硫代二丙酸

硫代二丙酸 (Thiodipropionic Acid) 专业评估报告

1. 基础信息 & 来源

INCI名称与分子特性

INCI名称: Thiodipropionic Acid (TDPA)

化学名: 3,3'-硫代二丙酸

分子式: C₆H₁₀O₄S

CAS号: 111-17-1

天然来源与工业制备

• 天然存在: 未见于天然生物系统，纯合成化合物
• 工业合成: 通过丙烯酸与硫化氢在催化剂作用下反应制得：
  • 2 CH₂=CHCOOH + H₂S → S(CH₂CH₂COOH)₂
  • 需严格控制反应条件以避免副产物生成 (依据：Journal of Sulfur Chemistry, 2005)
• 商业形态: 白色至淡黄色结晶粉末，熔点~135°C，水溶性约50g/L (20°C)

2. 皮肤作用机制与宣称功效

宣称功效	作用机制	科学证据强度	关键发现简述	起效浓度
抗氧化	硫原子提供电子中和自由基；激活谷胱甘肽过氧化物酶通路	★★★☆ (体外/离体模型充分)	0.1%浓度下清除DPPH自由基效率达78% (参考：Cosmetics, 2018)	0.05-0.5%
抗老化	抑制基质金属蛋白酶(MMP-1)激活；减少UVA诱导的胶原降解	★★☆ (体外研究支持)	在成纤维细胞模型中降低MMP-1表达达40% (依据：J Invest Dermatol, 2002)	0.1-0.3%
美白亮肤*	理论推测：干扰酪氨酸酶糖基化	★ (无直接证据)	*注：仅为厂商宣称，缺乏酪氨酸酶抑制实验数据支持	N/A
配方稳定剂	螯合金属离子；防止油脂氧化酸败	★★★ (工业应用证实)	0.2%添加使植物油过氧化值降低67% (依据：JAOCS, 2010)	0.05-0.2%

3. 核心化学成分剖析

化合物类别	代表物质	基本性质	功能角色
硫代羧酸	硫代二丙酸 (TDPA)	pKa1=3.8, pKa2=4.9；λmax=260nm	初级抗氧化剂/金属螯合剂
酯类衍生物	二月桂醇硫代二丙酸酯 (DLTDP)	Log P≈8.2；熔点40-44°C	脂溶性抗氧化剂
代谢产物	3-巯基丙酸	细胞渗透性强；硫醇活性高	*理论推测的体内活性形式

关键化学性质

• 氧化还原特性: 标准还原电位-0.23V (vs. SHE)，可再生维生素E
• 光敏感性: UVB照射下发生S-S键断裂生成自由基^* (注：需配方中搭配光稳定剂)
• pH依赖性: 在pH>5时解离度>90%，影响皮肤渗透性

4. 配方应用与协同效应

应用类型与浓度

• 驻留型产品: 乳霜/精华 (0.05-0.3%)
• 洗去型产品: 洁面/洗发水 (0.01-0.1%)
• 特殊剂型: 无水配方中使用酯化形式(DLTDP)

增效组合

• 经典抗氧化矩阵:
  • 维生素E + 硫代二丙酸: 再生α-生育酚自由基
  • 抗坏血酸 + TDPA: 协同清除氧自由基 (依据：Free Radical Research, 2000)
• 光保护系统:
  • 搭配乙基己基甲氧基肉桂酸酯：降低光分解率42%
  • 与二氧化钛复配提升SPF值
• 螯合增效剂: EDTA/植酸 - 增强金属离子隔离能力

配方注意事项

• 避免与高浓度过渡金属(Cu²⁺/Fe³⁺)共存
• pH适用范围: 3.5-6.0 (超出范围易析出结晶)
• 酯化形式(DLTDP)需加热至>60°C溶解

5. 安全性与适用性

安全评估

• CIR评级: "安全" (浓度≤0.5%) (CIR Final Report, 2019)
• 致敏性: 豚鼠试验阴性 (Buehler Test)
• 光毒性: 3T3 NRU试验阴性 (EC₅₀>1000μg/mL)

使用限制

• 敏感肌慎用: 1%浓度离体皮肤模型显示轻微刺激 (EpiDerm™ ET-50)
• 孕妇慎用: 缺乏发育毒性数据
• 眼周产品: 推荐浓度≤0.05%

稳定性挑战

• 氧化产物: 可能生成二硫化物及亚砜化合物
• 温度敏感性: >50°C加速降解 (t_1/2≈45天/40°C)
• 包装要求: 避光密封容器，顶空充氮最佳

6. 市场定位与消费者认知

产品定位

• 经济型抗氧化剂: 成本仅为艾地苯的1/20
• 工业应用: 塑料/食品抗氧化剂转用化妆品
• 宣称重点: "稳定配方" > "直接功效"

消费者洞察

• 认知度低: 仅12%消费者识别其抗氧化功能 (2023市场调研)
• 成分名称误解: 30%误认为含"硫磺"成分
• 绿色宣称争议: 合成来源影响天然系产品应用

市场趋势

• 替代需求增长: 作为BHT/BHA的替代品 (+15%/年)
• 技术升级方向: 微囊化缓释技术提升稳定性

7. 总结与展望

核心价值

• 高效辅助抗氧化剂: 显著提升VE/VC体系稳定性
• 经济型稳定方案: 解决油脂氧化问题的低成本方案
• 配方兼容性广: 适用于水性/油性基质

技术局限

• 透皮吸收数据缺失: 缺乏人体药代动力学研究
• 功效宣称证据薄弱: 抗老/美白缺乏临床验证
• 高温稳定性不足: 限制热灌装工艺应用

未来发展方向

• 分子修饰: 开发聚乙二醇化衍生物提升水溶性
• 递送系统: 脂质体包裹降低刺激风险
• 临床验证: 开展人体试验支持功效宣称
• 绿色合成: 开发生物催化制备工艺

结论: 硫代二丙酸作为经典抗氧化成分，在配方稳定性方面具有不可替代的价值，但直接皮肤功效需更充分的人体证据支持。其未来发展依赖于技术创新与临床验证的双重突破。