(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式、ＲＳｉ[(ＯＳｉＭe2)xＯＳｉＭe2Ｑ]3、又は［ＱＭe2ＳｉＯ（Ｍe2ＳｉＯ)x]2Ｓｉ（Ｒ）Ｏ（Ｒ）Ｓｉ[(ＯＳｉＭe2)xＯＳｉＭe2Ｑ]2（式中、Ｍｅはメチルであり、ＲはＣ2〜Ｃ18直鎖又は分岐鎖アルキル置換基であり、ｘは３〜２００の値であり、Ｑは、以下の順序のとおり、（ｉ）３〜１０個の炭素原子を有するオキシアルキレン基、（ｉｉ）オキシエチレン基、オキシプロピレン基又はオキシブチレン基の少なくとも１つ、及び（ｉｉｉ）末端からなり、末端に、水素原子又は、アルキル基、アリール基、アラルキル基もしくはアシル基から選ばれる置換基を有し、前記（ｉ）オキシアルキレン基の炭素原子がＳｉ原子に結合し、前記（ｉｉ）オキシエチレン基、オキシプロピレン基又はオキシブチレン基の炭素原子が前記（ｉ）オキシアルキレン基の酸素原子と結合し、前記（ｉｉｉ）末端が前記（ｉｉ）オキシエチレン基、オキシプロピレン基又はオキシブチレン基の酸素原子と結合している、ヒドロシリル化反応で形成されたアルキルポリエーテルシロキサン化合物。
【請求項２】
Ｒが、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ブチル、２−メチルプロピル、ペンチル、２−メチルブチル、２，２−ジメチルプロピル、ヘキシル、２−メチルペンチル、３−メチルペンチル、２，２−ジメチルブチル、２，３−ジメチルブチル、ヘプチル、２−メチルヘキシル、３−メチルヘキシル、２，２−ジメチルペンチル、２，３−ジメチルペンチル、２，４−ジメチルペンチル、３，３−ジメチルペンチル、３−エチルペンチル、２，２，３−トリメチルブチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、及びオクタデシルからなる群から選択されている、請求項１に記載のシロキサン化合物。
【請求項３】
Ｑが、−（ＣＨ2)y(ＯＣＨ2ＣＨ2)a(ＯＣＨ2ＣＨＣＨ3)b[ＯＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2ＣＨ3)]cＯＲ′（式中、Ｒ′は水素、アルキル基、アリール基、アラルキル基、又はアシル基であり、ｙは３〜６であり、ａは０〜１２０であり、ｂは０〜５０であり、ｃは０〜５０であり、但し、ａ、ｂ、及びｃは全てが０ではないものとする）である、請求項２に記載のシロキサン化合物。
【請求項４】
Ｒがｎ−プロピルである、請求項３に記載のシロキサン化合物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のシロキサン化合物の、皮膚コンディショニング剤としての使用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なアルキルポリエーテルシロキサンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
式、ＲＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)3のコモノマー、式、（ＨＭe2ＳｉＯ)2−Ｓｉ（Ｒ）−Ｏ−Ｓｉ（Ｒ）−（ＯＳｉＭe2Ｈ)2のオリゴマー、及び式、ＲＳｉ[(ＯＳｉＭe2)xＯＳｉＭe2Ｈ]3及び［ＨＭe2ＳｉＯ（Ｍe2ＳｉＯ)x]2Ｓｉ（Ｒ）Ｏ（Ｒ）Ｓｉ[(ＯＳｉＭe2)xＯＳｉＭe2Ｈ]2の一層大きな分子量のシロキサン（式中、Ｍｅはメチルであり、ＲはＣ2 〜Ｃ18直鎖又は分岐鎖アルキル置換基であり、ｘは１〜２００の値である）を含めた新しい種類のアルキルヒドリドシロキサンが米国特許第５，４４６，１８５号明細書に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の出願のアルキルヒドリドシロキサンのヒドロシリル化により新規な種類のアルキルポリエーテルシロキサンを与える従来技術の改良を内容とするものである。これらの新規なアルキルポリエーテルシロキサンは、人間の皮膚に適用される人体の手入れ用組成物中のコンディショニング剤として有用である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、新規なアルキルポリエーテルシロキサンに関する。それらシロキサンは、次の式：ＲＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｑ)3、（ＱＭe2ＳｉＯ)2−Ｓｉ（Ｒ）−Ｏ−Ｓｉ（Ｒ）−（ＯＳｉＭe2Ｑ)2、ＲＳｉ[(ＯＳｉＭe2)xＯＳｉＭe2Ｑ]3、及び［ＱＭe2ＳｉＯ（Ｍe2ＳｉＯ)x]2Ｓｉ（Ｒ）Ｏ（Ｒ）Ｓｉ[(ＯＳｉＭe2)xＯＳｉＭe2Ｑ]2の一つによって包含される化合物である。それらの式中、Ｍｅはメチルであり、ＲはＣ2 〜Ｃ18直鎖又は分岐鎖アルキル置換基であり、ｘは３〜２００の値であり、Ｑは、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、又はオキシエチレン基、オキシプロピレン基、又はオキシブチレン基の組合せを含むラジカルである。代表的なラジカルＱは、−（ＣＨ2)y(ＯＣＨ2ＣＨ2)a(ＯＣＨ2ＣＨＣＨ3)b[ＯＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2ＣＨ3)]cＯＲ′である。ラジカルＱの中で、Ｒ′は水素原子；メチル、エチル、プロピル、又はブチルのようなアルキル基；フェニルのようなアリール基；ベンジルのようなアラルキル基；又はアセチルのようなアシル基；である。整数ｙは３〜６であり、ａは０〜１２０であり、ｂは０〜５０であり、ｃは０〜５０であり、但し、ａ、ｂ、及びｃは全てが０ではないものとする。更に、Ｑは同じでも異なっていてもよい。
【０００５】
Ｑが異なっている場合、式、ＲＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｑ)3で包含される化合物は、ＲＳｉ[(ＯＳｉＭe2Ｑ）z （ＯＳｉＭe2Ｑ′)3-z］（式中、ｚは１又は２である）として表すのが一層便利である。同様に、式、ＲＳｉ[(ＯＳｉＭe2)xＯＳｉＭe2Ｑ]3によって包含される化合物は、ＲＳｉ[(ＯＳｉＭe2)x（ＯＳｉＭe2Ｑ)]z [(ＯＳｉＭe2)x（ＯＳｉＭe2Ｑ′)]3-z （式中、ｚは１又は２である）として表すのが一層便利である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の目的は、新規な種類のアルキルポリエーテルシロキサン及び新規な組成物を与えることである。
【０００７】
本発明によるシロキサンは、アルキルヒドリドシロキサンを、アルケニルエーテル末端有機オキシアルキレン化合物でヒドロシリル化することにより製造される。ＲＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)3、及び（ＨＭe2ＳｉＯ)2−Ｓｉ（Ｒ）−Ｏ−Ｓｉ（Ｒ）−（ＯＳｉＭe2Ｈ)2のようなアルキルヒドリドシロキサンは、対応するクロロシランの加水分解により高収率で製造される。加水分解反応の詳細は、米国特許第５，４４６，１８５号明細書に一層完全に記載されている。
【０００８】
反応は、「方式１」で簡単に表わすことができる。
方式１
【０００９】
【化１】
0004178266.tif 000002
【００１０】
「方式１」によれば、加水分解で得られるＲＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)3の量は、反応を行った時の温度に依存する。式中、Ｒはｎ−プロピル（Ｐｒ）であり、温度が１５℃より僅かに低く維持された場合、生成物の８３％はＲＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)3である。３０℃では、生成物の７９％がＲＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)3であるが、４０℃では、生成物の４７％がＲＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)3である。一層高い温度では、（ＨＭe2ＳｉＯ)2−Ｓｉ（Ｒ）−Ｏ−Ｓｉ（Ｒ）−（ＯＳｉＭe2Ｈ)2及び一層大きな分子量のシロキサン物質が一層多量に形成される。
【００１１】
「方式１」の加水分解による生成物、ＲＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)3及び（ＨＭe2ＳｉＯ)2Ｓｉ（Ｒ）Ｏ（Ｒ）Ｓｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)2は、一層大きな分子量のシロキサン物質を製造するのに用いることができる。それら大きな分子量の物質は、ジメチルシクロシロキサンのような環式シロキサンを酸触媒により開環し、次にＲＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)3及び（ＨＭe2ＳｉＯ)2Ｓｉ（Ｒ）Ｏ（Ｒ）Ｓｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)2中に挿入することにより製造される。そのような方法は米国特許第５，４４６，１８５号明細書にも記載されており、「方式２」で簡単に表される。
方式２
【００１２】
【化２】
0004178266.tif 000003
【００１３】
「方式２」中の酸触媒は、塩酸、硫酸、燐酸、蓚酸、酢酸、三塩化酢酸、又はトリフルオロメタンスルホン酸でもよい。「方式２」の方法は、環式シロキサン（Ｍe2ＳｉＯ)a、ＲＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)3、又は（ＨＭe2ＳｉＯ)2Ｓｉ（Ｒ）Ｏ（Ｒ）Ｓｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)2と、酸触媒との混合物を形成することにより行われる。混合物を、撹拌しながら重合反応温度で、本質的に全ての環式シロキサンが反応するまで加熱する。必要な時間は、反応物及び反応条件に依存して変化する。「方式２」の重合反応は、環式シロキサンの希望の転化度の所で、化学量論的に等しいか又はそれより僅かに多い量の塩基を添加することにより酸触媒を中和するような当業者に既知の方法を用いて停止する。反応を中和するのに弱塩基を用いてもよい。
【００１４】
「方法１」及び「方式２」に記載したシロキサンには、コモノマー、オリゴマー、及び一層大きな分子量のシロキサン物質が含まれ、本発明のアルキルポリエーテルシロキサンの製造に中間体として用いられる。「方式１」及び「方式２」中のＲ基は、Ｃ2 〜Ｃ18直鎖（非分岐鎖）又は分岐鎖アルキル置換基である。適当なＲ置換基は、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ブチル、２−メチルプロピル、ペンチル、２−メチルブチル、２，２−ジメチルプロピル、ヘキシル、２−メチルペンチル、３−メチルペンチル、２，２−ジメチルブチル、２，３−ジメチルブチル、ヘプチル、２−メチルヘキシル、３−メチルヘキシル、２，２−ジメチルペンチル、２，３−ジメチルペンチル、２，４−ジメチルペンチル、３，３−ジメチルペンチル、３−エチルペンチル、２，２，３−トリメチルブチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、及びオクタデシルである。
【００１５】
「方式２」に最も適切な環式シロキサンは、( ｉ) １３３℃の沸点及び式、[(Ｍe2）ＳｉＯ]3を有するへキサメチルシクロトリシロキサン；（ii）１７１℃の沸点及び式、[(Ｍe2）ＳｉＯ]4を有するオクタメチルシクロテトラシロキサン；（iii)２０５℃の沸点及び式、[(Ｍe2）ＳｉＯ]5を有するデカメチルシクロペンタシロキサン；及び（iv）２４５℃の沸点及び式、[(Ｍe2）ＳｉＯ]6を有するドデカメチルシクロヘキサシロキサンである。
【００１６】
本発明のアルキルポリエーテルシロキサンを製造する際、一種類以上の不飽和エーテルを、≡ＳｉＨ基を有する上記アルキルヒドリドシロキサンの一つと反応させる。用いることができる適当なアルケニル・エーテル末端有機オキシアルキレン化合物は、アルケニル基中に少なくとも３個〜１０個の炭素原子を有する。そのような基の例は、アリル、イソプロペニル、２−ブテニル、３−ブテニル、又はヘキセニルである。アリルが最も好ましいアルケニル基であり、代表的なアリル・エーテル末端有機オキシアルキレン化合物は：Ｈ2 Ｃ＝ＣＨ−ＣＨ2 −Ｏ−（ＣＨ2 −ＣＨ2 Ｏ)m−Ｒ″；Ｈ2 Ｃ＝ＣＨ−ＣＨ2 −Ｏ−［ＣＨ2 −ＣＨ（ＣＨ3)Ｏ]n−Ｒ″；及びＨ2 Ｃ＝ＣＨ−ＣＨ2 −Ｏ−（ＣＨ2 −ＣＨ2 Ｏ)m−［ＣＨ2 −ＣＨ（ＣＨ3)Ｏ]n−Ｒ″；である。
【００１７】
これらの式で、ｍは１〜１２０であり、ｎは１〜５０であり、Ｒ″は水素原子；メチル、エチル、プロピル、又はブチルのようなアルキル基；フェニルのようなアリール基；ベンジルのようなアラルキル基；又はアセチルのようなアシル基；である。
【００１８】
アリル対≡ＳｉＨ基の比を１．０〜１．２にしてヒドロシリル化反応を行うのが好ましいが、他の比率を用いてもよい。ヒドロシリル化反応のアルキルポリエーテルシロキサン生成物は、希望のオキシアルキレン化合物のアリルエーテルと、対応する≡ＳｉＨ基含有シロキサンとを反応させることにより最もよく製造することができる。この反応は、不活性担体上に分散させた白金、又は塩化白金酸のような白金化合物のような白金触媒の存在下で、反応物の混合物を３０〜１００℃の温度で加熱することにより行うのが最もよい。
【００１９】
本発明の代表的ヒドロシリル化反応は、次のように方式３及び４として書くことができる。
方式３
【００２０】
【化３】
0004178266.tif 000004
【００２１】
方式４
【００２２】
【化４】
0004178266.tif 000005
【００２３】
方式４では、Ｑは−（ＣＨ2)3(ＯＣＨ2 ＣＨ2)20ＯＨであり；Ｑ′は−（ＣＨ2)3(ＯＣＨ2 ＣＨ2)40ＯＨであり；二つの基Ｑ及びＱ′は５０：５０に近い比で、シロキサン上に無作為的に配列されている。
【００２４】
ヒドロシリル化触媒は当分野でよく知られており、次の特許はそれらの製造及び使用に関して詳細な記載を与えている：米国特許第２，８２３，２１８号、米国特許第３，４１９，３５９号、米国特許第３，４４５，４２０号、米国特許第３，６９７，４７３号、米国特許第３，８１４，７３１号、米国特許第３，８９０，３５９号、及び米国特許第４，１２３，６０４号。当分野で知られている触媒の多くは、反応が起きるようにするためには反応物を加熱する必要がある。そのような触媒を用いた場合、この付加的条件を考慮に入れなければならない。
【００２５】
触媒の濃度は、常套的実験により決定することができる。しかし、典型的には、触媒の有効量は、本発明の組成物中、重量で１〜１，０００ｐｐｍの白金を与えるような範囲にすべきである。
【００２６】
本発明に関連した参考例を詳細に説明する。
例１；参考例−ＰｒＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)3ｎ−プロピルトリス（ジメチルシロキシ）シランの製造
ＰｒＳｉＣｌ3（５９．９２ｇ、０．３３８モル）と、Ｍe2ＨＳｉＣｌ（９５．９０ｇ、１．０１４モル）との混合物を、氷水（１６６．０ｇ、９．２２モル）を入れた三口丸底フラスコへ滴下した。フラスコに温度計、機械的撹拌器、及び圧力平衡添加漏斗を取り付けた。クロロシランを添加漏斗から、フラスコ中の温度を１５℃より僅かに低い温度に維持する速度で滴下した。この添加中、溶液を激しく混合した。クロロシランの添加が終わった後、溶液を３０分間撹拌した。水性層を流し出し、次にｐＨ紙で中性になるまで、ＮａＨＣＯ3で数回洗浄し、水で数回洗浄した。シロキサンをＭｇＳＯ4で一晩乾燥し、Ｎ2圧力下で濾過し、透明な無色の液体を生成させた。最終的生成物は、８３％のＰｒＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)3；９％の（ＨＭe2ＳｉＯ)2Ｓｉ（Ｐｒ）−ＯＳｉ（Ｐｒ）（ＯＳｉＭe2Ｈ)2；及び８％の他のシロキサン不純物を含んでいた。特性測定には、Ｓｉ−２９核磁気共鳴（ＮＭＲ）、ガスクロマトグラフ／質量分光分析（ＧＣ／ＭＳ）、及びガスクロマトグラフ／火炎イオン化検出（ＧＣ／ＦＩＤ）を用いた。
【００２７】
例２；参考例
例１を繰り返した。但し氷水の代わりに室温の水を用い、温度を３０℃へ上昇させた。最終生成物は、７９％のＰｒＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)3、１２％の（ＨＭe2ＳｉＯ)2Ｓｉ（Ｐｒ）ＯＳｉ（Ｐｒ）（ＯＳｉＭe2Ｈ)2、及び９％の他のシロキサン不純物を含んでいた。
【００２８】
例３；参考例
例１を再び繰り返した。但し氷水の代わりに室温の水を用い、温度を４０℃へ上昇させた。最終生成物は、４７％のＰｒＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)3、３０％の（ＨＭe2ＳｉＯ)2Ｓｉ（Ｐｒ）ＯＳｉ（Ｐｒ）（ＯＳｉＭe2Ｈ)2、及び２３％の他のシロキサン不純物を含んでいた。
【００２９】
例４；参考例−ＰｒＳｉ[(ＯＳｉＭe2)3.5ＯＳｉＭe2Ｈ]3の製造
例１で製造したｎ−プロピルトリス（ジメチルシロキシ）シラン、ＰｒＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)3（１８．９４ｇ、０．０６４モル）、（Ｍe2ＳｉＯ)4シクロシロキサン（４９．８２ｇ、０．６７２モル）及び４１μｌのトリフルオロメタンスルホン酸の溶液を７０℃へ加熱した。フラスコに、水冷凝縮カラム、磁気撹拌器、及び温度計を取り付けた。フラスコを加熱する前にＮ2でフラッシュし、次に凝縮器の頂部から加圧Ｎ2でフラッシュした。フラスコを７０℃に４時間加熱した後、溶液を室温へ冷却し、ＮａＨＣＯ3（１．０ｇ）及び珪藻土〔セライト(Celite)（商標名）〕（１．０ｇ）を添加した。混合物を４時間撹拌し、Ｎ2圧力下で濾過し、透明な無色の液体を生成させた。Ｓｉ−２９ＮＭＲで決定した最終的平均構造は、（ＰｒＳｉ）1.0[(ＯＳｉＭe2)3.5ＯＳｉＭe2Ｈ]3であった。この構造では、値「１．０」は±０．２であり；値「３．５」は±０．５であり；値「３．０」は±０．２であった。生成物中には、ジメチル環式シロキサンも存在していた。
【００３０】
例５；参考例−ＰｒＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｑ)3（式中、Ｑは、−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）20Ｈ）の製造
式、Ｈ2Ｃ＝ＣＨ−ＣＨ2−Ｏ−（ＣＨ2−ＣＨ2Ｏ）20−Ｈのアリルオキシ開始エチレンオキシド単独重合体（２０８．５１ｇ、０．２１８モル）及びイソプロピルアルコール（６０．０ｇ）を秤量し、水冷凝縮器及び圧力平衡添加漏斗を取り付けたクレイセン(Claisen）アダプター、温度計、機械的撹拌器を備えた三口丸底フラスコへ入れた。均質白金触媒（Ｐｔとして１０ｐｐｍ）を４０℃の溶液へ添加した。ＰｒＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)3（１８．６９ｇ、０．０６３１モル）の滴下は、その添加中、温度を６５℃近くに維持するように調節した。赤外線スペクトルでＳｉＨが観察されなくなるまで、温度を９０℃に上昇させた。減圧下でイソプロピルアルコールを除去することにより、室温でワックス状固体の生成物が生成した。
【００３１】
例６；参考例−ＰｒＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｑ)3（式中、Ｑは、−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）40Ｈ）の製造
式、Ｈ2Ｃ＝ＣＨ−ＣＨ2−Ｏ−（ＣＨ2−ＣＨ2Ｏ）40−Ｈのアリルオキシ開始エチレンオキシド単独重合体（１８７．８４ｇ、０．１３６モル）、ＰｒＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)3（１２．１６ｇ、０．０４１１モル）、及びイソプロピルアルコール（４０．０ｇ）を秤量し、温度計、機械的撹拌器、及び水冷凝縮器を具えた三口丸底フラスコへ入れた。均質白金触媒（Ｐｔとして９．２ｐｐｍ）を８０℃の溶液へ添加した。ＳｉＨの量が５ｐｐｍより低くなるまで、温度を９０℃に維持した。減圧下でイソプロピルアルコールを除去することにより、室温でワックス状固体の生成物が得られた。
【００３２】
例７；参考例−ＰｒＳｉ[(ＯＳｉＭe2Ｑ)3-ｘ（ＯＳｉＭe2Ｑ′）ｘ］〔式中、ｘ＝０〜３、Ｑは−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)7Ｈであり、Ｑ′は−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)18(ＣＨ2ＣＨＣＨ3Ｏ）18Ｈである〕の製造
式、Ｈ2Ｃ＝ＣＨ−ＣＨ2−Ｏ−（ＣＨ2−ＣＨ2Ｏ)7−Ｈのアリルオキシ開始エチレンオキシド単独重合体（２６．７２ｇ、０．０７３モル）、式、Ｈ2Ｃ＝ＣＨ−ＣＨ2−Ｏ−（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)18（ＣＨ2ＣＨＣＨ3Ｏ)18Ｈのアリルオキシ開始エチレンオキシド／プロピレンオキシド共重合体（６９．１４ｇ、０．０３６５モル）、ＰｒＳｉ（ＯＳｉＭe2Ｈ)3（１０．１３ｇ、０．０３４２モル）、及びイソプロピルアルコール（２６．０ｇ）を秤量し、温度計、機械的撹拌器、及び水冷凝縮器を具えた三口丸底フラスコへ入れた。均質白金触媒（Ｐｔとして１０ｐｐｍ）を７５℃の溶液へ添加した。ＳｉＨの量が５ｐｐｍより低くなるまで、温度を９０℃に維持した。減圧下でイソプロピルアルコールを除去することにより、麦わら色の液体の生成物が得られた。