DE10200657B4 - 2:1-Komplex aus β- oder γ-Cyclodextrin und α-Tocopherol - Google Patents

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Abstract

Komplex aus β- oder γ-Cyclodextrin und α-Tocopherol, dadurch gekennzeichnet, dass er aus β- oder γ-Cyclodextrin und α-Tocopherol in einem Molverhältnis von 2:1 besteht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen 2:1-Komplex aus β- oder γ-Cyclodextrin und α-Tocopherol, seine Herstellung und Verwendung.
  • Cyclodextrine sind cyclische Oligosaccharide, die aus 6, 7 oder 8 α(1-4)-verknüpften Anhydroglukoseeinheiten aufgebaut sind. Die durch enzymatische Stärkekonversion hergestellten α-, β- oder γ-Cyclodextrine unterscheiden sich im Durchmesser ihrer hydrophoben Kavität und eignen sich generell zum Einschluß zahlreicher lipophiler Substanzen.
  • α-Tocopherole sind in 2-Stellung mit einem 4,8,12-Trimethyltridecyl-Rest substituierte Chroman-6-ole (3,4-Dihydro-2H-1-benzopyran-6-ole). Sie kommen in der Natur in D-Form vor, so in größeren Mengen u. a. im Weizenkeim- und Baumwollsamenöl. α-Tocopherole sind schwach gelblich-rötliche, ölige Flüssigkeiten. Sie sind unlöslich in Wasser, löslich in Fetten und Ölen sowie den üblichen Lösungsmitteln für Fette.
  • Im Kosmetikbereich wird α-Tocopherol als Antioxidans und Wirkstoff u. a. wegen seinem Feuchtigkeitsbindungsvermögen zur Pflege von trockener Haut, in fetthaltigen kosmetischen Zubereitungen wie Cremes, Salben, Emulsionen, Körper- und Gesichtsölen, dekorative Kosmetik, wie Lippenstifte eingesetzt. α-Tocopherol ist zudem wirksam bei verschiedenen Hautkrankheiten. Auch in der Nahrungsmittelindustrie ist α-Tocopherol von großer Bedeutung. Im menschlichen Körper ist α-Tocopherol ein wichtiges fettlösliches Antioxidans, das neben dem Vitamincharakter eine Vielzahl positiver physiologischer Eigenschaften besitzt. Beim Erwachsenen besteht ein Mindestbedarf von 4–6 mg an α-Tocopherol/Tag, um bei mäßiger Zufuhr von polyungesättigten Fettsäuren die Lipidperoxidation in Geweben zu verhindern.
  • α-Tocopherol ist unbeständig gegen Oxidationsmittel. Bereits an Luft und im Licht färbt sich das Produkt dunkel, dieses Phänomen verstärkt sich in Gegenwart von Metall-Ionen wie Fe3+, Ag+ usw. Wegen dieser extremen Empfindlichkeit ist sein an sich erwünschter breiter Einsatz in u. a. kosmetischen bzw. dermatologischen Produkten eingeschränkt.
  • Bei Raumtemperatur gelagert, ist α-Tocopherol in der Originalverpackung max. 12 Monate, bei 5°C bis zu 24 Monate haltbar. Es wird empfohlen, angebrochene Gebinde mit Inertgas zu spülen und den Inhalt möglichst rasch aufzubrauchen.
  • Aufgrund der Empfindlichkeit von α-Tocopherol gegenüber Luft und Licht wird meist der stabilere α-Tocopherol-Vitamin A Säure Ester (α-Tocopherylacetat) eingesetzt, der eine geringere Wirksamkeit aufweist und damit höhere Einsatzmengen als Tocopherol erfordert. Die empfohlenen Einsatzmengen in kosmetischen Produkten liegen für α-Tocopherol bei 0,05–0,2 Gew.-% für α-Tocopherylacetat 0,5–25 Gew.-%.
  • Die Wirksamkeit einer Verbindung als Antioxidans gibt der Radikalschutzfaktor (RPF) wieder. Das Meßverfahren für den Radikalschutzfaktor ist beschrieben von Herrling, Groth, Fuchs und Zastrow in Conference Materials „Modern challanges to the cosmetic formulation” 5.5.–7-5.97, Düsseldorf, S. 150–155, Verlag f. chem. Ind. 1997. Für α-Tocopherol liegt der Radikalschutzfaktor bei 41200 und für das üblicherweise eingesetzte α-Tocopherylacetat nur bei 48, jeweils × 1014 Radikale/mg.
  • Aus JP 61014995 A2 ist die Stabilisierung von alpha Tocopherol mittels beta-Cyclodextrin bekannt. Das beschriebene Verfahren führt zur Solubilisierung des alpha Tocopherols, eine Komplexbildung ist nicht beschrieben.
  • Aus JP 02108622 A2 ist ein Komplex von γ-Cyclodextrin mit einem α-Tocopherol-Vitamin A Säure Ester bekannt, der eine verbesserte Löslichkeit besitzt. α-Tocopherol-Vitamin A Säure besitzt jedoch, wie ausgeführt, nicht die gleichen positive Eigenschaften wie α-Tocopherol.
  • In JP 60094403 A2 ist die Herstellung eines beta-Cyclodextrin-Komplexes von Tocopherol mit Diethylether als Cosovent beschrieben. Zur Herstellung und Zusammensetzung der Komplexe finden sich keine näheren Angaben, gemäß den Beispielen werden 1:1 Komplexe gebildet. Gleiches gilt für JP 56154479 , welche die Herstellung eines β-Cyclodextrin-Komplexes von Tocopherol mit Methanol als Cosolvent beschreibt.
  • In der Patentanmeldung EP 0835649 A1 wird eine „Shaving”-Komposition mit einem β-Cyclodextrin-Komplex von α-Tocopherylacetat beschrieben.
  • Aufgabe der genannten Literaturstellen war es, entweder α-Tocopherol zu solubilisieren oder Tocopherol-Derivaten wie Tocopherylacetat zu stabilisieren. In keinem Dokument wird die Stabilisierung von α-Tocopherol gegen Sauerstoff oder UV-Strahlung erwähnt, die vielfach eine unerwünschte Verfärbung des α-Tocopherols u. damit auch eines α-Tocopherol haltigen kosmetischen Produkts, wie z. B. einer weißen Cremeformulierung, bedingt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, α-Tocopherol gegenüber oxidativer oder UV bedingter Zersetzung zu stabilisieren und dadurch einen Einsatz in pharmazeutischen, diätetischen sowie kosmetischen Formulierungen, in der Lebensmitteltechnologie sowie im Tierfutterbereich zu ermöglichen. Insbesondere soll auch die auf die Oxidation des α-Tocopherols zurückgehende Verfärbung von α-Tocopherol-haltigen Materialien verhindert werden.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen Komplex aus β- oder γ-Cyclodextrin und α-Tocopherol, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er aus β- oder γ-Cyclodextrin und α-Tocopherol in einem Molverhältnis von 2:1 besteht.
  • Im erfindungsgemäßen Komplex wird 1 mol α-Tocopherol von 2 mol β- oder γ-Cyclodextrin komplexiert und eingeschlossen. Es zeigte sich völlig überraschend, daß α-Tocopherol in einem solchen Komplex eine deutlich höhere Stabilität aufweist als in einem 1:1-Komplex von α-Tocopherol und β-Cyclodextrin oder γ-Cyclodextrin bzw. als entsprechende physikalische Mischungen von β-Cyclodextrin oder γ-Cyclodextrin mit α-Tocopherol.
  • Der Gehalt an α-Tocopherol bleibt in einem erfindungsgemäßen 2:1-Komplex sowie in Formulierungen, enthaltend einen solchen Komplex, nach Lagerung unter Luftsauerstoff und Bestrahlung mit UVA- sowie UVB-Licht weitgehend konstant. Das α-Tocopherol ist damit beispielsweise in Konsumprodukten im gewünschten Maß auch über längere Zeiträume verfügbar. Durch den erfindungsgemäßen Komplex wird somit die wirtschaftliche Nutzung sowie die praktische Handhabung von α-Tocopherol wünschenswert verbessert.
  • Der erfindungsgemäße Komplex kann beispielsweise in an sich bekannter Weise aus einer Lösung oder mit der Pastenmethode hergestellt werden, wobei daß Gewichts-Verhältnis β oder γ-Cyclodextrin zu α-Tocopherol im Bereich 5,3:1 (für einen 2:1 Komplex mit β-Cyclodextrin) bzw. von 6.2:1 (für einen 2:1 Komplex mit γ-Cyclodextrin) liegt.
  • Als vorteilhaft hat sich die Herstellung des Komplexes aus einer konzentrierten, wässrigen Cyclodextrin-Zubereitung erwiesen. Die Cyclodextrin Konzentration der Zubereitung liegt vorzugsweise zwischen 5 und 50 Gew.-%. Bevorzugt ist eine Cyclodextrin-Konzentration von 20 bis 50 Gew.-%. Die Ansätze werden je nach Konsistenz intensiv gerührt oder geknetet.
  • Die Reaktionstemperatur liegt üblicherweise bei 20 bis 80°C. Bevorzugt wird bei 20 bis 70°C, besonders bevorzugt bei 25 bis 65°C gearbeitet. Bevorzugt ist eine Reaktionszeit von 20 bis 120 Stunden.
  • Die Komplexierung erfolgt in der Regel unter Normaldruck. Bevorzugt findet die Komplexierung unter Schutzgasatmosphäre (Stickstoff oder Argon) sowie unter Ausschluss von Tageslicht statt.
  • Ein so gebildeter, kaum wasserlöslicher Komplex kann direkt verwendet werden, er kann aber auch durch Filtration, Zentrifugation, Trocknung, Mahlen, Sieben, Sichten, Granulieren, Tablettieren isoliert und aufbereitet werden.
  • Als Formulierungsbestandteile für kosmetische Produkte, die einen Komplex von β- oder γ-Cyclodextrin mit α-Tocopherol im Molverhältnis 2:1 enthalten, werden bevorzugt eingesetzt, Silikonöle wie Cyclomethicone sowie Dimethicone; Feuchthaltemittel, also Substanzen, welche die Haut vor dem Austrocknen schützen, wie Propylenglycol, Mg-Sulfat, Glycerin, Emolliants, also Substanzen, welche die Haut pflegen, wie Cetyl Alcohol, Paraffinium liquide, Petrolatum, Caprylic/Capric Tiglyceride, Mineral Oil, Stearic Acide, Carbomer, Bienen-, Candillawachs, Isopropyl- und Miristyl Myristate, Octyldodecynol, Octyldodecyl Lanolate, PEG-22/Dodecyl Glycol Copolymer, Hydrolisiertes Weizenkeimprotein, Gel-Bildner, z. B.: Salze des Carbopols, Polymethacrylate, Polysacharide, Emulgatoren, z. B.: Polysorbate 20, PEG-40 Stearate, PEG Hydrogenated Castor Oil, Aluminium-, Octyl- oder Glyceryl Stearate, Lecithin, Konservierungsmittel z. B.: Imidazolidinyl Urea, Chlorhexidine Digluconate, Phenoxyethanol, Natriumbenzoat, Sorbinsäure, Methyl-, Ethyl-, Butylparabene, BHT, BHA, Sonnenschutzfilter z. B.: 4-Methylbenzylidene Camphor, DEA-methoxycinnamate, Benzophenone-4, Octyldimethyl PABA, Titanium Oxyde und Selbstbräunungsmittel z. B.: Dihydroxyacetone, Vitamine, Duftstoffe/Parfümöle, Farbstoffe, Ester von Mono/Diglyceriden von gesättigten Fettsäuren, alpha- sowie beta-Hydroxysäuren.
  • Die kosmetischen Formulierungen, die Komplexe von β- oder γ-Cyclodextrin mit α-Tocopherol im Molverhältnis 2:1 enthalten, sind als Lotionen, Gels, Puder, Masken, Cremes (Wasser-in-Öl oder Öl-in-Wasser-Emulsionen), Packungen, Pflegestift, Sprays, Aerosole für topische Anwendungen geeignet.
  • Die Erfindung betrifft somit auch kosmetische Formulierungen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie einen erfindungsgemäßen Komplex enthalten.
  • Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
  • Folgende Ausgangsmaterialien wurden verwendet:
    DL-α-Tocopherol erhältlich bei der Fa. Merk (Darmstadt) (96–100%), Molekulargewicht 430,7 g/mol
    Copherol® F-1300 erhältlich bei der Fa. Henkel (Düsseldorf) (Gehalt an DL-α-Tocopherol: 86%)
    CAVAMAX® W7, β-Cyclodextrin, Molekulargewicht 1135 g/mol (erhältlich bei der Fa. Wacker Chemie GmbH, (München))
    CAVAMAX® W8, γ-Cyclodextrin, Molekulargewicht 1297 g/mol (erhältlich bei der Fa. Wacker Chemie GmbH, (München))
  • Analyse der CD-Komplexe:
  • Die Bestimmung des Gastgehaltes im Komplex bzw. einer Mischung von Komplex, frei vorliegendem Gast sowie frei vorliegendem Cyclodextrin kann quantitativ über Methoden wie UV, GLC, HPLC, NMR oder im Fall von leichtflüchtigen Ölen, bei einer Bestimmung des Öles, als Destillat erfolgen.
  • Die Gastsubstanz kann völlig, teilweise oder nicht komplexiert im Reaktionsgemisch vorliegen. Liegt der Gast im Reaktionsgemisch von Cyclodextrin/Gast nicht komplexiert, also frei vor, spricht man von einer physikalischen Mischung.
  • Die Bestimmung der Menge an komplexiertem bzw. frei vorliegendem Gast kann beispielsweise über Thermogravimetrie, Differantial Scanning Kalorimetrie (bevorzugt für Feststoffe), Trocknen von Komplexen (bevorzugt bei leicht flüchtigen Substanzen), siehe Cyclodextrins in Pharmacy, Karl-Heinz Frömming, Josef Szejtli, Kluwer Academic Publishers Seite 87 oder durch Eluierung des frei vorliegendem Gast mit einem geeigneten Lösungsmittel, vorgenommen werden (Proceedings 7. International Cyclodextrin Symposium, Tokyo, S. 207) Letztere Methode kann man ebenso zur quantitativen Bestimmung des nicht komplexierten, also frei vorliegenden Cyclodextrins nutzen. Als Lösungsmittel wird Wasser eingesetzt.
  • Folgende Methoden wurden zur Untersuchung der in den Beispielen hergestellten Komplexe/physikalischen Mischungen verwendet:
  • Bestimmung der „Auslaugbaren Anteile”:
  • Cyclodextrine bilden mit schlecht wasserlöslichen Gastsubstanzen, wie α-Tocopherol, äußert schwerlösliche Komplexe. Der große Löslichkeitsunterschied zwischen diesen Komplexen und den reinen Cyclodextrinen (1), kann ausgenutzt werden, um die Vollständigkeit der Komplexierung zu überprüfen. So beträgt die Wasserlöslichkeit von β-Cyclodextrin bei 20°C 1,5%, die von γ-Cyclodextrin 18.8%, bei 25°C 1,8% von β-Cyclodextrin, die von γ-Cyclodextrin 23%. Der durch Wasser auslaugbare Anteil an Cyclodextrin des Cyclodextrin Komplexes entspricht dem Gehalt an freiem, nicht komplexiertem Cyclodextrin.
  • „SUN-TEST”
  • Im Sun Test werden Substanzen gezielt während eines definierten Zeitraums UV A/B Strahlung ausgesetzt, um dadurch ihre Beständigkeit gegenüber der UV A/B Strahlung im Sonnenlicht zu bestimmen.
  • Sonnenlicht enthält ultraviolette Strahlung der Wellenlänge 290–320 nm (UVB) sowie 320–400 nm (UVA).
  • Funktionsbeschreibung des Sun Tests:
  • Die Proben werden auf dem Proben-Tisch plaziert. Mit einer Xenon-Lampe wird UV A sowie UV B Strahlung erzeugt. Die Strahlung wird durch einen optischen Filter „beschichtete Quarzschale” gefiltert. Der nach oben gerichtete UV A/B-Anteil der Strahlung wird von oberhalb der Xenon-Lampe angebrachten Spiegeln auf die Probe reflektiert. Werden Substanzen wie Kosmetikwirkstoffe der UV A/B Strahlung ausgesetzt führt dies in Abhängigkeit der Zeit, vielfach zum Abbau des Produktes so auch bei dem in der Erfindung zitierten Tocopherols bzw. in geringerem Maße dem α-Tocopherol-Gehalt der erfindungsgemässen Komplexe von β- oder γ-Cyclodextrin mit α-Tocopherol.
  • Je 5 g der in den Beispielen hergestellten physikalischen Mischungen, bzw. der Komplexe von β- oder γ-Cyclodextrin mit α-Tocopherol, wurden zwischen zwei Glasplatten eingebracht, die Ränder der Glasplatten mit Klebeband verschlossen und im SUN-Test Gerät (Fa. ATLAS Material Testing Solutions) dem UV-Licht (Wellenlänge 290–320 nm UV B Strahlung sowie 320–400 nm UV A Strahlung) über einen Zeitraum von 137 Stunden (physikalischen Mischungen von β- oder γ-Cyclodextrin mit α-Tocopherol) bzw. 200 Stunden (Komplexe von β- oder γ-Cyclodextrin mit α-Tocopherol) ausgesetzt. Das SUN-TEST Gerät wurde dabei mit dem Solar Standard Filter (Filter nach COLIPA und DIN 67501) bestückt. Dieser UV-Filter blendet UV C Strahlen aus; damit trifft nur UV A und B-Strahlung auf die Probe. Nach definierten Zeiträumen (von 0, 24, 48, 72, 137, 200 Stunden) wurden Proben zur Gehaltsbestimmung von α-Tocopherol der Komplexe sowie physikalischen Mischungen entnommen.
  • Beispiel 1: Komplexierung von α-Tocopherol mit β-CD
  • a) 1:1-beta-Cyclodextrin Komplex (Vergleichsbeispiel)
  • 0,11 mol bzw. 138 g β-Cyclodextrin (Wassergehalt 10%) wurden mit 384 g H2O unter Rühren vermischt und auf 65°C erwärmt. Während des Erwärmens auf 65°C werden 0,11 mol bzw. 50,6 g α-Tocopherol (Gehalt: 96,0%) zugegeben. Der Ansatz wird 24 h bei 65°C sowie ca. 60 h bei Raumtemperatur gerührt und bei 40°C unter Vakuum getrocknet.
    Ausbeute: 179,45 g (95%), Feuchte: 5%, Gehalt an α-Tocopherol lt. HPLC: 25%
  • b) 2:1-Cyclodextrin Komplex
  • 0,11 mol bzw. 138 g β-Cyclodextrin (Wassergehalt 10%) wurden mit 250 g H2O unter Rühren vermischt und auf 60°C erwärmt. Während des Erwärmens auf 65°C werden 0,055 mol α-Tocopherol bzw. 27,55 g Copherol F1000 (86%ig) zugegeben. Der Ansatz wird 48 h bei 60°C sowie ca. 60 h bei Raumtemperatur gerührt und bei 40°C unter Vakuum getrocknet.
    Ausbeute: 164 g (99%), Feuchte: 11%, Gehalt an α-Tocopherol lt. HPLC: 13%
  • Bestimmung der „auslaugbaren Anteile” der Komplexe:
  • 1,8 g des erfindungsgemäßen β-Cyclodextrin-Komplexes mit α-Tocopherol werden mit dest. Wasser auf 100 g aufgefüllt, 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und über eine Filternutsche abgetrennt. Das Filtrat wird gewogen und anschließend gefriergetrocknet. Die im Kolben verbleibende Rückstandsmenge ist in Abhängigkeit von der Qualität des Komplexes. Liegt eine physikalische Mischung vor, lösen sich 100% des eingesetzten Cyclodextrins im Wasser bzw. verbleiben im Filtrat. Wird das zur Komplexierung eingesetzte Cyclodextrin vollständig zu einem 2:1-Komplex umgesetzt ist im Wasser bzw. Filtrat bzw. gefriergetrockneten Filtrat kein Cyclodextrin nachzuweisen, damit ist die Feststoff-Auswaage 0. Aus der Einsatzmenge von Komplex und der Feststoff-Auswaage wird der prozentuale Gehalt der wasserauslaugbaren Anteile an der Komplexverbindung und somit der Gehalt an freiem β-Cyclodextrin berechnet.
    Ausl.Anteile 1:1 Komplex 4%; (Vergleichsbeispiel)
    Ausl.Anteile 2:1 Komplex: 7%;
  • Beispiel 2: Komplexierung von α-Tocopherol mit γ-Cyclodextrin
  • a) 1:1-gamma-Cyclodextrin Komplex (Vergleichsbeispiel)
  • 0,1 Mol bzw. 142.52 g γ-Cyclodextrin (Wassergehalt: 9%) wurden mit 255 g H2O unter Rühren vermischt und auf 65°C erwärmt. Während des Erwärmens auf 65°C werden 0,1 Mol bzw. 45g α-Tocopherol zugegeben. Der Ansatz wird 24 h auf 65°C erhitzt und ca. 60 h bei Raumtemperatur weiter gerührt und bei 40°C unter Vakuum getrocknet.
    Ausbeute: 176 g (93%), Feuchte: 5%, Gehalt an α-Tocopherol lt. HPLC: 24%;
  • b) 2:1-Cyclodextrin Komplex
  • 0,21 mol bzw. 300g γ-Cyclodextrin (Wassergehalt 9%) wurden mit 250 g H2O sowie 0.105 mol α-Tocopherol bzw. 52.50 g Copherol F1300 (86%ig) unter Rühren vermischt und 24 h auf 65°C erwärmt, auf Raumtemperatur abgekühlt und bei 40°C unter Vakuum getrocknet.
    Ausbeute: 360 g (102%), Feuchte: 12%, Gehalt an α-Tocopherol lt. HPLC: 13%;
  • Bestimmung der „auslaugbaren Anteile” der Komplexe:
  • 10 g des γ-Cyclodextrin-Komplexes mit α-Tocopherol werden mit dest. Wasser auf 100 g aufgefüllt, 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und über eine Filternutsche abgetrennt. Das Filtrat wird gewogen und anschließend gefriergetrocknet. Aus der Einsatzmenge und der Feststoff-Auswaage wird der prozentuale Gehalt der wasserauslaugbaren Anteile an der Komplexverbindung und somit der Gehalt an freiem γ-Cyclodextrin berechnet.
    Ausl.Anteile 1:1 Komplex 6%; (Vergleichsbeispiel)
    Ausl.Anteile 2:1 Komplex: 4%;
  • Beispiel 3: Herstellung von physikalischen Mischungen aus Cyclodextrin und/α-Tocopherol (Vergleichsbeispiel) und Bestimmung der „auslaugbaren Anteile” der physikalischen Mischungen
  • a) 1:1-β-Cyclodextrin/α-Tocopherol physikalische Mischung
  • 1,5 g β-Cyclodextrin und 0,5 g α-Tocopherol wurden in der Reibschale mit dem Pistill homogenisiert, danach mit Wasser auf 100 g aufgefüllt und 2 Stunden bei RT gerührt und über eine Filternutsche abgetrennt. Das klare Filtrat wird ausgewogen und anschließend gefriergetrocknet. Aus der Einsatzmenge und der Feststoff-Auswaage wird der prozentuale Gehalt an Komplexverbindung an wasserauslaugbaren Anteilen berechnet.
    Ausl. Anteile: 1,45 g (73%)
    Mittels HPLC wurden die getrockneten Filtrate auf freies α-Tocopherol geprüft, der Gehalt an α-Tocopherol war < 0,1%;
  • b) 2:1-β-Cyclodextrin/α-Tocopherol physikalische Mischung
  • 1,5 g β-Cyclodextrin und 0,3 g Copherol F1000 (86%ig) wurden in der Reibschale mit dem Pistill homogenisiert, danach mit Wasser auf 100 g aufgefüllt und 2 Stunden bei RT gerührt und über eine Filternutsche abgetrennt.
  • Das klare Filtrat wird ausgewogen und anschließend gefriergetrocknet. Aus der Einsatzmenge und der Feststoff-Auswaage wird der prozentuale Gehalt an Komplexverbindung an wasserauslaugbaren Anteilen berechnet.
    Ausl. Anteile: 1,4 g (77%)
    Mittels HPLC wurde das getrocknete Filtrat auf freies α-Tocopherol geprüft, der Gehalt an α-Tocopherol war < 0.1%;
  • c) 1:1-γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol physikalische Mischung
  • 12 g γ-Cyclodextrin und 4.5 g α-Tocopherol wurden in der Reibschale mit dem Pistill homogenisiert, danach mit Wasser auf 100 g aufgefüllt und 2 Stunden bei RT gerührt und über eine Filternutsche abgetrennt.
  • Das klare Filtrat wird ausgewogen und anschließend gefriergetrocknet. Aus der Einsatzmenge und der Feststoff-Auswaage wird der prozentuale Gehalt an Komplexverbindung an wasserauslaugbaren Anteilen berechnet.
    Ausl.Anteile: 11 g (66,66%)
    Mittels HPLC wurde das getrocknete Filtrat auf freies α-Tocopherol geprüft, der Gehalt an α-Tocopherol war < 0.1%;
  • d) 2:1-γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol physikalische Mischung
  • 15 g γ-Cyclodextrin und 2.6 g Copherol F1300 (86%ig) wurden in der Reibschale mit dem Pistill homogenisiert, danach mit Wasser auf 100 g aufgefüllt und 2 Stunden bei RT gerührt und über eine Filternutsche abgetrennt.
  • Das klare Filtrat wird ausgewogen und anschließend gefriergetrocknet. Aus der Einsatzmenge und der Feststoff-Auswaage wird der prozentuale Gehalt an Komplexverbindung an wasserauslaugbaren Anteilen berechnet.
    Ausl.Anteile: 13,5g (76%)
    Mittels HPLC wurden die getrockneten Filtrate auf freies α-Tocopherol geprüft, der Gehalt an α-Tocopherol war < 0.1%.
  • Beispiel 4: Bestimmung der Lagerstabilität von α-Tocopherol als physikalische Mischung, 1:1 und 2:1 β Cyclodextrin-Komplex mittels SUN Test bei Raumtemperatur
  • 5 g der physikalischen Mischung bzw. der Komplexe von α-Tocopherol als 1:1 und 2:1 β-CD-Komplex werden zwischen zwei Glasplatten eingebracht, die Ränder der Glasplatten mit Klebeband verschlossen und im SUN-Test Gerät dem UV-Licht (Wellenlänge > 290 nm) über einen definierten Zeitraum ausgesetzt. Der Gehalt an α-Tocopherol der Komplexe und der physikalischen Mischungen wurde über HPLC bestimmt.
  • 2 zeigt die α-Tocopherol-Gehalt in den gelagerten Proben über einen Zeitraum von 8 Monaten. Die erhöhte Stabilität des α-Tocopherols im erfindungsgemäßen 2:1 Komplex ist deutlich zu erkennen.
  • Farbe der Komplexe nach 8 Monaten:
    • β-Cyclodextrin/α-Tocopherol Komplex 1:1 leichte Gelbfärbung
    • β-Cyclodextrin/α-Tocopherol Komplex 2:1 nahezu weiß
    • physikalischen Mischungen β-Cyclodextrin/α-Tocopherol 2:1 intensive Gelbfärbung
    • physikalischen Mischungen β-Cyclodextrin/α-Tocopherol 1:1 intensive Gelbfärbung
  • Beispiel 5: Bestimmung der Lagerstabilität von α-Tocopherol als physikalische Mischung, 1:1 und 2:1 gamma Cyclodextrin-Komplex
  • a) bei 45°C gelagert
  • Komplexe aus Beispiel 2a) + b)
    • Tocopherol/γ-Cyclodextrin 1:1, Gehalt an α-Tocopherol: 24%
    • α-Tocopherol/γ-Cyclodextrin 2:1, Gehalt an α-Tocopherol: 13%
    • physikalischen Mischungen γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol 1:1
    • physikalischen Mischungen γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol 2:1
  • Herstellung der physikalischen Mischungen
  • α-Tocopherol/γ-Cyclodextrin 1:1: 0,027 mol oder 38.5 g γ-Cyclodextrin (Wassergehalt 9%) wurden in eine Reibschale eingewogen und mit 0,027 mol oder 11.6g α-Tocopherol intensiv verrieben, bis ein homogenes Pulver mit einem α-Tocopherol-Gehalt von 23,15% erhalten wurde.
  • α-Tocopherol/γ-Cyclodextrin 2:1: 0,032 mol oder 45.2g γ-Cyclodextrin (Wassergehalt: 9%) wurden in eine Reibschale eingewogen und mit 0,016 mol oder 6.9 g α-Tocopherol intensiv verrieben, bis ein homogenes Pulver mit einem α-Tocopherol-Gehalt von 13% erhalten wurde.
  • Alle Ansätze werden in Schnappdeckelgläser bei 45°C im Trockenschrank gelagert. Der Gehalt an α-Tocopherol der physikalischen Mischung und der Komplexe wurde über HPLC bestimmt.
  • 3 zeigt die α-Tocopherol-Gehalt in den gelagerten Proben in Abhängigkeit von der Lagerdauer. Die erhöhte Stabilität des α-Tocopherols im erfindungsgemäßen 2:1 Komplexes ist deutlich zu erkennen.
  • Farbe der Komplexe bei Lagerende:
    • γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol 1:1 leichte Gelbfärbung
    • γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol 2:1 annähernd weiß
    • physikalischen Mischungen γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol 1:1 intensiv gelbe Färbung
    • physikalischen Mischungen γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol 2:1 intensiv gelbe Färbung
  • b) bei Raumtemperatur sowie UV-Licht (UV A + B) Wellenlänge > 290 nm gelagert (SUN Test)
  • 5 g der physikalischen Mischung bzw. des Komplexes von β- oder γ-Cyclodextrin mit α-Tocopherol im Molverhältnis 1:1 oder 2:1 werden zwischen zwei Glasplatten eingebracht, die Ränder der Glasplatten mit Klebeband verschlossen und im SUN-Test Gerät dem UV-Licht UV A + B (Wellenlänge > 290 nm) über einen definierten Zeitraum ausgesetzt. Nach definierten Zeiträumen wurden Proben zur Gehaltbestimmung von α-Tocopherol der Komplexe sowie physikalischen Mischungen entnommen.
  • 4 zeigt die α-Tocopherol-Gehalte in den gelagerten Proben. Die erhöhte Stabilität des α-Tocopherols im erfindungsgemäßen 2:1 Komplex ist deutlich zu erkennen.
  • Farbe der Komplexe bei Lagerende:
    • γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol 1:1 leichte Gelbfärbung
    • γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol 2:1 annähernd weiß
    • physikalischen Mischungen γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol 1:1 intensiv gelbe Färbung
    • physikalischen Mischungen γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol 2:1 intensiv gelbe Färbung
  • Beispiel 6: Lagerstabilität des γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol Komplexes in einer Creme bei RT und bei 50°C
  • Herstellen einer Creme mit 0,2% α-Tocopherol Gehalt in einem 1:1 γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol Komplex 0,4167 g eines γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol Komplexes 1:1 (24% α-Tocopherol) werden mit 24,7251 g Wasser dispergiert und danach 24,868 g Nivea Body-Milk eingebracht und gut homogenisiert. Der α-Tocopherol Gehalt der Creme beträgt 0,2%. Die Creme wurde in Cremedosen bei RT und bei 50°C gelagert und der α-Tocopherol Gehalt über einen definierten Zeitraum mittels HPLC überprüft.
  • Herstellen einer Creme mit 0,2% α-Tocopherol Gehalt in einem 2:1 γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol Komplex:
  • 0,769 g eines γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol Komplexes 2:1 (13% α-Tocopherol) werden mit 24,579 g Wasser dispergiert und 24,6533 g Nivea Body-Milk eingebracht und homogenisiert. Der Gehalt α-Tocopherol in der Creme wird somit auf 0,2% eingestellt. Die Cremeproben wurden in Cremedosen bei RT und 50°C gelagert, der α-Tocopherol Gehalt über einen definierten Zeitraum mittels HPLC überprüft.
  • 5 zeigt die alpha-Tocopherol-Gehalte in den gelagerten Proben.
  • Farbe der Cremes mit Komplexen bei Lagerende:
    • Creme mit γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol 1:1 bei RT geringe Tönung
    • Creme mit γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol 2:1 bei RT weiß
    • Creme mit γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol 1:1 bei 50°C: schwacher Gelbton
    • Creme mit γ-Cyclodextrin/α-Tocopherol 2:1 bei 50°C: weiß
  • Beispiel 7: Herstellung kosmetischer Formulierungen mit Komplexen von γ-Cyclodextrin mit α-Tocopherol im Molverhältnis 2:1
  • Herstellung einer Sonnenschutzcreme mit α-Tocopherolgehalt von ca. 0,2% unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Komplexes:
  • Komponenten A mischen und auf 60°C erhitzen, B zu A zugeben, gut homogenisieren, D auf 60°C erhitzen und in AB einmischen, C bei ca. 40°C einmischen. Zusammensetzung und Gewichtsanteile:
    Wirkstoffe Gewichtsanteile
    A
    Octyl Palmitat 2,50%
    Octylstearat 3,50%
    Polyglycerol-2 Sesquisostearat 2,00%
    Cyclomethicone, Dimethiconol 3,00%
    Lauryl Dimethicon 2,00%
    Octyl Dimethucone Ethoxy Glycosid, Cyclomethicon 12,00%
    B
    Titan Dioxid 5,00%
    Polymethylsilsesquioxan 1,00%
    Zink Oxyde 2,00%
    C
    γ-Cyclodextrin-Komplex 2:1, 13% α-Tocopherol (hergestellt gemäß Beispiel 2b) 1,54%
    Glycerin 2,00%
    Methylparaben 0,10%
    Natriumchlorid 0,40%
    Wasser 63,10%
  • Beispiel 8: Herstellung einer After Sun Lotion mit α-Tocopherolgehalt von ca. 0,05% unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Komplexes
  • Komponenten A und B auf 75°C erwärmen. A unter Rühren in B einarbeiten. Nach 5 min. C zugeben. Auf 40°C abkühlen, D und E zugeben und auf Raumtemperatur abkühlen. Zusammensetzung und Gewichtsanteile:
    Wirkstoffe Gewichtsanteile
    A
    Cetylalkohol 1,50%
    Mineralöl 5,00%
    Stearinsäure 5,00%
    B
    Allantoin 0,50%
    Propylenglykol 3,00%
    Wasser 66,05%
    C
    Cyclomethicone, Dimethicone 15,00%
    Phenyl Trimethicone 2,00%
    D
    γ-Cyclodextrin-Komplex 2:1, 13% α-Tocopherol (hergestellt: Beispiel 2b) 0,38%
    Wasser 1,00%
    E
    Phenoxyethanol, Methylparaben, Butylparaben, Ethylparaben, Propylparaben, 0,30%
    Parfüm 0,30%
  • Beispiel 9: Herstellung eines flüssig Make Up mit α-Tocopherolgehalt von ca. 0,10% unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Komplexes
  • A und C auf 75°C erwärmen, B unter Turrax in A einarbeiten, auf gute Pigmentverteilung achten, langsam C unter Turrax in AB einemulgieren, unter Rühren auf 40°C kühlen, nacheinander D und E einrühren, auf RT abkühlen, kalt mit Turrax homogenisieren. Zusammensetzung und Gewichtsanteile.:
    Wirkstoffe Gewichtsanteile
    A
    Weißes Bienenwachs 2,70%
    Polyglyceryl-2 Sesquiisostearate 2,40%
    Dimethicone 10,00%
    Dimethicone 2,50%
    Octyl Dimethicone Ethoxy Glucosid, 11,00%
    Cyclomethicone Trimethylsiloxysilicat 1,50%
    B
    Eisenoxid 1,46%
    Talk 5,00%
    Titan Dioxide; 7,00%
    C
    Natriumchlorid 2,00%
    Wasser 51,39%
    D
    Methylchloroisothazolinone 0,05%
    Parfüm 0,30%
    E
    γ-Cyclodextrin-Komplex 2:1, 13% α-Tocopherol (hergestellt: Beispiel 2b)) 0,77%
    Wasser 2,00%
  • Beispiel 10: Herstellen einer Körperemulsion mit α-Tocopherolgehalt von 0,05 Gew.-%
  • Die Rohstoffe A werden in einem Becherglas vorgelegt, die Rohstoffe B in einem Rührgefäß gemischt und auf 65°C erwärmt. Beide Mischungen emulgiert man bei 65°C mit einem schnellaufenden Flügelrührer. Unter weiterem Rühren läßt man auf 40°C abkühlen und homogenisiert mit dem Ultra-Turrax (max. 500 Upm). Die in der Creme gelöste Luft wird durch vorsichtiges Anlegen eines Wasserstrahlvakuums entfernt.
    Wirkstoffe Gewichtsanteile
    A
    Glycerinmonomyristat 1,4%
    Stearinsäure 1,2%
    Cetylalkohol 0,5%
    Isopropylpalmitat 5%
    γ-Cyclodextrin-Komplex 2:1,13% α-Tocopherol Beispiel 2b) 0,38%
    B
    Wasser dest. 90,55%
    Methylparaben 1%

Claims (4)

  1. Komplex aus β- oder γ-Cyclodextrin und α-Tocopherol, dadurch gekennzeichnet, dass er aus β- oder γ-Cyclodextrin und α-Tocopherol in einem Molverhältnis von 2:1 besteht.
  2. Verfahren zur Herstellung eines Komplexes gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß β-Cyclodextrin und α-Tocopherol in einem Gewichtsverhältnis von 5,3:1 oder γ-Cyclodextrin und α-Tocopherol in einem Gewichtsverhältnis von 6,2:1 bei einer Reaktionstemperatur von 20 bis 80°C und einer Reaktionszeit von 20 bis 120 Stunden vermischt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Komplexierung unter Normaldruck erfolgt und unter Schutzgasatmosphäre (Stickstoff oder Argon) sowie unter Ausschluss von Tageslicht stattfindet.
  4. Kosmetische Formulierung, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Komplex gemäß Anspruch 1 enthält.
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