【実施例】
【0051】
本開示の方法は、以下の実施例により更に図示されており、これらは、本開示の範囲または趣旨を特定の手順及びそれらにあるものに限定するものと解釈されるべきではない。
【0052】
実施例1
モルホリン改質グアーの合成
500mLの4つ口丸底フラスコに、攪拌パドル及びモータ、窒素入口、加熱マントル及びコントローラに接続された浸漬熱電対、ゴム製のセラムキャップ、均圧添加漏斗、ならびに鉱物油バブラーを備えた冷水冷却器を装備する。樹脂ケトルに、39.36g(35.1g含有、139.3ミリモル)のグアーガム(Dabur DAVISCO DHV−74)及び210gの工業銘柄アセトンと23gの蒸留水との混合物を充填する。添加漏斗に、46.0gの水中32.75gの4−(2−クロロエチル)モルホリン塩酸塩の溶液を充填する。攪拌しながら混合物を窒素で1時間パージする。1秒当たり約1個の気泡の安定した発泡速度が十分な窒素パージ速度である。
【0053】
スラリーを1時間パージした後、攪拌しながら、15分かけて4−(2−クロロエチル)モルホリン塩酸塩の水溶液をスラリーに滴加する。次に、スラリーを更に30分間攪拌し、プラスチックのシリンジを用いて、18.76g(234.5ミリモル)の50%水性水酸化ナトリウム溶液を約10分かけて滴加する。添加中、グアースラリーは、ベージュ色から明るい黄色に変わる。スラリーを加熱マントルで40℃に穏やかに加熱し、2時間40℃で保持する。次に、スラリーを室温に冷却し、シリンジで13gの氷酢酸を添加し、15分間攪拌することにより中和する。ポリマーを、真空濾過により回収し、Waringブレンダー中で、380mLのアセトンと90mLの蒸留水との混合物で5回、そして400mLの純アセトンで2回洗浄する。
【0054】
次いで、ポリマーを50℃の真空下で一晩乾燥させ、44.41gのオフホワイトの粉末を得る。ポリマー(実施例1)は、3.16%の揮発物(1時間、110℃での乾燥による質量損失)、5.96%の灰(酢酸ナトリウムとして、ASTM D−2364に記載されるように、湿式灰化により決定される)、及び2.14%のケルダール窒素含有量(灰及び揮発物に対して補正された)を含んだ。モルホリン改質グアーポリマー(実施例1)の1%水溶液(灰及び揮発物に対して補正された)を、円錐平板形状を装備したTA Instruments AR−2000振動レオメーターを用いて測定し、6.31秒
−1の剪断速度での粘度が3053mPa−secであることが分かり、10秒
−1の剪断速度での粘度が2274mPa−secであることが分かった。25.0℃及び30rpm(スピンドル#4)での1%ブルックフィールド粘度が3833 mPa−secであることが分かった。
【0055】
実施例2
モルホリン改質ヒドロキシプロピルグアーの合成
500mlの樹脂ケトルに、機械式攪拌パドル、窒素入口、セラムキャップ、加熱マントル及びコントローラに接続された表面下熱電対、ならびに鉱物油バブラーに接続された還流冷却器を装備する。樹脂ケトルに、39.73g(33.35g含有、119.0ミリモル)のDabur HPG−8ヒドロキシプロピルグアー、12.05g(64.8ミリモル)の4−(2−クロロエチル)モルホリン塩酸塩、及び180gのイソプロピルアルコールと60gの水との混合物を充填する。混合物を攪拌しながら、反応器を窒素で1時間パージし、全ての混入酸素を除去する。
【0056】
窒素下で攪拌しながら、14.74g(184.3ミリモル)の50%水性水酸化ナトリウム溶液の溶液を、シリンジを用いて、1分かけて窒素下で滴加する。スラリーを15分間攪拌し、その後、混合物を60℃に加熱し、窒素下で3時間攪拌しながらその温度で保持する。
【0057】
スラリーを室温に冷却し、11.0gの氷酢酸を添加し、15分間攪拌することにより中和する。ポリマーを、真空濾過により回収し、Waringブレンダー中で、350mLのアセトンと100mLの水との混合物で5回、そして400mLの純アセトンで2回洗浄する。ポリマーを50℃の真空下で一晩乾燥させ、揮発物含有量が6.14%、灰含有量が6.52%(酢酸ナトリウムとして)、及びケルダール窒素含有量が1.76%(灰及び揮発物に対して補正された)の36.2gのポリマー(実施例2)を得る。モルホリン改質ヒドロキシプロピルグアーポリマー(実施例2)の1%水溶液(灰及び揮発物に対して補正された)を、円錐平板形状を装備したTA Instruments AR−2000振動レオメーターを用いて測定し、6.31秒
−1の剪断速度での粘度が1103mPa−secであることが分かった。
【0058】
実施例3
イミダゾール改質グアーの合成
グリシジルイミダゾールアルキル化剤(1−グリシジルイミダゾール)は、以下の手順により調製される。125mlの三角フラスコに、7.25gのイミダゾール(106.5ミリモル)、8.51gの50%の水性水酸化ナトリウム溶液(106.4ミリモル)、及び28.00gの蒸留水を充填する。磁気熱板上で攪拌しながら、溶液を50℃に穏やかに加熱する。50℃で保持する一方で、攪拌しながら、9.81gのエピクロロヒドリン(106.0ミリモル)をピペットで少しずつ添加する。エピクロロヒドリンは、水性混合物中では不溶性だが、反応すると、溶液は均質になる。水溶液の温度を50℃〜55℃に保つようにエピクロロヒドリンの添加速度を制御し、必要に応じて、フラスコを熱板から外し、水中で冷却する。エピクロロヒドリンの添加時間は、約30分である。エピクロロヒドリンの添加が完了し、溶液が均質になった後、混合物を60℃で30分間攪拌した。その後、淡い麦わら色の溶液はすぐに使える状態であるが、冷蔵庫で一晩保管してもよい。
【0059】
500mlの樹脂ケトルに、機械式攪拌パドル、窒素入口、セラムキャップ、加熱マントル及びコントローラに接続された表面下熱電対、セラムキャップ、ならびに鉱物油バブラーに接続された還流冷却器を装備する。樹脂ケトルに、30.00g(含有)のWeatherford WGA−15グアーガム(119.0ミリモル)、170gのアセトン、及び6gの蒸留水を充填する。混合物を攪拌しながら、反応器を窒素で1時間パージし、全ての混入酸素を除去する。
【0060】
窒素下で攪拌しながら、4.33gの50%水性水酸化ナトリウム溶液(54.1ミリモル)を、シリンジを用いて5分かけて滴加する。スラリーは、ベージュ色から緑黄色に変化し、その後、混合物を窒素下で30分間攪拌する。次に、上記のように調製された1−グリシジルイミダゾールの溶液を、窒素下でシリンジを用いて10分かけて滴加する。次に、スラリーに熱を加え、2時間窒素下で還流する。
【0061】
スラリーを室温に冷却し、8.00gの氷酢酸を添加し、15分間攪拌することにより中和する。ポリマーを、真空濾過により回収し、Waringブレンダー中で、400mLのアセトンと100mLの水との混合物で5回、そして500mLの純アセトンで2回洗浄する。ポリマー(実施例3)を50℃の真空下で一晩乾燥させ、揮発物含有量が5.86%、灰含有量が4.22%(酢酸ナトリウムとして)、及びケルダール窒素含有量が2.65%(灰及び揮発物に対して補正された)の36.44gのポリマー(実施例3)を得る。25.0℃及び30rpm(スピンドル#3)での1%ブルックフィールド粘度が2891mPa−secであることが分かった。
【0062】
実施例4
ジエチルアミノエチル改質グアーの合成
1000mlの4つ口丸底フラスコに、攪拌パドル及びモータ、窒素入口、加熱マントル及びコントローラに接続された浸漬熱電対、均圧添加漏斗、ゴム製のセラムキャップ、ならびに鉱物油バブラーを備えた冷水冷却器を装備する。樹脂ケトルに、78.51g(70.00g含有、0.278ミリモル)のDabur DAVISCO DHV−74グアーガム及び420gの工業銘柄アセトンと47gの蒸留水との混合物を充填する。添加漏斗に、52gの蒸留水中25.0g(0.145モル)の2−クロロ−N,N−ジエチルエチルアミン塩酸塩(N,N−ジエチルアミノエチルクロリド塩酸塩)の溶液を充填する。攪拌しながら混合物を窒素で1時間パージする。1秒当たり約1個の気泡の安定した発泡速度が十分な窒素パージ速度である。
【0063】
スラリーを1時間パージした後、攪拌しながら、15分かけて2−クロロ−N,N−ジエチルエチルアミン塩酸塩の水溶液をスラリーに滴加する。次に、スラリーを更に30分間攪拌し、21.2gの50%水性水酸化ナトリウム溶液(0.265モル)を約10分かけて滴加する。添加中、グアースラリーは、ベージュ色から明るい黄色に変わる。スラリーを更に10分間攪拌し、次に、熱を加え、混合物を2時間40℃で保持する。
【0064】
次に、スラリーを室温に冷却し、シリンジで19gの氷酢酸を添加し、15分間攪拌することにより中和する。ポリマーを、真空濾過により回収し、Waringブレンダー中で、600mLのアセトンと175mLの蒸留水との混合物で5回、そして800mLの純アセトンで2回洗浄する。次いで、ポリマーを50℃の真空下で一晩乾燥させ、82.0gのオフホワイトの粉末を得る。ポリマー(実施例4)は、5.84%の揮発物、1.26%の灰(酢酸ナトリウムとして)、及び2.06%のケルダール窒素含有量(灰及び揮発に対して補正された)を含有した。ジエチルアミノエチル改質グアーポリマー(実施例4)の1%水溶液(灰及び揮発物に対して補正された)を、円錐平板形状を装備したTA Instruments AR−2000振動レオメーターを用いて測定し、6.31秒
−1の剪断速度での粘度が3099mPa−secであることが分かり、10秒
−1の剪断速度での粘度が2381mPa−secであることが分かった。
【0065】
実施例5
モルホリン改質グアーの合成
1000mlの4つ口丸底フラスコに、攪拌パドル及びモータ、窒素入口、加熱マントル及びコントローラに接続された浸漬熱電対、均圧添加漏斗、ゴム製のセラムキャップ、ならびに鉱物油バブラーを備えた冷水冷却器を装備する。樹脂ケトルに、78.51g(70.00g含有、0.278ミリモル)のDabur DAVISCO DHV−74グアーガム及び420gの工業銘柄アセトンと47gの蒸留水との混合物を充填する。添加漏斗に、90gの蒸留水中60.0g(0.322モル)の4−(2−クロロエチル)モルホリン塩酸塩の溶液を充填する。攪拌しながら混合物を窒素で1時間パージする。1秒当たり約1個の気泡の安定した発泡速度が十分な窒素パージ速度である。
【0066】
スラリーを1時間パージした後、攪拌しながら、15分かけて4−(2−クロロエチル)モルホリン塩酸塩の水溶液をスラリーに滴加する。次に、スラリーを更に30分間攪拌し、35.0gの50%水性水酸化ナトリウム溶液(0.438モル)を約10分かけて滴加する。添加中、グアースラリーは、ベージュ色から明るい黄色に変わる。スラリーを更に10分間攪拌し、次に、熱を加え、混合物を2時間40℃で保持する。
【0067】
次に、スラリーを室温に冷却し、シリンジで19gの氷酢酸を添加し、15分間攪拌することにより中和する。ポリマーを、真空濾過により回収し、Waringブレンダー中で、600mLのアセトンと175mLの蒸留水との混合物で5回、そして800mLの純アセトンで2回洗浄する。次いで、ポリマーを50℃の真空下で一晩乾燥させ、86.7gのオフホワイトの粉末を得る。ポリマー(実施例5)は、6.41%の揮発物、2.83%の灰(酢酸ナトリウムとして)、及び1.89%のケルダール窒素含有量(灰及び揮発に対して補正された)を含有した。モルホリン改質グアーポリマー(実施例5)の1%水溶液(灰及び揮発物に対して補正された)を、円錐平板形状を装備したTA Instruments AR−2000振動レオメーターを用いて測定し、6.31秒
−1の剪断速度での粘度が2702mPa−secであることが分かった。
【0068】
実施例6
シャンプー配合物
以下の方法で、関心のポリマーを1%溶液に作製する:148.38gの水を入れたビーカーに1.5gのポリマー粉末を添加し、氷浴中でビーカーを冷却し、維持しながら、2時間混合する。水浴を50〜55℃に加熱し、更に2時間混合する。浴を25℃に冷却し、保存料を添加し、更に10分間混合する。水を添加して、水の損失を調節し、溶液を更に10〜15分間混合する。
【0069】
表1に列記される量に従い、以下の方法で、シリコーン含有シャンプー配合物を作製する:空のビーカーに、界面活性剤及び水を添加し、均一になるまで混合し、その後、80℃に加熱する。エチレングリコールジステアレートを添加し、温度を維持しながら15分間混合する。この混合物を25℃に冷却し、速度を750rpmに上げる。シリコーンポリマーを添加し、30分間混合する。ポリマー溶液を緩徐に添加し、30分間混合する。クエン酸及び保存料を添加し、溶液を更に10分間混合する。任意の水の損失を補うために追加の水を添加し、溶液を更に10〜15分間混合する。
【0070】
表1に列記される量に従い、以下の方法で、非シリコーン含有シャンプー配合物を作製する:空のビーカーに、界面活性剤及び水を添加し、均一になるまで混合し、65℃に加熱し、温度を維持しながら650rpmで30分間混合する。ポリマー溶液を緩徐に添加し、溶液を30分間混合する。混合物を25℃に冷却する。クエン酸及び保存料を添加し、溶液を10分間混合する。次に、任意の水の損失を補うために追加の水を添加し、溶液を更に10〜15分間混合する。
【0071】
【表1】
【0072】
上述のように配合される場合、このパーソナルケア組成物は、約5.8のpH、19,720の粘度(RV5/20rpm)、及び真珠白の外観を有する。
【0073】
濡れた状態の梳毛試験方法
【0074】
以下の前洗浄手順により欧州人の褐色毛髪の見本(International Hair Importersから入手可能)を準備する:15秒毎に毛髪を裏返して30秒間毛髪束を水和する(38℃の水道水、及び流速0.40ガロン/分)。下方運動で強く均等な圧力を維持しながら中指と人指し指を用いて過剰の水を絞る。次に、10%のTergitol 15−S−9を塗布する(毛髪束重量に基づき10%、即ち、0.3gのシャンプー:3.0gの毛髪束)。15秒毎に裏返しながら上下運動により、親指、人指し指、及び中指で毛髪を30秒間軽擦して、Tergitolを毛髪に組み込む。次に、15秒毎に毛髪束を反転させながら毛髪を30秒間すすぐ。最後に、毛髪を梳き、空気乾燥させる。
【0075】
毛髪束を15秒毎に反転させながら、前洗浄した毛髪束を30秒間水和する(38℃の水道水、及び流速0.40ガロン/分)。シャンプー配合物(毛髪束重量に基づき10%)を前洗浄毛髪束に塗布する。15秒毎に反転させながら上下運動により、親指、人指し指、及び中指で毛髪を30秒間軽擦して、シャンプーを毛髪に十分に組み込む。15秒毎に毛髪を反転させながら、流速0.4gal/分の38℃の水道水で30秒間、トリートメントした毛髪をすすぐ。残留トリートメントが毛髪束に残存しないことを確実にするために、この時点で毛髪束を更に操作する。
【0076】
前から1回及び後ろから1回の2回毛髪束を梳くために、目の粗い櫛を使用する。再度前から1回及び後ろから1回の2回毛髪を梳くために、櫛の目の細かい側を使用する。毛髪束を整えるために、下方運動で均等に圧力を維持しながら中指及び人指し指で毛髪束を軽く絞る。
【0077】
次に、毛髪をDia−Stron MTT−170上の目の細かい櫛に設置する。毛髪束を上方向に引張り、毛髪束をDia−Stronホルダに留める。次に、Dia−Stronは、毛髪を梳き、毛髪束の直ぐ下で停止する。毛髪束をDia−Stronで梳いた後、毛髪束を整え、定位置に保持するために、下方運動で均等な圧力を維持しながら中指及び人指し指で毛髪束を軽く絞ることによって再度整える。櫛が基底位置に戻ったときに毛髪が絡まないように、毛髪を邪魔にならないようにそっと持ち上げる。次いで、Dia−Stron上の櫛に毛髪をそっと押し込む。櫛に対する任意の張力を解放するために、毛髪を前後に動かす。合計11の読取値/トレースを収集するために、このプロセスを繰り返す。
【0078】
結果:
図1に示されるように、4−モルホリニルエチルグアー含有シャンプーは、コンディショニング及び利益剤の支援沈着の両方において、その四級対応物(カチオン性グアー、Jaguar(商標)C−13S)、及びジエチルアミノエチルグアー含有シャンプーと類似する、またはそれより良好な優れた性能を提供する。これは、低梳毛力により示され、4−モルホリニルエチルグアー含有シャンプーの塗布後に示される毛髪の摩擦の減少を示す。
【0079】
実施例7
シャンプー配合物
上記の実施例6に記載の方法に従いシャンプーを配合する。
【0080】
シャンプー配合物のパネル試験
欧州人の褐色バージン毛髪束5.0g(International Hair Importersから入手可能)を、約0.5gのTergitol 15−S−9で1分間前洗浄し、十分にすすぐ(1分以上)。評価のため、束を予め濡らし、その後、1.0gの配合シャンプーで1分間洗浄し、約30秒後に束を裏返す。ストロークは、根元から毛先までの円運動である。次に、トリートメントした束を、流速0.4ガロン/分の38℃の水道水ですすぎ、約30秒で束を裏返す。残留トリートメントが毛髪束に残存しないことを確実にするために、ある程度の束の操作が行われる。パネリストの評価前に、毛髪繊維を整えるために毛髪束を最小限梳く。
【0081】
5人のパネリストに、2通りの濡れた毛髪束を触り、梳いてもらう。各パネリストに、比較して(A対B)、どちらの束が梳くのに/触感が滑らかであったかを尋ね、「同じ」は認めなかった。100のうちのスコアを各比較に対して報告する。
【0082】
結果:
図4に示されるように、4−モルホリニルエチルグアー含有シャンプーは、Jaguar(商標)C−13S含有シャンプーより優れた性能特性を提供することができる。グラフは、Jaguar(商標)C−13S含有シャンプーで洗浄した毛髪より4−モルホリニルエチルグアー含有シャンプーで洗浄した毛髪の濡れた感覚感触を好むことを明らかに示す。濡れた状態で梳くなどの他のカテゴリーにおいて、毛髪束が同様の性能を有することが分かる。
【0083】
実施例8
シャンプー配合物
シャンプー配合物は、表2に列挙される量で、以下の方法により作製される:攪拌しながら配合物水の総量の80%を添加し、ポリマーの分散液を作製する(A相)。エチレンジアミン四酢酸ジナトリウム二水和物、続いてB相の材料を添加する。pHを5.5〜6.5に調節し、次いで、C相の材料を添加する。粘度を調節するために、残りの水と共に希釈した塩化ナトリウムを添加する。シャンプーの粘度は、5000〜7000cPであった。
【0084】
【表2】
【0085】
蓄積試験方法
欧州人のバージン褐色毛髪束(International Hair Importersから入手可能)を、実施例6に記載の前洗浄と同様の方法で前洗浄する。次に、1分間、38℃(±1℃)の流水下に直接設置し、30秒後に毛髪束を裏返すことにより、前洗浄した毛髪を水和する。0.3gの配合シャンプーを3gの毛髪束の付け毛に塗布するか、または0.5gの製品を5gの毛髪束の付け毛に塗布する。束の両側を15秒間マッサージして泡を発生させ、次に、38℃(±1℃)の水で15秒間すすぎ、別の側もすすぐ。束の下に向かって指及び均等な圧力を用いて、過剰な水を束から取り除く。プラセボの毛髪束を、上述の同様の方法で洗浄するが、シャンプー配合物の代わりに27%ラウリルエーテル硫酸ナトリウムを使用する。毛髪束を室温で24時間乾燥させ、次に、この手順を5日間連続して繰り返す。乾燥した時点で、束を視覚的及び感覚的性能に関して評価する。その後、洗浄を更に5日間連続して繰り返す。再度、束を乾燥させ、視覚的及び感覚的性能に関して評価する。
図2の評価を、10回の洗浄及び24時間の乾燥時間後に行った。
【0086】
結果:
図2に示されるように、4−モルホリニルエチルグアーを含むシャンプーは、意外にも、EcoSmooth(商標)100のカチオン性グアーを含有するシャンプーと比較して、改善された蓄積耐性をもたらす。4−モルホリニルエチル含有シャンプーの蓄積性能は、望ましくない蓄積に対して良好な耐性を有することが当業者に既知であるUCARE(商標)JR−30Mポリマー(Dow Chemical Companyから入手可能)を含有する同様の組成物と同等またはそれより良好である。
【0087】
実施例9
シャンプー配合物
実施例8に記載する手順と同様の方法及び量で、シャンプーを配合する。
【0088】
高湿度試験方法
ブラジル人の毛髪束(International Hair Importersから入手可能)を前洗浄し、実施例8に記載するものと同様の方法で1回洗浄する。次に、毛髪を人工気候室内で乾燥させ、初期時間点、6時間、及び24時間で視覚的に評価する。
【0089】
結果:
図3に見られるように、4−モルホリニルエチルグアーを含むシャンプーは、意外にも、Ecosmooth 100のカチオン性グアー含有シャンプーと比較して、改善された湿度耐性をもたらす。
図3の写真は、人工気候室内24時間後に撮影されたものであり、カチオン性グアー含有シャンプーの使用と比較して、4−モルホリニルエチルグアーを含むシャンプーの使用後、ボリューム及び縮れが少ないことを示す。
【0090】
実施例10
水生毒性試験方法
4−モルホリニルエチルグアー(実施例5で調製された)及びジエチルアミノエチルグアー(実施例4で調製された)の急性水生毒性を評価するために、ミジンコ目オオミジンコ(cladoceran Daphnia magna)(代表的な淡水無脊椎動物)及びニジマス(代表的な淡水魚)に対してスクリーニングアッセイを行った。研究は、以下の標準的な試験のガイドラインに基づいた:
1)OECD(2004)。経済協力開発機構(Organization for Economic Cooperation and Development)。化学物質を試験するためのOECDガイドライン、No.202、ミジンコ種、急性無動性試験。
2)OECD(1992)。経済協力開発機構。化学物質を試験するためのOECDガイドライン、No.203、魚急性毒性試験。
【0091】
簡潔に、実験室希釈水において調製された各試験化合物に関して0(対照)、10、100、及び300mg/Lを含有する試験溶液に、ミジンコを48時間、魚を96時間曝露した。各試験濃度で5匹のミジンコまたは魚を曝露した。ミジンコの場合、無動性(刺激された後、15秒以内に動くことが不可能と定義される)及び異常行動を観察した一方で、魚の場合、死亡率及び異常行動を観察した。
【0092】
結果:水生毒性を試験した際、4−モルホリニルエチルグアーは、ミジンコ及び魚の両方において非毒性であり、試験された最高濃度で、EC
50及びLC
50値は>300mg/Lであり、無影響濃度(NOEC)は300mg/Lであった。対照的に、ジエチルアミノエチルグアーはより毒性であり、ミジンコについてはEC
50=155mg/L、そして魚についてはLC
50<10mg/Lであった。これらの結果を表3に示す。
【0093】
【表3】
【0094】
本明細書に記載の実施例及び実施形態は、単に図示の目的であり、それを考慮して、様々な修正または変更が当業者に示され、本出願の趣旨及び範囲内及び付属の請求項の範囲内に組み込まれることを理解されたい。本明細書に引用される全ての刊行物、特許、及び特許出願は、全ての目的に関して、参照により本明細書に組み込まれる。