word doc呋喃香豆素光化学毒性及其脱敏柑橘精油的研制

1、呋喃香豆素光化学毒性及其脱敏柑橘精油的研制品2010年10月第5期0ECOSMETICSOctober,20l0,NO.5呋喃香豆素光化学毒性及其脱敏柑橘精油的研制1.广东馨德香料科技有限公司芳香技术工作室,珠海519040;2.中山大学药学院生药学与天然药物化学实验室,广州510080梅家齐杨得坡特约栏目调查了柑橘类精油中普遍存在的呋喃香豆素类物质的种类,化学结构与分布,尤其是该类化合物对皮肤的光化学毒性作用.采用uv技术对市售芳香疗法用橙油,柠檬油,葡萄枘精油与佛手柑精油等四种柑橘类精油进行了光敏化合物呋喃香豆素含量测定,并使用液一液萃取分离技术实现了精油脱呋喃香豆素类生产性试验,开发研制

2、了四种脱敏精油.这些脱敏精油在芳香疗法使用剂量下,其呋哺香豆素类化合物的含量控制在2Oppm1)J,T,保证使用的安全与可靠.芳香疗法呋喃香豆素光化学毒性液.液分离脱敏精油PhototoxicityofFuranoeoumarinsandPreparationofFuranocoumarinFreeCitrus0ilMEIJiaqiYANGDepo2(1.AromatherapyTechnologyWorkshop,GuangdongXinDeFragranceScienceandTechnologyCo.,Ltd.,Zhuhai519040.China;2.LaboratoryforPhar

3、macognosyScienceandNaturalPharmaceuticalChemistry,SchoolofPharmacy,SunYat-SenUniversity,Guangzhou510080,China)AbstractThetypes,chemicalstructuresanddistributionsoffuranocoumarinsthatareprevalentincitrusessentialoilswereinvestigated,especiallytheirskinphototoxicity.AUVmethodwasadoptedtOanalyzethefura

4、nocoumarincontentinfourtypesofcitrusessentialoilsorangeoil,lemonoil,grapefruitoilandbergamotoil,andaspecialliquidliquidseparationwasalsoinvestigatedtoremovethesefuranocoumarinsandfourkindsoffurancoumarinfree(FCF)essentialoilswereobtained.inwhichthefuranocoumarincontentwascontrolledunder20ppmfollowin

5、gthearomatherapydirections,theirsafetyandreliabilityareguaranteed.Keywordsaromatherapyfuranocoumarinphototoxicityliquidliquidseparationfuranocoumarinfreeessentialoil香豆素类化合物是邻羟基桂皮酸的内酯,具有芳香气味,该类化合物的母核结构有简单香豆素类,呋喃香豆素类,吡喃香豆素类三种类型,是中药材中一类重要的次生代谢产物,主要分布在伞形科,豆科,菊科,芸香科,茄科,瑞香科,兰科等中药中.常见的呋喃香豆素有补骨脂素,前胡素,比克白芷素,

6、前胡苷元等.研究人员已经从芸香科柑桔属植物精油(橙油,柠檬油,葡萄柚,佛手柑等)中分离出多种香豆素类化合物,其中大部分是呋喃香豆素.这些物质的存在,使该类精油具有一定的光敏毒性,轻则引起皮肤黄褐斑或色素沉着,重则引起皮肤损伤,甚至皮收稿H:20100907肤癌,限制了其在芳香疗法中的应用.本论文调查分析了柑橘类精油呋喃香豆素类化合物的结构类型与分布,尤其是皮肤光敏毒性及使用限制,并根据该类化合物的物理,化学性质,采用现代新型液.液萃取分离技术,实现了从精油中脱除呋喃香豆素类化合物之目的,研究了化学成分和香型与芳香疗法用柑橘精油(如橙油)几乎完全相同的脱敏精油(FurancoumarinFree

7、EssentialOil,或称FCF精油).该脱敏精油产品的研制将为国内外芳香疗法市场提供更加安全可靠的柑橘hoxy.psoralen2)3,5.甲氧基补骨脂素(又名花椒毒内酯,5-methoxy.psoralen,3),4,5,8.甲基补骨脂素(4,5,8一trimethylpsoralen,1RI=H,R2H,R3=H,R4=H2R1H,R2=H,R3=H,R4=OCH33R1=H,RE=OCH3,R3=H,R4=H4RI=CH3,R2=H,R3=CH3,R4=CH34)3,氨甲基.三甲基补骨脂素(4.aminomethy45,8.trimethypsoralen,5)【,异补骨脂素(is

8、opsoralen,6)4及Bakuchicin(7)_5,其中,异补骨脂素与中药白芷中的白芷素(angelicine)为同一化合物41.此外,补骨脂中还含有两种甙类补骨脂苷(Psoralenoside,8)和异补骨脂苷(isopsoralenoside,9)【6,它们可以分别转变为补骨脂素和异补骨脂素【7.这些呋哺香豆素类化合物的结构如图1所示:5cl8.图1补骨脂中的呋喃香豆素类化合物1.2香豆素在柑桔类植物中的分布在所有的呋喃香豆素类化合物中,补骨脂素和异补骨脂素是中药补骨脂(PsoraleacorylifoliaL.)主要的有效成分,也是研究最多,最深入的呋喃香豆素,此类化合物主要是通

9、过光敏反应发挥生物效应.赵雪梅等【9已从芸香科柑桔属植物中分离出多种香豆素类化合物,对柑桔属植物胡柚果皮的化学成分及部分提取物的药理作用进行了系统研究,通过波谱方法鉴定了33个化合物结构(其中包括香豆素类化合物),通过GCMS.DS技术检测并鉴定了49个挥发性成分;通过药理实验证明其挥发油具有较好的抗真菌活性;某些化合物对T,B淋巴细胞的增殖有抑制作用;其中的黄酮类化合物具有很好的清除自由基的能力,是一种良好的自由基清除剂.香豆素在柚的根皮,茎皮及果皮中均有分布,大多数都在香豆素母核上有异戊烯取代基,形成呋喃香豆素或吡喃香豆素.目前,从柚皮中分离出8-3一DG1ucopyranosy1oxy一

10、2一hydroxy一3一methylbutyl一72H.1.benzopyran.2.one,异橙皮内酯,水合橙皮内酯,橙皮内酯,酸橙素烯醇,7.【(6,7一二羟基.3,7一二甲苯一E一辛烯基)氧1香豆素ll0】,葡萄内酯,异前胡素,花椒毒酚,野栓翅芹素”.TianShungWu等从柚的茎皮中分得两个新的类香豆素产物:buntansin.B和buntansinCE.古淑仪等对化州柚未成熟干燥幼果的化学成分进行了研究,从中分离得到3个7.甲氧基香豆素:水合橙皮内酯,野栓翅芹素和异橙皮内酯_l3.高幼蘅等从芸香科柑桔属佛手的果实进行化学成分鉴56WWW.679定,得N5,7.二甲氧基香豆素即柠檬内

11、酯成分ll4.从Citrusdeliciosaten的根中分得1个新的香豆素,美洲香豆素(xanthyletin).从柑桔属植物CitrusparadisiMacf的根中分得4个新的吖啶酮一香豆素二聚体,它们是neoacrimarinesH,neoacrimarines.I,neoacrimarines-J和neoacrimarinesK_】61.从Yala.ha(DuncangrapefruitXdancytangerine)的根中分得2个新的香豆素trans.clausarinol和khelmarinD【.从CitrushassakuHort.exTanaka(Rutaceae)的根中分得

12、3个新的双香豆素:bisnorponcitrin,khelmarinC和bishassanidint.从Citrushassaku的根中分得1个新的二聚香豆素:claudimerin.A【】9l.1-3呋哺香豆素类化合物的光化学毒性1.3.1呋喃香豆素类化合物的光化学毒性机理补骨脂素光化学疗法目前已经得到普遍应用,其作用机制可总结如下:(1)补骨脂素配合UVA照射皮肤后,它吸收光能并与DNA结合,形成光加合物,并通过破坏皮肤中的硫巯基化合物,使酪氨酸酶活性增加,刺激皮肤那些尚未完全破坏或正常的黑素细胞的功能,从而增加黑素合成;(2)补骨脂素能增强皮肤对紫外线的敏感性,增加表皮黑素细胞密度,使还

13、原型黑色素氧化成黑色素;(3)补骨脂素能刺激角朊细胞释放炎症介质,促进黑素细胞生长因子,并作用于表皮和毛囊中存贮的黑素细胞,使其增殖;(4)补骨脂素能清除黑素细胞膜上的抗黑素细胞抗体,清除或减少白斑区表皮内的朗格罕细胞,阻断朗格罕细胞的细胞毒作用,保护黑素细胞.羹羹羹一.一.一堡里l对于正常人群来讲,呋喃香豆素类的光敏性质就是对人体皮肤的一种伤害.呋喃香豆素类的皮肤光敏效应,1938年首先由Kuske,一位瑞士的皮肤病学家从佛手柑中分离bregapten(5-MOP),他或许是第一位指出呋喃香豆素具有光敏活性的科学家.1936年,我国学者达望等对补骨脂的化学成分进行了研究,1964年朱大元等报

14、告了补骨脂中的呋喃香豆素及查尔酮类成分;随即李晓玉等实验证明了补骨脂乙素的存在.1976年湖南医药工业研究所人工合成8一甲氧基补骨脂素.Harvard等1974年首先报导口服8一MOP并照射高强度的长波紫外光(UVA),治疗银屑病取得了显着效果.1.3.2呋喃香豆素类化合物的使用限制由于呋喃香豆素类化合物的光化学毒性,该类化合物的使用受到了严格的限制.根据国外芳香疗法研究资料,佛手柑脑所引起的黑斑,在皮肤上可持续数年,不易痊愈.还有证据表明,涂有香柠檬油的小鼠皮肤反复暴露在紫外光下会导致癌症(引起这一作用的化合物是5.甲氧基补骨脂).但是,出现上述结果需要大量反复暴露(每周5天,共进行75周)

15、,并以紫外光作为前提,而且选用的小鼠也被认为与人类相比其修复受损DNA的能力较差.LouisDubegret等用含有5,15和50ppm5-MOP的柠檬香油作人体皮肤试验.结果:香油使用2h后人体皮肤的光敏性达到最高.但含有50ppm5-MOP的香柠檬油加人遮光剂后可以减少光毒性至含有15ppm5-MOP但不含遮光剂的油的水平_2.柠檬油是香柠檬(Citruaurantiumsspbergamia)的提取物,一直以来都被广泛用于化妆品中,但由于其具有副作用,在很多国家被禁用.近年来它被广泛用于香薰按摩,由于含有香豆素类化合物,尤其是5-MOP,具有光敏性和黑素原特性,而且5一MOP具有潜在的光

16、毒性和光致癌性.有人比较了两个病人局部按摩香熏油,并暴露在uv下,48至72h后观察,试验结果表明使用含有补骨脂素类化合物的香料按摩会导致健康危机I2.DanielleBarth等报导柑橘橙油冷压后提取物含有大量萜类和少量psoralens.后者具有光敏毒性,其研究采用CO超临界萃取法,将提取物分为4部分.各提取物采用GCMS分析,证明补骨脂素类化合物等香豆素都被转移至蜡状物和残渣中.柑桔类精油和其他含有呋喃并香豆素的精油5392.405都有限量规定.其中对于5甲氧基补骨脂含量确定的精油,要使得在与阳光接触的皮肤产品中使用后,其含量不超过0.0015%(15mg/kg),对于其含量未测定的精油

17、应该遵守针对每种油的限制.当这些精油与其他光毒性组分共用时,要考虑加合作用,用量应相应减少.对下列含有呋喃并香豆素的精油已规定了限制:当归根油,压榨香柠檬油,压榨苦橙油,枯茗油(孜然油),压榨圆柚油(葡萄柚油),冷压柠檬油,压榨白柠檬油,芸香油.下列精油含光毒性的呋喃香豆素量极小:桔叶油20mg/kg,冷榨红桔油50mg/kg,冷榨桔油250mgg,欧芹叶油20mg/kg,单独使用量一般不会超过15mg/kg的限制,但合用时要注意使总的5.甲氧基补骨脂的含量不超过15mg/kg.王亮等报导2003年3月11El欧盟对化妆品指令作了第7次修改,规定日用香精中26种香料如在化妆品中用量超过某一限量

18、,必须在该化妆品标签上加以标明.此指令从2005年3月11起生效,其中就有香豆素.从上述调查可以发现,国内对芳香疗法精油含呋喃香豆素的限量还没有具体的规定,西方发达国家(如美国,欧盟)控制该类化合物在精油中的含量一般为20mg/kg(使用剂量).2市售精油呋喃香豆素类化合物的调查与脱敏精油(FCF精油)的研制我们随机从广东市场采购了四种柑橘类精油(橙油,柠檬油,葡萄柚精油,佛手柑精油),采用紫外分光光度法测定了呋喃香豆素类化合物的含量,结果如下:表1市售橙油,柠檬油,葡萄柚精油与佛手柑精油呋喃香豆素含量呋喃香豆素含量换算成ppm的香豆素含量箱样品名称(mg/mL)(mg,kg)橙油5_2358

19、11柠檬油8.O18900葡萄柚7.51258347佛手柑11.825l3l39从表1可以看出,上述四种市售精油中原料呋喃香豆素含量很高,按照一般使用剂量0.5%(V/计算,它们在使用情况下的含量为:橙油29.055mg/kg,柠檬油44.50mg/kg,葡萄柚精油41.735mg/kg,佛手柑精油65.695mg/kg.这些产品使用剂量情况下呋喃香豆素的含量全部超过20mg/kg,按照国际通行标准,应为不合格产品.采用溶剂萃取,活性碳吸附,尿素包合技术,柱层析,液.液萃取分离,HPLC与HSCCC分离等综合技术,研究精油(原料)脱除呋喃香豆素的实验室丁艺与T业化使用技术,发现液一液萃取分离技

20、术可以去除柑橘类精油中呋喃香豆素类化合物(脱敏精油或FCF精油),使其达到使用环境下的安全浓度(表2).从表2可以看出,脱敏精油在正常使用剂量(0.5%)情况下呋喃香豆素的含量分别为:橙油0.535mg/kg,柠檬油1.8mg/kg,葡萄柚精油0-3mg/l,佛手柑精油1.2mg/kg,远远低于国际通行标准的20mg/kg;即使用量达到5%(正常剂量的10倍),这些精油还是在安WWW.57表2脱敏精油(橙油,柠檬油,葡萄柚精油,佛手柑精油)呋喃香豆素含量呋喃香豆素含量换算成ppm的香豆素含量含量(mg/mL)(mg/kg)脱敏橙油0.0965107脱敏柠檬油O.3175353脱敏葡萄枘0.05

21、37560脱敏佛手柑0.22275247.5全的范围内(如呋喃香豆素含量最高的柠檬油也只有17.65mg/kg).在上述1二作的基石;lj上,我们比较了上述四种脱敏精油与市售普通精油在化学成分与香型上的改变,GC.MS分析表明,脱敏精油保留了原料(普通精油)95%以上的化学成分,其香型(珠海馨德芳香技术工作室评价)保存完整,适合芳香疗法中针对各类皮肤使用,尤其是敏感皮肤以及像亚洲这样崇尚”皮肤美白”的同家或地区(如:中同,日本,香港,台湾)使用.3结束语芳香疗法是上世纪发展起来的一种替代疗法,它将植物精油刚于治疗以及保健用途,因此非常注重原料的天然,稳定与安全性.采用低毒性的植物精油与功能基础

22、油是芳香疗法和现代天然化妆品的根本需要和发展趋势.国际香料协会(IFRA)在对1300多种香料物质检测后列50种不适于作为香料,另外58种对其用法含量做出限定,其巾大部分都是精油,包括了含有呋喃香豆素等皮肤光敏性物质的植物精油.对于含有这些物质的精油IFRA以及欧盟供消费的化妆品和非食物产品科学委员会(SCCNFP)对其用法用量作出了许多限制,制约了精油的消费和贸易.脱敏精油(FCF精油)产品的研发最终面世.无疑可以提高芳疗精油使用的安全性,减少精油的使用限制,并扩大使用范罔.”香疗安全”是一个全球性的问题,由此所造成的皮肤损伤,美容失败或健康危机屡见报告,所涉及的健康伤害案件或司法纠纷也为从

23、事精油与化妆品领域的科学家提fJ1了新的挑战性课题.我们必须积极面对,如食品安全和药品安拿一样,要努力为消费者提供”安全,有效,稳定,可控”的芳疗技术与芳疗产品.23参考文献JoishS.ManjunathB.LandRS.Vcnkatia.ChemicalexaminationoftheseedsofPsoraleacoilia(Linn.)叨.Jouma1oftheIndianChemicalSociety,1933,f10):41-46.KhannaPLSeshadfitR.ChemicalstudiesofPsoraleacorylitbliaJCurrentScience1971.4

24、Of19):505511.AverbeckD,MoustacchiE.8-MethOxypsOra1enplus365nm58WWW.lighteffectsandrepakinyeastJ.Biochimicaacta.,1975,395(4)393.404.14JJoishS,ManjunathBL.1dentityofisopsoraleneaconstituentoftheseedsofPsoraleacorylifoliaLwithangelicinfromtherootsofAngelicaarchangelicaLlJ1.BerichtederDeutchenChemischen

25、GesellschaftAbteilungB:Abhandlungen,1936,69(B):964967.15jKondoYKatoA,KubataYBakuchicinnewsimplefuranocoumarinfromPsoraleacorylifoliaLJJ.Heterocysles,1990,31(1):187190.16JBajwaBS,KhannaPL,SeshadfiTR.Componentsofpartsofseeds(fruits)ofPsoraleacorylifoliaJ.IndianJournalofChemistry,1974,12fl1:】519.7JQiao

26、CF,HanQB,SongJZ.QualityassessmentofFructusPsoraleaJllChemicalandPharmaceuticalBulletin,2006,54(6):887890.18JKhastgirhN,DuttaguptapC,SenguptaE111estructureofpsoralidin.Tetrahedmn,1961,14(1):275283.9ZhaoXM(赵雪梅),ZhuDY(朱大元),YeXQ(t-兴乾),eta1.AdvancesinflavonoidsofCitrusJ.Nail.Prod.Res.D(天然产物研究开发),2002,14:

27、89292.110JDavidM,PavPK,JohnBSCoumarinsglycosidesfromCitrusflavedoJPhytochemistry,1987,26:25472549.111J游佐武彦,松原义治,边昭义.他.及甘夏柑果皮构造匕生理活性IJ1.油化学,1992,41(3):5557.12JFengBM(冯宝民),PeiYH(裴月湖).ResearchonthechemicalconstituentsofthecoumarinsfromCitrusgrandisOsbeckJ.J.ShenyangPharm.Univ.(沈阳药科大学),2000,17:253255.13

28、】WuTS,HuangSC,JongTT,etalCoumarins,acfidonealkaloidsandaflavonefromCitrusgrandisJ.Phytochemistry,l988,27:585587.I14E1.ShafaeAM.SolimanAS.Apyranocoumarinandtwoalkaloids(onewithantispasmodiceffect)mCitrusdeliciosaJ.Pharmazie.,1998,53:640643.15YukoT,JunkoT,YukoO,etalFournewacridone2coumarindimmersfromaCitrusplantJChemPharm.Bul1.,1998,46:15181521.16YukoHisayoK,SatomiM,eta1.StudiesoiltheconstituentsOfYa1ahaStructuresofanewacridonealkaloidandtwone