Brevet FR2909378A1 — publié le 20080606

Céramides ou pseudo-céramides quaternisés et les compositions cosmétiques en contenant La présente invention se rapporte au domaine de la chimie et plus particulièrement à la synthèse de sels d'ammonium quaternaires. La présente invention se rapporte à des composés correspondant à la formule (I) : O R2 O R4 R5 R1N 0 ^(n+R6 (I) X R3 Z- dans laquelle : - m et n sont, indépendamment l'un de l'autre, des nombres entiers choisis parmi les valeurs 0, 1,2et3; - p est un nombre entier choisi parmi les valeurs 1, 2 et 3 ; - X est choisi parmi l'hydrogène et une chaîne carbonée comportant de 1 à 4 atomes de carbone ; - RI est une chaîne carbonée, saturée ou insaturée, comportant de 4 à 25 atomes de carbone et éventuellement de 1 à 2 groupements hydroxyle ; - R2 est choisi parmi l'hydrogène et une chaîne alkyle comportant de 1 à 4 atomes de carbone, linéaire ou ramifiée, pouvant comporter un groupement hydroxyle ; - R3 est choisi parmi les groupements suivants : O Ry) R O tels que R est une chaîne carbonée, saturée ou insaturée, comportant de 4 à 25 atomes de carbone et éventuellement de 1 à 2 groupements hydroxyle ; - R4, R5 et R6 sont, indépendamment les uns des autres, un groupement alkyle comportant de 1 à 12 atomes de carbone, pouvant comporter des insaturations ou un groupement aromatique ; - Z est un halogène. La présente invention se rapporte également à la synthèse des composés de formule (I) par couplage entre une amine trisubstituée et un dérivé de céramide ou de pseudo-céramide. La présente invention se rapporte également à la réalisation de compositions cosmétiques contenant des composés de formule (I). 2909378 2 La présente invention se rapporte enfin à l'utilisation cosmétique des composés de formule (I) ou des compositions en contenant, plus particulièrement dans le domaine des soins capillaires et des shampooings. 5 En raison de leurs propriétés lavantes, les shampooings sont généralement formulés avec des tensioactifs anioniques. Or, ces derniers éliminent non seulement la saleté du cheveu, mais aussi les lipides naturels présents sur la surface des fibres capillaires. Ils laissent donc les cheveux dans des conditions peu satisfaisantes d'un point de vue cosmétique, avec notamment une dureté indésirable et un toucher sec. 10 L'utilisation d'après-shampooings tend à combler ces effets négatifs et à nourrir le cheveu. Ces après-shampooings sont utilisés après application du shampooing et contiennent des composés cationiques destinés à compenser les effets des tensioactifs anioniques. De plus, la capacité des composés cationiques à interagir avec les molécules kératiniques du cheveu 15 facilite le démêlage des cheveux mouillés et confère une grande souplesse aux cheveux secs. Les composés cationiques sont donc nécessaires à un lavage et un traitement complet du cheveu (WO9924014, US 2002/0106343, W00234219). La présente invention se rapporte à des sels d'ammonium quaternaires de formule (I), dérivés de céramides naturels ou d'analogues de céramides, destinés à une application dans le domaine des soins capillaires. 25 Les céramides figurent parmi les constituants lipidiques les plus importants du stratum corneum. Ils sont notamment des constituants des lipides naturels du cheveu, produits au niveau du bulbe pileux. Les céramides ou leurs analogues fonctionnels sont utilisés dans le domaine des soins capillaires pour réparer et renforcer les cheveux abîmés (EP1504747, FR2788689, US 2005/0160537, US1998/0153471). 30 Les sels d'ammonium quaternaires de formule (I) sont donc susceptibles d'associer les propriétés des céramides et des composés cationiques pour le soin et le traitement du cheveu. Les composés de formule (I) sont synthétisés selon l'invention à partir de céramides ou de 35 pseudo-céramides de formule (II) : O R2 20 RI dans laquelle : 2909378 3 - m et n sont, indépendamment l'un de l'autre, des nombres entiers choisis parmi les valeurs 0, 1,2 et 3; - X est choisi parmi l'hydrogène et une chaîne carbonée comportant de 1 à 4 atomes de carbone ; 5 - R1 est une chaîne carbonée, saturée ou insaturée, comportant de 4 à 25 atomes de carbone et éventuellement de 1 à 2 groupements hydroxyle ; - R2 est choisi parmi l'hydrogène et une chaîne alkyle comportant de 1 à 4 atomes de carbone, linéaire ou ramifiée, pouvant comporter un groupement hydroxyle ; - R3 est choisi parmi les groupements suivants : O )ÇR )OR ")\OR 10 O où R est une chaîne carbonée, saturée ou insaturée, comportant de, 4 à 25 atomes de carbone et éventuellement de 1 à 2 groupements hydroxyle. Les composés de formule (II) peuvent être des céramides naturels, comme par exemple ceux 15 représentés ci-dessous : OH Céramide II H33C1 O OH Céramide III 14H29 Céramide VI 14H29 20 Ils peuvent également être des composés de synthèse, analogues de céramides, comme par exemples ceux décrits dans le brevet EP 1644318. Selon une forme préférentielle de l'invention, ni est égal à 0 25 Selon une autre forme préférentielle de l'invention, m est égal à 1. Selon une forme préférentielle de l'invention, n est égal à 0 Selon une autre forme préférentielle de l'invention, n est égal à 1. 30 Selon une forme préférentielle de l'invention, X est un atome d'hydrogène. Selon une forme préférentielle de l'invention, R2 est un atome d'hydrogène. 2909378 4 Selon une forme préférentielle de l'invention, R3 est choisi parmi les groupements suivants : O yOR CO^R O où R est une chaîne carbonée, saturée ou insaturée, comportant de 4 à 25 atomes de carbone et éventuellement de 1 à 2 groupements hydroxyle, provenant d'un 5 acide gras ou d'un dérivé d'acide gras. Selon une forme préférentielle de l'invention, R4, R5 et R6 sont choisis, indépendamment les uns des autres, parmi les groupements méthyle, éthyle, propyle et butyle. 10 Selon une autre forme préférentielle de l'invention, l'un au moins des groupements R4, R5 et R6 est un groupement lauryle. Selon une forme préférentielle de l'invention, Z est choisi parmi le brome et le chlore. 15 Les composés de formule (I) sont synthétisés selon l'invention par un procédé en deux étapes, à partir d'un céramide naturel ou d'un analogue de céramide, pour obtenir un céramide, ou un analogue de céramide, quaternisé. Plusieurs procédés de quaternisation de molécules sont connus. Lindstedt et. al. font 20 référence à la synthèse de produits quaternisés de type alcools primaires (American Society for Microbiology, Antimicrobial agents and chemotherapy, Oct. 1990, 1949-1954). Ansgar et. al. (US2005054551) présentent la formation d'esters de bétaine à partir d' alkyle- ou alkylène-oligoglycosides. Plusieurs documents, comme US2005020474, décrivent la quaternisation d'amines tertiaires à l'aide d'halogénure d'alkyle. 25 Le procédé de synthèse selon l'invention correspond au schéma suivant : 2909378 O R2 R1 'n OH X R3 5 Etape 1 p=1,2ou3 (IV) Y= Br ou Cl Z= Brou Cl O R2 O Etape 2 N R4 R5R6 Y p (III) R1~\N 'nO~YZ p X R3 R2 O R4 \ ,R5 R1 ~\N O X R3 Z-(I) Schéma 1 On obtient comme produit intermédiaire l'haloester de formule (IV). Il s'agit d'un schéma 5 classique de quaternisation, notamment similaire à celui de Lindstedt et. al. (op. cit.). Toutefois, les conditions opératoires mises au point par la Demanderesse sont nouvelles et apportent une amélioration au procédé, notamment en terme d'exploitation à l'échelle industrielle. 10 En effet, l'étape I de chloroacétylation nécessite habituellement un solvant halogéné, comme le chloroforme ou le dichlorométhane. Ces solvants posent des problèmes de toxicité pour l'application industrielle. De manière surprenante, la Demanderesse a mis au point un mode opératoire mettant en 15 oeuvre un solvant inerte non halogéné, notamment l'acétate d'éthyle. La deuxième étape de couplage peut également s'effectuer dans ce solvant. Non toxique et facilement accessible, l'acétate d'éthyle permet une adaptation aisée du procédé à grande échelle. Selon une forme préférentielle de l'invention, l'étape I s'effectue entre 10 et 70 C, plus 20 préférentiellement à température ambiante. Selon une forme préférentielle de l'invention, l'étape II s'effectue entre 25 et 75 C, plus préférentiellement autour de 50 C. 25 De manière alternative, l'acétone peut être utilisée comme solvant lors de l'étape II. Toutefois, l'acétate d'éthyle sera employé préférentiellement. La présente invention se rapporte également à la réalisation de compositions cosmétiques contenant des composés de formule (I). 2909378 6 Selon une forme préférentielle de l'invention, la teneur des compositions en composés de formule (I) est de 0,001 à 20% par rapport au poids total de la composition. 5 Les compositions selon l'invention comprennent un support inerte, non toxique, cosmétiquement acceptable, en association ou en mélange avec le principe actif. Elles peuvent renfermer les adjuvants couramment utilisés dans le domaine cosmétique, comme par exemple des agents adoucissants, des gélifiants, des antioxydants, des solvants, des filtres, des conservateurs, des pigments ou des parfums. 10 Les compositions selon l'invention se présentent sous une forme compatible avec l'application topique, comme une solution aqueuse, hydroalcoolique, hydroglycolique ou huileuse, une dispersion, une suspension, une émulsion huile dans eau ou eau dans huile, un gel aqueux ou huileux, une crème, un lait, une pommade, une lotion, une pâte, une mousse ou 15 un aérosol. Les compositions selon l'invention peuvent notamment se présenter sous la forme d'un shampooing, d'un après-shampooing, d'une lotion ou d'un baume capillaire, ou de toute autre composition pouvant être appliquée sur les cheveux ou le cuir chevelu. Les composés de formule (I) ou les compositions en contenant peuvent être utilisées sur le plan cosmétique, notamment dans le domaine des soins capillaires, afin de combiner les effets bénéfiques des agents cationiques et des céramides sur les cheveux et le cuir chevelu. 25 Exemples : Exemple I : Synthèse du pseudo-céramide ctuaternisé de formule (Ia) : O 20 NO H O,- Et H31C15 O 30 Le pseudo-céramide de départ, de formule (IIa) : O 0- H31015 0 Cl- (Ia) 2909378 7 peut être préparé selon la méthode décrite dans le brevet EP 1644318. Etape I : 1g du composé (IIa) est dissous dans 4 mL d'acétate d'éthyle. 1,2 équivalent de chlorure de chloroacétyle (CAS [79-04-9]) est ajouté goutte à goutte à température ambiante. 5 La réaction est agitée 24 heures à température ambiante. Le mélange réactionnel est ensuite lavé par 2 x 5 mL d'une solution aqueuse de NaHCO3 5% m/m puis par 2 x 5 mL d'eau. La phase organique est ensuite utilisée directement à l'étape suivante. Etape II : A température ambiante, 4 équivalents de triéthylamine (CAS [121-44-8D sont ajoutés goutte à goutte au mélange réactionnel, sur une durée totale de 20 minutes. Puis la 10 réaction est agitée à 50 C durant 48 heures. Après refroidissement, le mélange est concentré, le composé (Ia) est cristallisé dans l'acétone puis recristallisé dans l'acétate d'éthyle. Rendement : 60%. RMN'H (ppm) 8 0,81 (t, 6H, CH3); 1,11-1,28 (m, 38H, CH2); 1,30 (t, 9H, NCH2CH3); 1,36- 15 1,51 (m, 4H, CH2); 1,85-1,93 (m, 4H, CH2); 2,09-2,23 (m, 4H, CH2); 2,58-2,69 (m, 2H, CH2); 3,00-3,12 (m, 1H, CH); 3,67 (q, 6H, NCH2CH3); 4,07-4,29 (m, 4H, CH2); 5,02-5,42 (m, 6H, 4 CH= et CH2N+); 8,45 (t, 1H, NH). RMN13C (ppm) 8174,6 (NHC=O) ; 173,2 (C(=O)O) ; 164,6 (C(=O)O) ; 129,9 (2xCH=) ; 20 127,8 (2xCH=) ; 73,9 à 22,4 (CH2) ; 13,9 à 8,1 (CH3). Exemple II : Synthèse du pseudo-céramide quaternisé de formule (Ia') : O N/\ON Me H +I Et O, O Me CI H31C1s O 25 Le composé (Ia') est préparé selon un procédé similaire à celui de l'exemple I à partir du composé (IIa). A l'étape II, la triéthylamine est remplacée par de la diméthyléthylamine. La réaction est complète au bout de 6 heures d'agitation à 50 C. Exemple III : S thèse du seudo-céramide uaternisé de formule (lb) : O +Et O/ O Et 30 -131C1 -O CI 5 (lb) Le pseudo-céramide de départ, de formule (Ilb) : H 2909378 0 N H H31C15 O peut être préparé selon la méthode décrite dans le brevet EP 1644318. Le composé (lb) est préparé selon un procédé similaire à celui de l'exemple I à partir du 5 composé (I1h). Exemple IV : Synthèse du céramide quaternisé de formule (Ic) : O Cl- H25C1 2NH Et3N O OH 10 Le composé (Ic) est préparé selon un procédé similaire à celui de l'exemple I à partir du céramide II naturel. Exemple V : Synthèse du céramide quaternisé de formule (Id) : CI- H35C17 NH OH Et 3N O C14H29 15 O OH (Id) Le composé (Id) est préparé selon un procédé similaire à celui de l'exemple I à partir du céramide III naturel. Exemple VI : Synthèse du céramide quaternisé de formule (Ie) : 8 20 2909378 o H33C16NH OH O (le) Le composé (le) est préparé selon un procédé similaire à celui de l'exemple (I) à partir du céramide VI naturel. 5 Exemple VII : Compositions contenant un sel d'ammonium quaternaire de formule (I) Exemple VII-1 : Masque capillaire INGREDIENTS NOMENCLATURE INCI 0o PHASE A ù Nikkomulese 61H Polyglyceryl-10 pentastearate / behenyl 2.00 alcohol / stearamidopropyl dimethylamine lactate _ Alcool béhénique Behenyl alcohol _ 3.00 Phényltriméthicone Phenyl trimethicone 3.00 Crodamol CAP Cetearyl ethylhexanoate / isopropyl myristate 2.00 Miglyol 812 Caprylic / capric triglyceride 2.00 Céramide quaternisé (Ia) _ 0.20 PHASE B _ Eau Aqua ù qs Butylène glycol Butylene glycol _ 1.50 Cosmedia Guar Guar h drox ro l trimonium chloride 0.30 PHASE C Glycolysat de datte Propylene glycol / Aqua / Phoenix dactylifera 3.00 C_yclométhicone Cyclomethicone 1.00 __-_ PHASE D .. Parfum _ 0.30 DC Yellow 6 CI 15985 qs Conservateur _ qs Rheocare CTH(E) Polyquaternium-37 / propylene glycol 0.75 dicaprylate/dicaprate / PPG-1 trideceth-6 9 OH CIEt3N 10 2909378 Exemple VII-2 : Soin capillaire INGREDIENTS NOMENCLATURE INCI % PHASE A Miglyol 812 Caprylic / capric triglyceride 2.00 Dipelargonate de propylène glycol Propylene glycol dipelargonate 3.00 Huile de pépins de raisin _ 1.00 Vitis vinifera (grape) seed oil Céramide quaternisé (la ^_ 0.50 PHASE B Eau Aqua ù qs Lait de larmes de bambou Aqua / Propylene glycol dicaprylate/dicaprate 0.50 /Bambusa vulgaris sap extract / Xanthan gum Rheocare CTH(E) Polyquaternium-37 / propylene glycol 1.50 dicaprylate/dicaprate / PPG-1 trideceth-6 PHASE C _ 0.20 Parfum FDC Red 40 _ qs CI 16035 Conservateur _ qs 5 Exemple VII-3 : Shampooing INGREDIENTS NOMENCLATURE INCI % PHASE A Eau _.. _û_ ..___.___ _Aqua__ qs __ P olyquaternium- 1 0 Polyquaternium-10 0.30 Gomme xanthane _ 0.20 Xanthan gum Glycérine Glycerin 1.30 _Benzophénone-4 Benzophenone-4 0.40 Lait de Monoï Tiaré , Aqua / Cocos nucifera / Gardenia tahitensis / 2.00 xanthan gum Lauryl sulfosuccinate de sodium Disodium laureth sulfosuccinate 10.00 Décyl glucoside _ 12.00 Decyl glucoside Cocoamphoacétate de sodium Sodium cocoamphoacetate ù 8.00 PHASE B Eau _ Aqua 30.00 Arlatone Duo ' _ 10.00 Disodium lauryl sulfosuccinate / Sodium cocoyl isethionate / Zea mays / Cetearyl alcohol / Aqua / Hydrogenated castor oil / Glycerin / Titanium dioxyde Céramide quaternisé (lb) 0.10 PHASE C Promidium 2 _ _ 2.25 PPG-2 Hydroxyethyl coco / isostearamide Parfum 0.30 Conservateur ___ _.__. . .__ _ qs FDC Red 40 ___- qs CI 16035 10 REVENDICATIONS 1. Composés de type céramide ou pseudo-céramide correspondant à la formule (I) : O R2 0 R4 R5 R1N O+R6 (I) X R3 Z- dans laquelle : - m et n sont, indépendamment l'un de l'autre, des nombres entiers choisis parmi les valeurs 0, 1, 2 et 3 ; - p est un nombres entier choisi parmi les valeurs 1, 2 et 3 ; - X est choisi parmi l'hydrogène et une chaîne carbonée comportant de 1 à 4 atomes de carbone ; - R1 est une chaîne carbonée, saturée ou insaturée, comportant de 4 à 25 atomes de carbone et éventuellement de 1 à 2 groupements hydroxyle ; - R2 est choisi parmi l'hydrogène et une chaîne alkyle comportant de 1 à 4 atomes de carbone, linéaire ou ramifiée, pouvant comporter un groupement hydroxyle ; - R3 est choisi parmi les groupements suivants : où R est une chaîne carbonée, saturée ou insaturée, comportant de 4 à 25 atomes de carbone et éventuellement de 1 à 2 groupements hydroxyle ; - R4, R5 et R6 sont, indépendamment les uns des autres, un groupement alkyle comportant de 1 à 12 atomes de carbone, pouvant comporter des insaturations ou un groupement aromatique ; Z est un halogène. 2. Composés selon la revendication 1, caractérisés en ce que R3 est choisi parmi les groupements suivants : O )OR R O où R est une chaîne carbonée, saturée ou insaturée, comportant de 4 à 25 atomes de carbone et éventuellement de 1 à :2 groupements hydroxyle ; 2909378 12 3. Composés selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisés en ce que m et n sont, indépendamment l'un de l'autre, choisis parmi les valeurs 0 et 1. 4. Composés selon l'une des revendications précédentes, caractérisés en ce que X et R2 sont 5 des atomes d'hydrogène. 5. Composés selon l'une des revendications précédentes, caractérisés en ce que R4, R5 et R6 sont choisis, indépendamment les uns des autres, parmi les groupements méthyle, éthyle, propyle et butyle. 6. Composés selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisés en ce que l'un au moins des groupements R4, R5 et R6 est un groupement lauryle. 7. Composés selon l'une des revendications précédentes, caractérisés en ce que Z est choisi 15 parmi le brome et le chlore. 8. Procédé de synthèse des composés selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un composé de formule (II) : O R2 rr m R1 ).NnJr~ OH (II) 1 X R3 20 dans laquelle : - m et n sont, indépendamment l'un de l'autre, des nombres entiers choisis parmi les valeurs 0, 1, 2 et 3 ; - X est choisi parmi l'hydrogène et une chaîne carbonée comportant de 1 à 4 atomes de 25 carbone ; - R1 est une chaîne carbonée, saturée ou insaturée, comportant de 4 à 25 atomes de carbone et éventuellement de 1 à 2 groupements hydroxyle ; - R2 est choisi parmi l'hydrogène et une chaîne alkyle comportant de 1 à 4 atomes de carbone, linéaire ou ramifiée, pouvant comporter un groupement hydroxyle ; 30 - R3 est choisi parmi les groupements suivants : O R >sOyR O où R est une chaîne carbonée, saturée ou insaturée, comportant de 4 à 25 atomes de carbone et éventuellement de 1 à 2 groupements hydroxyle, 10 est couplé à un composé de formule (III) : 2909378 13 dans laquelle - p=1,2ou3 - Y=Cl ou Br Z=Cl ou Br dans un solvant inerte non halogéné, pour obtenir un haloester, que l'on met à réagir avec une amine tertiaire NR4R5R6, pour conduire à un sel d'ammonium quaternaire de formule (I). 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le solvant inerte non halogéné est l'acétate d'éthyle. 10. Procédé selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce que le couplage 15 entre les composés (II) et (III) s'effectue à température ambiante. 11. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le couplage de l'haloester avec l'amine tertiaire NR4R5R6 s'effectue dans un solvant choisi parmi l'acétate d'éthyle et l'acétone. 12. Compositions cosmétiques caractérisées en ce qu'elles comprennent, à titre de principe actif, au moins un composé de formule (I), en association ou en mélange avec un ou plusieurs excipients ou véhicules inertes, non toxiques, cosmétiquement acceptables 25 13. Compositions cosmétiques selon la revendication 12, caractérisées en ce que la teneur en composé de formule (I) est de 0,001 à 20% par rapport au poids total de la composition. 14. Utilisation des compositions selon l'une des revendications 12 à 13 dans le domaine des soins capillaires, notamment en tant que shampooings, après-shampooings, lotions ou 30 baumes capillaires. Ger- o ,J (r V7 5 10 20