DE4140830A1

DE4140830A1 - Einschlussverbindungen

Info

Publication number: DE4140830A1
Application number: DE4140830A
Authority: DE
Inventors: Robert Dr Hochberg; Juergen Dr Kaschig; Erika Dr Schmidt
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1990-12-14
Filing date: 1991-12-11
Publication date: 1992-06-17

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue Einschlußverbindungen von Cyclodextrin oder Mischungen von Cyclodextrinen und optischen Aufhellern sowie deren Herstellung und Verwendung.

α-, β- und γ-Cyclodextrine sind aus 6, 7 bzw. 8 Glukoseeinheiten bestehende ringförmige Oligosaccharide, welche aus Stärke gewonnen werden können. Einschlußverbindungen, auch Clathrate oder Inklusionsverbindungen genannt, sind binäre Systeme, in welchen eine Verbindung in einen molekularen oder auch Kristallhohlraum einer anderen Verbindung eingeschlossen ist. So sind z. B. Einschlußverbindungen von Cyclodextrinen mit Parfüms (EP 03 25 457) oder Pflanzenschutzmitteln (JP Kokai 74 134,844) bekannt. Vorteilhaft bei diesen Einschlußverbindungen ist die durch den Einschluß erreichte geringe Flüchtigkeit der Wirkstoffe.

Überraschenderweise wurden nun Einschlußverbindungen von Cyclodextrinen oder Mischungen von Cyclodextrinen und optischen Aufhellern gefunden, welche gegenüber den Ausgangsverbindungen deutlich veränderte physikalische Eigenschaften, wie z. B. Löslichkeit und Farbe (Fluoreszenz) aufweisen.

Cyclodextrine im Sinne dieser Erfindung sind Verbindungen der allgemeinen Formel

worin Q₁, Q₂ oder Q₃ unabhängig voneinander H, C₁-C₄-alkyl, C₁-C₄-hydroxyalkyl, Sulfo-C₁-C₆-alkyl, Sulfophenyl, Phenyl oder Carboxymethyl und n eine Zahl 6, 7 oder 8 bedeuten können. Die Cyclodextrine können im Gemisch, entweder untereinander (α, β oder γ), ihrer Derivate oder auch mit Dextrinen vorliegen. Bevorzugt sind Cyclodextrine der Formel (Ia)

worin Q₁, Q₂ oder Q₃ unabhängig voneinander H, C₁-C₄-alkyl, C₁-C₄-hydroxyalkyl, Sulfo-C₁-C₆-alkyl, Sulfophenyl, Phenyl oder Carboxymethyl und n′ die Zahl 7 bedeuten kann, und wirtschaftlich betrachtet vor allem β-Cyclodextrin.

Optische Aufheller im Sinne dieser Erfindung sind Verbindungen, welche mindestens aus einer Stilbengrundeinheit aufgebaut sind. Bevorzugt sind solche Verbindungen, welche zumindest an einer Seite der Stilbendoppelbindung einen geringvolumigen Rest aufweisen. Besonders bevorzugt sind optische Aufheller, die eine Stilbenyl-triazolyl- oder 4,4′Distyryl-biphenyl-Grundstruktur besitzen; also beispielsweise Verbindungen der allgemeinen Formel

sowie deren z. B. Alkalisalze, worin R₁ H oder Halogen bedeuten kann, oder der allgemeinen Formel

sowie deren z. B. Alkalisalze, worin R₂, R₃, R₄ und R₅ unabhängig voneinander H, C₁-C₄-alkyl oder Phenyl bedeuten kann oder der allgemeinen Formel

sowie deren z. B. Alkalisalze, worin R₆ und R₇ unabhängig voneinander H, C₁-C₄-alkoxy, Carboxy-C₁-C₄-alkyl, CN oder Halogen bedeuten kann.

Ganz besonders bevorzugt sind Stilbene der Formel

worin R′₆ und R′₇ unabhängig voneinander H oder Cl bedeuten kann.

Die Einschlußverbindungen können ein in weiten Grenzen schwankendes Verhältnis von Cyclodextrin oder Mischungen von Cyclodextrinen zu optischem Aufheller, so z. B. von 1000 : 1 bis 1 : 10, aufweisen. Bevorzugt sind Einschlußverbindungen mit annähernd stöchiometrischen Verhältnissen, d. h. Verhältnissen von 3 : 1 bis 1 : 2.

Die Einschlußverbindungen können z. B. als Verbindungen vorliegen, in denen der optische Aufheller im Hohlraum des Cyclodextrins sich befindet, er kann aber auch in den Gitterhohlräumen zwischen den Cyclodextrinmolekülen sein.

Die Herstellung der Einschlußverbindungen erfolgt im allgemeinen durch intensives Mischen von Cyclodextrin oder Mischungen von Cyclodextrinen und optischem Aufheller. Das Mischen wird in Gegenwart eines Lösungsmittels z. B. derart durchgeführt, daß das Cyclodextrin oder auch dessen Mischungen in einem Lösungsmittel gelöst bzw. suspendiert wird und zu einer Lösung/Suspension des optischen Aufhellers gegeben wird, oder, daß nur eine der Komponenten gelöst bzw. suspendiert wird und die andere Komponente zugegeben wird. Als Lösungsmittel kommt vor allem Wasser in Frage oder auch niedere Alkohole, wie z. B. Ethanol. Entweder kann man nach dem Vermischen - gegebenenfalls nach dem Zusatz eines niederen Alkohols - die ausgefallene Einschlußverbindung abfiltrieren und gegebenenfalls trocknen oder aber man dampft das Lösungsmittel im Vakuum ab.

Verwendung können die erfindungsgemäßen Einschlußverbindungen z. B. in den üblichen Waschmitteln finden. So weist die Einschlußverbindung von β-Cyclodextrin und 4,4′-Di-(2-sulfostyryl)-biphenyl Na-salz der Formel (IV) (1 : 1) eine deutliche Aspektverbesserung (fast reinweißes Pulver) gegenüber dem optischen Aufheller alleine oder auch physikalische Mischungen von optischem Aufheller und Cyclodextrin (gelbliches Pulver) auf. Die Aufhellwirkung bzw. das Aufziehvermögen der optischen Aufheller werden durch den Einsatz der Einschlußverbindungen in Waschmitteln nicht vermindert.

Die nachfolgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung ohne sie jedoch hierauf beschränken zu wollen. Teile bedeuten Gewichtsteile und Prozente Gewichtsprozente.

Beispiel 1

1,6 g der Verbindung der Formel

werden in 30 ml Wasser bei 70°C gelöst. Zu dieser Lösung gibt man eine heiße Lösung von 3 g β-Cyclodextrin in 20 ml Wasser und rührt 90 Min. bei 70°C. Nach dem Abkühlen wird der entstandene Niederschlag abgenutscht und im Vakuum getrocknet. Man erhält 2,85 g eines fast weißen Pulvers, welches ein Verhältnis von Cyclodextrin zu Verbindung (101) von 1 : 1 aufweist.

Beispiel 2

1,4 g der Verbindung der Formel

werden mit 2,82 g Methyl-β-Cyclodextrin (durchschnittlicher Substitutionsgrad 1,8) in 50 ml Wasser 20 h bei Raumtemperatur (RT) gerührt. Anschließend wird das Gemisch bei 50°C im Vakuum getrocknet. Man erhält quantitativ ein fast weißes Pulver.

Beispiel 3

11,28 g β-Cyclodextrin werden bei 80°C in 80 ml Wasser gelöst. Zu dieser Lösung gibt man portionsweise 3 g einer Verbindung der Formel

Die weiße Suspension wird noch 1 h bei 80°C nachgerührt, anschließend auf 0°C gekühlt, abgenutscht und mit eiskaltem Wasser gewaschen. Nach Trocknen im Vakuum erhält man 10,9 g eines weißen Pulvers, welches ein Verhältnis von Cyclodextrin zu Verbindung (103) von 2 : 1 aufweist.

Beispiel 4

Von den Einschlußverbindungen der Beispiele 1 bis 3 werden einige Milligramm auf ein Stück Klebefolie aufgestrichen, das in die Festkörperhalterung eines Spektrofluorimeters (LS50 von Perkin Elmer) geklebt wird. Die Anregung erfolgte unter einem Winkel von 30°, die Beobachtung unter 60° zur Oberflächennormale. Es werden die Absorptionskante und das Fluoreszenzmaximum bestimmt; diese Werte und die Werte für die Verbindungen der Formeln (101), (102) und (103) allein sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben.

Tabelle 1

Die Verschiebung der charakteristischen Wellenlängen zeigt, daß die Einschlußverbindungen eine "weißere" Eigenfarbe haben als die optischen Aufheller alleine.

Beispiel 5

2,55 g der Verbindung der Formel

werden in 50 ml Wasser suspendiert mit 4,54 g β-Cyclodextrin versetzt und 20 h bei RT gerührt. Die Suspension wird auf 300 ml Ethanol gegossen, der Rückstand mit Ethanol gewaschen und im Vakuum getrocknet. Man erhält 6,52 g eines gelblichen Pulvers, welches ein Verhältnis von Cyclodextrin zu Verbindung (104) von 1 : 0,85 aufweist. Die Einschlußverbindung weist gegenüber der Verbindung (104) alleine eine um 10% erhöhte Wasserlöslichkeit auf.

Claims

1. Einschlußverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Cyclodextrin oder Mischungen von Cyclodextrinen, gegebenenfalls zusammen mit Dextrin, und einem optischen Aufheller bestehen.

2. Einschlußverbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Cyclodextrin eine Verbindung der allgemeinen Formel worin Q₁, Q₂ oder Q₃ unabhängig voneinander H, C₁-C₄-alkyl, C₁-C₄-hydroxyalkyl, Sulfo-C₁-C₆-alkyl, Sulfophenyl, Phenyl oder Carboxymethyl und n eine Zahl 6, 7 oder 8 bedeuten können, ist.

3. Einschlußverbindungen gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Cyclodextrin der folgenden Formel worin Q₁, Q₂ oder Q₃ unabhängig voneinander H, C₁-C₄-alkyl, C₁-C₄-hydroxyalkyl, Sulfo-C₁-C₆-alkyl, Sulfophenyl, Phenyl oder Carboxymethyl und n′ die Zahl 7 bedeuten kann, entspricht.

4. Einschlußverbindungen gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Cyclodextrin β-Cyclodextrin ist.

5. Einschlußverbindungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Aufheller ein Stilben mit einem geringvolumigen Rest zumindest an einer Seite der Stilbendoppelbindung ist.

6. Einschlußverbindungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stilben einer der allgemeinen Formeln sowie deren z. B. Alkalisalze, worin R₁H oder Halogen bedeuten kann, oder sowie deren z. B. Alkalisalze, worin R₂, R₃, R₄ und R₅ unabhängig voneinander H, C₁-C₄-alkyl oder Phenyl bedeuten kann oder sowie deren z. B. Alkalisalze, worin R₆ und R₇ unabhängig voneinander H, C₁-C₄-alkoxy, Carboxy-C₁-C₄-alkyl, CN oder Halogen bedeuten kann, entspricht.

7. Einschlußverbindungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stilben der allgemeinen Formel worin R′₆ und R′₇ unabhängig voneinander H oder Cl bedeuten kann, entspricht.

8. Einschlußverbindungen gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Cyclodextrin der folgenden Formel worin Q₁, Q₂ oder Q₃ unabhängig voneinander H, C₁-C₄-alkyl, C₁-C₄-hydroxyalkyl, Sulfo-C₁-C₆-alkyl, Sulfophenyl, Phenyl oder Carboxymethyl und
n′ die Zahl 7 bedeuten kann, entspricht und, daß das Stilben der allgemeinen Formel worin R′₆ und R′₇ unabhängig voneinander H oder Cl bedeuten kann, entspricht.

9. Einschlußverbindungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Cyclodextrin oder Mischungen von Cyclodextrinen und einem optischen Aufheller im Verhältnis 1000 : 1 bis 1 : 10 bestehen.

10. Einschlußverbindungen gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus β-Cyclodextrin und einem optischen Aufheller mit Distyrylbiphenyl-Grundstruktur im Verhältnis 3 : 1 bis 1 : 2 bestehen.

11. Herstellung der Einschlußverbindungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 durch Mischen von Cyclodextrin oder Mischungen von Cyclodextrinen und optischem Aufheller in einem Lösungsmittel.

12. Herstellung der Einschlußverbindungen gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel Wasser oder ein niederer Alkohol ist.

13. Verwendung der Einschlußverbindungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Einsatz in Waschmitteln.