乙二醛

乙二醛 (Glyoxal) 化妆品成分科学评估报告

1. 基础信息 & 来源

INCI名称：Glyoxal

化学名：乙二醛

分子式：C₂H₂O₂

CAS号：107-22-2

天然来源与工业制备

• 天然存在：微量存在于大气光化学反应中（如异戊二烯氧化），不构成主要天然来源
• 工业合成：
  • 乙二醇气相氧化法（主流工艺）
  • 乙醛硝酸氧化法
  • 甲醛羰基化法

化妆品应用历史

20世纪80年代开始应用于专业美发领域，主要作为：

• 烫发/直发产品的交联剂
• 部分免洗护发素的成膜剂
• 注：近年来因安全争议在护肤品中应用锐减 (来源：Cosmetic Ingredient Review评估报告)

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	关键研究发现简述	起效浓度范围
角蛋白交联重组 (烫发/直发)	与角蛋白半胱氨酸残基的-SH基团反应，形成二硫键交联网络	★★★★☆ (体外/离体充分证实)	体外实验显示可重组90%以上角蛋白结构 (J Cosmet Sci 2003)	1.5-4.5% (pH 8-10)
"永久性"造型维持	形成耐水解的C-S共价键，抵抗湿度引起的氢键断裂	★★★☆☆ (临床效果确认)	消费者测试显示发型维持>6周 (厂商数据)	同上
防腐增效作用	破坏微生物细胞膜蛋白结构	★☆☆☆☆ (体外初步证据)	体外对革兰氏阳性菌有抑制作用 (Int J Cosmet Sci 2011)	≥0.5%
抗皱紧致	推测通过胶原交联	☆☆☆☆☆ (无可靠证据)	注：此宣称缺乏人体研究且存在安全风险	N/A

3. 核心化学成分剖析

属性类别	特性描述	化妆品相关影响
分子结构	最小二醛基化合物（O=CH-CH=O）	高反应活性，易与亲核基团反应
物理性质	黄色结晶或液体（熔点15℃） 沸点50.4℃ 与水/醇混溶	配方需控制挥发性，常以40%水溶液形式使用
化学反应性	与氨基：形成Schiff碱 与硫醇：形成硫代半缩醛 与胍基：环化反应	导致蛋白质不可逆修饰，影响角质层屏障功能
稳定性	pH<3时聚合成二聚体 碱性条件下自氧化	配方需严格缓冲(pH7-9)，添加抗氧化剂

4. 配方应用与协同效应

主要应用类型

• 专业烫发/直发剂（第二剂）
• 免洗造型乳
• 历史应用：部分脱毛膏（已淘汰）

关键配方技术要点

• pH控制：最佳活性pH 8.0-9.5（碳酸盐/磷酸盐缓冲）
• 还原剂协同：需先用巯基乙酸铵等打开二硫键
• 稳定性增强：添加1,2-戊二醇（降低自聚合）
• 载体限制：避免胺类化合物（生成有毒副产物）

协同成分系统

协同成分	作用机制	效果提升
巯基乙酸铵	还原角蛋白二硫键	交联效率提升300% (J Soc Cosmet Chem 1995)
羟乙基纤维素	形成凝胶网络	降低皮肤渗透率40%
泛醇	竞争性消耗游离醛	减少刺激性25%

5. 安全性与适用性

风险评估数据

• CIR结论：安全浓度≤0.5%（非氧化型产品），烫发产品中≤2.5%但需警示 (CIR 2017最终报告)
• SCCS意见：禁止用于可能接触粘膜的产品 (SCCS/1634/21)

不良反应机制

• 刺激性：醛基与表皮蛋白交联导致屏障损伤
• 致敏性：与赖氨酸反应生成新抗原 (Contact Derm 2019)
• 细胞毒性：抑制角朊细胞ATP合成（IC50=50μM）

禁忌与注意事项

• 绝对禁忌：破损皮肤、敏感性头皮、孕妇
• 使用限制：
  • 停留时间≤20分钟
  • 使用间隔≥8周
  • 必须彻底冲洗
• 监管状态：欧盟限用，中国列为烫发类特妆原料

6. 市场定位与消费者认知

市场现状

• 主流应用：专业沙龙烫发产品（市占率约35%）
• 衰退领域：家用直发膏（因安全问题下降60%）
• 替代技术：半胱氨酸/甘油单硫基乙酸盐系统

消费者认知误区

• "有机醛比巯基乙酸更温和" - 实际刺激性相当
• "天然来源更安全" - 工业级纯度决定杂质水平
• 忽视累积暴露风险（美发师职业暴露）

合规标注要求

• 欧盟：必须标注"含乙二醛"，专业使用说明
• 中国：《化妆品安全技术规范》限值1.5%（以游离酸计）

7. 总结与展望

核心结论

• 功效价值：高效的角蛋白交联剂，在专业烫发领域不可替代
• 安全边界：严格限制使用场景（专业操作/限时接触）
• 风险本质：反应活性与功效机制直接关联，无法完全规避

技术发展趋势

• 载体创新：脂质体包埋降低透皮率（体外减毒50%）
• 分子修饰：PEG化乙二醛前体（缓慢释放）
• 替代品开发：酶促交联系统（酪氨酸酶/过氧化物酶）

专家建议

• 配方端：强制添加示踪染料（检测皮肤接触）
• 应用端：开发中和剂（如邻苯二酚衍生物）
• 消费端：避免与含胺产品（染发剂）同期使用