Brevet FR2698869A1 — publié le 19940610

f Les acylaminoacides et pl us spécialement les lipoaminoacides réalisés par acylation d'une chaine grasse sur des acides aminés ou peptides courts, obtenus par hydrolyse des protéines animales ont fait l'objet de nombreux brevets concernant aussi bien leur préparation que leur destination d'emploi,principalement pour la cosmétique,la pharmacie et l'agriculture. En cosmétique et en pharmacie, l'usage de ces composés est frappé d'une certaine suspicion au mnrme titre que tous les tissus animaux, du fait du risque de contamination par des agents pathogènes tels les virus. Aussi,recemment pour pallier à cette situation,s'est on retourné vers les protéines végétales,plus particulièrement celles issues de graines d'oléagineux,caractérisées par leur richesse en acides aminés essentiels. Ces acylaminoacides préparés a partir de protéines animales ou végétales,présentent un certain inconvénient du a leur odeur limitant ainsi leur utilisation principalement dans le domaine cosmétique. La présente invention a pour objet de réaliser de nouvelles structures acylaminoacides faiblement odorantes obtenues à partir d'hydrolysat total de protéines secrétées par le BOMBYX MOR Iqui correspond à la soie,celle ci étant caractérisée par la présence de deux structures polypeptidiques distinctes-la fibroïne et la25 Séricine L'hydrolyse totale conduit à la libération des acides aminés dont trois entrent dans des proportions moyennes de 90 Odu total: la glycine,dont la teneur moyenne se situe entre 45 et % CHI 2-COOH h H 2 L'al anine qui represente 28 à 30 O des chaines polypeptidiques CH 3-CH-COOH NH 2 et la sérine,caractérisée par une fonction hydroxyledont la teneur se situe entre 10 et 15 HO-CH 2-CH-COOH NH 2 Les autres acides aminés ont des teneurs inferieures à 11 sauf pour la tyrosine qui n'excède pas 5 % et la valine 2 % (The Chemical structure and the crystalline structure of bombyx Mori Silk fibroin- LOTZ-COLONA CE 5 ARFI- Biochimie 1979 61 205-214) (HPLC fractionation40 of C 5 peptides of Bombyx Mori Silk Fibroin FREDDI, FARAQO, et MAIFRENI: Sericologia 29 ( 3) 307-3246). 2- Et ant donné le volu me occupé par les fibres, on effectue 1 'hydrolyse en deux temps, d' abord par une dégraclati on en bai gnant troi S parties des fibres clans une solution contenant trois parties d'acide chlor hydri que à:33 et une partie d'eau les fibres se dégradent faci l ement a une température de I 'ordre de O , ce qui réduit considé- rabl emenlt l e vol urne des fi bres mi ses en oeuvre 1 orsq Ce les fibres sont détruites, dans un deuxi me temps on effectue l 'hydrolyse totale qui nécessite environ 4 heures pour obtenir une solution accusant une réaction biurétique négative. TO L 'hydrolysat est neutralisé par une solution de soude à 30 e jusqu'à p H 5 environ puis traité par un charbon actif pour la décoloration qui sera d'autant plus aisee,q Lu'il y aura moins de cocons et de chrysalides, étant donné que pour des raisons économiques on aura recours à des déchets constitués de fi bres plus ou moi ns agglomniérées, comportant des cocons ou des chrysalides. On effectue l e titrage de ' ' hydrolysat par forimol ti tration afin de p.ouvoir détermii ner l a quantité de chlorure ou d'anhydride d'acides gras ou organiques nécessaires à l'acylation. Dans 'l e cas de chai nes grasses a parti r de 6 atomes de carbone, On effectue 1 'acylation en versant 1 'agent acylant dans 1 'hydrolysat à des températures se situant entre 15 et 50 selon 1 a nature de 1 'agent d'acylation en mai ntenant le p H entre 10 et 11 Lorsque tout le réactif est introduit,on porte la température du milieu réact L-ionnel à 70 durant une heure,dans le cas de chlorure d'acides gras On refroidit pour arriver a une température au dessous de 30 vide à une température inferieure à 50 pour éviter 1 a coloration. Selon 'I a nature de la chaine grasse, on obtiendra des produits i i posolubles pouvant ttre réduits en poudre,ou pateux. I Dans le cas de chai nes acyl es comportant de 1 à 4 atomnies de carbone ( acétyl,propionyl, butvryl),après avoir amené le p H du milieu vers 1/ ' 5 son élimine l 'acide chlorhydrique issu de la réaction et 1 'eau par di sti l 'l ati on sous vi de, 1 ' acyl ami noaci de hydrosol ubl e étant extrait par un solvant comme 1 ' éthanol par exemple. I.Les acyl ami noaci des réal i sés sel on 1 1 i nventi on sont des m El anges d' aminoacides acyl és correspondant aux structures suivantes: H-COOH CH 3 H-COOH R-COO CH 2-CH COOH HFI-CO-R NHI-I-R h H-CO R Acyl g'I yci ne Acy'lal anine Acylséri ne - 3- 2698869 Dans lesquelles R représente un radical d'acide gras de C 6 à C 30 ou d'un acide organique en Cl à CS On obtient ainsi des acyl fibroino- sericine caractérisés par les trois acides aminés indiqués ci dessus et par de faibles quantités des autres acides aminés classiques qu'on révèle aisément en chromatographie sur couche mince et qui correspondent exactement aux spots obtenus sur l'hydrolysat de fibres de soie, caractérisés par les trois spots dominants de la glycine de 1 'alanine et de la sérine. Exemples de préparations d' acyl ami noaci des sel on 1 'invention: r Exemple 1 Hydrolyse de décherts de soie comportant des cocons: On introduit dans un réacteur 300 ml d'acide chlorhydrique à 33 %, ml d'eau et au fur et a mesure de la dégradation des fibres:300 g de déchets de soie;On porte la température vers 100 C lorsque le volume des fibres est totalement réduit,ce qui demande environ une heure, puis on porte a ébullition durant environ 4 heures Aprhs refroidissement 1 'hydrolysat est amené à p H 5 avec une solution de soude,puis filtré pour séparer les éléments hydrocarbonés des cocons On effectue selon la teneur en cocons,la décoloration de l'hydrolysat par du charbon actif soit à température ambiante soit à 8:0 o On détermine le titre de la solution par formol titration,on détermine le poids de 1 'agent acylant par rapport aux fonctions NH 2 des acides aminés libérés par 1 'hydrolyse. Exemple 2-Acylation par le chi orure de 1 auroyle: A 200 ml d'hydrolysat de soie,on ajoute,sous agitation, 400 ml d'eau et de la soude pour porter le p H à 10,5 On fait couler goutte à goutte le chlorure de lauroyle,en maintenant le p H entre 10,5 et i I,la température se situant entre 30 et 40 Lorsque tout le chlorure a été introduit,on porte la température du milieu à 70 durant une heure. Après refoidissement,on ajoute une solution d'acide chlorhydrique pour porter le p H vers 1/1,5;l'acylaminoacide décante sous forme de matte blanchâtre qui sera lavée à l'eau froide puis déshydratée sous vi de à une température i nferi eure à 50 pour évi ter des colorations On obtient un produit accusant un point de fusion de 1 'ordre de '91/901 Exemple 3-Acylation par le chi orure de palmitoyl: Comme pour l'exemple 2,à 200 ml d'hydrolysat de soie,on ajoute,dans les mnmes conditions de p H; 96 g de chlorure après acylation et chauffage à 70 on réfroidit le milieu et on libère le dérivé -4 2698869 par l'acide chlorhydrique La matte est lavée a froid puis séchée sous vide On obtient une poudre d'un P F de 98/99 + Exemple 4:Acylation par l'anhydride acétique ml d'hydrolysat sont portés à p H 10,5 et à une température maximale de 20 ,le milieu réactionnel étant maintenu à cette température par de la glace Sous agitation,on introduit goutte à goutte 98 g d'anhydride acétique,en maintenant le p H entre 10,5 et 11. Lorsque tout l'anhydride a été utilisé,1 'agitation est maintenue durant 30 minutes puis on acidifie par HCL à 33 ' afin d'obtenir un p H de 1 à 1,5 L'eau et l'acide chlorhydrique excédentaire sont éliminés sous vide On obtient finalement un mélange de chlorure de sodium et d'acétylfibroine-séricine,qui repris par un solvant comme l 'alcool permet d'éliminer par filtration le chlorure de sodium L'acyl aminoacide cristallise dans l'alcool sous forme de petits cristaux formant une mniasse cireuse d'un P F de 59/60 Le tableau ci après nous indique les différentes caractéristiques analytiques des acylaminoacides réalisés selon l'invention: CHAINES ACYLES Acétyl Octanoyl Undecylénoyl Lauroyl Palmitoyl Oléoyl Azote: 7, 5/8 5,8/6,5 4,/4,5 3,8/4,4 3,5/4 2,5/2,: Indi ce d'acide 370 274/285 230/240 220/240 275/290 140/160 L'invention s'étend à la réalisation de compositions détergentes obtenues par salification par une base minérale organique ou biologique de l'acylaminoacide dont la fraction acyle correspond à la chaine laurique comme indiqué dans l'exemple 2 On obtient ainsi un produit principalement destiné à l'hygiène corporelle,qui,à la teneur de 20 est caractérisé par un pouvoir moussant jamais atteint avec les autres acides aminés issus d'hydrolysats animaux ou végétaux,par une douceur exceptionnelle très caractéristique et un puissant pouvoir nettoyant,ces propriétés étant dues aux faibles poids moléculaires des acides aminés dont principalement la glycine. Comme bases minérales on pourra utiliser la soude ou la potasse, come bases organiques,la monoéthanolamine,et comme base biologique, la lysine ou la choline par exemple ou encore l'ammoniaque. Dans le cadre de la présente invention,les acylaminoacides pourront ètre salif-iés par des métaux dits oligoéléments,tel que le fer,le manganisele cobalt,le cuivre,les alcalino-terreux,utilisables chez l'homme,chez l'animal commne les plantes,en raison de leur support biologique. On réalisera avantageusement des compositions antisudorales, capables d'inhiber l'hyperhidrose en ayant recours aux sels d'aluminium mono et disasique avec des chai nes acyles en CE' et Cl 1 L.es acylaminoacides réalisés selon l'invention permettent d'obtenir des substances particulièrement intéressantes dans le domaine cosmétique du fait de comnporter de la sérine,un des principaux constituants de la soie,qui sous la forme acylée présente 1 'avantage d'augmenter la distribution de l'eau dans des régions déshydratées ou apolaires( A KAFPLAN:Hydrogene bonding Properties of N -Palmi toyl -Sé-ri ne- Journal of colloid and interface Science 1967 25 63-70) et d'Ltre antitoxiques (MAC FARLANE:Adv Lipid Res 1964 2 96- 12.5) On réalisera à partir de la présente invention,des compositions anti-microbiennenes,antifongiques et anti-virales,dans ce dernier cas,par exemple actives sur 'herpes. Dans le domaine de l'hygiène tel que la protection contre les poux, on aura recours à des chaines acyl comportant de 1 à 11 atomes de carbone, rendant le terrain inhospitalier pour ces parasites En agriculture,on utilisera avantageusement les acylaminés décrits salifiés par des métaux commne le cuivre par exemple,;comme agents de protection des végétaux,ou commne agents de stimulation de dével oppement. En pharmacie,on réalisera des compositions anti-inflammatoires,tel le traitement des eczemas et de 1 'intertri go par exempl e, dans le traitement de toutes inflammations microbiennes, fongiques ou virales de 1 a peau. A titre d'exemples non limitatifs de compositions diverses réalisées selon 1 'invention,citons: 1-Composi tion cosmétique Acide stéarique 8 Alcool cétylique 2 téarate de polyoxyéthylèneglycol 5 Palmitoyl fibroi ne séricine 4 G 1 ycéri ne 10 E au qsl O O -6- 2-C omposition nettoyante pour hygi ene corporelle Lauroy'l fi broine séricine sodi q ue a 20 d'extr ait S ec 30 g Ortalloy lfibroine séri ci ne 0,5 Ma Cl pour augmentationr de la viscosité 5 Eau démi inéralisée qsl 00 :3.-Savon de toilette Copeaux de savon de coprha L.auroyl fi broine séri ci ne 4-C omposition antitranspirante Ulindecylenoyl- fibroine séricine salifié par 'alumini uni sous forme dibasique pal mi itost(sarate de glycéroil alcool céty'lique polyoxyéthy'liéné propyl _n egl yco'l E aull q s 100 -C( omeposi Ltion anti pédi cul ose Octanoy'l-fi broi ne-séri ci ne A 1 cool à:30 6 Composi tion antisept ique antiacnéi que Oct Lanoyl fibroine séri cine Al cool gras pol yoxyéthyl éné Ea u 7-.Composition pour la protection des végétaux Octanoy'l fi broine séricine salifié par du cuivre Solu'tiion d'ammoniaque à 30 % E a u qs 1 00 -7 2698869 REUENDICATIONS 1-Acy'taminoacides consistant en un mélange d'acides aminés obtenus par hydrolyse totale de l a protéine secrétée par l e BOMBIX MORI, cette protéi ne étant caractérisée par deux, fractions polypepti- diques: la fibroine et la séricine. 2-Acyl ami noaci des obtenus par hydrol yse total e de 1 a protéi ne secrétée par le BOMBIX MORI,caractérisés en ce que le radical acyl comnporte de I à 30 atomes de carbone. 3-Acyl ami noacides selon les revendications 1 et 2 caractérisés en ce que la protéine provient de déchets de soie,sous forme de fibres comportant ou non cldes cocons ou des chrysalides. 4-Acyl ami noaci des sel on les revendications 1 à 3,caractérisés par la présence dominante de la glycine,de l'alanine et de la sérine. Ces trois acides aminés constituant 9 o O % de la protéine,selon une moyenne se situant entre 45 et 60 % pour la glycine; 20 à 30 % pour 1 'alanine et 10 à 15 % pour 'la sérine. -Acylami noacides selon les revendications 1 à 4,caractérisés en ce que le radical acyl comportant de 1 à 4 atomes de carbone,conduit à des structures hydrosolubles et, à parti r de 6 atomnes de carbone à des structures liposolubl es. 6-Acy'laminoacides selon les revendications de 1 à 5,caractérisés en ce qu'ils sont salifiés par des bases minérales: soude,potasse,des bases organiques:ammoniaque, éthanolamines ou des bases biologiques: 1 ysi ne, chl ore, permettant 1 a réalisation de compositions détergentes à usage corporelle,lorsque l' on a recours préférentiellement à la chai ne 1 auri que en Cl 2. 7-Acy'laminoacices selon les revendications I à 5 caractérisés en ce qu'ils sont salifiés par des métaux dits o'ligo éléments, par des alcalino terreux ou encore par 1 ' al uminium. 8 Compositions cosmétiques caractérisées en ce qu'elles contiennent des acyl ami noacides selon les revendications 1 à 7. 9-Compositions antisudorales,contenant des acylaminoacides selon les revenclications 1 à 7,caractérisées en ce que le métal est 1 'aluminium sous la forme monobasique ou dibasique. -Compositions anti-microbiennes et anti-fongiques,contenant des acylaminoacides sel on les revendications 1 à 7,caractérisées en ce que ' a chai ne acyle correspond à uin racli cal octanoyl et undécyl- énoyl 1-Compositions hygiéniques contenant des acylaminoacides selon les reuendications 1 à 7,douées de propriétés antiparasitaires (antipédiculosiques capitis et corporis), caractérisées en ce que la fraction acylée correspond à un radical acyl comportant de 1 à 1 il atomes de carbone. -8- 12.- Compositions pour à l agriculturte,contenant des acylaminoacides selon les revendications 1 à 7, destinées à la stimiulation du dèveloppement des plantes et à leur protection contre certains parasi tes. 13-Compositions médi camenteuses contenant des acylaminoacides selon 'les revendications 1 à 7, destin es aux traitements des inflammnations cutanées.