ES2713073T3 - Composiciones de éster de ácido graso para uso como emolientes - Google Patents
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Abstract
Un éster de ácido graso completamente saturado que tiene la fórmula general I: R1-COOR2 (I) en donde R1 está presente en el éster como una mezcla de moléculas de diferentes isómeros. en donde R1 es una cadena de hidrocarburo ramificado saturado que tiene 13 a 23 átomos de carbono, en donde al menos el 60 % en peso de las moléculas de fórmula I comprenden un grupo R1 ramificado con mono alquilo y menos del 25 % en peso de las moléculas de fórmula I comprenden un grupo R1 ramificado con poli alquilo, y R2 es una cadena de hidrocarburo saturado que comprende 4 a 14 átomos de carbono.
Description
DESCRIPCION
Composiciones de ester de acido graso para uso como emolientes
La presente invencion se refiere a novedosos emolientes, espedficamente novedosos emolientes para su uso en composiciones de cuidado personal. Los novedosos emolientes son emolientes que se pueden usar para replicar el efecto emoliente de los emolientes naturalmente derivados.
Muchos emolientes usados mucho en las composiciones de cuidado personal se derivan de materia vegetal y/o animal. Un ejemplo de dichos es el escualano. El escualano es un emoliente que se puede derivar de una diversidad de fuentes vegetales y animales. Con frecuencia se usa en las composiciones de cuidado personal ya que es un emoliente eficaz. El efecto del emoliente, asf como el hecho de que el compuesto es estable, es decir, no propenso a oxidacion, hace al escualano un ingrediente deseable para su uso como emoliente en las composiciones de cuidado personal incluyendo hidratantes, tratamientos de la piel seca, tratamientos de la piel grasa, cremas antienvejecimiento y tratamientos de eczema.
El escualano es una forma saturada del escualeno que se encuentra en la grasa humana producida en la glandula sebacea y excretada hasta la superficie de la piel desde los folfculos pilosos, y la cual contribuye a la impermeabilizacion, inmunidad innata y elasticidad de la piel. Por lo tanto, el escualano es tambien un emoliente util para su uso en los productos de cuidado personal para la piel sensible, debido a que la estructura del compuesto es tan parecida a la del escualeno de origen natural.
El suministro de escualano derivado de fuentes naturales, particularmente escualano vegetal, depende de la disponibilidad de la fuente natural. Esto pone un lfmite a la cantidad de escualano naturalmente derivado disponible para su uso. Mucho escualano naturalmente derivado se deriva de aceite de oliva. El suministro variable del aceite de oliva significa que el suministro de escualano naturalmente derivado para su uso en productos de cuidado personal es tambien variable, y no se puede contar con ello.
Como resultado de las cuestiones del suministro con escualano naturalmente derivado, los formuladores estan recurriendo al uso de otros emolientes en los productos de cuidado personal. Sin embargo, otros emolientes no son tan estables como el escualano, y por tanto los productos carecen de la eficacia de los productos que contienen escualano.
Existe una necesidad de una alternativa al escualano naturalmente derivado que de tanto el mismo o un nivel mayor de estabilidad que el visto en las muestras de escualano naturalmente derivado.
Las composiciones sinteticamente derivadas que pretenden imitar los materiales de origen natural con frecuencia se basan en acidos grasos ramificados, ya que con frecuencia estos son lfquidos a temperatura ambiente y con los que es facil trabajar, sin la desventaja de ser inestables. Los acidos grasos ramificados comercialmente disponibles tales como el acido isoestearico, se obtienen como un subproducto de la dimerizacion catalttica o termica de acidos grasos de cadena lineal insaturados. El acido isoestearico se produce calentando acido oleico en presencia de catalizador, generalmente arcilla, para producir acidos dfmericos, tnmericos y de oligomero superior. Pero en lugar de polimerizacion, una parte del acido oleico cambia de sitio para dar un acido graso monomerico ramificado que se puede aislar por destilacion e hidrogenar. Este acido graso monomerico ramificado saturado es una mezcla de diversos acidos saturados lineales y principalmente ramificados, tanto monoramificados como poliramificados, el cual se conoce como acido isoestearico.
El acido isoestearico presenta mejor estabilidad a la oxidacion que el acido oleico, y es un producto muy util que se vende en un amplio rango de areas de aplicacion incluyendo las aplicaciones cosmeticas.
El documento DE 102005052173 describe la mezcla de ester de acido graso para las preparaciones cosmeticas y/o farmaceuticas de 2-etilhexanol y acidos grasos, en donde la suma de los esteres de acido graso de 2-etilhexilo C12 y C14 es mayor que o igual al 85 %, basado en la suma total de los esteres de acido graso.
El documento WO 2005/023750 describe una composicion de ester ramificado para las preparaciones de cuidado personal de un acido carboxflico con una composicion de alcohol ramificado que tiene de 8 a 36 atomos de carbono y un numero promedio de ramificaciones por molecula de 0,7 a 3,0, comprendiendo dicha ramificacion ramificaciones de metilo y etilo.
Hemos descubierto que los acidos grasos monoramificados pueden tener ventajas significativas sobre los acidos grasos poliramificados. La tecnica anterior no se pronuncia con respecto a los acidos grasos monoramificados y poliramificados, conteniendo las composiciones una alta concentracion de acidos grasos monoramificados y una baja concentracion de acidos grasos poliramificados, y su uso en la produccion de emolientes.
Es un objetivo de la presente invencion abordar al menos una de las desventajas asociadas con la tecnica anterior. Segun un primer aspecto de la presente invencion, se proporciona un novedoso ester de acido graso segun la reivindicacion 1.
Preferiblemente, R2 tiene una longitud de la cadena de carbono mas corta que la de R1. En otras palabras, la longitud de la cadena de carbono de R1 es preferiblemente mas larga que la longitud de la cadena de carbono de R2 Preferiblemente, R2 tiene una longitud de la cadena de carbono que es al menos dos, preferiblemente al menos 4 y lo mas preferiblemente al menos 6 atomos de carbono mas corta que la de R1.
R1 es una cadena de hidrocarburo ramificado saturado que tiene 13 a 23, mas preferiblemente 15 a 21, especialmente 17 a 21 atomos de carbono.
Preferiblemente al menos el 65 %, mas preferiblemente al menos el 70 %, especialmente al menos el 75 % en peso de las moleculas de formula I comprenden un grupo R1 ramificado con mono alquilo. Preferiblemente menos del 20 %, preferiblemente menos del 15 %, mas preferiblemente menos del 10 % y especialmente menos del 5 % en peso de las moleculas de formula I comprenden un grupo R1 ramificado con poli alquilo. El grupo mono alquilo esta preferiblemente colocado en la cadena de hidrocarburo R1 lejos del grupo ester, mas preferiblemente esta colocado en el medio de la cadena de hidrocarburo R1. Por el termino “medio” como se usa en la presente memoria, se quiere decir en una posicion en la cadena de hidrocarburo aproximadamente a mitad de camino entre el grupo ester y el carbono terminal de la cadena de hidrocarburo.
La ramificacion de mono alquilo es preferiblemente una ramificacion de alquilo inferior. La ramificacion de alquilo inferior puede ser ramificacion de C1 a C6, preferiblemente metilo, etilo, propilo o una mezcla de los mismos. Preferiblemente, la ramificacion de monoalquilo es al menos 80 % de metilo, mas preferiblemente al menos 90 % y especialmente al menos 95 % de ramificacion de metilo.
Preferiblemente, el novedoso ester de acido graso se produce a partir de la reaccion de esterificacion de un acido monocarboxflico graso ramificado refinado y un alcohol, en donde R1 en la formula I resulta del acido graso ramificado refinado y R2 en la formula I resulta del alcohol. Preferiblemente, el acido monocarboxflico graso ramificado refinado tiene la formula general R1COOH. Preferiblemente, el alcohol tiene la formula general R2OH. Preferiblemente, el acido graso ramificado refinado esta refinado a partir de una fuente comercialmente disponible de acido monocarboxflico graso ramificado.
El ester de acido graso ramificado de formula I esta completamente saturado. Ejemplos de esteres de acido graso primarios ramificados adecuados incluyen, pero no se limitan a, esteres de isoestearato derivados de acido isoestearico altamente refinado, en donde al menos el 60 % en peso de las moleculas de acido isoestearico son mono alquil ramificadas y menos del 25 % en peso de las moleculas de acido isoestearico son poli alquil ramificadas; los esteres de isobehenato derivados del acido isobehenico altamente refinado, en donde al menos el 60 % en peso de las moleculas de acido isobehenico son mono alquil ramificadas y menos del 25 % en peso de las moleculas de acido isobehenico son poli alquil ramificadas.
Un ester de acido graso, primario, ramificado especialmente preferido de formula I se deriva a partir de la reaccion del acido isoestearico, en donde al menos el 60 % en peso de las moleculas de acido isoestearico son mono alquil ramificadas y menos del 25 % en peso de las moleculas de acido isoestearico son poli alquil ramificadas, con un alcohol.
En el material de partida del acido monocarboxflico ramificado refinado para el ester, preferiblemente al menos el 65 %, mas preferiblemente al menos el 70 %, especialmente al menos el 75 % en peso de las moleculas de acido monocarboxflico son mono alquil ramificadas. Preferiblemente, menos del 20 %, preferiblemente menos del 15 %, mas preferiblemente menos del 10 % y especialmente menos del 5 % de las moleculas de acido monocarboxflico son poli alquil ramificadas.
El grupo mono alquilo en el acido carboxflico esta preferiblemente colocado hacia el medio de la cadena de hidrocarburo. Para el acido monocarboxflico ramificado, R1COOH, R1 tiene 13 a 23, mas preferiblemente 15 a 21 y especialmente 17 a 21 atomos de carbono.
Las moleculas restantes en el acido monocarboxflico ramificado refinado son preferiblemente acidos lineales y/o especies de lactona. Preferiblemente, menos del 20 %, preferiblemente menos del 17 %, mas preferiblemente menos del 12 % y especialmente menos del 10 % de las moleculas de acido monocarboxflico son acidos lineales. Preferiblemente, menos del 20 %, preferiblemente menos del 17 %, mas preferiblemente menos del 12 % y especialmente menos del 10 % de las moleculas de acido monocarboxflico son especies de lactona. Preferiblemente, el acido monocarboxflico ramificado refinado comprende (i) mas del 60 % en peso de acidos grasos C10-C26 monoramificados o esteres alqrnlicos de los mismos, (ii) menos del 25 % en peso de acidos grasos C10-C26 poliramificados o esteres alqrnlicos de los mismos, (iii) menos del 10 % en peso de acidos grasos C10-C26 lineales o esteres alqrnlicos de los mismos, y (iv) menos del 10 % en peso de lactonas, todo basado en el peso total del acido monocarboxflico ramificado. Mas preferiblemente, el acido monocarboxflico ramificado refinado comprende (i) mas del 70 % en peso de acidos grasos C10-C26 monoramificados o esteres alqrnlicos de los mismos, (ii) menos del 10 % en peso de acidos grasos C10-C26 poliramificados o esteres alqrnlicos de los mismos, (iii) menos del 10 % en peso de acidos grasos C10-C26 lineales o esteres alqrnlicos de los mismos, y (iv) menos del 10 % en peso de lactonas, todo basado en el peso total del acido monocarboxflico ramificado.
El acido graso ramificado saturado refinado, R1COOH, se puede obtener refinando los correspondientes acidos grasos ramificados saturados comerciales estandar, R3COOH, en donde R3 tiene 11 a 23 atomos de carbono, y generalmente el 40 % en peso de las moleculas de R3COOH son mono alquil ramificadas y el 31 % en peso de R3COOH son poli alquil ramificadas (basado en el analisis por GC). Los acidos grasos ramificados saturados comerciales, R3COOH, preferiblemente se producen como un subproducto de la polimerizacion del correspondiente acido graso insaturado de origen natural, R4COOH para producir acido dfmero/tnmero. Calentando el acido graso insaturado de origen natural, en donde R4 tiene 11 a 23 atomos de carbono, en presencia de ciertos catalizadores produce productos dfmericos, trimericos y polimericos superiores. En lugar de polimerizacion, una parte del acido graso insaturado de origen natural cambia de sitio para dar un acido graso monomerico ramificado que se puede aislar por destilacion y, a continuacion, hidrogenar. El producto de acido graso monomerico ramificado saturado, R3COOH es una mezcla de diversos acidos saturados lineales y principalmente ramificados, tanto mono- como poliramificados.
Una ruta adicional posible a R3COOH a partir de R4COOH usa un catalizador de zeolita, por ejemplo, Ferrierita, de pequeno diametro de poro que restringe la formacion de los productos dimericos, trimericos y polimericos superiores en favor de la reaccion de reorganizacion que conduce al acido graso monomerico ramificado que se puede aislar por destilacion y, a continuacion, hidrogenar.
Otras rutas a los acidos grasos ramificados saturados, R3COOH, incluyen hidroformilacion del correspondiente alqueno seguido por oxidacion del aldetndo resultante. Tambien, espedficamente para cuando R3 es una cadena de hidrocarburo de 17 atomos de carbono, una ruta comercial es la dimerizacion del correspondiente alcohol Cg a alcohol isoesteanlico el cual, a continuacion, se oxida al correspondiente acido isoestearico.
El R3COOH comercialmente obtenido se puede refinar en una diversidad de formas, por ejemplo, clatracion, destilacion, cristalizacion fraccional y cromatograffa.
Un metodo preferido de refinado es un proceso de clatracion con urea y un alcohol inferior. Este proceso de refinado por clatracion se puede llevar a cabo de la siguiente manera. El acido graso ramificado saturado no refinado comercial que tiene 12 a 24 atomos de carbono se disuelve en una mezcla de urea y un alcohol inferior y se somete a reflujo a 65 a 90 °C, especialmente 80 a 85 °C durante 1 a 2 horas. Este alcohol inferior preferiblemente tiene 1 a 4 atomos de carbono y ejemplos especialmente preferidos son metanol y etanol debido a la facilidad de su posterior separacion de la mezcla de reaccion. La relacion en peso del acido graso ramificado saturado no refinado comercial que tiene 12 a 24 atomos de carbono y urea puede ser de 7:1 a 1:7, preferiblemente 5:1 a 1:5 y mas preferiblemente 2:1 a 1:2. La relacion en peso de urea y alcohol inferior puede ser de 10:1 a 1:10, preferiblemente de 5:1 a 1:5 y especialmente de 1:1 a 1:2. La solucion clara formada durante el reflujo se deja enfriar a temperatura ambiente o se refrigera hasta que se forman cristales de un clatrato de urea. El clatrato de urea se separa o bien por filtracion o por centrifugacion y el filtro se puede aislar, siempre que al menos el 60 % en peso de las moleculas de acido sean mono alquil ramificadas, y menos del 25 % en peso de las moleculas de acido sean poli alquil ramificadas.
Sin embargo, el filtrado se puede mezclar mas con urea y el alcohol inferior y someterse a reflujo a 65 a 90 °C, especialmente 80 a 85 °C durante unas 1 a 2 horas adicionales en un segundo proceso de clatracion. La relacion en peso de urea y alcohol inferior para este segundo proceso de clatracion puede ser de 3:1 a 1:8, preferiblemente de 2:1 a 1:5 y especialmente de 2:1 a 1:2. La solucion clara formada durante el reflujo se deja enfriar a temperatura ambiente o se refrigera hasta que se forman cristales de un segundo clatrato de urea. Este segundo clatrato de urea se separa y se puede colocar en una solucion salina y se calienta en una estufa hasta que se ha disuelto todo el segundo clatrato de urea. El acido graso ramificado saturado refinado que tiene 12 a 24 atomos de carbono, en donde al menos el 60 % en peso de las moleculas de acido son mono alquil ramificadas y menos del 25 % en peso de las moleculas de acido son poli alquil ramificadas, se separa de la solucion salina y se puede aislar.
Alternativamente el segundo filtrado se puede mezclar con urea y el proceso de clatracion se emprende por una tercera vez antes de que se obtenga el acido graso ramificado saturado refinado que tiene 12 a 24 atomos de carbono, en donde al menos el 60 % en peso de las moleculas de acido son monoalquil ramificadas y menos del 25 % en peso de las moleculas de acido son polialquil ramificadas.
Preferiblemente, cuando un proceso de clatracion se usa para preparar el acido graso monoramificado refinado, el proceso se emprende como un proceso de etapa unica, es decir, el proceso se termina una vez que se produce el primer clatrato de urea.
El proceso de clatracion tambien se puede emprender cuando la urea se reemplaza por tiourea.
Se pueden emplear metodos alternativos adicionales para obtener el acido graso altamente monoramificado refinado.
El acido graso ramificado saturado refinado, R1COOH tiene R1 que tiene 13 a 23 atomos de carbono, mas preferiblemente 15 a 21 atomos de carbono y especialmente 17 a 21 atomos de carbono. Ejemplos incluyen acido isoestearico refinado y acido isobehenico refinado.
R2 es preferiblemente una cadena de hidrocarburo saturado que tiene 4 a 14, mas preferiblemente 6 a 12, especialmente 8 a 10 atomos de carbono. R2 es preferiblemente una cadena de hidrocarburo lineal.
El material de partida de alcohol para el ester es preferiblemente un alcohol lineal, preferiblemente un alcohol primario. El alcohol preferiblemente tiene una longitud de cadena de carbono de 4 a 14, mas preferiblemente 6 a 12, especialmente 8 a 10 atomos de carbono. Ejemplos de alcoholes adecuados incluyen, pero no se limitan a, alcohol hexflico, alcohol octflico, alcohol dedlico y alcohol dodedlico, preferiblemente, alcohol octflico o alcohol dedlico. El ester de acido graso ramificado de formula I se ha encontrado que es para ser usado como emoliente, particularmente como una alternativa sintetica a escualano, en las composiciones de cuidado personal.
Por lo tanto, segun un segundo aspecto de la presente invencion, se ha proporcionado un novedoso emoliente que comprende un ester segun el primer aspecto.
Preferiblemente, el alcohol tiene una longitud de la cadena de carbono que es mas corta que la del acido carboxflico ramificado. Preferiblemente, el alcohol tiene una longitud de la cadena de carbono que es al menos dos, preferiblemente al menos 4 y lo mas preferiblemente al menos 6 atomos de carbono mas corta que la del acido carboxflico ramificado.
Preferiblemente, el alcohol es un alcohol lineal. Preferiblemente, de C6 a C12, y lo mas preferiblemente de Ca a C10. Los emolientes de la presente invencion son adecuados para su uso como emolientes en las composiciones de cuidado personal, particularmente en emulsiones de aceite en agua; emulsiones de agua en aceite; formulaciones anhidras incluyendo lapiz labial, sombras de ojos, aceites para bebe, aceites de masajes y similares; formulaciones basadas en gel y formulaciones de detergente; mas particularmente en composiciones de emulsion de cuidado personal tales como emulsiones de aceite en agua. Las composiciones de emulsion de cuidado personal pueden tomar la forma de cremas, lfquidos y leches convenientemente, y generalmente incluyen emolientes para proporcionar una buena sensacion dermica. Generalmente, los productos en emulsion de cuidado personal usan emolientes en cantidades de aproximadamente 1 a aproximadamente 40 % en peso, mas preferiblemente 5 a 35 % y lo mas preferiblemente 10 a 30 % en peso de la emulsion.
Los esteres/emolientes de la invencion tambien se pueden combinar con otros emolientes en emulsiones de aceite en agua. Algunos emolientes adicionales en la emulsion de la presente invencion preferiblemente seran principalmente un aceite emoliente del tipo usado en los productos de cuidado personal o cosmeticos. El emoliente puede y normalmente sera un material oleaginoso que es lfquido a temperatura ambiente. Alternativamente puede ser solido a temperatura ambiente, en ese caso a grandes cantidades sera normalmente un solido ceroso, siempre que sea lfquido a una temperatura elevada a la que se puede incluir y emulsionar en la composicion. La produccion de la composicion preferiblemente usa temperaturas de hasta 100 °C, mas preferiblemente aproximadamente 80 °C y, por lo tanto, tales emolientes solidos tendran preferiblemente temperaturas de fusion de menos de 100 °C, y mas preferiblemente menos de 70 °C.
Aceites emolientes normalmente lfquidos adecuados incluyen aceites no polares, por ejemplo, aceites minerales o de parafina, especialmente isoparafina, tales como el vendido por Croda como Arlamol (marca comercial) HD; o aceites de polaridad media, por ejemplo, aceites de ester vegetal tal como aceite de jojoba, aceites de glicerido vegetales, aceites de glicerido animales, tales como el vendido por Croda como Crodamol (marca comercial) GTCC (triglicerido capnlico/caprico), aceites sinteticos, por ejemplo, aceites de ester sintetico, tales como palmitato de isopropilo y los vendidos por Croda como Crodamol IPM y Crodamol DOA, aceites de eter, particularmente de dos restos alquilo por ejemplo C8 a C18 grasos, tales como el vendido por Cognis como Cetiol OE (eter dicapnlico), alcoholes de Guerbet tales como el vendido por Cognis como Eutanol G (octil dodecanol), aceites de silicona, tales como aceite de dimeticiona tal como los vendidos por Dow Corning como DC200, aceite de ciclometicona, o siliconas que tienen cadenas laterales de polioxialquileno para mejorar su hidrofilicidad; o aceites altamente polares incluyendo los emolientes de alcoxilato, por ejemplo, propoxilatos de alcohol graso tales como el vendido por Croda como Arlamol PS15 (alcohol esteanlico propoxilado).
Los materiales emolientes adecuados que pueden ser solidos a temperatura ambiente pero lfquidos a temperaturas generalmente usadas para producir las composiciones de esta invencion incluyen cera de jojoba, sebo y cera/aceite de coco. En algunos casos los emolientes solidos se pueden disolver completamente o parcialmente en emolientes lfquidos o en combinacion el punto de congelacion de la mezcla puede ser adecuadamente bajo. Cuando la composicion emoliente es un solido (tal como alcoholes grasos) a temperatura ambiente, la dispersion resultante no puede ser tecnicamente una emulsion (aunque en la mayona de los casos la fase precisa de la fase dispersa oleaginosa no se puede determinar facilmente) pero tales dispersiones se comportan como si fueran verdaderas emulsiones y la emulsion termino se usa en la presente memoria para incluir tales composiciones.
Las formulaciones de uso final de tales composiciones incluyen, en el campo de los productos de cuidado personal, hidratantes, filtros solares, productos de despues del sol, mantecas corporales, geles en crema, productos que contienen alto perfume, perfumes en crema, productos de cuidado de bebes incluyendo aceites de bebes, acondicionadores de pelo, formulaciones alisadoras de pelo, tonicos de la piel y productos blanqueadores de la piel, productos libres de agua, productos antitranspirantes y desodorantes, productos de bronceado, cremas limpiadoras,
emulsiones formadoras de espuma 2 en 1, emulsiones multiples, productos libres de conservantes, productos libres de emulsionantes, formulaciones suaves, formulaciones exfoliantes, por ejemplo, que contienen esferas solidas, silicona en formulaciones en agua, productos que contienen pigmento, emulsiones pulverizables, cosmeticos de color, acondicionadores, productos de ducha, emulsiones formadoras de espuma, desmaquillantes, desmaquillantes de ojos, y toallitas.
Tales formulaciones incluyen formulaciones ecologicas, formulaciones naturales y formulaciones certificadas de origen natural.
Las composiciones de emulsion de cuidado personal que comprenden estos emolientes pueden incluir otros diversos ingredientes de cuidado personal. Por ejemplo, otros ingredientes adecuados incluyen uno o mas ingredientes tales como agentes de limpieza, agentes de acondicionamiento capilar, agentes de acondicionamiento dermico, agentes de peinado, agentes anticaspa, potenciadores del crecimiento capilar, perfumes, compuestos de filtro solar, pigmentos, hidratantes, formadores de pelfcula, humectantes, acidos alfa-hidroxi, tintes capilares, agentes de maquillaje, detergentes, agentes espesantes, agentes antisepticos, desodorantes activos y tensioactivos. Segun un tercer aspecto de la presente invencion, se ha proporcionado el uso del ester segun el primer aspecto como emoliente.
Segun un cuarto aspecto de la presente invencion, se ha proporcionado el uso del ester segun el primer aspecto como alternativa sintetica a escualano.
Preferiblemente, el ester de acido graso del tercer y/o cuarto aspecto de la invencion se usa como emoliente y/o escualano sintetico alternativo en una composicion de cuidado personal.
Cualquiera de los rasgos anteriormente descritos de la invencion se puede tomar en cualquier combinacion, y/o con cualquier aspecto de la invencion.
A continuacion, se ilustrara la invencion a mas detalles, solamente a modo de ejemplo, en referencia a las tablas acompanantes, en los siguientes ejemplos no limitantes.
Ejemplo 1
Preparacion del acido isoestearico, en donde al menos el 60 % en peso de las moleculas de acido tienen ramificaciones de monoalquilo y menos del 25 % en peso de las moleculas de acido tienen ramificaciones de polialquilo por un proceso de clatracion en dos fases.
El acido isoestearico comercial (500 g, Prisorine 3505 de Croda Europe Ltd.) y Urea prills (500 g) se sometieron a reflujo en metanol (2.500 ml) durante 2 horas. La solucion se dejo enfriar y, a continuacion, se coloco en una nevera (aproximadamente 4 °C) o se dejo enfriar a entre 20 a 25 °C durante la noche (aproximadamente 18 horas). Los cristales de urea que se formaron se separaron por filtracion y se colocaron en un matraz conico con solucion salina. Esto se coloco en una estufa (80 °C) y se agito ocasionalmente hasta que toda la urea se habfa disuelto. El material graso resultante se extrajo con pipeta de la parte superior de la solucion salina y se marco como U1.
Se anadieron Urea prills (500 g) al filtrado y se sometieron a reflujo de nuevo durante 2 horas antes de dejarse enfriar a temperatura ambiente o de dejarse en la nevera durante la noche. Los cristales de urea que se formaron se filtraron de nuevo y la urea se disolvio como antes. El material graso resultante se marco como U2.
El metanol se separo del filtrado y el lodo resultante se lavo con solucion salina caliente para separar la urea restante. El material graso resultante se marco como Filtrado. Todas las tres fracciones se secaron usando o bien sulfato sodico o magnesico.
La Tabla 1 de a continuacion ilustra los pesos brutos y los rendimientos (en peso) para cada una de las fracciones.
Tabla 1
La Tabla 2 de a continuacion muestra el porcentaje de cada uno de los componentes principales del acido isoestearico comercial estandar en cada fraccion determinado por analisis por cromatograffa de gases (GC, del ingles “Gas Chromatographic”).
Tabla 2
Con el porcentaje para el material poli alquil ramificado esta poco claro exactamente cuanto es el material poli alquil ramificado y cuanto de el es otra especie. El porcentaje citado es para el material que es definitivamente material poli alquil ramificado.
U2 es el acido monocarboxflico saturado ramificado refinado de la invencion en donde al menos el 60 % en peso de las moleculas de acido tienen ramificaciones de monoalquilo y menos del 25 % en peso de las moleculas de acido tienen ramificaciones de polialquilo.
Ejemplo 2
Preparacion del acido isoestearico, en donde al menos el 60 % en peso de las moleculas de acido tienen ramificaciones de monoalquilo y menos del 25 % en peso de las moleculas de acido tienen ramificaciones de polialquilo por un proceso de clatracion en una fase.
Se colocaron el acido isoestearico comercial (Prisorine 3505 de Croda Europe Ltd. (300 g)), Urea prills (500 g) y IMS/agua (95/5 p/p; 769 g) en un matraz equipado con manto, bucle de retroalimentacion de temperatura MC810, agitador y condensador enfriado de agua verticalmente configurado. La mezcla se sometio a reflujo durante 1 hora, a continuacion, se dejo cristalizar completamente, antes de filtrar (Whatman 54, vado). La torta, retenida en el embudo filtro, se lavo con 200 cm3 de IMS y se dejo drenar. La torta lavada se transfirio a un embudo de separacion y se lavo con solucion salina acuosa al 2 % a 80 °C, se dreno de la capa acuosa despues de que se hubiera separado. El lavado se repitio, a continuacion, la capa organica se seco sobre sulfato sodico anhidro y se filtro (Whatman 54, vado). El acido monometil isoestearico resultante se peso y analizo por GC.
Para el balance de masa y los propositos analfticos el etanol se separo del filtrado y el filtrado de clatracion se lavo dos veces con solucion salina al 2 % (80 °C) y se seco sobre sulfato sodico anhidro. El acido isoestearico poliramificado resultante se peso y se analizo por GC.
Rendimientos aproximados:
Fraccion de monometilo: 34,7 % en peso
Fraccion poliramificada: 65,3 % en peso
La Tabla 3 de a continuacion muestra el porcentaje de cada uno de los componentes principales del acido isoestearico comercial estandar en cada fraccion determinado por analisis por cromatograffa de masas (GC).
Tabla 3
Ejemplo 3
Preparacion del ester dedlico de la fraccion monoramificada del Ejemplo 2
La fraccion de clatracion del acido isoestearico monoramificado obtenida del anterior Ejemplo 2, alcohol n-dedlico (20 a 100 % de exceso molar) y carbono activado (0,3 % en peso de tamano de carga) se cargaron a un recipiente de reaccion de 500 cm3 equipado con bucle de retroalimentacion de temperatura, purga del espacio frontal de nitrogeno, separador binario Dean+Stark, columna de fraccionamiento Vigreux (alrededor de 20,32 cm (8'') de profundidad de empaquetado) y condensador dispuesto para volver el reflujo a la columna.
La mezcla de reaccion se calento paulatinamente hasta 225 °C bajo purga de nitrogeno para reducir el valor del acido y, a continuacion, se aplico vado, funcionando gradualmente hasta el maximo disponible para eliminar el exceso de alcohol no reaccionado. El vado se rompio con nitrogeno y el producto crudo se filtro.
Las propiedades del producto de reaccion se registran en la Tabla 4 de a continuacion.
Tabla 4
Ejemplo 4
Analisis de los atributos de sensacion dermica de los emolientes
Se ensayaron los atributos de sensacion dermica de los emolientes detallados en la Tabla 5 en el momento de frotar, t=0 (sensacion inmediata despues de su uso) y t=20 minutos sensacion 20 minutos despues de su uso. Los ensayos se realizaron por Sensory Spectrum Inc. sobre las muestras de emoliente preparadas por Croda International plc.
Tabla 5
Los ensayos se llevaron a cabo sobre once voluntarios, cada uno entrenado en el metodo de analisis descriptivo de la sensacion dermica. El metodo se repitio para cada emoliente.
Se uso un marcador de piel para realizar un drculo de 5,08 cm (2'') de diametro sobre la superficie interior del antebrazo. Usando una pipeta automatica, se administro 0,05 cc de emoliente sobre la piel en el centro del drculo. El emoliente se disperso dentro del drculo usando el mdice del dedo corazon en un movimiento circular suave en una tasa de golpe, o frote, de dos golpes por segundo.
A continuacion, se realiza un analisis inicial de frotamiento como sigue.
Despues de tres frotes, se midio la humedad (cantidad de agua percibida mientras se extiende - de ninguna a alta cantidad) y capacidad de extenderse (facilidad de movimiento del producto sobre la piel - de diffcil/resistencia a facil/deslizar) de cada uno de los emolientes.
Despues de 12 frotes, se midio el espesor (cantidad de producto sentido entre la yema del dedo y la piel - de fino/casi ningun producto a espeso/mucho producto) de cada uno de los emolientes.
Despues de 15 a 20 frotes, se midio la percepcion de la cantidad de aceite, cera y grasa en el producto (de ninguna a extrema) para cada emoliente.
Finalmente, en hasta un maximo de 120 frotes, se midio la absorbencia. Esto era el numero de frotes en los que el producto perdfa una sensacion de mojado, humedo y se percibfa una resistencia a continuar frotando.
A continuacion, se emprendio un analisis de la sensacion despues de su uso. Se evaluo visualmente el brillo del producto en el antebrazo, es decir, la cantidad de luz reflejada de la superficie de la piel. Se midio la adherencia del producto golpeando suavemente un dedo limpio sobre el sitio de aplicacion para determinar el grado al que el dedo se adhena a cualquier producto residual sobre la piel.
A continuacion, se golpeo suavemente un dedo limpio a traves de la piel una o dos veces para evaluar la capacidad de deslizamiento (facilidad de movimiento del dedo a traves de la piel), espesor del residuo (cantidad de residuo de producto sentido entre el dedo y la piel) y el tipo de residuo (oleaginoso, ceroso, graso, de silicona, etc. y el % de residuo total).
El analisis de la sensacion despues de su uso se llevo a cabo inmediatamente despues de los ensayos iniciales de frotamiento y de nuevo despues de 20 minutos. Los resultados se muestran en la Tabla 6 de a continuacion.
Los resultados se dan en unidades arbitrarias a menos que se indique lo contrario.
Los resultados muestran una buena correlacion entre los emolientes E1 y E2 con el Comp. Por lo tanto, se puede ver que E1 y E2 ambos proporcionan una alternativa eficaz al escualano naturalmente derivado. Esto se puede ver claramente en la medicion importante de la cantidad de residuo a 20 minutos despues de la aplicacion de cada producto. Esta medicion corresponde directamente a la absorbancia del producto, y muestra que E1 y E2 ambos proporcionan resultados de absorbancia analogos al escualano naturalmente derivado.
Por lo tanto, se puede concluir que los esteres de la presente invencion proporcionan un novedoso emoliente que es facilmente sustituible para el escualano naturalmente derivado teniendo atributos analogos al emoliente de escualano ensayado.
Tabla 6
Ejemplo 5
Analisis de los atributos de sensacion dermica de las emulsiones
Se repitieron los ensayos del Ejemplo 4 usando las emulsiones que se formularon usando los emolientes descritos en los ejemplos anteriores.
Las emulsiones ensayadas se formularon de acuerdo con lo siguiente.
Procedimiento:
Los ingredientes de la fase A se combinaron y se dejaron mezclar con agitacion con helice hasta completamente hidratado. A continuacion, la fase A se homogenizo, y la fase B se anadio lentamente bajo homogenizacion. Despues de la homogenizacion, la emulsion se agito lentamente durante varios minutos para producir la emulsion resultante.
En la emulsion 1, el emoliente ensayado era E2 del Ejemplo 4. En la emulsion A (comparativa) el emoliente ensayado era el Comp del Ejemplo 4.
Los resultados del analisis llevado a cabo sobre los atributos de sensacion dermica de las emulsiones inmediatamente despues de los ensayos iniciales de frotamiento y de nuevo despues de 20 minutos se dan a continuacion en la Tabla 7.
De nuevo, los resultados del ensayo sobre las emulsiones muestran que el emoliente E2 proporciona una alternativa eficaz al escualano naturalmente derivado en formulacion, asf como solo. Esto se puede ver claramente en la medicion importante de la cantidad de residuo a 20 minutos despues de la aplicacion de cada emulsion. Esta medicion corresponde directamente a la absorbancia de los emolientes despues de la evaporacion del agua, y muestra que el emoliente E2 proporciona una absorbencia analoga a la del escualano naturalmente derivado.
Por lo tanto, se puede concluir que los esteres de la presente invencion proporcionan novedosos emolientes que se pueden formular facilmente en composiciones de cuidado personal y son sustituibles para el escualano naturalmente derivado en composiciones de cuidado personal para proporcionar una composicion que tendra atributos analogos a las composiciones originales que contienen escualano.
Tabla 7
Las anteriores declaraciones son aplicables a menos que se indique expresamente lo contrario. La memoria termino, para estos propositos, incluye la descripcion y cualquiera de las reivindicaciones, resumen y dibujos acompanantes.
Claims (12)
1. Un ester de acido graso completamente saturado que tiene la formula general I:
R1-COOR2 (I)
en donde R1 esta presente en el ester como una mezcla de moleculas de diferentes isomeros.
en donde R1 es una cadena de hidrocarburo ramificado saturado que tiene 13 a 23 atomos de carbono, en donde al menos el 60 % en peso de las moleculas de formula I comprenden un grupo R1 ramificado con mono alquilo y menos del 25 % en peso de las moleculas de formula I comprenden un grupo R1 ramificado con poli alquilo, y R2 es una cadena de hidrocarburo saturado que comprende 4 a 14 atomos de carbono.
2. El ester de acido graso segun la reivindicacion 1, en donde la longitud de la cadena de carbono de R1 es mas larga que la longitud de la cadena de carbono de R2.
3. El ester de acido graso segun cualquier reivindicacion precedente, en donde la ramificacion de mono alquilo es ramificacion de alquilo C1 a C6.
4. El ester de acido graso segun cualquier reivindicacion precedente, en donde R2 es una cadena de hidrocarburo lineal.
5. Un emoliente que comprende un ester segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
6. El uso de un ester de acido graso ramificado segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 como emoliente.
7. El uso de un ester de acido graso ramificado segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 como alternativa sintetica al escualano.
8. Un metodo para la preparacion de un ester de acido graso completamente saturado segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 que comprende la esterificacion de:
a) un acido graso ramificado saturado refinado de formula R1COOH, en donde R1 es una cadena de hidrocarburo ramificado saturado que tiene 13 a 23 atomos de carbono, y en donde al menos el 60 % en peso de las moleculas de R1COOH comprenden un grupo R1 mono alquil ramificado y menos del 25 % en peso de las moleculas de R1COOH comprenden un grupo R1 poli alquil ramificado, y
b) un alcohol de formula R2OH en donde R2 es una cadena de hidrocarburo saturado que comprende 4 a 14 atomos de carbono.
9. Un metodo segun la reivindicacion 8, que comprende una etapa anterior de refinado de un acido graso ramificado saturado comercialmente disponible de formula R3COOH en donde R3 es una cadena de hidrocarburo ramificado saturado que comprende 11 a 23 atomos de carbono para preparar dicha mezcla de acido graso ramificado saturado refinado de formula R1COOH.
10. El metodo segun la reivindicacion 8 o 9, en donde el 40 % en peso de las moleculas de R3COOH son mono alquil ramificadas y el 31 % en peso de las moleculas de R3COOH son poli alquil ramificadas, basado en el analisis por cromatograffa de gases.
11. El metodo segun la reivindicacion 9 o 10, en donde el acido graso ramificado saturado comercialmente disponible de formula R3COOH es acido isoestearico o acido isobehenico.
12. El metodo segun cualquier reivindicacion 8 a 11, en donde el alcohol es un alcohol primario.
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