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Verfahren zum Einbringen von organischen Säuren in Gewebezellen zu
kosmetischen Zwecken und bei Algen
Man hat schon festgestellt, daß die Verbindung
von Alkaloiden oder betäubend wirkenden Basen mit einer Säure die Wirkung dieser
Basen und Alkaloide steigert und insbesondere die Durchlässigkeit lebender Zellen
für die entsprechenden Kationen erhöht. Auch ist es (vgl. die französischen Patentschriften
789 I56, 8I5 220 und 46 773, 48 355) bereits bekannt, daß in bezug auf die Anionen
ein wesentlicher Unterschied zwischen mineralischen und organischen Anionen besteht.
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Die Erfindung geht nun von der Frage aus, ob nicht auch umgekehrt
das Kation eine bestimmende Rolle für die Eignung des entsprechenden Anions durch
Durchdringung von Zellwänden spielt. Eingehende Versuche haben gezeigt, daß in dieser
Hinsicht gewisse Salze von organischen Säuren, insbesondere der Salicylsäure, je
nach der Natur des zugehörigen Kations sehr verschiedene Eigenschaften aufweisen
können. Vor allem haben sich die Kationen, welche Abkömmlinge von Aminbasen sind,
als besonders wirksames Hilfsmittel für die Diffusion des Anions, z. B. des Salicylsäureanions,
durch die Zellwände menschlicher oder pflanzlicher Gewebe erwiesen.
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Diese Feststellung wird nach der Erfindung technisch nutzbar gemacht,
indem sie als Grundlage für ein vorteilhaftes Verfahren zum Einbringen von organischen
Säuren in Gewebezellen zu kosmetischen Zwecken und bei Algen verwendet wird.
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Die Salze der Salicylsäure und insbesondere die Salze, welche Abkömmlinge
von aliphatischen wasserlöslichen Aminen sind, zeigen in bezug auf das Salicyl-
säureanion
eine sehr verstärkte Zelldurchdringungsfähigkeit, die etwa 300 bis Boo 01o der Durchdringungsfähigkeit
beträgt, die man bei einem auf mineralischer Basis, wie Natrium, erhaltenen Salz
oder beim Methylester der Salicylsäure erzielt. Auch werden gewisse derartige Abkömmlinge,
die diese günstige Eigenschaft in erheblichem Maße besitzen, besonders gut von den
von ihnen durchquerten Zellwänden vertragen.
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Die Haut- und Gewebedurchdringungsfähigkeit schwankt mit der Natur
der benutzten Kationen, wie Messungen ergeben haben, die an verschiedenen Verbindungen
von Salicylsäure mit organischen oder mineralischen Basen durchgeführt worden sind
und bei denen vergleichsweise auch eine nicht ionisierbare Salicylsäureverbindung,
das Methylsalicylat, untersucht wurde. Alle diese Messungen haben zu der Erkenntnis
geführt, daß die leichte Durchdringung von Zellwänden, welche organischen Anionen
- in Gegenwart von bestimmten, gleichfalls organischen Kationen eigen ist, ein Mittel
darstellt, um ganz erheblich die Säuremenge zu verringern, die für das Einbringen
eines bestimmten Betrages an Anionen in Gewebezellen erforderlich ist.
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Nach der Erfindung wird daher zum Einbringen von organischen Säuren
in Gewebezellen zu kosmetischen Zwecken oder bei Algen ein Behandlungsmittel, z.
B. in der Form einer Pomade oder Emulsion oder Lösung, verwendet, das zwecks Steigerung
des Prozentsatzes der in ihm enthaltenen und in das Gewebe eindringenden Anionen
aus einem Salz, vorzugsweise einem wasserlöslichen Salz, aus einer organischen Säure
und einem Alkylamin besteht. Als organische Säure erweist sich hierbei Salicylsäure
als vorteilhaft, und insbesondere kommt praktisch Mono-oder Diäthylaminsalicylat
in Betracht.
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Für kosmetische Zwecke kann das Verfahren nach der Erfindung dadurch
nutzbar gemacht werden, daß für die Massage der Haut bei der Schönheitspflege eine
Paste dient, welche in einer üblichen Salbengrundlage ein Salicylat eines Alkylamins
enthält, und hinsichtlich der Behandlung von Algen hat sich das Verfahren nach der
Erfindung als vorteilhaft für die Konservierung von bei Matratzen zu verwendendem
Tang erwiesen, für den eine Lösung des Salicylats eines Alkylamins als Tauchbad
oder Besprühungsmittel verwendet wird.
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Beispiel I Um für kosmetische Zwecke die Rolle der Kationen bei der
Wirksamkeit von bestimmten Salicylaten hinsichtlich ihrer Zellwanddurchdringungsfähigkeit
durch Vergleich zwischen dem nicht ionisierbaren Methylsalicylat und dem eine ionisierbare
Verbindung mit einem bestimmten mineralischen Kation darstellenden Natriumsalicylat
sowie verschiedenen, ionisierbare organische Kationen enthaltenden Amindsalicylaten
festzustellen, wurden Pomaden hergestellt, bei denen eine Emulsion aus Glykolstearat,
Paraffinöl und Wasser die einzelnen Salicylate in äquimolekularer Konzentration
einverleibt waren. Die Emulsion wurde beispielsweise aus 50°lo Wasser, 200/o Glykolstearat
und 200/o Paraffinöl unter Zugabe von 100/o Salicylat bereitet.
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Mit diesen Pomaden wurde die auf eine Fläche von I5 X I5 cm durch
Abrasieren des Pelzes freigelegte Haut von Kaninchen bis zur vollständigen Durchdringung
eingerieben und dann die Durchdringung der Haut durch Messung der Harnabscheidung
während einer Dauer von 48 Stunden festgestellt und dabei die gesamte Salicylsäure
nach dem kolorimetrischen Verfahren bestimmt. Für die im Urin abgeschiedenen Salicylsäuremengen
waren die Prozentsätze der aufgewendeten Säurebeträge: I. Sylicylat mit anorganischem
Kation: Natriumsalicylat ............... 9,46% II. Salicylsäureester: Methylsalicylat
I3,080/o III. Salicylat mit organischen Kationen: Diäthylaminsalicylat ............
41,18% Monoäthylaminsalicylat .......... 34,6 % Monomethylaminsalicylat .........
10,7 % Dimethylaminsalicylat ........... 27,5 % Propylaminsalicylat .............
20,3 01o Monoäthanolaminsalicylat ........ 23,5 01o Diäthanolaminsalicylat ..........
I9,0 °/o Triäthanolaminsalicylat ........ 15,6 % Diese Vergleichszahlen lassen erkennen,
daß bestimmte organische ionisierbare Kationen unter den Aminen die Haut- und Zellwanddurchdringung
bei Salicylaten in ganz überraschender Weise erleichtern und insbesondere das Salicylsäureanion
in der Form des Diäthylaminsalicylates eine drei- bis viermal so große Durchdringungsfähigkeit
wie das entsprechende Natriumsalz oder der Methylester aufweist und hinsichtlich
dieser Fähigkeit auch die anderen angeführten Aminosalze weit übertrifft.
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Der Vergleich der verschiedenen Salicylate zeigt ferner, daß Salze
des Mono- oder des Di- oder des Triäthanolamins, die eine Base mit einer stark ausgeprägten
Affinität für Wasser herstellen, eine geringere Durchdringungsfähigkeit besitzen
als Salze von Basen, denen wie dem Diäthylamin eine verhältnismäßig geringere Affinität
für Wasser eigen ist. Da diese Affinität sich qualitativ durch die Bestimmung der
Amin-Dampfspannung der wässerigen Lösung messen läßt, kann die mit Salicylsäure
verbundene Aminbase nach ihrer Affinität für Wasser unter Berücksichtigung der Tatsache
gewählt werden, daß die eine zu große Affinität für Wasser aufweisenden Basen weniger
für die Zwecke der Erfindung als die Basen mit niedrigerer Affinität geeignet sind.
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Beispiel 2 Zur Untersuchung der Zellwanddurchdringung bei Algen nach
dem in der Zeitschrift »Protoplasmavv, 1938, Bd. 31, S. 499, beschriebenen Verfahren
von R. Collander und E. Virtanen sind Lösungen von verschiedenen Aminsalicylaten
hergestellt worden, in denen eine bestimmte Zahl von Karrageenzellen für 3 Stunden
belassen wurde, worauf ein Zentrifugieren der Algen durchgeführt und deren Protoplasma
abgepreßt und mittels einer Mikropipette gemessen
sowie die Konzentration
des Zellprotoplasmas an Salicylsäure unter Zuhilfenahme der Reaktion mit Eisenchlorid
durch Vergleich mit einer Skala ermittelt wurde.
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Bei einer äußerlichen molekularen Konzentration zu von 200 zeigte
sich schon eine merkliche Durchdringung der Zellwand durch Diäthylaminsalicylat
gegenüber einer Durchdringungsfähigkeit des Natriumsalicylats, die praktisch gleich
Null war, und für von n/50 bis n/10 sich ändernde Konzentrationen erreicht das Zellwanddurchdringungsvermögen
des Diäthylaminsalicylats im Mittel das Sieben- bis Achtfache der Durchdringungsfähigkeit
des Natriumsalicylats.
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Unter Zugrundelegung des Zellwanddurchdringungsvermögens des Natriumsalicylats
als Bezugseinheit ergab sich als Durchdringungszahl für Zelldurchdringungszahl Monomethylaminsalicylat
.. 4,0 Dimethylaminsalicylat ......... 6,0 Monoäthylaminsalicylat . 7,0 Diäthylaminsalicylat
.......... 8,0 Propylaminsalicylat ........... 8,0 Monoäthanolaminsalicylat ......
1,25 Diäthanolaminsalicylat ........ 0,50 Triäthanolaminsalicylat . I,75 Diese Versuche
mit Algen bestätigen, daß Kationen von großer Bedeutung für die Durchlässigkeit
von pflanzlichen Zellmembranen in bezug auf Salicylsäureabkömmlinge sind. Insbesondere
weist das Diäthylaminsalicylat im Vergleich zum Natriumsalicylat eine achtfache
Durchdringungsfähigkeit für Algenzellen auf, der für die Haut und das Zellengewebe
von Mensch und Tier eine Durchdringungsfähigkeit entspricht, die 4,5mal so groß
wie beim Natriumsalicylat ist.
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Die erfindungsgemäß in Betracht kommenden Aminsalze können entweder
durch unmittelbare Neutralisierung der Säure mit dem Amin in wäßriger Lösung oder
durch Einwirkung des Natriumsalzes der betreffenden Säure auf Aminchlorhydrat erhalten
werden, oder sie lassen sich auch durch die Einwirkung der Säure auf das Amin in
einem das erzielte Aminsalz nicht lösenden Lösungsmittel erhalten, und hierbei kann
für das Diäthylaminsalicylat Chloroform Verwendung finden.
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Beispiel 3 Zur Bereitung von Diäthylaminsalicylat löst man I300 g
Salicylsäure und IOOO g Diäthylamin in 2000 g Wasser auf und erhitzt die Lösung
in einem geschlossenen Behälter, wobei man die Temperatur auf 800 C während 20 Minuten
unter Durchführung des Gemisches bringt.
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Die Lösung kann durch Erhitzen in freier Luft konzentriert und dann
der Kristallisation überlassen werden, und die Kristalle können durch Rekristallisation
aus Wasser, Alkohol oder Äther gereinigt werden. Das erhaltene Produkt erscheint
in der Form weißer und bei 100 bis IOI° C schmelzender Kristalle von Diäthylaminsalicylat.
Diese Kristalle enthalten ein Molekül Wasser, und ihre Formel ist
Das erhaltene Diäthylaminsalicylat hat keinerlei Geruch, und sein Geschmack ist
schwach bitter und dann süß. In Wasser ist es leicht löslich - 3 Teile in 1 Teil
Wasser - und in Fetten - 1 Teil in 100 Teilen Fetten - weniger löslich.
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Beispiel 4 Zur Herstellung von Diäthylamin-Undecylenat gibt man zu
I84 Teilen reiner geschmolzener Undecylen säure 73 Teile Diäthylamin in kleinen
Mengen unter sorgfältigem Rühren und unter entsprechendem Kühlen des Gemisches zu.
Man erhält dadurch 257 Teile flüssigen Diäthylamin-Undecylenat mit einer Dichte
von o,go und mit einer Brechungszahl von 1,46 bei 200 C.
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Beispiel 5 Zur Erzeugung von Diäthylaminsalicylat führt man eine
Mischung von Diäthylamin mit einer Suspension von Salicylsäure in Methanol durch.
Man fügt zu 138 Teilen reiner Salicylsäure, die in 100 Teilen Äthanol bei 96° C
suspendiert sind, 45 Teile Diäthylamin. Die auf 600 C gebrachte Lösung kristallisiert
durch Abkühlung 90 Teile Dimethylaminsalicylat aus.
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Die Zurückführung der Mutterlaugen in den Verfahrensgang ermöglicht
eine fast quantitative Ausbeute.