DE3002304A1

DE3002304A1 - Sonnenschutzmittel

Info

Publication number: DE3002304A1
Application number: DE19803002304
Authority: DE
Inventors: Donald E Connor
Original assignee: Van Dyk and Co Inc
Current assignee: Van Dyk and Co Inc
Priority date: 1979-02-23
Filing date: 1980-01-23
Publication date: 1980-09-04
Also published as: US4333920A; FR2449445B1; FR2449445A1; DE3002304C2; GB2042891A; AU5402679A; AU526213B2; GB2042891B

Description

Beschreibung

Die UV-Strahlung des Sonnenlichts und das die Erdoberfläche erreichende Licht sowie die Wirkung dieser Strahlung auf die menschliche Haut hat man bereits umfangreichen Untersuchungen unterzogen. Man hat festgestellt, daß die Strahlung im Bereich von 290 bis 315 nm im wesentlichen die gesamte verbrennende oder rötende Strahlung und einen wesentlichen Teil der bräunenden Strahlung umfaßt, während die Strahlung zwischen 315 und 400 nm die direkte Bräunung fördert. Man hat die unterschiedlichen Intensitäten und die rötende und bräunende Wirkung der verschiedenen Wellenlängen innerhalb dieser Bereiche festgestellt und Methoden zur genauen Errechnung ihrer Wirkung auf die normale nicht-gebräunte Haut entwickelt.

Annähernd 76 % der Bräunungswirkung des Sonnenlichts finden sich im UV-Bereich zwischen 290 und 315 nm, dem sogenannten Rötungsbereich. Der Rest findet sich im Bereich zwischen 315 und 400 nm, dem sogenannten Bräunungsbereich. Die Grenzen der Rötung steuern notwendigerweise den Bräunungsgrad, der im Rötungsbereich durch die ultravioletten Strahlen erzielt werden kann, während keine Begrenzung der Bräunung durch die ultravioletten Strahlen im Bräunungsbereich besteht, da diese keine merkliche Rötung hervorrufen.

030036/0564

Zunehmend mehr hat man festgestellt, daß ultraviolette Strahlen im Bräunungsbereich auch eine .nachteilige Wirkung auf die gesunde Haut haben können. Es besteht dementsprechend Bedarf an wirksamen Sonnenfiltern mit breitem WirkungsSpektrum.

Für die Anwendung auf die menschliche Haut werden diese Filter in verschiedene kosmetische Träger, d. h. ölige Lösungen, Öllotionen und Cremes eingearbeitet. Zusätzlich kann ein Material, wie Dihydroxyaceton verwendet werden, um eine künstliche "Bräunung", d. h. eine Pigmentierung der Haut zu erzeugen, die der natürlichen Melanin-Pigmentierung nur im Aussehen ähnelt.

Ein praktisch anwendbarer, Allzweck-UV- oder Sonnenlichtfilter sollte dementsprechend

eine hohe Schutzwirkung erzeugen,

sich leicht in die verschiedenen Öl- und alkoholischen Medien einarbeiten lassen, die zu seiner Anwendung auf die menschliche Haut verwendet werden, und unter allen, normalerweise auftretenden Bedingungen des kommerziellen Gebrauchs beständig, wirksam und kosmetisch annehmbar bleiben, ferner
einer Oxydation durch die Luft widerstehen und unter ultravioletter und sichtbarer Strahlung unter allen normalen Bedingungen der Lagerung, Anwendung und des Gebrauchs beständig sein.

030036/0564

Es wurde nun gefunden, daß Benzalphthalide, d. h. Benzalphthalid und substituierte Benzalphthalide sehr wirksame Sonnenlichtfilter mit breitem Spektrum darstellen.

Diese Benzalphthalide haben die allgemeine Formel

in der X und Y unabhängig voneinander Wasserstoff- oder Chloratome, oder Methyl-, Ethyl-, Methoxy- oder Hydroxygruppen darstellen.

Die Wirksamkeit der durch X substituierten Benzalphthalide wird empirisch ermittelt. So ist das 4-Nitrobenzalphthalid unwirksam und auch das 4-Amino- und 4-Dimethylaminoderivat sind als Sonnenschutzfilter kosmetisch nicht zufriedenstellend. Umgekehrt kann die Stellung der Substituenten der als besonders brauchbar ermittelten Verbindungen wichtig sein, da die Veränderung der Substitutionsstellung zu weniger erwünschten Ergebnissen führt. .

030036/0564

Der Substituent Y kann sich in 3- bis 6-Stellung befinden. Wenn ein asymmetrisches Phthalsäureanhydrid mit nicht-substituierter oder substituierten Phenylessigsäuren umgesetzt wird, erhält man eine Mischung von Isomeren. Man hat einige dieser Mischungen getrennt, in der Praxis wird die Mischung jedoch nicht getrennt sondern insgesamt verwendet.

Besonders bevorzugte Verbindungen sind 4-Chlorbenzalphthalid, 4-Methylbenzalphthalid, 3-Methoxybenzalphthalid, Benzal-3-methylphthalid und 3-Methoxybenzal-3-methylphtalid. Auch 4-Hydroxybenzalphthalid ist brauchbar.

Die erfindungsgemäß als Sonnenschutzfilter eingesetzten Substanzen werden aus substituiertem oder nicht-substituiertem Phthalsäureanhydrid und den entsprechenden substituierten Phenylessigsäuren oder nicht-substituierter Phenylessigsäure hergestellt, wobei man zweckmäßig Natriumacetat als Katalysator verwendet.

Als kosmetische Ölträger werden die üblicherweise hierfür bekannten eingesetzt, z. B. mineralische, pflanzliche und tierische Öle sowie Isopropylmyristat. Die aktive Phthalidkomponente wird in einer ausreichenden Menge eingesetzt, um die gewünschte Schutzwirkung zu erzielen, zweckmäßig bis zur Löslichkeitsgrenze des Trägers oder darüber. Typische im Träger angewandte Bereiche betragen etwa 1 bis etwa 8 Gew.% und gewöhnlich 1 bis etwa 5 Gew.%.

030036/0564 -

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1 Benzalphthalid

400 g Phthalsäureanhydrid

440 g Phenylessigsäure

5,2 g geschmolzenes Natriumacetat.

Diese Materialien wurden in einem 2 Liter Kolben erhitzt, der mit einer Wasserfalle, einem Thermometer, einem Einleitungsrohr für Stickstoff und einem mechanischen Rührer versehen war. Die Temperatur wurde im Lauf von einer Stunde auf 240° C erhöht und 2 Stunden auf diesem Wert gehalten. Während dieser Erhitzungsperiode wurden 42 ml Wasser gesammelt. Nach dem Kühlen des Ansatzes auf 90 C wurden langsam 1000 ml Ethanol zugesetzt. Dann wurde erneut erhitzt. Nach 30 Minuten langem Erhitzen unter Rückfluß ließ man die Lösung unter die Rückflußtemperatur abkühlen und überführte sie dann in einen 1000 ml Becher, in dem über Nacht während des Kühlens Kristallisation eintrat.

Nach dem Filtrieren und Trocknen erhielt man 389 g eines gelben Produktes.

Q300 36/0564

■r-?

Nach einer nochmaligen Kristallisation aus 1000 ml Ethanol, das 2 % Kohle enthielt, erhielt man 261 g sehr hellgelbe Kristalle mit einem Schmelzpunkt von 99 bis 100° C.

UV-Spektrum Lösungsmittel Isopropanol

λ _mQV = 295 nm K = 101,6

Λ _max = 308 nm K= 94,2

λ max ^{= 340 nm K} = ⁹⁴'⁴

Sonnenschutzdaten

Konzentration	Rötungstransmission	Bräunungstransmission	,7 %
1 %.	-11,7 %	19	,8 %
3 %	0,2 %	2	,6 %
4 %	0,002 %	1

Beispiel 2

4-Chlorbenzalphthalid

20,5 g (0,12 Mol) 4-Chlorphenylessigsäure 14,8 g (0,1 Mol) Phthalsäureanhydrid 0,2 g geschmolzenes Natriumacetat

Die obige Mischung wurde 3 Stunden auf 240 C erhitzt, wobei 1,5 ml Wasser gewonnen wurden. Die Lösung kühlte man auf 85° C und versetzte sie mit 500 ml Isopropanol. Nach beendeter Kristallisation wurden die Feststoffe

030036/0564

abfiltriert und aus 300 ml Isopropanol umkristallisiert. Man erhielt ein hellgelbes Produkt in einer Ausbeute von 16,7 g (65 %); F = 138° C.

UV-Spektrum Lösungsmittel Chloroform

^ max ^{= 298 nm K = 249}

A_raax=^{311nm K} = ²⁵⁷

λ = 340 nm K= 303

^/l max

Sonnenschutzwerte

Konzentration Rötungstransmission Bräunungstransmission 3 % 0,39 % 1,13 %

Beispiel 3

3-Methoxybenzalphthalid

20,0 g (0,12 Mol) 3-Methoxyphenylessigsäure
14,8 g (0,1 Mol) Phthalsäureanhydrid
0,2 g geschmolzenes Natriumacetat

Die obigen Materialien wurden auf 230 bis 240 C erhitzt und 3 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Während dieser Zeit wurden 1,7 ml Wasser gesammelt. Dann wurde die Mischung auf 90° C gekühlt und mit 500 ml Isopropanol versetzt. Nach dem Kühlen auf Raumtemperatur wurden die Kristalle abfiltriert. Eine weitere Kristallisation aus

030036/0564

500 ml Isopropanol ergab einen sehr hellgelben Feststoff in einer Ausbeute von 17.1 g (69 %); F = 138° C.

UV-Spektrum Lösungsmittel Chloroform

λ max = ³⁰° ^{nm K = 218}

λ _max = ^{343 nm K} = ²⁴⁴

Sonnenschutzwerte

Konzentration Rötungstransmission Bräunungstransmission 3 % 0,79 % 1,31 %

Beispiel 4

4-Methylbenzalphthalid

10 g (0,067 Mol) 4-Methylphenylessigsäure
12,3 g (0,083 Mol) Phthalsäureanhydrid
0,2 g geschmolzenes Natriumacetat

Die obigen Materialien wurden 3 Stunden auf 240° C erhitzt. Während dieser Zeit wurden 1,2 ml Wasser gesammelt. Die Mischung wurde dann auf 90 C gekühlt und in 500 ml Isopropanol gegossen. Die Feststoffe wurden unter Vakuum abgetrennt und aus 300 ml heißem Isopropanol umkristallisiert. Ausbeute 11,4 g (72 %) eines gelben Feststoffes; F = 123° C.

030036/0564

UV-Spektrum Lösungsmittel Chloroform

* = ^{301 nm K} = ²²⁴

^{nm K} = ²²⁸

^{nm K} = ²⁶⁴

Sonnenschutzwerte

Konzentration Rötungstransmission Bräunungstransmission 3 % 0,67 % 0,82 %

Beispiel 5

Benzal-3-methylphthalid
16,3 g Phenylessigsäure
16,2 g 3-Methy!phthalsäureanhydrid
0,2 g geschmolzenes Natriumacetat

Die obigen Materialien wurden 2 Stunden unter Stickstoff auf 250° C erhitzt. Dann wurde auf 75 bis 80° C gekühlt und mit 100 g Isopropanol versetzt. Nach dem Erhitzen der Lösung zum Sieden wurde filtriert und auf Raumtemperatur gekühlt. Es fiel eine kleine Menge (2,1 g) Feststoff aus. Nach dem Trocknen hatte er einen Schmelzpunkt von über 360 C (Verbindung Nr. 1). Die Isopropanallösung wurde in einem Trockeneisbad gekühlt, worauf man einen zweiten Feststoff (4,2 g) vom Schmelzpunkt 357° C erhielt (Verbindung Nr. 2). Nach der Konzentrierung des Isopropanols auf

30 036/0564

etwa 1/10 seines Volumens erhielt man 0,2 g Produkt mit einem Schmelzpunkt von 150° C (Verbindung Nr. 3).

UV-Spektrum	1	Lösungsmittel	Isopropanol
Verbindung Nr.		343 nm	K = 83
		308 nm	K = 72
	2	294 nm	K = 75,6
Verbindung Nr.		343 nm	K = 89
		308 nm	K = 80
	3	294 nm	K = 88
Verbindung Nr.		343 nm	K = 95,4
		308 nm	K = 81.4
	294 nm	K = 83,4

Die Struktur dieser drei Verbindungen wurde nicht untersucht. Das Handelsprodukt würde die Mischung der drei Verbindungen enthalten.

Beispiel 6 3-Methoxybenzal-3-methylphthalid

Man arbeitete wie oben unter Verwendung von 3-Methylphthalsäureanhydrid und 3-Methoxyphenylessigsäure. Die Isomeren wurden nicht isoliert und die UV-Werte wurden an der Mischung bestimmt.

030036/0564

UV-Spektrum Lösungsmittel Isopropanol
293 nm K = 67,0

303 nm K = 64,3

347 nm K = 78,5

Die Wirkung eines Sonnenschutzmittels kann auch dadurch ermittel werden, daß man die Absorbans beim Maximum zwischen 290 und 315 durch die Konzentration in Gramm/Liter dividiert. Dieser Wert ist als "K"-Wert eines Sonnenschutzmittels bekannt. Je höher der "K"-Wert, desto besser das Filtervermögen und desto geringer die Menge des für einen Schutz gegen die rötenden Strahlen der Sonne benötigten Materials. Mit anderen Worten, aus dem "K"-Wert kann die Menge des Sonnenschutzmittels festgestellt werden, die für einen Schutz gegen die UV-Strahlen des Sonnenlichts notwendig·ist und in jeder kosmetisch geeigneten Grundlage eines Präparates verwendet werden.
Die vorstehenden Beispiele veranschaulichen, daß die erfindungsgemäß eingesetzten Substanzen sogar in sehr geringen Mengen außerordentlich wirksame Sonnenschutzmittel mit breitem Wirkungsspektrum sind.

Aus den Beispielen 2 bis 4 geht hervor, daß die Stellung des Substituenten für die Wirksamkeit wichtig ist.

Q30036/0564

4-Hydroxybenzalphthalid erwies sich ebenfalls als wirksames Sonnenschutzmittel.

Wenn erwünscht, können auch Mischungen der erfindungsgemäß eingesetzten Substanzen verwendet werden.

scha/wo

Q30036/0564

Claims

UE=XKUlL 4 ETOLBERG PATENTANWÄLTE BESELERSTRASSE λ D 2OOO HAMBURG 52 professional representatives before the european patent office DR J D FRHR von UEXKULL DR ULRICH GRAF STOLBERG DIPL ING JÜRGEN SUCHANTKE DIPL ING ARNULF HUBER DR ALLARD von KAMEKE DR KARL HEINZ SCHULMEYER Van Dyk & Company, Inc. Main and William Streets, Belleville, New Jersey, V.St.A. (Prio.: 23. Februar 1979 US 014 598 und 24. Mai 1979 US 042 013 - 16360) Hamburg, Januar 1980 Sonnenschutzmittel PATENTANSPRÜCHE

1. Sonnenschutzmittel, dadurch gekennzeichnet, daß es verteilt in einem kosmetischen Ölträger ein Benzalphthalid in einer wirksamen Menge bis zur Grenze der Löslichkeit oder darüber enthält.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Benzalphthalid die allgemeine Formel hat

Y--U-

tr

030036/0564

in der X und Y unabhängig voneinander Wasserstoffoder Chloratome oder Methyl-, Ethyl-, Methoxy- oder Hydroxygruppen sind.

3. Mittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es 4-Chlorbenzalphthalid, 4-Methylbenzalphthalid, 3-Methoxybenzalphthalid, Benzal-3-me thylphthalid, 3-Methoxybenzal-3-methylphthalid oder Benzalphthalid enthält.

030036/0564
BAD