行政院國家科學委員會補助專題研究計畫成果報告
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※ 合成多羥基取代二苯乙烯化合物 ※
※ 探討其抗氧化效果應用於抗老化化粧品之研究 ※
※ Studies on Synthesis to Polyhydroxylated Stilbene and Antioxidation. ※
※ Applied to Antiageing Effects in Cosmetics ※
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計畫類別：■個別型計畫 □整合型計畫 計畫編號：NSC 90－2113-M-041-008
執行期間： 90 年 08 月 01 日至 91 年 07 月 31 日
計畫主持人：楊朝成 共同主持人：
本成果報告包括以下應繳交之附件：
□赴國外出差或研習心得報告一份
□赴大陸地區出差或研習心得報告一份
□出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份
□國際合作研究計畫國外研究報告書一份
執行單位：嘉南藥理科技大學 化粧品應用與管理系
中 華 民 國 91 年 10 月 28 日
行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告
國科會專題研究計畫成果報告撰寫格式說明 Preparation of NSC Project Reports
計畫編號：NSC 90-2113-M-041-008 執行期限：90 年 8 月 1 日至 91 年 7 月 31 日
主持人：楊朝成
執行機構及單位名稱：嘉南藥理科技大學 化粧品應用與管理系
一、中文摘要
本報告主要利用有機合成方法，進行 一 系 列 多 羥 基 取 代 二 苯 乙 烯 化 合 物 (polyhydroxylated stilbene)，經由電化學方 法測試其氧化電位，探討其抗氧化效果。
從實驗結果顯示，我們發覺多羥基取代二 苯乙烯化合物其氧化電位之抗氧化作用與 苯環上多羥基取代位置有關，間位較鄰對 位者佳。另外我們也發覺多羥基取代二苯 乙烯化合物除了有慷抗氧化效果外，對酪 胺酸酵素活性抑制有美白作用，另外，其 在紫外線也有很強之吸收，因此也有防曬 效果，很值得應用於化粧品對抗老化美白 防曬之化粧利用研究。
關鍵詞：多羥基取代二苯乙烯，抗氧化、抗 老化。
Abstract
The objective of this thesis is investigated to synthesis polyhydroxyled stilbenes, which was identified as a potent antioxidation by BAS 100B electrolytic analysis and applied to antiageing cosmetics. A number of the analogues displayed enhanced antioxidant and free radical inhibitive activity relative to the natural product. The most potent compounds in the series to be trans-meta-polyhydroxyled stilbenes.
Keywords: polyhydroxyled stilbenes,antioxidant activity, antiageing effect.
二、緣由與目的
由於科技發展，人類平均壽命延長，
老年化社會來臨，抗老化產品已為二十一 世紀主流商品，因此，許多科學家投入抗 老化產品之研究。去年我們實驗室針對多
羥基取代二苯乙烯在抑制酪胺酸形成黑黑 色素效果之研究，發展間位多羥基取代二 苯乙烯對黑色素抑制有令人滿意的效果。
從文獻報導指出，多酚(polyphenol)化 合物在抗自由基有良好效果，並廣泛應用 於健康食品及抗老化保養品中，從文憲報 導，我們發覺從葡萄籽萃取出之多酚對消 除自由基有不錯之效果。也有許多文憲利 用不同方法探討對其抗氧化之研究；而我 們利用簡單的有機合成方法，合成一系列 多羥基取代二苯乙烯化合物，利用電化學 方法測試其氧化電位，探討其抗氧化產品 效果應用。
三、研究報告應含的內容
一、合成多羥基取代二苯乙烯化合物：
從文憲中我們可以取甲氧基取代之苯 甲 醛 (methoxy benzaldehyde) 化 合 物 利 用 Wittig Reaction 方法建構二苯乙烯結構，
再利用去甲基反應方法(demethylation)即 可得到多羥基取代二苯乙烯化合物。
首先我們從單取代或多取代之甲氧基 取代苯甲醛與 Wittig 試劑進行 Wittig 反 應得到 90-99 %高產率之甲氧基取代二苯 乙烯化合物，但是，接下來，進行各種去 甲基化反應方法，我們皆無法成功。
由於去甲基化反應之困難，我們將芐基 (benzyl group)來作為酚上之保護，在進行 Wittig 反 應 ， 架 構 二 苯 乙 烯(stilbenes)結 構，再利用三氯化鋁(AlCl3)及 N,N-二甲基 苯胺(N,N-dimethylaniline)在二氯甲烷溶劑
於 冰 浴 中 ， 進 行 去 芐 基 反 應 (debenzylation)，得到一系列多羥基取代二 苯乙烯化合物，如程式(一)及表(一)所示。
CHO R
CH2OH R'
CHO R'
CH2Br R'
P(OEt)3, (Bu)4NI
R'
P O
OEtOEt
CHO
"R
R'
R"
R'
R"
PhCH2Br / K2CO3 DMF
PBr3 / CH2Cl2
140 oC
1 NaH / THF 2
AlCl3 / (CH3)2NC6H5 CH2Cl2, 0 oC
3 R' = OBn
4 R' = OBn
5 R' = OBn
R" = OBn 6 R' , R" = OBn
7 R' = R" = OH
1 R = OH 2 R' = OBn
NaBH4 / THF 程式(一 )
表(一) 合成多羥基取代二苯乙烯化合物 entry Starting Material
R’ R”
Products (yield %) R’ R”
1 6a 2,3-(OBn)2 H 7a(57) 2,3-(OH)2
H 2 6b 2,4-(OBn)2 H 7b(50)
2,4-(OH)2 H 3 6c 3,4-(OBn)2 H 7c(60)
3,4-(OH)2 H 4 6d 3,5-(OBn)2 H 7d(62)
3,5-(OH)2 H 5 6e 2-OBn 2-OBn 7e(55) 2-OH 2-OH 6 6f 2-OBn 3-OBn 7f(47) 2-OH 3-OH 7 6g 2-OBn 4-OBn 7g(52) 2-OH 4-OH 8 6h 3-OBn 4-OBn 7h(56) 3-OH 4-OH 9 6i 3-OBn 2,4-(OBn)
2
7i(58) 3-OH 2,4-(OH)
2
10 6j 4-OBn 3,5-(OBn)
2
7j(65) 4-OH 3,5-(OH)
2
二、多羥基取代二苯乙烯化合物抗氧化能 力之研究：
我們利用 BAS 100B 電化學儀器，將 多羥基取代二苯乙烯溶於乙晴(acetonitrile) 中為 supporting electrolyte，以 glass carbon 電極及 platinum 電極為工作電極，Ag/AgCl 為參考電極，platinum 線為 counter 電極，
進行電化學測試。進行 CV scan 後，以 bulk electrolysis 求 出 其 化 合 物 之 電 子 氧 化 電 位；其測試氧化電位如下：
表(二) 多羥基取代二苯乙烯氧化電位：
enty Starting Material R’ R”
Oxidant Potential (E/V) 1 7a(57) 2,3-(OH)2 H
1019;-6.11E-05
2 7b(50) 2,4-(OH)2 H
604;-4.52E-06
3 7c(60) 3,4-(OH)2 H
939;-1.31E-04
4 7d(62) 3,5-(OH)2 H
610;-5.38E-05
5 7e(55) 2-OH 2-OH
1123;-2.32E-05
6 7f(47) 2-OH 3-OH
1196;-6.40E-06 1475;-8.51E-06
7 7g(52) 2-OH 4-OH
1022;-6.50E-06
8 7h(56) 3-OH 4-OH
623;-5.91E-07
9 7i(58) 3-OH 2,4-(OH)2
708;-2.46E-06
10 7j(65) 4-OH 3,5-(OH)2
503;-3.25E-04
由以上表(二)結果，我們可以發現間 位及不同苯環取代之多羥基二苯乙烯化合物 具有較低之氧化電位，也就是說較易氧化而具有較
佳之抗氧化效果。雖然尚不能推測其慷抗氧化
之機構，我們將進一步對其氧化後之反應 物分析其結果，探討其抗氧化能力，進一 步應用於抗老化化粧品中。
結 論
從實驗結果發覺多羥基取代二苯乙烯 化合物其氧化電位與對酪胺酸酵素活性抑 制作用皆與苯環上多羥基取代位置有關，
間位較鄰對位者佳。另外我們也發現多羥 基取代二苯乙烯化合物除了對抗老化及抑 制酪胺酸酵素活性有美白作用外，其在紫 外線也有很強之吸收，因此也有防曬效 果，很值得應用於化粧品對抗老化、美白、
防曬之利用研究。由於多羥基取代二苯乙
烯化合物上具有酚類結構，在化粧品主流 抗老化作用下並對其細胞毒性，有繼續值 得研究探討之議題，期待應用於保養產品 上，造福人生。
實 驗 部 分
所有反應均需攪拌，且於高純度之 氬氣下操作，反應用之玻璃器皿需在 100
oC 烘箱中乾燥 2 小時以上，取出後置放於 乾燥箱中冷卻後使用，反應用之無水(THF) 需經金屬鈉除水後蒸餾出來使用，溶劑 (DMF)也需經氫化鈣除水後蒸餾使用；二 氯甲烷溶劑須氫化鈣除水後蒸餾使用。乙 晴(CH3CN)與 AlCl3(15g/L)迴流 1 小時，蒸 餾液再與 KMnO4及 Li2CO3(各 10g/L)迴流 15 分鐘，再經 KHSO4(15g/L)迴流 1 小時，
蒸餾液再以 CaH2除水。
芐基保護羥基取代苯甲醛反應步驟 2：在 100 毫升之圓底燒瓶中加入 4-羥基取 代苯甲醛 1(10 毫莫耳)加入 50 毫升 DMF 充分攪拌，加入過量無水碳酸鉀，在氦氣 下 反 應 2 小 時 ， 再 加 入 芐 基 溴 (benzyl bromide)( 15 毫莫耳)，加熱至 50 oC 反應 6 小時，加入冰水終止反應，加入乙酸乙酯 50 毫升，用水洗去 DMF 溶劑，加入飽和 食鹽水，乾燥，利用減壓濃縮，經由 70-230 mesh 之矽膠管柱，以 5 %(EtOAc / n-hexane) 分離，得到高產率之芐氧基苯甲醛 2 化合 物。
4-Benzyloxybenzaldehyde 2i ：yield 95 %；1HNMR(CDCl3, 200 MHz) 5.31 (2 H, s), 7.25 (2 H, dd, J = 7 Hz, 2 Hz), 7.54-7.62 (5 H, m), 8.01 (2 H, dd, J = 7, 2 Hz), 10.06 (1 H, s); 13C NMR (CDCl3, 50 MHz) 70.1 (t), 115.0 (2 C, d), 127.4 (2 C, d), 128.2 (d), 128.6 (2 C, d), 130.0 (s), 131.9 (2 C, d), 135.8 (s), 163.6 (s), 190.6 (d).
製備芐氧基苯甲基醇之一般步驟 3：
在 100 毫升之圓底燒瓶中加入芐氧基取代 苯甲醛 2(10 毫莫耳)加入 40 毫升 THF 充分 攪拌，加入 NaBH4(0.4 克)之 10 毫升 THF
溶液，於 0 oC 反應 4 小時，加入冰水終止 反應，先以減壓濃縮反應之 THF 溶劑，再 以乙酸乙酯萃取(4 x 20 mL)，合併有機層，
加入飽和食鹽水洗，用無水硫酸鈉乾燥，
利用減壓濃縮，經由 70-230 mesh 之矽膠管 柱，以 20 %(EtOAc / n-hexane)分離，得到 芐氧基苯甲基醇 3 化合物。
4-Benzyloxybenzyl alcohol 3i：yield 92%；1HNMR(CDCl3, 200 MHz) 2.70 (br s, OH), 4.49 (2 H, s), 5.03 (2 H, s), 6.92 (2 H, dd, J = 8 , 2 Hz), 7.20 (2 H, dd, J = 8, 2 Hz), 7.40 (5 H, m).
製備芐氧基苯甲基溴之一般步驟 3：
在 100 毫升之圓底燒瓶中加入芐氧基取代 苯甲基醇 3(8 毫莫耳)加入 40 毫升 CH2Cl2
充分攪拌，加入三溴化磷(PBr3)(1.22 當量) 於 0 oC 反應 2 小時，再回溫反應 1 小時，
加入冰水終止反應，先以減壓濃縮反應之 THF 溶劑，再以乙酸乙酯萃取(4 x 20 mL)，
合併有機層，加入飽和食鹽水洗，用無水 硫酸鈉乾燥，利用減壓濃縮，經由 70-230 mesh 之矽膠管柱，以 5 %(EtOAc / n-hexane) 分離，得到芐氧基苯甲基溴 4 化合物。
4-Benzyloxybenzyl bromide 4i：yield 82%；1HNMR(CDCl3, 200 MHz) 4.49 (2 H, s), 5.06 (2 H, s), 6.95 (2 H, dd, J = 8, 2 Hz), 7.37 (2 H, dd, J = 8, 2 Hz), 7.40 (5 H, m).
製備 Wittig 反應試劑之一般步驟 5：
再 100 毫升之圓底燒瓶中加入芐氧基取代 苯甲基溴 4(8mmol)加入 40 毫升二甲苯 中，加入三乙氧基化磷(P(OEt)3)(1.5 當量) 及添加催化劑量之碘化四丁基胺，加熱至 140 oC 反應過夜，利用真空濃縮除去二甲 苯溶劑，得到純之 Wittig 反應試劑 5。
Diethyl [4-(benzyloxy)benzyl]phosphate 5i ：1HNMR(CDCl3, 200 MHz) 1.26 ( 6 H, t, J =7 Hz), 3.08 (2 H, d, J = 22 Hz), 3.99 (4 H, q, J = 7 Hz), 5.02 (2 H, s), 6.89 (2 H, d, J
= 8 Hz,), 7.41 (2 H, dd, J = 8, 2 Hz), 7.50 (5 H, m).
製備二苯乙烯架構之化合物的一般 步驟 6 ：在 100 毫升之圓底燒瓶中加入氫 化鈉(100 毫克)及 20 毫升 THF 溶劑中，於 0 oC 時加入 Wittig 反應試劑 5(2.5 毫莫耳 於 10 毫升 THF)，回溫至室溫反應 1 小時，
加入芐氧基苯甲醛(2 毫莫耳於 10 毫升 THF)， 反應 8 小時，加入飽和氯化銨水溶 液終止反應，先以減壓濃縮反應之 THF 溶 劑，再以乙酸乙酯萃取(4 x 20 mL)，合併有 機層，加入飽和食鹽水洗，用無水硫酸鈉 乾燥，利用減壓濃縮，經由 70-230 mesh 之矽膠管柱，以 2 %(EtOAc / n-hexane)分 離，得到芐氧基取代二甲苯乙烯 6 化合物。
(E)-1-[2,4-Bis(benzyloxy)phenyl]-2-p henylethene 6b ： yield 85 % ； 1H NMR(CDCl3, 200 MHz) 5.05 (2 H, s), 5.10(2 H, s), 6.59-6.63 (2 H, m), 7.06 (1 H, d,
J = 16 Hz), 7.23-7.55 (19 H);
13C NMR (CDCl3, 50 MHz) 70.1 (t), 70.4 (t), 110.9(d), 106.5 (d), 120.1 (s), 123.3 (d), 126.3 (3 C, d), 126.5 (d), 127.0 (4 C, d), 127.3 (2 C, d), 127.4 (d), 127.5 (d), 127.9 (4 C, d), 128.0 (6 C, d), 136.8 (s), 136.9 (s), 138.2 (s), 157.1 (s), 159.5 (s).去芐基保護之一般步驟 7 ：在一 50 毫升之圓底燒瓶中加入芐氧基取代二甲苯 乙烯 6 化合物(1 毫莫耳於 20 毫升無水之 CH2Cl2溶劑)中，在氦氣下加入 N,N-二甲基 苯胺(3 當量)及無水三氯化鋁(4 當量)於 0
oC 時反應 1 小時，加入水終止反應，在加 入 1 M HCl 15 毫升中和，洗去 N,N-二甲基 苯胺，再以乙酸乙酯萃取(4 x 20 mL)，合併 有機層，加入飽和食鹽水洗，用無水硫酸 鈉乾燥，利用減壓濃縮，經由 70-230 mesh 之矽膠管柱，以 20-30 %(EtOAc / n-hexane) 分離，得到芐氧基取代二甲苯乙烯 7 化合 物。
(E)-1-(2,4-Dihydroxphenyl)-3-phenyl ethene 7b：yield 56 %；1H NMR(MeOD, 200 MHz) 6.35 (2 H, m), 7.01 (1 H, d, J = 16
Hz), 7.19-7.53 (7 H, m); 13C NMR (MeOD, 50 MHz) 103.7 (d), 108.6 (d), 118.0 (s), 125.0 (d), 126.4 (d), 127.1 (2 C, d), 127.7 (d), 128.6 (d), 129.7 (2 C, d), 140.2 (s), 157.5 (s), 159.4 (s).
多羥基取代二苯乙烯化合物抗氧化之氧化 電位之一般試驗步驟：
取 多 羥 基 取 代 二 苯 乙 烯 化 合 物 20mg ， 溶 於 10 毫 升 含 有 0.1M TBA.PF6(tetra-n-butylaminium PF6) 之 acetonitrile 中備用。
以 glass carbon 電極及 platinum 電極為 工作電極，Ag/AgCl 為參考電極，platinum 線為 counter 電極，進行電化學測試。進行 CV scan 後，以 bulk electrolysis 分別求出 其化合物之電子氧化電位
謝 誌
本研究感謝行政院國科會經費支持下 得以完成，並感謝王詠騰老師實驗上之指 導。
五、參考文獻
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