DE69822050T2

DE69822050T2 - Zusammensetzungen auf Basis von Persäuren

Info

Publication number: DE69822050T2
Application number: DE69822050T
Authority: DE
Inventors: Ugo Piero Bianchi; Claudio Cavallotti; Antonella Antonini
Original assignee: Solvay Solexis SpA
Current assignee: Solvay Specialty Polymers Italy SpA
Priority date: 1997-08-05
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2018-07-30
Also published as: EP0895777A3; ITMI971882A1; IT1293820B1; EP0895777B1; EP0895777A2; DE69822050D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Bleich- und Hygienezusammensetzungen mit einer hohen und zeitbeständigen chemischen Stabilität, auch nach einer verlängerten Lagerung (Lagerbeständigkeit), in komplexen Formulierungen, zum Beispiel in kosmetischen oder pharmazeutischen Formulierungen.
Insbesondere betrifft die Erfindung Zusammensetzungen zur Verwendung für die Herstellung von Zahnpasten oder pharmazeutischen Zusammensetzungen für die Behandlung von Akne.
Die Bleich- und Hygieneeigenschaften der organischen Peroxysäuren, insbesondere der aliphatischen Peroxyphthalimidiosäuren, wie zum Beispiel typischerweise die epsilon-Phthalimidoperoxyhexansäure, bekannt als PAP, sind bekannt, vgl. zum Beispiel EP 325,289 und EP 325,288 . Die Reaktivität der aliphatischen Peroxyphthalimidiosäuren macht ihre Verwendung in verschiedenen Anwendungsbereichen interessant, es besteht jedoch zudem ein technisches Problem hinsichtlich der Herstellung von Formulierungen mit einer zeitbeständigen hohen Stabilität. Diese organischen Peroxysäuren reagieren tatsächlich sehr schnell, so dass es nicht möglich ist, komplexe Formulierungen herzustellen, die eine lange Zeit stabil bleiben.
Die Lagerungsbeständigkeit der Formulierung, die für die einmalige Anwendung vorgesehen ist, ist aus diesem Grund eine wichtige Eigenschaft. Für diese Eigenschaft ist es notwendig, andere wesentliche Charakteristika in Übereinstimmung mit den verschiedenen Anwendungen zu verbinden, wobei die industrielle Sicherheit, die logistische sowie die allgemeine und umwelttechnische Toxizität der verschiedenen Formulierungen in Betracht gezogen werden muß. Diese Peroxysäuren sind aufgrund ihrer Erhältlichkeit auf dem Markt und der Möglichkeit, sie in Granulatpräparationen oder Dispersionen zu verwenden, technisch und wirtschaftlich besonders wichtig.
Unter den wichtigsten Anwendungen der organischen Peroxysäuren und insbesondere der Phthalimidoperoxyalkansäuren gibt es typische Anwendungen der Kosmetikindustrie, bei der die Peroxysäure in Systeme eingeführt wird, die aus vielen Komponenten gebildet sind, und wo sie unter besonders milden Umständen wirksam sein müssen, und die ihre Wirksamkeit im Lauf der Zeit auch noch nach Lagerung beibehalten müssen.
Bei Zahnpasten ist die Wirksamkeit der Peroxyessigsäure für die Herstellung von Formulierungen mit einer verbesserten Bleichwirkung bekannt, vgl. zum Beispiel EP 545,594 .
Die Wirksamkeit der phtalimidoalkanoiden und/oder kationischen Peroxysäuren für die Herstellung von Zahnsystemen, die eine bleichende Wirksamkeit aufweisen, ist ebenfalls bekannt, vgl. zum Beispiel die Patentanmeldung WO 96/05802. Im Falle der Phtalimidoperoxyalkasäuren, die neben positiven toxikologischen Eigenschaften eine bemerkenswerte chemische Aktivität, Bleichwirkung und hygienische Wirksamkeit aufweisen, ist es schwierig, einheitliche kosmetische Formulierungen mit polyfunktionalen Eigenschaften zu erhalten. Bei dieser Patentanmeldung wird ein Zweikomponentensystem verwendet, das aus zwei komplementären aber separaten Formulierungen gebildet wird, bei dem die eine der anderen zum Zeitpunkt der Verwendung beigemischt wird. Diese Lösung ermöglicht es, all die Eigenschaften der Phtalimidoalkaperoxysäuren beizubehalten, stellt jedoch vom praktischen Standpunkt her eine Beschränkung dar, da es komplexere Vorrichtungen benötigt, die für Zweikomponentensysteme typisch sind.
Daher bestand Bedarf an einer verfügbaren Formulierung, die Phtalimidoalkanperoxysäuren als Einkomponentenzusammensetzung umfasst.
Im Stande der Technik ist es bekannt, Addukte aus Peroxysäuren und Cyclodextrinen zu bilden. Insbesondere in der EP 469,983 , wird angegeben, dass die Stabilität der Peroxycarbonsäurenaddukte größer ist als jene der Peroxycarboxylsäure. Insbesondere die Hitzebeständigkeit, die als eine niedrigere Neigung zur unkontrollierten thermischen Zersetzung ausgelegt wird, ist für die Addukte aus Peroxysäuren und Cyclodextrinen höher als die Hitzebeständigkeit der Peroxysäuren an sich.
Technische Fachliteratur ist ebenfalls bekannt, vgl. zum Beispiel D. M. Davies und M. E. Deary, "The interaction of alpha-cyclodestrin with aliphatic, aromatic und inorganic peracids, the corresponding parent acids und their respective anions" in J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, 1996, 2415–2421 und "Effect of alpha-cyclodextrin on the oxidation of aryl alkyl sulfides by peracids" 2423– 2430; D. M. Davis et al. "Multiple pathways in the alphacyclodextrin catalysed reaction of iodide and substituted perbenzoic acids" in derselben Rezension 2, 1994 1531–1537. In diesen Veröffentlichungen wird über die spezielle chemische Interaktion zwischen alpha-Cyclodextrinen und aliphatischen, aromatischen und anorganischen Peroxysäuren berichtet ebenso wie über die Reaktivität und die Natur der chemischen Addukte, die durch Interaktion der zwei Komponenten erhalten werden. Aus diesen Veröffentlichungen scheint zu folgen, dass die Reaktivität der Peroxysäuren bei den Addukten bezüglich der Peroxysäuren an sich marginal modifiziert zu sein scheint. Es wird über die typischen Oxidationsumsetzungen des Iodidions und der R_a-S-R_a' Gruppe in einer wässrigen Phase mit den Addukten und mit den Peroxysäuren an sich berichtet, wobei R_a und R_a' Alkyle und/oder Aryle sind, die gleich sind oder sich voneinander unterscheiden. Diese Reaktionen finden im Adduktfalle unter milden Umständen statt, manchmal sogar mit einer noch größeren Leichtigkeit hinsichtlich der Peroxysäuren an sich. Das bedeutet, dass die Reaktivität der in den Addukten vorhandenen Peroxysäuren höher ist als diejenige der Peroxysäuren an sich. Vgl. zum Beispiel die Daten, die für die Peroxyessigsäure und dessen Addukt berichtet werden. Daher stellen die Addukte keine chemisch vorteilhafte Form zur Herstellung von Formulierungen dar, die auch nach längerer Zeit noch stabil bleiben.
Es bestand Bedarf an verfügbaren Komplexformulierungen, die während der Zeit des industriellen Interesses, in der die Peroxysäure ohne ihre Reaktivität zu verlieren eingeführt werden kann, stabil bleiben.
Ein Verfahren zur Herstellung von Addukten aus Cyclodextrinen, insbesondere β-Cyclodextrinen, und organischen Peroxiden, ausgewählt aus Dialkyl- und Diacylperoxiden ist ebenfalls bekannt, das für die kosmetische Produktformulierung interessant ist. Vgl. zum Beispiel EP 441,690 . Es handelt sich um ein Verfahren, basierend auf der Dispergierung und dem Kontakt der zwei Komponenten in Wasser-(80 Teile) und Ethanol-(20 Teile)Mischungen, bei Temperaturen im Bereich von 40°C bis 64°C.
Überraschenderweise und unerwarteterweise wurde herausgefunden, dass es möglich ist, komplexe Formulierungen, die Phthalimido-Peroxycarbonsäuren, insbesondere die Epsilon-Phthalimidoperoxyhexanäure, die eine hohe Zeitbeständigkeit aufweisen und die typische Peroxysäurenaktivität beibehalten, herzustellen. Diese unerwartete Tatsache ermöglichte die Herstellung der oben genannten Einkomponentenformulierungen mit all den Vorteilen, die sie für kosmetische und pharmazeutische Anwendungen sowie für die Anwendung bei Nahrungsmitteln mit sich bringt.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Phthalimido-Peroxycarbonsäuren, vorzugsweise der Epsilon-Phthalimidoperoxyhexanäure, in Adduktform mit Cyclodextrinen, vorzugsweise Beta-Cyclodextrinen, für die Herstellung von kosmetischen, pharmazeutischen und Nahrungsmittel-Formulierungen.
Das Molarverhältnis zwischen den Peroxysäuren und den Cyclodextrinen der Erfindung liegt im Bereich von 1 : 1–1 : 2.
Die Imido-Alkanpercarbonsäuren, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, weisen die allgemeine Formel auf:
wobei A eine Gruppe mit der Formel:
darstellt.
n ist eine ganze Zahl 0, 1 oder 2, R¹ ist Wasserstoff, Chlor, Brom, C₁-C₂₀ Alkyl, C₂-C₂₀ Alkenyl, Aryl oder Alkylaryl, R² ist Wasserstoff, Chlor, Brom oder eine Gruppe mit der Formel -SO₃M, -CO₂M, -CO₃M, -OSO₃M, M stellt ein Wasserstoff, ein Alkalimetall oder ein Ammoniumion oder das Äquivalent eines Erdalkalimetallions dar, und X stellt ein C₁-C₁₉ Alkylen oder Arylen dar; Y stellt ein C₃-C₁₉ Alkylen dar.
Aus den Imidoalkanpercabonsäuren ist die epsilon-Phthalimidoperoxyhexansäure besonders bevorzugt.
Aus den Cyclodextrinen können wir die alpha-, beta-, gamma- oder delta-Cyclodextrine erwähnen, die modifizierten alpha-, beta-, gamma- oder delta-Cyclodextrine mit acycl-, alkyl-, hydroxyalkyl- Gruppen, die im Allgemeinen 1 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisen, vorzugsweise 2 bis 6; die Mischungen dieser Cyclodextrine und die Mischungen dieser Cyclodextrine und der Dextrine oder der linearen Oligosaccharide, beta-Cyclodextrine werden vorzugsweise verwendet.
Die peroxidische Aktivität solcher Addukte wird modifiziert, wenn der aktive Sauerstoff, der für die freie Peroxysäure typisch ist, vorhanden ist, um eine Erweiterung des technischen Anwendungsbereiches der Peroxysäure selbst auf Multikomponentensysteme zu ermöglichen, die in der Kosmetikindustrie typisch sind, wobei die freie Peroxysäure aus Gründen der chemischen Inkompatibilität in der Praxis nicht verwendbar wäre.
Eine weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Peroxysäureaddukten und insbesondere der Epsilon-Phthalimidoperoxyhexanäure, und der Cyclodextrine und insbesondere der beta-Cyclodextrine, bei dem die zwei in einer wässrigen Phase dispergierten Komponenten direkt unter ständigem Rühren bei Raumtemperatur für einen Zeitraum von 2 bis 12 Stunden, vorzugsweise von 6 bis 8 Stunden, in Kontakt gebracht werden. Nach dieser Zeit wird die wässrige Dispersion gefiltert und die festen Bestandteile werden zurückgewonnen und nach den im Stand der Technik bekannten Verfahrensweisen getrocknet, bevorzugt durch eine Behandlung mit trockener Luft bei moderaten Temperaturen, vorzugsweise zwischen 20°C und 50°C. Das oben beschriebene Verfahren ist von besonderem industriellem Interesse, da keine hohen Temperaturen verwendet werden, bevorzugt sind Raumtemperatur und eine Ausrüstung, die nicht teuer und leicht erhältlich ist.
Die kosmetischen Formulierungen umfassen die bekannten typischen Komponenten, zum Beispiel oberflächenaktive Stoffe, aus denen wir Octyloctonat, Weichmacher wie zum Beispiel Glycerin, Dispergiermittel, Öle und Fette, parfümierte Essenzen, wahlweise Füllmittel wie zum Beispiel mikronisierte Kieselsäure, Oxide wie zum Beispiel Titanoxid, usw., nennen können. Die Menge des Adduktes liegt im Allgemeinen im Bereich von 1–20% und vorzugsweise im Bereich von 5–10%.
Die pharmazeutischen Formulierungen umfassen die bekannten pharmazeutischen Arnzeimittelträger und eine Menge an Addukt, die für gewöhnlich im Bereich von 1–30 Gew.-% liegt und vorzugsweise im Bereich von 10–20 Gew.-% liegt.
Die Formulierungen für Nahrungsmittel umfassen die bekannten Nahrungsmittel-Hilfsstoffe und eine Adduktmenge, die für gewöhnlich im Bereich von 1–10 Gew.-% liegt und vorzugsweise im Bereich von 2–5 Gew.-% liegt.
Die Anwendung der Peroxysäureaddukte und insbesondere der Epsilon-Phthalimidoperoxyhexanäure, und der Cyclodextrine und insbesondere der beta-Cyclodextrine in einfachen oder komplexen Systemen, die in den Bereichen Kosmetik, Pharmazie und Nahrungsmitteltechnologie von Bedeutung sind, ist für den fachmännischen Anwender von beachtlichem Interesse.
Unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Beispiele, welche stellvertretend sind und den Umfang der vorliegenden Erfindung in keiner Weise einschränken, wird die vorliegende Erfindung veranschaulicht.
BEISPIEL 1
5,650 g beta-Cyclodextrin werden unter ständigem Rühren bei Raumtemperatur einer wässrigen Suspension aus 1,856 g Epsilon-Phthalimidoperoxyhexanäure (Wassergehalt 17 Gew.-%; Titelverbindung 93 Gew.-%) in 16 l entionisiertem Wasser hinzugefügt.
Nach dem Hinzufügen wird das Rühren 12 Stunden lang fortgesetzt, wobei das System bei Raumtemperatur belassen wird (ca. 20°C). Der erhaltene Schlamm wird danach gefiltert, und der Feststoff wird zurückgewonnen. Nach dem Trocknen in einem Umluftofen bei 50°C für 96 Stunden, wird auf diese Weise 7 kg Addukt erhalten, das einen Gehalt an aktivem Sauerstoff von 1,1 Gew.-% aufweist.
BEISPIEL 2
297 g beta-Cyclodextrin und 46 g einer nassen Epsilon-Phthalimidoperoxyhexanäure (Wassergehalt 17 Gew.-%; Titelverbindung 95 Gew.-%) werden bei 30°C in 800 ml entionisiertem Wasser aufgelöst, indem das System 8 Stunden lang gerührt wird.
Nach dem Filtern und Trocknen (wie im 1. Fall) werden 320 g Addukt mit einem Gehalt an aktivem Sauerstoff von 0,6 Gew.-% erhalten.
Die thermische Beständigkeit des Adduktes resultiert nach 3 Tagen in einem Umluftofen bei 50°C in einem peroxidischen Verlust von 0,3%.
BEISPIEL 3
38 g einer trockenen Epsilon-Phthalimidoperoxyhexanäure (Titelverbindung 95 Gew.-%) werden mit 148 g beta-Cyclodextrin 400 ml entionisiertem Wasser additiviert und bei Raumtemperatur sowie unter Rühren belassen. Das Rühren wird 12 Stunden lang fortgesetzt. Nach dem Trocknen werden 175 g des Adduktes mit einem Gehalt an aktivem Sauerstoff von 1,1 Gew.-% erhalten.
BEISPIEL 4
Formulierung für Zahnpasta

10 g des Adduktes aus beta-Cyclodextrin und Epsilon-Phthalimidoperoxyhexansäure, erhalten wie in Beispiel 1, werden 200 g einer Zahnpastabasis beigemischt, die eine Standardzusammensetzung aufweist (in Gew.-%):

Glycerin	35%
Wasser	33%
Hydratisierte Kieselsäure	23%
Propylenglykol	3%
Natriumlaurylsulphat	1,25%
Tetranatriumpyrophosphat	1,2%
Carboxymethylcellulose	1,2%
Parfümstoffe	1%
Titanoxid	0,5%
Süßstoffe	0,3%
Trichlosan	0,3%
Natriumfluorid	0,25%

Die erhaltene Paste wurde in einem Weichbehälter hergestellt und in einem Umluftofen angeordnet, wo sie 60 Tage lang bei 37°C behalten wurde.
Der beobachtete peroxidische Verlust betrug 5,7%.
Zum Vergleich betrug der peroxidische Verlust, der im Falle eines entsprechenden Produktes beobachtet wurde, das erhalten wurde, indem 2,25 g einer trockenen Epsilon-Phthalimidoperoxyhexanäure (Titelverbindung 95 Gew.-%) 200 g einer Standardzahnpasta hinzugefügt wurde, und diese Mischung in ähnlicher Weise bearbeitet wurde, mehr als 95 Gew.-%.
BEISPIEL 5
Kosmetische Creme

10 g eines Adduktes aus β-Cyclodextrinen und Epsilon-Phthalimidoperoxyhexanäure, erhalten wie in Beispiel 1, werden 200 g einer Basiscreme mit folgender Standardzusammensetzung beigemischt:

Cetearilglukosid	5,0%
Octyloctoat	14,0%
C12/C15-Octyl-Octoat	12,0%
Butyrospermum parkii	3,0%
Dimethicon	2,0%
Dimethiconol-Dimethicon	1,5%
Oryzanol	0,5%
Tocopherol/Lecithin/Ascorbylpalmitat/Zitronensäure	0,08%
Wasser	59,32%
Kaliumcetylphosphat	2,0%
Imidazolidinylharnstoff	0,25%
Methylchloroisothiazolinon/Methylisothiazolinon	0,15%
Dinatrium EDTA	0,20%

Die erhaltene Creme wird in einem Weichbehälter hergestellt und in einem Umluftofen angeordnet, wo sie 60 Tage lang bei 37°C verbleibt.
Der beobachtete peroxidische Verlust betrug weniger als 10%, verglichen mit einem peroxidischen Verlust, der bei einem entsprechenden System mehr als 98% betrug, das hergestellt wurde, indem 2,5 g einer trockenen Epsilon-Phthalimidoperoxyhexanäure (Titelverbindung: 95%) 200 g derselben Basiscreme vermischt wurden.

Claims

Verwendung von epsilon-Phthalimidoperoxyhexansäure in der Form von Addukten mit Cyclodextrinen zum Herstellen von kosmetischen, pharmazeutischen und Nahrungsmittelformulierungen.
Verwendung von Phthalimidoperoxycarbonsäuren gemäß Anspruch 1, wobei die Cyclodextrine ausgewählt sind aus alpha-, beta-, gamma- oder delta-Cyclodextrinen; modifizierten alpha-, beta-, gamma- oder delta-Cyclodextrinen mit Acyl-, Alkyl-, Hydroxyalkylgruppen; Mischungen aus diesen Cyclodextrinen und Mischungen aus diesen Cyclodextrinen und Dextrinen oder linearen Oligosacchariden, vorzugsweise beta-Cyclodextrinen.
Verwendung von Phthalimidoperoxycarbonsäuren gemäß Anspruch 1 bis 2, wobei das molare Verhältnis von Peroxysäure zum Cyclodextrin im Bereich von 1 : 1–1 : 2 liegt.
Kosmetische Formulierungen, umfassend das Addukt gemäß Anspruch 1 bis 3.
Kosmetische Formulierungen gemäß Anspruch 4 zum Herstellen von Zahnpasta.
Pharmazeutische Formulierungen, umfassend das Addukt gemäß Anspruch 1 bis 3.
Pharmazeutische Formulierungen gemäß Anspruch 6 für die Behandlung von Akne.
Nahrungsmittelformulierungen, umfassend das Addukt gemäß Anspruch 1 bis 3.
Addukte von epsilon-Phthalimidoperoxyhexansäure mit Cyclodextrinen gemäß Anspruch 1 bis 4.
Verfahren für die Herstellung von Addukten gemäß Anspruch 9, welches den direkten Kontakt der zwei Bestandteile, die in einer wäßrigen Phase bei Raumtemperatur dispergiert sind, unter kontinuierlichem Rühren für eine Zeitperiode von 2 bis 12 Stunden, vorzugsweise von 6 bis 8 Stunden, vorsieht; anschließend Filtern und Rückgewinnung des Feststoffes, dessen Trocknung, vorzugsweise durch Behandlung mit Trockenluft bei moderaten Temperaturen, vorzugsweise im Bereich von 20°–50°C.