Поглощающие ультрафиолетовое излучение полимеры

Поглощающие ультрафиолетовое излучение полимеры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

В настоящей заявке испрашивается преимущество предварительной заявки США № 61/665430 от 28 июня 2012 года, полное содержание которой включено в настоящую заявку путем отсылки для любых целей.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к полимерам, содержащим хромофор, подходящий для поглощения ультрафиолетового излучения.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Рак кожи является значимой проблемой общественного здоровья, на его долю приходится 50% диагностированных случаев рака в Соединенных Штатах Америки. Ультрафиолетовое излучение (УФ) способно вызывать разрушения на молекулярном и клеточном уровне и считается основным фактором окружающей среды, вызывающим рак кожи. Длительное воздействие ультрафиолетового излучения, например солнечных лучей, может привести к образованию световых дерматозов и эритем, а также увеличивает риск развития рака кожи, такого как меланома, и ускоряет процессы старения кожи, такие как потеря эластичности и образование морщин.

Разрушающее воздействие ультрафиолета можно ослабить местным применением солнцезащитных фильтров, которые содержат соединения, поглощающие, отражающие или рассеивающие лучи ультрафиолета, как правило, в диапазоне УФА (длина волны примерно от 320 до 400 нм) или УФБ (длина волны примерно от 290 до 320 нм). В продаже имеются различные солнцезащитные средства с различной способностью защищать организм от ультрафиолетового излучения.

Предложено использовать солнцезащитные молекулы с высокой молекулярной массой для снижения проникновения солнцезащитных молекул в эпидермис. Однако изобретатели признают, что было бы желательно получить совершенно новые полимерные солнцезащитные соединения (полимеры, поглощающие ультрафиолетовое излучение) для обеспечения различных положительных эффектов, таких как повышенная защита от УФ-излучения.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение включает поглощающие ультрафиолетовое излучение полимеры, которые содержат повторяющиеся звенья, как показано ниже:

,

при этом X содержит поглощающий УФ-излучение хромофор и R₁ представляет собой насыщенный или ненасыщенный углеводородный остаток, имеющий от 4 до 30 атомов углерода; поглощающие ультрафиолетовое излучение полимеры, которые включают продукт реакции моноглицерида и поликислотный мономер, содержащий УФ-хромофор, и композиции, которые включают поглощающие ультрафиолетовое излучение полимеры по настоящему изобретению и косметически приемлемый носитель.

Подробное описание изобретения

Предполагается, что специалист в данной области, основываясь на данном описании, сможет использовать настоящее изобретение в его самом полном объеме. Приведенные ниже характерные варианты осуществления изобретения следует рассматривать лишь в качестве примеров, которые ни в коей мере не ограничивают раскрываемую сущность настоящей заявки на изобретение. Все технические и научные термины, используемые в настоящем документе, если только не указано иное, имеют общепринятое значение, понятное любому специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Кроме того, все публикации, заявки на патент, патенты и другие ссылочные материалы, упоминаемые в настоящем документе, включены в настоящий документ путем отсылки.

ПОГЛОЩАЮЩИЙ УФ-ИЗЛУЧЕНИЕ ПОЛИМЕР

Варианты осуществления, раскрываемые в настоящем изобретении, относятся к полимерным композициям, содержащим поглощающий ультрафиолетовое излучение полимер (т.е. «поглощающий УФ-излучение полимер»). Под «поглощающим УФ-излучение полимером» понимают полимер, который поглощает излучение в некоторой части ультрафиолетового спектра (при длине волны от 290 до 400 нм). Поглощающая УФ-излучение полимерная композиция имеет молекулярную массу (M_w), которая может являться подходящей для снижения или предотвращения проникновения поглощающего УФ-излучение хромофора через кожный покров. В соответствии с одним вариантом осуществления подходящей молекулярной массой для поглощающего УФ-излучение полимера является молекулярная масса M_w, превышающая 500. В одном варианте осуществления M_w составляет от примерно 500 до примерно 50000. В другом варианте осуществления поглощающая УФ-излучение полимерная композиция имеет M_w от примерно 4000 до примерно 12000.

В соответствии с одним аспектом, раскрываемым в настоящем изобретении, полимерная композиция включает поглощающий УФ-излучение полимер, имеющий повторяющееся звено, как показано ниже в формуле IA:

ФОРМУЛА IA.

Указанный в настоящем документе и известный в данной области термин «повторяющееся звено» означает наименьший атом или группу атомов (с боковыми атомами или группами, если таковые имеются), содержащую часть основной структуры макромолекулы, олигомера, блока или цепи, повторение которой образует регулярную структуру макромолекулы, регулярную структуру молекулы олигомера, регулярную структуру блока или регулярную структуру цепи.

В формуле IA, X содержит поглощающее УФ-излучение соединение или структуру с боковой поглощающей УФ-излучение группой (поглощающий УФ-излучение хромофор), такую как поглощающее УФА-излучение соединение. R₁ представляет собой насыщенный или ненасыщенный углеводородный остаток, имеющий от 4 до 30 атомов углерода; в одном варианте осуществления количество атомов углерода составляет от 12 до 18. Далее, нижний индекс «n» указывает количество повторяющихся звеньев в цепи полимера.

Поглощающий УФ-излучение хромофор может являться частью главной цепи полимера или может являться боковой группой по отношению к главной цепи полимера. Как это будет понятно специалистам в данной области техники, термин «главная цепь» в целом относится к части молекулы полимера, имеющей наибольшее количество непрерывно и ковалентно связанных атомов. Другие меньшие группы ковалентно связанных атомов считаются боковыми группами, которые ответвляются от главной цепи.

В соответствии с одним вариантом осуществления поглощающая УФ-излучение полимерная композиция включает полимер, имеющий структуру, как показано ниже в ФОРМУЛЕ I:

ФОРМУЛА I.

В соответствии с другим вариантом осуществления поглощающая УФ-излучение полимерная композиция включает разветвленный полимер, показанный ниже в ФОРМУЛЕ II:

ФОРМУЛА II.

Некоторые поглощающие УФ-излучение хромофоры имеют одну функциональную группу, подходящую для ковалентного присоединения к полимеру. Примеры таких функциональных групп включают в себя, помимо прочего, карбоновые кислоты, амины, спирты, тиолы и изоцианаты. Эти поглощающие УФ-излучение хромофоры могут быть ковалентно присоединены в качестве боковых групп к полимерам, таким как показанные в ФОРМУЛЕ I и ФОРМУЛЕ II, с использованием различных подходов. В настоящем документе описаны два варианта осуществления: ковалентное присоединение поглощающего УФ-излучение хромофора к главной цепи полимера и полимеризация мономеров с боковыми поглощающими УФ-излучение хромофорами.

В соответствии с другим вариантом осуществления поглощающая УФ-излучение полимерная композиция представляет собой продукт реакции моноглицерида и поликислотного мономера, содержащего поглощающий УФ-излучение хромофор. В одном варианте осуществления поглощающий УФ-излучение хромофор содержит одну функциональную группу, присоединенную ковалентно к дополнительным функциональным группам на полимере. В одном варианте осуществления полимер синтезируется путем поликонденсации моноглицерида с поликислотным мономером, т.е. имеет по меньшей мере две группы карбоновой кислоты, которые содержат дополнительную функциональную группу. Дополнительная функциональная группа включена в полимер и обеспечивает участок для ковалентного присоединения поглощающего УФ-излучение хромофора к полимеру. Примеры функциональных групп, которые могут иметь участки для ковалентного присоединения поглощающих УФ-излучение хромофоров, включают в себя, помимо прочего, сопряженные алкенами, амины, спирты и карбоновые кислоты.

Моноглицерид определяется в настоящем документе как производное глицерина, содержащее одну длинную цепь сложного алкилового эфира, содержащую, например, от 4 до 30 атомов углерода включительно, в том числе от 12 до 18 атомов углерода включительно. Подходящие моноглицериды включают в себя, помимо прочего, моностеарат глицерина, монопальмитат глицерина, мономиристат глицерина, монокапрат глицерина, монодеканоат глицерина, монолаурат глицерина, монолинолеат глицерина, моноолеат глицерина и их комбинации. В одном варианте осуществления моноглицерид представляет собой монолаурат глицерина.

Примеры поликислотных мономеров с сопряженными алкеновыми функциональными группами включает малеиновую, фумаровую, итаконовую и цитраконовую кислоты. Поглощающие УФ-излучение хромофоры, функционализированные аминами или тиолами, например, могут ковалентно связываться с этими алкеновыми группами в полимерах путем реакций сопряженного соединения. Полимеры, содержащие амины или гидроксильные группы, синтезируются путем поликонденсации моноглицеридов с поликислотными мономерами, содержащими аминные или гидроксильные функциональные группы. Аминные или гидроксильные группы маскируются для предотвращения вмешательства в реакцию полимеризации с помощью защитных групп, известных специалистам в данной области техники. Защитные группы удаляются вслед за полимеризацией. В случае с полимерами, содержащими свободные гидроксильные или аминные группы, поглощающий УФ-излучение хромофор, содержащий карбоксилатную группу, может быть ковалентно присоединен к полимеру с использованием ряда способов, известных специалистам в данной области техники. Конденсирующий реагент может быть использован для образования ковалентных связей между поглощающими УФ-излучение хромофорами с карбоновыми кислотами и аминными или гидроксильными группами на полимерах с образованием амидных и сложноэфирных связей, соответственно. В одном варианте осуществления конденсирующим реагентом является N-(3-диметиламинопропил)-N′-этилкарбодиимид гидрохлорид. Карбоновая кислота поглощающего УФ-излучение хромофора также может быть присоединена к гидроксильным группам на полимере с помощью сложноэфирных связей с использованием катализа комплексами переходных металлов. В одном варианте осуществления катализатором является этилгексаноат олова (II). Поглощающий УФ-излучение хромофор может также быть присоединен к полимеру путем преобразования карбоновой кислоты поглощающего УФ-излучение хромофора в соответствующий хлорангидрид. Хлорангидрид реагирует с аминной или гидроксильной группами в функциональном полимере с образованием амидных или сложноэфирных связей соответственно. В одном варианте осуществления такое превращение в хлорангидрид проводится с использованием трионилхлорида. Карбоновая кислота поглощающего УФ-излучение хромофора может также быть преобразована в изоцианат путем перегруппировки Курциуса промежуточного азида кислоты. Изоцианат поглощающего УФ-излучение хромофора реагирует с аминной или гидроксильной группами в функциональном полимере с образованием мочевинных или уретановых связей соответственно.

Во втором варианте осуществления поглощающий УФ-излучение хромофор, содержащий одну функциональную группу, является химически модифицированным. Продукт модификации содержит две или более функциональных групп карбоновой кислоты и может участвовать в полимеризации в результате поликонденсации моноглицеридов. Молекулы, которые могут быть использованы для химической модификации поглощающих УФ-излучение хромофоров для генерации структур с множественными группами карбоновой кислоты, включают в себя, помимо прочего, иминодиуксусную кислоту, аминоизофталевую кислоту, глутаминовую кислоту и аминомалоновую кислоту. В одном варианте осуществления молекула, которая может быть использована для генерации структур с множественными группами карбоновой кислоты, представляет собой иминодиуксусную кислоту. Продукт реакции поглощающего УФ-излучение хромофора, содержащий карбоновую кислоту и иминодиуксусную кислоту, изображен структурой «A» в ФОРМУЛЕ III. Специалистам в данной области техники будет понятно, что молекула, представленная структурой «A», может быть синтезирована путем активации карбоновой кислоты в поглощающем УФ-излучение хромофоре с использованием различных средств, включая конденсирующие реагенты и активацию с использованием хлорирующих реагентов, таких как тионилхлорид. В альтернативном варианте карбоновая кислота в поглощающем УФ-излучение хромофоре может также быть преобразована в изоцианат путем перегруппировки Курциуса промежуточного азида кислоты. Реакция этого изоцианата с амином иминодиуксусной кислоты будет генерировать продукт, представленный структурой «B» в ФОРМУЛЕ III:

ФОРМУЛА III.

Подходящие поглощающие УФ-излучение хромофоры включают те, которые обладают способностью поглощать УФА-излучение; другими подходящими УФ-хромофорами являются те, которые обладают способностью поглощать УФБ-излучение. В одном варианте осуществления поглощающий УФ-излучение хромофор поглощает излучение как в диапазоне УФА, так и в диапазоне УФБ. В одном варианте осуществления, в котором поглощающий УФ-излучение полиэфир формуется в виде пленки, можно генерировать молярный коэффициент поглощения, измеряемый по меньшей мере для одной длины волны в данном диапазоне длин волн, составляющем по меньшей мере примерно 1 000 моль^-1 см^-1, предпочтительно по меньшей мере примерно 2 000 моль^-1 см^-1 и более предпочтительно примерно 4 000 моль^-1 см^-1. В одном варианте осуществления молярный коэффициент поглощения по меньшей мере для 40% длин волн в данной части спектра составляет по меньшей мере примерно 1 000 моль^-1 см^-1. Примеры поглощающих УФ-излучение хромофоров, которые поглощают в УФА-излучение, включают триазолы, такие как бензотриазолы; камфоры, такие как бензилиден камфоры и его производные (такие как терефталидин-дикамфорсульфоновая кислота); дибензоилметаны и их производные. Под триазолом подразумевается соединение, содержащее пятичленное гетероциклическое кольцо с двумя атомами углерода и тремя атомами азота.

В одном варианте осуществления поглощающий УФ-излучение хромофор представляет собой бензотриазол, такой как бензотриазол, обеспечивающий как фотостабильность, так и высокое поглощение УФА-излучения, со структурой, представленной в ФОРМУЛЕ IV:

ФОРМУЛА IV,

где R₁₄ независимо выбран из группы, состоящей из водорода, C₁-C₂₀ алкила, алкокси, ацила, алкилокси, алкиламино или галоидной группы; R₁₅ независимо выбран из группы, состоящей из водорода, C₁-C₂₀ алкила, алкокси, ацила, алкилокси, алкиламино; и R₂₁ выбран из C₁-C₂₀ алкила, алкокси, ацила, алкилокси и алкиламино. Любая из R₁₅ или R₂₁ групп может включать функциональные группы, которые делают возможным присоединение к полимеру или делают возможным участие в реакциях конденсационной полимеризации. Мономерные соединения из ФОРМУЛЫ IV описаны в патенте США № 5869030 и включают в себя, помимо прочего, метилен бис-бензотриазолил тетраметилбутилфенол (соединение, доступное на рынке под торговой маркой TINSORB M производства корпорации BASF, Виандот, Мичиган). В одном варианте осуществления поглощающий УФ-излучение триазол получен из продукта переэстерификации 3-(3-(2H-бензо[d][1,2,3]триазол-2-ил)-5-(трет-бутил)-4-гидроксифенил)пропановой кислоты с полиэтиленгликолем 300, который доступен на рынке под торговой маркой TINUVIN 213, также производимом корпорацией BASF. В другом варианте осуществления поглощающий УФ-излучение хромофор является молекулой триазина. Под триазином подразумевается шестичленное гетероциклическое кольцо, содержащее три атома азота и три атома углерода. Примером триазина является 6-октил-2-(4-(4,6-ди([1,1'-бифенил]-4-ил)-1,3,5-триазин-2-ил)-3-гидроксифенокси)пропаноат (соединение, доступное на рынке под торговой маркой TINUVIN 479 производства корпорации BASF, Виандот, Мичиган).

В другом варианте осуществления поглощающий УФ-излучение хромофор является соединением, поглощающим УФБ-излучение. Под УФ-поглощением подразумевается, что поглощающий УФ-излучение хромофор обладает заметным уровнем поглощения в УФБ части (от 290 до 320 нм) ультрафиолетового спектра. В одном варианте осуществления критерий определения поглощающего УФБ-излучение хромофора аналогичен критерию, описанному выше для поглощающего УФА-излучение хромофора, за исключением того, что диапазон волн составляет от 290 до 320 нм.

Примеры подходящих поглощающих УФБ-излучение хромофоров включают 4-аминобензойную кислоту и ее сложные алкановые эфиры; ортоаминобензойную кислоту и ее сложные алкановые эфиры; салициловую кислоту и ее сложные алкановые эфиры; гидроксикоричную кислоту и ее сложные алкановые эфиры; дигидрокси-, дикарбокси- и гидроксикарбоксибензофеноны и их сложные алкановые эфиры или галоидангидридные производные; дигидрокси-, дикарбокси- и гидроксикарбоксихалконы и их сложные алкановые эфиры или галоидангидридные производные; дигидрокси-, дикарбокси- и гидроксикарбоксикумарины и их сложные алкановые эфиры или галоидангидридные производные; бензалмалонат (бензилиден малонат); производные бензимидазола (такие как фенилбензимазолсульфоновая кислота, PBSA), производные бензоксазола и другие подходящим образом функционализированные виды, способные к сополимеризации в цепи полимера.

В некоторых случаях поглощающий УФ-излучение хромофор может иметь две или более функциональных групп карбоновой кислоты, подходящих для полимеризации с моноглицеридами. В этих случаях поглощающий УФ-излучение хромофор может быть включен в главную цепь полимера. Ожидается, что при полимеризации поглощающие УФ-излучение хромофоры, которые содержат три или более карбоновых кислот, будут генерировать разветвленные структуры, как показано в ФОРМУЛЕ II. В одном варианте осуществления поглощающий УФ-излучение хромофор является продуктом промотированного основанием гидролиза триоктил 2,2',2''-(((1,3,5-триазин-2,4,6-триил)трис(3-гидроксибензол-4,1-диил))трис(окси))трипропаонат (поглощающий УФ-излучение хромофор, доступный на рынке под торговым названием TINUVIN 477 производства корпорации BASF, Виандот, Мичиган).

Поглощающий УФ-излучение полимер может в некоторых случаях далее включать в себя другие полиолы, т.е. соединения, которые имеют по меньшей мере две гидроксильные группы, в дополнение к моноглицериду, с целью оптимизации свойств материала. Подходящие полиолы включают в себя, помимо прочего, этиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропандиол, бис-2-гидроксиэтил эфир, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,8-октандиол, 1,10-декандиол, 1,12-додекандиол другие диолы, линейный поли(этиленгликоль), разветвленный поли(этиленгликоль), линейный поли(пропиленгликоль), разветвленный поли(пропиленгликоль), линейные сополимеры полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля и разветвленные сополимеры полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля, полиглицерины, сложные полиглицериновые эфиры, глицерин, моносахарид, дисахариды и полисахариды. Подходящие полиолы также включают линейные полисилоксаны с концевыми функциональными карбинольными группами, количество силоксановых связей (-Si-O-) в главной цепи полимера составляет от 1 до примерно 100. В одном варианте осуществления количество силоксановых связей составляет от 5 до 50.

Поглощающий УФ-излучение полимер может в некоторых случаях далее включать другие поликислоты в дополнение к многокислотному мономеру, содержащему поглощающий УФ-излучение хромофор, с целью оптимизации свойств материала. Подходящие поликислоты включают в себя, помимо прочего, природные многофункциональные карбоновые кислоты, такие как янтарная, глутаровая, адипиновая, пимелиновая, субериновая и себациновая кислоты; гидроксикислоты, такие как дигликолевая, оксиянтарная, винная и лимонная кислоты; и ненасыщенные кислоты, такие как фумаровая и малеиновая кислоты. Многокислотные производные включают ангидриды, такие как янтарный ангидрид, дигликолевый ангидрид, глутаровый ангидрид и малеиновый ангидрид, смешанные ангидриды, сложные эфиры, сложные активированные эфиры или галоидангидриды. В одном варианте осуществления поликислота представляет собой янтарную кислоту. В другом варианте осуществления поликислота представляет собой себациновую кислоту.

Альтернативные варианты осуществления поглощающего УФ-излучение полимера показаны в ФОРМУЛЕ V:

ФОРМУЛА V,

где X и R₁ определены в соответствии с описанным выше для ФОРМУЛЫ I и ФОРМУЛЫ II; n, m и o являются вещественными числами, указывающими на количество каждого из повторяющихся звеньев, показанных в ФОРМУЛЕ V выше, где (n-m), (n-o), (m) и (o) представляют, например, молярное соотношение различных компонентов при подаче; мономер, содержащий структуру Y, представляющую структуру из дополнительных поликислот, таких как те, что определены выше; мономер, содержащий структуру Z, представляющую структуру, полученную при использовании дополнительных полиолов, как определено выше.

В одном варианте осуществления поглощающая УФ-излучение полимерная композиция изготавливается путем поликонденсации моноглицерида с поликислотой, содержащей поглощающий УФ-излучение хромофор, в результате полимеризации из расплава. Полимеризация моноглицерида, поликислоты, содержащей поглощающий УФ-излучение хромофор, и в некоторых случаях с другими полиолами и поликислотами осуществляется в присутствии металлорганического катализатора при повышенных температурах. В одном варианте осуществления катализатор представляет собой катализатор на основе олова, например этилгексаноат олова (II). В одном варианте осуществления молярное соотношение поликислоты, содержащей поглощающий УФ-излучение хромофор, моноглицерида, других поликислот и других полиолов при подаче таково, что n равно 1 и m и o (ФОРМУЛА V) равны или составляют от 0 до 0,9. В другом варианте осуществления n равно 1 и оба m и o равны 0. Катализатор будет присутствовать в смеси в молярном соотношении полиола и поликарбоновой кислоты к катализатору в диапазоне примерно от 100/1 до 100 000/1. В одном варианте осуществления катализатор будет присутствовать в диапазоне от 1000/1 до 10 000/1. Реакция полимеризации из расплава выполняется при температуре от 120°C до 240°C. В одном варианте осуществления полимеризация выполняется при температуре примерно 180°C. Реакция полимеризации может протекать при такой температуре от примерно 15 минут до примерно 72 часов. В одном варианте осуществления реакция протекает примерно 4 часа.

В другом варианте осуществления полимеризация моноглицерида, поликислоты, содержащей поглощающий УФ-излучение хромофор, и в некоторых случаях других полиолов и поликислот готовится с помощью полимеризации в растворе с использованием конденсирующих реагентов. Конденсирующие реагенты включают в себя, помимо прочего, 1-этил-3-(3'-диметиламинопропил)карбодиимид, дициклогексилкарбодиимид, диизопропилкарбодиимид, бензотриазол-1-ил-окси-трис-(диметиламино)фосфоний гексафторфосфат, O-(7-азабензотриазол-1-ил)-N,N,N′,N′-тетраметилуроний гексафторфосфат, 1,1'-карбонилдиимидазол, 1-[(1-(циано-2-этокси-2-оксоэтилиденаминоокси)диметиламиноморфолино)]уроний гексафторфосфат, 3-(диэтоксифосфорилокси)-1,2,3-бензо[d]триазин-4(3H)-он, N,N'-дисукцинимидилкарбонат, 2-(1H-бензотриазол-1-ил)-1,1,3,3-тетраметилуроний гексафторфосфат, O-(1H-6-хлорбензотриазол-1-ил)-1,1,3,3-тетраметилуроний гексафторфосфат, 6-хлорбензотриазол-1-илокси-трис-пирролидинофосфоний гексафторфосфат и 2-(1H-бензотриазол-1-ил)-1,1,3,3-тетраметиламиний тетрафторборат. В одном варианте осуществления конденсирующий реагент представляет собой диизопропилкарбодиимид.

Конденсационная полимеризация осуществляется в растворе с использованием органического нуклеофильного катализатора. В одном варианте осуществления катализатор представляет собой диметиламинопиридин. В другом варианте осуществления катализатор представляет собой соль диметиламинопиридина и пара-толуолсульфоновую кислоту в соотношении 1:1.

Реакция протекает в диапазоне температур от -20°C до 100°C. В одном варианте осуществления реакция протекает при температуре от 25°C до 50°C. Подходящие растворители для осуществления реакции включают в себя, помимо прочего, ацетон, ацетонитрил, бензол, дихлорметан, диглим, этилацетат, глим, пиридин, тетрагидрофуран и триглим. В одном варианте осуществления растворитель для реакции представляет собой смесь дихлорметана и пиридина. В другом варианте осуществления растворитель для реакции представляет собой ацетон. Поглощающие УФ-излучение полимеры, описанные в настоящем документе, используются в областях применения, где требуется поглощение УФ-излучения. Например, полимер может быть использован для комбинирования с подходящим косметически приемлемым носителем для косметического применения. Косметически приемлемый носитель для наружного применения подходит для местного нанесения на кожу человека и может включать, например, один или несколько наполнителей, таких как вода, этанол, изопропанол, смягчающие средства, увлажняющие средства и/или одно или более ПАВ/эмульгаторов, отдушек, консервантов, водонепроницаемых полимеров и аналогичных ингредиентов, часто используемых в составах косметических средств. Так, поглощающий УФ-излучение полимер может быть выпущен с использованием ингредиентов, известных в данной области техники в форме спрея, лосьона, геля, стика или других формах выпуска. Таким образом, в соответствии с определенными вариантами осуществления можно обеспечить защиту кожи человека от УФ-излучения с помощью местного нанесения композиции, содержащей поглощающий УФ-излучение полимер.

Более того, поглощающие УФ-излучение полимеры могут быть скомбинированы с другими материалами (например, пластмассами, резиной или другими твердыми материалами) для уменьшения разрушения этих материалов под действием УФ-излучения (например, смешивание в расплаве материала с поглощающим УФ-излучение полимером или покрытие материала поглощающим УФ-излучение полимером). Включение полимеров по настоящему изобретению в такие соединения может обеспечивать повышенный солнцезащитный фактор (SPF) (преимущественно поглощение УФБ-излучения), повышенный защитный фактор (PFA) (преимущественно поглощение УФА-излучения) или повышение обоих факторов.

Следующие примеры являются иллюстративными примерами принципов и практического применения настоящего изобретения, однако не носят ограничительного характера. Различные дополнительные варианты осуществления в рамках объема и сущности настоящего изобретения станут очевидными для специалистов в данной области техники после ознакомления с преимуществами раскрытия сущности этого изобретения.

ПРИМЕРЫ

Пример 1. Синтез дикислотного мономера, содержащего поглощающий УФ-излучение хромофор

ФОРМУЛА VI. СИНТЕЗ ДИКИСЛОТЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ МОНОМЕР С БОКОВЫМ ПОГЛОЩАЮЩИМ УФ-ИЗЛУЧЕНИЕ ХРОМОФОРОМ.

Синтез дикислотного мономера 4, содержащего поглощающий УФ-излучение хромофор (2-{3-[3-(2H-1,2,3-бензотриазол-2-ил)-5-трет-бутил-4-гидроксифенил]-N-(карбоксиметил)пропанамидо}уксусная кислота) был проведен, как показано в ФОРМУЛЕ VI. Реакции проводили в высушенной в сушильном шкафу лабораторной посуде. Растворители и реагенты были закуплены у коммерческих источников и были использованы в том виде, как были получены, если не указано иное. Был проведен ЯМР-анализ с помощью спектрометра Varian Unity Inova 400 МГц (¹H) при температуре 30°C; химические сдвиги регистрировали в частях на миллион (ppm) относительно шкалы δ и соотносили с остаточными протонированными пиками растворителя или тетраметилсилана. Спектры, полученные в ДМСО-d₆, соотносили с (CHD₂)(CD₃)SO по δ_H 2,50.

Диэтилиминодиацетат 1 был приобретен у компании «Aldrich» или приготовлен с использованием процедуры, заимствованной из литературы (Kuehn, T.; Schwalbe, H. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 6169). Высушенную в сушильном шкафу круглодонную двугорлую колбу, содержащую магнитную мешалку, оснащали выравнивающей давление капельной воронкой и обратным холодильником с патрубком для впуска азота. В колбу переносили безводный этанол (EtOH, 750 мл); колбу погружали в ледяную баню. В капельную воронку подавали тионилхлорид (SOCl₂, 110 мл, 1503 ммоль); SOCl₂ прибавляли по каплям к EtOH при помешивании. По завершению прибавления SOCl₂, к реакционной смеси прибавляли иминодиуксусную кислоту (50 г, 376 ммоль). Колбу переносили в нагретую масляную баню; суспензию нагревали до точки кипения; суспензия белого цвета постепенно становилась более прозрачной, в конечном счете став прозрачной и бесцветной. Реакционную смесь кипятили с обратным холодильником в течение ночи. Колбу извлекали из масляной бани, смесь охлаждали до комнатной температуры. К реакционной смеси осторожно прибавляли 2,5% водный раствор натрия бикарбоната (NaHCO₃, 200 мл) при энергичном помешивании. Затем в размешанную смесь небольшими порциями прибавляли безводный NaHCO₃ до прекращения выделения газа. Смесь фильтровали под вакуумом через бумажный фильтр и концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе с получением масла, плавающего на прозрачном водном растворе. Двухфазную смесь переносили в разделительную воронку с насыщенным водным раствором NaCl (солевой раствор)/H₂O (200 мл) в соотношении 1:1. Водный слой экстрагировали с дихлорметаном (CH₂Cl₂, 1×100 мл, затем 2×50 мл). Слои CH₂Cl₂ комбинировали, промывали солевым раствором, высушивали в присутствии безводного Na₂SO₄, фильтровали через бумажный фильтр и концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе до масла бледно-коричневого цвета. Это масло перегоняли под пониженным давлением (~95°C дистиллят при 0,09 кПа (0,65 торр)) с получением диэтилиминодиацетата (1, 44,7 г) в качестве прозрачного масла. ¹H ЯМР (400 МГц, CDCl₃) δ ppm 4,20 (к, J=7,2 Гц, 4 H), 3,46 (с, 4 H), 2,04 (уш. с, 1 H), 1,28 (т, J=7,1 Гц, 6 H).

Сложный эфир полиэтиленгликоля 3-[3-(2H-1,2,3-бензотриазол-2-ил)-5-трет-бутил-4-гидроксифенил]пропаноата (поглощающий УФ-излучение хромофор, доступный на рынке под торговой маркой TINUVIN 213 производства корпорации BASF, Виандот, штат Мичиган) (81,0 г) переносили в круглодонную колбу, содержащую магнитную мешалку вместимостью 2 л. EtOH (600 мл) добавляли в колбу через воронку и смесь перемешивали до однородного состояния. Натрия гидроксид (NaOH, 30,8 г) растворяли в H₂O (400 мл); щелочной раствор перемещали в капельную воронку, расположенную над колбой вместимостью 2 л. Раствор NaOH медленно прибавляли к размешанной смеси; бледно-желтый мутный раствор немедленно становился прозрачным и темно-оранжевым. После окончания прибавления смесь перемешивали в течение ночи при комнатной температуре. Раствор концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе для удаления большей части EtOH. Полученное масло оранжевого цвета доводили до 1400 мл с помощью H₂O. Смесь перемешивали механически и подкисляли до ~ pH 1 с помощью 1 M водного раствора HCl (~700 мл). Образовавшийся белый осадок фильтровали и отжимали, чтобы удалить воду, затем перекристаллизовывали из EtOH. Первые побеги кристаллов представляли собой длинные, тонкие и бесцветные иглы. Супернатант извлекали и концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе; вторые побеги материала были изолированы как белые аморфные твердые частицы. Два побега комбинировали и высушивали в вакуумном сушильном шкафу на протяжении ночи с получением 3-(3-(2H-бензо[d][1,2,3]триазол-2-ил)-5-(трет-бутил)-4-гидроксифенил)пропановой кислоты (2, 37,2 г) в виде белого твердого вещества ¹H ЯМР (400 МГц, ДМСО-d₆) δ ppm 11,25 (уш. с, 1 H), 8,00-8,20 (м, 2 H), 7,95 (д, J=2,1 Гц, 1 H), 7,50-7,67 (м, 2 H), 7,28 (д, J=2,1 Гц, 1 H), 2,87 (т, J=7,5 Гц, 2 H), 2,56 (т, J=7,5 Гц, 2 H), 1,45 (с, 9 H).

Высушенную в сушильном шкафу круглодонную колбу вместимостью 1000 мл, содержащую магнитную мешалку, наполненную 2 (35,00 г, 103,1 ммоль) и 1 (23,42 г, 123,8 ммоль). Безводный диметилформамид (ДМФ, 344 мл) прибавляли в колбу через канюлю под давлением в азоте; полученную суспензию энергично перемешивали до однородного состояния. К суспензии прибавляли N-(3-диметиламинопропил)-N′-этилкарбодиимид гидрохлорид (EDC⋅HCl, 23,72 г, 123,8 ммоль) и гидроксибензотриазола моногидрат (HOBt⋅H₂O, 3,16 г, 20,6 ммоль). Суспензия начинала очищаться при прибавлении связующего реагента. К реакционной смеси медленно прибавляли диизопропилэтиламин (DIPEA, 18,0 мл, 103 ммоль) с помощью шприца. Колбу герметично укупоривали резиновой пробкой и смесь перемешивали в течение 3 часов. После удаления магнитной мешалки смесь концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе на водяной бане, начиная с температуры 50°C и повышая до температуры 90°C. Полученное масло переносили в отдельную воронку вместе с этилацетатом (EtOAc, 550 мл) и 2,5% водным раствором NaHCO₃ (350 мл). Колбу встряхивали и оставляли до разделения слоев. Слой NaHCO₃ подвергали обратной экстракции EtOAc (1×100 мл). Комбинированные слои EtOAc промывали 1M водным раствором HCl (2×200 мл) и солевым раствором (2×200 мл). Слой EtOAc высушивали в присутствии безводного Na₂SO₄, фильтровали через бумажный фильтр и концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе с получением диэтил 2,2'-((3-(3-(2H-бензо[d][1,2,3]триазол-2-ил)-5-(трет-бутил)-4-гидроксифенил)пропаноил)азанедиил)диацетата (3, 52,23 г) в виде масла желтого цвета, которое использовалось без дальнейшей очистки. При отстаивании масло отвердевало в звездчатые кристаллы почти белого цвета. ¹H ЯМР (400 МГц, CDCl₃) δ ppm 11,78 (с, 1 H), 8,13 (д, J=2,1 Гц, 1 H), 7,89-7,96 (м, 2 H), 7,43-7,51 (м, 2 H), 7,22 (д, J=2,1 Гц, 1 H), 4,14-4,27 (м, 8 H), 2,98-3,07 (м, 2 H), 2,62-2,73 (м, 2 H), 1,50 (с, 9 H), 1,17-1,33 (м, 6 H).

Тетрагидрофуран (ТГФ, 800 мл) переносили круглодонную колбу вместимостью 1000 мл, содержащую 3 (52,23 г, 103,1 ммоль по расчетам из предыдущей реакции) и магнитную мешалку. Смесь перемешивали до полного растворения 3. Затем в колбу переносили воду (200 мл). Медленно прибавляли лития гидроксид (12,34 г, 515,7 ммоль) к размешанной реакционной смеси; прозрачная реакционная бледно-желтая смесь немедленно стала оранжевой. После перемешивания смеси в течение ночи раствор концентрировали до объема ~300 мл путем выпаривания на ротационном испарителе для удаления большей части ТГФ. Полученный раствор темно-оранжевого цвета переносили в разделительную воронку вместимостью 2 л с дополнительным 1300 мл H₂O. Водный раствор экстрагировали диизопропиловым эфиром (1×250 мл); слой эфира подвергали обратной экстракции водой (1×200 мл). Комбинированные водные слои переносили в колбу Эрленмейера, вместимостью 4 л. При энергичном механическом перемешивании раствор подкисляли до ~ pH 1 с помощью 1 M водного раствора HCl (~750 мл); это приводило к образованию осадка белого цвета. К размешанной суспензии прибавляли EtOAc до полного растворения всего осадка (прибавляемый конечный объем EtOAc составил 750 мл). Разделяли органические и водные слои; водный слой экстрагировали дополнительной порцией EtOAc (1×200 мл). Комбинировали слои EtOAc, высушивали в присутствии безводного Na₂SO₄, фильтрованного через бумажный фильтр, и концентрировали путем выпаривания на ротационном испарителе с получением пасты белого цвета. Пасту растирали с 2:3 EtOAc/гексанами (500 мл). Осадок фильтровали, затем высушивали в вакуумном сушильном шкафу с получением 2,2'-((3-(3-(2H-бензо[d][1,2,3]триазол-2-ил)-5-(трет-бутил)-4-гидроксифенил)пропаноил)азанедиил)диуксусной кислоты (4, 32,04 г) в виде твердого вещества белого цвета. ¹H ЯМР (400 МГц, ДМСО-d₆) δ ppm 11,91-13,25 (уш. с, 1 H), 11,24 (с, 1 H), 8,03-8,12 (м, 2 H), 7,96 (д, J=2,1 Гц, 1 H), 7,55-7,63 (м, 2 H), 7,28 (д, J=2,0 Гц, 1 H), 4,21 (с, 2 H), 3,99 (с, 2 H), 2,85 (т, J=6,8 Гц, 2 H), 2,63 (т, J=7,5 Гц, 2 H), 1,46 (с, 9 H).

Пример 2. Синтез двухкислотного мономера, содержащего солюбилизирующее масло соединение