JP2855209B2 - シリコーン系桂皮酸誘導体、その製造方法及び紫外線吸収剤 - Google Patents
シリコーン系桂皮酸誘導体、その製造方法及び紫外線吸収剤Info
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Description
造方法及び新規な紫外線吸収剤に関する。
び耐油性に優れ、かつUV−B領域の波長の紫外線吸収特
性を有する新規なシリコーン系桂皮酸誘導体に関するも
のである。
れている。皮膚科学的には作用波長を400−320nmの長波
長紫外線、320−290nmの中波長紫外線および290nm以下
の短波長紫外線に分類し、夫々UV−A、UV−BおよびUV
−Cと呼んでいる。
あるが、地上に届く紫外線はUV−AおよびUV−Bで、UV
−Cはオゾン層において吸収されて地上には殆ど達しな
い。地上にまで達する紫外線のなかで、UV−Bは、ある
一定量以上の光量が皮膚に照射されると紅班や水疱を形
成し、またメラニン形成が亢進され、色素沈着を生ずる
等の変化をもたらす。
化促進を予防し、シミ、ソバカスの発生や増悪を防ぐ意
味において極めて重要であり、これまでに、種々のUV−
B吸収剤が開発されてきた。
導体、サリチル酸誘導体、カンファー誘導体、ウロカニ
ン酸誘導体、ベンゾフェノン誘導体及び複素環誘導体が
知られている。
の外用剤に配合され利用される。
キサンなどのシリコーン系基剤が広く使用されているこ
とは周知のとおりである。
感、べとつかない等の使用性および汗や水に流れにくい
などの機能性に優れている点によるところが大きい。
基剤に対する相溶性が著しく低い。
は、油性基剤をさらに添加しなければならず、前述のシ
リコーン系基材の有用性が十分に発揮できないという欠
点があった。
った。
公昭44−29866、特開昭60−58991および特開昭60−1084
31がみられる。
基本骨格とするものであり、シリコーン油中ではUV−C
側に吸収極大波長を持ち、UV−B吸収能は、不十分なも
のであった。(図3に、3−ビス(トリメチルシロキ
シ)メチルシル−2−メチルプロピル−シンナメートの
UV吸収スペクトルを示す。UV−B吸収剤としては、適切
な(波長領域を有していないことがわかる。) 発明の目的 かかる事情から、シリコーン油に溶解し、耐水および
耐油性に優れ、かつUV−B領域の波長を十分に防御する
紫外線吸収剤の開発が強く望まれていた。
油性に優れかつ適切なUV−B波長領域を有する紫外線吸
収剤を得ることを目的に鋭意研究した結果、本発明に係
るシリコーン系桂皮酸誘導体が上述の性質を満足する化
合物であることを見出し、本発明を完成するに至った。
この化合物は文献未記載の新規化合物であり、紫外線吸
収剤もしくはその中間体として極めて有用な物質であ
る。
って、前記シロキサン中に存在しうる他の単位が、一般
式O(4−m)/2SiR3 mで表されることを特徴とするシ
リコーン系桂皮酸誘導体 である。
特徴とする請求項1記載のシリコーン系桂皮酸誘導体の
製造方法である。
桂皮酸誘導体からなる紫外線吸収剤であり、請求項1記
載のシリコーン系桂皮酸誘導体の用途発明である。
で表される単位と、 一般式O(4−m)/2SiR3 mで表される単位から構成
されたものであり、式中に定義したR1の例としては、メ
チル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソ
ブチル、t−ブチル、フェニル基、トリメチルシロキシ
基等があげられるが、原料の入手しやすさ等の理由から
メチル基またはその一部がフェニル基であること、又は
トリメチルシロキシ基であることが好ましい。nは、R1
の置換数を表す。
(複数原子Oを有するものを含む)を示し、二価の炭化
水素基とは、一般式(I)でいえば、Si原子との結合手
とO原子との結合手の2つ(二価)の結合手をもつ炭化
水素基のことであり、炭化水素から2個の水素を取り除
いた形の原子団のことを指す。
れるが、炭素数2〜4のアルキレン基が好ましく、さら
にヒドロシリル化反応の副反応が比較的少ないこと等か
ら特に が好ましい。
ソプロポキシ基等があげられる。いずれも、シリコーン
系基剤に対する溶解性かつUV−B吸収波長に顕著な差は
ないが、試薬の入手し易さ等から特にメトキシ基が好ま
しい。aは、Xの置換数を表す。
するシロキサン単位において、R3は、メチル、エチル、
プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t−ブ
チル、フェニル基、トリメチルシロキシ基等があげられ
るが、原料の入手しやすさ等の理由からメチル基または
その一部がフェニル基であること、又はトリメチルシロ
キシ基であることが好ましい。mは、R3の置換数であ
る。
の製造方法で合成することが出来る。
体を常法により酸クロリドとした後、アミン存在下、オ
レフィン性不飽和結合を有する一価のアルコールと反応
させることによって得られるものである。反応溶媒とし
ては通常の有機溶媒が使用できるが、なかでもトルエ
ン、ベンゼンおよびキシレンなどの芳香族有機溶媒が好
ましく反応温度は高温でおこなうが、なかでも還流温度
が良い。
Yは異なるが、少なくとも2個の炭素原子を有し、かつ
オレフィン性不飽和結合を有する一価の炭化水素基(複
素原子Oを有するものを含む)である。例えば。直鎖の
炭化水素基として、 CH2=CH−,CH2=CHCH2−,CH2=CHCH2CH2−, CH2=CH−CH2CH2CH2−,CH2=CH−CH2OCH2CH2−等、分枝
の炭化水素基としてCH2=CH−CH(Me)−, CH2=CH−C(Me)2−,CH2=CH−CH(Et)−, CH2=CHC(Et)2−,CH2=CHCH2CH(Me)−, CH2=CHCH(Me)−CH2−,CH2=C(Me)CH2−等があげ
られ、未端に二重結合を有するものがある。
(Me)2C=CHCH2−,MeCH=CHCH2−,MeCH2CH=CH−等の
内部に二重結合を有するもの及び CH2=CH−CH=CH2−,CH2=C(Me)CH=CH2−, MeCH=CH−CH=CH2−等の二重結合を2個有するものも
挙げられるが、エステル化反応とヒドロシリル化反応の
反応の優位性及びこれらのエステルより誘導されるシリ
コーン系桂皮酸誘導体の安定性(光安定性を含む)等か
ら未端に二重結合を1個有するエステルが望ましい。
ロキサンとヒドロシリル化反応させることによって、本
発明のシリコーン系桂皮酸誘導体が得られるが、用いる
シロキサンは少なくとも1個のSi−Hを有する有機珪素
化合物であり、 単位およびR3 mSiO(4−m)/2単位を有するシロキサン
として表されるものである。例えば、(ClEtO)3SiH,
(Me3SiO)2MeSiH, (Me3SiO)3SiH,(Me3OSi)MePhSiH, (Me3OSi)EtMeSiH,(Me3OSi)EtPhSiH, H(Me)2SiOSi(Me)2OSi(Me)2H等が挙げられるが、
ヒドロシリル化反応の優位性、シラン、シロキサンの入
手のしやすさ及びシリコーン系基剤に対する溶解性など
から1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサンが好
ましい。しかし、本発明のシリコーン系桂皮酸誘導体が
製造できればこれに限定されるものではない。
かでもトルエン、ベンゼンおよびキシレンなどの芳香族
系有機溶媒が好ましく反応温度は高温でおこなうが、な
かでも還流温度が良い。
ジウム錯体(Wilkinson complex),ルテニウム錯体、
白金錯体、塩化白金酸等を用いることが出来るが、触媒
の入手のしやすさ及び合成反応の繰作上の簡便性から塩
化白金酸触媒が好ましい。
は、目的に応じて、一般式(2)のエステル及び上記の
シロキサンを種々選択することにより、低分子量のもの
から、高分子量のものまで製造でき、性状は、室温にお
いて液体のものから樹脂状の固体のものまで含まれる。
緯はあるが、特にその適用分野を限定するものではな
く、請求項1記載のシリコーン系桂皮酸誘導体の特性と
目的に応じ。紫外線吸収剤が利用される各種製品に利用
されうるものである。
料はその剤型によっても異なるが、一般には0.1〜20
%、好ましくは0.5〜10%である。
成例およびその物理化学的性質をあげて本発明をさらに
詳細に説明する。
lをベンゼン80ml中で3時間還流温度で撹拌し、酸クロ
リドとしたのち、脱溶媒後、7.20gの1−ブテン−3−
オールを含むトルエン80mlを加え、反応系を氷浴中で冷
却し5.25gのトルエチルアミンを含むトルエン40mlをゆ
っくり添加し1時間撹拌した。さらに、室温下で1日撹
拌した。濾過し、トルエン層を水で洗浄し水を除去後、
トルエンを溶媒としシリカゲルカラムクロマトグラフィ
ーにより3,4,5−トリメトキシ桂皮酸エステル10.93g(7
4.6%)を得た。
(J=16.14Hz)),6.74(2H,s),5.92(1H,m),5.49
(1H,m),5.29(1H,d(J=17.60Hz)),5.15(1H,d
(J=10.64Hz)),3.85(9H,s),1.38(3H,d(J=6.6
0Hz)). 合成例2 合成例1で得られたエステル2.9319gとシロキサン
(1,1,1,3,5,5,5−Heptamethyltrisiloxane,以下MHMと
略す)2.2270gのトルエン50mlに注ぎ、さらに0.1Mの塩
化白金酸イソプロピルアルコール溶液を2、3滴添加し
還流温度で5時間撹拌しヒドロシリル化反応をおこなっ
た。トルエンを溶媒とし、シリカゲルカラムクロマトグ
ラフィーにより生成物を単離し、オイル状の本発明のシ
リコーン系桂皮酸誘導体を、3.0880g(59.8%)得た。
−メチルプロピル〕−3,4,5−トリメトキシシンメート GC−MS M+514 NMR(CDCl3)7.59(1H,d(J=16.13Hz)),6.35(1H,d
(J=15.77Hz)),6.75(2H,s),4.95(1H,q),3.86
(9H,s),1.65(2H,m),1.29(3H,d(J=6.23Hz)),
0.54(2H,m),0.11(18H,s),0.09(3H,s). 図1に10ppmの濃度に(溶媒、エタノール)におけるU
Vスペクトルを示した。これにより、本発明の新規化合
物であるシリコーン系桂皮酸誘導体はUV−B波長領域に
適切な吸収波長を有していることが確認された。
シリル化反応を行った。同様に精製し、生成物を3.1570
g(61.1%)得た。
シリル化反応を行った。同様に精製し、生成物を3.5240
g(68.2%)得た。
ベンゼン200ml中で2時間還流温度で撹拌し、酸クロリ
ドとしたのち、脱溶媒後、3.63gの1−ブテン−3−オ
ールを含むトルエン80mlを加え、反応系を氷浴中で冷却
し、5.10gのトリエチルアミンを含むトルエン40mlをゆ
っくり添加し1時間撹拌した。さらに、室温で1日撹拌
した。濾過し、トルエン層を水で洗浄した水を除去後、
トルエンを溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフ
ィーにより3,4−ジメトキシ桂皮酸エステム6.886g(52.
2%)を得た。
(J=15.62Hz)),6.85(1H,d(J=8.30Hz)),7.05
(1H,s),7.10(1H,d(J=8.30Hz)),5.92(1H,m),
5.50(1H,m),5.30(1H,d(J=17.09Hz)),5.16(1H,
d(J=10.75Hz)),3.90(6H,s),1.29(3H,d(J=6.
83Hz)). 合成例6 合成例5で得たエステル2.6231gとシロキサン(MHM)
2.2291gをトルエン50mlに注ぎ、さらに0.1Mの塩化白金
酸イソプロピルアルコール溶液を2、3滴添加し還流温
度で5時間撹拌しヒドロシリル化反応をおこなった。ト
ルエンを溶媒とし、シリカゲルカラムクロマトグラフィ
ーにより生成物を単離し、オイル状の2.9157g(60.1
%)のシリコーン系桂皮酸誘導体を得た。
メチルプロピル〕−3,4−ジメトキシシンナメート GC−MS M+484 NMR(CDCl3)7.63(1H,d(J=15,62Hz)),6.32(1H,d
(J=15.62Hz)),6.85(1H,d(J=8.30Hz),7.05(1
H,s),7.10(1H,d(J=8.30Hz)),4.95(1H,q),3.90
(6H,s),1.65(2H,m),1.29(3H,d(J=6.83Hz)),
0.54(2H,m),0.11(18H,s),0.09(3H,s). 図2に10ppmの濃度(溶媒、エタノール)におけるUV
スペクトルを示した。
桂皮酸誘導体はUV−B波長領域に適切な吸収波長を有し
ていることが確認された。
2mlをベンゼン160ml中で4時間還流温度で撹拌し、酸ク
ロリドとした後、脱溶媒後、5.8550gのアリルアルコー
ルを含むトルエン160mlを加え、反応系を氷浴中で冷却
し、10.111gのトリエチルアミンを含むトルエン80mlを
ゆっくり添加し12時間撹拌した。濾過し、トルエン層を
水で洗浄し水を除去後、トルエンを溶媒としシリカゲル
カラムクロマトグラフィーにより3,4,5−トリメトキシ
桂皮酸エステル20.3039g(72.0%)を得た。融点67.0−
68.2℃の白色結晶であり、MS(M+278)であった。
HM)4.4713gをベンゼン100mlに注ぎ、さらにH2PtCl6イ
ソプロピルアルコール溶液を数滴添加し還流温度で4時
間撹拌し、ヒドロシリル化反応を行った。トルエンを溶
媒とし、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより生
成物を単離し、オイル状の本発明のシリコーン誘導体を
2.7846g(27.6%)得た。
ル〕−3,4,5−トリメトキシシンナメート GC−MS M+5001 H−NMR(CDCl3)7.55(1H,d(J=16.12Hz)),6.31
(1H,d(J=15.63Hz)),6.70(2H,s),4.11(2H,t),
3.82(9H,s),1.69(2H,m),0.51(2H,t),0.06(18H,
s). 本物質の10ppmの濃度(エタノール溶媒)におけるUV
スペクトルは合成例2で得られた化合物のそれ(図1)
と殆ど変わらなかった。
(OSiMe3)35.500gをベンゼン100mlに注ぎ、さらにH2Pt
Cl6イソプロピルアルコール溶液を数滴添加し還流温度
で4時間撹拌し、ヒドロシリル化反応を行った。トルエ
ンを溶媒とし、シリカゲルカマルクロマトグラフィーに
より生成物を単離し、オイル状の本発明のシリコーン誘
導体を2.077g(20.1%)得た。
−3,4,5−トリメトキシシンナメート GC−MS M+5741 H−NMR(CDCl3)7.61(1H,d(J=15.87Hz)),6.36
(1H,d(J=15.87Hz)),6.77(2H,s),4.17(2H,t),
3.90(9H,s),1.74(2H,m),0.53(2H,t),0.13(18H,
s). 但し、化学シフトはCHCl3の水素(7.27ppm)を標準と
した。
は合成例2で得られた化合物のそれ(図1)と殆ど変わ
らなかった。
mlをベンゼン80ml中で3時間還流温度で撹拌し、酸クロ
リドとした後、脱溶媒後、3.640gの1−ブテン−4−オ
ールを含むトルエン80mlを加え、反応系を氷浴中で冷却
し、5.340gのトリエチルアミンを含むトルエン40mlをゆ
っくり添加し24時間撹拌した。濾過し、トルエン層を水
で洗浄し、水を除去後、トルエンを溶媒としシリカゲル
カラムクロマトグラフィーにより3,4,5−トリメトキシ
桂皮酸エステル10,0342g(68.4%)を得た。融点61.8−
63.8℃の白色結晶であり、GC−MS(M+292)であった。
HM)2.2289gをベンゼン100mlに注ぎ、さらにH2PtCl6イ
ソプロピルアルコール溶液を数滴添加し還流温度で2時
間撹拌し、ヒドロシリル化反応を行った。トルエンを溶
媒とし、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより生
成物を単離し、オイル状の本発明のシリコーン誘導体を
3.1488g(61.0%)得た。
ル〕−3,4,5−トリメトキシシンナメート GC−MS M+5141 H−NMR(CDCl3)7.59(1H,d(J=15.62Hz)),6.35
(1H,d(J=16.11Hz)),6.74(2H,s),4.21(2H,t),
3.87(9H,s),1.75(2H,m),1.47(2H,m),0.51(2H,
m),0.10(18H,s),0.01(3H,s). この誘導体のUVスペクトル(エタノール10ppm濃度)
は合成例2で得られた化合物のそれ(図1)と殆ど変わ
らなかった。
い、ヒドロシリル化反応を行った。シリカゲルカラムク
ロマトグラフィーによりオイル状の本発明のシリコーン
誘導体を得た。
3,4,5−トリメトキシシンナメート GC−MS M+5881 H−NMR(CDCl3)7.59(1H,d(J=15.62Hz)),6.35
(1H,d(J=16.11Hz)),6.74(2H,s),4.21(2H,t),
3.87(9H,s),1.75(2H,m),1.47(2H,m),0.51(2H,
m),0.10(27H,s). この誘導体のUVスペクトル(エタノール10ppm濃度)
は合成例2で得られた化合物のそれ(図1)と殆ど変わ
らなかった。
SiMe3)3を用い、ヒドロシリル化反応を行った。シリ
カゲルカラムクロマトグラフィーによりオイル状の本発
明のシリコーン誘導体を得た。
ルプロピル〕−3,4−ジメトキシシンナメート GC−MS M+5581 H−NMR(CDCl3)7.63(1H,d(J=15.62Hz)),6.32
(1H,d(J=15.62Hz)),6.85(1H,d(J=8.30H
z)),7.05(1H,s),7.10(1H,d(J=8.30Hz)),4.95
((1H,q),3.90(6H,s),1.65(2H,m),1.29(3H,d
(J=6.83Hz)),0.54(2H,m),0.10(27H,s). この誘導体のUVスペクトル(エタノール10ppm濃度)
は合成例6で得られた化合物のそれ(図2)と殆ど変わ
らなかった。
mlをベンゼン700ml中で2時間還流温度で撹拌し、酸ク
ロリドとした後、脱溶媒後、10.332gのエチレングリコ
ールモノアリルエーテル(CH2=CHCH2OCH2CH2OH)を含
むトルエン160mlを加え、反応系を氷浴中で冷却し、10.
233gのトリエチルアミンを含むトルエン80mlをゆっくり
添加し24時間撹拌した。濾過し、トルエン層を水で洗浄
し、氷を除去後、トルエンを溶媒としてシリカゲルカラ
ムクロマトグラフィーにより3,4,5−トリメトキシ桂皮
酸エステム23.189g(71.7%)を得た。このエステルは
オイル状である。
(1H,d(J=16.12Hz)),6.76(2H,s),5.92(1H,m),
5.31(1H,d(J=17.09Hz)),5.21(1H,d(J=10.74H
z)),4.37(2H,t),4.06(2H,d(J=5.37Hz)),3.88
(9H,s),3.72(2H,t). 合成例15 合成例14で得られたエステル(3.2329g)を用いシロ
キサンMHM(2.2896g)でトルエン溶媒中(50ml)2時間
還流しヒドロシリル化反応を行った。シリカゲルカラム
クロマトグラフィーによりオイル状の本発明のシリコー
ン誘導体を3.9251g(71.8%)得た。
は合成例2で得られた化合物のそれ(図1)と殆ど変わ
らなかった。
られたシリコーン系桂皮酸誘導体(ジメトキシ、トリメ
トキシ置換体)のシリコーン基剤に対する溶解性につい
ては、25℃において、ジメチルポリシロキサン、メチル
フェニルポリシロキサンに対する溶解性試験を行った。
いずれにおいても、10重量%以上溶解し、優れた溶解性
を示した。なお、前躯体であるエステムは殆ど溶解性を
示さなかった。
溶液、流動パラフィン等の油に、本発明のシリコーン系
桂皮酸誘導体(ジメトキシ、トリメトキシ置換体)を撹
拌混合し、50℃に60日間放置し、加水分解等が起こらな
いことから、耐水性、耐油性が優れていることを確認し
た。
た紫外線吸収効果があることがわかる。
てその電子スペクトルが10〜20mm程シフトすることがあ
る。例えばN,N−ジメチル2−エチルヘキシルシンナメ
ートはエタノール中とジメチルポリシロキサン中では10
nmシフトする。紫外線吸収剤は溶媒依存性が少ないこと
が要求される。本発明のシリコーン系桂皮酸誘導体は溶
媒依存性が少ない。
対する安定性が要求される。
原性、光感作性及び光毒性等の安全性では全く問題がな
く、熱(加水分解を含む)に対する安定性も良好であ
る。光に対する安定性では通常の太陽光線照射では全く
安定であり、超高圧水銀灯照射で初めて光異性化(トラ
ンス→シス)反応を起こすが、UV−B領域には吸収が認
められており、優れた紫外線吸収剤といえる。
収効果について示す。
る。
品を得た。
外線防止効果の測定を行った。
の紫外線感受性組成物を用いて行った。
メチルスルフォン0.1g、エチレン−酢酸ビニル共重合体
10g、トルエン100mlからなる液を調製しI液とする。こ
れとは別に、N,N−ジメチルパラアミノ安息香酸−2−
エチルヘキシルエステル7g、エチレン−酢酸ビニル共重
合体10g、トルエン100mlからなる液を調製し、II液とす
る。写真用原紙に先ずI液を固形分で1g/m2になるよう
に塗布し乾燥後、其の上にII液を固形分で5g/m2になる
ように塗布して紫外線感受性組成物を得る。
ってその紫外線照射量の増加に従って白色→淡紫色→紫
色→濃紫色へと呈色する紙である。測定するサンプル40
mgをヒマシ油12g中に混合し、ローラー処理を行い均一
に分散する。直径5cmのえんけいの上記紫外線感受性組
成物のうえに透明PETフィルムをのせ、其の上に1.5gを
均一の厚さになるように塗布し、紫外線ランプを8分間
照射し、PETフィルムをサンプルごと除去し呈色した紫
外線感受性組成物を日立607分光光度計を用い、紫外線
照射量が零の時の紫外線感受性組成物の色を基準にして
LAB座標系で色差を計算した。
線防止効果が高くなっていることがわかる。即ち、本発
明のシリコーン系桂皮酸誘導体を配合することにより優
れた紫外線防止効果が得られることがわかる。
領域を吸収し、シリコーン油に優れた溶解性を示し、か
つ耐水および耐油性に優れた極めて有用な新規化合物で
ある。
を製造できるものであり、請求項3の紫外線吸収剤は、
特に、化粧料、医薬部外品等の外用剤配合に適した、極
めて優れた紫外線吸収剤である。すなわち、UV−B領域
の波長を十分に防御すると同時に、シリコーン油に優れ
た溶解性を有するので、シリコーン系基剤の諸特性を何
ら損ねることなく、目的に応じた任意量配合でき、かつ
耐水性および耐油性にも優れた紫外線吸収剤である。
の10ppmの濃度(溶媒、エタノール)におけるUVスペク
トルを示す。 図2は、合成例6で得られたシリコーン系桂皮酸誘導体
の10ppmの濃度(溶媒、エタノール)におけるUVスペク
トルを示す。 図3は、既知化合物である無置換のシリコーンの10ppm
の濃度(溶媒、エタノール)におけるUVスペクトルを示
す。
Claims (3)
- 【請求項1】一般式(I) で表される単位を少なくとも1個もつシロキサン類であ
って、前記シロキサン中に存在しうる他の単位が、一般
式O(4−m)/2SiR3 mで表されることを特徴とするシ
リコーン系桂皮酸誘導体。 - 【請求項2】一般式 で表される桂皮酸エステルと、 単位及びR3 mSiO(4−m)/2単位を有するシロキサン とを、有機溶媒中で、触媒の存在下に反応させることを
特徴とする請求項1記載のシリコーン系桂酸誘導体の製
造方法。 - 【請求項3】請求項1記載のシリコーン系桂皮酸誘導体
からなる紫外線吸収剤。
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