專利名稱：功效增強的鋁－鋯防汗劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備固體鋁—鋯防汗劑的方法，該方法通過如下方式進行通過向活化鋁組分中加入少量AlCl3和/或HCl，隨后與鋯的甘氨酸復(fù)合物混合并將溶液混合物干燥成粉末。這種新型的鋁—鋯(Al-Zr)組合物具有的金屬(Al+Zr)對氯根的摩爾比為約1.20至約1.30；HPLC譜帶IV為至少約20％，但低于約25％；并且通過27Al NMR顯示，至少10％的鋁出現(xiàn)在化學(xué)位移(δ)為約0ppm處以及至少2％的鋁出現(xiàn)在化學(xué)位移為約63ppm處。
背景技術(shù)：
鋁—鋯化合物作為有效的防汗劑是公知的。鋯物質(zhì)的存在通過鋁物質(zhì)的解聚而提高了鋁—鋯防汗劑的功效。當(dāng)涉及活化鋁防汗劑溶液時，這種解聚更加重要。然而，鋯物質(zhì)在此過程中卻變得進一步聚合。
美國專利4,775,528描述了固體鋁—鋯防汗劑鹽，其HPLC峰的峰4(或譜帶III)的峰高對峰3(或譜帶II)的峰高之比至少為2。該專利的制備防汗劑的方法包括在至少50℃的溫度下將活化的(HPLC峰4對峰3的面積比為至少0.5)氫氯酸鋁(aluminum chlorohydrate)溶液與堿式氯化氧鋯(zirconyl hydroxy chloride)溶液混合并快速干燥該溶液。
美國專利4,871,525公開了堿式甘氨酸鹵化鋁—鋯(aluminium-zirconium hydroxy halide glycinate)復(fù)合物，其峰4對峰3的峰高比為0.5至1.8，并且其中峰(1+2)包含少于4重量％的聚合物分布。鋁組分通過將金屬鋁與AlCl3或HCl以濃度為約8-35重量％直接反應(yīng)而得到。將溶液中的鋁組分、堿式氯化氧鋯和甘氨酸保持在50℃-100℃下一段時間。然后將溶液干燥。
美國專利4,775,528和4,871,525都沒有記載峰5(或譜帶IV)并且明顯沒有認識到保持控制相應(yīng)鋁—鋯防汗劑的限度的重要性。兩篇專利的方法也都由于較高溫度的處理而使鋯物質(zhì)在較高程度上聚合，據(jù)信這降低了相應(yīng)鋁—鋯防汗劑鹽的功效。
歐洲專利0653203 A1教導(dǎo)了使防汗劑活化的方法，也就是使其具有增強的功效的方法。該活化物是通過將活化鋁組分與鋯復(fù)合物反應(yīng)而制備的。鋯源選擇為至少是聚合的，使得在最終產(chǎn)物中得到解聚鋯物質(zhì)。該參考文獻也表明其沒有認識到鋁物質(zhì)(例如鋁單體和二聚體或譜帶IV物質(zhì))的分布，據(jù)信該分布對于鋁—鋯防汗劑的功效是關(guān)鍵的。
美國專利6,375,937描述了鋁—鋯鹽，其金屬對氯根的摩爾比為約0.9-1.2，甘氨酸對鋯的摩爾比大于1.3，而美國專利6,436,381涉及的鋁—鋯防汗劑鹽，其高的峰5鋁含量為至少33％，其中防汗劑鹽的金屬對氯根的比為約0.9-1.0。
具有低M/Cl比的鋁—鋯防汗劑，例如描述于美國專利6,375,937和6,436,381中的那些，傾向于對皮膚產(chǎn)生比相應(yīng)的具有較高比的鹽更強的刺激性。因此，為了使刺激性降至最低而傾向于加入更多的氨基酸，而這又傾向于降低鋁—鋯防汗劑的功效。
非常希望制備活化鋁—鋯鹽，其不刺激皮膚并具有增強的功效。根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有M/Cl比為約1.20至約1.30的新型活化鋁—鋯組合物可以在少量AlCl3或HCl的存在下而制備，以具有最大量的解聚的鋁和鋯物質(zhì)，并提供具有增強功效和具有顯著降低的皮膚刺激性的防汗劑。
活化鋁—鋯鹽通常具有的特征性HPLC譜帶III/II的面積比為至少0.5，通常至少為1，其中至少80％的鋁在譜帶III和II中。對于譜帶IV(或峰5)沒有要求。為了具有上述HPLC分布圖，制備稀釋的鋁—鋯防汗劑溶液并干燥。本領(lǐng)域中已知該如此稀釋的Al/Zr溶液非常不穩(wěn)定。在陳化時，譜帶III的百分比降低，而譜帶II的百分比增高。已知沒有研究報道在陳化時由鋁單體和二聚體組成的譜帶IV的變化。只是最近才將較高的譜帶IV歸屬于鋁—鋯防汗劑的較高功效，參見美國專利6,436,381。在陳化時，HPLC譜帶IV通常并不降低。揭示鋁物質(zhì)的結(jié)構(gòu)的27Al NMR表明Al單體的量在陳化時降低，正如可參照本文下面實施例3而看出。根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在活化鋁—鋯鹽溶液中產(chǎn)生的鋁單體和二聚物對反應(yīng)條件非常敏感。在不同的反應(yīng)條件下生成不同量的鋁單體、二聚物和聚合物，據(jù)信這影響了活化鋁—鋯鹽的功效。在不同反應(yīng)條件下鋁結(jié)構(gòu)的改變有時只能使用27AlNMR而觀察到，而不能通過HPLC體積排阻色譜觀察到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及制備固體活化鋁—鋯組合物的方法，該組合物的金屬對氯根的比為約1.20至約1.30。防汗劑鹽的HPLC譜帶IV為至少約20％或更高，但小于約25％，并且譜帶III對譜帶II的面積比為約1或更高。通過27Al NMR顯示，本發(fā)明的活化鋁—鋯鹽在化學(xué)位移約為0ppm處具有至少10％的鋁，以及在化學(xué)位移為約63ppm處具有至少20％的鋁。在獲得必要的本發(fā)明的活化鋁—鋯鹽過程中，在反應(yīng)過程中將少量的AlCl3或HCl或其混合物加入到防汗劑鹽中，同時小心控制反應(yīng)條件，使得制備的防汗劑鹽具有導(dǎo)致產(chǎn)品特性的最大程度解聚的鋁和鋯物質(zhì)，這提供了更高功效并避免皮膚刺激性。


圖1為本發(fā)明粉末的27Al NMR譜圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明獲得的另一種粉末的HPLC色譜圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明的活化鋁—鋯防汗劑鹽的制備通過如下方式開始將濃度為約8至約20重量％的下式的堿式鹵化鋁或堿式硝酸鋁Al2(OH)6-aXa其中X為Cl、Br或NO3，其中a為約1至約1.5，加熱到約50℃至約回流溫度達約2至20小時，冷卻至室溫，與少量AlCl3或HCl或其混合物混合約5分鐘至約30分鐘，其中堿式鹵化鋁或堿式硝酸鋁中的鋁對AlCl3(32°Be)重量的重量比為約0.5至約10，優(yōu)選為約1至約8，最優(yōu)選為約3至約5，然后在室溫下與下式的鋯的甘氨酸化合物混合不超過一小時ZrO(OH)bX2-bAc其中b為0至0.7，X為Cl、Br或NO3，A為氨基酸，c為0.8至約1.2，并噴霧干燥該溶液。
堿式甘氨酸氯化鋯(zirconium chlorohydroxy glycinate)溶液通過如下方式制備將堿式碳酸鋯與鹽酸或二氯氧化鋯在高溫下混合，然后在約室溫下與甘氨酸混合。優(yōu)選甘氨酸對鋯的摩爾比為約1。
本發(fā)明中反應(yīng)條件對鋁和鋯物質(zhì)的聚合物分布具有非常顯著的作用，這又影響防汗劑溶液的功效。該作用對于所述活化鋁—鋯溶液是特別重要的。
根據(jù)本發(fā)明，向活化鋁組分中加入少量AlCl3或HCl產(chǎn)生了令人驚奇的有益效果。在加熱堿式氫氯酸鋁的稀溶液(ACH)并冷卻至室溫后，將AlCl3或HCl引入并混合，隨后與鋯的甘氨酸復(fù)合物摻混之后，制得鋁—鋯鹽，其具有最大量的解聚的鋁和鋯物質(zhì)。不希望受任何理論束縛，相信向稀的并活化的ACH溶液中加入少量AlCl3或HCl加速了活化的ACH溶液的解聚，其當(dāng)加入鋯的甘氨酸化合物溶液時導(dǎo)致進一步解聚。另外，鋯物質(zhì)還經(jīng)歷較弱的堿性環(huán)境，這促進了較少聚合的鋯物質(zhì)的形成。
重要的是將堿式甘氨酸氯化鋯溶液緩慢加入到活化的堿式氯化鋁溶液中，因為快速的加入導(dǎo)致聚合物的無規(guī)形成，該聚合物相對更易于進一步聚合成更高分子量的物質(zhì)。
活化鋁溶液的濃度對最終鋁—鋯鹽的聚合有影響。根據(jù)本發(fā)明，活化鋁溶液越稀，則越多聚合的鋯物質(zhì)將形成于最終的鹽中。然而，如果活性堿式鋁溶液的濃度過高，即其量顯著超過20重量％或更高，則鋁物質(zhì)變得很難通過鋯物質(zhì)而解聚。活化堿式氫氯酸鋁溶液的濃度優(yōu)選為約12重量％至約15重量％。
27Al NMR表明活化鋁溶液和堿式甘氨酸氯化鋯的混合時間影響鋁單體和Al13物質(zhì)的形成?；旌蠒r間依賴于活化鋁溶液的濃度。需要一定的混合時間以產(chǎn)生最大量解聚的鋁物質(zhì)而同時保持鋯物質(zhì)處于最低聚合水平?；旌蠒r間還依賴于鋯物質(zhì)的形式。鋯溶液的Cl/Zr比越高，則所需的混合時間越短。活化鋁—鋯溶液的陳化對鋁單體的形成和鋯物質(zhì)的聚合都具有本質(zhì)上的影響。一般而言，陳化時間越短，生成的鋁單體的量越高，并且聚合的鋯物質(zhì)越少。
27Al NMR還表明，在越高量的甘氨酸存在下，存在的鋁單體越少。這可歸因于鋁單體和甘氨酸之間的配位。另外還觀察到較大鋁聚合物物質(zhì)的增加，例如Al41聚物。然而當(dāng)將少量的AlCl3或HCl加入到活化鋁組分中時，較高量的甘氨酸的存在沒有使鋁單體的量降低并且未觀察到Al41聚物增加?？刂聘拾彼岬牧渴潜匾?，因為過低的甘氨酸的量將導(dǎo)致鋯物質(zhì)迅速聚合，使得最終的鋁—鋯溶液迅速膠凝化，而過多的甘氨酸導(dǎo)致功效降低。優(yōu)選控制甘氨酸的量使得甘氨酸對鋯的比為約0.8至約1.1。
鋁復(fù)合物的聚合度可由連接于高效液相色譜(HPLC)的體積排阻色譜柱來確定。最高分子量的Al物質(zhì)首先被洗脫，指定為譜帶I。譜帶II和III指定為中間分子量的復(fù)合物。譜帶IV指定為最低分子量的Al復(fù)合物，包括單體和二聚體。確定一個或多個峰的相對面積以表征所形成的鋁復(fù)合物中的聚合物物質(zhì)的分布。
使用串聯(lián)連接的Phenominex柱和Waters柱以獲得HPLC色譜圖。將2重量％的鋁樣品通過45微米過濾器過濾，并在15分鐘內(nèi)用0.01N的硝酸溶液作為流動相進行色譜分析。本發(fā)明的活化鋁—鋯防汗劑鹽的HPLC譜帶IV為約20％或更高，但低于25％，并且譜帶III/II的面積比為約1或更高，優(yōu)選約1.2。選擇27Al核磁共振(NMR)確定在活化鋁—鋯防汗劑鹽中的不同鋁物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。通常剛好在測量前才將防汗劑鹽溶于氘代水(D2O)中形成10重量％的溶液。使用Varian Inova400儀器在104.2MHz采集數(shù)據(jù)。
通過27Al NMR，在化學(xué)位移為約0ppm處的尖峰通常表明八面體Al單體的存在，在約63ppm處的尖峰表明Al13物質(zhì)的存在，其中12個八面體Al物質(zhì)由于在原子核處顯著的導(dǎo)致有效的四極馳豫的電場梯度而顯示出太寬的峰。在約72ppm處的寬化學(xué)位移表明Al41物質(zhì)的存在。更高分子量的鋁物質(zhì)通常表現(xiàn)出太寬的化學(xué)位移，以至于其不能被檢出?；罨X防汗劑鹽通常由Al13、Al41物質(zhì)，和可能還由一些更高分子量的鋁物質(zhì)以及非常少量的Al單體和二聚體組成。在加入鋯復(fù)合物時鋁聚合物開始解聚形成更多單體和二聚體。然而，鋯物質(zhì)卻傾向于進一步聚合。因而控制反應(yīng)條件使得最終產(chǎn)物將具有最大量解聚的鋁物質(zhì)和最小量聚合的鋯物質(zhì)是非常重要的。根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得鋁—鋯鹽，其包含約10％至約15％的鋁單體物質(zhì)，同時將鋯物質(zhì)的聚合控制在非常低的水平上。
實施例1本實施例舉例說明制備本發(fā)明的新型活化鋁—鋯防汗劑粉末的一般操作方法。
將500份50％的ACH(12.18％Al，8.1％Cl)溶液，1192份水混合并回流4小時，然后將其冷卻至室溫。在5分鐘內(nèi)向該溶液中加入15份AlCl3(32°Be)。然后向上述溶液中加入342份堿式甘氨酸氯化鋯溶液(甘氨酸/Zr的比為1)。將所得的溶液混合約10分鐘并噴霧干燥。
粉末的化學(xué)分析如下14.35％Al，13.78％Zr，18.38％Cl和10.9％甘氨酸。將該粉末溶于D2O中形成10重量％的溶液，并立即運行27Al NMR，光譜示于圖1中。
實施例2本實施例比較了AlCl3的添加對于最終活化氯—鋯粉末的作用。
鋁—鋯鹽的制備方法與實施例1中的方法相似。采用8.3％w/w的活化ACH溶液。在一種情況下，加入AlCl3，而在另一種情況下不引入AlCl3。結(jié)果列于表I中。
表I

從27Al NMR可見，加入少量的AlCl3導(dǎo)致在最終活化鋁—鋯粉末中形成更多的解聚的鋁物質(zhì)。
實施例3本實施例舉例說明鋁—鋯稀溶液的陳化作用。
將12.5％w/w的Reach RE 301稀溶液(Reheis Intermediate，Al/Cl比為1.7)回流2小時，將其冷卻至室溫。加入少量的AlCl3(32°Be)，然后加入堿式甘氨酸氯化鋯(Cl/Zr比為1.36且甘氨酸/Zr比為1)。在室溫下將該溶液分別陳化0.5小時(S)、3小時(M)和6小時(E)，并噴霧干燥。采集三種粉末(10重量％的D2O溶液)的27Al NMR光譜，并將結(jié)果列于表II中表II

雖然參考本發(fā)明的優(yōu)選實施方案描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會意識到，可以對本發(fā)明的顯而易見的變化方案進行改進而不背離本發(fā)明的主旨和范圍。因此，本發(fā)明僅受權(quán)利要求的范圍限制。
權(quán)利要求
1.制備固體活化鋁-鋯組合物的方法，該組合物具有的金屬/氯根比為約1.2至約1.3，該方法包括i)將8-20重量％的下式的堿式鹵化鋁或堿式硝酸鋁Al2(OH)6-aXa其中X為Cl、Br或NO3，其中a為約1至1.5，加熱到50℃至約回流溫度達約2至20小時并冷卻至室溫，在約室溫下與少量AlCl3或HCl或AlCl3和HCl的混合物混合5分鐘至約30分鐘，ii)與下式的鋯的甘氨酸化合物的溶液混合ZrO(OH)bX2-bAc其中b為0至0.7，X為Cl、Br或NO3，A為氨基酸，c為0.8至約1.2，和iii)將(i)和(ii)的混合溶液干燥成固體。
2.權(quán)利要求1的方法，其中AlCl3的添加量為使得在堿式鹵化鋁中的鋁對AlCl3(32°Be)重量的重量比為約0.5至約10。
3.權(quán)利要求1的方法，其中AlCl3的添加量為使得在堿式鹵化鋁中的鋁對AlCl3(32°Be)重量的重量比為約3至約5。
4.權(quán)利要求1的方法，其中活化鋁組分和AlCl3的混合時間為約1至約5分鐘。
5.權(quán)利要求1的方法，其中活化鋁組分和AlCl3的混合時間為約25至約30分鐘。
6.權(quán)利要求1的方法，其中氨基酸為甘氨酸。
7.權(quán)利要求1的方法，其中甘氨酸對鋯的分子比為1。
8.活化鋁-鋯組合物，其具有的金屬(Al+Zr)對氯根的摩爾比為約1.20至約1.30，以及鋁對鋯的原子比為約2至10，其通過27Al NMR顯示在化學(xué)位移約0ppm處具有至少10％的Al物質(zhì)以及在化學(xué)位移約63ppm處具有至少2％的Al物質(zhì)。
9.權(quán)利要求8的組合物，其中組合物具有約20％的HPLC譜帶IV。
10.權(quán)利要求8的組合物，其中組合物具有的HPLC譜帶III/II的面積比為約1。
11.權(quán)利要求8的組合物，其中組合物具有的氨基酸對鋯的摩爾比為約0.8至約1.2。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過向活化鋁組分中加入少量的AlCl
文檔編號A61Q15/00GK1929808SQ200580008227
公開日2007年3月14日 申請日期2005年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月17日
發(fā)明者李子君 申請人:勒埃斯有限公司