KR102464655B1

KR102464655B1 - 알라닌계 계면활성제 조성물 및 이를 포함하는 인체 세정용 조성물

Info

Publication number: KR102464655B1
Application number: KR1020200189750A
Authority: KR
Inventors: 장경화; 노승호; 김종완
Original assignee: 노승호
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2022-11-07
Also published as: KR20220096902A

Abstract

본 발명은 촉매 없이 알리닌 알칼리염과 지방산 에스테르의 아미드화 반응과 연속된 비누화 반응을 통해 아실 알라닌 금속염 및 고급 지방산 비누가 혼합된 음이온계 계면활성제의 제조 방법 및 그것을 이용한 인체 세정용 조성물에 관한 것이다. 본 발명을 통해 친환경적인 제조공정으로 아실 아실 알라닌 금속염의 냄새와 색상 품질을 현저하게 향상시켜 제조할 수 있다.

Description

알라닌계 계면활성제 조성물 및 이를 포함하는 인체 세정용 조성물{ALANINE-BASED SURFACTANT COMPOSITION AND HUMAN BODY CLEANING COMPOSITION COMPRISING SAME}

본 발명은 아실 알라닌 금속염과 고급 지방산 비누를 포함하는 음이온계 계면활성제 조성물을 제조하는 방법 및 이것을 포함하는 인체 세정용 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 아실 알라닌 금속염의 제조 단계에서, 촉매를 사용하지 않으면서도 종래기술로부터 제조된 아실 알라니네이트염에 비해 냄새와 색상 품질을 현저하게 향상시킬 수 있는 음이온계 계면활성제 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

아미노산계 계면활성제는 타 음이온계 계면활성제에 비하여 피부에 대한 자극이 적으면서도 상대적으로 우수한 세정력, 기포 생성력을 지니고 있으며, 그 중 아실 알라닌 금속염은 약산성-중성 pH에서도 상 안정성이 우수한 장점이 있다.

현재 대부분의 상업적 아실 알라닌 금속염을 합성하는 방법으로는 미국 특허 제6,703,517호에서 찾아볼 수 있다. 이 방법은 아실클로라이드와 알라닌을 반응시키는 합성법으로, 아실클로라이드 자체의 원료비가 높고 반응과정에서 염화수소 부산물이 생성되며 미반응물과 부반응물의 제거를 위한 정제공정을 필요로 하는 등 제조 공정이 친환경적이지 못하고 제조 비용이 높다. 인체용 세정제로 주로 쓰이는 황산계 계면활성제에 비해 가격 경쟁력이 낮아 사용하는데 한계가 있는 점이 상용화된 아실 알라닌 금속염의 가장 큰 문제이다.

최근 종래 제조기술을 대신하여 친환경적이고, 경제적인 방법으로 아실 알라니네이트염을 합성하는 방법이 연구되고 있다. 대한민국 특허 제10-1915613-0000호에 의하면, 지방산 에스테르와 알라닌염을 아미드화 반응시켜 아실 알라니네이트염을 합성하는데, 이 방법에 의해 제조된 아실 알라니네이트염은 색상이 가드너 색수(Gardner color scale)가 3 수준으로 품질이 낮으며, 아미드화 반응을 위해 사용되는 소듐 메톡사이드 촉매로 인해 불쾌한 냄새의 메틸 에스터류를 생성시킨다. 또한 미반응물로 모노글리세라이드, 디글리세라이드, 트리글리세라이드 등 지방산 에스테르가 남게 되어 기포 생성력이 부족하게 된다. 이와 같이 대한민국 특허 제10-1915613-0000호에 의해 제조된 제품은, 기본적인 기포 생성력이 충분하지 않으며 불쾌한 냄새를 발생시키고 색상 품질이 부족하기 때문에, 실제 인체용 세정제에 적용하는데 한계가 있다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

미국 특허 제6,703,517호

대한민국 특허 제10-1915613-0000호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 촉매 없이 알라닌염과 지방산 에스테르의 아미드화 반응에 의해서 아실 알라닌 금속염을 생성시킴으로써 종래 기술의 단점인 냄새 발생의 문제와 열등한 색상 품질의 문제를 향상시킬 수 있는 경제적인 아미노산계 계면활성제 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 제조 방법으로 얻어진 아실 알라닌 금속염 및 고급 지방산 비누를 포함하는 아미노산계 계면활성제 조성물은 기포 생성력이 좋으며, 친환경적이고, 피부 자극이 적어서 인체 세정용 조성물로서 사용하기에 적합하다.

본 발명자들은, 종래기술에서와 같이 아실 알라닌 금속염과 지방산 에스테르를 소듐 메톡사이드 촉매 하에서 아미드화 반응을 수행하여 아실 알라닌 금속염을 생성시키는 경우에, 생성물로부터 톡 쏘는 듯한 불쾌한 냄새가 발생하는데, 그 이유는 촉매의 사용으로 부산물인 메틸 에스터류 성분이 생성되기 때문임을 확인하였다. 상기한 문제의 해결을 위해, 본 발명에서는 별도의 촉매 없이 지방산 에스테르의 아미드화 반응으로 아실 알라닌 금속염을 제조함으로써 불쾌한 냄새 성분인 메틸 에스터류의 발생 문제를 해결하였다. 별도의 촉매가 필요 없는 이유는 종래기술과 다르게 과도한 아미드화 반응이 필요하지 않기 때문이다. 이는 알칼리 알라니네이트 만으로도 본 발명의 방법에서 요구되는 합성 전환율을 달성할 만큼의 pH 도달이 가능하기 때문이다.

종래기술에서는 과도한 아미드화 반응으로 인해서 색상이 가드너 색수 3 수준의 낮은 품질을 나타냈지만, 본 발명자들은 비교적 단시간 내에 아미드화 반응을 종결하고 미반응 지방산 에스테르를 비누화 반응시킴으로써 색상 품질을 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 아실 알라닌 금속염의 제조 방법을 발명하였다. 종래기술에서는 모노글리세라이드, 디글리세라이드, 트리글리세라이드 등 지방산 에스테르 형태로 미반응물이 잔류하게 되며, 이것이 일정량 이상 존재하게 되면 상안정성 및 기포력에 악영향을 미치기 때문에 높은 합성 전환율로 반응시켜야 해, 결과적으로 색상 품질에 악영향을 끼치게 됐다.

본 발명자들은 고급 지방산 비누가 아실 알라닌 금속염과 시너지 효과가 좋다는 매우 중요한 사실을 알게 되었다. 이에 비교적 단시간 내에 아미드화 반응을 종결하여 아실 알라닌 금속염을 제조하는 과정에서의 색상 품질을 높이고도, 연속적인 비누화 반응 실시함으로써 미반응 지방산 에스테르를 비누화시켜 고급 지방산 비누를 합성하여 기포력을 유의하게 높일 수 있었다.

이와 같이, 아실 알라닌 금속염과 고급 지방산 비누가 혼합된 아미노산계 계면활성제 조성물을 제조하는 본 발명의 방법을 통해서, 본 발명에서는 아실 클로라이드를 원료로 사용하지 않는 친환경 공정을 구현하고 경제적인 원료 사용으로 상용 아실 알라니네이트염에 비해 가격 경쟁력이 있는 아미노산계 계면활성제 조성물을 생산할 수 있으며, 종래기술에 비해 색상과 냄새 품질이 획기적으로 개선되고, 아실 알라닌 금속염과 고급 지방산 비누의 시너지 효과로 기포 생성력을 높일 수 있었다.

도 1은 실시예 1을 통해 합성된 결과물의 NMR 분석의 결과를 나타내는 도면이다.
도 2는 실시예 1를 통해 합성된 결과물 적외선 흡수분광법의 결과를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시예 1을 통해 합성된 결과물을 액체크로마토그래피에서 direct infusion을 하고 ESI(negative)를 통해 질량 분석한 결과를 나타내는 도면이다.

이하 본 발명에 대하여 구체적인 예를 참조로 하여 자세히 설명한다.

본 발명은 촉매 없이 알라닌알칼리염과 지방산 에스테르를 아미드화 반응시키는 단계; 및 상기 아미드화 반응물에 연속적으로 비누화 시키는 단계를 거쳐서 제조되는 것을 특징으로 하는, 아실 알라닌 금속염 및 고급지방산 비누가 혼합된 음이온계 계면활성제의 제조 방법을 제공한다.

바람직하게는, 본 발명은,

i) 알라닌 알칼리염과 지방산 에스테르를 용매 중의 120 내지 180℃에서 2 내지 12 시간(h) 동안 아미드화 반응을 수행하여, 아실 알라닌 금속염을 생성시키는 단계; 및

ii) 상기 단계 i)에 후속하여, 단계 i)의 반응물을 110℃ 이하로 냉각시킨 후에, 단계 i)의 반응물의 0.5 내지 5배 중량의 물과 물 대비 0.5 내지 20 질량%의 알칼리 수산화물을 투입하고, 60 내지 95℃에서 1 내지 10 시간 동안 비누화 반응을 수행하여, 단계 i)의 반응물 중의 미반응 지방산 에스테르를 비누화시키는 단계를 포함하여, 아실 알라닌 금속염 및 고급 지방산 비누를 포함하는 아미노산계 계면활성제 조성물의 제조 방법으로서,

상기 단계 i)에서, 상기 알라닌 알칼리염이 지방산 에스테르 대비 0.1 당량 내지 1 당량의 양으로 사용되며, 바람직하게는 0.70 내지 0.95 당량으로 알칼리염과 반응하여 아실 알라닌 금속염을 형성시키고,

상기 단계 ii)에서, 비누화 반응 후의 생성물의 가드너 색수가 1 이하인, 아미노산계 계면활성제 조성물의 제조 방법을 제공한다.

상기 본 발명의 제조 방법에서, 단계 i) 및 단계ii)의 반응은 각각, 예를 들어, 이하 반응도식(I) 및 반응도식(II)에 나타낸 바와 같이 수행된다:

반응도식(I)

반응도식(II)

상기 식에서, R₁, R₂ 및 R₃은 각각 서로 독립적으로 탄소수 8 내지 22의 선형 또는 분지형 알킬 형태의 지방산이고, M⁺는 알칼리 또는 알칼리 토금속이온이다.

바람직하게는, 본 발명의 제조 방법에서, 알라닌 알칼리염은 알라닌에 알칼리금속 또는 알칼리토금속으로 중화된 군으로부터 단독 또는 이들의 혼합물이다.

또한 본 발명의 제조 방법에서, 지방산 에스테르는 C₈-C₂₂ 지방산을 포함하는 C₁-C₃ 알킬 에스테르로 지방산 모노글리세라이드, 지방산 디글리세라이드, 지방산 트리글리세라이드, 지방산 메틸에스테르로 이루어진 군으로 선택된 어느 하나 이상을 포함한다. 바람직하게는 코코넛오일, 팜오일, 팜커넬오일, 올리브오일, 시어오일, 아르간오일, 호호바오일, 동백오일, 감귤오일, 아보카도오일, 녹차씨오일, 달맞이종자오일, 미강오일, 아보카도오일, 옥수수오일, 대두오일, 라놀린, 우지, 돈지 및 마유 등으로 이루어진 군 또는 이에서 유래한 지방산 모노글리세라이드, 지방산 디글리세라이드, 지방산 메틸 에스테르로 선택하여 사용할 수 있다.

상기 알라닌 알칼리염은 알라닌을 알카리 금속 또는 알칼리 토금속으로 중화한 제품을 단독 또는 이들의 혼합물로 사용할 수 있다.

본 발명의 제조 방법에서, 아미드화 반응은 120 내지 180℃에서 2 내지 12 시간(h) 동안, 바람직하게는 140 내지 160℃에서 2 내지 8시간 동안 수행된다. 이때, 상기 반응 조건은 알라닌 알칼리염의 분해 없이 본 발명의 제조 방법에서 요구되는 정도의 아미드화 반응을 수행하기에 적합한 조건이다. 아미드화 반응에서 용매로는 모든 유기용매를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌 글리콜 등 다가 알콜류를 1종 이상 사용함으로써 반응성을 높일 수 있으나, 이러한 구체적 종류에 한정되지는 아니한다.

본 발명의 제조 방법의 단계 i)에서 사용되는 상기 알라닌 알칼리염은 지방산 에스테르 대비 0.1 당량 내지 2 당량을 사용하며, 바람직하게는 0.70 당량 내지 0.95 당량이 바람직하다. 단계 i)의 반응 종료 시점은 투입한 지방산 에스테르의 70 내지 90 질량%가 아실 알라닌 금속염으로 전환되는 때로, 과도하게 반응을 지속하면 반응물의 색상이 나빠지기 때문에 변색되기 전에 반응을 종료시키게 된다. 이때 미반응 지방산 에스테르는 단계 ii)의 반응을 통해 비누화시켜 고급 지방산 비누로 만든다.

본 발명의 제조 방법에서의 단계 i)의 반응에서 중요한 점은 촉매를 사용하지 않으면서도 아미드화 반응을 시킬 수 있다는 점이다. 이것은 촉매가 없어도 알라닌 알칼리염에 의해 반응물의 pH가 높기 때문에 지방산 에스테르의 70 내지 90 질량%가 반응하여 아실 알라닌 금속염으로 전환이 가능하기 때문이다. 소듐메톡사이드 촉매를 사용하지 않음으로써 부반응에 의한 불쾌한 냄새의 메틸 에스터류가 발생하지 않게 된다. 또한 과도한 아미드화 반응을 진행하지 않고 비교적 빠른 시간 내에 아미드화 반응을 종결함으로써 색상 품질이 나빠지는 것을 막을 수 있게 된다.

상기 단계 ii)의 반응은 단계 i)이 종료된 반응물을 110℃ 이하로 냉각시킨 후, 물, 예를 들어, 정제수와 알칼리 수산화물을 투입하고, 60 내지 95℃에서 1 내지 10시간 동안 반응이 수행된다. 상기 반응 온도 범위는 비누화 반응에 적합한 온도 범위이고, 반응 시간도 미반응된 트리글리세라이드를 비누화시키기에 바람직한 시간이다.

본 발명의 제조 방법에 있어서, 물, 예를 들어, 정제수는 단계 i)의 반응물의 0.5 내지 5배 질량으로 한다. 알칼리 수산화물은 알카리금속 또는 알카리토금속을 포함하는 수산화물 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상으로 이루어져 있으며, 물 대비 0.1 내지 20 질량%의 양으로 사용된다. 이러한 단계 ii)의 반응을 통해 미반응 지방산 에스테르를 고급 지방산 비누로 전환시킴으로써 기포력과 상안정성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 제조 방법을 사용하여 얻어진 아실 알라닌 금속염 및 고급 지방산 비누을 포함하는 아미노산계 계면활성제 조성물, 및 이를 포함하는 인체 세정용 조성물을 제공한다. 상기 아미노산계 계면활성제 조성물은, 상기 아실 알라닌 금속염 및 고급 지방산 비누 외에도, 글리세린, 알라닌알칼리염, 다가알콜류 또는 이들 중 2가지 이상의 혼합물을 더 포함할 수 있다. 글리세린은 상기 제조 방법에 따른 부산물로 생성되며, 알라닌 알칼리염은 상기 제조 방법에서 미반응물로 포함된다.

상기 아미노산계 계면활성제 조성물에 포함되는 아실 알라닌 금속염 및 고급 지방산 비누의 혼합물은 약산성 내지 중성 pH에서 사용되는 계면활성제로서 다른 계면활성제에 비해 피부에 저자극성이며, 세정력 및 기포력이 또한 양호하다. 본 발명에 따른 인체 세정용 조성물의 세정 성분으로서 상기 아미노산계 계면활성제 조성물은 본 발명의 인체용 세정용 조성물에 세정력과 기포력을 제공할 뿐만 아니라 모발에 유연성을 부여하며, 세포 독성이 낮고 피부 친화도가 좋아 피부자극을 줄일 수 있다.

상기 아미노산계 계면활성제 조성물은 인체세정용 조성물의 전체 중량을 기준으로, 0.5 내지 50 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 30 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 0.5 중량% 미만으로 포함되면 아미노산계 계면활성제의 장점인 피부 마일드에 대한 목적을 달성하기 어려울 수 있으며, 50 중량%를 초과하여 포함되면 처방의 상용성에 문제가 있을 수 있다.

통상의 계면활성제는 샴푸를 포함한 통상적인 인체 세정용 조성물 등에 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다.

본 발명의 인체 세정용 조성물은 또한, 음이온성 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다. 그러한 음이온성 계면활성제로는 암모늄 라우릴 설페이트, 암모늄 라우레트 설페이트, 소듐 라우릴 설페이트, 소듐 라우레트 설페이트 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 음이온성 계면활성제를 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으나, 상기 구체적 종류에 한정된 것은 아니다.

또한, 본 발명에 따른 인체 세정용 조성물은 세정력와 사용감 증가 등의 목적으로 비이온성 계면활성제 및/또는 양쪽성 계면활성제를 추가로 포함할 수 있으며, 비이온계면활성제로는 야자유지방산디에탄올아미드, 야자유지방산모노에탄올아미드, 라우릴산디에탄올아미드, 폴리옥시에틸렌 라우릴 이더, 알킬폴리글루코시드 등과 같은 비이온성 계면활성제; 및 양쪽성 계면활성제인 코코아미도 프로필 베타인, 코코암포카르복시 글리시네이트, 코코아미도 베타인 군에서 선택된 하나 이상의 계면활성제를 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 단독 또는 혼합 사용할 수 있으나, 상기 구체적 종류에 한정된 것은 아니다.

또한 본 발명에 따른 인체 세정용 조성물은 컨디셔닝 성분으로서 양이온성 셀룰로오스 폴리머를 사용하는 데, 모발에 윤기 및 부드러움 등 컨디셔닝 효과를 부여하는 역할을 한다. 상기 양이온성 셀룰로오스 폴리머는 총 조성물에 대하여 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 0.05 중량% 미만으로 포함되면 모발에 컨디셔닝 효과를 부여하려는 목적을 달성하기 어려울 수 있으며, 0.5 중량%를 초과하여 포함되면 장기간 사용시 빌드업 현상을 초래할 수 있다.

상기 양이온성 셀룰로오스 폴리머는 당업계에 공지된 것이 제한 없이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 폴리쿼터늄-10을 사용할 수 있고, 기타 실리콘 화합물, 탄화수소 오일, 합성 에스테르 오일 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 성분을 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으나, 상기 구체적 종류에 한정된 것은 아니다.

또한, 본 발명에 따른 인체 세정용 조성물은 통상적인 샴푸 조성물 등에 사용될 수 있는 방부제, 점증제, 점도조정제, pH 조정제, 향료, 염료 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 1,2-헥산디올, 에틸헥실글리세린, 파라옥시안식향산메틸, 메틸클로로이소티아졸리논, 메틸이소티아졸리논 등의 방부제; 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 하이드록시메틸셀룰로오스, 염화나트륨, 염화암모늄, 프로필렌글리콜, 헥실렌글리콜등의 점증제와 점도 조정제; 구연산, 수산화나트륨, 트리에탄올아민 등의 pH조정제; 수용성 타르 색소 등의 염료; 동식물성 추출물, 단백질, 단백질 변형체 등의 컨디셔닝제와 같은 첨가제를 사용할 수 있다

또한, 본 발명에 따른 인체 세정용 조성물은 피부 및 모발에 유연, 항균, 방취, 방향, 발수, 자외선 차단 등의 유익한 특성을 제공하는 성분들을 더 포함할 수 있으나, 이러한 구체적 종류에 한정된 것은 아니다.

이하에서는, 본 발명에 따른 그 효과를 확인하기 위한 실시예를 통해서 본 발명을 자세히 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않음을 이해할 수 있을 것이다.

실시예

실시예 1: 포타슘 코코일 알라니네이트와 포타슘 코코에이트의 제조

본 제조 방법에서는 기계식 교반기, 온도계, 콘덴서(condenser) 및 가스주입관이 설치된 500ml 4구 구형 플라스크를 사용하였다. 반응기는 실리콘 오일이 담긴 오일배스를 이용하여 가온하였다. 반응기에 알라닌 40g, 수산화칼륨(90%) 28g을 넣고 90℃ 질소 분위기 하에서 중화반응 시킨 후, 110℃에서 감압 탈수 시켜, 알라닌 칼륨염을 얻었을 수 있었다. 여기에 코코넛 오일 110g, 디프로필렌글리콜 23g을 넣고 질소 분위기의 145℃에서 5시간 동안 교반하여 반응을 진행하였다. 이후 100℃까지 냉각한 반응물에 물 240g과 수산화칼륨 5g을 넣고 90℃에서 5시간동안 교반을 하여 비누화 반응을 완성하였고, 가드너 색수 1 수준의 투명하고 밝은 노란색의 액상의 결과물을 얻을 수 있었다. 실시예 1을 통해 얻어진 결과물을 ¹H NMR 스펙트럼, 적외선 분광, 액체크로마토그래피를 사용하여 분석한 결과, 포타슘코코일알라니네이트와 포타슘코코에이트가 생성된 것을 확인하였다.

실시예 2: 소듐 코코일 알라니네이트와 소튬 코코에이트의 제조

실시예1과 동일한 반응기에 알라닌 40g, 수산화나트륨(90%) 20g을 넣고 90℃ 질소 분위기 하에서 중화반응 시킨 후, 110℃에서 감압 탈수 시켜 알라닌 나트륨을 얻었을 수 있었다. 여기에 코코넛 오일 100g, 디프로필렌글리콜 21g을 넣고 질소 분위기의 145℃에서 5시간 동안 교반하여 반응을 진행하였다. 샘플링한 시료는 알라닌나트륨염 기준으로 85%의 전환율을 보였다. 100℃까지 냉각한 반응물에 물 240g과 수산화나트륨 5g을 넣고 90℃에서 5시간동안 교반을 하여 비누화반응을 완성하였고, 가드너 색수 1의 투명한 밝은 노란색의 액상의 결과물을 얻을 수 있었다.

실시예 3

실시예 1과 동일한 반응기에 알라닌 40g, 수산화칼륨(90%) 28g을 넣고 90℃ 질소 분위기 하에서 중화반응 시킨 후, 110℃에서 감압 탈수 시켜, 알라닌 칼륨염을 얻었을 수 있었다. 여기에 코코넛 오일 110g, 디프로필렌글리콜 23g을 넣고 질소 분위기의 160℃에서 2시간 동안 교반하여 반응을 진행하였다. 이후 100℃까지 냉각한 반응물에 물 240g과 수산화칼륨 5g을 넣고 90℃에서 5시간동안 교반을 하여 비누화 반응을 완성하였고, 가드너 1을 갖는 액상의 결과물을 얻을 수 있었다.

실시예 4

실시예 1과 동일한 반응기에 알라닌 40g, 수산화칼륨(90%) 28g을 넣고 90℃ 질소 분위기 하에서 중화반응 시킨 후, 110℃에서 감압 탈수 시켜, 알라닌 칼륨염을 얻었을 수 있었다. 여기에 코코넛 오일 110g, 디프로필렌글리콜 23g을 넣고 질소 분위기의 135℃에서 10시간 동안 교반하여 반응을 진행하였다. 이후 100℃까지 냉각한 반응물에 물 240g과 수산화칼륨 5g을 넣고 90℃에서 5시간동안 교반을 하여 비누화 반응을 완성하였고, 가드너 색수 1의 투명한 액상의 결과물을 얻을 수 있었다.

비교예 1: 소듐 메톡사이드 촉매를 적용한 포타슘 코코일 알라니네이트의 제조

실시예1과 동일한 반응기에 알라닌 40g, 수산화칼륨(90%) 28g을 넣고 90℃ 질소 분위기 하에서 중화반응 시킨 후, 110℃에서 감압 탈수 시켜 알라닌칼륨염을 얻었을 수 있었다. 여기에 코코넛 오일 100g, 소듐메톡사이드(35% in methanol) 2.1g을 넣고 질소 분위기의 160℃에서 8시간 동안 교반하여 반응을 진행하고 반응 종료 후 물 240g을 넣었다. 그 결과 가드너 색수 5의 진한 색상을 갖는 투명한 액상의 결과물을 얻을 수 있었다.

<합성 결과물의 확인과 비교>

실시예 1, 2 및 비교예 1의 합성결과를 비교하여 표 1에 나타냈다.

실시예 1, 2와 같이 촉매 없이 반응하였을 때 가드너 색수 1 수준의 색상을 유지하면서 양호한 냄새를 나타냈으나, 종래기술에 의한 비교예 1에서는 색상이 나쁘고, 톡 쏘는 듯한 강한 냄새가 발생하였다. 또한 비교예 1에 비해 실시예 1,2의 기포력은 상대적으로 양호한 결과를 보였다.

[표 1]

기포력1): KS M2709에 준하여, 1%로 희석한 용액의 기포력 측정

<합성 결과물의 확인>

1. 1-H NMR 스펙트럼 분석

실시예 1을 통해 합성된 결과물을 염산을 이용하여 산처리하여 정제한 후, 이를 KOH로 중화하여 NMR 분석을 수행하였다. 그 결과, 포타슘알라니네이트의 아마이드 기의 수소(N-H)가 8.0ppm 시그널 범위에서 나타났으며, 포타슘코코에이트의 C=O옆단의 첫 번째 메틸렌기의 수소가 2.2ppm 시그널 범위에서 나타나 포타슘알라니네이트 및 포타슘코코에이트가 합성되었음을 확인할 수 있었다(도 1참조).

2. 적외선 분광 데이터(Infrared Spectroscopy Data) 분석

실시예 1를 통해 합성된 결과물을 산처리하여 정제한 후, 이를 KOH로 중화하여 적외선 흡수분광법으로 합성여부를 확인하였다. 그 결과 3320cm^-1, 1640cm^-1, 1530cm^-1에서 포타슘코코일알라니네이트에서의 아마이드기에 의한 흡수스펙트럼을 확인할 수 있었고, 1700cm^-1에서 포타슘코코에이트의 에스테르기에 의한 흡수 스펙트럼을 확인 할 수 있었다(도 2 참조).

3. 질량분석 분석

실시예 1을 통해 합성된 결과물을 액체 크로마토그래피에서 direct infusion을 하고 ESI(negative)를 통해 질량 분석을 실시한 결과 199m/z 기준으로 포타슘코코에이트 부분이 분석되었고, 270m/z 기준으로 포타슘 코코일알라니네이트 부분이 분석되었다(도 3 참조).

시험예 1: 생분해도 시험

실시예 1로 제조된 제품의 생분해도 시험 OECD 301A : 1992 방법으로 실시하였다. 미생물 접종원은 경기도 과천시 하수 종말처리장 활성 슬러지를 사용하였고, 최종 시험액은 생균수 10⁴CFU/mL, 부유물질 1mg/L로였다. 생분해도 시험 결과 98.0%의 생분해도를 확인하여 제품의 생분해도가 우수하여 친환경적임을 확인할 수 있었다.

시험예 2: 피부 자극 시험

실시예 1로 제조된 제품의 인체 피부 자극 정도를 평가하고 이를 통해 피부 안정성을 확인하기 위해 피부 일차 자극 안정성 인체적용시험을 실시하였다. 첩포는 피험자의 등 상부에 부착하였으며, 1%의 실시예 1, 25 ㎕를 IQ Ultra 챔버를 이용하여 첩포하였다. 첩포를 부착하고 24시간 경과한 후 첩포를 제거하였다. 첩포를 제거하고 30분 후에 첫 판독을 시행하였고, 24시간이 경과한 후에 2차 판독, 48시간이 경과한 후에 3차 판독을 2명의 전문가에 의해 국제접촉피부염연구회(International Contact Demartitis Research Group ; ICDRG)의 판정 기준에 따라 자극 정도를 관찰하여 1차 피부 자극 지수(Primary Cutaneous Irritation index; P.C.I)를 구한 결과, 피부 자극 지수는 0으로 무자극군 임을 확인할 수 있었다.

시험예 3: 상안정성 시험

실시예 1로 제조된 제품을 40℃와 0℃에서 28일간 각각 상안정성을 확인한 결과, 상분리가 일어나지 않고 안정함을 확인 할 수 있었다.

제형예 1

실시예 1에서 제조한 포타시움 코코일 알라니네이트와 포타시움 코코에이트 비누가 포함된 인체세정제 조성물 제형을 제조하여 상안정성, 소비자 사용감조사 등을 확인하였다. 자세한 처방은 아래 표 2와 같다.

[표 2]

제형 비교예 1

본 발명 제품과의 비교를 위해, 표 2에서 실시예 1 대신 비교예 2를 처방하여 삼푸를 제조하였고, 상안정성 및 소비자 사용감 조사를 실시하여 비교하였다.

[표 3]

(숫자가 클수록 만족도가 좋음)

Claims

촉매 없이 알라닌알칼리염과 지방산 에스테르를 아미드화 반응시키는 단계; 및
상기 아미드화 반응물에 연속적으로 비누화 시키는 단계를 거쳐서 제조되는 것을 특징으로 하는, 아실 알라닌 금속염 및 고급지방산 비누가 혼합된 음이온계 계면활성제의 제조 방법.
제 1항에 있어서,
알라닌 알칼리염은 알라닌에 알카리금속 혹은 알칼리토금속으로 중화된 군으로부터 단독 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 아실 알라닌 금속염 및 고급지방산 비누가 혼합된 음이온계 계면활성제의 제조 방법.
제 1항에 있어서,
지방산 에스테르는 C₈-C₂₂ 지방산을 포함하는 C₁-C₃ 알킬 에스테르로 지방산 모노글리세라이드, 지방산 디글리세라이드, 지방산 트리글리세라이드, 지방산 메틸에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하는, 아실 알라닌 금속염 및 고급지방산 비누가 혼합된 음이온계 계면활성제의 제조 방법.
제 3항에 있어서,
지방산 에스테르는 코코넛오일, 팜오일, 팜커넬오일, 올리브오일, 시어오일, 아르간오일, 호호바오일, 동백오일, 감귤오일, 아보카도오일, 녹차씨오일, 달맞이종자오일, 미강오일, 아보카도오일, 옥수수오일, 대두오일, 라놀린, 우지, 돈지 및 마유로 이루어진 군 또는 이에서 유래한 지방산 모노글리세라이드, 지방산 디글리세라이드, 및 지방산 메틸에스테르 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 아실 알라닌 금속염 및 고급지방산 비누가 혼합된 음이온계 계면활성제의 제조 방법.
제 1항에 있어서,
알라닌알칼리염과 지방산 에스테르의 아미드화 반응은 120 내지 180℃에서 2 내지 12시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는, 아실 알라닌 금속염 및 고급지방산 비누가 혼합된 음이온계 계면활성제의 제조 방법.
제 5항에 있어서,
알라닌알칼리염과 지방산 에스테르의 아미드화 반응은 140 내지 160℃에서 2 내지 8시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는, 아실 알라닌 금속염 및 고급지방산 비누가 혼합된 음이온계 계면활성제의 제조 방법.
제 5항 또는 제 6항에 있어서,
비누화 반응은 상기 제 5항 또는 제 6항을 수행한 후에 정제수와 알칼리수산화물을 투입하고, 40 내지 95℃에서 1 내지 10시간 동안 반응시키며; 여기서, 정제수는 제 5항 또는 제 6항에서 수행한 반응물의 0.5 내지 5배 중량으로 하고;
알칼리수산화물은 알카리 금속 혹은 알칼리 토금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 그 이상으로 이루어진 것으로 상기 정제수 대비 0.1 내지 20 중량%인 것을 특징으로 하는, 아실 알라닌 금속염 및 고급지방산 비누가 혼합된 음이온계 계면활성제의 제조 방법.
제 1항의 제조 방법에 의해 제조된 아실 알라닌 금속염과 고급지방산 비누를 포함하는 인체세정용 조성물.
제 8항에 있어서,
상기 아실 알라닌 금속염과 고급지방산 비누는, 상기 인체세정용 조성물의 전체 중량을 기준으로, 0.5 내지 50 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 인체세정용 조성물.