DE2641748C2

DE2641748C2 - Quaternäre N-(Hydroxyäthyl-dialkylammoniumpropyl)-nerzölamidsalze und diese Verbindungen enthaltende Haarkonditionier- und -weichmachmittel

Info

Publication number: DE2641748C2
Application number: DE2641748A
Authority: DE
Inventors: Donald E. Clifton N.J. Connor; Arnold W. Park Ridge N.J. Fogel
Original assignee: Van Dyk & Co Inc Belleville Nj Us
Current assignee: Van Dyk & Co Inc Belleville Nj Us
Priority date: 1975-09-16
Filing date: 1976-09-16
Publication date: 1985-09-26
Also published as: AU1647276A; GB1495373A; DE2641748A1; JPS613778B2; AU498325B2; IT1075162B; US4012398A; FR2324717B3; FR2324717A1; JPS5241243A

Description

Aufgrund der zunehmenden Bedeutung der Haaibehandlung unter modischen Gesichtspunkten besteht steigender Bedarf an Haarweichmachern, insbesondere solchen mit guten Befeuchtungs- bzw. Konditionlereigenschaften.

Amldopropyldialkylamino-/?-hydroxyathylammonlumhalogenide von einigen der verschiedenen Fettsäurekomponenten des Nerzöls sind bekannt und wurden versuchsweise auch als Haarwelchmacher eingesetzt. Obwohl einige für diesen Zweck brauchbar sind, besitzen sie dennoch keine zufriedenstellenden Kondltionierelgenschaften, insbesondere verleihen sie dem Haar nicht die erforderliche Fülle.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Wirkstoffe für neue synthetische kationische Haarweichmacher bereitzustellen, sowie Haarkonditionier- und -welchmachermlttel, die gute Kondltlonierelgenschaften besitzen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wenden quatemäre N-(Hydroxyäthyl-dlalkylammonlumpropyl)· nerzölamldsalze der allgemeinen Formel I

O R'

Il I

R-C-NHCH₂CH₂CH₂-N-CH₂Ch₂OH ⁺χ- Ο)

R'

in der sich RCO vom Nerzöl-Fettsäuregemisch ableitet, R' eine Methyl- oder Äthylgruppe bedeutet und X" ein Chlorid- oder Bromidion Ist, bereitgestellt

Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind wasserlöslich, können als sekundäre Emulgatoren wirken und reizen die Augen nicht. Aus diesen Verbindungen lassen sich ausgezeichnete Haarkonditionier- und -weichmachmittel herstellen. Dies 1st vor allem deshalb überraschend weil die entsprechenden Amide der einzelnen Fettsäurekomponenten des Nerzöls keine derartige Wirkung zeigen.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen lassen sich z. B. dadurch herstellen, daß man Nerzöl (ein Trlglycerid) mit v-Dlmeihylamlno- oder y-Dläthylamlnopropylamln bei etwa 140 bis 160° C unter Verwendung eines alkalischen Katalysators unter Stickstoff umsetzt, wordurch die Oxidation der im Nerzöl enthaltenen ungesättigten Fettsäuren vermieden wird. Geeignete alkalische Katalysatoren sind z. B. Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natrlummethylat und Nairlumäthylat. Die Umsetzung erfolgt vorzugsweise unter wasserfreien Bedingungen.

Das erhaltene Nerzölamid der allgemeinen Formel II

O CH₃

Il /

R-C-NHCH₂CH₂CH₂-N (Π)

CH₃ O

Il

worin R—C = Nerzöl-Fettsäuregemisch bedeutet,

wird mit Äthylenchlorhydrln oder Äthylenbromhydrln bei etwa 105 bis 115° C In einem Lösungsmittelgemisch aus vVasser und Propylenglykol quaternlslert. Das Lösungsmittelgemisch dient zur Kontrolle der Reaktionstemperatur und vermeldet die Zersetzung des entstehenden quaternären Salzes.

Nerzöl Ist ein In der kosmetischen Industrie weit verbreitetes Material. Seine typischen Eigenschaften und Bestandteile sind In Tabelle I zusammengestellt:

Tabelle 1 Typische Eigenschaften und Eigenschaftsbereich von mehrfach gereinigtem Nerzöl (»Emulan«)

	A. Lovibond	Geruch	Emulan-Probe Nr.	Eigenschaftsbereich	*Referenz)**
	13,33 cm-Col.	Verseifungszahl	MW-O33O7-<1)
Klarheit		Säurezahl	klar beim Rekonstituieren	klar beim Rekonstituieren	(1,2,3)
Farbe	Brechungsindex	hell-bernsteinfarben	hell-bernsteinfarben
Flockungspunkt
Stockpunkt	R-0,9	R-0,6-3,9
Feuchtigkeit	Y-9,0	Y-9,0-35,0	(2)
kg/Liter	sanft	sanft
spez. Gewicht	197,8	194-208	(2,3)
nicht verseifbare Bestandteile	0,30%	0,1-0,4%	(2,3)
Steroide (natürliche) Cholesterin	1,4650	1,4650-1,4670	(3)
Jodzahl	-1,67° C	-1,67 bis 0° C	(1,2)
Viskosität (Ostwald)	-2,78° C	-2,78 bis-1,11° C	(1,2)
Oberflächenspannung	0,11%	0,11-0,18%	(2) ·
Mikroorganismenzählung	0,94	0,94	(3)
0,906	0,906-0,915	(3)
0,17%	0,10-0,2%	(2)
0,15%	0,15-0,2%	(3)
93,5	76,7-95	(2,3)
50 cP bei 29° C	5OcP bei 29° C	(3)
31,0dyn-cmbei29°C	31,0dyn-cmbei29°C	(3)
<10 pro g	< 10 pro g	(3)

Emulanproben mit statistischer Fettsäurezusammensetzung

*) Referenzen

1. Emiin Incorporated — Distributor — Handelsbroschüren

2. Emiin Incorporated — American Meat Institute Service Laboratory

3. Emiin Incorporated - American Meat Institute Service Laboratory - Rutgers University

Myristinsäure Myristolsäure Palmitinsäure Palmitolsäure Stearinsäure Oleinsäure Linoleinsäure Linoleninsäure Behensäure Erucilsäure Octatetraensäure

Ref. Nr. 1	Ref. Nr. 3
Zusammensetzungs	Emulan-MW-033071-U)
bereich (%)
3,1- 3,5	4,8
0,9- 1,0
16,4-19,0	12,2
15,2-18,0	22,2
2,6- 3,6	9,1
42,7-47,1	37,1
10,0-13,1	12,3
1,0- 2,0
Spur
Spur

2,3

Vergleich zwischen menschlichem Fett und mehrfach gereinigtem Nerzöl (»Emulan«) Spez. Gewicht Brechungsindex

Jodzahn

Verseifungszahl

nicht verseifbare Bestandteile

Festpunkt der Fettsäuren

*) J. Lewkowitsch, Technology & Analysis of Fats and Oils, McMillian & Company Ltd., London, 6. Auflage. Bd. 2. S. 696

Die verbesserten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Mittel sind vermutlich unabhängig vom jeweiligen Gemisch der Fettsäurekomponenten im Nerzöl. Die Art des jeweiligen Nerzöls ist daher nicht kritisch. Die Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Teile beziehen sich auf das Gewicht.

menschliches Fett*)	Emulan
0,917	0,906 - 0,915
1,4709	1,4650- 1,4670
66,8	76,7 - 95,0
199	194 -208
0,3%	0,1 - 0,3%
-1,11°C	-1.67° C.

Beispiel 1

Herstellung des Dimethylchlorid-Derivats A) Herstellung des Dimethylaminopropylamids von Nerzöl

In einem 100 ml fassenden R^aktlonskolben, der mit Rührer, Kondensator, Thermometer, Stickstoffe!nleitrohr und Heizmantel ausgerüstet ist, werden 138 Teile Nerzöl, 49 Teile y-Dlmethylaminopropylamir. und 0,5 Teile Kaliumhydroxid 8 Stunden auf 140 bis 150° C erhitzt. Zu diesem Zeitpunkt betragt die Alkallzahl 160.

B) Herstellung des quaternären Chlorids

Nach dem Abkühlen auf 60° C werden nacheinander 150 Teile Propylenglykol, 125 Teile Wasser und 39 Teile Äthylenchlorhydrin zugesetzt. Das Gemisch wird 10 Stunden auf 109 bis Hl⁰C erhitzt. Der Gehalt an Chloridionen beträgt 3,6% (theoretischer Wert: 3,6«). Das schließlich erhaltene Reaktionsgemisch besitzt folgende Zusammensetzung: 42% quaternäres Salz; 3% Glycerin, 30% Propylenglykol und 25% Wasser.

Beispiel 2

Herstellung des Diäthylbromid-Derivats A) Herstellung des }'-DiäthyIaminopropylamlds von Nerzöl

In einem 1000 ml fassenden Reaktionskolben, der mit Rührer, Kondensator, Thermometer, Stickstoffeinleitrohr und Heizmantel ausgerüstet ist, werden 138 Teile Nerzöl, 62,5 Teile y-Dlätnylaminopropylamln und 0,3 Teile Natriumhydroxid 10 Stunden auf 145 bis 155° C erhitzt. Das erhaltene Amid hat eine Alkalizahl von 154.

B) Herstellung des quaternären Bromids

Nach dem Abkühlen auf 60⁰C werden nacheinander 174,3 Teile Propylenglykol, 145,2 Teile und 60,6 Teile Äthylenbromhydrin zugesetzt. Nach 12stündigem Erhitzen auf 110 bis 115° C wird ein maximaler Bromldionengehalt von 6,6% erreicht (theoretischer Wert: 6,7%).

Das erhaltene Gemisch hat folgende Zusammensetzung: 42% quaternäres Salz, 3% Glycerin, 30% Propylenglykol und 25% Wasser.

Beispiel 3 Herstellung der Dlmethylbromid- und Diäthylchlorid-Derlvate

Die Dlmethylbromid- und Diäthylchlorid-Derlvate werden nach dem Verfahren der Beispiele 1 und 2 unter Einsatz der entsprechenden Ausgangsmaterialien hergestellt.

Beispiel 4 (Vergleich)

Das Verfahren der Beispiele 1 bis 3 wird wiederholt, wobei jedoch anstelle von Nerzöl als Ausgangsmaterlal Laurin-, Myristln-, Palmitln-, Olein- bzw. Stearinsäure als Einzel komponenten verwendet werden. Die erhaltenen Verbindungen werden mit den aus Nerzöl hergestellten Verbindungen hinsichtlich Ihrer Eignung als klare After-Shampoo-Haarkondltlonlermlttel und cremige Haarkonditionlermittel verglichen. Die Ergebnisse sind In Tabelle II wiedergegeben.

Hierbei zeigt sich, daß die quarternären Nerzölamldesalze der Erfindung in manchen Fällen hinsichtlich ihrer Löslichkeit, in anderen hinsichtlich ihrer Emulgierbarkelt, In allen Fällen aber In bezug auf die Haacgesamtkonditlonlerung und manchmal in allen drei genannten Eigenschaften überlegen sind.

Tabelle H Klare Konditioniermittel	Löslichkeit (Klarheit bei 25° C)	wirrhemmende Eigenschaften	antistatische Eigenschaften	Haar-Gesamtzustand
	klar klar klar	ja nein etwas	ja nein etwas	ausgezeichnet trocken und ermüdet trocken
Nerzöl Laurylderivat Myristylderivat

Fortsetzung

	Löslichkeit (Klarheit bei 25° C)	wirrhemmende Eigenschaften	antistatische Eigenschaften	Haar-Gesamtzustand
Palmitylderivat	trüb bei S bis 1O⁰C (keine Klärung) und Niederschlag	etwas	etwas	befriedigend
Oleylderivat	trüb bei 25° C	etwas	etwas	am selben Tag ölig
Stearylderivat	trüb bei 5 bis 10° C	ja	ja	am nächsten Tag ölig
Cremige Konditionierlotion
	wirrhemmende Eigenschaften	antistatische Eigenschaften	Haar-Gesamtzustand
Emulsionsstabilität bei 25 und 45° C

Nerzöl
Laurylderivat

Myristylderivat
Palmitylderivat

Oleylderivat
Stearylderivat

ausgezeichnet

Trennung
(dünne Lotion)

alle verwandeln die Lotion in eine für den Gebrauch zu dicke
Creme

nein

etwas

etwas ja

ja
nein

etwas etwas

etwas ja

ausgezeichnet

befriedigend (aus Estern)

ölig

am nächsten Tag ölig

30

Typische Formulierungen der erfindungsgemäßen Produkte sind im folgenden wiedergegeben. Hierbei werden die erfindungsgemäßen Produkte mit Ceraphyl 65 bezeichnet.

Beispiel 5

Cremige Haarbefeuchtungslotion (Lotionbalsam) pH 3,7 Phase. A: %

40

Ceraphyl 28 (5) Ceraphyl IPL Cerasynt SD Myrj 52 (1) Promulgen D (2) Cerylalkohol	2,0 2,0 4,0 1,0 2,0	Cetyllactat Stearinsäureamid Glycerinmonostearat Polyoxyäthlencetyläther Polyoxyäthylenfettalkoholäther
Phase B:
entsalztes Wasser CellosizeQP30 000 Ceraphyl 60	83,8-83,3 0,3 1,0	Hydroxymethylcellulose quatemäres Halogenid von Gluccmamid
Ceraphyl 65 Milchsäure BTC 2125M (4)	2,5 0,3 ο,ι	quateimäres Ammonium- germi eidsalz
Phase C:
Färbemittel und Paifumöl	q.s.

55

60

65

Verfahren

Cellosize wird in Wasser vollständig vordlspergiert und mit den restlichen Bestandteilen der Phase B versetzt. Die Phasen A und B werden auf 80° C erwärmt, worauf man die Phasen A unter dauerndem Rühren bei 80° C zur Phase B gibt und das Gemisch unter weiterem Rühren auf 50° C abkühlt (Luftzutritt Ist zu vermeiden und die Rührgeschwindigkeit wird beim Abkühlen der Lotion verringert) Hierauf werden das Färbemittel und das Parfüm zugegeben, worauf man unter langsamen Mischen weiter auf 25 bis 28° C abkühlt.

Anwendungsvorschrift

Etwa 14,17g nach dem Shampoonleren; Einmassieren In das feuchte Haar; lminütiges Einwirken und schließliches Ausspülen.

Anmerkung:

in) mit höherem Gehait an Cetyiaikohoi nimmt die Viskosität zu;

(1) ICI AMERICA INCORPORATED

(2) Robinson Wagner

(3) Union Carbide

(4) Onyx Chemical Company

(5) Van Dyk & Company, Inc.

Beispiel 6

Klares After-Shampoo-Konditioniermittel (pH 4,8)
Phase A: · %

Celiosize QP 30 000 (1) entsalztes Wasser	0,30 92,50	Hydroxymethylcellulose
Phase B:
Ceraphyl 65 Äthanol Standapol OLB 50 (2) Parfüm (gegebenenfalls löslich gemacht)	2,50 2,50 1,00 q.s.	Betain
Phase C:
Ceraphyl 60	1,00 0,10	quaternäres Halogenid von Gluconamid
Citronensäure (30% wäßrige Lösung) BTC 215M (3)	0,10	quaternäres Ammonium- germicidsalz
	100,0%	Verfahren

Cellosize wird In Wasser gründlich dlspergiert, während gleichzeitig Phase B gemischt wird, bis sie kiar ist. Hierauf gibt man unter dauerndem Röhren Phase B zu Phase A und setzt schließlich Phase C zu. Es wird solange gerührt, bis ein gleichförmiges Gemisch entsteht.

Anwendungsvorschrift

Etwa 14,17 g nach dem Shampoonieren; lminutiges Einmassieren in das feuchte Haar und schließliches Ausspülen.

Anmerkung:

(1) Union Carbide Corporation

(2) Henkel Incorporated

'ö (3) Onyx Chemical Company

Die erfindungsgemäßen Verbindungen können als Emulgatoren und Konditionlermittel für verschiedene Anwendungsbereiche eingesetzt werden. Sie stellen sichere Haarkonditlonlermmel dar, die aus dem leicht

verfügbaren Ausgangsmaierlal nämlich Nerzöl hergestellt werden können. Die Eigenschaften der aus den erfindungsgemäßen Verbindungen hergestellten Haarkonditlonier- und welchmachermittel sind weit besser als die von Mitteln aus Verbindungen, die sich von den einzelnen Säurekomponenten des Nerzöls ableiten.

Claims

Patentansprüche:

1. Quaternäre-N-(Hydroxyäthyl-dlaIkylämmöIumpropyi)-nerzölamldsalze der allgemeinen Formel 1 O R' \ .

Il I ... \

R — C—NHCH₂CH₂CH₂- N-CH₂CH₂OH ⁺X~ (D

in der sich RCO vom Nerzöl-Fettsäuregemlsch ableitet, R' eine Methyl- oder Äthylgruppe bedeutet und X" ein Chlorid- oder Bromidion ist.

2. Haarkonditionier- und -weichmachmittel, enthaltend mindestens eine Verbindung nach Anspruch 1 neben üblichen Zusätzen.