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Die vorliegende Erfindung betrifft
neue 1,3,5-Trianilinotriazin-Derivate und deren Verwendung als Schutzmittel
gegen UV-B-Sonnenstrahlung und als Mittel, die geeignet zur Photostabilisierung
von synthetischen Polymeren sind.
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1,3,5-Trianilinotriazin-Derivate
werden als UV-A/B-Filter und als photostabilisierende Mittel in
EP 0 756 851 und
EP 0 81 8 450 beschrieben.
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Insbesondere betrifft die Erfindung
Verbindungen der allgemeinen Formel I:
worin R, R
1 und
R
2 unabhängig
voneinander gerades oder verzweigtes (C
1-18)
Alkyl; (C
5-12)Cycloalkyl, gegebenenfalls
substituiert mit 1 bis 3 geraden oder verzweigten (C
1-4)Alkylgruppen
sind; X
1 und X
2 unabhängig voneinander
Sauerstoff oder die Gruppe NH sind; mit der Maßgabe, dass die beiden Gruppen
CO-X
1-R
1 und CO-X
2-R
2 nicht gleichzeitig
in der para-Stellung vorliegen können.
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Beispiele für (C1-4)Alkyl,
(C1-8)Alkyl und (C1-18)Alkylgruppen
umfassen Methyl, Ethyl, Isopropyl, tert.-Butyl, 3,3-Dimethylpropyl,
n-Hexyl, 2-Ethylbutyl, 2-Ethylhexyl,
1,1,3,3-Tetramethylbutyl, n-Decyl, n-Pentadecyl und n-Hexadecyl.
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(C5-8)Cycloalkyl
und (C5-12)Cycloalkyl bedeuten hier im wesentlichen
Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclodecyl und Analoge.
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Eine bevorzugte Gruppe erfindungsgemäßer Verbindungen
umfasst die Verbindungen der Formel I, worin R, R1 und
R2 unabhängig
voneinander gerades oder verzweigtes (C1-18)Alkyl
oder (C5-12)Cycloalkyl, gegebenenfalls substituiert
mit 1 bis 2 geraden oder verzweigten (C1-4)Alkylgruppen
sind, X1 und X2 Sauerstoff oder
NH sind, eine der beiden Gruppen CO-X1-R1 oder CO-X2-R2 sich
in der para-Stellung befindet und die andere sich in einer von der
para-Stellung unterschiedlichen
Stellung befindet.
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Eine zweite bevorzugte Gruppe der
erfindungsgemäßen Verbindungen
umfasst Verbindungen der Formel I, worin R und R1 gleichzeitig
gerades oder verzweigtes (C1-18)Alkyl oder
(C5-12)Cycloalkyl, gegebenenfalls substituiert
mit 1 bis 2 geraden oder verzweigten (C1-4)Alkylgruppen
ist, R2 gerades oder verzweigtes (C1-18)Alkyl oder (C5-12)Cycloalkyl,
gegebenenfalls substituiert mit 1 bis 2 geraden oder verzweigten
(C1-4)Alkylgruppen ist, X1 die
Bedeutung von Sauerstoff hat, X2 Sauerstoff
oder NH sein kann, die Gruppe CO-X1-R1 in der para-Stellung und die Gruppe CO-X2-R2 in einer von
der para-Stellung unterschiedlichen Stellung stehen.
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Es ist bekannt, dass die Ultraviolettstrahlung
von Sonnenlicht eine schädliche
Wirkung auf die Haut des Menschen ausübt sowie auch einen Abbau von
synthetischen Polymeren bewirkt. Durch die Verwendung sogenannter
Sonnenfilter (Sonnenscreens), die zur Absorption der UV-Strahlung
des Sonnenlichts geeignet sind, können schädliche Wirkungen, wie die Alterung
der Haut oder im Falle von synthetischen Polymeren deren Verschlechterung
verhindert oder zumindest verzögert
werden.
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Die Strahlungen im Bereich von 290
bis 320 nm, d. h. UV-B-Strahlen, sind besonders schädlich für die menschliche
Haut, da sie verantwortlich für
gefährliche
Erytheme sind. Es wurde eine Anzahl von Verbindungen untersucht
und getestet auf Wirkungen gegen eine derartige UV-Einwirkung, insbesondere
p-Hydroxyzimtsäure-
und p-Dimethylaminobenzoesäure-ester,
Benzotriazole und Hydroxybenzophenone. Die Absorptionsfähigkeit
für UV-B-Strahlung
dieser Substanzen ist jedoch ziemlich gering. Bessere Ergebnisse
erhielt man mit speziellen Triazin-Sonnenfiltern (EP A2 0 087 098,
EP A1 0 570 838 und EP B1 0 517 104). Nichts desto weniger konnten
Probleme, die mit der Photostabilität der Sonnenfilter selbst und
ihrer Löslichkeit
in den verwendeten öligen
Lösungsmitteln,
beispielsweise in Kosmetika, einhergehen, bisher nicht gelöst werden.
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Überraschenderweise
wurde jetzt gefunden, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen die UV-B-Strahlung
sehr intensiv absorbieren und eine sehr gute Löslichkeit in den öligen Lösungsmitteln
zeigen, die in Kosmetika verwendet werden. Darüber hinaus erwiesen die Verbindungen
der Erfindung auch einen wirksamen Schutz von kosmetischen Formulierungen
und synthetischen Polymeren vor der Zersetzung durch Sonnenlicht,
und sie weisen eine geringe Toxizität auf.
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Daher ist ein weiterer Gegenstand
der Erfindung die Verwendung der Verbindungen der Formel I als Sonnenfilter
für die
Herstellung kosmetischer Zusammensetzungen zum Schutz der Haut vor
Sonnenlicht sowie als Photostabilisatoren für synthetische Polymere.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung
ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen als Sonnenfilter
für die
kosmetische Behandlung der Haut. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung
sind kosmetische Zusammensetzungen, die eine oder mehrere Verbindungen
der Formel I enthalten.
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Schließlich sind ein weiterer Gegenstand
der Erfindung synthetische Polymer-Zusammensetzungen, die eine oder
mehrere Verbindungen der Formel I enthalten.
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Die Verbindungen der Formel I werden
nach üblichen
Verfahren, die dem Fachmann geläufig
sind, hergestellt. Beispielsweise kann 1,3,5-Trihalotriazin, vorzugsweise 1,3,5-Trichlortriazin
umgesetzt werden mit einer Verbindung der Formel III
worin X
2 und
R
2 wie vorstehend definiert sind unter derartigen
Reaktionsbedingungen, dass nur ein Halogenatom des 1,3,5-Trichlortriazins
ersetzt wird. Man erhält
eine Verbindung der Formel IV
worin X
2 und
R
2 wie vorstehend definiert sind, worin
die beiden Chloratome zuerst durch eine Verbindung der Formel V
oder VI und anschließend
mit einer Verbindung der Formel VI oder V ersetzt werden können
worin R, R
1 und
X
1 wie vorstehend definiert sind.
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Die Verbindungen der Formeln III,
V und VI sind in der Literatur bekannt oder können sie nach in der Literatur
beschriebenen Verfahren, ausgehend von den entsprechenden Aminobenzoesäuren, hergestellt
werden.
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Die Reaktion zwischen Trihalotriazin
und Aminobenzoesäuren
zum Ersatz von lediglich einem Halogenatom wird auch in der Literatur
beschrieben (beispielsweise in
EP 0 570 838 A1 ). Dies erfolgt bei Temperaturen
im Bereich von etwa –5°C bis etwa
10°C in
Anwesenheit von Wasser, organischen Lösungsmitteln, wie aliphatischen
Ketonen, aromatischen Kohlenwasserstoffen, Dioxan oder Gemischen
davon, mit oder ohne Wasser. Die resultierende Verbindung der Formel
IV kann gewonnen und gegebenenfalls charakterisiert werden oder
kann sie direkt mit einer Verbindung der Formel V oder VI umgesetzt
werden, um ein weiteres Chloratom zu ersetzen. Die resultierende
Verbindung kann auch gewonnen und charakterisiert werden oder kann direkt
mit einer Verbindung der Formel VI oder V zur Erzielung der endgültigen Verbindungen
der Formel I umgesetzt werden.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung
wird, wenn Verbindungen der Formel I gewünscht werden, worin die Gruppe
CO-X2-R2 in der
ortho- oder meta-Stellung steht, X1 Sauerstoff
ist, R und R1 beide die gleiche Bedeutung haben
und die Gruppe CO-X1-R1 in
der para-Stellung steht, eine Verbindung der Formel IV mit etwa zwei
bis etwa vier Mol-Äquivalenten
einer Verbindung der Formel V oder einer Verbindung der Formel VI,
worin X1 Sauerstoff ist und die Gruppe CO-X1-R1 sich in der
para-Stellung befindet in Anwesenheit eines organischen Lösungsmittels,
wie Acetonitril, aliphatischen Ketonen, Ethern von (C4-C10)aliphatischen Kohlenwasserstoffen, Dioxan,
(C7-C12)aliphatischen
Kohlenwasserstoffen, aromatischen Kohlenwasserstoffen oder Gemischen
davon, umgesetzt. Die Reaktion wird gewöhnlich bei der Siedetemperatur
des Reaktionsgemischs während
eines Zeitraums von etwa zwei bis etwa zwölf Stunden in jedem Falle abhängig vom
verwendeten Lösungsmittelsystem
durchgeführt.
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Jedenfalls ist die Reaktion von Trihalotriazinen
und insbesondere die von Trichlortriazin zum Ersatz der drei Halogenatome
durch Aminoreste, die gleich oder verschieden sein können, in
der Literatur bekannt (Chem. Abs. 61, 3233d, 1964; Chem. Abs. 65,
15545g, 1966; Chem. Abs. 78, 112679, 1973; Chem. Abs. 81, 93087,
1974).
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Die endgültigen Verbindungen werden
gewonnen und nach üblichen
Verfahrensweisen gereinigt.
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Wie vorstehend erwähnt, sind
die erfindungsgemäßen Verbindungen
geeignete UV-B-Sonnenfilter. Die zweckmäßig formulierten Verbindungen
der Erfindung üben
ihre hautschützende
Wirkung nach dem Auftrag auf die der Strahlung ausgesetzte Fläche in einer
geeigneten Menge aus. Diese Menge kann der Fachmann in Abhängigkeit
von dem speziellen Extinktionskoeffizienten E1
1 der gewählten
Verbindung der Formel I bestimmen. Dieser Koeffizient ist ein Index
für die
Schutzwirksamkeit.
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Die kosmetischen Zusammensetzungen,
die einen der Gegenstände
der Erfindung bilden, enthalten eine wirksame Menge von mindestens
einer Verbindung der Formel I, in Kombination mit üblichen
Trägern
und Exzipienten. Beispielsweise können diese Zusammensetzungen
Lösungen,
Lotionen, Emulsionen des Wasser-in-Öl-, Öl-in-Wasser-, Wasser-Öl-Wasser-
oder Öl-Wasser-Öl-Typs sein; sie können auch
in der Form von Gels, Lippenstiften, Aerosolen usw. formuliert werden.
Sie werden hergestellt durch Formulieren der üblicherweise verwendeten Bestandteile,
wie Öle,
Fette, Emulgatoren, Feuchtmacher, Befeuchtungsmittel, Weichmacher,
Konservierungsmittel, oberflächenaktive
Mittel, Verdickungsmittel, Antischaummittel, Duftstoffe, Pigmente,
Farbstoffe oder andere wie Alkohole, Polyole, Elektrolyte, Silikonderivate.
Repräsentative
Beispiele für ölige Lösungsmittel,
in denen die erfindungsgemäßen Verbindungen
eine hohe Löslichkeit
aufweisen und die in kosmetischen Zusammensetzungen verwendet werden
können,
sind Paraffin, Mineralöle, Öle, Buttern
und natürliche
Wachse, Silikonöle,
Ester von Mono- oder
Dicarbonsäuren,
gesättigten
oder ungesättigten
geraden oder verzweigten aliphatischen Säuren oder von aromatischen
oder alkylaromatischen Säuren
mit 1 bis 25 Kohlenstoffatomen, mit (C1-C25)mono- oder
polyhydroxylierten aliphatischen Alkoholen, (C6-C35)Alkoholen, Ether von Fettalkoholen mit
8 bis 40 Kohlenstoffatomen, Glykolbutylether, Butyletherester, N,N-Diethylmethylbenzamide, Ethyl-1-(N-acetyl-N-butyl)-propionat
und Gemische davon.
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Überraschenderweise
hat es sich gezeigt, dass es möglich
ist, Lösungen
herzustellen, die etwa 10 bis etwa 45 Gew.-% einer oder mehrerer
der erfindungsgemäßen Verbindungen
und etwa 90 bis etwa 55 Gew.-% eines oder mehrerer der vorstehend
genannten öligen
Lösungsmittel
enthalten.
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Die vorliegende Erfindung umfasst
auch den Schutz der kosmetischen Zusammensetzungen selbst vor UV-Strahlung
durch Anwendung der Verbindungen der Formel I. Dieser Fall bezieht
sich auf Zusammensetzungen deren Komponenten eine Verschlechterung
oder unerwünschte
Färbung
durch Licht erfahren können,
wie Shampoos und Haarlacke, Hairdressing-Lotionen, Haarfärbemittel-Zusammensetzungen, Make-up-Formulierungen,
wie Nagellacke, Grundlagen, Lippenstifte.
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Die erfindungsgemäßen kosmetischen Zusammensetzungen
können
eine oder mehrere Verbindungen der Formel I in Mengen enthalten,
die von etwa 0,1 bis etwa 20%, vorzugsweise von etwa 0,5 bis etwa 15%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierung, vorliegen. Sie können zusätzlich zu
den Verbindungen der Formel I andere komplementäre Sonnenfilter, die aktiv
gegen Sonnenstrahlen sind, enthalten. Repräsentative Beispiele für diese
Sonnenfilter sind 3-(4-Methylbenzyliden)-kampfer; 2-Ethylhexyl-(4-dimethylamino)-benzoat;
2-Ethylhexyl-4-rnethoxycinnamat; Isoamyl-4-methoxycinnamat; Menthylsalicylat; Octylsalicylat; 2-Ethylhexyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylat;
2,4,6-Tris-[(4-carbo-2-ethylhexyloxy)-anilino)]-1,3,5-triazin; 2,4-Bis-[(4-carbo-2-ethylhexyloxy)anilino]-6-[(p.-tert.-butylamino-carbonyl)amino]-1,3,5-triazin; 4-Methoxy-4'-tert.-butyl-dibenzoyl-methan;
2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon;
2-Phenyl-benzimidazol-5-sulfonsäure und
die Salze davon; 2-Hydroxy-4-methoxy-benzophenon-5-sulfonsäure und
die Salze davon; Terephthalyden-3,3'-dikampfer-10,10'-disulfonsäure und die Salze davon. Darüber hinaus
können
die erfindungsgemäßen kosmetischen Zusammensetzungen
zusätzlich
zu einer oder mehrerer der Verbindungen der Formel I und gegebenenfalls
zusammen mit einem oder mehreren der vorstehend genannten Sonnenfilter
auch anorganische Sonnenfilter enthalten, die in Kosmetika üblich sind;
wie fein mikronisiertes Titandioxid, Zinkoxid, Siliziumdioxid oder
Aluminiumoxid und Vitamine, wie Vitamine der Gruppen A, B, C, D,
Tocopherole, wie Vitamin E und Derivate davon.
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Sowohl die erfindungsgemäßen Verbindungen
als auch die vorstehend erwähnten
kosmetischen Zusammensetzungen haben einen SPF-Faktor (Sun Protection
Factor) von nicht unter 2 gezeigt. SPF ist ein Index für die Sonnenschutzkraft
eines Sonnenfilters oder einer kosmetischen Formulierung.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung
ist die Verwendung der Verbindungen der Formel I als Photostabilisator
für synthetische
Polymere. Polymere Materialien, die vor UV-Strahlung geschützt werden
können, sind
beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polybutadien,
Polyisopren und Copolymere davon, Polyvinylacetat und Copolymere
davon, insbesondere mit Polyethylen, Polyester, wie Polyethylenterephthalat, Polyamide
wie Nylon 6 und Nylon 6,6, Polyurethane, Polyacrylate, Polymethacrylate,
Polyvinylchlorid.
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Die Verbindungen der Formel I können nach üblichen
Verfahrensweisen zur Stabilisierung in die Polymeren eingearbeitet
werden; beispielsweise können
sie mit dem Polymer in einem geeigneten Mischer vermischt werden
oder können
sie in der Form einer Lösung
oder einer Suspension in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Methanol,
Ethanol, Aceton oder Chloroform zugesetzt werden und anschließend kann
das Lösungsmittel
nach dem Vermischen mit dem Polymer in seinen verschiedenen Formen
entfernt werden. Alternativ können
die Verbindungen der Formel I zu dem zu stabilisierenden Polymer
während
der Herstellung des Polymers in seinen verschiedenen Formen, beispielsweise
bei der letzten Herstellungsstufe, zugefügt werden.
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Für
diese Zwecke können
die Verbindungen der Formel I auch in Kombination mit anderen Stabilisatoren
und Additiven verwendet werden, die üblicherweise für Polymere
eingesetzt werden, wie phenolische Antioxidantien; Phosphite; Ca-,
Mg-, Zn-, Al-, Ba-, Sn-Salze mit organischen (C8-20)Säuren, gehinderte
Amine, insbesondere die, die Gruppe 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin
in ihrer Struktur enthalten oder anderen Typen von UV-Absorbern,
wie Benzotriazole oder Benzophenone, Weichmachern, Gleitmitteln,
Flammverzögerern,
Titandioxid.
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In der Regel reicht eine Menge im
Bereich von etwa 0,01 bis etwa 5 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des
polymeren Materials, vorzugsweise von etwa 0,05 bis etwa 2%, aus.
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Die folgenden Beispiele dienen zur
weiteren Erläuterung
der Erfindung.
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A) – Herstellung der Verbindungen
der Formel IV
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Beispiel 1 – 2-Ethylhexyl-N-(4,6-dichlor-1,3,5-triazin-2-yl)-anthranylat
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Ein Gemisch von 42,6 g 1,3,5-Trichlortriazin
und 22 g Natriumbicarbonat in 450 ml Aceton, gekühlt auf 0°C, wurde langsam mit 64,7 g
2-Ethylhexylanthranylat
versetzt, wobei die Temperatur zwischen 0 und 5°C durch Kühlen in einem Eisbad gehalten
wurde. Nach beendeter Zugabe wurde das Gemisch weitere 30 Minuten
gerührt,
mit 175 ml Wasser versetzt, eine weitere Stunde gerührt, wobei
die Temperatur zwischen 0 und 5°C
gehalten wurde. Es bildete sich eine Ausfällung, die filtriert, viermal
mit Wasser und anschließend
mit Aceton gewaschen und schließlich
in einem Ofen getrocknet wurde. Man erhielt 84 g der Titelverbindung
mit einem Schmelzpunkt von 136–138°C.
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Durch Arbeiten im wesentlichen in
gleicher Weise wie im vorstehenden Beispiel durch Reaktion von 1,3,5-Trichlortriazin
mit der geeigneten Verbindung der Formel II wurden folgende Verbindungen
der Formel III hergestellt.
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Beispiel 2 – 3-[(4,6-Dichlor-1,3,5-triazin-2-yl)amino]-benzoesäure-2-ethylhexvlester –
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aus 1,3,5-Trichlortriazin und 3-Aminobenzoesäure-2-ethylhexylester,
Fp. 151–52°C.
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Beispiel 3 – 3-[(4,6-Dichlor-1,3,5-triazin-2-yl)amino-benzoesäure-tert.-butylamid –
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aus 1,3,5-Trichlortriazin und 3-Aminobenzoesäure-tert.-butylamid.
Fp. 206,5–08°C.
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Beispiel 4 – 2,2-Dimethvlpropyl-N-(4,6-dichlor-1,3,5-triazin-2-yl-anthranylat –
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aus 1,3,5-Trichlortriazin und 2,2-Dimethylpropylanthranylat.
Fp. 195– 96,5°C.
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B) – Herstellung von Verbindungen
der Formel I
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Beispiel 5 – Eine Lösung von 11,9 g der Verbindung
des Beispiels 1 in 150 ml Xylol wurde mit 15,7 g 2-Ethylhexyl-4-aminobenzoat
versetzt. Das Reaktionsgemisch wurde gerührt und 3 Stunden unter Rückfluss gehalten.
Die gebildete Chlorwasserstoffsäure
wurde mit verdünntem
wässrigem
Natriumhydroxid neutralisiert. Nach dem Verdampfen der Xylollösung zur Trockne
erhielt man einen Rückstand,
der aus n-Hexan kristallisiert wurde unter Bildung von 16 g einer
Verbindung der folgenden Formel mit einem Schmelzpunkt von 77–80°C und E1
1 1024 bei 311 nm.
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Beispiele 6–10 – Es wurde im wesentlichen
in gleicher Weise wie im Beispiel 5 gearbeitet, wobei die geeignete
Verbindung der Formel IV mit einer Verbindung der Formel V oder
einer Verbindung der Formel VI, worin X1 Sauerstoff
ist und die Gruppe CO-X1-R1 in
der para-Stellung steht, gearbeitet und erhielt man folgende Verbindungen
der Formel I
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Die fette Phase wird auf 80–90°C erwärmt, das
Sonnenfilter von Beispiel 7 wird zugesetzt und anschließend wird
das Gemisch zu Wasser gefügt,
das die wasserlöslichen
Verbindungen enthielt und das gesamte wurde auf 80–90°C erwärmt. Es
wurde in der Wärme
weitere 15–20
Minuten gerührt.
Das Gemisch wurde langsam gekühlt
und der Duftstoff wurde zugesetzt.
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Die Sonnenmilch wird im wesentlichen
wie in Beispiel A beschrieben hergestellt.
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Beispiel C – Lippenstift
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Zuerst wird ein Basisgemisch hergestellt,
bestehend aus
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85 Gramm dieses Gemischs wurden geschmolzen,
die geschmolzene Masse wurde mit 5 g der Verbindung des Beispiels
7 versetzt und 8 g 4-Methoxy-4'-tert.-butyldibenzoylmethan
sowie Duftstoff, Geschmacksstoffe und Farbstoffe wurden zugesetzt;
anschließend
wurde das Gemisch auf 1000 g mit Rizinusöl verdünnt und auf Raumtemperatur
gekühlt.
Beispiel D – 1000
Gramm Polyethylen mit niedriger Dichte (Riblene® EF
2100 R Enichem), 2 g n-Octadecyl-3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat,
1 g Calciumstearat und 0,3 Gramm der Verbindung von Beispiel 10
wurden homogen vermischt. Das resultierende Gemisch wurde bei 190°C extrudiert
und zu einem Granulat geformt, das bei 200°C unter Bildung von 0,2 mm Folien
gepresst wurde.
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Beispiele dieser Folien wurden einer
UV-Strahlung in einem Weatherometer WOM Ci-65 bei einer Schwarzbrett-Temperatur
von 63°C
unterworfen. Bei den bestrahlten Proben wurde die Zunahme der Carbonylbande
bei 5,85 nm im Infrarotspektrum gemessen und die Zeit T 0,1, die
notwendig war, um eine Zunahme der Carbonylbande von 0,1 zu erzielen,
wurde bestimmt im Vergleich mit einer Folie, die keine Verbindung
des Beispiels 10 enthielt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2
aufgeführt.
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