PROCEDIMIENTO DE PREPARACIÓN DE ÉSTERES DE CARNITINA Y USO DE LOS MISMOS.

Procedimiento de preparación de ésteres de carnitina y uso de los mismos Sumario de la invención La presente invención cubre un procedimiento para la preparación de ésteres de carnitina de almidón y otros hidroxi polímeros, y su uso en diversas aplicaciones en la industria, por ejemplo como un aditivo en la fabricación de papel. La esterificación de un hidroxi polímero, preferiblemente almidón, con ß-lactona de carnitina se lleva a cabo de manera la más factible en una lechada acuosa. Los ésteres de carnitina de almidón se consideran como más fisiológicamente aceptables y biodegradables que los éteres de almidón catiónicos tradicionales. Antecedentes de la invención El almidón es una materia prima renovable y económica y el tercer componente en peso el más usado en la industria papelera. La función principal del almidón es mejorar la resistencia del papel. El almidón se usa igualmente como un adhesivo en el apresto de la superficie y como un aglomerante en formulaciones de recubrimiento. La unión del almidón a la fibra celulósica se mejora, generalmente, mediante la adición de substituyentes catiónicos a la cadena principal del almidón. El almidón catiónico cargado positivamente, conteniendo grupos amino o amonio, tiene una fuerte afinidad por las superficies y partículas cargadas negativamente, es decir, fibras celulósicas y pigmentos minerales. Los almidones catiónicos se usan igualmente en la industria textil para mejorar el tacto textil del tejido. En el tratamiento de aguas residuales, el uso de almidones catiónicos mejora la retención de impurezas aniónicas en los procedimientos de floculación. En la Patente de EE.UU. 6.365.140 se divulga el uso de almidones catiónicos de bajo peso molecular en cosméticos y el tratamiento de un substrato que contiene queratina. En la Publicación de Patente WO 02/07684 ha sido descrita otra composición para tratamiento cosmético que comprende betainato de almidón catiónico, cuya patente cubre igualmente un procedimiento de tratamiento cosmético para materia queratinosa y uso para el lavado de la piel. Se han desarrollado diversos procedimientos para la cationización del almidón. Generalmente, la cationización se lleva a cabo mediante la eterificación del almidón con cloruro de 2,3-epoxipropil trimetil amonio o cloruro de 3-cloro- 2-hidroxipropil trimetil amonio en una lechada acuosa alcalina o en un procedimiento en seco. El reactivo de cationización común puede proporcionar subproductos de reacción no deseables. Al igual que los almidones catiónicos comunes se eterifican con reactivos catiónicos, los almidones catiónicos más biodegradables y fisiológicamente aceptables deberían tener grupos funcionales esterificados sobre la cadena principal del almidón. Sin embargo, la mayoría de los procedimientos para la preparación de ésteres de almidón, especialmente ésteres de almidón catiónicos, no son factibles de producción a gran escala. Los procedimientos generalmente conocidos de preparación de ésteres de ácido carboxílico de almidón implican el uso de anhídrido o cloruros de ácido en disolventes orgánicos, tal como piridina o 1,4-dioxano. La Publicación de Patente WO 00/15669 ilustra la esterificación de almidón usando cloruro de ácido de betaína en 1,4-dioxano y piridi- na. La Patente FR 2.805.270 se refiere a nuevos tipos de polímeros catiónicos y matrices polímeras, degradables en el organismo, y con velocidad controlada de degradación, útiles como tales o como vehículos para diferentes compuestos, en particular moléculas con actividad biológica. Igualmente, la Patente FR 2.805.270 describe un procedimiento para la producción de dichos polímeros y matrices a partir de maltodextrinas y cloruros de ácido de betaínas en piridina y dimetil formamida (DMF). El uso de disolventes y reactivos no deseados y relativamente costosos generan tanto una carga medioambiental como un alto precio para los ésteres de almidón y pueden dejar trazas de substancias perjudiciales en los productos finales. Por ello, los procedimientos de esterificación generales no cumplen las exigencias para los ésteres de almidón de alto volumen y bajo coste, especialmente cuando la aplicación del éster de almidón puede estar implicada en productos alimenticios, cosméticos o productos farmacéuticos. La producción de éster de ácido antranílico de almidón y su uso como un adyuvante para la retención del papel ha sido descrita en las Patentes NL 6.717.509, EE.UU. 3.499.886, EE.UU 3.511.830, EE.UU. 3.513.156 y EE.UU. 3.620.913. La esterificación de almidón se lleva a cabo usando anhídrido isatóico en un disolvente orgánico o una lechada acuosa. El anhídrido isatóico (es decir, anhídrido N-carboxi de ácido antranílico) se prepara, generalmente, a partir de ácido antranílico y fosgeno. El producto de hidrólisis muestra actividad biológica. Un adyuvante de retención para pulpa química preparado mediante la obtención de derivados de almidón dialdehído con betaína hidrazida ha sido descrito en Tappi, vol. 44, pág. 750, (1962). Sin embargo, las hidrazonas así formadas de almidón son perjudiciales y su preparación es compleja y no factible. Se han obtenido ésteres de almidón a partir de lactonas, pero no se ha informado ni de la síntesis de ésteres de almidón catiónicos ni de ésteres que contengan nitrógeno a partir de ß-lactonas. La esterificación y eterificación de 2 E04733834 11-11-2011   almidón con ß-lactonas alifáticas se encuentra descrita en la Patente GB 675.793. La patente cubre el uso de ßpropiolactona, ß-butirolactona, ß-isobutirolactona, ß-valerolactona y ß-isovalerolactona en la preparación de soluciones de almidón de estabilidad mejorada. Se reivindican condiciones de reacción alcalinas para producir ésteres de almidón, en tanto que se reivindican condiciones neutras o ácidas para producir éteres de almidón de los ácidos ß- hidroxi alifáticos. En la Patente de EE.UU. 3.580.906 se describe un procedimiento similar, en el que se preparan levulinatos de almidón usando lactona -angélica (es decir, -lactona del ácido 4-hidroxi-3-pentenóico) en soluciones de almidón alcalinas o en ausencia de un disolvente líquido. En la Publicación de Patente WO 95/25750, el almidón se copolimeriza por injerto con -caprolactona sin ningún disolvente a altas temperaturas de 100-200ºC. Dichos ésteres de almidón hidrófobos injertados pueden usarse como adhesivos de fusión en caliente y recubrimientos impermeables para papel. En la Publicación de Patente DE 10027393 se describe un procedimiento para la preparación de poli- y oligoésteres de ácido láctico y carnitina a partir de di-láctido y ß-lactona de carnitina. Se describe el uso de los poliésteres de carnitina así preparados como agentes cosméticos y para el tratamiento del cabello. Descripción detallada de la invención La presente invención cubre un nuevo procedimiento para la preparación de ésteres de hidroxi polímero de carnitina. Los hidroxi polímeros preferidos para uso en el procedimiento de acuerdo con la invención están seleccionados entre el grupo que consiste en almidón no modificado o modificado, celulosa, quitosan, goma guar, xantano, alcohol polivinílico y mezclas de los mismos. Un hidroxi polímero especialmente preferido es almidón. Los ésteres de almidón catiónicos preparados de acuerdo con la invención pueden reemplazar a los almidones catiónicos convencionales en diversas aplicaciones. El procedimiento inventado no incluye substancias no deseadas, y los ésteres de almidón preparados de acuerdo con la invención son más biodegradables que los éteres de almidón catiónicos tradicionales. La L-carnitina (es decir, (R)-3-hidroxi-4-(trimetil amonio)butanoato) es un aminoácido natural, el cual tiene un papel importante en la en la producción de energía de las células. Una parte de la L-carnitina esencial biológicamente se adquiere en la nutrición, especialmente a partir carnes y alimentos animales, y la L-carnitina es también sintetizada en el cuerpo a partir de los aminoácidos lisina y metionina. En farmacoterapia, la L-carnitina es bien conocida para ayudar en el tratamiento de la angina de pecho y el dolor de corazón inducido por estrés físico. En el procedimiento inventado, el éster de carnitina de un hidroxi polímero, preferiblemente almidón, se prepara mediante la reacción de ß-lactona de carnitina con dicho hidroxi polímero, preferiblemente almidón, en un medio alcalino acuoso. En el procedimiento, la carnitina se une covalentemente mediante un enlace éster a al menos parte de los grupos hidroxilo del hidroxi polímero. Preferiblemente, la ß-lactona de carnitina es una ß-lactona racémica o enantioméricamente pura de cloruro, bromuro, yoduro, mesilato, tartrato, fumarato, formiato, acetato o propionato de carnitina. Pueden usarse ambas formas... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la preparación de un éster de hidroxi polímero de carnitina, caracterizado porque un hidroxi polímero se hace reaccionar con una ß-lactona de carnitina. 2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la ß-lactona de carnitina es ß-lactona de cloruro, bromuro, yoduro, mesilato, tartrato, fumarato, formiato, acetato o propionato de carnitina. 3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el hidroxi polímero está seleccionado entre el grupo que consiste en almidón no modificado o modificado, celulosa, quitosan, goma guar. xantano, alcohol polivinílico y mezclas de los mismos, preferiblemente almidón. 4. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la reacción se lleva a cabo en un medio alcalino acuoso. 5. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la reacción se lleva a cabo a una temperatura de 10-80ºC. 6. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el hidroxi polímero es almidón y su concentración es desde 1 hasta 40%, preferiblemente entre 20 y 30%. 7. El uso del éster de hidroxi polímero de carnitina, preferiblemente éster de almidón, producido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la fabricación de papel, cartón o cartulina, en el tratamiento de aguas residuales, como un aditivo alimentario, como un agente para el apresto textil o en composiciones cosméticas o farmacéuticas. 8. El uso de un éster de hidroxi polímero, preferiblemente éster de almidón, de carnitina en la fabricación de papel, cartón o cartulina, en el tratamiento de aguas residuales, como un agente para el apresto textil, como un aditivo alimentario, o en composiciones para tratamiento cosméticas o farmacéuticas. 7 E04733834 11-11-2011