FR2714054A1 - Procédé de fabrication de la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone et utilisations de cette dernière. - Google Patents
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Abstract
Ce procédé de fabrication de la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone consiste notamment à (a) extraire par un solvant polaire la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone à partir des écorces ou aiguilles de plantes de l'espèce Pinaceae; (b) faire évaporer l'extrait de (a) pour donner un concentré et distribuer le concentré avec de l'eau et un solvant soluble dans l'huile, pour donner une couche aqueuse; (c) faire évaporer la couche aqueuse de (b), et soumettre le concentré résultant à une chromatographie sur une colonne de distribution phase inverse, avec, comme éluant, un mélange d'eau: acétonitrile: méthanol = 70-95: 0-20: 2,5-30% en poids, pour donner des fractions actives contenant la substance recherchée; et (d) faire recristalliser les fractions actives avec de l'eau ou du méthanol, pour donner la substance recherchée purifiée. Celle-ci peut avantageusement être utilisée comme anti-oxydant ou pour le blanchiment de la peau. Elle ou les extraits la contenant ne sont pas irritants pour la peau et peuvent sans danger être appliqués sur la peau.
Description
i
PROCEDE DE FABRICATION DE LA 4-HYDROXY-5-METHYL-3[2H]-
FURANONE ET UTILISATIONS DE CETTE DERNIERE
La présente invention porte sur de nouvelles utilisations de la 4hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone et sur un procédé de fabrication de cette dernière, et, en particulier, elle concerne une composition anti- oxydante et une composition de blanchiment de la peau, qui comprennent, comme ingrédient actif, la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone, et sur un procédé de fabrication de cette dernière à partir
d'une plante de l'espèce Pinaceae.
Les anti-oxydants de synthèse classiques présentent l'inconvénient qu'ils contiennent des matières toxiques qui
peuvent être incorporées pendant le procédé de synthèse.
Pour éviter ce problème, on a proposé un anti-oxydant que l'on rencontre dans la nature comme une alternative aux anti-oxydants de synthèse (Phytochemistry, 27(4): 969 - 978 (1988)). Par la suite, de nombreux anti-oxydants que l'on rencontre dans la nature ont été développés, et des exemples d'anti-oxydants naturels typiques peuvent comprendre l'acide
L-ascorbique, l'acide kojique, leurs dérivés et similaires.
Les présents inventeurs ont également effectué des recherches approfondies pour développer un anti-oxydant que l'on rencontre dans la nature, lequel présente une excellente activité anti-oxydation, de même qu'il peut être employé sans danger. En particulier, les inventeurs ont criblé diverses plantes pour leur action anti-oxydation, et, comme résultat de cela, ils ont découvert que les plantes de l'espèce Pinaceae présentaient une action anti-oxydation plus puissante que d'autres plantes. La Société déposante a conduit de nouvelles études pour découvrir les composants actifs ayant une action anti-oxydation à partir des plantes de l'espèce Pinaceae et, pour la première fois, elle a isolé et identifié
le composant actif, à savoir la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-
furanone. Bien qu'il ait été suggéré que les plantes de l'espèce Pinaceae présentent une activité anti-oxydation, le
composé actif n'avait pas encore été isolé ni identifié.
De plus, la Société déposante a découvert de façon surprenante que la 4hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone a
également une aptitude à inhiber la formation de la mélanine.
Ainsi, un objectif de la présente invention est de
proposer de nouvelles utilisations de la 4-hydroxy-5-méthyl-
3[2H]-furanone. A cet effet, la présente invention a pour objet une composition cosmétique comprenant, comme ingrédient actif,
une quantité efficace de 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone.
La teneur en 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone dans ladite composition cosmétique peut être comprise entre 0,1 et 3% en
poids, sur la base de la quantité totale de la composition.
La présente invention a également pour objet une composition antioxydante qui comprend, comme ingrédient actif, de la 4-hydroxy-5-méthyl3[2H]-furanone dans une
quantité efficace pour inhiber l'oxydation.
La présente invention a encore pour objet une composition pour le blanchiment de la peau, qui comprend,
comme ingrédient actif, de la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-
furanone dans une quantité efficace pour blanchir la peau.
De plus, un autre objectif de la présente invention
est de proposer un procédé de fabrication de la 4-hydroxy-5-
méthyl-3[2H]-furanone. Le procédé conforme à l'invention consiste à extraire la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone à partir de
plantes de l'espèce Pinaceae.
Plus spécialement, le procédé comprend les étapes consistant à:
(a) extraire par un solvant polaire la 4-hydroxy-5-méthyl-
3[2H]-furanone à partir des écorces ou des aiguilles de plantes de l'espèce Pinaceae; (b) faire évaporer l'extrait obtenu à l'étape (a) pour donner un concentré et distribuer le concentré avec de l'eau et un solvant soluble dans l'huile, pour donner une couche aqueuse; (c) faire évaporer la couche aqueuse de l'étape (b), et soumettre le concentré résultant à une chromatographie sur une colonne de distribution phase inverse, en employant, comme éluant, un mélange d'eau: acétonitrile: méthanol = 70 95: 0 - 20: 2,5 - 30% en poids, pour donner des fractions actives contenant de la 4- hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone; et (d) faire recristalliser les fractions actives avec de l'eau
ou du méthanol, pour donner une 4-hydroxy-5-méthyl-
3[2H]-furanone purifiée.
Les autres caractéristiques et applications de la présente invention apparaîtront facilement à l'homme du
métier à la lecture de la description détaillée suivante.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
- La Figure 1 représente un spectre de RMN 'H de la 4-hydroxy-5méthyl-3[2H]-furanone; - la Figure 2 représente un spectre de RMN 3C de la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone;
- la Figure 3 représente un spectre IR de la 4-hydroxy-5-
méthyl-3[2H]-furanone; - la Figure 4 représente un spectre de masse (SM) de la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone; - la Figure 5 est un graphique montrant l'activité supérieure de prévention de l'oxydation d'un acide gras
insaturé, par la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone.
La 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone est représentée par la formule suivante:
OH 0
et elle est couramment utilisée comme agent de flaveur pour les aliments. Il n'y a pas eu de tentative pour utiliser la 4-hydroxy-5-méthyl3[2H]-furanone comme anti-oxydant ou similaires. Ainsi, les présents inventeurs ont découvert
pour la première fois que la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-
furanone possède une action anti-oxydation puissante et une
activité de blanchiment de la peau.
Comme substances couramment utilisées pour le blanchiment de la peau, on peut citer, à titre d'exemples,
l'acide ascorbique ou l'acide kojique, ou leurs dérivés.
Cependant, l'acide ascorbique ou ses dérivés sont instables dans un milieu aqueux et sujets à des oxydations, et ils provoquent des irritations de la peau. L'acide kojique possède également les inconvénients que son activité de blanchiment de la peau est insuffisante et qu'il est
instable.
Bien que l'on ait proposé certains extraits de plantes ou d'herbes comme substances efficaces pour le blanchiment de la peau, elles ont l'inconvénient que leur couleur foncée détériore les aspects du produit final. De plus, étant donné que l'ingrédient actif n'a pas été isolé ni identifié, on ne peut pas s'attendre à une action de
blanchiment de la peau qui soit constante.
La 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone de la présente invention évite les problèmes de la technique antérieure qui
ont été décrits ci-dessus. Ainsi, la 4-hydroxy-5-méthyl-
3[2H]-furanone a une activité anti-oxydation puissante et une excellente action pour inhiber la formation de la mélanine, et elle est stable pendant une longue période de temps. De
plus, elle ne provoque pas d'irritation de la peau.
L'activité anti-oxydation de la 4-hydroxy-5-méthyl-
3[2H]-furanone est supérieure à celle du maltol, de l'acide kojique ou de l'acide L-ascorbique, substances qui sont couramment utilisées comme anti-oxydants. Ceci est probablement dû à la différence structurale entre le maltol ou l'acide kojique et la 4-hydroxy-5-méthyl- 3[2H]-furanone: le maltol et l'acide kojique ont un cycle à six chaînons, alors que la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone a un cycle à cinq chaînons. De plus, la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone présente une action supérieure à celle de l'acide ascorbique, lequel a également un cycle à cinq chaînons, indiquant que la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]- furanone a la structure la plus
appropriée pour une action anti-oxydante.
Conformément à la présente invention, la 4-hydroxy-
-méthyl-3[2H]-furanone peut être avantageusement incorporée comme antioxydant dans les médicaments, les produits cosmétiques ou les produits alimentaires. La quantité de 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone n'est pas particulièrement limitée et peut être choisie à l'intérieur de la plage montrant l'activité anti-oxydation sans difficulté par
l'homme du métier.
De plus, la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone peut être incorporée dans des compositions cosmétiques pour les objectifs de retarder le vieillissement de la peau, ou de
blanchir la peau. La quantité de 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-
furanone n'est pas particulièrement limitée. Cependant, elle peut, de préférence, se situer dans une plage de 0,1 à 3% en poids sur la base du poids total de la composition. Un extrait brut contenant la 4hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone peut également être incorporé dans des compositions cosmétiques. Pour ce cas, la quantité de l'extrait à incorporer est décidée de telle sorte que la teneur en 4-hydroxy-5méthyl-3[2H]-furanone se situe dans la plage de 0,1 à 3% en poids sur la base du poids total de la
composition. Si la teneur en 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-
furanone est inférieure à la limite inférieure, les effets ne sont pas satisfaisants, et si la teneur est supérieure à la limite supérieure, une irritation de la peau peut être provoquée. Les compositions cosmétiques contenant la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone peuvent se présenter sous les formes de compositions cosmétiques de soins de la peau et de maquillage, sans pour autant qu'elles soient limitées à celles-ci. La forme des compositions cosmétiques peut être facilement choisie par l'homme du métier et ne limite pas le
domaine de l'invention.
La 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone peut être obtenue par extraction à partir de plantes ou d'herbes. En particulier, les plantes de l'espèce Pinaceae sont
avantageusement employées pour l'extraction de la 4-hydroxy-
-méthyl-3[2H]-furanone. Un exemple de la plante de l'espèce Pinaceae peut comprendre, mais sans y être limité, Pinus densiflora Siebold et Zuccarini, Pinus rigida Mill et similaires. N'importe quelles parties des plantes de l'espèce Pinaceae peuvent être utilisées pour l'extraction, et les écorces, aiguilles ou racines peuvent avantageusement être employées. Bien que l'on ait rapporté certains modes
opératoires de synthèse pour l'obtention de la 4-hydroxy-5-
méthyl-3[2H]-furanone (demande de brevet européen EP-A1-0 532 120 et demande de brevet européen EP-A1-0 398 417), ces méthodes ont l'inconvénient qu'une matière toxique peut être incorporée dans le produit de
réaction final.
Le procédé d'extraction de la 4-hydroxy-5-méthyl-
3[2H]-furanone à partir d'une plante de l'espèce Pinaceae n'est pas particulièrement limité. Néanmoins, les présents inventeurs ont étudié pour développer un procédé d'extraction de la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]furanone avec un rendement
élevé et une pureté élevée.
Le procédé d'obtention de la 4-hydroxy-5-méthyl-
3[2H]-furanone conforme à la présente invention est décrit ci-dessous. Les écorces, racines ou aiguilles de la plante de l'espèce Pinaceae sont plongées dans un solvant polaire, tel que l'eau, le méthanol, l'éthanol, le propanol ou l'acétone, avec utilisation d'un tel solvant individuel ou d'un mélange d'au moins deux de ces solvants, afin d'effectuer une extraction. L'extraction peut être effectuée à la température ambiante pendant plusieurs jours ou sous
chauffage pendant plusieurs heures.
Ensuite, l'extrait obtenu est évaporé pour donner un concentré, auquel de l'eau et un solvant soluble dans l'huile sont ajoutés, et un partage (ou distribution) est effectué pour donner une couche aqueuse. Ce mode opératoire de distribution peut être effectué une ou deux fois, ou davantage. Comme solvant soluble dans l'huile, on peut employer, mais sans y être limité, le benzène, le cyclohexane, le toluène, le n- hexane et similaires. Dans le cas o la distribution a été répétée deux fois ou davantage, le solvant soluble dans l'huile pour chaque distribution peut
être toujours le même ou différent à chaque fois.
La couche aqueuse est évaporée, et le concentré résultant est soumis à une chromatographie sur colonne de distribution phase inverse, en employant comme éluant, un mélange d'eau: acétonitrile: méthanol = 70 - 95: 0 - 20: 2,5 - 30% en poids, pour donner des fractions actives manifestant une activité anti-oxydation. Comme colonne de distribution phase inverse, une colonne garnie de silice octadécylée peut être employée de préférence. On cite une
colonne de Lichrosorb RP-18.
Les fractions actives contenant la 4-hydroxy-5-
méthyl-3[2H]-furanone sont recristallisées avec de l'eau ou du méthanol pour donner une 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone
purifiée sous la forme de cristaux incolores.
Le procédé conforme à la présente invention a
l'avantage de pouvoir fournir une 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-
furanone purifiée, qui est exempte de toutes substances toxiques. De plus, le présent procédé a l'autre avantage qu'il conduit à une 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone hautement purifiée sans perte, alors que les procédés de purification classiques comprennent une étape de distillation dans laquelle la température élevée employée dans la distillation détruit la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone et
réduit le rendement.
La colonne de distribution phase inverse employée dans le présent procédé peut également être utilisée pour purifier la 4-hydroxy-5-méthyl3[2H]-furanone qui est obtenue
par n'importe quel procédé de synthèse.
De plus, étant donné que les plantes de l'espèce Pinaceae sont abondantes, il est possible d'obtenir la
4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone dans une grande quantité.
La 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone, obtenue par le procédé de l'invention, présente une excellente activité pour inhiber la formation de la mélanine. Lorsque des fibroblastes sont cultivés pendant 48 heures dans un milieu
de culture auquel on a incorporé de la 4-hydroxy-5-méthyl-
3[2H]-furanone, de l'acide L-ascorbique ou de l'acide kojique, l'acide ascorbique manifeste une cytotoxicité à une
concentration de 50 ppm, alors que ni la 4-hydroxy-5-méthyl-
3[2H]-furanone ni l'acide kojique ne manifestent de toxicité
jusqu'à 500 ppm. De plus, la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-
furanone à 10 ou 20 ppm manifeste un effet inhibiteur significatif sur la formation de la mélanine, à l'intérieur des cellules de mélanome, alors que l'acide kojique manifeste un effet à environ 400 ppm. En conséquence, il est confirmé que la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone possède une plus grande sécurité dans le corps humain que l'acide L-ascorbique, de même qu'elle est plus efficace pour inhiber
la formation de la mélanine que l'acide kojique.
MODES DE REALISATION PREFERES DE L'INVENTION
La présente invention sera décrite plus en détail
par les Exemples non limitatifs suivants.
Exemple 1
A des écorces séchées (50 g) de pin (Pinus densiflora Siebold et Zuccarini), on a ajouté 1000 ml d'une solution aqueuse d'éthanol à 50% en volume, et le mélange a été chauffé à environ 70 C pendant 4 heures et filtré. Le
filtrat a été évaporé pour donner un extrait concentre.
500 ml d'eau et 500 ml de toluène ont été ajoutés à l'extrait concentré (approximativement 12 g), et une distribution a été
effectuée pour donner une couche aqueuse.
La substance (approximativement 8 g), obtenue par évaporation de la couche aqueuse, a été soumise à une chromatographie sur une colonne de Lichrosorb RP-18 (3,5 x 35 cm, Merck), en employant, comme éluant, un mélange d'eau: acétonitrile: méthanol = 80: 10: 10% en poids,
pour donner des fractions actives contenant de la 4-hydroxy-
-méthyl-3[2H]-furanone. Les fractions actives sont combinées ensemble, évaporées et recristallisées avec du
méthanol, pour donner environ 0,2 g (rendement: 0,4%) de 4-
hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone.
Exemple 2
Des aiguilles séchées (50 g) de pin (Pinus densiflora Siebold et Zuccarini) ont été plongées dans 1000 ml d'une solution aqueuse d'acétone à 50% en volume, à la température ambiante, pendant 7 jours, et la solution résultante a été filtrée. Le filtrat a été évaporé pour donner un extrait concentré. 500 ml d'eau et 500 ml de cyclohexane ont été ajoutés à l'extrait concentré (approximativement 14 g), et une distribution a été effectuée pour donner une couche aqueuse. La substance (approximativement 10 g), obtenue par évaporation de la couche aqueuse, a été soumise à une chromatographie sur une colonne de Lichrosorb RP-18 (3,5 x 35 cm, Merck), en employant, comme éluant, un mélange d'eau: acétonitrile: méthanol = 95: 2,5: 2,5% en poids,
pour donner des fractions actives contenant de la 4-hydroxy-
-méthyl-3[2H]-furanone. Les fractions actives sont combinées ensemble, évaporées et recristallisées avec de l'eau pour donner environ 0,2 g (rendement: 0,4%) de 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]- furanone.
Exemple 3
Des écorces séchées (50 g) de pin (Pinus rigida Mill) ont éte plongées dans 1000 ml d'une solution aqueuse de méthanol à 90% en volume, à environ 70 C, pendant 4 heures, et la solution résultante a été filtrée. Le filtrat a été évaporé pour donner un extrait concentré. 500 ml d'eau et 500 ml de benzène ont été ajoutés à l'extrait concentré (approximativement 15 g), et une distribution a été effectuée
pour donner une couche aqueuse.
La substance (approximativement 10 g), obtenue par évaporation de la couche aqueuse, a été soumise à une chromatographie sur une colonne de Lichrosorb RP-18 (3,5 x 35 cm, Merck), en employant, comme éluant, un mélange d'eau: acétonitrile: méthanol = 70: 20: 10% en poids,
pour donner des fractions actives contenant de la 4-hydroxy-
-méthyl-3[2H]-furanone. Les fractions actives sont combinées ensemble, évaporées et recristallisées avec de
l'eau pour donner environ 0,3 g (rendement: 0,6%) de 4-
hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone.
Exemple 4
Des aiguilles séchées (50 g) de pin (Pinus rigida Mill) ont été plongées dans 1000 ml d'une solution aqueuse de propanol à 30% en volume, à la température ambiante pendant 10 jours, et la solution résultante a été filtrée. Le filtrat a été évaporé pour donner un extrait concentré. 500 ml d'eau et 500 ml de n-hexane ont été ajoutés à l'extrait concentré (approximativement 13 g), et une distribution a été
effectuée pour donner une couche aqueuse.
La substance (approximativement 11 g), obtenue par évaporation de la couche aqueuse, a été soumise à une chromatographie sur une colonne de Lichrosorb RP-18 (3,5 x 35 cm, Merck), en employant, comme éluant, un mélange d'eau: méthanol = 70: 30% en poids, pour donner des
fractions actives contenant de la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-
furanone. Les fractions actives sont combinées ensemble, évaporées et recristallisées avec de l'eau, pour donner
environ 0,3 g (rendement: 0,6%) de 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-
furanone.
Exemple 5
Des aiguilles séchées (500 g) de pin (Pinus densiflora Siebold et Zuccarini) ont été plongées dans 10 1 d'une solution aqueuse d'éthanol à 50% en volume, à environ 70 C,
pendant 4 heures, et la solution résultante a été filtrée.
Le filtrat a été évaporé sous vide pour donner un extrait concentré (120 g). L'extrait ainsi obtenu contenait environ 0,5% en poids de 4-hydroxy5-méthyl-3[2H]-furanone. 500 ml d'eau et 500 ml de n-hexane ont été ajoutés à l'extrait concentré, et une distribution a été effectuée pour donner une couche aqueuse. La couche aqueuse a été soumise à des
distributions trois fois à l'aide de 500 ml de n-butanol.
L'extrait par le n-butanol a été évaporé sous vide pour donner un extrait partiellement purifié (24 g) contenant
environ 9% en poids de 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone.
L'extrait partiellement purifié a été soumis à une chromatographie sur colonne de Lichrosorb RP-18 (8 x 50 cm, Merck), en employant, comme éluant, un mélange d'eau: acétonitrile: méthanol = 80: 10: 10% en poids, pour donner des fractions actives contenant de la 4-hydroxy-5-méthyl3[2H]-furanone. Les fractions actives sont combinées ensemble, évaporées et recristallisées avec du méthanol, pour
donner environ 2 g (rendement: 0,4%) de 4-hydroxy-5-méthyl-
3[2H]-furanone. Les fractions actives obtenues dans les Exemples 1 à 5 ont été identifiées et examinées pour leurs propriétés physico-chimiques. Comme résultat de cela, l'ingrédient
actif est identifié comme étant la hydroxy-5-méthyl-3[2H]-
furanone comme décrit ci-dessous.
Exemple Expérimental 1: Analyse structurale Chacune des hydroxy-5méthyl-3[2H]-furanones obtenues dans les Exemples 1 à 5 a été examinée pour son point de fusion, son analyse élémentaire, ses spectres UV,
IR, RMN et SM.
Les appareils utilisés pour effectuer chacune de ces analyses étaient les suivants: - Point de fusion (p.f.): un appareil de mesure des points de fusion à capillaire Thomas Hoover a été employé; - Analyse élémentaire: un appareil d'analyse élémentaire Carlo-erba, modèle 1106, a été employé; Spectre UV: un spectromètre Cecil CE5500 a été employé; Spectre IR: un spectromètre BioRad FTS-40 a été employé; Spectres RMN 1H et 13C: un spectromètre Bruker AM 500 a été employé; - Spectre SM: un spectromètre Jeol JMS-DX 303 a été employé. Les résultats ont été énumérés ci-dessous et, en particulier, les résultats spectraux sont présentés sur les
Figures 1 à 4 annexées.
p.f.: 120 - 121 C; Analyse élémentaire pour C5H603: Calculé: C (52, 62%), H (5,30%), O (42,08%) Expérimental: C (52,48%), H (5,50%) UV X. (MeOH) 290 nm (c = 9150) IR v cm-' (KBr) 3190, 2953, 1698, 1639, 1461, 1315,
1195, 1145, 999, 920, 704
RMN 1H (DMSO-d6) 6, ppm à partir de TMS, 2,11 (3H, s), 4,51 (2H, s), 8,31 (1H, s) RMN 13C (DMSO-d6) 6 13,12, 72,58, 134,56, 173,03, 195, 48 SM, m/z (%), 114 (85,8), 85 (1,9), 71 (4,8), 55 (16,0),
43 (100).
Exemple Expérimental 2: Activité anti-oxydation de la 4-hydroxy-5méthyl-3[2H]-furanone (1)
L'activité anti-oxydation de la 4-hydroxy-5-méthyl-
3[2H]-furanone a été examinée comme suit: A 1,0 ml de tampon phosphate de potassium 0,2 M (pH 7,4) contenant 2 mg/ml d'acide linolénique et 10 mg/ml de Tween-20, on a ajouté l'extrait obtenu à partir de la colonne Lichrosorb RP-18 à l'Exemple 1, qui contient une
concentration en série de 10 - 2000 ppm de 4-hydroxy-5-
méthyl-3[2H]-furanone. Comme témoins, une solution de maltol ou d'acide kojique ayant une concentration en série de 10 à 2000 ppm a été ajoutée. On a laissé reposer le mélange résultant à 37 C pendant 24 heures. 0,1 ml du mélange
réactionnel a été prélevé et dilué par 9,7 ml d'éthanol.
0,1 ml de thiocyanure d'ammonium à 30% en volume et 0,1 ml d'un mélange de sulfate d'ammonium ferreux à 5% et 3,5% d'acide chlorhydrique ont été ajoutés, et 3 minutes plus tard, l'absorbance à 500 nm a été mesurée pour évaluer
l'oxydation automatique de l'acide gras.
Comme résultat de cela, l'extrait a présenté une inhibition de 90% de l'oxydation autonome d'un acide gras insaturé, l'acide linolénique, à une concentration de 32 ppm de 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone, alors que le maltol ou l'acide kojique l'ont montré à une concentration de respectivement 460 ppm ou 600 ppm. En conséquence, l'extrait
de la présente invention, qui contient la 4-hydroxy-5-méthyl-
3[2H]-furanone, a manifesté une activité anti-oxydation qui est de 14 fois ou 19 fois supérieure à celle respectivement
du maltol ou de l'acide kojique.
Exemple Expérimental 3: Activité anti-oxydation de la 4-hydroxy-5méthyl-3[2H]-furanone (2)
L'activité anti-oxydation de la 4-hydroxy-5-méthyl-
3[2H]-furanone a été examinée comme suit: On a laissé reposer à 37 C, pendant 24 heures, 1,0 ml de tampon phosphate de potassium 0,2 M (pH 7,4) contenant 2 mg/ml d'acide linolénique, 10 mg/ml de Tween-20 et 200 ppm d'acide L-ascorbique, de tocophérol ou de 4hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone. Pour un témoin, 1,0 ml de tampon phosphate de potassium 0,2 M (pH 7,4) contenant 2 mg/ml d'acide linolénique et 10 mg/ml de Tween-20 a été employé. Le même mode opératoire que celui de l'Exemple
Expérimental 2 a été effectué pour évaluer l'activité anti-
oxydation des composés d'essai.
Les résultats sont présentés sur la Figure 5. Sur la Figure 5, l'axe vertical indique la quantité de peroxyde gras représentée par l'absorbance à 500 nm, et l'axe horizontal indique le temps en jours. Comme le montre la Figure 5, la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone peut empêcher l'oxydation de l'acide gras insaturé plus efficacement que la
même quantité d'acide L-ascorbique ou d'a-tocophérol.
Formulations 1-3 et Formulations Comparatives 1-2 Des formulations contenant diverses concentrations de 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone ont été préparées à
l'aide des composants présentés dans le Tableau 1.
Tableau 1
Parties en poids
Composants Formu- Formu- Formu- Form. Form.
lation 1 lation 2 lation 3 Comp. 1 Comp. 2
4-Hydroxy-5-
méthyl- 0,1 1,0 3,0 0,03 5,0
3[2HI-
furanone Cire 2,0 2,0 2,0 2,0 2, 0 d'abeilles Acide 1,0 1,C 1,0 1,0 1,0 stéarique Monostéarate 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 de glycéryle Paraffine 5,0 5,C 5,0 5,0 5,0 liquide Polysorbate 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Squalene 5,0 5,0 5,0 5, 0 5,0 Carbopol* 0,1 0,' 0,1 0,1 0,1 Triéthanol- 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 amine Glycérine 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0
Parfum q.s. q.s. q.s. q.s. q.s.
Agent q.s. q.s. q.s. q.s. q.s.
conservateur
Pigments q.s. q.s. q.s. q.s. q.s.
Eau complé- complé- complé- complé- complé-
distillée ment ment ment ment ment Total 100,0 100,0 100,0 i 00,0 100,0 * Marque de fabrique d'un polymère d'acide acrylique réticulé par un éther allylique de pentaérythritol
distribué par la Société BF Goodrich.
Formulations Comparatives 3-7 Des formulations contenant diverses concentrations d'acide ascorbique ou d'acide kojique ont été préparées à
l'aide des composants présentés dans le Tableau 2.
Tableau 2 Partles en polds
Form. Form. Form. Form. Form.
Composants Comp. 3 Comp. 4 Comp. 5 Comp. 6 Comp. 7
Acide 0,1 1,0 3,0 - -
ascorbique Acide - - - 1,0 3, 0 kojique Cire 2,0 2, 0 2,0 2,0 2,0 d'abeilles Acide 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 stéarique Monostearate 1,2 1,2 1,2 1, 2 1,2 de glycéryle Paraffine 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 liquide Polysorbate 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
80
Squalène 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 Carbopol 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 Triéthanol- 0, 2 0,2 0,2 0,2 0,2 amine Glycérine 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0
Parfum q.s. q.s. q.s. q.s. q.s.
Agent q.s. q.s. q.s. q.s. q.s.
conservateur
Pigments q.s. q.s. q.s. q.s. q.s.
Eau complé- complé- complé- complé- complé-
distillée ment ment ment ment ment Total 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 Exemple Expérimental 4: Sécurité dans le corps humain De façon à examiner la sécurité des formulations contenant la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone, le test de patch sur le corps humain a été effectué à l'aide des formulations des Formulations 1 à 3 et des Formulations
Comparatives 1 à 7.
Ainsi, le bras de quarante (40) volontaires sains, âgés de 20 à 30 ans, a été soigneusement lavé avec de l'alcool isopropylique à 70% et on y a appliqué une chambre finn contenant 25 41 de l'une des formulations. Lachambre finn a été intimement fixée au bras à l'aide d'un ruban adhésif. 24 heures plus tard, le ruban et la chambre ont été retirés, et le site adhérent du bras a été essuyé avec une gaze pour éliminer la formulation restante et observé pour la rougeur (érythème), le gonflement et les papules. L'évaluation a été effectuée avec application du barème suivant: -: Négatif (Score = 0) +/-: Un positif suspect (Score = 0, 5) +: Faible rougeur (Score = 1) ++: Rougeur manifeste (Score = 2) +++: Rougeur sévère avec gonflement (Score = 3)
Les résultats sont présentés dans le Tableau 3.
Tableau 3
Réponse (Nombre de sujets) Score Formulations + + ++ Total Formulation 1 36 1 3 3,5 Formulation 2 33 4 3 5 Formulation 3 30 4 6 8 Formul. Comp. 1 35 3 2 3,5 Formul. Comp. 2 22 6 12 15 Formul. Comp. 3 15 4 21 23 Formul. Comp. 4 13 i0 8 10 3 34 Formul. Comp. 5 6 7 12 6 5 50,5 Formul. Comp. 6 29 4 5 211 Formul. Comp. 7 18 8 10 4 22 Comme le montrent les résultats du Tableau 3, les formulations contenant la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]furanone sont moins irritantes que celles contenant l'acide ascorbique ou l'acide kojique. Bien que les formulations conformes à l'invention aient présenté des réponses positives faibles, celles-ci sont dues à une concentration très élevée en 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone, qui est environ 10 fois supérieure à la quantité habituellement incorporée dans des
compositions cosmétiques courantes.
La formulation de la Formulation Comparative 2, qui contient une plus grande quantité (5,0% en poids) de 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone que celle des Formulations 1 à 3 ou de la Formulation Comparative 1 (0,1 à 3,0% en poids) a montré un certain degré de réponse,
indiquant qu'une quantité appropriée de 4-hydroxy-5-méthyl-
3[2H]-furanone est comprise entre 0,1 et 3,0% en poids. Les formulations contenant l'acide ascorbique étaient relativement irritantes pour la peau par comparaison avec les autres. Exemple Expérimental 5: Action inhibitrice de la tyrosinase Les effets inhibiteurs de la tyrosinase de la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone ont été comparés avec ceux de l'acide kojique de la façon suivante: Comme enzyme, de la tyrosinase achetée auprès de SIGMA a été utilisée. De la tyrosine, le substrat, a été dissoute dans de l'eau distillée à une concentration de 0,3 ml/ml et chaque 1,0 ml de la solution résultante a été placé dans un tube à essais. 1,0 ml de tampon phosphate de potassium (0,1 M, pH 6,8) et 0,9 ml d'une dilution en série de 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone ou d'acide kojique y ont été ajoutés. Le mélange résultant a été mis à réagir dans un incubateur à 37 C pendant 60 minutes. De l'eau a été utilisée pour diluer les composés d'essai. Comme témoin,
0,9 ml d'un mélange 1:1 d'éthanol et d'eau a été utilisé.
0,1 ml de solution de tyrosinase (2500 unités/ml) a été ajouté, et le mélange résultant a été mis à réagir dans un incubateur à 37 C pendant 10 minutes. Le tube à essais a été rapidement refroidi dans un bain de mélange glace - eau, pour faire cesser la réaction, et l'absorbance a été mesurée à 475 nm. Les activités inhibitrices de la tyrosinase des composés d'essai ont été calculées par l'utilisation de l'équation suivante: Inhibition de la tyrosinase (%) = Absorbance de composé d'essai - x 100 Absorbance de témoin A partir des inhibitions (%) d'une série de dilutions de composés d'essai, la CI50, à savoir la concentration de composé d'essai qui inhibe la tyrosinase de
%, a été calculée pour chaque composé d'essai.
Les résultats sont présentés dans le Tableau 4.
Tableau 4
Composé d'Essai CI50 (ppm) 4-Hydroxy-5-méthyl-3[2H]- furanone 6 Acide kojique 80 Exemple Expérimental 6: Effet inhibiteur de la 4-hydroxv-5méthyl- 3r2H]-furanone sur la formation de la mélanine dans des cellules de mélanome Dans un flacon en T contenant 30 ml de milieu d'Eagle contenant 10% de milieu essentiel de veau foetal, on a ajouté des cellules murines de mélanome, dans une quantité
de 5 x 104 cellules/30 ml. La 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-
furanone ou l'acide kojique, ayant une concentration en série a été ajoutée au milieu et une culture a été effectuée à 37 C pendant 48 heures. Pour un témoin, on a ajouté ni la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]- furanone ni l'acide kojique. Après la culture, les cellules ont été recueillies et examinées pour la formation de mélanine des cellules par observation de
la couleur des cellules.
Comme résultat de cela, il a été confirmé que la 4-hydroxy-5-méthyl3[2H]-furanone peut inhiber de façon
efficace la formation de mélanine à la concentration de 10 -
ppm, alors que l'acide kojique n'a pas d'effet à la
concentration de 20 ppm.
Exemple Expérimental 7: Action de blanchiment de la peau Pour examiner l'action de blanchiment de la peau
des formulations contenant la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-
furanone, l'expérience suivante a été effectuée à l'aide des
Formulations 1 à 3 et des Formulations Comparatives 1 à 7.
Ainsi, une certaine zone (2 x 2 cm2) des deux avant-bras de quarante (40) volontaires sains a été soigneusement lavée avec de l'alcool isopropylique à 70% et
entourée d'une feuille d'aluminium, excepté la zone à tester.
La zone d'essai a été irradiée par un rayonnement UV à l'aide de la lampe FL20S BLB (Toshiba) et de la lampe FL20S E-30 (Toshiba), à une distance de 10 cm de la zone d'essai, à 0,8 x 10-7 erg/cm3 (0,8 x 10-14 J/cm3) une fois par jour pendant 3 jours consécutifs. Ensuite, sur la zone irradiée de l'un des avant-bras, on a appliqué chacune des formulations d'essai trois fois par jour pendant 3 semaines. Sur la zone irradiée de l'autre avant-bras, on n'a pas appliqué de formulation. Les zones d'essai des deux avant-bras ont été comparées entre elles pour le degré de noircissement à l'oeil nu, et l'effet de blanchiment de la peau a été évalué: Pas
d'effet, Efficace et Effet significatif.
Les résultats sont présentés dans le Tableau 5.
Tableau 5
Réponse (Nombre de sujets) Formulations Pas d'effet Efficace Significativement efficace Formulation 1 19 17 4 Formulation 2 6 12 22 Formulation 3 2 10 28 Formulation 34 6 Comparative 1 Formulation 2 8 30 Comparative 2 Formulation 38 2 Comparative 3 Formulation 38 2 Comparative 4 Formulation 31 9 Comparative 5 Formulation 36 4 Comparative 6 Formulation 35 5 Comparative 7 Comme le montrent les résultats du Tableau 5, les formulations contenant la 4- hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone sont plus efficaces dans le blanchiment de la peau que celles contenant l'acide ascorbique ou l'acide kojique. En particulier, les formulations des Formulations 2 et 3 et de
la Formulation Comparative 2, qui contiennent la 4-hydroxy-5-
méthyl-3[2H]-furanone dans une quantité de 1,0 à 5,0% en
poids, étaient très efficaces dans le blanchiment de la peau.
* Cependant, en considération des résultats de l'Exemple Expérimental 4, montrant que la formulation de la
Formulation Comparative qui contient 5,0% de 4-hydroxy-5-
méthyl-3[2H]-furanone est irritante pour la peau, on préfère
que les formulations contiennent 0,1 à 3,0% en poids de 4-
hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone à la lumière de la sécurité
et de l'efficacité.
Formulations 4 - 8 Divers exemples de formulations contenant respectivement l'extrait éthanolique ou un extrait partiellement purifié contenant 0,5 à 9,0% en poids de 4-hydroxy-5- méthyl-3[2H]-furanone sont présentés dans le
Tableau 6.
Tableau 6
Composants Parties en poids
Formu- Formu- Formu- Formu- Formu-
lation 4 lation 5 latlon 6 lation 7 lation 8
Extrait 20 30 - - -
Ethanolique de l'Exemple 5 Extrait n- - - 1, 0 10 30 Butanolique de
l'Exemple 5
Tween 80 5,0 5,0 2,0 5,0 5,0 Acide stéarique 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Monostéarate de 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 glycéryle Polysorbate 80 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Squalene 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 Triéthanolamine 0,2 0, 2 0,2 0,2 0,2
Parfum q.s. q.s. q.s. q.s. q.s.
Agent q.s. q.s. q.s. q.s. q.s.
conservateur
Pigments q.s. q.s. q.s. q.s. q.s.
Eau distillée Complé- Complé- Complé- Complé- Complé-
ment ment ment ment ment Total 100,0 100,0 1 00,0 100,0 100,0
Il est entendu que la description détaillée
suivante n'est donnée qu'à titre illustratif et que des modifications et variantes peuvent y être apportées sans que
l'on s'écarte de l'esprit et du domaine de l'invention.
Claims (6)
1 - Procédé de fabrication de la 4-hydroxy-5-
méthyl-3[2H]-furanone, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à: (a) extraire par un solvant polaire la 4-hydroxy-5- méthyl3[2H]-furanone à partir des écorces ou des aiguilles de plantes de l'espèce Pinaceae; (b) faire évaporer l'extrait obtenu à l'étape (a) pour donner un concentré et distribuer le concentré avec de l'eau et un solvant soluble dans l'huile pour donner une couche aqueuse; (c) faire évaporer la couche aqueuse de l'étape (b), et soumettre le concentré résultant à une chromatographie sur une colonne de distribution phase inverse, en employant, comme éluant, un mélange d'eau: acétonitrile: méthanol = 70 95: 0 - 20: 2,5 - 30% en poids, pour donner des fractions actives contenant la 4-hydroxy-5- méthyl-3[2H]-furanone; et (d) faire recristalliser les fractions actives avec de l'eau
ou du méthanol, pour donner une 4-hydroxy-5-méthyl-
3[2H]-furanone purifiée.
2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le solvant polaire employé à l'étape (a) est de l'eau, du méthanol, de l'éthanol, du propanol ou de l'acétone, avec utilisation d'un tel solvant individuel ou
d'un mélange d'au moins deux de ces solvants.
3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la colonne de distribution phase inverse à
l'étape (c) est une colonne garnie de silice octadécylée.
4 - Procédé de fabrication de la 4-hydroxy-5-
méthyl-3[2H]-furanone, caractérisé par le fait qu'on extrait
cette dernière à partir de plantes de l'espèce Pinaceae.
- Composition cosmétique comprenant, comme ingrédient actif, une quantité efficace de 4-hydroxy-5- méthyl-3[2H]-furanone. 6 - Composition cosmétique selon la revendication 5, caractérisée par le fait que sa teneur en 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone est comprise entre 0,1 et
3% en poids sur la base du poids total de la composition.
7 - Composition anti-oxydante comprenant, comme ingrédient actif, de la 4-hydroxy-5-méthyl-3[2H]-furanone
dans une quantité efficace pour inhiber l'oxydation.
8 - Composition pour le blanchiment de la peau, caractérisée par le fait qu'elle comprend, comme ingrédient actif, de la 4-hydroxy-5-méthyl3[2H]-furanone dans une
quantité efficace pour blanchir la peau.
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