DE3340708A1

DE3340708A1 - Polyquaternaere polysiloxan-polymere, ein verfahren zu deren herstellung und diese verbindungen enthaltende, kosmetische mittel

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Publication number: DE3340708A1
Application number: DE19833340708
Authority: DE
Inventors: Henri Sebag; Alexandre Zysman
Original assignee: LOreal SA
Current assignee: LOreal SA
Priority date: 1982-11-10
Filing date: 1983-11-10
Publication date: 1984-05-10
Anticipated expiration: 2003-11-11
Also published as: GB2131821B; JPS59100137A; IT8368167A0; GB8329849D0; FR2535730B1; CH658664A5; BE898202A; LU84463A1; GB2131821A; JPH0737367B2; US4587321A; JPH054975B2; DE3340708C2; FR2535730A1; JPH05117128A; US4533714A; CA1217296A; IT1171037B

Description

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Die Erfindung betrifft neue polyquaternäre Polysiloxan-Polymere, Verfahren zu deren Herstellung und diese Verbindungen enthaltende Mittel. Die Erfindung betrifft insbesondere die Verwendung dieser Mittel in der kosmetischen Industrie, insbesondere zur Haarpflege und Haarbehandlung.

Es ist bereits bekannt, quaternäre Polymere in Haarbehandlungsmitteln zu verwenden, um die Haare leichter entwirren zu können und um den kosmetischen Zustand der Haare zu verbessern. Diese bekannten, quaternäre Polymere enthaltenden, kosmetischen Haarbehandlungsmittel besitzen jedoch verschiedene Nachteile.

Es wurde nun folgendes gefunden: irägt man die neuen Polymere als wäßrige Mittel auf die Haare auf, dann lassen sich diese leichter entwirren, als das bei Verwendung von quaternären Polyammonium-Polymeren mit Kohlenwasserstoffketten der Fall ist. Die Haare werden weniger elektrisch aufgeladen, was das Frisieren erleichtert, und befinden sich in einem guten kosmetischen Zustand.

Die erfindungsgemäßen Polymere sind aufgrund der Stellung der Ammoniumgruppen und der Verteilung der SiI-oxangruppen neu.

Die erfindungsgemäßen polyquaternären Polysiloxan-Polymere bestehen im wesentlichen aus wiederkehrenden Einheiten der allgemeinen Formel (i)

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ι .

--(CH,) -Si 2 ΠΙ

-O- Si

R,

h (CH ) - N^w- A - N^ ^{2 m} I θ €

p y y

worin A eine a,<U-Bis-alkylpolysiloxangruppe oder eine lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoff kette, die bis zu 6 aufeinanderfolgende Kohlenstoff atome enthält und die eine oder mehrere Hydroxygruppe(n) aufweisen und durch ein oder mehrere Sauerstoffatom(e) und/oder durch einen oder mehrere aromatische Ring(e) unterbrochen sein kann, bedeutet.

A kann beispielsweise eine der folgenden Gruppen'bedeuten: .

wobei R₁, R₂, R^, R^, m und ρ die im folgenden angegebenen Bedeutungen besitzen;
-(CH₂)_n-, worin η = 2 bis 6

-CH₂-CH=CH-CH₂-

M/24 240 Z

₂- CrC- CH₂ -CH- (CH₉)_o-CH₃

- CH₀-CHOH-CH₀-

- CH₂ - CHOH - CH₂ - O - CH₂ - CHOH -

CH₂- CH₂- , worin χ = 1 bis 15

-CH₂-CHOH-CH₂-

L, Rp, R, und R^, die gleich oder verschieden sein können, bedeuten einen C₁_g-Alkylrest oder einen Phenylrest. Von den Alkylresten ist der Methylrest bevorzugt.

Rc bedeutet einen Methyl-, Ethyl-, HydroxylethyIrest oder unter den unten angegebenen Bedingungen auch einen bivalenten -CH₂-ReSt.

Rg bedeutet einen C₁__1Q-Alkylrest. Rg kann auch einen bivalenten-CHp-Rest bedeuten, wobei in diesem Fall A für -CH₂-CH₂- steht. Rg bildet dann

(i) mit den beiden Stickstoffatomen und A eine bivalente Piperazinogruppe oder

(ii) mit den beiden Stickstoffatomen, A und Rc-, wobei R_K dann für -CH₀- steht, einen bivalenten do ^

Triethylendiaminorest der Formel

CH₀-CH₀

-N —CH₀-CH-- N-

CH₀-CH₀ 2 2

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1

Rg und Rc können auch miteinander verbunden sein und mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen Heterocyclus, z.B. einen Piperidino-, Morpholino- oder Pyrrolidino-Cyclus, bilden.

Y~ bedeutet ein Cl"-, Br"-, CH,SO^~- oder 10

CH,- (/ \\-S0 '-Anion, wobei Cl" und Br" auch als X"

bezeichnet werden können.

m bedeutet eine ganze Zahl von 1 bis 6 und vorzugsweise von 1 bis 4.

ρ bedeutet eine ganze Zahl oder Dezimalzahl von 1 bis 50 und vorzugsweise von 1 bis 10.

ρ kann eine bestimmte Zahl oder einen statistischen Mittelwert darstellen.

Die erfindungsgemäßen Polymere der allgemeinen Formel (I) können nach bekannten Verfahren hergestellt werden, beispielsweise durch Umsetzung einer Verbindung der allgemeinen Formel (III)

Ti	R I³
	- O - Si-
t

y - I⁰¹Vm--*?¹-- ° - f¹--*⁰¹^- y ^(III>

I ι ρ ^. in

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mit einem Bis-tert.-diamin der allgemeinen Formel (IV)

N-A-N

(IV)

In den Verbindungen der allgemeinen Formeln (III) und (IV) besitzen R₁, R₂, R*, R4» R=, Rg, Y, A, m und ρ die oben angegebenen Bedeutungen.

Im folgenden wird das Verfahren zur Herstellung der Ausgangsverbindungen der allgemeinen Formeln (III) beschrieben.

Die Polysiloxane der allgemeinen Formel (III)

R.

l4 o —

Y- (CH₉) - Si4 O

J* III

I Si-

<^CH2>nf^Y

(III)

können nach bekannten Umsetzungen erhalten werden.

So geht man, wenn m beispielsweise für 3 steht, wie folgt vor:

(1) Man setzt ein Dialkylchlorsilan mit einem Allylhalogenid in Gegenwart von Platin oder von Chlorplatinsäure als Katalysator um, wobei man ein Halogenpropyl-dialkylchlorsilan erhält, das nach Hydrolyse und Duplikation zum Bishalogenpropyl-1,1,3,3-tetraalkyl-disiloxan führt.

M/24 240 j6

Das Dialkylchlorsilan kann durch ein Diphenylchlorsilan, ein Alkylphenylchlorsilan oder eine Mischung dieser Verbindungen ersetzt werden. "

(2) Man setzt ein Dialkylchlorsilan, ein Diphenylchlorsilan oder ein Alkylphenylchlorsilan mit Allylacetat in Gegenwart von Platin oder Chlorplatinsäure um und erhält Acetyloxy-propyl-dialkylchlorsilan, das man durch Hydrolyse und Duplikation in ein 1,3-Bis-(3-hydroxyprop.yl)-1,1,3,3-tetraalkyl-disiloxan überführt.

Die Halogenierung dieser Verbindung mit einem Halogenierungsmittel, z.B. Phosphortribromid (PBr^) oder Thionylchlorid (SOCl₂), führt zum 1,3-Bis-(halogenpropyl)-1,1,3,3-tetramethyl-disiloxan«.

Verwendet man ein Mesyl- oder Tosylhalogenid, erhält man eine Verbindung der allgemeinen Formel (III), worin Y entweder für CH₃SO₅ oder für CH₂-CgH^-SO, steht.

Das 1,3-Bis-(halogenpropyl)-1,1,3,3-tetraalkyl-disiloxan kann man auch herstellen, indem man 1,1,3,3-Tetraalkyl-disiloxan direkt mit Allylhalogenid umsetzt. Diese Umsetzung führt andererseits zu einer zweiten Verbindung, nämlich 1,1,3»3-Tetraalkyl-3-halogenpropyl-1-halogen-disiloxan. Ausgehend von letzterer Verbindung, kann man nach Hydrolyse ein 1,7-Bis-(halogenpropyl)-octaalkyl-tetrasiloxan der folgenden Formel erhalten:

Tt
M/24 240 /

X-(CH₂)

«- R

.-Ii

O-Si

4 J

(CH₂J₃-X

(3) Man setzt eine Verbindung (a), die ein Dialkyl-dichlorsilan oder ein Diphenyl-dichlorsilan oder ein Alkylphenyl-dichlorsilan oder eine Mischung dieser Verbindungen sein kann, mit einer Verbindung (b) um. Dabei ist die Verbindung (b) unter folgenden Verbindungen ausgewählt:

(b1) Dialkylhalogenalkyl-halogensilan, (b2) Dialkylacetyloxyalkyl-halogensilan,

(b3) Dialkylacetyloxyalkyl-acetyloxysilan,

(b4) Tetraalkylaeetyloxyalkyl-acetyloxydisiloxan,

(b5) Dialkylhalogenalkyl-methoxy- oder -ethoxy-

silan, *.

(b6) Dialkylacetyloxyalkyl-methoxy- oder eth-

oxasilan,
(b7) Tetraalkylhalogenalkyl-methoxy- oder -eth-

oxydisiloxan und

(b8) Tetraalkylacetyloxyalkyl-methoxy- oder -ethoxydisiloxan.

Die erhaltene Verbindung verseift man anschließend und halogeniert dann mit einem Halogenierungsmittel, z.B. Phosphortribromid (PBr^), Thionylchlorid (SOCl₂) oder Methyl- oder Tosylhalogenid.

Die obigen Umsetzungen können mit oder ohne Lösungsmittel, gegebenenfalls in Gegenwart von Elektrolyten,

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durchgeführt werden. Die Temperatur liegt dabei zwisehen O und 120°C. Geeignete Lösungsmittel sind z.B. Wasser, niedrige Alkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, cyclische Ether, wie Tetrahydrofuran oder Dioxan, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe oder Mischungen dieser Lösungsmittel.

Die Bis-tert.-diamine der allgemeinen Formel (IV), die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind vorzugsweise symmetrische Amine. Beispielsweise kann man nennen: N,N^f-Tetramethyl-ethylendiamin, N,N'-Tetramethylpropylendiamin, N^'-Tetramethyl-butylendiamin, Ν,Ν¹-Tetramethyl-hexamethylendiamin, · N,N'-Dimethyl-N,N'-(C* ^g-dialkyl-iC^^alkylendiamine, Tetramethyl-1,4-diamino-2-buten, 1 ,i-Tetramethyldiamino^-butin, Dihydroxyethylpiperazin, 1,3-Bis-(methyl-C| __ig)-alkylamino)-2-propanol, 1,3-Bis-(methyl- oder ethyl-hydroxyethylamino)-2-propanol und 1 ,^-Bis-morpholino^-propanol.

Die Verbindungen der allgemeinen 'Formel (I) können auch nach einem zweiten Verfahren erhalten werden, indem man ein Bis-tert.-diamin der allgemeinen Formel (V)

^R3

^NN - (CBL) - Si {0 -

/ ^l ^m I f * ^m \

^R6 ^R2 ^R4 ^R6

M/24 240 Si

mit einem bishalogenierten Derivat, einem bismesylierten oder tosylierten Derivat der allgemeinen Formel (VI)

Y-A-Y (VI)

worin A, R^, R^, R^, R^, Rc» Rg, Y, m und ρ die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, umsetzt.

Die Diaminverbindungen der allgemeinen Formel (V) kann man auch durch Umsetzen von bifunktionellen Derivaten der allgemeinen Formel (III) mit entsprechenden sekundären Aminen

H-N

^R5

^R6

oder auch, falls m für 3 steht, durch Umsetzen eines Dihydropolysiloxan-Derivats mit substituiertem Allylamin erhalten.

Als bifunktionelle Derivate der allgemeinen Formel (VI) kann man beispielsweise nennen: die Verbindungen der allgemeinen Formel (ill), Alkyl- oder Xylyldihalogenide, Glycerin- oder Diglycerin-bis-chlorhydrin, 3-Bis-chlor-2-hydroxypropylether vom Bisphenol A und oc,OJ -halogenierte, mesylierte oder tosylierte Ethylen- oder Polyethylenglykol-Derivate.

Die erfindungsgemäßen polyquaternären Polysiloxanpolymere der allgemeinen Formel (i) kann man erhalten, indem man die Verbindungen der allgemeinen Formeln (III) 35

ft

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und (IV) oder die Verbindungen der allgemeinen Formeln (V) und (VI) in Wasser oder in verschiedenen Lösungsmitteln, z.B. in Alkoholen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, Glykolen, Glykolethern, aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, Ketonen, wie Methylethylketon oder Methylisobutylketon, oder in deren Mischungen bei Temperaturen zwischen 80 und 150⁰C, gegebenenfalls unter Druck, erhitzt.

Die nach der Polymerisation erhaltenen, polyquaternären Polysiloxanpolymere besitzen ein Molekulargewicht zwisehen 500 und 50 000.

Die erfindungsgemäßen Polymere sind in Wasser oder in einem wäßrig-alkoholischen Milieu löslich oder dispergierbar und werden vorzugsweise in einer Konzentration von 0,1 bis 10% und insbesondere in einer Konzentration von 0,2 bis 5%_f allein oder zusammen mit kosmetischen
Adjuvantien, in kosmetischen Mitteln zur Pflege der
Haare, Nägel oder Haut verwendet.

Diese Polymere besitzen in wäßriger Lösung eine gute
Affinität für Keratinfasern, auf denen sie sich ablagern und auch durch Spülen nicht entfernt werden.

Die auf die Haare aufgetragenen, die erfindungsgemäßen Polymere enthaltenden, kosmetischen Mittel erleichtern das Entwirren und Legen der Haare. Die Haare fühlen
sich weich an und sind glänzend.Ferner laden sich die
Haare nicht elektrisch auf, was das Frisieren erleichtert. Die erfindungsgemäßen Polymere sind außerdem
35

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nicht aggressiv gegenüber der Haut und der Augen-Schleimhaut.

Gegenstand der Erfindung sind auch kosmetische Mittel, die mindestens ein polyquaternäres Polysiloxanpolymer zur Behandlung von Haaren, Nägeln und der Haut und insbesondere zur Pflege der Haare enthalten.

Die kosmetischen Mittel können auf die Haare als Vorbehandlungsmittel aufgetragen werden, um die nachfolgende Fixierung von beispielsweise anionischen, aktiven Substanzen zu erleichtern. Sie können auch als Nachbe* handlungsmittel, z.B. als Lotionen, Spüllotionen uud Frisiergele, verwendet werden. Die kosmetischen Mittel können ferner das eigentliche Behandlungsmittel darstellen , z.B. in Form eines Shampoos,^eines Wasserwell - oder eines Färbemittels.

Die kosmetischen Mittel können wäßrige und wäßrigalkoholische Mittel oder Mittel auf Basis eines Lösungsmittels sein. Sie können gegebenenfalls Öle enthalten und in Form von Lösungen, Lotionen, Cremes, Dispersionen, Gelen oder Aerosolen vorliegen.

Die erfindungsgemäßen kosmetischen Mittel können außer dem Polymer, das im wesentlichen aus. Einheiten der allgemeinen Formel (I) besteht, alle normalerweise in kosmetischen Mitteln verwendeten Bestandteile enthalten. Dazu zählen insbesondere anionische, kationische, amphotere, zwitterionische oder nichtionische oberflächenaktive Mittel, Schaumsynergisten, Schaumstabilisatoren,

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opakmachende Mittel, Sequestriermittel, Verdickungsmittel, Emulgatoren, weichmachende Mittel, Konservierungsmittel, Proteinderivate, natürliche Substanzen, Farbstoffe, Parfüms und anionische, kationische, amphotere und nichtionische Polymere.

Gegenstand der Erfindung sind ferner kosmetische Haarbehandlungsmittel, die mindestens ein polyquaternäres Polysiloxanpolymer der allgemeinen Formel (I) und mindestens ein anionisches Polymer, gegebenenfalls zusammen mit einer weiteren kationischen Verbindung, enthalten. Diese Mittel können auch weitere, üblicherweica in der Kosmetik verwendete Adjuvantien enthalten.

Stellen die erfindungsgemäßen Mittel Shampoos dar, dann liegen sie in Form von wäßrigen Lösungen vor und enthalten neben dem Polymer, das aus Einheiten der Formel (I) besteht, mindestens ein anionisches, kationisches, nichtionisches oder amphoteres Detergens.

In diesen Shampoos liegt die Detergens-Konzentration im allgemeinen zwischen 1 und 50 Gew.%, vorzugsweise zwischen 1 und 30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels. Der pH liegt im allgemeinen zwischen 3 und 9.

Die als Shampoo vorliegenden Mittel enthalten außerdem im allgemeinen verschiedene Adjuvantien, insbesondere Parfüms, Konservierungsmittel, Verdickungsmittel, Schaumstabilisatoren und Farbstoffe. Der in Gew.% ausgedrückte Anteil dieser Adjuvantien, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels,

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beträgt im allgemeinen 0,5 bis 1O# für die Schaumstabilisatoren, 0,1 bis 5% für die Verdickungsmittel und 0,01 bis 3% jeweils für die Parfüms, Farbstoffe und Konservierungsmittel.

Stellen die erfindungsgemäßen Mittel Lotionen dar, so liegen sie in Form von wäßrigen oder wäßrig-alkoholischen Lösungen vor, die einen niederen Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise Ethanol oder Isopropanol in einer Menge von 5 bis 70% und gegebenenfalls weitere kosmetische Polymere und/oder oberflächenaktive Mittel enthalten.

Die erfindungsgemäßen Mittel können auch Behandlungscremes darstellen. In diesem Fall liegen sie als Emulsionen vor, die das aus den Einheiten*.der Formel (I) bestehende Polymer enthalten* Diese Cremes können außerdem Farbstoffe, insbesondere Oxidationsfarbstoffe und/oder Direktfarbstoffe, enthalten und können Cremes zum Färben oder Tönen darstellen.

Die erfindungsgemäßen Mittel können auch in einer reduzierenden oder oxidierenden Lösung zum dauerhaften Kräuseln der Haare verwendet werden.

Der pH der erfindungsgemäßen Mittel liegt zwischen 3 und 12 und vorzugsweise zwischen 3,5 und 8,5.

Falls die erfindungsgemäßen Mittel als Aerosol konditioniert sind, enthalten sie auch ein Treibmittel.

«ι-Α

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Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Behandlung von Haaren, Nägeln und der Haut, das im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf die Haare, die Nägel oder auf die Haut ein wie oben definiertes Mittel in einer so großen Menge aufträgt, daß man die Haare, Nägel oder die Haut konditioniert. 10

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Beispiele näher beschrieben.

Herstellungsbeispiele
Beispiel 1

Herstellung einer Mischung von Verbindungen der allgemeinen Formel (i), worin.R^, R₂, R-*, R^, Rc und Rg für CH, stehen, m = 3, p = 1,Y = Br und A = (CH₂),.

In einen 1 1 Kolben, der mit einem Rührer, einem Thermometer und einem aufsteigenden Kühler ausgerüstet ist, gibt man 182,5 g (1,93 Mol) Dimethylchlorsilan und 1,4 g 5% Platin-auf-Kohle.

Zu dieser Dispersion gibt man während 10 min und unter Rühren 242 g (2,42 Mol) Allylacetat, erhitzt dann die Reaktionsmischung 20 h am Rückfluß, filtriert den Katalysator ab und engt die Mischung bei vermindertem Druck von 50 mmHg (6,66 kPa) ein.

Man destilliert dann bei einem Druck von 0,1 mmHg (13,33 Pa) und einer Temperatur von 53 bis 55⁰C 233 g Dimethylacetoxy-propylchlorsilan über. 35

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194,5 g des so erhaltenen Produkts löst man in 1 1 Ethanol zu 96°, kühlt in einem Eisbad, gibt während 20 min 200 g einer wäßrigen, 40%igen NaOH-Lösung zu, erhitzt die Reaktionsmischung 1 h am Rückfluß und filtriert die gebildeten, anorganischen Salze ab.

Man konzentriert dann teilweise, extrahiert mit 250 ml Chloroform, was man zweimal wiederholt, wäscht dann zweimal mit 100 ml Wasser, trocknet die organische Phase über wasserfreiem Natriumsulfat und verdampft das Lösungsmittel.

Man erhält so 116 g 1,3-Bis-(3-hydroxypropyl)-1,1,3,3= tetramethyl-disiloxan: Verbindung A.

In einen 1 1 Kolben gibt man 200 g (0*7 Mol) PBr, und 65 ml Dichlorethan, kühlt die Mischung in einem Eisbad und gibt anschließend während 15 min 200 g (0,8 Mol) der oben erhaltenen Verbindung A,in 200 ml Dichlormethan gelöst, zu.

Die erhaltene Mischung hält man dann 1 h unter Rühren in einem Eisbad, erhitzt dann 1 h auf 50⁰C, läßt bei Raumtemperatur über Nacht stehen, wäscht die Lösung dann mit 250 ml Wasser, dann zweimal mit 250 ml einer gesättigten Natriumbicarbonatlösung, trocknet die organische Phase über wasserfreiem Natriumsulfat und verdampft das Lösungsmittel.

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Nach Destillation bei 102°C und einem Druck von 0,01 mmHg (1,33 Pa) erhält man 125 g 1,3-Bis-(brompropyl)-1,1,3,3-tetramethyl-disiloxan (Verbindung

In einem 250 ml Kolben mischt man 32,7 g (0,25 Mol) 1,3-N,N'-Tetramethyl-propylendiamin und 37,5 g Wasser, erhitzt diese Lösung am Rückfluß, gibt während 30 min 94 g (0,25 Mol) der oben beschriebenen Verbindung IH₁ zu und erhitzt das Reaktionsmilieu 13 h.

Man erhält so ein Harz, das im trockenen Zustand wenig gefärbt und weich ist. Es ist wasserlöslich. Die intrinsische Viskosität, gemessen in Wasser bei 25⁰C, beträgt 0,044 dl/g.

Beispiel 2
20

Herstellung einer Mischung von Verbindungen der allgemeinen Formel (I), worin R.,, R₂, R^, R^, Rc ■ und Rg für CH₃ stehen, m=3, P=3, Y= Cl, A= (CH₂)₃·

In einen 1 1 Autoklaven gibt man 93,7 g (0,7 Mol) 1,1,3,3-Tetramethyl-disiloxan, 160 g (2,1 Mol) frischfestilliertes Allylchlorid und 0,47 g eines 5% Platinauf-Kohle-Katalysators .

Die Mischung erhitzt man 12 h auf 120⁰C, filtriert den Katalysator ab, verdampft überschüssiges Allylchlorid bei vermindertem Druck und destilliert den Rückstand bei 9 mmHg (1200 Pa).

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Man erhält so bei 80 bis 82⁰C 47,3 g 1-Chlor-3-chlorpropyl-1,1,3,3-tetramethyl-disiloxan.

46,3 g der obigen Verbindlang gibt man während 5 min in 100 ml einer gesättigten Natriumchloridlösung, rührt die Mischung 40 min bei 45⁰C, dann 40 min bei Raumtemperatur und schließlich 15 min bei 45⁰C, filtriert das Natriumchlorid ab und extrahiert das Filtrat mit Ether.

Man trocknet die Etherphase über wasserfreiem Natriumsulfat, verdampft das Lösungsmittel und destilliert den Rückstand bei einem Druck von 0,01 mmHg (1,33 Pa), wobei man bei 113 bis 116°C 21 g 1,7-Bis-(chlorpropyl)-1,1,3,3,5,5,7,7-octamethyl-tetrasiloxan erhält.

15,8 g der so erhaltenen, bifunktionellen Verbindung (0,036 Mol) solubilisiert man mit 4,75 g (0,036 Mol) 1,3-N,N'-Tetramethyl-propylendiamin in 40 ml Dimethylformamid, erhitzt die Mischung 20 h auf 125°C und fällt dann das Polymer in 100 ml Ether aus.

Man isoliert so ein weiches, wasserlösliches Harz, dessen Chloridgehalt 3,87 mÄquiv./g beträgt.

Beispiel 3

Herstellung einer Mischung von Verbindungen der allgemeinen Formel (I), worin R^, R₂, R^, R/,, Rc und Rg für stehen, m = 1,p = 1,Y = Br und A = (U

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1,3-Bis~(bromethyl)-1,1,3,3-tetramethyl-disiloxan stellt man her, indem man Trimethylchlorsilan mit Hilfe von Phosphortribromid bromiert und die erhaltene Verbindung durch Hydrolyse in Wasser dupliziert.

Man solubilisiert 23,6 g (0,074 Mol) der so hergestellten Verbindung mit 9,6 g (0,074 Mol) N,N'-Tetramethylpropylendiamin in 100 ml Methylisobutylketon, erhitzt die Mischung 10 h am Rückfluß und wäscht das präzipitierte Polymer mit Ether und trocknet.

Man isoliert 25,7 g eines klaren, sehr hygroskopischen, wasserlöslichen Harzes, dessen absolute Viskosität bei in Wasser und 25⁰C 0,96 cP beträgt.

Beispiel
20

Herstellung einer Mischung von Verbindungen der allgemeinen Formel (i), worin R^, R^, R*, R^, Rc und Rg für CH₃ stehen, m = 3, ρ = 1, A = (CH₂)^ und Y = Br.

In einem 250 ml Autoklaven mischt man 42,5 g (0,5 Mol) Dimethylallylamin und 33,5 g (0,25 Mol) Tetramethyldisiloxan sowie 0,34 g 5% Platin-auf-Kohle, erhitzt die Mischung 5 h auf 120⁰C, filtriert den Katalysator ab, entfernt die leichten Verbindungen durch Destillation bei 50 mmHg (6,66 kPa), destilliert den Rückstand bei 0,01 mmHg (1,33 Pa) und isoliert bei 80 bis 82⁰C 40 g 1,3-Bis-(3-dimethylaminopropyl)-tetramethyldisiloxan.

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In einen Kolben, der mit einem Rührer, einem Thermometer und einem aufsteigenden Kühler ausgerüstet ist, gibt man 10 g (0,033 Mol) 1,3-Bis-(3-dimethylaminopropyl)-tetramethyl-disiloxan und 4 ml Wasser, fügt zu dieser Lösung schnell 6,97 g 1,4-Dibrombutan zu und erhitzt dann die Mischung für 1 h und 45 min auf 90 bis 95⁰C. Man erhält so eine Lösung eines Polymeren, dessen Bromidgehalt 3,1 mÄ"quiv./g beträgt.

Beispiel 5

' Herstellung einer Mischung von Verbindungen der allgemeinen Formel (I), worin R₁, R₂, R*, R^ und R₅ für CII₃ stehen, Rg für C₁₂H₂C steht, Y « Br, A = (CH₂)g, ρ = 6 und m = 3.

Zu 500 ml mit Natriumchlorid gesättigtem Wasser gibt man zwischen 20 und 25⁰C eine Mischung von 129 g (1 Mol) Dimethyldichlorsilan und 77,9 g (0,4 Mol) Dimethylacetoxypropylchlorsilan, rührt die Mischung 4 h bei dieser Temperatur, filtriert das Natriumchlorid ab, wäscht dann zweimal mit 50 ml Dichlormethan, dekantiert das Filtrat und wäscht die wäßrige Phase zweimal mit 150 ml Dichlormethan. Die organischen Phasen vereinigt man, wäscht mit 100 ml gesättigter Natriumbicarbonatlösung und trocknet die organische Phase auf wasserfreiem Natriumsulfat.

Man entfernt das Lösungsmittel und erhält 128,3 g eines farblosen Öls (Ausbeute 96%).

M/24 240 2Ö

Dieses öl löst man in 700 ml Ethanol, gibt zu dieser Lösung bei 20 bis 25⁰C 140 g (1,4 Mol) einer wäßrigen 40%igen NaOH-Lösung, rührt dann 1 h bei dieser Temperatur und gibt dann 700. ml Wasser zu. Man entfernt den größten Teil des Ethanols durch Einengen im Vakuum, neutralisiert das Milieu durch Zugabe von 230 ml 6N HCl, extrahiert das Milieu dreimal mit 200 ml Chloroform, wäscht mit 100 ml Wasser und trocknet die organische Phase über wasserfreiem Natriumsulfat.

Man engt zur Trockene ein und isoliert 100,4 g eines farblosen Öls (Ausbeute 90,3#).

Das gesamte, so erhaltene öl löst man in 60 ml Dichlormethan. Zu dieser Lösung gibt man während 1 h und 30 min und bei 5°C 27 g PBr,, gelöst in 140 ml Dichlormethan, hält 1 h unter Rühren bei Raumtemperatur und erhitzt dann 3 h am Rückfluß. Die organische Phase wäscht man mit 100 ml einer gesättigten Natriumbicarbonatlösung und dann dreimal mit 100 ml Wasser.

Man trocknet über Natriumsulfat, destilliert dann das Lösungsmittel bei einem Druck von 800 Pa ab und erhält so 81 g eines leichtgefärbten Öls, dessen Bromgehalt 2,45 mÄquiv./g beträgt (Verbindung A).

Zu 7,7 g (0,016 Mol) 1,6-Bis-(methyllaurylamino)-hexan, welches in 5 g Methylcellosolve gelöst ist, gibt man 13,2 g (0,016 Mol) Verbindung A, die in 15 g Methylcellosolve gelöst ist.

M/24 240 2i

Die Mischung erhitzt man 6 h auf 1O5°C und entfernt . 5 das Lösungsmittel dann bei vermindertem Druck (800 Pa).

Man erhält 20,1 g eines viskosen, in Ethanol zu 95° löslichen Öls, dessen Bromidgehalt 1,30 mÄquiv./g beträgt.
10

Beispiel 6

Herstellung einer Mischung von Verbindungen der Formel (I), worin R₁, R₂, R,, R^ und R^für CH₃ stehen, Rg = C₈H₁₇, Y = Br, A = CH₂-CHOH-CH₂-, ρ = 6 und m = 3.

Zu 5,5 g (0,016 Mol) 1,3-Bis-(methyloctylamino)-propan-2-0I, gelöst in 5 g Methylcellosolve, gibt man 13,2 g (0,016 Mol) Verbindung A, hergestellte gemäß Beispiel 5, gelöst in 15 g Methylcellosolve (Ethylenglykol-monomethylether).

Die Mischung erhitzt man 10 h auf 105°C und destilliert das Lösungsmittel bei einem verminderten Druck von 800 Pa ab.

Man isoliert so 17,3 g eines sehr dicken, in Ethanol zu 95° löslichen Öls, dessen Bromidgehalt 1,35 mÄquiv./g beträgt.
30

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Beispiel 7

Herstellung einer Mischung von Verbindungen der Formel (I), worin R₁, Rg, R·* und R^ für CH, stehen, R,-, Rg und A zusammen "mit den beiden Stickstoffatomen einen Triethylendiaminorest der Formel

I HH₂ - C

j -N - CH - CH - N-, I ^XCH₂ - CH₂^

darstellen, Y = Br, ρ =* 6 und m = 3.

Zu 1,80 g (0,016 Mol) 2,2,2-Diaza-bicyclo-octan, gelöst in 5 g Methylcellosolve, gibt man 13_f2 g (0,016 Mol) der gemäß Beispiel 5 hergestellten, in 15 g Methylcellosolve gelösten Verbindung A, erhitzt die Mischung 6h auf 105⁰C und destilliert das Lösungsmittel bei 800 Pa ab. Man isoliert 13,1 g einer lichtdurchlässigen, dicken, in Ethanol zu 95° löslichen Paste, deren Bromidgehalt 2,08 mÄquiv./g beträgt.

Beispiel 8

Herstellung einer Mischung von Verbindungen der Formel (I), worin R₁, R₂, R3, R^ und R₅ für CH₅ stehen, Rg und A zusammen mit den beiden Stickstoffatomen einen Piperazinring bilden, Y = Br, ρ = 6 und m = 3.

M/24 240 23

Zu 1,82 g (0,016 Mol) Ν,Ν-Dimethylpiperazin, gelöst in 5 g Methylcellosolve, gibt man 13,2 g (0,016 Mol) der gemäß Beispiel 5 hergestellten, in 15 g Methylcellosolve gelösten Verbindung A, erhitzt die Reaktionsmischung 15 h auf 105°C, verdampft das Lösungsmittel bei einem verminderten Druck von 800 Pa und isoliert 14,5 g einer dicken, in Alkohol zu 95° lösl: Bromidgehalt 1,78 mÄquiv./g beträgt.

einer dicken, in Alkohol zu 95° löslichen Paste, deren

Anwendungsbeispiele Beispiel A1
Shampoo: g

Verbindung, hergestellt gemäß Beispiel 1 1 aM Glucosidalkylether mit 30% aktivem Material, vertrieben unter der Handelsbezeichnung "Triton CG 110" durch die Fa.Seppic 18 Verbindung der Formel

CH₃(CHg)₁₁ CH₂(OCH₂CH₂)₆OCH₂-CCX)H_f vertrieben von Sandoz unter der Handelsbezeichnung "Sandopan M acid" 3

NaOH so viel, wie für pH 7,5 erforderlich Parfüm, Farbstoff, Konservierungsmittel in ausreichenden Mengen

Wasser so viel, wie erforderlich für 100

aM = aktives Material.

Beispiel A2

Apres-Shampoo g

Verbindung, hergestellt gemäß Beispiel 3 0,5 aM Mischung von Cetyl-stearylalkohol und von Cetyl-stearylalkoholyoxyethyleniert mit 15 Mol Ethylenoxid/Mol Alkohol, vertrieben von Henkel unter der Handelsbezeichnung »Sinnowax AO" 2

M/24 240

^K

Cetylalkohol

Hydroxymethylcellulose, vertrieben von Union Carbide unter der Handelsbezeichnung »Cellosize QP 4400 H"

HCL so viel wie für pH 7 erforderlich

Parfüm, Konservierungsmittel, Farbstoff in ausreichender Menge

Wasser so viel wie erforderlich für

4 5

100

Beispiel A3
Spüllotion

Verbindung, hergestellt gemäß Beispiel 1 Distearyldimethylammoniumchlorid

kationisches Polymer mit folgenden Einheiten

CH₃

N CHo

Cl

CH.

(CH,

-ΕΙ aM

hergestellt nach der FR-PS 2 270 846 NaOH so viel wie für pH 7,3 erforderlich

Parfüm, Farbstoff, Konservierungsmittel in ausreichender Menge

Wasser so viel wie erforderlich für

0,3

100

Beispiel A4
Nichtionisches Shampoo

55.
M/24 240 25

.JL Verbindung des Beispiels 5 0,8

Polyglycerin-hydroxyalkylether der Formel
R-CHOH-CH₂-[0-CH₂-CHOH-CH₂-O]j ₅«H

worin R eine Mischung von Alkylresten mit

9 bis 12 C-Atomen bedeutet 7

j^ Q Diethanolamide von Koprafettsäuren 3 Wasser so viel wie erforderlich für 100 pH eingestellt auf 7,3.

Beispiel A5

,_ Wasserwell-Lotion g

Verbindung des Beispiels 6 0,5

Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolyme-

risat (60/40) 2

Ethanol zu 95° 15

Wasser so viel wie erforderlich für "- 100 pH eingestellt auf 7,4.

Beispiel A6

Apres-Shampoo g

Verbindung des Beispiels 7 0,5

Verbindung des Beispiels 8 0,2

Mischung von Cetylstearylalkohol und
Cetylstearylalkohol, oxyethyleniert mit
15 Mol Ethylenoxid, vertrieben von Henkel
unter der Handelsbezeichn. "Sinnowax AO" 2

Cetylalkohol 4

Hydroxymethylcellulose, vertrieben von
Union Carbide unter der Handelsbezeichnung »Cellosize QP 4400H» 5

Wasser so viel wie erforderlich für 100 pH eingestellt auf 7

Μ/24 240

Beispiel A7

Spüllotion g

Verbindung des Beispiels 8 1,2

Dimethyldistearylammoniumchlorid 0,8

quaternäres Polyvinylpyrrolidon-Copolymer mit einem Molekulargewicht von 1 Million, vertrieben von General Aniline unter der Handelsbezeichnung "Gafquat 755" Ethanol zu 95° Wasser so viel wie erforderlich für pH eingestellt auf 7,2.

Claims

Patentansprüche

1.) Polyquaternäre Polysiloxan-Polymere . die im wesentlichen aus den folgenden, wiederkehrenden Einheiten der allgemeinen Formel- (I) bestehen:

(CH₂)_m- Si

■ 0 - Si

Ij? 5 -N - A - N-I-

R;

^R6.

worin

A eine cc,oJ-Bis-alkylpolysiloxangruppe oder eine lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffkette, die bis zu 6 aufeinanderfolgende Kehlenstoffatane enthält und die eine oder mehrere Hydroxylgruppe (n) aufweisen und durch ein oder mehrere Sauerstoffatom(e) und/oder durch einaioder mehrere aromatische Ring(e) unterbrochen sein kann, bedeutet;

R^, Rg, R3 und R^, die gleich oder verschieden sein können, einen C^g-Alkylrest oder einen Phenylrest bedeuten;

Rc einen Methyl-, Ethyl- oder Hydroxyethylrest bedeutet;

Rg einen C«._^₈-Alkylrest oder einen bivalenten -CH₂-ReSt bedeutet, wobei im letzteren Fall die beiden Reste Rg miteinander verbunden sind und zusammen mit den beiden Stickstoffatomen und dem Rest A, der eine

M/24 240 2

₂₂ bedeutet, eine bivalente Piperazinogruppe bilden;

oder wobei die Reste R₅ und R_&jeweils eine -CH₂-GrUpPe bedeuten und zusammen mit den beiden Stickstoffatomen und dem Rest A, der eine -CH₂-CH₂-Gruppe darstellt,- einen bivalenten Triethylendiamino Rest bilden;

oder wobei die Reste R₁- und Rg miteinander verbunden sind und zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen Heterocyclus, z.B. einen Piperidino-, Morpholino- oder Pyrrolidino-Cyclus, bilden;

Y" ein Cl"-, Br"-, CH₅SO,"- oder

y-S0,"-Anion bedeutet;

m eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeutet; und ρ eine ganze Zahl oder Dezimalzahl von 1 bis 50 bedeutet.

2. Polymere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

R₁, R₂, R-, und R^ eine CH,-Gruppe bedeuten; m eine ganze Zahl von 1 bis 4 darstellt; ρ eine ganze Zahl oder Dezimalzahl von 1 bis 10 bedeutet; und
A unter folgenden Gruppen ausgewählt ist:

-(CH₂)-, worin η für eine ganze Zahl von 2 bis 6 steht,

M/24

^! - CH₀-CH = CH i .- CH₂ -C=C- CH₂ -

- CH - (CH₂)₂ CH₃

- CH₂ - CHOH - CH₂ -

- CH₂ - CH OH - CH₂ - 0 - CH₂ - CHOH

- CH

₂ - O7CH₂ - CH₂ -

(worin x = 1 bis 15),

15 : - CH₂-CHOH - CH₂ -

fi 0 ^R3 - (CH, - Si- m , R₂ I ^R4- ,)

-0 - CH₂-CHOH-CH₂-

worin R^, Rg, R^, R/j,, m und ρ die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzen.

3. Verfahren zur Herstellung eines Polymeren 25 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer ersten Stufe ein Siloxan der allgemeinen Formel (III)

Si

I³ Si· ^A4J

(IH)

M/24 240 4

worin R^, R₂» R*, R^ _f Y, ρ und m die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzen, herstellt, indem man

(i) ein Dialkyl-, Diphenyl- oder Alkylphenylchlorsilan oder eine Mischung dieser Verbindungen mit einem Allylhalogenid in Gegenwart eines Platinkatalysators oder von Chlorplatinsäure umsetzt, wobei man eine Verbindung erhält, die nach Hydrolyse und Duplikation ein Bis-halogenopropyl-1,1,3»3-tetra-alkyl- und/oder -phenyl-disiloxan ergibt;.oder

(ii) ein Dialkyl- und/oder phenylchlorsilan mit Allylacetat in Gegenwart eines Platinkatalysators oder von Chlorplatinsäure umsetzt, wobei man ein Acetyloxypropyl-dialkyl- und/oder -phenylchlor-silan erhält, das nach Hydrolyse und Duplikation ein 1,3-Bis-(3-hydroxypropyl)-1,1,3,3-tetraalkyl-^und/oder -phenyldisiloxan ergibt, welches man zum 1,3-Bis-(halogenopropyl)-1,1,3,3-tetraalkyl- und/oder -phenyl-disiloxan halogeniert! oder

(iii) eine Verbindung (a), die ein Dialkyldichlorsilan, ein Diphenyldichlorsilan oder ein Alkylphenyldichlorsilan oder eine Mischung dieser Verbindungen sein kann, mit einer Verbindung (b), die ausgewählt · ist unter folgenden Verbindungen:

(b1) Dialkylhalogenalkyl-halogensilan, (b2) Dialkylacetyloxyalkyl-halogensilan, (b3) Dialkylacetyloxyalkyl-acetyloxysilan,

(b4) Tetraalkylacetyloxyalkyl-acetyloxydisiloxan (b5) Dialkylhalogenalkyl-methoxy- oder -ethoxysilan,

M/24 240 5

(b6) Dialkylacetyloxyalkyl-methoxy- oder -ethoxysilan,

(b7) Tetraalkylhalogenalkyl-methoxy- oder -eth-

oxydisiloxan und
(b8) Tetraalkylacetyloxyalkyl-methoxy- oder -ethoxydisiloxan
umsetzt,

und in einer zweiten Stufe eine in der ersten Stufe hergestellte Verbindung der allgemeinen Formel (III) mit einem Bis-tert.-diamin der allgemeinen Formel (IV)

Rc R₅

N-A-N (T")

worin R₁-, Rg und A die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzen, unter Erwärmen in einem Lösungsmittel bei einer Temperatur von 80 bis 150⁰C umsetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß man als Verbindung der allgemeinen Formel (TV) ein symmetrisches Amin einsetzt, das unter folgenden Verbindungen ausgewählt ist: N,N^f-Tetramethylethylendiamin, N,N'-Tetramethy!propylendiamin, Ν,Ν'-Tetramethylbutylendiamin, N,N'-Tetramethy!hexamethylendiamin, N,N^l-Dimethyl-N,N^f-(C₁_₁₈)-dialkyl-(C₂_₆)-alkylendiamine, Tetramethyl-1,4-diamino-2-buten, Tetramethyl-1,4-diamino-2-butin, Dihydroxyethyl-piperazin, Bismethyl- (C^_{-1 Q})-alkyl-1 ^-amino^-propanol, Bis-methyl- oder -ethyl-hydroxyethyl-i^-amino^-propanol und 1,3-Bi s -mo rpho lino -2 -ρ ropano 1 ·

BAD ORIGINAL

M/24 240 6

5. Verfahren zur Herstellung eines Polymeren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Bis-tert.-diamin der allgemeinen Formel(V)

I
R,

10 s ^N "" (^CHo) - Si 6 ^K2 1

O - si

" ^(CH2>_m-N

(V)

mit einem bishalogenierten, bismesylierten oder bistosylierten Derivat der allgemeinen Formel (Vl) 15

Y-A-Y (vi;-

worin R₁, R₂, R-*, R^., Rc» Rg> m, p, Y und A die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzen, in Wasser oder in Lösungsmitteln, wie beispielsweise niedrigen Alkoholen, Glykolen, Glykolethern, aliphatischen Kohlenwasserstoffen, aromatischen Kohlenwasserstoffen, Ketonen oder deren Mischungen, bei Temperaturen zwischen 80 und 150⁰C unter Erwärmen, gegebenenfalls unter Druck,

25 umsetzt.

6. Kosmetisches Mittel zur Behandlung von Haaren, Nägeln und der Haut, dadurch gekennzeichnet, daß es eine wirksame Menge mindestens eines Polymeren nach An-

30 spruch 1 enthält.

7. Mittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form eines Shampoos vorliegt und außerdem mindestens ein oberflächenaktives Mittel, ausgewählt

M/24 240 7

unter anionischen, kationischen, nichtionischen, amphoteren und zwitterionischen Mitteln, und gegebenenfalls auch kosmetische Adjuvantien enthält.

8. Mittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es als Färbemittel vorliegt und einen oder mehrere Farbstoffe und gegebenenfalls auch kosmetische Adjuvantien enthält.

9. Mittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es auch mindestens ein anderes Polymer, ausgewählt unter anionischen Polymeren, und gegebenenfalls auch weitere kosmetische Adjuvantien enthält.

10. Kosmetisches Mittel nach einem der Ansprüche bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es*, mindestens ein Adjuvans, ausgewählt unter anionischen, kationischen, amphoteren, zwitterionischen und nichtionischen oberflächenaktiven Mitteln, Schaumsynergisten, Schaumstabilisatoren, opak-machenden Mitteln, Sequestriermitteln, Verdickungsmitteln, Emulgatoren, weichmachenden Mitteln, Konservierungsmitteln, Proteinderivaten, natürlichen Substanzen, Farbstoffen, Parfüms, und anionischen, kationischen, amphoteren und nichtionischen Polymeren, enthält.