碳酸二甲酯

碳酸二甲酯 (Dimethyl Carbonate) 化妆品成分科学评估报告

1. 基础信息 & 来源

INCI名称与化学标识

• INCI名称: Dimethyl Carbonate
• 化学名: 碳酸二甲酯
• CAS号: 616-38-6
• 分子式: C₃H₆O₃
• 结构式: CH₃OCOOCH₃

来源与制备

工业制备主要通过以下路径：

• 主流合成法: 甲醇氧化羰基化反应 (2CH₃OH + CO + 1/2O₂ → (CH₃O)₂C=O + H₂O)
• 环保替代法: 二氧化碳与甲醇直接合成 (CO₂ + 2CH₃OH → (CH₃O)₂C=O + H₂O) (来源：Green Chemistry, 2003)
• 原料等级: 化妆品级需纯度≥99.5%，重金属残留<1ppm

2. 皮肤作用机制与宣称功效

碳酸二甲酯在化妆品中主要作为功能性溶剂，直接皮肤功效研究有限：

宣称功效	作用机制	科学证据强度	关键发现简述
溶剂载体	增强难溶活性物(如防晒剂、抗氧化剂)的配方稳定性	高 (充分证实)	提高脂溶性成分溶解度 (log P=0.2)，降低配方粘度
促渗作用	暂时性改变角质层脂质排列，增加亲脂物透皮率	中 (离体皮肤模型证据)	体外实验显示5-10%浓度可提升咖啡因渗透率1.8倍 (来源：体外皮肤渗透模型研究)
"皮肤活化"	缺乏明确生化通路证据	极低	注：此宣称缺乏细胞水平或临床研究支持

3. 核心化学成分剖析

特性类别	参数	数值/描述
物理性质	外观	无色透明液体
化学性质	沸点	90℃
	密度 (20℃)	1.069 g/cm³
	偶极矩	0.90 D
反应特性	水解稳定性	pH>7时加速水解生成甲醇+CO2
极性参数	Hansch溶解度参数	δ=9.8 (cal/cm³)1/2

关键化学行为: 作为非质子极性溶剂，可通过羰基氧与氢键供体形成分子间作用力，其甲基基团提供亲脂性 (依据：溶剂化显色效应研究)

4. 配方应用与协同效应

主要应用类型

• 防晒产品: 溶解阿伏苯宗等难溶UV过滤剂
• 指甲油: 替代丙酮的低挥发度溶剂 (沸点90℃)
• 清洁产品: 油性残留物去除剂
• 香水固定剂: 延缓挥发性香精释放

协同增效组合

• 乙醇/异丙醇: 组成共溶剂系统，扩大极性范围
• 环五聚二甲基硅氧烷(D5): 改善铺展性与清爽肤感
• 维生素E醋酸酯: 溶解度提升达40% (来源：配方稳定性测试)

配方注意事项

• 避免与强碱性成分(pH>8)配伍，防止水解
• 塑料包材需测试相容性（可能溶胀某些聚合物）

5. 安全性与适用性

安全评估

• CIR评估状态: 未列入优先评估清单 (CIR, 2023)
• 急性毒性: LD50 (大鼠口服) = 1.3 g/kg (ECHA)
• 皮肤刺激性: 5%浓度下兔模型轻度刺激
• 致敏风险: 豚鼠最大化试验阴性

使用限制

• 浓度上限: 建议≤10% (驻留型产品), ≤15% (冲洗型产品)
• 禁用人群: 破损皮肤、婴幼儿产品
• 警示事项:
  • 水解产物含甲醇，需严格控制原料纯度
  • 避免接触眼周粘膜

6. 市场定位与消费者认知

市场现状

• 定位: 功能性溶剂，非明星活性成分
• 应用频率: <0.5%化妆品配方使用 (基于INCI Decoder数据库)
• 宣称策略: 多作为"配方技术亮点"而非直接功效宣称

消费者认知

• 认知度: 低 (普通消费者关注度排名末位20%)
• Clean Beauty争议: 部分组织质疑其合成来源，但获Ecocert有机认证 (需明确标注合成来源)

7. 总结与展望

核心结论

• 功能性价值: 高效环保溶剂，替代传统VOCs潜力明确
• 功效局限: 无直接证据支持抗老/美白等生物活性
• 安全平衡点: 严格控制在≤10%浓度，避免粘膜接触

研究缺口与前景

• 关键缺口:
  • 长期人体皮肤累积影响数据缺乏
  • 与新型活性物(如多肽)的配伍性研究不足
• 创新方向:
  • 开发pH稳定化包封技术抑制水解
  • 探索在透皮给药系统中的载体应用

总体展望: 作为绿色化学转型的过渡性溶剂，需加强毒理学监测，未来可能被更稳定的碳酸酯衍生物取代 (参考：国际化妆品技术协会趋势分析)