KR100195291B1

KR100195291B1 - 비이온성 비타민

Info

Publication number: KR100195291B1
Application number: KR1019970032412A
Authority: KR
Inventors: 김영대; 이정노; 김원채; 김영현; 김민기; 구명수; 조의환
Original assignee: 서경배; 주식회사태평양
Priority date: 1997-07-12
Filing date: 1997-07-12
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR19990009864A; FR2765873B1; FR2765873A1; US5869703A; DE19747600A1; CN1083449C; JP3061601B2; CN1205333A; JPH1135577A; DE19747600C2

Abstract

본 발명은 양친매성 고분자 베시클을 형성할 수 있는 비이온성 비타민 Ｅ 유도체 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 열역학적 안정성이 향상되고 생체내 적합성이 우수하면서 항산화 생리활성 기능을 갖는 양친매성 고분자 베시클(vesicle)을 형성할 수 있는 하기 일반식 (Ⅰ)로 표시되는 비이온성 비타민 Ｅ 또는 폴리에톡실레이티드 비타민 Ｅ 유도체 및 그의 제조방법, 및 이로부터 얻어지는 양친매성 고분자 베시클에 관한 것이다 :

상기 식중에서, n은 0∼30의 정수이고;

A는 -CH₂-CH(CH₃)- 또는 -CH=C(CH₃)- 이며;

B는 5-, 7- 및 8- 위치 중 적어도 하나의 위치에 결합된 -CH₃이고;

m은 1∼3의 정수이며;

R은 하기 일반식 (Ⅱ)로 표시되는 아크릴레이트 유도체 및 메타크릴레이트 유도체이다.

상기 식중에서, R₁은 H 또는 CH₃이다.

Description

비이온성 비타민 Ｅ 유도체 및 그의 제조방법, 및 그를 이용하여 형성한 항산화 작용을 갖는 양친매성 고분자 베시클{Nonionic vitamin E derivatives and a method for the preparation thereof, and polymeric amphiphilic vesicles made therefrom}

본 발명은 비이온성 고분자 양친매성 베시클을 형성할 수 있는 비이온성 비타민 Ｅ 유도체 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 열역학적 안정성이 향상되고 생체내 적합성이 우수하면서 항산화 생리활성 기능이 있는 비이온성 고분자 양친매성 베시클(polymeric amphiphilic vesicle)을 형성할 수 있는 비이온성 비타민 Ｅ 또는 폴리에톡실레이티드 비타민 Ｅ 유도체 및 그의 제조방법, 및 이로부터 얻어지는 비이온성 고분자 양친매성 베시클에 관한 것이다.

화장품 및 피부 외용연고 등에는 피부의 수분증발을 방지하기 위하여 유성물질, 예를 들면 트리글리세라이드류·에스테르류·파라핀류 등이 에몰리엔트로서 다량 사용되고 있다. 그러나 이들 유성물질은 그 구조적 특성상 화장품과 피부연고 등의 주요 기제인 물 및 수용성 성분과는 친화성이 없으므로, 유화제품의 안정성 및 장기보존성을 위하여 계면활성제 등의 추가 사용이 불가피하다.

계면활성제는 한 분자내에 화학적으로 유성 용매와 친화되는 부분(lyophilic group)과 친화되지 않는 부분(lyophobic group)이 동시에 존재하는 양친매성 분자(amphiphilic 또는 amphiphatic molecule)라 하며, 보통 한줄의 긴 알킬쇄에 여러 가지 극성기로 구성되어 있다. 이들 분자들은 용액에서 계면활성력을 가지며, 임계미셀농도(critical micelle concentration) 이상에서는 분자들이 모여서 구상, 봉상 또는 층상의 미셀을 형성하며, 이들 미셀들은 비수용성 물질을 가용화시키는 등의 성질을 보인다.

한편 천연의 생체성분 중에는 양친매성 구조를 가진 것이 많이 알려져 있는데, 예를 들면 계면활성을 나타내는 각종의 당지질, 단백질, 인지질, 사포닌 및 담즙산 등을 열거할 수 있다. 이들은 생체에서 유래된 것으로서 생체 계면활성제(biosurfactant)라 불리우며, 물에 대한 용해성이 향상되어 생체에서 생리활성 기능을 효과적으로 발휘할 수 있고, 다른 물질의 흡수를 용이하게 해주는 역활을 한다. 특히, 인지질은 막지질(membrane lipid)의 성분으로서 두 개의 지방질쇄로 구성된 소수성 부분을 갖고 있어 쉽게 리포좀을 형성할 수 있으며, 그 자체가 생체 세포의 구성성분이므로 안전성이 우수하고 또는 보습력이 우수한 성분이다. 그러나, 인지질은 2중결합을 가진 쇄로 구성되어 있으므로 쉽게 과산화물로 산화되어 세포손상을 일으켜 노화를 촉진한다.

따라서, 인지질이 아닌 알킬기 성분을 이용하여 인지질에 의한 리포좀과 같은 분자수준의 미세한 막소포인 베시클을 형성할 수 있는 물질을 개발하기 위하여 많은 노력이 있었다.

이에, 계면활성제에 대한 연구는, 두 개의 알킬쇄를 가지며, 그 분자가 친수성과 소수성의 성질을 균형있게 가질때에만 인지질과 같이 베시클 형성능이 있으므로, 이러한 합성의 양친매성 물질 개발에 집중되고 있다. 이러한 합성의 양친매성 분자에 의한 베시클로서, 1975년 J.M. 게비키(J. M. Gebicki)와 M. 힉스(M. Hicks)에 의해 최초로 2중층 막구조가 제안되었으며, 이는 올레인산과 리놀렌산의 얇은 필름을 수용액 완충액에서 흔들어줌으로써 형성되었다. 그러나, 폐쇄 2중층 막구조는 pH 6∼8의 범위 외에서는 불안정하였고, 원심분리에 의한 농축이 불가능한 문제점을 갖고 있었다. 이어서, 쿠니타게(Kunitake) 등에 의해, 디알킬디메틸암모니움(dialkyl dimethyl ammonium) 염과 디헥사데실포스페이트(dihexadecyl phosphate)를 초음파 분산시킴으로써 형성되는 베시클이 제안되었으며, 전범위의 pH에서 안정하게 형성되었다. 그러나, 이들 합성 계면활성제 베시클들은 열역학적으로 불안정하여 장기간 보존시 서로 융합하여 침전되기 때문에 그 응용에 있어서 어려운 점이 있다.

최근에는 합성의 베시클의 안정성을 향상시키기 위해, 베시클의 고분자화가 제안되었으며, 이미 베시클의 개념 이전에 한줄의 알킬쇄로 이루어진 양친매성 분자의 고분자화된 형태가 폴리소프(ploysoap)라하여 공지되어 있으나, 이러한 고분자화된 베시클의 개념과 함께 활발히 연구되고 있다.

이에, 본 발명자들은 고분자화된 양친매성 베시클 개발에 연구를 주력하여 왔으며, 비타민 Ｅ 또는 폴리에톡실레이티드 비타민 Ｅ가 생체내 적합성이 우수할 뿐만 아니라, 그 자체 계면활성을 나타내며, 피부나 모발에의 산화보호작용, 자외선으로부터의 피부보호작용, 항염증작용 등의 우수한 항산화작용을 갖고 있으있는 물질이고, 특히 베시클의 소수성기로서 이용될 수 있을 정도로 충분한 소수성 성질과 배향 특성을 갖고 있다는 사실로부터, 이미 비타민 Ｅ 또는 폴리에톡실레이티드 비타민 Ｅ에 4급 질소의 양이온성기를 도입함으로써 이루어지는 양이온성 비타민 Ｅ 또는 폴리에톡실레이티드 비타민 Ｅ 유도체에 관하여 양이온성 비타민 Ｅ 유도체 및 그의 제조방법, 및 그를 이용하여 형성한 항산화 작용을 갖는 양친매성 고분자 베시클이란 발명의 명칭으로 출원한 바 있고(특허출원 제 96-11673호). 또한, 상기 특허출원 제 96-11673호에 의해 개시된 4급 질소의 양이온성기가 도입된 양이온성 양친매성 비타민 Ｅ 유도체의 경우 베시클 형성력은 우수하나 모노머 및 고분자가 양(＋)이온성을 띠므로써 생체내의 많은 음(－)이온성 또는 양성(±)이온성 성분과의 상용성(compatibility)이 문제된다는 사실로부터, 비타민 Ｅ 또는 폴리에톡실레이티드 비타민 Ｅ에 아크릴산 유도체, 메타크릴산 유도체 또는 크로톤산 유도체를 도입함으로써 이루어지는 비이온성 비타민 Ｅ 또는 폴리에톡실레이티드 비타민 Ｅ 유도체에 관하여 비이온성 비타민 Ｅ 유도체 및 그의 제조방법, 및 그를 이용하여 형성한 항산화 작용을 갖는 양친매성 고분자 베시클이란 발명의 명칭으로 출원한 바 있다.(특허출원 제 96-29282호).

나아가서, 본 발명자들은, 특허출원 제 96-29282호의 화합물이 생체내의 상용성 및 베시클 생성능력이 향상되었지만 생리활성물질의 산화를 막아주는 항산화력이 미비하므로, 생리활성, 즉 세포막 지질에 대한 항산화 생리활성 기능을 갖는 베시클을 만들 수 있는 항산화성 비타민 Ｅ 유도체 비이온성 양친매성 고분자를 개발하고자 연구를 거듭하여 왔다.

이에, 본 발명자들은 비타민 Ｅ 또는 폴리에톡실레이티드 비타민 Ｅ 유도체와 일반적으로 양이온성 양친매성 물질의 제조에 널리 사용되어 오던 아미노기를 함유한 알릴유도체를 합성하는데 있어서 반응온도와 반응물질의 함량을 조절함으로써 열역학적으로 안정하며, 생체계에서 적합성이 우수하고, 또 생리활성이 우수한 비이온성의 양친매성 고분자 베시클을 제조할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 열역학적 안정성이 향상되고, 생체내 적합성이 우수하면서 세포막 지질성분에 대한 항산화력의 생리활성 기능을 갖는 양친매성 고분자 베시클을 형성할 수 있는 비이온성의 비타민 Ｅ 유도체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 비이온성 비타민 Ｅ 유도체를 중합시킴으로써 얻어지는 열역학적 안정성이 향상되고, 생체내 적합성이 우수하며, 세포막 지질성분에 대한 항산화력의 생리활성 기능을 갖는 양친매성 고분자 베시클을 제공하는 것이다.

상기한 목적은 하기 일반식 (Ⅰ)의 화합물에 의해 달성될 수 있다 :

상기 식중에서, n은 0∼30의 정수이고;

A는 -CH₂-CH(CH₃)- 또는 CH=C(CH₃)-이며;

m은 1∼3의 정수이며;

R은 하기 일반식 (Ⅱ)로 표시되는 아크릴산 유도체 또는 메타크릴산 유도체이다.

상기 식중에서, R₁은 H 또는 CH₃이다.

또한, 본 발명에 따른 양친매성 고분자 베시클은 하기 일반식 (Ⅲ)으로 표시될 수 있다.

상기 식중에서, n, A, B, m 및 R은 일반식 (Ⅰ) 및 일반식 (Ⅱ)에서 정의된 바와 동일하며, P는 고분자의 중합도를 나타내는 것으로 10∼5,000의 정수이다.

한편, 상기한 일반식 (Ⅰ)의 화합물은,

(1) 하기 일반식 (Ⅳ)의 비타민 Ｅ 또는 폴리에톡실레이티드 비타민 Ｅ와 할로아세트산(haloacetic acid) 또는 할로아세트산 무수물(haloacetic anhydride)과 반응시켜 일반식 (Ⅴ)의 비타민 Ｅ 할로아세테이트(Vitamin Ｅ haloacetate) 또는 폴리에톡실레이티드 비타민 Ｅ 할로아세테이트를 얻고,

상기 식중에서, B, n 및 m은 일반식 (Ⅰ)에서 정의된 바와 동일하며,

A는 -CH₂CH- 또는 -CH＝C-이고,

X는 F, Cl, Br, I 중 하나이다.

(2) 상기 (1)에서 얻은 일반식 (Ⅴ)의 화합물과 일반식 (Ⅵ)의 아크릴레이트 유도체 또는 메타크릴레이트 유도체를 1: 1.5 이상의 반응몰비로 100∼200℃의 온도에서 반응시켜서 얻을 수 있다.

상기 식중에서, R₁은 일반식 (Ⅰ)에서 정의된 바와 동일하다.

본 발명의 제조방법에 사용되는 비타민 Ｅ는 식물의 종자 등에서 추출한 천연 비타민 Ｅ 또는 합성 비타민 Ｅ이며, 합성 비타민 Ｅ는dl-α토코페롤,dl-β토코페롤,dl-γ토코페롤 또는dl-δ토코페롤에서 선택될 수 있다.

또한, 본 발명의 제조방법에 사용되는 폴리에톡실레이티드 비타민 Ｅ 중의 에틸렌옥사이드의 부가몰수는 얻어지는 양친매성 고분자 베시클의 수용해성 및 규칙적인 배열에 필요한 유동성 및 결정성을 위해 1∼30몰의 범위가 적당하다.

또한, 상기한 제조방법에서, (2)단계의 반응은 일반식 (Ⅴ)의 화합물과 일반식 (Ⅵ)의 화합물을 1:1.5 또는 그 이상의 몰비로 하여 100∼200℃의 온도 범위, 바람직하게는 120∼170℃의 온도범위에서 실시한다. 여기서 과량으로 첨가된 일반식 (Ⅵ)의 화합물은 (2)단계 반응의 친핵치환반응을 촉진하는 역할을 한다. 또 반응은 이분자 치환반응을 용이하게 하기 위하여 비양자성(apola) 유기용매 중에서 실시되며, 예를 들어 디옥산, 디메틸포름아마이드(DMF) 또는 테트라하이드로퓨란(THF)을 반응용매로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 일반식 (Ⅲ)의 양친매성 고분자 베시클은 상기한 방법으로 제조되는 일반식(Ⅰ)의 비이온성 비타민 Ｅ 유도체 자체를 초음파 분산(sonication)시켜서 얻거나, 비이온성 비타민 Ｅ 유도체를 초음파 분산시킨 후, 고분자화시킴으로써 얻을 수 있는데, 비이온성 비타민 Ｅ 유도체를 초음파 분산시킨 후 고분자화하여 제조하는 것이 바람직하다. 비이온성 비타민 Ｅ 유도체를 고분자화할 경우에는, 자유라디칼 개시제(free radical initiator)를 사용하여 50∼80℃온도범위에서 반응을 실시하거나, 자외선을 조사하여 고분자화시킨다. 이때 적당한 유동성 및 배열 안정성을 위해서 중합도는 10∼5,000의 범위가 바람직하다.

양친매성 고분자 베시클의 제조에 사용되는 자유라디칼 개시제로는, 예를 들면, 포타슘퍼설페이트(potassium persurfate; K₂S₂O₈), 하이드로겐 퍼옥사이드(hydrogen peroxide; H₂O₂), 아조이소부틸로니트릴(Azoisobutyronitile; AIBN), 아조비스(4-시아노발레르산)(Azobis(4-cyanovaleric acid))을 사용할 수 있다.

상기한 제조방법에 따라 제공되는 일반식 (Ⅰ)의 화합물은, 비타민 Ｅ 또는 폴리에톡실레이티드 비타민 Ｅ로 구성된 소수성기에 고분자화가 가능한 3급 아민기를 결합시킨 것으로, 초음파분산, 실린저 분사 등에 의해 베시클을 형성할 수 있으며, 분자내에 고분자화 될 수 있는 2중결합을 가짐으로써 라디칼 열중합 또는 자외선조사(U.V radiation)에 의해 쉽게 고분자화될 수 있으며, 고분자화된 베시클은 모노머 베시클보다 안정도가 훨씬 향상될 수 있다. 본 발명에 의해 제공되는 양친매성 고분자 베시클은 물성을 보다 친수적으로 조절할 수 있게 하면서 계면활성과 베시클 형성능력을 가지므로, 의약품 및 화장품에 사용하는 경우 기제내의 유효 수용성 물질과의 상용성이 좋으며, 이들 유효 물질의 피부와의 친화성을 향상시켜서 그 효과를 개선시킬 수 있다. 또한, 비타민 Ｅ에 비해 향상된 산화안정성 및 보습성을 가지며, 더욱이 우수한 생체안정성과 항산화력을 가지므로 산화되기 쉬운 생리활성 물질을 보다 안정하게 보존하여 생체에 전달해 줄 수 있고, 동시에 생체막의 산화를 막아주어 생체의 노화를 지연시킬 수 있다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시할 뿐이며, 본 발명이 이들 실시예로만 한정되는 것은 아니다.

(1) 비타민 Ｅ 할로아세테이트의 합성

[실시예 1] 비타민 Ｅ 클로로아세테이트의 합성

합성 비타민 Ｅ(10g, 23.2mM)과 트리에틸아민(4.0g, 39.4 mM)를 클로로포름 70㎖에 녹인 후, 얼음상에서 교반시키면서 클로로아세트산 무수물(5.14g, 30.0mM)를 적하하였다. 적하가 끝난 후, 실온에서 4시간 동안 반응시켰다. 반응용액을 물 50㎖와 5% 탄산수소나트륨(NaHCO₃)수용액 100㎖로 세척하고, 다시 물로 세척하였다. 세척 후, 망초로 탈수하고, 감압증류하여 비타민 Ｅ 클로로아세테이트(9.5g, 수율 84%)를 얻었다.

[실시예 2] 비타민 Ｅ 브로모아세테이트 합성

비타민 Ｅ (10g, 23.2mM)와 트리에틸아민(3.0g, 29.7mM)를 클로로포름 60㎖에 녹인 후, 얼음상에서 교반시키면서 브로모아세틸클로라이드(4.5g, 28.7mM)를 적하하였다. 적하가 끝난 후, 실온에서 3시간 동안 반응시켰다. 반응용액을 물 100㎖와 5% 탄산수소나트륨(NaHCO₃)수용액 70㎖로 세척하고, 다시 물로 세척하였다. 세척 후, 망초로 탈수하고, 감압증류하여 비타민 Ｅ 브로모아세테이트(11.5g, 수율 89.8%)를 얻었다.

[실시예 3] 폴리에톡실레이티드 비타민 Ｅ 클로로아세테이트의 합성

폴리에톡실레이티드 비타민 Ｅ(n= 10, 10g, 11.5mM)과 트리에틸아민(3.5g, 34.6 mM)를 클로로포름 60㎖에 녹인 후, 얼음상에서 교반시키면서 클로로아세트산 무수물(5.0g, 29.2mM)를 적하하였다. 적하가 끝난 후, 실온에서 4시간 동안 반응시켰다. 반응용액을 물 110㎖와 5% 탄산수소나트륨(NaHCO₃)수용액 70㎖로 세척하고, 다시 물로 세척하였다. 세척 후, 황산나트륨(Na₂SO₄)으로 탈수하고, 감압증류하여 폴리에톡실레이티드 비타민 Ｅ 클로로아세테이트(11.2g, 수율 92.0%)를 얻었다.

(2) 비이온성 비타민 Ｅ 유도체의 합성

[실시예 4]

폴리에톡실레이티드 비타민 Ｅ 클로로아세테이트(n=10, 20.0g, 21.1mM)와 2-(디메틸아미노)에틸메타크릴레이트(6.5g, 41.3mM)를 무수 디메틸포름아마이드(DMF)에 녹인 후, 150℃에서 24시간 동안 가열환류시켰다. 얻어진 현탁용액을 진공하에서 가열하여 용매를 제거하고 실리카겔 칼럼에서 헥산-에틸아세테이트 혼합용매로서 정제하여 일반식 (Ⅰ)의 비이온성 비타민 Ｅ 유도체를 얻었다(17.9g, 수율 80.5 %). 얻은 화합물의 구조를¹H NMR 및 IR로서 확인하였다.

¹H NMR(CDCl₃, ppm) ; δ 6.10-5.54 (s. 2H), δ 4.42-3.61(m. 42H), δ 3.40(s. 2H), δ 2.94-2.88 (t. 2H), δ 2.56 (s. 3H), δ 2.47(s. 3H), δ 2.15 (s. 3H), δ 2.11(s, 3H), δ 1.90-1.50 (m. 2H), δ 1.3-0.95 (m. 21H), δ 0.67-0.59 (m. 12H)

IR (KBr) ; 2927(-C-H), 1759(-C＝O), 1638(-C＝C-), 1158(-C-O-) cm^-1.

[실시예 5]

실시예 1에서 제조한 비타민 Ｅ 클로로아세테이트(10.0g, 19.6mM)와 2-(디메틸아미노)에틸메타크릴레이트(5.6g, 29.2mM)를 무수 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹인 후, 125℃에서 48시간 동안 가열환류시켰다. 얻어진 현탁용액을 진공하에서 가열하여 용매를 제거하고 실리카겔 칼럼에서 헥산-에틸아세테이트 혼합용매로서 정제하여 일반식 (Ⅰ)의 화합물을 얻었다(7.8g, 수율 66.1%).

[실시예 6]

상기 실시예 5에서, 비타민 Ｅ 클로로아세테이트 대신에 비타민 Ｅ 브로모아세테이트를 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하여 일반식 (Ⅰ)의 화합물을 얻었다(수율 71.6%).

[실시예 7]

상기 실시예 5에서, 비타민 Ｅ 클로로아세테이트 대신에 폴리에톡실레이티드 비타민 Ｅ 클로로아세테이트(n=20)를 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하여 일반식 (Ⅰ)의 화합물을 얻었다(수율 76.2%)

[실시예 8]

비타민 Ｅ 클로로아세테이트(10.0g, 19.6mM)와 2-(디메틸아미노)에틸아크릴레이트(6.2g, 39.2mM)를 무수 디메틸포름아마이드에 녹인 후, 170℃에서 48시간 동안 가열환류시켰다. 얻어진 현탁용액을 진공하에서 가열하여 용매를 제거하고 실리카겔 칼럼에서 헥산-에틸아세테이트 혼합용매로서 정제하여 일반식 (Ⅰ)의 화합물을 얻었다(수율 78.3%).

[실시예 9]

상기 실시예 8에서, 비타민 Ｅ 클로로아세테이트 대신에 비타민 Ｅ 브로모아세테이트를 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하여 일반식 (Ⅰ)의 화합물을 얻었다(수율 45.0%).

[실시예 10]

상기 실시에 8에서, 무수 디메틸포름아마이드 대신에 테트라하이드로퓨란을 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하여 일반식 (Ⅰ)의 화합물을 얻었다(수율 58%).

(3) 양친매성 고분자 베시클의 합성

[실시예 11] 수용액중에서 중합된 양친매성 고분자 베시클의 합성

실시예 4에서 얻은 화합물 0.2g을 이온 교환수 50㎖에 초음파 분산시킨 후, 포타슘퍼설페이트(Potassium persulfate; K₂S₂O₈)4mg을 자유라디칼 개시제로 이용하여 65℃에서 교반하면서 중합하여 토코페롤을 함유하는 고분자 베시클을 얻었다. 중합반응은 반응중 산화를 막기 위하여 공기를 질소로 탈기시킨 후 실시하였다. 중합반응은 매우 느리게 진행되었는데, 이는 실시예 4의 화합물의 소수성기가 상당히 커서 친수성이 약하기 때문인 것으로 추정된다. 얻은 양친매성 고분자 베시클의 구조는 광학현미경과 TEM(JEOL. TEM-100 cx)으로 관찰할 수 있었으며, 다소 불규칙한 구형으로 긴축의 직경이 600∼2,300Å이고, 짧은 축의 직경이 300∼1,200Å인 폐쇄형 베시클이 확인되었다.

[실시예 12] 에탄올에서 중합된 양친매성 고분자 베시클의 합성

실시예 5에서 얻은 화합물 0.2g을 4% 에탄올 용액 50㎖에 초음파 분산시킨 후, 아조이소부티로니트릴(Azoisobutyronitrile; AIBN) 2mg을 자유라디칼 개시제로 이용하여 교반하면서 중합하였다. 중합반응은 80℃까지 서서히 가열하면서 진행되었고, 중합반응 전에 질소를 사용하여 공기를 탈기시킨 후에 실시하였다. 얻은 고분자 베시클의 화학적 구조는¹H-NMR,¹³C-NMR(CDCl₃) 및 IR로 확인하였다.

¹H NMR(CDCl₃, ppm) ; δ 6.10-5.54 (s. 2H), δ 4.33-4.27(t. 2H), δ 3.67(s. 2H), δ 3.02-2.96 (t. 2H), δ 2.56 (s. 6H), δ 2.15(s. 3H), δ 2.11 (s. 3H), δ 2.0(s, 3H), δ 1.90-1.50 (m. 2H), δ 1.3-0.95 (m. 21H), δ 0.67-0.59 (m. 12H)

¹³C-NMR(CDCl₃) ; δ 169.6, 167.3(-C=O-), δ 149.5(-C=),δ 125.6(=CH₂), δ 75.1, 62.9, 58.2, 55.0(keto-six membered ring), δ 140.2, 136.2, 126.5, 124.8, 123.1, 117.4(benzene),δ 75.1, 62.9, 58.2, 55.0(oxane ring α carbon, N-CH₂-C(=O)-), -N-CH₂-CH₂-O-, δ 2.5, 29.4, 37.6, 37.5, 37.4, 37.3, 32.8, 32.7, 31.0, 27.9, 24.8, 24.5, 22.7, 22.6, 21.0, 20.6, 19.8, 19.7, 19.6, 19.5, 19.3, 13.1, 12.2, 11.8

IR (KBr) ; 2927(-C-H), 1759(-C＝O), 1638(-C＝C-), 1158(-C-O-) cm^-1.

[시험예 1] 용매 및 열안정도 시험

실시예 11과 12에서 얻은 양친매성 고분자 베시클은 모두 실온에서 8개월 이상 안정하였으며, 또한, 45℃로 가열 후 실온으로 냉각시킨 것도 모두 3개월 이상 안정하였다.

[시험예 2] 항산화력 시험

본 발명의 실시예 4와 5에서 얻은 비이온성 비타민 Ｅ 유도체와 실시예 11과 12에서 얻은 양친매성 고분자 베시클의 항산화력을 다음의 두가지 방법에 의해 측정하였다. 또한, 효과 비교를 위해, 비타민 Ｅ, 비타민 Ｅ 아세테이트, 천연의 불포화 레시틴(soybean lecithin), 합성포화 인지질인 디팔미티딜콜린(dipalmitoyl phosphatidylcholine)등의 항산화력도 비교 측정하였다.

[시험예 2-1] DPPH를 이용한 항산화력 시험

DPPH(diphenylpicrylhydrazyl : 디페닐피크릴하이드라질)은 라디칼과 반응하여 안정한 화합물로 되는 강력한 라디칼 반응 금지제로서, 항산화력이 있는 물질과 반응하여 발색되는 성질을 갖고 있다. 본 실험은 이러한 성질을 이용한 것이다.

시험관에 DPPH를 약 50㎖ 정도 넣고, 측정물질을 적가하고 수조에서 약 30분간 37℃로 유지하였다. 이때 색상 변화가 없는 시료는 항산화성이 없다는 것을 의미하며 육안으로 측정이 곤란한 경우는 UV로 측정하였다. 시험결과는 표 1에 나타내었다.

[시험예 2-2] 리놀산(linoleic acid)을 이용한 항산화력 시험

리놀산은 2중결합을 가진 화합물로서 쉽게 산화되어 과산화물로 변하는 성질을 갖고 있다. 본 실험은 이러한 성질을 이용한 것이다. 에탄올 120㎖에 2.5%의 리놀산의 에탄올 용액 2.88㎖와 40mM의 인산염 완충액(PH 7.0) 9㎖를 혼합한 대조 시료액을 40℃ 암실에서 보관하였다.

위에서 만든 혼합물 0.1㎖에, 75% 에탄올 9.7㎖와 30%의 암모니움티오시아네이트 0.1㎖를 가하였다. 이때, 각 시료 0.1㎖씩을 적가하고, 3분 경과 후 50nm에서 UV흡광도를 측정하였다. 흡광도 수치가 낮을수록 항산화성이 좋은 것이다. 시험결과는 표 1에 나타내었다.

시료	시험예 2-1 DPPH의 색상변화	시험예 2-2 UV(50nm) 흡광도
대조시료^*	갈색으로 변화	1.17
실시예 4의 화합물	갈색으로 변화	0.33
실시예 10의 고분자 베시클	갈색으로 변화	0.45
실시예 5의 화합물	갈색으로 변화	0.27
실시예 11의 고분자 베시클	갈색으로 변화	0.41
비타민 E	갈색으로 변화	0.25
비타민 E 아세테이트	색상변화 없음	0.45
천연의 불포화레시틴	색상변화 없음	0.61
디팔미토일포스파디딜콜린	색상변화 없음	0.44
*시험물질이 첨가되지 않은 DPPH 수용액

상기한 표 1의 결과로부터, 본 발명의 비이온성 비타민 Ｅ 유도체는 비타민 E와 유사함 정도의 항산화력을 나타내고, 그것의 양친매성 고분자 베시클은 비타민 E보다 약한 항산화성을 나타내지만, 대조시료와 비교하여 항산화력이 우수함을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 비이온성 비타민 E 유도체 및 이를 이용한 고분자 베시클은 열역학적으로 또는 알코올등의 용매에 대한 안정성이 우수하므로 화장품, 의약품등의 보습제 또는 양친매성 계면활성제로 이용될 수 있고, 또한 항산화력이 우수하므로 산화되기 쉬운 생리활성 물질을 안정하게 보존하여 생체에 전달해 줄 수 있으며, 동시에 생체막의 산화를 막아주어 생체의 노화를 지연시켜 줄 수 있다.

Claims

하기 일반식(Ⅰ)로 표시되는 비이온성 비타민 E 유도체:

상기 식중에서, n은 0∼20의 정수이고;

A는 -CH₂-CH(CH₃)- 또는 -CH=C(CH₃)-이며;

B는 5-, 7- 및 8- 위치 중 적어도 하나의 위치에 결합된 -CH₃이고;

m은 1∼3의 정수이며;

R은 하기 일반식 (Ⅱ)로 표시되는 아크릴레이트 유도체 또는 메타크릴레이트 유도체이다.

상기 식중에서, R₁은 H 또는 CH₃이다.
제 1항에 기재된 비이온성 비타민 E 유도체를 반복단위로 하여 구성되는 하기 일반식 (Ⅲ)으로 화학식 표시되는 양친매성 고분자 베시클 :

상기 식중에서, n, A, B, m 및 R은 일반식 (Ⅰ) 및 일반식 (Ⅱ)에서 정의된 바와 동일하며, P는 고분자의 중합도를 나타내는 것으로 10∼5,000의 정수이다.
제 1항에 기재된 일반식 (Ⅰ)의 비이온성 비타민 E 유도체의 제조방법에 있어서,

(1) 하기 일반식 (Ⅳ)의 비타민 E 또는 폴리에톡실레이티드 비타민 E와 할로아세트산(haloacetic acid) 또는 할로아세트산 무수물(haloacetic anhydride)과 반응시켜 일반식 (Ⅴ)의 비타민 E 할로아세테이트(Vitamin E haloacetate) 또는 폴리에톡실레이티드 비타민 E 할로아세테이트를 얻고,

상기 식중에서, B, n 및 m은 청구항 1항에서 정의된 바와 동일하며,

A는 -CH₂CH- 또는 -CH＝C-이고,

X는 F, Cl, Br, I 중 하나이다.

(2) 상기 (1)에서 얻은 일반식 (Ⅴ)의 화합물과 하기 일반식 (Ⅵ)의 아크릴레이트 유도체 또는 메타크릴레이트 유도체를 1: 1.5이상의 반응몰비로 용매에 녹인 후, 100∼200℃의 온도에서 반응시킴을 특징으로 하는 양이온성 비타민 E의 제조방법.

상기 식중에서, R₁은 청구항 1항에서 정의된 바와 동일하다.
제 3항에 있어서, 비타민 E는 합성 비타민 E 또는 천연 비타민 E임을 특징으로 하는 제조방법.
제 4항에 있어서, 합성 비타민 E는dl-α토코페놀, dl-β 토코페놀, dl-γ 토코페롤 또는 dl-δ 토코페롤에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 제조방법.
제 3항에 있어서, 상기 (2)단계의 반응용매는 디옥산, 디메틸포름아미드 또는 테트라히드로퓨란임을 특징으로 하는 제조방법.