JP6059707B2 - シリコーン化合物およびそれを含む光防護パーソナルケア組成物 - Google Patents
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Description
(式中、各R1は、独立に、1〜50個の炭素原子を含有する直鎖状または分枝状アルキル、シクロアルキル、ポリシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルカリル、アルコキシ、アリール、アラルキル、アルケニル、アルキニルまたはフッ化炭素基であり、
R2は、R1であるか、あるいは−H、−OH、または炭素、窒素、リン、硫黄、酸素もしくはケイ素原子を含有する有機部分であり、
「Vis」は、ポリマー鎖と共有結合することができるヒドロキシアントラキノン基
R3は、R1であるか、あるいは別のポリマーと結合することができる炭素、窒素、リン、硫黄、酸素またはケイ素原子を含有する有機部分(またはスペーサー)であってもよく、
ユニットAおよびFは末端部分であり、
ブロックB、C、DおよびEは、AとFとの間に任意の順序で独立に位置している非末端部分であり、
aおよびcは、それぞれ独立に、整数1〜10,000であり、かつ
bおよびdは、それぞれ独立に、整数0〜10,000である)
が提供される。
(i)Si−H含有シロキサンを、
(ii)式
Vi−O−(CH2)0〜50−CH=CH2
または
CH2=CH−(CH2)0〜50−Vi−O−(CH2)0〜50−CH=CH2
または
Vi−O−(CH2)0〜50−C≡CH
または
CH≡C−(CH2)0〜50−Vi−O−(CH2)0〜50−C≡CH
(式中、Viは、アルケニルまたはアルキニル官能基を有するヒドロキシアントラキノンからなる群から選択されるUV−可視吸収部分である)
の化合物と、
触媒および溶媒の存在下で反応させて、反応生成物を取得するステップ
を含む、本発明のシリコーン化合物の調製のためのプロセスが提供される。
R3は、炭素、窒素、リン、硫黄、酸素またはケイ素原子を含有する有機部分(またはスペーサー)である。二官能性スペーサー基は、2つの末端アルケニルまたはアルキニル基を有する。基剤シリコーンポリマー鎖は、二官能性スペーサー基を経由して互いに共有結合している。これらの二官能性スペーサー基は、ゲル状塊につながる過剰な三次元の架橋を防止する。代わりに、該基は、パーソナルケア組成物に比較的組み込みやすい架橋エラストマー化合物の形成を支援する。二官能性スペーサー基は、好ましくは、式:
ユニットAおよびFは、末端部分である。ユニットAおよびFにおいて、官能性R1は、好ましくはメチルまたはエチルである。
ブロックB、C、DおよびEは、AとFとの間に任意の順序で独立に位置している非末端部分である。故に、順序は本発明の概要における式に示されているようにB−C−D−Eであってよく、または、順序は規則「AとFとの間に任意の順序で独立に位置している」を満たす任意の順列および組み合わせであってよい、すなわち、B−D−C−E、B−C−E−D、D−C−E−B、および多数の他の可能性であってよい。
本発明は、本発明のシリコーン化合物を調製するための好都合なプロセスも提供する。
Vi−O−(CH2)0〜50−CH=CH2
または
CH2=CH−(CH2)0〜50−Vi−O−(CH2)0〜50−CH=CH2
または
Vi−O−(CH2)0〜50−C≡CH
または
CH≡C−(CH2)0〜50−Vi−O−(CH2)0〜50−C≡CH
の化合物は、好ましくは、反応混合物の0.001から95重量%で存在する。
反応は、触媒の存在下で行われる。触媒は、好ましくは、金属錯体もしくはそれらの化合物、または遊離もしくは固定化形態の金属から選択される。白金、パラジウムおよびロジウム等の遷移金属が特に好ましい。好ましい触媒は、塩化白金酸、白金と不飽和化合物との錯体、例えば白金(0)−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体;白金(0)−2,4,6,8−テトラメチル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン錯体;Pt0(1,5シクロオクタジン(cyclooctadine))、すなわちPt(COD)];白金ホスフィン錯体;白金炭素;シリカおよび白金黒等の白金無機担体を包含する。パラジウム、ロジウム等の他の金属の錯体、例えばウィルキンソン触媒RhCl[(C6H5)P]3を反応に使用してもよい。触媒は、不均質相中、例えば木炭上、または、好ましくは均質相中(カルステッド(Karstedt)触媒)にあってよい。白金(0)−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体は、最も好ましい触媒である。触媒は、好ましくは、反応混合物の0.0001から20重量%の量で使用される。
反応は、溶媒である反応媒質の存在下で行われ、溶媒は、水、シリコーン流体、極性有機化合物、非極性有機化合物またはそれらの混合物である。典型的には、溶媒は、反応混合物中のすべての原料の重量に基づき、0.1から99.89重量%の量で存在する。好ましくは、溶媒は、1から80重量%、より好ましくは1から50重量%の量で存在する。溶媒が極性または非極性有機化合物である場合、使用される量は、40重量%未満の固体を含有する生成物を作成するようなものであることが好ましい。使用される場合、溶媒は、得られるエラストマー組成物の不可欠な要素となり、シリコーンエラストマーの構造的および物理的特性に影響を及ぼす。好ましくは、溶媒は、シリコーンエラストマー組成物から除去されない。溶媒として有用なシリコーン流体は、アルキルおよび/またはアリールシロキサンを包含する。好ましいのは、揮発性メチルシロキサン(VMS)である。
反応が望ましい完了を遂げた後、次いで内容物を、好ましくは膨張剤に添加する。膨張剤は、好ましくは、水または低分子量アルコールを除く、以上に記述した溶媒である。故に、膨張剤は、上記を例外とするシリコーン流体、極性有機化合物または非極性有機化合物であってよい。膨張剤は、最も好ましくは、シリコーン流体または官能性シリコーン流体である。膨張剤は、好ましくは、反応混合物に対して1:10から10:1、より好ましくは1:1から5:1の重量比となる量で使用される。
「パーソナルケア組成物」は、本明細書において使用される場合、哺乳動物、とりわけヒトの皮膚および/または毛髪への局所適用のための組成物を包含することになっている。そのような組成物は、概して流さないまたはすすぎ落としに分類でき、外観向上、洗浄、悪臭制御または全体的な美観のために人体に適用される任意の製品を包含する。本発明の組成物は、液体、ローション、クリーム、フォーム、スクラブ、ジェル、石鹸バーもしくはトナーの形態であってよく、あるいは、器具を用いてまたはフェイスマスク、パッドもしくはパッチを介して適用されてよい。パーソナルケア組成物の非限定的な例は、流さないスキンローションおよびクリーム、シャンプー、コンディショナー、シャワージェル、トイレットバー(toilet bars)、制汗剤、消臭剤、デンタル製品、シェービングクリーム、脱毛剤、口紅、ファンデーション、マスカラ、サンレスタナーならびにサンスクリーンローションを包含する。「皮膚」は、本明細書において使用される場合、顔および身体(例えば、首、胸、背中、腕、脇の下、手、脚、臀部および頭皮)の皮膚を包含することになっている。
アリザリン部分を有する紫外線−可視光吸収線状シリコーンポリマー化合物の合成
このシリコーン化合物は、3段階で合成した。
段階3:ヒドロシリル化
段階1:アリルオキシ官能性アリザリン誘導体の合成
2リットルの三口フラスコに、コンデンサーおよび添加漏斗を装着した。フラスコに、5g(0.014mol)のアリザリンおよび17.7mlのエタノールを投入した。ナトリウムエトキシド2.268g(0.042mol)を、エタノール中21%溶液として迅速に添加した。混合物を50〜60℃に2時間加熱した。臭化アリル(3.7g、0.042mol)を添加し、混合物を20時間加熱還流した(70〜74℃)。混合物を室温に戻し、50mlの水、続いて17mlのトルエンおよび約1mlの38%塩酸水溶液を添加した。有機層を分離し、50mlの水で洗浄した。揮発物を80℃および2mm Hgでの回転蒸発によって有機層から除去して、5gのアリルエーテル中間体を得た。
50gのオクタメチルシクロテトラシロキサン(octamethycyclotetrasiloxane)(D4)を、15gのメチル水素−ポリシロキサン(アルドリッチ(Aldrich)、MHPS)と、二口丸底フラスコ中で混合した。混合物に、1gのトゥルション(Tulsion)触媒(サーマックス(Thermax)、T63MP)を添加した。反応混合物を120℃で4時間撹拌した。取得された粘性MHPSコポリマーを室温まで冷却した。触媒を濾過除去した。未反応のD4を、真空下125℃で留去した。取得された生成物は、無色かつ粘性の油性物質であった。
100mlのトルエンを、窒素雰囲気下、ディーン・アンド・スターク装置を装着した三口フラスコに投入した。トルエン中に存在する微量の水を共沸蒸留によって除去した。1.5gのアリルオキシ官能性アリザリンクラス(上記の段階1において調製された通り)を、窒素雰囲気下に維持された、還流アセンブリを装着した水分のない三口フラスコに投入した。その後、50mlの乾燥トルエンを添加して、すべての試薬を溶解した。1滴の白金触媒(1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、シグマアルドリッチ(Sigma−Aldrich))を反応混合物に添加し、混合物を室温で約0.5時間撹拌した。2gのメチルヒドロポリシロキサン(MHPS)コポリマー(上記の段階2において調製された通り)を添加し、反応物を約110℃で約2〜3時間撹拌した。反応の進行をTLCおよびFT−IRによってモニターした。生成物はポリマー形態で取得された。ポリマーをメタノールでさらに洗浄して、未反応の有機物および白金触媒を除去した。残った微量のトルエンおよびメタノールを、真空下、60℃未満で除去した。
実施例1の組成物を、水晶板に固定したトランスポアテープ(3M)に塗布した。塗布は、水晶(quarts)板上に固定した基質としてトランスポアテープを使用して実施した。塗布したクリームの量は、3mg/cm2であった。太陽をシミュレートしたアトラスランプ日光ランプ(simulated solar atlas lamp sun lamp)の強度は、5.5mW/cm2であった。水晶板を乾燥させ、太陽シミュレータ内に保管しておいた。透過エネルギーは、放射計を使用し、トランスポアテープ/水晶上に存在するフィルムを経由して測定した。350、400、450nmにおける%透過(%T)を太陽をシミュレートした太陽光曝露のゼロ時間で記録した。次に、このポリマーフィルムを太陽をシミュレートした太陽光に、それぞれ30、60および120分間曝露した。350、400、450nmにおける%Tを、30、60および120分間の太陽をシミュレートした太陽光曝露後に記録した。トランスポアテープ/水晶から取得された透過エネルギーを対照として使用した。
MHPS(線状ポリマー)およびアリザリンの混合
アリザリン(組成物の10重量%)を、メチルヒドロポリシロキサン(MHPS)コポリマー(上記の段階2において調製された通り)と混合して、比較例1Aの組成物を取得した。ポリマーへのアリザリンの物理的添加によって取得されたポリマー組成物(実施例1A)の外観は不透明であって均質ではなく、アリザリンの粒子は、顕微鏡下で観察するとゲルマトリックス中に物理的に分散しているのが分かった。一方で、アリザリンがシリコーン骨格と共有結合している実施例1のポリマーの外観は、透明かつ均質であり、顕微鏡下で観察しても粒子は見られなかった。故に、実施例1Aの組成物は、ポリマー中におけるアリザリンの均一な分布を提供せず、それにより、乏しいUV−可視防護を生じさせる。
実施例1および実施例1Aの組成物を、水晶板に固定したトランスポアテープ(3M)に塗布した。塗布は、水晶板上に固定した基質としてトランスポアテープを使用して実施した。塗布したクリームの量は、3mg/cm2であった。太陽をシミュレートしたアトラスランプ日光ランプの強度は、5.5mW/cm2であった。水晶板を乾燥させ、太陽シミュレータ内に保管しておいた。透過エネルギーは、放射計を使用し、トランスポアテープ/水晶上に存在するフィルムを経由して測定した。トランスポアテープ/水晶から取得された透過エネルギーを対照として使用した。
アリザリン部分を有する紫外線−可視光吸収シリコーン化合物(シリコーン・エラストマー・ゲル)の合成
このシリコーン化合物は、4段階で合成した。
段階3:ジビニル終端ポリシロキサンコポリマー(VTP)スペーサー(架橋ゲルの形成を可能にするためのアルケニルまたはアルキニル基を有する二官能性スペーサー化合物の合成
段階4:ヒドロシリル化および膨張
段階1:アリルオキシ官能性アリザリン誘導体の合成
化合物は、実施例1の通りに調製した。
コポリマーは、実施例1の通りに合成した。
20gのオクタメチルシクロテトラシロキサン(D4)を、50mlの二口フラスコ内、4gのジビニルテトラメチル(divinyltetramethy)−ジシロキサン(アルドリッチ)と混合した。混合物に、0.3gのトゥルション触媒(サーマックス、T63MP)を添加した。反応混合物を120℃で4時間撹拌した。取得されたジビニル終端ポリシロキサンコポリマー(VTP)コポリマーを室温まで冷却した。触媒を濾過除去した。未反応のD4を、真空下、125℃で留去した。取得された生成物は、無色の粘性油であった。これをスペーサー化合物として使用した。
100mlのトルエンを、窒素雰囲気下、ディーン・アンド・スターク装置を装着した三口フラスコに投入した。トルエン中に存在する微量の水を共沸蒸留によって除去した。1.5gのアリルオキシ官能性アリザリン(上記の段階1において調製された通り)および0.21gのジビニル終端ポリシロキサン(VTP)(上記の段階3において調製された通り)を、窒素雰囲気下に維持された、還流アセンブリを装着した水分のない三口フラスコに投入した。その後、50mlの乾燥トルエンを添加して、すべての試薬を溶解した。1滴の白金触媒(1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、シグマアルドリッチ)を反応混合物に添加し、混合物を約25℃で約0.5時間撹拌した。2gのメチルヒドロポリシロキサン(MHPS)コポリマー(上記の段階2において調製された通り)を添加し、反応物を約110℃で約2〜3時間撹拌した。反応の進行をTLCおよびFT−IRによってモニターした。生成物はゲル形態で取得された。ゲルをメタノールでさらに洗浄して、未反応の有機物および白金触媒を除去した。これを30gの(デカメチルシクロペンタシロキサン)D5中でさらに膨張させ、残った微量のトルエンおよびメタノールを、真空下、60℃未満で除去した。
市販のゲルおよびアリザリンの混合
アリザリン(組成物の10重量%)を、シリコーン9040ゲル(ダウコーニング(Dow Corning)(登録商標))と混合して、比較例2Aの組成物を取得した。ゲルへのアリザリンの物理的添加によって取得されたゲル組成物(実施例2A)の外観は不透明であって均質ではなく、アリザリンの粒子は、顕微鏡下で観察するとゲルマトリックス中に物理的に分散しているのが分かった。一方で、アリザリンがシリコーン骨格と共有結合している実施例2のゲルの外観は、透明かつ均質であり、顕微鏡下で観察しても粒子は見られなかった。故に、実施例2Aの組成物は、ポリマー中におけるアリザリンの均一な分布を提供せず、それにより、乏しいUV−可視防護を生じさせる。
実施例2および実施例2Aの組成物を、水晶板に固定したトランスポアテープ(3M)に塗布した。塗布は、水晶板上に固定した基質としてトランスポアテープを使用して実施した。塗布したクリームの量は、3mg/cm2であった。太陽をシミュレートしたアトラスランプ日光ランプの強度は、5.5mW/cm2であった。水晶板を乾燥させ、太陽シミュレータ内に保管しておいた。透過エネルギーは、放射計を使用し、トランスポアテープ/水晶上に存在するフィルムを経由して測定した。トランスポアテープ/水晶から取得された透過エネルギーを対照として使用した。データを以下の表3にまとめる。
本発明の架橋エラストマー・ゲル・シリコーン化合物を含むパーソナルケア組成物
パーソナルケア組成物は、本発明のシリコーン化合物を使用して調製した。最初に、原料を、2つの異なる相、すなわち(i)油相および(ii)水(水性)相で調製した。それぞれの相中の原料を、表4において以下で一覧にする。
Claims (15)
- 一般式:
のシリコーン化合物
(式中、各R1は、独立に、1〜50個の炭素原子を含有する直鎖状または分枝状アルキル、シクロアルキル、ポリシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルカリル、アルコキシ、アリール、アラルキル、アルケニル、アルキニルまたはフッ化炭素基であり、
R2は、-CH=CH-Y-R1もしくは-CH 2 -CH 2 -Y-R1、-CH=CH-YHもしくは-CH 2 -CH 2 -YHまたは-CH=CH-Y-OHもしくは-CH 2 -CH 2 -Y-OHであり、ここで、Yは炭素、窒素、リン、硫黄、酸素もしくはケイ素原子を含有する有機部分であり、
「Vis」は、ポリマー鎖と共有結合することができるヒドロキシアントラキノン基
から選択されるUV−可視吸収部分であり、ここで、式中のRの一方がHであり、他方が*においてブロックDのSiと結合する−(CH 2 ) 0−50 −CH 2 −CH 2 −*または−(CH 2 ) 0−50 −CH=CH−*を表し、
R3は、R1であるか、あるいは別のポリマーと結合することができる炭素、窒素、リン、硫黄、酸素またはケイ素原子を含有する有機部分(またはスペーサー)であってもよく、
ユニットAおよびFは末端部分であり、
ブロックB、C、DおよびEは、AとFとの間に任意の順序で独立に位置している非末端部分であり、
aおよびcは、それぞれ独立に、整数1〜10000であり、かつ
bおよびdは、それぞれ独立に、整数0〜10000である)。 - (i)Si−H含有シロキサンを、
(ii)式
Vi−O−(CH2)0〜50−CH=CH2
または
Vi−O−(CH2)0〜50−C≡CH
(式中、Viは、アルケニルまたはアルキニル官能基を有するヒドロキシアントラキノンからなる群から選択されるUV−可視吸収部分である)
の化合物と、
触媒および溶媒の存在下で反応させて、反応生成物を取得するステップ
を含む、請求項1または2に記載のシリコーン化合物の調製のためのプロセス。 - 前記反応が、アルケニルまたはアルキニル基を有する二官能性スペーサー化合物の存在下で行われる、請求項3に記載のプロセス。
- 前記反応生成物を膨張剤に添加するステップを含む、請求項3または4に記載のプロセス。
- Yが、炭化水素、ポリシロキサン、ポリエーテル、ポリカルボン酸または多糖からなる群から選択される、請求項6に記載のプロセス。
- 前記二官能性スペーサー化合物が、ジアルケニルポリエーテル、アルファオメガジエン、アルファオメガジイン;アルファオメガエネ−インまたはジアルケニルもしくはジアルキニル終端ポリシロキサンからなる群から選択される、前記請求項4から7のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記溶媒が、水、シリコーン流体、極性有機化合物、非極性有機化合物およびそれらの混合物からなる群から選択される、前記請求項3から10のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記膨張剤が、水またはアルコールを除いて、請求項11に記載の溶媒である、請求項5から11のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記膨張剤が、シリコーン流体または官能性シリコーン流体である、請求項12に記載のプロセス。
- 0.01から10重量%の請求項1または請求項2に記載のシリコーン化合物を含む、光防護パーソナルケア組成物。
- サンスクリーン剤としての、請求項1または請求項2に記載の化合物の使用。
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