Wässrige Dispersionen schwer wasserlöslicher oder wasserunlöslicher Wirkstoffe und daraus hergestellte Trockenpulver enthaltend mindestens ein Polyethergruppen enthal¬ tendes Polymer als Schutzkolloid
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft wässrige Dispersionen enthaltend mindestens einen schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Wirkstoff und mindestens ein Poly¬ ethergruppen enthaltendes Polymer als Schutzkolloid.
Zahlreiche für den Lebensmittel- und Tierfuttermittelbereich oder für pharmazeutische und kosmetische Anwendungen geeignete Wirkstoffe, beispielsweise fettlösliche Vita¬ mine, Carotinoide aber auch die natürlichen Farbstoffe Curcumin oder Carmin sowie zahlreiche UV-Filter sind aufgrund ihrer Wasserunlöslichkeit und/oder ihrer Oxidations- empfindlichkeit nur in Form speziell stabilisierter Zubereitungen einsetzbar. Eine direk¬ te Verwendung der kristallinen Materialien u.a. zum Färben von wässrigen Lebensmit¬ teln, als Futterzusätze oder als Wirk- und Effektstoffe in kosmetischen Zubereitungen ist in der Regel nicht möglich. Die hohen Anforderungen hinsichtlich Bioverfügbarkeit, Färbungseigenschaften sowie Dispergierbarkeit insbesondere in wässrigen aber auch in lipophilen Medien sind nur mittels spezieller Formulierungen zu erfüllen.
Nur durch Zubereitungen, in denen die Wirkstoffe, beispielsweise Carotinoide in fein verteilter Form und durch Schutzkolloide oxidationsgeschützt vorliegen, lassenden bei der direkten Einfärbung von Lebensmitteln zufriedenstellende Farbausbeuten erzielen. Diese in Tierfuttermitteln verwendeten Formulierungen führen zu einerjnöheren Biover¬ fügbarkeit der Wirkstoffe und damit indirekt zu besseren Färbungseffekten z.B. bei der Eidotter- oder Fischpigmentierung. \
Aus der Literatur sind bereits eine Reihe verschiedenster Formulierverfahren bekannt, die alle das Ziel haben, die Kristallitgröße der Wirkstoffe zu verkleinern und auf einen Teilchengrößenbereich von kleiner 10 μm zu bringen.
Zahlreiche Methoden, u.a. beschrieben in Chimia 21 , 329 (1967), WO 91/06292 sowie in WO 94/19411 , bedienen sich dabei der Vermahlung von Carotinoiden mittels einer Kolloidmühle und erzielen damit Partikelgrößen von 2 bis 10 μm.
Daneben existieren kombinierte Emulgier-/Sprühtrocknungsverfahren, wie sie z.B. in DE-A-12 11 911 oder in EP-A-O 410 236 beschrieben sind.
Gemäß der europäischen Patentschrift EP-B-O 065 193 erfolgt die Herstellung von feinverteilten, pulverförmigen Carotinoidpräparaten dadurch, dass man beispielsweise ß-Carotin in einem flüchtigen, mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel bei Temperaturen zwischen 5O0C und 2000C, gegebenenfalls unter erhöhtem Druck, in-
nerhalb einer Zeit von weniger als 10 Sekunden löst. Aus der erhaltenen molekular¬ dispersen Lösung wird das ß-Carotin durch sofortiges schnelles Mischen mit einer wässrigen Lösung eines Schutzkolloids bei Temperaturen zwischen 00C und 50°C aus¬ gefällt. Man erhält so ein kolloid-disperses ß-Carotin-Hydrosol mit orange-gelber Farbnuance. Anschließende Sprühtrocknung der Dispersion liefert ein freifließendes Trockenpulver, das sich in Wasser unter Bildung einer klaren, gelborange gefärbten Dispersion löst.
Ein analoges Verfahren zur Herstellung von feinverteilten, pulverförmigen Caroti- noidpräparaten wird in EP-A-O 937 412 unter Verwendung von mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln beschrieben.
WO 98/26008 betrifft die Verwendung eines Gemisches aus niedermolekularen und hochmolekularen Schutzkolloiden zur Herstellung redispergierbarer Xanthophyll- haltige Trockenpulver.
Die US 4,847,410 und US 4,959,156 beschreiben die Herstellung von Copolymeren aus Allylalkoholalkoxylaten und (Meth)acrylsäure und deren Einsatz als Dispergiermit¬ tel.
In der EP-A-O 601 536 werden ferner wasserlösliche Propfcopolymere beschrieben, die als Dispergiermittel in wässrigen anorganischen Bindemitteln verwendbar sind.
Aus WO 01/96007 sind wasserlösliche Copolymere bekannt, die durch Copolymerisa- tion von (Meth)acrylsäure oder von Maleinsäurehalbestern, einem alkylverkappten al- koxylierten Halbester und optional einer Dicarbonsäure sowie optional Styrol herge¬ stellt werden, und ihre Verwendung als Dispergiermittel für Pigmente wie beispielswei¬ se CaCO3 ist beschrieben.
Darüber hinaus gibt es im Bereich der Wirkstoffe einschließlich des Pflan∑enschutzbe- reichs zahlreiche Polymere mit den verschiedensten Anwendungsmöglichkeiten. Bei¬ spielhaft sei auf die WO 03/43420 verwiesen. Sie beschreibt die Verwendung von Co¬ polymeren als Adjuvanten bei der Behandlung von Pflanzen. Die Copolymere beste¬ hen aus Olefinen und/oder Vinylethern, sowie aus ethylenisch ungesättigten Dicarbon- säuren bzw. Dicarbonsäurederivaten und weiteren Comonomeren.
Hinzuweisen ist auch auf die DE 10338437, die die Formulierung von Agrowirkstoffen mit Adjuvanten auf der Basis von Blockcopolymeren beschreibt.
Ebenso beschreibt die DE 10351004 statistische radikalische Polymerisate auf Basis von sulfathaltigen Acrylaten und ihre Verwendung zur Wirkstofformulierung insbe¬ sondere im Pflanzenschutzbereich.
Aus der EP 002820951 sind ferner Depotpräparate für Wirkstoffe bekannt, die aus ei¬ nem Copolymer bestehend aus Allylalkoholalkoxylaten und Maleinsäureanhydrid auf¬ gebaut sind.
Abschließend sei noch darauf hingewiesen, dass aus der US 2,872,369 Copolymere bekannt sind, welche die Löslichkeit von schwer löslichen Komponenten in polaren Lösemitteln erhöhen.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr, hydrophobe, schwer wasserlösliche oder wasserunlösliche Wirk- und Effektstoffe mit Hilfe von Polymeren in stabile wässri- ge Dispersionen bzw. in stabile und gut redispergierbare Trockenpulver zu überführen.
Stabil bedeutet im Sinne der Erfindung, dass die Formulierungen über einen für die jeweilige Anwendung hinreichenden Zeitraum und Temperaturbereich u.a. oxidations- und photostabil sowie sedimentations- und aufrahmstabil sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, Polymere zur Verfügung zu stellen, welche als Schutzkolloide insbesondere bei Kosmetika, Arzneimitteln, Nahrungsmit- teln, Nahrungsergänzungsmitteln und Futtermitteln sowie für Pflanzenschutzmittel ein¬ setzbar sind.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wurde gelöst durch wässrige Dispersionen enthaltend mindestens einen schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Wirkstoff und min- destens ein Polyethergruppen enthaltendes Polymer als Schutzkolloid, wobei das Po¬ lymer erhältlich ist durch Copolymerisation von
(a) mindestens einem Allylalkoholalkoxylat und
(b) mindestens einem hydrophoben Monomeren, welches aromatische Funktionen oder aliphatische Funktionen oder aromatische und aliphatische Funktionen auf¬ weist.
Unter der Bezeichnung wässrige Dispersionen sind im Rahmen der vorliegenden Er- findung sowohl wässrige Suspensionen als auch Emulsionen zu verstehen. Bevorzugt sind wässrigen Suspensionen zu nennen, bei denen die dispergierte Phase mindes¬ tens einen schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Wirkstoff als nanopartiku- läre Teilchen enthält. Im Vordergrund der Erfindung stehen darüberhinaus auch die aus den obigen wässrigen Suspensionen hergestellten Trockenpulver oder Emulsio- nen, bevorzugt Doppelemulsionen, insbesondere o/w/o-Emulsionen.
Unter schwer wasserlösliche organische Wirkstoffe sind in diesem Zusammenhang solche Verbindungen zu verstehen, deren Wasserlöslichkeit < 5 Gew.-%, bevorzugt < 1 Gew.-%, besonders bevorzugt < 0,1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt < 0,01 Gew.-% ist.
Als Wirkstoffe, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung für den Lebensmittel- und Tierernährungsbereich sowie Pflanzenschutzbereich oder für pharmazeutische und kosmetische Anwendungen geeignet sind, seien beispielhaft die folgenden Verbindun¬ gen genannt:
Fettlösliche Vitamine, wie z.B. die K-Vitamine, Vitamin A und Derivate wie Vitamin A- Acetat, Vitamin A-Propionat oder Vitamin A-Palmitat, Vitamin D2 und Vitamin D3 sowie Vitamin E und Derivate. Vitamin E steht in diesem Zusammenhang für natürliches oder synthetisches α-, ß-, γ- oder δ-Tocopherol, bevorzugt für natürliches oder synthetisches α-Tocopherol sowie für Tocotrienol. Vitamin E-Derivate sind z.B. Tocopheryl-CrC2o- Carbonsäureester wie Tocopherylacetat oder Tocopherylpalmitat.
Mehrfach ungesättigte Fettsäuren, wie z.B. Linolsäure, Linolensäure, Arachidonsäure, Eicosapentaensäure, Docosahexaensäure.
Lebensmittelfarbstoffe wie Curcumin, Carmin oder Chlorophyll.
Carotinoide, sowohl Carotine als auch Xanthophylle, wie z.B. ß-Carotin, Lycopin, Lu- tein, Astaxanthin, Zeaxanthin, Capsanthin, Capsorubin, Cryptoxanthin, Citranaxanthin, Canthaxanthin, Bixin, ß-Apo-4-carotinal, ß-Apo-8-carotinal und ß-Apo-8- carotinsäureethylester.
Phytosterole, Coenzym Q10.
Wirkstoffe aus dem Pflanzenschutzbereich, Pestizide sind dem Fachmann aus der Literatur bekannt. Der Begriff "Pestizid" bedeutet hier mindestens ein Wirkstoff ausgewählt aus der Gruppe der Insektizide, Fungizide, Herbizide und/oder Safener (s. Pesticide Manual, 13th Ed. (2003)).
Die folgende Liste von Insektiziden zeigt mögliche Wirkstoffe auf, soll aber nicht auf diese beschränkt sein:
• Organo(thio)phosphate wie Azamethiphos, Azinphos-methyl, Chlorpyrifos, Chlorpy- riphos-methyl, Chlorfenvinphos, Diazinon, Disulfoton, Ethion, Fenitrothion, Fenthion, Isoxathion, Malathion, Methidathion, Methyl-Parathion, Paraoxon, Parathion, Phenthoate, Phosalone, Phosmet, Phorate, Phoxim, Pirimiphos-methyl, Profenofos, Prothiofos, Sulprophos, Triazophos,
• Carbamate wie Benfuracarb, Bendiocarb, Carbaryl, Carbosulfan, Fenoxycarb, Fu- rathiocarb, Indoxacarb, Methiocarb, Pirimicarb, Propoxur, Thiodicarb, Triazamate; • Pyrethroide wie Allethrin, Bifenthrin, Cyfluthrin, Cyphenothrin, Cypermethrin sowie die alpha-, beta-, theta- und zeta-lsomere, Deltamethrin, Esfenvalerate, Ethofenprox, Fenpropathrin, Fenvalerate, Cyhalothrin, Lambda-Cyhalothrin, Imiprothrin, Permethrin, Prallethrin, Pyrethrin I, Pyrethrin II, Silafluofen, Tau- Fluvalinate, Tefluthrin, Tetramethrin, Tralomethrin, Transfluthrin, Zeta-Cypermethrin; • Arthropode Wachstumsregulatoren wie a) Chitinsyntheseinhibitoren; z. B. Benzoyl- harnstoffe wie Chlorfluazuron, Cyromacin, Diflubenzuron, Flucycloxuron, Flufenoxu- ron, Hexaflumuron, Lufenuron, Novaluron, Teflubenzuron, Triflumuron; Buprofezin, Diofenolan, Hexythiazox, Etoxazole, Clofentazine; b) Ecdysone Antagonisten wie Ha- lofenozide, Methoxyfenozide, Tebufenozide; c) Juvenoide wie Pyriproxyfen, Me¬ thoprene, Fenoxycarb; d) Lipidbiosynthese-Inhibitoren wie Spirodiclofen; • Neonicothinoide wie Flonicamid, Clothianidin, Imidacloprid, Thiamethoxam, Nithia- zin, Thiacloprid; • Pyrazol-Insektizide wie Acetoprole, Ethiprole, Fipronil, Tebufenpyrad, Tolfenpyrad und Vaniliprole; • Weiterhin Abamectin, Acequinocyl, Amitraz, Azadirachtin, Bifenazate, Cartap, Chlor- fenapyr, Chlordimeform, Cyromazine, Diafenthiuron, Diofenolan, Emamectin, Endo- sulfan, Fenazaquin, Formetanate, Formetanate-Hydrochlorid, Hydramethylnon Indo¬ xacarb, Piperonylbutoxid, Pyridaben, Pymetrozine, Spinosad, Thiamethoxam, Thio- cyclam, Pyridalyl, Pyridalyl, Flonicamid, Fluacypyrim, Milbemectin, Spiromesifen, Flupyrazofos, NC 512, Tolfenpyrad, Flubendiamide, Bistrifluron, Benclothiaz, Py- rafluprole, Pyriprole, Amidoflumet, Flufenerim, Cyflumetofen, Acequinocyl, Lepimec- tin, Profluthrin, Dimefluthrin, Metaflumizone, Säure der folgenden Formel
Aminoiso-thiazol der Formel
worin R = -CH
2O CH
3 oder H und R = -CF
2CF
2 CF
3;
Anthranilamid der Formel
Die folgende Liste von Fungiziden zeigt mögliche Wirkstoffe auf, soll aber nicht auf diese beschränkt sein:
• Acylalanine z.B. Benalaxyl, Furalaxyl, Metalaxyl, Ofurace, Oxadixyl, • Amin Derivate z.B. Aldimorph, Dodine, Dodemorph, Fenpropimorph, Fenpropidin, Guazatine, Iminoctadine, Spiroxamin, Tridemorph • Anilinopyrimidine z.B. Pyrimethanil, Mepanipyrim oder Cyrodinyl, • Antibiotika z.B. Cycloheximid, Griseofulvin, Kasugamycin, Natamycin, Polyoxin oder Streptomycin, Validamycin A • Azole z.B. Bitertanol, Bromuconazole, Cyazofamide, Cyproconazole, Difenoconazole, Dinitroconazole, Epoxiconazole, Etridazole, Fenbuconazole, Fluquiconazole, Flusilazole, Flutriafol, Fuberidazole, Hexaconazole, Hymexazole, Imazalil, Imibenconazole, Metconazole, Myclobutanil, Penconazole, Perfurazoate, Propiconazole, Prochloraz, Prothioconazole, Simeconazole, Tebuconazole, Tetraconazole, Thiabendazole Triadimefon, Triadimenol, Triflumizol, Triticonazole, 5- Chloro-7-(4-methyl-piperidin-1-yl)-6-(2,4,6-trifluoro-phenyl)-[1,2,4]triazolo[1,5- a]pyrimidine, 2-Butoxy-6-iodo-3-propyl-chromen-4-one, 3-(3-Bromo-6-fluoro-2-methyl- indole-1-sulfonyl)-[1 ,2,4]triazole-1-sulfonic acid dimethylamide, • Dicarboximides z.B. Iprodion, Myclozolin, Procymidon, Vinclozolin, • heterocyclische Verbindungen wie z.B. Anilazine, Benomyl, Boscalid, Carbendazim, Carboxin, Oxycarboxin, Cyazofamid, Dazomet, Dithianon, Ethirimol, Dimethirimol, Famoxadon, Fenamidon, Fenarimol, Fuberidazole, Flutolanil, Furametpyr, Isoprothiolane, Mepronil, Nuarimol, Octhilinone, Probenazole, Proquinazid, Pyrifenox, Pyroquilon, Quinoxyfen, Silthiofam, Thiabendazole, Thifluzamid, Thiophanate-methyl, Tiadinil, Tricyclazole, Triforine, 3-[5-(4-Chloro-phenyl)-2,3-dimethyl-isoxazoIidin-3-yl]- pyridine, Bupirimate • Nitrophenyl Derivate z.B. Binapacryl, Dinocap, Dinobuton, Nitrophthalisopropyl • Phenylpyrrole z.B. Fenpiclonil oder Fludioxonil, • andere .Fungizide z.B. Acibenzolar-S-methyl, Benthiavalicarb, Carpropamid, Chlorothalonil, Cyflufenamid, Cymoxanil, Dazomet, Diclomezin, Diclocymet, Diethofencarb, Ethaboxam, Fenhexamid, Fentin-acetate, Fenoxanil, Ferimzone, Fluazinam, Fosetyl, Fosetyl-aluminum, Iprovalicarb, Hexachlorobenzene, Metrafenon, Pencycuron, Propamocarb, Phthalide, Toloclofos-methyl, Quintozene, Zoxamid,
Isoprothiolane, Probenfos, Zoxamide, Fluopicolide (Picobenzamid); Carpropamid, Mandipropamid, N-(2-{4-[3-(4-Chloro-phenyi)-prop-2-ynyloxy]-3-methoxy-phenyl}- ethyl)-2-methanesulfonyIamino-3-methyl-butyramide, N-(2-{4-[3-(4-Chloro-phenyl)- prop-2-ynyloxy]-3-methoxy-phenyl}-ethyl)-2-ethanesulfonylamino-3-methyl-butyramide; Furametpyr, Thifluzamide, Penthiopyrad, Fenhexamide, 3,4-Dichloro-isothiazole-5- carboxylic acid (2-cyano-phenyl)-amide, Flubenthiavalicarb, 3-(4-Chloro-phenyl)-3-(2- isopropoxycarbonylamino-3-methy!-butyrylamino)-propionsäure methyl ester, {2- Chloro-5-[1 -(6-methyl-pyridin-2-ylmethoxyimino)-ethyl]-benzyl}-carbamic acid methyl ester, {2-Chloro-5-[1-(3-methyl-benzyloxyimino)-ethyl]-benzyl}-carbamic acid methyl ester, Flusulfamide, Phthalide, Hexachlorbenzol Amide der Formel
worin X für CHF
2 oder CH
3; und R
1 ,R
2 unabhängig voneinander für halogen, methyl oder halomethyl; stehen
• Strobilurine z.B. Azoxystrobin, Dimoxystrobin, Enestroburin, Fluoxastrobin, Kresoxim- methyl, Metominostrobin, Orysastrobin, Picoxystrobin, Pyraclostrobin oder Trifloxystrobin, • Cinnemamides und Analoga z.B. Dimethomorph, Flumetover oder Flumorph, Amid Fungizide z.B. Cyclofenamid oder (Z)-N-[α-(Cyclopropylmethoxyimino)-2,3- difluoro-6-(difluoromethoxy)benzyl]-2-phenylacetamid;
Die folgende Liste von Herbizden zeigt mögliche Wirkstoffe auf, soll aber nicht auf diese beschränkt sein:
Verbindungen, die die Biosynthese von Lipiden inhibieren, z.B. Chlorazifop, Clodinafop, Clofop, Cyhalofop, Ciclofop, Fenoxaprop, Fenoxaprop-p, Fenthiaprop, Fluazifop, Fluazifop- P, Haloxyfop, Haloxyfop-P, Isoxapyrifop, Metamifop, Propaquizafop, Quizalofop, Quizalo- fop-P, Trifop, Alloxydim, Butroxydim, Clethodim, Cloproxydim, Cycloxydim, Profoxydim, Sethoxydim, Tepraloxydim, Tralkoxydim, Butylate, Cycloat, Diallat, Dimepiperat, EPTC1 Esprocarb, Ethiolatejsopolinate, Methiobencarb, Molinate, Orbencarb, Pebulate, Prosulfo- carb, Sulfallat, Thiobencarb, Thiocarbazil, Triallat, Vernolat, Benfuresat, Ethofumesat und Bensulid;
ALS-Inhibitoren wie Amidosulfuron, Azimsulfuron, Bensulfuron, Chlorimuron, Chlorsulfuron, Cinosulfuron, Cyclosulfamuron, Ethametsulfuron, Ethoxysuifuron, Flazasulfuron, Flupyrsul- furon, Foramsulfuron, Halosulfuron, Imazosulfuron, lodosulfuron, Mesosulfuron, Metsulfu- ron, Nicosulfuron, Oxasulfuron, Primisulfuron, Prosulfuron, Pyrazosulfuron, Rimsulfuron, .
Sulfometuron, Sulfosulfuron, Thifensulfuron, Triasulfuron, Tribenuron, Trifloxysulfuron, Triflusulfuron, Tritosulfuron, Imazamethabenz, Imazamox, Imazapic, Imazapyr, Imazaquin, Imazethapyr, Cloransulam, Diclosulam, Florasulam, Flumetsulam, Metosulam, Penoxsu- lam, Bispyribac, Pyriminobac, Propoxycarbazone, Flucarbazone, Pyribenzoxim, Pyriftalid und Pyrithiobac;
Verbindungen, die die Photosynthese inhibieren wie Atraton, Atrazine, Ametryne, A- ziprotryne, Cyanazine, Cyanatryn, Chlorazine, Cyprazine, Desmetryne, Dimethametryne, Dipropetryn, Eglinazine, Ipazine, Mesoprazine, Methometon, Methoprotryne, Procyazine, Proglinazine, Prometon, Prometryne, Propazine, Sebuthylazine, Secbumeton, Simazine, Simeton, Simetryne, Terbumeton, Terbuthylazine und Terbutryne;
Protoporphyrinogen-IX Oxidase-Inhibitoren wie Acifluorfen, Bifenox, Cchlomethoxyfen, Chlornitrofen, Ethoxyfen, Fluorodifen, Fluoroglycofen, Fluoronitrofen, Fomesafen, Furyloxy- fen, Halosafen, Lactofen, Nitrofen, Nitrofluorfen, Oxyfluorfen, Fluazolate, Pyraflufen, Cini- don-ethyl, Flumiclorac, Flumioxazin, Flumipropyn, Fluthiacet, Thidiazimin, Oxadiazon, O- xadiargyl, Azafenidin, Carfentrazone, Sulfentrazone, Pentoxazone, Benzfendizone, Butafe- nacil, Pyraclonil, Profluazol, Flufenpyr, Flupropacil, Nipyraclofen und Etnipromid;
Herbizide wie Metflurazon, Norflurazon, Flufenican, Diflufenican, Picolinafen, Beflubutamid, Fluridone, Flurochloridone, Flurtamone, Mesotrione, Sulcotrione, Isoxachlortole, Isoxafluto- Ie, Benzofenap, Pyrazolynate, Pyrazoxyfen, Benzobicyclon, Amitrole, Clomazone, Acloni- fen, 4-(3-Trifluormethylphenoxy)- 2-(4-trif!uoromethylphenyl)pyrimidin, und 3-heterocyclyl- substituierte Benzoylderivate der Formel (vgl. WO-A-96/26202, WO-A-97/41116, WO-A- 97/41117 und WO-A-97/41118)
worin die Substituenten R8 to R13 folgende Bedeutung haben:
R8, R10 Wasserstoff, Halogen, CrC6-Alkyl, CrCβ-Haloalkyl, CrC6-Alkoxy, C1-C6- Haloalkoxy, C1 -C6-Al kylthio, CrC6-Alkylsulfinyl oder CrC6-AlkylsulfonyI;
R9 bedeutet ein heterocyclisches Radikal aus der Gruppe bestehend aus Thiazol-2-yl, thiazol-4-yl, Thiazol-5-yl, lsoxazol-3-yl, lsoxazol-4-yl, lsoxazol-5-yl, 4,5-dihydroisoxazol-3-yl, 4,5-dihydroisoxazol-4-yl und 4,5-dihydroisoxazol-5-yl, worin die genannten Radikale einen oder mehrere Substituenten tragen können z.B. mono-, di-, tri- or tetrasubstituiert sein kön¬ nen durch Halogen, CrC4-Alkyl, CrC4-Alkoxy, CrC4-Haloalkyl, CrC4-Haloalkoxy oder C1- C4-Alkylthio;
R11 = Wasserstoff, Halogen oder CrC6-Alkyl;
R12 = C1-Ce-AIkYl;
R13 = Wasserstoff oder d-Ce-Alkyl.
DHP-Synthase-Inhibitoren wie Asulam;
Mitose-Inhibitoren wie Benfluralin, Butralin, Dinitramine, Ethalfluralin, Fluchloralin, iSopro- palin, Methalpropalin, Nitralin, Oryzalin, Pendimethalin, Prodiamine, Profluralin, Trifluralin, Amiprofos-methyl, Butamifos, Dithiopyr, Thiazopyr, Propyzamide, Tebutam, Chlorthal, Car- betamide, Chlorbufam, Chlorpropham and Propham;
VLCFA-Inhibitoren wie Acetochlor, Alachlor, Butachlor, Butenachlor, Delachlor, Diethatyl, Dimethachlor, Dimethenamid, Dimethenamid-P, Metazachlor, Metolachlor, S-Metolachlor, Pretilachlor, Propachlor, Propisochlor, Prynachlor, Terbuchlor, Thenylchlor, Xylachlor, AIIi- dochlor, CDEA, Epronaz, Diphenamid, Napropamide, Naproanilide, Pethoxamid, Flufena- cet, Mefenacet, Fentrazamide, Anilofos, Piperophos, Cafenstrole, Indanofan und Tridiphan;
Inhibitoren für die Biosynthese von Cellulose wie Dichlobenil, Chlorthiamid, Isoxaben und Flupoxam;
Herbizide wie Dinofenat, Dinoprop, Dinosam, Dinoseb, Dinoterb, DNOC, Etinofen und Me- dinoterb;
Auxin-Transport-Inhibitoren wie Naptalam, Diflufenzopyr;
außerdem: Benzoylprop, Flamprop, Flamprop-M, Bromobutide, Chlorflurenol, Cinmethylin, Methyldymron, Etobenzanid, Fosamine, Metam, Pyributicarb, Oxaziclomefone, Dazomet, Triaziflam und Methyl bromide.
Der Begriff "Safener" hat die folgende Bedeutung: Es ist bekannt, dass in einigen Fällen bessere Herbizidverträglichkeit durch die gemeinsame Applikation spezifisch wirkender Herbizide mit organischen aktiven Verbindungen erreicht werden kann, welche selber her- bizid wirken können. In diesen Fällen wirken diese Verbindungen als Antidot oder Antago¬ nist und werden aufgrund der Tatsache, dass sie Schaden von Nutzpflanzen reduzieren bzw. verhindern als "Safener" bezeichnet.
Die folgende Liste zeigt mögliche Safener auf, soll aber nicht auf diese beschränkt sein:
Benoxacor, Cloquintocet, Cyometrinil, Dichlormid, Dicyclonon, Dietholate, Fenchlorazole, Fenclorim, Flurazole, Fluxofenim, Furilazole, Isoxadifen, Mefenpyr, Mephenate, Naphthalic
anhydride, 2,2,5-Trimethyl-3-(dichloroacetyl)-1 ,3-oxazolidine (R-29148), 4-(Dichloroacetyl)- 1-oxa-4-azaspiro[4.5]decane (AD-67; MON 4660) und Oxabetrinil.
Wasserunlösliche oder schwer wasserlösliche organische UV-Filtersubstanzen, wie z.B. Verbindungen aus der Gruppe der Triazine, Anilide, Benzophenone, Triazole, Zimtsäureamide sowie der sulfonierten Benzimidazole.
Bevorzugte Wirkstoffe sind Carotinoide, insbesondere ß-Carotin, Lycopin, Lutein, Asta- xanthin und Canthaxanthin sowie aus der Reihe der UV-Filtersubstanzen die Stoffklas- se der Triazine, insbesondere Uvinul T150.
Die als Schut∑kolloid erfindungsgemäß verwendeten Polymere sind bereits aus der DE 10333749 bekannt. In dieser Anmeldung wird jedoch nur die Verwendung für die Le¬ derbearbeitung beschrieben. Weitere Verwendungsmöglichkeiten sind nicht erwähnt.
Erfindungsgemäß ist es nunmehr überraschend, dass die beschriebenen Copolymere sich auch als Schutzkolloide, insbesondere bei Kosmetika, Arzneimitteln, Nahrungsmit¬ teln, Nahrungsergänzungsmitteln und Futtermitteln eignen.
In einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform werden Polymerisate ver¬ wendet, welche durch Copolymerisation folgender Monomere erhältlich sind:
(a) mindestens ein alkoxylierter ungesättigter Ether der allgemeinen Formel I,
wobei die Variablen wie folgt definiert sind:
R1, R2, R3 jeweils gleich oder verschieden und gewählt aus Wasserstoff und C1- C4-Alkyl wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.-Butyl, besonders bevorzugt Methyl oder Wasser¬ stoff, ganz besonders bevorzugt stehen R1 und R3 für Wasserstoff und R2 für Wasserstoff oder Methyl; R4, R5 jeweils gleich oder verschieden und gewählt aus Wasserstoff und C1- C4-Alkyl wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.-Butyl, besonders bevorzugt Methyl oder Wasser¬ stoff, ganz besonders bevorzugt ist R4 und R5 jeweils Wasserstoff;
R6 gewählt aus Wasserstoff, SO3M, PO3M2 und vorzugsweise organi¬ sche Reste wie C1-C30-AIkVl, bevorzugt linear oder verzweigt, wie Me¬ thyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert- Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2- Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl, n- Octyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Dodecyl, n-Hexadecyl, n-Octadecyl, n- Eicosyl; besonders bevorzugt CrC4-Alkyl wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.-Butyl; CO-H (For- myl) oder CO-CrC20-Alkyl, besonders bevorzugt Acetyl, Propionyl, n- Butyryl, n-Stearyl, n-Lauryl; CO-C6-C14-Aryl wie beispielsweise alpha- Naphthoyl, beta-Naphthoyl und bevorzugt Benzoyl CO-C6H5, M Alkalimetall, insbesondere Natrium oder Kalium, oder NH4 + oder CH3 n eine ganze Zahl von 3 bis 100, bevorzugt von 10 bis 40, y eine ganze Zahl von 0 bis 10, bevorzugt 1 bis 10, besonders bevor- zugt 1 oder 2, und ganz besonders bevorzugt 1.
und
(b) mindestens eine vinylaromatische Verbindung, beispielsweise der allgemeinen Formel VIII
in der R14 und R15 unabhängig voneinander jeweils für Wasserstoff, Methyl oder Ethyl stehen, R16 Methyl oder Ethyl bedeutet und k eine ganze Zahl von 0 bis 2 bedeutet; bevorzugt sind R14 und R15 jeweils Wasserstoff, und bevorzugt gilt k = 0. Bevorzugt wird als Monomer (b) alpha-Methylstyrol und ganz besonders be¬ vorzugt Styrol eingesetzt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die o.g. Polymerisate erfin- dungsgemäß als Schutzkolloid verwendet, die als weiteres Comonomer (c) mindestens eine ethylenisch ungesättigte Mono- oder Dicarbonsäure oder mindestens ein von ei¬ ner ethylenisch ungesättigten Mono- oder Dicarbonsäure abgeleitetes Anhydrid, be¬ sonders bevorzugt mindestens eine ethylenisch ungesättigte Mono- oder Dicarbonsäu¬ re mit 3 bis 8 C-Atomen oder mindestens ein von einer ethylenisch ungesättigten Mo- no- oder Dicarbonsäure mit 3 bis 8 C-Atomen abgeleitetes Anhydrid enthalten.
Beispiele für ethylenisch ungesättigte Mono- oder Dicarbonsäuren mit 3 bis 8 C- Atomen sind Acrylsäure, (Meth)acrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Crotonsäure; besonders bevorzugt ist Acrylsäure oder (Meth)acrylsäure, ganz besonders bevorzugt ist (Meth)acrylsäure.
Als von einer Mono- oder Dicarbonsäure mit 3 bis 8 C-Atomen abgeleitete Anhydride seien beispielsweise genannt: Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid, Citracon- säureanhydrid, Methylenmalonsäureanydrid, bevorzugt Itaconsäureanhydrid und Ma¬ leinsäureanhydrid und ganz besonders bevorzugt Maleinsäureanhydrid.
Es kommen auch gemischte Anhydride in Frage, beispielsweise das gemischte An¬ hydrid aus (Meth)acrylsäure und Essigsäure.
Ferner können optional ein oder mehrere weitere monoethylenisch ungesättigte Mo- nomere (d) einpolymerisiert werden.
Das oder die Monomere (d), das bzw. die optional in das polymere Schutzkolloid ein¬ polymerisiert werden können, sind von (c) verschieden. Als bevorzugte Monomere (d) sind zu nennen:
Ethylenisch ungesättigte C3-C8-Carbonsäurederivate der allgemeinen Formel II,
Acrylamide der Formel III,
nicht-cyclische Amide der allgemeinen Formel IVa oder cyclische Amide der allgemei¬ nen Formel IVb,
CrC2o-Alkyl-Vinylether wie Methyl-vinylether, Ethyl-vinylether, n-Propyl-vinylether, iso- Propyl-vinylether, n-Butyl-vinylether, iso-Butyl-vinylether, 2-Ethylhexyl-vinylether oder n-Octadecyl-vinylether;
N-Vinyl-Derivate von stickstoffhaltigen aromatischen Verbindungen, bevorzugt N-Vinyl- imidazol, 2-Methyl-1-vinylimidazol, N-Vinyloxazolidon, N-Vinyltriazol, 2-Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin-N-oxid, N-Vinylimidazolin, N-Vinyl-2-methylimidazolin,
alkoxylierten ungesättigte Ester oder Amide der allgemeinen Formel V,
Ester oder Amide der allgemeinen Formel VI,
ungesättigte Ester der allgemeinen Formel VII,
Sulfonat-, Phosphat- oder Phosphonat-Gruppen-haltige Monomere, wie beispielsweise Vinylsulfonsäure und Vinylphosphonsäure und Verbindungen der allgemeinen Formel IX
wobei Phosphat-Gruppen, Sulfonat-Gruppen oder Phosphonat-Gruppen gegebenen¬ falls partiell oder vollständig in Form von Alkalimetallsalzen vorliegen können.
Die in den allgemeinen Formeln Il bis VII und IX aufgeführten Variablen sind unabhän¬ gig voneinander wie folgt definiert:
R7, gewählt aus unverzweigten oder verzweigten C1-C10-AIKyI, wie Methyl, Ethyl, n- Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1 ,2-Dimethyl-propyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec- Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl; besonders bevorzugt C1-C4-AIKyI wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.-Butyl, und insbesondere Wasserstoff;
R8 gewählt aus unverzweigten oder verzweigten C1-C10-AIKyI, wie Methyl, Ethyl, n- Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1 ,2-Dimethyl-propyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, seα- Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl; besonders bevorzugt C1-C4-AIKyI wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.-Butyl, insbesondere Methyl und insbesondere Wasserstoff;
R9 CrC22-Alkyl, verzweigt oder unverzweigt, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo- Pentyl, 1 ,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl, n- Octyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Dodecyl, n-Eicosyl; besonders bevorzugt C1-C4-AIKyI wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.- Butyl, ganz besonders bevorzugt Methyl;
R10 Wasserstoff und C1-C22-Alkyl, verzweigt oder unverzweigt, wie Methyl, Ethyl, n- Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1 ,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.- Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Dodecyl, n-Eicosyl; besonders be¬ vorzugt C1-C4-AIKyI wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.-Butyl;
A1 C2-C6-AIKylen, beispielsweise -CH2-, -CH(CH3)-, -(CHz)2-, -CH2-CH(CH3)-, -(CH2J3-, -CH2-CH(C2H5)-,
-(CH2)4-> -(CH2)5-, -(CH2)6-, vorzugsweise CrC3-Alkylen; insbeson-dere -(CH2)2-, -CH2-CH(CH3)- und -CH2-CH(C2H5)-;
x eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 6, vorzugsweise 3 bis 5;
a eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 6, vorzugsweise im Bereich von 0 bis 2; b eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 40, bevorzugt 1 bis 10,
m eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 200, bevorzugt 10 bis 40;
R11, R12 gleich oder verschieden und gewählt aus Wasserstoff, unverzweigten oder verzweigten C-i-Cio-Alkyl und wobei unverzweigtes und verzweigtes Ci-C10-Alkyl wie oben stehend definiert ist;
X Sauerstoff oder N-R13;
R13 gewählt aus Wasserstoff und unverzweigten oder verzweigten Ci-C10-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n- Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1 ,2-Dimethyl-propyl, iso-Amyl, n- Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl,-Hexyl; insbe¬ sondere Wasserstoff oder Methyl; Phenyl.
Die übrigen Variablen sind wie oben stehend definiert.
Beispielhaft ausgewählte Verbindungen der Formel III sind (Meth)Acrylamide wie Acry- lamid, N-Methylacrylamid, N.N-Dimethylacrylamid, N-Ethylacrylamid, N-Propylacryl- amid, N-tert.-Butylacrylamid, N-tert.-Octylacrylamid, N-Undecylacrylamid oder die ent- sprechenden Methacrylamide.
Beispielhaft ausgewählte Verbindungen der Formel IV a sind N-Vinylcarbonsäureamide wie N-Vinylformamid, N-Vinyl-N-methylfomamid, N-Vinylacetamid oder N-Vinyl-N- methylacetamid; beispielhaft ausgewählte Vertreter für Verbindungen der Formel IV b sind N-Vinylpyrrolidon, N-Vinyl-4-piperidon und N-Vinyl-epsilon-caprolactam.
Beispielhaft ausgewählte Verbindungen der Formel VI sind (Meth)acrylsäureester und -amide wie N,N-Dialkylaminoalkyl(meth)acrylate oder N,N-Dialkylaminoalkyl(meth)- acrylamide; Beispiele sind N,N-Dimethylaminoethylacrylat, N.N-Dimethylaminoethyl- methacrylat, N,N-Diethylaminoethylacrylat, N,N-Diethylaminoethylmethacrylat, N1N-Di- methylaminopropylacrylat, N,N-Dimethylaminopropylmethacrylat, N,N-Diethylamino- propylacrylat, N,N-Diethylaminopropylmethacrylat, 2-(N,N-Dimethylamino)ethyl-
acrylamid, 2-(N,N-Dimethylamino)ethylmethacrylamid, 2-(N,N-Diethylamino)ethyl- acrylamid, 2-(N,N-Diethylamino)ethylmethacrylamid, 3-(N,N-Dimethylamino)propyl- acrylamid und 3-(N,N-Dimethylamino)propylmethacrylamid.
Beispielhaft ausgewählte Verbindungen der Formel VII sind Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinyl-2-ethylhexanoat oder Vinyllaurat.
Ganz besonders bevorzugt wird als Monomer (d) eingesetzt: Methylacrylat, Methyl- methacrylat, Acrylamid, Vinyl-n-butylether, Vinyl-iso-butylether, N-Vinylformamid, N- Vinylpyrrolidon, 1-Vinylimidazol, 4-Vinylpyridin, Vinylphosphonsäure, Vinylsulfonsäure.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Monomere (a) bis (d) wie folgt einpolymerisiert:
(a) 10 bis 90 Gew.-% mindestens eines alkoxylierten ungesättigten Ethers der all¬ gemeinen Formel I, bevorzugt 40 bis 75 Gew.-%,
(b) 5 bis 80 Gew.-% mindestens eines hydrophoben Monomers, bevorzugt 8 bis 50 Gew.-%,
(c) 0 bis 50 Gew.-% mindestens einer ethylenisch ungesättigten Mono- oder Dicar- bonsäure mit 3 bis 8 C-Atomen oder mindestens eines von einer Mono- oder Di- carbonsäure mit 3 bis 8 C-Atomen abgeleiteten Anhydrids, bevorzugt 5 bis 30 Gew.-%,
(d) 0 bis 20 Gew.-% mindestens eines weiteren Monomers, bevorzugt 0 bis 10 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0 bis 5 Gew.-%,
wobei die Monomere wie oben stehend definiert sind.
Die Herstellung der beschriebenen Polymerisate kann wie folgt durchgeführt werden. Es ist möglich, die Monomere (a), (b), (c) und gegebenenfalls (d) durch Lösungspoly¬ merisation, Fällungspolymerisation oder vorzugsweise lösemittelfrei durch Massepoly¬ merisation miteinander zu copolymerisieren. Dabei können (a), (b), (c) und gegebenen- falls (d) in Form von statistischen Copolymeren oder als Blockcopolymere copolymeri¬ sieren.
Druck- und Temperaturbedingungen für eine Copolymerisation von (a), (b) (c) und ge¬ gebenenfalls (d) sind im Allgemeinen unkritisch. Die Temperaturen liegen beispielswei- se im Bereich von 60 bis 2000C, bevorzugt 90 bis 1600C, der Druck liegt beispielswei¬ se im Bereich von 1 bis 10 bar, bevorzugt 1 bis 3 bar.
Als Reaktionszeiten kommen beispielsweise 0,5 Stunden bis 12 Stunden in Frage, obwohl auch kürzere und längere Reaktionszeiten denkbar sind.
Als Lösemittel kommen vorzugsweise solche Lösemittel in Frage, die als inert gegen- über Anhydriden, die von Dicarbonsäuren mit 3 bis 8 C-Atomen abgeleitet sind, gelten, insbesondere Aceton, Tetrahydrofuran oder 1 ,4-Dioxan. Als Fällungsmittel eignen sich aromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Toluol, ortho-Xylol, meta-Xylol, para-Xylol, Ethylbenzol oder Gemische von einem oder mehreren der vor¬ stehend genannten aromatischen Kohlenwasserstoffe, n-Hexan, Petrolether oder Iso- dodekan. Auch Mischungen von aromatischen und aliphatischen Kohlenwasserstoffen sind geeignet. Außerdem kann auch Wasser als Lösungsmittel eingesetzt werden.
Vorzugsweise polymerisiert man in Form einer Massepolymerisation ohne den Zusatz von Lösungsmitteln.
Wählt man R6 = Wasserstoff, so kann es vorteilhaft sein, gewisse Mengen, beispiels¬ weise 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Masse aller Monomere, an Wasser zuzuset¬ zen und so die Bildung vernetzter Copolymerisate zu verhindern.
Man kann Regler einsetzen, beispielsweise Mercaptoethanol oder n-Dodecyl- mercaptan. Geeignete Mengen sind beispielsweise 0,1 bis 6 Gew.-%, bezogen auf die Masse aller Monomeren.
Die Copolymerisation startet man vorteilhaft durch Initiatoren, beispielsweise Peroxide oder Hydroperoxide. Als Peroxide bzw. Hydroperoxide seien Di-tert.-butylperoxid, tert- Butylperoctoat, tert.-Butylperpivalat, tert.-Butylper-2-ethylhexanoat, tert.-Butylper- maleinat, tert.-Butylperisobutyrat, Benzoylperoxid, Diacetylperoxid, Succinylperoxid, p-Chlorbenzoylperoxid, Dicyclohexylperoxiddicarbonat, beispielhaft genannt. Auch der Einsatz von Redoxinitiatoren ist geeignet, außerdem Azoverbindungen wie 2,2'-Azo- bis(isobutyronitril), 2,2'-Azobis(2-methylpropion-amidin)dihydrochlorid und 2,2'-Azo- bis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril). Im allgemeinen werden diese Initiatoren in Mengen von 0,1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 15 Gew.-%, berechnet auf die Masse aller Monomeren, eingesetzt.
Durch die oben beschriebene Copolymerisation erhält man Polymerisate. Die anfallen¬ den Polymerisate können Verbindung der allgemeinen Formel I enthalten, und man kann sie einer Reinigung nach konventionellen Methoden unterziehen, beispielsweise Umfallen oder extraktive Entfernung nichtumgesetzter Monomere. Man kann aber die Reinigung unterlassen und die oben beschriebenen Copolymerisate im Gemisch mit Verbindung I einsetzen. Wenn ein Lösemittel oder Fällungs-mittel eingesetzt wurde, so ist es möglich, dieses nach beendeter Copolymerisation zu entfernen, beispielsweise durch Abdestillieren.
Die Polydispersität der oben beschriebenen Polymerisate liegt im Allgemeinen zwi¬ schen 2 und 10, bevorzugt bis 7, kann aber höhere Werte annehmen.
Die K-Werte der oben beschriebenen Polymerisate betragen 6 bis 100, vorzugsweise 10 bis 60 (gemessen nach H. Fikentscher bei 25 0C in beispielsweise Wasser oder Tetrahydrofuran und einer Polymerkonzentration von 1 Gew.-%).
Die Herstellung von Monomeren der allgemeinen Formel I ist an sich bekannt.
Wünscht man Derivate mit R6 gleich -CO-H (Formyl) oder -CO-CrC2o-Alkyl oder -CO- C6-C14-Aryl darzustellen, so geht man vorteilhaft von dem entsprechenden Derivat mit R6 gleich Wasserstoff aus und setzt es beispielsweise mit gemischten Anhydriden oder symmetrischen Anhydriden um. Besonders bevorzugte Anhydride sind Acetanhydrid, Benzoesäureanhydrid oder H-CO-O-COCH3.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen wässrigen Dis- persionen ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich hierbei um wässrige Suspensio¬ nen handelt, die mindestens einen der eingangs genannten schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Wirkstoffe als nanopartikuläre Teilchen enthalten.
Die mittlere Teilchengröße der nanopartikulären Teilchen in der wässrigen Dispersion liegt je nach Art der Formulierungsmethode im Bereich von 0,01 bis 100μm, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 10 μm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 2 //m, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 1 μm.
Die Mengen der verschiedenen Komponenten der erfindungsgemäßen Dispersionen, insbesondere Suspensionen werden erfindungsgemäß so gewählt, dass die Zuberei¬ tungen 0,1 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 30 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 5 bis 25 Gew.-% mindestens eines schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Wirkstoffs, 0,1 bis 99,9 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 70 Gew.-% besonders bevorzugt 10 bis 60 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 15 bis 35 Gew.-% eines oder mehrere der polymeren Schutzkolloide enthalten. Die Ge¬ wichtsprozentangaben beziehen sich jeweils auf die Trockenmasse der Formulierung.
Zusätzlich können die Zubereitungen noch niedermolekulare Stabilisatoren wie Antio- xidantien und/oder Konservierungsmittel zum Schutz der Wirkstoffe enthalten. Geeig¬ nete Antioxidantien oder Konservierungsmittel sind beispielsweise α-Tocopherol, As- corbinsäure, tert.-Butyl-hydroxytoluol, tert.-Butylhydroxyanisol, Lecithin, Ethoxyquin, Methylparaben, Propylparaben, Sorbinsäure oder Natriumbenzoat. Die Antioxidantien bzw. Konservierungsstoffe können in Mengen von 0,01 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 20 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse der Formulierung.
Weiterhin können die Dispersionen noch Weichmacher zur Erhöhung der mechani¬ schen Stabilität eines gegebenenfalls daraus hergestellten Trockenpulvers enthalten. Geeignete Weichmacher sind beispielsweise Zucker und Zuckeralkohole wie Saccha¬ rose, Glukose, Laktose, Invertzucker, Sorbit, Mannit, Xylit oder Glycerin. Bevorzugt wird als Weichmacher Laktose eingesetzt. Die Weichmacher können in Mengen von 0,1 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse der Formulierung enthalten sein.
Weiterhin können die Dispersionen niedermolekulare oberflächenaktive Verbindungen (Emulgatoren) in einer Konzentration von 0,01 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse der Formulierung enthalten. Als solche eignen sich vor allem amphiphile Verbindungen oder Gemische solcher Verbindungen. Grundsätzlich kommen alle Tenside mit einem HLB-Wert von 5 bis 20 in Betracht. Als entsprechende oberflächenaktive Substanzen kommen beispielsweise in Betracht: Ester langkettiger Fettsäuren mit Ascorbinsäure, Mono- und Diglyceride von Fettsäuren und deren Oxyethylierungsprodukte, Ester von Monofettsäureglyceriden mit Essigsäure, Zitronensäure, Milchsäure oder Diacetylwein- säure, Polyglycerinfettsäureester wie z.B. das Monostearat des Triglycerins, Sorbitan- fettsäureester, Propylenglykolfettsäureester und Lecithin. Bevorzugt wird Ascorbylpal- mitat eingesetzt. . Unter Umständen kann es auch vorteilhaft sein, zusätzlich ein physiologisch zugelas¬ senes Öl wie beispielsweise Sesamöl, Maiskeimöl, Baumwollsaatöl, Sojabohnenöl o- der Erdnußöl sowie kosmetische Öle, beispielsweise Paraffinöl, Glycerylstearat, I- sopropylmyristat, Diisopropyladipat, 2-Ethylhexansäurecetylstearylester, hydriertes Polyisobuten, Vaseline, Caprylsäure/Caprinsäure-Triglyceride, mikrokristallines Wachs, Lanolin und Stearinsäure in einer Konzentration von 0,1 bis 500 Gew.-%, vor¬ zugsweise 10 bis 300 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 100 Gew.-%, bezogen auf den oder die eingesetzten schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Wirkstoffe zu verwenden.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Dis¬ persion mindestens eines schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Wirkstoffs
durch Dispergieren eines oder mehrerer schwer wasserlöslicher oder wasserunlösli¬ cher Wirkstoffe in einer wässrigen molekulardispersen oder kolloiddispersen Lösung eines Schutzkolloids, dadurch gekennzeichnet, dass man als Schutzkolloid mindestens ein Polyethergruppen enthaltendes Polymer verwendet, wobei das Polymer erhältlich ist durch Copolymerisation von
(a) mindestens einem Allylalkoholalkoxylat und
(b) mindestens einem hydrophoben Monomeren, welches aromatische Funktionen oder aliphatische Funktionen oder aromatische und aliphatische Funktionen auf¬ weist.
Bezüglich einer näheren Beschreibung des Polymers sei auf die eingangs erfolgten Erläuterungen hingewiesen.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim Dispergierschritt um die Herstellung einer Suspen¬ sion mindestens eines schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Wirkstoffs in einer wässrigen molekulardispersen oder kolloiddispersen Lösung mindestens eines Polyethergruppen enthaltendes Polymers handelt.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekenn¬ zeichnet, dass das Dispergieren, insbesondere Suspendieren folgende Schritte um- fasst:
a^i ) Lösen mindestens eines schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Wirk¬ stoffs in einem oder mehreren mit Wasser mischbaren, organischen Lösungsmitteln oder in einer Mischung aus Wasser und einem oder mehreren mit Wasser mischbaren, organischen Lösungsmittel oder
a2) Lösen mindestens eines schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Wirk¬ stoffs in einem oder mehreren mit Wasser nicht mischbaren, organischen Lö¬ sungsmitteln,
b) Mischen der nach a-0 oder a2) erhaltenen Lösung mit einer wässrigen molekular¬ dispersen oder kolloiddispersen Lösung mindestens eines Polyethergruppen enthaltendes Polymers, wobei die hydrophobe Phase des schwer wasserlösli¬ chen oder wasserunlöslichen Wirkstoffs als nanodisperse Phase entsteht und
c) Abtrennen des organischen Lösungsmittels.
Die in der Stufe a-i) verwendeten wassermischbaren Lösungsmittel sind vor allem was¬ sermischbare, thermisch stabile, flüchtige, nur Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff enthaltenene Lösungsmittel wie Alkohole, Ether, Ester, Ketone und Acetale zu nennen. Zweckmäßig verwendet man solche Lösungsmittel, die mindestens zu 10 % wasser- mischbar sind, einen Siedepunkt unter 2000C aufweisen und/oder weniger als 10 Koh¬ lenstoffe haben. Besonders bevorzugt werden Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopro- panol, 1 ,2-Butandiol-1-methylether, 1 ,2-Propandiol-1-n-propylether, Tetrahydrofuran oder Aceton verwendet.
Der Begriff "ein mit Wasser nicht mischbares organisches Lösungsmittel" steht im Sin¬ ne der vorliegenden Erfindung für ein organisches Lösungsmittel mit einer Wasserlös¬ lichkeit bei Normaldruck von weniger als 10 %. Als mögliche Lösungsmittel kommen dabei u.a. halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Methylenchlorid, Chloroform und Tetrachlorkohlenstoff, Carbonsäureester wie Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat, Propylencarbonat, Ethylformiat, Methyl-, Ethyl- oder Isopropylacetat sowie Ether wie Methyl-tert. butylether in Frage. Bevorzugte, mit Wasser nicht misch¬ bare organische Lösungsmittel sind die folgenden Verbindungen aus der Gruppe, be¬ stehend aus Dimethylcarbonat, Propylencarbonat, Ethylformiat, Ethylacetat, Isopropy¬ lacetat und Methyl-tert. butylether.
Als besonders bevorzugtes Lösungsmittel für den Dispergier/Suspendierschritt ver¬ wendet man mindestens ein mit Wasser mischbares, organisches Lösungsmittel oder eine Mischung aus Wasser und mindestens einem mit Wasser mischbaren organi¬ schen Lösungsmittel, ganz besonders bevorzugt Isopropanol oder Aceton.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des o.g. erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass man im Schritt a) die molekulardisperse Lösung von mindestens einem schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Wirkstoff bei Temperaturen größer 3O0C, vorzugsweise zwischen 50°C und 24O0C, insbesondere 1000C bis 2000C, besonders bevorzugt 1400C bis 18O0C, gegebenenfalls unter Druck, herstellt und un¬ mittelbar anschließend im Schritt b) mit der wässrigen Lösung des Schutzkolloids ver¬ setzt, wobei sich eine Mischungstemperatur von 35°C bis 1200C einstellt.
Dabei wird die Lösungsmittelkomponente in die wässrige Phase überführt und die hyd- rophobe Phase des bzw. der Wirkstoffe entsteht als nanodisperse Phase.
Hinsichtlich einer näheren Verfahrens- und Apparatebeschreibung zur oben genannten Dispergierung wird an dieser Stelle auf EP-B-O 065 193 Bezug genommen.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines Trocken¬ pulvers, enthaltend mindestens einen schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Wirkstoff als nanopartikuläre Teilchen, dadurch gekennzeichnet, dass man die oben
beschriebenen wässrigen Dispersionen, insbesondere Suspensionen vom Wasser befreit und trocknet.
Die Überführung in ein Trockenpulver kann dabei u.a. durch Sprühtrocknung, Sprüh- kühlung, Gefriertrocknung oder Trocknung im Wirbeibett, gegebenenfalls auch in Ge¬ genwart eines Überzugsmaterials erfolgen. Als Überzugsmittel eignen sich u.a. Mais¬ stärke, Kieselsäure oder auch Tricalciumphosphat.
Eine bevorzugte Ausführungsform des o.g. Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass man die hergestellte Suspension mindestens eines schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Wirkstoffs vor der Überführung in ein Trockenpulver mahlt.
Die Mahlung kann dabei in an sich bekannter Weise z.B. mit einer Kugelmühle erfol¬ gen. Dabei wird je nach verwendetem Mühlentyp so lange gemahlen, bis die Teilchen eine über Fraunhofer Beugung ermittelte mittlere Partikelgröße D[4,3] von 0,1 bis 100 μm, bevorzugt 0,2 bis 50 μm, besonders bevorzugt 0,2 bis 20 μm, ganz besonders bevorzugt 0,2 bis 5 μm, insbesondere 0,2 bis 0,8 μm aufweisen. Der Begriff D[4,3] be¬ zeichnet den volumengewichteten mittleren Durchmesser (siehe Handbuch zu Malvern Mastersizer S, Malvern Instruments Ltd., UK).
Nähere Einzelheiten zur Mahlung und den dafür verwendeten Apparaturen finden sich u.a. in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, 2000, Electronic Release, Size Reduction, Kapitel 3.6.: Wet Grinding sowie in EP-A-O 498 824.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines der oben genannten Trockenpulver ist dadurch gekennzeichnet, dass man
a) mindestens einen schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Wirkstoff in einem mit Wasser mischbaren, organischen Lösungsmittel oder einer Mischung aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren, organischen Lösungsmittel bei Temperaturen größer 300C löst,
b) die erhaltene Lösung mit einer wäßrigen molekulardispersen oder kolloiddisper- sen Lösung mindestens eines Polyethergruppen enthaltendes Polymers, definiert gemäß Anspruch 1 mischt und
c) die gebildete Dispersion in ein Trockenpulver überführt.
Gegenstand der Erfindung sind auch pulverförmige Zubereitungen mindestens eines schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Wirkstoffs, erhältlich nach einem der oben genannten Verfahren.
Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung einer mit Öl mischbaren Zubereitung in Form einer doppelten Dispersion, enthaltend mindestens einen schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Wirkstoff, dadurch gekenn- zeichnet, dass man die eingangs beschriebenen wässrigen Dispersionen in Öl emul- giert.
Dabei wird unter Verwendung eines Emulgators eine Wasser-in-ÖI-Emulsion gebildet, in der die Wasserphase schutzkolloidstabilisierte Nanoteilchen mindestens einer schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen organischen UV-Filtersubstanz ent¬ hält. Als Emulgatoren kommen an sich bekannte W/O-Emulgatoren mit einem HLB- Wert kleiner 10, insbesondere von 2 bis 6 in Betracht (vgl. H. P. Fiedler, Lexikon der Hilfsstoffe für Pharmazie, Kosmetik und angrenzende Gebiete, 1996, Seiten 753 ff). Typische Vertreter dieser Emulgatorklasse sind Partialfettsäureester mehrwertiger Al- kohole z.B. Glycerolmonostearat oder Mischungen aus Mono-, Di- und Triglyceriden, Partialfettsäureester des Sorbitans und/oder bevorzugt Fettsäureester des Polygly- cerols wie beispielsweise Polyglycerol Polyricinoleat, die in einer Konzentration von 10 bis 1000 Gew.-%, vorzugsweise 100 bis 900 Gew.-%, besonders bevorzugt 400 bis 800 Gew.-%, bezogen auf den oder die Wirksttoffe, verwendet werden.
Das Dispersionsmittel kann sowohl synthetischen, mineralischen, pflanzlichen als auch tierischen Ursprungs sein. Typische Vertreter sind u.a. Sesamöl, Maiskeimöl, Baum- wollsaatöl, Sojabohnenöl oder Erdnußöl, Ester mittelkettiger pflanzlicher Fettsäuren sowie Paraffinöl, Glycerylstearat, Isopropylmyristat, Diisopropyladipat, 2-Ethylhexansäurecetylstearylester, hydriertes Polyisobuten, Vaseline, Caprylsäu- re/Caprinsäure-Trig!yceride, mikrokristallines Wachs, Lanolin und Stearinsäure. Die Menge des Dispersionsmittels beträgt im allgemeinen 30 bis 95, vorzugsweise 50 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der fertigen Emulsion.
Man kann das Emulgieren kontinuierlich oder diskontinuierlich durchführen.
Die physikalische Stabilität des doppelten Dispersionssystems, wie etwa die Sedimen¬ tationsstabilität, wird erreicht durch eine sehr gute Feinverteilung der Wasserphase in der Ölphase, z.B. durch intensive Behandlung mit einem Rotor/Stator-Dispergator bei Temperaturen von 20 bis 80, bevorzugt 40 bis 7O0C oder mit einem Hochdruckhomo¬ genisator wie einem APV Gaulin bzw. mit einem Höchstdruckhomogenisator wie dem Microfluidizer im Druckbereich von 700 bis 1000 bar. Die damit erreichbaren mittleren Durchmesser der wässrig-dispersen Phase sind kleiner 500 μm, bevorzugt kleiner 100 μm, besonders bevorzugt kleiner 10 μm, insbesondere kleiner 1 μm.
Gegenstand der Erfindung sind auch flüssige, mit Öl mischbare Zubereitungen mindes¬ tens eines schwer wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Wirkstoffs, erhältlich nach
oben genanntem Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass sie als doppelte Dispersi¬ onssysteme eine wässrig-disperse Phase mit einem Partikeldurchmesser kleiner 500 μm, in der schutzkolloid-stabilisierte Teilchen eines oder mehrerer schwer wasser¬ löslicher oder wasserunlöslicher Wirkstoffe dispergiert vorliegen, in einem Öl als Dis- persionsmittel enthalten.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der o.g. wässrigen Dispersionen als Zusatz zu Lebensmitteln, Nahrungsergänzungsmitteln, Tierfuttermitteln, pharma¬ zeutischen und kosmetischen Zubereitungen sowie Pflanzenschutzmitteln.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der o.g. pulverförmigen Zuberei¬ tungen als Zusatz zu Lebensmitteln, Nahrungsergänzungsmitteln, Tierfuttermitteln, pharmazeutischen und kosmetischen Zubereitungen sowie Pflanzenschutzmitteln.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der o.g. flüssigen, mit Öl mischba¬ ren Zubereitungen als Zusatz zu Lebensmitteln, Nahrungsergänzungsmitteln, Tierfut¬ termitteln, pharmazeutischen und kosmetischen Zubereitungen sowie Pflanzenschutz¬ mitteln.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Beispiele näher beschrie¬ ben.
Herstellung der Polymere
Beispiel 1 :
Herstellung eines Terpolymers (Pluriol® A10R/Acrylsäure/Styrol) (1:1:1)
373,5 g (0,75 mol) Pluriol A010R (Allylalkoholethoxylat, Fa. BASF AG) und 78 g (0,77 mol) Essigsäureanhydrid wurden unter Rühren auf 1500C erhitzt und eine Stunde bei 15O0C gehalten. Anschließend wurden innerhalb von 5 Stunden 54 g (0,7 mol) Acrylsäure, 78,0 g (0,75 mol) Styrol und 10,1 g Di-tert.-Butylperoxid zudosiert. An¬ schließend wurde eine halbe Stunde bei 15O0C nacherhitzt.
K-Wert = 17 (1 % in Wasser)
Beispiel 2:
Herstellung eines Terpolymers (Pluriol® A10R/Acrylsäure/Styrol) (1 :1 :3)
373,5 g (0,75 mol) Pluriol® A010R (Allylalkoholethoxylat, Fa. BASF AG) wurden in ei¬ nem 2-l-Kessel vorgelegt und im schwachen Stickstoffstrom auf 15O0C erhitzt. Nach
Erreichen dieser Temperatur wurden innerhalb von 5 Stunden 54 g (0,75 mol) Acryl- säure, 234,0 g (2,25 mol) Styrol und 13,23 g Di-tert.-Butylperoxid zudosiert. Anschlie¬ ßend wurde der Ansatz eine halbe Stunde bei 15O0C gehalten.
K-Wert (1 % in Wasser) = 23
Herstellung der wässrigen Dispersionen
Beispiel 3:
2 g kristallines Astaxanthin und 0,4 g α-Tocopherol wurden in 500 g THF gelöst. Die Wirkstofflösung wurde bei Raumtemperatur und einer Flussrate von 2,11 g/min konti¬ nuierlich mit einer wässrigen Lösung, bestehend aus 2 g Terpolymer (hergestellt ge¬ mäß Beispiel 2) und 1098 g destilliertem Wasser, und einer Flussrate von 28,1 g/min vermischt.
Die bei der Mischung entstandenen Teilchen wiesen im THF/Wasser-Gemisch eine Teilchengröße von 52 nm auf. Anschließend erfolgte eine Aufkonzentration der Disper¬ sion auf einen Feststoffgehalt von 6,22 %. Die Teilchengröße in dieser Dispersion be- trug 82 nm. Der Feststoff der Dispersion setzt sich zusammen aus 13,73 % Asta¬ xanthin, 2,75 % α-Tocoperol und 83,52 % Terpolymer.
Beispiel 4:
0,5 g kristallines Astaxanthin und 0,1 g α-Tocopherol wurden in 125 g THF gelöst. Die Wirkstofflösung wurde bei Raumtemperatur und einer Flussrate von 2,31 g/min konti¬ nuierlich mit einer wässrigen Lösung, bestehend aus 10,7 g Terpolymer (hergestellt gemäß Beispiel 2) und 2189,3 g destilliertem Wasser, und einer Flussrate von 25,3 g/min vermischt.
Die bei der Mischung entstandenen Wirkstoffteilchen wiesen im THF/Wasser-Gemisch eine Teilchengröße von 41 nm auf. Anschließend erfolgte eine Aufkonzentration der Dispersion auf einen Feststoffgehalt von 6,10 %. Die Teilchengröße in dieser Dispersi¬ on betrug 134 nm. Der Feststoff der Dispersion setzt sich zusammen aus 16,12 % Astaxanthin, 3,22 % α-Tocoperol und 80,66 % Terpolymer.
Beispiel 5:
0,5 g kristallines ß-Carotin und 0,1 g α-Tocopherol wurden in 125 g THF gelöst. Die Wirkstofflösung wurde bei Raumtemperatur und einer Flussrate von 2,12 g/min kontinuierlich mit einer wässrigen Lösung, bestehend aus 10,7 g Terpolymer (hergestellt gemäß Beispiel 2) und 2189,3 g destilliertem Wasser, und einer Flussrate
gemäß Beispiel 2) und 2189,3 g destilliertem Wasser, und einer Flussrate von 25,6 g/min vermischt.
Die bei der Mischung entstandenen Wirkstoffteilchen wiesen im THF/Wasser-Gemisch eine Teilchengröße von 61 nm auf. Anschließend erfolgte eine Aufkonzentration der Dispersion auf einen Feststoffgehalt von 16,16 %. Die Teilchengröße in dieser Disper¬ sion betrug 100 nm. Der Feststoff der Dispersion setzt sich zusammen aus 14,89 % ß-Carotin, 2,98 % α-Tocoperol und 82,14 % Terpolymer.