Катионные полиглицериновые композиции и соединения

Катионные полиглицериновые композиции и соединения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к катионным полиглицериновым композициям и соединениям, которые можно использовать в различных областях применения, в том числе для увлажнения или кондиционирования кожи или волос.

ОПИСАНИЕ СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ ОБЛАСТИ ТЕХНИКИ

Композиции для личной гигиены, такие как лосьоны, кондиционеры, очищающие средства и т.п., как правило, содержат множество компонентов. Эти компоненты можно использовать для стабилизации продукта, улучшения внешнего вида, а также для увлажнения, кондиционирования, очистки или иной обработки тела. Например, так называемые «увлажнители» представляют собой класс компонентов, которые, как правило, служат для привлечения влаги и для замедления испарения воды с поверхности тела. К распространенным коммерческим увлажнителям относятся глицерин, пропиленгликоль, сорбитолы и полиэтиленгликоли.

Авторы изобретения поняли, что для того, чтобы увеличить диапазон вариантов, находящихся в распоряжении разработчиков средств личной гигиены, желательно иметь увлажняющий материал, обладающий дополнительной функциональностью, например, одной или более улучшенными свойствами: субстантивностью, влагоудерживающей способностью, пенообразованием, структурообразующим свойством и мягкостью. Кроме этого, авторы изобретения также поняли, что было бы желательно иметь возможность регулировать эти свойства путем подбора пропорций и химического состава реагентов, используемых для изготовления увлажняющего материала. Кроме того, авторы изобретения поняли, что было бы полезно, чтобы процесс получения такого материала не включал в себя реакцию этоксилирования, учитывая потенциальный риск для здоровья и безопасности при работе с исходным материалом - этиленоксидом.

Соответственно, описанное в настоящем документе изобретение решает одну или более вышеупомянутых проблем.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении предлагаются катионные полиглицериновые соединения, позволяющие преодолеть недостатки предшествующего уровня техники и склонные проявлять неожиданные благоприятные свойства. В частности, заявители обнаружили, что композиции и соединения, составляющие предмет настоящего изобретения, склонны проявлять более высокую субстантивность, влагоудерживающие свойства, пенообразование, структурообразующие свойства, мягкость и (или) комбинации этих свойств в сравнении с другими сопоставимыми (полиглицериновыми или иными) увлажняющими соединениями.

В соответствии с одним аспектом, в настоящем изобретении предлагаются полиглицериновые композиции, содержащие одно или более полиглицериновых соединений, которые имеют: (a) узловую структуру, содержащую по меньшей мере три смежных глицериновых остатка; (b) одну или более катионных групп, каждая из которых связана с узловой структурой независимо выбираемой связующей группой; и (c) один или более гидрофобных фрагментов, каждый из которых независимо (i) связан с узловой структурой при помощи связующей группы или (ii) составляет часть одной из одной или более катионных групп.

В соответствии с другим аспектом, в настоящем изобретении предлагаются полиглицериновые соединения, содержащие одно или более соединений формулы I:

(I)

где, в соответствии с данным вариантом осуществления:

Z представляет собой полиглицериновую узловую структуру, содержащую по меньшей мере 3 смежных глицериновых остатка;

Nu представляют собой независимо выбранные нуклеофильные группы, непосредственно соединенные с Z;

d представляет собой число нуклеофильных групп, непосредственно связанных с Z, и составляет от 2 до 21;

L₁ представляет собой независимо выбранную связующую группу, соединяющую Z с Hphob₁;

Hphob₁ представляет собой независимо выбранный гидрофобный фрагмент, содержащий от 6 до 30 атомов углерода;

a представляет собой число групп Hphob₁, связанных с узловой структурой Z, каждая при помощи L₁, и составляет от нуля до 10;

L₂ представляет собой независимо выбранную связующую группу, соединяющую Z с катионной группой -R₁-N-[(R₂)(R₃)(Hphob₂)];

R₁ представляет собой независимо выбранный линейный или разветвленный алкилен (от -CH- до -C₆H₁₂-) или моногидроксиалкилен (от -CH(OH)- до -C₆H₁₁(OH)-);

N представляет собой атом азота;

R₂ представляет собой независимо выбранную алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода (от CH₃ до C₄H₉) или атом водорода;

R₃ представляет собой независимо выбранную алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода (от CH₃ до C₄H₉) или атом водорода, или независимо выбранный гидрофобный фрагмент;

Hphob₂ представляет собой независимо выбранный гидрофобный фрагмент, содержащий от 6 до 30 атомов углерода;

X₁ представляет собой анионный противоион или отсутствует;

b представляет собой число групп (R₁-N-[(R₂)(R₃)(Hphob₂)]), связанных с узловой структурой Z, каждая при помощи L₂, и составляет от нуля до 10;

L₃ представляет собой независимо выбранную связующую группу, соединяющую Z с катионной группой -R₄-N-[(R₅)(R₆)(R₇)];

R₄ представляет собой независимо выбранный линейный или разветвленный алкилен (от -CH- до -C₆H₁₂-) или моногидроксилалкилен (от -CH(OH)- до -C₆(OH)H₁₁(OH)-);

R₅, R₆, R₇ каждый представляет собой независимо выбранную алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода (от CH₃ до C₄H₉);

X₂ представляет собой анионный противоион или отсутствует;

c представляет собой число групп (R₄-N-[(R₅)(R₆)(R₇)]), связанных с узловой структурой Z, каждая при помощи L₃, и составляет от нуля до 10;

причем сумма a и b составляет от 1 до 10 включительно;

сумма b и c составляет от 1 до 10 включительно;

сумма a, b и c составляет от 1 до 10 включительно;

и сумма a, b, c и d составляет от 3 до 22 включительно.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фигуре 1 представлено графическое изображение вязкости при нулевом сдвиге для некоторых композиций, составляющих предмет настоящего изобретения, и для сопоставимых композиций.

На фигуре 2 представлено графическое изображение зависимости гидроксильного числа от степени полимеризации для линейного полиглицерина.

На фигуре 3 представлено графическое изображение максимального объема пены и значений объема пены для некоторых композиций, составляющих предмет настоящего изобретения, и для сопоставимых композиций.

На фигуре 4 представлено графическое изображение относительной вязкости для некоторых композиций, составляющих предмет настоящего изобретения, и для сопоставимых композиций.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Все процентные значения, указанные в настоящем техническом описании, при отсутствии особых указаний, представляют собой процентные доли твердых/активных веществ по весу.

Используемый в данном документе термин «медицина» относится к области личной гигиены и медицинского лечения, в том числе, помимо прочего, к области ухода за детьми раннего возраста, ухода за полостью рта, профилактической гигиены, ухода за кожей, в том числе местной обработки кожи у детей и взрослых для поддержания ее здорового состояния, улучшения состояния кожи и (или) внешнего вида кожи; обработки ран, в том числе с целью ускорения затягивания или заживления ран и (или) с целью обезболивания или предотвращения шрамов, вызванных ранением; женской гигиены, в том числе обработки тканей наружных и внутренних половых органов и (или) молочных желез, улучшения состояния здоровья соответствующих тканей или кожных покровов, поддержания или улучшения внешнего вида указанных тканей или кожных покровов, повышения или способствования половой функции, связанной с указанными тканями или кожными покровами и т.п.

Как отмечалось выше, заявители обнаружили, что некоторые катионные полиглицериновые композиции можно применять в качестве неэтоксилированных субстантивных увлажнителей в различных композициях, включая косметические композиции и композиции для личной гигиены. Готовые композиции можно применять в качестве очищающих, смываемых или оставляемых после нанесения композиций. В частности, заявители выявили значительные неожиданные преимущества, связанные с композициями, содержащими одно или более полиглицериновых соединений, имеющих: (a) узловую структуру, содержащую по меньшей мере три смежных глицериновых остатка; (b) одну или более катионных групп, каждая из которых связана с узловой структурой независимо выбираемой связующей группой; и (c) один или более гидрофобных фрагментов, каждый из которых независимо (i) связан с узловой структурой при помощи связующей группы или (ii) составляет часть одной из одной или более катионных групп.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения катионные полиглицериновые композиции содержат по меньшей мере одно полиглицериновое соединение, описанное в настоящем документе, а предпочтительно - два или более. В некоторых вариантах осуществления полиглицериновые композиции, составляющие предмет настоящего изобретения, содержат по меньшей мере три, предпочтительно по меньшей мере четыре, а в некоторых предпочтительных вариантах осуществления по меньшей мере пять полиглицериновых соединений, описанных в настоящем документе. В таких вариантах осуществления полиглицериновое соединение предпочтительно имеет среднюю степень полимеризации, измеренную методом анализа гидроксильного числа (DP_OH), от приблизительно 3 до приблизительно 20, например, от приблизительно 3 до приблизительно 18 или от приблизительно 3 до приблизительно 15. В ряде предпочтительных вариантов осуществления полигрицериновые композиции, составляющие предмет настоящего изобретения, имеют величину DP_OH в диапазоне от приблизительно 3 до приблизительно 12 и более предпочтительно - от приблизительно 3 до приблизительно 10, еще более предпочтительно - от приблизительно 5 до приблизительно 10, еще более предпочтительно - от приблизительно 7 до приблизительно 10 и еще более предпочтительно - приблизительно 10.

В настоящем документе гидроксильное число (OH#), ассоциируемое с полиглицериновым материалом, определяется как количество миллиграммов гидроксида калия, эквивалентное содержанию гидроксила в одном грамме образца и измеренное в соответствии со стандартным официальным методом определения гидроксильного числа Cd 13-60 Американского общества нефтехимиков (AOCS). Далее на основании гидроксильного числа (OH#) вычисляют DP_OH полиглицеринового материала по следующему уравнению:

Следующее общее описание гидроксильного числа и DP_OH полиглицеринового материала приводится исключительно в целях пояснения. Для измерения гидроксильного числа в соответствии с упомянутым методом AOCS проводят реакцию известной массы анализируемого материала (например, полиглицеринового материала) с уксусным ангидридом в присутствии пиридина. Далее ацетилированный многоатомный спирт гидролизуют до многоатомного спирта и уксусной кислоты. Количество уксусной кислоты, полученной в результате реакции гидролиза, определяют путем титрования KOH в присутствии индикатора фенолфталеина. Далее определяют гидроксильное число, вычисляя количество мг KOH, необходимое для нейтрализации раствора, содержащего один грамм многоатомного спирта. Далее вычисляют DP_OH на основании гидроксильного числа по приведенному выше уравнению.

Специалистам в данной области будет понятно, что DP_OH определяют методом, который не позволяет различать линейные и дендритные (разветвленные или циклические) повторяющиеся звенья, но дает информацию о числе гидроксильных групп на грамм полимера. Специалистам в данной области будет понятно, что среднечисленное значение DP (DP_n), основывающееся на среднем количестве повторяющихся звеньев в полимере, может существенно отличаться от DP_OH при наличии в составе молекул определенных изомеров, например, циклических повторяющихся звеньев (Crowther, M.W. et al., JAOCS, 75, 1867, 1998). Это показано, например, на фигуре 2, где представлена теоретическая кривая зависимости гидроксильного числа от DP_n для случая чисто линейного полиглицерина (незаштрихованные квадраты) и для образца полиглицерина, содержащего 20% вес. циклических повторяющихся звеньев. Заштрихованный символ на каждом графике является аппроксимацией гидроксильного числа 900. Как видно на фигуре 2, смесь циклического и линейного полиглицерина с весовым соотношением 20/80% c гидроксильным числом 900 имеет величину DP_n приблизительно 5,5 (заштрихованный круг) по сравнению с величиной DP_OH, составляющей 9 (заштрихованный квадрат).

В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения, композиции, составляющие предмет настоящего изобретения, имеют среднюю степень замещения гидрофобными фрагментами в расчете на узловую структуру (например, «a»+«b») больше нуля, но меньше десяти, более предпочтительно больше нуля, но меньше пяти, и еще более предпочтительно больше нуля, но меньше или равную трем. Специалистам в данной области будет понятно, что введение в узловую структуру в качестве заместителей гидрофобных фрагментов с образованием соединений/композиций, составляющих предмет настоящего изобретения, вероятно, представляет собой гетерогенный процесс, в результате которого образуются два или более полиглицериновых катионных соединения с разными заместителями и, следовательно, среднее количество гидрофобных фрагментов на узел в композиции может представлять собой нецелое значение. Предлагается пример расчета: для композиции, содержащей полиглицериновые гомополимерные соединения формулы I (DP_OH=10, т.е. содержащих 10 глицериновых остатков), где каждый полимер содержит независимое сочетание фрагментов Hphob₁ и Hphob₂. Если 50% мол. узловых структур Z содержат 2 моль L₁-Hphob₁, 40% мол. полиглицериновых остатков Z содержат 1 моль L₁-Hphob₁, и 10% мол. полиглицериновых остатков Z содержат 0 моль L₁-Hphob₁, то имеется 1,4 {2(0,5)+1(0,4)+0(0,1)=1,4} L₁-R₁-Hphob₁ на моль Z.

В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения, композиции, составляющие предмет настоящего изобретения, имеют среднюю степень замещения катионными фрагментами в расчете на узел (например, «b»+«c») больше нуля, но меньше 10, более предпочтительно больше нуля, но меньше 5, и еще более предпочтительно больше нуля, но меньше 3. Предлагается пример расчета: для композиции, содержащей полиглицериновые гомополимерные соединения формулы I (DP=10, т.е. содержащих 10 глицериновых остатков), где каждый полимер содержит независимое сочетание катионных гидрофобных групп (-R₁-N-[(R₂)(R₃)(Hphob₂)]) и катионных (-R₄-N-[(R₅)(R₆)(R₇)]). Если 60% мол. узловых структур Z содержат 2 моль (-R₁-N-[(R₂)(R₃)(Hphob₂)]), 30% мол. полиглицериновых остатков Z содержат 1 моль (-R₁-N-[(R₂)(R₃)(Hphob₂)]), 10% мол. полиглицериновых остатков Z содержат 0 моль (-R₁-N-[(R₂)(R₃)(Hphob₂)]), то имеется 1,5 {2(0,6)+1(0,3)+0(0,1)=1,5} (-R₁-N-[(R₂)(R₃)(Hphob₂)]) на моль Z. Аналогично, если 20% мол. узловых структур Z содержат 2 моль (-R₄-N-[(R₅)(R₆)(R₇)]), 50% мол. полиглицериновых остатков Z содержат 1 моль (-R₄-N-[(R₅)(R₆)(R₇)]), 30% мол. полиглицериновых остатков Z содержат 0 моль (-R₄-N-[(R₅)(R₆)(R₇)]), то имеется 0,9 {2(0,2)+1(0,5)+0(0,3)=0,9} (-R₄-N-[(R₅)(R₆)(R₇)]) на моль Z. Таким образом, средняя степень катионного замещения на моль Z составляет 2,4 {1,5+0,9=2,4}.

В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения, композиции, составляющие предмет настоящего изобретения, имеют среднюю степень замещения катионными гидрофобными фрагментами в расчете на узел (например, «b») больше нуля, но меньше 10, более предпочтительно больше нуля, но меньше 5, и еще более предпочтительно больше приблизительно 0,5, но меньше 3. Предлагается пример расчета: для композиции, содержащей полиглицериновые гомополимерные соединения формулы I (DP=10, т.е. содержащих 10 глицериновых остатков), где каждый полимер содержит независимое сочетание катионных гидрофобных групп (-R₁-N-[(R₂)(R₃)(Hphob₂)]). Если 10% мол. узловых структур Z содержат 3 моль (-R₁-N-[(R₂)(R₃)(Hphob₂)]), 30% мол. полиглицериновых остатков Z содержат 2 моль (-R₁-N-[(R₂)(R₃)(Hphob₂)]), 40% мол. полиглицериновых остатков Z содержат 1 моль (-R₁-N-[(R₂)(R₃)(Hphob₂)]), 20% мол. полиглицериновых остатков Z содержат 0 моль (-R₁-N-[(R₂)(R₃)(Hphob₂)]), то имеется 1,3 {3(0,1)+2(0,3)+1(0,4)+0(0,2)=1,3} (-R₁-N-[(R₂)(R₃)(Hphob₂)]) на моль Z.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, соединения, составляющие предмет настоящего изобретения, и композиции, приготовленные из этих соединений, можно дополнительно проиллюстрировать формулой I:

(I)

где, в соответствии с данным вариантом осуществления:

Z представляет собой полиглицериновую узловую структуру, содержащую по меньшей мере 3 смежных глицериновых остатка;

Nu представляют собой независимо выбранные нуклеофильные группы, непосредственно соединенные с Z;

d представляет собой число нуклеофильных групп, связанных с Z, и составляет от 2 до 21;

L₁ представляет собой независимо выбранную связующую группу, соединяющую Z с Hphob₁;

Hphob₁ представляет собой независимо выбранный гидрофобный фрагмент, содержащий от 6 до 30 атомов углерода;

a представляет собой число групп Hphob₁, связанных с узловой структурой Z, каждая при помощи L₁, и составляет от нуля до 10;

L₂ представляет собой независимо выбранную связующую группу, соединяющую Z с катионной группой -R₁-N-[(R₂)(R₃)(Hphob₂)];

R₁ представляет собой независимо выбранный линейный или разветвленный алкилен (от -CH- до -C₆H₁₂-) или моногидроксиалкилен (от -CH(OH)- до -C₆H₁₁(OH)-);

N представляет собой атом азота;

R₂ представляет собой независимо выбранную алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода (от CH₃ до C₄H₉) или атом водорода;

R₃ представляет собой независимо выбранную алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода (от CH₃ до C₄H₉) или атом водорода, или независимо выбранный гидрофобный фрагмент;

Hphob₂ представляет собой независимо выбранный гидрофобный фрагмент, содержащий от 6 до 30 атомов углерода;

X₁ представляет собой анионный противоион или отсутствует;

b представляет собой число групп (R₁-N-[(R₂)(R₃)(Hphob₂)]), связанных с узловой структурой Z, каждая при помощи L₂, и составляет от нуля до 10;

L₃ представляет собой независимо выбранную связующую группу, соединяющую Z с катионной группой -R₄-N-[(R₅)(R₆)(R₇)];

R₄ представляет собой независимо выбранный линейный или разветвленный алкилен (от -CH- до -C₆H₁₂-) или моногидроксилалкилен (от -CH(OH)- до -C₆(OH)H₁₁(OH)-);

R₅, R₆, R₇ каждый представляет собой независимо выбранную алкильную или алкенильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода (от CH₃ до C₄H₉);

X₂ представляет собой анионный противоион или отсутствует;

c представляет собой число групп (R₄-N-[(R₅)(R₆)(R₇)]), связанных с узловой структурой Z, каждая при помощи L₃, и составляет от нуля до 10;

причем сумма a и b составляет от 1 до 10 включительно;

сумма b и c составляет от 1 до 10 включительно; и

сумма a, b и c составляет от 1 до 10 включительно.

Композиции, составляющие предмет настоящего изобретения, содержат соединения, имеющие узловую структуру, содержащую по меньшей мере три смежных глицериновых остатка. Под «глицериновым остатком» понимаются звенья глицерина, за исключением нуклеофильных групп, таких как гидроксильные группы. Такие глицериновые остатки в целом можно представить формулой C₃H₅O для линейных и дендритных остатков (Rokicki et al. Green Chemistry, 2005, 7, 52). Соответствующие глицериновые остатки представляют собой дегидратированные формы (т.е. с удалением одного моля воды) следующих глицериновых групп: линейные-1,4 (L_1,4) глицериновые звенья; линейные-1,3 (L_1,3) глицериновые повторяющиеся звенья; дендритные (D) глицериновые звенья; концевые-1,2 (T_1,2) звенья; и концевые-1,3 (T_1,3) звенья. Примеры таких повторяющихся и концевых глицериновых звеньев показаны ниже (по правую сторону от стрелок). Также показаны соответствующие исходные глицериновые звенья (по левую сторону от стрелки; включают гидроксильные группы):

линейные-1,4 (L_1,4) глицериновые повторяющиеся звенья

линейные-1,3 (L_1,3) глицериновые повторяющиеся звенья

дендритные (D) глицериновые повторяющиеся звенья, что ведет к образованию разветвленных или циклических соединений

концевые-1,2 (T_1,2) звенья

и концевые-1,3 (T_1,3) звенья

В некоторых вариантах осуществления, наряду с глицериновыми остатками, узловая структура может содержать одно или более дополнительных оксиалкильных звеньев. Оксиалкильные звенья в целом могут быть описаны формулой -(O-R)-, где R представляет собой линейный или разветвленный алкил C₁-C₄, например -CH₂CH₂-, -CH(CH₃)CH₂- и -CH₂CH₂CH₂-, получаемые в результате введения в реакцию необязательных сомономеров, таких как 1,2-этандиол, 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол, этиленкарбонат, 1,2 пропиленкарбонат и 1,3 пропиленкарбонат. Например, общую формулу глицеринового остатка и смежной с ним оксиалкильной группы можно представить следующим образом:

и, в качестве еще одного примера, полиглицерин-со-1,3-пропандиол, соответственно, с узловой структурой:

Специалисту в данной области будет понятно, что, учитывая природу полимеризации соединений, составляющих предмет настоящего изобретения, и использованную в настоящем документе номенклатуру, в некоторых вариантах осуществления узел, составляющий предмет настоящего изобретения, также может включать концевую (по отношению к самому узлу) трехуглеродную алкильную группу. Например, ниже показан пример узла, составляющего предмет настоящего изобретения, который является производным глицерина, причем в результате полимеризации узловой структуры образуются семь глицериновых остатков с одной концевой трехуглеродной алкильной группой, помеченной ниже как остаток C₃H₅:

Специалистам в области химии полимеров будет понятно, что полиглицерин, как любой типичный полимер, состоит из повторяющихся звеньев и концевых групп. В простом случае, где полимер образован в результате конденсации мономерных звеньев (с отщеплением воды при полимеризации), концевые группы образованы материнской молекулой, тогда как повторяющиеся звенья образуются из материнского мономера при отщеплении молекулы воды. Это относится и к линейным полиглицеринам, которые можно синтезировать из мономерного глицерина.

Полимеризация глицерина показана на приведенном ниже фигуре, где w молей глицерина полимеризуются с образованием линейного полиглицерина, имеющего (1-w) повторяющихся звеньев и 1 концевую группу. Для ясности концевая группа обозначена пунктирными линиями. Следует отметить, что формула повторяющегося звена (C₃H₆O₂) представляет собой формулу молекулы глицерина (C₃H₈O₃) без молекулы воды (H₂O). Также следует отметить, что суммарно концевое звено [(C₃H₇O₂) плюс (OH)] представляет собой молекулу глицерина формулы (C₃H₈O₃), и что в качестве побочного продукта полимеризации образуется (1-w) молей воды.

Кроме этого, если данный принцип перенести на описание дегидратированного полиэфира (остаток глицерина), можно видеть, что повторяющееся звено остатка глицерина будет иметь формулу (C₃H₅O). Следует отметить, что концевой остаток будет иметь формулу (C₃H₅)

Это дополнительно иллюстрируется приведенной ниже структурной формулой, в которой изомеры повторяющихся звеньев обозначены круглыми скобками (всего 7 повторяющихся звеньев), а концевой остаток глицерина обозначен квадратными скобками (1 концевой остаток глицерина), причем общая степень полимеризации (DP) равна 8.

Помимо концевых остатков C₃H₅ и повторяющихся звеньев-остатков C₃H₅O, если молекула содержит определенные изомеры, включающие циклические звенья дендритной структуры, также могут присутствовать остатки C₃H₅O₂ и концевые остатки C₃H₅O. Это показано на приведенном ниже рисунке, на котором круглыми скобками обозначены повторяющиеся и концевые звенья, относящиеся к пентаглицерину, содержащему два дендритных циклических звена. Если не оговорено особо, повторяющиеся и концевые звенья-остатки имеют формулу C₃H₅O.

В соответствии с некоторыми предпочтительными вариантами осуществления, каждая узловая структура, составляющая предмет настоящего изобретения, включает в себя от трех до приблизительно 20 глицериновых остатков (и необязательно одно или более оксиалкильных звеньев), и может иметь всего от 3 до приблизительно 21 комбинированной группы, которые выбирают из нуклеофильных групп, гидрофобных групп (Hphob₁), катионных групп (-R₄-N-[(R₅)(R₆)(R₇)]), катионных гидрофобных групп (-R₁-N-[(R₂)(R₃)(Hphob₂)]) и комбинаций из двух или более таких групп, которые либо связаны с узловой структурой (в случае нуклеофильных групп), либо присоединены к ней связующими группами (в случае гидрофобных, катионных и (или) катионных гидрофобных групп). В некоторых предпочтительных вариантах осуществления узловая структура состоит только из атомов углерода, водорода и кислорода глицериновых остатков. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления узловая структура состоит только из атомов углерода, водорода и кислорода глицериновых остатков и оксиалкильных звеньев. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления все глицериновые остатки и необязательные оксиалкильные звенья, если таковые имеются, узловой структуры являются смежными. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, в узловой структуре соотношение числа атомов углерода к числу атомов кислорода составляет от приблизительно 2,5 до приблизительно 4,5:1, предпочтительно от приблизительно 2,5 до приблизительно 3,5:1, например, от приблизительно 2,6 до приблизительно 3,4:1, например, от приблизительно 2,8 до приблизительно 3,4:1.

Примеры соответствующих узловых структур приведены ниже в описании некоторых конкретных примеров катионных полиглицериновых соединений. Специалист в данной области легко поймет, что полиглицериновая узловая структура включает в себя множество эфирных функциональных групп, и поэтому такие соединения далее можно называть «полиэфирами».

Как описано выше, катионные полиглицериновые соединения, составляющие предмет настоящего изобретения, дополнительно содержат по меньшей мере одну катионную группу и по меньшей мере один гидрофобный фрагмент. Соединение, составляющее предмет настоящего изобретения, может содержать любую соответствующую комбинацию одной или более катионных групп, гидрофобных групп и (или) катионных гидрофобных групп (т.е. катионных групп, в которых гидрофобный фрагмент является частью катионной группы), в результате чего соединение содержит как по меньшей мере одну катионную группу, так и по меньшей мере один гидрофобный фрагмент. Например, в некоторых вариантах осуществления соединение, составляющее предмет настоящего изобретения, может содержать одну отдельную катионную гидрофобную группу (или необязательно в комбинации с любым дополнительным числом отдельных катионных групп, катионных гидрофобных групп или гидрофобных групп) или может содержать по меньшей мере одну катионную группу (с наличием или без наличия гидрофобных фрагментов) и по меньшей мере одну отдельную гидрофобную группу (или необязательно в комбинации с любым дополнительным числом отдельных катионных групп, катионных гидрофобных групп или гидрофобных групп).

Любая соответствующая катионная группа в соединении, составляющем предмет настоящего изобретения, может быть присоединена к узловой структуре при помощи связующей группы. К соответствующим катионным группам могут относиться группы, несущие положительный заряд, как, например, амин, в том числе четвертичный амин или третичный амин (в последнем случае одна из групп R, связанных с азотом, будет представлять собой водород (H)). В предпочтительном варианте осуществления катионный фрагмент представляет собой четвертичный амин. К примерам предпочтительных четвертичных аминов относятся амины, представленные структурными формулами -R₁-N-[(R₂)(R₃)(Hphob₂)] и -R₄-N-[(R₅)(R₆)(R₇)], как показано в формуле I, где R₁ и R₄ представляют собой независимо выбранные линейные, разветвленные, насыщенные или ненасыщенные углеводородные цепи C₁-C₆, которые могут также быть необязательно замещены нуклеофильными функциональными группами, такими как -OH, -SH или -NH₂; R₂, R₅, R₆ и R₇ представляют собой независимо выбранные алкильные группы C₁-C₄ (от CH₃ до C₄H₉) или водород (H); R₃ представляет собой независимо выбранную алкильную группу C₁-C₄ (от CH₃ до C₄H₉), водород или гидрофобный фрагмент; и Hphob₂ представляет собой гидрофобный фрагмент. К примерам предпочтительных групп R₁ и R₄ относятся линейные алкильные группы C₁-C₃ или 2-гидроксипропил. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления R₁ и R₄ представляют собой CH₂CH(OH)CH₂-. К примерам предпочтительных алкильных групп C₁-C₄ относятся водород, метил, этил, пропил, изопропил, бутил, трет-бутил и изобутил.

Относительное количество катионных фрагментов и их положение в полиглицериновом соединении может варьироваться. Поэтому оба параметра «b» и «c» в формуле I могут независимо друг от друга изменяться от нуля до десяти, более предпочтительно, от нуля до 5, более предпочтительно, от нуля до 3, при условии что суммарное число катионных фрагментов на узловую структуру, т.е. сумма b и c, будет составлять от единицы до десяти включительно. В предпочтительных вариантах осуществления b равно по меньшей мере единице. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления сумма b и c составляет от единицы до 5, более предпочтительно - от единицы до 3 и более предпочтительно - от единицы до 2.

Необязательные анионные противоионы X₁ и (или) X₂ служат для компенсации заряда каждого катионного фрагмента. Анионные противоионы X₁и X₂ представляют собой независимые органические или неорганические косметически приемлемые анионы. К типичным неорганическим анионам относятся галогениды, сульфаты, фосфаты, нитраты и бораты. Наиболее предпочтительными являются галогениды, особенно хлорид. К другим соответствующим органическим анионным противоионам относятся метосульфат, толуоилсульфат, ацетат, цитрат, таурат, гликолят, лактат, глюконат, бензолсульфонат и т.п.

В соединения, составляющие предмет настоящего изобретения, могут включаться любые соответствующие гидрофобные фрагменты (например, Hphob₁ и Hphob₂ в формуле I). Под «гидрофобным фрагментом» понимается неполярный фрагмент, содержащий по меньшей мере один из следующих элементов: (a) углерод-углеродную цепь из по меньшей мере шести атомов углерода, в которой ни один из шести углеродных атомов не является углеродом карбонильной группы и не имеет непосредственно связанного с ним гидрофильного фрагмента; (b) три или более алкилсилокси группы (-[Si(R)₂-O]-); и (или) (c) последовательность из трех или более оксипропиленовых групп. Гидрофобный фрагмент может представлять собой или включать в себя линейные, циклические, ароматические, насыщенные или ненасыщенные группы. Предпочтительные гидрофобные фрагменты включают в себя 6 или более атомов углерода, более предпочтительно - от 8 до 30 атомов углерода, еще более предпочтительно - от 10 до 26 атомов углерода и наиболее предпочтительно - от 12 до 24 атомов углерода. Примеры гидрофобных фрагментов включают в себя линейные или разветвленные, насыщенные или ненасыщенные алкильные фрагменты, например, линейный или разветвленный, насыщенный или ненасыщенный алкил C₁₀-C₃₀, например, децил, ундецил, додецил (лаурил), тридецил, тетрадецил (миристил), пентадецил, гексадецил (цетил, пальмитил), гептадецил, гептадеценил, гепта-8-деценил, гепта-8,11-деценил, октадецил (стеарил), нонадецил, эйкозанил, геникосен-12-ил, геникозанил, докозанил (бегенил) и т.п., а также бензил. Некоторые предпочтительные гидрофобные фрагменты включают в себя гептадецил, гептадеценил, гепта-8-деценил, гепта-8,11-деценил и т.п. Другие примеры гидрофобных фрагментов включают в себя такие группы, как полиоксипропилен, полиоксибутилен, полидиметилсульфоксан и фторированные углеводороды, содержащие углеродную цепь из по меньшей мере шести атомов углерода, ни один из которых не имеет непосредственно связанного с ним гидрофильного фрагмента, и т.п. Примерами некоторых предпочтительных гидрофобных фрагментов для Hphob₁ являются ундецил, пентадецил, гептадеценил и гепта-8-деценил, а для Hphob₂ - додецил (лаурил), кокоалкил и стеарил.

Относительное количество гидрофобных фрагментов и их положение в полиглицериновом соединении может варьироваться. Поэтому оба параметра «a» и «b» в формуле I могут независимо друг от друга изменяться от нуля до десяти, более предпочтительно - от нуля до 5, более предпочтительно - от нуля до 3, при условии что суммарное число гидрофобных фрагментов на узловую структуру, т.е. сумма a и b, будет составлять от единицы до десяти включительно. В предпочтительных вариантах осуществления b равно по меньшей мере единице. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления сумма a и b составляет от единицы до 5, более предпочтительно - от единицы до 3 и более предпочтительно - от единицы до 2.

Согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления, соединения, составляющие предмет настоящего изобретения, представляют собой соединения формулы I, в которой сумма a+b+c+d может быть меньше или равна 5, или может быть больше 5. В таких вариантах осуществления, если сумма a+b+c+d меньше или равна 5, то соотношение a+b+c к a+b+c+d (a+b+c/a+b+c+d) предпочтительно больше 0,33. В альтернативном варианте осуществления, если сумма a+b+c+d больше 5, то соотношение a+b+c/a+b+c+d составляет от 0,04 до 0,9. В некоторых более предпочтительных вариантах осуществления, если сумма a+b+c+d больше 5, то соотношение a+b+c/a+b+c+d составляет от 0,04 до 0,7, более предпочтительно - от 0,04 до 0,6.

Соединения, составляющие предмет настоящего изобретения, могут содержать любые соответствующие связующие группы (например, L₁, L₂ и (или) L₃ в формуле I) для присоединения катионных групп и (или) гидрофобных групп к узлу. Под «присоединением к узлу» понимается, что катионная группа и (или) гидрофобная группа связана с узлом только находящейся между ними связующей группой. К примерам соответствующих связующих групп относятся функциональные группы, которые при присоединении к по меньшей мер