DE4023593A1

DE4023593A1 - Verwendung von mischungen aus polyglycerinfettsaeureestern als emulgatoren in kosmetischen und pharmazeutischen zubereitungen

Info

Publication number: DE4023593A1
Application number: DE4023593A
Authority: DE
Inventors: Knut Dr Oppenlaender; Brigitte Dr Wegner; Franz Dr Frosch; Hans-Ulrich Dr Wekel
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1990-07-25
Filing date: 1990-07-25
Publication date: 1992-01-30

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Mischungen aus Poly glycerinfettsäureestern, welche durch partielle Veresterung von Poly glycerinmischungen aus

0 bis 5 Gew.-% Glycerin,
15 bis 40 Gew.-% Diglycerin,
30 bis 55 Gew.-% Triglycerin,
10 bis 25 Gew.-% Tetraglycerin,
0 bis 15 Gew.-% Pentaglycerin,
0 bis 10 Gew.-% Hexaglycerin und
0 bis 5 Gew.-% höheren Polyglycerinen

mit mindestens einer gesättigten Fettsäure mit 12 bis 22 C-Atomen erhältlich sind, wobei der Veresterungsgrad der Mischung zwischen 20 und 70% liegt, als Emulgatoren in kosmetischen und pharmazeutischen Zubereitungen.

Weiterhin betrifft die Erfindung kosmetische und pharmazeutische Zubereitungen, die diese Mischungen als Emulgatoren enthalten.

Die EP-B 0 69 412 (1) betrifft ein diätetisches Getränkekonzentrat, welches neben anderen Bestandteilen einen Polyglycerinfettsäureester-Emulgator mit durchschnittlich 2 bis 10 Glycerineinheiten und 1 bis 3 Fettsäuregruppen mit 14 bis 18 C-Atomen pro Glycerineinheit enthält. Als Fettsäuren werden gesättigte Fettsäuren genannt, Stearinsäure wird nicht explizit erwähnt.

In der US-A 46 80 184 (2) werden Emulgatorzusammensetzungen für Backwaren beschrieben, die u. a. Fettsäureester von Polyolen wie Polyglycerin mit 4 bis 14 Hydroxylgruppen enthalten, wobei 10 bis 66% der Hydroxylgruppen mit gesättigten C₁₄- bis C₂₀-Fettsäuren wie Palmitin- und Stearinsäure oder trans-ungesättigten C₁₆- bis C₂₀-Fettsäuren verestert sind.

Die EP-A 2 03 831 (3) betrifft Polyglycerinfettsäureester-Emulgatoren, welche überwiegend aus Mono- und Diestern von gesättigten Fettsäuren mit einer durchschnittlichen C-Atom-Zahl zwischen 13 und 16,5 bestehen. Diese Emulgatoren werden für den Nahrungsmittelsektor empfohlen.

Die üblicherweise für kosmetische und pharmazeutische Zubereitungen verwendeten Emulgatoren sind häufig Ursache für eine noch unzureichende Lager stabilität der Zubereitungen. So treten oftmals Ausscheidungen oder sogar mehr oder weniger vollständige Phasentrennungen bei den hergestellten Cremes auf. Weiterhin ist es wünschenswert, bei gleichbleibender Wirkung die Einsatzmenge der Emulgatoren zu verringern.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, überwiegend als Öl-in-Wasser-Emulgatoren wirkende Emulgatoren für kosmetische und pharmazeutische Zubereitungen bereitzustellen, die die geschilderten Mängel nicht mehr aufweisen.

Demgemäß wurde die eingangs definierte Verwendung von Mischungen aus Poly glycerinfettsäureestern als Emulgatoren in kosmetischen und pharmazeutischen Zubereitungen gefunden.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Mischung aus Polyglycerin fettsäureestern verwendet, welche durch partielle Veresterung von Poly glycerinmischungen aus

0 bis 5 Gew.-% Glycerin,
20 bis 40 Gew.-% Diglycerin,
35 bis 55 Gew.-% Triglycerin,
10 bis 20 Gew.-% Tetraglycerin,
5 bis 10 Gew.-% Pentaglycerin,
1 bis 5 Gew.-% Hexaglycerin und
0 bis 5 Gew.-% höheren Polyglycerinen

erhältlich ist.

Als Fettsäurekomponenten eignen sich vor allem Laurinsäure, Tridecansäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Margarinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure und Behensäure sowie Mischungen hieraus. Natürlich vorkommende Mischungen sind beispielsweise die Kokosfettsäuren, die als Hauptbestandteil Laurinsäure, daneben noch gesättigte C₁₄- bis C₁₈-Fettsäuren und gegebenenfalls in geringen Mengen gesättigte C₈- bis C₁₀-Fettsäuren und ungesättigte Fettsäuren enthalten, sowie Talgfettsäuren, welche im wesentlichen eine Mischung aus Palmitinsäure und Stearinsäure darstellen. Besonders bevorzugt wird eine Mischung, die aus mindestens 40 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 99 Gew.-% Stearinsäure besteht.

Die Veresterung der Polyglycerine erfolgt nur partiell, der Veresterungsgrad der Mischung liegt zwischen 20 und 70%. Besonders gute Resultate erzielt man bei einem Veresterungsgrad zwischen 25 und 50%, insbesondere zwischen 30 und 40%.

Die Mischungen der Polyglycerinfettsäureester können noch bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte Menge an Fettsäuren, freie Fettsäuren oder deren Salze enthalten.

Die Mischungen der Polyglycerinfettsäureester eignen sich in kosmetischen und pharmazeutischen Zubereitungen in besonderem Maße als Öl-in-Wasser- Emulgatoren.

Die erfindungsgemäßen Emulgatoren zeigen besonders gute Resultate, wenn sie zusammen mit bis zu 100 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 60 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Emulgators, eines Monoglycerinmonofettsäureesters, z. B. Glycerinmonostearat, eingesetzt werden.

Die Polyglycerinfettsäureester-Mischungen stellt man zweckmäßigerweise durch Veresterungsreaktion zwischen den entsprechenden Polyglycerinmischungen und der gewünschten Fettsäure oder Fettsäuremischung nach den üblichen Methoden her. Hierbei arbeitet man in der Regel in Gegenwart eines sauren oder basischen Veresterungskatalysators wie hypophosphoriger Säure, phosphoriger Säure, Schwefelsäure, p-Toluol-sulfonsäure, Citronensäure, Natriummethylat, Zinnoxid oder einer Seife.

Die Polyglycerinmischungen sind üblicherweise gemäß der Literaturstelle Fette, Seifen, Anstrichmittel, 88. Jahrgang, Nr. 3, 1986, S. 101-106 (4) durch alkalisch katalysierte Kondensation von Glycerin bei erhöhten Temperaturen oder gemäß DE-A 38 42 692 (5) durch Umsetzung von Glycerin mit Epichlorhydrin in Gegenwart eines sauren Katalysators bei erhöhten Temperaturen zugänglich. Man kann aber auch entsprechende reine Polyglycerinkomponenten miteinander mischen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind weiterhin kosmetische und pharma zeutische Zubereitungen, die als Emulgatoren einer derartige Mischung aus Polyglycerinfettsäureestern in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 10 Gew.-%, insbesondere 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Zubereitung, enthalten. Insbesondere kosmetische Zubereitungen, die diese Emulgatoren enthalten, zeigen eine deutliche Verbesserung ihrer Eigenschaften.

In Frage kommende kosmetische Zubereitungen, die durch Verwendung von Öl-in-Wasser-Emulgatoren eine leicht streichbare Konsistenz erhalten, weil durch diese Emulgatorsysteme sich ein Öl oder ein Fett gut in eine wäßrige Phase einarbeiten läßt, sind beispielsweise Cremes wie Pflegecremes, Baby cremes oder Sonnenschutzcremes, Salben, Lotionen oder Schminken. In pharma zeutischen Zubereitungen wie Salben oder Cremes benötigt man Öl-in- Wasser-Emulgatoren zur Applikation von Wirkstoffen.

Die üblichen Zusammensetzungen und Bestandteile sowie übliche Hilfsmittel und Zusatzstoffe wie Stabilisatoren oder Konservierungsmittel für derartige kosmetische und pharmazeutische Zubereitungen sind dem Fachmann bekannt und brauchen deshalb hier nicht näher erläutert zu werden.

Die erfindungsgemäß verwendeten Polyglycerinfettsäureester-Mischungen bewirken gegenüber dem Stand der Technik eine deutlich erhöhte Lagerstabilität der mit ihnen emulgierten kosmetischen und pharmazeutischen Zubereitungen. Weiterhin benötigt man in der Regel von den Polyglycerinfettsäureester- Mischungen geringere Konzentrationen in den Zubereitungen, um eine gleiche Wirkung wie mit Mitteln des Standes der Technik zu erzielen.

Die Polyglycerinfettsäureester-Mischungen brauchen nach ihrer Herstellung in den meisten Fällen nicht mehr nachträglich gebleicht zu werden, da sie in der Regel bei ihrer Herstellung in genügend reiner Form anfallen. Der Verzicht auf Bleichmittel ist bei kosmetischen und pharmazeutischen Zubereitungen von großer Bedeutung, z. B. wegen der besseren Verträglichkeit solcher Zubereitungen auf der Haut oder im Körper.

Beispiel 1 Herstellung einer Polyglycerinstearat-Mischung

Unter Stickstoff als Schutzgas wurden 1417,5 g (entsprechend 7,0 mol, bezogen auf eine kryoskopisch bestimmte Durchschnittsmolmasse) einer durch Alkalimetallhydroxid katalysierte Kondensation von Glycerin erhaltenen Polyglycerin-Mischung, die gemäß gaschromatographischer Analyse aus

35 Gew.-% Diglycerin
39 Gew.-% Triglycerin
18 Gew.-% Tetraglycerin
5 Gew.-% Pentaglycerin
2 Gew.-% Hexaglycerin
0,6 Gew.-% Heptaglycerin
0,3 Gew.-% Octaglycerin
0,1 Gew.-% Nonaglycerin

bestand, zusammen mit 3335,5 g einer technischen Stearinsäure der Zusammen setzung 63 Gew.-% Stearinsäure, 28 Gew.-% Palmitinsäure, 3 Gew.-% Mar garinsäure, 5 Gew.-% gesättigte Fettsäuren mit weniger als 16 C-Atomen und 1 Gew.-% gesättigte Fettsäuren mit mehr als 18 C-Atomen (entsprechend 12,0 mol, berechnet nach der gemessenen Säurezahl von 202 mg KOH/g) und 46 g 50 gew.-%iger hypophosphoriger Säure auf 180°C erhitzt und 22 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Während dieser Zeit wurden ca. 210 g gebildetes Reaktionswasser abdestilliert. Danach hatte das Gemisch eine Säurezahl kleiner als 10.

Nach Abkühlung auf 90 bis 95°C wurde die Reaktionsmischung mit 51 g 50 gew.-%iger Natronlauge neutralisiert. Nach einstündigem Nachrühren bei der angegebenen Temperatur und anschließender Heiß-Filtration erhielt man 4360 g einer Polyglycerinstearat-Mischung als farbloses, wachsartiges Produkt mit einer Verseifungszahl von 143, entsprechend einem Veresterungsgrad von 35 bis 40%.

Beispiel 2 Herstellung einer Polyglycerintalgfettsäureester-Mischung

Eine Mischung aus 161,2 g (entsprechend 0,8 mol, bezogen auf eine kryoskopisch bestimmte Durchschnittsmolmasse) der in Beispiel 1 charakterisierten Polyglycerin-Mischung, 376,7 g einer gehärteten Talgfettsäure der Zusammen setzung 64 Gew.-% Stearinsäure, 27 Gew.-% Palmitinsäure, 2 Gew.-% Margarin säure, 4 Gew.-% gesättigte Fettsäuren mit weniger als 16 C-Atomen, 2 Gew.-% gesättigte Fettsäuren mit mehr als 18 C-Atomen und 1 Gew.-% unge sättigte Fettsäuren (entsprechend 1,4 mol, berechnet nach der gemessenen Säurezahl von 208 mg KOH/g) und 2,7 g 50 gew.-%iger hypophosphoriger Säure wurde unter Stickstoff auf 180°C erhitzt. Bei dieser Temperatur wurde das gebildete Reaktionswasser innerhalb von 17 Stunden abdestilliert. Danach hatte das Gemisch eine Säurezahl kleiner als 5.

Nach Abkühlung auf ca. 90°C wurde die Reaktionsmischung mit 50 gew.-%iger Natronlauge neutralisiert. Nach Heißfiltration erhielt man 515 g einer Polyglycerintalgfettsäureester-Mischung als hellgelbes, wachsartiges Produkt mit einer Jodfarbzahl von 1 bis 3 und einem Veresterungsgrad von 35 bis 40%.

Anwendungstechnische Prüfung

Kosmische Zubereitungen in Cremeform der folgenden Zusammensetzungen wurden auf ihre Lagerstabilität untersucht. Als Emulgatoren wurden jeweils die in der Tabelle angegebenen Substanzen verwendet.

Zusammensetzung 1 (Öl-in-Wasser-Emulsion)

Fettphase (31 Gew.-%):

5,0 Gew.-% Emulgator
3,0 Gew.-% Glycerinmonostearat
3,0 Gew.-% Cetylalkohol
10,0 Gew.-% Cetyl-stearyl-2-ethylhexanoat
10,0 Gew.-% Paraffinöl

Hilfsmittel (3,5 Gew.-%):

3,0 Gew.-% Propylenglykol
0,2 Gew.-% Methyl- und Propylparaben
0,3 Gew.-% Imidazolidinylharnstoff

Wasser:

65,5 Gew.-%

Zusammensetzung 2 (Öl-in-Wasser-Emulsion)

Wie Zusammensetzung 1, jedoch 20,0 Gew.-% Erdnußöl anstelle von 10,0 Gew.-% Cetyl-stearyl-2-ethylhexanoat und 10 Gew.-% Paraffinöl.

Zusammensetzung 3 (Öl-in-Wasser-Emulsion)

Wie Zusammensetzung 1, jedoch 20,0 Gew.-% Jojobaöl anstelle von 10,0 Gew.-% Cetyl-stearyl-2-ethylhexanoat und 10 Gew.-% Paraffinöl.

In der Tabelle sind die Ergebnisse der Stabilitätsuntersuchungen wiedergegeben. Aus dem Benotungsschema erkennt man, daß die die erfindungsgemäßen Emulgatoren enthaltenden Zubereitungen bei der Lagerung bezüglich Phasenstabilität und Auftreten von Nebengeruch ausgezeichnete Ergebnisse erzielen.

Tabelle

Stabilität von kosmetischen Zubereitungen in Cremeform

Claims

1. Verwendung von Mischungen aus Polyglycerinfettsäureestern, erhältlich durch partielle Veresterung von Polyglycerinmischungen aus 0 bis 5 Gew.-% Glycerin,
15 bis 40 Gew.-% Diglycerin,
30 bis 55 Gew.-% Triglycerin,
10 bis 25 Gew.-% Tetraglycerin,
0 bis 15 Gew.-% Pentaglycerin,
0 bis 10 Gew.-% Hexaglycerin und
0 bis 5 Gew.-% höheren Polyglycerinenmit mindestens einer gesättigten Fettsäure mit 12 bis 22 C-Atomen, wobei der Veresterungsgrad der Mischung zwischen 20 und 70% liegt, als Emulgatoren in kosmetischen und pharmazeutischen Zubereitungen.

2. Verwendung von Mischungen aus Polyglycerinfettsäureestern nach Anspruch 1, erhältlich durch partielle Veresterung von Polyglycerin mischungen aus 0 bis 5 Gew.-% Glycerin,
20 bis 40 Gew.-% Diglycerin,
35 bis 55 Gew.-% Triglycerin,
10 bis 20 Gew.-% Tetraglycerin,
5 bis 10 Gew.-% Pentaglycerin,
1 bis 5 Gew.-% Hexaglycerin und
0 bis 5 Gew.-% höheren Polyglycerinen.

3. Verwendung von Mischungen aus Polyglycerinfettsäureestern nach An spruch 1 oder 2, erhältlich durch partielle Veresterung mit einer Fettsäure oder Fettsäuremischung, die aus mindestens 40 Gew.-% Stearinsäure besteht.

4. Verwendung von Mischungen aus Polyglycerinfettsäureestern nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei der Veresterungsgrad der Polyglycerinmischungen zwischen 25 und 50% liegt.

5. Verwendung von Mischungen aus Polyglycerinfettsäureestern nach den Ansprüchen 1 bis 4 als Öl-in-Wasser-Emulgatoren in kosmetischen und pharmazeutischen Zubereitungen.

6. Kosmetische und pharmazeutische Zubereitungen, enthaltend als Emulgatoren eine Mischung aus Polyglycerinfettsäureestern gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Zubereitung.