2682-20-4 / 甲基異噻唑啉酮在化妝品中的應用

背景及概述^[1,2]

近年來，我國從歐洲引進了一種新型殺菌劑甲基異噻唑啉酮(methylisothiazolinone，甲基異噻唑啉酮)，是異噻唑啉酮類衍生物，和其他同類衍生物相比毒性較弱。甲基異噻唑啉酮是一種高效、廣譜、藥效持久且相對安全的殺菌劑，廣泛應用于工業生產，如涂料、膠水、造紙業、橡膠、感光膠片及洗滌用品等。優點是有效用量少，極易混合在各類配方中，能很好地抑制微生物的生長，因此甲基異噻唑啉酮被廣泛添加進化妝品和個人護理品制劑中，以延長保存期。生產的工業廢水、生活污水中大量甲基異噻唑啉酮隨地下水循環系統等途徑進入環境水體中，已有研究者在污水口和河流中檢測到了相當量的甲基異噻唑啉酮存在。盡管也有報道顯示甲基異噻唑啉酮在水體中含量為ng•L-1級，且在自然環境中半衰期很短，然而持續排放入水體而殘留下來的甲基異噻唑啉酮是否危害水生生物的生存，影響水生生態的健康，需要進一步研究。

合成路線^[1]

許多專利文獻提供了制做和從常規卡松中分離甲基異噻唑啉酮的方法。現結合我們的生產實際分述如下:

方法一:從常規的混合氯化物(C甲基異噻唑啉酮和甲基異噻唑啉酮鹽酸鹽的混合物)中,通過加熱以驅除生成的氯化氫。但加熱降低了混合物的穩定性,且需過濾操作。

圖1高效液相色譜圖

具體方法是:230克混合氯化物(氯比3:l)分散到乙酸乙醋中得到1000克溶液,用氨中和并過濾。乙酸乙醋有機層蒸餾得CMI,用乙二醇配成10%溶液;水層則為甲基異噻唑啉酮水溶液。參考類似文獻,我們的實驗給出如下結果:l巧克混合氯化料加人到5%的氯化鎂溶液150克中,加熱到30℃溶解,加入一定量的有機溶劑,攪拌30分鐘,靜置分層。取上層水溶液,再加人少量有機溶劑,充分攪拌萃取,得到水溶液180克,用氧化鎂調PH到55,得無色透明的甲基異噻唑啉酮水溶液。活性物含量10.5%,其中iM含量高達95%以上,高效液相色譜圖如圖1所示。

方法二:從14%含量的商品卡松中分離甲基異噻唑啉酮:把1000克氯仿和1000克商品異嚓哩琳酮(氯比3.2:1)混合,常溫下攪拌30分鐘,在分液漏斗中靜置分層;下層為有機層,蒸發除去有機溶劑得基本純的CMI(重量比:CMI98.6%;甲基異噻唑啉酮1.4%);上層水溶液用氧化鎂或氧化鈣,或碳酸鹽調pH,得到淡黃的高含量的甲基異噻唑啉酮水溶液;如果對水層進行二次溶劑萃取,將得到純度大于89%的甲基異噻唑啉酮水溶液。按此方法分離CMI和甲基異噻唑啉酮,結果計算的氯比值為3.03:1,同液相色譜給出的氯比3.2:1非常接近。這也是我們發現的一種簡易的檢測卡松氯比的方法,實用有效。

方法三:以氯苯為溶劑直接氯化法。向179克氯苯(McB)中在通人氯氣的同時,緩慢加人N-甲基-3-琉基丙酞胺(MMPA)在MCB中的分散液,溫度50℃,時間105分鐘左右,氯氣和MMPA的比值為1.4(摩爾比),加人的MMPA量為1.5摩爾。加料結束后繼續通人氯氣,直到氯氣與MMPA的摩爾比值為2.0。將氯化液過濾,洗滌,干燥,得混合物鹽酸鹽,其中:甲基異噻唑啉酮:HCL=61.3%CMI:HCL=2.70%該方法反應條件溫和,易于操作,得到的產品中甲基異噻唑啉酮含量高。但MMPA國內一般無人生產,故推廣意義不大,而且氯苯具有毒性,于操作和環保都不利。向179克氯苯中在通人氯氣的同時,滴加25%的N,N一二甲基二硫代二丙酞胺在氯苯的溶液,時間為105分鐘,溫度50℃,酞胺的量為1.smol,氯氣與酚胺的摩爾比為2.25。氯氣和酞胺加完后,繼續通人氯氣,直到氯氣總量與酞胺的摩爾比為3.0,得到的氯化產物中。甲基異噻唑啉酮=60.3%CMI=3.2%將產物分散到水中,用碳酸鈉調pH,即得水溶液。該方法的優點是一步得到甲基異噻唑啉酮含量較高的產品,但效率相對較低。我們根據此文獻進行改進得到的產品高壓液相色普圖如圖2所

圖2高效液相色譜圖

方法四:以醋類為溶劑直接氯化法:將1.5摩爾N,N一二甲基二硫代二丙酞胺分散到2升乙酸丁醋中,冷卻到零下20℃,通人氯氣335克,時間100分鐘。當環化反應后,保持在溫度低于50℃的室溫下一小時。過濾并用適量溶液沖洗濾餅,真空干燥,得到粗品,然后用甲醇重結晶,得到相當純的甲基異噻唑啉酮鹽酸鹽。將產物溶在水中,用碳酸鉀調pH到6一8,可得到25%的水溶液。

化妝品中的應用^[1,3]

MI的活性是相當高的,且持久性很好。由于使用安全性極高,可在駐留型產品中推廣,面霜,防曬護膚品及紙巾,小毛巾,Z刃去屑香波中都有巨大的潛在市場。在國際上,羅門哈斯對其Ncolone950進行了全面的毒理性和穩定性試驗。國際同行及日化界朋友可做參考。挑戰性試驗表明,9.5%的甲基異噻唑啉酮與尼泊金甲醋與丙醋的復配物在陰離子乳液中(9.5%甲基異噻唑啉酮:尼泊金甲醋:尼泊金丙醋=0.005:0.2:0.1)和高SPF防曬霜中等都通過4周的挑戰性試驗。在高蛋白營養劑的護膚品中能保持很好的穩定性。在含有z盯的香波中,4周后活性物保持率仍達100%。

有關甲基異噻唑啉酮與其它常用的殺菌防腐劑(IDBc,DMDMH,尼泊金類等)的復配物用于化妝品防腐的問題,有如下觀點:一是復配效果比單獨使用要好,可以發揮不同防腐劑的優勢,達到“優勢互補”;二是經濟上可行性更好,再就是由于甲基異噻唑啉酮水溶液中不含有機鹽,復配時可以不加保護劑,使復配變得更易進行。

檢測方法^[3,4]

目前中國《化妝品衛生規范》（2007年版）中規定甲基異噻唑啉酮在化妝品中最大允許使用濃度為0．01％，而煙草行業尚無相關限量規定。國內外檢測MI和CMI的方法主要有紫外分光光度法、氣相色譜法、氣相色譜質譜聯用法、高效液相色譜法和液相色譜質譜聯用法等。目前煙草行業內還沒有一套完整系統的水基膠中卡松的測定方法，本試驗建立用液相色譜檢測水基膠中甲基異噻唑啉酮及其氯代物的方法，為卷煙安全性評價提供科學依據，且操作簡單、效率高、適合推廣運用。

結論和展望^[1]

甲基異噻唑啉酮是一種極具發展潛力的安全殺菌防腐劑,是常規卡松的替代品種。

在常溫,大范圍PH值下甲基異噻唑啉酮非常穩定。

甲基異噻唑啉酮應用范圍較常規卡松更寬廣,適應性更強。

不同工藝方法可得到不同甲基異噻唑啉酮含量的防腐劑,但純度很高的甲基異噻唑啉酮產品必須經特殊處理才能達到要求。

根據產品的定位和實際情況,建議選用不同甲基異噻唑啉酮和CMI含量的防腐劑。

參考文獻

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[2] 湯學東，張建平．高效液相色譜_串聯質譜法測定煙用香精香料中的甲基異噻唑啉酮及其氯代物的含量[J]．理化檢驗(化學分冊)，2016（04）：440-443．

[3] 葉仲力，劉澤春，吳清輝，等．水基膠中甲基異噻唑啉酮及其氯代物的測定[J]．湖北農業科學，2017，56（1）：128-131．

[4] 王婷，吳乾元，王文龍，等．紫外線_氯高級氧化降解甲基異噻唑啉酮[J]．環境工程學報，2017（01）：21-26．