Procedimiento para la preparación de guar catiónico glioxalado.

Procedimiento para la preparación de guar catiónico que tiene un GS comprendido entre 0,

01 y 3 quecomprende los siguientes pasos:

a) se hacen reaccionar 100 partes en peso de harina de guar con cloruro detrimetilamonio 3-cloro-2-hidroxipropil e hidróxido de sodio en, de 5 a 500 partes de una mezcla de agua y alcoholque contienen de 20 a 50% en peso de agua;

b) la mezcla se acidifica a un pH entre 4 y 6;

c) se añaden de 2,2 a3 partes en peso de glioxal, y la reacción se agita durante aproximadamente 30 minutos;

d) se añaden de 300 a1200 partes en peso de agua a temperatura ambiente y se mezclan durante 10 a 90 minutos;

e) la mezcla sefiltra en vacío y el producto se seca para obtener guar catiónico glioxalado purificado.

Procedimiento para la preparación de guar catiónico glioxalado

Campo técnico La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de guar catiónico glioxilado purificado que es soluble en un pH básico y adecuado para el uso en el campo de la cosmética y en productos de limpieza del hogar.

El guar catiónico obtenido por el procedimiento de la presente invención tiene la propiedad tecnológicamente útil de ser soluble en agua sólo en un pH básico, y por lo tanto para desarrollar la viscosidad sólo en soluciones acuosas que tienen un pH mayor que 7 y, además posee un grado de pureza que hace que sea adecuado para el campo de la cosmética.

Los polisacáridos catiónicos son derivados de origen natural, muy utilizados como aditivos industriales debido a sus propiedades de acondicionamiento (es decir, que mejoran las características del sustrato, generalmente de papel, piel, cabello o tejido, sobre los que se aplican) .

Esta característica los hace industrialmente útiles para la preparación de champús, acondicionadores para el cabello, cremas, detergentes personales o cuidado del hogar y para suavizantes que confieren un tacto suave y propiedades antiestáticas a los tejidos (ver como un ejemplo Conditioning Agents for Hair & Skin, Ed. R. Schueller and P. Romanowski, Marcel Dekker Inc, NY, 1999) .

Además de su potencia como acondicionadores, la capacidad de estos polisacáridos para espesar y regular la reología de las soluciones en las que se disuelven es industrialmente útil.

En particular, los poligalactomananos catiónicos, y entre estos derivados catiónicos de goma guar, han mostrado resultados óptimos en la mejora de la facilidad de peinado en húmedo y en seco del cabellos que se ha lavado con un champú formulado con el mismo.

Es bien sabido que, en las formulaciones cosméticas, la presencia de materiales no están expresamente añadidos y controlados, no predichos y variables de lote a lote, incluso si en cantidades mínimas, pueden crear problemas durante la preparación de la formulación, tales como la separación de fases y variaciones de la viscosidad.

Por otra parte, durante los últimos años, se ha puesto particular atención a la toxicidad de las materias primas utilizadas para la fabricación de productos cosméticos. La Directiva 76/768/CEE del Consejo Europeo y sus modificaciones posteriores, por ejemplo, limita o prohíbe la presencia de ciertas sustancias en las materias primas para cosméticos, con el objetivo de salvaguardar la salud de los consumidores.

En particular, la Directiva antes citada prohíbe la presencia en productos cosméticos de varias sustancias, que figuran en el anexo II, y clasificadas como carcinógenas, mutágenas o tóxicas para la reproducción, perteneciente a las categorías CMR 1, 2 ó 3, de acuerdo con la Directiva 67/548/CEE del Consejo Europeo; la presencia de otras sustancias, no necesariamente presentes como ingredientes, pero sólo como impurezas que resulten del proceso de producción de las materias primas, se somete a limitaciones de cantidad según la misma Directiva 76/768/CEE del Consejo Europeo (sustancias que figuran en el Anexo III) .

Por lo tanto, es de fundamental importancia, para el uso en formulaciones cosméticas y en formulaciones que van a tener contacto directo con la piel, tales como en productos de limpieza doméstica, que los derivados catiónicos de guar sean tanto como sea posible desprovistos de impurezas, tanto para el consumidor de productos sanitarios y para los problemas tecnológicos relacionados con la producción de cosméticos.

Además, para el uso en formulaciones cosméticas o en los detergentes de uso doméstico que tiene un pH mayor que 7, es esencial que los derivados catiónicos de guar sean capaces de mostrar su acondicionado y capacidad espesante a pH básico.

Antecedentes de la invención Derivados de guar catiónicos son conocidos desde principios de los años 70, cuando su uso se cita en la producción de papel resistente al agua (véase documento US 3, 589, 978) .

El primer uso de derivados de guar catiónicos en cosméticos se remonta a 1977, cuando se usó un derivado catiónico de guar en la preparación de un denominado champú quot;dos en unoquot;, que tiene características de acondicionamiento del cabello aparte del poder de detergente normal (véase US 4, 061, 602) .

Su síntesis se describe como un ejemplo en la patente citada.

El documento US 3, 589, 978, requiere la reacción de cloruro de trimetilamonio epoxipropil 2, 3-epoxipropil o (3cloro-2-hidroxipropil) cloruro de trimetilamonio en los grupos hidroxilo de guar, en presencia de catalizadores básicos (como por ejemplo hidróxido de sodio) .

El reactivo cloruro de amonio 2, 3-epoxipropil trimetil se clasifica como una sustancia cancerígena CMR 2; el reactivo cloruro de trimetilamonio 3-cloro-2-hidroxipropil, incluso si fuera menos tóxico que el epóxido correspondiente, se clasifica como CMR 3 y en un medio alcalino se convierte en cloruro de amonio 2, 3epoxipropil trimetil.

De acuerdo con lo que se describe en el documento US 3, 589, 978, la reacción se puede llevar a cabo en un disolvente tal como isopropanol, metanol, etanol y terc-butanol, a temperaturas entre 30 y 60°C; en el Ejemplo A de la misma patente, al final de la reacción y después de la neutralización de el exceso de álcali, el producto se seca, se muele y se lava con metanol, en el intento de eliminar el reactivo cuaternario sin reaccionar.

De nada se informa en el documento US 3, 589, 978 sobre las cantidades residuales de reactivo catiónico (cloruro de trimetil 2, 3-epoxipropil amonio) en el producto final, pero podemos observar que el metanol es en sí mismo un producto tóxico.

En el documento US 4, 031, 307 se describe la preparación de derivados catiónicos de guar en un sistema bifásico, por reacción de guar sólido con un reactivo cationizador en una mezcla de agua y disolvente soluble en agua que contiene el catalizador básico; después de la reacción, el producto obtenido se separa por centrifugación o filtración y se purifica preferentemente por medio de un primer lavado con la mezcla de aguadisolvente utilizado en la síntesis y con un segundo lavado con una forma más anhidra del mismo disolvente.

En el documento US 2001051143, se describe la preparación de derivados catiónicos de guar que se obtienen al final de la reacción de un primer lavado con 85% en isopropanol acuoso peso y un segundo lavado con isopropanol puro; en el documento US 2001051140 se describe la preparación de derivado catiónico de guar que comprende, al final de la reacción, dos lavados con isopropanol acuoso al 85%.

En todas estas publicaciones, no se menciona ni el tipo ni la cantidad de impurezas presentes en el derivado de guar catiónico obtenido, las impurezas que se convertirán en parte del producto cosmético final en caso de que el derivado de guar catiónico se utilice como materia prima cosmética.

Por otra parte, los lavados de derivados de guar catiónicos llevados a cabo con agua y disolvente, cada uno implica necesariamente la eliminación de la mezcla de disolventes utilizado (por filtración, por ejemplo) , lo que resulta económicamente gravoso, debido a la longitud de tiempo necesario, del tratamiento de residuos, de la disminución del rendimiento del proceso.

La mayor parte de los derivados de guar catiónicos actualmente en el mercado, con el fin de obviar la dificultad y la carga relacionada con la purificación mediante lavados con agua y disolventes, se purifican mediante lavado del producto, previamente reticulado con boratos, con sólo agua, como se describe por ejemplo en el documento CA 2, 023, 324, donde se añade bórax a la fase de reacción; los derivados de guar catiónicos así obtenidos contienen pequeñas cantidades de boro (polímeros de guar borados) .

El objetivo de la reticulación con ácido bórico es para formar enlaces, a través de el anión borato, entre las cadenas de polisacáridos, que hacen que el producto sea insoluble en agua.

Estos enlaces son estables en un pH básico, y por lo tanto, en tales condiciones, el producto se puede lavar a partir de subproductos.

En condiciones ácidas se eliminan los enlaces con el borato, el producto es soluble y puede realizar sus propiedades espesantes y de acondicionado.

La reacción con boratos es reversible con cambios de pH, por lo tanto, incluso si el producto es pre-solubilizado a pH ácido, puede volver de nuevo a condiciones alcalinas que causen un cambio en la viscosidad de la formulación, variando como consecuencia la calidad del producto.

El límite de derivados de guar catiónicos borados es su aplicabilidad... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de guar catiónico que tiene un GS comprendido entre 0, 01 y 3 que comprende los siguientes pasos: a) se hacen reaccionar 100 partes en peso de harina de guar con cloruro de trimetilamonio 3-cloro-2-hidroxipropil e hidróxido de sodio en, de 5 a 500 partes de una mezcla de agua y alcohol que contienen de 20 a 50% en peso de agua; b) la mezcla se acidifica a un pH entre 4 y 6; c) se añaden de 2, 2 a 3 partes en peso de glioxal, y la reacción se agita durante aproximadamente 30 minutos; d) se añaden de 300 a 1200 partes en peso de agua a temperatura ambiente y se mezclan durante 10 a 90 minutos; e) la mezcla se filtra en vacío y el producto se seca para obtener guar catiónico glioxalado purificado.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, donde en el paso a) la reacción se lleva a cabo, bajo agitación, usando 2 a 600 partes en peso de cloruro de 3-cloro-2-hidroxipropiltrimetilamonio y de 0, 4 a 160 partes en peso de hidróxido de sodio, a una temperatura comprendida entre 40 y 80°C durante 0, 5-4 horas; la acidificación de la etapa b) y la reacción de la etapa c) se llevan a cabo a una temperatura comprendida entre 20 y 45°C; el secado de la etapa e) se realiza a una temperatura comprendida entre 60 y 90°C.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que la reacción de la etapa a) se lleva a cabo en, de 50 a 200 partes en peso de la mezcla de agua y alcohol.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, donde el alcohol es etanol o isopropanol, o mezclas de los mismos.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, donde en la etapa a) se utilizan de 10 a 100 partes en peso de cloruro de 3-cloro-2-hidroxipropiltrimetilamonio y de 2 a 27 partes en peso de hidróxido de sodio.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, donde durante la filtración de la etapa e) , el producto se lava con, entre 100 y 400 partes en peso de agua.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, donde después de la filtración de la etapa e) el guar catiónico purificado se muele.

8. Guar cloruro de éter 2-hidroxi-3 (trimetilamonio) propilo que tiene un grado catiónico de sustitución (GS) comprendido entre 0, 01 y 3, 0, caracterizado por el hecho de que contiene de 0, 3 a 1, 5% en peso de glioxal, de que es soluble a un pHgt;8 e insoluble a un pHlt;7, de que está libre de boro y libre de cloruro de 3-cloro-2hidroxipropiltrimetilamonio y que contiene menos de 2% en peso de sales inorgánicas y, en particular, menos de 1% en peso de cloruro de sodio.

9. El uso de guar cloruro de éter 2-hidroxi-3 (trimetilamonio) propilo de acuerdo con la reivindicación 8 en la preparación de formulaciones cosméticas.

10. El uso de guar cloruro de éter 2-hidroxi-3 (trimetilamonio) propilo de acuerdo con la reivindicación 8 en la preparación de productos de limpieza del hogar.