, 1 jheptan- 1 -me- thansulfonsäure) und deren Salze], Salicylate (z.B. 2-Ethylhexylsalicylat oder
Homomenthylsalicylat), Triazine {z.B. 2,4-Bis-[4-(2-ethylhexyloxy)-2-hydroxy-
phenyl]-6-(4-methoxyphenyl)-l ,3,5-triazin, 4,4'-([6-([(l J-dimethylethyl)-amino- carbonyl]phenylamino)-l,3,5-triazin-2,4-diyl]diimino)bisbenzoesäurebis-(2-ethyl- hexyl)-ester)}, 2-Cyanopropensäurederivate (z.B. 2-Ethylhexyl-2-cyano-3,3-diphe- nyl-2-propenoat), Dibenzoylderivate (z.B. 4-tert-Butyl-4'-methoxydibenzoylme- than), polymergebundende UN-Filter (z.B. Polymer von Ν-[2-(bzw. 4)-(2-Oxo-3- bomyliden)methyl]benzylacrylamid) oder Pigmente (z.B. Titandioxide, Zirkondi- oxide, Eisenoxide, Siliciumdioxide, Manganoxide, Aluminiumoxide, Ceroxide oder Zinkoxide) verwendet werden.
Die Lipidphase in den erfindungsgemäßen kosmetischen und/oder dermatologischen Zubereitungen kann vorteilhaft gewählt werden aus folgenden Substanz- grappen: Mineralöle (vorteilhaft Paraffinöl), Mineralwachse, Kohlenwasserstoffe (vorteilhaft Squalan oder Squalen), synthetische oder halbsynthetische Triglycerid- öle (z.B. Triglyceride der Caprin- oder Caprylsäure), natürliche Öle (z.B. Rizinusöl, Olivenöl, Sonnenblumenöl, Sojaöl, Erdnussöl, Rapsöl, Mandelöl, Palmöl, Kokusöl,
Palmkernöl, Borretschsamenöl und dergleichen mehr), natürliche Esteröle (z.B. Jojobaöl), synthetische Esteröle (bevorzugt Ester von gesättigten und/oder ungesättigten, linearen und/oder verzweigten Alkancarbonsäuren von 3 bis 30 C- Atomen mit gesättigten und/oder ungesättigten, linearen und/oder verzweigten Alkoholen mit 3 bis 30 C-Atomen und Ester von aromatischen Carbonsäuren mit gesättigten und/oder ungesättigten, linearen und/oder verzweigten Alkoholen mit 3 bis 30 C-Atomen, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe Isopropylmyristat, Isopro- pylstearat, Isopropylpalmitat, Isopropyloleat, n-Butylstearat, n-Hexyllaurat, n- Decyllaurat, Isooctylstearat, Isononylstearat, Isononylisononanoat, 2-Ethylhexyl- palmitat, 2-Ethylhexyllaureat, 2-Hexyldecylstearat, 2-Octyldecylpalmitat, Oleylo- leat, Oleylerucat, Erucyloleat, Erucylerucat sowie synthetische oder natürliche Gemische solcher Ester), Fette, Wachse und andere natürliche und synthetische Fettkörper, vorzugsweise Ester von Fettalkoholen mit Alkoholen niedriger C-Zahl (z.B. mit Isopropanol, Propylenglycol oder Glycerin) oder Ester von Fettalkoholen mit Alkansäuren niedriger C-Zahl oder mit Fettsäuren, Alkylbenzoate (z.B. Gemische von n-Dodecyl-, n-Tridecyl-, n-Tetradecyl- und n-Pentadecylbenzoat) sowie cycli-
sche oder lineare Silikonöle (wie z.B. Dimethylpolysiloxane, Diethylpolysiloxane, Diphenylpolysiloxane sowie Mischformen daraus).
Die wässrige Phase der erfindungsgemäßen kosmetischen und/oder dermatologischen Zubereitungen enthält gegebenenfalls vorteilhaft Alkohole, Diole oder Polyole niedriger C-Zahl, sowie deren Ether, vorzugsweise Ethanol, Isopropanol, Propylenglycol, Glycerin, Ethylenglycol, Ethylenglycolmonoethyl- oder -monobutylether, Pro- pylenglycolmonomethylether-, -monoethyl- oder -monobutyl-ether, Diethylenglycol- monomethyl- oder monoethylether und analoge Produkte, femer Alkohole niedriger C-Zahl, z.B. Ethanol, Isopropanol, 1,2-Propandiol, Glycerin, weiterhin - oder ß-Hy- droxysäuren, vorzugsweise Milchsäure, Zitronensäure oder Salicylsäure, daneben Emulgatoren, welche vorteilhaft ausgewählt werden können aus der Gruppe der ionischen, nichtionischen, polymeren, phosphathaltigen und zwitterionischen Emulgatoren, sowie insbesondere ein oder mehrere Nerdickungsmittel, welches oder welche vorteilhaft ausgewählt werden können aus der Grappe Siliciumdioxid, Aluminiumsilikate, wie z.B. Bentonite, Polysaccharide bzw. deren Derivate, z.B. Hyaluronsäure, Guarkernmehl, Xanthangummi, Hydroxypropylmethylcellulose oder Allulose-Deri- vate, besonders vorteilhaft aus der Grappe der Polyacrylate, bevorzugt ein Polyacry- lat aus der Gruppe der sogenannten Carbopole, jeweils einzeln oder in Kombination oder aus der Gruppe der Polyurethane.
Als besonders vorteilhafte Verkörperung der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung der erfindungsgemäßen kosmetischen oder dermatologischen Zubereitungen, enthaltend einen wirksamen Bestandteil der erfindungsgemäßen 3,4-Dihydroxy- benzyl-substituierten Kohlensäurederivaten, zum Schutz von Geweben und Zellen von Säugern, insbesondere der Haut und/oder der Haare, vor oxidativer Beanspruchung und dem schädlichen Einfmss von Radikalen angesehen.
Ebenso umfasst die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Schütze kosmeti- scher oder dermatologischer Zubereitungen sowie von Nahrungs- und Genussmitteln gegen Oxidation oder Photooxidation, deren Bestandteile Stabilitätsprobleme auf-
grund von Oxidation bzw. Photooxidation bei der Lagerung mit sich bringen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zubereitungen einen wirksamen Gehalt an erfindungsgemäßen 3,4-Dihydroxybenzyl-substituierten Kohlensäurederivaten aufweisen.
Beispiele:
Herstellung:
Beispiel 1 : N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-methylurethan
3,4-Dihydroxybenzylaminhydrochlorid (1,5 g, 8,55 rnmoi) wurde in Wasser (15 ml) und 1,4-Dioxan (15 ml) gelöst und Natriumhydrogencarbonat (0,72 g, 8,55 mmol) zugegeben. In die Mischung wurde eine Lösung von Chlorameisensäuremethylester (0,81 g, 8,55 mmol) in 1,4-Dioxan (30 ml) getropft. Nach Zugabe der halben Menge der Lösung wurde nocheinmal eine Portion Natriumhydrogencarbonat (0,81 g,
8,55 mmol) hinzugefügt. Die Mischung wurde noch 1,5 h bei Raumtemperatur nachgerührt, mit 5%iger H2SO auf pH 1-2 gebracht, mit tert-Butylmethylether (3mal 20 ml) extrahiert, die vereinigten organischen Phase mit ges. NaCl-Lsg. gewaschen, über Na2SO getrocknet, abfiltriert und das Filtrat bei 45°C/20 mbar eingedampft (2,81 g). Das Rohprodukt wurde in 1,4-Dioxan (10 ml) und Wasser (20 ml) gelöst, gesättigte NaHCO3-Lösung (1 ml) zugegegeben und die Mischung bei 80°C 2 h gerührt. Die Reaktionsmischung wurde mit 5%iger H2SO4 auf pH 4 gebracht, mit tert- Butylmethylether (3mal 20 ml) extrahiert, die vereinigten organischen Phase mit ges. NaCl-Lsg. gewaschen, über Na SO4 getrocknet, abfiltriert und das Filfrat bei 50°C/20 mbar eingedampft (1,89 g). Das Produkt wurde an Kieselgel 60 mit dem
Eluenten CHCl3/CH3OH 7:1 (v/v) gereinigt: 1,34 g hellbraunes Öl (80 % d.Th., Reinheit per HPLC > 96 %); 1H-NMR (200 MHz, CD3OD) δ = 6,72 - 6,65 (2H, m), 6,58 (1H, dd, 7 Hz, 2 Hz), 4,11 (2H, s), 3,65 (3H, s) ppm; MS (APCI neg.) m/z = 392,66 (100 %, [2M-H]"), 196,03 (7 %, [M-H]").
Nach der gleichen Vorschrift wurden die folgenden Verbindungen hergestellt:
Beispiel 2: N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-[(lR,3R,4S)-menthyl]urethan MS (APCI pos.) m/z = 321,71 (100 %, [M+H]"1"), 642,82 (7 %, [2M+H]+).
Beispiel 3: N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-hexylurethan 1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ = 6,74 - 6,68 (2H, m), 6,59 (1H, dd, 7 Hz, 2 Hz),
4,10 (2H, s), 4,03 (2H, t, 6,8 Hz), 1,69 - 1,56 (2H, m), 1,46 - 1,25 (6H, m), 0,90 (3H, tm, 6,8 Hz) ppm; MS (APCI neg.) m z = 266,24 (53 %, [M-H]"), 532,89 (15 %, [2M-HJ-).
Beispiel 4: N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-(2-ethylhexyl)urethan
1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ = 6,74 - 6,67 (2H, m), 6,58 (1H, dd, 7 Hz, 2 Hz), 4,12 (2H, s), 3,97 (2H, d, 6,5 Hz), 1,60 - 1,47 (1H, m), 1,46 - 1,23 (8H, m), 0,97 - 0,84 (6H, m) ppm; MS (APCI neg.) m/z = 294,77 (42 %, [M-H]"), 588,92 (32 %, [2M-H]').
Beispiel 5: N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-N'-hexylthioharnstoff
3,4-Dihydroxybenzylaminhydrochlorid (400 mg, 2,28 mmol) und Triethylamin (460 mg, 4,56 mmol) werden unter Stickstoff in CHC13 (15 ml) suspendiert und n-Hexyl- isothiocyanat (343 mg, 2,39 mmol) in CHC1 (10 ml) zudosiert. Die Reaktionsmi- schung wird noch 18 h bei Raumtemperatur gerührt und anschließend mit 10 %iger
Salzsäure gewaschen. Die organische Phase wird mit Wasser gewaschen, über Na2SO getrocknet, abfütriert und das Filtrat bei 40°C/280 - 20 mbar eingedampft: 455 mg (71 % d. Th.; Reinheit per HPLC 98 %); 1H-NMR (200 MHz, CD3OD) δ = 6,75 (1H, d, 2 Hz), 6,70 (1H, d, 7,5 Hz), 6,61 (1H, dd, 7,5 Hz, 2 Hz), 4,50 (2H, s, breit), 3,43 (2H, t, breit, ca. 7 Hz), 1,63-1,44 (2H, m), 1,40-1,20 (6H, m), 0,89 (3H, t, ca. 7 Hz) ppm; MS (APCI neg.) m z = 281,70 (100 %, [M-H]"), 562,90 (29 %, [2M- H]-).
Zubereitungen: "- ls
Teil A wurde gemischt und auf 80°C erhitzt. Teil B wurde gemischt und auf 90°C erhitzt und unter Rühren zu Teil A gegeben. Für Teil C wurde Carbopol in Wasser sorgfältig dispergiert und mit Natronlauge neutralisiert (pH 5,4). Teil C wurde dann bei 60°C zur Mischung aus den Teilen A und B gegeben.
Beispiel 7: Butylenglycol-Lösung
Gehalt in
Rohstoffname
Gew.-%
1,3-Butylenglycol 99,9
N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-methylurethan
0,1 (Beispiel 1)
Beispiel 8: „Wasser in Öl"-Sonnenschutzemulsion mit UVA/B-Breitbandschutz
Für Teil A wurden alle Substanzen bis auf das Zinkoxid auf 85°C erhitzt und das Zinkoxid in der Mischung sorgfältig dispergiert. Die Komponenten des Teils B wurden gemischt, auf 85°C erhitzt und unter Rühren zu Teil A gegeben. Zu der
Mischung aus den Teilen A und B wurde Teil C zugegeben und anschließend die Mischung mit einem Dispergierwerkzeug homogenisiert.
Beispiel 9: „Öl in Wasser"-Sonnenschutzemulsion mit UVA/B-Breitbandschutz
Für Teil A wurden alle Substanzen bis auf das Titandioxid gemischt und auf 85°C erhitzt; in die Mischung wurde das Titandioxid sorgfältig eindispergiert. Für Teil B wurden bis auf Veegum und Nafrosol alle Substanzen gemischt, auf 90°C erhitzt, Nafrosol und Veegum eindispergiert und die Mischung unter Rühren zu Teil A gegeben. Zu der Mischung aus den Teilen A und B wurde Teil C zugegeben und anschließend die Mischung mit einem Dispergierwerkzeug homogenisiert (pH 5,6).
Beispiel 10: „Öl in Wasser"-Sonnenschutzemulsion mit UVA/B-Breitbandschutz
Teil A wurde auf 85°C erhitzt. Teil B: Carbopol und Keltrol wurden in die restlichen Bestandteile kalt eindispergiert, die Mischung auf 85°C erwärmt und zu Teil A gegeben. Teil C wurde sofort bei 80°C zu der Mischung aus den Teilen A und B gegeben und 5 min mit einem Dispergierwerkzeug homogensiert. Teil D wurde schließlich bei Raumtemperatur zugegeben und die Mischung mit einem Dispergierwerkzeug homogenisiert (pH 6,6).
Anwendung:
Beispiel 11 : Aktivität als Radikalfänger
Die Aktivität der beispielhaften Verbindungen als Radikalfänger wurde mit der herkömmlicher Radikalfänger verglichen. Dabei wurde der DPPH-(l,l-Diphenyl-2- picryl-hydrazyl)-Test zur Beseitigung von Radikalen angewendet.
DPPH wurde in Methanol zu einer Konzentration von 100 μmol/1 gelöst. Eine Reihe von Verdünnungen der beispielhaften Verbindungen, Vitamin C, α-Tocopherol und 3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxytoluol wurden in Methanol hergestellt. Methanol diente als Kontrolle. 2500 μl der DPPH-Lösung wurden mit 500 μl einer jeden Testlösung gemischt und die Abnahme der Absorption bei 515 nm solange abgelesen, bis die
Abnahme kleiner 2 % pro Stunde war. Die Aktivität der Testsubstanzen als Radikalfänger wurde nach folgender Gleichung berechnet:
Aktiv, als Radikalfänger (%) = 100 - (Absorption der Testverbindungen)/( Absorption der Kontrolle) x 100.
Aus der Aktivität als Radikalfänger (%) in einer Reihe von Verdünnungen von Testverbindungen wurde für jede Testverbindung die effektive relative Konzentration EC5o (bezogen auf die anfangs vorhandene Konzentration an DPPH, EC = c (Testverbindung)/c(DPPH)) einer Testverbindung berechnet, bei der das
Radikal DPPH um 50 % beseitigt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt:
Tabelle 2
Testverbindung (Beispielnummer) EC5o / (mol/mol)
N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-methylurethan (l) 29
N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-[(lR,3R,4S)-menthyl]urethan (2) 0,36
N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-hexylurethan (3) 0J9
N-(3 ,4-Dihydroxybenzyl)-O-(2-ethylhexyl)urethan (4) 0, 13
N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-N'-(n-hexyl)Jhiohamstoff (5) 0,06
Vitamin C 0,27 α-Tocopherol 0,25
3,5-DiJert.-butyl-4-hydroxytoluol 0,24
Beispiel 12: Aktivität als Antioxidantien
Die Aktivität der beispielhaften Verbindungen als Antioxidantien wurde mit der her- kömmlicher Antioxidantien verglichen. Als Testsystem wurde die beschleunigte
Autoxidation von Lipiden durch Luft mit oder ohne Antioxidans mit Hilfe der Ran- cimat-Apparatur angewendet (Rancimat ist ein eingetragenes Warenzeichen der Metrohm AG, Herisau, Schweiz).
Die beispielhaften Verbindungen, Vitamin C, α-Tocopherol und 3,5-Di-tert.-butyl-4- hydroxytoluol wurden in Methanol oder Aceton gelöst und von der jeweiligen Testlösung 100 μl zu einer vorbereiteten Ölprobe von 3 g gegeben. In eine Kontrollprobe wurde nur Lösungsmittel gegeben. Durch die aufgeheizte, die Testlösung enthaltende Ölprobe wurde ein konstanter, trockener Luftstrom (20 1/h) geblasen und die flüchti- gen Oxidationsprodukte (vorwiegend kurzkettige Fettsäuren wie Ameisen- oder
Essigsäure) in einer Vorlage mit Wasser gesammelt. Die Leitfähigkeit dieser wässri- gen Lösung wurde kontinuierlich gemessen und dokumentiert. Die Oxidation von
(ungesättigten) Fetten verläuft dabei eine Zeitlang nur sehr langsam und steigt dann plötzlich stark an. Die Zeit bis zum Anstieg wird als Induktionsperiode (IP) bezeichnet.
Nach der folgenden Gleichung wurde der antioxidative Index (AOI) erhalten:
AOI = IP(mit Testlösung) IP(KontroIIprobe).
Die Ergebnisse für das Experiment bei 100°C in Sojaöl, dass über Alumina Typ N gereinigt wurde, sind in Tabelle 3 dargestellt:
Tabelle 3
Testverbindung (Beispielnummer) AOI in Sojaöl bei
100°C mit 0,05% Testsubstanz N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-methylurethan (1) 7,2
N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-[(lRJR,4S)-menthyl]urethan (2) 6,5
N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-hexylurethan (3) 14,5
N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-(2-ethylhexyl)urethan (4) 10,7
Vitamin C 1,2 α-Tocopherol 5,1
3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxytoluol 4,8
Die Ergebnisse für das Experiment bei 80°C in Squalen, dass über Alumina Typ N gereinigt und mit 1 ppm α-Tocopherol stabilisiert wurde, sind in Tabelle 4 dargestellt:
Tabelle 4
Testverbindung (Beispielnummer) AOI in Squalen bei
80°C mit 0,005% Testsubstanz
N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-methylurethan (l) 34
N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-[(lR,3R,4S)-menthyl]urethan (2) 48
N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-hexylurethan (3) 49
N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-O-(2-ethylhexyl)urethan (4) 45
N-(3,4-Dihydroxybenzyl)-N'-(n-hexyl)Jhiohamstoff (5) 62
Vitamin C 0,7 α-Tocopherol 39
3 ,5 -Di-tert.-butyl-4-hydroxytoluol 38
Beispiel 13: Bestimmung der Schutzwirkung vor Ultraviolettlicht-induzierter Sebum- oxidation
Als interner Standard wurde eine 0,2 %ige ethanolische Lösung von Tocopherol hergestellt (Lösung A). 12 Probanden wurde auf die Rückenhaut jeweils 2 Tage lang 2mal täglich eine Dosis von 2 mg/cm2 der Formulierung aus Beispiel 7 aufgetragen. Vor der folgenden Bestrahlung wurde Lösung A auf ein Kontrollareal aufgetragen
(2 mg/cm2). Die 2 behandelten und eine unbehandelte Stelle wurden mit Ultraviolettlicht (320 bis 400 nm, 10 Joule/cm2) bestrahlt. Die jeweiligen Testflächen wurden mit jeweils 4 ml Ethanol 2 min behandelt, die Lösungen unter Stickstoff bei Raumtemperatur getrocknet und der Rückstand in 1 ml Ethanol aufgenommen. Die letzte- ren Lösungen wurden per HPLC auf ihren Gehalt an Squalen (Detektion bei 210 nm gegen Standard) bzw. Squalenhydroperoxid (SQOOH, Bestimmung des Peroxidgehalts mittels Cytochrom C/Luminol-verstärkter Chemilumineszens) untersucht. Der Gehalt an Squalenperoxid wurde relativ zu Squalen in Form von picomol Peroxid pro μg Squalen angegeben.
Die Inhibition bezogen auf die unbehandelte Fläche wurde mit der folgenden Gleichung berechnet:
% Inhibition = 100 • (CSQOOH, unbehandelt ~ CsQOOH, behandelt) / CsQOOH, unbehandelt
Testverbindung c(H2O )/c(SQ) % Inhibition gegen die
[pmol/μg] unbehandelte Fläche
Unbehandelte Fläche 930 ± 65 -
Formulierung aus Beispiel 7 565 + 35 40 + 6
Lösung A 664 + 19 28 + 6