JP2013534516A - 第四級ジアルカノールアミンエステル - Google Patents

第四級ジアルカノールアミンエステル Download PDF

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Abstract

本発明は、エステルクワット型の新規第四級アンモニウム化合物、その製造方法、および配合物におけるその使用に関する。
【選択図】なし

Description

本発明は、新規なエステルクワット(ester quat)型第四級アンモニウム化合物、その調製方法、および配合物におけるその使用を提供する。
これまで、分子中に1または2本の長鎖アルキルを有するモノアルキルおよびジアルキルクワットの形態の第四級アンモニウム化合物(「クワット」)はそれぞれ、種々の応用分野において広範な使用が見出された。これらは、繊維製品用の織物柔軟剤、帯電防止配合物、清浄用組成物、スキンケア用組成物、ヘアコンディショナおよび腐食防止剤、紙用印刷インク除去剤ならびにその他多数のものを含む。
スキンケア用組成物の分野では、産業において大規模に使用されるモノアルキルクワットは、例えば、セトリモニウムクロリド(INCI)(例えば、VARISOFT(登録商標)300として市販されているもの、Evonik Goldschmidt GmbH)およびベヘントリモニウムクロリド(INCI)(例えば、VARISOFT(登録商標)BT 85ペレットとして市販されているもの、Evonik Goldschmidt GmbH)を含み、使用されるジアルキルクワットは、ジセチルジモニウムクロリド(INCI)(例えば、VARISOFT(登録商標)432 PPGとして市販されているもの、Evonik Goldschmidt GmbH)を含む。
しかしながら、これらのアルキルアンモニウム陽イオンは、コンディショナとしての良好な特性に加えて、いくつかの不利点も有する。不利点は、不十分な生分解性および好ましくない生態毒性特性を含む。
特に、スキンケア用およびヘアケア用組成物の分野では、従来のアルキルクワットと同時に、エステルクワットと呼ばれるもの、例えば、VARISOFT(登録商標)EQ65ペレット(Evonik Goldschmidt GmbH)として市販されているジステアロイルエチルジモニウムクロリド(INCI)、またはデヒクアルトF75(Cognis)として市販されているジステアロイルエチルヒドロキシエチルモニウムメトサルフェート(INCI)も、長年にわたって確立されてきた。
総称「エステルクワット」は、概して、その塩形態の脂肪酸でエステル化されたジ−またはトリアルカノールアミンを意味すると理解されている。
これらの四級化脂肪酸アルカノールアミンエステル塩は、調製(preparative)有機化学の適切な方法によって取得できる公知の物質である。典型的には、エステルクワットの調製は多段階法に基づき、最初にアルカノールアミンとカルボン酸または対応する誘導体との反応を使用してエステル化第三級アルカノールアミンを調製し、次いでその後これを好適な試薬で四級化する。
これに関連して、EP0483195を参照する。それによれば、トリエタノールアミンを、次亜リン(hypophosphorus)酸の存在下で、脂肪酸で部分的にエステル化し、空気を通過させ、次いで、硫酸ジメチルまたはエチレンオキシドを用いて四級化を生じさせる。その中で引用されている化合物は、繊維製品用の柔軟剤として役に立つ。
DE4308794は、好適な分散剤、好ましくは脂肪アルコールの存在下でトリエタノールアミンエステルの四級化を実施することによる、固体エステルクワットの調製について記述している。
この主題についての総説は、例えば、R.Puchtaら、Tens.Surf.Det.、30、186(1993)、M.Brock、Tens.Surf.Det.、30、394(1993)、R.Lagermanら、J.Am.Chem.Soc.、71、97(1994)またはI.Shapiro、Cosm.Toil.、109、77(1994)に見出すことができる。
アルキルクワットと比較して、エステルクワットは、生態毒性特徴のより好ましいプロフィールを有し、エステル結合の存在により、アルキルクワットを超える生分解性の改善も有する。
配合物およびその成分の環境適合性は、第一には対応する法律により、しかし特に消費者意識の変化の結果として、かつてないほど重要になりつつある。消費者は、環境に悪影響を及ぼさない製品により大きな価値を置くようになってきている。結果として、生態毒性または生分解性等の特性が、人々の関心の中心となりつつある。
良好な生分解性は、典型的には廃水処理中に進行する生物学的プロセスによる物質の変換によって保証される。形成される断片物質は、環境被害のリスクが出発材料よりもはるかに低く、廃水および固形廃棄物の処理のための従来のプロセスにおいて非常に扱いやすい。不十分な生分解性の場合、水生生物群集の機能が時間の経過とともに損なわれ得る。
生分解性が既に改善された多数の柔軟剤またはコンディショナが現在市場に出回っているが、従来の製品と比較すると効能は低下している。
例えば、現在利用可能なエステルクワットの塗布性は、同様に高レベルであるが、すすぎ時間を延長した場合、ベヘントリモニウムクロリド(INCI)の塗布性には及ばない。所望のコンディショニング特性は、先行技術のエステルクワットの場合、すすぎプロセスの結果として、より急速に低減される。従来の製品はこれまでのところ、有効な性能の欠如または良好な環境適合性のいずれかを有するため、ケア用製品としての優れた特性と高い環境適合性とを1つに組み合わせることによって両方の領域を網羅する化合物の需要が依然として高い。
ヘアケア分野において、コンディショナは重要な役割を果たす。コンディショナの役目は、毛髪を保護することおよび既存の損傷を回復させることである。
毛髪への大量の損傷は、温度、湿度、日光または大気汚染を含む種々の環境ストレス要因に毛髪が日々さらされているという事実によって生じる。加えて、ブリーチ、カラーリング、毛染め、矯正、またはパーマネントウェーブの使用等の化学的な毛髪の処理が毛髪構造への悪影響を招く。
例えば、パーマネントウェーブの場合、皮質および毛髪のキューティクルの両方が侵される。シスチンのジスルフィド架橋が還元工程によって壊され、その後の酸化工程において部分的に酸化されてシステイン酸となる。
ブリーチは、メラニンを破壊するだけでなく、軽いブリーチの場合でシスチンのジスルフィド結合のおよそ15〜25%も酸化する。過度のブリーチの場合、最大45%も酸化されることがある(K. F. de Polo, A Short Textbook of Cosmetology, 2000, Verlag fur chemische Industrie, H. Ziolkowsky GmbH)。
また、毛髪の毎日の洗浄、櫛でとかすことおよびブロー乾燥することさえも痕跡を残す。望ましくない結果は、例えば、毛髪表面のごわつき、機械的安定性の低減および帯電上昇に現れる。破損した毛髪、枝毛の形成、櫛が通りにくいことおよび自然な輝きの喪失が結果である。
コンディショナは、これらの悪影響から毛髪を保護するという役目を有するが、可能であれば、環境に悪影響を及ぼすべきでない。
この目的のために、コンディショナは、毛髪に吸収されることができなくてはならない。毛髪表面上の陰イオン部位により、タンパク質構造に基づき、陽イオン化合物は毛髪に対する必要な親和性を確実にするため、コンディショニング剤の中でも好ましい製品クラスを形成する。現存する毛髪損傷の場合、酸化したタンパク質構造、例えば上述のシステイン酸の存在により、陰イオン基の数が実際に増加する。特に、これらの損傷領域において、陽イオンコンディショナはその全効能を示すことができる。
本発明の目的は、先行技術の少なくとも1つの不利点を是正すること、またはそれを少なくとも低減させること、より特定すれば、すすぎ時間が長い場合であっても標的表面上に留まり、その効果を依然として示す活性成分を提供することであった。
驚くべきことに、後述する請求項1に記載の一般式(I)の化合物、その調製のための方法、ならびに記述されている組成物および配合物は、前述の目的を達成できることを見出した。
したがって、本発明は、特別な第四級ジアルカノールアミンエステルを提供する。
本発明は、その調製方法および配合物におけるその使用方法をさらに提供する。
本発明の利点は、発明化合物が少ない使用量の場合であっても良好な効果を示すことである。
さらなる利点は、発明化合物が生態学的観点からあまり問題がないことである。
別の利点は、すすぎ時間が比較的長い場合、ケラチン繊維上の発明化合物が、これまでに公知の第四級エステル化合物を上回るコンディショニング効果の改善を示すことである。
したがって、最初に述べた問題の解決策への寄与は、一般式(I)の第四級ジアルカノールアミンエステル
Figure 2013534516
[式中、
およびYは、同じであるかまたは異なっており、それぞれ独立に、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基、ベンジル基またはHであり、
n=1〜4であり、
は、好ましくは塩化物、臭化物、ヨウ化物、メチル硫酸塩、トシル酸塩、リン酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、硫酸水素塩、乳酸塩、酢酸塩およびクエン酸塩を含む群、好ましくは塩化物塩およびメチル硫酸塩から選択される陰イオンであり、
およびXは、同じであるかまたは異なっており、群(a)、(b)、(c)および(d)からそれぞれ独立に選択され、これらの群は、
(a)6〜14個の炭素原子を含有するアシル基、
(b)15〜20個の炭素原子および少なくとも1個の炭素−炭素二重結合を含有するアシル基、
(c)20〜24個の炭素原子を含有するアシル基、および
(d)3〜28個の炭素原子を含有し、かつ、群(a)〜(c)に含まれないアシル基、またはH
からなり、
但し、一般式(I)の各分子は、数平均で
群(a)の0.30〜1.50個、好ましくは0.35〜1.00個、特に0.40〜0.90個の基
群(b)の0.10〜1.30個、特に0.20〜0.80個の基
群(c)の0.40〜1.60個、好ましくは0.50〜1.50個、特に0.80〜1.40個の基
群(d)の0〜0.20個、好ましくは0.0010〜0.10個、より好ましくは0.0050〜0.02個の基
を含み、かつ
群(a)、(b)、(c)および(d)の基の1分子当たりの数平均は合計2になる]
によってなされる。
一般式(I)が種々の第四級ジアルカノールアミンエステルの混合物を表すことは当業者には明らかである。
およびYを決定する基は、好ましくは、直鎖アルキル基(好ましくは非置換である)、ベンジル基またはHであり、より特定すれば、基は、−CH、−C、ベンジルおよびHを含む群、好ましくはこれらからなる群から選択される。
nは、特に好ましくは2である。
群(a)および(c)のアシル基は、好ましくは飽和している。
群(a)、(b)、(c)および(d)のアシル基は、特に、対応する鎖長を有する天然の脂肪酸のものである。したがって、それらは、好ましくは偶数個の炭素原子を含有する。
群(a)のアシル基は、好ましくは、C11CO−、C15CO−、C19CO−、C1123CO−およびC1327CO−から選択される。
工業(technical)ラウリン酸の使用が特に好ましいため、群(a)の特に好ましいアシル基は、12個の炭素原子の鎖長を有するアシル基である。この文脈において、群(b)、(c)および(d)は、0〜1重量%、好ましくは0.02〜0.50重量%の、11個未満、好ましくは6〜10個の炭素原子の鎖長を有する脂肪酸のアシル基、および0〜1重量%、好ましくは0.30〜0.70重量%の、13個より大きい、好ましくは14〜28個の炭素原子の鎖長を有する脂肪酸のアシル基が対応して割り当てられていることが好ましく、重量パーセントは、工業ラウリン酸から誘導され得るすべてのアシル基の総量に基づく。
群(b)のアシル基は、好ましくは、C1529CO−、C1733CO−、C1731CO−、C1729CO−、C1937CO−、C1931CO−およびC1929CO−から、ならびに一価不飽和脂肪酸の、特に、パルミトレイン酸、ペトロセリン(petroselic)酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、ガドレイン酸およびエイコセン酸のアシル基から、ならびに多価不飽和脂肪酸の、特に、リノール酸、α−/γ−リノレン酸、カレンド酸、プニカ酸およびアラキドン酸のアシル基から選択される。
群(b)の特に好ましいアシル基は、対応する鎖長を有する工業オレイン酸のアシル基、特に、3〜7:68〜76:5〜13:1〜3:0〜2の重量比のC1529CO−、C1733CO、C1731CO−、C1729CO−およびC1937CO−基である。この文脈において、群(a)、(c)および(d)は、0〜3重量%、好ましくは0.50〜1.50重量%の、14個の炭素原子の鎖長を有する脂肪酸のアシル基、2〜7重量%、好ましくは4〜6重量%の、16個の炭素原子の鎖長を有する脂肪酸のアシル基、および0〜3重量%、好ましくは0.50〜1.50重量%の18個の炭素原子の鎖長を有する脂肪酸のアシル基が対応して割り当てられていることが好ましく、重量パーセントは、工業オレイン酸から誘導され得るすべてのアシル基の総量に基づく。
群(c)のアシル基は、好ましくは、C1939CO−、C2143CO−およびC2347CO−から選択される。
群(c)の特に好ましいアシル基は、対応する鎖長を有する工業ベヘン酸のアシル基、特に、4〜8:85〜99:0〜3の重量比のC1939CO−、C2143CO−およびC2347CO−基である。この文脈において、群(a)、(c)および(d)は、0〜3重量%、好ましくは0.50〜1.50重量%の、19個未満、好ましくは6〜18個、特に15〜18個の炭素原子の鎖長を有する脂肪酸のアシル基、および0〜1重量%、好ましくは0.25〜0.75重量%の、26個の炭素原子の鎖長を有する脂肪酸のアシル基が対応して割り当てられていることが好ましく、重量パーセントは、工業ベヘン酸から誘導され得るすべてのアシル基の総量に基づく。
群(d)のアシル基は、好ましくは、群(a)、(b)および(c)のアシル基を決定するカルボン酸の工業混合物中に追加で存在するカルボン酸によって決定され、これらの工業混合物は、本発明のエステルクワットの調製に使用されたものである。例えば、工業オレイン酸(群(b))は、18個の炭素原子の鎖長を有する少ない割合の飽和脂肪酸も含有し、この場合、そのアシル基は群(d)に割り当てられるべきである。
本発明によれば、一般式(I)の本発明の第四級ジアルカノールアミンエステルにおける群(a)および群(b)のアシル基の合計と群(c)のアシル基とのモル比の数平均は、1:0.67〜4、特に1:0.8〜3であることが好ましい。
特に、群(a)〜(d)のアシル基が、工業ラウリン酸、特にEDENOR C1298−100(Emery Oleochemicals)、工業オレイン酸、特にEDENOR Ti05(Emery Oleochemicals)、および工業ベヘン酸、特にEDENOR C2285(Emery Oleochemicals)からなる混合物のアシル基によって決定されるエステルクワットが特に好ましい。
本発明は、本発明の第四級ジアルカノールアミンエステルを調製するための方法を提供する。
本発明の第四級ジアルカノールアミンエステルは、有利には後述する方法によって得ることができる
第四級ジアルカノールアミンエステルを調製するための本発明の方法は、
A)2個のアルカノール基が−CHOH、−COH、−COHおよび−COHからなる群から選択され、特にCOHであり、かつ、アルキル基が1〜6個の炭素原子を有するアルキル基からなる群から選択され、特に好ましくは非置換である直鎖アルキル基である、アルキルジアルカノールアミンを、
(e)6〜14個の炭素原子を含有するカルボン酸、
(f)15〜20個の炭素原子および少なくとも1個の炭素−炭素二重結合を含有するカルボン酸、
(g)20〜24個の炭素原子を含有するカルボン酸、および任意選択により
(h)3〜28個の炭素原子を含有し、かつ、群(e)、(f)および(g)に含まれないカルボン酸
の群からなるカルボン酸の混合物と反応させる、好ましくはエステル化する処理工程、
B)処理工程A)の生成物を、硫酸ジアルキル、ハロゲン化アルキル、およびハロゲン化ベンジルを含む群、好ましくはこれらからなる群から選択される四級化剤と反応させる、好ましくは四級化する処理工程、ならびに/または
C)反応混合物を酸、好ましくは有機酸で中和する処理工程を含み、
但し、群(e)、(f)、(g)および(h)のすべてのカルボン酸に基づき、0〜10mol%、好ましくは0.5〜5mol%、好ましくは0.25〜1.0mol%の群(h)のカルボン酸が使用される。
処理工程(a)において特に好ましく使用されるアルキルジアルカノールアミンは、メチルジエタノールアミンである。
群(h)のカルボン酸は、好ましくは、本発明による方法において使用される群(e)、(f)、および(g)のカルボン酸の工業混合物中に追加で存在するカルボン酸によって決定される。
処理工程B)において使用される好ましいハロゲン化アルキルは、1〜6個の炭素原子を有し、ここでは塩化メチルが特に好ましく、この文脈において、好ましい硫酸ジアルキルは硫酸ジメチルである。
処理工程A)およびB)は、エステル化および四級化のそれぞれについて、当業者に公知の慣例的な処理条件下で行われ得る。したがって、処理工程A)において、好ましくは、アルキルジアルカノールアミンを脂肪酸の混合物とともに140〜200℃で、任意選択によりエステル化触媒を追加で使用して、加熱し、形成された凝縮物の水を持続的に蒸発して除去する。反応を完了するために、真空を任意選択により適用し、酸価の測定によって反応の経過をモニターする。この目的のための詳細な指示は、特にDE4111966に見出すことができる。
処理工程B)において、好ましくは、アルキルジアルカノールアミンエステルを、任意選択により60〜120℃の溶媒中、四級化試薬と、より好ましくは塩化メチルと反応させる。この場合、四級化試薬は過剰に使用され、圧力は1〜8バールに調節される。所望の変換に至るまで第三級アミンが反応したら、過剰の四級化試薬を蒸留によって除去する。この目的のための詳細な指示は、特にEP0643128に見出すことができる。
本発明による方法において好ましく使用される群(e)、(f)、(g)および(h)のカルボン酸は、発明化合物において群(a)、(b)、(c)および(d)の好ましいアシル基を付与するカルボン酸に対応する。
ここでは、工業ラウリン酸、特にEDENOR C1298−100(Emery Oleochemicals)、工業オレイン酸、特にEDENOR Ti05(Emery Oleochemicals)、および工業ベヘン酸、特にEDENOR C2285(Emery Oleochemicals)からなるカルボン酸の混合物の使用が特別に好ましい。
処理工程C)において好ましく使用される有機酸は、クエン酸、酒石酸、乳酸、酢酸、ギ酸、およびグリコール酸からなる群から選択される。
pHは、処理工程C)において、好ましくは3.5〜5.5のpHに、好ましくは撹拌しながら調整される。この工程は、好ましくは特に40〜60℃の温度で実施される。
本発明によれば、本発明による方法におけるアルキルジアルカノールアミンの各モルについて、
群(e)のカルボン酸0.30〜1.50mol、好ましくは0.30〜1.00mol、特に0.40〜0.90mol、
群(f)のカルボン酸0.10〜1.30mol、特に0.20〜0.80mol、および
群(g)のカルボン酸0.40〜1.60mol、好ましくは0.50〜1.50mol、特に0.80〜1.40mol
を使用することが好ましい。
この文脈において、本発明によれば、群(e)および(f)の合計と群(g)との使用カルボン酸のモル比は、1:0.67〜4、特に1:0.8〜3であることが好ましい。
本発明による好ましい方法は、アルキルジアルカノールアミンの各モルについて、群(e)、(f)、(g)および任意選択による(h)のカルボン酸が、1.80〜2.5mol、より好ましくは1.85〜2.2molの総量で使用されることを特徴とする。
本発明に従って好ましい方法は、処理工程B)において、短鎖アルコール、脂肪アルコール、ポリオール、およびカーボネートからなる群から選択される少なくとも1種の溶媒が使用されることを特徴とする。
この文脈における短鎖アルコールは、2〜6個の炭素原子の鎖長を有するもの、例えば、エタノール、ブタノール、イソプロパノール、ヘキサノールである。脂肪アルコールは、この文脈において、8〜30個の炭素原子のアルキル基を有する非分枝状または分枝状モノアルコールを意味すると理解される。好ましい脂肪アルコールは、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、パルモレイルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、エライジルアルコール、ペトロセリニルアルコール、ゲルベアルコール、アラキルアルコール、ガドレイルアルコール、ベヘニルアルコールおよびエルシルアルコール、ならびにそれらの工業混合物、好ましくは、12〜18個、好ましくは16〜18個の炭素原子を有する工業ココナツまたは獣脂の脂肪アルコールである。
好ましく使用されるアルコールは、短鎖、特にイソプロパノールである。
処理工程B)において使用されるポリオールは、特に、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールおよびブチレングリコールであり、使用されるカーボネートは、特に、炭酸プロピレンおよび炭酸エチレンである。
溶媒は、理論上予測される第四級エステル化合物および溶媒の重量の合計に基づき、0.5〜50重量%、好ましくは1〜40重量%の量で使用されることが好ましい。
この目的のための詳細な指示は、DE4308794に見出すことができる。
本発明は、本発明の第四級ジアルカノールアミンエステル、および/または本発明による上述の方法によって得られる第四級ジアルカノールアミンエステル、特に短鎖アルコール、脂肪アルコール、ポリオール、およびカーボネートから選択される少なくとも1種の溶媒、ならびに任意選択により、群(e)、(f)、(g)および(h)の少なくとも1つから選択される少なくとも1種のカルボン酸を含む組成物をさらに提供する。
発明組成物は、好ましくは、前述の成分からなる。
溶媒は、好ましくは、組成物の総重量に基づき、0.5〜50重量%、好ましくは1〜40重量%を占める。
本発明組成物中に存在する溶媒は、概して、本発明の方法の処理工程B)における溶媒の添加から生じるため、この文脈において述べられる好ましい溶媒は、好ましくは本発明組成物中に存在する。したがって、本発明組成物は、好ましくは、C12〜C24の鎖長を有するアルコールから選択される種々の脂肪アルコールの混合物、より好ましくはセチルアルコール(C16)およびステアリルアルコール(C18)の混合物である脂肪アルコールを含む。
存在する特に好ましい短鎖アルコールは、イソプロパノールである。存在する好ましいポリオールは、特に、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールおよびブチレングリコールであり、存在する好ましいカーボネートは、特に炭酸プロピレンである。
カルボン酸は、好ましくは、組成物の総重量に基づき、0重量%〜10重量%、好ましくは0.01重量%〜3重量%を占める。
本発明組成物中に存在するカルボン酸は、概して、本発明による方法の処理工程A)において過剰に添加されるカルボン酸から生じるため、この文脈において述べられる好ましいカルボン酸は、好ましくは本発明組成物中に存在する。
本発明は、家庭用および産業分野において使用するための配合物、特に化粧料配合物または医薬製剤ならびにケアおよび清浄用配合物の製造のための、本発明の第四級ジアルカノールアミンエステルおよび/または本発明による方法によって得られる第四級ジアルカノールアミンエステルおよび/または少なくとも1種の発明組成物の使用をさらに提供する。これに関連して、好ましい化粧料配合物または医薬製剤は、特に、スキンおよびヘアトリートメント配合物、特にヘアコンディショニング配合物である。これに関連して家庭用および産業分野において使用するための好ましいケアおよび清浄用配合物は、テキスタイルケア(textile care)組成物、例えば織物柔軟剤、ならびに、硬表面のための、特に、陸上車、水上車、航空機、窓ガラスおよび窓枠、シャワーブース;カーペット、タイル、積層板、寄木張り、コルク床、大理石、石およびせっ器の床等の床;WC、洗面台、ビデ、シャワートレイ、浴槽、ドアノブ、建具等の家庭用セラミック;洗濯機、乾燥機、食器洗い機等の家庭用電化製品;セラミックまたはステンレス鋼シンク;テーブル、椅子、棚、カウンター等の家具;窓;調理器具;食卓用食器およびカトラリー;手術器具、電気掃除機、機械類、パイプライン、タンク、ならびに食品加工における輸送、加工および貯蔵のための設備等の道具のためのケア用組成物、例えばすすぎ補助剤である。
したがって、本発明は、家庭用および産業分野において使用するための配合物、特に化粧料配合物または医薬製剤ならびにケアおよび清浄用配合物であって、本発明の第四級ジアルカノールアミンエステルおよび/または本発明による方法によって得られる第四級ジアルカノールアミンエステルおよび/または少なくとも1種の発明組成物を、好ましくは3.5〜5.5のpHを有する配合物全体、特に水性配合物に基づき、特に0.1〜7重量%、好ましくは0.5〜4重量%、より好ましくは1〜3重量%の量で含む配合物をさらに提供する。
配合物中に存在する規定の0.1〜7重量%、好ましくは0.5〜4重量%、より好ましくは1〜3重量%は、本発明配合物中に実際に存在するすべての成分(本発明の第四級ジアルカノールアミンエステル、本発明による方法によって得られる第四級ジアルカノールアミンエステル、および発明組成物)を合計することによって決定される。
好ましい発明配合物は、任意のさらなるアルキルジアルカノールアミンエステルを含まない。
用語「水性」は、この文脈において、配合物全体に基づき、50重量%より大きい、好ましくは75重量%より大きい含水量を意味すると理解されている。
好ましい本発明配合物は、化粧料ヘアケア用およびスキンケア用配合物、特にヘアケア用配合物である。したがって、本発明に従って特に好ましい配合物は、ヘアシャンプー、ヘアリンス、ヘアセット剤、ブロー乾燥セット剤、ヘアケア用乳液、ヘアトニック、エアゾールフォーム、ヘアカラーリング組成物、およびブロー乾燥ローションである。
本発明配合物は、例えば、
皮膚軟化剤、
共乳化剤、
増粘剤/粘性調節剤/安定剤、
酸化防止剤、
ヒドロトロープ(またはポリオール)、
固体および充填材、
真珠光沢添加物、
活性防臭剤および制汗成分、
防虫剤、
セルフタンニング剤、
保存剤、
コンディショナ、
香料、
染料、
化粧料活性成分、
ケア用添加物、
過脂肪剤、
溶媒
の群から選択される少なくとも1種の追加成分を含み得る。
個々の群を例証する代表として使用され得る物質は当業者に公知であり、例えばドイツ出願第DE102008001788.4号に見出すことができる。この特許出願は、参照により本明細書に組み込まれ、したがって、本開示の一部を形成するとみなされる。
さらなる任意選択の成分および使用されるこれらの成分の量に関しては、当業者に公知の関連するハンドブック、例えば、K.Schrader、「Grundlagen and Rezepturen der Kosmetika」[Cosmetic bases and formulations]、第2版、329〜341頁、Huthig Buch Verlag Heidelbergを専ら参照する。
それぞれの添加物の量は、使用目的によって導かれる。
それぞれの用途のための典型的な境界の配合物は公知の先行技術であり、例えば、それぞれの基剤および活性成分に関する製造業者パンフレットに含まれる。これらの存在する配合物は、概して、そのままで採用され得る。しかしながら、調整および最適化の必要があれば、複雑さのない簡易試験によって所望の変性が行われ得る。
本発明は、ケア用組成物としての、特にスキンケア用およびヘアケア用組成物としての、および/または毛髪のコンディショニングのための、および/または織物柔軟剤としての、第四級ジアルカノールアミンエステルおよび/または本発明による方法によって得られる第四級ジアルカノールアミンエステルおよび/または少なくとも1種の本発明組成物および/または少なくとも1種の本発明配合物の使用をさらに提供する。
用語「ケア用組成物」は、本明細書において、物品をその元の形態で保存する、外的影響(例えば、時間、日光、温度、圧力、汚損、物品と接触する他の反応性化合物との化学反応)の効果、例えば、加齢、汚損、素材疲労、退色を低減させるまたは回避するという目的を満たす、またはさらに物品の所望の有益な特性を改善するための物質を意味すると理解されている。後者の項目の一例は、毛髪の輝きの改善または問題の物品のより大きい弾性である。
以下に挙げる例は、例として本発明を説明するものであり、本発明の適用範囲は明細書全体および特許請求の範囲から明白であり、実施例において引用されている実施形態に本発明を限定する意図はない。
使用例におけるすべての濃度は、重量パーセントで報告する。配合物の製造については、当業者に公知の慣例的な配合物化方法を使用した。
下記の図は、実施例の一部を形成する。
すすぎ時間1分での櫛通り力(combing force)の測定結果の図である。 すすぎ時間3分での櫛通り力の測定結果の図である。
(実施例1)
本発明化合物1の調製
ラウリン酸179.5g(0.89mol)、オレイン酸251.4g(0.89mol)およびベヘン酸619g(1.795mol)の混合物を、機械的撹拌子、カラムおよび蒸留装置を備えたフラスコ内、70℃で均質化する。窒素雰囲気下、メチルジエタノールアミン223.5g(1.875mol)を滴下添加し、混合物を190℃に徐々に加熱する。反応水を持続的に蒸発して除去する。標的温度に到達した2時間後、真空を適用し、反応混合物を190℃でさらに3時間撹拌する。酸価は3.1mgKOH/gであり、反応混合物を60℃に冷却する。
上述のジエステル771.4g(1.2mol)をC16〜18脂肪アルコール448gと混合し、最高圧力が5バールを超えないように、80〜110℃の圧力容器内で、塩化メチル73.5g(1.46mol)を小分けにして添加する。5時間後、反応混合物を分析すると、総アミン価は2.9mgKOH/gであり、圧力を徐々に放出させ、過剰な塩化メチルを減圧下で蒸発して除去する。最終生成物の活性含有量は0.93meq/gであり、融点は58℃であると決定される。
(実施例2)
本発明化合物2の調製
ラウリン酸60.1g(0.3mol)、オレイン酸196.0g(0.7mol)、およびベヘン酸362.1g(1.05mol)の混合物を、機械的撹拌子、カラムおよび蒸留装置を備えたフラスコ内で均質化する。窒素雰囲気下、メチルジエタノールアミン119.2g(1.0mol)を滴下添加し、混合物を190℃に徐々に加熱する。反応の水を持続的に蒸発して除去する。標的温度に到達した2時間後、真空を適用し、反応混合物を190℃でさらに3時間撹拌する。酸価は13.6mgKOH/gであり、反応混合物を60℃に冷却する。
上述のジエステル701.0g(1.0mol)をC16〜18脂肪アルコール404gと混合し、最高圧力が5バールを超えないように、80〜110℃の圧力容器内で、塩化メチル75.8g(1.5mol)を小分けにして添加する。5時間後、反応混合物を分析すると、総アミン価は3.1mgKOH/gであり、圧力を徐々に放出させ、過剰な塩化メチルを減圧下で蒸発して除去する。最終生成物の活性含有量は0.86meq/gであり、融点は52℃であると決定される。
(実施例3)
本発明化合物:実施例1および実施例2を使用するヘアトリートメント用組成物の試験
性能評価では、ブリーチ処理による標準化された方式で予め損傷された毛髪束を使用した。この目的のために、標準的な美容室製品を使用する。毛髪束への損傷については、DE10327871において詳細に記述されている。
性能評価では、本発明化合物実施例1および実施例2を単純な化粧料配合物中に使用した。
使用した基準化合物は、市販のアルキルクワットベヘントリモニウムクロリド(INCI)(VARISOFT(登録商標)BT 85ペレット、Evonik Goldschmidt GmbH)および市販のエステルクワットジステアロイルエチルジモニウムクロリド(INCI)(VARISOFT(登録商標)EQ 65ペレット、Evonik Goldschmidt GmbH)であった。
ヘアリンスにおいて使用する場合の塗布性を下記の配合物において試験した(表1)。
Figure 2013534516
(通常存在する)配合物成分による試験結果の影響を回避するために、選択される試験配合物の組成物は意図的に簡単にする。本発明配合物は、述べられている成分に加えて、および/または述べられている成分の代わりに、さらなる成分も含有し得る。特に、さらなる成分との組合せは、記述されている効果における相乗的改善となり得る。
任意のコンディショナを含有しないシャンプー配合物(表2)によって毛髪を前処置する。
Figure 2013534516
予め損傷させた毛髪束のコンディショニング試料による標準化処置
上述した通りに予め損傷させた毛髪束を表2のシャンプー配合物で洗浄する。これは、流温水下で毛髪束を濡らすことによってなされる。過剰な水を手によって穏やかに押し出し、次いでシャンプーを加え、毛髪に1分間なじませる(0.5ml/毛髪束2g)。毛髪束を流温水下で30秒間すすぐ。最後のすすぎが1分間であることを除き、この手順をもう1回繰り返す。
その後、洗浄直後に、毛髪束を表1のヘアリンス配合物でコンディショニングする。
これは、毛髪にリンスを塗布し、穏やかになじませる(0.5ml/毛髪束2g)ことによってなされる。1分間の滞留時間後、毛髪をa)1分間またはb)3分間すすぐ。
官能評価前に、毛髪を、50%の空気湿度および25℃で少なくとも12時間風乾させる。
評価基準:
官能評価は、1〜5の段階(1が最低、5が最高の評点)で与えられるグレードによってなされる。個々の試験基準はそれぞれ別個の評価を受ける。
試験基準は、濡れた状態での櫛通り、濡れた状態での感触、乾いた状態での櫛通り、乾いた状態での感触、外観/輝きである。
次の表において、a)すすぎ時間1分およびb)すすぎ時間3分で上述した通りに行った毛髪束の処置の官能評価の結果を、本発明配合物1aおよび2a、比較配合物V3aおよびV4a、ならびに対照配合物C0a(被験物質なしの対照)と比較する。
Figure 2013534516
Figure 2013534516
表3における結果は、すすぎ時間1分での本発明配合物1aおよび2aが、比較配合物V3aおよびV4aのように非常に良好なコンディショニング特性を有することを示す。予測通り、比較配合物V3aおよびV4aは、すすぎ時間1分で同様にコンディショニング特性を有する。
表4における結果は、すすぎ時間3分での本発明配合物1aおよび2aが、比較配合物V4aよりも良好なコンディショニング特性を有することを示す。比較配合物V4aは、コンディショニング化合物として、すすぎ時間が長い場合であってもその非常に良好なコンディショニング特性で公知のアルキルクワットであるVARISOFT(登録商標)BT85(イソプロパノール中85%強度、Evonik Goldschmidt GmbH、INCI:ベヘントリモニウムクロリド)を含有する。
比較配合物V3aは、コンディショニング化合物として、すすぎ時間1分で非常に良好なコンディショニング特性を有するエステルクワット(表3参照)であるVARISOFT(登録商標)EQ65ペレット(C16脂肪アルコール中65%強度、Evonik Goldschmidt GmbH、INCI:ジステアロイルエチルジモニウムクロリド、セテアリルアルコール)を含有するが、すすぎ時間3分での本発明のエステルクワット実施例1および2よりもコンディショニングがはるかに劣る。
(実施例4)
毛髪の櫛通り力に対する本発明化合物の影響
試験条件:
測定機器:Diastron MTT 175
測定距離:20cm
櫛速度:2000mm/分
使用される毛髪束:長さ=23cm、幅=1.5cm、重量=2g
測定条件:T=22℃。重量決定によって決定された60%の残留水分含有量で毛髪束を分析する。
実験には、損傷されていない暗褐色の欧州人の毛髪を使用する。櫛通り力測定を行うために、研究室において、標準条件下でのパーマネントウェーブにより、この毛髪を損傷させる。
1.)パーマネント液4g/毛髪g、15分間接触、流水道水(T=35℃)下で2分間すすぐ。
(パーマネント液:汎用パーマネントウェーブ、Basler)
2.)固定剤4g(1部の固定液+3部の水)/毛髪g、10分間接触、2分間すすぐ。
(固定液:泡固定濃縮物、Basler)
試験配合物による処理前の櫛通り力測定の性能:
予め損傷させた毛髪束を、制御された気候条件に終夜供する。
3.)毛髪束を緩衝溶液(クエン酸ナトリウム、pH = 6)に1分間浸漬する。
4.)毛髪束を、櫛通り抵抗に変化が見られなくなるまで手によって予め櫛でとかす。
5.)毛髪束を測定機器に固着し、最初の櫛通り力測定を行う。測定を合計10回繰り返す。
束の処置:
各毛髪束について、それぞれの試験配合物0.5gを使用する(毛髪2g/溶液0.5g)。配合物を毛髪に30秒間揉み込み、次いで5分間放置し、その後、流水道水下で1分間または3分間すすぎ落とす。
試験配合物による処置後の櫛通り力測定の性能:
項目3〜5を繰り返す。
その後、試験配合物による処置前後の櫛通し作業(%)を算出する。
使用した試験配合物:
ヘアリンスにおいて使用する場合の櫛通り力を、下記の配合物(表5)において試験した。
Figure 2013534516
次の図は、a)すすぎ時間1分およびb)すすぎ時間3分で上述した通りに行った実験の櫛通り力測定の結果を、本発明配合物1bおよび2b、比較配合物V3bおよびV4bならびに対照配合物C0b(被験物質なしの対照)を使用して比較するものである。
図1における結果は、すすぎ時間1分での本発明配合物1bおよび2bが、比較配合物V3bおよびV4bのように櫛通り力において顕著な低減を有することを示す。予測通り、比較配合物V3bおよびV4bは、すすぎ時間1分での櫛通り力において同様に顕著な低減が起こる。
図2における結果から、すすぎ時間3分での本発明配合物1bおよび2bは、比較配合物V4bよりも櫛通り力の低減が大きいことが示される。
比較配合物V4bは、コンディショニング化合物として、すすぎ時間が長い場合であってもその櫛通り力の有意な低減で公知のアルキルクワットであるVARISOFT(登録商標)BT85(イソプロパノール中85%強度、Evonik Goldschmidt GmbH、INCI:ベヘントリモニウムクロリド)を含有する。
比較配合物V3aは、コンディショニング化合物として、すすぎ時間1分で櫛通り力の良好な低減を有するエステルクワット(図2参照)であるVARISOFT(登録商標)EQ65ペレット(C16脂肪アルコール中65%強度、Evonik Goldschmidt GmbH、INCI:ジステアロイルエチルジモニウムクロリド、セテアリルアルコール)を含有するが、すすぎ時間3分での本発明のエステルクワット実施例1および2よりも櫛通り力の低減がはるかに劣る。
配合物例:
これらの配合物例は、本発明の第四級化合物が数多くの化粧料配合物において使用され得ることを示す。
Figure 2013534516
Figure 2013534516
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Claims (14)

  1. 一般式(I)の第四級ジアルカノールアミンエステル
    Figure 2013534516
    [式中、
    およびYは、同じであるかまたは異なっており、それぞれ独立に、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基、ベンジル基またはHであり、
    n=1〜4であり、
    は、好ましくは塩化物、臭化物、メチル硫酸塩、トシル酸塩、リン酸塩、硫酸塩、硫酸水素塩、乳酸塩、酢酸塩およびクエン酸塩を含む群から選択される陰イオンであり、
    およびXは、同じであるかまたは異なっており、群(a)、(b)、(c)および(d)からそれぞれ独立に選択され、これらの群は、
    (a)6〜14個の炭素原子を含有するアシル基、
    (b)15〜20個の炭素原子および少なくとも1個の炭素−炭素二重結合を含有するアシル基、
    (c)20〜24個の炭素原子を含有するアシル基、ならびに
    (d)3〜28個の炭素原子を含有し、かつ、群(a)〜(c)に含まれないアシル基、またはH
    からなり、
    但し、一般式(I)の各分子は、数平均で
    群(a)の0.30〜1.50個の基
    群(b)の0.10〜1.30個の基
    群(c)の0.40〜1.60個の基
    群(d)の0〜0.20個の基
    を含有し、かつ
    群(a)、(b)、(c)および(d)の基の1分子当たりの数平均は合計2になる]。
  2. 群(a)のアシル基が、C11CO−、C15CO−、C19CO−、C1123CO−およびC1327CO−から選択され、
    群(b)のアシル基が、C1529CO−、C1733CO−、C1731CO−、C1729CO−、C1937CO−、C1931CO−およびC1929CO−から選択され、
    群(c)のアシル基が、C1939CO−、C2143CO−およびC2347CO−から選択され、かつ
    群(d)のアシル基が、群(a)、(b)および(c)のアシル基を決定するカルボン酸の工業混合物中に追加で存在するカルボン酸のアシル基から選択される
    ことを特徴とする、請求項1に記載の第四級ジアルカノールアミンエステル。
  3. 群(a)のアシル基が、C1123CO−から選択され、
    群(b)のアシル基が、3〜7:68〜76:5〜13:1〜3:0〜2の重量比のC1529CO−、C1733CO、C1731CO−、C1729CO−およびC1937CO−から選択され、
    群(c)のアシル基が、4〜8:85〜99:0〜3の重量比のC1939CO−、C2143CO−、C2347CO−から選択される
    ことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の第四級ジアルカノールアミンエステル。
  4. 群(a)〜(d)のアシル基が、
    工業ラウリン酸、
    工業オレイン酸、および
    工業ベヘン酸
    からなる混合物のアシル基によって決定される
    ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の第四級ジアルカノールアミンエステル。
  5. 群(a)および群(b)のアシル基の合計と群(c)のアシル基とのモル比の数平均が、1:0.67〜4であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の第四級ジアルカノールアミンエステル。
  6. 第四級ジアルカノールアミンエステルを調製するための方法であって、
    A)2個のアルカノール基が−CHOH、−COH、−COHおよび−COHからなる群から選択され、かつ、アルキル基が1〜6個の炭素原子を有するアルキル基からなる群から選択される、アルキルジアルカノールアミンを、
    (e)6〜14個の炭素原子を含有するカルボン酸、
    (f)15〜20個の炭素原子および少なくとも1個の炭素−炭素二重結合を含有するカルボン酸、
    (g)20〜24個の炭素原子を含有するカルボン酸、および任意選択により、
    (h)3〜28個の炭素原子を含有し、かつ、群(e)、(f)および(g)に含まれないカルボン酸
    の群からなるカルボン酸の混合物と反応させる処理工程、
    B)処理工程A)の生成物を、硫酸ジアルキル、ハロゲン化アルキルおよびハロゲン化ベンジルを含む群から選択される四級化剤と反応させる処理工程、および/または
    C)反応混合物を酸で中和する処理工程を含み、
    但し、群(e)、(f)、(g)および(h)のすべてのカルボン酸に基づき、0〜10mol%の群(h)のカルボン酸が使用される、方法。
  7. 処理工程(A)において使用されるアルキルジアルカノールアミンの各モルについて、
    群(e)のカルボン酸0.30〜1.50mol
    群(f)のカルボン酸0.10〜1.30mol、および
    群(g)のカルボン酸0.40〜1.60mol
    が使用されることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
  8. アルキルジアルカノールアミンの各モルについて、群(e)、(f)、(g)および任意選択により(h)のカルボン酸が、1.80〜2.5molの総量で使用されることを特徴とする、請求項6または7に記載の方法。
  9. 処理工程B)において、
    短鎖アルコール、脂肪アルコール、ポリオールおよびカーボネートからなる群から選択される少なくとも1種の溶媒が使用されることを特徴とする、請求項6〜8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の第四級ジアルカノールアミンエステル、および/または
    請求項6〜9のいずれか一項に記載の方法によって得られる第四級ジアルカノールアミンエステル、
    少なくとも1種の溶媒、ならびに任意選択により
    群(e)、(f)、(g)および(h)の少なくとも1つから選択される少なくとも1種のカルボン酸
    を含む組成物であって、前記少なくとも1種の溶媒が、好ましくは、前記組成物の総重量に基づき0.5重量%〜50重量%を占める、組成物。
  11. 前記溶媒が、イソプロパノールまたは炭酸プロピレンであることを特徴とする、請求項10に記載の組成物。
  12. 家庭用および産業分野において使用するための配合物、特に化粧料配合物または医薬製剤ならびにケアおよび清浄用配合物の製造のための、請求項1〜5のいずれか一項に記載の第四級ジアルカノールアミンエステルおよび/または請求項6〜9のいずれか一項に記載の方法によって得られる第四級ジアルカノールアミンエステルおよび/または請求項10もしくは11に記載の少なくとも1種の組成物の使用。
  13. 家庭用および産業分野において使用するための配合物、特に化粧料配合物または医薬製剤ならびにケアおよび清浄用配合物であって、請求項1〜5のいずれか一項に記載の第四級ジアルカノールアミンエステルおよび/または請求項6〜9のいずれか一項に記載の方法によって得られる第四級ジアルカノールアミンエステルおよび/または請求項10もしくは11に記載の少なくとも1種の組成物を、好ましくは3.5〜5のpHを有する配合物全体、特に水性配合物に基づき、特に0.1〜5重量%、好ましくは0.5〜4重量%、より好ましくは1〜3重量%の量で含む、配合物。
  14. ケア用組成物として、特に、スキンケアおよびヘアケア用組成物として、ならびに/または毛髪のコンディショニングのため、ならびに/または織物柔軟剤としての、請求項1〜5のいずれか一項に記載の第四級ジアルカノールアミンエステルおよび/または請求項6〜9のいずれか一項に記載の方法によって得られる第四級ジアルカノールアミンエステルおよび/または請求項10もしくは11に記載の少なくとも1種の組成物および/または請求項13に記載の少なくとも1種の配合物の使用。
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