Ésteres de dialcanolamina cuaternarios.

Ésteres de dialcanolamina cuaternarios de la fórmula general (I)

con

Y1 e Y2,

independientemente uno de otro, iguales o diferentes, un radical alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, un radical bencilo o H,

n ≥ 1 a 4,

A- un anión, preferiblemente seleccionado del grupo que contiene cloruro, bromuro, metilsulfato, tosilato, fosfato, sulfato, hidrógeno-sulfato, lactato, acetato y citrato,

X1 y X2, independientemente uno de otro, iguales o diferentes, se seleccionan de los grupos (a), (b), (c) y (d), consistiendo estos grupos en

(a) radicales acilo que contienen 6 a 14 átomos de carbono,

(b) radicales acilo que contienen 15 a 20 átomos de carbono y al menos un doble enlace carbono-carbono, (c) radicales acilo que contienen de 20 a 24 átomos de carbono y

(d) radicales acilo que contienen de 3 a 28 átomos de carbono, que no están contenidos en los grupos (a) a (c), o H,

con la condición de que, en media numérica, por cada molécula de la fórmula general (I) estén contenidos 0,30 a 1,50 radicales del grupo (a),

0,10 a 1,30 radicales del grupo (b),

0,40 a 1,60 radicales del grupo (c), y

0 a 0,20 radicales del grupo (d), y

las medias numéricas por molécula de los radicales de los grupos (a), (b), (c) y (d) suman 2.

ïsteres de dialcanolamina cuaternarios Campo de la invenciïn Objeto de la presente invenciïn son nuevos compuestos de amonio cuaternario del tipo de ïster quats, asï como un procedimiento para la preparaciïn de los mismos, como tambiïn el uso de los mismos en formulaciones.

Estado conocido de la Tïcnica En el pasado, compuestos de amonio cuaternario ("quats") en forma de quats mono-y di-alquïlicos con una o bien dos cadenas alquilo largas en la molïcula pudieron encontrar un amplio uso en diversos campos de aplicaciïn. A ellos pertenecen suavizantes para materiales textiles, preparados antiestïticos, agentes de limpieza, composiciones para el cuidado de la piel, acondicionadores para el cabello, asï como inhibidores de la corrosiïn, borradores de tinta de imprenta para papel, y muchos otros. En el campo de los agentes para el cuidado del cabello, los quats monoalquïlicos, por ejemplo el cloruro de cetrimonio (INCI) (p. ej. comercialmente disponible como VARISOFTï 300, Evonik Goldschmidt GmbH) y cloruro de behentrimonio (INCI) (p. ej., comercialmente disponible como grïnulos VARISOFTï BT 85, Evonik Goldschmidt GmbH) , asï como, en calidad de quat dialquïlico, el cloruro de dicetildimonio (INCI) (p. ej. comercialmente disponible como VARISOFTï 432 PPG, Evonik Goldschmidt GmbH) se utilizan a gran escala en la industria. Junto a sus buenas propiedades como acondicionadores, estos cationes de alquilamonio presentan, no obstante, tambiïn algunas desventajas. A ellas pertenecen una biodegradabilidad insuficiente y propiedades ecotoxicolïgicas desfavorables. Particularmente en el campo de los agentes para el cuidad de la piel y el cuidado del cabello, junto a los quats alquïlicos convencionales, se han podido establecer en los ïltimos aïos los denominados esterquats, por ejemplo cloruro de diestearoiletil-dimonio (INCI) , disponible comercialmente como grïnulos VARISOFTï EQ 65 (Evonik Goldschmidt GmbH) o metosulfato de diestearoiletil-hidroxietilmonio (INCI) , disponible comercialmente como Dehyquart F 75 (Cognis) . Por el tïrmino genïrico "esterquat" se entiende generalmente di-o tri-alcanolaminas esterificadas en general con ïcidos grasos en su forma de sal. Estas sales de ïsteres de alcanolaminas de ïcidos grasos cuaternizadas representan sustancias que se pueden obtener mediante mïtodos correspondientes de la quïmica orgïnica preparativa. Habitualmente, la preparaciïn de los esterquats se basa en un proceso de mïltiples etapas, en el que primero se prepara, mediante reacciïn de una alcanolamina con ïcidos carboxïlicos o derivados correspondientes, la alcanolamina terciaria esterificada, que luego, a continuaciïn, se cuaterniza con un reactivo adecuado. En este contexto, se hace referencia al documento EP 0483195, segïn el cual se esterifica parcialmente trietanolamina con ïcidos grasos en presencia de ïcido hipofosforoso, se hace pasar aire a travïs y a continuaciïn se cuaterniza con sulfato de dimetilo u ïxido de etileno. Los compuestos citados en ella sirven como plastificantes para materiales textiles. En el documento DE 4308794 se describe la preparaciïn de esterquats sïlidos llevando a cabo la cuaternizaciïn de los ïsteres de trietanolamina en presencia de dispersantes adecuados, preferiblemente alcoholes grasos. Visiones generales sobre este tema se pueden encontrar, por ejemplo, en R. Puchta et al. en Tens. Surf. Det., 30, 186 (1993) , M. Brock en Tens. Surf. Det., 30, 394 (1993) , R. Lagerman et al. en J. Am. Chem. Soc., 71, 97 (1994) , o en I. Shapiro en Cosm. Toil., 109, 77 (1994) .

En comparaciïn con quats alquïlicos, los esterquats presentan un perfil de comportamiento ecotoxicolïgico mïs favorable y tambiïn disponen, debido a la presencia del enlace ïster, una biodegradabilidad mejorada frente a los quats alquïlicos. La no contaminaciïn del medio ambiente de preparados o bien de sus sustancias constitutivas adquiere cada vez mïs importancia, por una parte, en virtud de correspondientes normativas jurïdicas, pero ante todo como resultado de un cambio en la conciencia de los consumidores. El consumidor estï dando cada vez mïs importancia poniendo a los productos que no tengan efectos negativos sobre el medio ambiente. Con ello, propiedades tales como la ecotoxicidad o biodegradabilidad se desplazan cada vez mïs hacia el foco de la atenciïn pïblica. Una buena biodegradabilidad garantiza la conversiïn de las sustancias por procesos biolïgicos, que habitualmente proceden del tratamiento de aguas residuales. Los fragmentos que se resultan en este caso suponen un riesgo aïn menor del deterioro del medio ambiente que los productos de partida y son muy fïciles de manipular en los procesos convencionales para el tratamiento de aguas residuales y residuos sïlidos. En el caso de una biodegradabilidad insuficiente, la capacidad funcional de las comunidades acuïticas puede ser alterada en el transcurso del tiempo. Numerosos plastificantes o acondicionadores disponibles actualmente en el mercado, cuya biodegradabilidad ya pudo mejorarse, disminuyen, sin embargo, en eficacia en comparaciïn con los productos convencionales. Por ejemplo, las propiedades de aplicaciïn de los esterquats actualmente disponibles se encuentran igualmente en un alto nivel, pero no pueden mantenerse con las propiedades de aplicaciïn de cloruro de behentrimonio (INCI) en el caso de tiempos de aclarado prolongados. Las propiedades de acondicionamiento deseadas se reducen mïs rïpidamente como resultado del proceso de aclarado en el caso de los esterquats del estado conocido de la tïcnica. Dado que en el caso de los productos convencionales, hasta la fecha, se ha tenido que renunciar a un rendimiento eficaz o a una buena compatibilidad ambiental, sigue existiendo una gran demanda de compuestos que cubren ambos sectores, al reunir excelentes propiedades como productos de conservaciïn y la alta compatibilidad medioambiental.

En el sector del cuidado del cabello los acondicionadores juegan un papel importante. Su misiïn consiste en proteger el cabello y remediar daïos ya existentes. Muchos daïos en el pelo resultan del hecho de que el cabello estï expuesto diariamente a diversos factores de estrïs condicionados por el medio ambiente, a ellos pertenecen la temperatura, la humedad, la luz solar o la contaminaciïn del aire. Adicionalmente, los tratamientos quïmicos del cabello tales como oxigenaciïn, coloraciïn, teïido, enderezado o el uso de permanentes, conducen a efectos negativos sobre la estructura del cabello. Asï, por ejemplo, en el caso de una permanente, son atacadas tanto la corteza como la cutïcula del cabello. Los puentes disulfuro de la cistina se rompen mediante la etapa de reducciïn y, en parte, se oxidan a ïcido cisteico en la etapa de oxidaciïn subsiguiente. En el caso de la oxigenaciïn no sïlo se destruye la melanina, sino tambiïn se oxida aprox. el 15 a 25% de los enlaces disulfuro de la cistina en el caso de una oxigenaciïn suave. En el caso de una oxigenaciïn excesiva, puede ser de hasta un 45% (K.F. de Polo, A Short Textbook of Cosmetology, 2000, Verlag fïr chemische Industrie, H. Ziolkowsky GmbH) . E incluso el lavado diario, el peinado y el peinado con secador del cabello dejan rastros. Las consecuencias no deseadas se manifiestan, por ejemplo, en una superficie del cabello ïspera, una estabilidad mecïnica reducida y un aumento de la carga electrostïtica. La rotura del cabello, la formaciïn de “puntas abiertas”, un peinado dificultado y la pïrdida de brillo natural son el resultado. Los acondicionadores tienen la misiïn de proteger el cabello de estos efectos adversos, pero, en la medida de lo posible, no deben tener un efecto adverso sobre el medio ambiente.

Para ello, el acondicionador debe ser capaz de ser absorbido sobre el cabello. Debido a los centros aniïnicos en la superficie del cabello, basado en estructuras de proteïnas, compuestos catiïnicos forman una clase de producto preferido entre los agentes acondicionadores, ya que garantizan la afinidad necesaria para el cabello. En el caso de un daïo en el cabello ya presente, el nïmero de grupos aniïnicos aumenta incluso todavïa, debido a la presencia de estructuras de proteïnas oxidadas tal como, p. ej., el ïcido cisteico antes mencionado. Concretamente en estas zonas daïadas acondicionadores catiïnicos pueden desplegar toda su eficacia.

Era misiïn de la invenciïn remediar al menos una de las desventajas del estado conocido de la tïcnica o al menos reducirla y, en particular, habilitar principios activos que permanezcan sobre la superficie objetivo incluso en el caso de tiempos de aclarado largos y que continïen mostrando su efecto.

Descripciïn de la invenciïn

Se ha encontrado, sorprendentemente, que los compuestos de la fïrmula general (I) de acuerdo con la reivindicaciïn... [Seguir leyendo]

1. ïsteres de dialcanolamina cuaternarios de la fïrmula general (I)

fïrmula (I) con Y1 e Y2, independientemente uno de otro, iguales o diferentes, un radical alquilo con 1 a 6 ïtomos de carbono, un radical bencilo o H, n = 1 a 4, A-un aniïn, preferiblemente seleccionado del grupo que contiene cloruro, bromuro, metilsulfato, tosilato, fosfato, sulfato, hidrïgeno-sulfato, lactato, acetato y citrato, X1 y X2, independientemente uno de otro, iguales o diferentes, se seleccionan de los grupos (a) , (b) , (c) y (d) , consistiendo estos grupos en (a) radicales acilo que contienen 6 a 14 ïtomos de carbono,

(b) radicales acilo que contienen 15 a 20 ïtomos de carbono y al menos un doble enlace carbono-carbono,

(c) radicales acilo que contienen de 20 a 24 ïtomos de carbono y

(d) radicales acilo que contienen de 3 a 28 ïtomos de carbono, que no estïn contenidos en los grupos (a) a

(c) , o H, con la condiciïn de que, en media numïrica, por cada molïcula de la fïrmula general (I) estïn contenidos 0, 30 a 1, 50 radicales del grupo (a) , 0, 10 a 1, 30 radicales del grupo (b) , 0, 40 a 1, 60 radicales del grupo (c) , y 0 a 0, 20 radicales del grupo (d) , y las medias numïricas por molïcula de los radicales de los grupos (a) , (b) , (c) y (d) suman 2.

2. ïsteres de dialcanolamina cuaternarios segïn la reivindicaciïn 1, caracterizados por que radicales acilo del grupo (a) se seleccionan de C5H11CO-, C7H15CO-, C9H19CO-, C11H23CO-y C13H27CO-, radicales acilo del grupo (b) se seleccionan de C15H29CO-, C17H33CO-, C17H31CO-, C17H29CO-, C19H37CO-, C19H31COy C19H29CO-, radicales acilo del grupo (c) se seleccionan de C19H39CO-, C21H43CO-y C23H47CO-, radicales acilo del grupo (d) se seleccionan de radicales acilo de ïcidos carboxïlicos que estïn contenidos adicionalmente en mezclas tïcnicas de los ïcidos carboxïlicos que determinan el radical acilo de los grupos (a) , (b) y (c) .

3. ïsteres de dialcanolamina cuaternarios segïn la reivindicaciïn 1 o la reivindicaciïn 2, caracterizados por que radicales acilo del grupo (a) se seleccionan de C11H23CO-, radicales acilo del grupo (b) se seleccionan de C15H29CO-, C17H33CO-, C17H31CO-, C17H29CO-y C19H37CO-en una relaciïn ponderal de 3-7 .

6. 76 a 5-13 a 1-3 a 0-2, radicales acilo del grupo (c) se seleccionan de C19H39CO-, C21H43CO-, C23H47CO-, en una relaciïn ponderal de 4-8 a 85-99 a 0-3.

4. ïsteres de dialcanolamina cuaternarios segïn al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizados por que los radicales acilo de los grupos (a) a (d) se determinan a travïs de los radicales acilo de una mezcla que se compone de ïcido lïurico tïcnico, ïcido oleico tïcnico y ïcido behïnico tïcnico.

5. ïsteres de dialcanolamina cuaternarios segïn al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizados por que la relaciïn molar de la suma de radicales acilo del grupo (a) y del grupo (b) a radicales acilo del grupo (c) asciende en media numïrica a 1 a 0, 67 a 4.

6. Procedimiento para la preparaciïn de ïsteres de dialcanolamina cuaternarios, que comprende las etapas de procedimiento A) reacciïn de una dialcanolamina de alquilo en la que los dos grupos alcanol se seleccionan del grupo que

consiste en -CH2OH, -C2H4OH, -C3H6OH y -C4H8OH, y el grupo alquilo se selecciona entre el grupo que consiste en radicales alquilo con 1 -6 ïtomos de carbono, con una mezcla de ïcidos carboxïlicos que consisten en los grupos,

(e) ïcido carboxïlico que contiene 6 a 14 ïtomos de carbono,

(f) ïcido carboxïlico que contiene 15 a 20 ïtomos de carbono y al menos un doble enlace carbono-carbono y

(g) ïcido carboxïlico que contiene 20 a 24 ïtomos de carbono y eventualmente

(h) ïcido carboxïlico que contiene 3 a 28 ïtomos de carbono, que no estï incluido en los grupos (e) , (f) y (g) ,

B) reacciïn del producto de la etapa A) del procedimiento con un agente de cuaternizaciïn seleccionado del

grupo que comprende sulfatos de dialquilo, haluros de alquilo y haluros de bencilo y/o C) neutralizaciïn de la tanda de reacciïn con un ïcido, con la condiciïn de que se empleen, referido a todos los ïcidos carboxïlicos de los grupos (e) , (f) , (g) y (h) , 0 a 10% en moles de ïcidos carboxïlicos del grupo (h) .

7. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 6, caracterizado por que en la etapa A) del procedimiento, por cada mol de dialcanolamina de alquilo empleada se emplean 0, 30 a 1, 50 mol de ïcido carboxïlico del grupo (e) , 0, 10 a 1, 30 mol de ïcido carboxïlico del grupo (f) y 0, 40 a 1, 60 mol de ïcido carboxïlico del grupo (g) .

8. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 6 ï 7, caracterizado por que por cada mol de dialcanolamina de alquilo se emplean en total ïcidos carboxïlicos de los grupos (e) , (f) , (g) y eventualmente (h) en una cantidad de 1, 80 a 2, 5 mol.

9. Procedimiento segïn al menos una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que en la etapa B) del procedimiento se emplea al menos un disolvente seleccionado del grupo que se compone de alcoholes de cadena corta, alcoholes grasos, polioles y carbonatos.

10. Composiciïn que contiene ïsteres de dialcanolamina cuaternarios segïn al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, y/o ïsteres de dialcanolamina cuaternarios que se pueden obtener segïn un procedimiento segïn al menos una de las reivindicaciones 6 a 9, al menos un disolvente y, opcionalmente, al menos un ïcido carboxïlico seleccionado de al menos uno de los grupos (e) , (f) , (g) y (h) , en donde preferiblemente el al menos un disolvente supone 0, 5% en peso a 50% en peso, referido al peso total de la composiciïn.

11. Composiciïn segïn la reivindicaciïn 10, caracterizada por que el disolvente es isopropanol o carbonato de propileno.

12. Uso de ïsteres de dialcanolamina cuaternarios segïn al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, y/o ïsteres de dialcanolamina cuaternarios que se pueden obtener segïn un procedimiento segïn al menos una de las reivindicaciones 6 a 9, y/o al menos una composiciïn segïn las reivindicaciones 10 u 11 para la producciïn de formulaciones, especialmente de formulaciones cosmïticas o farmacïuticas y formulaciones para el cuidado y de limpieza para uso en el sector domïstico e industrial.

13. Formulaciïn, especialmente formulaciïn cosmïtica o farmacïutica y formulaciïn para el cuidado y de limpieza para uso en el sector domïstico e industrial, que contiene ïsteres de dialcanolamina cuaternarios segïn al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, y/o ïsteres de dialcanolamina cuaternarios que se pueden obtener segïn un procedimiento segïn al menos una de las reivindicaciones 6 a 9, y/o al menos una composiciïn segïn las reivindicaciones 10 u 11, en particular en una cantidad de 0, 1 a 5% en peso, preferiblemente 0, 5 a 4% en peso, de manera particularmente preferida 1 a 3% en peso, referido a la formulaciïn total, en particular formulaciïn acuosa que presenta preferiblemente un valor del pH de 3, 5 a 5.

14. Uso de ïsteres de dialcanolamina cuaternarios segïn al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, y/o ïsteres de dialcanolamina cuaternarios que se pueden obtener segïn un procedimiento segïn al menos una de las reivindicaciones 6 a 9, y/o al menos una composiciïn segïn las reivindicaciones 10 u 11, y/o al menos una formulaciïn segïn la reivindicaciïn 13 en calidad de agente para el cuidado, en particular como agente para el cuidado de la piel y el cuidado del cabello y/o para el acondicionamiento del cabello y/o como suavizante.

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