专利名称：二羟基-2，3丙基的(羟基-1烷基)氨基-2，脱氧-2-吡喃葡糖苷，及其制备方法与用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及中性表面活性剂。更确切地说，涉及二羟基-2，3丙基的(羰基-1烷基)氨基-2，脱氧-2-吡喃葡糖苷及其制备方法，以及含有该化合物的组合物与其用途。
人们在研究表面活性剂时，要考虑这些化合物长期无毒性与刺激性，特别是对开始接触上述这些化合物的使用者的皮肤与粘膜。此外，还考虑环境保护。
这些表面活性剂广泛应用于各种美容术、毛发护理，以及工业化洗净领域中。它们通常是以组合物方式加以利用的。除了它们的主要性能外，往后应该还显示出日益增多的特殊性能。
例如对洗发液，不仅只是研究了其洗涤性能，而且还考虑其防除头皮屑性能，调节头发的性能及止痒性能，给使用者一种触摸舒适感。
为了达到上述目的，我们采用的第一方案是，可以用一种或几种中性表面活性剂与具有上述所需特性的活性物质一起结合制备而得。
人们已经提出一种中性表面活性剂，通常为聚环氧乙烷(HEFFORDB，Surfactant Surveillance，S.P.C，第35-36页，1991年11月)，与葡萄糖的衍生物聚烷基葡糖苷(EP-A-569682，SIRACUSA P.A.Happi，第100-108页，1992年4月；THIEMJ与Bocker T SpecialPublication of the Royal Societyof Chemistry，107卷，第123-147页，1992年；Schulz p.，Chimica Oggi，第33-38页，1992年；8-9月；BALZER D.，Tenside，Surf Det、28卷6号，419-426页，1991年，SALKA B.，Cosmetics & Toiletries，108卷，89-94页，1993年3月)。
上述表面活性剂共同具有良好的洗涤性能，并对眼睛的刺激极少。而且，聚烷基葡糖苷还可以生物降解。
然而，它们的主要缺陷是其有限的起泡沫性能和/或结合在组合物中的数目众多的活性物质。
此外，上述表面活性剂只可以少量地使用，因为其中需要添加由阳离子型表面活性剂所组成的洗涤基料与起泡基料。由于第三种的两性表面活性剂的加入，可使上述洗涤与起泡基料的刺激性得到减缓。
再者，聚环氧乙烷可以含有被疑为致癌性的1，4二噁烷。然而，其组合比例将来可以降低。
至于聚烷基葡糖苷，是以混合物方式制备的，其中包括分子间和/或分子内的异构化及低聚化结构。
由此可见，制备含有上述表面活性剂的组合物是令人棘手的问题。
我们采用的第二方案是，使用具有前述特殊性能的表面活性剂，以减少所需结合的活性物质的数量。
这类的表面活性剂已由EMMERLING(Polym Bull.，6卷，305-308页，1982年)与INOUYE等人(J.Am Chem Soc.，78卷，2825-2832页，1956)所论述。它们包括烷基葡糖胺型物质，特别是N-酰基葡糖胺，后者具有一些特性，如抗幅射性能(DE 2708667与US 4,323,561)，通过形成泡囊的活性物质的运送与判断性能(WO91/04013，WO88/06883)，变态(过敏)反应，痤疮或皮肤病的治疗性能(EP-A-209770)，增强免疫性能(VALLANI等人，ARZNEIM FORSCH，39卷，10号，1190-1195页，1989年)，刺激头发生长性能(EP-A-348184)，以及抗菌性能(J.Am.Oil Chemists′Soc.70卷(1)，17-22页，1993，及JP03112905)。
上述表面活性剂的主要缺点是在水中的溶解度很低，因此限制了其应用。为了克服上述缺陷，人们试图将其转变成氯化物形式(J.A.O.C.S.70卷(1)，17-22页，1993年，及JP61-57321)或其氢溴化物形式。因为大多数的阳离子型表面活性剂具有刺激性能。现在我们发现具有下列化学式的新的中性表面活性剂
式中的R代表直链或支链的、饱和或不饱和的、含有5-21个碳原子的烷基。
本发明涉及上述化学式(I)的，其R具有7-17个碳原子，并以9-13个碳原子为宜的化合物。
在本发明中，化学式(I)的化合物的名称是二羟基-2，3-丙基的(羰基-1烷基)氨基-2，脱氧-2吡喃葡糖苷。
本发明也涉及上述化学式(I)的化合物的制备方法，其特征在于a)从葡糖胺的氢氯化物与C6-C22的酰基氯化物制备出N-酰基葡糖胺，b)上述a)的反应产物与丙三醇，在酸性催化剂的参与下，进行反应。
本发明的葡糖胺的氢氯化物通常是用常规方法，即甲壳质的酸性水解制得的。
本发明的酰基氯化物是选自C6-C22的酰基氯，并以C8-C18酰基氯为宜，其中含有直链或支链，饱和或不饱和的烷基。但不包括十一碳烯酰基氯。上述这些酰基氯可以通过相应的酸与亚硫酰基氯在60-70℃温度反应，并在减压蒸馏下制得的。
本发明的上述酸性催化剂可以是由下列酸所组成的，例如盐酸或硫酸；烷基硫酸，如癸基硫酸，月桂基硫酸；磺酸类，如苯磺酸，对甲苯磺酸或樟脑磺酸；烷基磺酸，如甲磺酸，癸磺酸，月桂基磺酸，或磺基琥珀酸；烷基磺基琥珀酸，如癸基磺基琥珀酸，月桂基磺基琥珀酸；过卤酸，如过氯酸，次磷酸或这些酸的混合物，H′形式的树脂，磺基树脂，及酸性粘土。我们优选使用硫酸，甲磺酸，琥珀酸或烷基磺基琥珀酸，次磷酸以及其混合物。
本发明中的a)阶段中的酰基氯与葡糖胺的氢氯化物的反应是以其摩尔比例为0.7-1.3，并以0.9-1.1为宜进行的。
通常，把葡糖胺的氢氯化物溶于苏打水中，形成6-60克/升，并以2.5-17.5克/升为宜，的溶液。上述溶液中的葡糖胺的氢氯化物的浓度通常相当于0.2-1摩尔/升，并以0.285-0.5摩尔/升为宜。
把酰基氯与其规定浓度为1-10，或2-6的苏打溶液同时加入到上述制得的葡糖胺氢氯化物溶液中。
酰基氯的加入速度通常是5-500毫升/时，并以10-100毫升/时为宜。
苏打溶液的加入使反应混合物的PH值控制在6-11，并以8-10.5为宜。
反应混合物的温度控制在0-80℃，并以10-50℃为宜。
反应是在50-800转/分的搅拌下进行的，该搅拌以100-400转/分为宜，该搅拌器是三叶螺旋搅拌装置。
如上所述，加入酰基氯以后，在上述温度与搅拌条件下持续反应0.25-24个小时，并以0.5-6个小时为宜。
上述反应以后，加入酸物使反应物质的PH值控制在4-8，并以5-7为宜，以便形成沉淀。当然，我们可以加入行家所知的酸类。但最好加入硫酸、甲磺酸、琥珀酸、烷基磺基琥珀酸、次磷酸以及其混合物。
可以用两种方法回收上述生成的反应混合物的沉淀。
据第一个方法是采用脱水与连续水洗方法回收上述沉淀物。
据第二个方法是通过反应物质的过滤，脱水，并用0.1-2升，或0.4-1升水进行1-4次水洗或2-3次水洗，并再次脱水后回收上述沉淀物。
在本发明的a)反应后获得的沉淀物是N-酰基葡糖胺。
据本发明的b)反应，使上述N-酰基葡糖胺沉淀物与丙三醇，在酸性催化剂的参与下，进行反应。
本发明方法中所用的丙三醇相对于N-酰基葡糖胺的比例，以当量摩尔数计算，是1-50，并以5-30为宜。
通常，前述限定的酸性催化剂是一种酸时，那么该酸相对于N-酰-基葡糖胺的比例，以当量摩尔数计算，是10-3-1，并以10-2-10-1为宜。然而，当该酸性催化剂是一种树脂或粘土时，那么，其用量，以1个当量摩尔的N-酰基葡糖胺为基础，所计算出的重量当量是0.05-6。
作为脱水剂，我们在上述制备过程中，可以向反应物质中加入常规的脱水剂，如分子筛或沸石。
上述反应通常是在0.13-101.32KPa，或0.013-39.99KPa的压力下进行的。反应温度可以是25-200℃，并以80-105℃为宜。反应时间可以是0.25-24个小时，并以1-12个小时为宜。
上述反应结束后，过滤除掉催化剂。如果催化剂是一种酸类时，应事先将其转变成该酸的相应盐类。例如可以加入碳酸氢钠溶液处理之。
为了便于过滤过程，我们可以使用醚氧化物型的溶剂，如四氢呋喃，乙二醇的二甲基醚；卤化烃，如二氯甲烷，二氯乙烷，氯仿；酯类，如酯酸乙酯，醋酸丙酯，醋酸丁酯；醇类，如甲醇，乙醇与丙醇，酰胺型溶剂，例如N-甲基甲酰胺与N，N-二甲基甲酰胺，及这些溶剂的混合物。其中，最好采用醇类。
上述获得的反应物质是二羟基-2，3丙基的(羰基+烷基)氨基-2，脱氧-2吡喃葡糖苷在丙三醇中的溶液，并在第一位置上显示α与β异头物的混合物。其中α异头物相对于β异共物的比例是80/20～90/10。上述与β异头物可以通过硅石柱色谱法分离。
据本发明的二羟基-2，3丙基的(羰基-1烷基)氨基-2，脱氧-2吡喃葡糖苷具有优良的发泡、润湿、分散、乳化、溶解性能。此外，还具有除防头皮屑性能，使皮肤增强并柔和的性能，以及能形成泡囊以便稳定并运送活性要素。
本发明的化合物适用于制备洗涤剂组合物，特别是工业用的洗涤剂，它也适用于制备美容用的组合物。也是本发明目的的，这些组合物可以只包含单一的化学式(I)的化合物，也可以含有具有化学式(I)的化合物的混合物。
据本发明的洗涤剂组合物的特点在于它含有0.1～60％，或10-40％(重量计)的二羟基-2，3丙基的(羰基-1烷基)氨基-2，脱氧-2吡喃葡糖苷与40-99.9％或60-90％(重量)的洗涤剂基科和/或辅助料。
上述洗涤剂基料可以是阴离子型、非离子型、阳离子型或双性的表面活性剂，以及它们的混合物。
上述辅助剂可以是如下述的辅助剂或其混合物，它们可以是碱液或粉状碱，特别是沸石，以及钙与镁的络合物。
据本发明的美容用的组合物的特点是它含有0.1-50％或5-35％(重量的)的二羟基-2，3丙基的(羰基-1烷基)氨基-2，脱氧-2吡喃葡糖苷与50-99.9％或65-95％(重量)的赋形剂和/或洗涤剂基料和/或辅助剂。
上述美容用的组合物可以是香液皂、洗发液、发泡溶液、淋浴凝胶或护理配方，如软膏、乳油及美容乳膏。
当上述组合物是一种香液皂时，它含有5-30％，或5-20％(重量的)二羟基-2，3丙基的(羟基-1烷基)氨基-2，脱氧-2吡喃葡糖苷与70-95％，或80-95％(重量)的赋形剂。
上述赋形剂可以选自阴离子型表面活性剂，如椰子基羟乙磺酸钠，月桂基硫酸钠，烷基肽的钠盐；双性的表面活性剂，如烷基酰氨基丙基甜菜碱，特别是椰子基酰氨基丙基甜菜碱；重矿物油；纤维素的衍生物，如羧基甲基纤维素；溶剂，如醇类，特别是乙醇或丙撑二醇；络合物，如EDTA(乙二胺四乙酸)，氯化钠；脂肪醇，如十六烷基醇；防腐剂，香料，颜料，以及这些化合物的混合物。
如果据本发明的组合物是洗发剂时，特别是温柔性与经常使用的、而且具有除头皮屑与处理或调节头发的洗发剂。一般是含有5-35％(重量)的洗涤剂基料，其中含有10-75％(重量)的二羟基-2，3丙基的(羟基-1烷基)氨基-2，脱氧-2吡喃葡糖苷，以及65-95％(重量)的辅加剂。
上述洗涤剂基料通常是选自烷基醚硫酸盐，如月桂基醚硫酸钠或月桂基醚硫酸镁；烷基醚硫酸盐聚环氧乙烷，如月桂基醚硫酸钠聚环氧乙烷；烷基甜菜碱，如椰子基甜菜碱，烷基酰氨基丙基甜菜碱，如椰子基酰氨基丙基甜菜碱，烷基二甲基氨基醋酸甜菜碱，如月桂基二甲基氨基醋酸甜菜碱，烷基二甲基氨基羟基丙基磺基甜菜碱，α-烯烃磺酸钠，烷基聚乙烯乙二醇，如十八烷基PEG15，烷基鎓盐甜菜碱，如椰子基咪唑鎓盐甜菜碱，烷基醚磺基琥珀酸盐，如月桂基醚磺基琥珀酸钠，β-烷基氨基丙酸盐，如β-月桂基氨基丙酸钠，烷基二氨基乙基甘氨酸，如月桂基烷基二氨基乙基甘氨酸钠，以及这些化合物的混合物。
上述辅加剂一般是选自增稠剂，结构剂，如脂肪酸的二乙醇酰胺，特别是椰子基二乙醇酰胺，烷基丙烯酸酯，特别是月桂基丙烯酸酯，氯化钠，乙撑二醇的二烷基羧酸酯，特别是乙撑二醇的二硬脂酸酯，脂肪胺氧化物，特别是N-椰子基氧化物。上述化合物通常的使用量是0-10％(重量)。
上述辅加剂还可以选自调节剂，软化剂，如小麦蛋白的水解产物，以及含有季铵的纤维素醚(含氮1-3％，MW(分子量)50-150000)，丙烯酰胺与二甲基烷基氯铵的共聚物0.5-5％(重量)，络合物，如EDTA，与粘酸0.1-1％(重量)，香料，发光泽剂，防腐剂，酸化剂，水，以及这些化合物的混合物。
当据本发明的组合物是发泡溶液等它含有5-35％(重量)的洗涤剂基料，其中含有50％(重量)以上的二羟基-2，3丙基的(羰基-1烷基)氨基-2，脱氧-2吡喃葡糖苷以及65-95％(重量)的辅加剂。
上述洗涤剂基料通常是选自内行人公知的化合物，例如，烷基酰氨基甜菜碱，如椰子基酰氨基丙基甜菜碱，羟乙基的脱水山黎糖醇的烷基羧酸酯；如羟乙基脱水山黎糖醇的月桂酸酯，以及这些化合物的混合物。
上述辅加剂一般可选自脂肪酸的一乙醇酰胺或三乙醇酰胺(0-10％(重量))，羟乙基丙撑二醇的二烷基羧酸酯(0-5％(重量))，聚乙撑二醇，如三乙撑二醇(0-5％(重量))，烷基丙烯酸酯，如油酰丙烯酸酯(0-5％(重量))，植物油，如甜杏仁油脂(0-10％(重量))，氯化钠，EDTA(0-5％(重量))，脂肪醇，如十六烷醇(0-2％(重量))，防腐剂，香料，颜料，水，以及这些化合物的混合物。
如果据本发明的组合物是淋浴凝胶时，它含有5-35％(重量)的洗涤剂基料，其中至少含有50％(重量)的二羟基-2，3丙基的(羰基-1烷基)氨基-2，脱氧-2吡喃葡糖苷，以及65-95％(重量)的辅加剂。
上述洗涤剂基料通常选自烷基磺基琥珀酸酯聚环氧乙烷，如具有3摩尔环氧乙烷的椰子基磺基琥珀酸酯，烷基酰氨基-N-甘氨酸酯，烷基硫酸铵，如月桂基硫酸铵，以及这些化合物的混合物。
上述辅加剂一般选自羟乙基丙撑二醇的烷基羧酸酯，如羟乙基丙撑二醇的二油酸酯(0-5％(重量))，烷基酰氨基甜菜碱，如月桂基酰氨基丙基甜菜碱(0-5％(重量))，发光泽剂(0-7％(重量))，丙烯酸凝胶(0-1％(重量))，氯化钠，络合物，防腐剂，香料，纯水，以及这些化合物的混合物。
本发明的组合物还可以是美容用的护理配方，尤其具有胶型结构的软膏，乳油，美容乳膏。
下述实例的叙述并不构成对本发明的限制下面实例中，我们采用如下测定方法用恒流量(1升/时)的氮气所造成的气泡测定发泡性能，该氮气流过置于恒温的量筒(32mm×210mm)底部的烧结玻璃上(水透率0.11升/时)。该量筒中装有20毫升的3克/升的二羟基-2，3丙基的(羟基-1烷基)氨基-2，脱氧-2吡喃葡糖苷水溶液与12克/升的丙三醇。起泡试验一停，即刻(1分40秒钟)测量所形成泡沫的体积容量。形成的泡沫的体积容量用毫升表示。
发泡性能据以下持续600秒钟的试验测定的。欲进行试验的溶液量(25℃，每升丙三醇含有3克活性物质)被一块未加工的棉织品所吸收(2.5cm×2cm；0.145克，据1975年12月的NF-T73-406标准)。那块棉织品触及表面活性剂溶液的表面。连续记录由于溶液的毛细管作用上升的溶液的拉力(自动装有吸收软件K121的表面张力计KRUSS。我们记录达到饱和时棉织品吸收的总量(MS；用克表示)，以及达到饱和时所需的时间(TS；用秒表示)。
水的表面张力的降低，可以通过据改进性的ISO304的常规的表面张力计测得，其中的长方形铂片是25mm×5mm×0.1mm。表面张力r用mN/m表示。
用于叙述本发明的实例并不构成对本发明的限定。
实例1-6向20℃的，含有21.57克(0.10摩尔)的葡糖胺氢氧化物(G，220-6；ALDRICH)的200毫升的苏打水溶液中(0.5N)，搅拌下(100转/分，双叶螺旋搅拌器)，并以1毫升/分的滴加量，加入20.3克的辛酰基氯化物(实例1；ALDRI CHRef.0.473-3)；癸酰基氯化物(实例2；ALDRICHRef.14,029-5)；十一烷酰基氯化物(实例3；ALDRICHRef.24,943-2)；十一碳烯酰基氯化物(实例4；ALDRICH Ref.16,166-7)；十二烷酰基氯化物(实例5；ALDRICH Ref.15,693-0)或十四烷酰基氯化物(实例6；ALDRICH Ref.29,861-1)。同时还加入4N的苏打水，以保持PH值固定在9.5。再另外搅拌2个小时，然后加入70％(重量)的甲基磺酸水溶液，调PH值至6。把生成的沉淀进行过滤，脱水，并用60毫升水洗涤两次，然后又在常规的多孔烧结玻璃上再次脱水。由此获得的沉淀物是相对应的(羰基-1烷基)氨基-2，脱氧-2吡喃葡糖苷的α与β异头物的混合物。干燥后的产物的收益率如表1中所示。
搅拌下4小时(300转/分)，并在110℃与30mmHg真空度下，使10克的上述所得的沉淀物与51.3克(0.557摩尔)的丙三醇(13,487-2；ALDRICH)，以及0.48克(5×10-3摩尔)的甲基磺酸进行反应。
将透明的反应产物冷却至40℃，用500毫升的无水乙醇稀释，加入粉状碳酸氢钠使PH值调至6。把获得的混合物进行过滤(在多孔烧结玻璃上)，并在旋转蒸发器中(真空度，2.5KPa；温度60℃)浓缩滤液。由此，制得相应的具有α与β异头物的二羟基-2，3丙基的(羟基-1烷基)氨基-2，脱氧-2吡喃葡糖苷的油状物(即20％的丙三醇溶液)。
用薄层色谱法(CCM)分析上述所得的油状物。在插入的硅石板上(Rp18；MERCK)，用75∶25(容积)的MeOH∶H2O混合液洗提。借用50％的硫酸水溶液，并在120℃下加热2分钟，可以显示出光点迁移。我们看到的伸长状的光点，在表1中用Rf值表示。
表1中表示了上述油状物的物化特性
表1
*烷基聚葡糖苷(HENKEL Ref.APG1200)。
由表1我们观察到，实例4，2与5的组合物的发泡性能优越于或等于APG，即该对照试验物的发泡性能。
我们发现在测定发泡性能时所形成的泡沫是稳定的。而且在20分钟以后，泡沫容量的减少是大于20％(实例1-6)。
用闪蒸色谱法(硅石柱35-70μm，长度25cm，直径5.6cm，洗提液CHCl3，然后CHCl3/MeOH，用折射计测定)分离据实例4的油状物中的α与β异头物。
所获得的α与β异共物的特点用下列是分析方法显示出来-薄层色谱法每个异头物的Rf同样等于0.6(硅石柱，厚度200μm，粒子大小5-10μm，洗提液8∶2(容量)的CHCl3∶MeOH。
-高性能液相色谱法(HPLG)停留时间(TR)分别等于17.4分钟与14.7分钟(LICHROSPHER Rp 18柱；直径4mm，长度125mm，粒度大小5μm。洗提液50∶50(容量)的MeOH∶H2O，流量1ml/分，测试U.V.(紫外线λ220nm)以及不同的折射计)。
-I.R.(红外线)光谱方法(晶片，KBr 1％)νOH是3350cm-1；δCH2是2853与2825cm-1；νCO-NH2是642与1552cm-1。
-RMN13C 200Mhz；吡啶d5。异头物α碳化学置换作用(ppm)C199.22-99.02C255.48C371.71C474.31C582.31C670.55(CH2)n36.59-33.95-29.58-29.26-29.04-26.24C0174.40C1′ 62.59-62.04C2′ 72.89-72.67C3′ 64.62-64.44-CH＝CH2139.32-CH＝CH2114.52异头物β碳 化学置换作用(ppm)C0 174.84C1 103.04C2 57.38
权利要求
1.具有如下化学式(I)的化合物，
式中R是具有5-21个碳原子的直链或支链的，饱和或不饱和的烷基。
2.据权利要求1的化合物，其特征是上述R具有7-17个碳原子。
3.据权利要求1或2的化合物的制备方法，其特征是a)使C6-C22的酰基氯与葡糖胺氢氯化物进行反应生成N-酰基葡糖胺，b)在酸性催化剂条件下，使上述a)的产物与丙三醇进行反应。
4.据权利要求3的方法，其特征是酰基氯相对于葡糖胺氢氯化物的摩尔比例是0.7-1.3。
5.据权利要求3或4的方法，其特征是丙三醇相对于上述反应b)的N-酰基葡糖胺的相当摩尔数比例是1-50。
6.据权利要求3-5中之一的方法，其特征是上述催化剂是选自酸类，H′型树脂，以及酸性粘土。
7.据权利要求6的方法，其特征是上述酸相对于N-酰基葡糖胺的相当摩尔数比例是10-3-1。
8.据权利要求6的方法，其特征是上述的树脂或粘土用量，以1个相当摩尔的N-酰基葡糖胺为基，所计算的相当重量数是0.05-6。
9.一种洗涤剂组合物，其特征在于含有0.1-60％(重量)的据权利要求1或2的化合物，与40-99.9％(重量)的洗涤剂基料和/或辅助剂。
10.一种美容用的组合物，其特征是含有0.1-50％(重量)的据权利要求1或2的化合物，与50-99.9％(重量)的赋形剂和/或洗涤剂组合物和/或辅助剂。
11.据权利要求10的组合物，其特征是它可以是液体香皂，洗发液，泡沫浴液，淋浴胶，以及护理配方，特别是美容软膏，美容乳油以及美容乳膏。
12.据权利要求1或2的化合物的用途，它可作为表面活性剂。
13.据权利要求1或2的化合物的用途，它可作为洗涤基料。
14.据权利要求1或2的化合物的用途，它可作为除头皮屑剂。
15.据权利要求1或2的化合物的用途，它可作为头发调节剂。
全文摘要
本发明涉及具有如式(I)化学式的化合物式中R代表直链或支链的，饱和或不饱和的，并含有5-21个碳原子的烷基。本发明也涉及制备上述化合物的方法，其特征是a)使C
文档编号A61K8/00GK1153783SQ96121679
公开日1997年7月9日 申请日期1996年10月18日 优先权日1995年10月18日
发明者S·佩蒂, D·贝纳德, H·J·考平 申请人:策卡有限公司, 埃勒夫阿托化学有限公司