KR102617012B1 - 친양쪽성 다당류 유도체 및 이를 포함하는 조성물 - Google Patents

친양쪽성 다당류 유도체 및 이를 포함하는 조성물 Download PDF

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Abstract

본 개시는 다당류 유도체를 포함하는 조성물에 관한 것으로, 이 다당류 유도체는 a) 적어도 하나의 소수성 기, 및 b) 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하며, 이 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸이다.

Description

친양쪽성 다당류 유도체 및 이를 포함하는 조성물
[관련 출원에 대한 상호 참조]
본 출원은 2016년 12월 16일자로 출원되고 발명의 명칭이 "친양쪽성 다당류 유도체 및 이를 포함하는 조성물[Amphiphilic Polysaccharide Derivatives and Compositions Comprising Same]"인 미국 가출원 제62/435158호의 우선권 및 이득을 주장하는데, 미국 가출원의 개시 내용은 그 전체가 본 설명에 참고로 포함된다.
[기술분야]
본 개시는 다당류 유도체를 포함하는 조성물을 대상으로 하는데, 이때, 다당류 유도체는 적어도 1개의 소수성 기 및 적어도 1개의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함한다.
미생물의 유전자 엔지니어링(engineering) 또는 효소적 합성을 이용하여 새로운 구조 다당류를 찾고자 하는 요구로, 연구자들은 생분해성이고 재생성 공급 원료로부터 경제적으로 제조될 수 있는 올리고당류 및 다당류를 발견하였다.
세탁용, 패브릭용, 식기 세척용 조성물 또는 기타 세정 조성물을 포함하는 현대의 세제 조성물은 일반적인 세제 성분, 예컨대 음이온성, 비이온성, 양이온성, 양쪽성, 쯔비터이온성, 및/또는 반극성 계면활성제와; 효소, 예컨대 프로테아제, 셀룰라아제, 리파아제, 아밀라아제, 및/또는 퍼옥시다아제를 포함한다. 세탁 세제 및/또는 패브릭 케어 조성물은 청결하고, 상쾌하고 위생 처리된 것일 뿐만 아니라 외관 및 무결성(integrity)도 유지된 패브릭을 수득하는 데 있어서의 하나 이상의 목적을 갖는 다양한 세제 성분을 추가로 포함할 수 있다. 따라서, 효과제(benefit agent), 예컨대 향료, 위생제, 곤충 방제제, 표백제, 섬유 유연제, 염료 고정제, 방오 가공제(soil release agent), 및 패브릭 광택제(brightening agent)가 세탁 세제 및/또는 패브릭 케어(fabric care) 조성물에 혼입되었다. 그러한 세제 성분의 사용에 있어서, 이들 화합물 중 일부가 세탁 및/또는 패브릭 케어 과정 동안 또는 그 후 효과적이도록 패브릭 상에 침착되는 것이 중요하다.
세제 조성물의 일부를 형성하는 대다수의 성분들은 비 재생성 석유 원료로부터 생산된다. 재생 가능한 자원으로부터 제조된, 개선된 세정 성능을 제공하는 세제 조성물을 제형화할 필요성은 여전히 남아 있다.
다음을 포함하는 조성물이 본 설명에 개시된다:
다당류 유도체로서, 이 다당류 유도체는
a) 적어도 하나의 소수성 기; 및
b) 적어도 하나의 친수성 기;로 치환된 다당류를 포함하며,
이 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸인 다당류 유도체.
일 구현예에서, 폴리 알파-1,3-글루칸은 글루코스 단량체 단위들의 골격을 포함하며, 글루코스 단량체 단위들 중 50% 이상은 알파-1,3-글리코시드 연결을 통하여 연결된다. 또 다른 구현예에서, 폴리 알파-1,3-글루칸은 글루코스 단량체 단위들의 골격을 포함하며, 글루코스 단량체 단위들 중 90% 이상은 알파-1,3-글리코시드 연결을 통하여 연결된다. 추가의 구현예에서, 폴리 알파-1,6-글루칸은 글루코스 단량체 단위들의 골격을 포함하며, 글루코스 단량체 단위들 중 40% 이상은 알파-1,6-글리코시드 연결을 통하여 연결된다. 일 구현예에서, 폴리 알파-1,6-글루칸은 50% 미만의 알파-1,2-분지도를 갖는다.
일 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, C2 내지 C18 알켄, C2 내지 C18 알킨; (-CH2CH2O-), (-CH2CH(CH3)O-) 또는 이의 혼합물의 반복 단위를 포함하는 폴리에테르(이때, 반복 단위의 총 개수는 3 내지 100의 범위임); C6 내지 C20 아릴, 벤질, C1-C18 알킬 설포닐, C6-C20 아릴 설포닐, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, 벤질, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 벤질 기를 포함하고, 이 벤질 기는 할로겐, 시아노, 에스테르, 아미드, 에테르 기, C1 내지 C6 알킬 기, 아릴 기, C2 내지 C6 알켄 기, C2 내지 C6 알킨 기, 또는 이의 조합 중 1개 이상으로 더 치환된다.
일 구현예에서, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 알킬 치환된 암모늄 염, 설폰산 염, 알킬 설폰산 염, 황산염, 티오황산염, 또는 이의 조합을 포함한다.
또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, C2 내지 C18 알켄, C2 내지 C18 알킨; (-CH2CH2O-), (-CH2CH(CH3)O-) 또는 이의 혼합물의 반복 단위를 포함하는 폴리에테르(이때, 반복 단위의 총 개수는 3 내지 100의 범위임); C6 내지 C20 아릴, 벤질, C1-C18 알킬 설포닐, C6-C20 아릴 설포닐 기, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함한다. 추가 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, 벤질, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 알킬 치환된 암모늄 염, 설폰산 염, 알킬 설폰산 염, 황산염, 티오황산염, 또는 이의 조합을 포함한다. 또한, 추가 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, 벤질, 또는 p-톨루엔설포닐 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 티오황산염 또는 카복시메틸 기를 포함한다.
일 구현예에서, 다당류 유도체는 약 5 내지 약 1400 범위의 중합도를 갖는다. 또 다른 구현예에서, 다당류 유도체는 약 0.001 내지 약 3.0의 치환도를 갖는다. 추가 구현예에서, 2중량%의 다당류 유도체는 ASTM 표준 D1331, 2015 방법에 따라 결정된 바에 따르면 65 mN/m 이하의 표면 장력을 갖는다.
또 다른 구현예에서, 조성물은 액체, 겔, 분말, 하이드로콜로이드, 수용액, 과립, 정제, 캡슐, 단일 구획 사셰, 다중-구획 사셰, 단일 구획 파우치, 또는 다중-구획 파우치 형태이다.
또 다른 구현예에서, 조성물은 계면활성제, 효소, 세제 빌더, 복합화제, 중합체, 방오 중합체, 계면활성 촉진 중합체, 표백제, 표백 활성화제, 표백 촉매, 패브릭 컨디셔너, 점토, 폼 부스터, 비누 거품 억제제, 부식 방지제, 오염물 현탁제, 오염물 재침착 방지제, 염료, 살세균제, 변색 억제제, 형광 증백제, 방향제, 포화 또는 불포화 지방산, 이염 억제제, 킬레이팅제, 색조 염료, 칼슘 양이온, 마그네슘 양이온, 시각적 신호전달 성분, 소포제, 구조화제, 증점제, 고결 방지제, 전분, 샌드, 겔화제 또는 이의 조합 중 적어도 하나를 추가로 포함한다.
일 구현예에서, 효소는 셀룰라아제, 프로테아제, 아밀라아제, 리파아제, 또는 이의 조합이다. 일 구현예에서, 효소는 셀룰라아제이다. 또 다른 구현예에서, 효소는 프로테아제이다. 추가 구현예에서, 효소는 아밀라아제이다. 또 다른 구현예에서, 효소는 리파아제이다.
또한, 기재의 처리 방법이 본 설명에 개시되는데, 이 방법은
A) 다당류 유도체를 포함하는 조성물을 제공하는 단계(이때, 이 다당류 유도체는
a) 적어도 하나의 소수성 기; 및
b) 적어도 하나의 친수성 기;로 치환된 다당류를 포함하며,
이 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸인 다당류 유도체임);
B) 기재를 조성물과 접촉시키는 단계; 및
C) 선택적으로 기재를 헹구는 단계;를 포함하고,
이때, 기재는 카펫, 업홀스터리(upholstery), 또는 표면이다.
또한, 제품이 본 설명에 개시되는데, 이 제품은
약 1중량% 내지 약 60중량%의 계면활성제; 및
약 0.1중량% 내지 약 10중량%의 다당류 유도체를 포함하며, 이때, 이 다당류 유도체는
a) 적어도 하나의 소수성 기; 및
b) 적어도 하나의 친수성 기;로 치환된 다당류를 포함하며,
이 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸이고; 상기 제품은 가정용품이다.
일 구현예에서, 제품은 액체, 겔, 분말, 하이드로콜로이드, 수용액, 과립, 정제, 캡슐, 단일 구획 사셰, 다중-구획 사셰, 단일 구획 파우치, 또는 다중-구획 파우치 형태이다.
또 다른 구현예에서, 제품은 효소, 세제 빌더, 복합화제, 중합체, 방오 중합체, 계면활성 촉진 중합체, 표백제, 표백 활성화제, 표백 촉매, 패브릭 컨디셔너, 점토, 폼 부스터, 비누 거품 억제제, 부식 방지제, 오염물 현탁제, 오염물 재침착 방지제, 염료, 살세균제, 변색 억제제, 형광 증백제, 방향제, 포화 또는 불포화 지방산, 이염 억제제, 킬레이팅제, 색조 염료, 칼슘 양이온, 마그네슘 양이온, 시각적 신호전달 성분, 소포제, 구조화제, 증점제, 고결 방지제, 전분, 샌드, 겔화제 또는 이의 조합 중 적어도 하나를 추가로 포함한다.
제품의 일 구현예에서, 효소는 셀룰라아제, 프로테아제, 아밀라아제, 리파아제, 또는 이의 조합이다.
제품의 또 다른 구현예에서, 2중량%의 다당류 유도체는 65 mN/m 미만의 표면 장력을 갖는다.
또한, 수용성 필름, 및 약 1중량% 내지 약 60중량%의 계면활성제; 및 약 0.1중량% 내지 약 10중량%의 다당류 유도체를 포함하는 조성물을 포함하는 수용성 단위 용량 물품이 본 설명에 개시되는데, 이때, 이 다당류 유도체는
a) 적어도 하나의 소수성 기; 및
b) 적어도 하나의 친수성 기;로 치환된 다당류를 포함하며,
이 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸이고; 상기 수용성 단위 용량 물품은 가정용품이다.
일 구현예에서, 수용성 단위 용량 물품은 적어도 2개의 구획을 포함한다. 추가 구현예에서, 수용성 단위 용량 물품은 적어도 2개의 구획을 포함하며, 여기서 구획들은 겹쳐진 배치 또는 나란한 배치로 배열된다. 추가 구현예에서, 수용성 단위 용량 물품은 적어도 3개의 구획을 포함한다.
또한, 기재의 처리 방법이 본 설명에 개시되는데, 이 방법은 물 존재 하에 기재를 가정용품과 접촉시키는 단계를 포함하며, 이때, 기재는 패브릭 또는 딱딱한 표면이다. 또한, 제품으로 패브릭을 처리하는 방법이 본 설명에 개시되는데, 이때, 처리된 패브릭은 L*a*b* WICIE 방법에 따라 측정한 바에 따르면 처리 전 패브릭에 대해 +1.5 이상 단위의 WICIE 변화를 갖는다.
나아가, 제품이 본 설명에 개시되는데, 이 제품은
약 1중량% 내지 약 60중량%의 비-석유 유래 계면활성제;
약 0.1중량% 내지 약 10중량%의 다당류 유도체를 포함하며, 이때, 이 다당류 유도체는
a) 적어도 하나의 소수성 기; 및
b) 적어도 하나의 친수성 기;로 치환된 다당류를 포함하며,
이 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸이고; 상기 제품은 가정용품이다.
일 구현예에서, 이 제품은 염료 및 광택제를 실질적으로 함유하지 않는다.
상세한 설명
모든 인용된 특허 및 비 특허 문헌의 개시 내용은 그 전체가 참조로 본 설명에 포함된다.
본 설명에 사용된 용어 "구현예" 또는 "발명"은 한정하려는 것이 아니라 청구범위에 정의되거나 본 설명에 기술된 임의의 구현예에 일반적으로 적용된다.　 이들 용어는 본 설명에서 상호 교환적으로 사용된다.　
본 개시에서, 여러 용어 및 약어가 사용된다. 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 다음 정의가 적용된다.
요소 또는 성분 앞의 관사는 요소 또는 성분의 경우(즉, 발생)의 수에 관해 비제한적인 것이다. 따라서, 단수형은 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 파악되어야 하며, 요소 또는 성분의 단수형은 그 수가 명백히 단수임을 의미하지 않는 한 복수형도 포함한다.
"포함하는"이란 용어는 청구범위에서 나타내는 언급된 특징, 정수, 단계, 또는 성분의 존재를 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 성분 또는 이의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 용어 "포함하는"은 용어 "본질적으로 ~로 이루어진" 및 "~로 이루어진"에 의해 포괄되는 구현예를 포함하려는 것이다. 유사하게, 용어 "본질적으로 ~로 이루어진"은 용어 "~로 이루어진"에 의해 포괄되는 구현예를 포함하려는 것이다.
존재하는 경우, 모든 범위는 포괄적이며 조합 가능하다. 예를 들어, "1 내지 5"의 범위가 언급된 경우, 언급된 범위는 "1 내지 4", "1 내지 3", "1~2", "1~2 및 4~5", "1~3 및 5" 등의 범위를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
수치 값과 관련하여 본 설명에서 사용되는 바와 같이, "약"이라는 용어는 이 용어가 달리 구체적으로 문맥에서 정의되어 있지 않으면, 그 수치 값의 +/- 0.5의 범위를 나타낸다. 예를 들어, 어구 "약 6의 pH 값"은 pH 값이 달리 구체적으로 정의되지 않는 한, 5.5 내지 6.5의 pH 값을 나타낸다.
본 명세서 전체에 걸쳐 주어진 모든 최대 수치 제한은, 마치 모든 하한 수치 제한이 본 설명에 명백하게 적힌 것처럼, 모든 하한 수치 제한을 포함하려는 것이다. 본 명세서 전체에 걸쳐 주어진 모든 최소 수치 제한은, 마치 더 큰 모든 수치 제한이 본 설명에 명백하게 적힌 것처럼, 더 큰 모든 수치 제한을 포함할 것이다. 본 명세서 전체에 걸쳐 주어진 모든 수치 범위는 마치 더 좁은 모든 수치 범위 전부가 본 설명에 명백하게 적힌 것처럼 그러한 더 넓은 수치 범위 내에 있는 더 좁은 모든 수치 범위를 포함할 것이다.
당업자가 다음의 상세한 설명을 읽으면 본 발명의 특징 및 장점을 보다 쉽게 이해할 것이다. 명확성을 위해 개별적인 구현예의 문맥에서 전술하고 후술한 본 발명의 특정 특징들은 단일 요소로 조합하여 제공될 수도 있음을 이해해야 한다. 역으로, 간결성을 위해, 단일 구현예의 맥락에서 기술되는 본 개시의 다양한 특징은 또한, 별개로, 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수 있다. 또한, 단수형에 대한 참조는 문맥에서 달리 구체적으로 언급하지 않는 한 복수형을 포함할 수도 있다(예를 들어, 단수형은 하나 이상을 지칭할 수 있다).
본 출원에 명시된 다양한 범위의 수치의 사용은, 달리 명백하게 지시되지 않는 한, 기재된 범위 내 최소값과 최대값 모두 앞에 단어 "약"이 있는 것처럼 근사치로 기재된다. 이러한 방식으로, 범위 내 값과 실질적으로 동일한 결과를 달성하기 위해 명시 범위 상하의 약간의 편차가 사용될 수 있다. 또한, 이러한 범위의 개시는 최소값과 최대값 사이의 각각의 값 및 모든 값을 포함하는 연속적인 범위로 의도된 것이다.
본 설명에서 사용되는 바와 같이, 용어 "중량 백분율", "중량 퍼센트(wt%)" 및 "중량-중량 퍼센트(% w/w)"는 본 설명에서 상호 교환적으로 사용된다. 중량 백분율은 재료가 조성물, 혼합물 또는 용액 중에 포함될 때의 질량을 기준으로 한 재료의 백분율을 의미한다.
어구 "수 불용성"은 5 그램 미만의 물질, 예를 들어, 알파-(1,3-글루칸) 중합체가 23℃의 물 100 밀리리터에 용해됨을 의미한다. 다른 구현예에서, 수 불용성은 4 그램 또는 3 그램 또는 2 그램 또는 1 그램 미만의 물질이 23℃에서 물에 용해됨을 의미한다.
용어 "수용성"은 다당류 또는 다당류 유두체가 25℃의 pH 7 물에서 1중량% 이상으로 용해될 수 있음을 의미한다. 중량 백분율은 물에 용해되는 다당류의 총 중량을 기준으로 한다. 예를 들어, 100 그램의 물 중 1 그램의 다당류.
수 분산성은 25℃의 pH 7 물에 1중량% 이상으로 용액 전체에 걸쳐 한정된 입자 또는 액적으로 분산되는 능력을 갖는 화합물로 정의된다. 중량 백분율은 물 중 화합물의 총 중량을 기준으로 한다. 예를 들어, 100 그램의 물 중 1 그램의 다당류 또는 다당류 유도체.
본 설명에 사용된 "중량 평균 분자량" 또는 "Mw"는 다음과 같이 계산된다.
Mw = ΣNiMi 2 / ΣNiMi; 여기서, Mi는 사슬의 분자량이고 Ni는 그 분자량을 갖는 사슬의 개수이다. 중량 평균 분자량은 정적 광산란법, 가스 크로마토그래피(GC), 고압 액체 크로마토그래피(HPLC), 겔 투과 크로마토그래피(GPC), 소각 중성자 산란법, X선 산란법, 및 침강 속도법 등의 기술에 의해 측정될 수 있다.
본 설명에 사용된 "수 평균 분자량" 또는 "Mn"은 샘플 내 모든 중합체 사슬의 통계적 평균 분자량을 의미한다. 수 평균 분자량은 Mn = ΣNiMi / ΣNi로서 계산되며, 여기서, Mi는 사슬의 분자량이고 Ni는 그 분자량을 갖는 사슬의 개수이다. 중합체의 수 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피, Mark-Houwink 식을 통한 점도측정법, 및 증기압 삼투압법, 말단기 결정 또는 양성자 NMR과 같은 총괄적 방법 등의 기술에 의해 측정될 수 있다.
용어 "소수성"은 비 극성이며 물에 대한 친화도가 거의 또는 전혀 없고 물을 튀기는 경향이 있는 분자 또는 치환체를 지칭한다.
용어 "친수성"은 극성이며 극성 용매, 특히 물, 또는 다른 극성 기와 상호 작용하는 친화도를 갖는 분자 또는 치환체를 지칭한다. 친수성 분자 또는 치환체는 물을 끌어당기는 경향이 있다.
용어 "친양쪽성"은 소수성 기와 친수성 기 둘 다를 함유함을 의미한다.
본 설명에서 언급된 글루코스 탄소 위치 1, 2, 3, 4, 5 및 6은 당해 분야에 공지된 바와 같고, 구조식 I로 도시된다:
[구조식 I]
용어 "글리코시드 연결" 및 "글리코시드 결합"은 본 설명에서 상호 교환적으로 사용되며, 탄수화물(당) 분자를 또 다른 탄수화물과 같은 또 다른 기에 연결하는 공유 결합 형태를 나타낸다. 본 설명에 사용된 용어 "알파-1,6-글리코시드 연결"은 인접한 알파-D-글루코스 고리 상의 탄소 1과 6을 통해 알파-D-글루코스 분자를 서로 연결하는 공유 결합을 나타낸다. 본 설명에 사용된 용어 "알파-1,3-글리코시드 연결"은 인접한 알파-D-글루코스 고리 상의 탄소 1과 3을 통해 알파-D-글루코스 분자를 서로 연결하는 공유 결합을 나타낸다. 본 설명에 사용된 용어 "알파-1,2-글리코시드 연결"은 인접한 알파-D-글루코스 고리 상의 탄소 1과 2를 통해 알파-D-글루코스 분자를 서로 연결하는 공유 결합을 나타낸다. 본 설명에 사용된 용어 "알파-1,4-글리코시드 연결"은 인접한 알파-D-글루코스 고리 상의 탄소 1과 4를 통해 알파-D-글루코스 분자를 서로 연결하는 공유 결합을 나타낸다. 본 설명에서는 "알파-D-글루코스"를 "글루코스"라 한다.
글루칸, 덱스트란, 치환된 글루칸, 또는 치환된 덱스트란의 글리코시드 연결 프로파일은 당해 분야에 공지된 임의의 방법을 이용해 측정될 수 있다. 예를 들어, 연결 프로파일은 핵 자기 공명(NMR) 분광법(예를 들어, 13C NMR 또는 1H NMR)을 이용하는 방법을 이용해 측정될 수 있다. 이 방법들 및 이용될 수 있는 다른 방법들은 본 설명에 참조로 포함되는 문헌[Food Carbohydrates: Chemistry, Physical Properties, and Applications (S. W. Cui, Ed., Chapter 3, S. W. Cui, Structural Analysis of Polysaccharides, Taylor & Francis Group LLC, Boca Raton, FL, 2005)]에 개시되어 있다.
본 설명에서 사용되는 용어 "폴리 글루칸(poly glucan)"은 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 및/또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸을 지칭한다. 복수형 "폴리 글루칸(poly glucans)"은 모든 세 가지 다당류를 지칭한다.
본 설명에서 사용되는 용어 "알킬 기"는 불포화를 함유하지 않는 선형, 분지형, 또는 고리형("시클로알킬") 탄화수소 기를 지칭한다. 본 설명에서 사용되는 용어 "알킬 기"는 치환된 알킬, 예를 들어 적어도 하나의 하이드록시알킬 기 또는 디하이드록시 알킬 기로 치환된 알킬 기뿐만 아니라, 탄화수소 사슬 내에 산소, 황, 및/또는 질소와 같은 1개 이상의 헤테로원자를 함유하는 알킬 기도 포함한다.
본 설명에서 사용되는 용어 "알켄"은 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는 선형, 분지형, 또는 고리형 탄화수소 기를 지칭한다. 본 설명에서 사용되는 용어 "알켄"은 치환된 알켄 기, 예를 들어 적어도 하나의 알킬 기, 하이드록시알킬 기, 또는 디하이드록시 알킬 기로 치환된 알켄뿐만 아니라, 탄화수소 사슬 내에 산소, 황, 및/또는 질소와 같은 1개 이상의 헤테로원자를 함유하는 알켄도 포함한다.
본 설명에서 사용되는 용어 "알킨"은 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중 결합을 함유하는 선형 및 분지형 탄화수소 기를 지칭한다. 본 설명에서 사용되는 용어 "알킨"은 치환된 알킨 기, 예를 들어 적어도 하나의 알킬 기, 하이드록시알킬 기, 또는 디하이드록시 알킬 기로 치환된 알킨뿐만 아니라, 탄화수소 사슬 내에 산소, 황, 및/또는 질소와 같은 1개 이상의 헤테로원자를 함유하는 알킨도 포함한다.
본 설명에서 사용되는 용어 "아릴"은 단일 고리(예컨대, 페닐), 다중 고리(예컨대, 비페닐), 또는 다중 축합 고리(적어도 하나는 방향족임)(예컨대, 1,2,3,4-테트라하이드로나프틸, 나프틸, 안트릴, 또는 페난트릴)를 갖는 방향족 탄소고리 기로서, 이는 선택적으로 알킬 기로 단일-, 2-, 또는 3-치환된다. 아릴은 또한, 헤테로아릴 기를 의미하며, 여기서 헤테로아릴은 질소, 산소 및 황으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 헤테로 원자를 갖는 5-, 6-, 또는 7-원 방향족 고리 시스템으로 정의된다. 헤테로아릴 기의 예에는 피리딜, 피리미딜, 피롤릴, 피라졸릴, 피라지닐, 피리다지닐, 옥사졸릴, 퓨라닐, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 티아졸릴, 및 티에닐이 포함되며, 이는 선택적으로 알킬 기로 치환될 수 있다.
본 설명에서 사용되는 용어 "몰 치환도"(M.S.)는 다당류 또는 이의 유도체의 단량체 단위당 유기 기의 몰을 지칭한다. 예를 들어, 폴리 알파-1,3-글루칸 유도체의 몰 치환도 값은 매우 큰 상한치(예를 들어 수백 또는 심지어 수천)를 가질 수 있음이 주지된다. 예를 들어, 유기 기가 하이드록실-함유 알킬 기라면, 폴리 알파-1,3-글루칸의 하이드록실 기 중 하나에 대한 에틸렌 옥사이드의 부가를 통하여, 에틸렌 옥사이드로부터 그렇게 형성된 하이드록실 기는 폴리에테르를 형성하도록 추가로 에테르화될 수 있다.
본 개시는 다당류 유도체를 포함하는 조성물을 대상으로 하는데, 이때, 다당류 유도체는
a) 적어도 하나의 소수성 기; 및
b) 적어도 하나의 친수성 기;로 치환된 다당류를 포함하며,
이 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸이다.
본 설명에 개시된 다당류 유도체는 친양쪽성 다당류 유도체, 즉, 소수성 기와 친수성 기 둘 다를 함유하는 다당류라 지칭된다. 친양쪽성 다당류 유도체는 계면에서의 증진된 흡착 특성으로 인해 표면 장력의 감소를 가져올 수 있으므로 관심의 대상이다. 이러한 특성은 세탁, 세정, 식품, 화장품, 산업, 필름 및 제지 생산을 포함한 광범위한 적용 분야에서 유용하다. 세탁 용도의 경우, 친양쪽성 다당류 유도체는 방오제로서 작용할 수 있는데, 이때, 소수성 기는 소수성 기재 표면에 흡착되고 친수성 기는 오손을 튀겨낸다. 친양쪽성 다당류 유도체는 또한, 소수성 기재에 대한 양호한 접착을 가능하게 하고, 친수성 표면을 제공하기 위하여 필름 및 종이의 표면 코팅으로 유용할 수 있다. 친양쪽성 다당류 유도체는 오일이 물에 분산될 때 물과 오일 방울의 계면에서 스스로 배향될 수 있다. 수중유 분산의 경우, 친양쪽성 다당류 유도체의 소수성 기는 유상에 용해되는 반면, 친수성 기는 수상에 용해된다. 따라서, 친양쪽성 다당류 유도체는 오일 방울 주변에 필름을 형성하고, 에멀젼을 안정화시킨다. 이러한 식으로, 친양쪽성 다당류 유도체는 그의 표면 활성으로 인해 세정, 식품 및 화장품 용도의 에멀젼 안정화제 및/또는 발포제로서 사용될 수 있다. 전형적으로, 이러한 용도에 사용하기 위하여, 친양쪽성 다당류 유도체는 수용성 또는 수 분산성이다.
일 구현예에서, 다당류 유도체는 다당류 골격이 치환되지 않은 알파-D-글루코스 고리 및 치환된 알파-D-글루코스 고리를 포함하도록 다당류 골격을 따라 랜덤하게 치환된 소수성 기 및 친수성 기를 갖는 다당류를 포함한다. 본 설명에서 사용되는 바와 같이, "랜덤하게 치환된"이라는 용어는 랜덤하게 치환된 다당류의 글루코스 고리 상의 치환체가 비-반복 또는 랜덤 양식으로 나타남을 의미한다. 즉, 치환된 글루코스 고리 상에서의 치환은 다당류에서의 제2의 치환된 글루코스 고리 상의 치환과 동일하거나 상이할 수 있어서[즉, 다당류에서의 글루코스 고리에서의 상이한 원자들 상의 치환체들(이는 동일하거나 상이할 수 있음)], 중합체 상에서의 전체 치환은 패턴이 없다. 나아가, 치환된 글루코스 고리는 다당류 내에서 랜덤하게 나타난다(즉, 다당류 내의 치환 및 비치환 글루코스 고리에 패턴이 없다).
일 구현예에서, 다당류 유도체는 a) 적어도 하나의 소수성 기 및 b) 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하며, 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸이다. 또 다른 구현예에서, 다당류 유도체는 a) 적어도 하나의 소수성 기 및 b) 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하며, 다당류는 폴리 알파-1,6-글루칸이다. 추가 구현예에서, 다당류 유도체는 a) 적어도 하나의 소수성 기 및 b) 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하며, 다당류는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸이다. 친양쪽성 다당류 유도체의 혼합물 또한, 사용될 수 있다.
또한, 치환된 다당류는 위의 본 설명에 개시된 다당류의 혼합물을 포함할 수 있다.
다당류 유도체는 a) 적어도 하나의 소수성 기 및 b) 적어도 하나의 친수성 기로 1개 이상의 위치에서 치환된 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸을 포함한다. 적합한 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, C2 내지 C18 알켄, C2 내지 C18 알킨; (-CH2CH2O-), (-CH2CH(CH3)O-) 또는 이의 혼합물의 반복 단위를 포함하는 폴리에테르(이때, 반복 단위의 총 개수는 3 내지 100의 범위임); C6 내지 C20 아릴, 벤질, C1-C18 알킬 설포닐, C6-C20 아릴 설포닐 기, p-톨루엔설포닐 기, 및 이의 조합을 포함한다. 적합한 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 및 이의 조합을 포함한다.
적어도 하나의 소수성 기 및 적어도 하나의 친수성 기는 각각 독립적으로 특정 다당류에 적절하게 글루코스 단량체의 2, 3, 4, 및/또는 6 하이드록실 위치에서 다당류를 유도체화할 수 있다. 소수성 기 및 친수성 기는 알킬렌, 에스테르(COO-, -OOC), 아미드(-CONH-), 카바메이트(-NHCO-), 에테르(-O-), 티오에테르(-S-), 설폰산염(-OSO2-), 황산염(-OSO2O-), 티오황산염(-SS(O2)O), 탄산염(-OCOO-), 우레탄(-NHCOO-, -OOCNH), 우레아(-NHCONH-), 아민(-NH-), 인산염(-OPO2(OR), 또는 포스폰산염(-PO2(OR)- 과 같은 화학적 연결을 통해 다당류에 독립적으로 연결된다.
아래 구조식 II 및 구조식 III은 글루코스 단위가 유도체화될 수 있는 위치와 글루칸 중합체 및 구조식에 도시된 치환기 R 사이의 (Z로 도시된) 화학적 연결을 더욱 명확히 설명하기 위하여 폴리-1,3-글루칸 글루코스 반복 단위 및 폴리-1,6-글루칸 글루코스 반복 단위의 유도체화를 각각 나타내는 두 개의 일반화된 구현예를 보여준다. 유도체화된 다당류에 존재하는 소수성 기(R=R')와 친수성 기(R=R")의 개수는 유도체화된 다당류의 치환도에 반영된다; 치환되지 않은 위치에서 Z-R 모이어티는 하이드록실 기이다.
[구조식 II]
폴리-1,3-글루칸 내에서 글루코스의 유도체화
[구조식 III]
폴리 알파-1,6-글루칸 내에서 글루코스의 유도체화
소수성 기가 C1 내지 C18 알킬, C2 내지 C18 알켄, C2 내지 C18 알킨; (-CH2CH2O-), (-CH2CH(CH3)O-) 또는 이의 혼합물의 반복 단위를 포함하는 폴리에테르(이때, 반복 단위의 총 개수는 3 내지 100의 범위임); C6 내지 C20 아릴, 또는 벤질 기(아릴-CH2-)인 경우, 소수성 기는 에테르 연결을 통해 글루칸 중합체에 화학적으로 결합된다. 소수성 기가 p-톨루엔설포닐 기(CH3-C6H4-SO2-)일 때, 소수성 기는 폴리 알파-1,3-글루칸 내에서 글루코스 단위에 대해 아래 구조식 IV에서 설명된 바와 같이 결합되며, 이때, p-톨루엔설포닐 기는 6번 위치에 도시되어 있다:
[구조식 IV]
폴리 알파-1,3-글루칸이 산화되어 글루코스 고리의 6번 위치에서 카복시산 모이어티(-COO-)를 포함하는 친수성 기를 함유하는 경우, 카복시산 기(또는 염)는 아래 구조식 V에서 일반적으로 나타낸 바와 같이 탄소-탄소 결합을 통해 글루칸에 결합한다:
[구조식 V]
구조식 VI은 글루코스 고리의 2번 위치에 소수성 벤질 기 및 6번 위치에 (음이온으로 나타낸) 친수성 알킬 설폰산염 기가 있는 폴리-1,3-글루칸 글루코스 반복 단위의 유도체화를 나타내는 일반화된 구현예이다:
[구조식 VI]
이 다당류 유도체는 약 0.001 내지 약 3.0의 치환도를 갖는다. 본 설명에 사용되는 용어 "치환도" DoS는 다당류의 각각의 단량체 단위(글루코스)에서 치환된 하이드록실 기의 평균 개수를 지칭한다. 글루칸 중합체에서의 글루코스 단량체 단위에 3개 이하의 하이드록실 기가 있기 때문에, 전체 치환도는 3 이하일 수 있다. 다른 구현예에서, 치환도는 0.02 내지 2.5, 또는 0.02 내지 2.0, 또는 0.2 내지 2, 또는 0.2 내지 1의 범위일 수 있다. 대안적으로, DoS는 약 0.001, 0.005, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 또는 0.001 내지 3 사이의 임의의 값일 수 있다. 본 설명에 개시된 다당류 유도체는 약 0.001 내지 약 3.0의 치환도를 가지므로, 다당류 상의 치환체가 수소만일 수는 없다는 것은 당업자가 이해할 것이다. 본 설명에 개시된 친양쪽성 다당류 유도체의 치환도는 적어도 하나의 소수성 기와 관련하여, 적어도 하나의 친수성 기와 관련하여, 또는 전체 치환도, 즉, 소수성 기와 친수성 기의 DoS의 총합과 관련하여, 언급될 수 있다. 본 설명에서 사용되는 바와 같이, 치환도가 소수성 기 또는 친수성 기와 관련하여 언급되지 않을 때, 전체 치환도를 의미한다. 다당류 유도체는 적어도 하나의 소수성 기 및 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하므로, 소수성 기 단독과 관련하여, 또는 친수성 기 단독과 관련하여, DoS는 필연적으로 3 미만이다.
일 구현예에서, 다당류 유도체의 전체 DoS가 3 이하라는 단서 하에, 소수성 기(들)에 대한 다당류의 DoS는 약 0.02 내지 약 1.5의 범위, 또는 예를 들어 약 0.1 내지 약 1의 범위일 수 있고, 친수성 기(들)에 대한 다당류의 DoS는 약 0.1 내지 약 2.5의 범위, 또는 예를 들어 약 0.2 내지 약 1.5의 범위일 수 있다.
다당류 유도체는 약 5 내지 약 1400의 범위, 예를 들어, 약 5 내지 약 100의 범위, 또는 약 5 내지 약 500, 또는 약 5 내지 약 1000, 또는 약 5 내지 약 1100, 또는 약 5 내지 약 1200, 또는 약 5 내지 약 1300, 또는 약 5 내지 약 1400 범위의 중합도를 갖는다.
다당류 유도체의 구조, 분자량, 및 치환도는 당해 분야에 공지된 다양한 물리 화학적 분석, 예컨대 NMR 분광법 및 크기 배제 크로마토그래피(SEC)를 이용하여 확인할 수 있다.
다당류 또는 다당류 유도체의 "분자량"은 수 평균 분자량(Mn) 또는 중량 평균 분자량(Mw)으로 표현될 수 있다. 대안적으로, 분자량은 달톤, g/mol, DPw(중량 평균 중합도), 또는 DPn(수 평균 중합도)으로 표현될 수 있다. 이러한 분자량 척도를 산출하기 위한 다양한 수단, 예컨대 고압 액체 크로마토그래피(HPLC), 크기 배제 크로마토그래피(SEC), 또는 겔 투과 크로마토그래피(GPC)는 당해 분야에 공지되어 있다.
용어 "폴리 알파-1,3-글루칸", "알파-1,3-글루칸 중합체" 및 "글루칸 중합체"는 본 설명에서 상호 교환적으로 사용된다. 폴리 알파-1,3-글루칸은 적어도 약 50%의 글리코시드 연결이 알파-1,3-글리코시드 연결인 글리코시드 연결에 의해 서로 연결된 글루코스 단량체 단위를 포함하는 중합체를 의미한다. 폴리 알파-1,3-글루칸은 다당류의 한 유형이다. 폴리 알파-1,3-글루칸의 알파-1,3-글리코시드 연결은 다음과 같이 구조식 VII로 예시될 수 있다:
[구조식 VII]
폴리 알파-1,3-글루칸은 화학적 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 대안적으로, 폴리 알파-1,3-글루칸은 균류와 같이 폴리 알파-1,3-글루칸을 생산하는 다양한 유기체로부터 추출하여 제조될 수 있다. 대안적으로, 폴리 알파-1,3-글루칸은 예를 들어 미국 특허 제7,000,000호; 미국 특허 제8,642,757호; 및 미국 특허 제9,080,195호)(이들 전체는 본 설명에 참고로 포함됨)에 기술된 바와 같이 하나 이상의 글루코실트랜스퍼라아제(gtf) 효소(예를 들어, gtfJ)를 이용하여 수크로오스로부터 효소에 의해 생성될 수 있다. 이 문헌에서 제시된 절차를 이용하면, 이 중합체는 재조합 글루코실트랜스퍼라아제 효소, 예를 들어 gtfJ 효소를 촉매로 사용하고 수크로오스를 기질로 사용하는 1단계 효소 반응으로 직접 제조된다. 폴리 알파-1,3-글루칸은 부산물로서 프룩토스와 함께 생성된다. 반응이 진행됨에 따라, 폴리 알파-1,3-글루칸이 용액으로부터 침전된다. 폴리 알파-1,3-글루칸은, gtfJ 효소를 이용하여 생성되면, 4 내지 500의 범위의 수 평균 중합도(DPn)를 가질 수 있다. 다른 구현예에서, DPn은 30 내지 500 또는 40 내지 500 또는 50 내지 400의 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 폴리 알파-1,3-글루칸은 약 10 내지 약 400, 10 내지 약 300, 10 내지 약 200, 10 내지 약 100, 10 내지 약 50, 400 내지 약 1400, 또는 약 400 내지 약 1000, 또는 약 500 내지 약 900의 DPw를 갖는다.
일부 구현예에서, 알파-1,3인 폴리 알파-1,3-글루칸의 글루코스 단량체 단위들 간의 글리코시드 연결의 백분율은 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 이상, 또는 100%(또는 50%와 100% 사이의 임의의 정수 값)이다. 따라서, 이러한 구현예에서, 폴리 알파-1,3-글루칸은 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% 이하, 또는 0%(또는 0%와 50% 사이의 임의의 정수 값)의 알파-1,3이 아닌 글리코시드 연결을 갖는다. 폴리 알파-1,3-글루칸은 1,2-, 1,4- 및/또는 1,6-위치에서 연결된 글루코스 단량체의 백분율이 상대적으로 낮을 수 있다. 일부 구현예에서, 폴리 알파-1,3-글루칸은 93% 이상 내지 97%의 알파-1,3-글리코시드 연결 및 3% 미만의 알파-1,6-글리코시드 연결을 포함한다. 다른 구현예에서, 폴리 알파-1,3-글루칸은 95% 이상의 알파-1,3-글리코시드 연결 및 약 1%의 알파-1,6-글리코시드 연결을 포함한다. 추가 구현예에서, 폴리 알파-1,3-글루칸은 1 내지 3% 이하의 알파-1,3,6-글리코시드 연결을 포함한다.
일부 구현예의 불용성 폴리 알파-1,3-글루칸은 (i) 적어도 약 100000 달톤의 분자량의 (예컨대, 적어도 약 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 또는 100%의 알파-1,6 연결을 갖는) 덱스트란을 포함하는 골격, 및 (ii) 적어도 약 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 또는 100%의 알파-1,3-글루코시드 연결을 포함하는 알파-1,3-글루칸 측쇄를 갖는 공중합체(예컨대, 그래프트 공중합체)의 형태일 수 있다. 이러한 공중합체는 본 설명에 참조로 포함되는 국제 특허 출원 공개 제WO2017/079595호에 개시된 바와 같을 수 있다.
용어 "폴리 알파-1,6-글루칸" 및 "덱스트란"은 본 설명에서 상호 교환적으로 사용된다. 덱스트란은 일반적으로, 알파-1,3-연결에 의해 직쇄에 연결된 주기적인 측쇄(분지)를 갖는 알파-1,6-연결 글루코스 단량체 사슬을 포함하는 복잡한, 분지형 알파-글루칸의 패밀리를 나타낸다(Ioan et al., Macromolecules 33:5730-5739). 덱스트란의 생산은 전형적으로 박테리아(예컨대, 류코노스톡(Leuconostoc) 또는 스트렙토코커스(Streptococcus) 종)를 이용한 수크로오스의 발효를 통해 이루어지며, 여기서 수크로오스는 덱스트란 중합반응을 위하여 글루코스의 공급원으로 작용한다(Naessens et al., J. Chem. Technol. Biotechnol. 80:845-860; Sarwat et al., Int. J. Biol. Sci. 4:379-386; Onilude et al., Int. Food Res. J. 20:1645-1651). 폴리 알파-1,6-글루칸은 본 설명에 참조로 포함되는 WO2015/183714 및 WO2017/091533에 기술된 바와 같은 GTF1729, GTF1428, GTF5604, GTF6831, GTF8845, GTF0088, 및 GTF8117과 같은(그러나 이에 한정되지 않음) 글루코실트랜스퍼라아제를 이용하여 제조될 수 있다.
폴리 알파-1,6-글루칸은 4 내지 1400 범위의 수 평균 중합도(DPn)를 가질 수 있다. 다른 구현예에서, DPn은 4 내지 100, 또는 4 내지 500 또는 40 내지 500 또는 50 내지 400의 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 폴리 알파-1,6-글루칸은 약 10 내지 약 400, 10 내지 약 300, 10 내지 약 200, 10 내지 약 100, 10 내지 약 50, 400 내지 약 1400, 또는 약 400 내지 약 1000, 또는 약 500 내지 약 900의 DPw를 갖는다.
일부 구현예에서, 폴리 알파-1,6-글루칸은 글루코스 단량체 단위들의 골격을 포함하며, 글루코스 단량체 단위들 중 40% 이상은, 예를 들어, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 또는 90% 이상의 글루코스 단량체 단위들은 알파-1,6-글루코시드 연결을 통하여 연결된다.
본 설명의 덱스트란 "장쇄"는 "실질적으로 (또는 대부분) 알파-1,6-글리코시드 연결"을 포함할 수 있고, 이는 일부 양태에서 장쇄가 적어도 약 98.0%의 알파-1,6-글리코시드 연결을 가질 수 있음을 의미한다. 본 설명의 덱스트란은 일부 양태에서 "분지 구조"(분지된 구조)를 포함할 수 있다. 이러한 구조에서, 장쇄는 아마 반복적 방식으로 다른 장쇄로부터 분지할 것으로 예상된다(예를 들어, 하나의 장쇄가 또 다른 장쇄로부터의 분지일 수 있고, 이는 다시 그 자체가 또 다른 장쇄로부터의 분지일 수 있는 등이다). 이러한 구조에서의 장쇄는 "길이가 유사"할 수 있을 것으로 예상되며, 이는 분지 구조 내 모든 장쇄의 적어도 70%의 길이(DP[중합도])가 그 분지 구조의 모든 장쇄의 평균 길이의 +/- 30% 내에 있음을 의미한다.
일부 구현예에서 덱스트란은 장쇄로부터 분지하는 "단쇄"를 포함할 수도 있으며, 이는 일반적으로 1 내지 3개 글루코스 단량체 길이이고, 일반적으로 덱스트란 중합체의 모든 글루코스 단량체의 약 10% 미만을 포함한다. 이러한 단쇄는 일반적으로 알파-1,2-, 알파-1,3-, 및/또는 알파-1,4-글루코시드 연결을 포함한다(일부 양태에서, 장쇄에는 이러한 비-알파-1,6 연결의 비율은 작을 수도 있다고 이해된다). 일부 구현예에서, 분지가 있는 폴리-1,6-글루칸은 WO2015/183714 및 WO2017/091533의 절차에 따라 효소적으로 생산되며, 여기서, 예를 들어, 알파-1,2-분지 효소, 예컨대, "gtfJ18T1" 또는 "GTF9905"가 덱스트란 중합체(다당류)의 생산 도중에 또는 이후에 첨가될 수 있다. 다른 구현예에서, 알파-1,2-분지를 생산하는 것으로 알려져 있는 임의의 다른 효소가 첨가될 수 있다. 이러한 구현예에서 폴리-알파-1,6 글루칸의 분지도는 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% 이하, 또는 0%(또는 0%와 50% 사이의 임의의 정수 값)의 짧은 분지, 예를 들어, 알파-1,2-분지를 갖는다. 일 구현예에서, 폴리 알파-1,6-글루칸은 50% 미만의 알파-1,2-분지도를 갖는다. 일 구현예에서, 폴리 알파-1,6-글루칸은 대부분 선형이다.
일 구현예에서, 다당류는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸이다. 미국 특허 출원 공개 2015/0232785 A1에 개시된 바와 같이, 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸은 글루코실트랜스퍼라아제 효소의 생성물이다. 일부 구현예에서, 불용성 알파-글루칸은 적어도 약 30% 알파-1,3 연결 및 알파-글루칸 내에서 알파-1,3 및 -1,6 연결의 합계가 100%가 되게 하는 백분율의 알파-1,6 연결을 포함할 수 있다. 예를 들어, 알파-1,3 및 -1,6 연결의 백분율은 각각 약 30 내지 40% 및 60 내지 70%일 수 있다. 일부 양태에서, 적어도 약 30% 알파-1,3 연결을 포함하는 불용성 알파-글루칸은 선형이다. 적어도 약 30% 알파-1,3 연결을 포함하는 불용성 알파-글루칸을 생산하기 위한 글루코실트랜스퍼라아제는 본 설명에 참조로 포함되는 미국 특허 출원 공개 제2015/0232819호에 개시되어 있다.
일 구현예에서, 다당류는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸을 포함하고, (i) 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸의 글리코시드 연결의 적어도 30%는 알파-1,3 연결이고, (ii) 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸의 글리코시드 연결의 적어도 30%는 알파-1,6 연결이고, (iii) 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸은 적어도 10의 중량 평균 중합도(DPw)를 가지며, (iv) 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸의 알파-1,3 연결과 알파-1,6 연결은 서로 연속적으로 교번되지 않는다. 다른 구현예에서, 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸의 글리코시드 연결의 적어도 60%는 알파-1,6 연결이다.
폴리 알파-1,3-1,6-글루칸의 글리코시드 연결의 적어도 30%는 알파-1,3 연결이고, 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸의 글리코시드 연결의 적어도 30%는 알파-1,6 연결이다. 대안적으로, 본 설명의 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸 내 알파-1,3 연결의 비율은 적어도 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 또는 64%일 수 있다. 또한 대안적으로, 본 설명의 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸 내 알파-1,6 연결의 비율은 적어도 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 또는 69%일 수 있다.
폴리 알파-1,3-1,6-글루칸은 전술된 알파-1,3 연결 비율 중 임의의 하나 및 전술된 알파-1,6 연결 비율 중 임의의 하나를 가질 수 있다(단, 전체 비율은 100% 이하임). 예를 들어, 본 설명의 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸은 (i) 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 또는 40%(30% 내지 40%) 중 임의의 하나의 알파-1,3 연결 및 (ii) 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 또는 69%(60% 내지 69%) 중 임의의 하나의 알파-1,6 연결을 가질 수 있다(단 전체 비율은 100% 이하임). 비제한적인 예는 31%의 알파-1,3 연결과 67%의 알파-1,6 연결을 갖는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸을 포함한다. 특정 구현예에서, 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸의 글리코시드 연결의 적어도 60%는 알파-1,6 연결이다.
폴리 알파-1,3-1,6-글루칸은 알파-1,3 및 알파-1,6 이외의 글리코시드 연결을, 예를 들어 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 또는 1% 미만 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸은 알파-1,3 연결과 알파-1,6 연결만을 갖는다.
본 설명에 개시된 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸의 골격은 선형/비분지형일 수 있다. 대안적으로, 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸에는 분지가 있을 수 있다. 따라서, 특정 구현예에서 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸은 분지점을 갖지 않거나, 중합체 내 글리코시드 연결의 백분율로 약 30%, 29%, 28%, 27%, 26%, 25%, 24%, 23%, 22%, 21%, 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 또는 1% 미만의 분지점을 가질 수 있다.
폴리 알파-1,3-1,6-글루칸의 알파-1,3 연결과 알파-1,6 연결은 서로 연속적으로 교번되지 않는다. 다음의 논의를 위해, ...G-1,3-G-1,6-G-1,3-G-1,6-G-1,3-G-...(G는 글루코스를 나타냄)가 연속적으로 교번되는 알파-1,3 연결과 알파-1,6 연결에 의해 연결된 6개 글루코스 단량체 단위의 범위를 나타낸다는 것을 고려한다. 본 설명의 특정 구현예에서 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸은 교번되는 알파-1,3 연결과 알파-1,6 연결로 연속적으로 연결된 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 미만, 또는 그 이상의 글루코스 단량체 단위를 포함한다.
폴리 알파-1,3-1,6-글루칸의 분자량은 DPw(중량 평균 중합도) 또는 DPn(수 평균 중합도)으로서 측정될 수 있다. 대안적으로, 분자량은 달톤 또는 g/mol로 측정될 수 있다. 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸의 수 평균 분자량(Mn) 또는 중량 평균 분자량(Mw)을 언급하는 것도 유용할 수 있다.
본 설명의 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸은 예를 들어, 적어도 약 1600, 3000, 4000, 5000, 8000, 10000, 15000, 20000, 25000, 30000, 35000, 40000, 50000, 100000, 200000, 300000, 400000, 500000, 600000, 700000, 800000, 900000, 1000000, 1100000, 1200000, 1300000, 1400000, 1500000, 또는 1600000(또는 50000과 1600000 사이의 임의의 정수)의 Mw을 가질 수 있다. 특정 구현예에서 Mw는 적어도 약 1000000이다. 대안적으로, 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸은, 예를 들어 적어도 약 1600, 3000, 4000, 5000, 10000, 20000, 30000, 또는 40000의 Mw를 가질 수 있다.
본 설명의 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸은, 예를 들어 적어도 10개의 글루코스 단량체 단위를 포함할 수 있다. 대안적으로, 글루코스 단량체 단위의 개수는, 예를 들어 적어도 10, 25, 50, 100, 500, 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000, 8000, 또는 9000(또는 10과 9000 사이의 임의의 정수)개일 수 있다.
다당류 유도체는 a) 적어도 하나의 소수성 기 및 b) 적어도 하나의 친수성 기로 1개 이상의 위치에서 치환된 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸을 포함한다. 적합한 소수성 기는 선형 또는 분지형 C1 내지 C18 알킬, 선형 또는 분지형 C2 내지 C18 알켄, 선형 또는 분지형 C2 내지 C18 알킨; (-CH2CH2O-), (-CH2CH(CH3)O-), 또는 이의 혼합물의 반복 단위를 포함하는 폴리에테르(이때, 반복 단위의 총 개수는 3 내지 100의 범위임); C6 내지 C20 아릴, 벤질, C1-C18 알킬 설포닐, C6-C20 아릴 설포닐 또는 p-톨루엔설포닐 기를 포함한다.
본 설명에서 사용되는 용어 "알킬 기"는 불포화를 함유하지 않는 선형, 분지형, 또는 고리형("시클로알킬") 탄화수소 기를 지칭한다. 알킬 기는 예를 들어, 또 다른 알킬 기, 또는 적어도 하나의 하이드록시알킬 기 또는 디하이드록시 알킬 기로 치환될 수 있다. 일 구현예에서, 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬 기이고, 이 알킬 기는 예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데카닐, 테트라데카닐, 펜타데카닐, 헥사데카닐, 헵타데카닐, 또는 옥타데카닐 기일 수 있다. 또 다른 구현예에서, 알킬 기는 C4 내지 C18 알킬 기이다. 알킬 기의 1개 이상의 탄소는 또 다른 알킬 기로 치환되어, 이 알킬 기를 분지형으로 만들 수 있다. 선형 알킬 기의 분지형 사슬 이성질체의 예에는 이소프로필, 이소-부틸, tert-부틸, sec-부틸, 이소펜틸, 네오펜틸, 이소헥실, 네오헥실, 2-에틸헥실, 및 이소옥틸이 포함된다. 알킬 기의 1개 이상의 탄소는 적어도 하나의 하이드록시알킬 기로 치환될 수 있다. 적합한 하이드록시 알킬 기는 하이드록시메틸(-CH2OH), 하이드록시에틸(예컨대, -CH2CH2OH, -CH(OH)CH3), 하이드록시프로필(예컨대, -CH2CH2CH2OH, -CH2CH(OH)CH3, -CH(OH)CH2CH3), 하이드록시부틸 및 하이드록시펜틸 기이다. 다른 예에는 디하이드록시메틸, 디하이드록시에틸, 디하이드록시프로필, 디하이드록시부틸 및 디하이드록시펜틸과 같은 디하이드록시 알킬 기(디올)가 포함된다. 또 다른 구현예에서, 알킬 기는 시클로알킬 기이고, 시클로알킬 기는 예를 들어, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 시클로노닐, 또는 시클로데실 기일 수 있다. 일 구현예에서, 시클로알킬 기는 C5 내지 C10 시클로알킬 기이다.
특정 구현예에서 알킬 기 상의 치환기는 알킬 기의 말단 탄소 원자에 결합될 수 있으며, 여기서 말단 탄소 기는 글루칸 중합체의 산소에 연결된 에테르인 탄소 원자에 대향한다. 이러한 말단 치환기의 예는 하이드록시프로필 기(-CH2CH2CH2OH)이다. 대안적으로, 치환기는 알킬 기의 내부 탄소 원자 상에 있을 수 있다. 내부 치환기의 예는 하이드록시프로필 기(-CH2CH(OH)CH3)이다.
선택적으로, 알킬 기는 탄화수소 사슬 내에 산소, 황 및/또는 질소와 같은 1개 이상의 헤테로원자를 함유할 수 있다. 예로는 알킬 글리세롤 알콕실레이트 모이어티(-알킬렌-OCH2CH(OH)CH2OH) 또는, 2-에틸헥실 글리시딜 에테르의 고리 열림으로부터 유래된 모이어티를 함유하는 알킬 기를 포함한다.
또 다른 구현예에서, 소수성 기는 C2 내지 C18 알켄 기이고, 이 알켄 기는 선형, 분지형, 또는 고리형일 수 있다. 본 설명에서 사용되는 용어 "알켄 기"는 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는 탄화수소 기를 지칭한다. 알켄 기의 예는 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 헥세닐, 시클로헥실, 및 알릴 기를 포함한다. 다른 구현예에서, 알켄 기의 1개 이상의 탄소는 알킬 기, 또는 하이드록시알킬 또는 디하이드록시 알킬 기로의 치환(들)을 가질 수 있다. 이러한 치환 알킬 기의 예는 메틸, 에틸 및 프로필 기를 포함한다. 예시를 위해, R 기는 -CH(CH3)CH2CH3 또는 -CH2CH(CH3)CH3일 수 있고, 이들은 모두 메틸 치환을 갖는 프로필 기이다. 일 구현예에서, 알켄 기는 C4 내지 C18 알켄 기이다.
선택적으로, 알켄 기는 탄화수소 사슬 내에 산소, 황 및/또는 질소와 같은 1개 이상의 헤테로원자를 함유할 수 있다. 예를 들어, 알켄 기는 알릴 글리시딜 에테르의 고리 열림으로부터 유래된 모이어티를 함유할 수 있다.
또 다른 구현예에서, 소수성 기는 C2 내지 C18 알킨 기이고, 이 알킨 기는 예를 들어, 프로핀, 부틴, 펜틴, 또는 헥신일 수 있다. 알킨 기는 선형 또는 분지형일 수 있고, 예를 들어, 알킬, 하이드록시알킬, 또는 디하이드록시 알킬 기로 치환될 수 있다. 선택적으로, 알킨 기는 탄화수소 사슬 내에 산소, 황 및/또는 질소와 같은 1개 이상의 헤테로원자를 함유할 수 있다.
또 다른 구현예에서, 소수성 기는 (-CH2CH2O-), (-CH2CH(CH3)O-) 또는 이의 혼합물의 반복 단위를 포함하는 폴리에테르로, 이때, 반복 단위의 총 개수는 3 내지 100의 범위이다. 일 구현예에서, 소수성 기는 (-CH2CH2O-)4-100을 포함하는 폴리에테르 기이다. 또 다른 구현예에서, 소수성 기는 (-CH2CH(CH3)O-)4-100을 포함하는 폴리에테르 기이다. 본 설명에서 사용되는 바와 같이, 값의 범위를 표기하는 아래첨자는 반복 단위의 잠재적인 개수를 표기하는 데 사용되며, 예를 들어 (CH2CH2O)4-100은 3 내지 100개의 범위의 반복 단위를 함유하는 폴리에테르 기를 의미한다.
또 다른 구현예에서, 소수성 기는 아릴 기이고, 이 아릴 기는 예를 들어, 메틸, 에틸, 또는 프로필 기와 같은 알킬 기로 선택적으로 치환된 페닐 또는 비페닐일 수 있다. 일 구현예에서, 아릴 기는 C6 내지 C20 아릴 기이다. 또 다른 구현예에서, 아릴 기는 메틸 치환된 아릴 기이다.
또 다른 구현예에서, 소수성 기는 벤질 기이다. 벤질 기는 선택적으로 할로겐, 시아노, 에스테르, 아미드, 에테르 기, C1 내지 C6 알킬 기, 아릴 기, C2 내지 C6 알켄 기, C2 내지 C6 알킨 기, 또는 이의 조합 중 1개 이상으로 더 치환될 수 있다.
추가 구현예에서, 소수성 기는 선택적으로 알킬 기로 치환된, C1-C18 알킬 설포닐 또는 C6-C20 아릴 설포닐 기이다. 알킬 설포닐의 예는 메탄설포닐 기이다. C6-C20 아릴 설포닐 기의 예는 p-톨루엔설포닐 기이며, 이는 CH3-아릴-SO2-로 표시될 수 있다. 유도체화된 다당류 상의 치환기로서, 알킬 설포닐 또는 아릴 설포닐 모이어티는 황-산소 결합을 통해 다당류에 결합한다. C1-C18 알킬 설포닐, C6-C20 아릴 설포닐, 및 p-톨루엔설포닐 기는 이온화할 수 없다.
다당류 유도체는 적어도 하나의 친수성 기로도 치환된 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸을 포함한다. 적합한 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 및 4차화된 이미다졸 염을 포함한다. 이러한 친수성 기는 이온화할 수 있다. 친수성 기는 그것들이 분리되거나 사용되는 pH에 따라 고체로서 또는 제형 또는 수용액에서 중성 또는 이온 형태로 존재할 수 있다.
일 구현예에서, 친수성 기는 카복시산 기이다. 적합한 카복실 기의 예는 카복시(-CO2H), 카복시메틸(-CH2COOH), 카복시에틸(예컨대, -CH2CH2COOH, -CH(COOH)CH3), 카복시프로필(예컨대, -CH2CH2CH2COOH, -CH2CH(COOH)CH3, -CH(COOH)CH2CH3), 카복시부틸 및 카복시펜틸 기이다. 일 구현예에서, 친수성 기는 카복시메틸이다. 또 다른 구현예에서, 친수성 기는 카복시에틸이다. 또 다른 구현예에서, 친수성 기는 카복시프로필이다. 카복시산 모이어티는 알킬 사슬 상의 임의의 치환 자리에 존재할 수 있다.
또 다른 구현예에서, 친수성 기는 카복시산 염이고, 이 염은 위의 본 설명에 개시된 카복실 기의 카복실레이트 음이온 및 무기 양이온, 예를 들어, Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, 또는 Ba 중 임의의 하나; 유기 양이온, 예를 들어, 암모늄 이온, 암모늄(NH4 +), 테트라알킬 암모늄 양이온, 또는 이의 조합을 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에서, 친수성 기는 황산 유도체, 설폰산 유도체, 또는 티오황산염(-SS(O2)OH)이다.　 본 설명에서 사용되는 바와 같이, "황산 유도체"는 황산염(-OS(O2)OH ) 및 알킬 황산염(-알킬렌-OS(O2)OH )을 포함하며, 여기서 알킬 기는 C1 내지 C4 기일 수 있다.　 본 설명에서 사용되는 바와 같이, "설폰산 유도체"는 설폰산염(-S(O2)OH) 및 알킬 설폰산염(-알킬렌-S(O2)OH)을 포함하며, 여기서 알킬 기는 C1 내지 C4 기일 수 있다.　 알킬 설폰산염의 예는 에틸 설폰산염, 프로필 설폰산염, 및 부틸 설폰산염을 포함한다.　
추가 구현예에서, 친수성 기는 설폰산 유도체의 염 또는 황산 유도체의 염, 예를 들어 황산염 염, 알킬 황산염 염, 설폰산염 염, 알킬 설폰산염 염, 또는 티오황산염 염이다. 이 염은 위의 본 설명에 개시된 황산염, 알킬 설폰산염, 및 티오황산염의 음이온 및 무기 양이온, 예를 들어 Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, 또는 Ba 중 임의의 하나; 유기 양이온, 예를 들어, 암모늄 이온, 암모늄(NH4 +), 테트라알킬 암모늄 양이온, 또는 이의 조합을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 친수성 기는 황산염 또는 황산염 염이다. 또 다른 구현예에서, 친수성 기는 알킬 설폰산염 또는 알킬 설폰산염 염이다. 또 다른 구현예에서, 친수성 기는 티오황산염 또는 티오황산염 염이다.
또 다른 구현예에서, 친수성 기는 인산 유도체, 예를 들어 인산염(-OPO2(OR'), 여기서 R'은 H, 알킬, 또는 아릴임), 또는 포스폰산염(-PO2(OR')-, 여기서 R'은 H, 알킬, 또는 아릴임)이다. 또 다른 구현예에서, 친수성 기는 인산 유도체의 염, 예를 들어 인산염 염(이때, 음이온은 -OPO3 2-임), 또는 포스폰산염 염(이때, 음이온은 -PO3 2-임)이고, 이 염은 무기 양이온, 예를 들어, Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, 또는 Ba 중 임의의 하나; 유기 양이온, 예를 들어, 암모늄 이온, 암모늄(NH4 +), 테트라알킬 암모늄 양이온, 또는 이의 조합을 더 포함한다.
일 구현예에서, 친수성 기는 인산염이다. 또 다른 구현예에서, 친수성 기는 인산염 염이다. 추가 구현예에서, 친수성 기는 포스폰산염이다. 또 다른 구현예에서, 친수성 기는 포스폰산염 염이다.
일 구현예에서, 친수성 기는 알킬 아민 기이다. 알킬 아민 기는 -NR1R2로 표시될 수 있으며, 여기서 R1 및 R2는 독립적으로 수소 및 C1 내지 C12 알킬이다. 알킬 아민의 예는 디에틸 아민, 에틸 아민, 디메틸 아민, 메틸 아민, 에틸렌디아민, 프로필 아민, 디프로필 아민, 부틸 아민, 디부틸 아민을 포함한다. 일 구현예에서, 알킬 아민 기는 에틸렌디아민 유도체이다.
또 다른 구현예에서, 친수성 기는 알킬 치환된 암모늄 염이다. 알킬 치환된 암모늄 염은 다음 구조식으로 표시될 수 있다:
이때, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬, 아릴, 시클로알킬, 아르알킬, 또는 알카릴 기를 나타낸다. 구조식에서 탄소 원자(C)는 양으로 하전된 유기 기의 1개 이상의 탄소의 사슬("탄소 사슬")의 일부이다. 탄소 원자는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸의 글루코스 단량체에 직접 에테르 연결되거나, 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,3-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸의 글루코스 단량체에 대한 에테르 연결된 두 개 이상의 탄소 원자의 사슬의 일부이다. 구조식에서 탄소 원자는 ­CH2­, ­CH­(여기서 H는 하이드록시 기와 같은 또 다른 기로 치환됨), 또는 ­C­(여기서 두 개의 H'은 치환됨)일 수 있다.
치환된 암모늄 기는 위의 구조식에서 R2, R3 및 R4의 조성에 따라 "1차 암모늄 기", "2차 암모늄 기", "3차 암모늄 기" 또는 "4차 암모늄" 기일 수 있다. 본 설명의 1차 암모늄 기는 각각의 R2, R3 및 R4가 수소 원자인 위의 구조식(즉, ­C­NH3 +)을 지칭한다. 본 설명의 2차 암모늄 기는 각각의 R2 및 R3은 수소 원자이고, R4는 알킬, 아릴, 또는 시클로알킬 기인 위의 구조식을 지칭한다. 본 설명의 3차 암모늄 기는 R2는 수소 원자이고, 각각의 R3 및 R4는 알킬, 아릴, 또는 시클로알킬 기인 위의 구조식을 지칭한다. 본 설명의 4차 암모늄 기는 각각의 R2, R3 및 R4가 알킬, 아릴, 또는 시클로알킬 기인(즉, R2, R3 및 R4 중 어느 것도 수소 원자가 아닌) 위의 구조식을 지칭한다.
본 설명의 4차 암모늄 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸 에테르는 예를 들어, 트리알킬 암모늄 기(여기서 각각의 R2, R3 및 R4는 알킬 기임)를 포함할 수 있다. 트리메틸암모늄 기는 트리알킬 암모늄 기의 예로, 여기서 각각의 R2, R3 및 R4는 알킬 기이다. 이 명명법에서 "4차"가 내포한 제4의 구성원(즉, R1)은 폴리 글루칸의 글루코스 단량체에 에테르 연결된 양으로 하전된 유기 기의 1개 이상의 탄소의 사슬임은 이해될 것이다.
4차 암모늄 폴리 알파-1,3-글루칸 에테르 화합물의 예는 트리메틸암모늄 하이드록시프로필 폴리 알파-1,3-글루칸이다. 이 에테르 화합물의 양으로 하전된 유기 기는 다음 구조식으로 표시될 수 있다:
여기서 각각의 R2, R3 및 R4는 메틸 기이다. 위의 구조식은 4차 암모늄 하이드록시프로필 기의 예이다.
본 설명에서 "하이드록시 알킬" 기는 알킬 기의 1개 이상의 수소 원자가 하이드록실 기로 치환되어 있는, 치환된 알킬 기를 의미한다.
일 구현예에서, 친수성 기는 4차화된 피리딘 염이다. 또 다른 구현예에서, 친수성 기는 4차화된 이미다졸 염이다.
일 구현예에서, 다당류 유도체는 적어도 하나의 소수성 기 및 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하며, 이때, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, C2 내지 C18 알켄, C2 내지 C18 알킨; (-CH2CH2O-), (-CH2CH(CH3)O-) 또는 이의 혼합물의 반복 단위를 포함하는 폴리에테르(이때, 반복 단위의 총 개수는 3 내지 100의 범위임); C6 내지 C20 아릴, 벤질, C1-C18 알킬 설포닐, C6-C20 아릴 설포닐, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함한다.
일 구현예에서, 다당류 유도체는 적어도 하나의 소수성 기 및 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하며, 이때, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 알킬 치환된 암모늄 염, 설폰산염, 알킬 설폰산염, 황산염, 티오황산염 기, 또는 이의 조합을 포함한다.
또 다른 구현예에서, 다당류 유도체는 적어도 하나의 소수성 기 및 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하며, 이때, 적어도 하나의 소수성 기는 C2 내지 C18 알켄 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 C2 내지 C18 알켄 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 알킬 치환된 암모늄 염, 설폰산 염, 알킬 설폰산 염, 황산염, 티오황산염 기, 또는 이의 조합을 포함한다.
또 다른 구현예에서, 다당류 유도체는 적어도 하나의 소수성 기 및 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하며, 이때, 적어도 하나의 소수성 기는 C2 내지 C18 알킨 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 C2 내지 C18 알킨 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 알킬 치환된 암모늄 염, 설폰산염, 알킬 설폰산염, 황산염, 티오황산염 기, 또는 이의 조합을 포함한다.
추가 구현예에서, 다당류 유도체는 적어도 하나의 소수성 기 및 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하며, 이때, 적어도 하나의 소수성 기는 (-CH2CH2O-), (-CH2CH(CH3)O-), 또는 이의 혼합물의 반복 단위를 포함하는 폴리에테르(이때, 반복 단위의 총 개수는 3 내지 100의 범위임)를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 (-CH2CH2O-), (-CH2CH(CH3)O-), 또는 이의 혼합물의 반복 단위를 포함하는 폴리에테르(이때, 반복 단위의 총 개수는 3 내지 100의 범위임)를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 알킬 치환된 암모늄 염, 설폰산염, 알킬 설폰산염, 황산염, 티오황산염 기, 또는 이의 조합을 포함한다.
추가 구현예에서, 다당류 유도체는 적어도 하나의 소수성 기 및 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하며, 이때, 적어도 하나의 소수성 기는 C6 내지 C20 아릴 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 C6 내지 C20 아릴 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 알킬 치환된 암모늄 염, 설폰산염, 알킬 설폰산염, 황산염, 티오황산염 기, 또는 이의 조합을 포함한다.
추가의 구현예에서, 다당류 유도체는 적어도 하나의 소수성 기 및 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하며, 이때, 적어도 하나의 소수성 기는 벤질 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 벤질 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 알킬 치환된 암모늄 염, 설폰산염, 알킬 설폰산염, 황산염, 또는 티오황산염 기를 포함한다.
추가 구현예에서, 다당류 유도체는 적어도 하나의 소수성 기 및 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하며, 이때, 적어도 하나의 소수성 기는 할로겐, 시아노, 에스테르, 아미드, 에테르 기, C1 내지 C6 알킬 기, 아릴 기, C2 내지 C6 알켄 기, C2 내지 C6 알킨 기, 또는 이의 조합 중 하나 이상으로 치환된 벤질 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 할로겐, 시아노, 에스테르, 아미드, 에테르 기, C1 내지 C6 알킬 기, 아릴 기, C2 내지 C6 알켄 기, C2 내지 C6 알킨 기, 또는 이의 조합 중 하나 이상으로 치환된 벤질 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 알킬 치환된 암모늄 염, 설폰산염, 알킬 설폰산염, 황산염, 또는 티오황산염 기를 포함한다.
추가 구현예에서, 다당류 유도체는 적어도 하나의 소수성 기 및 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하며, 이때, 적어도 하나의 소수성 기는 C1-C18 알킬 설포닐 또는 C6-C20 아릴 설포닐 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1-C18 알킬 설포닐 또는 C6-C20 아릴 설포닐 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 알킬 치환된 암모늄 염, 설폰산염, 알킬 설폰산염, 황산염, 또는 티오황산염 기를 포함한다.
추가의 구현예에서, 다당류 유도체는 적어도 하나의 소수성 기 및 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하며, 이때, 적어도 하나의 소수성 기는 p-톨루엔설포닐 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 p-톨루엔설포닐 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 알킬 치환된 암모늄 염, 설폰산염, 알킬 설폰산염, 황산염, 또는 티오황산염 기를 포함한다.
일 구현예에서, 다당류 유도체는 적어도 하나의 소수성 기 및 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하며, 이때, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, 벤질, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 알킬 치환된 암모늄 염, 설폰산 염, 알킬 설폰산 염, 황산염, 티오황산염, 또는 이의 조합을 포함한다.
일 구현예에서, 다당류 유도체는 적어도 하나의 소수성 기 및 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하며, 이때, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, 벤질, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 티오황산염 또는 카복시메틸 기를 포함한다.
추가 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 벤질 또는 p-톨루엔설포닐 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 티오황산염 또는 카복시메틸 기를 포함한다. 또한, 추가 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬 또는 p-톨루엔설포닐 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 티오황산염 또는 카복시메틸 기를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬 또는 벤질 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 티오황산염 또는 카복시메틸 기를 포함한다.
폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸은 알칼리 조건 하에서 소수성 유기 기를 포함하는 적어도 하나의 에테르화제를 다당류와 접촉시켜 소수적으로 개질될 수 있다. 이 단계는 예를 들어, 다당류를 용매 및 1종 이상의 수산화알칼리와 접촉시켜 용액 또는 혼합물을 제공함으로써, 먼저 알칼리 조건을 준비함으로써 수행될 수 있다. 따라서, 이 반응의 알칼리 조건은 수산화알칼리 용액을 포함할 수 있다. 알칼리 용액의 pH는 적어도 약 11.0, 11.2, 11.4, 11.6, 11.8, 12.0, 12.2, 12.4, 12.6, 12.8, 또는 13.0일 수 있다.
소수성 유기 기를 포함하는 에테르화제는 예를 들어, 디알킬 황산염, 디알킬 탄산염, 알킬 할로겐화물(예컨대, 알킬 염화물), 요오도알칸, 알킬 트리플레이트(알킬 트리플루오로메탄설폰산염), 알킬 플루오로설폰산염, 1,2-에폭시알킬, 및 에폭시드를 포함한다. 따라서, 메틸 폴리 알파-1,3-글루칸 에테르, 메틸 폴리-1,6-글루칸 에테르, 또는 메틸 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸 에테르 생산을 위한 에테르화제의 예는 디메틸 황산염, 디메틸 탄산염, 염화 메틸, 요오도메탄, 메틸 트리플레이트, 메틸 플루오로설폰산염을 포함한다. 에틸 폴리 글루칸 에테르 생산을 위한 에테르화제의 예는 디에틸 황산염, 디에틸 탄산염, 염화 에틸, 요오도에탄, 에틸 트리플레이트 및 에틸 플루오로설폰산염을 포함한다. 프로필 폴리 글루칸 에테르 생산을 위한 에테르화제의 예는 디프로필 황산염, 디프로필 탄산염, 염화 프로필, 요오도프로판, 프로필 트리플레이트 및 프로필 플루오로설폰산염을 포함한다. 부틸 폴리 글루칸 에테르 생산을 위한 에테르화제의 예는 디부틸 황산염, 디부틸 탄산염, 염화 부틸, 요오도부탄, 부틸 트리플레이트 및 1,2-에폭시부탄을 포함한다. 벤질 폴리 글루칸 에테르 생산을 위한 에테르화제의 예는 염화 벤질 및 브롬화 벤질을 포함한다.
다당류의 폴리에테르, 예컨대, 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리프로필렌 글리콜 (PPG), 또는 이의 혼합물로부터 유래된 폴리에테르는 또한, 염기의 존재 하에 다당류를 에폭시드, 예를 들어, 산화에틸렌, 산화프로필렌, 또는 이의 혼합물과 접촉시킴으로써 수득될 수 있다. 하이드록실 기는 에폭시드와의 추가 반응을 거쳐, 2개 이상의 에테르 반복 단위를 갖는 폴리에테르를 생성할 수 있다. 에폭시드 또는 다당류의 몰량에 따라, 다당류의 하이드록실 기 중 하나 이상이 모노알콕실화되거나 폴리알콕실화될 수 있다. 이 다당류는 화학식 (-CH2CH2O-)4-100, (-CH2CH(CH3)O-)4-100, 또는 이의 조합에 따른 1개 이상의 폴리에테르 반복 단위를 가질 수 있다. 조합하여 사용될 경우, 이 반복 단위는 랜덤 구성 또는 블록 구성으로 존재할 수 있다. 본 설명에서 사용되는 바와 같이, 값의 범위를 표기하는 아래첨자는 반복 단위의 잠재적인 개수를 표기하는 데 사용되며, 예를 들어 (CH2CH2O)4-100은 3 내지 100개의 범위의 반복 단위를 함유하는 폴리에테르 기를 의미한다.
폴리 글루칸의 친수성 음이온 유도체는 당해 분야에 공지된 반응으로부터 제조될 수 있다. 예를 들어, 글루칸은 알칼리 조건 하에서 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸을 모노클로로아세트산과 접촉시킴으로써, 카복시메틸 기로 유도체화될 수 있다. 카복시알킬 폴리 글루칸 에테르 화합물 제조에 적합한 에테르화제는 할로알킬레이트(예컨대, 클로로알킬레이트)를 포함할 수 있다. 할로알킬레이트의 예는 할로아세트산염(예컨대, 클로로아세트산염), 3-할로프로피온산염(예컨대, 3-클로로프로피온산염) 및 4-할로부티르산염(예컨대, 4-클로로부티르산염)을 포함한다. 예를 들어, 클로로아세트산염(모노클로로아세트산염)(예컨대, 클로로아세트산 나트륨)은 에테르화제로서 사용되어 카복시메틸 폴리 알파-1,3-글루칸 또는 카복시메틸 폴리 알파-1,6-글루칸을 제조할 수 있다.
폴리 글루칸의 인산염, 포스폰산염, 설폰산염, 및 황산염 유도체는 문헌[Solarek, D. B., Phosphoryated Starches and Miscellaneous Inorganic Esters in Modified Starches: Properties and Uses, Wurzburg, O. B., Ed., CRC Press, Inc. Boca Raton, Fla, 1986, pp. 97-108]에 기술된 바와 유사하게 생산될 수 있다. 인산염 및 황산염과 같은 글루칸의 무기 에스테르는 당해 분야에 공지된 방법으로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 인산염 기는 문헌[Modified Starches: Properties and Uses, by O. B. Wurzburg, CRC Press, 2000]에 기술된 바와 같이 다당류의 트리폴리인산 나트륨 또는 알킬 인산염 및 피로인산염 디에스테르와의 반응에 의해 도입될 수 있다. 다당류는 문헌[Modified Starches: properties and Uses, by O. B. Wurzburg, CRC Press, 2000]에 기술된 바와 같이, 유기 용매 중에서 황산, 클로로설폰산과의 황산화 또는 삼산화황 복합체와의 황산화를 포함한 다양한 방법에 의해 황산화될 수 있다.
폴리 글루칸의 알킬설폰산염 에테르는 설폰산 비닐 또는 설폰산 클로로알칸과 알칼리 폴리 글루칸의 마이클 첨가 반응으로부터 제조될 수 있다. 대안적으로, 폴리 글루칸을 프로판 술톤 또는 부탄 술톤과 반응시켜 상응하는 설포알킬 폴리 글루칸을 수득할 수 있다. 폴리 글루칸의 황산화는 클로로설폰산 또는 삼산화황 복합체와 함께 수행될 수 있다. 삼산화황 복합체의 예는 SO3-DMF, SO3-트리에틸아민, SO3-피리딘과 같은 삼산화황-질소 염기 복합체를 포함한다.
폴리 글루칸의 친수성 양이온 유도체는 당해 분야에 공지된 반응으로부터 제조될 수 있다. 예를 들어, 폴리 글루칸의 유도체는 문헌[Solarek, D. B., Cationic Starches: Properties and Uses, Wurzburg, O. B., Ed., CRC Press, Inc. Boca Raton, Fla, 1986, pp. 113-148]에 기술된 바와 유사하게 생산될 수 있다. 폴리글루칸의 양이온성 유도체 제조에 사용되는 일부 일반적인 시약에는 다음이 포함된다: 2-디에틸아미노에틸 클로라이드(DEC); 2-디메틸아미노에틸 클로라이드; 2-디이소프로필아미노에틸 클로라이드; 2-디에틸아미노에틸 브로마이드, N-알킬-N-(2-할로에틸)-아미노메틸인산; 및 2,3-에폭시프로필트리메틸암모늄 클로라이드.
트리메틸 암모늄 기, 치환된 암모늄 기, 또는 4차 암모늄 기와 같은 양으로 하전된 유기 기를 함유하는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸 에테르 화합물을 포함하는 조성물의 제조 방법은 전체가 본 설명에 참조로 포함되는 공개된 특허 출원 US 2016/0311935에 개시되어 있다.
디하이드록시알킬 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸 에테르 화합물 제조에 적합한 에테르화제는 예를 들어, 디하이드록시알킬 할로겐화물(예컨대, 디하이드록시알킬 염화물), 가령 디하이드록시에틸 할로겐화물, 디하이드록시프로필 할로겐화물(예컨대, 2,3-디하이드록시프로필 염화물[즉, 3-클로로-1,2-프로판디올]), 또는 디하이드록시부틸 할로겐화물을 포함한다. 예를 들어, 2,3-디하이드록시프로필 염화물이 디하이드록시프로필 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸을 제조하는 데 사용될 수 있다.
이에 따라 2개 이상의 상이한 유기 기가 있는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸 에테르 화합물을 생산할 때, 2종 이상의 상이한 에테르화제가 사용된다. 예를 들어, 알킬렌 산화물 및 알킬 염화물이 에테르화제로 사용되어 알킬 하이드록시알킬 폴리 알파-1,3-글루칸 에테르, 알킬 하이드록시알킬 폴리 알파-1,6-글루칸 에테르, 또는 알킬 하이드록시알킬 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸을 생성할 수 있다. 따라서, 본 설명에 개시된 임의의 에테르화제가 조합되어 2개 이상의 상이한 유기 기가 있는 폴리 글루칸 에테르 화합물을 생산할 수 있다. 이러한 2종 이상의 에테르화제는 동시에 반응에 사용될 수 있거나, 반응에서 순차적으로 사용될 수 있다. 순차적으로 사용될 때, 아래에 개시된 임의의 온도 처리(예컨대, 가열) 단계가 선택적으로 각 첨가 사이에 사용될 수 있다. 각 유기 기의 원하는 DoS를 제어하기 위하여 순차적인 에테르화제의 도입을 선택할 수 있다. 일반적으로, 특정 에테르화제가 에테르 생성물에서 형성하는 유기 기가, 첨가되는 또 다른 유기 기의 DoS와 비교하여 더 높은 DoS인 것이 바람직한 경우, 이 특정 에테르화제가 먼저 사용된다.
알칼리 조건 하에 반응에서 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸과 접촉되는 에테르화제의 양은 생성되는 에테르 화합물에서 요구되는 치환도에 기초하여 결정될 수 있다. 본 설명에서 생산된 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸 에테르 화합물 내의 각각의 단량체 단위 상의 에테르 치환 기의 양은 핵 자기 공명(NMR) 분광법을 이용하여 결정될 수 있다. 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸에 대한 몰 치환(MS) 값은 상한이 없다. 일반적으로, 에테르화제는 폴리 글루칸 몰당 적어도 약 0.05몰의 양으로 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 에테르화제의 양에는 상한이 없다.
본 설명의 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸 에테르 화합물을 생산하기 위한 반응은 선택적으로 Parr 반응기, 오토클레이브, 셰이커 튜브와 같은 압력 용기 또는 당해 분야에 주지된 임의의 기타 압력 용기에서 수행될 수 있다. 셰이커 튜브는 일부 구현예에서 반응을 수행하는 데 사용된다.
본 설명의 반응물은 선택적으로, 알칼리 조건 하에서 폴리 글루칸을 에테르화제와 접촉시키는 단계 이후에 가열될 수 있다. 반응 온도 및 이러한 온도를 적용하는 시간은 광범위한 한계 내에서 다양할 수 있다. 예를 들어, 반응물은 선택적으로 최대 14일 동안 주위 온도로 유지될 수 있다. 대안적으로, 반응물은 환류와 함께 또는 환류 없이, 약 25℃ 내지 약 200℃ 사이(또는 25 내지 200℃ 사이의 임의의 정수)로 가열될 수 있다. 반응 시간은 이에 따라 다양할 수 있다: 낮은 온도에서 더 오랜 시간 및 높은 온도에서 더 짧은 시간.
카복시메틸 폴리 알파-1,3-글루칸, 카복시메틸 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 카복시메틸 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸 생산의 특정 구현예에서, 반응물은 약 3시간 동안 약 55℃까지 가열될 수 있다. 따라서, 본 설명의 카복시알킬 폴리-글루칸 제조를 위한 반응물은 예를 들어, 약 2시간 내지 약 5시간 동안 약 50℃ 내지 약 60℃(또는 50과 60℃ 사이의 임의의 정수)까지 가열될 수 있다.
선택적으로, 본 설명의 반응물은 가열과 함께 또는 가열 없이, 불활성 가스 하에 유지될 수 있다. 본 설명에 사용된 바와 같이, 용어 "불활성 가스"는 본 설명의 반응을 준비하기 위해 개시된 것들과 같은 일련의 주어진 조건 하에서 화학 반응을 거치지 않는 가스를 의미한다.
본 설명에 개시된 반응들의 성분들 전부는 동시에 함께 혼합되어 원하는 반응 온도에 이르게 될 수 있으며, 그 결과, 원하는 폴리 글루칸 에테르 화합물이 형성될 때까지 교반으로 또는 교반 없이 이 온도가 유지된다. 대안적으로, 혼합된 성분들은 위에 기술된 바와 같이 주위 온도에서 방치될 수 있다.
에테르화 후, 반응물의 pH는 중성화될 수 있다. 반응물의 중성화는 1종 이상의 산을 이용하여 수행될 수 있다. 본 설명에서 사용되는 바와 같이, 용어 "중성 pH"는 실질적으로 산성도 염기성도 아닌 pH(예컨대, 약 6 내지 8, 또는 약 6.0, 6.2, 6.4, 6.6, 6.8, 7.0, 7.2, 7.4, 7.6, 7.8, 또는 8.0의 pH)를 지칭한다. 이러한 목적을 위하여 사용될 수 있는 다양한 산에는 황산, 아세트산, 염산, 질산, 임의의 미네랄(무기)산, 임의의 유기산, 또는 이들 산의 임의의 조합이 포함되나, 이에 한정되지 않는다.
본 설명의 반응에서 생산된 폴리 글루칸 에테르 화합물은 선택적으로 이 화합물을 용이하게 용해시키지 않는 액체로 1회 이상 세척될 수 있다. 예를 들어, 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸 에테르는 에테르 화합물의 용해도에 따라 물, 알코올, 아세톤, 방향족, 또는 이들의 임의의 조합으로 세척될 수 있다(여기서 용해성 부족이 세척에 바람직하다). 일반적으로, 알코올과 같은 유기 용매를 포함하는 용매가 세척에 바람직하다. 폴리 글루칸 에테르 생성물은 예를 들어, 메탄올 또는 에탄올을 함유하는 수용액으로 1회 이상 세척될 수 있다. 예를 들어, 70 내지 95중량% 에탄올이 생성물 세척에 사용될 수 있다. 폴리 글루칸 에테르 생성물은 또 다른 구현예에서 메탄올:아세톤(예컨대, 60:40) 용액으로 세척될 수 있다. 열수(약 95 내지 100℃)가 알킬 폴리 알파-1,3-글루칸 또는 폴리 알파-1,6-글루칸 에테르(예컨대, 에틸 폴리 알파-1,3-글루칸) 및 알킬 하이드록시알킬 폴리 알파-1,3-글루칸 에테르(예컨대, 에틸 하이드록시에틸 폴리 알파-1,3-글루칸) 세척을 위해서와 같이, 특정 구현예에서 사용될 수 있다.
폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸은 1개 이상의 벤질 기로도 개질될 수 있다. 폴리 글루칸은 염기, 예를 들어, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 나트륨 알콕시드, 칼륨 알콕시드, 수소화나트륨을 이용하여 1개 이상의 하이드록실 기를 탈양자시킨 다음, 벤질화제, 예를 들어 벤질 할로겐화물로 처리하여, 벤질화될 수 있다. 벤질화제의 벤질 기는 선택적으로 할로겐, 시아노, 에스테르, 아미드, 에테르 기, C1 내지 C6 알킬 기, 아릴 기, C2 내지 C6 알켄 기, C2 내지 C6 알킨 기, 또는 이의 조합 중 1개 이상으로 치환될 수 있다. 일부 구현예에서, 벤질화제는
일 수 있으며, 이때, LG는 이탈기, 예를 들어, 클로라이드, 브로마이드, 요오다이드이고; R3은 할로겐, 시아노, 에스테르, 아미드, 에테르, C1 내지 C6 알킬, 아릴, C2 내지 C6 알켄, C2 내지 C6 알킨이고; n은 1, 2, 3, 4 또는 5이다. 할로겐은 플루오라이드, 클로라이드, 브로마이드 또는 요오다이드일 수 있다. 에스테르는 벤질-C(O)O-R'일 수 있거나, 에스테르는 벤질-OC(O)-R'일 수 있는데, 이때, R' 기는 C1 내지 C6 알킬 또는 아릴 기이다. 에테르는 C1 내지 C6 알킬 에테르 또는 아릴 에테르일 수 있다. 아미드는 벤질-C(O)N(R")2 또는 벤질-N(R")(O)C-일 수 있으며, 이때, 각각의 R"은 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C6 알킬이다. 위의 예 각각에서, 용어 '벤질'은 벤질화제를 지칭한다.
폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸은 반복 단위당 3개의 하이드록실 기를 갖는다. 따라서, 사용될 수 있는 벤질화제의 양은 3.0의 최대값을 갖는 치환도를 가져오기에 충분하다. 어구 "치환도"는 폴리 글루칸의 반복 단위당 부착된 치환기, 예를 들어, 벤질 기의 평균 개수를 의미한다. 예를 들어, 0.5의 치환도는 평균적으로, 2개의 반복 단위당 1개의 하이드록실 기가 벤질 기로 치환됨을 의미한다. 3의 치환도는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸의 모든 하이드록실 기가 치환됨을 의미한다. 일부 구현예에서, 치환도는 0.1 내지 0.6의 범위이다. 다른 구현예에서, 치환도는 0.1 내지 0.5, 또는 0.01 내지 1.0, 또는 0.2 내지 0.45, 또는 0.4 내지 0.6의 범위이다. 치환도를 결정하는 한 가지 방법은 탄소-13 NMR 스펙트럼의 피크 적분에 의한 방법일 수 있다. 양성자 NMR 분석 또한, 사용될 수 있다.
탈양자는 염기 및 수성 용매, 염기 및 유기 용매, 또는 염기 및 수성 및 유기 용매의 혼합물의 존재 하에서 발생할 수 있다. 적합한 유기 용매는 예를 들어, 디메틸 설폭시드, 디메틸 아세트아미드, 디메틸 포름아미드, 피리딘, 1-메틸-2-피롤리디논 또는 이의 조합을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 폴리 글루칸은 염기 및 용매의 혼합물에 첨가될 수 있다. 선택적으로, 이 혼합물은 가열될 수 있다. 그런 다음, 벤질화제, 예를 들어, 염화 벤질이 첨가될 수 있다. 수성 시스템에서, 벤질화도가 증가됨에 따라, 벤질 폴리 글루칸이 용액으로부터 침전되며, 여과에 의해 제거될 수 있다. 유기 용매를 이용함으로써, 또는 온도 또는 농도를 다르게 함으로써, 치환도는 0.4를 초과하여 증가될 수 있다. 벤질 폴리 글루칸은 공지된 기술을 이용하여 분리될 수 있다.
추가적인 개질을 위한 출발 물질로서 폴리 알파-1,3-글루칸 에테르, 폴리 알파-1,6-글루칸 에테르, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸 에테르를 이용하여 임의의 위의 에테르화 반응은 반복될 수 있다. 이러한 접근법은 유기 기의 DoS를 증가시키는 것, 및/또는 에테르 생성물에 1개 이상의 상이한 유기 기를 첨가하는 것에 적합할 수 있다. 예를 들어, 벤질 폴리 알파-1,3-글루칸 에테르 생성물은 카복시메틸 기로의 추가적인 개질을 위한 기질로서 이용될 수 있다.
폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸은 염기의 존재 하에 다당류를 C1 내지 C18 알킬 설포닐 염화물, C6 내지 C20 아릴 설포닐 염화물, 또는 p-톨루엔설포닐 염화물과 접촉시킴으로써 소수성으로 개질될 수 있다. 이러한 소수성 개질은 예를 들어, 다당류를 용매 및 1종 이상의 수산화알칼리와 접촉시켜 용액 또는 혼합물을 제공함으로써, 먼저 알칼리 조건을 준비함으로써 수행될 수 있다. 따라서, 이 반응의 알칼리 조건은 수산화알칼리 용액을 포함할 수 있다. 알칼리 용액의 pH는 적어도 약 11.0, 11.2, 11.4, 11.6, 11.8, 12.0, 12.2, 12.4, 12.6, 12.8, 또는 13.0일 수 있다. 그런 다음, 이 염기성 용액에 C1 내지 C18 알킬 설포닐 염화물, C6 내지 C20 아릴 설포닐 염화물, 또는 p-톨루엔설포닐 염화물을 첨가하고, 이 혼합물을 실온에서 또는 가열하면서 반응시켰다.
원하는 용도에 따라, 본 설명에 개시된 다당류 유도체는 다양한 조성물, 예를 들어, 세탁물 케어, 직물/패브릭 케어, 및/또는 개인 케어 제품에서의 사용을 위한 조성물에 사용하기에 적합한 1종 이상의 다른 물질 및/또는 활성 성분을 이용하여 제형화될 수 있다. 예를 들어, 이들과 배합되거나, 혼합되거나, 이들 내로 혼입될 수 있다. 이 맥락에서 용어 "다당류 유도체를 포함하는 조성물"은 예를 들어, 각각이 a) 적어도 하나의 소수성 기 및 b) 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸을 포함하는, 수성 제형, 레올로지 변경 조성물, 패브릭 처리/케어 조성물, 세탁물 케어 제형/조성물, 섬유 유연제 또는 개인 케어 조성물(모발, 피부 및 구강 케어)을 포함할 수 있다.
본 설명에서 사용되는 바와 같이, "유효량"이라는 용어는 원하는 효과를 달성하기에 적합한, 사용되거나 투입되는 물질의 양을 지칭한다. 물질의 유효량은 용도에 따라 달라질 수 있다. 전형적으로, 당업자라면 과도한 실험 없이 특정 용도 또는 대상체를 위한 유효량을 결정할 수 있다.
용어 "효소적 가수분해에 대한 내성"은 효소적 가수분해에 대한 다당류 유도체의 상대적인 안정성을 지칭한다. 가수분해에 대하여 내성을 갖는다는 것은 세제, 패브릭 케어 및/또는 세탁물 케어 용도에서와 같이, 효소가 존재하는 용도에서 이러한 물질들을 사용하는 데 있어서 중요하다. 일부 구현예에서, 다당류 유도체는 셀룰라아제에 내성이 있다. 다른 구현예에서, 다당류 유도체는 프로테아제에 내성이 있다. 추가 구현예에서, 다당류 유도체는 아밀라아제에 내성이 있다. 또 다른 구현예에서, 다당류 유도체는 리파아제에 내성이 있다. 또 다른 구현예에서, 다당류 유도체는 만난아제에 내성이 있다. 다른 구현예에서, 다당류 유도체는 여러 부류의 효소, 예를 들어, 2종 이상의 셀룰라아제, 프로테아제, 아밀라아제, 리파아제, 만난아제, 또는 이의 조합에 대해 내성이 있다. 임의의 특정 효소에 대한 내성은 각각의 효소를 이용한 처리 후 적어도 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95 또는 100%의 물질이 잔존하는 것으로 정의된다. 잔존 백분율은 SEC-HPLC를 이용하여 효소 처리 후 상청액을 측정함으로써 결정될 수 있다. 효소 내성 측정 분석은 다음의 절차를 이용하여 결정될 수 있다: 다당류 유도체의 샘플을 바이알 안의 물에 첨가하고, PTFE 자석 교반 막대를 이용하여 혼합하여 1 중량 %의 수용액을 생성한다. 이 수성 혼합물을 pH 7.0 및 20℃에서 생성한다. 이의 다당류 유도체를 완전히 용해시킨 후, 1.0 밀리리터(mL)(1중량%의 효소 제형)의 셀룰라아제(Puradex® EGL), 아밀라아제(Purastar® ST L) 프로테아제(Savinase® 16.0L) 또는 리파아제(Lipex® 100L)를 첨가하고, 20℃에서 72시간(hr) 동안 혼합한다. 72시간의 교반 후, 반응 혼합물을 10분 동안 70℃까지 가열하여 첨가 효소를 불활성화시키고, 생성된 혼합물을 실온까지 냉각시키고, 원심분리하여 임의의 침전물을 제거한다. 상청액을 회수된 다당류 유도체에 대하여 SEC-HPLC에 의해 분석하고, 효소를 반응 혼합물에 첨가하지 않은 대조구와 비교한다. 이의 다당류 유도체 각각에 대한 면적 계수의 변화 %를 이용하여 각각의 효소 처리에 대한 물질들의 상대적인 내성을 테스트할 수 있다. 전체에 대한 면적 변화 %를 이용하여 특정 효소를 이용한 처리 후 잔존하는 물질들의 상대적인 양을 평가한다. 적어도 10%, 바람직하게는 적어도 50, 60, 70, 80, 90, 95 또는 100%의 회수 %를 갖는 물질은 각각의 효소 처리에 대하여 "내성"인 것으로 간주된다.
본 설명에서 "수성 조성물"이라는 어구는 용매가 적어도 약 1중량%의 물이고 다당류 유도체를 포함하는 용액 또는 혼합물을 지칭한다.
용어 "하이드로콜로이드" 및 "하이드로겔"은 본 설명에서 상호 교환적으로 사용된다. 하이드로콜로이드는 물이 분산매인 콜로이드 시스템을 의미한다. 본 설명에서 "콜로이드"는 또 다른 물질 전체에 걸쳐 미시적으로 분산되어 있는 물질을 의미한다. 따라서, 본 설명에서 하이드로콜로이드는 또한, 물 또는 수용액 중 다당류 유도체의 분산물, 에멀젼, 혼합물, 또는 용액을 지칭할 수 있다.
본 설명에서 용어 "수용액"은 용매가 물인 용액을 의미한다. 다당류 유도체는 수용액에 분산, 혼합, 및/또는 용해될 수 있다. 수용액은 본 설명의 하이드로콜로이드의 분산매 역할을 할 수 있다.
"분산제" 및 "분산 제제"라는 용어는 한 물질의 또 다른 물질 내에서의 분산물의 형성 및 안정화를 촉진하는 물질을 지칭하기 위하여 본 설명에서 상호 교환적으로 사용된다. 본 설명에서 "분산물"은 수성 조성물 전체에 걸쳐 산재하거나 균일하게 분포하는 하나 이상의 입자, 예를 들어 개인 케어 제품, 의약품, 식품, 가정용품 또는 공산품의 임의의 성분을 포함하는 수성 조성물을 지칭한다. 다당류 유도체는 본 설명에 개시된 수성 조성물에서 분산제로서 작용할 수 있다고 여겨진다.
본 설명에 사용된 용어 "점도"는 유체 또는 하이드로콜로이드와 같은 수성 조성물이 유동을 일으키려는 힘에 저항하는 정도의 척도를 나타낸다. 본 설명에 사용될 수 있는 점도의 다양한 단위는 센티포아즈(cP) 및 파스칼-초(Pa·s)를 포함한다. 센티포아즈는 포아즈의 백분의 일이고, 1 포아즈는 0.100 kg·m-1·s-1과 동일하다. 따라서, 본 설명에 사용된 용어 "점도 조절제" 및 "점도 조절 제제"는 유체 또는 수성 조성물의 점도를 변경/조절할 수 있는 임의의 것을 지칭한다.
"패브릭", "직물" 및 "천"이라는 용어는 천연 및/또는 인공 섬유의 망을 갖는 직조 또는 부직 물질을 지칭하기 위하여 본 설명에서 상호 교환적으로 사용된다. 그러한 섬유는 예를 들어 실 또는 얀일 수 있다.
본 설명에서 "패브릭 케어 조성물"은 패브릭을 몇몇 방식으로 처리하는 데 적합한 임의의 조성물이다. 그러한 조성물의 적합한 예는 (발호, 정련, 머서라이징(mercerizing), 표백, 착색, 염색, 인쇄, 바이오폴리싱(bio-polishing), 항미생물 처리, 주름 방지 처리, 방오 처리(stain resistance treatment) 등을 위한) 비-세탁용 섬유 처리제, 세탁물 케어 조성물(예를 들어, 세탁물 케어 세제), 및 섬유 유연제를 포함한다.
"세제 조성물", "중질 세제(heavy duty detergent)" 및 "다목적 세제"라는 용어는 임의의 온도에서의 기재, 예를 들어 식기, 수저, 차량, 패브릭, 카펫, 의류, 흰색 및 유색 직물의 주기적인 세척에 유용한 조성물을 지칭하기 위하여 본 설명에서 상호 교환적으로 사용된다. 패브릭, 패브릭 및 홈 케어 영역의 딱딱한 표면 및 임의의 기타 표면 처리를 위한 세제 조성물은 세탁 세제, (유연제를 포함한) 패브릭 컨디셔너, 세탁 및 헹굼용 첨가제 및 케어 조성물, 패브릭 청정 조성물, 세탁물 선세탁제, 세탁물 전처리제, 딱딱한 표면 처리 조성물, 자동차 케어 조성물, (손설거지 및 자동 식기세척용 제품을 포함한) 식기 세척용 조성물, 공기 케어 제품, 다공성 기재 또는 부직 시트에 함유된 세제 및 소비자 또는 기관용 기타 클리너 제품을 포함한다.
"셀룰라아제" 및 "셀룰라아제 효소"라는 용어는 셀룰로오스에서의 β-1,4-D-글루코시드 결합을 가수분해함으로써 셀룰로오스를 부분적으로 또는 완전히 분해하는 효소를 지칭하기 위하여 본 설명에서 상호 교환적으로 사용된다. 대안적으로 셀룰라아제는 예를 들어 "β-1,4-글루카나아제"로 지칭될 수 있으며, 엔도셀룰라아제 활성(EC 3.2.1.4), 엑소셀룰라아제 활성(EC 3.2.1.91), 또는 셀로비아제 활성(EC 3.2.1.21)을 가질 수 있다. 본 설명의 특정 구현예에서 셀룰라아제는 또한, 셀룰로오스 에테르 유도체, 예컨대 카복시메틸 셀룰로오스에서의 β-1,4-D-글루코시드 결합을 가수분해할 수 있다. "셀룰로오스"는 β-1,4-연결된 D-글루코스 단량체 단위의 선형 사슬을 갖는 불용성 다당류를 지칭한다.
본 설명에서 사용되는 바와 같이, "패브릭 핸드(fabric hand)" 또는 "핸들(handle)"이라는 용어는 물리적, 생리적, 심리적, 사회적, 또는 이의 임의의 조합일 수 있는, 패브릭에 대한 사람의 촉각적 반응을 의미한다. 일부 구현예에서, 패브릭 핸드는 미국 직물 화학자·색채 기술자 협회에 의해 주어진 바와 같이 상대적 핸드 값을 측정하기 위한 PhabrOmeter® System(미국 캘리포니아 주 데이비스 소재의 Nu Cybertek, Inc.로부터 입수 가능함)을 이용하여 측정될 수 있다(AATCC 시험 방법 "202-2012, 직물의 상대적 핸드 값:기기적 방법").
조성물은 액체, 겔, 분말, 하이드로콜로이드, 수용액, 과립, 정제, 캡슐, 단일 구획 사셰, 다중-구획 사셰, 단일 구획 파우치, 또는 다중-구획 파우치 형태일 수 있다. 일부 구현예에서, 조성물은 액체, 겔, 분말, 단일 구획 사셰 또는 다중-구획 사셰 형태이다.
일부 구현예에서, 다당류 유도체를 포함하는 조성물은 패브릭 케어 조성물의 형태일 수 있다. 패브릭 케어 조성물은 예를 들어 손빨래, 세탁기 빨래 및/또는 기타 목적, 예컨대 패브릭의 침지 및/또는 전처리에 사용될 수 있다. 패브릭 케어 조성물은 예를 들어 세탁 세제; 패브릭 컨디셔너; 임의의 워시(wash)-, 린스(rinse)-, 또는 드라이어-첨가 제품; 단위 용량형 또는 스프레이의 형태를 취할 수 있다. 액체 형태의 패브릭 케어 조성물은 수성 조성물의 형태일 수 있다. 다른 구현예에서, 패브릭 케어 조성물은 예컨대 과립형 세제 또는 드라이어-첨가 섬유 유연제 시트와 같은 드라이(dry) 형태일 수 있다. 패브릭 케어 조성물의 다른 비제한적 예는 다음을 포함할 수 있다: 과립형 또는 분말형 다목적 또는 중질 세척제; 액체형, 겔형 또는 페이스트형 다목적 또는 중질 세척제; 액체 또는 고급 패브릭(예를 들어 민감성 섬유(delicate))용 드라이 세제; 세정 보조제, 예컨대 표백 첨가제, "얼룩용 스틱", 또는 전처리제; 기재-함유형 제품, 예컨대 드라이 및 습윤 와이프, 패드, 또는 스펀지; 스프레이 및 미스트; 수용성 단위 용량 물품.
일부 구현예에서, 다당류 유도체를 포함하는 조성물은 개인 케어 제품의 형태일 수 있다. 개인 케어 제품은 모발 케어 조성물, 피부 케어 조성물, 자외선 차단 조성물, 바디 클렌저 조성물, 구강 케어 조성물, 와이프, 미용 조성물, 화장품 조성물, 항진균 조성물 및 항박테리아 조성물을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 개인 케어 제품은 클렌징, 세정, 보호, 침착, 보습, 컨디셔닝, 차단 장벽, 및 진정 조성물을 포함할 수 있다.
본 설명에서 사용되는 바와 같이, "개인 케어 제품"은 또한, 샴푸, 바디로션, 샤워 젤, 국소 보습제, 치약, 치아용 젤, 구강청결제, 구강헹굼제, 안티플라크 린스, 및/또는 기타 국소 클렌저를 포함하나, 이에 한정되지 않는, 모발, 피부, 두피, 및 치아의 세정, 표백 및/또는 소독에 사용되는 제품을 포함한다. 일부 구현예에서, 이들 제품은 인간에 사용되나, 다른 구현예에서, 이들 제품은 비 인간 동물에서(예컨대, 수의과적 적용에서) 용도를 찾는다. 일 양태에서, "개인 케어 제품"은 모발 케어 제품을 포함한다. 모발 케어 제품은 분말, 페이스트, 겔, 액체, 오일, 연고, 스프레이, 거품, 정제, 헤어 샴푸, 헤어 컨디셔너 린스 또는 이의 임의의 조합의 형태일 수 있다.
본 설명에 기술된 다당류 유도체를 포함하는 제품 제형은 선택적으로 물, 또는 주로 물로 구성된 용액으로 희석되어, 목적하는 용도를 위하여 원하는 다당류 유도체 농도의 제형을 생성할 수 있다. 명확하게도 당업자는 반응 성분 및/또는 희석량을 조정하여 선택된 개인 케어 제품을 위한 원하는 다당류 유도체 농도를 달성할 수 있다.
본 설명에 기술된 개인 케어 조성물은 모발 케어 또는 기타 개인 케어 제품용으로 공지되었거나 유효한 1종 이상의 피부과적으로 또는 화장용으로 허용 가능한 성분을 더 포함할 수 있되, 선택적인 성분이 본 설명에 기술된 본질적인 성분들과 물리적으로 또는 화학적으로 양립 가능하거나 그렇지 않으면 제품 안정성, 미학 또는 성능을 지나치게 손상시키지 않아야 한다. 이러한 선택적인 성분의 비제한적인 예는 문헌[International Cosmetic Ingredient Dictionary, Ninth Edition, 2002], 및 문헌[CTFA Cosmetic Ingredient Handbook, Tenth Edition, 2004]에 개시되어 있다.
일 구현예에서, 피부과적으로 허용 가능한 담체는 약 10중량% 내지 약 99.9중량%, 대안적으로 약 50중량% 내지 약 95중량%, 및 대안적으로 약 75중량% 내지 약 95중량%의 피부과적으로 허용 가능한 담체를 포함할 수 있다. 조성물(들)과 함께 사용하기에 적합한 담체는 예를 들어, 헤어 스프레이, 무스, 토닉, 젤, 피부 보습제, 로션, 및 리브 온(leave-on) 컨디셔너의 제형에 사용된 담체를 포함할 수 있다. 담체는 물; 유기 오일; 실리콘, 예컨대 휘발성 실리콘, 아미노 또는 비-아미노 실리콘 검 또는 오일, 및 이의 혼합물; 미네랄 오일; 식물성 오일, 예컨대, 올리브유, 피마자유, 유채유, 코코넛유, 맥아유, 스위트아몬드유, 아보카도유, 마카다미아유, 살구유, 홍화유, 캔들넛(candlenut)유, 양구슬냉이(false flax)유, 타마누(tamanu)유, 레몬유 및 이의 혼합물; 왁스; 및 유기 화합물, 예컨대, C2-C10 알칸, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 휘발성 유기 C1-C12 알코올, C1-C20 산 및 C1-C8 알코올의 에스테르(에스테르(들)의 선택은 그것이 퍼히드롤라아제의 카복시산 에스테르 기질로 작용할 수 있는지에 의존할 수 있다는 조건 하에), 예컨대, 메틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 및 이소프로필 미리스테이트, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, C10-C30 지방 알코올, 예컨대, 라우릴 알코올, 세틸 알코올, 스테아릴 알코올, 및 베헤닐 알코올; C10-C30 지방산, 예컨대, 라우르산 및 스테아르산; C10-C30 지방 아미드, 예컨대 라우린산 디에탄올아미드; C10-C30 지방 알킬 에스테르, 예컨대 C10-C30 지방 알킬 벤조에이트; 하이드록시프로필셀룰로오스, 및 이의 혼합물을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 담체는 물, 지방 알코올, 휘발성 유기 알코올, 및 이의 혼합물을 포함한다.
나아가 본 발명의 조성물(들)은 조성물(들)에 원하는 점도를 제공하는 것을 돕는 겔화제를 약 0.1% 내지 약 10%, 대안적으로는 약 0.2% 내지 약 5.0% 포함할 수 있다. 적합한 선택적인 겔화제의 비제한적인 예는 가교 카복시산 중합체; 비중화(unneutralized) 가교 카복시산 중합체; 비중화 변성 가교 카복시산 중합체; 가교 에틸렌/말레산 무수물 공중합체; 비중화 가교 에틸렌/말레산 무수물 공중합체(예컨대, Monsanto로부터 상업적으로 이용 가능한 EMA 81); 비중화 가교 알킬 에테르/아크릴레이트 공중합체(예컨대, Allied Colloids로부터 상업적으로 이용 가능한 Salcare™ SC90); 나트륨 폴리아크릴레이트, 미네랄 오일, 및 PEG-1 트리데세스-6의 비중화 가교 공중합체(예컨대, Allied Colloids로부터 상업적으로 이용 가능한 Salcare™ SC91); 메틸 비닐 에테르 및 말레산 무수물의 비중화 가교 공중합체(예컨대, International Specialty Products로부터 상업적으로 이용 가능한 Stabileze™ QM-PVM/MA 공중합체); 소수성으로 개질된 비이온성 셀룰로오스 중합체; 소수성으로 개질된 에톡실레이트 우레탄 중합체(예컨대, Union Carbide로부터 상업적으로 이용 가능한 알칼리성 팽윤 중합체의 Ucare™ Polyphobe 시리즈); 및 이의 조합을 포함한다. 이러한 맥락에서, 용어 "비중화(unneutralized)"는 선택적 중합체 및 공중합체 겔화제 물질이 비중화 산 단량체를 함유함을 의미한다. 바람직한 겔화제는 수용성 비중화 가교 에틸렌/말레산 무수물 공중합체, 수용성 비중화 가교 카복시산 중합체, 수용성의 소수성으로 개질된 비이온성 셀룰로오스 중합체 및 계면활성제/지방 알코올 겔 네트워크, 예컨대, 헤어 컨디셔닝 제품에 사용하기에 적합한 것들을 포함한다.
본 설명에 기술된 다당류 유도체는 헤어 컨디셔닝제와 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 모발 케어 조성물 및 제품 내로 혼입될 수 있다. 헤어 컨디셔닝제는 당해 분야에 주지되어 있으며, 예를 들어, Green et al. (WO 0107009)을 참조하고, 다양한 공급원로부터 상업적으로 이용 가능하다. 헤어 컨디셔닝제의 적합한 예는 양이온성 중합체, 예컨대 양이온화 구아 검, 디알릴 4차 암모늄 염/아크릴아미드 공중합체, 4차화된 폴리비닐피롤리돈 및 이의 유도체, 및 다양한 폴리쿼터늄-화합물; 양이온성 계면활성제, 예컨대 스테아랄코늄 염화물, 센트리모늄 염화물, 및 사파민 염산염; 지방 알코올, 예컨대 베헤닐 알코올; 지방 아민, 예컨대 스테아릴 아민; 왁스; 에스테르; 비이온성 중합체, 예컨대 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐 알코올, 및 폴리에틸렌 글리콜; 실리콘; 실록산, 예컨대 데카메틸시클로펜타실록산; 중합체 에멀젼, 예컨대 아모다이메티콘; 및 나노입자, 예컨대 실리카 나노입자 및 중합체 나노입자를 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
모발 케어 제품은 또한, 화장용으로 허용 가능한 매질에서 전형적으로 발견되는 추가적인 성분을 포함할 수 있다. 이러한 성분의 비제한적인 예는 문헌[International Cosmetic Ingredient Dictionary, Ninth Edition, 2002], 및 문헌[CTFA Cosmetic Ingredient Handbook, Tenth Edition, 2004]에 개시되어 있다. 모발 케어를 위하여 화장용으로 허용 가능한 매질에 종종 포함되는 성분들의 비제한적인 목록은 또한, 미국 특허 제6,280,747호에서 Philippe 등, 그리고 미국 특허 제6,139,851호에서 Omura 등, 그리고 미국 특허 제6,013,250호에서 Cannell 등이 기술하고 있으며, 이 미국 특허는 모두 본 설명에 참조로 포함된다. 예를 들어, 모발 케어 조성물은 수성, 알코올성 또는 수성-알코올성 용액일 수 있고, 알코올은 바람직하게는 수성-알코올성 용액에 대해, 총 중량의 약 1 내지 약 75중량%의 비율의 에탄올 또는 이소프로판올이다. 추가로, 모발 케어 조성물은 항산화제, 보존제, 충전제, 계면활성제, UVA 및/또는 UVB 선스크린, 향료, 증점제, 겔화제, 습윤제 및 음이온성, 비이온성 또는 양쪽성 중합체, 및 염료 또는 안료를 포함하나 이에 한정되지 않는, 1종 이상의 통상적인 화장용 또는 피부과용 첨가제 또는 보강제를 함유할 수 있다.
모발 케어 조성물 및 방법은 또한, 모발, 피부, 또는 네일의 색깔을 바꾸는 데 사용될 수 있는 임의의 염료, 레이크, 안료 등과 같은 적어도 1종의 착색제를 포함할 수 있다. 모발 염색제는 당해 분야에 잘 알려져 있고(예를 들어, Green et al. 위 참조, CFTA International Color Handbook, 2nd ed., Micelle Press, England (1992) 및 Cosmetic Handbook, US Food and Drug Administration, FDA/IAS Booklet (1992)), 다양한 공급원으로부터 상업적으로 이용 가능하다(예를 들어 Bayer, 미국 펜실베이니아 주 피츠버그 소재; Ciba-Geigy, 미국 뉴욕 주 테리타운 소재; ICI, 미국 뉴저지 주 브릿지워터 소재; Sandoz, 오스트리아 비엔나 소재; BASF, 미국 뉴저지 주 마운트 올리브 소재; 및 Hoechst, 독일 프랑크푸르트 소재). 적합한 모발 염색제는 염료, 예컨대, 4-하이드록시프로필아미노-3-니트로페놀, 4-아미노-3-니트로페놀, 2-아미노-6-클로로-4-니트로페놀, 2-니트로-파라페닐렌디아민, N,N-하이드록시에틸-2-니트로-페닐렌디아민, 4-니트로-인돌, 헤나, HC 블루 1, HC 블루 2, HC 옐로우 4, HC 레드 3, HC 레드 5, 디스퍼스 바이올렛(Disperse 바이올렛) 4, 디스퍼스 블랙 9, HC 블루 7, HC 블루 12, HC 옐로우 2, HC 옐로우 6, HC 옐로우 8, HC 옐로우 12, HC 브라운 2, D&C 옐로우 1, D&C 옐로우 3, D&C 블루 1, 디스퍼스 블루 3, 디스퍼스 바이올렛 1, 에오신 유도체, 예컨대, D&C 레드 21호 및 할로겐화 플루오레세인 유도체, 예컨대, D&C 레드 27호, D&C 레드 21호와 조합한 D&C 레드 오렌지 5호 및 D&C 오렌지 10호; 및 안료, 예컨대, D&C 레드 36호 및 D&C 오렌지 17호, D&C 레드 7호, 11호, 31호 및 34호의 칼슘 레이크, D&C 레드 12호의 바륨 레이크, D&C 레드 13호의 스트론튬 레이크, FD&C 옐로우 5호의 알루미늄 레이크, FD&C 옐로우 6호의 알루미늄 레이크, D&C 레드 27호의 알루미늄 레이크, D&C 레드 21호의 알루미늄 레이크 및 FD&C 블루 1호의 알루미늄 레이크, 산화철, 망간 바이올렛, 산화크롬, 이산화티탄, 이산화티탄 나노입자, 산화아연, 산화바륨, 울트라마린 블루, 시트르산 비스무트, 및 카본 블랙 입자를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 일 구현예에서, 모발 염색제는 D&C 옐로우 1 및 3, HC 옐로우 6 및 8, D&C 블루 1, HC 블루 1, HC 브라운 2, HC 레드 5, 2-니트로-파라페닐렌디아민, N,N-하이드록시에틸-2-니트로-페닐렌디아민, 4-니트로-인돌, 및 카본 블랙이다. 금속 및 반도체 나노입자 또한, 그의 강력한 광 방출로 인해 모발 염색제로 사용될 수 있다(Vic 등의 미국 특허 출원 공개 제2004-0010864호).
모발 케어 조성물은 샴푸, 컨디셔너, 로션, 에어로졸, 젤, 무스, 및 헤어 염료를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
개인 케어 제품은 로션, 크림, 페이스트, 밤(balm), 연고, 포마드, 겔, 액체, 또는 이의 조합의 형태일 수 있다. 개인 케어 제품은 또한, 예를 들어 메이크업, 립스틱, 마스카라, 루즈, 파운데이션, 블러쉬, 아이라이너, 립라이너, 립글로스, 기타 화장품, 자외선차단제, 선블록, 네일 폴리시, 무스, 헤어 스프레이, 스타일링 젤, 네일 컨디셔너, 바스젤, 샤워젤, 바디워시, 세안제, 샴푸, 헤어 컨디셔너(리브 인(leave-in) 또는 린스-아웃(rinse-out)), 크림 린스, 염모제, 모발 염색제, 헤어 샤인 제품, 헤어 세럼, 헤어 안티 프리즈 제품, 헤어 스플릿-엔드 리페어 제품, 립밤, 스킨 컨디셔너, 콜드 크림, 보습제, 바디 스프레이, 비누, 바디 스크럽, 각질제거제, 수렴제, 스크러핑 로션, 제모제, 퍼머넌트 웨이빙 용액, 비듬방지 제형, 발한방지 조성물, 탈취제, 면도 제품, 면도전 제품, 면도후 제품, 클렌저, 스킨젤, 린스, 치마 조성물, 치약, 또는 구강청결제 형태일 수 있다.
개인 케어 제품은 본 설명에 개시된 다당류 유도체를 포함할 수 있고, 자외선 차단제, 보습제, 습윤제, 모발, 피부, 네일 및 구강용 효과제, 침착제, 예컨대, 계면활성제, 차단제, 수분 장벽, 윤활제, 진정제, 항노화제, 정전기 방지제, 연마재, 항미생물제, 컨디셔너, 각질제거제, 향료, 점성화제, 염, 지질, 인지질, 비타민, 거품 안정제, pH 조절제, 보존제, 현탁화제, 실리콘 오일, 실리콘 유도체, 에센셜 오일, 오일, 지방, 지방산, 지방산 에스테르, 지방 알코올, 왁스, 폴리올, 탄화수소 및 이의 혼합물을 포함한 개인 케이 활성 성분 물질을 더 포함할 수 있다.
특정 구현예에서, 피부 관리 제품은 피부 질환의 치료 또는 예방, 화장 효과의 제공, 또는 피부에 보습 효과의 제공을 위한 적어도 1종의 활성 성분, 예컨대 산화아연, 페트롤라텀, 백색 페트롤라텀, 미네랄 오일, 대구간유, 라놀린, 디메티콘, 경지(hard fat), 비타민 A, 알란토인, 칼라민, 카올린, 글리세린, 또는 콜로이드 오트밀, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 피부 관리 제품은, 예를 들어 세라미드, 히알루론산, 글리세린, 스쿠알란, 아미노산, 콜레스테롤, 지방산, 트리글리세리드, 인지질, 글리코스핑고리피드, 요소, 리놀레산, 글리코사미노글리칸, 무코다당류, 락트산나트륨, 또는 나트륨 피롤리돈 카복실레이트와 같은 하나 이상의 천연 보습 인자를 포함할 수 있다. 피부 관리 제품에 포함될 수 있는 다른 성분들은 글리세리드, 아프리코트 커넬유, 카놀라유, 스쿠알란, 스쿠알렌, 코코넛유, 옥수수유, 호호바유, 호호바 왁스, 레시틴, 올리브유, 홍화유, 참기름, 시어버터, 대두유, 스위트아몬드유, 해바라기유, 티트리 오일, 시어버터, 팜유, 콜레스테롤, 콜레스테롤 에스테르, 왁스 에스테르, 지방산, 및 오렌지유를 제한 없이 포함한다.
조성물은 임의의 유용한 형태, 예를 들어 분말, 과립, 페이스트, 바아(bar), 단위 용량형 또는 액체일 수 있다.
단위 용량 형태는 수용성 단위 용량 형태, 예를 들어, 파우치라고도 지칭되는, 수용성 필름 및 액체 또는 고체 세탁 세제 조성물을 포함하는 수용성 단위 용량 물품일 수 있다. 수용성 단위 용량 파우치는 적어도 하나의 구획 내에 액체 또는 고체 세제 조성물을 완전히 둘러싸는 수용성 필름을 포함한다. 수용성 단위 용량 물품은 단일 구획 또는 다중 구획을 포함할 수 있다. 수용성 단위 용량 물품은 적어도 2개의 구획 또는 적어도 3개의 구획을 포함할 수 있다. 구획들은 겹쳐진 배치 또는 나란한 배치로 배열될 수 있다.
단위 용량 물품은 전형적으로, 액체 또는 고체 세탁 세제 조성물을 포함하는 내부 부피를 둘러싸는 수용성 필름으로 이루어진, 폐쇄된 구조이다. 파우치는 예컨대, 파우치가 물에 닿기 전에는 파우치로부터 조성물의 방출을 허용하지 않으며, 조성물을 보유하고 보호하기에 적합한 임의의 형태와 모양일 수 있다.
액체 세제 조성물은 약 70중량% 이하의 물 및 0중량% 내지 약 30중량%의 유기 용매를 전형적으로 함유하는 수성 조성물일 수 있다. 이것은 또한, 30중량% 이하의 물을 함유하는 콤팩트 겔 타입의 형태일 수 있다.
a) 적어도 하나의 소수성 기 및 b) 적어도 하나의 친수성 기로 치환된 다당류를 포함하는 다당류 유도체로서, 이 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸인 다당류 유도체는 원하는 제품의 성분으로 이용될 수 있거나, 1종 이상의 추가의 적합한 성분과 혼합되어 예를 들어, 패브릭 케어 용도, 세탁물 케어 용도, 및/또는 개인 케어 용도로 사용될 수 있다. 개시된 조성물들 중 임의의 것, 예를 들어, 패브릭 케어, 세탁물 케어 또는 개인 케어 조성물은 조성물의 총 건조 중량(건조 고형물 기준)을 기준으로 0.01 내지 99중량% 범위의 다당류 유도체를 포함할 수 있다. "총 건조 중량"이라는 용어는 임의의 용매, 예를 들어, 존재할 수 있는 임의의 물을 제외한 조성물의 중량을 의미한다. 다른 구현예에서, 조성물은 0.1 내지 10중량% 또는 0.1 내지 9중량% 또는 0.5 내지 8중량% 또는 1 내지 7중량% 또는 1 내지 6중량% 또는 1 내지 5중량% 또는 1 내지 4중량% 또는 1 내지 3중량% 또는 5 내지 10중량% 또는 10 내지 15중량% 또는 15 내지 20중량% 또는 20 내지 25중량% 또는 25 내지 30중량% 또는 30 내지 35중량% 또는 35 내지 40중량% 또는 40 내지 45중량% 또는 45 내지 50중량% 또는 50 내지 55중량% 또는 55 내지 60중량% 또는 60 내지 65중량% 또는 65 내지 70중량% 또는 70 내지 75중량% 또는 75 내지 80중량% 또는 80 내지 85중량% 또는 85 내지 90중량% 또는 90 내지 95중량% 또는 95 내지 99중량%의 다당류 유도체를 포함하며, 여기서, 중량%는 조성물의 총 건조 중량을 기준으로 한다.
조성물은 계면활성제, 효소, 세제 빌더(builder), 복합화제, 중합체, 방오 중합체, 계면활성 촉진 중합체(surfactancy-boosting polymer), 표백제, 표백 활성화제, 표백 촉매, 패브릭 컨디셔너, 점토, 폼 부스터(foam booster), 비누 거품 억제제, 부식 방지제, 오염물 현탁제, 오염물 재침착 방지제, 염료, 살세균제, 변색 억제제, 형광 증백제(optical brightener), 방향제, 포화 또는 불포화 지방산, 이염 억제제, 킬레이팅제, 색조 염료(hueing dye), 칼슘 양이온, 마그네슘 양이온, 시각적 신호전달 성분, 소포제, 구조화제, 증점제, 고결 방지제, 전분, 샌드(sand), 겔화제 또는 이의 조합 중 적어도 1종을 더 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 효소는 셀룰라아제이다. 또 다른 구현예에서, 효소는 프로테아제이다. 또 다른 구현예에서, 효소는 아밀라아제이다. 추가 구현예에서, 효소는 리파아제이다.
조성물은 예를 들어, 패브릭 케어, 세탁물 케어 및/또는 개인 케어에 유용한 세제 조성물일 수 있으며, 1종 이상의 활성 효소를 추가로 함유할 수 있다. 적합한 효소의 비제한적 예는 프로테아제, 셀룰라아제, 헤미셀룰라아제, 퍼옥시다아제, 지방 분해 효소(예를 들어, 금속 지방 분해 효소), 자일라나아제, 리파아제, 포스포리파아제, 에스테라아제(예를 들어, 아릴에스테라아제, 폴리에스테라아제), 퍼히드롤라아제, 큐티나아제, 펙티나아제, 펙테이트 라이아제(pectate lyase), 만난아제, 케라티나아제, 리덕타아제(reductase), 옥시다아제(oxidase)(예를 들어, 콜린 옥시다아제), 페놀옥시다아제, 리폭시게나아제, 리그니나아제, 풀룰라나아제, 탄나아제, 펜토사나아제, 말라나아제, 베타-글루카나아제, 아라비노시다아제, 히알루로니다아제, 콘드로이티나아제, 락카아제, 메탈로프로테이나아제, 아마도리아제, 글루코아밀라아제, 아라비노푸라노시다아제, 피타아제, 이소머라아제, 트랜스퍼라아제, 아밀라아제, 또는 이의 조합을 포함한다. 효소(들)가 포함될 경우, 이것은 조성물에 조성물의 총 중량을 기준으로 활성 효소 약 0.0001 내지 0.1중량%로 존재할 수 있다. 다른 구현예에서, 효소는 조성물의 총 중량을 기준으로 (예를 들어, 순수 효소 단백질로서 계산된) 활성 효소 약 0.01 내지 0.03중량%로 존재할 수 있다. 일부 구현예에서, 2종 이상의 효소의 조합이 조성물에서 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 2종 이상의 효소는 셀룰라아제와, 프로테아제, 헤미셀룰라아제, 퍼옥시다아제, 지방 분해 효소, 자일라나아제, 리파아제, 포스포리파아제, 에스테라아제, 퍼히드롤라아제, 큐티나아제, 펙티나아제, 펙테이트 라이아제, 만난아제, 케라티나아제, 리덕타아제, 옥시다아제, 페놀옥시다아제, 리폭시게나아제, 리그니나아제, 풀룰라나아제, 탄나아제, 펜토사나아제, 말라나아제, 베타-글루카나아제, 아라비노시다아제, 히알루로니다아제, 콘드로이티나아제, 락카아제, 메탈로프로테이나아제, 아마도리아제, 글루코아밀라아제, 아라비노푸라노시다아제, 피타아제, 이소머라아제, 트랜스퍼라아제, 아밀라아제 또는 이의 조합 중 하나 이상이다.
일부 구현예에서, 조성물은 1종 이상의 효소를 포함할 수 있으며, 각각의 효소는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.00001중량% 내지 약 10중량%로 존재한다. 일부 구현예에서, 조성물은 또한, 조성물의 총 중량을 기준으로 각각의 효소를 약 0.0001중량% 내지 약 10중량%, 약 0.001중량% 내지 약 5중량%, 약 0.001중량% 내지 약 2중량% 또는 약 0.005중량% 내지 약 0.5중량%의 수준으로 포함할 수 있다.
셀룰라아제는 엔도셀룰라아제 활성(EC 3.2.1.4), 엑소셀룰라아제 활성(EC 3.2.1.91), 또는 셀로비아제 활성(EC 3.2.1.21)을 가질 수 있다. 셀룰라아제는 셀룰라아제 활성 유지에 적합한 조건 하에 활성을 갖는 "활성 셀룰라아제"이며; 그러한 적합한 조건을 결정하는 것은 당업계의 기술 내에 있다. 셀룰라아제는, 셀룰로오스를 분해할 수 있는 것 외에, 특정 구현예에서, 셀룰로오스 에테르 유도체, 예컨대 카복시메틸 셀룰로오스도 분해할 수 있다.
셀룰라아제는 임의의 미생물 출처, 예컨대 박테리아 또는 진균류로부터 유래될 수 있다. 화학적 변형 셀룰라아제 또는 단백질-엔지니어링된(engineered) 돌연변이 셀룰라아제가 포함된다. 적합한 셀룰라아제는 예를 들어 바실루스(Bacillus), 슈도모나스(Pseudomonas), 스트렙토마이세스(Streptomyces), 트리코데르마(Trichoderma), 후미콜라(Humicola), 푸사리움(Fusarium), 티엘라비아(Thielavia) 및 아크레모늄(Acremonium) 속 유래의 셀룰라아제를 포함한다. 다른 예로서, 셀룰라아제는 후미콜라 인솔렌스(Humicola insolens), 마이셀리오프토라 서모필레(Myceliophthora thermophile), 푸사리움 옥시스포룸(Fusarium oxysporum), 트리코데르마 레에세이(Trichoderma reesei) 또는 이의 조합으로부터 유래될 수 있다. 전술한 것 중 임의의 것과 같은 셀룰라아제는 N-말단 신호 펩티드가 결여된 성숙한 형태일 수 있다. 본 설명에서 유용한 구매 가능한 셀룰라아제는 CELLUSOFT®, CELLUCLEAN®, CELLUZYME® 및 CAREZYME®(Novozymes A/S); CLAZINASE® 및 PURADAX® HA 및 REVITALENZ™(DuPont Industrial Biosciences), BIOTOUCH®(AB Enzymes); 및 KAC-500(B)®(Kao Corporation)를 포함한다.
대안적으로, 본 설명에서 셀룰라아제는 당해 분야에 공지된 임의의 수단에 의해 생성될 수 있으며, 예를 들어, 셀룰라아제는 이종 발현 시스템, 예컨대 미생물 또는 진균류 이종 발현 시스템에서 재조합으로 생성될 수 있다. 이종 발현 시스템의 예는 박테리아(예를 들어, 대장균(E. coli), 바실루스(Bacillus) 종) 및 진핵 시스템을 포함한다. 진핵 시스템은, 예를 들어, 효모(예를 들어, 피키아(Pichia) 종, 사카로마이세스(Saccharomyces) 종) 또는 진균류(예를 들어, 트리코데르마 종, 예컨대 T. 레에세이, 아스페르길루스(Aspergillus) 종, 예컨대 A. 니게르(niger)) 발현 시스템을 이용할 수 있다.
특정 구현예에서, 셀룰라아제는 열안정성일 수 있다. 셀룰라아제 열안정성은 소정 시간(예를 들어, 약 30 내지 60분) 동안 승온(예를 들어, 약 60 내지 70℃)에의 노출 후 이 효소가 활성을 유지하는 능력을 지칭한다. 셀룰라아제의 열안정성은 분 단위, 시간 단위, 또는 일 단위로 주어진 이의 반감기(t1/2)로 측정될 수 있는데, 이러한 시간 기간 동안 규정된 조건 하에서 셀룰라아제 활성의 절반이 상실된다.
특정 구현예에서, 셀룰라아제는 넓은 범위의 pH 값(예를 들어 중성 또는 알칼리성 pH, 예컨대 대략 7.0 내지 대략 11.0의 pH)에 대하여 안정적일 수 있다. 이러한 효소는 이러한 pH 조건 하에서 소정의 시간(예를 들어, 적어도 약 15분, 30분, 또는 1시간) 동안 안정적으로 남아 있을 수 있다.
적어도 1종, 2종, 또는 이보다 더 많은 셀룰라아제가 조성물에 포함될 수 있다. 전형적으로, 본 설명에서 조성물 중 셀룰라아제의 총 양은 조성물에서의 셀룰라아제의 사용 목적에 적합한 양("유효량")이다. 예를 들어, 셀룰로오스 함유 패브릭의 느낌 및/또는 외관의 개선용으로 의도된 조성물에서의 셀룰라아제의 유효량은 패브릭의 느낌의 측정가능한 개선(예를 들어, 패브릭의 매끄러움(smoothness) 및/또는 외관의 개선, 패브릭 외관 첨예도(sharpness)를 감소시키는 경향이 있는 보풀(pill) 및 피브릴의 제거)을 생성하는 양이다. 또 다른 예로서, 본 설명에서 패브릭 스톤워싱(stonewashing) 조성물에서의 셀룰라아제의 유효량은 (예를 들어, 패브릭 패널(panel) 상과 솔기에 닳고(worn) 퇴색된 외관을 생성하는) 원하는 효과를 제공하는 양이다. 본 설명에서 조성물 중 셀룰라아제의 양은 또한, 예를 들어, 조성물이 이용되는 공정 파라미터(예를 들어, 장비, 온도, 시간 등) 및 셀룰라아제 활성에 따라 달라질 수 있다. 패브릭이 처리되는 수성 조성물 중 셀룰라아제의 유효 농도는 당업자에 의해 쉽게 결정될 수 있다. 패브릭 케어 공정에서, 셀룰라아제는 패브릭이 처리되는 수성 조성물(예를 들어, 세척액) 중에, 예를 들어, 최소 약 0.01 내지 0.1 ppm의 총 셀룰라아제 단백질, 또는 약 0.1 내지 10 ppb의 총 셀룰라아제 단백질(예를 들어, 1 ppm 미만)에서 최대 약 100, 200, 500, 1000, 2000, 3000, 4000 또는 5000 ppm의 총 셀룰라아제 단백질의 농도로 존재할 수 있다.
적합한 효소는 본 기술 분야에 공지되어 있으며, 예를 들어, MAXATASE®, MAXACAL™, MAXAPEM™, OPTICLEAN®, OPTIMASE®, PROPERASE®, PURAFECT®, PURAFECT® OXP, PURAMAX™, EXCELLASE™, PREFERENZ™ 프로테아제(예를 들어 P100, P110, P280), EFFECTENZ™ 프로테아제(예를 들어 P1000, P1050, P2000), EXCELLENZ™ 프로테아제(예를 들어 P1000), ULTIMASE®, 및 PURAFAST™(Genencor); ALCALASE®, SAVINASE®, PRIMASE®, DURAZYM™, POLARZYME®, OVOZYME®, KANNASE®, LIQUANASE®, NEUTRASE®, RELASE® 및 ESPERASE®(Novozymes); BLAP™ 및 BLAP™ 변이형(독일 뒤셀도르프 소재의 Henkel Kommanditgesellschaft auf Aktien), 및 KAP(B. 알칼로필루스(B.alkalophilus) 서브틸리신(subtilisin); 일본 도쿄 소재의 Kao Corp.) 프로테아제; MANNASTAR®, PURABRITE™, 및 MANNAWAY® 만난아제; M1 LIPASE™, LUMA FAST™, 및 LIPOMAX™(Genencor); LIPEX®, LIPOLASE® 및 LIPOLASE® ULTRA(Novozymes); 및 LIPASE P™ "Amano"(일본 소재의 Amano Pharmaceutical Co. Ltd.) 리파아제; STAINZYME®, STAINZYME PLUS®, NATALASE®, DURAMYL®, TERMAMYL®, TERMAMYL ULTRA®, FUNGAMYL® 및 BAN™(Novo Nordisk A/S 및 Novozymes A/S); RAPIDASE®, POWERASE®, PURASTAR® 및 PREFERENZ™(DuPont Industrial Biosciences) 아밀라아제; GUARDZYME™(Novo Nordisk A/S 및 Novozymes A/S) 퍼옥시다아제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 조성물 중 효소는 통상적인 안정화제, 예를 들어 폴리올, 예컨대 프로필렌 글리콜 또는 글리세롤; 당 또는 당 알코올; 락트산; 붕산 또는 붕산 유도체(예를 들어, 방향족 보레이트 에스테르)를 사용하여 안정화될 수 있다.
전형적으로, 본 설명에서 세제 조성물은 1종 이상의 계면활성제를 포함하며, 여기서, 계면활성제는 비이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 쯔비터이온성 계면활성제, 반극성 비이온성 계면활성제 및 이의 혼합물로부터 선택된다. 계면활성제는 (합성이라고도 지칭되는) 석유 유래 또는 (천연이라고도 지칭되는) 비석유 유래 계면활성제일 수 있다. 일부 구현예에서, 계면활성제는 세정 조성물의 약 0.1중량% 내지 약 60중량% 수준으로 존재하고, 대안적인 구현예에서는 이 수준은 약 1중량% 내지 약 50중량%이고, 또 다른 구현예에서는 이 수준은 약 5중량% 내지 약 40중량%이다. 세제는 보통 0중량% 내지 약 50중량%의 선형 알킬벤젠설폰산염 (LAS), 알파-올레핀설폰산염(AOS), 알킬 황산염(지방 알코올 황산염)(AS), 알코올 에톡시황산염(AEOS 또는 AES), 2차 알칸설폰산염(SAS), 알파-설포 지방산 메틸 에스테르, 알킬- 또는 알케닐석신산, 또는 비누와 같은 음이온성 계면활성제를 함유한다.
세제 조성물은 화학식 R1―(OCH2CH2)x―O―SO3M의 알코올 에톡시황산염을 포함할 수 있으며, 이때, R1은 약 C8 내지 약 C20의 짝수 탄소 사슬 길이로 구성된 비석유 유래, 선형 또는 분지형 지방 알코올이고, x는 약 0.5 내지 약 8이며, M은 알칼리 금속 또는 암모늄 양이온이다. 알코올 에톡시황산염의 지방 알코올 부분(R1)은 지질학적으로 유래(예컨대, 석유 유래)되었다기보다는 재생 가능한 공급원으로부터 유래(예컨대, 동물 또는 식물 유래)된다. 재생 가능한 공급원으로부터 유래된 지방 알코올은 천연 지방 알코올이라 지칭될 수 있다. 천연 지방 알코올은 말단 탄소에 부착된 단일 알코올(-OH)이 있는 짝수의 탄소 원자를 갖는다. 계면활성제의 지방 알코올 부분(R1)은 짝수 탄소 사슬, 예컨대, C12, C14, C16, C18 등의 분포를 포함할 수 있다.
게다가, 세제 조성물은 0중량% 내지 약 40중량%의 비이온성 계면활성제, 예컨대 알코올 에톡실레이트(AEO 또는 AE), 카복실화 알코올 에톡실레이트, 노닐페놀 에톡실레이트, 알킬폴리글리코시드, 알킬디메틸아민옥사이드, 에톡실화 지방산 모노에탄올아미드, 지방산 모노에탄올아미드, 또는 폴리하이드록시 알킬 지방산 아미드를 선택적으로 함유할 수 있다. 세제 조성물은 화학식 R2―(OCH2CH2)y―OH의 알코올 에톡실레이트를 포함할 수 있으며, 이때, R2는 약 C10 내지 약 C18의 짝수 탄소 사슬 길이로 구성된 비석유 유래, 선형 또는 분지형 지방 알코올이고, y는 약 0.5 내지 약 15이다. 알코올 에톡실레이트의 지방 알코올 부분(R2)은 지질학적으로 유래(예컨대, 석유 유래)되었다기보다는 재생 가능한 공급원으로부터 유래(예컨대, 동물 또는 식물 유래)된다. 계면활성제의 지방 알코올 부분(R2)은 짝수 탄소 사슬, 예컨대, C12, C14, C16, C18 등의 분포를 포함할 수 있다.
조성물은 1종 이상의 세제 빌더 또는 빌더 시스템을 더 포함할 수 있다. 적어도 1종의 빌더를 포함하는 일부 구현예에서, 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 적어도 약 1중량%, 약 3중량% 내지 약 60중량% 또는 약 5중량% 내지 약 40중량%의 빌더를 포함한다. 빌더는 예를 들어, 폴리포스페이트의 알칼리 금속, 암모늄 및/또는 알카놀암모늄 염, 알칼리 금속 실리케이트, 알칼리 토금속 및 알칼리 금속 카르보네이트, 알루미노실리케이트, 폴리카복실레이트 화합물, 에테르 하이드록시폴리카복실레이트, 말레산 무수물과 에틸렌 또는 비닐 메틸 에테르의 공중합체, 1,3,5-트리하이드록시 벤젠-2,4,6-트리설폰산 및 카복시메틸옥시석신산, 에틸렌디아민 테트라아세트산 및 니트릴로트리아세트산과 같은 폴리아세트산의 다양한 알칼리 금속, 암모늄 및 치환 암모늄 염, 그리고 폴리카복실레이트, 예컨대 멜리트산, 석신산, 시트르산, 옥시디석신산, 폴리말레산, 벤젠 1,3,5-트리카복실산, 카복시메틸옥시석신산, 및 이의 가용성 염을 포함한다. 세제 빌더 또는 복합화제의 예는 제올라이트, 디포스페이트, 트리포스페이트, 포스포네이트, 시트레이트, 니트릴로트리아세트산(NTA), 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTMPA), 알킬- 또는 알케닐석신산, 가용성 실리케이트 또는 층상 실리케이트(예를 들어, Hoechst사의 SKS-6)를 포함한다. 세제는 또한, 빌드되지 않을(unbuilt) 수 있으며, 즉, 세제 빌더가 본질적으로 없을 수 있다.
조성물은 적어도 1종의 킬레이팅제를 더 포함할 수 있다. 적합한 킬레이팅제는 예를 들어, 구리, 철 및/또는 망간 킬레이팅제 및 이의 혼합물을 포함한다. 적어도 1종의 킬레이팅제가 사용되는 일부 구현예에서, 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.1중량% 내지 약 15중량% 또는 심지어 약 3.0중량% 내지 약 10중량%의 킬레이팅제를 포함한다.
조성물은 적어도 1종의 침착 조제를 더 포함할 수 있다. 적합한 침착 조제는 예를 들어, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리카복실레이트, 방오 중합체, 예컨대 폴리텔레프탈산, 점토, 예컨대 카올리나이트, 몬모릴로나이트, 아타풀가이트, 일라이트, 벤토나이트, 할로이사이트, 또는 이의 조합을 포함한다.
조성물은 1종 이상의 이염 억제제를 더 포함할 수 있다. 적합한 이염 억제제는 예를 들어, 폴리비닐피롤리돈 중합체, 폴리아민 N-옥사이드 중합체, N-비닐피롤리돈과 N-비닐이미다졸의 공중합체, 폴리비닐옥사졸리돈, 폴리비닐이미다졸, 망간 프탈로시아닌, 퍼옥시다아제, 폴리비닐피롤리돈 중합체, 에틸렌-디아민-테트라아세트산(EDTA); 디에틸렌 트리아민 펜타 메틸렌 포스폰산(DTPMP); 하이드록시-에탄 디포스폰산(HEDP); 에틸렌디아민 N,N'-디석신산(EDDS); 메틸 글리신 디아세트산(MGDA); 디에틸렌 트리아민 펜타 아세트산(DTPA); 프로필렌 디아민 테트라아세트산(PDT A); 2-하이드록시피리딘-N-옥사이드(HPNO); 또는 메틸 글리신 디아세트산(MGDA); 글루탐산 N,N-디아세트산(N,N-디카복시메틸 글루탐산 테트라소듐 염(GLDA); 니트릴로트리아세트산(NTA); 4,5-디하이드록시-m-벤젠디설폰산; 시트르산 및 이의 임의의 염; N-하이드록시에틸에틸렌디아민트리-아세트산(HEDTA), 트리에틸렌테트라아민헥사아세트산(TTHA), N-하이드록시에틸이미노디아세트산(HEIDA), 디하이드록시에틸글리신(DHEG), 에틸렌디아민테트라프로피온산(EDTP) 및 이의 유도체 또는 이의 조합을 포함한다. 적어도 1종의 이염 억제제가 사용되는 구현예에서, 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.0001중량% 내지 약 10중량%, 약 0.01중량% 내지 약 5중량%, 또는 심지어 약 0.1중량% 내지 약 3중량%의 이염 억제제를 포함할 수 있다.
조성물은 실리케이트를 더 포함할 수 있다. 적합한 실리케이트는 예를 들어, 규산나트륨, 중규산나트륨, 메타규산나트륨, 결정성 필로실리케이트 또는 이의 조합을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 실리케이트는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1중량% 내지 약 20중량%의 수준으로 존재할 수 있다. 다른 구현예에서, 실리케이트는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 5중량% 내지 약 15중량%의 수준으로 존재할 수 있다.
조성물은 분산제를 더 포함할 수 있다. 적합한 수용성 유기 물질은 예를 들어, 단독중합체성 또는 공중합체성 산 또는 이의 염을 포함할 수 있으며, 여기서, 폴리카복실산은 2개 이하의 탄소 원자에 의해 서로 분리된 적어도 2개의 카복실 라디칼을 포함한다.
조성물은 본 발명의 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸 유도체에 더하여 1종 이상의 다른 유형의 중합체를 더 포함할 수 있다. 본 설명에서 유용한 다른 유형의 중합체의 예는 카복시메틸 셀룰로오스(CMC), 폴리(비닐피롤리돈)(PVP), 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리(비닐 알코올)(PVA), 폴리카복실레이트, 예컨대 폴리아크릴레이트, 말레산/아크릴산 공중합체, 및 라우릴 메타크릴레이트/아크릴산 공중합체를 포함한다.
조성물은 표백 시스템을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 표백 시스템은 H2O2 공급원, 예컨대 퍼보레이트, 퍼카보네이트, 퍼하이드레이트 염, 퍼보레이트, 퍼설페이트, 퍼포스페이트, 퍼실리케이트의 모노 또는 테트라 하이드레이트 소듐 염, 퍼카복실산 및 염, 퍼카본산 및 염, 퍼이미드산 및 염, 퍼옥시모노황산 및 염, 설폰화 아연 프탈로시아닌, 설폰화 알루미늄 프탈로시아닌, 잔텐 염료(과산-형성 표백 활성화제, 예를 들어 도데카노일 옥시벤젠 설포네이트, 데카노일 옥시벤젠 설포네이트, 데카노일 옥시벤조산 또는 이의 염, 테트라아세틸에틸렌디아민(TAED) 또는 노나노일옥시벤젠설포네이트(NOBS)와 조합될 수 있음)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 표백 시스템은 퍼옥시산(예를 들어, 아미드, 이미드, 또는 설폰계 퍼옥시산)을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 표백 시스템은 퍼하이드롤라아제를 포함하는 효소적 표백 시스템일 수 있다. 임의의 위의 것들의 조합 또한, 사용될 수 있다.
조성물은 통상적인 세제 성분, 예컨대 패브릭 컨디셔너, 점토, 폼 부스터, 비누 거품 억제제, 부식 방지제, 오염물 현탁제, 오염물 재침착 방지제, 염료, 살세균제, 변색 억제제, 형광 증백제, 또는 방향제를 더 포함할 수 있다. 본 설명에서 세제 조성물의 (사용 농도의 수용액 중에서 측정된) pH는 중성 또는 알칼리성(예를 들어, 약 7.0 내지 약 11.0의 pH)일 수 있다.
조성물은 세제 조성물일 수 있으며, 선택적으로, 중질(다목적) 세탁 세제 조성물일 수 있다. 일부 구현예에서, 세제 조성물은 (선형 또는 분지형 또는 랜덤 사슬, 치환 또는 비치환 알킬 설페이트, 알킬 설포네이트, 알킬 알콕실화 설페이트, 알킬 포스페이트, 알킬 포스포네이트, 알킬 카복실레이트 및/또는 이의 혼합물의 군으로부터 선택된) 음이온성 세척성 계면활성제, 및 선택적으로 (선형 또는 분지형 또는 랜덤 사슬, 치환 또는 비치환 알킬 알콕실화 알코올, 예를 들어, C8 내지 C18 알킬 에톡실화 알코올 및/또는 C6 내지 C12 알킬 페놀 알콕실레이트의 군으로부터 선택된) 비이온성 계면활성제를 포함한, 세척성 계면활성제(10% 내지 40%(wt/wt))를 포함할 수 있으며, 여기서 (6.0 내지 9의 친수성 지수(HIc)의) 음이온성 세척성 계면활성제 대 비이온성 세척성 계면활성제의 중량비는 1:1보다 크다. 적합한 세척성 계면활성제는 또한, (알킬 피리디늄 화합물, 알킬 4차 암모늄 화합물, 알킬 4차 포스포늄 화합물, 알킬 3차 설포늄 화합물, 및/또는 이의 혼합물의 군으로부터 선택된) 양이온성 세척성 계면활성제; (알카놀아민 설포-베타인의 군으로부터 선택된) 쯔비터이온성 및/또는 양쪽성 세척성 계면활성제; 양쪽성 계면활성제; 반극성 비이온성 계면활성제 및 이의 혼합물을 포함한다.
조성물은 세제 조성물로서, 예를 들어 친양쪽성 알콕실화 기름기 세정용 중합체로 이루어진 계면활성 촉진 중합체를 선택적으로 포함하는 세제 조성물일 수 있다. 적합한 친양쪽성 알콕실화 기름기 세정용 중합체는 예를 들어, 분지된 친수성 및 소수성 특성을 갖는 알콕실화 중합체, 예컨대 알콕실화 폴리알킬렌이민, 단량체, 예를 들어 불포화 C1 내지 C6 카복실산, 에테르, 알코올, 알데히드, 케톤, 에스테르, 당 단위, 알콕시 단위, 말레산 무수물, 포화 폴리알코올, 예컨대 글리세롤 및 이의 혼합물을 포함하는 친수성 골격을 포함하는 랜덤 그래프트 중합체; 및 소수성 측쇄(들), 예를 들어 1개 이상의 C4 내지 C25 알킬 기, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 포화 C1 내지 C6 모노-카복실산의 비닐 에스테르, 아크릴산 또는 메타크릴산의 C1 내지 C6 알킬 에스테르, 및 이의 혼합물을 포함할 수 있다.
적합한 중질 세탁 세제 조성물은 추가의 중합체, 예컨대 방오 중합체(음이온성 말단-캡핑(capped) 폴리에스테르, 예를 들어 SRP1, 랜덤 또는 블록 구성의, 당류, 디카복실산, 폴리올 및 이의 조합으로부터 선택되는 적어도 하나의 단량체 단위를 포함하는 중합체, 랜덤 또는 블록 구성의 에틸렌 테레프탈레이트계 중합체 및 이의 공중합체, 예를 들어 REPEL-O-TEX SF, SF-2 및 SRP6, TEXCARE SRA100, SRA300, SRN100, SRN170, SRN240, SRN300 및 SRN325, MARLOQUEST SL을 포함함), 재침착 방지 중합체(카복실레이트 중합체, 예컨대 아크릴산, 말레산(또는 말레산 무수물), 푸마르산, 이타콘산, 아코니트산, 메사콘산, 시트라콘산, 메틸렌말론산, 및 이의 임의의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 단량체를 포함하는 중합체, 비닐피롤리돈 단독중합체, 및/또는 폴리에틸렌 글리콜(분자량: 500 내지 100,000 달톤(Da)의 범위); 및 중합체성 카복실레이트(예컨대 말레에이트/아크릴레이트 랜덤 공중합체 또는 폴리아크릴레이트 단독중합체)를 포함함)를 선택적으로 포함할 수 있다. 방오 중합체는, 존재할 경우, 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 10중량%로 포함될 수 있다.
중질 세탁 세제 조성물은 포화 또는 불포화 지방산, 바람직하게는 포화 또는 불포화 C12 내지 C24 지방산; 침착 조제, 예를 들어, 다당류, 셀룰로오스 중합체, 폴리 디알릴 디메틸 암모늄 할로겐화물(DADMAC), 및 DADMAC와 비닐 피롤리돈의 공중합체, 아크릴아미드, 이미다졸, 이미다졸리늄 할로겐화물, 및 이의 혼합물(랜덤 또는 블록 구성), 양이온성 구아 검, 양이온성 전분, 양이온성 폴리아실아미드 또는 이의 조합을 선택적으로 더 포함할 수 있다. 지방산 및/또는 침착 조제 각각은, 존재할 경우, 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1중량% 내지 10중량%로 존재할 수 있다.
세제 조성물은 실리콘 또는 지방산계 비누 거품 억제제; 색조 염료, 칼슘 및 마그네슘 양이온, 시각적 신호전달 성분, 소포제(조성물의 총 중량을 기준으로 0.001중량% 내지 약 4.0중량%), 및/또는, 디글리세리드 및 트리글리세리드, 에틸렌 글리콜 디스테아레이트, 미정질 셀룰로오스, 미세섬유 셀룰로오스, 생체고분자, 잔탄 검, 겔란 검, 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된, 구조화제/증점제(조성물의 총 중량을 기준으로 0.01중량% 내지 5중량%)를 선택적으로 포함할 수 있다.
본 설명에 개시된 조성물은 식기세척용 세제 조성물의 형태일 수 있다. 식기세척용 세제의 예는 자동 식기세척용 세제(전형적으로 식기세척기에서 사용됨) 및 손설거지 식기세척용 세제를 포함한다. 식기세척용 세제 조성물은 예를 들어, 본 설명에 개시된 바와 같이 임의의 건식 또는 액체/수성 형태일 수 있다. 식기세척용 세제 조성물의 특정 구현예에 포함될 수 있는 성분은 예를 들어, 포스페이트; 산소계 또는 염소계 표백제; 비이온성 계면활성제; 알칼리 염(예를 들어, 메타실리케이트, 알칼리 금속 수산화물, 탄산나트륨); 본 설명에 개시된 임의의 활성 효소; 부식 방지제(예를 들어, 규산나트륨); 발포 방지제; 세라믹으로부터의 패턴 및 유약의 제거를 늦추는 첨가제; 방향제; 고결 방지제(과립형 세제에서); 전분(정제-기반 세제에서); 겔화제(액체/겔 기반 세제에서); 및/또는 샌드(분말형 세제) 중 하나 이상을 포함한다.
식기세척용 세제 조성물은, 다당류 유도체에 더하여, (i) 0 내지 10중량%의 양으로 존재하는 비이온성 계면활성제(임의의 에톡실화 비이온성 계면활성제, 알코올 알콕실화 계면활성제, 에폭시-캡핑된 폴리(옥시알킬화) 알코올, 또는 아민 옥사이드 계면활성제를 포함함); (ii) 약 5 내지 60중량%의 범위의 빌더(임의의 포스페이트계 빌더(예를 들어, 모노-포스페이트, 디-포스페이트, 트리-폴리포스페이트, 기타 올리고머형-폴리포스페이트, 소듐 트리폴리포스페이트-STPP), 임의의 포스페이트-비함유 빌더(예를 들어, 메틸-글리신-디아세트산[MGDA] 및 이의 염 또는 유도체, 글루타믹-N,N-디아세트산[GLDA] 및 이의 염 또는 유도체, 이미노디석신산(IDS) 및 이의 염 또는 유도체, 카복시 메틸 이눌린 및 이의 염 또는 유도체, 니트릴로트리아세트산[NTA], 디에틸렌 트리아민 펜타 아세트산[DTPA], B-알라닌디아세트산[B-ADA] 및 이의 염을 포함하는 아미노산계 화합물), 폴리-카복실산 및 이의 부분 중화 또는 완전 중화 염의 단독중합체 및 공중합체, 단량체성 폴리카복실산 및 하이드록시카복실산 및 이의 염(0.5 내지 50중량%의 범위), 또는 설폰화/카복실화 중합체(약 0.1중량% 내지 약 50중량%의 범위)를 포함함); (iii) 약 0.1중량% 내지 약 10중량%의 범위의 드라이 조제(예를 들어, 폴리에스테르, 특히 음이온성 폴리에스테르(선택적으로, 중축합에 도움이 되는 3 내지 6개의 작용체, 예를 들어 산, 알코올 또는 에스테르 작용체를 갖는 추가 단량체와 함께임), 폴리카보네이트-, 폴리우레탄- 및/또는 폴리우레아-폴리유기실록산 화합물 또는 이의 전구체 화합물, 특히 반응성 환형 카보네이트 및 우레아 타입의 것); (iv) 약 1중량% 내지 약 20중량%의 범위의 실리케이트(예를 들어, 소듐 또는 포타슘 실리케이트, 예컨대 중규산나트륨, 메타규산나트륨 및 결정성 필로실리케이트); (v) 무기 표백제(예를 들어, 퍼하이드레이트 염, 예컨대 퍼보레이트, 퍼카보네이트, 퍼포스페이트, 퍼설페이트 및 퍼실리케이트 염) 및/또는 유기 표백제, 예를 들어, 유기 퍼옥시산, 예컨대 디아실- 및 테트라아실퍼옥사이드, 특히 디퍼옥시도데칸디오산, 디퍼옥시테트라데칸디오산, 및 디퍼옥시헥사데칸디오산; (vi) 표백 활성화제, 예를 들어 유기 과산 전구체(약 0.1중량% 내지 약 10중량%의 범위) 및/또는 표백 촉매(예를 들어, 망간 트리아자시클로노난 및 관련 착물; Co, Cu, Mn, 및 Fe 비스피리딜아민 및 관련 착물; 및 펜타민 아세테이트 코발트(III) 및 관련 착물); (vii) 금속 케어제(약 0.1중량% 내지 5중량%의 범위), 예를 들어, 벤자트리아졸, 금속 염 및 착물, 및/또는 실리케이트; 및/또는 (viii) 자동 식기세척용 세제 조성물 1 g당 활성 효소 약 0.01 내지 5.0 mg 범위의 본 설명에 개시된 임의의 활성 효소, 및 효소 안정화제 성분을 포함할 수 있다. 중량 %는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
적어도 1종의 다당류 유도체를 포함하는 세제 제형의 다양한 예를 아래 (1 내지 21)에 개시하였다:
1) 다음을 포함하는, 적어도 600 g/L의 벌크 밀도를 갖는 과립으로 제형화된 세제 조성물: 약 7 내지 12중량%의 선형 알킬벤젠설포네이트(산으로 계산됨); 약 1 내지 4중량%의 알코올 에톡시설페이트(예를 들어, C12-18 알코올, 1 또는 2개의 에틸렌 옥사이드[EO]) 또는 알킬 설페이트(예를 들어, C16-18); 약 5 내지 9중량%의 알코올 에톡실레이트(예를 들어, C14-15 알코올); 약 14 내지 20중량%의 탄산나트륨; 약 2 내지 6중량%의 가용성 실리케이트(예를 들어, Na2O 2SiO2); 약 15 내지 22중량%의 제올라이트(예를 들어, NaAlSiO4); 약 0 내지 6중량%의 황산나트륨; 약 0 내지 15중량%의 시트르산 나트륨/시트르산; 약 11 내지 18중량%의 과붕산나트륨; 약 2 내지 6중량%의 TAED; 약 2중량% 이하의 다당류 유도체; 약 0 내지 3중량%의 기타 중합체(예를 들어, 말레산/아크릴산 공중합체, PVP, PEG); 선택적으로, 약 0.0001 내지 0.1중량%의 효소(들)(순수 효소 단백질로 계산됨); 및 약 0 내지 5중량%의 부성분(예를 들어, 비누 거품 억제제, 방향제, 형광 증백제, 광표백제).
2) 다음을 포함하는, 적어도 600 g/L의 벌크 밀도를 갖는 과립으로 제형화된 세제 조성물: 약 6 내지 11중량%의 선형 알킬벤젠설포네이트(산으로 계산됨); 약 1 내지 3중량%의 알코올 에톡시설페이트(예를 들어, C12-18 알코올, 1 또는 2개의 EO) 또는 알킬 설페이트(예를 들어, C16-18); 약 5 내지 9중량%의 알코올 에톡실레이트(예를 들어, C14-15 알코올); 약 15 내지 21중량%의 탄산나트륨; 약 1 내지 4중량%의 가용성 실리케이트(예를 들어, Na2O 2SiO2); 약 24 내지 34중량%의 제올라이트(예를 들어, NaAlSiO4); 약 4 내지 10중량%의 황산나트륨; 약 0 내지 15중량%의 시트르산 나트륨/시트르산; 약 11 내지 18중량%의 과붕산나트륨; 약 2 내지 6중량%의 TAED; 약 2중량% 이하의 다당류 유도체; 약 1 내지 6중량%의 기타 중합체(예를 들어, 말레산/아크릴산 공중합체, PVP, PEG); 선택적으로, 약 0.0001 내지 0.1중량%의 효소(들)(순수 효소 단백질로 계산됨); 및 약 0 내지 5중량%의 부성분(예를 들어, 비누 거품 억제제, 방향제, 형광 증백제, 광표백제).
3) 다음을 포함하는, 적어도 600 g/L의 벌크 밀도를 갖는 과립으로 제형화된 세제 조성물: 약 5 내지 9중량%의 선형 알킬벤젠설포네이트(산으로 계산됨); 약 7 내지 14중량%의 알코올 에톡시설페이트(예를 들어, C12-18 알코올, 7개의 EO); 약 1 내지 3중량%의 지방산(예를 들어, C16-22 지방산)으로서의 비누; 약 10 내지 17중량%의 탄산나트륨; 약 3 내지 9중량%의 가용성 실리케이트(예를 들어, Na2O 2SiO2); 약 23 내지 33중량%의 제올라이트(예를 들어, NaAlSiO4); 약 0 내지 4중량%의 황산나트륨; 약 8 내지 16중량%의 과붕산나트륨; 약 2 내지 8중량%의 TAED; 약 0 내지 1중량%의 포스포네이트(예를 들어, EDTMPA); 약 2중량% 이하의 다당류 유도체; 약 0 내지 3중량%의 기타 중합체(예를 들어, 말레산/아크릴산 공중합체, PVP, PEG); 선택적으로, 약 0.0001 내지 0.1중량%의 효소(들)(순수 효소 단백질로 계산됨); 및 약 0 내지 5중량%의 부성분(예를 들어, 비누 거품 억제제, 방향제, 형광 증백제).
4) 다음을 포함하는, 적어도 600 g/L의 벌크 밀도를 갖는 과립으로 제형화된 세제 조성물: 약 8 내지 12중량%의 선형 알킬벤젠 설포네이트(산으로 계산됨); 약 10 내지 25중량%의 알코올 에톡실레이트(예를 들어, C12-18 알코올, 7개의 EO); 약 14 내지 22중량%의 탄산나트륨; 약 1 내지 5중량%의 가용성 실리케이트(예를 들어, Na2O 2SiO2); 약 25 내지 35중량%의 제올라이트(예를 들어, NaAlSiO4); 약 0 내지 10중량%의 황산나트륨; 약 8 내지 16중량%의 과붕산나트륨; 약 2 내지 8중량%의 TAED; 약 0 내지 1중량%의 포스포네이트(예를 들어, EDTMPA); 약 2중량% 이하의 다당류 유도체; 약 1 내지 3중량%의 기타 중합체(예를 들어, 말레산/아크릴산 공중합체, PVP, PEG); 선택적으로, 약 0.0001 내지 0.1중량%의 효소(들)(순수 효소 단백질로 계산됨); 및 약 0 내지 5중량%의 부성분(예를 들어, 비누 거품 억제제, 방향제).
5) 다음을 포함하는 수성 액체 세제 조성물: 약 15 내지 21중량%의 선형 알킬벤젠설포네이트(산으로 계산됨); 약 12 내지 18중량%의 알코올 에톡실레이트(예를 들어, C12-18 알코올, 7개의 EO; 또는 C12-15 알코올, 5개의 EO); 약 3 내지 13중량%의 지방산(예를 들어, 올레산)으로서의 비누; 약 0 내지 13중량%의 알케닐석신산(C12-14); 약 8 내지 18중량%의 아미노에탄올; 약 2 내지 8중량%의 시트르산; 약 0 내지 3중량%의 포스포네이트; 약 2중량% 이하의 다당류 유도체; 약 0 내지 3중량%의 기타 중합체(예를 들어, PVP, PEG); 약 0 내지 2중량%의 보레이트; 약 0 내지 3중량%의 에탄올; 약 8 내지 14중량%의 프로필렌 글리콜; 선택적으로, 약 0.0001 내지 0.1중량%의 효소(들)(순수 효소 단백질로 계산됨); 및 약 0 내지 5중량%의 부성분(예를 들어, 분산제, 비누 거품 억제제, 방향제, 형광 증백제).
6) 다음을 포함하는 수성 구조화 액체 세제 조성물: 약 15 내지 21중량%의 선형 알킬벤젠설포네이트(산으로 계산됨); 약 3 내지 9중량%의 알코올 에톡실레이트(예를 들어, C12-18 알코올, 7개의 EO; 또는 C12-15 알코올, 5개의 EO); 약 3 내지 10중량%의 지방산(예를 들어, 올레산)으로서의 비누; 약 14 내지 22중량%의 제올라이트(예를 들어, NaAlSiO4); 약 9 내지 18중량%의 시트르산 칼륨; 약 0 내지 2중량%의 보레이트; 약 2중량% 이하의 다당류 유도체; 약 0 내지 3중량%의 기타 중합체(예를 들어, PVP, PEG); 약 0 내지 3중량%의 에탄올; 약 0 내지 3중량%의 고착 중합체(예를 들어, 라우릴 메타크릴레이트/아크릴산 공중합체, 25:1의 몰비, MW 3800); 약 0 내지 5중량%글리세롤; 선택적으로, 약 0.0001 내지 0.1중량%의 효소(들)(순수 효소 단백질로 계산됨); 및 약 0 내지 5중량%의 부성분(예를 들어, 분산제, 비누 거품 억제제, 방향제, 형광 증백제).
7) 다음을 포함하는, 적어도 600 g/L의 벌크 밀도를 갖는 과립으로 제형화된 세제 조성물: 약 5 내지 10중량%의 지방 알코올 설페이트, 약 3 내지 9중량%의 에톡실레이트화 지방산 모노에탄올아미드; 약 0 내지 3중량%의 지방산으로서의 비누; 약 5 내지 10중량%의 탄산나트륨; 약 1 내지 4중량%의 가용성 실리케이트(예를 들어, Na2O 2SiO2); 약 20 내지 40중량%의 제올라이트(예를 들어, NaAlSiO4); 약 2 내지 8중량%의 황산나트륨; 약 12 내지 18중량%의 과붕산나트륨; 약 2 내지 7중량%의 TAED; 약 2중량% 이하의 다당류 유도체; 약 1 내지 5중량%의 기타 중합체(예를 들어, 말레산/아크릴산 공중합체, PEG); 선택적으로, 약 0.0001 내지 0.1중량%의 효소(들)(순수 효소 단백질로 계산됨); 및 약 0 내지 5중량%의 부성분(예를 들어, 형광 증백제, 비누 거품 억제제, 방향제).
8) 다음을 포함하는, 과립으로 제형화된 세제 조성물: 약 8 내지 14중량%의 선형 알킬벤젠설포네이트(산으로 계산됨); 약 5 내지 11중량%의 에톡실화 지방산 모노에탄올아미드; 약 0 내지 3중량%의 지방산으로서의 비누; 약 4 내지 10중량%의 탄산나트륨; 약 1 내지 4중량%의 가용성 실리케이트(예를 들어, Na2O 2SiO2); 약 30 내지 50중량%의 제올라이트(예를 들어, NaAlSiO4); 약 3 내지 11중량%의 황산나트륨; 약 5 내지 12중량%의 시트르산 나트륨; 약 2중량% 이하의 다당류 유도체; 약 1 내지 5중량%의 기타 중합체(예를 들어, PVP, 말레산/아크릴산 공중합체, PEG); 선택적으로, 약 0.0001 내지 0.1중량%의 효소(들)(순수 효소 단백질로 계산됨); 및 약 0 내지 5중량%의 부성분(예를 들어, 비누 거품 억제제, 방향제).
9) 다음을 포함하는, 과립으로 제형화된 세제 조성물: 약 6 내지 12중량%의 선형 알킬벤젠설포네이트(산으로 계산됨); 약 1 내지 4중량%의 비이온성 계면활성제; 약 2 내지 6중량%의 지방산으로서의 비누; 약 14 내지 22중량%의 탄산나트륨; 약 18 내지 32중량%의 제올라이트(예를 들어, NaAlSiO4); 약 5 내지 20중량%의 황산나트륨; 약 3 내지 8중량%의 시트르산 나트륨; 약 4 내지 9중량%의 과붕산나트륨; 약 1 내지 5중량%의 표백 활성화제(예를 들어, NOBS 또는 TAED); 약 2중량% 이하의 다당류 유도체; 약 1 내지 5중량%의 기타 중합체(예를 들어, 폴리카복실레이트 또는 PEG); 선택적으로, 약 0.0001 내지 0.1중량%의 효소(들)(순수 효소 단백질로 계산됨); 및 약 0 내지 5중량%의 부성분(예를 들어, 형광 증백제, 방향제).
10) 다음을 포함하는 수성 액체 세제 조성물: 약 15 내지 23중량%의 선형 알킬벤젠설포네이트(산으로 계산됨); 약 8 내지 15중량%의 알코올 에톡시설페이트(예를 들어, C12-15 알코올, 2 또는 3개의 EO); 약 3 내지 9중량%의 알코올 에톡실레이트(예를 들어, C12-15 알코올, 7개의 EO; 또는 C12-15 알코올, 5개의 EO); 약 0 내지 3중량%의 지방산으로서의 비누(예를 들어, 라우르산); 약 1 내지 5중량%의 아미노에탄올; 약 5 내지 10중량%의 시트르산 나트륨; 약 2 내지 6중량%의 하이드로트로프(예를 들어, 소듐 큐멘 설포네이트); 약 0 내지 2중량%의 보레이트; 약 1중량% 이하의 다당류 유도체; 약 1 내지 3중량%의 에탄올; 약 2 내지 5중량%의 프로필렌 글리콜; 선택적으로, 약 0.0001 내지 0.1중량%의 효소(들)(순수 효소 단백질로 계산됨); 및 약 0 내지 5중량%의 부성분(예를 들어, 분산제, 방향제, 형광 증백제).
11) 다음을 포함하는 수성 액체 세제 조성물: 약 20 내지 32중량%의 선형 알킬벤젠설포네이트(산으로 계산됨); 약 6 내지 12중량%의 알코올 에톡실레이트(예를 들어, C12-15 알코올, 7개의 EO; 또는 C12-15 알코올, 5개의 EO); 약 2 내지 6중량%의 아미노에탄올; 약 8 내지 14중량%의 시트르산; 약 1 내지 3중량%의 보레이트; 약 2중량% 이하의 다당류 유도체; 약 1 내지 3중량%의 에탄올; 약 2 내지 5중량%의 프로필렌 글리콜; 약 0 내지 3중량%의 기타 중합체(예를 들어, 말레산/아크릴산 공중합체, 고착 중합체, 예컨대 라우릴 메타크릴레이트/아크릴산 공중합체); 약 3 내지 8중량%의 글리세롤; 선택적으로, 약 0.0001 내지 0.1중량%의 효소(들)(순수 효소 단백질로 계산됨); 및 약 0 내지 5중량%의 부성분(예를 들어, 하이드로트로프, 분산제, 방향제, 형광 증백제).
12) 다음을 포함하는, 적어도 600 g/L의 벌크 밀도를 갖는 과립으로 제형화된 세제 조성물: 약 25 내지 40중량%의 음이온성 계면활성제(예를 들어, 선형 알킬벤젠설포네이트, 알킬 설페이트, 알파-올레핀설포네이트, 알파-설포 지방산 메틸 에스테르, 알칸설포네이트, 비누); 약 1 내지 10중량%의 비이온성 계면활성제(예를 들어, 알코올 에톡실레이트); 약 8 내지 25중량%의 탄산나트륨; 약 5 내지 15중량%의 가용성 실리케이트(예를 들어, Na2O 2SiO2); 약 0 내지 5중량%의 황산나트륨; 약 15 내지 28중량%의 제올라이트(NaAlSiO4); 약 0 내지 20중량%의 과붕산나트륨; 약 0 내지 5중량%의 표백 활성화제(예를 들어, TAED 또는 NOBS); 약 2중량% 이하의 다당류 유도체; 선택적으로, 약 0.0001 내지 0.1중량%의 효소(들)(순수 효소 단백질로 계산됨); 및 약 0 내지 3중량%의 부성분(예를 들어, 방향제, 형광 증백제).
13) 전부 또는 일부의 선형 알킬벤젠설포네이트가 C12 내지 C18 알킬 설페이트로 대체된 것을 제외하고는 위의 (1) 내지 (12)에 기술된 바와 같은 세제 조성물.
14) 다음을 포함하는, 적어도 600 g/L의 벌크 밀도를 갖는 과립으로 제형화된 세제 조성물: 약 9 내지 15중량%의 C12-C18 알킬 설페이트; 약 3 내지 6중량%의 알코올 에톡실레이트; 약 1 내지 5중량%의 폴리하이드록시 알킬 지방산 아미드; 약 10 내지 20중량%의 제올라이트(예를 들어, NaAlSiO4); 약 10 내지 20중량%의 층상 디실리케이트(예를 들어, Hoechst사의 SK56); 약 3 내지 12중량%의 탄산나트륨; 0 내지 6중량%의 가용성 실리케이트(예를 들어, Na2O 2SiO2); 약 4 내지 8중량%의 시트르산 나트륨; 약 13 내지 22중량%의 과탄산나트륨; 약 3 내지 8중량%의 TAED; 약 2중량% 이하의 다당류 유도체; 약 0 내지 5중량%의 기타 중합체(예를 들어, 폴리카복실레이트 및 PVP); 선택적으로, 약 0.0001 내지 0.1중량%의 효소(들)(순수 효소 단백질로 계산됨); 및 약 0 내지 5중량%의 부성분(예를 들어, 형광 증백제, 광표백제, 방향제, 비누 거품 억제제).
15) 다음을 포함하는, 적어도 600 g/L의 벌크 밀도를 갖는 과립으로 제형화된 세제 조성물: 약 4 내지 8중량%의 C12-C18 알킬 설페이트; 약 11 내지 15중량%의 알코올 에톡실레이트; 약 1 내지 4중량%의 비누; 약 35 내지 45중량%의 제올라이트 MAP 또는 제올라이트 A; 약 2 내지 8중량%의 탄산나트륨; 0 내지 4중량%의 가용성 실리케이트(예를 들어, Na2O 2SiO2); 약 13 내지 22중량%의 과탄산나트륨; 약 1 내지 8중량%의 TAED; 약 3중량% 이하의 다당류 유도체; 약 0 내지 3중량%의 기타 중합체(예를 들어, 폴리카복실레이트 및 PVP); 선택적으로, 약 0.0001 내지 0.1중량%의 효소(들)(순수 효소 단백질로 계산됨); 및 약 0 내지 3중량%의 부성분(예를 들어, 형광 증백제, 포스포네이트, 방향제).
16) 안정화 또는 캡슐화 과산을 추가 성분으로서 또는 이미 특정된 표백 시스템(들)의 대체물로서 함유하는 것을 제외하고는 위의 (1) 내지 (15)에 기술된 바와 같은 세제 제형.
17) 퍼보레이트가 퍼카보네이트로 대체된 것을 제외하고는 위의 (1), (3), (7), (9) 및 (12)에 기술된 바와 같은 세제 조성물.
18) 망간 촉매를 추가로 함유하는 것을 제외하고는 위의 (1), (3), (7), (9), (12), (14) 및 (15)에 기술된 바와 같은 세제 조성물. 예를 들어, 망간 촉매는 본 설명에 참조로 포함되는 문헌[Hage et al. (1994, Nature 369:637-639)]에 기술된 화합물 중 하나이다.
19) 액체 비이온성 계면활성제, 예를 들어, 선형 알콕실화 1차 알코올, 빌더 시스템(예를 들어, 포스페이트), 다당류 유도체, 선택적으로 효소(들), 및 알칼리를 포함하는 비수성 세제 액체로 제형화된 세제 조성물. 세제는 또한, 음이온성 계면활성제 및/또는 표백 시스템을 포함할 수 있다.
20) 다음을 포함하는, 수성 액체 세제 조성물: 약 30 내지 45중량%의 비 석유 유래 알코올 에톡시설페이트(예컨대, C12 알코올, 1개 EO) 소듐 설페이트; 약 3 내지 10중량%의 비 석유 유래 알코올 에톡실레이트(예컨대, C12-C14 알코올, 9개 EO); 약 1 내지 5중량%의 지방산(예컨대, C12-18)으로서의 비누; 약 5 내지 12중량%의 프로필렌 글리콜; 약 4 내지 8중량%의 C12-14 알킬 아민옥사이드; 약 2 내지 8중량%의 시트르산; 약 4중량% 이하의 다당류 유도체; 약 0 내지 3중량%의 기타 중합체(예컨대, PVP, PEG); 약 0 내지 4중량%의 보레이트; 약 0 내지 3중량%의 에탄올; 선택적으로, 약 0.0001 내지 0.3중량%의 효소(들)(순수 효소 단백질로 계산됨); 및 약 0 내지 5중량%의 부성분(예컨대, 분산제, 비누 거품 억제제, 방향제, 형광 증백제, 안정화제) 및 나머지 물.
21) 다음을 포함하는, 수용성 단위 용량 세제 조성물: 약 10 내지 25중량%의 알코올 에톡시설페이트(예컨대, C12-15 알코올, 2 또는 3개의 EO) 소듐 설페이트; 약 15 내지 25중량%의 선형 알킬벤젠설포네이트(산으로 계산됨); 약 0.5 내지 10중량%의 알코올 에톡실레이트(예컨대, C12-14 알코올, 9개 EO); 약 0.5 내지 10중량%의 알코올 에톡실레이트(예컨대, C12-15 알코올, 7개 EO); 약 1 내지 8중량%의 지방산(예컨대, C12-18)으로서 비누; 약 6 내지 15중량%의 프로필렌 글리콜; 약 0.5 내지 8중량%의 시트르산; 약 4% 이하의 다당류 유도체; 약 5 내지 10중량%의 모노에탄올아민, 약 0 내지 3중량%의 기타 중합체(예컨대, PVP, PEG, PVOH); 약 2 내지 6%의 디프로필렌글리콜, 약 2 내지 5중량%의 글리세린; 선택적으로, 약 0.0001 내지 0.3중량%의 효소(들)(순수 효소 단백질로 계산됨); 및 약 0 내지 5중량%의 부성분(예컨대, 분산제, 비누 거품 억제제, 방향제, 형광 증백제, 안정화제) 및 나머지 물.
적어도 1종의 다당류 유도체를 포함하는 개인 케어 제형의 다양한 예를 아래 (22 내지 24)에 개시하였다.
22) 다음을 포함하는 헤어 컨디셔너 조성물: 세틸 알코올(1 내지 3%), 이소프로필 미리스테이트(1 내지 3%), 하이드록시에틸 셀룰로오스(Natrosol® 250 HHR), 0.1 내지 1%, 본 발명의 다당류 유도체(0.1 내지 2%), 칼륨 염(0.1 내지 0.5%), International Specialty Products로부터 구입 가능한 보존제인 Germaben® II(0.5%) 및 나머지 물.
23) 다음을 포함하는 헤어 샴푸 조성물: 5 내지 20% 소듐 라우레스 황산염, 1 내지 2중량% 코카미도프로필 베타인, 1 내지 2중량% 염화나트륨, 0.1 내지 2% 본 발명의 다당류 유도체, 및 보존제(0.1 내지 0.5%), 및 나머지 물.
24) 다음을 포함하는 스킨 로션 조성물: 1 내지 5% 글리세린, 1 내지 5% 글리콜 스테아레이트, 1 내지 5% 스테아르산, 1 내지 5% 미네랄 오일, 0.5 내지 1% 아세틸화 라놀린(Lipolan® 98), 0.1 내지 0.5 세틸 알코올, 0.2 내지 1% 트리에탄올아민, 0.1 내지 1중량% Germaben® II 보존제, 0.5 내지 2중량% 본 발명의 다당류 유도체, 및 나머지 물.
다른 구현예에서, 본 개시는 기재의 처리 방법에 관한 것으로, 이 방법은
A) 다당류 유도체를 포함하는 조성물을 제공하는 단계(이때, 이 다당류 유도체는
a) 적어도 하나의 소수성 기; 및
b) 적어도 하나의 친수성 기;로 치환된 다당류를 포함하며,
이 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸 또는 이의 혼합물인 다당류 유도체임);
B) 기재를 조성물과 접촉시키는 단계; 및
C) 선택적으로 기재를 헹구는 단계를 포함한다.
일 구현예에서, 기재는 직물, 패브릭, 카펫, 또는 의류일 수 있다. 또 다른 구현예에서, 기재는 카펫, 업홀스터리, 또는 표면일 수 있다. "업홀스터리"는 안락의자와 소파 같은 가구에 조정되는 부드럽고, 푹신한 직물 덮개를 의미한다. 처리는 효과, 예를 들어 개선된 패브릭 핸드, 오염물 침착에 대한 개선된 내성, 개선된 견뢰도, 개선된 내마모성, 개선된 주름 내성, 개선된 항진균 활성, 개선된 얼룩 내성, 세탁될 때의 개선된 세정 성능, 개선된 건조 속도, 개선된 염료, 안료 또는 레이크 업데이트, 개선된 백색 유지력, 또는 이의 조합 중 하나 이상을 기재에 제공한다. 또 다른 구현예에서, 기재는 표면, 예를 들어, 벽, 바닥, 문, 또는 패널, 또는 종이일 수 있거나, 기재는 테이블과 같은 물체의 표면일 수 있다. 처리는 효과, 예를 들어, 오염물 침착에 대한 개선된 내성, 개선된 얼룩 내성, 개선된 세정 성능, 또는 이의 조합을 기재에 제공한다.
본 설명에서 패브릭은 천연 섬유, 합성 섬유, 반합성 섬유, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 반합성 섬유는 화학적으로 유도체화된 천연 발생 물질을 사용하여 생성되는데, 이의 예로는 레이온이 있다. 본 설명에서 패브릭 유형의 비제한적 예는 다음으로 만들어진 패브릭을 포함한다: (i) 셀룰로오스 섬유, 예컨대 면(예를 들어, 브로드클로스, 캔버스, 샴브레이, 셔닐, 친츠, 코듀로이, 크레톤, 다마스크, 데님, 플란넬, 깅엄, 자카드, 편성물, 마틀라세, 옥스퍼드, 퍼케일, 포플린, 플리세, 새틴, 시어서커, 시어(sheers), 테리 클로스, 트윌, 벨벳), 레이온(예를 들어, 비스코스, 모달, 리오셀), 리넨 및 Tencel®; (ii) 단백질 섬유, 예컨대 실크, 울 및 관련 포유류 섬유; (iii) 합성 섬유, 예컨대 폴리에스테르, 아크릴, 나일론 등; (iv) 황마, 아마, 모시, 코이어, 케이폭, 사이잘, 헤네켄, 아바카, 대마 및 선(sunn) 유래의 식물성 장섬유; 및 (v) (i) 내지 (iv)의 패브릭의 임의의 조합. 섬유 유형들(예를 들어, 천연 및 합성)의 조합을 포함하는 패브릭은 예를 들어 면 섬유 및 폴리에스테르 둘 다를 포함하는 패브릭을 포함한다. 하나 이상의 패브릭을 함유하는 물질/물품은 예를 들어, 의복, 커튼, 드레이프, 업홀스터리, 카펫류, 침구류, 욕실용 리넨류, 식탁보, 침낭, 텐트, 자동차 인테리어 등을 포함한다. 천연 및/또는 합성 섬유를 포함하는 다른 물질은 예를 들어, 부직포, 패딩, 종이 및 폼을 포함한다. 패브릭은 전형적으로 직조 또는 편성물 구조로 되어 있다.
접촉 단계는 다양한 조건, 예를 들어, 시간, 온도, 세척/헹굼 부피에서 수행될 수 있다. 패브릭 또는 직물 기재의 접촉 방법, 예를 들어, 패브릭 케어 방법 또는 세탁 방법은 일반적으로 잘 알려져 있다. 예를 들어, 패브릭을 포함하는 물질은 개시된 조성물과 다음의 조건에서 접촉될 수 있다: (i) 적어도 약 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 또는 120분 동안; (ii) 적어도 약 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 또는 95℃의 온도(예컨대, 세탁물 세탁 또는 헹굼의 경우: 약 15 내지 30℃의 "차가운" 온도, 약 30 내지 50℃의 "따뜻한" 온도, 약 50 내지 95℃의 "뜨거운" 온도); (iii) 약 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 또는 12의 pH(예를 들어, 약 2 내지 12, 또는 약 3 내지 11의 pH 범위); (iv) 적어도 약 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 또는 4.0중량%의 염(예를 들어, NaCl) 농도; 또는 (i) 내지 (iv)의 임의의 조합. 패브릭 케어 방법 또는 세탁 방법에서의 접촉 단계는 예를 들어 세척, 침지, 및/또는 헹굼 단계 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 헹굼 단계는 물로 헹구는 단계이다.
또한, 개선된 백색 유지성을 제공하기 위하여 패브릭을 처리하는 방법이 본 설명에 개시된다. 백색 유지성은, 백색 품목에 재침착되어 세탁할 때마다 백색 품목을 덜 하얗게 만들 수 있는 오염물이 존재할 경우 세탁 시 백색 품목이 백색을 잃지 않도록 하는 세제의 능력이다. 일 구현예에서, 이 방법은
A) 다당류 유도체를 포함하는 조성물을 제공하는 단계(이때, 이 다당류 유도체는
a) 적어도 하나의 소수성 기; 및
b) 적어도 하나의 친수성 기;로 치환된 다당류를 포함하며,
이 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸인 다당류 유도체임);
B) 패브릭을 조성물과 접촉시키는 단계; 및
C) 선택적으로 기재를 헹구는 단계;를 포함하고,
이때, 단계 B) 또는 단계 C)에서 얻어진 패브릭은, L*a*b* WICIE 방법에 따라 결정한 바에 따르면, 처리 전의 패브릭과 비교하여 WICIE of +1.5 이상 단위의 변화를 나타낸다.
소수성 및 친수성 기는 본 설명에서 개시된 바와 같다. 일 구현예에서, 2중량%의 다당류 유도체를 포함하는 조성물, 또는 다당류 유도체 그 자체는 ASTM 표준 D1331, 2015에 따라 결정된 바에 따르면, 70 nM/m 이하의 표면 장력을 갖는다. 또 다른 구현예에서, 2중량%의 다당류 유도체를 포함하는 조성물, 또는 다당류 유도체 그 자체는 ASTM 표준 D1331, 2015에 따라 결정된 바에 따르면, 65 nM/m 이하의 표면 장력을 갖는다. 또 다른 구현예에서, 2중량%의 다당류 유도체를 포함하는 조성물, 또는 다당류 유도체 그 자체는 ASTM 표준 D1331, 2015 방법에 따라 결정된 바에 따르면, 54 mN/m 이하의 표면 장력을 갖는다. 추가 구현예에서, 1중량%의 다당류 유도체를 포함하는 조성물, 또는 다당류 유도체 그 자체는 ASTM 표준 D1331, 2015 방법에 따라 결정된 바에 따르면, 70 mN/m 이하의 표면 장력을 갖는다.
접촉될 수 있는 다른 기재는 예를 들어, 식기용 세제(예를 들어, 자동 식기세척용 세제 또는 손설거지용 세제)로 처리될 수 있는 표면을 포함한다. 그러한 물질의 예는 세라믹 재료, 자기, 금속, 유리, 플라스틱(예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리스티렌) 및 나무로 만들어진 그릇, 유리 그릇, 냄비, 팬, 베이킹 접시, 주방용구 및 플랫웨어(flatware)(본 설명에서 "식기류"로 총칭됨)의 표면을 포함한다. 식기세척 또는 식기류 세척 방법을 행하기 위한 조건(예를 들어, 시간, 온도, 세척 부피)의 예는 당해 분야에 공지되어 있다. 다른 예에서, 식기류 물품은 패브릭을 포함하는 물질의 접촉과 관련하여 위에 개시된 임의의 조건과 같은 적합한 조건 세트 하에 본 설명의 조성물과 접촉될 수 있다.
기재 처리 방법의 특정 구현예는 건조 단계를 추가로 포함하며, 여기서, 물질은 조성물과의 접촉 후 건조된다. 건조 단계는 접촉 단계 직후에, 또는 접촉 단계 뒤에 할 수 있는 하나 이상의 추가 단계 후에 수행될 수 있다(예를 들어, 수성 조성물에서 패브릭을 세척한 후, 물에 헹군 후 건조). 건조는 예를 들어 적어도 약 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 140, 160, 170, 175, 180, 또는 200℃의 온도에서 공기 중 건조와 같이 당해 분야에 공지된 몇몇 수단 중 임의의 것에 의해 수행될 수 있다. 본 설명에서 건조된 물질은 전형적으로 3, 2, 1, 0.5, 또는 0.1중량% 미만의 수분을 그 안에 함유한다.
또 다른 구현예에서, 기재는 표면, 예를 들어, 벽, 바닥, 문, 또는 패널일 수 있거나, 기재는 테이블과 같은 물체의 표면일 수 있다. 처리는 효과, 예를 들어, 오염물 침착에 대한 개선된 내성, 개선된 얼룩 내성, 개선된 세정 성능, 또는 이의 조합을 기재에 제공한다. 접촉 단계는 기재를 조성물로 닦거나 분무하는 것을 포함할 수 있다.
본 설명에 개시된 구현예의 비제한적 예는 다음을 포함한다:
1. 다음을 포함하는 조성물:
다당류 유도체로서, 이 다당류 유도체는
a) 적어도 하나의 소수성 기; 및
b) 적어도 하나의 친수성 기;로 치환된 다당류를 포함하며,
이 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸인 다당류 유도체.
2. 구현예 1에 있어서, 폴리 알파-1,3-글루칸은 글루코스 단량체 단위들의 골격을 포함하며, 글루코스 단량체 단위들 중 50% 이상은 알파-1,3-글리코시드 연결을 통하여 연결된 것인, 조성물.
3. 구현예 1 또는 2에 있어서, 폴리 알파-1,3-글루칸은 글루코스 단량체 단위들의 골격을 포함하며, 글루코스 단량체 단위들 중 90% 이상은 알파-1,3-글리코시드 연결을 통하여 연결된 것인, 조성물.
4. 구현예 1에 있어서, 폴리 알파-1,6-글루칸은 글루코스 단량체 단위들의 골격을 포함하며, 글루코스 단량체 단위들 중 40% 이상은 알파-1,6-글리코시드 연결을 통하여 연결된 것인, 조성물.
5. 구현예 1 또는 4에 있어서, 폴리 알파-1,6-글루칸은 50% 미만의 알파-1,2-분지도를 갖는 것인, 조성물.
6. 구현예 1, 2, 3, 4, 또는 5 중 임의의 하나에 있어서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, C2 내지 C18 알켄, C2 내지 C18 알킨; (-CH2CH2O-), (-CH2CH(CH3)O-) 또는 이의 혼합물의 반복 단위를 포함하는 폴리에테르(이때, 반복 단위의 총 개수는 3 내지 100의 범위임); C6 내지 C20 아릴, 벤질, C1-C18 알킬 설포닐, C6-C20 아릴 설포닐, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 조성물.
7. 구현예 1, 2, 3, 4, 또는 5 중 임의의 하나에 있어서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, 벤질, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 조성물.
8. 구현예 6 또는 7 중 임의의 하나에 있어서, 적어도 하나의 소수성 기는 벤질 기를 포함하고, 이 벤질 기는 할로겐, 시아노, 에스테르, 아미드, 에테르 기, C1 내지 C6 알킬 기, 아릴 기, C2 내지 C6 알켄 기, C2 내지 C6 알킨 기, 또는 이의 조합 중 1개 이상으로 더 치환되는 것인, 조성물.
9. 구현예 1, 2, 3, 4, 또는 5 중 임의의 하나에 있어서, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 조성물.
10. 구현예 1, 2, 3, 4, 또는 5 중 임의의 하나에 있어서, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 알킬 치환된 암모늄 염, 설폰산 염, 알킬 설폰산 염, 황산염, 티오황산염, 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 조성물.
11. 구현예 1, 2, 3, 4, 5, 또는 8 중 임의의 하나에 있어서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, C2 내지 C18 알켄, C2 내지 C18 알킨; (-CH2CH2O-), (-CH2CH(CH3)O-) 또는 이의 혼합물의 반복 단위를 포함하는 폴리에테르(이때, 반복 단위의 총 개수는 3 내지 100의 범위임); C6 내지 C20 아릴, 벤질, C1-C18 알킬 설포닐, C6-C20 아릴 설포닐, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 조성물.
12. 구현예 1, 2, 3, 4, 5, 또는 8 중 임의의 하나에 있어서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, 벤질, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 알킬 치환된 암모늄 염, 설폰산 염, 알킬 설폰산 염, 황산염, 티오황산염, 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 조성물.
13. 구현예 1, 2, 3, 4, 5, 또는 8 중 임의의 하나에 있어서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, 벤질, 또는 p-톨루엔설포닐 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 티오황산염 또는 카복시메틸 기를 포함하는 것인, 조성물.
14. 구현예 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 또는 13 중 임의의 하나에 있어서, 다당류 유도체는 약 5 내지 약 1400 범위의 중합도를 갖는 것인, 조성물.
15. 구현예 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 또는 14 중 임의의 하나에 있어서, 다당류 유도체는 약 0.001 내지 약 3.0의 치환도를 갖는 것인, 조성물.
16. 구현예 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 또는 15 중 임의의 하나에 있어서, 2중량%의 다당류 유도체는 ASTM 표준 D1331, 2015 방법에 따라 결정된 바에 따르면 65 mN/m 이하의 표면 장력을 갖는 것인, 조성물.
17. 구현예 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 또는 16 중 임의의 하나에 있어서, 액체, 겔, 분말, 하이드로콜로이드, 수용액, 과립, 정제, 캡슐, 단일 구획 사셰, 다중-구획 사셰, 단일 구획 파우치, 또는 다중-구획 파우치 형태인 조성물.
18. 구현예 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 또는 17 중 임의의 하나에 있어서, 계면활성제, 효소, 세제 빌더(builder), 복합화제, 중합체, 방오 중합체, 계면활성 촉진 중합체(surfactancy-boosting polymer), 표백제, 표백 활성화제, 표백 촉매, 패브릭 컨디셔너, 점토, 폼 부스터(foam booster), 비누 거품 억제제, 부식 방지제, 오염물 현탁제, 오염물 재침착 방지제, 염료, 살세균제, 변색 억제제, 형광 증백제(optical brightener), 방향제, 포화 또는 불포화 지방산, 이염 억제제, 킬레이팅제, 색조 염료(hueing dye), 칼슘 양이온, 마그네슘 양이온, 시각적 신호전달 성분, 소포제, 구조화제, 증점제, 고결 방지제, 전분, 샌드(sand), 겔화제 또는 이의 조합 중 적어도 1종을 더 포함하는 조성물.
19. 구현예 18에 있어서, 효소는 셀룰라아제인, 조성물.
20. 구현예 18에 있어서, 효소는 프로테아제인, 조성물.
21. 구현예 18에 있어서, 효소는 아밀라아제인, 조성물.
22. 구현예 18에 있어서, 효소는 리파아제인, 조성물.
23. 구현예 18에 있어서, 효소는 셀룰라아제, 프로테아제, 아밀라아제, 리파아제, 또는 이의 조합인, 조성물.
24. 다음 단계를 포함하는, 기재의 처리 방법:
A) 다당류 유도체를 포함하는 조성물을 제공하는 단계(이때, 이 다당류 유도체는
a) 적어도 하나의 소수성 기; 및
b) 적어도 하나의 친수성 기;로 치환된 다당류를 포함하며,
이 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸인 다당류 유도체임);
B) 기재를 조성물과 접촉시키는 단계; 및
C) 선택적으로 기재를 헹구는 단계;
이때, 기재는 카펫, 업홀스터리, 또는 표면인, 방법.
25. 구현예 24에 있어서, 다당류 유도체를 포함하는 조성물은 구현예 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 또는 23의 조성물인 것인, 방법.
26. 다음을 포함하는 제품:
약 1중량% 내지 약 60중량%의 계면활성제; 및
약 0.1중량% 내지 약 10중량%의 다당류 유도체를 포함하며, 이때, 이 다당류 유도체는
a) 적어도 하나의 소수성 기; 및
b) 적어도 하나의 친수성 기;로 치환된 다당류를 포함하며,
이 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸이고; 상기 제품은 가정용품인, 제품.
27. 구현예 26에 있어서, 액체, 겔, 분말, 하이드로콜로이드, 수용액, 과립, 정제, 캡슐, 단일 구획 사셰, 다중-구획 사셰, 단일 구획 파우치, 또는 다중-구획 파우치 형태인 제품.
28. 구현예 26 또는 27에 있어서, 효소, 세제 빌더, 복합화제, 중합체, 방오 중합체, 계면활성 촉진 중합체, 표백제, 표백 활성화제, 표백 촉매, 패브릭 컨디셔너, 점토, 폼 부스터, 비누 거품 억제제, 부식 방지제, 오염물 현탁제, 오염물 재침착 방지제, 염료, 살세균제, 변색 억제제, 형광 증백제, 방향제, 포화 또는 불포화 지방산, 이염 억제제, 킬레이팅제, 색조 염료, 칼슘 양이온, 마그네슘 양이온, 시각적 신호전달 성분, 소포제, 구조화제, 증점제, 고결 방지제, 전분, 샌드, 겔화제 또는 이의 조합 중 적어도 하나를 추가로 포함하는 제품.
29. 구현예 28에 있어서, 효소는 셀룰라아제, 프로테아제, 아밀라아제, 리파아제, 또는 이의 조합인, 제품.
30. 구현예 26, 27, 28, 또는 29 중 임의의 구현예에 있어서, 2중량%의 다당류 유도체는 65 mN/m 미만의 표면 장력을 갖는 것인, 제품.
31. 구현예 26, 27, 28, 29, 또는 30 중 임의의 구현예에 있어서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, C2 내지 C18 알켄, C2 내지 C18 알킨; (-CH2CH2O-), (-CH2CH(CH3)O-) 또는 이의 혼합물의 반복 단위를 포함하는 폴리에테르(이때, 반복 단위의 총 개수는 3 내지 100의 범위임); C6 내지 C20 아릴, 벤질, C1-C18 알킬 설포닐, C6-C20 아릴 설포닐, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 제품.
32. 수용성 필름, 및 약 1중량% 내지 약 60중량%의 계면활성제; 및 약 0.1중량% 내지 약 10중량%의 다당류 유도체를 포함하는 조성물을 포함하는 수용성 단위 용량 물품으로, 이때, 이 다당류 유도체는
a) 적어도 하나의 소수성 기; 및
b) 적어도 하나의 친수성 기;로 치환된 다당류를 포함하며,
이 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸이고; 상기 수용성 단위 용량 물품은 가정용품인, 수용성 단위 용량 물품.
33. 구현예 32에 있어서, 적어도 2개의 구획을 포함하는 수용성 단위 용량 물품.
34. 구현예 33에 있어서, 구획들은 겹쳐진 배치 또는 나란한 배치로 배열되는 것인, 수용성 단위 용량 물품.
35. 구현예 32에 있어서, 적어도 3개의 구획을 포함하는 수용성 단위 용량 물품.
36. 구현예 32, 33, 34, 또는 35 중 임의의 구현예에 있어서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, C2 내지 C18 알켄, C2 내지 C18 알킨; (-CH2CH2O-), (-CH2CH(CH3)O-) 또는 이의 혼합물의 반복 단위를 포함하는 폴리에테르(이때, 반복 단위의 총 개수는 3 내지 100의 범위임); C6 내지 C20 아릴, 벤질, C1-C18 알킬 설포닐, C6-C20 아릴 설포닐, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 수용성 단위 용량 물품.
37. 기재의 처리 방법으로, 물 존재 하에 기재를 구현예 26, 27, 28, 29, 30, 또는 31 중 임의의 구현예의 가정용품과 접촉시키는 단계를 포함하며, 이때, 기재는 패브릭 또는 딱딱한 표면인 것인, 방법.
38. 구현예 26, 27, 28, 29, 30, 또는 31 중 임의의 구현예의 제품으로 패브릭을 처리하는 방법으로, 처리된 패브릭은 L*a*b* WICIE 방법에 따라 측정한 바에 따르면 처리 전 패브릭에 대해 +1.5 이상 단위의 WICIE 변화를 갖는 것인, 방법.
39. 다음을 포함하는 제품:　
약 1중량% 내지 약 60중량%의 비-석유 유래 계면활성제;
약 0.1중량% 내지 약 10중량%의 다당류 유도체를 포함하며, 이때, 이 다당류 유도체는
a) 적어도 하나의 소수성 기; 및
b) 적어도 하나의 친수성 기;로 치환된 다당류를 포함하며,
이 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸이고; 상기 제품은 가정용품인, 제품.
40. 구현예 39에 있어서, 염료 및 광택제를 실질적으로 함유하지 않는 것인, 제품.
41. 구현예 39 또는 40에 있어서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, C2 내지 C18 알켄, C2 내지 C18 알킨; (-CH2CH2O-), (-CH2CH(CH3)O-) 또는 이의 혼합물의 반복 단위를 포함하는 폴리에테르(이때, 반복 단위의 총 개수는 3 내지 100의 범위임); C6 내지 C20 아릴, 벤질, C1-C18 알킬 설포닐, C6-C20 아릴 설포닐, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 제품.
실시예
달리 언급하지 않는 한, 모든 성분은 Sigma-Aldrich(미국 미주리 주 세인트루이스 소재)로부터 입수 가능하며, 받은 대로 사용하였다.
본 설명에서 사용되는 바와 같이, "Comp. Ex."는 비교예를 의미하고; "Ex"는 실시예를 의미한다.
폴리 알파-1,3-글루칸의 대표적 제조
폴리 알파-1,3-글루칸은 미국 특허 제7,000,000호; 미국 특허 출원 공개 제2013/0244288호, 현재 미국 특허 제9,080,195호; 및 미국 특허 출원 공개 제2013/0244287호, 현재 미국 특허 제8,642,757호(이들 모두는 그 전체가 본 설명에 참조로 포함됨)에 기술된 바와 같은 gtfJ 효소 제제를 이용하여 제조할 수 있다.
미국 출원 공개 제2014/0179913호, 현재 미국 특허 제9,139,718호(예를 들어, 이의 실시예 12 참조)(이들 둘 다 그 전체가 본 설명에 참조로 포함됨)에 개시된 절차에 따라 폴리 알파-1,3-글루칸 중합체를 합성할 수 있고, 이의 습윤 케이크를 제조할 수 있다.
폴리 알파-1,6-글루칸의 제조
폴리 알파-1,6-글루칸의 2개의 샘플을 아래의 절차에 따라 제조하였다. 샘플 #1은 10.2% 알파-1,2-분지를 함유하였다. 샘플 #2는 23.7% 알파-1,2-분지를 함유하였다.
샘플 #1
다음 절차에 따라 글루코실트랜스퍼라아제 GTF8117 및 α-(1,2) 분지 효소 GTFJ18T1의 단계별 조합을 이용하여 가용성 α-(1,2)-분지형 폴리 알파-1,6-글루칸을 제조하였다.
수크로오스(450 g/L), GTF8117(9.4 U/mL), 및 50 mM 아세트산 나트륨으로 구성된 반응 혼합물(2 L)을 pH 5.5까지 조정하고, 47℃에서 교반하였다. 소정의 시간에 일정 부분(0.5 내지 1 mL)을 취하고, 90℃에서 15분 동안 가열하여 ??치시켰다. 생성된 열 처리된 일정 부분을 0.45 μm 필터 사이로 통과시켰다. 통과액을 HPLC로 분석하여 수크로오스, 글루코스, 프룩토오스, 류크로오스, 올리고당 및 다당류의 농도를 결정하였다. 23.5시간 후, 반응 혼합물을 90℃까지 30분 동안 가열하였다. 열 처리된 반응 혼합물의 일정 부분을 0.45 μm 필터 사이로 통과시키고, 통과액을 대상으로 가용성 단당류/이당류, 올리고당, 및 다당류를 분석하였다(표 1). 주요 생성물은 93의 DPw를 갖는 선형 덱스트란이었다.
바로 위에서 기술한 수크로오스와 GTF8117 반응으로부터 수득된, 나머지 열 처리된 반응 혼합물에 95.3 g의 수크로오스 및 210 mL의 α-(1,2)-분지 효소 GTFJ18T1(5.0 U/mL)을 첨가하여 제2의 반응 혼합물을 제조하였다. 약 2.2 L 부피의 혼합물을 30℃에서 교반하였다. 소정의 시간에 일정 부분(0.5 내지 1 mL)을 취하고, 90℃에서 15분 동안 가열하여 ??치시켰다. 생성된 열 처리된 일정 부분을 0.45 μm 필터 사이로 통과시켰다. 통과액을 HPLC로 분석하여 수크로오스, 글루코스, 프룩토오스, 류크로오스, 올리고당 및 다당류의 농도를 결정하였다. 95시간 후, 반응 혼합물을 90℃까지 30분 동안 가열하였다. 열 처리된 반응 혼합물의 일정 부분을 0.45 μm 필터 사이로 통과시키고, 통과액을 대상으로 가용성 단당류/이당류, 올리고당, 및 다당류를 분석하였다(표 2). 나머지 열 처리된 혼합물을 1 L 원심분리 보틀을 이용하여 원심분리하였다. 상청액을 수집하고, 탈이온수를 이용한 한외여과 시스템(1 또는 5 KDa DWCO 카세트가 있는 Pellicon Mini)을 이용하여 200배 넘게 세정하였다. 세정된 올리고당/다당류 생성물 용액을 건조하였다. 그런 다음, 건조 샘플을 1H NMR 분광분석법으로 분석하여 올리고당 및 다당류의 아노머 연결을 결정하였다(표 3).
샘플 #2
다음 절차에 따라 글루코실트랜스퍼라아제 GTF8117 및 α-(1,2) 분지 효소 GTFJ18T1의 단계별 조합을 이용하여 가용성 α-(1,2)-분지형 폴리 알파-1,6-글루칸을 제조하였다.
수크로오스(450 g/L), GTF8117(9.4 U/mL), 및 50 mM 아세트산 나트륨으로 구성된 반응 혼합물(2 L)을 pH 5.5까지 조정하고, 47℃에서 교반하였다. 소정의 시간에 일정 부분(0.2 내지 1 mL)을 취하고, 90℃에서 15분 동안 가열하여 ??치시켰다. 생성된 열 처리된 일정 부분을 0.45 μm 필터 사이로 통과시켰다. 통과액을 HPLC로 분석하여 수크로오스, 글루코스, 프룩토오스, 류크로오스, 올리고당 및 다당류의 농도를 결정하였다. 23.5시간 후, 반응 혼합물을 90℃까지 30분 동안 가열하였다. 열 처리된 반응 혼합물의 일정 부분을 0.45 μm 필터 사이로 통과시키고, 통과액을 대상으로 가용성 단당류/이당류, 올리고당, 및 다당류를 분석하였다(표 4). 주요 생성물은 93의 DPw를 갖는 선형 덱스트란이었다.
바로 위에서 기술한 수크로오스와 GTF8117 반응으로부터 수득된, 나머지 열 처리된 반응 혼합물에 238.2 g의 수크로오스 및 210 mL의 α-(1,2)-분지 효소 GTFJ18T1(5.0 U/mL)을 첨가하여 제2의 반응 혼합물을 제조하였다. 약 2.2 L 부피의 혼합물을 30℃에서 교반하였다. 소정의 시간에 일정 부분(0.2 내지 1 mL)을 취하고, 90℃에서 15분 동안 가열하여 ??치시켰다. 생성된 열 처리된 일정 부분을 0.45 μm 필터 사이로 통과시켰다. 통과액을 HPLC로 분석하여 수크로오스, 글루코스, 프룩토오스, 류크로오스, 올리고당 및 다당류의 농도를 결정하였다. 95시간 후, 반응 혼합물을 90℃까지 30분 동안 가열하였다. 열 처리된 반응 혼합물의 일정 부분을 0.45 μm 필터 사이로 통과시키고, 통과액을 대상으로 가용성 단당류/이당류, 올리고당, 및 다당류를 분석하였다(표 5). 나머지 열 처리된 혼합물을 1 L 원심분리 보틀을 이용하여 원심분리하였다. 상청액을 수집하고, 1 또는 5 KDa DWCO 카세트 및 탈이온수를 이용한 한외여과 시스템을 이용하여 200배 넘게 세정하였다. 세정된 올리고당/다당류 생성물 용액을 건조하였다. 그런 다음, 건조 샘플을 1H NMR 분광분석법으로 분석하여 올리고당 및 다당류의 아노머 연결을 결정하였다(표 6).
실시예 1A: 폴리-1,3-글루칸의 벤질화
폴리 알파-1,3-글루칸(27.5중량% 글루칸 및 나머지 물을 함유하는 180 g의 습윤 케이크)을 3구 1 L 반응기에 채웠다. 여기에 110 mL 물을 첨가하였다. 이 혼합물을 얼음물 배치로 18 내지 21℃까지 냉각시켰다. 여기에 63 g의 50중량% 수산화나트륨 용액을 첨가하였고, 혼합물을 30분 동안 교반하였다. 혼합물에 물(150 mL)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 48℃까지 가열하고, 40분에 걸쳐 염화 벤질(89 g)을 첨가하였다. 그런 다음, 반응 혼합물을 78℃까지 3시간 동안 가열하였다. 혼합물을 냉각시키고, pH 7.0까지 중화하고, 여과하였다. 고체를 차가운 20% 수성 메탄올로 3회 세척하고, 40℃의 진공 오븐에서 건조하여 53 g의 노란색 고체를 수득하였다. 1H NMR에 의해 벤질 치환도가 0.57로 결정되었다.
실시예 1B: 카복시메틸 벤질 글루칸의 제조
(실시예 1A에서 수득한) 벤질 글루칸 53 g을 410 mL 92중량% 수성 에탄올에 현탁시키고, 실온에서 교반하였다. 이 혼합물을 얼음물 욕조로 15 내지 19℃까지 냉각시켰다. 냉각된, 교반된 현탁액에 20분에 걸쳐 50중량% 수산화나트륨 용액 48 g을 첨가하였다. 얼음물 욕조를 제거하고, 혼합물을 25분 동안 교반하였다. 혼합물을 얼음물 배치 위에서 냉각시키고, 30.9 g의 클로로아세트산(92중량% 에탄올 30 g 중)을 2개 분량으로 첨가하였는데, 먼저 2/3를 첨가한 다음, 15℃에서 15분 동안 교반하고, 마지막 1/3을 첨가하였다. 얼음물 욕조를 제거하고, 반응 혼합물을 실온에서 15분 동안 300 rpm으로 교반하였다. 그런 다음, 혼합물을 90℃ 사전 가열된 오일 욕조에 침지시켰다. 그런 다음, 반응 혼합물을 3시간 동안 74℃(내부 온도)로 가열하였다. 그런 다음, 반응 혼합물을 냉각시키고, 53 g의 물로 희석하고, 10중량% HCl로 pH 6.7까지 중화하였다. 반응 혼합물을 여과하고, 고체를 70% 수성 메탄올로 세척하여 갈색 고체를 수득하였다. 고체를 200 mL 물에 용해시키고, 0.1N NaOH로 pH 8까지 조정한 다음, 차가운 메탄올에 첨가하였다. 현탁액을 10℃에서 1시간 동안 교반하였다. 용액의 웃물을 따라내고, 더 많은 차가운 메탄올을 나머지 고체에 첨가한 다음, 따라냈다. 이 과정을 2회 반복하였다. 2-프로판올을 잔류물에 첨가하여 미색 고체가 되는 최종 분획을 수득하였고, 미색 고체를 여과에 의해 분리하였다. 고체를 합하여 40 g을 수득하였다. 1H NMR로 카복시메틸 기의 치환도가 0.59로 결정되었다. 벤질 치환도는 0.57이었다.
실시예 2A: 벤질 글루칸 제조
4구 2 L 플라스크에 980 mL의 물 및 폴리 알파-1,3-글루칸(40중량% 글루칸 및 60% 물을 함유하는 270 g의 습윤 케이크)를 일정 분량씩 교반하며 첨가하였다. 수산화나트륨(50중량% 수용액 55 g)을 10분에 걸쳐 점적 첨가하였는데, 그 동안 반응 혼합물을 20 내지 25℃로 교반하였고, 이어서 실온에서 2시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 75℃까지 가열하였다. 염화벤질(77 g)을 75℃에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 85℃까지 가열하고, 3.5시간 동안 85℃를 유지하였다. 반응 혼합물을 냉각시키고, 여과하였다. 습윤 케이크를 물(3X700 mL), 에탄올(50중량%, 800 mL), 메탄올(80중량%, 800 mL), 아세톤(800 mL), 및 헥산(2X500 mL)으로 세척하였다. 생성된 습윤 케이크를 3시간 동안 진공 및 N2 퍼지와 함께 프릿 상에서 건조하여 백색 고체를 수득하였다. 고체를 질소 스위프와 함께 밤새 80℃의 진공 오븐에서 건조하여 백색 고체 96 g을 제공하였다. 1H NMR에 의해 벤질 치환도가 0.17로 결정되었다.
실시예 2B: 카복시메틸 벤질 글루칸 제조를 위한 벤질 글루칸의 카복시메틸화
4구 250 mL 둥근 바닥 플라스크에 오버헤드 기계 교반기, 열전쌍, 및 N2 주입구를 장착하였다. 벤질 글루칸(실시예 2A로부터 수득, 20 g) 및 에탄올(92중량%)을 플라스크에 첨가하였다. 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반하였다. 수산화나트륨(50중량% 수용액 40 g)을 10분에 걸쳐 교반하며 점적 첨가하였다. 슬러리를 실온에서 15분 동안 교반하였다. 클로로아세트산(92중량% 에탄올 5 g 중 11.6 g)을 5분 내에 첨가하였다. 슬러리를 63 내지 65℃에서 3시간 동안 교반하였다. 30℃까지 냉각한 후, 18.5중량% HCl 용액을 첨가하여 반응 혼합물의 pH를 약 7까지 조정하였다. 고체를 따뜻한 메탄올(90중량%, 150 mL)로 여과 및 재-슬러리에 의해 수집한 다음, 여과하여 습윤 케이크를 제공하였다. 습윤 케이크를 재-슬러리/여과 방법에 의해 메탄올(90중량%, 3X150 mL)로 세척한 다음, 진공에서 건조하여 고체 22.3 g을 제공하였고, 이를 대략 5 L 물 교환을 이용한 TFF(나노여과: 막: PES, 5K MWCO)로 더 정제한 다음, 10K MWCO 막으로 더 정제하였다. 잔류물을 농축하고 건조하여 카복시메틸 벤질 글루칸을 고체 18.1 g으로서 제공하였다. 1H NMR에 의하여 카복시메틸 기의 치환도는 1.75로 결정되었다. 벤질 치환도는 0.17이었다.
실시예 3A: 벤질 글루칸 제조
폴리 알파-1,3-글루칸(89% 글루칸 및 11% 물을 함유하는 습윤 케이크 53 kg)을 150 갤런 반응기에 채운 후, 질소 하에 물(2216 kg)을 채웠다. 여기에 수산화나트륨 용액(10% 고체, 202 kg)을 첨가하였고, 혼합물을 질소 하에 2시간 동안 실온에서 교반하였다. 반응기를 65℃까지 가열하고, 염화벤질(58.5 kg)을 반응기에 첨가하였다. 반응기 온도를 80 내지 85℃까지 증가시키고, 반응물을 3.5시간 동안 가열하였다. 반응기를 70℃까지 냉각시키고, 반응 혼합물의 pH를 3 M 황산을 이용하여 pH 3까지 조정하였다. 반응 혼합물을 메탄올/물(5:1), 아세톤(2X), 메탄올로 세척하고, 건조하였다. 1H NMR에 의해 벤질 기의 치환도가 0.5로 결정되었다.
실시예 3B: 벤질 글루칸의 카복시메틸화
4구 250 mL 둥근 바닥 플라스크에 오버헤드 기계 교반기, 열전쌍, 및 N2 주입구를 장착하였다. 벤질 글루칸(실시예 3A로부터 수득, 20 g) 및 에탄올(92중량%, 120 mL)을 플라스크에 첨가하였다. 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반하였다. 수산화나트륨(20 g, 50중량% 수용액)을 10분에 걸쳐 교반하며 점적 첨가하였다. 슬러리를 실온에서 15분 동안 교반하였다. 클로로아세트산(92중량% 에탄올 5 g 중 11.6 g)을 5분 내에 첨가하였다. 슬러리를 60 내지 62℃에서 4시간 동안 교반하였다. 이 고체는 물에 완전히 용해되지 않았다. 35℃까지 냉각한 후, 수산화나트륨(11.5 g, 50w% 수용액) 및 클로로아세트산 6.8 g(92중량% 에탄올 3 g 중)을 첨가하였다. 생성된 혼합물을 60℃에서 교반하였다. 60℃에서 1.5시간 후, 큰 덩어리가 형성되었다. 가열을 멈추었다. 상부층 액체를 따라내고, 메탄올 50w%, 150 mL), 18.5중량% HCl 용액을 첨가하여 생성된 혼합물의 pH를 약 7까지 조정하였다. 혼합물을 실온에서 밤새 서서히 교반하여 겔을 형성하였다. 겔을 교반하는 동안, 메탄올(50 mL)을 서서히 첨가하였다. 부드러운 고체가 침전되었다. 상부층 액체를 따라냈다. 메탄올(90w%, 150mL)을 첨가하였다. 고체를 여과에 의해 수집하고, 메탄올(90w%, 3X100 mL)로 세척한 다음, 진공에서 건조하여 고체 20.5 g을 제공하였다. 고체를 한외여과로 더 정제하였다. 갈색 고체를 대략 1.5 L 물에 용해시켰다. 용액을 대략 5 L 물 교환을 이용한 TFF(나노여과, 막: 재생 셀룰로오스, 10K MWCO)로 정제하였다. 잔류물을 농축하고 건조하여 카복시메틸 벤질 글루칸을 고체 16.8 g으로서 제공하였다. 1H NMR에 의하여 카복시메틸 기의 치환도는 0.95로 결정되었다. 벤질 기의 치환도는 0.5였다.
실시예 4: 4차 암모늄 벤질 글루칸의 제조
4구 250 mL 둥근 바닥 플라스크에 오버헤드 기계 교반기, 열전쌍, 및 N2 주입구를 장착하였다. 벤질 글루칸(실시예 2A로부터 수득, 20 g) 및 이소프로필 알코올(120 mL)을 플라스크에 첨가하였다. 혼합물을 실온에서 교반하고, 수산화나트륨(50중량% 수용액 18.64 g)을 10분에 걸쳐 교반하며 점적 첨가하였다. 반응 혼합물을 사전 가열된 오일 욕조(60℃)로 50℃까지 가열하였다. 3-클로로-2-하이드록시프로필 트리메틸암모늄 클로라이드(60중량% 수용액 52.3 g)를 5분 내에 첨가하였다. 슬러리를 55 내지 60℃에서 3시간 동안 교반하였다. 큰 덩어리가 형성되었다. 액체(약 100 mL)를 따라냈다. 메탄올(100 mL)을 첨가하고, 덩어리를 손으로 부수었다. 이 혼합물의 pH를 18.5중량% HCl 용액을 첨가하여 약 7까지 조정하였다. 고체를 여과에 의해 수집하고, 90w% 메탄올(2X150 mL)로 세척한 다음, 여과하여 습윤 케이크를 제공하였고, 이를 80℃의 진공에서 건조하여 고체를 제공하였다. 이 고체를 물(700 mL)에 현탁시키고, 원심분리하였다. 상부층 용액을 메탄올에 떨어뜨려 생성물을 침전시키고, 이를 건조하여 백색 고체 14.5 g을 제공하였다. 1H NMR에 의해 4차 암모늄의 치환도는 0.25로 결정되었다. 벤질 기의 치환도는 0.17였다.
실시예 5A: 하이드록시펜틸 글루칸
폴리 알파-1,3-글루칸(27.5중량% 글루칸 0.085몰을 함유하는 50 g의 습윤 케이크)을 3구 1 L 반응기에 채운다. 여기에 30 mL 물을 첨가한다. 이 혼합물을 얼음물 배치로 18 내지 21℃까지 냉각시킨다. 여기에 18 g의 50중량% 수산화나트륨 용액을 첨가하고, 혼합물을 30분 동안 교반한다. 혼합물에 물(50 mL)을 첨가한다. 반응 혼합물을 48℃까지 가열하고, 40분에 걸쳐 1,2-에폭시펜탄(17 g)을 첨가한다. 그런 다음, 반응 혼합물을 75℃까지 3시간 동안 가열한다. 혼합물을 냉각시키고, pH 7.0까지 중화하고, 여과한다. 고체를 차가운 20% 수성 메탄올로 3회 세척하고, 진공 오븐에서 건조한다. -CH2-CH(OH)CH2CH2CH3 기의 치환도를 1H NMR로 결정한다.
실시예 5B: 하이드록시펜틸 글루칸의 카복시메틸화
(실시예 5A에서 수득한) 하이드록시펜틸 글루칸 25 g을 200 mL 92중량% 수성 에탄올에 현탁시키고, 실온에서 교반한다. 이 혼합물을 얼음물 욕조로 15 내지 19℃까지 냉각시킨다. 냉각된, 교반된 현탁액에 20분에 걸쳐 50중량% 수산화나트륨 용액 24 g을 첨가한다. 얼음물 욕조를 제거하고, 혼합물을 25분 동안 교반한다. 혼합물에 15 g의 클로로아세트산(92중량% 에탄올 15 g 중)을 점적 첨가한다. 얼음물 욕조를 제거하고, 반응 플라스크를 3시간 동안 70℃까지 가열한다. 그런 다음, 반응 혼합물을 냉각시키고, 25 g의 물로 희석하고, 10중량% HCl로 pH 7까지 중화한다. 반응 혼합물을 여과하고, 고체를 70% 수성 메탄올로 세척한다. 카복시메틸 기의 치환도를 1H NMR로 결정한다.
실시예 6A: 폴리 알파-1,6-글루칸 토실레이트의 제조
NaOH(35 g, 50% 농도), 우레아(30 g), 및 물(160.5 mL)을 혼합하고, 교반하여 투명 용액을 얻었다. 위의 본 설명에 기술된 바와 같이 제조된 폴리 알파-1,6-글루칸(17K, 10% 분지, 35 g, 31.4%)을 교반하며 첨가하였다. 아세톤-드라이아이스 욕조로 혼합물을 1시간 동안 -12℃까지 냉각시키고, 0℃까지 가온되면, 용액을 격렬하게 교반하여 투명한 폴리 알파-1,6-글루칸 용액을 수득하였다.
얼음 욕조로 냉각된 위의 글루칸 용액에 p-톨루엔설포닐 클로라이드(53 g) 및 임벤틴 AGS/35(20 mL)를 첨가하였다. 혼합물을 적어도 3시간 동안 0℃에서 격렬하게 교반하고, 밤새 실온까지 가온하였다. 혼합물을 두 개의 층으로 상 분리하였다. 상부의 연노란색의 투명한 액체 층을 제거하였다. 하부의 겔 유사 층을 이소프로판올에 백색 분말로 침전시켰다. 생성물을 이소프로판올(200 mL/각 회, 5회)로 충분히 세척하여 정량적 수율로 원하는 글루칸-토실레이트를 수득하였다. NMR에 의해 토실 치환도가 1.0으로 결정되었다.
실시예 6B: 폴리 알파-1,6-글루칸-토실레이트-에틸렌 디아민의 제조
DMSO(45 mL) 중 실시예 6A로부터의 글루칸-토실레이트(15 g)에, N-에틸에틸렌디아민(31.6 mL)을 실온에서 첨가하였다. N,N-디이소프로필에틸아민(7.8 mL)을 첨가하였다. 반응물을 100℃에서 6시간 동안 교반하였다. 혼합물을 냉각시키고, 5 M HCl 수용액(40 mL)을 이용하여 pH 7까지 산성화하였다. 미정제 혼합물을 탈이온수로 5배 더 희석하고, 막 튜빙(3K MWCO)을 이용한 투석으로 정제하여 원하는 수용성 폴리 알파-1,6-글루칸-토실레이트-아민을 수득하였다. 원소 분석에 의해 토실 치환도가 0.5로 결정되었다. 원소 분석에 의해 아민 치환도가 0.3으로 결정되었다.
실시예 7A: 폴리 알파-1,6-글루칸 토실레이트의 제조
NaOH(30 g, 50% 농도), 우레아(25 g), 및 물(154 mL)을 혼합하고, 교반하여 투명 용액을 수득하였다. 위의 본 설명에 기술된 바와 같이 제조된 폴리 알파-1,6-글루칸(17K, 25% 분지, 20 g)을 교반하며 첨가하였다. 아세톤-드라이아이스 욕조로 혼합물을 1시간 동안 -12℃까지 냉각시키고, 0℃까지 가온되면, 용액을 격렬하게 교반하여 투명한 폴리 알파-1,6-글루칸 용액을 수득하였다.
얼음 욕조로 냉각된 위의 글루칸 용액에 p-톨루엔설포닐 클로라이드(47 g) 및 임벤틴 AGS/35(5 mL)를 첨가하였다. 혼합물을 적어도 3시간 동안 0℃에서 격렬하게 교반하고, 밤새 실온까지 가온하였다. 생성물을 이소프로판올에 침전시키고, 이소프로판올(200 mL/각 회, 5회)로 충분히 세척하여 정량적 수율로 원하는 글루칸-토실레이트를 수득하였다. 원소 분석에 의해 토실 치환도가 0.7로 결정되었다.
실시예 7B: 폴리 알파-1,6-글루칸-토실레이트-에틸렌 디아민의 제조
DMSO(30 mL) 및 CH3CN(15 mL) 중에서 본 설명의 실시예와 비슷한 제제로부터의 글루칸-토실레이트(15 g, DoS(Ts) = 0.9)에, N-에틸에틸렌디아민(30 mL)을 실온에서 첨가하였다. N,N-디이소프로필에틸아민(45 mL)을 첨가하였다. 반응물을 70℃에서 20시간 동안 교반하였다. 혼합물을 냉각시키고, 5 M HCl 수용액을 이용하여 pH 7까지 산성화하였다. 미정제 혼합물을 탈이온수로 5배 더 희석하고, 막 튜빙(3K MWCO)을 이용한 투석으로 정제하여 원하는 수용성 폴리 알파-1,6-글루칸-토실레이트-아민 10.5 g을 수득하였다. 원소 분석에 의해 토실 치환도가 0.5로 결정되었다. 원소 분석에 의해 아민 치환도가 0.3으로 결정되었다.
실시예 8: 토실레이트-티오황산염 글루칸의 제조
DMSO(160 mL) 중 실시예 7A로부터의 글루칸-토실레이트(18 g)에, Na2S2O3(36 g), 및 물(40 mL)을 실온에서 첨가하였다. 반응물을 85℃(외부 온도)에서 18시간 동안 교반하였다. 그 후, 반응 혼합물을 실온까지 냉각시켰다. 포화 NaHCO3(100 mL) 및 물(100 mL)을 첨가하였다. 생성된 투명 용액을 spectra/Por® 6 투석 막(3.5K)으로 더 정제하고, 건조하여, 원하는 생성물 13 g을 수득하였다. 원소 분석에 의해 토실 치환도가 0.2로 결정되었다. 원소 분석에 의해 티오황산염 치환도가 0.5로 결정되었다. 토실레이트 치환도는 0.7이었다.
실시예 9A: 폴리 알파-1,3-글루칸 카복실레이트의 제조
질산(69%, 500 mL) 및 인산(85%, 250 mL)을 실온에서 혼합하였다. 이 용액에, 글루칸(제트밀 분말, 130 g)을 실온에서 첨가하였다. 혼합물을 15분 동안 교반한 다음, 질산나트륨(6 g)을 한번에 첨가하였고, 그 동안 반응기를 얼음 욕조로 냉각시켰다. 반응 혼합물을 4시간 동안 서서히 교반하였다. 반응 혼합물을 수조로 냉각시키고, 내부 온도를 35 내지 40℃를 초과하지 않도록 제어하였다. 생성된 혼합물을 또 다른 44시간 동안 실온으로 설정하였다. 얼음물(500 mL)을 첨가하고, 생성된 혼합물을 약 6 L의 총 부피까지 얼음물에 붓고, NaOH로 pH 약 7 내지 8까지 처리하였다. 생성된 용액을 한외여과(5K 막)로 정제하였다. 잔류물을 농축하여 잔사를 제공하였고, 이를 동결건조기로 건조하여 고체 생성물(58 g)을 제공하였다. NMR 분석은 글루칸이 C6 위치에서 카복실레이트 기(-COOH)로 약 96% 산화되었음을 나타내었다. DoS는 약 1이었다.
실시예 9B: 폴리 알파-1,3-글루칸 카복실레이트 벤질 유도체의 제조
실시예 9A로부터 생성물(20 g)을 실온에서 물(70 mL)에 용해시켰다. 이 용액에, NaOH(12 g, 50% 용액의 0.15몰)을 실온에서 첨가하였다. 균질한 용액이 형성되었다. 혼합물을 65℃까지 가열하였다. 염화벤질(15.6 g, 0.123몰)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 그런 다음, 반응 혼합물을 85℃까지 가열하고, 85℃에서 3시간 동안 유지하였다. 실온까지 냉각시킨 후, 반응 혼합물을 물(500 mL)에 따라 붓고, HCl(18.5중량% 용액)로 pH 약 7 내지 8까지 처리한 다음, 염화메틸렌으로 추출하여 가능한 한 많은 유기물을 제거하였다. 그런 다음, 이 수용액을 물로 3 L까지 희석하고, 한외여과(5K 막)로 더 정제하였다. 잔류물을 농축하여 잔사를 제공하였고, 이를 동결건조하여 고체 생성물(9.0 g)을 제공하였다. NMR 분석을 기반으로 한 벤질 기의 DoS는 약 1이었다.
실시예 10A: 알릴 폴리 알파-1,6-글루칸의 제조
위의 본 설명에서 기술한 바에 따라 제조된 폴리 알파-1,6-글루칸(17K, 10% 분지, 41 g)을 추가 깔때기, 오버헤드 교반기 및 질소 유입구를 갖춘 3구 플라스크 내의 100 mL 탈이온수에 용해시켰다. 혼합물을 0 내지 5℃까지 냉각시켰다. 여기에 추가 깔때기를 통해 50% 수산화나트륨(21 g)을 첨가하고, 이어서 알릴 글리시딜 에테르(90 g)를 첨가하였다. 혼합물을 65℃까지 가열하고, 6시간 동안 질소 하에 교반하였다. 갈색 용액을 냉각시키고, 18중량% HCl로 중화하였다. 용액을 3 L까지 희석하고, 한외여과(MWCO 5K, PES)로 정제하였다. 생성물을 동결건조하여 백색 분말을 수득하였다. NMR 분석 결과, 알릴 기의 치환도는 1.3이었다.
실시예 10B: 알릴 폴리 알파-1,6-글루칸의 카복시메틸화
실시예 10A로부터의 알릴 폴리 알파-1,6 글루칸(20 g)을 추가 깔때기, 오버헤드 교반기 및 질소 유입구를 갖춘 3구 플라스크 내의 50 mL 탈이온수에 용해시켰다. 혼합물을 0 내지 5℃까지 냉각시켰다. 여기에 추가 깔때기를 통해 50% 수산화나트륨(21 g)을 첨가하고, 혼합물을 10분 더 교반하여 주황색 슬러리를 수득하였다. 여기에 추가 깔때기를 통해 클로로아세트산(3.5 g 물에 용해시킨 5.2 g)을 첨가하였다. 혼합물을 65℃까지 가열하고, 3시간 동안 질소 하에 교반하였다. 갈색 용액을 냉각시키고, 18중량% HCl로 중화하였다. 생성물을 한외여과(MWCO 5K, PES)로 정제하였다. 생성물을 동결건조하여 백색 분말을 수득하였다. NMR 분석 결과, 알릴 기의 치환도는 1.3이었고, 카복시메틸 기의 치환도는 0.1이었다.
실시예 11: 토실레이트-알킬 설폰산염 글루칸의 제조
DMSO(50 mL) 중 실시예 7A로부터의 폴리 알파-1,6-글루칸-토실레이트(10 g)에 1,3-프로판술톤(10 g)을 첨가하고, 이어서 질소 하에 트리메틸아민(3 g)을 첨가한다. 반응 혼합물을 60℃에서 6시간 동안 교반한다. 혼합물을 실온까지 냉각한 다음, 500 mL 물로 희석한다. 생성물을 투석(spectra/Por® 6 투석 막(3.5K)으로 정제하고, 동결 건조한다.
실시예 12: 폴리 알파-1,6-글루칸-토실레이트-카복시메틸 유도체의 제조
4구 250 mL 둥근 바닥 플라스크에 오버헤드 기계 교반기, 열전쌍, 및 N2 주입구를 장착한다. 실시예 7A로부터의 폴리 알파-1,6-글루칸-토실레이트(10 g) 및 에탄올(92중량%, 60 mL)을 플라스크에 첨가한다. 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반한다. 수산화나트륨(10 g, 50중량% 수용액)을 10분에 걸쳐 교반하며 점적 첨가한다. 슬러리를 실온에서 15분 동안 교반한다. 클로로아세트산(92중량% 에탄올 3 g 중 5.8 g)을 5분 내에 첨가한다. 슬러리를 60 내지 62℃에서 4시간 동안 교반한다. 혼합물을 실온까지 냉각하고, 18.5중량% HCl 용액으로 중화한다. 혼합물을 용해시키고, 한외여과(MWCO 5kD, PES 막)로 정제한다.
실시예 13A: 벤질 글루칸 제조
4구 2 L 플라스크에 610 mL 물 및 (약 100 g 건조 글루칸을 함유하는) 270 g의 폴리 알파-1,3-글루칸 습윤 케이크를 첨가하였다. 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반하였다. 수산화나트륨 용액(50%, 129 g)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 65℃까지 가열하였다. 염화벤질(155 g)을 첨가하고, 생성된 반응 혼합물을 84℃까지 가열하고, 3시간 동안 80 내지 85℃를 유지하였다. 반응 혼합물을 약 35℃까지 냉각시키고, 염산(18.5중량%)으로 pH 약 7까지 처리하였다. 반응 슬러리를 여과하고, 물(500 mL), 메탄올 용액(물과 1:1, 500 mL)으로 세척한 다음, 아세톤(3X500 mL)으로 세척하였다. 생성된 습윤 케이크를 밤새 N2 플래시와 함께 40℃ 진공 오븐에서 건조하여, 벤질 글루칸(68 g)을 제공하였다. NMR 분석을 기초로 하여, 벤질 기의 DoS는 0.6으로 결정되었다.
실시예 13B: 벤질 글루칸의 카복시메틸화
4구 1 L 플라스크에 400 mL 에탄올(92중량%) 및 실시예 13A로부터의 벤질 글루칸(57.7 g)을 첨가하였다. 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반하였다. 수산화나트륨 용액(50%, 51.5 g)을 첨가하였다. 혼합물을 15분 동안 실온에서 교반하였다. 에탄올(23 g) 중 모노클로로아세트산(30.5 g)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 반응 혼합물을 72 내지 75℃까지 3시간 동안 가열하였다. 반응 혼합물을 약 35℃까지 냉각시키고, 염산(18.5중량%)으로 pH 약 7 내지 8까지 처리하였다. 반응 슬러리를 여과하였다. 습윤 케이크를 물(4 L)에 용해시키고, 여과하였다. 여과액을 한외여과(5K 막)로 정제하였다. 잔류물을 농축하고, 동결건조기로 건조하여 카복시메틸 벤질 글루칸(60.7 g)을 제공하였다. NMR 분석을 기반으로 하여, 벤질 기의 DoS는 0.7이었고, 카복시메틸 기의 DoS는 0.5이었다.
실시예 14: 하이드록시에틸 카복시메틸 글루칸의 제조
US 9139718에 기술된 바와 같이, 3.5개 EO 치환의 MS의 하이드록시에틸 글루칸을 제조하였다. 카복시메틸화 반응을 다음과 같이 수행하였다.
4구, 250 mL 둥근 바닥 플라스크를 20 g의 하이드록시에틸 글루칸 및 물(80 g)로 채웠다. 혼합물을 교반하고, 20분에 걸쳐 수산화나트륨(28.5 g, 50중량% 용액)을 첨가하였다. 혼합물을 60분 더 교반하였다. 물 5 g 중 모노클로로아세트산 16.8 g을 함유하는 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물을 3시간 동안 60 내지 63℃에서 가열하였다. 물(100 mL)을 첨가하고, HCl(18.5중량%)을 첨가하여 혼합물의 pH를 약 7까지 조정하였다. 혼합물을 물(1.2 L)에 따라 붓고, 한외여과로 더 정제하였다. 잔류물을 농축하고, 동결건조기로 건조하여 고체 생성물(12.6 g)을 제공하였다. NMR 분석 결과, DoS(카복시메틸) = 0.4이고 MS(EO)는 3.5였다.
실시예 15: 벤질-카복시메틸 글루칸의 방오 시험
실시예 1B로부터의 벤질-카복시메틸 글루칸을 사용하였다. 패브릭 견본(JoAnn's Fabric Symphony Broadcloth: 65% 폴리에스테르: 35% 면)을 사용 전에 400 ppm 비이온성 계면활성제에 닦았다. 패브릭을 4"X4"로 자르고, 시험당 3개의 견본을 사용하였다. 견본을 100 ppm의 수용액 벤질-카복시메틸 글루칸에 침지시키고, 일정한 액체 덩어리까지 비틀어 짜고, 평평하게 펼쳐 놓아 공기 중에서 건조시켰다. 용매 레드 27로 염색한 식물성 오일을 이용하여 각 견본을 더럽혔다(대략 0.13 g의 오염물을 각 견본에 적용하였다). 세탁 전 견본을 밤새 건조시켰다. 세탁 조건: 1 L 수돗물, 60 ppm 경도. 80 rpm 교반, 38℃ 세탁 온도, 10분 세탁, 3분 헹굼. 사용된 세제: Arms & Hammer Clean Burst 0.68 g/L; 첨가 순서: 물, 세제, 직물. 헹굼 사이클 전과 후에 견본을 일정한 덩어리까지 비틀어 짜고, 공기 중에서 건조시켰다.
수용액 중에 벤질-카복시메틸 글루칸이 없다는 점을 제외하고 대조군 실험을 비슷하게 수행하였다. 벤질-카복시메틸 글루칸 대신 각각 Repel-O-Tex Crystal 및 Fisher's LSD를 사용하였다는 점을 제외하고는 비교예 A 및 B도 비슷하게 수행하였다.
오염시킨 후 및 세탁 후에 Hunter 비색계를 이용하여 각 견본에 대해 4회 반복하여 반사율 판독치(x, y, z 색 공간)를 취하였다. y값은 세정 효능을 결정하는 데 사용되었다. 두 값 사이의 차이점을 보고하였다(델타 R, 값이 클수록 더 많은 오염물질의 제거를 나타낸다). 아래 표 7에 나타낸 결과는 벤질-카복시메틸 글루칸이 유성 오염물질의 방오에 효과적임을 보여준다.
실시예 16: 벤질-카복시메틸 글루칸 및 토실레이트-티오황산염 글루칸의 백색도 시험
실시예 13B에 기술된 바와 비슷하게 제조된 벤질-카복시메틸 글루칸 및 실시예 8에서 수득된 토실레이트-티오황산염 글루칸을 사용한다. 백색 보존성이라고도 지칭되는 백색 유지성은 백색 품목이 오염물 존재 하에 세탁될 때 백색을 잃지 않도록 하는 세제의 능력이다. 흰옷은, 더러워진 옷에서 오염물질이 제거되어 세척용수로 침착될 때 시간이 지남에 따라 더러워지거나/거무스름하게 보일 수 있으며, 이러한 오염물질은 옷에 재침착되어 세탁할 때마다 옷을 덜 하얗게 만들 수 있다.
백색도 계산: CIELab b* 및 Ganz 및 CIE 백색도 지수
백색도 지수(Whiteness Index, "WI")는 색 측정의 세 가지 성분인 색상, 포화도 및 명도를 포함하는 공식으로 계산된 색의 검정 평가로, 이 값은 표준 백색 값에 대해 지수가 매겨진다. 몇몇 백색도 공식이 셀룰로오스 기반 기재 상에서의 백색을 측정하는 데 이용될 수 있다. 일반적인 두 가지 공식은 Ganz 백색도 지수 및 CIE 백색도이다. Ganz 백색도 지수는 다음 공식으로 표현된다: WI = (D*Y) + (P*x) + (Q*y) + C, 여기서 Y, x 및 y는 비색분석치이고, D, P, Q 및 C는 공식 파라미터이다. CIE 백색도는 다음 공식으로 표현된다: WI = Y- (800*x) - (1700*y) + 813.7, 여기서 Y, x 및 y는 비색분석치이다. 추가적인 정보는 문헌[Rolf Griesser, Ciba-Geigy Ltd, "Whiteness and Tint", June 1993]에서 이용할 수 있다.
물품의 표면 색은 분광광도계를 이용하여 샘플을 측정함으로써 생성된 일련의 측정치 - L*, a*, 및 b* -를 이용하여 정량화될 수 있다. 이 시험에 사용된 장치는 Konica Minolta CM-3610D 분광광도계이다. 사용된 소프트웨어 프로그램은 SpectraMagic NX 소프트웨어이다. "L"은 샘플 내의 백색 또는 흑색의 양을 표시하는 것이고; "L" 값이 클수록 더 밝은 색을 띤 샘플을 나타낸다. 샘플 내의 적색 또는 녹색의 양은 "a*" 값으로 결정된다. 샘플 내의 청색 또는 황색의 양은 "b*" 값으로 결정되며; b* 값이 작을수록(더 큰 음수일수록) 샘플 상에 청색이 더 많음을 나타낸다.
이 방법은 세탁용수에 배경 오염물질을 현탁시켜 배경 오염물질이 옷에 침착되는 것을 막는 제품 제형의 능력을 측정한다. 이 시험의 다중 사이클 특성 및 사이클 경과에 따른 패브릭 변화를 판독할 수 있는 능력으로 인해, 데이터를 3회의 세탁 사이클 이후에 아래에 보고하였다.
평균 세탁 부하는 약 40 g의 오염물질을 함유한다. 이 세탁 오염물질 중, 70%는 신체 오염물질이고, 10%는 환경적(먼지, 풀) 오염물질이고, 10%는 우발적인 음식 얼룩이며, 마지막 10%는 기타/미확인 오염물질이다. SBL2004 시험 오염물질 스트립(인공 오염물질, WFK Testgewebe GmbH로부터 입수 가능)은 이 다양한 음식, 신체 오염물질, 그리고 점토와 안료를 모사한 것이다. SBL2004 시험 오염물질 스트립을 첨가하여 소비자의 오염물질 수준을 시뮬레이션 한다. 하나의 SBL2004 시트에는 평균 8 g의 오염물질이 부하되어 있다. WFK: WFK Testgewebe GmbH, 유럽 시험물질(ECE-2 세제, 인공 오염물질 SBL2004 및 백색도 트레이서) 제공업체. WFK Testgewebe GmbH.
이 방법은 0.31% 오염물질/세탁 사이클 및 5개 포트 자동 미니 세탁기(AMW)를 이용하여 유형 III 세탁 조건 하에서 수행된다. 미니 세탁기의 제품 농도, 시간 및 세탁 온도는 동등한 실물 크기의 세탁 조건의 제품 농도, 시간 및 세탁 온도와 동일하다.
경도(gpg(grains per gallon)): US 7 gpg (3:1 Ca:Mg), 서유럽 15 gpg (3:1 Ca:Mg), 일본 3 gpg (3:1 Ca:Mg), 중국 15 gpg (4:1 Ca:Mg)
위의 표 8은 각각의 세탁 조건 하에서 7.57 리터 5-포트 자동 미니 세탁기에 적합한 적절한 제품 농도, 경도 및 오염물질 부하를 보여준다. 백색도 시험에 사용된 패브릭 견본을 표 9에 제공하였다.
미니 세탁기 시험을 위해, 사이클당 세탁 레그(약 28 g의 오염물질)당 3.5 SBL 스트립을 사용한다. 시험 레그당, 3회의 처리 사이클을 통해 남아 있는 각각의 패브릭 유형은 3종이다. 각각의 세탁 후 SBL 오염물질 스트립을 교체한다. L*a*b* WICIE 방법(Hunter Labs)을 이용하여 처리 전과 후에 백색도 판독을 수행한다. 표 10에 보고된 데이터는 3차 세탁 사이클 후의 데이터이다.
실시예 17: 표면 장력 측정
ASTM 표준 D1331, 2015 방법에 따라, CAHN DCA-312 표면장력측정기(force tensiometer)를 이용하여, 드 누이 고리 방법(du Nuoy ring method)을 이용한 표면 장력 측정으로 친양쪽성 글루칸 중합체의 표면 활성을 결정하였다. 도 11의 데이터는 표면 장력의 감소로 증명되는 바와 같이 친양쪽성 다당류 유도체가 표면 활성을 가짐을 보여준다. 비교예 C에 대한 결과는 카복시메틸화 폴리 알파-1,3-글루칸은 표면 활성을 나타내지 않음을 보여준다. 카복시메틸화 글루칸은 US 9139718에 기술된 바와 같이 제조하였으며, NMR 분석을 기반으로 하여 0.6의 카복시메틸화 DoS를 나타내었다.

Claims (33)

  1. 다음을 포함하는 조성물:
    다당류 유도체로서, 이 다당류 유도체는
    a) 적어도 하나의 소수성 기; 및
    b) 적어도 하나의 친수성 기;로 치환된 다당류를 포함하며,
    이 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 또는 폴리 알파-1,3-1,6-글루칸인 다당류 유도체.
  2. 제1항에 있어서, 폴리 알파-1,3-글루칸은 글루코스 단량체 단위들의 골격을 포함하며, 글루코스 단량체 단위들 중 50% 이상은 알파-1,3-글리코시드 연결을 통하여 연결된 것인, 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 폴리 알파-1,3-글루칸은 글루코스 단량체 단위들의 골격을 포함하며, 글루코스 단량체 단위들 중 90% 이상은 알파-1,3-글리코시드 연결을 통하여 연결된 것인, 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 폴리 알파-1,6-글루칸은 글루코스 단량체 단위들의 골격을 포함하며, 글루코스 단량체 단위들 중 40% 이상은 알파-1,6-글리코시드 연결을 통하여 연결된 것인, 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 폴리 알파-1,6-글루칸은 50% 미만의 알파-1,2-분지도를 갖는 것인, 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, C2 내지 C18 알켄, C2 내지 C18 알킨; (-CH2CH2O-), (-CH2CH(CH3)O-) 또는 이의 혼합물의 반복 단위를 포함하는 폴리에테르(이때, 반복 단위의 총 개수는 3 내지 100의 범위임); C6 내지 C20 아릴, 벤질, C1-C18 알킬 설포닐, C6-C20 아릴 설포닐, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, 벤질, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 조성물.
  8. 제6항에 있어서, 적어도 하나의 소수성 기는 벤질 기를 포함하고, 이 벤질 기는 할로겐, 시아노, 에스테르, 아미드, 에테르 기, C1 내지 C6 알킬 기, 아릴 기, C2 내지 C6 알켄 기, C2 내지 C6 알킨 기, 또는 이의 조합 중 1개 이상으로 더 치환되는 것인, 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 알킬 치환된 암모늄 염, 설폰산 염, 알킬 설폰산 염, 황산염, 티오황산염, 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, C2 내지 C18 알켄, C2 내지 C18 알킨; (-CH2CH2O-), (-CH2CH(CH3)O-) 또는 이의 혼합물의 반복 단위를 포함하는 폴리에테르(이때, 반복 단위의 총 개수는 3 내지 100의 범위임); C6 내지 C20 아릴, 벤질, C1-C18 알킬 설포닐, C6-C20 아릴 설포닐, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 카복시산 염, 설폰산 유도체, 설폰산 유도체 염, 황산 유도체, 황산 유도체 염, 티오황산염, 티오황산염 염, 인산 유도체, 인산 유도체 염, 알킬 아민, 알킬 치환된 암모늄 염, 4차화된 피리딘 염, 4차화된 이미다졸 염, 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, 벤질, p-톨루엔설포닐 기, 또는 이의 조합을 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 카복시산, 알킬 치환된 암모늄 염, 설폰산 염, 알킬 설폰산 염, 황산염, 티오황산염, 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 소수성 기는 C1 내지 C18 알킬, 벤질, 또는 p-톨루엔설포닐 기를 포함하고, 적어도 하나의 친수성 기는 티오황산염 또는 카복시메틸 기를 포함하는 것인, 조성물.
  14. 제1항에 있어서, 다당류 유도체는 5 내지 1400 범위의 중합도를 갖는 것인, 조성물.
  15. 제1항에 있어서, 다당류 유도체는 0.001 내지 3.0의 치환도를 갖는 것인, 조성물.
  16. 제1항에 있어서, 2중량%의 다당류 유도체는 ASTM 표준 D1331, 2015 방법에 따라 결정된 바에 따르면 65 mN/m 이하의 표면 장력을 갖는 것인, 조성물.
  17. 제1항에 있어서, 액체, 겔, 분말, 하이드로콜로이드, 수용액, 과립, 정제, 캡슐, 단일 구획 사셰, 다중-구획 사셰, 단일 구획 파우치, 또는 다중-구획 파우치 형태인 조성물.
  18. 제1항에 있어서, 계면활성제, 효소, 세제 빌더, 복합화제, 중합체, 방오 중합체, 계면활성 촉진 중합체, 표백제, 표백 활성화제, 표백 촉매, 패브릭 컨디셔너, 점토, 폼 부스터, 비누 거품 억제제, 부식 방지제, 오염물 현탁제, 오염물 재침착 방지제, 염료, 살세균제, 변색 억제제, 형광 증백제, 방향제, 포화 또는 불포화 지방산, 이염 억제제, 킬레이팅제, 색조 염료, 칼슘 양이온, 마그네슘 양이온, 시각적 신호전달 성분, 소포제, 구조화제, 증점제, 고결 방지제, 전분, 샌드, 겔화제 또는 이의 조합 중 적어도 하나를 추가로 포함하는 조성물.
  19. 제18항에 있어서, 효소는 셀룰라아제, 프로테아제, 아밀라아제, 리파아제, 또는 이의 조합인, 조성물.
  20. 다음 단계를 포함하는, 기재의 처리 방법:
    A) 다당류 유도체를 포함하는 조성물을 제공하는 단계(이때, 이 다당류 유도체는
    a) 적어도 하나의 소수성 기; 및
    b) 적어도 하나의 친수성 기;로 치환된 다당류를 포함하며,
    이 다당류는 폴리 알파-1,3-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸, 폴리 알파-1,6-글루칸 또는 이의 혼합물인 다당류 유도체임);
    B) 기재를 조성물과 접촉시키는 단계; 및
    C) 선택적으로 기재를 헹구는 단계;
    (이때, 기재는 카펫, 업홀스터리(upholstery), 또는 표면임).
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
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