明 細 書
リン酸エステルで変性されたオルガノ (ポリ) シロキサン及びその製造方法 技術分野
本発明は、 香粧品 (香料及び化粧品) の配合成分として有用なリン酸エステル 変性オルガノ (ポリ) シロキサン、 更には当該リン酸エステル変性オルガノ (ポ リ) シロキサンの製造にも適したリン酸エステル変性オルガノ (ポリ) シロキサ ンの製造方法に関する。
背景技術
オルガノポリシ ϋキサン (シリコーンオイル) は、 ぺたつき感がなく安全性も 高いことから、 頭髪の仕上げ剤のほか、 各種化粧品の成分として汎用されている。 また、 最近では、 従来の化粧品用途に加え、 香料をも含めた香粧品の配合成分と しての適用が研究されている。 このような用途に対応させるため、 オルガノ (ポ リ) シロキサンには、 相溶性、 耐薬品性、 水への溶解性及び潤滑性などのより一 層の向上が要求されている。
このような要求を満足するべく、 さまざまな官能基を導入した変性オルガノポ リシ口キサン、 例えば、 ァミノ変性、 エポキシ変性、 カルボン酸変性、 メルカプ ト変性、 アルコール変性、 ポリエーテル変性、 フロオルアルキル変性、 アルキル 変性、 エステル変性及びアルコキシ変性オルガノポリシロキサンが研究、 開発さ れている。
—方、 有機ヒドロキシ化合物のひン酸エステル (そのアル力リ金属塩等を含む) が優れた界面活性能を有することが知られており、 なかでもモノエステルの界面 活性能がジエステルのそれに比べて格段に優れていることが知られている。 例え ば、 長鎖アルキルアルコールのリン酸モノエステルのアル力リ金属塩又はアル力 ノール了ミン塩は、 永溶性で、 かつその水溶液は起泡力、 洗浄力が強いのに対し、 リン酸ジエステルのそれらの塩は水に難溶で、 起泡力もほとんど示さないばかり か、 消泡性さえ示す。
これらの点及び上記した変性オルガノポリシ口キサンの両方の性質を生かすも のとして、 米国特許 5, 070, 171号及び 5, 093, 452号には、 1 1 5 %リン酸、 五酸化 リン、 ポリ リン酸を用いて主鎖のシロキサン結合部 (両末端を除く) のケィ素原
子に低級 (炭素数 3のもののみ) 了ルキレン基やポリアルキレンォキシ基を連結 基としてリン酸エステル塩を導入したものが開示されている。
しかしながら、 上記の如き従来の変性オルガノポリシ口キサンは、 香粧品の配 合成分として十分に満足の行くものではなかった。 例えば、 ポリエーテル変性ォ ルガノポリシロキサンは、 ポリエーテル結合を有する非イオン活性剤の特徴であ る曇点現象があるため、 乳化系における温度安定性が悪く、 実用には不向きであ るという問題がある。 また、 米国特許 5, 070, 171号及び 5, 093, 452号において開示 されたものは、 製造法の欠点からリン酸化率が低く更に活性剤として有用なモノ エステル含有量が少ない混合物であり、 かつアルキレン基が短鎖のため全体とし て親水性一疎水性のバランスがくずれ、 界面活性能が弱いため、 やはり番粧品の 配合成分としては不十分である。
従って本発明の目的は、 相溶性、 乳化性、 起泡力等に優れ、 香粧品配合成分と して好適な変性オルガノ (ポリ) シロキサンを提供することにある。 また、 本発 明の目的は、 当該変性オルガノ (ポリ) シ口キサンの製造にも適用できる、 変性 オルガノ (ポリ) シロキサンの新規な製造方法を提供することにもある。
発明の開示
本発明は、 次の一般式 (1 )
R1 R R2
R1— Si— 0— (Si— D)n— Si— R2 ( 1 )
R1 R R2
〔式中、 Rは同一又は異なって炭素数 1〜 2 2のアルキル基、 アルコキシ基、 次 式 (2 ) 又は (3 ) (R40)q _ R5 _(0R6)r_ ( 2 )
H0-(R 0)q- R5 -(0R6)r— ( 3 )
(式中、 R 4 及び R 6 は炭素数 2〜4のアルキレン基を示し、 R 5 は炭素数 4〜 5 0のヒド キシル基を舍んでいてもよい直鎖又は分岐鎖のアルキレン基を示し、
M1 及び M2 は永素原子、 アルカリ金属、 アンモニゥ厶、 アルキルアミン又はァ ルカノールァミンを示し、 qは 0〜 200の数を、 rは 0又は 1の数を示す) で示される基を示し、 R1 及び R2 は次式 (2' ) 若しくは (3' )
0
M1D-P-0-(R40)q-R5L(0R6)r- (2' )
02
H0-(R 0)q-R5-(0R6)r— (3' )
(式中、 R*及び R6 は前記と同じものを示し、 R5' は炭素数 1〜50のヒド 口キシル基を含んでいてもよい直鎖又は分岐鎖のアルキレン基を示し、 q、 r、 Μ1 及び Μ2 は前記と同じものを示す)
で示される基又は炭素数 1〜 22のアルキル若しくはアルコキシ基を示すが、 R1、 R2 及び Rのうち少なくとも一つは式 (2)又は (2' ) で表わされる基 を示す。 ηは 0〜: I 000の数を示す〕
で表わされるリン酸エステルで変性されたオルガノ (ポリ) シロキサンに係るも のである。
また、 本発明は、 分子鎖中のゲイ素原子に結合する基として 1以上の基 H0-(R40)q-R5/ -(0R6)r- (式中、 R4、 R5' 、 R6、 q及び rは前記と同じも のを示す) を有するアルコール変性オルガノ (ポリ) シロキサンとォキシハロゲ ン化リンとを反応させ、 次いでリンとハロゲンの結合部を加水分解することを 特徴とする、 分子鎖中のゲイ素原子に結合する基として 1以上の次式:
M1
(式中、 R4、 R5' 、 R6、 M1、 M2、 q及び rは前記と同じものを示す) で示される基を有するオルガノ (ポリ) シロキサンの製造方法に係るものである c 上記のリン酸エステルで変性されたオルガノ (ポリ) シ nキサンは、 起泡力、 乳化性能に優れ、 乳化系の温度安定性及び他のィォン成分との相溶性が良好であ ること、 更に、 上記の製法は他のリン酸エステル変性オルガノ (ポリ) シロキサ
ンの製造にも適用でき有用である。
図面の簡単な説明
図 1は、 実施例 1で得られたジメチルポリシロキサンの I Rスぺクトルである c 図 2は、 実施例 2で得られたジメチルポリシロキサンの I Rスぺクトルである c 図 3は、 実施例 3で得られたジメチルポリシロキサンの I Rスぺクトルである c 図 4は、 実施例 4で得られたジメチルポリシロキサンの I Rスぺク トルである c 発明を実施するための最良の形態
本発明における 「オルガノ (ポリ) シロキサン」 とは、 髙分子量のオルガノポ リシロキサンから低分子量のオルガノシロキサンまでを含む意味である。 また、 本発明における 「リン酸エステルで変性された」又は 「リン酸エステル変性」 と いう場合の「リン酸エステル」 とは、 そのものに加え、 上記したようなリン酸ェ ステルのアルカリ金属塩、 アンモニゥム塩、 アルキルアミン塩又はアル力ノール ァミン塩も含む意味である。
式 (1) 中の基 Rは、 炭素数 1〜22のアルキル基、 アルコキシ基、 式 (2) 、 式 (3) で表わされる基であるが、 これらの中でも炭素数 1〜 6の了ルキル若し くはアルコキシ基、 R5 が炭素数 4〜1 5のアルキレン基である式 (2) の基が 好ましく、 特にメチル基又は R5 が炭素数 6〜 1 2のアルキレン基である式 (2) の基が好ましい。 また、 式 (1) 中の nは 0〜1 00 0の数であるが、 番 粧品の配合成分として用いる場合は、 0〜1 0 0、 特に 0〜50、 更に 0〜1 0 のものが好ましい。 式 (2) 、 式 (2' ) 、 式 (3) 又は式 (3' ) 中の R5 又 は R5' としては炭素数 4〜1 5、 特に 6~1 2のものが好ましく、 qは 0~ 1 5、 rは 0が好ましく、 また、 式 (2) 中の M1 及び M2 としては、 水素原子 又はアル力リ金属が特に好ましい。
本発明方法に用いるォキシハ σゲン化リンとしては、 例えばォキシ塩化リン、 才キシ臭化リン等が挙げられるが、 特にォキシ塩化リンが好ましい。
前記式 (1 ) の化合物を包含するリン酸エステルで変性されたオルガノ (ポ リ) シロキサンは、 次の如くして製造される。 すなわち、 分子鎖中のケィ素原子 に結合する基として 1以上の基 (3) 又は (3' ) を有するアルコール変性オル ガノ (ポリ) シ キサンとォキシハロゲン化リンとを反応させ、 次いでリンとハ
ゲンの結合部を加水分解することにより、 分子鎖中のケィ素原子に結合する基
(2) 又は (2' ) を有するオルガノ (ポリ) シ口キサンが製造される。
以下、 製造工程ごとに本発明の製造方法を説明する。 まず、 分子鎖中のケィ素 原子に結合する基として 1以上の基 (3) 又は (3' ) を有するアルコール変性 オルガノ (ポリ) シ口キサン (以下、 「アルコール変性オルガノ (ポリ) シロキ サン」 という) とォキシハ ゲン化リンとを無溶媒又は溶媒中で反応させる。 本発明で用いるアルコール変性オルガノ (ポリ) シロキサンは、 分子鎖中のい ずれか 1以上のケィ素原子に基 (3) 又は (3' ) が結合しているものであれば よく、 その結合部位は制限されない。 したがって、 一般に特定の置換基の結合部 位により側鎖型、 両末端型、 片末端型及び Τ構造型などと称されるいずれの構造 のものも使用することができる。 このようなアルコール変性オルガノ (ポリ) シ ロキサンとしては、 例えば、 次式で示される構造のものを挙げることができる。
CH3 CH3 CH3
CH3一 Si一 0- 0)j" Si-C3H60(CH2)2 OH
1
CH3 CH3 CH3
CH3 CH3 CH3
CH3 -Si-0- '0)广
1 -{r ■Si-CnH220H
CH3 CH3 CH3
CH3 CH3 CH3
1 1
HO (CH2 )20C3 H6— S i— 0— (S i— O — S i— C3 He 0— (CH2 )2 OH
CH3 CH3 CH3
CH3 CH3 CH3
HQCiiH22— Si— D— (Si— O — Si— C11H22OH
CH3 CH3 CH3
CH3 CH3 CH3 CH3
CH3— S i— 0— (S i— 0) £— (§ i一 0)α>— § i一 CH3
CH3
C3H60(CH2)9 OH
(式中、 j、 k、 £及び mは 0〜1 0 0 0の数を示す)
このようなアルコール変性オルガノ (ポリ) シロキサンは公知の方法で製造し たものを使用することができるが、 市販品をそのまま使用することもできる。 こ の市販品としては、 例えば、 X— 2 2— 1 7 0、 X— 2 2— 1 7 0 A、 X— 2 2 -1 7 O B. X- 2 2 -1 7 0 D X-2 2 -1 6 OAS. KF 6 0 0 K KF 6 0 0 2、 KF 6 0 0 3、 X— 2 2— 1 7 6 B、 X— 2 2— 1 7 6 D、 X-2 2 - 0 1 5 (以上、 信越化学社製) 、 TS L— 9 1 0 5、 T S F 4 7 0 5、 TSF 4 7 5 K XF 4 2 -2 2 0. XF 4 2 -8 1 K XF 4 2 -8 3 1 (J¾ 上、 東芝シリコ一ン社製) 、 P S 1 9 7、 PX 1 0 1 (以上、 チッソ社製) を挙 げることができる。
アルコール変性オルガノ (ポリ) シ口キサンとォキシハ πゲン化リンとの反応 方法は特に制限されないが、 例えば、 それぞれを適当な溶媒に溶解させたものを 混合し、 反応させる方法を適用することができる。
アルコール変性オルガノ (ポリ) シロキサンを溶解させるために用いる溶媒と しては、 テトラヒドロフラン、 塩化メチレン、 トルエン、 ジェチルエーテルなど を挙げることができる。 ここで用いる溶媒量は、 アルコール変性オルガノ (ポリ〉 シロキサン重量に対して 1 0倍量以下が好ましく、 3倍量以下が更に好ましい。 また、 ォキシハロゲン化リンを溶解させるために用いる溶媒としては、 テトラヒ ド フラン、 塩化メチレン、 トルエン、 エーテルなどを挙げることができる。 こ こで用いる溶媒量は、 ォキシハロゲン化リン重量に対して 2 0倍量以下が好まし
く、 1 0倍量以下が更に好ましい。
アルコール変性オルガノ (ポリ) シロキサンとォキシハロゲン化リンとの混合 比は特に制限されないが、 アルコール変性オルガノ (ポリ) シロキサンが有する ヒ ドロキシル基 1当量に対して、 ォキシノヽロゲンィ匕リンが 0 . 5〜2、 好ましく は 0 . 9〜1 . 5当量となるように混合することが好ましい。
アルコール変性オルガノ (ポリ) シ キサンとォキシハロゲン化リンの混合方 法は特に制限されないが、 例えば、 必要に応じて攪拌しながら、 ォキシハロゲン 化リン溶液中にアルコール変性オルガノ (ポリ) シロキサン溶液を滴下する方法 を適用することができる。
この場合の滴下方法は特に制限されず、 例えば、 全量を一括して若しくは適宜 分割して滴下する方法又は少量ずつ滴下する方法を適用することができる。 滴下 時における反応系の温度は一 5 0〜 1 0 :が好ましく、 一 3 0〜 0でが更に好ま しい。 反応終了後、 必要に応じて前記温度範囲内で 1〜 5時間熟成操作をするこ とが好ましい。 なお、 反応系には副生する塩酸を中和するため、 第 3級ァミン、 例えば、 トリェチルァミン、 ト リブチル了ミン、 ピリジン、 N—メチルモルホリ ンなどを共存させることもできる。
次に、 前工程により生じた反応生成物の' Jンとハロゲンの結合部を加水分解す るには、 アルカリ溶液を、 例えば上記と同様の滴下方法を適用して反応させる。
ここで用いるアル力リ溶液としては、 水酸化ナトリウム、 永酸化力リウ厶、 ァ ンモニァ、 アルキル了ミン、 アルカノールァミンなどの水溶液を挙げることがで き、 特に水酸化ナト リウム、 水酸化力リウムが好ましい。 また、 アル力リ溶液の 濃度は特に制限されず、 アルコール変性オルガノ (ポリ) シロキサン及びォキシ ハロゲン化リンの濃度を考慮して適宜調節することができる。 更に、 反応系の温 度は、 上記と同じ温度範囲に設定保持することが好ましく、 反応時間は 1〜1 5 時間がよい。
このようにして反応を終了させた後、 生成したリン酸エステル変性オルガノ (ポリ) シ キサンを反応系から分別する。 なお、 得られたリン酸エステル変性 オルガノ (ポリ) シ口キサンに対し、 必要に応じて更に精製操作を付加すること もできる。 この精製操作は特に制限されず、 例えば、 1 ) 反応液中に、 水及び非
親水性溶媒、 例えば、 ブタノール、 トルエンなど、 更に必要に応じてエタノール、 2一プロパノールなどの解乳化剤を加えて攪拌し、 静置して分層させ、 余剰のリ ン酸塩や副生する無機及び有機塩を含む水層を除去する方法; 2 ) 反応液から溶 剤を留去し、 得られた残渣を水で洗浄することにより余剰のリン酸塩等を除去す るか、 又は前記残渣をエタノール、 プ πパノール、 ブタノール、 トルエン等の溶 剤に溶解させることにより、 析出した余剰のリン酸塩等をろ別して除去する方法 ; 3 ) 生成したリ ン酸エステル変性オルガノ (ポリ) シ キサンが有機溶剤に不 溶のものの場合には、 分別した氷層にエタノール、 アセ トンなどの親水性溶媒を 加えて目的物を沈殿させる方法を挙げることができる。
実施例
以下、 実施例により本発明を更に詳しく説明するが、 本発明はこれらの実施例 に限定されるものではない。
実施例 1
ォキシ塩化リン 8 2 0 m gをテトラヒドロフラン 3 gに溶解させた溶液を、 一 3 0 :まで冷却した。 次に、 この溶液に、 次式;
CH3— (CH2)3 0 (CH2)2 0H
で示される構造の片末端アルコール変性ジメチルポリ シロキサン (商品名 X - 2 2—1 7 0 A、 アルコール当量 3 1 ;信越化学社製) 1 0 g及びトリエチルァ ミン 5 4 0 m gをテトラヒドロフラン 1 0 gに溶解させた溶液を、 2 0分かけて 滴下し、 反応させた。 その後、 反応系の温度を一 2 O :以下に保持し、 4時間熟 成させた。 次に、 反応液中に、 氷酸化ナト リウム 1 . O gをイオン交換水 3 に 溶解させた溶液を 2 0分かけて滴下した。 その後 で 1 2時間攪拌を継続し、 反応を終了させた。 次に、 反応液にイオン交換水 5 O gを加えた後、 更にジェチ ルエーテルとエタノール混合溶媒を加え、 反応生成物を抽出した。 その後、 有機 溶媒層をイオン交換水で洗浄し、 氷層を除去した後、 溶媒を減圧下で留去して本 発明のリ ン酸エステル変性ジメチルポリシロキサン 1 0 gを得た。 このリ ン酸ェ
ステル変性ジメチルポリシロキサンは、 通常化粧品成分として使用されるシリコ ーンオイルに対し、 0〜5 0 *Cの範囲内において温度に関係なく安定した乳化力 を示した。 また、 水、 低級アルコール等の極性溶媒などとの相溶性も優れていた
c このものについて NMR及び I R (n e a t法) による分析を行った。 NMR の分析結果は次のとおりであり、 図 1に I Rスぺク トルを示す。
31P - NMR (CDCi3 ) ;
'H-NMR (CDC ) ;
d (ppm) 0. 1 (broad s, 1 7 H, S i— CH3 )
0. 5 (m, 2H, -O-S i -CH^-CHa-CHa-O-)
1. 6 (m, 2H, -O-S i -C H2C H2CH2-O-) 3. 4 (m, 2H, -CH2-O- (CH2) 2-0-P)
3. 55 (m, 2H, -C H2-0-C Ha-CHa-O-P) 3. 7 2、 3. 9 1 (m, 2 H, -CH2-O-P)
これらの分析結果から、 リン酸エステル変性ジメチルポリシロキサンの構造は 次式で示されるものであると認められる。
CH3 CH3 0
CH3— Si— (0— Si)23 (CH2)30(CH2)20-P-0Na
CH3 CH3 DNa 実施例 2
ォキシ塩化リン 1 5. 2 gをテトラヒドロフラン 1 5 gに溶解させた溶液を、 一 3 0 まで冷却した。 次に、 この溶液に、 次式;
CH3 CH3
HO (CH2 )20 (CH2 ) 3 - (S i- 0)ι 0 S i— (CH2 )30 ~ (CH2 )2 OH
で示される構造の両末端アルコール変性ジメチルポリシロキサン (商品名 X— 22— 1 6 0 AS、 アルコール当量 1 1 2 ;信越化学社製) 5 0 g及びト リエチ ルァミン 1 0 gをテトラヒドロフラン 4 0 gに溶解させた溶液を、 4 0分かけて 滴下し、 反応させた。 その後、 反応系の温度を一 20で以下に保持し、 4時間熟 成させた。 次に、 反応液中に、 氷酸化ナト リウム 2 0. 7 gをイオン交換水 4 0 gに溶解させた溶液を 4 0分かけて滴下した。 その後 O tで 1 2時間攪拌を継続 し、 反応を終了させた。 次に、 溶媒を留去したのちイオン交換水 300 gを加え、 不溶分をろ別した。 その後、 ろ液にエタノール 1 0 Om^を加え、 生じた固形物 をろ別し、 本発明のリン酸エステル変性ジメチルポリシ σキサン 5 2 gを得た。 このジメチルポリシロキサンは, 通常化粧品成分として使用されるシリコーンォ ィルに対し、 0~5 O tの範囲内において温度に関係なく安定した乳化力を示し た。 また、 水、 低級アルコール等の極性溶媒などとの相溶性も優れていた。
このものについて NMR及び I R (KB r法) による分析を行った。 NMRの 分析結果は次のとおりであり、 図 2に I Rスぺク トルを示す。
3,P-NMR (CDC ) ;
'Η— NMR (D20) ;
δ (ppm) 0. 1 (broad s, 66 H, S i -CH3 )
0. 5 2 (m, 4H, -O-S i -CHs-CHa-) 1. 5 5 (m, 4H, 一 O— S i— C HsC ^C H2— O—)
3. 6 (m, 8H, -CH2-O-CH2-)
3. 8 (m, 4H, -CJH -0-P-)
これらの分析結果から、 リン酸エステル変性ジメチルポリシロキサンの構造は 次式で示されるものであると認められる。
実施例 3
ォキシ塩化リン 7. 8 gをテトラヒド口フラン 1 O gに溶解させた溶液を、 一 3 O :まで冷却した。 次に、 この溶液に、 次式;
CH3 CH3
HQ (CH2)2 OC3 He一 (Si— G)4o Si- C3 He 0 (CH2)2一 OH
CH3 CH3 で示される構造の両末端アルコール変性ジメチルポリシロキサン (商品名 KF 6002、 アルコール当量 35 ;信越化学社製) 80 g及びト リェチルアミン 5. Ogをテトラヒドロフラン 3 Ogに溶解させた溶液を、 50分かけて滴下し、 反応させた。 その後、 反応系の温度を一 2 Ot以下に保持し、 4時間熟成させた。 次に、 反応液中に、 水酸化ナトリウム 10. 6 gをイオン交換水 20gに溶解さ せた溶液を 40分かけて滴下した。 その後 0tで 12時間攪拌を継続し、 反応を 終了させた。 次に、 溶媒を留去したのちイオン交換水で洗浄した (300 gx 3) のち、 水を留去して、 本発明のリン酸エステル変性ジメチルポリシロキサン 82 gを得た。 このジメチルポリシロキサンは、 通常化粧品成分として使用されるシ リコーンオイルに対し、 0〜5 O :の範囲内において温度に関係なく安定した乳 化力を示した。 また、 氷、 低級アルコール等の極性溶媒などとの相溶性も優れて いた。
このものについて NMR及び I R (KBr法) による分析を行った。 NMRの 分析結果は次のとおりであり、 図 3に I Rスぺクトルを示す。
31P— NMR (CD3OD + CDC ) ;
•H-N (CD3OD + CDC 3 ) ;
d (ppm) -0. 2 (broad s, 246 H, S i— CH3)
0. 35 (m, 4H,
-O-S i -CH2-CH2-CH2-0-)
1. 43 (m, 4H. -O-S i -CH2CH2CH2-O-) 3. 28 (m, 4H, -CH2-0-CH2CH20-P-)
3. 44 (m, 4H, -CHaO-CHzCHsO-P-)
3. 73 (m, 4H, -CH2O-P-)
比較例 1
次式; CH3 CH3
(式中、 s : t = 2 6 : 1である) で表されるアルコール変性ジメチルポリシ口 キサン (商品名 X— 22 - 4 0 1 5 ;信越化学社製) 1 00 gの溶液に五酸化リ ン 1. 7 gを固体の状態で少量ずつ添加した。 その後、 少しずつ昇温して 70 t にし、 その温度を保持したまま 1時間攪拌した。 次に、 1 0 まで昇温し、 更 に 4時間攪拌を継続した。 その後、 室温になるまで放置したのち、 20%氷酸化 ナトリウム溶液を加え、 反応液を中性にした。 得られた生成物について31 P— NMR (CDCi3 +エタノール) を測定したところ、 2. 4 p pmに未反応リ ン酸に基づくシグナルが、 1. 4 p pmにリン酸モノエステルに基づくシグナル が、 1. 0 p pmにリン酸ジエステルに基づくシグナルが、 一 8. 3 p pmにビ
αリン酸に基づくシグナルがあった。 また、 生成物を水洗したものについて1 Η -NMR (CDCi3 ) を測定したところ、 リン酸転化率 (リン酸エステル化さ れたー OHの当量数 X 100/当初の一 OHの当量数) は 30%以下であった。 このジメチルポリシロキサンは、 通常化粧品成分として使用されるシリコーンォ ィルに対し、 0~5 Otの範囲内における乳化安定性が悪くまた、 水、 低級アル コ一ル等の極性溶媒などとの相溶性も劣っていた。
比較例 2
実施例 2と同じ両末端アルコール変性ジメチルポリシロキサン (商品名 X - 22-16 OAS) 5 O gと五酸化リン 3. 5 gを用い、 比較例 1と同様に処理 した。 得られた生成物についての31 P— NMR (CDCi3 ) 測定の結果、 未反 応リン酸:モノエステル:ジエステルのモル比が 3 : 2 : 1であることを確認し た。 このジメチルポリシ πキサンも比較例 1のものと同様に、 乳化安定性及び相 溶性のいずれもよくなかった。
実施例 4
ォキシ塩化リン 5. 3gをテトラヒドロフラン 1 O gに溶解させた溶液を、 -30でまで冷却した。 次に、 この溶液に、 比較例 1で用いたアルコール変性ジ メチルポリシロキサン (商品名 X— 22 - 4015 ) 70 g及びトリェチルアミ ン 3. 5 gをテトラヒドロフラン 3 Ogに溶解させた溶液を、 30分かけて滴下 し、 反応させた。 その後、 反応系の温度を一 2 以下に保持し、 4時間熟成さ せた。 次に、 反応液中に、 水酸化ナトリウム 7. O gをイオン交換水 15 gに溶 解させた溶液を 30分かけて滴下した。 その後 で 12時間攪拌を継続し、 反 応を終了させた。 次に、 溶媒を留去したのちイオン交換氷で洗浄した (300 g X 3) のち、 永を留去して、 リ ン酸エステル変性オルガノポリシロキサン 69 gを得た (リン酸エステル転化率 95 %以上) 。 このオルガノポリシロ キサンは、 通常化粧品成分として使用されるシリコーンオイルに対し、 0〜50 •Cの範囲内において温度に関係なく安定した乳化力を示した。 また、 水、 低級ァ ルコール等の極性溶媒などとの相溶性も優れていた。
このものについて NMR及び I R (KBr法) による分析を行った。 NMRの 分析結果は次のとおりであり、 図 4に I Rスぺクトルを示す。
31P-NMR (CD3OD + CDC 3 ) ;
!H-NMR (CDaOD + CDC 3 ) ;
δ (ppm) -0. 1 0 (broad s, 1 5 5 H, S i -CH3 )
0. 33 (m, 2H, 0— S i— 一 CH2)
1. 46 (m, 2H. 0-S i -CHaCHaCHa) 3. 27 (m, 2H, -CH2-0-CHaCH8-0-P)
3. 35、 3. 44 (m, 2 H, -CH20CH2CH20-P) 3. 53、 3. 73 (m, 2 H, -CH2O-P-) 実施例 5
ォキシ塩化リン 1 3. 2 gをテトラヒドロフラン 2 O gに溶解させた溶液を 一 3 まで冷却した。 次に、 この溶液に公知の方法 (特開昭 62-195389号) に より合成した上記式の片末端アルコール変性ジメチルシロキサン 28. 2 g、 ト リエチルァミン 8. 7 gをテトラヒド πフラン 30 gに溶解させた溶液を 2 0分 で滴下した。 その後、 反応温度を一 2 O :以下に保ちながら 4時間熟成させた。 次に、 反応液中に水酸化ナトリウム 1 7. 5 gをイオン交換永 3 O gに溶解した 溶液を 2 0分で滴下した。 0でで 1 2時間攪拌を継続し、 反応を終了させた。 次 に反応液にイオン交換水 7 0 g エーテルとエタノールの混合溶媒を加え、 反応 生成物を抽出した。 その後有機層をイオン交換水で洗浄し、 水層を除去したのち
溶媒を減圧留去し本発明のリン酸エステル変性ジメチルシロキサン 32 gを得た c このリン酸ヱステルジメチルシロキサンは、 通常化粧品成分として使用される シリコーンオイルに対して、 0〜5 の範囲内において温度に関係なく安定し た乳化力を示した。 また、 水、 低級アルコール等の極性溶媒などとの相溶性も優 れていた。
3lP-NMR (CDC ) ;
d (ppm) 8. 0
'H-NMR (CDC ) ;
δ (ppm) -0. 03 (— 0— S i (CHa) 8-CH2-)
-0. 06 ( (CHa) 3S i一〇)
0. 5 (S i -CHa)
1. 2 (一 CH
2 - (CHz)
8-CH
2-CH
2-0-P)
3. 8 (— CH2— 0— P)
I R
S i一 0— S i 1050 cm-'
S i一 C 1245 cm"1, 840 cm"1
実施例 6 CH3 - CH3 +
CH 3— CH3
ォキシ塩化リン 5 . 5 gをテトラヒドロフラン 2 0 gに溶解させた溶液を 一 3 0 tまで冷却した。 次に、 この溶液に公知の方法 (特開昭 62-195389号) に より合成した上記式の側鎖型アルコール変性ジメチルポリ シロキサン 5 0 . 0 g、 トリェチルァミン 3. 7 gをテトラヒドロフラン 5 0 gに溶解させ た溶液を 3 0分で滴下した。 その後、 反応温度を一 2 O t:以下に保ちながら 4時 間熟成させた。 次に、 反応液中に水酸化ナトリウム 7, 3 gをイオン交換水 1 0 gに溶解した溶液を 2 0分で滴下した。 0でで1 2時間攪拌を継続し、 反応を終 了させた。 次に反応液にイオン交換水 1 0 0 g、 エーテルとエタノールの混合溶 媒を加え、 反応生成物を抽出した。 その後有機層をイオン交換氷で洗浄し、 水層 を除去したのち溶媒を減圧留去し本発明のリン酸エステル変性ジメチルポリシ σ キサン 5 2 gを得た。
このリン酸エステル変性ジメチルポリシロキサンは、 通常化粧品成分として使 用されるシリコーンオイルに対して、 0〜5 0 tの範囲内において温度に関係な く安定した乳化力を示した。 また、 水、 低級アルコール等の極性溶媒などとの相 溶性も優れていた。
3lP-N R (CDC ) ;
δ (ppm) 7. 9
'H-NMR (CDC£3 ) ;
d (ppm) 0. 1 (S i -CHa)
0. 5 (S i -CH^)
1. 3 (— CH2— (CHa) e— CH2— CH2 - 0— P)
3. 9 (— CH2—〇— P)
I R
S i一 0— S i 1 0 20 cur1
S i— C 1 260 cm"1, 800 cm一1
実施例 7
ォキシ塩化リン 6. 5 gをテトラヒドロフラン 2 0 gに溶解させた溶液を -30tまで冷却した。 次に、 この溶液に公知の方法 (特開昭 62-195389号) に より合成した上記式の両末端アルコール変性ジメチルポ リ シロキサン 40. 0 g、 ト リェチルァミ ン 4. 3 gをテトラヒ ド σフラン 40 gに溶解させ た溶液を 30分で滴下した。 その後、 反応温度を一 20t以下に保ちながら 4時 間熟成させた。 次に、 反応液中に永酸化ナト リウム 8. 5 gをイオン交換水 1 0 gに溶解した溶液を 2 0分で滴下した。 0 で1 2時間攪拌を継続し、 反応を終 了させた。 次に反応液にイオン交換氷 1 00 g、 エーテルとエタノールの混合溶 媒を加え、 反応生成物を抽出した。 その後有機層をイオン交換水で洗浄し、 永層 を除去したのち溶媒を減圧留去し本発明のリン酸エステル変性ジメチルポリシロ
キサン 41 gを得た。
このリン酸エステル変性ジメチルポリシ πキサンは、 通常化粧品成分として使 用されるシリコーンオイルに対して、 0〜50での範囲内において温度に関係な く安定した乳化力を示した。 また、 氷、 低級アルコール等の極性溶媒などとの相 溶性も優れていた。
P-NMR (CDCi3 ) ;
δ (ppm) 7. 9
Ή-NMR (CDC ) ;
d (ppm) 0. 1 (S i -CH^)
1. 2 (— CH2 - (CHa) 8— CH2 - CH2 - 0— P)
1. 6 (-CH^-CH2-0-P)
I R
S i一 0— S 1020 cm-1
S i一 C 1260 cm-', 800 cm-1
実施例 8 + POC ~ > ~ >
ォキシ塩化リン 1 1. O gをテトラヒ ド フラン 2 0 gに溶解させた溶液を —3 まで冷却した。 次に、 この溶液に上記式のアルコール (ポリエーテル) 変性ジメ チルポ リ シロキサン (K F— 3 5 5 A, 信越化学 (株) 製) 50. 0 g、 トリェチルァミ ン 7. 3 gをテトラヒドロフラン 25 gに溶解させ た溶液を 30分で滴下した。 その後、 反応温度を一 2 以下に保ちながら 4時 間熟成させた。 次に、 反応液中に永酸化ナトリウム 1 4. 7 gをイオン交換水 2 0 gに溶解した溶液を 20分で滴下した。 0tで 5時間攪拌を継続し、 反応を 終了させた。 テトラヒドロフラン層を分取し、 溶媒を減圧留去した後、 さらにェ タノールを加え不溶分を攄別した。 その後ェタノールを減圧留去し本発明のリン 酸エステル変性ジメチルポリシロキサン 57 gを得た。
このリン酸エステル変性ジメチルポリシロキサンは、 通常化粧品成分として使 用されるシリコーンオイルに対して、 0〜50での範囲内において温度に関係な く安定した乳化力を示した。 また、 水、 低級アルコール等の極性溶媒などとの相
溶性も優れていた。
3,P-NMR (CDC ) ;
δ ( pm) 7. 8
Ή-NMR (CDC ) ;
6 (ppm) 0. 1 (S i -CHa)
0. 5 (S i -CHa)
1. 5 (S i -CH
2-CH2-CH
2-0)
I R
S i一 O— S i 1025 cm-1
S i一 C 1270 cm—1, 800 cm"1
実施例 9
CH3 CH3 CH3 CH3
CH3— Si— Q— (Si— 0)25— (Si— 0) 5— Si— CH3 + P0Ci3
CH3 CH3 ミ CH3
OH
CH3— CH3
ォキシ塩化リン 1 1. 6 gをテトラヒド口フラン 30 gに溶解させた溶液を 一 30 tまで冷却した。 次に、 この溶液に公知の方法 (特開昭 62-195389号) に より合成した上記式の両末端アルコ ール変性ジメ チルポ リ シロキサン 50. 0 g、 ト リェチルァミ ン 7. 6 gをテトラヒ ドロフラン 40 gに溶解させ
た溶液を 30分で滴下した。 その後、 反応温度を一 20で以下に保ちながら 4時 間熟成させた。 次に、 反応液中に永酸化ナト リウム 15. 1 gをイオン交換水 2 Ogに溶解した溶液を 20分で滴下した。 0でで12時間攪拌を継続し、 反応 を終了させた。 次に反応液にイオン交換水 10 O g、 エーテルとエタノールの混 合溶媒を加え、 反応生成物を抽出した。 その後有機層をイオン交換水で洗浄し、 水層を除去したのち溶媒を減圧留去し本発明のリン酸エステル変性ジメチルポリ シロキサン 52 gを得た。
このリン酸エステル変性ジメチルポリシロキサンは、 通常化粧品成分として使 用されるシリコーンオイルに対して、 0〜5 Otの範囲内において温度に関係な く安定した乳化力を示した。 また、 水、 低級アルコール等の極性溶媒などとの相 溶性も優れていた。
31P-N R (CDCi3 ) ;
d (ppra) 7. 9
!H-NMR (CDC 3 ) ;
d (ppra) 0. 1 (S i -CHs)
0. 5 (S i -CHa)
1. 2 (一 CH
2— (CHs) 8-CH2-CH2-O-P)
I R
S i一 0— S i 1020 cm-1
S i一 C 1260 cm"1, 800 cm-
実施例 1 0
CH3 CH3 CH3
CH3 - Si— 0· (一 Si— 0)40一 Si— CH3 + POC 3
CH3 CH3
OH
CH3 CH3 CH3
CH3 - Si— 0 ( i一 0)40— Si— CH3
CH3 CH3
0
II
0-P-ONa
ONa
ォキシ塩化リン 2 3. 7 gをテトラヒ ド口フラン 30 gに溶解させた溶液を -3 Οΐ:まで冷却した。 次に、 この溶液に公知の方法 (特開昭 62-195389号) に より合成した上記式の両末端アルコール変性ジメチルポ リ シロキサン 30. 0 g、 ト リェチルァミン 1 5. 6 gをテトラヒド口フラン 40 gに溶解さ せた溶液を 30分で滴下した。その後、 反応温度を一 2 0で以下に保ちながら 4 時間熟成させた。 次に、 反応液中に水酸化ナトリウム 30. 9 gをイオン交換水 40 gに溶解した溶液を 20分で滴下した。 0 tで 1 2時間攪拌を継続し、 反応 を終了させた。 次に反応液にイオン交換水 1 00 g、 エーテルとエタノールの混 合溶媒を加え、 反応生成物を抽出した。 その後有機層をイオン交換水で洗浄し、 水層を除去したのち溶媒を減圧留去し本発明のリン酸エステル変性ジメチルポリ シ πキサン 42 gを得た。
このリン酸エステル変性ジメチルポリシロキサンは、 通常化粧品成分として使 用されるシリコーンオイルに対して、 0〜5 O :の範囲内において温度に闋係な く安定した乳化力を示した。 また、 氷、 低級アルコール等の極性溶媒などとの相 溶性も優れていた。
31P-NMR (CDC 3 ) ;
δ ippa) 8. 0
'H-NMR (CDC ) ;
δ (ppm) 0. 1 (S i -CH^)
0. 5 (S i -C} )
1. 2 (一 CH
2— (CH2)
8 - CH
2— CH
2 - 0 - P)
I R ;
S i一 0— S i 1 0 2 0 cm"1
S i— C 1 2 6 0 cnr1, 8 0 0 cm"1
実施例 1 1
CH3- CH3
CH3一 CH3
ォキシ塩化リン 2 0. l gをテトラヒ ド口フラン 3 0 gに溶解させた溶液を -3 0 tまで冷却した。 次に、 この溶液に公知の方法 (特開昭 62-195389号) に より合成した上記式の両末端アルコール変性ジメチルポ リ シロキサン 5 0. 0 g、 トリェチルァミ ン 1 3. 2 gをテトラヒドロフラン 4 0 gに溶解さ せた溶液を 3 0分で滴下した。 その後、 反応温度を一 2 以下に保ちながら 4
時間熟成させた。 次に、 反応液中に水酸化ナト リウム 26. 2 gをィォン交換水 4 O gに溶解した溶液を 2 0分で滴下した。 0 で1 2時間攪拌を継続し、 反応 を終了させた。 次に反応液にイオン交換水 1 D 0 g、 エーテルとエタノールの混 合溶媒を加え、 反応生成物を抽出した。 その後有機層をイオン交換水で洗浄し、 水層を除去したのち溶媒を減圧留去し本発明のリン酸エステル変性ジメチルポリ シロキサン 5 2 gを得た。
このリン酸エステル変性ジメチルポリシロキサンは、 通常化粧品成分として使 用されるシリコーンオイルに対して、 0〜 50 :の範囲内において温度に関係な く安定した乳化力を示した。 また、 水、 低級アルコール等の極性溶媒などとの相 溶性も優れていた。
31P-NMR (CDC ) ;
6 (ppm) 7. 9
Ή-NMR (CDC ) ;
1. 2 (一 CH2 - (CHa) s - CH2 - CH2 - 0 - P)
3. 8 (一 CH2—〇— P)
I R
S i一 0— S i 1 020 cm-1
S i一 C 1 260 cm"1, 800 cm- 実施例 1 2 Ci3 ~ >
ォキシ塩化リン 1 3. 2 gをテトラヒ ドロフラン 2 0 gに溶解させた溶液を 一 30¾まで冷却した。 次に、 この溶液に公知の方法 (特開昭 62-195389号) に より合成した上記式の片末端アルコール変性ジメチルシ口キサン 30. 0 g、 ト リエチルァミン 8. 7 gをテトラヒドロフラン 3 O gに溶解させた溶液を 2 0分 で滴下した。 その後、 反応温度を一 2 0で£1下に保ちながら 4時間熟成させた。 次に、 反応液中に水酸化ナト リウム 1 7. 5 gをイオン交換水 30 gに溶解した 溶液を 20分で滴下した。 で 1 2時間攪拌を継続し、 反応を終了させた。 次 に反応液にイオン交換水 70 g、 エーテルとエタノールの混合溶媒を加え、 反応 生成物を抽出した。 その後有機層をイオン交換水で洗浄し、 氷層を除去したのち 溶媒を減圧留去し本発明のリン酸エステル変性ジメチルシ キサン 3 2 gを得た
c このリン酸エステル変性ジメチルシロキサンは、 通常化粧品成分として使用さ れるシリコーンオイルに対して、 0〜5 0 tの範囲内において温度に闋係なく安 定した乳化力を示した。 また、 永、 低級アルコール等の極性溶媒などとの相溶性 も優れていた。
31P - NMR (CDC ) ;
δ (ppm) 7. 9
Ή-NMR (CDC ) ;
d (ppm) 0. 0 3 (— 0— S i (CHa) 2_CH2—)
1. 2 (-CH2- (CH2) 5 - CH2 - CH2— 0 - P) 1. 5 (O-CHs-CHa) .
(-CHa-CHa-O-P)
3. 9 (一 CH2— 0— P)
I R
S i一 0— S i 1 0 5 0 cm"1
S i一 C 1 245 cm-1, 840 cm"1
試験例 1
前記のリン酸エステル変性ジメチル (ポリ) シロキサンの起泡力を次の方法に より測定した。
測定方法:
それぞれ、 1 %水溶液 1 0 O m _gを直径 6 . 5 cmのシリンダーに入れ 1分間 1 0 0 O rpinで反転攪拌した後 3 0秒間静置し、 その時残存している泡の高さを 測定した。 結果を次に示す。
例) 画
例)
CH3 CH3 CH3 CH3
CH3-Si-0- ■(Si- 0)25 (Si~ 0)4~5 -Si- CH3
1
□3 CH3 CH3
1 0 0
0
II
0-P-0Na
CH3 CH3 CH3
CH3-Si-0— (Si-0)40-Si~CH3
CH3 ぐ CH3
85 mm
0
II
0-P-ONa
ONa
上記より長鎖アルキル基を導入すること、 またシリコーン鎖 (II ) が 10より 小さいものがより起泡力が増大することが明らかになつた。 更に比較例の 2つは、 前記式 (2) の基に入らず、 起泡性が悪いことがわかる。
実施例 1 3
CH3— + P0Ci3
CH3—
ォキシ塩化リン 5. 4 gをテトラヒドロフラン 1 0 gに溶解させた溶液を 一 30でまで冷却した。 次に、 この溶液に公知の方法 (特開昭 62-195389号) に より合成した上記式の側鎖型アルコール変性ジメチルポ リ シロキサ ン 50. 0 g、 ト リェチルァミ ン 3. 6 gをテトラヒ ド πフラン 40 gに溶解させ た溶液を 20分で滴下した。 その後、 反応温度を一 20で以下に保ちながら 4時 間熟成させた。 次に、 反応液中に水酸化ナトリウム 7. l gをイオン交換水 1 5 gに溶解した溶液を 2 0分で滴下した。 0でで1 2時間攪拌を継続し、 反応を終 了させた。 次に反応液にイオン交換水 7 0 g、 エーテルとエタノールの混合溶媒 を加え、 反応生成物を抽出した。 その後有機層をイオン交換水で洗浄し、 水層を 除去したのち溶媒を減圧留去し本発明のリン酸エステル変性ジメチルポリシ口キ
サン 5 1 gを得た。
このリン酸エステル変性ジメチルポリシロキサンは、 通常化粧品成分として使 用されるシリコーンオイルに対して、 0~5 0での範囲内において温度に関係な く安定した乳化力を示した。 また、 水、 低級アルコール等の極性溶媒などとの相 溶性も優れていた。
31P-NMR (CDC 3 ) ;
δ (ppm) 8. 0
1. 2 (-CH2- (CH2) s CH2— CH2— 0— P)
1. 5 (0-CH2-CH2) , (— CH2— CH2— 0— P)
3. 4 (一 0— CH2)
4. 0 (— CH2— 0— P)
I R
S i一 0— S i 1 020 cm"1
S i一 C 1 265 cm-1, 800 cm一 1 実施例 1 4
CH3 CH3
.^ v\0/ww\0H + mh→ →
HO VV(Si-0)20
CH3 CH3
ォキシ塩化リン 7. 9 gをテトラヒド フラン 1 5 gに溶解させた溶液を -3 Otまで冷却した。 次に、 この溶液に公知の方法 (特開昭 62-195389号) に より合成した上記式の両末端アルコール変性ジメチルポ リ シロキサン 5 0. 0 g、 ト リェチルァミン 5. 2 gをテトラヒドロフラン 40 gに溶解させ
た溶液を 20分で滴下した。 その後、 反応温度を一 2 O :以下に保ちながら 4時 閒熟成させた。 次に、 反応液中に水酸化ナト リウム 1 0. 3 gをイオン交換氷 2 O gに溶解した溶液を 2 0分で滴下した。 0 で1 2時間攪拌を継続し、 反応 を終了させた。 次に反応液にイオン交換水 7 0 g、 エーテルとエタノールの混合 溶媒を加え、 反応生成物を抽出した。 その後有機層をイオン交換水で洗净し、 水 層を除去したのち溶媒を減圧留去し本発明のリン酸エステル変性ジメチポリルシ ロキサン 5 2 gを得た。
このリン酸エステル変性ジメチルポリシロキサンは、 通常化粧品成分として使 用されるシリコーンオイルに対して、 0〜5 の範囲内において温度に関係な く安定した乳化力を示した。 また、 水、 低級アルコール等の極性溶媒などとの相 溶性も優れていた。
3IP-NMR (CDC ) ;
δ (ppm) 8. 0
Ή-NMR (CDC ) ;
δ (ppm) 一 0. 1 (CHa-S i一 O)
0. 4 (S i -CHa)
1. 2 (一 CH2 - (CHa) 5 - CH2— CH2—〇— P)
1. 5 (O-CH2-CH2) , (-CH2-CH2-0-P)
3. 3 (一 0— CH2)
I R;
S i—〇— S i 1 02 0 cm"1
S i— C 1 26 0 cm"1, 800 cm -1
産業上の利用分野
本発明のリ ン酸エステルで変性されたオルガノ (ポリ) シロキサンは、 通常化 粧品原料として使用されるシリコーンオイルを温度に関係なく安定に乳化するこ とができ、 また極性成分との相溶性、 起泡力も優れている。 このため、 本発明の リン酸エステル変性オルガノ (ポリ) シロキサンは、 皮腐化粧料、 皮廣洗浄剤、 毛髪化粧料、 毛髪洗浄剤などの香粧品の配合成分として好適である。 また、 本発
明の製造方法によれば、 オルガノ (ポリ) シ口キサンの所望の部位のゲイ素原子 にリン酸エステル又はその塩を容易に導入し、 リン酸エステル変性オルガノ (ポ リ) シロキサンを得ることができる。