KR102057874B1

KR102057874B1 - 자외선 방사선-흡수 중합체를 함유하는 썬스크린 조성물

Info

Publication number: KR102057874B1
Application number: KR1020157001819A
Authority: KR
Inventors: 수잔 데일리
Original assignee: 존슨 앤드 존슨 컨수머 캄파니즈, 인코포레이티드
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2019-12-20
Also published as: KR102122185B1; KR20150024903A; CA2877345C; ES2657639T3; CA2874898A1; US9248092B2; AU2013280569A1; BR112014032868B8; RU2671505C2; CN104411292A; TWI640338B; RU2015102271A; BR112014032798B1; TW201404427A; EP2866899A2; US9254254B2; US20140004064A1; TW201408330A; EP2866783A2; KR20150024905A

Abstract

연속 수상 중에 균질하게 분산된 불연속 오일상, 및 수중유 유화제 성분을 포함하는 조성물에 관한 것으로, 상기 오일상은 화학 결합된 UV-발색단을 포함하는 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르를 포함하는 썬스크린제를 포함하고, 상기 수중유 유화제 성분은 음이온성 수중유 유화제 및 알코올 작용기를 갖는 비이온성 수중유 유화제를 포함하고, 상기 비이온성 수중유 유화제에 대한 상기 음이온성 수중유 유화제의 중량비는 약 12 이하이고, 상기 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르는 약 10 이상의 SPF를 갖는 조성물을 제공하기에 효과적인 양으로 존재한다.

Description

자외선 방사선-흡수 중합체를 함유하는 썬스크린 조성물{SUNSCREEN COMPOSITIONS CONTAINING AN ULTRAVIOLET RADIATION-ABSORBING POLYMER}

본 출원은 2012년 6월 28일자로 출원된 미국 가출원 제61/665,464호의 이득을 주장하며, 이의 완전한 개시 내용은 모든 목적을 위하여 본 명세서에 참고로 포함된다.

본 발명은 UV-흡수 폴리에테르를 포함하는 국소적으로 허용가능한 썬스크린 조성물에 관한 것이다.

태양으로부터의 것과 같은 자외선(UV) 방사선에의 장기간 노출은 광 피부병 및 홍반의 형성을 야기할 수 있을 뿐만 아니라 피부암, 예를 들어 흑색종의 위험을 증가시키고 피부 노화, 예를 들어, 피부 탄력 상실 및 주름을 촉진할 수 있다.

신체를 자외광으로부터 차폐하는 다양한 능력을 갖는 다수의 썬스크린 조성물이 구매 가능하다. 그러나, 강력한 UV 방사선 보호를 제공하는 썬스크린 조성물을 제공하는 데에는 수많은 난제가 여전히 존재한다.

다양한 특성, 예를 들어, 순함(mildness) 등을 갖는 썬스크린을 생성하는 난제는 썬스크린 조성물에 대한 추가적인 제약조건이 부과되는 경우에 더욱 커진다. 본 발명은 중합체성 썬스크린 화합물을 포함하는 순한 심미적 썬스크린 조성물을 제공한다.

일 태양에 따르면, 본 발명의 조성물은 화학 결합된 UV-발색단을 포함하는 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르를 포함하는 중합체 조성물을 포함하는 썬스크린제를 포함하는 불연속 오일상을 포함한다. 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르는 약 10 이상의 SPF를 갖는 조성물을 제공하기에 효과적인 양으로 조성물에 존재한다. 불연속 오일상은 연속 수상 중에 균질하게 분포된다. 조성물은 음이온성 수중유 유화제 및 알코올 작용기를 갖는 비이온성 수중유 유화제를 추가로 포함하며, 비이온성 수중유 유화제에 대한 음이온성 수중유 유화제의 중량비는 약 12 이하이다.

달리 정의되지 않는다면, 본 명세서에서 사용된 모든 기술 용어 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 숙련자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 달리 표시되지 않는다면, 모든 탄화수소 기 (예를 들어, 알킬 기, 알케닐 기)는 직쇄 또는 분지쇄 기일 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 달리 표시되지 않는다면, 용어 "분자량"은 중량 평균 분자량(Mw)을 말한다.

달리 정의되지 않는다면, 모든 농도는 조성물의 중량을 기준으로 한 농도를 말한다. 또한, 명확하게 달리 정의되지 않는다면, 한 부류의 성분들과 관련하여, 용어 "본질적으로 부재하는"은 특정 성분이 효과 또는 특성을 제공하는 데 효과적이기에 필요로 하는 것보다 적은 농도로 특정 성분(들)이 존재함을 말하는데, 이를 위해 이는 달리 예를 들어 약 1% 이하 또는 약 0.5% 이하로 사용될 것이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "UV-흡수"는 자외선 스펙트럼 (290 nm 내지 400 nm)의 일부 부분에서 방사선을 흡수하는 재료 또는 화합물, 예를 들어, 중합체성 또는 비-중합체성 썬스크린제 또는 화학적 모이어티(moiety), 예를 들어, 상기에 정의된 자외선 스펙트럼 내의 적어도 하나의 파장에 대해 약 1000 mol^-1 cm^-1 이상의 흡광 계수를 갖는 것을 말한다. 본 명세서에 개시 및 청구된 SPF 값은 하기에서 본 명세서에 기재된 시험관 내(in-vitro) 방법을 사용하여 결정된다.

UV -흡수 폴리에테르

본 발명의 실시 형태는 자외선 방사선 흡수 폴리에테르 (즉, "UV 흡수 폴리에테르")를 포함하는 조성물에 관한 것이다. UV 흡수 폴리에테르는, 자외선 스펙트럼 (290 내지 400 nm 사이의 파장)의 일부 부분에서 방사선을 흡수하는 폴리에테르를 의미한다. UV 흡수 폴리에테르는, 발색단이 피부를 통해 흡수되는 것을 감소시키거나 방지하기에 적합할 수 있는 중량 평균 분자량 (M_w)을 갖는다. 일 실시 형태에 따르면, UV 흡수 폴리에테르의 적합한 분자량은 500 초과의 M_w이다. 일 실시 형태에서, M_w는 약 500 내지 약 50,000의 범위이다. 다른 실시 형태에서, M_w는 약 1,000 내지 약 20,000, 예를 들어, 약 1,000 내지 약 10,000의 범위이다.

UV 흡수 폴리에테르를 포함하는 조성물이 본 명세서에 기재되어 있다. 당업자가 인지하는 바와 같이, "폴리에테르"는 UV 흡수 중합체가, 서로 공유 결합된 복수의 에테르 작용기를 포함함을 나타낸다. UV 흡수 폴리에테르의 "골격"은 공유 결합된 에테르 작용기들의 가장 긴 연속적인 배열을 말한다. 공유 결합 원자들의 다른 더 작은 군은 골격으로부터 분지되는 펜던트 기로 간주된다.

소정 실시 형태에 따르면, UV-흡수 폴리에테르는 글리세릴 반복 단위를 포함하며, 따라서 폴리글리세롤로서 특징지어질 수 있다. "글리세릴 반복 단위" (본 명세서에서는 "글리세릴 잔류부 단위"(glyceryl remnant unit)로도 지칭됨)는, 하이드록실 기와 같은 친핵성 기를 제외한 글리세롤 단위를 의미한다. 글리세릴 잔류부 단위는 에테르 작용기를 포함하며, 선형 및 수지상(dendritic) 잔류부의 경우 일반적으로 C₃H₅O로서 나타내어질 수 있다 (문헌[Rokicki et al. Green Chemistry., 2005, 7, 52]). 적합한 글리세릴 잔류부 단위에는 하기 글리세릴 단위: 선형-1,4 (L_1,4) 글리세릴 단위; 선형-1,3 (L_1,3) 글리세릴 반복 단위; 수지상 (D) 글리세릴 단위; 말단-1,2 (T_1,2) 단위; 및 말단-1,3 (T_1,3) 단위의 탈수 형태(즉, 1 몰의 물이 제거됨)가 포함된다. 선형 글리세릴 잔류부 단위 및 말단 단위의 예가 하기에 (화살표의 오른쪽에) 나타나있다. 탈수 전의 상응하는 글리세릴 단위 (화살표의 왼쪽에 나타나있음; 하이드록실을 포함함)가 또한 나타나 있다:

선형-1,4 (L_1,4) 글리세릴 반복 단위

선형-1,3 (L_1,3) 글리세릴 반복 단위

말단-1,2 (T_1,2) 단위

및 말단-1,3 (T_1,3) 단위

중합체 조성물은 화학 결합된 자외선 방사선 흡수 발색단 ("UV-발색단")을 포함하는 선형 UV-흡수 폴리에테르를 포함한다. 선형은, UV 흡수 폴리에테르가 비분지된 골격을 갖는 것을 의미한다.

소정 실시 형태에 따르면, 선형 UV-흡수 폴리에테르는 하기 화학식 IA 및 화학식 IIB에 나타낸 반복 단위들 중 어느 하나 또는 둘 모두를 포함한다:

[화학식 IA] 선형 UV 흡수 폴리에테르의 반복 단위

[화학식 IIB] 선형 UV 흡수 폴리에테르의 반복 단위

화학식 IA 및 화학식 IIB에서, Y는 하기에 기재된 바와 같은 UV-발색단을 나타낸다.

화학 결합된 UV-발색단을 포함하는 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르의 예시적인 예가 하기 화학식 IIIC에 나타나있다:

[화학식 IIIC] 선형 UV 흡수 폴리에테르

화학식 IIIC에 예시된 구조에서, X는 말단 작용기 또는 중합체 골격의 일부 중 어느 하나이고; R은 중합체 골격에 부착된 펜던트 기이고, X는 말단 기이다.

X 및 R은 동일하거나 상이할 수 있다. X 및 R은 독립적으로, 예를 들어, 수소, 선형 알킬, 알케닐 또는 알키닐 탄화수소 사슬, 선형 실록산 등으로부터 선택될 수 있다. 일 실시 형태에서, 기 X는 옥타데칸을 나타낸다. Y는 UV-발색단을 나타내고 Y로 나타내어지는 기는 하기에 기재되어 있다. 치환체 Y를 갖는 에테르 반복 단위의 비율은 하기 수학식 1에 의해 표시되는 실수이다:

[수학식 1]

상기 식에서, m 및 n 둘 모두는 0 내지 1 사이의 실수를 나타내며, n과 m의 합은 1이다. 일 실시 형태에서, 수치 m은 1이고 n은 0이다 (UV-흡수 폴리에테르는 단일중합체이며 화학식 IA의 반복 단위를 포함한다). 다른 실시 형태에서, 수치 m < 1이다 (중합체는 R 및 Y 펜던트 기를 갖는 공중합체이다). R 및 Y 펜던트 기 둘 모두를 함유하는 공중합체의 경우, 중합체 사슬을 따른 펜던트 R 및 Y 기의 분포는 최적의 중합체 특성을 얻도록 변경될 수 있다. 일 실시 형태에서, UV-흡수 폴리에테르는 랜덤 공중합체이고, 기 R 및 Y는 중합체 사슬을 따라 통계적으로 분포된다. 다른 실시 형태에서, UV-흡수 폴리에테르는, 더 큰 비율의 R 또는 Y로 작용화된 중합체 골격의 교번하는 세그먼트들로 이루어지는, 블록 공중합체이다. 다른 실시 형태에서, 중합체 골격을 따른 펜던트 기 R 및 Y의 분포는 블록 공중합체와 통계적 랜덤 공중합체의 경계 조건 사이의 어딘가에 있다. 화학식 IIIC에서, 정수 o 및 p는 Y 및 R을 갖는 반복 단위 내의 CH₂ 기의 개수를 나타낸다.

다양한 R 펜던트 기의 도입은 중합 반응 동안 다른 공단량체를 사용함으로써 달성될 수 있다. 크기, 화학 조성, 중량 퍼센트 및 골격에서의 이러한 공단량체의 위치를 달리하여 최종 UV-흡수 폴리에테르의 물리적 특성 및 화학적 특성을 변화시킬 수 있다. UV-흡수 폴리에테르에 포함될 수 있는 공단량체의 예에는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 및 글리시딜 에테르, 예를 들어, n-부틸 글리시딜 에테르, 2-에틸헥실글리시딜 에테르가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

화학식 IA, 화학식 IIB, 및 화학식 IIIC에 예시된 유형의 폴리에테르가 다양한 합성 경로를 통해 얻어질 수 있음은 당업자에게 명백하다. 그러한 경로 중에는 환형 에테르 단량체 및 선택적인 공단량체의 개환 중합이 있다. 환형 에테르 단량체의 고리 크기는 o 또는 p의 값, 및 UV-흡수 폴리에테르의 생성되는 골격 구조를 결정한다. 에폭사이드 (2개의 탄소 원자와 1개의 산소 원자를 함유하는 3원 고리)인 단량체 또는 공단량체의 경우, 생성되는 UV 흡수 폴리에테르에서 o 또는 p의 값은 1이다. 에폭사이드 공단량체를 사용하여 야기되는 반복 단위가 하기 화학식 IV의 구조 A에 나타나있다. 옥세탄 (3개의 탄소 원자 및 1개의 산소 원자를 함유하는 4원 고리)인 (공)단량체의 경우, 생성되는 UV 흡수 폴리에테르에서 o 또는 p의 값은 2이다. 옥세탄 공단량체를 사용하여 야기되는 반복 단위가 화학식 IV의 구조 B에 나타나있다. 각각의 단량체 유형 내의 알킬 사슬의 길이는 UV-흡수 폴리에테르의 특성을 변경하도록 선택될 수 있다. 일 실시 형태에서, o 및 p 둘 모두는 1이다. 이러한 경우의 예는, Y 및 R을 갖는 반복 단위가 둘 모두 에폭사이드 단량체로부터 유래하거나(o = p = 1), 또는 둘 모두 옥세탄 단량체로부터 유래하는 (o = p = 2) 경우이다. 다른 실시 형태에서, o 및 p는 동일하지 않다. 이러한 경우의 예는, UV-발색단 Y를 갖는 반복 단위가 에폭사이드 단량체에 기초하고 (o = 1), 기 R을 갖는 반복 단위가 옥세탄 단량체에 기초하는 (p = 2) 경우이다.

[화학식 IV] 선택적인 반복 단위

본 발명의 UV 흡수 폴리에테르에서 화학 결합될 수 있는 적합한 UV-발색단에는 UV 흡수 트라이아졸 (2개의 탄소 원자 및 3개의 질소 원자를 갖는 5원 헤테로사이클릭 고리를 함유하는 모이어티), 예를 들어, 벤조트라이아졸이 포함된다. 다른 실시 형태에서, Y로 나타내어지는 구조는 펜던트 UV 흡수 트라이아진 (3개의 질소 원자 및 3개의 탄소 원자를 함유하는 6원 헤테로사이클)을 함유하거나 갖는다. 적합한 UV-발색단에는 UVA 방사선에 대한 흡수성을 갖는 것들이 포함된다. 다른 적합한 UV-발색단은 UVB 영역에서 흡수성을 갖는 것들이다. 일 실시 형태에서, UV-발색단은 UVA 및 UVB 영역 둘 모두에서 흡수한다. 일 실시 형태에서, UV 흡수 폴리에테르가 필름으로 캐스팅되는 경우, 이러한 파장 범위 내의 적어도 하나의 파장에 대해 측정할 때, 약 1000 mol^-1 cm^-1 이상, 바람직하게는 약 2000 mol^-1 cm^-1 이상, 더욱 바람직하게는 약 4000 mol^-1 cm^-1 이상의 몰 흡광 계수를 생성하는 것이 가능하다. 일 실시 형태에서, 스펙트럼의 이러한 부분 내의 40% 이상의 파장에 걸쳐 몰 흡광 계수는 약 1000 mol^-1 cm^-1 이상이다. UVA를 흡수하는 UV-발색단의 예에는 트라이아졸, 예를 들어, 벤조트라이아졸, 예를 들어, 하이드록시페닐-벤조트라이아졸; 캄포르(camphor), 예를 들어, 벤질리덴 캄포르 및 그 유도체 (예를 들어, 테레프탈릴리덴 다이캄포르 설폰산); 다이벤조일메탄 및 그 유도체가 포함된다.

일 실시 형태에서, UV-발색단은, 하기 화학식 V로 나타내어지는 구조를 갖는, 광안정성 및 강한 UVA 흡수성 둘 모두를 제공하는 벤조트라이아졸이다.

[화학식 V] 벤조트라이아졸 UV-흡수 발색단

상기 식에서, 각각의 R₁₄는 독립적으로, 수소, C₁-C₂₀ 알킬, 알콕시, 아실, 알킬옥시, 알킬아미노, 및 할로겐으로 이루어진 군으로부터 선택되고; R₁₅는 독립적으로, 수소, C₁-C₂₀ 알킬, 알콕시, 아실, 알킬옥시, 및 알킬아미노로 이루어진 군으로부터 선택되고, R₂₁은 C₁-C₂₀ 알킬, 알콕시, 아실, 알킬옥시, 및 알킬아미노로부터 선택된다. R₁₅ 기 또는 R₂₁ 기 중 어느 하나는 중합체에 부착이 가능한 작용기를 포함할 수 있다. 화학식 V의 구조와 유사한 화합물이 미국 특허 제5,869,030호에 기재되어 있으며, 메틸렌 비스-벤조트라이아졸릴 테트라메틸부틸페놀 (미국 미시간주 와이언도트 소재의 바스프 코포레이션(BASF Corporation)에 의해 상표명 틴소르브(TINSORB) M으로 판매되는 화합물)이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 일 실시 형태에서, UV-흡수 트라이아졸은, 바스프로부터 또한 입수 가능한 티누빈(TINUVIN) 213으로 구매 가능한, 3-(3-(2H-벤조[d][1,2,3]트라이아졸-2-일)-5-(tert-부틸)-4-하이드록시페닐)프로판산과 폴리에틸렌글리콜 300의 에스테르 교환반응 생성물로부터 유도된다. 다른 실시 형태에서, UV 흡수 트라이아졸은, 바스프로부터 또한 입수 가능한 티누빈 99로 구매 가능한, 벤젠프로판산, 3-(2H-벤조트라이아졸-2-일)-5-(1, 1-다이메틸에틸)-4-하이드록시-, C₇-₉-분지형 및 선형 알킬 에스테르이다. 다른 실시 형태에서, UV 흡수 기는 트라이아진 모이어티를 함유한다. 예시적인 트라이아진은 6-옥틸-2-(4-(4,6-다이([1,1'-바이페닐]-4-일)-1,3,5-트라이아진-2-일)-3-하이드록시페녹시)프로파노에이트 (미국 미시간주 와이언도트 소재의 바스프 코포레이션에 의해 상표명 티누빈 479로 판매되는 화합물) 및 트라이옥틸 2,2',2"-(((1,3,5-트라이아진-2,4,6-트라이일)트리스(3-하이드록시벤젠-4,1-다이일))트리스(옥시))트라이프로파노에이트이다.

다른 실시 형태에서, UV-발색단은 UVB 흡수 모이어티이다. UVB 흡수 발색단은 자외선 스펙트럼의 UVB 부분 (290 내지 320 nm)에서 흡수성을 갖는 UV-발색단을 의미한다. 일 실시 형태에서, UVB 흡수 발색단으로서 간주하는 것에 대한 기준은, 파장 범위가 290 nm 내지 320 nm인 것을 제외하고는, UVA 흡수 발색단에 대해 상기에 기재된 것과 유사하다. 적합한 UVB 흡수 발색단의 예에는 4-아미노벤조산 및 그의 알칸 에스테르; 안트라닐산 및 그의 알칸 에스테르; 살리실산 및 그의 알칸 에스테르; 하이드록시신남산 및 그의 알칸 에스테르; 다이하이드록시-, 다이카르복시-, 및 하이드록시카르복시벤조페논 및 그의 알칸 에스테르 또는 산 할라이드 유도체; 다이하이드록시-, 다이카르복시-, 및 하이드록시카르복시칼콘 및 그의 알칸 에스테르 또는 산 할라이드 유도체; 다이하이드록시-, 다이카르복시-, 및 하이드록시카르복시쿠마린 및 그의 알칸 에스테르 또는 산 할라이드 유도체; 벤잘말로네이트 (벤질리덴 말로네이트); 벤즈이미다졸 유도체 (예를 들어, 페닐 벤즈이미다졸 설폰산, PBSA), 벤즈옥사졸 유도체, 및 중합체 사슬 내에 공중합이 가능한 다른 적합하게 작용화된 화학종이 포함된다. 다른 실시 형태에서, UV-흡수 폴리에테르는 하나를 초과하는 UV-발색단 또는 하나를 초과하는 화학적 부류의 UV-발색단을 포함한다.

본 발명에 유용한 UV 흡수 폴리에테르는, 소정 실시 형태에 따르면, 적합한 환형 에테르 단량체를 개환 중합시켜 폴리에테르를 형성한 후에, UV-발색단을 펜던트 작용기에 공유 부착시켜 합성될 수 있다 ("중합후 부착"(post-polymerization attachment"). 소정의 다른 실시 형태에 따르면, UV 흡수 폴리에테르는, 단량체 자체가 공유 부착 UV-발색단을 포함하는 환형 에테르 단량체의 중합에 의해 합성될 수 있다 (즉, "직접 중합").

게다가, 당업자가 인식하는 바와 같이, 본 발명의 국소 조성물에 유용한 UV-흡수 폴리에테르는 중합체 합성을 통해 제조된다. 일반적으로 UV-흡수 폴리에테르의 합성은, 다양한 분자량의 UV 흡수 폴리에테르들의 혼합물인, "중합체 조성물"로서 이하에서 지칭되는 반응 생성물을 야기한다. 중합체 조성물은 (UV-흡수 폴리에테르 조성물 이외에) 소량의 중합되지 않은 재료를 추가로 포함할 수 있으며, 이는 본 기술 분야에 공지된 기술을 사용하여 제거될 수 있다. 소정 실시 형태에 따르면, 중합되지 않은 재료 (예를 들어, 부분적으로 반응되거나 미반응된 단량체 또는 기타 반응물)는, 본 발명의 국소 조성물에 포함시키기 전에, 예를 들어, 용매 추출 또는 초임계 CO₂ 정제를 사용하여 부분적으로 또는 완전히 제거될 수 있다.

소정 실시 형태에 따르면, 본 발명의 국소 조성물에 포함될 중합체 조성물은 화학 결합된 UV-발색단을 포함하는 선형 UV-흡수 폴리에테르를 약 50% 이상 포함한다. 소정의 다른 실시 형태에 따르면, 중합체 조성물은, 화학 결합된 UV-발색단을 포함하는 선형 UV-흡수 폴리에테르를 약 75% 이상 포함한다. 소정의 다른 실시 형태에 따르면, 중합체 조성물은 선형 UV-흡수 폴리에테르를 약 90% 이상, 예를 들어, 약 95% 이상 포함한다. 소정의 다른 실시 형태에 따르면, 선형 UV-흡수 폴리에테르에 더하여, 중합체 조성물은, 과분지(hyperbranched)되지 않은, 분지형 UV-흡수 폴리에테르를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 중합체 조성물은 과분지형 UV-흡수 폴리에테르가 실질적으로 부재하며, 예를 들어, 약 1 중량% 미만, 예를 들어, 약 0.1 중량% 미만의 과분지형 UV-흡수 폴리에테르를 포함하고, 예를 들어, 과분지형 UV-흡수 폴리에테르가 완전히 부재한다.

소정 실시 형태에 따르면, 중합체 조성물은 다분산도(polydispersity)가 낮다. 예를 들어, 중합체 조성물의 다분산 지수(polydispersity index)는 약 1.5 이하, 예를 들어, 약 1.2 이하일 수 있다. 다분산 지수는 M_w/M_N (즉, 수평균 분자량, M_N에 대한 중량 평균 분자량, M_w의 비)로서 정의된다. 소정의 다른 실시 형태에 따르면, 중합체 조성물은 50 중량% 이상의 특정 UV-흡수 폴리에테르 분자를 포함한다.

중합체 조성물의 다분산도는, 예를 들어, 환형 에테르 단량체의 개환 중합 및 탈보호 (하기에 기재됨)와 같은 특정 합성 절차를 사용하여 낮게 유지될 수 있다. 대안적으로, 또는 그에 더하여, 본 기술 분야에 공지된 기술, 예를 들어, 초임계 CO₂를 사용하여 중합체 조성물을 처리하여, (예를 들어, UV-발색단의 부착 후에) 중합체 조성물을 정제할 수 있다.

UV-발색단의 중합후 부착에 의한 선형 UV-흡수 폴리에테르의 합성은 환형 에테르 단량체를 개환 중합하여, 보호된 기를 갖는 폴리에테르를 형성하는 단계; 폴리에테르를 탈보호시켜, 보호된 기의 적어도 일부를 제거하는 단계; 및 UV-발색단을 탈보호된 UV-흡수 폴리에테르에 부착시켜, 화학 결합된 UV 발색단을 갖는 UV-흡수 폴리에테르를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

선형 UV-흡수 폴리에테르 중합후 부착의 형성의 예가 하기 도식 VI에 개략적으로 예시된다. 개시제 I을 사용하여 환형 에테르 단량체 M의 중합을 유도하여, 펜던트 하이드록시 작용기가 보호기 (P)로 보호된 중합체 P₀를 생성한다. 중합체 P₀를, 보호기 P를 제거하는 조건에 처하게 하여, 탈보호된 중합체 P_d를 수득한다. 마지막으로, UV-발색단 Y를 중합체 P_d의 펜던트 하이드록실 기에 부착하여, 원하는 최종 중합체, P_f를 수득한다.

[도식 VI] 중합후 작용화에 의한 UV-흡수 발색단의 합성

도식 VI에서의 단량체 M과 같은 환형 에테르의 개환 중합은 양이온성 및 음이온성 개환 중합을 포함하는 다양한 방법을 사용하여 달성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 중합은 음이온성 개환 중합에 의해 수행된다. 도식 VI에서의 단량체 M은 1차 하이드록시 기가 보호기 P로 차폐되어 있는 글리시돌의 형태이다. 보호되지 않은 글리시돌의 중합은 고도로 분지된 중합체의 형성을 야기한다 (미국 특허 제7988953B2호, 문헌[Tokar, R. et. al. Macromolecules 1994, 27, 320-322]; 문헌[Sunder, A. et. al. Macromolecules 1999: 4240-4246]; 문헌[Rokicki, G. et. al. Green Chemistry 2005, 7, 529]). 반대로, 1차 하이드록실 기가 보호되어 있는 글리시돌 유도체의 음이온성 중합은 도식 VI에서 구조식 P₀에 의해 예시된 바와 같은 선형 폴리에테르를 생성할 수 있다 (문헌[Taton, D. et. al. Macromolecular Chemistry and Physics 1994, 195, 139-148]; 문헌[Erberich, M. et. al. Macromolecules 2007, 40, 3070-3079]; 문헌[Haouet, A. et. al. European Polymer Journal 1983, 19, 1089-1098; 문헌[Obermeier, B. et. al Bioconjugate Chemistry 2011, 22, 436-444]; 문헌[Lee, B. F. et. al. Journal of polymer science. Part A, Polymer chemistry 2011, 49, 4498-4504]). 보호된 환형 에테르 단량체는 에폭사이드 유도체에 제한되지 않으며, 3 내지 6개의 연속으로 인접한 원자를 함유하는 작용화된 환형 에테르를 포함하며; 다른 실시 형태에서, 단량체 M은 보호된 1차 하이드록실 기를 함유하는 옥세탄 유도체이다.

'보호된'은 다작용성 분자 내의 작용기가 그 작용기에서의 공유적 변경을 방지하는 모이어티에 의해 선별적으로 유도체화되어 있음을 의미하다. 보호기로서 사용되는 모이어티는 원하는 작용기에 전형적으로 탁월한 화학적 수율로 부착되며, 우수한 수율로 필요한 대로 선별적으로 제거되어, 원래의 작용기를 드러낼 수 있다. 하이드록실 보호기에는 에테르, 예를 들어, 메틸, 메톡실메틸 (MOM), 메틸티오메틸 (MTM), t-부틸티오메틸, (페닐다이메틸실릴)메톡시메틸 (SMOM), 벤질옥시메틸 (BOM), p-메톡시벤질옥시메틸 (PMBM), (4-메톡시페녹시)메틸 (p-AOM), t-부톡시메틸, 4-펜테닐옥시메틸 (POM), 실록시메틸, 2-메톡시에톡시메틸 (MEM), 2,2,2-트라이클로로에톡시메틸, 비스(2-클로로에톡시)메틸, 2-(트라이메틸실릴)에톡시메틸 (SEMOR), 테트라하이드로피라닐 (THP), 알릴, 3-브로모테트라하이드로피라닐, 테트라하이드로티오피라닐, 1-메톡시사이클로헥실, 벤질옥시-2-플루오로에틸, 2,2,2-트라이클로로에틸, 2-트라이메틸실릴에틸, 2-(페닐셀레닐)에틸, t-부틸, 알릴, p-클로로페닐, p-메톡시페닐, 2,4-다이니트로페닐, 벤질, p-메톡시벤질, 3,4-다이메톡시벤질, o-니트로벤질, p-니트로벤질, p-할로벤질, 2,6-다이클로로벤질, 트라이메틸실릴 (TMS), 트라이에틸실릴 (TES), 트라이아이소프로필실릴 (TIPS), t-부틸다이메틸실릴 (TBDMS), t-부틸다이페닐실릴 (TBDPS), 트라이벤질실릴, 에스테르, 예를 들어, 포르메이트, 벤조일포르메이트, 아세테이트, 클로로아세테이트, 다이클로로아세테이트, 트라이클로로아세테이트, 트라이플루오로아세테이트, 메톡시아세테이트, 트라이페닐메톡시아세테이트, 페녹시아세테이트, p-클로로페녹시아세테이트, 3-페닐프로피오네이트, 4-옥소펜타노에이트 (레불리네이트), 4,4-(에틸렌다이티오)펜타노에이트 (레불리노일다이티오아세탈), 피발로에이트, 아다만토에이트, 크로토네이트, 4-메톡시크로토네이트, 벤조에이트, p-페닐벤조에이트, 2,4,6-트라이메틸벤조에이트 (메시토에이트), 및 카르보네이트, 예를 들어, 알킬 메틸 카르보네이트, 9-플루오레닐메틸 카르보네이트 (Fmoc), 알킬 에틸 카르보네이트, 알킬 2,2,2-트라이클로로에틸 카르보네이트 (Troc), 2-(트라이메틸실릴)에틸 카르보네이트 (TMSEC), 2-(페닐설포닐)에틸 카르보네이트 (Psec), 2-(트라이페닐포스포니오) 에틸 카르보네이트 (Peoc), 알킬 아이소부틸 카르보네이트가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 일 실시 형태에서, 보호기는 에톡시에틸 에테르이고; 다른 실시 형태에서, 보호기는 알릴 에테르이다.

보호된 선형 폴리에테르 P₀로부터 보호기를 제거하여 탈보호된 중합체 P_d를 생성하는 것은 보호기 P의 선택에 상보적인 방법을 사용하여 달성되며; 그러한 방법은 당업자에게 친숙하다. 일 실시 형태에서, 환형 에테르 단량체의 1차 하이드록실 기는 1-에톡시에틸 에테르로서 보호되며; 이러한 보호기를 분리하여 탈보호된 중합체를 생성하는 것은 아세트산 수용액, 염산 수용액, 또는 산성 이온 교환 수지와 같은 수성 산성 조건을 사용하여 달성된다. 다른 실시 형태에서, 환형 에테르 단량체의 1차 하이드록실 기는 알릴 에테르로서 보호되며; 이러한 보호기를 분리하여 탈보호된 중합체를 생성하는 것은, 포타슘 알콕사이드로 처리하여 알릴 에테르를 비닐 에테르로 이성체화시킨 다음 산 수용액으로 처리하거나, 전이 금속 촉매를 사용하여 이성체화시킨 다음 산성 가수분해하거나, 또는 팔라듐 (0) 촉매 및 친핵성 스캐빈저(scavenger)를 사용하여 직접 제거함으로써 달성된다.

도식 VI에서 예시된 단량체 M의 음이온성 개환 중합은 알콕사이드 염 I에 의해 개시된다. 환형 에테르 단량체의 개환 중합의 개시에 적합한 알콕사이드의 예에는 카르비놀 종결된 폴리실록산, 폴리에틸렌 글리콜 메틸 에테르, 및 선형 C₃ 내지 C₃₀ 탄화수소 알코올의 칼륨염이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 일 실시 형태에서, 음이온성 개환 중합을 위한 개시제는 옥타데칸올의 칼륨염이다. 본 발명의 다른 실시 형태는, 폴리옥시알킬렌, 예를 들어, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 또는 폴리(테트라메틸렌 에테르) 글리콜; 폴리에스테르, 예를 들어, 폴리(에틸렌아디페이트), 폴리(에틸렌석시네이트); 골격에 옥시알킬렌 및 에스테르 작용기 둘 모두를 갖는 공중합체, 예를 들어, 폴리[다이(에틸렌 글리콜)아디페이트]; 및 저분자량 알코올, 예를 들어, 1,4-부탄다이올, 1,6-헥산다이올, 또는 네오펜틸 글리콜을 포함하지만 이로 한정되지 않는 다작용성 개시제를 사용한다.

폴리에테르의 펜던트 작용기에 따라, 본 기술 분야에 공지된 다양한 방법을 사용하여 발색단을 중합체 골격에 공유 부착할 수 있다. 하기 방법은 예시적이며, UV-발색단을 중합체 골격에 부착하는 가능한 수단의 배타적인 목록을 나타내지 않는다. (도식 VI에서 구조식 P_d로 나타내어지는 것과 같이) 유리 하이드록실 기를 갖는 중합체의 경우, 카르복실레이트 기를 함유하는 UV-발색단이, 당업자에게 친숙한 다수의 방법을 사용하여, 중합체에 공유 부착될 수 있다. 축합 시약을 사용하여, 카르복실산을 갖는 UV-발색단과 중합체 상의 하이드록실 기 사이에 공유 결합을 형성하여 에스테르 결합을 생성할 수 있으며; 일 실시 형태에서, 축합 시약은 N-(3-다이메틸아미노프로필)-N′-에틸카르보다이이미드 하이드로클로라이드이다. UV-발색단의 카르복실산은 또한 전이 금속 촉매 작용을 사용하여 에스테르 결합을 통해 중합체 상의 하이드록실 기에 부착될 수 있으며; 일 실시 형태에서, 촉매는 주석(II) 에틸헥사노에이트이다. UV-발색단은 또한 UV-발색단의 카르복실산을 상응하는 산 클로라이드로 변환시킴으로써 중합체에 부착될 수 있으며; 산 클로라이드는 작용성 중합체 상의 하이드록실 기와 반응하여 에스테르 결합을 형성하고; 일 실시 형태에서, 산 클로라이드로의 이러한 변환은 티오닐 클로라이드를 사용하여 수행된다. UV-발색단 카르복실산은 또한 중간체 산 아지드의 쿠르티우스 재배열(Curtius rearrangement)을 통해 아이소시아네이트로 변환될 수 있으며; 발색단 아이소시아네이트는 작용성 중합체 상의 하이드록실 기와 반응하여 우레탄 결합을 형성한다. 다른 실시 형태에서, UV-발색단 상의 카르복실산은 에스테르로 변환되고, 에스테르 교환에 의해 골격 상의 하이드록실 기에 부착될 수 있다. 이는 메탄올과 같은 저비점 알코올을 사용하여 카르복실산을 에스테르로 변환시킴으로써 달성될 수 있으며; 에스테르 교환은 산 촉매, 예를 들어, 파라-톨루엔 설폰산을 사용하여 발색단 에스테르를, 측쇄 하이드록실 기를 함유하는 중합체와 반응시킴으로서 수행된다.

또한 유리 하이드록실 기를 갖는 폴리에테르의 경우, 하이드록실 기를 함유하는 UV-발색단이, 당업자에게 친숙한 다수의 방법을 사용하여, 폴리에테르체에 공유 부착될 수 있다. 일 실시 형태에서, 친핵성 변위(nucleophilic displacement)를 위해 메탄 설포닐 클로라이드 또는 p-톨루엔 설포닐 클로라이드와 같은 시약을 사용하여 UV-발색단 상의 하이드록실 기를 활성화시킬 수 있고; 이어서 골격 상의 하이드록실 기는 생성되는 메실레이트 또는 토실레이트를 염기성 조건 하에서 변위시켜 중합체와 UV-발색단 사이에 에테르 결합을 생성할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 포스젠, 다이포스젠, 또는 트라이포스젠과 같은 시약을 사용하여 UV-발색단 상의 하이드록실 기를 클로로포르메이트로 변환시킬 수 있으며; 생성되는 UV-발색단 클로로포르메이트를 중합체의 골격 상의 하이드록실 기와 반응시켜 중합체와 UV-발색단 사이에 카르보네이트 결합을 생성할 수 있다. (도식 VI에서 구조식 P_d로 나타내어지는 것과 같이) 유리 하이드록실 기를 갖는 중합체의 경우, 아민 기를 함유하는 UV-발색단이, 당업자에게 친숙한 다수의 방법을 사용하여, 중합체에 공유 부착될 수 있다. 일 실시 형태에서, 포스젠, 다이포스젠, 및 트라이포스젠과 같은 시약을 사용하여 중합체 상의 하이드록실 기를 상응하는 클로로포르메이트로 변환시킬 수 있으며; 이어서, 아민 작용화된 UV-발색단을 중합체 클로로포르메이트와 반응시켜 UV-발색단과 폴리에테르 사이에 카르바메이트 결합을 생성할 수 있다.

다른 실시 형태에서, 산, 산 클로라이드 또는 아이소시아네이트 작용성 UV-발색단이 부착된 후에 선형 UV-흡수 폴리에테르 골격 상에 하이드록실 기의 일부가 남아있다. 이러한 미반응 하이드록실 기는 다른 1작용성 측기를 부착하여 중합체의 물리적 특성 및 화학적 특성을 개선하는 데 사용될 수 있다. 하이드록실 반응성 작용기의 예에는 산 클로라이드 및 아이소시아네이트가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 하이드록실 반응성 작용 측기의 특정 예에는 팔미토일 클로라이드 및 스테아릴 아이소시아네이트가 포함된다. UV-발색단의 공유 부착을 위한 부위인, 중합체로부터의 펜던트일 수 있는 기의 다른 예에는 공액 알켄, 아민, 및 카르복실산이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

다른 실시 형태에서, 폴리에테르 골격은, 펜던트 하이드록실 기 또는 소수성 기를 갖는 폴리글리세롤, 예를 들어, 폴리글리세릴 에스테르, 예를 들어, 미국 뉴저지주 앨런데일 소재의 론자(Lonza)에 의해 상표명 폴리알도(POLYALDO) 10-1-S로 판매되는 데카글리세릴 모노스테아레이트, 또는 미국 뉴저지주 앨런데일 소재의 론자에 의해 상표명 폴리알도 14-1-S로 판매되는 테트라데카글리세릴 모노스테아레이트이다. 펜던트 하이드록실 기를, 상기에 기재된 바와 같이 상보적 작용기를 함유하는 UV-발색단과 반응시켜 UV 흡수 폴리에테르를 얻을 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 중합체 조성물은, 예를 들어, 폴리글리세롤 에스테르와, 상기 폴리글리세롤 에스테르에 대한 공유 부착에 적합한 작용기를 갖는 UV 발색단의 반응 생성물일 것이다. UV 발색단 상의 적합한 작용기에는 카르복실레이트, 아이소시아네이트, 특히 앞서 논의된 작용기가 포함된다. 생성되는 중합체 조성물은 화학식 IIB에 나타낸 반복 단위를 갖는 선형 UV 흡수 폴리에테르를 포함할 수 있다. 생성되는 중합체 조성물은, 폴리글리세롤에 존재하는 선형 재료의 백분율에 따라, 일부 비선형 (예를 들어, 환형 성분)을 또한 추가로 포함할 수 있다.

상기에 기재된 바와 같이, UV-흡수 폴리에테르를 함유하는 적합한 중합체 조성물의 합성은 환형 에테르 기에 의해 공유적으로 변경된 UV-발색단의 중합을 통해 또한 달성될 수 있다 (직접 중합). 이는 하기 도식 VII에 예시되어 있으며, 이러한 식에서, Y는 UV-발색단을 나타내고, o는 환형 에테르 단량체의 고리 크기의 특성이다.

[도식 VII] 환형 에테르에 공유 부착된 UV-발색단의 직접 중합

본 명세서에 기재된 중합체 조성물은 UV 흡수가 요구되는 응용에서 유용하다. 예를 들어, 중합체 조성물은, 화장품 응용을 위해 적합한 화장품용으로 허용가능한 담체와 배합하기에 유용할 수 있거나, 또는 중합체 조성물을 다른 재료와 배합하여 (즉, 재료를 중합체 조성물과 용융 블렌딩하거나 또는 재료를 UV-흡수 중합체로 코팅하여) 재료의 UV 열화를 감소시키는 데 유용할 수 있다. UV-흡수 폴리에테르를 본 발명의 그러한 조성물에 포함시키는 것은 SPF (주로 UVB 흡수성)의 증대, PFA (주로 UVA 흡수성)의 증대 또는 둘 모두의 증대를 제공할 수 있다. 화장품용으로 허용가능한 국소 담체는 인간 피부에 대한 국소 도포를 위해 적합하며, 예를 들어, 물, 에탄올, 아이소프로판올과 같은 하나 이상의 비히클, 연화제(emollient), 습윤제(humectant), 및/또는 하나 이상의 계면활성제/유화제, 방향제, 방부제, 방수 중합체, 및 화장품 제형화에 보통 사용되는 유사한 성분들을 포함할 수 있다. 따라서, 중합체 조성물은 본 기술 분야에 공지된 성분들을 사용하여 스프레이, 로션, 젤, 스틱 또는 다른 제품 형태로 제형화될 수 있다. 유사하게, 소정 실시 형태들에 따르면, UV-흡수 폴리에테르를 함유하는 중합체 조성물을 포함하는 조성물을 국소 도포함으로써 UV 방사선으로부터 인간 피부를 보호할 수 있다.

소정 실시 형태에 따르면, 본 발명의 국소 조성물에 존재하는 썬스크린제는, 본 명세서에 정의된 바와 같은, UV-흡수 폴리에테르로 이루어질 수 있거나, 또는 그로 본질적으로 이루어질 수 있다. 소정의 다른 실시 형태에 따르면, 썬스크린제는, 본 명세서에 정의된 바와 같은 그러한 UV-흡수 폴리에테르 이외의 추가적인 UV-흡수 중합체, 및/또는 비-UV-흡수, 광-산란 입자를 포함할 수 있다. 추가적인 UV-흡수 중합체는, 주기적으로, 예를 들어, 2회 이상 반복하여 분자를 생성하는 하나 이상의 구조 단위를 갖는 것으로 나타내어질 수 있는 분자이며, 본 명세서에서 정의되고 청구된 바와 같은 것들 이외의 UV-흡수 폴리에테르일 수 있다. 소정 실시 형태에서, 조성물에는 UV-흡수 폴리에테르 이외의 UV-흡수 중합체가 실질적으로 부재할 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 조성물에는 UV-흡수 폴리에테르 이외의 UV-흡수 중합체 및 비-중합체성 UV-흡수 썬스크린제(하기에 기재됨) 둘 모두가 실질적으로 부재할 수 있다.

추가적인 UV-흡수 중합체는 분자량이 약 1500 초과일 수 있다. 적합한 추가적인 UV-흡수 중합체의 예에는 베르나스코니(Bernasconi) 등의 미국 특허 제6,193,959호에 기재된 것들을 포함하는 벤질리덴 말로네이트 실리콘이 포함된다. 특히 적합한 벤질리덴 말로네이트에는 네덜란드 헤를렌 소재의 DSM (로얄 디에스엠 엔.브이.(Royal DSM N.V.))으로부터 구매 가능한 "파르솔(Parsol) SLX"가 포함된다. 다른 적합한 추가적인 UV-흡수 중합체는 미국 특허 제6,962,692호; 미국 특허 제6,899,866호; 및/또는 미국 특허 제6,800,274호에 개시되어 있으며; 미국 일리노이주 시카고 소재의 홀스타 컴퍼니(HallStar Company)로부터 구매 가능한 상표명 "폴리크릴렌(POLYCRYLENE)"으로 판매되는, 헥산다이오익산과 2,2-다이메틸-1,3-프로판다이올, 3-[(2-시아노-1-옥소-3,3-다이페닐-2-프로페닐)옥시]-2,2-다이메틸프로필 2-옥틸도데실 에스테르의 중합체가 포함된다. 이용되는 경우, 그러한 추가적인 UV-흡수 중합체는 약 1% 이상, 예를 들어, 약 3% 이상의 농도로 사용될 수 있다.

비-UV-흡수, 광산란 입자는 UV 스펙트럼에서 흡수하지는 않지만, 입사 UV 방사선의 산란에 의해 SPF를 증대시킬 수 있다. 비-UV-흡수, 광산란 입자의 예에는 소정 치수, 예를 들어, 약 0.1 마이크로미터 내지 약 10 마이크로미터의 평균 직경을 갖는 고형 입자가 포함된다. 소정 실시 형태에서, 비-UV-흡수, 광산란 입자는 유기 중합체 또는 유리를 포함하거나 또는 그로 본질적으로 이루어지는 중공 입자이다. 적합한 유기 중합체에는, 미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼(Dow Chemical)로부터 구매 가능한, 썬스퍼스(SUNSPHERES)로 공지된 것과 같은, 아크릴/스티렌 공중합체를 포함하는, 아크릴 중합체가 포함된다. 적합한 유리에는, 발명의 명칭이 "유리 미소구체를 포함하는 심미적으로 개선되고 SPF 개선된 UV-썬스크린"(AESTHETICALLY AND SPF IMPROVED UV-SUNSCREENS COMPRISING GLASS MICROSPHERES)인, 미국 특허 출원 공개 제20050036961A1호에 기재된 것들과 같은 보로실리케이트 유리가 포함된다.

국소 조성물

일 실시 형태에서, 인체, 예를 들어, 피부, 모발, 입술, 또는 손발톱과 같은 케라틴성 표면, 및 특히 피부에 도포하기 위한 국소용/화장품용으로 적합한 조성물이 제공된다. 본 조성물은 화학 결합된 UV-발색단을 포함하는 하나 이상의 선형 UV-흡수 폴리에테르를 포함하는 중합체 조성물을 포함한다.

상기에 논의된 바와 같이, 국소 조성물 중 자외선 방사선 흡수 폴리에테르의 농도는, 특히 본 명세서에 기재된 바와 같은 추가적인 UV-흡수 중합체 또는 비-중합체성 UV-흡수 썬스크린제의 부재 또는 실질적인 부재 하에, 약 10 이상의 SPF를 제공하기에 충분할 수 있다. 따라서, 자외선 방사선 흡수 폴리에테르의 농도는 조성물의 약 5% 내지 약 50%, 예를 들어, 약 7% 내지 약 40%, 예를 들어, 약 10% 내지 약 25%로 다양할 수 있다. 소정 실시 형태에서, UV-흡수 폴리에테르의 농도는 조성물의 약 10% 이상, 예를 들어, 약 15% 이상, 예를 들어, 약 25% 이상이다. 썬스크린제가 UV-흡수 폴리에테르로 본질적으로 이루어지는 소정 실시 형태에 따르면, UV-흡수 폴리에테르의 농도는 약 15% 이상일 수 있다.

존재하는 경우, 비-UV-흡수 광산란 입자의 농도는 약 1% 이상, 예를 들어, 약 1% 내지 약 10%, 예를 들어, 약 2% 내지 약 5%일 수 있다. UV-썬스크린제가 상기에 논의된 바와 같은 양으로 비-UV-흡수 썬스크린제를 추가로 포함하는 소정 실시 형태에서, 본 발명의 조성물은 SPF가 약 20 이상일 수 있다.

소정 실시 형태들에 따르면, 본 발명의 조성물에는 비-중합체성 UV-흡수 썬스크린제가 실질적으로 부재할 수 있다. "비-중합체성 UV-흡수 썬스크린제가 실질적으로 부재하는"은, 이러한 실시 형태에서, 조성물이, 하기에 본 명세서에 기재된 시험관 내 방법을 통해 결정할 때, UV-흡수 폴리에테르의 부재 하에 2 초과의 SPF를 갖는 조성물을 제공하기에 효과적인 양으로, 비-중합체성 UV-흡수 썬스크린제를 함유하지는 않음을 의미한다. 예를 들어, 본 발명의 조성물은 약 1% 이하, 또는 약 0.5% 이하의 그러한 비-중합체성 UV-흡수 썬스크린제를 함유할 것이다. 조성물에 실질적으로 부재하는 비-중합체성 UV-흡수 썬스크린제의 일례는 전형적으로 (탄소, 수소, 산소, 및 질소로부터 선택되는 원자들을 주로 또는 단독으로 포함하는) "유기"로서 특징지어질 수 있으며, 규정 가능한 반복 단위를 갖지 않고 전형적으로 분자량이 약 600 달톤 이하, 예를 들어, 약 500 달톤 이하, 예를 들어, 400 달톤 이하이다. 때때로 "단량체성, 유기 UV-흡수제"로서 지칭되는, 그러한 화합물의 예에는, 메톡시신나메이트 유도체, 예를 들어, 옥틸 메톡시신나메이트 및 아이소아밀 메톡시신나메이트; 캄포르 유도체, 예를 들어, 4-메틸 벤질리덴 캄포르, 캄포르 벤잘코늄 메토설페이트, 및 테레프탈릴리덴 다이캄포르 설폰산; 살리실레이트 유도체, 예를 들어, 옥틸 살리실레이트, 트롤아민 살리실레이트, 및 호모살레이트; 설폰산 유도체, 예를 들어, 페닐벤즈이미다졸 설폰산; 벤존 유도체, 예를 들어, 다이옥시벤존, 설리소벤존, 및 옥시벤존; 벤조산 유도체, 예를 들어, 아미노벤조산 및 옥틸다이메틸 파라-아미노 벤조산; 옥토크릴렌 및 기타 β,β-다이페닐아크릴레이트; 다이옥틸 부타미도 트라이아존; 옥틸 트라이아존; 부틸 메톡시다이벤조일 메탄; 드로메트라이졸 트라이실록산; 및 멘틸 안트라닐레이트가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

조성물에 실질적으로 부재할 수 있는 다른 비-중합체성 UV-흡수 썬스크린제에는 자외선-흡수 입자, 예를 들어, 이산화티타늄, 산화아연, 및 소정의 다른 전이 금속 산화물을 포함하는 소정 무기 산화물이 포함될 수 있다. 이러한 자외선 스크리닝 입자는 전형적으로 고형 입자이며, 이는 직경이 약 0.1 마이크로미터 내지 약 10 마이크로미터이다.

본 발명의 조성물은 다양한 화장품 용도에, 특히 UV 방사선으로부터 피부를 보호하는 데에 사용될 수 있다. 따라서, 조성물은 매우 다양한 전달 형태로 만들어질 수 있다. 이러한 형태에는 현탁액, 분산액, 용액, 또는 수용성 또는 수-불용성 기재(예를 들어, 유기 또는 무기 분말, 섬유 또는 필름과 같은 기재) 상의 코팅을 포함하지만, 이로 한정되지 않는다. 적합한 제품 형태에는 로션, 크림, 젤, 스틱, 스프레이, 연고, 무스 및 콤팩트/파우더가 포함된다. 레크리에이션(recreation) 또는 일상용(daily-use) 썬스크린, 보습제, 화장품/메이크업(make-up), 클렌저(cleanser)/토너(toner), 노화 방지 제품, 또는 이들의 조합과 같이 다양한 최종 용도를 위해 본 조성물이 이용될 수 있다. 본 발명의 조성물은 화장품 제형 분야의 숙련자에 의해 잘 알려진 방법을 이용하여 제조될 수 있다.

본 발명의 조성물은 연속 수상을 포함하며, UV-흡수 폴리에테르를 포함하는 불연속 오일상이 연속 수상 내에 균질하게 분포된다. 소정 실시 형태에서, UV-흡수 폴리에테르는, 분산되거나 또는 현탁되는 것과는 대조적으로, 오일상 내에 용해된다. 오일상은, 결국, 수상 내에 안정화될 수 있다. 오일상은 이것이 약 1 마이크로미터 내지 약 1000 마이크로미터, 예를 들어 약 1 마이크로미터 내지 약 100 마이크로미터의 평균 직경을 갖는 별개의 소적들 또는 단위들로 존재하도록 하는 것일 수 있다.

수상 및 오일상의 상대적인 농도는 다양할 수 있다. 소정의 실시 형태에서, 수상의 중량 백분율은 약 10% 내지 약 90%, 예를 들어 약 40% 내지 약 80%, 예를 들어 50% 내지 약 80%이며; 잔량은 오일상이다.

조성물에 포함된 물의 백분율은 약 20% 내지 약 90%, 예를 들어, 약 20% 내지 약 80%, 예를 들어, 약 30% 내지 약 70%, 예를 들어, 약 51% 내지 약 80%, 예를 들어, 약 51% 내지 약 70%, 예를 들어, 약 51% 내지 약 60%의 범위일 수 있다.

국소 담체

조성물 중의 하나 이상의 UV-흡수 중합체는 "화장품용으로 허용가능한 국소 담체", 즉 그 안에 다른 성분들이 분산되거나 또는 용해될 수 있으며 국소적으로 사용하는 것을 안전하게 하는 허용가능한 특성을 보유할 수 있는 국소 사용을 위한 담체와 배합될 수 있다. 따라서, 본 조성물은 화장품 화학 분야에 공지된 임의의 다양한 기능성 성분들, 예를 들어, 연화제 (오일 및 왁스를 포함)뿐만 아니라, 개인 케어 조성물에 일반적으로 사용되는 다른 성분들, 예를 들어, 다른 기능성 성분들 중에서도 습윤제, 증점제, 유백제, 방향제, 염료, UV-흡수 폴리에테르를 위한 용매를 추가로 포함할 수 있다. UV-흡수 폴리에테르를 위한 용매의 적합한 예에는 미국 펜실베이니아주 앰블러 소재의 코그니스 코포레이션(Cognis Corporation)으로부터 세티올(CETIOL) CC로 입수 가능한 다이카프릴릴 카르보네이트가 포함된다. 기분 좋은 심미적 특성을 제공하기 위하여, 본 발명의 소정의 실시 형태에서 조성물에는 휘발성 용매, 그리고 특히 C₁-C₄ 알코올, 예를 들어, 에탄올 및 아이소프로판올이 실질적으로 부재한다.

더욱이, 본 조성물에는 조성물이 국소 사용에 부적당해지게 하는 성분들이 본질적으로 부재할 수 있다. 따라서, 본 조성물에는 용매, 예를 들어 휘발성 용매가 본질적으로 부재할 수 있으며, 특히, 휘발성 유기 용매, 예를 들어 케톤, 자일렌, 톨루엔 등이 부재할 수 있다.

유화제

본 발명자들은 놀랍게도 UV-흡수 폴리에테르 및 특정 비의 특정 유화제들을 포함하는 중합체 조성물을 포함하는 O/W 에멀젼을 형성함으로써, 비-중합체성 UV-흡수 썬스크린제가 실질적으로 부재하는 UV-차단성의 순한 썬스크린이 제조될 수 있음을 알아냈다. 따라서, 본 발명의 조성물은 하나 이상의 O/W 유화제를 포함한다. "O/W 유화제"는 연속 수상 중에 별개의 오일상 소적들을 유화시키기에 적합한 임의의 다양한 분자를 의미한다. "저분자량 유화제"는 분자량이 약 2000 달톤 이하, 예를 들어 약 1000 달톤 이하인 유화제를 의미한다. O/W 유화제는, 실온에서 0.5% 이하의 O/W 유화제의 농도로 순수 탈이온수에 첨가될 때 순수 탈이온수의 표면 장력을 45 dyne/cm으로 낮추는 것이 가능할 수 있다. O/W 유화제는 때때로 친수-친유 평형(HLB)이 약 8 이상, 예를 들어 약 10 이상인 것으로서 특징지어진다.

본 조성물은 하나 이상의 음이온성 수중유 유화제를 포함한다. 적합한 화학적 부류의 음이온성 유화제의 예는 하기 모이어티의 알킬, 아릴, 또는 알킬아릴, 또는 아실-변성된 버젼(modified version)이다: 설페이트, 에테르 설페이트, 모노글리세릴 에테르 설페이트, 설포네이트, 설포석시네이트, 에테르 설포석시네이트, 설포석시나메이트, 아미도설포석시네이트, 카르복실레이트, 아미도에테르카르복실레이트, 석시네이트, 사르코시네이트, 아미노산, 타우레이트, 설포아세테이트 및 포스페이트. 주목할 만한 음이온성 유화제는 포스페이트 에스테르, 예를 들어, 세틸 포스페이트 염, 예를 들어, 포타슘 세틸 포스페이트이다. 소정 실시 형태에서, 하나 이상의 음이온성 수중유 유화제의 농도는 약 1% 내지 약 10%, 예를 들어, 약 2% 내지 약 8%, 예를 들어, 약 3% 내지 약 8%, 예를 들어, 약 4.5% 내지 약 8%이다.

본 조성물은 알코올-작용기를 갖는 비이온성 공동-유화제(co-emulsifier)를 또한 포함한다. 알코올-작용기를 갖는 비이온성 공동-유화제의 농도는 약 0.25% 내지 약 10%, 예를 들어, 약 0.5% 내지 약 8%, 예를 들어, 약 1% 내지 약 8%의 범위일 수 있다. 음이온성 유화제 및 비이온성 공동-유화제의 농도는, 비이온성 공동-유화제에 대한 음이온성 유화제의 중량비가 약 12 이하, 예를 들어, 약 0.25 내지 약 12, 예를 들어, 약 0.5 내지 약 12, 예를 들어, 약 1 내지 약 12가 되도록 존재할 수 있다.

적합한 화학적 부류의, 알코올 작용기를 갖는 비이온성 유화제의 예는 지방 알코올, 예를 들어, 다양한 포화 또는 불포화, 선형 또는 분지형, C₇-C₂₂ 비에톡실화, 지방족 알코올, 예를 들어, 단일의 ―OH 기를 갖는 것이다. 지방 알코올은 적어도 하나의 펜던트 탄화수소-포함 사슬을 갖는 식물 또는 동물 유지류로부터 유래될 수 있다. 지방 알코올은 탄소 원자수가 14 내지 약 22, 예를 들어 탄소 원자수가 약 16 내지 약 18일 수 있다. 비분지형 지방 알코올의 예에는 세틸 알코올 및 스테아릴 알코올이 포함된다. 적합한 분지형 지방 알코올은 당해 분자의 탄소 골격 내에 하나 이상의 분지를 포함할 수 있다. 적합한 분지형 지방 알코올의 일례로는 아이소스테아릴 알코올이 있다. 다른 적합한 분지형 지방 알코올에는 모노분지형(monobranched) 지방 알코올, 예를 들어, 독일 바드 홈부르크 소재의 사솔 케미칼 컴퍼니(Sasol Chemical Co)로부터 입수 가능한 이살켐(ISALCHEM) 123이 포함된다.

소정 실시 형태에서, 음이온성 수중유 유화제 및 알코올-작용기를 갖는 비이온성 유화제는 유사한 탄소 사슬 길이를 갖는다. 예를 들어, 음이온성 수중유 유화제와 비이온성 유화제 사이의 탄소 사슬 길이의 차이는 2 이하일 수 있다. 소정 실시 형태에서, 탄소 사슬 길이는 서로 동일하다.

소정 실시 형태에서, 상기에 논의된 유화제(들)에 더하여, 본 조성물은 양쪽성 유화제, 및/또는 중합체성 유화제를 포함한다. 적합한 화학적 부류의 양쪽성 유화제의 예에는 알킬 베타인, 아미도알킬 베타인, 알킬 암포아세테이트; 아미도알킬 설테인; 암포포스페이트; 포스포릴화 이미다졸린; 카르복시알킬 알킬 폴리아민; 알킬이미노-다이프로피오네이트; 알킬암포글리시네이트 (모노 또는 다이); 알킬암포프로프리오네이트; N-알킬 β-아미노프로프리온산; 및 알킬폴리아미노 카르복실레이트가 포함된다. 적합한 화학적 부류의 중합체성 유화제의 예에는 아크릴아미도알킬 설폰산에 기초한 공중합체, 예를 들어, 클래리언트 코포레이션(Clariant Corporation)에 의한 아리스토플렉스(Aristoflex)(등록상표) AVC 및 아리스토플렉스(등록상표) HMB; 및 그랜트 인더스트리즈, 인크.(Grant Industries, Inc.)에 의한 그랜틱스(Granthix) APP가 포함된다. 소정 실시 형태에서, 본 조성물에는 양이온성 유화제, 예를 들어, 알킬 4차물(quaternary), 벤질 4차물, 에스테르 4차물, 에톡실화 4차물, 및 알킬 아민이 본질적으로 부재한다.

필름-형성 중합체

본 발명의 소정 실시 형태에서, 본 발명의 조성물은 필름-형성 중합체를 포함한다. "필름-형성 중합체"는, 하나 이상의 희석제에 용해되거나, 유화되거나 또는 분산된 경우, 이것을 액체 비히클과 함께 매끄러운 유리 상에 펴 바르고 액체 비히클을 증발시킬 때, 연속 또는 반연속 필름이 형성되게 하는 중합체를 의미한다. 따라서, 중합체는 복수의 이산된 섬(island)-유사 구조를 형성하기 보다는, 중합체가 펴 발라진 영역에 걸쳐 주로 연속적인 방식으로 유리 상에서 건조되어야 한다. 일반적으로, 본 명세서에 기재된 본 발명의 실시 형태에 따라 피부에 조성물을 도포하여 형성되는 필름은 두께가 평균 약 100 마이크로미터 미만, 예를 들어, 약 50 마이크로미터 미만이다.

중합체성 UV-흡수 중합체와는 대조적으로, 필름-형성 중합체는 일반적으로 자외선 방사선을 흡수하지 않으며, 따라서 UV-흡수 중합체에 대한 요건을 충족시키지 못한다. 필름-형성 중합체는 본 조성물의 UV-차단성 (UV-A, UV-B 또는 이들 둘 모두)을 향상시킬 수 있고/있거나 조성물의 방수성 또는 내수성을 향상시킬 수 있다는 점에서 본 발명의 조성물에 유용할 수 있다.

적합한 필름-형성 중합체에는 다당류 또는 단백질과 같은 천연 중합체, 및 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리우레탄, 비닐 중합체, 폴리설포네이트, 폴리우레아, 폴리옥사졸린 등과 같은 합성 중합체가 포함된다. 필름-형성 중합체의 구체적인 예에는, 예를 들어, 미국 펜실베이니아주 앰블러 소재의 코그니스 코포레이션으로부터 코스메디아(COSMEDIA) DC로 입수 가능한 수소화 이량체 다이리놀레일/다이메틸카르보네이트 공중합체; 미국 뉴저지주 웨인 소재의 아이에스피 스페셜티 케미칼스(ISP Specialty Chemicals)로부터 가넥스(GANEX) V220으로 구매 가능한 것과 같은, 비닐피롤리돈과 장쇄 a-올레핀의 공중합체; 아이에스피로부터 또한 가넥스 WP660으로 입수가능한 비닐피롤리돈/트라이콘타닐 공중합체; 및 이스트맨 케미칼(Eastman Chemical)로부터 이스트맨(EASTMAN) AQ 38S로 구매 가능한 것과 같은 설포폴리에스테르를 포함하는 수분산성 폴리에스테르가 포함된다. 본 조성물에 존재하는 필름-형성 중합체의 양은 약 0.1% 내지 약 5%, 또는 약 0.1% 내지 약 3%, 또는 약 0.1% 내지 약 2%일 수 있다.

소정 실시 형태에서, 본 조성물은 건조 방지 또는 완화 및 피부 보호를 위해서 뿐만 아니라 UV-흡수 폴리에테르를 가용화시키기 위해 사용되는 연화제를 포함한다. 적합한 연화제에는 광유, 바셀린, 식물유 (예를 들어, 카프릴릭/카프릭 트라이글리세라이드와 같은 트라이글리세라이드), 글리세롤의 에스테르를 포함하지만 이에 한정되지 않는 지방 에스테르들 (예를 들어, 아이소프로필 팔미테이트, 아이소프로필 미리스테이트)의 기타 혼합물 및 왁스, 및 다이메티콘과 같은 실리콘 오일이 포함된다. 소정 실시 형태에서, 글리콜의 에스테르 (예를 들어, 아이소프로필 미리스테이트) 및 트라이글리세라이드 (예를 들어, 카프릴릭/카프릭 트라이글리세라이드)의 혼합물이 UV-흡수 폴리에테르를 가용화시키는 데 사용될 수 있다.

소정 실시 형태에서, 본 조성물은 색 또는 은폐력(hiding power)을 제공하기에 적합한 안료를 포함한다. 안료는, 모발, 손발톱 및/또는 피부, 특히 얼굴에 도포하기 위한 조성물을 포함하는, 색조 화장품에 사용하기에 적합한 것일 수 있다. 색조 화장품 조성물에는, 파운데이션, 컨실러, 프라이머, 블러시(blush), 마스카라, 아이섀도, 아이라이너, 립스틱, 매니큐어, 및 틴티드 모이스쳐라이저(tinted moisturizer)가 포함되지만 이에 한정되지 않는다.

색 또는 은폐력을 제공하기에 적합한 안료는, 적색 산화철 및 황색 산화철을 포함하는 산화철, 이산화티타늄, 울트라마린 및 크롬 또는 수산화크롬 컬러, 및 이들의 혼합물로 구성될 수 있다. 안료는 레이크 안료, 예를 들어, 불용성 염과 같은 불활성 결합제 상에 침전된, D&C 및 FD&C 블루, 브라운, 그린, 오렌지, 레드, 옐로우 등으로 불리는, 아조, 인디고, 트라이페닐메탄, 안트라퀴논, 및 잔틴 염료와 같은 유기 염료일 수 있다. 레이크 안료의 예에는 레드 #6, 레드 #7, 옐로우 #5 및 블루 #1이 포함된다. 안료는 간섭 안료일 수 있다. 간섭 안료의 예에는 운모 기재, 비스무트 옥시클로라이드 기재, 및 실리카 기재를 함유하는 것, 예를 들어, 크로마라이트(CHROMALITE) 안료 (바스프(BASF))로서 구매 가능한 운모/비스무트 옥시클로라이드/산화철 안료, 운모 상에 코팅된 이산화티타늄 및/또는 산화철, 예를 들어, 구매 가능한 플라멘코(FLAMENCO) 안료 (바스프), 구매 가능한 KTZ 안료 (코보 프로덕츠(Kobo products))를 포함하는 운모/이산화티타늄/산화철 안료, 셀리니(CELLINI) 펄 안료 (바스프), 및 보로실리케이트-함유 안료, 예를 들어, 레플렉스(REFLECKS) 안료 (바스프)가 포함된다.

본 발명의 조성물은 하나 이상의 다른 화장품용 활성제(들)를 추가로 포함할 수 있다. "화장품용 활성제"는 피부에 미용 또는 치료 효과를 미치는 화합물, 예를 들어 주름, 여드름을 치료하는 제제 또는 피부를 미백하는 제제이다. 화장품용 활성제는 전형적으로 조성물의 약 0.001 중량% 내지 약 20 중량%, 예를 들어 조성물의 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%, 예를 들어 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 본 발명의 조성물 중에 존재할 것이다.

소정의 실시 형태에서, 조성물은 약 4.0 내지 약 8.0, 예를 들어 약 5.5 내지 약 7.0인 pH를 갖는다.

하기 시험관 내 SPF 시험 방법(IN-VITRO SPF TEST METHOD)을 사용하여 자외선 차단 지수(sun protection factor; SPF)를 시험할 수 있다. 어떠한 시험 재료도 적용하지 않은 PMMA 플레이트(기재)의 기저선 투과율을 측정하였다. 시험 샘플은 중합체의 샘플을 제공함으로써 제조하였다. 블렌드를 이러한 방법으로 또한 시험할 수 있다. 어떠한 추가의 첨가제도 이용하지 않고서; 또는 용매 시스템을 이용하여, 또는 용매 및/또는 추가 성분들을 포함할 수 있는 개인 케어 조성물의 일부분으로서 중합체(들)를 시험할 수 있다.

25 ㎠ 기재에 대해 약 32의 도포 밀도를 사용하여 각각의 샘플을 작업자의 손가락으로 균일한 얇은 층으로 발라서 PMMA 플레이트(프랑스 마르세유 소재의 헬리오사이언스(Helioscience)로부터 입수 가능함)에 개별적으로 도포하고 건조되게 둔다. 샘플을 15분 동안 건조되게 둔 후에, 보정된 랩스피어(Labsphere)(등록상표) UV-1000S UV 투과율 분석기 또는 랩스피어(등록상표) UV-2000S UV 투과율 분석기 (미국 뉴햄프셔주 노스 서튼 소재의 랩스피어)를 사용하여 흡광도를 측정한다. 흡광도 측정치를 이용하여 SPF 및 PFA 지수(UVA의 생물학적 차단 지수를 기반으로 한다)를 계산하였다.

SPF 및 PFA는 본 기술 분야에 공지된 방법을 사용하여 계산할 수 있으며, SPF 계산에 대해서는 하기 방정식 1을 참조하라:

[방정식 1]

상기 식에서,

E(λ) = 홍반 작용 스펙트럼

I(λ) = UV 공급원으로부터 받은 스펙트럼 방사 조도

A0(λ) = UV 노출 전 시험 제품 층의 평균 단일파장 흡광도

dλ = 파장 스텝(step) (1 nm)

본 발명의 조성물은 저자극 경향을 갖는다. 자극은, 예를 들어, 하기에 설명된 바와 같은 수정 TEP 시험(MODIFIED TEP TEST)을 사용하여 측정될 수 있다. 조성물의 더 낮은 수정 TEP 값은 그와 관련된 더 적은 자극을 나타내는 경향이 있는 것과 비교하여, 더 높은 수정 TEP 값을 갖는 조성물은 더 큰 수준의 자극을 일으키는 경향이 있다.

본 발명자들은 본 발명의 조성물이 놀랄 만큼 낮은 수정 TEP 값/그와 관련된 더 낮은 자극을 가짐을 알아냈다. 예를 들어, 소정 실시 형태에서, 하기에 설명된 수정 TEP 시험에 따라 결정할 때, 본 조성물은 수정 TEP 값이 약 0.45 이하이다. 소정의 다른 실시 형태에서, 본 조성물은 약 0.40 이하, 예를 들어, 약 0.35 이하, 예를 들어, 약 0.30 이하의 수정 TEP 값을 나타낸다. 소정의 다른 실시 형태에서, 본 조성물은 약 0.27 이하, 예를 들어, 약 0.20 이하의 수정 TEP 값을 나타낸다.

본 발명의 조성물은 당업자에 의해 잘 알려진 혼합 및 블렌딩 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 본 발명의 일 실시 형태에서, 본 발명의 조성물을 제조하는 방법은 적어도 UV-흡수 폴리에테르와 선택적인 유용성(oil-soluble) 또는 유혼화성(oil-miscible) 성분들을 혼합하여 오일상을 제조하는 단계; 및 물과 선택적인 수용성 또는 수혼화성 성분들을 혼합하여 수상을 제조하는 단계를 포함한다. 이어서 오일상 및 수상을, 수상이 연속상으로 되고 오일상이 불연속상이 되도록 수상 중에 오일상을 균질하게 분산시키기에 충분한 방식으로 혼합할 수 있다.

본 발명의 조성물은 포유류에 국소 투여함으로써, 예를 들어 인간의 피부 또는 모발 상에 조성물을 직접적으로 둠으로써, 와이핑함으로써 또는 펴 바름으로써 사용될 수 있다.

하기 수정 TEP 시험을 본 발명의 방법에서 그리고 하기 실시예에서 사용한다. 특히, 상기에 기재된 바와 같이, 수정 TEP 시험을 사용하여, 어느 경우에 조성물이 본 발명에 따른 감소된 자극을 갖는지를 결정한다.

수정 TEP 시험:

시험 재료가 마딘-다비(Madin-Darby) 개 신장 (MDCK) 세포의 컨플루언트 단층(confluent monolayer)에 의해 형성된 투과 장벽을 붕괴시키는 능력을 평가하도록 수정 TEP 시험을 설계한다. 단층을 통한 플루오레세인 염료의 누출에 의해 결정하는 것과 같이, 다공성 필터 상에 컨플루언스(confluence)까지 성장된 MDCK 세포를 사용하여 경상피 투과성(trans-epithelial permeability)을 평가한다. MDCK 투과 장벽은 각막 상피의 최외각 층에 대한 모델이며, 따라서 이러한 시스템은 생체 내(in vivo)에서의 눈 자극의 발현의 초기 변화를 반영하는 것으로 간주될 수 있다.

하기 장비가 수정 TEP 시험에 적합하다: 팩커드 멀티프로브(Packard Multiprobe) 104 액체 취급 시스템; 바이오 텍 세척기(BioTek Washer), 모델 번호 ELx405; 및 490 nm 필터를 갖는 바이오 텍 파워웨이브(Powerwave) XS 마이크로플레이트 판독기. 일회용 실험실용 기구(disposable lab ware)에는 하기의 것이 포함된다: 미세다공성 막을 갖는 코닝 서포트 트랜스웰(Corning Support Transwell) 24-웰 세포 배양 플레이트, 카탈로그 번호 29445-100 또는 29444-580, 제조 번호 3397; 코닝 리시버(Corning Receiver) 24-웰 조직 배양 플레이트, 카탈로그 번호 29444-100, 제조 번호 3527; 일회용 200 μL 팁, 카탈로그 번호 82003-196; 에펜도르프 5 mL 콤비팁스 플러스(Eppendorf 5 mL combitips plus), 카탈로그 번호 21516-152; 염화나트륨 0.9% (w/v) 수용액, 카탈로그 번호 RC72105; 및 멸균 15 mL 폴리프로필렌 원심분리 튜브. 라이프 테크놀로지스(Life Technologies)에 의해 공급되는 시약에는 하기의 것이 포함된다: 페놀 레드를 함유하지 않는 행크 균형염 용액(Hank's Balanced Salt Solution) (10x), 카탈로그 번호 14065056 및 중탄산나트륨 용액, 7.5%, 카탈로그 번호 25080094, 최소 필수 배지(MEM) (1x), 카탈로그 번호 11095072, 소태아 혈청, HI 카탈로그 번호 10082147, 항생 항진균제 100x, 카탈로그 번호 15240096, L-글루타민 200 mM (100x), 카탈로그 번호 25030081, 소듐 플루오레세인, 시그마 카탈로그 번호 F-6377은 시그마/알드리치(Sigma/Aldrich)에 의해 공급된다.

세포주, ATCC CCL 34 MDCK (NBL-2) (신장: 카니스 파밀리아리스(Canis familiaris))는 ATCC (미국 버지니아주 머내서스 소재) 권고에 따라 유지한다. 트립신 처리에 의해 세포 배양물을 수확하고, 시험하기 48시간 전에, 완전 MEM을 함유하는 서포트 트랜스웰 24 플레이트에 1 mL당 5 × 10⁵ 세포의 농도로 시딩한다. 다음과 같이 시약들을 제조한다: (1) 200 mL의, 페놀 레드를 함유하지 않는 행크 균형염 용액 (HBSS) (10x)과 9.3 mL의 중탄산나트륨을 배합하고, 증류수로 부피를 2000 mL까지 증가시켜 1X HBSS 완충제를 제조한다. pH는 6.8 내지 7.2의 범위여야 하며 용액을 37℃로 가온하여야 한다; (2) HBSS 완충제 중 소듐 플루오레세인의 200 ug/mL 스톡 용액을 제조한다; (3) 100 mL의 소태아 혈청, 10 mL의 항생 항진균제 100x, 및 10 mL의 L-글루타민 200 mM (100x)을 1000 mL의 MEM (1x)에 배합하여 완전 최소 필수 배지(MEM)를 제조한다.

막의 투과성을 무세포 대조군(No Cell Control)의 포함에 의해 확인하는데, 이는 매일의 시험에 의해 진행된다. 썬스크린 시험 조성물을 최대 강도로 평가한다.

인서트를 세척하여 세포 배지를 제거한다. MDCK 세포의 컨플루언트 단층을 함유하는, 24-웰 세포 배양 플레이트, 코닝 카탈로그 번호 29445-100을 인큐베이터로부터 꺼낸다. 각각의 24-웰 세포 배양 플레이트는, 미세다공성 막 세포 성장 표면이 하부 웰 내로 현수된 내부 웰을 보유하는 인서트를 포함한다. 세포 배양물을 함유하는 인서트를 따뜻한 HBSS로 5회 (바이오 텍 세척기) 세척하여 배양 배지 및 혈청을 제거한다. 24-웰 세포 배양 플레이트의 하부를 따뜻한 HBSS로 3회 세척하고 마지막 세척에 1 mL의 HBSS를 각각의 하부 웰에 분배한다.

썬스크린 시험 조성물당 24-웰 플레이트 내의 4개의 웰을 사용하므로, 하나의 24-웰 플레이트를 사용하여 최대 6개의 썬스크린 시험 조성물을 시험할 수 있다. 썬스크린 시험 조성물을, 니트(Neat) (100%)로, 인서트 웰당 200 μL씩 인서트 웰에 직접 첨가한다. 이어서, 24-웰 세포 배양 플레이트를 1시간의 인큐베이션 기간 동안 인큐베이터로 되돌려 놓는다.

제1 인큐베이션 단계의 완료 시에, 24-웰 세포 배양 플레이트를 인큐베이터로부터 꺼내고 수동으로 세척하여 시험 조성물을 제거한다. 대략 200 μL의 HBSS를 각각의 내부 웰에 첨가하고 대략 1분 동안 스며들도록 둔다. 이어서, 시험 조성물 및 HBSS를 개별 웰로부터 따라낸다. 섬세하게 인서트를 HBSS로 가득 채우고 따라냄으로써 임의의 잔류 샘플을 제거한다. 인서트에 잔류 시험 조성물이 부재할 때, 따뜻한 HBSS로 10회 세척 (바이오 텍 세척기)을 행하여야 한다. 하부 웰을 따뜻한 HBSS로 3회 세척하고 마지막 세척에 1 mL의 HBSS (리시버 완충제)를 각각의 하부 웰에 분배한다.

인서트를 다시 1 mL HBSS (리시버 완충제)를 함유하는 하부 플레이트에 넣고, 소듐 플루오레세인을 웰당 200 μL씩 각각의 내부 웰에 첨가하고, 플레이트를 45분의 기간 동안 인큐베이터로 되돌려 놓는다.

45분의 인큐베이션 후에, 소듐 플루오레세인을 함유하는 제1 플레이트를 인큐베이터로부터 꺼내고, 상부 인서트를 제거하고, 하부 웰 내의 리시버 완충제 내로 누출된 염료의 양을 파워웨이브 XS 마이크로플레이트 판독기에 의해 결정한다. 형광을 490 nm에서 분광광도계로 판독한다. 데이터를 인쇄하고 기록한다.

이어서, 10회 HBSS 세척을 위해 인서트를 바이오 텍 세척기 상의 비어 있는 임시 24-웰 하부 플레이트에 넣는다. 소듐 플루오레세인을 완전히 세척하여 상부(내부) 또는 하부 웰 내에 잔류 플루오레세인이 없음을 보장하도록 주의한다.

세척된 인서트를 새로운 24-웰 리시버 세포 배양 플레이트, 코닝 카탈로그 번호 29445-100에 넣는다. 하부 플레이트 및 인서트의 내부 웰 둘 모두가 완전 최소 필수 배지 (MEM), 라이프 테크놀로지스 카탈로그 번호 11095072를 수용한다. 대략 1 mL의 완전 MEM을 하부 웰에 첨가하고 200 μL을 내부 웰에 첨가한다. 이어서, 24-웰 세포 배양 플레이트를 3시간 동안 인큐베이팅한다.

3시간의 인큐베이션 후에, 24-웰 세포 배양 플레이트를 인큐베이터로부터 꺼낸다. 세포 배양물을 함유하는 인서트를 따뜻한 HBSS로 5회 (바이오 텍 세척기) 세척하여 배양 배지 및 혈청을 제거한다. 하부 플레이트를 따뜻한 HBSS로 3회 세척하고 마지막 세척에 1 mL의 HBSS (리시버 완충제)를 각각의 하부 웰에 분배한다.

소듐 플루오레세인을 웰당 200 μL씩 각각의 내부 인서트 웰에 첨가하고, 플레이트를 재조립하고 45분의 기간 동안 인큐베이터로 되돌려 놓는다.

45분의 인큐베이션 후에, 소듐 플루오레세인을 함유하는 플레이트를 인큐베이터로부터 꺼내고, 인서트를 제거하여 폐기하고, 하부 웰 내로 누출된 염료의 양을 파워웨이브 XS 마이크로플레이트 판독기에 의해 결정한다. 형광을 490 nm에서 분광광도계로 판독한다. 데이터를 인쇄하고 기록한다.

주어진 썬스크린 시험 조성물의 4회 반복 실험 각각에 대한 분광광도계 측정 (플루오레세인 누출) 값을 사용하여 썬스크린 시험 조성물에 대한 평균 플루오레세인 누출 값을 계산한다. 4개의 "무세포 대조군" 웰의 평균 플루오레세인 누출 값을 또한 계산한다. 썬스크린 시험 조성물의 평균 플루오레세인 누출 값을 무세포 대조군의 평균 플루오레세인 누출 값으로 나누어서 수정 TEP 점수를 계산한다.

TEP 시험의 추가 상세 사항은 하기 문헌에 기재되어 있다: 문헌[Tchao, R. (1988) Trans-epithelial Permeability of Fluorescein In Vitro as an Assay to Determine Eye Irritants]. 대안적인 방법이 문헌[Toxicology 6, Progress in In Vitro Toxicology (ed. A.M. Goldberg), 271]에 기재되어 있다.

하기의 실시예는 본 발명의 원리 및 실시를 예시하지만, 이로 제한되지 않는다. 일단 이러한 개시 내용의 이점을 갖는다면 본 발명의 범주 및 사상 내에서 다수의 추가의 실시 형태가 당업자에게 명백해질 것이다.

실시예

실시예 1 내지 실시예 12: UV-흡수 폴리에테르를 포함하는 중합체 조성물의 합성 및 SPF 시험

실시예 1. 보호된 형태의 글리시돌의 합성.

[도식 VIII] 보호된 에폭사이드 단량체의 합성

문헌[Fitton, A. et. al. Synthesis 1987, 1987, 1140-1142]에 기재된 절차의 변형을 사용하여, 도식 VIII에 예시된 바와 같이, 보호된 에폭사이드 단량체 1의 합성을 수행하였다. 글리시돌 (53 mL, 0.80 mol) 및 에틸 비닐 에테르 (230 mL, 2.40 mol; 반응 직전에 증류함)를, 자석 교반 막대가 담긴 2구 500 mL 둥근바닥 플라스크에 첨가하였다. 플라스크에 격막 및 온도계 어댑터를 장착하고; 온도계를 어댑터에 삽입하고 구(bulb)가 액체 내에 잠기도록 위치시켰다. 플라스크를 염수/얼음 조에 담그고; 혼합물을 자석 교반하였다. 내부 온도가 0℃였을 때, 격렬하게 교반하면서 p-톨루엔 설폰산 하이드레이트 (pTSA·H₂O, 1.43 g, 7.5 mmol)를 작은 부분으로 나누어 첨가하였다. pTSA의 각각의 부분을 첨가할 때, 용액의 온도가 급격히 증가하였고; 용액 온도가 20℃ 초과로 증가하는 것을 방지하기에 충분하게 첨가 속도를 늦추었다. pTSA의 첫 부분을 첨가한 지 약 5시간 후에 최종 부분을 첨가하였고, 발열이 야기되지 않았으며; 반응 혼합물의 박층 크로마토그래피에서는 최종 pTSA 첨가 후에 잔류 글리시돌이 없는 것으로 나타났다 반응 혼합물을 분별 깔때기로 옮기고; NaHCO₃ 포화 수용액 (230 mL)을 깔때기에 천천히 부었다. 혼합물을 진탕하고, 층이 분리되게 두고, 유기층을 제거하고, 황산나트륨으로 건조하고, 종이를 통해 여과하였다. 용액을 회전 증발에 의해 농축한 다음, 진공 증류하여 (8 torr에서 60℃ 증류액) 보호된 에폭사이드 단량체 1 (79.38 g)을 맑은 오일로서 수득하였다. 30℃에서 배리언 유니티 이노바(Varian Unity Inova) 400 ㎒ 분광계, (¹H) 분광계에서 NMR 분석을 수행하였으며; 화학적 이동은 δ 스케일에서 ppm (part per million) 단위로 보고하였고, 잔류 양성자화 용매 피크 또는 테트라메틸실란을 기준으로 하였다. DMSO-d₆에서 얻어진 스펙트럼은 δ_H 2.50의 (CHD₂)(CD₃)SO를 기준으로 하였다. ¹H NMR (400 ㎒, CDCl₃) δ ppm 4.76 (quin, J=5.2 ㎐, 1 H), 3.81 (dd, J=11.5, 3.3 ㎐, 1 H), 3.60 - 3.74 (m, 3 H), 3.38 - 3.60 (m, 4 H), 3.10 - 3.20 (m, 2 H), 2.81 (ddd, J=5.1, 4.0, 1.3 ㎐, 2 H), 2.63 (ddd, J=14.6, 5.1, 2.7 ㎐, 2 H), 1.33 (dd, J=6.2, 5.4 ㎐, 6 H), 1.21 (td, J=7.1, 1.3 ㎐, 6 H).

실시예 2A. 선형 폴리글리세롤의 합성

[도식 IX] 선형 폴리에테르 중합체의 합성

보호된 에폭사이드 단량체 1의 중합을 도식 IX에 예시된 바와 같이 달성하였다. 1-옥타데칸올 (27.76 g, 102.6 mmol)을 자석 교반 막대가 담긴 오븐 건조된 250 mL 2구 둥근바닥 플라스크에 첨가하였다. 플라스크에 질소 주입구 어댑터 및 고무 격막을 장착하였다. 포타슘 메톡사이드 (메탄올(MeOH) 중 25 중량%, 6.06 mL, 20.52 mmol)를 주사기로 격막을 통해 플라스크에 첨가하였다. 둥근바닥 플라스크를, 90℃로 예열된 오일조에 담갔다. 18 게이지 니들로 격막에 구멍을 뚫고, 1시간 동안 질소 가스의 일정한 스트림 하에 플라스크 내의 물질을 교반하였고, 그 시간 동안 알코올이 용융되고, 메탄올이 플라스크로부터 증발하였다. 격막을, 단량체 1 (151 g, 1.04 mol)이 담긴 균압 첨가 깔때기로 대체하였다. 깔때기를 고무 격막으로 밀봉하였다. 교반되는 혼합물에 단량체 1을 적가하고; 반응 혼합물을 90℃에서 15시간 동안 교반하였다. 냉각 시에, 조(crude) 폴리에테르 2를 옅은 갈색(pale brown)의, 다소 점성인 오일로서 수득하였고, 이것을 추가 정제 없이 후속 반응에서 사용하였다. ¹H NMR (400 ㎒, 클로로포름-d) δ ppm 4.48 - 4.80 (m, 10 H), 3.25 - 3.97 (m, 70 H), 1.41 - 1.64 (m, 2 H), 1.23 - 1.40 (m, 60 H), 1.09 - 1.23 (m, 30 H), 0.88 (t, J=7.0 ㎐, 3 H).

워터스 앨리언스(Waters Alliance) 2695 분리 모듈 (미국 매사추세츠주 밀포드 소재의 워터스(Waters))에서 0.5 mL/min THF (0.025% BHT로 안정화됨)의 유량으로 35℃에서, 분자량 결정을 위한 젤 투과 크로마토그래피를 수행하였다. 2695에, 직렬로 된 2개의 GPC 컬럼 (워터스 코포레이션(Waters Corp) HR 0.5 및 HR3; 치수가 7.8 × 300 mm이고 입자 크기가 5 μm임) 및 워터스 모델 410 굴절률 검출기를 장착하였다. 폴리스티렌 표준물과 비교하여 샘플의 분자량을 결정하였다. 표준물은 각각의 폴리스티렌 (PS) 중합체 1 내지 2 mg을 칭량하여, THF 용매가 담긴 2 mL 바이알에 넣어서 제조하였으며(바이알 당 2가지 표준물); 분석 전에 샘플을 여과하였다 (0.22 μm). 폴리스티렌 표준물은 70,000 내지 600 달톤 범위에 걸쳐 있으며, 3군데 공급처 (폴리머 스탠다즈 서비스-유에스에이(Polymer Standards Service-USA), 페노미넥스(Phenomenex), 및 쇼덱스(Shodex))에 의해 제조되었다. 얻어진 보정 곡선은 r² = 0.9999를 제공하였다. 실험 샘플을 THF에 3 내지 5 mg/mL의 농도로 용해하고, 분석 전에 여과하였다 (0.22 μm). 중합체 2에 대한 GPC (THF) 분석: M _w 1724.

테트라하이드로푸란 (THF, 약 500 mL)과 함께 조 폴리에테르 2를 자석 교반 막대가 담긴 1 L 둥근바닥 플라스크로 옮겼다. 교반되는 반응 혼합물에 유리 피펫으로 진한 HCl 수용액 (37%, 20 mL)을 첨가하였다. 16시간 후에, 반응 혼합물을 회전 증발에 의해 오일로 농축하였고 이것을 메탄올을 사용하여 약 500 mL로 희석하였다. 고체 NaHCO₃을 격렬하게 교반되는 용액에 나누어 첨가하였고, 이는 상당한 버블링을 야기하였다. NaHCO₃의 첨가가 추가적인 버블링을 생성하지 않을 때 (첨가된 총 NaHCO₃은 107 g이었음) 혼합물을 종이를 통해 여과하여 고체 NaHCO₃을 제거하였다. 여과액을 회전 증발에 의해 농축하여 선형 폴리글리세롤 3을 황갈색 폼(foam)으로 수득하였다. ¹H NMR (400 ㎒, DMSO-d ₆) δ ppm 4.43 (br. s., 11 H), 3.20 - 3.70 (m, 52 H), 1.38 - 1.55 (m, 2 H), 1.23 (s, 30 H), 0.85 (t, J=7.0 ㎐, 3 H).

실시예 2B. 선형 폴리글리세롤의 합성.

상이한 배치(batch)의 보호된 조 중합체 2 (260 g) 및 메탄올 (ACS 등급, 1.25 L)을 2 L 2구 둥근바닥 플라스크로 옮겼다. 건조한, H⁺ 형태 산성 이온 교환 수지 (알드리치(Aldrich)로부터의 도웩스(Dowex) DR-2030, 446483; 100.3 g)를 플라스크에 첨가하였다. 플라스크의 중간 구멍에 기계적 교반을 위한 어댑터 및 패들을 장착하였고; 플라스크의 측면 구멍에는 수냉 증류 어댑터를 장착하였다. 반응 플라스크를 오일조에 담갔다. 격렬하게 기계적으로 교반하면서, 반응 혼합물을 가열하여 비등시켰다 (오일조 온도 85℃). 메탄올 (및 보호기의 제거로부터 생성된 메틸 에테르)을 플라스크로부터 증류시켰다. 750 mL의 메탄올을 수집한 후에, 추가분의 메탄올 (750 mL)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 추가로 750 mL의 메탄올이 플라스크로부터 증류되게 두었다. 탈색탄(decolorizing charcoal)을 뜨거운 반응 혼합물에 첨가하였다. 혼합물을 잠시 교반한 다음 종이를 통해 여과하였다. 여과액을 회전 증발에 의해 농축하였다. 잔류 용매를 진공 하에서 제거하여 최종 선형 폴리글리세롤을 황색을 띤 폼 (107 g)으로 수득하였다.

실시예 3A. 벤조트라이아졸 발색단 카르복실레이트의 합성.

[화학식 X] 벤조트라이아졸 카르복실레이트

3-[3-(2H-1,2,3-벤조트라이아졸-2-일)-5-tert-부틸-4-하이드록시페닐]프로파노에이트의 폴리에틸렌 글리콜 에스테르 (미국 미시간주 와이언도트 소재의 바스프 코포레이션에 의해 상표명 티누빈 213으로 판매되는 발색단) (81.0 g)를 자석 교반 막대가 담긴 2 L 둥근바닥 플라스크에 첨가하였다. EtOH (600 mL)를 깔때기로 플라스크에 첨가하고, 혼합물을 균질해질 때까지 교반하였다. 수산화나트륨 (NaOH, 30.8 g)을 H₂O (400 mL)에 용해하고; 염기성 용액을 2L 플라스크 위의 첨가 깔때기로 옮겼다. 교반되는 혼합물에 NaOH 용액을 천천히 첨가하였고; 옅은 호박색(pale amber)의 탁한 용액이 즉시 맑고 어두운 주황색(clear and dark orange)으로 변하였다. 첨가를 완료하였을 때, 혼합물을 실온에서 하룻밤 교반하였다. 회전 증발에 의해 용액을 농축하여 EtOH의 대부분을 제거하였다. 생성된 주황색 오일을, H₂O를 사용하여 1400 mL로 희석하였다. 혼합물을 기계적으로 교반하고 1 M HCl 수용액 (약 700 mL)을 첨가하여 약 pH 1로 산성화시켰다. 생성된 백색 침전물을 여과하고 압착하여 물을 제거하고, 이어서 EtOH로부터 재결정화하였다. 첫 번째 수확물 결정은 길고, 얇은 무색 침형이었다. 상청액을 제거하고 회전 증발에 의해 농축하였고; 두 번째 수확물 물질을 백색, 무정형 고체로서 단리하였다. 두 수확물을 합하고 진공 오븐에서 하룻밤 건조하여 카르복실레이트 기를 갖는 UV-발색단, 구체적으로 벤조트라이아졸 카르복실레이트 4, 3-(3-(2H-벤조[d][1,2,3]트라이아졸-2-일)-5-(tert-부틸)-4-하이드록시페닐) 프로판산 (37.2 g)을 백색 고체로서 수득하였으며; 그 구조가 화학식 X에 예시되어 있다. ¹H NMR (400 ㎒, DMSO-d ₆) δ ppm 11.25 (br. s, 1 H), 8.00 - 8.20 (m, 2 H), 7.95 (d, J = 2.1 ㎐, 1 H), 7.50 - 7.67 (m, 2 H), 7.28 (d, J = 2.1 ㎐, 1 H), 2.87 (t, J = 7.5 ㎐, 2 H), 2.56 (t, J = 7.5 ㎐, 2 H), 1.45 (s, 9 H).

실시예 3B. 벤조트라이아졸 발색단 카르복실레이트의 합성.

벤젠프로판산, 3-(2H-벤조트라이아졸-2-일)-5-(1, 1-다이메틸에틸)-4-하이드록시-, C7-9-분지형 및 선형 알킬 에스테르 (바스프로부터 티누빈 99로 구매 가능함; 120 g, 265.7 mmol)를 자석 교반 막대가 담긴 3 L 1구 둥근바닥 플라스크에 첨가하였다. 아이소프로판올 (900 ml, ACS 등급)을 플라스크에 첨가하고, 생성된 혼합물을 완전히 용해될 때까지 교반하였다. 수산화나트륨 (36 g, 900 mmol)을 600 ml의 증류수에 용해하고, 용액을 반응 혼합물에 첨가하였다. 생성된 불투명한 혼합물 (이것은 40분 후에 맑은 주황색 용액으로 됨)을 실온에서 24시간 동안 교반하고, 이어서, 10 내지 15℃로 냉각된, 아이소프로판올 (1800 ml, ACS 등급) 및1N HCl (1200 ml)의 격렬히 교반되는 혼합물에 천천히 첨가하였다. 침전된 백색 고체를 여과하고, 1.2 L의 1:1 아이소프로판올-1N HCl 혼합물로 세척하고, 2 L의 0.25N HCl 중에 현탁하고, 1시간 동안 교반하고, 여과하고, 진공 오븐에서 하룻밤 90℃에서 건조하였다. 생성된, 카르복실레이트 기를 갖는 UV-발색단, 구체적으로 벤조트라이아졸 카르복실레이트 4 (37.2 g)를 옅은 황색 고체로서, 85 g, 94.5%로 얻었다.

실시예 4. 벤조트라이아졸 카르복실레이트에 의한 폴리에테르 골격의 에스테르화 .

[도식 XI] 벤조트라이아졸 카르복실레이트에 의한 폴리글리세롤의 에스테르화

도식 XI은 촉매 주석을 사용하여 벤조트라이아졸 카르복실레이트 4로 폴리글리세롤 3을 에스테르화하는 것을 예시한다. 실시예 2A의 선형 폴리글리세롤 3 (5.52 g, 60.1 하이드록실 밀리당량)을 메탄올에 용해하고 500 mL 2구 둥근바닥 플라스크로 옮겼다. 회전 증발을 사용하여 메탄올을 제거하고; 벤조트라이아졸 카르복실레이트 4 (20.38 g, 60.1 mmol)) 및 자석 교반 막대를 플라스크에 첨가하였다. 플라스크에 100 mL 수집 플라스크를 갖는 진공 증류 어댑터 및 질소 주입구 어댑터를 장착하였다. 플라스크를 1시간 동안 진공 (< 1 Torr) 하에 두었고, 이어서 질소 가스로 백필링하였다(backfilled). 주입구 어댑터를 500 mL 플라스크로부터 제거하고; 주석(II) 에틸 헥사노에이트 (49 μL, 0.15 mmol) 를 질소의 스트림 하에 주사기로 플라스크에 첨가하였다. 장치를 재조립하고, 200℃로 예열된 오일조에 담갔다. 대부분의 고체가 용융되었을 때, 오일조를 190℃로 냉각하였다. 질소의 유동 하에서 16시간 동안 반응물을 교반하였다. 온도 및 교반을 유지하면서, 이어서 반응 플라스크를 추가로 24시간 동안 진공 (< 1 Torr) 하에 두었다. 이어서, 장치를 질소로 백필링하고 실온으로 냉각하였다. 물질을 동결 파쇄하고(freeze fractured), 막자 및 막자사발을 사용하여 분말로 분쇄하였다. 분말을 최소량의 THF에 용해하였다. 메탄올 (900 mL) 및 자석 교반 막대를 삼각 플라스크에 첨가하고; 플라스크를 얼음조에 담갔다. 격렬히 교반하면서 THF 용액을 메탄올에 첨가하고; 생성된 침전물을 진공 여과에 의해 단리하였다. 잔류 용매를 하룻밤 진공 하에서 제거하여, 선형 폴리글리세롤 5 (18.7 g)를 오프-화이트(off-white) 고체로서 수득하였다. ¹H NMR (400 ㎒, CDCl₃) δ ppm 11.71 (br. s., 9 H), 8.03 (br. s., 9 H), 7.80 (br. s, 18 H), 7.28 - 7.48 (m, 18 H), 7.12 (br. s, 9 H), 5.19 (br. s, 1 H), 3.98 ― 4.46 (br. m, 20 H), 3.21 - 3.61 (br. m, 32 H), 2.91 (br. s, 18 H), 2.67 (br. s, 18 H), 1.38 - 1.51 (m, 85 H), 1.13 - 1.35 (m, 28 H), 0.87 (t, J=6.6 ㎐, 3 H). GPC (THF): M _w 3299; M _n 2913.

실시예 5. 벤조트라이아졸 카르복실레이트의 산 클로라이드 (3-(3-(2H-벤조[d][1,2,3]트라이아졸-2-일)-5-(tert-부틸)-4-하이드록시페닐)프로파노일 클로라이드)로의 변환.

[도식 XII] 벤조트라이아졸 카르복실레이트의 벤조트라이아졸 산 클로라이드로의 변환

벤조트라이아졸 카르복실산 4의 상응하는 벤조트라이아졸 산 클로라이드 6으로의 변환이 도식 XII에 예시되어 있다. 벤조트라이아졸 카르복실레이트 4 (50 g 147 mmol, 실시예 3에 기재된 바와 같이 합성함)를 자석 교반 막대가 담긴 1000 mL 3구 플라스크에 첨가하고; 플라스크에 환류 응축기, 질소 주입구, 및 고무 격막을 장착하였다. 무수 톨루엔 (약 500 mL)을 캐뉼러로 격막을 통해 플라스크로 옮겼다. 주사기로 티오닐 클로라이드 (16.1 mL, 221 mmol)를 플라스크로 옮기고; 이어서 다이메틸포름아미드 (2.7 mL)를 주사기로 플라스크에 첨가하였다. 플라스크를 80℃로 설정된 오일조에 담그고; 현탁액을 교반하였고; 고체가 분산되기 시작하여, 결국에는 맑은 용액을 수득하였다. 약 4시간 후에, 반응 혼합물을 냉각되게 하고, 둥근바닥 플라스크로 옮기고, 회전 증발에 의해 농축하였다. 생성된 오일을 헥산으로 트리츄레이팅하여(triturated), 베이지색 고체를 수득하였다. 추가의 헥산을 첨가하고 가온하여 환류시키고, 종이를 통해 여과하고, 교반하면서 실온으로 천천히 냉각함으로써 물질의 현탁액을 재결정화하였다. 생성된 베이지색 결정을 여과하고 진공 하에 50℃에서 건조하였다. 여과액을 농축하고, 재결정을 두 번째로 수행하여 결정의 두 번째 수확물을 수득하였고; 벤조트라이아졸 산 클로라이드 6의 합한 수확물 질량은 44.7 그램이었다. ¹H NMR (400 ㎒, CDCl₃) δ 11.88 (s, 1 H), 8.16 (d, J = 2.2 ㎐, 1 H), 7.91 - 7.98 (m, 2 H), 7.47 - 7.54 (m, 2 H), 7.21 (d, J = 2.2 ㎐, 1 H), 3.29 (t, J = 7.5 ㎐, 2 H), 3.07 (t, J = 7.5 ㎐, 2 H), 1.50 - 1.53 (s, 9 H).

실시예 6. 벤조트라이아졸 산 클로라이드의 아이소시아네이트 (2-(2H-벤조[d][1,2,3]트라이아졸-2-일)-6-(tert-부틸)-4-(2-아이소시아나토에틸)페놀)로의 변환.

[도식 XIII] 산 클로라이드의 아이소시아네이트로의 변환

펜던트 작용기에 커플링하기에 적합한 벤조트라이아졸 아이소시아네이트 7의 합성이 도식 XIII에 예시되어 있다. 소듐 아지드 (NaN₃, 2.5 g, 38 mmol: 주의! NaN₃은 독극물(violent poison)임)를 자석 교반 막대가 담긴 1구 500 mL 둥근바닥 플라스크로 조심스럽게 옮겼다. 탈이온수 (20 mL)를 플라스크에 첨가하고; 혼합하면서 NaN₃을 용해하여 맑은 용액을 수득하였다. 플라스크를 얼음조에 담갔다. 양의 압력 N₂ 분위기 글로브 박스에서 산 클로라이드 6 (7.0 g 20 mmol) 및 무수 아세톤 (45 mL)을 균압 첨가 깔때기로 옮겼다. 가볍게 휘저으면서 산 클로라이드를 아세톤에 용해하여, 맑은 황색 용액을 수득하였다. 벤조트라이아졸 산 클로라이드 6이 담긴 첨가 깔때기를 NaN₃의 수용액이 담긴 플라스크에 장착하고; 진공 가스 매니폴드에 연결된 N₂ 어댑터를 첨가 깔때기의 상부에 장착하였다. 벤조트라이아졸 산 클로라이드 6의 용액을 NaN₃용액에 적가하였다. 몇 방울을 첨가한 후에, 백색 침전물이 나타나기 시작하였고, 수용액 중에 현탁되어 있었다. 벤조트라이아졸 산 클로라이드 6의 첨가를 30분 이내에 완료하였고; 얼음조에서 20분 동안 혼합을 계속하였다. 생성된 백색 슬러리에 물 (30 mL)을 첨가하고; 진공 하에서 유리 프릿 깔때기를 통한 여과에 의해 고체를 수집하였다. 백색 고체를 분별 깔때기로 옮긴 후에 CHCl₃ (185 mL)을 옮겼다. 플라스크를 진탕하고 층이 분리되게 두었다. 하부의 유기상을 소량의 수성층으로부터 제거하여 Na₂SO₄로 건조하였다. 용액을 여과하고; 여과액을 자석 교반 막대가 담긴 1구 500 mL 둥근바닥 플라스크에 넣고; 플라스크에 질소 주입구 어댑터를 갖는 환류 응축기를 장착하고, 플라스크를 오일조에 담갔다. 용액을 30분에 걸쳐 천천히 가열하여 환류시켰다. 최종 오일조 온도는 65℃였다. 오일조 온도가 55℃를 넘었을 때, 용액에서 버블링이 나타났다. 반응물을 총 90분 동안 환류되게 두었다. 이어서 CHCl₃을 회전 증발에 의해 제거하고; 생성된 오일을 하룻밤 정치시켜 결정화하여, 벤조트라이아졸 아이소시아네이트 7 (5.8 g)을 다소 회색의 고체로서 수득하였다. ¹H NMR (400 ㎒, CDCl₃) δ 11.91 (s, 1 H), 8.18 (d, J=1.9 ㎐, 1 H), 7.92 - 7.98 (m, 2 H), 7.47 - 7.53 (m, 2 H), 7.23 (d, J=2.1 ㎐, 1 H), 3.59 (t, J=6.9 ㎐, 2 H), 2.96 (t, J=6.9 ㎐, 2 H), 1.52 (s, 9 H).

실시예 7. 폴리글리세롤에 대한 아이소시아네이트의 커플링.

[도식 XIV] 폴리글리세롤과 아이소시아네이트의 반응

선형 폴리글리세롤 3과 벤조트라이아졸 아이소시아네이트 7의 반응이 도식 XIV에 예시되어 있다.

메탄올 중 폴리글리세롤 3의 용액을 회전 증발에 의해 농축하고; 잔류 용매를 진공 오븐에서 하룻밤 75℃에서 제거하였다. 중합체 (2.22 g, 24.1 하이드록실 밀리당량)를 자석 교반 막대가 담긴 100 mL 2구 둥근바닥 플라스크에 첨가하였다. 아이소시아네이트 7 (7.65 g, 22.7 mmol), 비스무트 촉매 (25 mg; 미국 오하이오주 노우드 소재의 셰퍼드 케미칼(Shepherd Chemical)에 의해 상표명 바이캐트(BICAT) 8210로 판매되는 비스무트 카르복실레이트 착물) 및 THF (17.4 ml, 3 옹스트롬 분자체를 통해 건조됨)를 플라스크에 첨가하였다. 플라스크를 65℃로 가열된 오일조에 넣고, 플라스크에 가스 주입구를 장착하였다. 반응 혼합물을 질소 분위기 하에서 5시간 동안 교반하고, 이어서 실온으로 냉각되게 두었다. FTIR을 사용하여 2250 cm^-1에서의 강한 아이소시아네이트 피크가 사라진 것을 확인하였다. 반응 혼합물을 160 ml의 메탄올에 부어서, 황갈색 침전을 생성하였다. 메탄올을 따라내고, 생성물을 플라스크에서 메탄올 (2 × 75 mL)로 세척하였다. 잔류 용매를 진공 오븐에서 하룻밤 60℃에서 제거하고; 물질을 미세한 분말로 분쇄하였다.

실시예 8. 직접 중합 방법을 위한 에폭사이드 발색단의 합성.

[도식 XV] 에폭사이드 발색단 단량체의 합성

벤조트라이아졸 발색단을 갖는 에폭사이드 단량체 9의 합성이 도식 XV에 예시되어 있다. THF 중 수소화알루미늄리튬 (LAH)의 용액 (1 M, 250 mL)을 질소 분위기 하에서 캐뉼러로 자석 교반 막대가 담긴 오븐 건조된 500 mL 2구 둥근바닥 플라스크로 옮기고, 플라스크에 고무 격막 및 균압 첨가 깔때기를 장착하였다. 반응 플라스크를 얼음조에 담그고; 교반을 시작하였다. 5 중량% 1-메톡시-2-프로필 아세테이트를 함유하는, 벤젠프로판산, 3-(2H-벤조트라이아졸-2-일)-5-(1,1-다이메틸에틸)-4-하이드록시,C7-C9 분지형 및 선형 알킬 에스테르 (50.06 g; 미국 미시간주 와이언도트 소재의 바스프 코포레이션에 의해 상표명 티누빈 99-2로 판매되는 벤조트라이아졸 UV 흡수 제품)를 첨가 깔때기로 옮기고, 무수 THF (30 mL)에 용해하였다. 벤조트라이아졸을 함유하는 THF 용액을 LAH를 함유하는 용액에 적가하였고; 그 결과로 천천히 거품이 일어났다(fizzing). 첨가를 완료한 후에, 추가분의 LAH 용액 (100 mL)을 반응 플라스크에 캐뉼러로 첨가하였다. 반응물을 교반하면서 실온으로 가온되게 두었다. 2시간 후에, 반응 혼합물을, 얼음조에 담긴 1리터 삼각 플라스크에 부었다. 물 (약 60 mL)을 천천히 첨가하여 임의의 잔류 LAH를 켄칭하면서 용액을 기계적으로 교반하였다 (극히 주의: 물에 의한 LAH의 켄칭은 발열성이며 다량의 극도로 인화성인 H₂ 가스를 방출함). LAH가 켄칭되었을 때 (물의 첨가에 의해 가스가 추가로 방출되지 않음), 1 M HCl 수용액을 사용하여 회색 현탁액을 1 L로 희석하였다. 이 용액을 2 L 분별 깔때기로 옮기고 에틸 아세테이트 (1 × 400 mL, 이어서 2 × 50 mL)로 추출하였다. 합한 에틸 아세테이트 층을 염수 (1 × 400 mL)로 세척하고, Na₂SO₄로 건조하고, 이어서 종이를 통해 여과하였다. 용매를 먼저 회전 증발에 의해 제거하고, 이어서 진공 오븐에서 하룻밤 제거하여 벤조트라이아졸 알코올 8 (42.16 g)을, 강한 불쾌한 냄새를 갖는 베이지색 고체로서 수득하였다. ¹H NMR (400 ㎒, CDCl₃) δ ppm 11.75 (s, 1 H), 8.15 (d, J=2.1 ㎐, 1 H), 7.88 - 7.99 (m, 2 H), 7.43 - 7.52 (m, 2 H), 7.22 (d, J=2.1 ㎐, 1 H), 3.75 (m, 2 H), 3.62 (br. s, 1 H), 2.77 (t, J=7.7 ㎐, 2 H), 1.91 - 2.06 (m, 2 H), 1.52 (s, 9 H).

수소화나트륨 (6.0 g, 250 mmol)을 자석 교반 막대가 담긴 오븐 건조된 3구 둥근바닥 플라스크에 첨가하였다. 플라스크에 균압 첨가 깔때기, 질소 주입구 어댑터 및 고무 격막을 장착하였다. 무수 THF (300 mL)를 질소 하에서 캐뉼러로 플라스크에 첨가하고; 이어서 플라스크를 얼음조에 담그고, 교반을 시작하였다. 벤조트라이아졸 알코올 8 (20.0 g, 61.5 mmol) 및 소형 자석 교반 막대를 첨가 깔때기에 첨가하고; THF를 캐뉼러로 첨가 깔때기에 첨가하고, 교반 막대를 회전시켜 THF 중의 알코올의 용해를 촉진하였다. 알코올 / THF 용액의 최종 부피는 65 mL였다. 이 용액을 차가운, 교반되는 수소화나트륨 현탁액에 적가하였다. 차가운 반응 혼합물을 1시간 동안 교반하고, 이어서, 에피클로로하이드린 (20 mL, 256 mmol)을 주사기로 격막을 통해 첨가하였다. 첨가 깔때기를, 질소 주입구를 갖는 환류 응축기로 교체하고, 둥근바닥 플라스크를 70℃의 오일조에 담갔다. 혼합물을 19시간 동안 교반하고, 이어서 혼합물을, 1M HCl 수용액 (750 mL) 및 에틸 아세테이트 (500 mL)가 담긴 분별 깔때기로 옮겼다. 진탕한 후에, 수성층을 따라내었다. 유기층을 물 (2 × 250 mL) 및 염수 (1 × 250 mL)로 세척하고 이어서 Na₂SO₄로 건조하였다. 용액을 회전 증발에 의해 농축하였다. 조 생성물을 실리카 겔 상의 크로마토그래피에 의해 정제하였다 (6:1 헥산/에틸 아세테이트). 원하는 생성물을 함유하는 분획들을 풀링하고(pooled), 회전 증발에 의해서 농축하였고; 잔류 용매를 진공 하에서 하룻밤 제거하여, 벤조트라이아졸 발색단을 갖는 에폭사이드 단량체 9 (7.35 g)를 베이지색 고체로서 수득하였다. ¹H NMR (400 ㎒, CDCl₃) δ ppm 11.77 (s, 1 H), 8.14 (d, J=1.9 ㎐, 1 H), 7.85 - 8.00 (m, 2 H), 7.41 - 7.53 (m, 2 H), 7.21 (d, J=1.9 ㎐, 1 H), 3.74 (dd, J=11.5, 3.1 ㎐, 1 H), 3.57 (ddt, J=19.8, 9.3, 6.4 ㎐, 2 H), 3.43 (dd, J=11.5, 5.8 ㎐, 1 H), 3.19 (ddt, J=5.8, 4.0, 2.9 ㎐, 1 H), 2.82 (br. t, J=4.7 ㎐, 1 H), 2.76 (br. t, J=7.7 ㎐, 2 H), 2.64 (dd, J=5.1, 2.6 ㎐, 1 H), 1.93 - 2.04 (m, 2 H), 1.52 (s, 9 H).

실시예 9. 벤조트라이아졸 산에 의한 대안적인 폴리글리세롤의 에스테르화.

스테아르산에 의해 부분적으로 에스테르화된 폴리글리세롤 (2.5 g, 19.8 하이드록시 밀리당량; 미국 뉴저지주 앨런데일 소재의 론자에 의해 상표명 폴리알도 14-1-S로 판매되는 테트라데카글리세릴 모노스테아레이트) 및 벤조트라이아졸 카르복실레이트 4 (8.8 g, 23.8 mmol)를 자석 교반 막대가 담긴 2구 100 mL 둥근바닥 플라스크로 옮겼다. 플라스크에 100 mL 수집 플라스크를 갖는 증류 어댑터 및 질소 주입구 어댑터를 장착하였다. 장치를 진공 하에 1시간 동안 두었고, 이어서 질소로 백필링하였다. 증류 헤드를 제거하고, 주석(II) 에틸 헥사노에이트 (50 μL)를 질소 유동 하에서 주사기로 반응 플라스크에 첨가하였다. 장치를 재조립하고, 이어서 3회 질소로 진공 하에서 퍼징하고 백필링하였다. 180℃로 가온된 오일조에 반응 플라스크를 담그고, 질소의 일정한 유동이 증류 어댑터를 통해 2구 플라스크 내로 들어가 진공 어댑터 밖으로 실내 분위기로 나오게 하였다. 반응물을 3시간 동안 교반하고 이어서 질소 유동 하에서 실온으로 냉각하여, 생성물인 UV 흡수 폴리글리세롤을 황색 고체로서 수득하였다. ¹H NMR (400 ㎒, CDCl₃) δ ppm 11.81 (br. s., 2 H), 8.15 (br. s., 2 H), 7.75 - 8.02 (br. s, 4 H), 7.34 - 7.58 (br. s, 4 H), 7.21 (br. s., 2 H), 4.93 - 5.32 (br, 1 H), 3.17 - 4.50 (br. m, 38 H), 2.86 - 3.11 (br. m, 4 H), 2.54 - 2.84 (br. m, 4 H), 2.31 (br. s., 2 H), 1.61 (br. s., 2 H), 1.50 (br. s., 18 H), 1.26 (br. s., 28 H), 0.89 (t, J=6.3 ㎐, 3 H). GPC (THF): M _w 1700; M _n 950.

실시예 10. 벤조트라이아졸 산 메틸 에스테르의 합성.

[도식 XVI] 메틸 에스테르 11의 합성

하이드록실 작용기를 갖는 중합체와의 에스테르 교환을 위해 의도된 벤조트라이아졸 메틸 에스테르 11의 합성이 도식 XVI에 예시되어 있다. 베타-[3-(2-H-벤조트라이아졸-2-일)-4-하이드록시-5-tert-부틸페닐]-프로피온산-폴리(에틸렌 글리콜) 300-에스테르 (50.1 g; 미국 미시간주 와이언도트 소재의 바스프 코포레이션에 의해 상표명 티누빈 1130으로 판매되는 UV 흡수 제품)를 자석 교반 막대가 담긴 2구 1리터 둥근바닥 플라스크에 첨가하였다. 메탄올 (500 mL)을 플라스크에 첨가하였다. 플라스크를 오일조에 담그고; 용액을 교반하였다. p-TSA·H₂O (0.63 g)를 용액에 첨가하였다. 2구 플라스크에 환류 응축기 및 고무 격막을 장착하였고; 오일조를 가온하여, 교반되는 반응 혼합물을 환류시키고; 환류를 17시간 동안 유지하였다. 이어서, 플라스크를 오일조로부터 꺼내고 실온으로 냉각되게 두었고, 이때 생성물이 백색 고체로서 침전하였다. 침전물을 진공 여과에 의해 단리하고, 이어서 메탄올로부터 재결정화하였고; 진공 여과에 의해 고체를 단리하고 진공 하에 80℃에서 건조하여, 벤조트라이아졸 메틸 에스테르 11 (18.27 g)을 백색 고체로서 수득하였다. ¹H NMR (400 ㎒, CDCl₃) δ ppm 11.81 (s, 1 H), 8.16 (d, J=2.1 ㎐, 1 H), 7.90 - 7.98 (m, 2 H), 7.45 - 7.53 (m, 2 H), 7.22 (d, J=2.2 ㎐, 1 H), 3.71 (s, 3 H), 3.01 (t, J=7.8 ㎐, 2 H), 2.71 (t, J=7.8 ㎐, 2 H), 1.51 (s, 9 H).

실시예 11. 벤조트라이아졸 메틸 에스테르와 폴리글리세롤 중합체의 에스테르 교환.

[도식 XVII] 폴리글레세롤의 에스테르 교환

벤조트라이아졸 메틸 에스테르 11과 폴리글리세롤 3의 에스테르 교환이 도식 XVII에 예시되어 있다. MeOH 중 폴리글리세롤 3 용액의 용액을 회전 증발에 의해 농축하고; 잔류 용매를 진공 하에서 하룻밤 75℃에서 제거하였다. 폴리글리세롤 3 (1.36 g, 14.9 하이드록실 밀리당량)을 자석 교반 막대가 담긴 100 mL 2구 둥근바닥 플라스크에 첨가하였다. 벤조트라이아졸 메틸 에스테르 11 (4.24 g, 12 mmol) 및 pTSA·H₂O (7.1 mg)를 플라스크에 첨가하였다. 플라스크에 100 mL 수집 플라스크를 갖는 증류 어댑터 및 질소 주입구 어댑터를 장착하였다. 반응 플라스크를 오일조에 담그고, 오일조를 175℃로 가온하였다. 20분 이내에, 반응물들 전부가 용융하였다. 반응 혼합물을 질소의 스트림 하에서 하룻밤 격렬하게 교반하였다. 다음날 아침, 플라스크를 진공 하에 두고; 잔류 UV-발색단을 승화시켜 증류 어댑터에서 수집하였다. 진공 하에서의 가열을 하룻밤 계속하였다. 이어서, 반응 혼합물을 실온으로 냉각하였고; UV 흡수 폴리글리세롤 생성물을 황색, 유리질 고체로서 얻었다. ¹H NMR (400 ㎒, CDCl₃) δ ppm 11.71 (br. s., 8 H), 8.05 (br. s., 8 H), 7.81 (br. s., 16 H), 7.36 (br. s., 16 H), 7.14 (br. s., 8 H), 5.06 - 5.32 (br. s., 1 H), 3.86 - 4.57 (m, 16 H), 3.15 - 3.82 (m, 30 H), 2.92 (br. s., 16 H), 2.68 (br. s., 16 H), 1.45 (br. s., 76 H), 1.24 (br. s., 28 H), 0.88 (t, J=6.6 ㎐, 3 H).

실시예 1 내지 실시예 11로부터, 생성된 UV 흡수 폴리에테르의 분석적 특징이 예상 구조와 일치하였음을 알 수 있다. 실시예들에 기재된 중합체의 HPLC 분석은 기재된 중합 방법이 낮은 농도의 잔류 UV 흡수 단량체를 야기한다는 증거를 제공하였다.

실시예 12. SPF 결과의 요약

하기 시험관 내 자외선 차단 시험 방법을 사용하여 UV 흡수 중합체에 대한 자외선 차단 지수(SPF) 측정을 수행하였다. 중합체 샘플을 측량하여 8 mL 유리 바이알에 넣었다. 혼합된 C₁₂ 내지 C₁₅ 알킬 벤조에이트 (미국 뉴저지주 뉴왁 소재의 이노스펙(Innospec)에 의해 상표명 핀솔브(FINSOLV) TN으로 판매되는 화장품용 오일 용매)를 바이알에 첨가하여 중합체의 원하는 중량 퍼센트 용액을 달성하였다. 자석 교반 박대를 바이알에 첨가하고, 이어서 테플론 라이닝된 스크류 캡으로 밀봉하였다. 중합체 / 오일 용액을 균질해질 때까지 100℃ 알루미늄 반응 블록에서 교반하였다. 일단 냉각되면, 32 mg의 중합체 용액을 폴리(메틸 메타크릴레이트) (PMMA) 플레이트 (프랑스 마르세유 소재의 헬리오사이언스에 의해 상표명 헬리오플레이트(HELIOPLATE) HD6으로 판매되는 시험 기재)에 적용하였다. 플레이트 상의 샘플의 중량이 26 mg으로 감소할 때까지 한 손가락으로 라텍스 코트(latex cot)를 사용하여 용액을 플레이트 위에 고르게 펴 발랐다. 제조사로부터 입수한 그대로의 HD6 플레이트를 사용하여 베이스라인 투과율을 측정하였다. 보정된 랩스피어 UV-1000S UV 투과율 분석기 (미국 뉴햄프셔주 노스서튼 소재의 랩스피어)를 사용하여 흡광도를 측정하였다. 흡광도 측정치를 사용하여 SPF 지수를 계산하였다. 본 기술 분야에 공지된 방법을 사용하여 SPF를 계산하였다. SPF의 계산에 사용된 방정식은 하기 방정식 1로 설명된다:

[방정식 1]

SPF _{시험관 내}= [ ∫ E(λ) I(λ)dλ] / [ ∫ E(λ) I(λ) 10^-A ₀ ^(λ) (dλ)]

상기 식에서,

E(λ) = 홍반 작용 스펙트럼

I(λ) = UV 공급원으로부터 받은 스펙트럼 방사 조도

A₀(λ) = UV 노출 전 시험 제품 층의 평균 단일파장 흡광도

dλ = 파장 스텝 (1 nm)

그리고, 290 nm 내지 400nm의 파장 범위에 걸쳐 적분을 각각 수행하였다.

중합체들의 시험관 내 SPF 시험의 결과를 실시예 4, 실시예 7, 및 실시예 9에서 [핀솔브 TN 중 중량%, 평균 SPF 값]으로서 보고하며 이는 표 1에 또한 나타나있다.

[표 1]

기재된 중합체 조성물은 국소 화장품 응용에 보통 사용되는 오일에 용해성이었음을 알 수 있다. 더욱이, 이들 오일 중 중합체의 용액은 시험관 내 SPF 시험 방법을 사용할 때 적합한 SPF 값을 나타낸 것으로 입증되었다.

조성물 실시예

하기 실시예는 본 발명의 소정 조성물의 낮은 자극을 예시한다. 본 발명의 조성물 (E1 내지 E4)은 화학 결합된 UV-발색단을 포함하는 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르를 포함한다. 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르를 실시예 3B 및 실시예 4에 기재된 방법에 따라 제조하였다. 본 발명의 조성물 (E1 내지 E4) 및 비교예 C1을 표 2에 나타난 바와 같이 그리고 하기에 기재된 바와 같이 제조하였다.

[표 2]

아미겔은 미국 플로리다주 하이얼리어 소재의 알반 뮐러 인터내셔널(Alban Muller International)로부터 입수가능한 스클레로튬 검이다. 페노닙 XB는 스위스 무텐츠 소재의 클라리언트(Clariant)로부터 입수가능한 페녹시에탄올 (및) 메틸파라벤 (및) 에틸파라벤 (및) 프로필파라벤이다. 페물렌 TR-2는 미국 오하이오주 위클리페 소재의 노베온/루브리졸(Noveon/Lubrizol)로부터 입수가능한 아크릴레이트/C_10-30 알킬 아크릴레이트 가교중합체이다. 세티올 CC는 독일 루드빅샤펜 소재의 코그니스, 현재는 바스프(BASF)로부터 입수가능한 다이카프릴릴 카르보네이트이다. 암피솔 K는 네덜란드 헤를렌 소재의 DSM으로부터 입수 가능한, 포타슘 세틸 포스페이트 (100% 음이온성)이다. 크로다콜(CRODACOL) C95은 미국 뉴저지주 에디슨 소재의 크로다 피엘씨(Croda PLC)로부터 입수가능한 포화 C16 선형 사슬 세틸 알코올이다.

본 발명의 실시예 E1 내지 E4 및 비교예 C1을 하기 절차에 의해 제조하였다. 주 용기에 물을 첨가하고 혼합하면서 80℃로 가열하여 수상을 제조하였다. 아미겔, 페물렌 TR2 및 페노닙 XB를 첨가하고 용해될 때까지 혼합하였다. 용기를 세티올 CC 및 크로다콜 C95로 충전하고 혼합하여 오일상을 제조하였다. 60℃에서 UV-흡수 폴리에스테르를 첨가하였다. 암피솔 K를 첨가하고, 혼합하면서 혼합물을 약 80℃로 가열하였다. 가열된 수상을 적당히 전단하면서 오일상에 첨가하였다. 냉각하면서 적당한 혼합을 계속하였다. 크로다콜 C95가 빠진 점을 제외하고는, 동일한 절차를 사용하여 비교예 C1을 제조하였다.

상기에 기재된 수정 TEP를 사용하여 본 발명의 실시예 E1 내지 실시예 E4 및 비교예 C1 및 비교예 C2의 수정 TEP 값을 결정하였고 그 결과가 표 3에 보고되어 있다.

[표 3]

수정 TEP 시험의 결과는 본 발명의 실시예들이 매우 낮은 수정 TEP 값을 가짐을 나타내는데, 이는 놀랄 만큼 낮은 자극을 나타낸다. 대조적으로, 알코올 작용기를 갖는 비이온성 수중유 유화제를 함유하는 비교 조성물 C1은 수정 TEP 값이 훨씬 더 크다.

또한, 상기에 기재된 본 발명의 실시예 E1 및 실시예 E3을 SPF에 대해 시험하였다. 32 mg의 국소 조성물을 폴리(메틸 메타크릴레이트) (헬리오플레이트 HD6 PMMA) 플레이트에 도포하였다. 한 손가락으로 라텍스 코트(latex cot)를 사용하여 용액을 플레이트 위에 고르게 펴 발랐다. 약한 압력을 사용하여 30초 미만으로 국소 조성물을 전체 플레이트에 걸쳐 우선 도포하였다. 이어서 더 강한 압력을 사용하여 20 내지 30초의 기간에 걸쳐 거친 표면으로 문질렀다. 샘플의 평균 최종 질량을 기록하였다. 본 발명의 실시예 E1의 최종 질량은 약 13.5 mg이었고, 본 발명의 실시예 E1 및 실시예 E3은 약 14 mg이었다. 이어서, 샘플을 어두운 곳에, 주위 온도에서, 15분 이상 동안 평형을 이루게 두었다. 제조사로부터 입수한 그대로의 HD6 플레이트를 사용하여 베이스라인 투과율을 측정하였다. 보정된 랩스피어 UV-2000S UV 투과율 분석기를 사용하여 흡광도를 측정하였다. 결과가 하기 표 4에 나타나 있다.

[표 4]

본 발명이 그의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 함께 기재되었지만 전술한 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용은 예시하고자 하는 것이고, 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아님이 이해된다.

Claims

조성물로서,
연속 수상;
상기 수상 중에 균질하게 분포된 불연속 오일상으로서, 상기 오일상은 중합체 조성물을 포함하고, 상기 중합체 조성물은 공유 결합된 UV-발색단을 포함하는 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르를 포함하는 썬스크린제를 포함하고, 상기 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르는 10 이상의 SPF를 갖는 상기 조성물을 제공하기에 효과적인 양으로 존재하는, 상기 불연속 오일상; 및
음이온성 수중유 유화제 및 알코올 작용기를 갖는 비이온성 수중유 유화제를 포함하는 수중유 유화제 성분으로서, 상기 비이온성 수중유 유화제에 대한 상기 음이온성 수중유 유화제의 중량비가 12 이하인, 상기 수중유 유화제 성분을 포함하고,
상기 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르를 5 중량% 내지 50 중량%로 포함하고, 상기 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르는

및

(상기 식에서, Y는 상기 공유 결합된 UV-발색단이고,
x는 반복단위의 개수로서, 정수임)로 이루어진 군으로부터 선택되는 반복 단위를 포함하는, 조성물.
삭제
제1항에 있어서, 상기 중합체 조성물은 상기 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르로 이루어지는, 조성물.
제1항에 있어서, 7 중량% 내지 40 중량%의 상기 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르를 포함하는, 조성물.
제1항에 있어서, 10% 내지 25%의 상기 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르를 포함하는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물에는 비-중합체성 UV-흡수 썬스크린제가 부재하는, 조성물.
제6항에 있어서, 상기 조성물에는 상기 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르 이외의 중합체성 썬스크린제가 부재하는, 조성물.
제1항에 있어서, 3 중량% 내지 8 중량%의 상기 음이온성 수중유 유화제를 포함하는, 조성물.
제1항에 있어서, 4.5 중량% 내지 8 중량%의 상기 음이온성 수중유 유화제를 포함하는, 조성물.
제7항에 있어서, 상기 음이온성 수중유 유화제 성분은 포타슘 세틸 포스페이트를 포함하는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 음이온성 수중유 유화제는 설페이트, 에테르 설페이트, 모노글리세릴 에테르 설페이트, 설포네이트, 설포석시네이트, 에테르 설포석시네이트, 설포석시나메이트, 아미도설포석시네이트, 카르복실레이트, 아미도에테르카르복실레이트, 석시네이트, 사르코시네이트, 아미노산, 타우레이트, 설포아세테이트 및 포스페이트의 알킬, 아릴, 또는 알킬아릴, 또는 아실-변성된 버젼(modified version)으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 음이온성 수중유 유화제 성분은 포스페이트 에스테르를 포함하는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비이온성 수중유 유화제는 14 내지 22개의 탄소 원자를 갖는 지방 알코올인, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 수중유 유화제 성분은 1 중량% 이하의 양이온성 유화제를 함유하는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비이온성 유화제에 대한 상기 음이온성 유화제의 비는 0.5 내지 12인, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물의 SPF가 20 이상인, 조성물.
삭제
제1항에 있어서, 상기 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르는 글리세릴 반복 단위들을 갖는 골격을 포함하는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르는 하기 구조식:

(상기 식에서, R은 펜던트 기이고, Y는 상기 공유 결합된 UV-발색단을 나타내고, X는 말단 기이고, m 및 n은 0 내지 1 사이의 실수이고,
x는 반복단위의 개수로서, 정수이고,
o 및 p는 각각 독립적으로 반복되는 탄소의 개수로서, 1 또는 2임)을 갖는 것을 특징으로 하는, 조성물.
제19항에 있어서, m은 1이고 n은 0인, 조성물.
제20항에 있어서, X 및 R은 독립적으로, 수소, 선형 알킬, 알케닐 또는 알키닐 탄화수소 사슬, 및 선형 실록산으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 UV-발색단은 트라이아졸, 캄포르(camphor), 다이벤조일메탄, 4-아미노벤조산 및 그의 알칸 에스테르, 안트라닐산 및 그의 알칸 에스테르, 살리실산 및 그의 알칸 에스테르, 하이드록시신남산 및 그의 알칸 에스테르, 다이하이드록시-, 다이카르복시-, 및 하이드록시카르복시벤조페논 및 그의 알칸 에스테르 또는 산 할라이드 유도체, 다이하이드록시-, 다이카르복시-, 및 하이드록시카르복시칼콘 및 그의 알칸 에스테르 또는 산 할라이드 유도체, 다이하이드록시-, 다이카르복시-, 및 하이드록시카르복시쿠마린 및 그의 알칸 에스테르 또는 산 할라이드 유도체, 벤잘말로네이트, 벤즈이미다졸을 포함하는 치환체, 벤즈옥사졸을 포함하는 치환체, 3-(3-(2H-벤조[d][1,2,3]트라이아졸-2-일)-5-(tert-부틸)-4-하이드록시페닐), 6-옥틸-2-(4-(4,6-다이([1,1'-바이페닐]-4-일)-1,3,5-트라이아진-2-일)-3-하이드록시페녹시)프로파노에이트 및 트라이옥틸 2,2',2"-(((1,3,5-트라이아진-2,4,6-트라이일)트리스(3-하이드록시벤젠-4,1-다이일))트리스(옥시))트라이프로파노에이트로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 UV-발색단은 벤조트라이아졸 및 트라이아진으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르는 중량 평균 분자량이 1,000 내지 20,000의 범위인, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 중합체 조성물은 다분산 지수(polydispersity index)가 1.5 이하인, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 중합체 조성물은 50 중량% 이상의 상기 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르를 포함하는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 중합체 조성물은 95 중량% 이상의 상기 선형의 자외선 방사선 흡수 폴리에테르를 포함하는, 조성물.