Brevet FR2712590A1 — publié le 19950524

NOUVEAUX DERIVES DE L'ACIDE KOJIQUE CONTEXTE DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à de nouveaux dérivés de l'acide kojique, et se rapporte plus particulièrement à de nouveaux dérivés de l'acide kojique substitués par de l'acide 2-mono ou di-hydroxy- benzoique, ayant une forte activité blanchissante de la peau. 2. Description de l'art antérieur L'acide kojique, qui est obtenu par la culture d'Aspergillus, a une activité de forte inhibition de l'action de la tyrosinase, une enzyme entrant en jeu dans la formation de la mélamnine, qui est un facteur majeur dans la détermination de la couleur de la peau humaine. Il a été rapporté que les acides kojiques inhibent l'activité de la tyrosinase en formant un chélate avec l'ion cuivre dans la tyrosinase par les groupes 5-hydroxyle et 4-carbonyle. Sur la base d'une telle activité d'inhibition de la tyrosinase de l'acide kojique, de nombreuses compositions cosmétiques contenant de l'acide kojique en tant qu'ingrédient actif ont été proposées (Cf. JP 56-18569B, JP 53-3538A, JP 61-10447A et JP 62-059084A). En outre, JP 54-92632A, JP 56-77272A, JP 58-22152A, JP 60-7961B et JP 60-9722B décrivent des procédés pour améliorer les propriétés de l'acide kojique, telles que la stabilité au stockage, la compatibilité, la solubilité et similaires, et divers dérivés de l'acide kojique tels que les esters mono- ou bigras de l'acide kojique, ayant une activité d'inhibition de la tyrosinase améliorée. En outre, JP 3-14508A, JP 4-145096A, JP 4-187618A et JP 5- 39298A proposent divers dérivés de l'acide kojique ayant une forte activité d'inhibition de la tyrosinase, tels que les éthers kojiques, les acides kojiques glucosylés et les acides kojiques à acides aminés amino-protégés. En outre, JP 62-3820B, JP 64-83008A, JP 1-121205A et JP 2- 028105A décrivent des compositions incorporant divers additifs afin d'améliorer la solubilité de l'acide kojique et d'accroître l'activité de blanchiment de la peau. Les présents inventeurs ont effectué des recherches approfondies pour développer de nouveaux dérivés de l'acide kojique ayant une meilleure activité d'inhibition de la tyrosinase tout en présentant un effet secondaire diminué vis-à-vis de la peau humaine. En conclusion de celles-ci, nous avons trouvé que les dérivés de l'acide kojique dont le groupe 2-hydroxy- méthyle est substitué avec un acide mono- ou di- hydroxybenzoïque présentent une activité inhibante supérieure sur la tyrosinase. En particulier, l'acide 2-dihydroxybenzoylkojique présente une excellente activité d'élimination des radicaux, qui sont connus pour provoquer le vieillissement de la peau, et un effet secondaire diminué vis-à-vis de la peau. RESUME DE L'INVENTION Par conséquent, un objectif de l'invention est de fournir de nouveaux dérivés de l'acide kojique ayant la formule (I) suivante: 0 Ri X OHO o dans laquelle R1 est un atome d'hydrogène ou un groupe hydroxyle; et R2 est un groupe hydroxyle. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Les dérivés de l'acide kojique (I) de la présente invention peuvent être préparés par le procédé présenté dans le schéma de réaction suivant: _ O CH120H CHZC MO + SOCl, (() ()) (m) + CON' & R2 HO (w) 0 O (I) o R1 et R2 ont les mêmes significations que ci-dessus. Les composés de formule (IV) peuvent inclure, par exemple, les sels de sodium de l'acide 2-hydroxy- benzoique, de l'acide 3-hydroxybenzoïque, de l'acide 4- hydroxybenzoique, de l'acide 2,3-dihydroxybenzoique, de l'acide 2,4-dihydroxybenzoïque et de l'acide 3,4- dihydroxybenzoïque. Les composés de formule (I) peuvent inclure, de façon non limitative, la 2-(2-hydroxybenzoyl)oxyméthyl- -hydroxy-4H-pyran-4-one, la 2-(3-hydroxybenzoyl)- oxyméthyl-5-hydroxy-4H-pyran-4-one, la 2- (4-hydroxy- benzoyl) oxyméthyl-5-hydroxy-4H-pyran-4-one, la 2- (2,3dihydroxybenzoyl)oxyméthyl-5-hydroxy-4H-pyran-4-one, la 2-(2,4-dihydroxybenzoyl)oxyméthyl-5-hydroxy-4H-pyran-4- one et la 2-(3,4-dihydroxybenzoyl)oxyméthyl-5-hydroxy- 4H-pyran-4-one. Les nouveaux dérivés de l'acide kojique de formule (I) selon la présente invention peuvent être préparés, comme le montre le schéma de réaction ci-dessus, en faisant réagir l'acide kojique de formule (II) avec du chlorure de thionyle (SOCl2) dans un solvant tel que le chloroforme pour donner la 2-chlorométhyl-5-hydroxy-4H- pyran-4-one ("acide chlorokojique") de formule (III), et en faisant réagir le composé de formule (IV) avec l'acide chlorokojique dans un solvant tel que le N,N- diméthylformamide pour donner le présent composé (I). Le composé de formule (I) selon la présente invention est un dérivé de l'acide kojique dans lequel le groupe 2-hydroxyméthyle est substitué avec des acides hydroxybenzoiques et présente une activité 5 à fois supérieure à celle des dérivés de l'acide kojique connus au niveau de l'IC50 (concentration d'acide kojique pour inhiber de 50 % l'activité de l'enzyme) (Cf. exemple expérimental 1 ci-dessous). En particulier, les acides kojiques substitués en position 2 avec un acide dihydroxybenzoïque, par exemple l'acide 2,3-dihydroxybenzoïque, l'acide 2,4-dihydroxybenzoïque ou l'acide 3,4-dihydroxybenzolque, sont capables d'inhiber fortement la tyrosinase ainsi que d'éliminer efficacement les radicaux nocifs. En général, les radicaux formés dans le corps vivant sont connus pour provoquer un vieillissement de la peau, et un agent d'élimination de radicaux peut retarder le vieillissement de la peau (Japan Fragrance Journal, juin 1990, pp. 39 à 46). En tant qu'agents d'élimination de radicaux nocifs dans le corps vivant, la vitamine E (tocophérol), l'hydroquinone, la superoxyde-dismutase (SOD) et similaires sont connues. Les acides kojiques substitués- par un acide 2- dihydroxybenzoique (I) présentent une activité semblable à celle de ces agents d'élimination (Cf. exemple expérimental 2). En outre, il a été confirmé que les présents composés (I) ont un petit effet secondaire vis-à-vis de la peau humaine par une expérience d'innocuité pour la peau (exemple expérimental 3). Par conséquent, les présents composés (I) peuvent être incorporés dans des compositions cosmétiques ou des médicaments dermiques topiques aux fins de blanchir la peau, d'empêcher le brunissement de la peau ou la pigmentation. La présente invention est illustrée ci-après plus en détail par des exemples non limitatifs. Les exemples 1 à 6 montrent la préparation et l'identification des composés (I); l'exemple expérimental 1 compare l'activité d'inhibition de la tyrosinase des composés (I) et de l'acide kojique; l'exemple expérimental 2 compare l'activité d'élimination des radicaux des composés (I) et d'antioxydants conventionnels; et l'exemple expérimental 3 présente un essai d'innocuité pour la peau des composés (I). Le procédé de préparation du composé (II) intermédiaire est illustré dans l'exemple de référence. Exemple de référence: Préparation de 2-chlorom thyl- -hydroxy-4H-pyran-4-one ("acide chlorokojique") g (351,8 mmoles) d'acide kojique ont été dissous dans 250 ml de N,N-diméthylformamide. La solution obtenue a été refroidie dans un bain de glace de 10 C, et 30 ml (411,3 mmoles) de chlorure de thionyle y ont été ajoutés goutte à goutte. Le mélange a été agité à une température ambiante pendant 2 h puis 2000 ml d'eau glacée ont été ajoutés. Les précipités ont été filtrés et dissous dans 1000 ml d'acétate d'éthyle. Le produit de réaction a été séché sur du sulfate de magnésium, décoloré avec du charbon actif et filtré. Le filtrat a été concentré et de l'hexane a été ajouté pour donner des cristaux, qui ont ensuite été séchés sous vide pour donner 37,5 g (66,83 %) de l'acide chlorokojique désiré sous la forme d'un solide jaune. point de fusion: 165 à 166 C Chromatographie en couche mince (dans hexane:acétate d'éthyle = 1:2) Rf = 0,5 Exemple 1: Préparation de 2-(4-hydroxybenzoyl)- oxyméthyl-5-hydroxy-4H-pyran-4-one 1,39 g (10,1 mmoles) d'acide 4hydroxybenzoïque et 0,4 g (10,1 mmoles) d'hydroxyde de sodium ont été dissous dans 40 ml de méthanol. Les résidus obtenus après distillation du méthanol ont été dissous dans ml de N,N- diméthylformamide, et 1,46 g (9,1 mmoles) de l'acide chlorokojique préparé dans l'exemple de référence y a été ajouté. Le mélange obtenu a été chauffé sous agitation pendant 2 h dans un bain d'huile de 110 C. Après distillation du solvant, le résidu a été dissous dans 300 ml d'acétate d'éthyle. La solution d'acétate d'éthyle a été lavée avec de l'acide chlorique à 5 % et de l'eau distillée, séchée sur du sulfate de magnésium, décolorée avec du charbon actif et filtrée. Le filtrat a été concentré pour donner 1,64 g (68,7 %) de 2-(4-hydroxybenzoyl)- oxyméthyl-5-hydroxy-4H-pyran-4-one sous la forme d'un solide. point de fusion: 203 à 205 C (décomposition) CCM (dans acide acétique:éther éthylique = 25:1) Rf = 0,62 RMN 1H (DMSO-d6, 6) 5,19 (s, 2H), 6,51 (s, 1H), 6,8- 7,85 (m, 4H) 8,08 (s, 1H), 9,25 (s, 1H), 10,27 (s, 1H) RMN 13C (DMSO-d6, 6) 61,90, 112,60, 121,13, 130,7, 135,76, 139,91, 146,01, 159,78, 161,20, 165,26, 173,59 Exemple 2: Préparation de 2-(2-hydroxybenzoyl)- oxyméthyl-5-hydroxy-4H-pyran-4-one 1 g (6,2 mmoles) de salicylate de sodium et 0,9 g (15,6 mmoles) d'acide chlorokojique ont été dissous dans 70 ml de N,N-diméthylformamide. La solution obtenue a été chauffée sous agitation pendant 2 h dans un bain d'huile de 110 C. Après distillation du solvant, le résidu a été dissous dans 300 ml d'acétate d'éthyle. La solution d'acétate d'éthyle a été lavée avec de l'acide chlorique à 5 % et de l'eau distillée, séchée sur du sulfate de magnésium, décolorée avec du charbon actif et filtrée. Le filtrat a été concentré pour donner 0,85 g (58 %) de 2-(2-hydroxybenzoyl)- oxyméthyl-5-hydroxy-4H-pyran-4-one sous la forme d'un solide. point de fusion: 109 à 200 C CCM (dans éther éthylique:acide acétique = 25:1) Rf = 0,6 RMN 1H (DMSO-d6, 6) 5,22 (s, 2H), 6,58 (s, 1H), 6,9-7,8 (m, 4H) 8,1 (s, 1H), 9,26 (s, 1H), ,3 (s, 1H) RMN 13C (DMSO-d6,6) 61,97, 112, 64, 113,08, 117,5, 119,43, 130,4, 135,75, 139,95, 146, 06, 159, 71, 161,23, 167,26, 173, 6 Exemple 3: Préparation de 2-(3-hydroxybenzoyl)- oxyméthyl-5-hydroxy-4H-pyran-4-one En suivant le mode opératoire de l'exemple 1 en employant 1,39 g (10,1 mmoles) d'acide 3-hydroxy- benzoïque, 0,4 g (10,1 mmoles) d'hydroxyde de sodium et 1,46 g (9,1 mmoles) d'acide chlorokojique, on a obtenu 1,31 g (55,1 %) de 2-(3-hydroxybenzoyl)oxyméthyl-5- hydroxy-4H-pyran-4-one sous la forme d'un solide. point de fusion: 200 à 201 C CCM (dans éther éthylique:acide acétique = 25:1) Rf = 0,65 RMN 1H (DMSO-d6, 6) 5,20 (s, 2H), 6,60 (s, 1H), 7,1-7,65 (m, 4H) 8,12 (s, 1H), 9,09 (s, 1H) RMN 13C (DMSO- d6,6) 61,92, 112,60, 116,2, 120,5, 121,81, 129,7, 131,15, 139,91, 146,01, 156,1, 161,20, 167,5, 173,59 Exemple 4: Préparation de 2-(3,4-dihydroxybenzoyl)- oxyméthyl-5-hydroxy-4H-pyran-4-one En suivant le mode opératoire de l'exemple 1 en employant 4,22 g (27,4 mmoles) d'acide 3,4-dihydroxy- benzoïque, 1,1 g (27,5 mmoles) d'hydroxyde de sodium et 4 g (24,9 mmoles) d'acide chlorokojique, on a obtenu 3,0 g (43,3 %) de 2-(3,4-dihydroxybenzoyl)oxyméthyl-5- hydroxy-4H-pyran-4-one sous la forme d'un solide. point de fusion: 226 à 228 C (décomposition) CCM (dans hexane:éther éthylique = 1:2) Rf = 0,27 RMN 1H (DMSO-d6, 6) 5,12 (s, 2H), 6,49 (s, 1H), 6,8-7,38 (m, 3H) 8,1 (s, 1H), 9,24 (br, 1H), 9,44 (br, 1H), 9,88 (br, 1H) RMN 13C (DMSO-d6,6) 61,95, 112,60, 115, 13, 116,54, 121,03, 122,18, 139,91, 144,79, 146,01, 150,14, 161,20, 166,5, 173,59 Exemple 5: Préparation de 2-(2,3-dihydroxybenzoyl)- oxymthyl-5-hydroxy-4H-pyran-4-one En suivant le mode opératoire de l'exemple 1 en employant 1,0 g (6,5 nmmoles) d'acide 2,3-dihydroxy- benzoique, 0,26 g (8,5 nmmoles) d'hydroxyde de sodium et 0,92 g (7,6 nummoles) d'acide chlorokojique, on a obtenu 0,8 g (50,2 %) de 2-(2,3-dihydroxybenzoyl)oxyméthyl-5- hydroxy-4H-pyran-4-one sous la forme d'un solide. point de fusion: 199 à 201 C CCM (dans hexane:acétate d'éthyle = 1:2) Rf = 0,35 RMN 1H (DMSO-d6, 8) 5,17 (s, 2H), 6,54 (s, 1H), 6,68- 7,27 (m, 3H) 8,12 (s, 1H), 9,25 (br, 1H), 9,5 (br, 2H) RMN 13C (DMSO-d6, 6) 61,97, 112,60, 113,04, 118,2, 120,17, 120,33, 139,96, 145,5, 146,06, 150,86, 161,23, 167,26, 173,61 Exemple 6: Préparation de 2-(2,4-dihydroxybenzoyl)- oxyméthyl-5-hydroxy-4H-pyran-4-one En suivant le mode opératoire de l'exemple 1 en employant 4,22 g (27,4 mmoles) d'acide 2,4-dihydroxy- benzoïque, 1,1 g (27,5 mmoles) d'hydroxyde de sodium et 4 g (24,9 mmoles) d'acide chlorokojique, on a obtenu ,7 g (85,3 %) de 2-(3,4dihydroxybenzoyl)oxyméthyl-5- hydroxy-4H-pyran-4-one sous la forme d'un solide. point de fusion: 213 à 215 C (décomposition) CCM (dans hexane:acétate d'éthyle = 1:2) Rf = 0,4 RMN 1H (DMSO-d6, 8) 5,24 (s, 2H), 6,60 (s, 1H), 6,32- 7,68 (m, 3H) 8,13 (s, 1H), 9,33 (br, 1H), 9,8 (br, 2H) RMN 13C (DMSO-d6,6) 62,02, 102,12, 4,24, 107,96, 112,65, 131,91, 139,97, 146,15, 159,78, 159,78, 161,26, 162,25, 167,26, 173,63 Afin d'examiner l'activité d'inhibition de la tyrosinase, l'activité d'élimination des radicaux nocifs et l'innocuité pour la peau des présents dérivés de l'acide kojique, les essais suivants ont été effectués en employant les composés des exemples 1 à 6. Exemple expérimental 1: Activité d'inhibition de la tyrosinase L'activité d'inhibition de la tyrosinase des composés des exemples 1 à 6 a été comparée avec celle de l'acide kojique, comme suit: En tant qu'enzyme, la tyrosinase, qui a été extraite d'un champignon et produite par SIGMA a été achetée. De la tyrosine, un substrat, a été dissoute dans de l'eau distillée à une concentration de 0,3 mg/ml et chaque 1,0 ml de la solution a été placé dans une éprouvette. 1,0 ml de tampon sulfate de potassium (0,1 M, pH 6,8), 0,9 ml de dilutions progressives des composés des exemples 1 à 6 ou de l'acide kojique y ont été ajoutés. On a fait réagir le mélange obtenu dans un incubateur à 37 C pendant minutes. De l'éthanol et de l'eau ont été utilisés pour diluer les composés d'essai. En tant que témoin, on a utilisé 0,9 ml d'un mélange 1:1 d'éthanol et d'eau. On a ajouté 0,1 ml de solution de tyrosine (2 500 unités/ml) et on a fait réagir le mélange réactionnel dans un incubateur à 37 C pendant minutes. L'éprouvette a été rapidement refroidie dans un bain d'eau glacée pour stopper la réaction, et l'absorbance a été mesurée à 475 nm. Les activités d'inhibition de la tyrosinase des composés des exemples 1 à 6 et de l'acide kojique ont été calculées en employant l'équation suivante: 1l Inhibition de la tyrosinase (%) = 100 - Absorbance ducomposé d'essai 1 x 100 Absorbancedu témoin D'après les inhibitions (%) de la tyrosinase par une série de dilutions des composés d'essai, l'IC50, c'est-à-dire une concentration de composé d'essai qui inhibe la tyrosinase de 50 %, a été calculée pour chaque composé d'essai. Les résultats sont présentés au tableau 1. Tableau 1 Composés d'essai IC50 (PM) Acide kojique 80 Composé de l'exemple 1 10 Composé de l'exemple 2 15 Composé de l'exemple 3 15 Composé de l'exemple 4 4 Composé de l'exemple 5 14 Composé de l'exemple 6 6 Comme le montrent les résultats du tableau 1, les composés des exemples 1 à 6 présentent une activité d'inhibition de la tyrosinase 5 à 20 fois supérieure à celle de l'acide kojique, et en particulier les composés des exemples 4 et 6 présentent la plus forte activité d'inhibition de la tyrosinase. Exemple expérimental 2: Activité d'élimination de radicaux. L'activité d'élimination de radicaux nocifs des composés des exemples 1 à 6 a été comparée avec celle d'antioxydants conventionnels en utilisant l'essai d'élimination du radical DPPH (diphénylpicryl- hydrazyle), comme suit: Du DPPH a été dissous dans de l'éthanol à une concentration de 100 AM. Une série de dilutions des composés des exemples 1 à 6, de vitamine C, de vitamine E ou d'hydroquinone a été préparée. On a utilisé de l'éthanol et de l'eau pour diluer les composés d'essai. En tant que témoin, on a utilisé un mélange 1:1 d'éthanol et d'eau. La série de dilutions de chaque composé d'essai a été mélangée avec 1 900 1il de solution de DPPH et le solvant de dilution a été ajouté à 2,0 ml. On a fait réagir le mélange obtenu dans un incubateur à 37 C pendant 30 minutes. L'absorbance a été mesurée à 515 nm. Les activités d'élimination du radical des composés des exemples 1 à 6 et des antioxydants conventionnels ont été calculées en employant l'équation suivante: Activité d'élimination du radical (%) = Absorbance ducomposéd'essai 100- x 100 Absorbance du témoin D'après l'activité d'élimination du radical (%) par une série de dilutions des composés d'essai, 1'IC50, c'est-à-dire une concentration de composé d'essai qui élimine le radical DPPH de 50 %, a été calculée pour chaque composé d'essai. Les résultats sont présentés au tableau 2. Tableau 2 Composés d'essai IC50 (PM) Composé de l'exemple 1 1,91 mM Composé de l'exemple 2 2,23 mM Composé de l'exemple 3 2,03 mM Composé de l'exemple 4 11,5 Pm Composé de l'exemple 5 11,3 pM Composé de l'exemple 6 15,0 pM Vitamine C 29,2 pM Vitamine E 34,8 iM Hydroquinone 25,4 AM Comme le montrent les résultats du tableau 2, les composés des exemples 4 à 6, c'est-à-dire l'acide kojique substitué par un groupe 2-dihydroxybenzoyle, présentent une forte activité d'élimination du radical. Exemple expérimental 3: Innocuité dans le corps vivant Afin d'examiner l'innocuité des composés des exemples 1 à 6, l'essai de patch sur le corps humain a été effectué comme suit: Le bras de trente (30) volontaire sains (15 femmes et 15 hommes) a été parfaitement lavé avec de l'éthanol à 70 % et recouvert d'une chambre finlandaise contenant Pl d'une préparation crémeuse conventionnelle incorporant 0,2 % en poids d'un des composés des exemples 1 à 6. La chambre finlandaise a été parfaitement fixée au bras en utilisant une bande adhésive. 48 h plus tard, la bande et la chambre ont été enlevées, et le site adhérent du bras a été essuyé avec une gaze pour enlever la préparation restante et a été observé quant à une rougeur (érythème), un gonflement et une papule. 48 h plus tard, le site a été à nouveau examine. Les résultats sont présentés au tableau 3. Tableau 3 Préparations d'essai 48 h plus tard 96 h plus tard Témoin 0/30 0/30 Contenant le composé de 0/30 0/30 l'exemple 1 Contenant le composé de 2/30 0/30 l'exemple 2 Contenant le composé de 1/30 1/30 l'exemple 3 Contenant le composé de 1/30 0/30 l'exemple 4 Contenant le composé de 1/30 0/30 l'exemple 5 Contenant le composé de 0/30 0/30 l'exemple 6 Les résultats sont présentés quant au nombre de sujet positif/le nombre de sujets totaux. Comme le montrent les résultats du tableau 3, bien que les préparations contenant les composés des exemples 2 à 5 présentent une réaction positive faible au bout de 48 h, ces réactions, sauf celle contenant le composé de l'exemple 3, ont disparu au bout de 96 h. Par conséquent, les composés des exemples 1, 2, 4, 5 et 6 sont sans danger pour la peau humaine et le composé de l'exemple 3 est considéré comme étant sans danger car seulement un (1) des 30 patients a présenté une réaction positive faible. REVENDICATION 1. Dérivé de l'acide kojique, représenté par la formule (I): 0 4 H2- R! I HO dans laquelle R, est un atome d'hydrogène ou un groupe hydroxyle; et R2 est un groupe hydroxyle.