JP2920133B2 - 二鎖または三鎖二親水基型化合物 - Google Patents

二鎖または三鎖二親水基型化合物

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JP2920133B2 JP10025308A JP2530898A JP2920133B2 JP 2920133 B2 JP2920133 B2 JP 2920133B2 JP 10025308 A JP10025308 A JP 10025308A JP 2530898 A JP2530898 A JP 2530898A JP 2920133 B2 JP2920133 B2 JP 2920133B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた界面物性を
有する新規化合物に関し、さらに詳しくは、化粧品、医
薬品などの分野において、乳化剤、分散剤、可溶化剤、
洗浄剤、石灰石ケン分散剤、リポソーム形成剤として利
用可能な新規化合物に関する。
【0002】
【従来の技術】一分子が疎水基と親水基から成る両親媒
性化合物としては、これまで主として「一鎖一親水基
型」(石ケン,SDS,ラウリルポリグリコールエーテ
ル)、「一鎖二親水基型」(アルキルジフェニルエーテ
ルジスルホン酸塩など)、「二鎖一親水基型」(レシチ
ン,ジアルキルジメチルアンモニウムクロリドなど)の
ものが知られている。一鎖一親水基型のものはもっとも
一般的な界面活性剤であり、乳化、分散、起泡、可溶
化、洗浄、浸透などの作用に基づき各方面で使用されて
いる。一鎖二親水基型は一鎖一親水基型に比べて水溶性
が良好である上に、界面活性能もすぐれているという特
徴が見出されすでに工業製品として入手可能である。一
方、天然のレシチンに代表される二鎖一親水基型化合物
の中で、疎水基鎖長の短いものは浸透剤として利用され
ており、疎水基鎖長の長いものは生体膜モデルとして、
この10年間に研究が急速に進展してきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
一つの親水基と一つの疎水基の組み合わせ、一つの親水
基と二つの疎水基の組み合わせ、または二つの親水基と
一つの疎水基の組み合わせでは、臨界ミセル濃度や表面
張力低下能を改良するのに限度があるため、洗浄性や乳
化性の向上(高性能化)、少量で、二分子膜やLB膜等
の膜や、金属カチオンとの錯体等を形成することのでき
る性能の付加(複合機能化)等にも限界があった。従っ
て本発明の目的は、従来の界面活性剤よりも臨界ミセル
濃度が低く、表面張力低下能に優れ、高い性能、及び各
種の複合機能が期待できる新規な両親媒性化合物を提供
することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1は、下
記一般式(3)
【0005】
【化3】
【0006】で表されることを特徴とする二鎖または三
鎖二親水基型化合物である。(但しR 1は炭素原子数8
又は10の直鎖アルキル基を、R2 はメチル基あるいは
炭素原子数8又は10の直鎖アルキル基を、Zは(CH
2)3 SO3 Mを表し、MはH+,NH4 + ,Na+ ,K
+ , アルカノールアンモニウムイオンから選択されるカ
チオンを表す。)
【0007】また、本発明の請求項2は、下記一般式
(4)
【0008】
【化4】
【0009】で表されることを特徴とする二鎖または三
鎖二親水基型化合物である。(但しR 1 〜R2 は請求項
1と同じものを表す。)
【0010】ちなみにR2 がCH3 基の化合物(3)が
二鎖型、R2 が炭素原子数8又は10の直鎖アルキル基
の化合物(3)が三鎖型である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を述べ
る。本発明の化合物(3)は一般に両親媒性であり、水
溶液中あるいは、低級アルコール,アセトン,塩素化炭
化水素,炭化水素系,ベンゼン,トルエンなどの有機溶
媒中で界面活性能を示し、特に三鎖型は二鎖型よりも臨
界ミセル濃度、表面張力低下能が低く、より高い性能の
界面活性剤として作用しうる。本発明の化合物(4)は
一般に水に不溶であるが、油溶性の界面活性剤・香粧品
配合剤・乳化剤等として用いることができる他、本発明
の化合物(3)を合成する為の中間体とした有用であ
る。本発明の二鎖または三鎖二親水基型化合物は、例え
ば、工業的にも入手しやすい素材であるO−アルキルグ
リセロールを出発物質として用い、それらのジグリシジ
ルエーテル化,長鎖アルコールによるオキシラン環開環
反応、続いてその結果生成するジヒドロキシ化合物の二
つの水酸基の修飾反応という一連の操作を実施すること
により合成することができる。
【0012】より具体的には、一般式(4)で表される
中間体化合物は、例えば次の様にして合成することがで
きる。O−アルキルグリセロールを、ベンジルトリオク
チルアンモニウムクロリド等の相間移動触媒,及びNa
OH,KOH等のアルカリ金属水酸化物の存在下、エピ
クロルヒドリンと反応させることによってジグリシジル
エーテル化する(顧,池田,岡原,SYNTHESI
S,1985年,649−651頁参照)。次いでアル
カリ金属存在下、長鎖アルコールにより開環することに
よって化合物(IV)が得られる。
【0013】一般式(3)で表される化合物は、化合物
(4)の二つの水酸基を修飾することによって得ること
ができる。水酸基の修飾方法としては、サルトン類ある
いはイセチオン酸との反応による末端スルホン酸塩アル
キルエーテルの生成を挙げることができる。粗生成物
は、低級アルコール類からの再結晶、あるいは適当な溶
媒系(例えばエタノール−ヘキサン混合溶媒)を溶離液
とする、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製する
ことができる。
【0014】このようにして得られた本発明の化合物
(3),(4)は、分子内に2個の親水基と2個または
3個の疎水基を有する為、従来の界面活性剤に比べて、
臨界ミセル濃度(CMC)が著しく低く、表面張力低下
能(γCMC)にも優れている(表1参照)。
【0015】
【表1】
【0016】但し、化合物(3)のMが水素イオンのも
のは、使用時に苛性ソーダやトリエタノールアミン等と
共に用いることによって界面活性能を示すことができ
る。ここで言う表面張力低下能とは、界面活性剤水溶液
が臨界ミセル濃度以上において示す最小表面張力を意味
しており、この値が小さい程、表面張力低下能が優れて
いるということになる。
【0017】これに対して、例えば公知の界面活性剤で
あるRSO3 Na(R=C8 17,C1021,C
1225)では、CMCはいずれも10-3Mのオーダー,
γCMC はいずれも40mN/m以上の値である。
【0018】本発明の化合物(3),(4)は、例えば
化粧品、医薬品等の分野において、乳化剤,分散剤,可
溶化剤,洗浄剤,石灰石ケン分散剤,リポソーム形成剤
として用いることができる。その際、乳化剤,分散剤,
リポソーム形成剤としては比較的疎水基鎖長の短いもの
が特に好ましい。本発明の化合物は、CMC,γCMC
低いため、通常の界面活性剤よりも少ない量で充分な効
果が得られる。
【0019】
【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明を更に詳細に
説明する。尚、試料溶液の表面張力は、20℃において
ウイルヘルミーガラスプレート法により測定し、表面張
力と対数濃度の関係のプロットから、CMCとγCMC
求めた。
【0020】実施例1(R1 =C8 17,R2 =CH3
である化合物(4);(4)−A) 200ml四つ口フラスコに、エピクロルヒドリン5
5.51g(0.60mol)、硫酸水素テトラブチル
アンモニウム(触媒量)、水酸化ナトリウム10.1g
(0.24mol)を入れ、40℃にて攪拌し、そこへ
1−O−メチルグリセロール6.36g(0.06mo
l)を1時間かけて滴下し、更に50℃にて1時間攪拌
した。これを濾過、蒸留し、1−O−メチルグリセロー
ルのジグリシジルエーテル化物を得た。別の200ml
四つ口フラスコに、n−オクチルアルコール23.4g
(0.18mol)を入れ、70℃で金属カリウム1.
17g(0.03mol)を溶解させた。そこに、先の
1−O−メチルグリセロールのジグリシジルエーテル化
物(0.02mol)を1時間かけて滴下し、80℃で
12時間攪拌した。その後、室温まで冷却し、10%塩
酸で中和して分液ロートに移し、塩化メチレン(150
ml×3回)−水(150ml)系で抽出した。塩化メ
チレン層を集めて無水硫酸マグネシウムで乾燥後、不溶
分をろ別し、ろ液を減圧下で蒸留して塩化メチレンと過
剰のn−オクチルアルコールを留去した。残留物を、ア
セトン−ヘキサンを溶離液とするシリカゲルクロマトグ
ラフィーにより精製し、無水液体の化合物(4)−A
9.52g(収率約66%)を単離した。 (4)−Aの物性 IR(neat):ν(cm-1)3420,2900,2840, 14
60,1370, 1120 MASS:m/e(相対強度)479[(M+1) + ,48] , 5
7[100]1 H−NMR(CDCl3 ):δ(ppm)0.85(t, 6
H), 1.20-1.60(m,4H), 2.69(s,2H), 3.26-3.98(m, 22H)
【0021】実施例2(R1 =C8 17,R2 =C10
21である化合物(4);(4)−B) 実施例1の製法にならい、1−O−メチルグリセロール
6.36g(0.06mol)の代わりに、1−O−デ
シルグリセロール6.96g(0.03mol)を、金
属カリウム1.17g(0.03mol)の代わりに、
0.78g(0.02mol)を用いて、無色液体の化
合物(4)−B8.95g(収率約74%)を得た。 (4)−Bの物性 IR(neat):ν(cm-1)3450, 2930, 2860, 14
70, 1120 MASS:m/e(相対強度)605[(M+1) + ,26], 69
[100]1 H−NMR(CDCl3 ):δ(ppm)0.86(t, 9
H), 1.20-1.59(m,40H),2.63(s, 2H), 3.38-4.02(m, 21
H)
【0022】実施例3(R1 =C8 17,R2 =C10
21,Z=(CH2 3 SO3 Naである化合物(3) 200ml三つ口フラスコに蒸留精製し乾燥させたテト
ラヒドロフラン(THF)50mlを入れ、ヘキサンで
処理した水素化ナトリウム0.80g(0.02mo
l)を加え、30℃で攪拌しながら、(4)−B3.6
3g(0.006mol)のTHF(10ml)溶液を
20分かけて滴下した後、反応系を60℃に昇温し、続
いてプロパンサルトン2.44g(0.02mol)の
THF(10ml)溶液を滴下した。THF還流条件
下、24時間攪拌し、室温に冷却後、メタノール20m
lを加え未反応の水素化ナトリウムを失活させ、溶媒を
減圧下で留去した。残留物をn−ブタノール(100m
l×3回)−水(150ml)系で抽出し、有機層を無
水硫酸マグネシウムで乾燥後、固体分をろ別し、ろ液よ
り溶媒を留去した。残留物をエタノール−ヘキサン溶離
液を用いたシリカゲルクロマトグラフィーにより精製
し、白色ワックス状の化合物(3)3.32g(収率約
62%)を単離した。 (3)の物性 IR(neat):ν(cm-1)2940, 2840, 1450, 12
00, 1110, 10201 H−NMR(CDCl3 ):δ(ppm)0.88(t, 9
H), 1.15-1.61(m,40H),1.95-2.20(m, 4H), 2.90-3.14
(m,4H), 3.35-4.95(m, 25H) 0.05重量%以下の濃度で0〜100℃の水に可溶 CMC:1.9×10-5M γCMC :28.3mN/m
【0023】比較例1〜3 公知の界面活性剤について、CMC及びγCMC を調べた
結果を表2に示す。
【0024】
【表2】
【0025】
【発明の効果】上述の如く、本発明が臨界ミセル濃度が
低く、表面張力低下能に優れた、高性能の化合物と、そ
の製造に有用な中間体を提供することは明らかである。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1) 【化1】 で表されることを特徴とする二鎖または三鎖二親水基型
    化合物。(但しR1 は炭素原子数8又は10の直鎖アル
    キル基を、R2 はメチル基あるいは炭素原子数8又は1
    0の直鎖アルキル基を、Zは(CH2)3 SO3 Mを表
    し、MはH+ ,NH4 + ,Na+ ,K+ , アルカノール
    アンモニウムイオンから選択されるカチオンを表す。)
  2. 【請求項2】 下記一般式(2) 【化2】 で表されることを特徴とする二鎖または三鎖二親水基型
    化合物。(但しR1 〜R 2 は請求項1と同じものを表
    す。)
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