ANFOACETATOS TENSIOACTIVOS DERIVADOS DE IMIDAZOLINA DE MAYOR PUREZA.

Composición tensioactiva a base de anfoacetato derivado de la imidazolina substituida y que contiene como componente principal un compuesto de fórmula R -C(O)-N(H)-CH2CH2-N-[(CH2)NX]-CH2COOM en la cual:

sqbullet R representa radicales alifáticos que contienen alrededor de 5 a 19 átomos de carbono,

sqbullet N es un número entero de 2 a 4,

sqbullet X representa OH o NH2, y

sqbullet M es un metal,

Conteniendo dicha composición:

sqbullet Al menos 3,5% de amida no alquilada

sqbullet Al menos 4,5% de ácido glicólico, y

sqbullet Al menos 27% de una sal de halogenuro de metal alcalino, en peso con respecto a las materias activas

Anfoacetatos tensioactivos derivados de imidazolina de mayor pureza.

La presente invención se refiere a los anfoacetatos tensioactivos de mayor pureza, derivados de la imidazolina, caracterizados por una mejora de la regularidad de su composición, de la suavidad y de la actividad de superficie y por una mejora de sus procedimientos de preparación.

Los anfoacetatos tensioactivos, derivados de la imidazolina se utilizan en una gran escala como base tensioactiva en las formulaciones cosméticas tales como champús, productos de limpieza detergentes y otros debido a su suavidad, a la seguridad que ofrecen y a la ausencia de cualquier efecto irritante de la piel y de los ojos.

Los anfoacetatos tensioactivos, derivados de las imidazolinas, constituyen una familia de tensioactivos caracterizada por la presencia de restos transitorios de cargas positivas y negativas. Según el pH del medio, pueden, por lo tanto, actuar como tensioactivos aniónicos, catiónicos o no iónicos.

Los anfoacetatos tensioactivos presentan excelentes propiedades tensioactivas tales como reducción de la tensión de superficie, bajos valores de pc-20 (eficacia tensioactiva/cantidad de tensioactivo necesario para reducir la actividad de superficie en 20 unidades), excelente poder espumante, humectante y demás. Son compatibles a la vez con los tensioactivos catiónicos y tensioactivos aniónicos. Debido a su biodegradabilidad, a la ausencia de irritación de la piel y a su aptitud incomparable a reducir el poder irritante de tensioactivos más agresivos, tales como los sulfatos de éter, los anfoacetatos tensioactivos se utilizan cada vez más como tensioactivos secundarios en la industria de la higiene corporal. Por otra parte, debido a su resistencia a la hidrólisis a su compatibilidad con los electrolitos y a su excelente hidro- tropía, se pueden emplear también en las formulaciones de productos de limpieza de usos domésticos e industriales.

Existen varios tipos diferentes de tensioactivos anfóteros, derivados de la imidazolina, por ejemplo, los propionatos, los sutfonates y los acetatos. Se obtienen haciendo reaccionar un derivado apropiado de la imidazolina sobre un agente apropiado que contiene el grupo funcional deseado. Por ejemplo, los anfoacetatos se pueden obtener de la manera siguiente:

Se pensó que los tensioactivos anfóteros, derivados de la imidazolina, pueden contener una mezcla de distintas familias de tensioactivos. Las estructuras siguientes fueron citadas en la literatura:

En estas fórmulas, R representa grupos coco u otros grupos alquilos apropiados.

El diccionario "Cosmetic Toiletry and Fragrance Association International Cosmetic lngredients Dictionary" describe los anfoacetatos y los anfodiacetatos como si fueran dos familias distintas de tensioactivos anfóteros derivado de la imidazolina. Estos últimos se obtienen haciendo reaccionar una imidazolina en condiciones de alquilación (carboxilación) con bien sea un equivalente (o en ligero exceso) o bien dos equivalentes (o en un exceso) de un agente alquilante apropiado, por ejemplo, monocloroacetato de sodio. Los alquilos correspondientes pueden ser cadenas coco, laurilo (coco o lauril anfoacetatos o diacetatos) o elegidos entre otros ácidos grasos siguiendo la aplicación buscada. Además, dado que la imidazolina de salida es asimétrica por naturaleza, los dos tipos de derivados se pueden obtener a partir de una o de otra de las aminas posibles que se derivan de las imidazolinas. Es la razón por la cual los dos tipos de estructuras "amina primaria/amida terciaria" y "amina secundaria/amida primaria" se mencionan en la literatura.

El agente de alquilación, el monocloroacetato de sodio, utilizado generalmente para preparar los anfoacetatos y los diacetatos, es un reactivo químico que, en condiciones de la reacción, puede sufrir cierto número de tipos diferentes de reacciones:

1. Reacción con las funciones amina de la imidazolina o de las imidazolinas hidrolizadas para dar especies mono o policarboxiladas.

2. Reacción con el agua para dar los derivados correspondientes del ácido glicólico o reacción con el ácido glicólico para obtener diglicolatos.

3. Reacción con los grupos hidroxietilos del derivado de la imidazolina para obtener los carboximetil-éteres correspondientes.

Entre las reacciones posibles anteriormente indicadas, sólo "1" y "3" son susceptibles de conducir a la formación de especies anfóteras buscadas mientras que las reacciones del tipo 2 dan subproductos indeseables (glicolatos/diglicolatos), que reducen así la cantidad de agente de alquilación disponible para la reacción.

Recientemente, después de la puesta a punto de un nuevo método de análisis, se constató que los coco/lauril anfoacetatos del comercio contienen (además del cloruro de sodio) los principales componentes orgánicos siguientes:

Los resultados indicados anteriormente se basan en la utilización de la espectroscopia por resonancia magnética nuclear (¹H, ¹³C), de la cromatografía en fases líquida y gaseosa y de la electrofóresis capilar.

La tabla siguiente da los resultados obtenidos en consecuencia del análisis de tres anfoacetatos del comercio:

Los resultados indicados anteriormente ponen de manifiesto que los productos del comercio contienen todos una cantidad significativa de producto no alquilado. La presencia de producto no alquilado ejerce una acción negativa sobre la actividad de superficie.

El exceso de monocloroacetato de sodio conduce también a la formación de un subproducto, el ácido glicólico, bajo la forma de glicolato de sodio. Este subproducto es indeseable, ya que el ácido glicólico no contribuye en nada a las propiedades tensioactivas del compuesto buscado.

La patente de EE.UU. nº 4.269.730 enseña un procedimiento de preparación de tensioactivos anfóteros de mayor pureza en el cual se calienta a una temperatura comprendida entre 70 y 80ºC una mezcla constituida de imidazolina sustituida esencialmente pura, de 1,0 a 2,5 equivalentes molares de sal de cloroacetato por mol de imidazolina, y de agua, estando el contenido en materias sólidas comprendido entre 20 y 50%, hasta que se consuma la mayor parte del cloroacetato, a continuación, se añaden de 1,0 a 2,5 equivalentes molares de NaOH sobre la base de la sal de cloroacetato y se calienta a una temperatura que va de 70 a 80ºC, al menos hasta que todos los ciclos de imidazolina estén abiertos y formen una solución acuosa límpida que contiene de 15 a 35% de materias sólidas. Contrariamente a las enseñanzas de este documento, se encontró que el producto según esta patente contiene siempre cantidades de subproductos que afectan a la actividad de superficie del producto final.

Al controlar cuidadosamente las condiciones de la reacción, se pueden obtener amfoacetatos tensioactivos, derivados del imidazolina, completamente alquilados esencialmente, aunque se emplea un exceso relativamente bajo de monocloroacetato de sodio con respecto a la imidazolina (1,0-1,5 : 1). Los productos obtenidos presentan actividades tensioactivas que son comparables con las que presentan actualmente los anfodiacetatos disponibles en el comercio, pero que contienen tasas mucho más bajas de glicolato y de cloruro de sodio. Los productos de la invención...

1. Composición tensioactiva a base de anfoacetato derivado de la imidazolina substituida y que contiene como componente principal un compuesto de fórmula R -C(O)-N(H)-CH₂CH₂-N-[(CH₂)N^X]-CH₂COOM en la cual:

Conteniendo dicha composición:

2. Composición según la reivindicación 1, en la cual dicha composición contiene menos de 2,0% de amida no alquilada, en peso con respecto a las materias activas.

3. Composición según la reivindicación 1, en la cual dicha composición contiene menos de 3,5% de ácido glicólico, en peso con respecto a las materias activas.

4. Composición según la reivindicación 2, en la cual dicha composición contiene menos de 3,5% de ácido glicólico, en peso con respecto a las materias activas.

5. Composición según la reivindicación 1, en la cual dicha composición contiene, además, menos de 23% de una sal de halogenuro de metal alcalino, con respecto a las materias activas.

6. Composición según la reivindicación 4, en la cual dicha composición contiene, además, menos de 23% de una sal de halogenuro de metal alcalino, con respecto a las materias activas.

7. Composición según la reivindicación 1, en la cual X representa OH.

8. Composición según la reivindicación 1, en la cual R deriva de un ácido elegido del grupo que incluye los ácidos grasos del aceite de coco, los ácidos grasos del aceite de palma, los ácidos cáprico, caproico, caprílico, hexadecadienoico, láurico, linoleico, linolénico, margárico, mirístico, miristoleico, oleico, palmítico, palmitoléinico y esteárico y sus mezclas.

9. Composición según la reivindicación 1, en la cual R deriva de los ácidos grasos del aceite de coco.

10. Composición según la reivindicación 1, en la cual M es un metal alcalino.

11. Composición según la reivindicación 1, en la cual R deriva de los ácidos grasos del aceite de coco, N es 2, X representa OH y M es el sodio.

12. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque incluye al menos 35,2% en peso de materias activas.

13. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque incluye menos de 7,2% en peso de sales de metales alcalinos.

14. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque incluye menos del 20% en peso de sales de metales alcalinos, con respecto a la materia activa.

15. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque incluye menos de 115 ppm de un ácido monohalogenoacético residual.

16. Utilización de la composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en productos cosméticos.

17. Utilización según la reivindicación anterior, en champús, en champús corporales, en geles y lociones de puesta en forma de la cabellera, en cremas y lociones para la piel, en cremas y lociones de desmaquillaje.

18. Utilización según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, como tensioactivo compatible con tensioactivos aniónicos.