制备高度浓缩的可流动的甜菜碱水溶液的方法技术

本发明专利技术涉及一种采用已知工艺、由含有叔胺氮的化合物与ω－卤代羧酸通过季铵化反应制备高度浓缩、可流动且可泵送的甜菜碱水溶液的方法，其中在季铵化反应之前或者在季铵化反应期间，在反应混合物中加入以最终产物为基准０．１％至小于３重量％、优选０．１－１重量％的一种或多种胶束增稠剂。

【技术实现步骤摘要】
制备高度浓缩的可流动的甜菜碱水溶液的方法
本专利技术涉及一种制备高度浓缩的可流动的甜菜碱水溶液的方法，其甜菜碱含量高达约55重量％。
技术介绍
近年来，甜菜碱已成为化妆品工业、尤其是用于清洁头发和身体的各种复配物的固定构成成分。它们可以形成浓密的乳状泡沫，即使在其它表面活性剂、皂类和添加剂的存在下，该泡沫也可以长时间地稳定存在，同时甜菜碱还具有良好的清洁性能，即使是对敏感性皮肤也不会造成任何刺激性的副作用。在相关专利和技术文件(US3225074)中详细描述了甜菜碱的制备。通常，含叔胺氮原子的化合物与ω-卤代羧酸或其盐在水介质或无水介质中反应。所用含叔胺氮原子的化合物具体来说是具有以下通式(I)的脂肪酸酰胺：   R3-CONH-(CH2)m-NR4R5              (I)其中：R3是任选支链的、可任选包含多重键、任选的羟基的脂肪酸的烷基，R4、R5是相同的或不同的具有1至4个碳原子的烷基，m可以是1至3。这里，烷基R3可衍生自具有6至20个碳原子的天然存在或合成的脂肪酸，优选衍生自具有8至18个碳原子的天然植物或动物脂肪-->酸，以及它们相互之间或其中天然存在的或特殊改进的混合物。合适的脂肪酸有己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、山萮酸、亚油酸、亚麻酸、蓖麻油酸。优选为链长8至18个碳原子的天然存在的脂肪酸混合物，例如椰油脂肪酸或棕榈油脂肪酸，其可以任选地通过适宜的氢化方法氢化。在第一处理阶段中，这些脂肪酸及脂肪酸混合物在140至200℃下与具有以下通式(II)的胺进行常规缩合反应：     H2N-(CH2)m-NR4R5                  (II)-其中R4和R5及m具有通式(I)中所指定的含义-而得到具有通式(I)的含叔氮原子的脂肪酸酰胺。随后，在第二处理阶段中，根据文献中的已知方法进行季铵化反应，以得到具有以下通式(III)的甜菜碱：R3-CONH-(CH2)m-N+R4R5(CH2)yCOO-  (III)其中R3、R4和R5及m具有与通式(I)和(II)中相同的含义，y可以是1、2或3。所述处理通常包括在水介质中添加ω-卤烷基羧酸、优选氯乙酸或氯乙酸的钠盐到通式(I)的脂肪酸酰胺中，并在约80至100℃下反应几小时完成季铵化。为了保持可搅动性，取决于所用的脂肪酸或脂肪酸混合物，反应进行中需要最小限度量的水存在。因此，按此方法制备的标准甜菜碱溶液商品的固体浓度为约35至37重量％或以下。但是，为降低储存与运输成本，及出于后续处理中与复配有关的原因，很多情况下强烈希望其有更高的浓度。因此，过去已提出过一系列满足该要求的方法。但是，这些通常高度粘稠的溶液的固含量只能提高至约50％，而在商品的高度浓缩的甜菜碱中固含量通常为约45％，因此活性甜菜碱含量为约35％。DE-C-3613944中公开了一种方法，其中季铵化反应在含有20重-->量％水的有机极性溶剂中进行，然后通过蒸馏脱除部分或全部的溶剂，再用工业上可用的溶剂得到要求的浓度。除去该方法技术复杂且成本增加的因素外，在化妆品复配物中通常不希望存在有机溶剂和在进一步加工中不能通过蒸馏除掉的残余内容物。虽然DE-C-3826654的方法包括不含有机溶剂的实例，但所得的粘度对工业生产来说太高。此外，该方法需要相对大量(3至20重量％)的非离子表面活性剂(具有10至250个氧乙烯单元的聚氧乙烯醚)作为液化剂。该数量级的添加量是不能令人满意的，因为在物理和/或生理方面它们都会不利地影响终端复配物。DE-C-4207386描述了含1至3重量％的饱和或不饱和脂肪酸起稀释作用的高度浓缩的甜菜碱。通过该方法制备的甜菜碱可浓缩至固含量高达48重量％。根据EP-B-1140798得到了相似的浓度。这里的稀释作用是通过添加谷氨酸(盐)及类似的氨基酸到季铵化反应中来实现的。DE-C-19505196描述了在羧甲基化反应期间使用浓度为4至8重量％的磺基甜菜碱、两性甘氨酸盐、三甲基甘氨酸或二羧酸(二酰胺)。所得甜菜碱的固含量为约50重量％，粘度为中等。在根据DE-A-19700798制备的甜菜碱中，使用高达5重量％的任选羟基官能化的多元羧酸，固含量同样为50重量％。也可以通过添加0.05至2重量％的环糊精或葡聚糖而得到相似的固含量，如DE-A-10207924中所描述的。在EP-C-656346中描述了使用源自短链的一元羧酸或二羧酸的0.5至5重量％、优选2至4重量％的甜菜碱以稀释椰油甜菜碱。由此，得到了固体浓度为45重量％的甜菜碱。DE-C-4408183描述了具有高达54重量％固体的甜菜碱。它们含有1-10重量％的羟羧酸。为了得到固体高于50重量％的可流动的产品，需要大约5重量％的柠檬酸。由此，甜菜碱含量为约32重量％。-->DE-C-19523477描述了在羧甲基化反应中使用多官能的酰胺，例如己二酸二酰胺基胺。虽然所描述的甜菜碱浓缩物包含60重量％的固体，但它们不再具有低粘度。因为在羧甲基化反应过程中已超过了粘度最大值，所以这些产品的工业化生产非常昂贵且工艺复杂，除非在甜菜碱中加入大量的己二酸甜菜碱，可是这样做又反过来会严重影响甜菜碱的性能。根据US-B-6683033，也得到了固含量为约50重量％的甜菜碱。这里使用0.5-3.5重量％的任选低乙氧基化脂肪醇和/或二聚体羧酸做为液化剂。其实施例的甜菜碱含量低于37重量％。DE-C-4408228描述了固含量高于50重量％的甜菜碱，它包含1-10重量％的HLB为6-12的非离子表面活性剂和/或羟羧酸、1-6重量％的多元醇及任选1-10重量％的脂肪酸(盐)。为了得到高的固含量，大多数情况下还需要加入大于6重量％的添加剂，而就添加剂对复配物潜在的负面影响而言，通常添加剂是不能令人满意的。实际的甜菜碱含量只有约32重量％。由于相对于产品的价格而言其储存和运输的成本很高，所以需要一种不含低级醇如甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇的更加高度浓缩、可流动且可泵送的甜菜碱水溶液。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种制备可流动且可泵送的甜菜碱浓缩物的方法，用此方法可得到明显高于已知方法的固体/活性物质的含量，其中在整个生产过程中反应混合物容易处理并且不是太高度粘稠的，另外反应产物在随后的储藏中也不会发生后稠化或凝胶化。根据文献(例如EP-A-679180及其中的参考文献)已知，在常规的制备表面活性剂浓缩物中，首先形成球形胶束，随后球形胶束转化为棒状胶束。该状态通常被称为M1相。-->在浓度更高的表面活性剂混合物中，可以形成所谓薄层相或G相的液晶结构。大多数情况下，只有当固含量在40-85重量％之间这种窄范围内时才会形成这种结构。G相是一种可泵送的液体，其中表面活性剂分子可以自行排列为层，即所谓薄片状的层。在EP-A-679180中，为了制备这种G相，使用了5-45重量％的与水不混溶的有机溶剂；而在DE-A-2921366中，使用了5-45重量％的、HLB值为6-12的非离子型表面活性剂。令人惊奇地是现已发现，如果在季铵化反应之前或期间加入以最终产物为基准0.1至小于3重量％、优选0.1-2重量％、特别优选0.3-1重量％的小量的一种或多种胶束增稠剂，优选一种或多种非离子型的、更优选高度乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备高度浓缩的可流动且可泵送的、优选不含有机溶剂的具有以下通式（Ⅲ）的甜菜碱水溶液的方法：　　　　Ｒ↑［３］－ＣＯＮＨ－（ＣＨ↓［２］）↓［ｍ］－Ｎ↑［＋］Ｒ↑［４］Ｒ↑［５］（ＣＨ↓［２］）↓［ｙ］ＣＯＯ↑［－］　　（Ⅲ）　　　　其中：　　　　Ｒ↑［３］是任选支链的、可任选包含多重键、任选的羟基的脂肪酸的烷基，　　　　Ｒ↑［４］、Ｒ↑［５］为相同的或不同的具有１至４个碳原子的烷基，　　　　ｍ可以是１至３，且　　　　ｙ可以是１、２、３，　　　　所述甜菜碱水溶液的甜菜碱含量为至少３２重量％，并且是用已知方法由含有叔胺氮的化合物与ω－卤代羧酸通过季铵化反应而制备的，其中，在所述季铵化反应之前或期间，向反应混合物中加入以最终产物为基准０．１至小于３重量％、优选０．１－１重量％的一种或多种胶束增稠剂。

【技术特征摘要】
DE 2004-11-17 10 2004 055 549.41.一种制备高度浓缩的可流动且可泵送的、优选不含有机溶剂的具有以下通式(III)的甜菜碱水溶液的方法：R3-CONH-(CH2)m-N+R4R5(CH2)yCOO-   (III)其中：R3是任选支链的、可任选包含多重键、任选的羟基的脂肪酸的烷基，R4、R5为相同的或不同的具有1至4个碳原子的烷基，m可以是1至3，且y可以是1、2、3，所述甜菜碱水溶液的甜菜碱含量为至少32重量％，并且是用已知方法由含有叔胺氮的化合物与ω-卤代羧酸通过季铵化反应而制备的，其中，在所述季铵化反应之前或期间，向反应混合物中加入以最终产物为基准0.1至小于3重量％、优选0.1-1重量％的一种或多种胶束增稠剂。2.权利要求1的制备高度浓缩的可流动且可泵送的甜菜碱水溶液的方法，其中在所述季铵化反应之前或期间，向所述反应混合物中加入以最终产物为基准0.1％至小于3重量％、优选0.1-1重量％的一种或多种非离子表面活性剂作为胶束增稠剂。3.权利要求1或2的制备高度浓缩的可流动且可泵送的甜菜碱水溶液的方法，其中在所述季铵化反应之前或期间，加入以最终产物为基准0.1％至小于3重量％、优选0.1-1重量％的一种或多种HLB值大于12的非离子表面活性剂作为胶束增稠剂。4.权利要求1至3之一的方法，其中以最终产物为基准，使用0.1％至小于3重量％、优选0.1-1重量％的一种或多种羟基脂肪酸或羟基脂肪酸甘油酯的聚氧乙烯醚和/或酯作为所述的胶束增稠剂。5.权利要求1至4之一的方法，其中在所述季铵化反应之前、期间或之后，选自以下组中的至少一种化合物被额外共用为粘度降低剂：磺基甜...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得拉阿莱夫，乌韦贝瓜茵，伯格哈德格里宁，拉尔夫克莱因，约尔格佩格高，
申请(专利权)人：戈尔德施米特有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]