EP1149888A1 - Verwendung von Fettsäureestern als Leuchtmittel - Google Patents

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EP1149888A1
EP1149888A1 EP00108817A EP00108817A EP1149888A1 EP 1149888 A1 EP1149888 A1 EP 1149888A1 EP 00108817 A EP00108817 A EP 00108817A EP 00108817 A EP00108817 A EP 00108817A EP 1149888 A1 EP1149888 A1 EP 1149888A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fatty acid
acid esters
carbon atoms
fatty
alcohols
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00108817A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Norbert Hübner
Wolfgang Dr. Pittermann
Stephan Heck
Stefan Uhlig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF Personal Care and Nutrition GmbH
Original Assignee
Cognis Deutschland GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cognis Deutschland GmbH and Co KG filed Critical Cognis Deutschland GmbH and Co KG
Priority to EP00108817A priority Critical patent/EP1149888A1/de
Publication of EP1149888A1 publication Critical patent/EP1149888A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L11/00—Fire-lighters
    • C10L11/04—Fire-lighters consisting of combustible material

Definitions

  • the invention is in the field of lamps and relates to the use of Fatty acid esters containing linear and / or branched fatty acids with 6 to 14 carbon atoms and linear and / or branched alcohols with 6 to 10 carbon atoms as lamp oils, grill lighters, gel-like candles or torches.
  • Lamp oils as well as petroleum, liquid lighters, gel-shaped candles or torches mainly contain paraffins as ingredients, which have been classified as dangerous and harmful to health due to their physico-chemical properties. Soot development and the development of skin and eye irritating combustion products with a negative impact on the respiratory organs, particularly in the case of diseases of the bronchial system, sometimes go as far as triggering asthma attacks. Lung complications from accidental aspiration of fluorescent petroleum are also considered to be reasons for increasing concerns about lamp petroleum. Under these circumstances, a search has often been made for substitutes for fluorescent petroleum which do not have the disadvantages mentioned above, but at the same time are economical in use and have a luminosity and effect comparable to petroleum.
  • the patent DE 197 16911 C1 discloses the use of fat derivatives selected from the group comprising fatty acid glycerides, fatty acid esters, fatty alcohols and Guerbet alcohols with a solidification point below 0 ° C., an iodine number below 20 and a surface tension of more than 25 nM / m as lamp oils .
  • the decorative lamps for decorative purposes are usually made of transparent glass, which means that the color and the fragrance make the oils appear particularly attractive and thus tempt you to eat them.
  • toddlers mostly drink from unsecured oil lamps that are within easy reach. Therefore, the prescribed child-resistant closures and warnings on the refill containers do not offer adequate protection. Due to a very low viscosity, low surface tension and relatively low vapor pressure, the liquid can spread into the respiratory tract ("crawl into it") if swallowed and trigger severe chemical pneumonia there. Even if vomiting from swallowed lamp oil is triggered as a "detoxification measure", it can spread into the respiratory tract.
  • the complex object of the present invention was therefore, while maintaining the good burning behavior to provide health-safe lamps that Ingestion does not cause pneumonia and no toxicological effects in the gastrointestinal tract Release questionable substances.
  • the lamp oils should be as low as possible Self-coloring and odor neutrality and based on renewable, vegetable Raw materials can be produced.
  • the invention relates to the use of fatty acid esters containing linear and / or branched fatty acids with 6 to 14 carbon atoms and linear and / or branched alcohols with 6 up to 10 carbon atoms as illuminants.
  • short-chain fatty acid esters have a strong intrinsic odor and long-chain unsuitable burning properties, such as strong soot
  • the range of 6 to 10 carbon atoms per alcohol and fatty acid is also suitable due to the viscosity of the fatty acid esters.
  • some fat derivatives especially with triglycerides, such as olive oil, linseed oil, or also sesame oil, there is the problem of a strongly sooting flame, since the iodine number is above 20, and a very high viscosity.
  • fatty acid esters are understood to mean esters of the fatty acids listed in the formula (I) with linear or branched, saturated or unsaturated alcohols having 6 to 14 carbon atoms.
  • esters of fatty acids with polyhydric alcohols can also be used.
  • the esters of C 6 to C 10 fatty acids with C 7 to C 9 alcohols are preferred.
  • Esters of C 8 fatty acids with branched, unbranched, saturated or unsaturated C 8 alcohols are particularly preferred.
  • Suitable fatty acid components are, in particular, technical mixtures of fatty acids of the formula (I) and preferably the fatty acid cuts obtained from palm kernel and / or coconut oil.
  • the use of esters from C 8 fatty acids and C 8 alcohols is preferred, and the use of 2-ethyl-1-hexyl octanoate (Edeno® LPL) is particularly preferred.
  • Fatty acids are to be understood as meaning aliphatic carboxylic acids of the formula (I) R 1 CO-OH (I) in which R 1 CO represents an aliphatic, linear or branched acyl radical having 6 to 14 carbon atoms and 0 and / or 1 or 2 double bonds.
  • R 1 CO represents an aliphatic, linear or branched acyl radical having 6 to 14 carbon atoms and 0 and / or 1 or 2 double bonds.
  • Typical examples are caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid and their technical mixtures, which are obtained, for example, in the pressure splitting of natural fats and oils, in the reduction of aldehydes from Roelen's oxosynthesis or in the dimerization of unsaturated fatty acids.
  • 2-Ethylhexanoic acid, iso-octanoic acids and n-octanoic acid are particularly preferred.
  • the composition of the fatty acid mixtures in the particularly preferred fatty acid esters is: C 6 - fatty acids ⁇ 10% by weight C 8 - fatty acids > 80% by weight C 10 - fatty acids ⁇ 10% by weight C 12 - fatty acids ⁇ 10% by weight C 14 - fatty acids ⁇ 10% by weight
  • Fatty alcohols are to be understood as primary aliphatic alcohols of the formula (II) R 1 OH (II)
  • R 1 represents an aliphatic, linear or branched hydrocarbon radical having 6 to 10 carbon atoms and 0 and / or 1 or 2 double bonds.
  • Typical examples are capronic alcohol, caprylic alcohol, capric alcohol, iso-octyl alcohol, iso-heptyl alcohol, iso-nonyl alcohol, iso-decyl alcohol, and their technical mixtures, which are used, for example, in the high-pressure hydrogenation of technical methyl esters based on fats and oils or aldehydes from the Roelen ' oxosynthesis and as a monomer fraction in the dimerization of unsaturated fatty alcohols.
  • the alcohol component of the fatty acid esters preferably contains at least 90% by weight, in particular at least 95% by weight, of C 8 alcohols. According to the invention, any mixtures of the fatty acids and alcohols listed can also be used.
  • the components to be used according to the invention are preferably colorless and odorless.
  • the technique of the isolated perfused lung includes the removal of the lungs from the thorax accompanied by extracorporeal perfusion through the pulmonary arteries and artificial ventilation.
  • the lungs are kept alive for 8 hours under physiological conditions. Respiratory mechanisms, especially lung resistance and compliance, edema formation, gas exchange and vascular mechanisms are recorded and controlled.
  • the lungs were perfused blood-free using pulmonary artery.
  • the perfusion was carried out recirculating with Krebs-Henseleit buffer (37 ° C., 2% by weight albumin or 0.1% by weight homologous serum, 0.1% glucose, 0.3% HEPES, total volume 100 ml) at a constant hydrostatic pressure (12 cm H 2 O) through the pulmonary artery, resulting in a perfusate flow rate of about 25 ml / min.
  • the lungs were hung from the trachea and ventilated normally with 80 breaths / min and a breath volume between 1.6 and 2 ml. Every 5 min. a deep breath (sigh, 16 cm H 2 O) was triggered.
  • the pressure in the artificial thoracic chamber was measured with a differential pressure sensor (DP 45-14; Validyne Corp., Northride, CA, USA), the air flow rate (Validyne DP 45-15). Perfusate flow, arterial and venous pressure were continuously recorded. The pH of the perfusate was adjusted to 7.35.
  • the lung weight was measured with the HSE LS30 weight sensor (Hugo Sachs Elektronik, March-Hugstetten, Germany). The lungs were first perfused under control conditions for 30 minutes and ventilated with positive pressure. After 30 minutes, the lungs were briefly detached from the ventilator and, as a comparison, oil or saline were instilled into the lungs with a blunt cannula via the trachea. In order to better distribute the instillate in the lungs, the lungs were then ventilated with excess pressure for 5 minutes. The ventilation was then switched back to negative pressure ventilation for the rest of the experiment.
  • Figure 1 shows the dose-response curves as they would be for 20 minutes of weight gain. after administration of the oils. It can be seen that the ester (HE 384) according to the invention is less toxic than the other oils at all three doses investigated.
  • the EC 50 values show that HE 384 is about 5 times less toxic than the commercially available paraffin oil (HE324) (Table 1).
  • Log EC 50 values for the oil-induced edema formation of the three oils examined with standard errors oil Log EC 50 [ ⁇ l] HE 372 (coconut / palm kernel methyl ester) 0.49 ⁇ 0.15 HE 324 (paraffin oil) 0.84 ⁇ 0.20 HE 384 (C8 / C8 fatty acid ester) 1.52 ⁇ 0.22
  • the edema formation (weight gain of the lungs) is the most sensitive parameter for the through Damage caused by lamp oil. Nevertheless, the conductivity of the airways (pulmonary conductance, the reciprocal of breathing resistance) and lung compliance examined also turn out best for the fatty acid esters according to the invention.
  • the fatty acid esters according to the invention can be used as lamps, including conventional lamp oils which are used in wick, nozzle and evaporator devices, use gel-like candles, torches or liquid and solid grill lighters.
  • the fatty acid esters are adjusted by adding thickeners or materials are impregnated with the corresponding esters. Fragrances and dyes can be incorporated very well, since the fatty acid esters have an extremely low intrinsic odor. Furthermore, they have good color stability even at elevated temperatures and they burn without residue.
  • Suitable thickeners are, for example, polysaccharides, in particular xanthan gum, guar guar, Agar-agar, alginates and tyloses, carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose, furthermore higher molecular weight Polyethylene glycol mono- and diesters of fatty acids, polyacrylates, (e.g.
  • Polypropylene glycol is particularly preferred as Thickeners used.
  • the thickeners can be used in an amount of 0 to 25, preferably 5 to 20 wt .-%, based on the fat derivative, are used.
  • fragrances for the manufacture of lamp oils and / or grill lighters with various Fragrance notes can be used for perfume oils.
  • the extracts may be mentioned as examples of perfume oils of flowers (lavender, roses, jasmine, neroli), stems and leaves (geranium, patchouli, petitgrain), Fruits (anise, coriander, caraway, juniper), fruit peel (bergamot, lemon, oranges), Roots (Macis, Angelica, Celery, Cardamom, Costus, Iris, Calmus), Woods (Sandal, Guaiac, Cedarwood, rosewood), herbs and grasses (tarragon, lemongrass, sage, thyme), needles and Twigs (spruce, fir, pine, mountain pine), resins and balsams (galbanum, elemi, benzoin, myrrh, Olibanum, opoponax).
  • Ambroxan, eugenol, synthetic or semi-synthetic perfume oils are Isoeugenol, citronellal, hydroxycitronellal, geraniol, citronellol, geranyl acetate, citral, lonon and Methyl ionone into consideration.
  • fragrances can be used, as they already exist in GB 0001679 from 1855 are described.
  • the dyes which can be used are those substances which are suitable and approved for cosmetic purposes, as compiled, for example, in the publication "Cosmetic Dyes” by the Dye Commission of the German Research Foundation, Verlag Chemie, Weinheim, 1984, pp . 81-106 . These dyes are usually used in concentrations of 0.001 to 0.1% by weight, based on the mixture as a whole.

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Abstract

Vorgeschlagen wird die Verwendung von Fettsäureestern enthaltend lineare und/oder verzweigte Fettsäuren mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen und linearen und/oder verzweigten Alkoholen mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen als Leuchtmittel. Insbesondere Fettsäureestem enthaltend C8-Fettsäuren und C8-Alkohole eignen sich durch ihre gute toxikologische Verträglichkeit zur Verwendung als Lampenöle, gelartige Kerzen, Grillanzünder oder Fackeln.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung befindet sich auf dem Gebiet der Leuchtmittel und betrifft die Verwendung von Fettsäureestem, enthaltend lineare und/oder verzweigte Fettsäuren mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen und lineare und/oder verzweigte Alkohole mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen als Lampenöle, Grillanzünder, gelartige Kerzen oder Fackeln.
Stand der Technik
Lampenöle ebenso wie Petroleum, flüssige Grillanzünder, gelförmige Kerzen oder Fackeln enthalten vorwiegend als Inhaltsstoffe Paraffine, die wegen Ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften als gefährlich und gesundheitsschädlich eingestuft wurden.
Russentwicklung und Entwicklung haut- und augenreizender Verbrennungsprodukte mit negativer Auswirkung auf die Atmungsorgane, insbesondere bei Erkrankungen des Bronchialsystems reichen teilweise bis zur Auslösung von Asthmaanfällen. Auch Lungenkomplikationen bei versehentlicher Aspiration von Leuchtpetroleum gelten als Gründe der zunehmenden Bedenken gegenüber Lampenpetroleum.
Unter diesen Umständen wurde vielfach nach Ersatzstoffen für Leuchtpetroleum gesucht, die die o. g. Nachteile nicht aufweisen, gleichzeitig aber sparsam im Verbrauch sind und eine Petroleum vergleichbare Leuchtkraft und -wirkung aufweisen.
So wurde in der Patentschrift DE 197 16911 C1 die Verwendung von Fettderivaten ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Fettsäureglyceriden, Fettsäureestem, Fettalkoholen und Guerbetalkoholen mit einem Erstarrungspunkt kleiner 0°C, einer lodzahl unter 20 und einer Oberflächenspannung von mehr als 25 nM/m als Lampenöle offenbart. Die gute Brennbarkeit, d. h. geringe Tendenz zum Russen und die Geruchsneutralität, die bei tierischen oder ungesättigten, ranzig gewordenen Fetten häufig nachteilig war, wurde zwar durch die beschriebenen Ersatzstoffe gewährleistet, die Gefahr eines Gesundheitsschadens beim Verschlucken bleibt jedoch bestehen. Kleinkinder halten bunte und duftende Lampenöle oftmals für trinkbar. Die Zierlampen zu Dekorationszwecken sind meist aus durchsichtigem Glas, wodurch die Farbe und zusätzlich der Duft die Öle besonders attraktiv erscheinen lassen und so zum Verzehr verleiten. Nach den bisherigen Erkenntnissen trinken die Kleinkinder meist aus den ungesicherten, in Reichweite stehenden Öllampen. Deshalb bieten die vorgeschriebenen kindergesicherten Verschlüsse und Warnhinweise auf den Nachfüllbehältem keinen ausreichenden Schutz. Bedingt durch eine sehr niedrige Viskosität, geringe Oberflächenspannung und relativ niedrigen Dampfdruck kann sich beim Verschlucken die Flüssigkeit in die Atemwege ausbreiten ("hineinkriechen") und dort schwere chemische Lungenentzündungen auslösen. Auch wenn Erbrechen von verschluckten Lampenöl als "Entgiftungsmaßnahme" ausgelöst wird, kann eine Ausbreitung in die Atemwege erfolgen.
Bei Kinder genügen bereits kleinste Mengen (weniger als 1g = das Saugen am Docht) um schwerwiegende Lungenkomplikationen auszulösen. Leitsymptom einer Vergiftung ist ein unmittelbarer, anhaltender Husten. Es kann - auch verzögert - zu Erbrechen und schwerer Atemnot kommen. Folgeschäden können in schweren Fällen noch nach 8 - 14 Jahren nachweisbar sein und die Lungenfunktion deutlich mindern.
In Deutschland wurden bis Ende 1996 dem BgVV 130 Fälle gemeldet. In drei Fällen führten die Vergiftungen zum Tod, in mehr als der Hälfte der Fälle wurden schwere chemische Lungenentzündungen registriert, zum Teil mit schwerwiegenden weiteren Gesundheitsschäden. Daher wurden von der EU kürzlich neue Richtlinien erlassen, die eine Kennzeichnungspflicht beinhalten.
Bedingt durch die neuen gesetzlichen Regelungen, wurden Industrieweit potentielle Substitute gesucht.
Sehr schnell konnten dann Methylester auf Basis Rapsöl bzw. Kokos/Palmkemöl als Alternative entwickelt werden. Auch die Offenlegungsschrift DE 197 00 161 A1 beschreibt den Einsatz von Fettsäuremethylestern oder einer Mischung von Fettsäuremethylestern als Ersatz von Leuchtpetroleum in Öllampen. Neben den zwar befriedigenden Produkteigenschaften (Viskosität, Rußen, Verharzen) spricht jedoch die Hydrolyseanfälligkeit gegen diese Produktgruppe:
Nach dem Verschlucken kann im Magen / Darmtrakt durch eine enzymatische / saure Spaltung Methanol freigesetzt werden, welches ein sehr hohes toxikologisches Potential hat.
Die komplexe Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, bei gleichzeitiger Beibehaltung des guten Brennverhaltens gesundheitlich unbedenklichere Leuchtmittel zur Verfügung zu stellen, die beim Verschlucken keine Lungenentzündungen hervorrufen und im Magen/Darmtrakt keine toxikologisch bedenklichen Stoffe freisetzen. Gleichzeitig sollten die Lampenöle über eine möglichst geringe Eigenfärbung sowie über Geruchsneutralität verfügen und auf Basis nachwachsender, pflanzlicher Rohstoffe hergestellt werden können.
Beschreibung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Fettsäureestern enthaltend lineare und/oder verzweigte Fettsäuren mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen und lineare und/oder verzweigte Alkohole mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen als Leuchtmittel.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass diese Fettsäureester bei versehentlicher Anwesenheit in der Lunge, z. B. durch Verschlucken, eine gute Verträglichkeit aufweisen. Neben der besseren gesundheitlichen Verträglichkeit - so setzen sie auch in Anwesenheit des sauren Magensaftes beim Verschlucken kein Methanol frei - weisen sie trotzdem gute anwendungstechnische Eigenschaften auf. Sie verbrennen mit einer rußfreien Flamme, neigen nicht zum Verharzen, sind aufgrund ihrer niedrigen Viskosität sehr anwendungsfreundlich und lassen sich als farblose bis leicht gelbliche und geruchsneutrale Flüssigkeit leicht durch Zusatz von Duft- und/oder Farbstoffen Käuferwünschen anpassen.
Während kurzkettige Fettsäureester einen starken Eigengeruch und langkettige ungeeignete Brenneigenschaften wie z.B. starkes Rußen aufweisen, eignet sich der Bereich von 6 bis 10 Kohlenstoffatomen pro Alkohol und Fettsäure auch aufgrund der Viskosität der Fettsäureester. Bei einigen Fettderivaten, insbesondere bei Triglyceriden, wie beispielsweise Olivenöl, Leinöl, oder auch Sesamöl, stellt sich das Problem einer stark rußenden Flamme, da die lodzahl oberhalb von 20 liegt, und einer sehr hohen Viskosität.
Fettsäureester
Unter Fettsäureestern sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Ester der in der Formel (I) aufgeführten Fettsäuren mit linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkoholen mit 6 bis 14 C-Atomen zu verstehen. Es können jedoch auch Ester der Fettsäuren mit mehrwertigen Alkoholen verwendet werden. Vorzugsweise werden die Ester der C6 bis C10-Fettsäuren mit C7 bis C9 Alkoholen. Besonders bevorzugt werden Ester der C8-Fettsäuren mit verzweigten, unverzweigten, gesättigten oder ungesättigten C8 Alkoholen. Als Fettsäurekomponenten eignen sich insbesondere technische Gemische von Fettsäuren gemäß Formel (I) sowie vorzugsweise die aus Palmkem-, und/oder Kokosöl gewonnenen Fettsäureschnitte. Bevorzugt ist die Verwendung von Estern aus C8-Fettsäuren und C8-Alkoholen, insbesondere bevorzugt ist die Verwendung von 2-Ethyl-1-hexyl-octanoat (Edeno® LPL).
Unter Fettsäuren sind dabei aliphatische Carbonsäuren der Formel (I) zu verstehen, R1CO-OH   (I) in der R1CO für einen aliphatischen, linearen oder verzweigten Acylrest mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen und 0 und/oder 1 oder 2 Doppelbindungen steht.
Typische Beispiele sind Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure sowie deren technische Mischungen, die z.B. bei der Druckspaltung von natürlichen Fetten und Ölen, bei der Reduktion von Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese oder der Dimerisierung von ungesättigten Fettsäuren anfallen. Besonders bevorzugt sind 2-Ethylhexansäure, iso-Octansäuren und n-Octansäure. Die Zusammensetzung der Fettsäuremischungen in den besonders bevorzugten Fettsäureestem liegt bei:
C6 - Fettsäuren < 10 Gew. %
C8 - Fettsäuren > 80 Gew. %
C10 - Fettsäuren < 10 Gew. %
C12 - Fettsäuren < 10 Gew. %
C14- Fettsäuren < 10 Gew. %
Unter Fettalkoholen sind primäre aliphatische Alkohole der Formel (II) zu verstehen, R1OH   (II)
in der R1 für einen aliphatischen, linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen und 0 und/oder 1 oder 2 Doppelbindungen steht.
Typische Beispiele sind Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol, iso-Octylalkohol, iso-Heptylalkohol, iso-Nonylalkohol, iso-Decylalkohol, sowie deren technische Mischungen, die z.B. bei der Hochdruckhydrierung von technischen Methylestern auf Basis von Fetten und Ölen oder Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese sowie als Monomerfraktion bei der Dimerisierung von ungesättigten Fettalkoholen anfallen. Besonders bevorzugt sind 2-Ethylhexanol, iso-Octanol und n-Octanol. In Bezug auf die Reinheit enthält die Alkoholkomponente der Fettsäureester vorzugsweise mindestens 90 Gew. %, insbesondere mindestens 95 Gew. % C8-Alkohole.
Erfindungsgemäß können auch beliebige Mischungen der aufgeführten Fettsäuren und -alkohole eingesetzt werden. Die erfindungsgemäß einzusetzenden Bestandteile sind vorzugsweise farb- und geruchlos.
Toxikologische Untersuchungen an der Lunge
Mit einem unabhängigen Institut wurde eine neue Methode zur Detektion des Lungengefährdungspotentials entwickelt, um die pulmonale Unbedenklichkeit der erfindungsgemäßen Fettsäureester beim Verschlucken zu zeigen. Die Untersuchungen wurden an einem in-vitro Modell der perfundierten Lunge [vergl, auch Uhlig, S. 1998, The isolated perfused lung. In: Methods in Pulmonary Research, S. Uhlig and A. E. Taylor, eds. Birkhäuser, Basel, CH, S. 29-55; Uhlig, S., Held, H.D., Göggel, R.; Applications of isolated perfused lungs; S. 41- 54; 36th Scientific Meeting (GV-Solas), Proceedings of a Workshop on Isolated Perfused Organs (Hamburg 1998)] vorgenommen. Die Technik der isolierten perfundierten Lunge beinhaltet die Entnahme der Lunge aus dem Thorax begleitet von extrakorporaler Perfusion durch die Lungenartherien und künstlicher Beatmung. Die Lunge wird unter physiologischen Bedingungen über 8 Stunden am Leben erhalten. Atmungsmechanismus, insbesondere Lungenwiderstand und Compliance, Ödembildung, Gasaustausch und Gefäßmechanismen werden aufgezeichnet und kontrolliert.
Methode
Die Untersuchungen wurden mit drei unterschiedlichen Dosierungsstufen (2 µl, 10 µl und 25 µl) durchgeführt. Eingesetzt wurden ein herkömmliches Lampenöl auf Paraffinbasis, ein Methylfettsäureester mit langkettigen Fettsäuren und ein C8/C8-Fettsäureester (2-Ethyl-1-hexyloctanoat):
HE 324 -
Handelsübliches Paraffinlampenöl (CRYSTAL Lampenöl, Batch-Nr.: B8166, Gottfried Schmalfuss, GmbH, Kerpen)
HE 372 -
Kokos/Palmkernmethylester (EDENOR® MEC12-70, Batch-Nr.: MV 989, Cognis Deutschland GmbH)
HE 384 -
C8/C8 Fettsäureester (EDENOR® LPL, Batch-Nr. 10059, Cognis Deutschland GmbH)
Nach der Präparation aus anästhesierten 8 Wochen alten Wistarratten wurden die Lungen über die Pulmonalartherie blutfrei perfundiert. Die perfusion erfolgte rezirkulierend mit Krebs- Henseleit-Puffer (37°C, 2gew. % Albumin oder 0,1 gew.% homologes Serum, 0,1% Glukose, 0,3% HEPES, Gesamtvolumen 100 ml) bei einem konstanten hydrostatischen Druck (12 cm H2O) durch die Pulmonalarterie, was zu einer Perfusatflußgeschwindigkeit von etwa 25 ml/min führte. Die Lungen wurden an der Trachea aufgehängt und normalerweise per Unterdruck 80 Atemzügen/min und einem Atemzugvolumen zwischen 1.6 und 2 ml beatmet. Alle 5 min. wurde ein tiefer Atemzug (Seufzer, 16 cm H2O) ausgelöst. Der Druck in der künstlichen Thoraxkammer wurde mit einem Differenzdruckaufnehmer (DP 45-14; Validyne Corp., Northride, CA, USA), die Luftflußgeschwindigkeit (Validyne DP 45-15) gemessen. Der Perfusatfluß, sowie der arterielle und der venöse Druck wurden kontinuierlich aufgezeichnet. Der pH-Wert des Perfusates wurde auf 7.35 eingestellt. Das Lungengewicht wurde mit dem Gewichtsaufnehmer HSE LS30 (Hugo Sachs Elektronik, March-Hugstetten, Germany) gemessen.
Die Lungen wurden zunächst für 30 Minuten unter Kontrollbedingungen perfundiert und mit Überduck beatmet. Nach 30 Minuten wurden die Lungen kurz vom Beatmungsgerät abgehängt und Öl oder Salzlösung als Vergleich wurden mit einer stumpfen Kanüle über die Trachea in die Lunge instilliert. Um das Instillat in der Lunge besser zu verteilen, wurden die Lungen anschließend noch für 5 Minuten mit Überdruck beatmet. Anschließend wurde die Beatmung für den Rest des Versuches wieder auf Unterdruckbeatmung umgestellt.
Ergebnisse
Die als Vergleich durchgeführte Instillation von 10 µl Salzlösung oder Mazola Speiseöl hatte keinen Einfluss auf die untersuchten Lungenfunktionen. Im Gegensatz dazu führte bereits die Instillation von 2 µl HE 324 (Paraffinöl) oder HE 372 (Kokos/Palmkemmethylester) zu einer doppelt so starken Gewichtszunahme wie in den Kontrollungen beobachtet (Tabelle 1). Wurden 10 µl oder 25 µl von einem dieser beiden Öle instilliert, so führte dies zu einer dramatischen Verschlechterung der Lungenfunktionen. Diese Verschlechterung verlief so schnell, dass diese Lungen innerhalb von 20 Minuten vollständig ödematisch waren. Sobald Schaum aus der Trachea austrat, wurde das Experiment beendet. Daher zeigt sich eine höhere Toxizität der Öle nicht unbedingt in einer größeren Gewichtszunahme, sondern eher darin dass das Maximalgewicht schneller erreicht wurde. Die Instillation von C8/C8-Fettsäureester führte im Vergleich zu den beiden anderen Ölen stets zu einer geringeren Gewichtszunahme. Bei einer Dosis von 2 µl unterschied sich die Gewichtszunahme nicht von der in Kontrollungen.
Gewichtszunahme 20 min. nach Ölinstillation, die minimale Compliance und die minimale Atemwegsleitfähigkeit (Conductance)
Öl Anzahl Versuche (Ölmenge) Gewichtszunahme nach 20 min [g] Minimale Compliance [ml cmH2O-1 ] Minimale Conductance [ml cmH2O-1 s-1 ]
Kontrolle (Salzlösung oder 4 (10 µl) 0,17 ± 0,07 0,27 ± 0,05 3,43 ± 0,16
Mazola Speiseöl)
HE 324 (Paraffinöl) 3 (2 µl) 0,26 ± 0,09 0,24 ± 0,17 2,99 ± 1,25
3 (10 µl) 0,99 ± 0,56 0 ± 0 0.±.0
3 (25 µl) 1,34 ± 0,54 0 ± 0 0 ± 0
HE 384 4 (2 µl) 0,13 ± 0,06 0,27 ± 0,14 3,49 ± 0,18
(C8/C8-Fettsäureester) 4 (10 µl) 0,40 ± 0,20 0,27 ± 0,14 3,61 ± 1,22
5 (25 µl) 0,69 ± 0,35 0,10 ± 0,09 0,79 ± 0,72
HE 372 3 (2 µl) 0,38 ± 0,03 0,21 ± 0,04 3,20 ± 0,18
(Kokos/Palmkemmethylester) 3 (10 µl) 1,39 ± 0,16 0,09 ± 0,16 1,13 ± 1,95
3 (25 µl) 1,34 ± 0,46 0 ± 0 0 ± 0
Abbildung 1 zeigt die Dosis-Wirkungskurven, so wie sie der Gewichtszunahme 20 min. nach Gabe der Öle entsprechen. Es zeigt sich, dass die erfindungsgemäßen Ester (HE 384) bei allen drei untersuchten Dosen weniger giftig ist, als die anderen Öle. Die EC50-Werte zeigen, dass HE 384 etwa 5-mal weniger giftig ist als das handelsübliche Paraffinöl (HE324) (Tabelle 1).
Log EC50-Werte für die Öl-induzierte Ödembildung der drei untersuchten Öle mit Standardfehlern
Öl Log EC50 [µl]
HE 372 (Kokos/Palmkernmethylester) 0,49 ± 0,15
HE 324 (Paraffinöl) 0,84 ± 0,20
HE 384 (C8/C8-Fettsäureester) 1,52 ± 0,22
Die Ödembildung (Gewichtszunahme der Lunge) ist der empfindlichste Parameter für die durch Lampenöl ausgelösten Schäden. Trotzdem wurden auch die Leitfähigkeit der Atemwege (pulmonary conductance, das Reziproke des Atemwiderstandes) und die Lungencompliance untersucht, die ebenfalls für die erfindungsgemäßen Fettsäureester am besten ausfallen.
Untersuchungen zur Haut- und Schleimhautverträglichkeit
Des weiteren wurde die Haut- und Schleimhautverträglichkeit von herkömmlichem Paraffinlampenöl (HE 324) gegen den erfindungsgemäßen Ester (HE 384) am Bovine Udder Skin Modell (BUS-Model) untersucht. An Rindereutern wird die Verträglichkeit von Substanzen, vorwiegend Kosmetika auf Haut und Schleimhaut getestet. Das Gefäßsystem eines im Schlachthaus vorbehandelten Rindereuters wird im Labor an eine Perfusionseinheit der herkömmlichen Transplantationsmedizin angeschlossen. Über eine Nährlösung wird das Euter inklusive Haut und Schleimhaut des Euters über mindestens 8 Stunden unter physiologischen Bedingungen am Leben gehalten. Eine biochemische und physikalische Kontrolle stellt die Lebensfähigkeit sicher. Irritationen und Penetrationen in die Haut können unter realistischen Bedingungen beobachtet und gemessen werden [vergl. auch Pittermann W.F., Förster, Th., Schmitt, M., Kietzmann M.; The Bovine Udder system (BUS-model) in cosmetic research; S. 13 - 15; 36th Scientific Meeting (GV-Solas), Proceedings of a Workshop on Isolated Perfused Organs (Hamburg 1998)].
Die Hautverträglichkeit nach halbstündlicher Exposition bei offener Applikation war für beide Substanzen gut. Auch die Schleimhautverträglichkeit ist für beide Substanzen gleichgut (Exposition 0.5 h, semiokklusive Applikation).
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die erfindungsgemäßen Fettsäureester lassen sich als Leuchtmittel beliebig einsetzen, dazu zählen herkömmliche Lampenöle, die in Docht-, Düsen- und Verdampfergeräten eingesetzt werden, gelartige Kerzen, Fackeln oder flüssige und feste Grillanzünder einsetzen. Je nach Viskosität der jeweiligen Anwendung werden die Fettsäureester durch Zugabe von Verdickern eingestellt oder Materialien mit den entsprechenden Estern getränkt.
Duft- und Farbstoffe lassen sich sehr gut einarbeiten, da die Fettsäureester einen außerordentlich geringen Eigengeruch besitzen. Des weiteren verfügen sie über eine gute Farbstabilität auch bei erhöhten Temperaturen und sie verbrennen rückstandsfrei.
Verdicker
Geeignete Verdickungsmittel sind beispielsweise Polysaccharide, insbesondere Xanthan-Gum, Guar-Guar, Agar-Agar, Alginate und Tylosen, Carboxy-methylcellulose und Hydroxyethylcellulose, ferner höhermolekulare Polyethylenglycolmono- und -diester von Fettsäuren, Polyacrylate, (z.B. Carbopole® von Goodrich oder Synthalene® von Sigma), Polyacrylamide, Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrrolidon, Tenside wie beispielsweise ethoxylierte Fettsäureglyceride, Ester von Fettsäuren mit Polyolen wie beispielsweise Pentaerythrit oder Trimethylolpropan, Fettalkoholethoxylate mit eingeengter Homologenverteilung oder Alkyloligoglucoside. Besonders bevorzugt wird Polypropylenglycol als Verdickungsmittel eingesetzt. Die Verdickungsmittel können in einer Menge von 0 bis 25, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Fettderivat, eingesetzt werden.
Duftstoffe
Als Duftstoffe zur Herstellung von Lampenölen und/ oder Grillanzündern mit verschiedenen Geruchsnoten lassen sich Parfümöle einsetzen. Als Parfümöle seien beispielhaft genannt die Extrakte von Blüten (Lavendel, Rosen, Jasmin, Neroli), Stengeln und Blättern (Geranium, Patchouli, Petitgrain), Früchten (Anis, Koriander, Kümmel, Wacholder), Fruchtschalen (Bergamotte, Zitrone, Orangen), Wurzeln (Macis, Angelica, Sellerie, Kardamon, Costus, Iris, Calmus), Hölzern (Sandel-, Guajak-, Zedern-, Rosenholz), Kräutern und Gräsern (Estragon, Lemongras, Salbei, Thymian), Nadeln und Zweigen (Fichte, Tanne, Kiefer, Latschen), Harzen und Balsamen (Galbanum, Elemi, Benzoe, Myrrhe, Olibanum, Opoponax). Weiterhin kommen tierische Rohstoffe in Frage, wie beispielsweise Moschus, Zibet und Castoreum. Als synthetische bzw. halbsynthetische Parfümöle kommen Ambroxan, Eugenol, Isoeugenol, Citronellal, Hydroxycitronellal, Geraniol, Citronellol, Geranylacetat, Citral, lonon und Methylionon in Betracht.
Daneben lassen sich Duftstoffe einsetzen, wie sie bereits in der GB 0001679 aus dem Jahre 1855 beschrieben sind.
Farbstoffe
Als Farbstoffe können die für kosmetische Zwecke geeigneten und zugelassenen Substanzen verwendet werden, wie sie beispielsweise in der Publikation "Kosmetische Färbemittel" der Farbstoffkommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Verlag Chemie, Weinheim, 1984, S.81-106 zusammengestellt sind. Diese Farbstoffe werden üblicherweise in Konzentrationen von 0,001 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Mischung, eingesetzt.

Claims (12)

  1. Verwendung von Fettsäureestern enthaltend lineare und/oder verzweigte Fettsäuren mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen und lineare und/oder verzweigte Alkohole mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen als Leuchtmittel.
  2. Verwendung von Fettsäureestern nach Anspruch 1 enthaltend lineare und/oder verzweigte Fettsäuren mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen und Fettalkohole mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen als Grillanzünder.
  3. Verwendung von Fettsäureestem nach Anspruch 1 enthaltend lineare und/oder verzweigte Fettsäuren mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen und Fettalkohole mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen als Lampenöl.
  4. Verwendung von Fettsäureestern nach Anspruch 1 enthaltend lineare und/oder verzweigte Fettsäuren mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen und Fettalkohole mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen als gelartige Kerzen.
  5. Verwendung von Fettsäureestem nach Anspruch 1 enthaltend lineare und/oder verzweigte Fettsäuren mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen und Fettalkohole mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen als Fackeln.
  6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Acylkomponente der Fettsäureester zu mindestens 80 Gew. % von Fettsäuren mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen ableitet.
  7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Acylkomponente der Fettsäureester zu mindestens 80 Gew. % von Fettsäuren mit 8 Kohlenstoffatomen ableitet.
  8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Acylkomponente der Fettsäureester zu mindestens 80 Gew. % aus 2-Ethylhexansäure oder n-Octansäure zusammensetzt.
  9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Alkoholkomponente der Fettsäureester zu mindestens 90 Gew. % von Alkoholen mit 8 Kohlenstoffatomen ableitet.
  10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Alkoholkomponente der Fettsäureester zu mindestens 90 Gew. % aus Alkoholen ableitet, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von Iso-Octanol, n-Octanol und 2-Ethyl-Hexanol.
  11. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Fettsäureestern um 2-Ethyl-1-hexyl-octanoat handelt.
  12. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettsäureester zusammen mit Verdickern und/oder Farb- und/ oder Duftstoffen eingesetzt werden.
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