(57)【要約】【課題】保湿性及び皮膚への使用感に優れた物性を示し、化粧料等の保湿成分として有用なウレタン結合含有トリオール化合物及び該化合物を用いた保湿剤を提供すること。【解決手段】式（１）で示されるウレタン結合含有トリオール化合物及び該化合物を有効成分として含む保湿剤であり、化粧料等の分野で利用可能である。【化１】2011088855.tif 000008（R：HO-(CH2)n-、H-(OCH2CH2)m-(CH2)l-。n：2〜10、m：1〜50、ｌ：0又は1）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）で示されるウレタン結合含有トリオール化合物。
【化１】
2011088855.tif 000007
（式中、RはHO-(CH2)n-もしくはH-(OCH2CH2)m-(CH2)l-を示す。ここでnは2〜10の整数、mは1〜50の整数、ｌは0あるいは1である。）
【請求項２】
請求項１記載のウレタン結合含有トリオール化合物を有効成分として含む保湿剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウレタン結合含有トリオール化合物及び化粧料等に利用可能な保湿剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
皮膚は、季節による乾燥、過剰な洗浄、さらには加齢等により機能が低下し、肌荒れが発生してくる。従来より、このような肌荒れを改善あるいは予防する目的で保湿成分を化粧料に配合することが検討されてきた。例えば、ヒアルロン酸、コラーゲンのような生物由来の保湿成分が公知である。しかし、これらは、安全性、品質の安定性や高価であるといった面に課題がある。
また、品質の安定性が良好で、低価格である保湿成分として、例えば、グリセリン、ブチレングリコール、尿素成分等の有機合成剤も知られている。しかし、これらは、低分子構造であることや極性が限られている為、保湿性の持続や他の化粧料成分との親和性に課題がある。他にも、親水性高分子の保湿成分として、例えば、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコールが公知である。しかし、これらは皮膚に塗布した際にべたつく、塗布後に乾燥したときにつっぱり感が生じるといった面に課題がある。
【０００３】
ところで、ウレタン結合含有ジオール化合物として、優れた界面活性作用および増粘作用を有する、アルキルおよび／またはアルケニルグリセロールカルバメートが提案されている（特許文献１）。しかし、優れた保湿性及び使用感を示すものは知られていない。また、樹脂原料あるいは中間体として有用なウレタン結合含有ジオール化合物として、アミノ基を有するグリセロールカルバメートも提案されている（特許文献２）。しかし、アミノ基を有する化合物は一般に皮膚への刺激性があることが知られており、前記アミノ基を有するグリセロールカルバメートを、化粧料成分として使用することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００４−５３１５２４号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／１８３４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、保湿性及び皮膚への使用感に優れた物性を示し、化粧料等の保湿成分として有用なウレタン結合含有トリオール化合物を提供することである。
本発明の別の課題は、保湿性及び皮膚への使用感に優れ、化粧料等に利用可能な保湿剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、式（１）で示されるウレタン結合含有トリオール化合物（以下、化合物(１)と略す）が提供される。
【化１】
2011088855.tif 000002
（式中、RはHO-(CH2)n-もしくはH-(OCH2CH2)m-(CH2)l-を示す。ここでnは２〜１０の整数、mは１〜５０の整数、lは０あるいは１である。）
また本発明によれば、上記化合物（１）を有効成分として含む保湿剤が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の化合物(１)は、分子構造中に親水性のウレタン結合と３つの水酸基を併せ持つので、優れた保湿性と皮膚への使用感を示し、化粧料等の保湿成分として利用できる。
本発明の保湿剤は、上記化合物（１）を含むので、優れた保湿性と皮膚への使用感を示し、化粧料等の添加剤として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１で調製した生成物の1H-NMRの測定結果を示すチャートである。
【図２】実施例１で調製した生成物のGCの測定結果を示すチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の化合物（１）は、前記式(１)で示されるウレタン結合含有トリオール化合物である。
式（１）において、RはHO-(CH2)n-もしくはH-(OCH2CH2)m-(CH2)l-を示す。nは２〜１０の整数、mは１〜５０の整数、lは０あるいは１である。
化合物（１）としては、例えば、グリセリル-N-(2-ヒドロキシエチル)カルバメート、グリセリル-N-(3-ヒドロキシプロピル)カルバメート、グリセリル-N-(4-ヒドロキシブチル)カルバメート、グリセリル-N-(5-ヒドロキシプロピル)カルバメート、グリセリル-N-(6-ヒドロキシヘキシル)カルバメート、グリセリル-N-(7-ヒドロキシペンチル)カルバメート、グリセリル-N-(8-ヒドロキシオクチル)カルバメート、グリセリル-N-(9-ヒドロキシノニル)カルバメート、グリセリル-N-(10-ヒドロキシデシル)カルバメート、グリセリル-N-(ポリエチレングリコール)カルバメートが挙げられ、合成の容易さからはグリセリル-N-(2-ヒドロキシエチル)カルバメートが好ましく挙げられる。
【００１０】
本発明の化合物(１)は、例えば、式(２)で示されるウレタン結合含有環状ケタール（メタ）アクリレート化合物（以下、化合物(２)と略す）をアルコール中でエステル交換させ、式(３)で示される化合物を得、これを触媒の存在下に水含有溶媒中で加水開環反応させることにより得ることができる。
【００１１】
【化２】
2011088855.tif 000003
【００１２】
式（２）及び（３）中、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2は−(CH2)n−または−CH2CH2OCH2CH2-を示す。ここでnは１〜４の整数である。R3およびR4は同一であっても異なっていても良く、水素原子、メチル基またはエチル基を表す。
【００１３】
前記化合物（２）としては、例えば、イソプロピリデングリセリル-N-(2-メタクリロイルオキシエチル)カルバメート、イソプロピリデングリセリル-N-(2-アクリロイルオキシエチル)カルバメート、イソプロピリデングリセリル-N-(2-(2-オキシエチル)メタクリロイルオキシエチル)カルバメートが挙げられ、反応の容易さの点からは、イソプロピリデングリセリル-N-(2-アクリロイルオキシエチル)カルバメートが好ましく挙げられる。
【００１４】
前記化合物（２）をアルコール中でエステル交換反応させる際に用いるアルコールとしては、炭素数１〜１０のアルコールが挙げられ、反応の活性を高くするためには第一級アルコールが好ましい。例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、n-ブタノールが挙げられ、好ましくはメタノールが挙げられる。
アルコールの化学量論的に必要な量は、前記化合物（２）と等モル量以上である。エステル交換反応を達成するためには、過剰のアルコールの使用や、蒸留等によって副生成物を反応系から除去することが有効である。アルコールを過剰に使用する場合には、例えば、前記化合物（２）に対し、モル比で１．１〜１００倍量、好ましくは１０〜６０倍量で使用することができる。
【００１５】
前記エステル交換反応は、触媒の存在下に行うことができ、該触媒としては、例えば、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムイソプロポキシド、アンモニア、ピリジン、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリエトキシド、アルミニウムトリｓｅｃ−ブトキシド、チタニウムトリイソプロポキシド、チタニウムトリエトキシド、チタニウムトリｓｅｃ−ブトキシド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが挙げられ、触媒能の高さと操作性の良さからはナトリウムエトキシドが好ましく挙げられる。
ここで用いられる触媒量は、例えば、前記化合物（２）に対し、モル比で通常０．０１〜１０倍量、好ましくは０．０５〜５倍量である。
【００１６】
前記式(３)で示される化合物を加水開環反応させる際に用いる触媒としては、例えば、塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸；メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸等の有機酸；陽イオン交換樹脂等の固体酸触媒が好ましく挙げられ、反応後の触媒除去の容易さからは陽イオン交換樹脂が特に好ましい。該触媒の使用量は、通常反応系全体に占める割合が、０．１〜３０．０質量%となる量が好ましい。
【００１７】
前記加水開環反応に用いる水含有溶媒としては、例えば、水単独又は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルフォキシド、ジメチルアセトアミドからなる群より選択される１種あるいは２種以上の有機溶媒と水との混合溶媒が好ましく挙げられ、反応後の除去の容易さからはメタノールと水との混合溶媒が最も好ましく挙げられる。
【００１８】
前記加水開環反応の反応温度は、好ましくは０〜５０℃の範囲である。反応時間は、反応温度、触媒の種類および量などの条件により異なるが、通常、１〜１０時間程度が好ましい。
前記加水開環反応の進行に伴い、反応系内にカルボニル化合物が副生することがあるが、反応時間を短縮する目的で、副生するカルボニル化合物を減圧留去等の手段により反応系内から除去することが好ましい。
【００１９】
本発明の化合物(１)を調製する別の方法としては、例えば、式(４)で示されるグリセリルカーボネートと、式(５)で示される第１級アミン化合物を反応させる方法が挙げられる。
【００２０】
【化３】
2011088855.tif 000004
式（５）中、RはHO-(CH2)n-もしくはH-(OCH2CH2)m-(CH2)l-を示す。ここでnは２〜１０の整数、mは１〜５０の整数、lは０あるいは１である。
【００２１】
前記式（５）で示される第１級アミン化合物としては、例えば、2-アミノエタノール、3-アミノ-1-プロパノール、4-アミノ-1-ブタノール、5-アミノ-1-ペンタノール、6-アミノ-1-ヘキサノール、8-アミノ-1-オクタノール、α-アミノ-ω-ヒドロキシ-ポリエチレングリコールが挙げられ、入手の容易さの点からは2-アミノエタノールが好ましく挙げられる。これらは、市販品を用いても問題はないが、公知の合成方法を駆使することにより既知の原料から合成したものを用いることができる。
【００２２】
上記反応は、溶媒存在下に行うことができ、該溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルフォキシド、ジメチルアセトアミド又はこれら２種以上の混合溶媒が挙げられ、反応後の除去の容易さからはメタノールが最も好ましく挙げられる。
前記溶媒の使用量は、前記式（４）で示されるグリセリルカーボネートを基準として、質量比で通常０．１〜１０００倍量程度である。
前記反応の反応温度は、用いる溶媒の沸点により異なるが、通常０〜１００℃、好ましくは２５〜８０℃の範囲である。
上記グリセロールカーボネートと第１級アミンとの反応により、以下の反応式に示されるように２つの位置異性体が生成する。
【００２３】
【化４】
2011088855.tif 000005
【００２４】
本発明の保湿剤は、化合物（１）を有効成分として含む。本発明の保湿剤は、特に、皮膚に対して優れた保湿性及び使用感を示すので、例えば、皮膚に適用する各種化粧料に用いることができる。
本発明の保湿剤を化粧料に配合する場合の配合割合は、化合物（１）の量として、通常０．０５〜３０．０質量%、特に０．１〜２０．０質量%が好ましい。該配合割合が０．０５質量%未満では、保湿剤の優れた効果が発揮されない恐れがある。一方、３０．０質量%を超える場合には、べたつき感が生じ、使用感の効果が低下する恐れがある。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
製造例１  α-アミノ-ω-ヒドロキシ-ポリエチレングリコールの製造
α-アミノ-ω-ヒドロキシ-ポリエチレングリコールは、特開平５−２７９４６９号公報に記載の方法に従い、以下の合成方法により製造した。
エチレンオキシド（０．１１mol）４．８５ｇをガラス重合管内のテトラヒドロフラン(THF)２０ｍｌに溶解し、カリウムビス（トリメチルシリル）アミドのTHF溶液（０．９１Ｍ）１１mL（０．０１mol）を加え、液体窒素で凍結させ、真空で脱気して封入した。続いて、２０℃で５０時間攪拌した後、０℃のジエチルエーテルに滴下し再沈し、真空で乾燥した。このサンプルをイオン交換水４０mLに溶解させて商品名「ダイヤイオンPK216」（三菱化学社製、イオン交換樹脂）２００mLに吸着させ、イオン交換水４００mLで洗浄した後、５％アンモニア水で溶出させたものを凍結乾燥した。収量は５．４７ｇ、収率は８０％であった。このサンプルの分子量を以下の条件でGPCを用いて分析したところ、重量平均分子量は５００であった。
（分子量測定条件）
溶離液：テトラヒドロフラン、送液速度：１．０mL／分、検出器：RI、カラム：TOSOH TSKgel G2000Hxl + G3000Hxl、カラム槽温度：４０℃、標準物質：ポリエチレングリコール。
【００２６】
製造例２  α-アミノ-ω-ヒドロキシ-ポリエチレングリコールの製造
カリウムビス（トリメチルシリル）アミドのTHF溶液（０．９１Ｍ）の添加量を５．５mL（０．００５mol）に変更した以外は製造例１と同様の操作により、収量４．６３ｇ、収率８２％でα-アミノ-ω-ヒドロキシ-ポリエチレングリコールを得た。製造例１と同様にGPCによる分子量測定を行った結果、重量平均分子量は９９０であった。
【００２７】
製造例３  α-アミノ-ω-ヒドロキシ-ポリエチレングリコールの製造
カリウムビス（トリメチルシリル）アミドのTHF溶液（０．９１Ｍ）の添加量を２．６９mL（０．００２４mol）に変更した以外は製造例１と同様の操作により、収量４．１３ｇ、収率７９％でα-アミノ-ω-ヒドロキシ-ポリエチレングリコールを得た。製造例１と同様にGPCによる分子量測定を行った結果、重量平均分子量は２０００であった。
【００２８】
実施例１  グリセリル-N-(2-ヒドロキシエチル)カルバメートの合成
褐色ナス型フラスコにイソプロピリデングリセリル-N-(2-アクリロイルオキシエチル)カルバメート２６．４４ｇ(９６．８mmol)、脱水メタノール２６４．４ｇ、およびナトリウムエトキシド７００ｍｇを加えて室温下３時間撹拌した。この際、GCにより出発物の消失と、イソプロピリデングリセリル-N-(2-ヒドロキシエチル)カルバメートの生成を確認した。
次いで、反応溶液に商品名「ダイヤイオンSK104H」（三菱化学社製、イオン交換樹脂）およびイオン交換水２６ｇ（１．４４mmol）を加えて室温で２時間反応させた。更に、エバポレータでバス温を室温として生成するアセトン及び溶媒を緩やかに留去した後、商品名「ダイヤイオンSK104H」（三菱化学社製、イオン交換樹脂）を濾別した。濾液に活性炭５００ｍｇを加えて、室温で２時間撹拌した後、活性炭を濾別することにより脱色操作を行った。濾液を再びエバポレータにてバス温３５℃以下で溶媒を留去した後、キャピラリーにより空気を導入しながら揮発性成分である溶媒及びアクリル酸メチルを留去することにより、収量１４．１ｇ、収率８１．４％で淡黄色粘凋液体のグリセリル-N-(2-ヒドロキシエチル)カルバメートを得た。含水量は１６．５７質量％であった。1H-NMRおよびGCの測定結果をそれぞれ図１、図２及び以下に示す。図２において不純物ピークが特に見られないことから高純度の目的物が得られたことが分かった。
1H-NMR（D2O）3.1−4.1 ppm, m, HOCH2CH2NHCH2CHCH2 (9H)；ESI-MS m/z = 180.0[M+H]+、202.0[M+Na]+ ；FT/IR 3345 cm-1[O-H伸縮、N-H伸縮]、1698 cm-1[C=O伸縮]
【００２９】
実施例２  グリセリル-N-(2-ヒドロキシエチル)カルバメートの合成
グリセリルカーボネート１．１８ｇ(１０mmol)、メタノール１．０ｇ、および2-アミノエタノール０．６１１ｇ(１０mmol)を秤取り、６０℃に設定したオイルバス中で５時間攪拌した。メタノールを減圧下で除去することにより、無色透明の粘凋液体としてグリセリル-N-(2-ヒドロキシエチル)カルバメートを得た。収量は１．７ｇであった。1H-NMRおよびGCの測定結果を以下に示す。
1H-NMR（D2O）3.1−4.1 ppm, m, HOCH2CH2NHCH2CHCH2 (9H)；ESI-MS m/z = 180.0[M+H]+、202.0[M+Na]+ ；FT/IR 3348 cm-1[O-H伸縮、N-H伸縮]、1697 cm-1[C=O伸縮]
【００３０】
実施例３  グリセリル-N-(4-ヒドロキシブチル)カルバメートの合成
2-アミノエタノールの代わりに4-アミノ-1-ブタノール０．８９ｇ(１０mmol)を用いた以外は実施例２と同様に合成し、グリセリル-N-(4-ヒドロキシブチル)カルバメートを収量１．９ｇで得た。1H-NMRおよびGCの測定結果を以下に示す。
1H-NMR(D2O) 1.3？1.6ppm, m, HOCH2CH2CH2CH2 (4H) 3.1−4.1ppm, m, HOCH2CH2CH2CH2 NHCH2CHCH2 (9H)；ESI-MS m/z = 208.1[M+H]+、230.1[M+Na]+ ；FT/IR 3366 cm-1[O-H伸縮、N-H伸縮]、1704 cm-1[C=O伸縮]
【００３１】
実施例４  グリセリル-N-(8-ヒドロキシオクチル)カルバメートの合成
2-アミノエタノールの代わりに8-アミノ-1-オクタノール１．４５ｇ(１０mmol)を用いた以外は実施例２と同様に合成し、グリセリル-N-(8-ヒドロキシオクチル)カルバメートを収量２．４ｇで得た。1H-NMRおよびGCの測定結果を以下に示す。
1H-NMR(D2O) 1.3？1.6 ppm, m, HOCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 (12H) 3.1−4.1 ppm, m, HOCH2CH2 CH2CH2CH2CH2CH2CH2NHCH2CHCH2 (9H)；ESI-MS m/z = 264.2[M+H]+、286.2[M+Na]+ ；FT/IR 3402 cm-1[O-H伸縮、N-H伸縮]、1701 cm-1[C=O伸縮]
【００３２】
実施例５  グリセリル-N-(ポリエチレングリコール)カルバメートの合成
2-アミノエタノールの代わりに製造例１で合成したα-アミノ-ω-ヒドロキシ-ポリエチレングリコール５．０ｇ(１０mmol）を用いた以外は実施例２と同様に合成し、グリセリル-N-(ポリエチレングリコール)カルバメートを収量５．１ｇで得た。1H-NMRおよびGCの測定結果を以下に示す。
1H-NMR(D2O) 3.1-4.4 ppm, m, H(OCH2CH2)11 NHCH2CHCH2(49H) ；ESI-MS m/z = 620.7 [M+H]+、642.7[M+Na]+；FT/IR 3408 cm-1[O-H伸縮、N-H伸縮]、1699 cm-1[C=O伸縮]、1106 cm-1[C-O伸縮]
【００３３】
実施例６  グリセリル-N-(ポリエチレングリコール)カルバメートの合成
グリセリルカーボネートの量を０．５３ｇ(４．５mmol)に変更し、2-アミノエタノールの代わりに製造例２で合成したα-アミノ-ω-ヒドロキシ-ポリエチレングリコール４．５ｇ（４．５mmol）を用いた以外は実施例２と同様に合成し、グリセリル-N-(ポリエチレングリコール)カルバメートを収量４．９ｇで得た。1H-NMRおよびGCの測定結果を以下に示す。を反応させた。
1H-NMR(D2O) 3.1-4.4 ppm, m, H(OCH2CH2)22 NHCH2CHCH2(93H)；FT/IR 3420 cm-1[O-H伸縮、N-H伸縮]、1705 cm-1[C=O伸縮]、1100 cm-1[C-O伸縮]
【００３４】
実施例７  グリセリル-N-(ポリエチレングリコール)カルバメートの合成
実施例2と同様の手順で、グリセリルカーボネートの量を０．２１ｇ(１．８mmol)に変更し、2-アミノエタノールの代わりに製造例３で合成したα-アミノ-ω-ヒドロキシ-ポリエチレングリコール３．６ｇ（１．８mmol）を用いた以外は実施例２と同様に合成し、グリセリル-N-(ポリエチレングリコール)カルバメートを収量３．７ｇで得た。1H-NMRおよびGCの測定結果を以下に示す。
1H-NMR(D2O) 3.1-4.4ppm, m, H(OCH2CH2)45 NHCH2CHCH2(185H) ；FT/IR 3389 cm-1[O-H伸縮、N-H伸縮]、1704 cm-1[C=O伸縮]、1101 cm-1[C-O伸縮]
【００３５】
実施例８〜１０
実施例１で得たグリセリル-N-(2-ヒドロキシエチル)カルバメートを表１に示す組成に従って配合した水溶液を調製し、以下に示す官能評価を実施した。結果を表１に示す。
官能評価
各保湿成分を配合した水溶液について、専門パネラーの前腕内側部に塗布したときの使用感を以下の判定基準で官能評価した。
1)保湿性
◎：潤い感に優れている、○：潤い感がある、△：どちらともいえない、×：潤い感がない。
2)しっとり感
◎：非常にしっとりする、○： しっとりする、△： どちらともいえない、×：しっとりしない。
【００３６】
実施例１１
グリセリル-N-(2-ヒドロキシエチル)カルバメートの代わりに実施例4で得たグリセリル-N-(8-ヒドロキシオクチル)カルバメートを用いた以外、実施例８と同様に水溶液を調製し、同様の方法で評価した。結果を表１に示す。
【００３７】
実施例１２
グリセリル-N-(2-ヒドロキシエチル)カルバメートの代わりに実施例５で得たグリセリル-N-(ポリエチレングリコール)カルバメートを用いた以外、実施例８と同様に水溶液を調製し、同様の方法で評価した。結果を表１に示す。
【００３８】
比較例１〜３
グリセリル-N-(2-ヒドロキシエチル)カルバメートの代わりに、表１に示すグリセリン、ジプロピレングリコール又は1,3-ブタンジオールを用いた以外、実施例８と同様に水溶液を調製し、同様の方法で評価した。結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
2011088855.tif 000006
【図１】
2011088855.tif 000009
【図２】
2011088855.tif 000010