制备糖硅氧烷共聚物的方法
【专利摘要】本发明提供了一种制备糖硅氧烷共聚物的方法，所述方法包括使胺官能化糖与包含至少一个可缩合或可水解基团的环氧官能化硅烷反应。使该产物与低聚物反应以形成所述糖硅氧烷共聚物。
【专利说明】制备糖硅氧烷共聚物的方法
【技术领域】
[0001]本发明整体涉及制备糖硅氧烷共聚物的方法。更具体地讲，本发明整体涉及制备包含胺官能化糖的糖硅氧烷共聚物的方法。
【背景技术】
[0002]糖硅氧烷(Saccharide siloxane)是本领域已知的。据发现,包含羟基官能化糖组分和有机硅氧烷组分的糖硅氧烷在施用到毛发、皮肤、织物、纸材、木材和其他基底时是有用的。糖官能化硅氧烷的许多合成基于氨基硅氧烷与葡糖酸内酯或乳糖酸内酯在极性溶剂中的氨基烷基醛糖酰胺(aldonamide)反应。这些聚合物由于氨基烷基醛糖酰胺键在老化时的水解断裂而显示出不稳定性。糖官能化硅氧烷的其他合成往往是不利的，因为反应时间非常缓慢。期望具有一种制备糖硅氧烷共聚物的方法，可显著减少总体反应时间和制造成本，同时具有所需稳定性。
【发明内容】
[0003]根据一种方法，通过使胺官能化糖与包含至少一个可缩合或可水解基团的环氧官能化硅烷反应来制备糖硅氧烷共聚物。使该反应的产物与低聚物反应以形成糖硅氧烷共聚物。
[0004]根据另一种方法，通过使N-甲基葡糖胺或N-乙基葡糖胺与环氧官能化单烷氧基硅烷或二烷氧基硅烷反应来制备糖硅氧烷共聚物。使该反应的产物与二硅烷醇低聚物反应以形成糖硅氧烷共聚物。
【具体实施方式】
[0005]一种制备糖硅氧烷共聚物的方法包括(a)使胺官能化糖与包含至少一个可缩合或可水解基团的环氧官能化硅烷反应；和(b)使步骤(a)的产物与低聚物反应以形成糖硅氧烷共聚物。制备糖硅氧烷共聚物的方法显著减少了反应时间，这是出乎意料的。所得糖硅氧烷共聚物在施用到毛发、皮肤、织物、纸材、木材和其他基底时是可用的。
[0006]术语的定义和用法
[0007]“个人护理”的【技术领域】旨在包括对身体任何部分的任何局部处理，该处理旨在为该身体部分提供有益效果。该有益效果可以是直接的或间接的，并且可以是感官的、机械的、美容的、保护性的、预防性的或治疗性的。虽然考虑人体是由本发明方法形成的本发明所公开个人护理组合物和产品特别理想的目标基底，但对本领域技术人员显而易见的是，具有类似组织、尤其是角蛋白性组织(例如皮肤和毛发)的其他哺乳动物可以是合适的目标基底并且因而兽医应用在本发明的范围内。
[0008]由本发明方法形成的个人护理组合物适于向身体一部分提供有益效果。如本文所用，“适于”意指以允许安全和有效地向身体所述部分施加有益效果的方式配制。如本文所用，“安全和有效的”意指提供由消费者可感知的有益效果水平的量，所述消费者正在寻求这种有益效果，而不损害寻求这种有益效果的消费者或引起消费者明显不适。明显不适是超过所提供的有益效果的不适，从而普通消费者将不能忍受这种不适。
[0009]个人护理配制领域的普通技术人员将理解用于选择根据特定个人护理组合物的预期应用而合适的基本成分、任选添加剂和赋形剂的众知标准。除了所述共聚物外还可以配制到个人护理组合物中的添加剂的非限制性例子包括:额外的有机硅、气溶胶、抗氧化剂、清洁剂、着色剂、额外的调理剂、沉积剂、电解质、润肤剂和油、去角质剂、泡沫促进剂、香料、湿润齐?、吸留齐?、灭虱药、pH控制剂、颜料、防腐齐?、杀生物齐?、其他溶齐?、稳定剂、防晒剂、助悬剂、鞣剂、其他表面活性剂、增稠剂、维生素、植物药物、腊、流变学改性剂、去头屑剂、抗痤疮剂、抗龋剂和创伤愈合促进剂。
[0010]在被配制以用于在单种产品中提供多种有益效果的个人护理产品中，牺牲某些有益效果并不罕见。例如，就毛发而言，调理有益效果的增加通常伴有毛发“本体”或体积的降低。添加该共聚物可以允许配制组合这些有益效果而不牺牲某些有益效果的功效的产品，并且的确，在一些制剂中就有益效果的组合而言其提供了协同效应。由个人护理组合物(包含本发明方法所形成的共聚物)配制的个人护理产品可提供通常源自彼此拮抗的效应的有益效果的增强，例如，同时增强调理和卷曲保持有益效果。它们还在毛发、皮肤和有色化妆品中提供增稠有益效果。
[0011]此外，向个人护理组合物中添加由本发明方法形成的共聚物可消除或减少对某些其他添加剂的需要。例如，由于所述共聚物的增加的成氢键特性，它是环状有机硅的有效增稠剂，并因而可减少对其他增稠添加剂的需要，这些其他增稠添加剂可能附带地赋予不期望的产品特性，例如紧缩性、残留物形成/或调理缺陷。
[0012]由本发明方法形成的共聚物在环境条件下可为胶、蜡质固体或固体。然而应该指出，存在以液体形式存在的共聚物的子部分，液体可分散形式也可通过操纵诸如温度之类的条件来产生。然而，对于某些共聚物要实现允许轻易形成分散体(例如溶液或乳液)的粘度范围，共聚物必须首先通过溶解于合适的溶剂或溶剂共混物中来增溶。
[0013]增溶的共聚物随后用来形成准备递送进个人护理组合物的溶液或乳液。具体的溶剂共混物基于共聚物的离子性质以及这种溶剂对预期应用的适用性来选择。在一个具体的实施例中，溶剂共混物包含石蜡和醇的混合物。在一个十分具体的实施例中，醇包含异丙醇、2- 丁基-辛醇或它们的组合。作为另外一种选择，醇可以包含2- 丁基-辛醇。
[0014]如本文所用的术语“分散体”意指双相体系，其中第一相包含分布遍及第二本体相的最终细分粒子，并且第一相构成“内”相或分散相，而第二项构成“外”相或连续相。
[0015]如本文所用术语“溶液”在广义上旨在包括机械分散体、胶态分散体和真溶液，并且不应理解为局限于后者。溶液为包含均匀分散的混合物的分散体，其中第一相构成溶质并且第二相构成溶剂。
[0016]如本文所用术语“乳液”意指包含两种不混溶液体的混合物的分散体，其中在乳化剂的帮助下构成第一分散内相的液体悬浮于第二连续相中。
[0017]除非另外指明，否则所有数量、比率和百分比均按重量计。如本文所用，冠词“一个”、“一种”和“所述”各自指一个(种)或多个(种)，除非由本申请的上下文另外指明。
[0018]本发明的方法
[0019] 一种制备糖硅氧烷共聚物的方法包括(a)使胺官能化糖与包含至少一个可缩合或可水解基团的环氧官能化硅烷反应；和(b)使步骤(a)的产物与低聚物反应以形成糖硅氧烷共聚物。
[0020]可用于本发明方法的胺官能化糖在本文定义为包括其糖衍生物。在一个实施例中，胺官能化糖包含至少两个羟基基团。胺官能化糖通常包含至少两个或三个羟基基团和至少一个伯胺或仲胺。
[0021]要在本发明方法中使用的胺官能化糖的非限制性例子包括但不限于N-甲基葡糖胺、N-乙基葡糖胺、葡糖胺、半乳糖胺、胞壁酸、甘露糖胺、脱乙酰壳多糖、脱乙酰壳多糖单体、脱乙酰壳多糖低聚物、葡甲胺以及它们的混合物。这些糖可包含可与可水解硅烷单体或聚合物的环氧基团反应的伯胺或仲胺官能团。可以预期的是，可在本发明的方法中使用其他胺官能化糖。
[0022]要在本发明中使用的环氧官能化硅烷包含至少一个可缩合或可水解基团。术语“可水解”基团意指附接到硅原子的这些基团将在存在水分的情况下与羟基基团(如，硅烷醇)反应或将与其他可水解基团反应以形成S1-O-Si键。
[0023]环氧官能化硅烷的一个例子为环氧官能化单烷氧基硅烷或二烷氧基硅烷。更优选的烷氧基基团包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基以及它们的混合物。可以预期的是，可使用其他烷氧基基团作为可缩合或可水解基团，例如异丙基、十八烷基、烯丙基、己烯基、环己基、苯基、苄基、β _苯乙基，和任何经酿基，例如2_甲氧基乙基、2_乙氧基异丙基、2- 丁氧基异丁基、P-甲氧基苯基、--(CH2CH2O)2CH3以及它们的混合物。
[0024]可用于环氧官能化硅烷中的可缩合或可水解基团的其他非限制性例子包括但不限于氨基、酮肟、脲基、乙酰氧基基团、羧基基团、羧基酰胺基、氰基、异氰酸酯基团、硫酸根(sulfate)基团、硫酸酯基团、磷酸根(phosphate)基团或磷酸酯基团。这些可缩合或可水解基团的例子可见于美国专利N0.5，895，794。
[0025]环氧官能团硅烷的非限制性例子包括环氧环己基乙基官能化硅烷、缩水甘油氧基丙基官能化硅烷、环氧链烷(如，1，2环氧己烷)、柠檬烯环氧化物官能化硅烷以及它们的混合物。
[0026]缩水甘油氧基丙基官能化硅烷的一些非限制性例子包括3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二丙氧基硅烷、3_缩水甘油氧基丙基二甲基甲氧基硅烷、3_缩水甘油氧基丙基二甲基乙氧基娃烷、3-缩水甘油氧基丙基二甲基丙氧基硅烷以及它们的混合物。可以预期的是，可使用其他缩水甘油氧基丙基官能化硅烷。
[0027]胺官能化糖与环氧官能化硅烷的摩尔比通常为1.2:1.0至0.5:1.0，作为另外一种选择为1.1:1.0至0.8:1.0，以及作为另外一种选择为1.05:1.0至0.95:1.0。
[0028]胺官能化糖与包含至少一个可缩合或可水解基团的环氧官能化硅烷的反应可在无溶剂情况下或在存在溶剂的情况下进行。胺官能化糖与环氧官能化硅烷的反应可在极性溶剂中进行。可用极性溶剂的一些非限制性例子包括甲醇、乙醇、异丙醇或它们的组合。可以预期的是，可在胺官能化糖与环氧官能化硅烷的反应中使用其他溶剂。在完成该反应后，可以通过例如汽提或蒸馏去除全部或一部分的溶剂。这种溶剂的去除可使用真空进行。
[0029]胺官能化糖与环氧官能化硅烷的反应可通过加热进行。确切温度取决于多种因素，包括所选的具体成分和所用的溶剂类型。然而，温度通常在60至80°C的范围内，并且反应时间可为几个小时，作为另外一种选择多达5小时，作为另外一种选择为0.5至2小时。
[0030]胺官能化糖与环氧官能化硅烷的反应的产物取决于起始材料。一些非限制性产物包括但不限于NMG甲基二甲氧基硅烷、NMG甲基二乙氧基硅烷、NMG 二甲基甲氧基硅烷、NMG二甲基乙氧基硅烷和NMG三乙氧基硅烷。预期产物主要为单体，但也可以是二聚体、三聚体和低聚物。胺官能化糖与环氧官能化硅烷之间反应的一个非限制性例子为(3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷(式I)与N-甲基葡糖胺(NMG)(式II)以形成NMG甲基二甲氧基硅烷(式III)，其使用甲醇作为溶剂。
[0031]
【权利要求】
1.一种制备糖硅氧烷共聚物的方法，所述方法包括: (a)使胺官能化糖与包含至少一个可缩合或可水解基团的环氧官能化硅烷反应； (b)使步骤(a)的所述产物与低聚物反应以形成所述糖硅氧烷共聚物；并且 (C)任选地，还包括封端剂以形成所述糖硅氧烷共聚物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述胺官能化糖选自N-甲基葡糖胺、N-乙基葡糖胺以及它们的混合物。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述胺官能化糖选自葡糖胺、半乳糖胺、胞壁酸、甘露糖胺、脱乙酰壳多糖、脱乙酰壳多糖单体、脱乙酰壳多糖低聚物、葡甲胺或它们的混合物。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中包含至少一个可缩合或可水解基团的所述环氧官能化硅烷为环氧官能化单烷氧基或二烷氧基硅烷。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个可缩合或可水解基团为氨基、酮肟、脲基、乙酰氧基基团、羧基基团、羧基酰胺基、氰基基团、异氰酸酯基团、硫酸根基团、硫酸酷基团、憐酸根基团或憐酸酷基团。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中包含至少一个可缩合或可水解基团的所述环氧官能化硅烷为缩水甘油氧基丙基官能化硅烷。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中包含至少一个可缩合或可水解基团的所述环氧官能化硅烷为环氧环己基乙基官能化硅烷、环氧链烷和柠檬烯环氧化物官能化硅烧。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述封端剂为三甲基烷氧基硅烷。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述低聚物为部分封端的硅氧烷。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述低聚物为环状硅氧烷或二硅烷醇硅氧烷。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(b)包括使步骤(a)的所述产物与封端和未封端低聚物反应。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(b)包括使步骤(a)的所述产物与硅烷封端剂和未封端低聚物反应。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述糖硅氧烷共聚物为乳液。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(b)还包括使用酸或碱催化剂。
15.一种制备糖硅氧烷共聚物的方法，所述方法包括: (a)使N-甲基葡糖胺、N-乙基葡糖胺或它们的混合物与环氧官能化单烷氧基或二烷氧基硅烷反应；并且 (b)使步骤(a)的所述产物与二硅烷醇低聚物反应以形成所述糖硅氧烷共聚物。
【文档编号】C08G77/26GK104053702SQ201380005764
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年1月15日 优先权日:2012年1月18日
【发明者】E·J·乔夫里, 阿尼尔·K·托马尔 申请人:道康宁公司