CN1946374A - 高分子量硅氧烷聚醚的小泡 - Google Patents

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Abstract

公开了由高分子量硅氧烷聚醚共聚物得到的小泡组合物，制备该小泡组合物的方法，以及含该小泡组合物的个人、家庭与健康护理配方。

Description

高分子量硅氧烷聚醚的小泡
相关申请的交叉参考
[0001]本申请要求2004年4月20日提交的美国专利申请No.60/563663和2004年10月21日提交的美国专利申请No.60/620999的优先权。
发明领域
[0002]本申请涉及由高分子量硅氧烷聚醚得到的小泡(vesicle)组合物，制备该小泡组合物的方法，和含有该小泡组合物的个人、家庭和健康护理配方。
发明背景
[0003]表面活性剂在含水介质中的聚集行为是研究的活跃领域。各种小泡组合物例如脂质体和类似物被开发用于许多应用且重点尤其在于设计这种体系用于借助药物或个人护理产品配方输送活性材料。这一领域长期需要确定容易形成并捕获活性材料、在各种化学和机械应力下稳定以及能在所需的条件下以控制的方式输送活性成分的小泡组合物。为此，就其形成小泡和因此捕获并输送活性成分的能力方面研究了许多种类和类型的表面活性剂。
[0004]衍生于聚硅氧烷表面活性剂，和尤其是硅氧烷聚醚表面活性剂的小泡是令人感兴趣的，因为与其他类型的表面活性剂相比，这一种类的表面活性剂拥有额外的固有的优势。例如，聚硅氧烷表面活性剂在个人护理配方中常常具有改进的美学性。
[0005]与它们形成小泡的能力一起讨论过一些硅氧烷聚醚的聚集行为。例如，Hill的美国专利5364633和5411744教导了在含水介质中自组装一些硅氧烷聚醚，形成小泡。Lin的PCT申请US2003/38455教导了在一些硅氧烷聚醚小泡内捕获各种油及其在各种个人护理配方中的用途。
[0006]尽管这些参考文献代表本领域的进展，但仍需要生产具有改进的稳定性的聚硅氧烷小泡。例如，由自组装过程形成的聚硅氧烷小泡可能缺乏耐久性。这种耐久性的缺乏会限制在形成各种最终产物中可能遇到的加工条件。此外，这种自组装的聚硅氧烷小泡可能缺乏在长的时间段内提供持续释放负载的活性成分的能力。因此，需要制备具有改进的耐久性且能在长的时间段内释放负载的活性成分的聚硅氧烷小泡的方法。
[0007]本发明人已发现，高分子量硅氧烷聚醚(SPE)在含水介质内形成小泡组合物。该小泡组合物拥有提高的稳定性且可用于制备输送个人、家庭和健康护理用活性材料的配方。
发明概述
[0008]本发明涉及小泡组合物，其包含具有用下式表示的结构的硅氧烷聚醚：
其中R1表示含有1-6个碳原子的烷基；R2表示基团-(CH2)aO(C2H4O)b(C3H6O)cR3；x为251-1000，y为1-500；z为1-500；a为3-6；b为4-20；c为0-5；和R 3是氢、甲基或酰基。
[0009]本发明进一步涉及制备小泡组合物的方法，该方法包括：
I)结合
A)以上所述的硅氧烷聚醚共聚物，
B)任选的与水混溶的挥发性溶剂，
C)水，形成硅氧烷聚醚共聚物的含水分散液；
II)混合该含水分散液，形成小泡组合物，
III)任选地，从小泡组合物中除去与水混溶的挥发性溶剂。
此外，本发明涉及含有该小泡组合物的个人、家庭和健康护理配方。
发明详述
[0010]本发明的小泡组合物包含具有用下式表示的平均结构的硅氧烷聚醚：
Figure A20058001249200061
在这些结构中，R1代表含有1-6个碳原子的烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基，R2代表基团-(CH2)aO(C2H4O)b(C3H6O)cR3；x的值为251-1000，或者251-750，或者251-500；y的值为1-500，或者1-100，或者2-50；z的值为1-500，或者1-100；m的值为3-5；n为1；a的值为3-6；b的值为4-20；c的值为0-5；和R3是氢、甲基或酰基，例如乙酰基。典型地，R1是甲基；b为6-12，c为0；和R3是氢。
[0011]此处所使用的“小泡”是本领域的常见术语，它是指由表面活性剂和/或脂质分子在含水介质中的聚集形成的实体，其特征在于存在由生成一个或多个内部孔隙的表面活性剂和/或脂质化合物形成的一个或多个壁或膜。在小泡内由表面活性剂和/或脂质形成的壁或膜可以是单层、双层、低聚层或者多层结构。可通过本领域常见的技术证实小泡的形成。典型地，当用交叉极化显微镜检查时，在小泡内的层状相结构显示出双折射。或者，可通过低温-透射电子显微镜(Cryo-TEM)技术来证明小泡的形成。
[0012]可通过本领域制备硅氧烷聚醚共聚物已知的任何方法，来制备用于制备本发明的小泡组合物的硅氧烷聚醚。然而，典型地，通过使含有SiH的有机聚硅氧烷与在分子末端具有不饱和烃基的聚氧化乙烯反应，从而获得可用于制备本发明的小泡组合物的SPE。典型地，在该反应中，不饱和烃基与SiH的摩尔比为至少1∶1。
[0013]可使用生成小泡组合物的领域中已知的任何技术，通过混合SPE与水，来制备本发明的小泡组合物。混合技术的类型与程度取决于所选SPE的特定结构。典型地，由本发明的SPE形成小泡要求存在水溶性溶剂以促进形成小泡。在优选的实施方案中，使用包括下述步骤的方法，来制备本发明的小泡组合物：
I)结合
A)具有用下式表示的结构的硅氧烷聚醚：
其中R1表示含有1-6个碳原子的烷基；
R2表示基团-(CH2)aO(C2H4O)b(C3H6O)cR3；
x为251-1000，y为1-500；z为1-500；a为3-6；b为4-20；c为0-5；
和R3是氢、甲基或酰基。
B)与水混溶的挥发性溶剂，
C)水，形成硅氧烷聚醚共聚物的含水分散液；
II)混合该含水分散液，形成小泡组合物，
III)任选地，从小泡组合物中除去与水混溶的挥发性溶剂。
所述硅氧烷聚醚组分A)与以上所述的相同。
[0014]组分B)是与水混溶的挥发性溶剂。此处所使用的“与水混溶”是指在室温下溶剂与水经至少数小时形成分散液。“挥发性”是指在各种温度下，溶剂具有比水高的蒸汽压。如此，当将有机聚硅氧烷和溶剂的含水分散液置于除去溶剂的条件下，例如在减压下加热分散液时，首先主要除去溶剂，从而允许所有或大多数水保留在组合物内。
[0015]小泡分散液制备用的合适的与水混溶的挥发性溶剂包括有机溶剂，例如醇、醚、二元醇、酯、酸、卤代烃、二元醇。有机溶剂应当与水以一定和适宜地较低比例混溶，以便有效地分散聚硅氧烷并随着时间流逝维持稳定和均匀的分散液。为了说明的目的，与水混溶的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇和高级烃醇；醚包括二元醇醚、甲乙醚、甲基异丁基醚(MIBK)等；二元醇包括丙二醇，酯包括三甘油的酯，酸和醇的酯化产物；卤代烃包括氯仿。典型地，与水混溶的有机溶剂是具有相对低沸点(＜100℃)或高的蒸发速度的溶剂，以便它们可在真空下容易除去。用于本发明的最优选的与水混溶的有机溶剂是挥发性醇，其中包括甲醇、乙醇、异丙醇和丙醇。这些醇可在环境温度下，借助真空汽提从含有聚硅氧烷小泡分散液的含水混合物中除去。
[0016]结合组分A)、B)和C)的顺序不是关键的，但典型地首先混合A)和B)，然后添加水到该混合物中。对进行组分A)、B)和C)的混合所需的条件没有特别要求或限制。可以间歇、半连续或连续工艺进行混合。
[0017]在该方法中，组分A)、B)和C)的用量可以变化，但典型地如下所述：
A)2-50wt％，或者2-25wt％，或者2-15wt％，
B)0-50wt％，或者2-30wt％，或者2-20wt％，
C)足量，以提供A)、B)和C)之和等于100％。
分散SPE所使用的B)与水混溶的挥发性溶剂的用量取决于有机聚硅氧烷的类型和存在多少亲水基团。典型地，有效分散硅氧烷的含水混合物包括5-80份溶剂和20-95份水；或者5-50份水或者10-40份水。
[0018]本发明方法的步骤II是混合在步骤I中形成的含水分散液，形成小泡。对进行小泡的混合与形成所需的条件没有特别要求和限制。混合技术可以是简单的搅拌、均化、声处理和本领域已知的在含水分散液中进行形成小泡的其它混合技术。可以间歇、半连续或连续工艺进行混合。
[0019]可通过本领域中常见的技术证实小泡的形成。典型地，当用交叉极化显微镜检查时，小泡具有显示出双折射的层状相结构。或者，可通过低温-透射电子显微镜(Cryo-TEM)技术，证明小泡的形成。也可利用粒度测量结果来表明有机聚硅氧烷充分地分散在典型小泡尺寸的含水介质内。例如，小于0.500μm(微米)的平均粒度对于分散的小泡来说是典型的。根据本发明的教导，平均粒度小于0.200微米，或者0.100微米的小泡是可能的。
[0020]本发明方法中的步骤III是任选的，和涉及除去与水混溶的挥发性溶剂组分B)。典型地，通过本领域已知的技术除去与水混溶的挥发性溶剂，例如将小泡组合物置于减压下，同时任选地加热该组合物。这种技术例举的设备包括旋转蒸发仪和薄膜式汽提器。
[0021]本发明还涉及通过上文所述的方法生产的小泡组合物。可通过本领域常见的技术来证实小泡的形成。典型地，具有层状相结构的小泡当用交叉极化显微镜检查时，显示出双折射。或者，可通过低温-透射电子显微镜(Cryo-TEM)技术来证明小泡的形成。也可利用粒度测量结果来表明有机聚硅氧烷充分地分散在典型的小泡尺寸的含水介质内。例如，小于0.500μm(微米)的平均粒度对于分散的小泡来说是典型的。根据本发明方法的教导，平均粒度小于0.200微米，或者0.100微米的小泡是可能的。
[0022]本发明进一步涉及小泡组合物，所述小泡组合物进一步包含个人、家庭或健康护理用成分。因此，小泡组合物可用于捕获，和随后在施加之后输送个人、家庭护理或健康护理用成分。在WO03/101412中教导了可能的个人、家庭或健康护理用成分的例举，在此通过参考将其引入。个人或健康护理用成分也可选自个人或健康护理“活性物质”，也就是说，已知具有化妆和/或药物活性的任何化合物。在美国专利6168782中公开了这种个人或健康护理活性物质的代表性例举，在此通过参考将其引入。
[0023]根据本发明制备的组合物可在各种非处方(OTC)个人护理组合物、健康护理组合物和家庭护理组合物中，特别是在个人护理场合中使用。因此，它们可在止汗剂、除味剂、皮肤霜、皮肤护理露、保湿剂、面部处理剂，例如痤疮或者皱纹除去剂、个人和面部清洁剂、浴油、香料、古隆水、香袋、防晒剂、剃须前和剃须后的洗剂、液体皂、剃须皂、剃须泡沫、头发香波、头发调理剂、头发喷雾剂、摩丝、长效卷发剂(permanent)、除毛剂、头发护膜涂层、化妆品、彩色化妆品、粉底、胭脂、口红、唇膏、眼线膏、染眉毛油、除油剂、彩色化妆品除去剂、指甲油和粉末中使用。
实施例
[0024]列出下述实施例，进一步阐述本发明的组合物与方法，但不要解释为限制本发明。实施例中的所有份数和百分数以重量为基础，且所有的测量结果在约23℃下获得，除非另有指示。
材料
[0025]采用已知的技术，通过用Mw为500的单烯丙氧基聚氧乙烯(AE501 Dow Chemical，Midland MI)氢化硅烷化高分子量甲基-氢聚硅氧烷(表示为MDxD`yM，其中分别地，x表示二甲基甲硅烷氧基单元的数量，和y表示甲基-氢甲硅烷氧基单元的数量)，从而制备在本发明的小泡组合物中可用的代表性高分子量硅氧烷聚醚。
[0026]此处实施例中所使用的SPE1表示由MD260D`15M与AE501反应制备的硅氧烷聚醚，和SPE2表示由MD520D`30M与AE501反应制备的硅氧烷聚醚。
测试工序
低温-透射电子显微镜(Cryo-TEM)
[0027]根据下述工序，借助Cyro-TEM技术，分析小泡组合物。使用微型移液管，在清洗并用丙酮和氯仿漂洗过的花边碳膜涂布的CuTEM格栅上装载约2.3微升含水样品溶液。用去离子水稀释样品到5％的溶液。通过用滤纸吸(blot)表面1.5秒，除去在格栅表面上的过量流体，制备用于TEM的含水薄膜。然后，在低温-投入(cryo-plunge)体系内，将格栅投入到包含在小容器(其中所述小容器位于在-175℃氛围下的较大的液氮容器内)内的液体乙烷中，以玻璃化在格栅上的水膜，和避免水结晶。将猝灭的样品格栅转移到低温-投入体系内的低温-格栅盒中。将含有该样品的格栅盒转移到用液氮填充的Gatan低温-转移体系内并负载在cryo-TEM段内，所述cryo-TEM段位于cryo-转移体系内并冷却到低于-160℃。将该样品负载在TEM(JEOL 2000FX)内，并在低于-160℃下观察图像。提供使用液氮在TEM内冷却到-180℃的冷得多的指状物(finger)，以降低在TEM分析过程中在高真空下在冷的样品表面上任何可能的污染物。使用固定在TEM柱底部的Gatan CCD照相机和数码显微照片软件，来拍摄此处所示的数码图像。
实施例1-3
[0028]通过在73.77g乙醇和165.39g水的混合物内分散44.3gSPE1，成功地制备小泡分散液。观察到具有乳状外观的均匀分散液。平均粒度为0.274微米，如表1中的实施例1所概述。
[0029]通过高压、高剪切单元，例如微流化器(Microfluidizer)进一步均化，由SPE1制备甚至具有更小粒度的均匀分散液，如表1中的实施例2所概述。
[0030]通过进一步汽提掉挥发性醇溶剂，制备在大部分水中具有小粒度的SPE1的稳定分散液。如表1的实施例3所概述，最终的分散液的组成为20％SPE小泡、5％醇和75％水。
表1
  实施例   1   2   3
  分散液类型   净SPE   净SPE   净SPE
  混合方法   混合   混合，微流化   微流化，汽提
  EtOH，g   73.770   73.770   26.49
  SPE1g   44.280   44.280   15.89
  去离子水，g   165.39   165.39   59.37
  汽提之前的批料，g   101.75
  所除去的挥发物，g   22.6
  最终的批料大小，g   283.4   283.4   79.1
  Wt％SPE1   15.62   15.62   20.09
  Wt％醇   26.03   26.03   4.87
  Wt％水   58.35   58.35   75.04
  外观   乳状均匀的分散液   雾状到浑浊的分散液   浑浊的分散液
  平均粒度，μm   0.274   0.0945   0.1011
  D(v，0.5)，μm   0.2687   0.0830   0.0918
  D(v，0.9)，μm   0.361   0.1539   0.1624
  峰1，直径，μm   0.2687   0.0830   0.0918
  峰1，体积％   100％   100％   100％
实施例4-6
在高DP SPE小泡分散液内捕获的维生素A棕榈酸酯
[0031]下述实施例表明，可将维生素A棕榈酸酯掺入到在水分散液内高DP SEP的稳定小泡内。
[0032]通过混合9.74g维生素A棕榈酸酯与44.74g SPE1和异丙醇以及乙醇，制备均匀的分散液，如表2中实施例4所述。掺入水并机械混合，形成均匀的分散液。最终的混合物是平均粒度为0.367微米的黄色分散液。
[0033]可通过在高压、高剪切处理机，例如微流化器中流过，进一步降低维生素A棕榈酸酯-捕获的SPE分散液的粒度，如表2的实施例5所述。最终的分散液是平均粒度为约0.137微米的光滑、黄色分散液。
[0034]可在最少的醇存在下，使维生素A棕榈酸酯-捕获的SPE分散液在含水混合物中稳定。如表2所述，在环境温度下，在真空下，汽提掉实施例2配方内的挥发性醇。最终的分散液如表2的实施例6所概述。该分散液为平均粒度为0.156微米的光滑、均匀的浅黄色分散液。
表2
  实施例   4   5   6
  混合方法   混合   混合，微流化   微流化，汽提
  维生素A棕榈酸酯，g   9.74   9.74   6.82
  异丙醇，g   9.74   9.74   6.86
  EtOH，g   69.5   69.5   48.82
  SPE1，g   44.74   44.74   31.42
  去离子水，g   165.15   165.15   115.98
  汽提之前的批料，g   209.88
  所除去的挥发物，g   55.2
  最终的批料大小，g   298.86   298.86   154.7
  Wt％SPE聚合物   14.97   14.97   20.31
  Wt％VAP   3.25   3.25   4.41
  Wt％醇   26.52   2.52   0.31
  Wt％水   55.26   55.26   74.97
  外观   暗黄色分散液   浅黄色分散液   光滑乳状黄色
  平均粒度，μm   0.367   0.1371   0.1557
  D(v，0.5)，μm   0.353   0.1234   0.1426
  D(v，0.9)，μm   0.514   0.2297   0.2349
  峰1，直径，μm   0.353   0.1234   0.1426
  峰1，体积％   100％   100％   100％
实施例7-10
[0035]按照以上实施例中所述的类似工序，制备两组小泡分散液以供Cryo-TEM评价。表3和4中概述了用于小泡分散液的配方。图1和2中示出了Cryo-TEM图像。
表3
 实施例   7   8
 加工历史   制备时   混合，然后汽提
 SPE1，g   25.36   22.84
 IPA，g   75.47   67.96
 水，g   150.22   135.27
 汽提之前的批料大小，g   251.05   226.06
 所除去的挥发物，g   68.05
 汽提之后的批料大小，g   158.01
 小泡分散液的组成
 ％SPE1   10.1   14.5
 ％醇   30.1   0.0
 ％水   59.8   85.5
 分散液外观   水-白色透明   乳状分散液
 平均粒度Mv，μm   0.0314   0.591
 D(v，0.5)，μm   0.02977   0.508
 D(v，0.9)，μm   0.044   1.078
表4
 实施例   9   10
 加工历史   混合   混合，然后汽提
 SPE2，g   25.28   22.88
 IPA，g   75.28   68.12
 水，g   150.15   135.87
 汽提之前的批料大小，g   250.71   226.86
 所除去的挥发物，g   69.31
 汽提之后的批料大小，g   157.55
 小泡分散液的组成
 ％SPE   10.1   14.5
 ％醇   30.0   0.0
 ％水   59.9   85.5
 分散液外观   水-白色透明   乳状分散液
 平均粒度Mv，μm   0.0372   0.973
 D(v，0.5)，μm   0.02532   0.672
 D(v，0.9)，μm   0.0376   2.116

Claims (6)

1.一种小泡组合物，其包含用下式表示的结构的硅氧烷聚醚：
其中R1表示含有1-6个碳原子的烷基；
R2表示基团-(CH2)aO(C2H4O)b(C3H6O)cR3；
x为251-1000，y为1-500；z为1-500；a为3-6；b为4-20；c为0-5；
和R3是氢、甲基或酰基。
2.权利要求1的小泡组合物，其中硅氧烷聚醚具有下述结构：
x为251-750，y为2-50，R1是甲基，
R2代表基团-(CH2)aO(C2H4O)b(C3H6O)cR3，
其中a为3-6；b为4-20；c为0-5；和R3是氢、甲基或酰基。
3.一种制备小泡组合物的方法，该方法包括：
I)结合
A)权利要求1的硅氧烷聚醚共聚物，
B)任选的与水混溶的挥发性溶剂，
C)水，
形成硅氧烷聚醚共聚物的含水分散液；
II)混合该含水分散液，形成小泡组合物，
III)任选地，从小泡组合物中除去与水混溶的挥发性溶剂。
4.通过权利要求3的方法生产的小泡组合物。
5.权利要求1或4的小泡组合物，进一步包含个人、家庭或健康护理用活性成分。
6.一种个人、家庭或健康护理用组合物，其包含权利要求1、4或5的小泡组合物。
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