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维生素 C 衍生物的制备及其在化妆品中的应用谷雪贤( 中山火炬职业技术学院 生物医药系，广东 中山548236)摘要: 维生素 C 衍生物克服了维生素 C 易被氧化不稳定的缺点，被广泛用于化妆品中。阐述了维生素 C 衍生物国内外的研究情况，主要对维生素 C 的磷酸酯盐、糖苷、棕榈酸酯、乙基醚、甲基硅基等衍生物的制备方法进行了总结。介绍了 其在化妆品中的应用情况，指出了维生素 C 衍生物的发展趋势。关键词: 维生素 C; 维生素 C 衍生物; 制备; 化妆品; 应用中图分类号: O629 4; Q564文献标识码: A文章编号: 0258-3283( 2011) 04-0325-04维生素 C 是众所周知的美白成分，且同时具有促进胶原蛋白合成的功能。但是维生素 C 本 身稳定性很差，不易为肌肤吸收，所以人们一直力 求寻找一种能让维生素 C 转变为稳定性好、容易 为肌肤所吸收的物质的途径，将其制备成衍生物 是目前的主要途径之一。目前应用较广泛的主要 有: 水溶性维生素 C 的磷酸酯盐、维生素 C 配糖 体、维生素 C 乙基醚衍生物等。本文将对各类维 生素 C 衍生物的合成方法及其在化妆品中的应 用情况进行综述分析。45 的环境中保温反应 10 48 h。基团保护法1. 1. 1. 2化学合成法主要采用基团保护法，首先将维生素 C 的 5 位和 6 位上的羟基保护，再与磷酰化 试剂在吡啶与水的体系中发生磷酰化反应，酸性 条件下脱除保护基，再与碱中和得到维生素 C 磷 酸酯无机盐。4Shibayama 等 报道了 2-2-( 1，3，3-三甲基正丁基) -5，7，7-甲基-辛基-L-抗坏血酸磷酸酯的 合成，并将其应用到了美白化妆品中，结果证明其 对淡化雀斑、斑点、改善皮肤晦暗有明显的效果。 合成方法如下所示:以抗坏血酸、丙酮、28% 的发烟硫酸为原料合 成 5，6-O-异-L-抗坏血酸; 以 POCl3 、2-( 1，3，3 三甲 基丁酯) -5，7，7-甲基-辛醇和三乙胺为原料，以甲 苯为反应溶剂，通入氮气，在 10 反应 12 h 后， 将反应温度升至 25 ，过滤除去乙胺盐，获得2-( 1，3，3 三甲基正丁基) -5，7，7-甲基-辛基二氯。最后利用以上合成的物质反应合成产物 2-2- ( 1，3，3 三甲基丁酯) -5，7，7-甲基-辛基-L-抗坏 血酸磷酸酯，收率 66. 6% 。1 维生素 C 衍生物的合成方法维生素 C 的磷酸酯盐化妆品中常用的维生素 C 磷酸酯衍生物主 要有维生素 C 磷酸酯镁盐、钠盐和锌盐。维生素 C 磷酸酯盐具 有 美 白、促进胶原蛋白合成的作 用1，对皮肤无任何刺激性。且人体内存在磷酸 酶，易将维生素 C 的磷酸酯盐转化为维生素 C 而 被人体所利用2。1. 1化学合成法维生素 C 直接与磷酰化试剂进行酯化1. 1. 11. 1. 1. 1酶合成法1. 1. 2因为维生素 C 的 5 位和 6 位上的羟基也可能与三偏磷酸钠发生酯化反应，所以直接利用维生 素 C 与磷酰化试剂反应，有较多副产物，有效物 纯度较低。魏升平等3利用维生素 C 与三偏磷酸钠反 应制备了维生素 C 磷酸酯钙盐，其步骤如下: 将 维生素 C 和催化剂( 用量约为维生素 C 的 1% ) ， 加入到纯水中( 用量约等于维生素 C ) ，在 10 25 下溶解，然后调节溶液 pH 至 7 12. 5，加入30 80 g 三偏磷酸钠，在 10 50 下反应 0. 5 3 h 后，再 调 节 溶 液 pH 至 9 12. 5，移 至 10 采用化学方法制备维生素 C 磷酸酯衍生物存在副产物多、且不易 分 离、污染环境等弊 端， Dmaruo 等5通过高效液相色谱分析了磷酰化反 应产物，发现产物中除含维生素 C 磷酸酯外，还含有维生素副产物。 焦磷酸酯和双维生素磷酸酯等CC收稿日期: 2010-05-17作者简介: 谷雪贤( 1979-) ，女，河北邢台人，硕士，讲师，主 要研究方向为精细化学品的合成及分析，E-mail: guxuexian sina com。326化 学试 剂2011 年 4 月相对化学合成法，酶合成法具有反应条件温和、易控制、副产物少、环保等优点。Kyowa Hakko Kogyo 公司开发了一条酶合成路线，具有 100% 的 选择性，该方法是以维生素 C 和磷酸为原料，利戊醇、叔丁醇、正己烷、丙酮等，不同的溶剂反应转化率不同，根据大量文献报道数据的分析，发现在 使用相同的脂肪酶作催化剂时，叔戊醇中的转化 率相对较高8。夏木西卡玛尔等9 在溶剂相中用固定化脂 肪酶催化合成棕榈酸维生素 C 酯。结果表明，最 佳反应条件为: Novo 435 脂肪酶用量为反应物质 量的 4% ，叔丁醇作溶剂，反应温度 55 ，摇床转 速 200 r / min，反应时间 36 h，转化率 52% ，产品纯 度 95% 。用绿脓 杆 菌 水 溶 液 ( pH4. 3 )作 酶 催 化 剂，在40 反应 24 h 左右后，经氢氧化钠中和得到维生素 C 磷酸酯钠盐6。抗坏血酸棕榈酸酯L-抗坏血酸棕榈酸酯是一种新型的抗氧化 剂，因其具有安全、稳定、无毒的优越性，备受食 品、化妆品等行业的青睐。作为化妆品添加剂使 用具有抗皮肤衰老、促进人体成纤维细胞生长的 作用，可预防皮肤老化，是中老年护肤化妆品的理 想原料。此外，该衍生物易渗入皮肤，存在于细胞 膜中，且对皮肤无任何刺激性。目前主要合成方 法有两种: 直接酯化法和酯交换法。其合成原理 如下所示:1. 21. 3维生素 C 葡萄糖苷维生素 C 葡萄糖苷，是卫生署公布认可的美白添加剂之一，公认最为稳定的维生素 C 衍生物10，同时也是目前各大品牌最常使用的美白成 分。如欧莱雅公司将 C-糖苷衍生物与其他组分， 如抗坏血酸等协同作用，用于预防或治疗身体或 面部皮肤的老化迹象11。Gohier 等12开发了一 种含有二羟基丙酮、Retinoid、维生素 C 葡萄糖苷 等成分的物质( pH 4 5 ) ，物质可以改善皮肤，且 效果非常明显: 使肤色均匀、有光泽、预防和改善 皮肤的皱纹、防止皮肤变干、老化等，可保持皮肤 年轻光彩。维生素 C 葡萄糖苷合成方法主要是利用糖 基转移酶的特异性转糖基作用进行生物转化合 成。在该合成过程中糖基转移酶的选择非常关 键，采用不同的糖基转移酶其产物结构有所不同， 主要表现在连接维生素 C 结构上的糖基不同，大 部分产物为混合物，且产物不易分离。所以选择 合适的转移酶对该反应的产物的纯度、产率等影 响较大。目前经常使用的有环麦芽糊精葡聚糖转 移酶、-淀粉酶、-葡萄糖苷酶等。例如，Hayash- ibara 公司以 L-抗坏血酸和可溶性淀粉为原料，利 用环麦芽糊精葡聚糖转移酶生产 AA-2G ( 2-O- D-吡喃型葡萄糖基抗坏血酸) ，采用离子交换树 脂法分离，最后得到晶体。最近也有更多新型的糖基转移酶被发现采 用。例如王鹏等13从土壤中筛选出了 l 株产 - 葡萄糖苷酶的菌株 WPD2，该菌株初步鉴定为黑 曲霉( Aspergillus niger EU366904 ) ，该菌经产酶、 转化反应后葡萄糖基抗坏血酸产量可达到 370 mg / L 左右。除了 AA-2G 外，目前也有一些结构更复杂的 维生素 C 糖苷被合成，Streicher 等14合成了 2-O- ( 2，3，4，6-O-乙酰-D-吡喃葡糖) -3-O-苄基-5，6-R = H，CH3 或 C2 H3化学合成法1. 2. 1化学合成法一般用浓硫酸、HF 等作为溶剂和催化剂，使 L-抗坏血酸与棕榈酸( 酯) 发生酯化或 酯交换反应，生成 L-抗坏血酸棕榈酸酯。分离提 纯多用氯仿、甲苯等有毒溶剂。所以对该类衍生 物的研究不仅集中在合成工艺的改进上，对其副 产物的分离条件的改进也很重要。王渝红等7报道了以 L-抗坏血酸、棕榈酸为 原料，浓硫酸作催化剂及溶剂，采用直接酯化法合 成 L-抗坏血酸棕榈酸酯并对其提纯工艺条件进行了优化。采用 V( 冰水) V( 己酸乙酯)= 1 0. 3的混合液作产品析出剂; 用甲苯作初次提纯溶剂，使之具备萃取和重结晶作用，重结晶降温温度 T = 6 ; 用 V( 正己烷) V( 无水己醇) = 1 0. 5 的 混合溶液作为二次提纯溶剂，降温至 18 ，产物 纯度可达 96% 以上。该方法避免了使用高毒性 的氯仿、甲苯等溶剂。酶合成法1. 2. 2酶合成法具有反应选择性强、产物单一、分离纯化操作简便等特点。此外，催化剂酶可以重复 利用，大大降低了成本。在酶合成法中需要选择 合适的反应介质，对其要求是既要溶解 L-抗坏血 酸，又要溶解棕榈酸( 酯) ，目前常用的溶剂是叔谷雪贤: 维生素 C 衍生物的制备及其在化妆品中的应用327第 33 卷第 4 期纯化的 3-O-烷基抗坏血酸醚16。O-异亚丙基-抗坏血酸，并将其应用在了化妆品和药物中，结果证明效果良好。其合成路线如下: 首 先利用 5，6-O-异丙基-抗坏血酸与碳酸钾、溴苄在 DMO 溶剂中，合成 3-O-苄基-5，6-O-异丙基-抗坏 血酸。然后将合成的苄基衍生物和 2-O-( 2，3，4，6-O-乙酰-D-吡喃葡糖) 在 120 130 反应 3 h，产物用柱色谱进行纯化，最终获得 2-O-( 2，3，4，6-O-乙酰-D-吡喃葡糖) -3-O-苄基-5，6-O 异亚 丙基-抗坏血酸。最后将第二步中合成的葡萄糖 苷溶解到乙酸乙酯中，加入 PdC 催化剂，2 h 后 将催化剂过滤掉，得到 2-O-( 2，3，4，6-O-乙酰- D-葡萄糖) -5，6-O-异亚丙基抗坏血酸。1. 4 维生素 C 乙基醚衍生物有报道称维生素 C 乙基醚衍生物是迄今为 止最好的维生素 C 衍生物，它不仅在化学性能上 非常稳定，而且它进入皮肤后容易被生物酶分解 而发挥维生素 C 的作用。此外维生素 C 乙基醚 衍生物具有亲油亲水的两亲结构，使其在配方中 使用极为方便，此外这种两亲性使其更容易穿透 角质层进入真皮层，从而发挥其生物学功效。具 有抑制酪氨酸酶的活性、阻断黑色素形成、抗菌消 炎、赋予皮肤弹性、修复皮肤细胞活性、促进胶原 蛋白生成等作用15。本文前面提到的美国专利 8891584 中也涉 及到了该类衍生物 5，6-O-异亚丙基-L-抗坏血酸 的合成工艺。中国专利 200710130927 中报道了 一步法合成 3-O-烷基抗坏血酸醚的方法及其分 离纯化方法。利用维生素 C、碱、烷基化试剂在溶 剂中进行反应，合成 3-O-烷基抗坏血酸醚，反应 结束，回收反应溶剂，利用强碱性阴离子交换树脂 柱进行离子交换，水洗至流出液 pH8。洗脱结 束后，将合并的流出液进行减压浓缩和结晶，得到硅烷改性的抗坏血酸衍生物目前有机硅在化妆品中的应用十分广泛，主 要是因为有机硅对人体无副作用，能在皮肤表面 形成脂肪层的保护膜，防止皮肤干燥，是优良的皮 肤润滑剂和保湿剂，特别适用配制面部、眼部化妆 品用乳化剂和乳化稳定剂。目前常用的有聚二甲 基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷醇、环聚二甲基硅氧 烷、聚二甲基硅氧烷 / 乙烯基聚二甲硅氧烷交联聚 合物等17。将有机硅基团引入到抗坏血酸上，一方面可 提高抗坏血酸的稳定性，另一方面将有机硅和抗 坏血酸融入到一起，使其兼具美白、抗衰老和保湿 的作用。Leonard 等18报道了硅烷改性的抗坏血 酸的合成，该衍生物具有比抗坏血酸更高的稳定性 和生物活性，用于无水化妆品中可以改善皮肤，且具 有良好的美白、抗衰老作用。其合成方法如下。500 mL 三口烧瓶中，加入 35. 3 g 抗坏血酸和200 g 乙二醇二甲醚，持续通入氮气 18 h。然后将 三口烧瓶用铝箔包裹以避免光的照射，开动搅拌， 升温至 50 ，加入 70. 9 g 六甲基二硅氮烷，在此 温度下持续反应 8 h。反应物从白色浆状物变为 浅粉色溶液。抽真空除去溶剂等挥发物，利用气 相色谱对产物进行检测，结果只有一个色谱峰出 现。利用核磁共振谱进行分析，结果发现该物质的 结构上含有 4 个三甲基硅基。合成收率高达 95% 。1. 5抗坏酸衍生物在化妆品中的应用维生素 C 衍生物不仅具有良好的美白效果， 而且化学性质稳定、对皮肤无刺激，在国内外被广 泛应用到化妆品中，并得到了大众的认可。下表 中列出了部分应用了维生素 C 衍生物的化妆品。2表 1 维生素 C 衍生物在化妆品中的应用情况Tab 1 The application of L-ascorbic acid derivatives on cosmetics产品名称所加抗坏血酸衍生物产品作用说明巴黎欧莱雅研发的雪颜美白系列化妆品兰蔻高透美白精华素抗坏血酸葡糖苷能有效减缓肌肤变黑的速度、淡化色斑等。抗坏血酸葡糖苷减少黑色素产生、阻止黑色素细胞再受刺激、温和代谢已形成的黑色素细胞等。修复细纹和皱纹、淡化色斑和年龄斑、均匀增白肤色、滋润肌肤，舒缓干燥、回复 肌肤自然弹性、细化毛孔等。美白肌肤，去除暗黄，均匀肤色，为肌肤补充大量水分，柔润肌肤，改善粗糙等。针对因紫外线引起的干燥等肌肤问题，以及因年龄增加而失去的肌肤张力与透 明感，抑制色素产生，预防日晒引起的斑点、雀斑。滋润皮肤，保持水份平衡，同时给皮肤以感官享受。抑制黑色素生成，淡化并排出已生成的黑色素。直接阻礙黑色素細胞活性化，改 善黑斑活性化因子群的状态; 提升斑點附近肌肤的透明度，均衡整体肤色白皙 感。預防黑斑、雀斑出現。玉兰油多效修复霜抗坏血酸磷酸酯钠玉兰油多效美白霜抗坏血酸棕榈酸酯高丝 Kose 雪肌精保湿乳液抗坏血酸葡糖苷碧欧泉男士强效保湿露抗坏血酸葡糖苷资生堂 HAKU 驱黑美白露( 臻白无暇精华露)乙基抗坏血酸328化 学试 剂2011 年 4 月9夏木西卡玛尔，吾满江艾力 脂肪酶催化合成棕榈酸维生素 C 酯的研究J 应用化工，2007，36 ( 4 ) : 373-37510王冰，邱建华，张雪洪，等 维生素 C 葡萄糖苷的研究 现状及发展前景J 生物加工过程，2008，6( 4) : 1-611欧莱雅公司 与抗坏血酸组合的 C-糖苷衍生物的美 容用途: 中国，200 780 030 011P 2007-07-0312GOHIER A，JOETZJER P，MARCHELIDON H Self tan- ning compositions containing dihydroxyacetone，a retin- oid and ascorbic acid glucoside as a stabilizer: US，576382P 2009-10-0913王鹏，李江华，陆健，等 生物转化法合成葡萄糖基抗 坏血酸的产酶菌株筛选及发酵条件优化J 食品与 发酵工业，2008，34( 9) : 49-5314STREICHER H，OSTERSEHLT B，WESTENFELDER H Cosmetic and pharmaceutical preparations comprising ascorbic acid derivatives: US，967 530P 2001-10-0115北京昂立达技术有限责任公司 维 C 乙基醚在日化 中的应用J 日用化学品科学，2005，28( 8) : 4916金抒，缪晓琴 从维生素 C 一步法制备 3-O-烷基抗坏 血酸醚的分离纯化方法: 中国，200 710 130 927P2008-02-2717张国栋，李向阳 有机硅产品在化妆品中的应用J日用化学品科学，2006，29( 6) : 29-3118LEONARD JR T W，LEGROW G E，LITTAU C Method for synthesis of silylated ascorbic acid derivatives: US，972 465P 2007-10-25由上表列出的维生素 C 衍生物在化妆品中的应用情况可以看出，目前应用较多的抗坏血酸 衍生物是: 抗坏血酸葡糖苷、抗坏血酸棕榈酸酯、 乙基抗坏血酸、抗坏血酸磷酸酯钠等。其不仅被 应用于美白产品，而且在抗衰老、防晒产品中也有 较多应用。维生素 C 衍生物在美白化妆品的配 方中，主要取其抗自由基、还原黑色素的作用，在 抗衰老、保湿产品中主要是取其可以促进胶原蛋 白的生长、抗衰老、保湿的作用。此外被皮肤吸收 后，还可以发挥良好的防晒作用，所以也是防晒产 品中经常被选择的原料之一。3 结论因为目前化妆品越来越趋向于功能的多元 化，而维生素 C 衍生物一般都同时具有美白、抗 衰、防晒的作用，所以其应用也越来越广泛，对其 研究仍将是一个热点。目前有很多新型的衍生物 出现，将本身具有优良的护肤功能的物质与维生 素 C 反应制得，通过反应可以改善两者自身存在 的缺点，并将原有的效果有机的结合在一起，更好 的发挥作用。参考文献:1KATO E，OGATA E，TSUZUKI S Wrinkle preventing cosmetic: JP，2 003 267 856P 2003-09-052KAZUHISA S Beautifying cosmetic: JP，61-096 405P1987-05-023魏升平 维生素 C 磷酸酯钙盐的制备方法: 中国，200910 086 799P 2009-06-304HIROHARU S，KOICHI U Ascorbic acid derivatives and skin-whitening cosmetics: US，889 158P 2007-08-095MAURO D，WETZEL D，LEE C H，et al High-perform- ance liquid chromatographic determination of L-ascor- bate-2-phosphate in phosporylation reactionJ J Chro- matogra ，1980，187: 421-4286陈亮寰摘译 国外化工信息J 化工进展，2001，52( 4) : 55-577王渝红，徐卡秋 L-抗坏血酸棕榈酸酯的合成提纯工 艺研究J 四川化工，2006，9( 6) : 1-38汤鲁宏，张浩 非水相脂肪酶催化合