巯基乙酸

巯基乙酸 (Thioglycolic Acid) 全面成分科学评估报告

1. 基础信息 & 来源

INCI名称与化学特性

INCI名称: Thioglycolic Acid (巯基乙酸)

化学式: C₂H₄O₂S / HSCH₂COOH

CAS号: 68-11-1

天然来源与工业制备

自然界中不存在游离态巯基乙酸，主要通过以下途径合成：

• 氯乙酸钠法: 氯乙酸钠与硫氢化钠反应生成硫代乙醇酸钠，再经酸化制得 (主要工业制法)
• 硫脲法: 硫脲与氯乙酸反应后水解制得
• 微量存在形式: 在部分生物代谢产物中以结合态存在 (如半胱氨酸代谢途径)(来源: Journal of Agricultural and Food Chemistry, Vol 45)

历史应用里程碑

• 1940s: 首次作为卷发剂活性成分商业化应用
• 1970s: 引入脱毛产品领域
• 2000s至今: 在化学剥脱和特定护肤配方中探索应用

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
角蛋白二硫键断裂 (脱毛/卷发)	巯基(-SH)攻击角蛋白胱氨酸残基的二硫键(S-S)，形成半胱氨酸和巯基乙酸-半胱氨酸加合物	★★★★★ (充分证实)	体外实验显示5-15%浓度可在5-10min内显著降低毛发抗张强度>70%(Journal of Cosmetic Science, 2001)	脱毛剂: 2-6% 卷发剂: 5-12%
化学剥脱	低pH环境(pH≤3.5)促进角质层蛋白变性溶解，破坏细胞间脂质结构	★★★☆☆ (临床研究有限)	离体皮肤模型显示3-8%浓度可诱导角质层分离，但弱于α-羟基酸(Dermatologic Surgery, 2018)	3-8% (pH 1.5-3.0)
抗氧化作用	理论推测：巯基作为电子供体清除自由基	★☆☆☆☆ (体外初步证据)	体外化学测试显示自由基清除能力，但缺乏皮肤渗透和活体验证(注：此机制尚未在人体皮肤证实)	无可靠数据

关键机制详解

角蛋白修饰反应化学过程

巯基乙酸(pKa≈3.6)在碱性条件下(pH 8-9.5)解离为活性阴离子形式^-SCH₂COO^-，亲核攻击胱氨酸二硫键：
角蛋白-S-S-角蛋白 + 2^-SCH₂COO^- → 2 角蛋白-S^- + ^-OOCCH₂S-SCH₂COO^-
该反应使角蛋白结构展开，毛发/毛干可被物理重塑(卷发)或机械移除(脱毛)。氧化步骤(通常用溴酸钠或过氧化氢)重建二硫键以固定新形态。

3. 核心化学成分剖析

化合物类别	代表物质	基本性质	配方功能
活性化合物	巯基乙酸 (游离酸形式)	分子量: 92.11 g/mol 密度: 1.325 g/cm³ pKa: 3.67/10.12	直接参与二硫键断裂反应
中和盐形式	铵盐/MEA盐/TEA盐	pH 7-9.5水溶液 降低游离酸刺激性	提高配方稳定性 控制反应速率
关键杂质	二硫代二甘酸 (HOOCCH2SSCH2COOH)	氧化产物 可诱导过敏反应	需控制<0.5%(CIR标准)

物理化学特性

• 溶解性: 易溶于水/乙醇/乙醚，微溶于苯
• 热稳定性: ＞100℃分解产生硫化氢和硫氧化物
• 氧化敏感性: 空气中缓慢氧化成二硫化物，需添加抗氧化剂(如亚硫酸钠)

4. 配方应用与协同效应

主要应用类型

• 脱毛产品 (霜/凝胶/液体): 2-6%巯基乙酸钙/镁盐，pH 10-12.5
• 冷烫剂: 5-12% 铵盐/MEA盐，pH 8.5-9.5
• 特定化学剥脱剂: 3-8% 酸性配方(pH 1.5-3.0)

关键协同成分

• 碱性调节剂:
  • 氢氧化铵 (控制pH和挥发性缓冲)
  • 单乙醇胺 (提供碱性并增强渗透)
• 氧化稳定剂:
  • 亚硫酸钠/亚硫酸氢钠 (防止二硫化物生成)
  • EDTA二钠 (螯合金属离子催化剂)
• 增效渗透剂:
  • 尿素 (促进角质层水化)
  • 表面活性剂 (如月桂醇聚醚硫酸酯钠)

5. 安全性与适用性

权威安全评估结论

CIR(化妆品成分评审委员会)结论: 在现行使用条件下安全(脱毛剂≤5.4%，烫发剂≤15.2%)(CIR Final Report, 2019)

主要风险因素

• 皮肤刺激性: 游离酸形式(pH<4)具强刺激性，盐形式在高pH仍可能致敏
• 致敏性: 二硫代二甘酸杂质是主要致敏原，欧盟限制含量≤0.5%
• 生殖毒性争议: 动物实验显示高剂量致畸性(＞50mg/kg)，但人体暴露量低风险可控(Regulatory Toxicology and Pharmacology, 2017)

使用禁忌与注意事项

• 绝对禁忌:
  • 破损皮肤/湿疹/银屑病急性期
  • 已知巯基乙酸过敏史
• 使用限制:
  • 中国/欧盟: 脱毛剂≤5%，烫发剂≤11%(pH7-9.5)
  • 接触时间: 脱毛剂≤15min，烫发剂≤30min

6. 市场定位与消费者认知

市场现状

• 主导领域: 专业沙龙烫发产品(＞60%市场份额)，居家脱毛膏(≈30%份额)
• 新兴应用: 部分"无痛脱毛"产品与激光脱毛术前辅助剂
• 区域差异: 欧洲偏好钙盐脱毛膏，亚洲偏好低敏配方

消费者认知误区

• 误区1: "植物来源更安全" → 实际均为合成产物
• 误区2: "敏感肌专用脱毛膏无刺激" → 即使低浓度仍存在致敏风险
• 正确认知: 需严格遵循接触时间说明，首次使用前48h做贴片测试

7. 总结与展望

核心价值与局限性

• 不可替代性: 目前最有效的化学性脱毛/卷发活性成分
• 技术瓶颈:
  • 功效与刺激性正相关
  • 硫醇气味难以完全掩盖
  • 氧化稳定性问题

未来研究方向

• 新型载体系统: 脂质体包裹降低刺激性的同时提升角蛋白靶向性
• 生物酶替代品: 角蛋白酶工程化研究(尚处实验室阶段)(注：目前催化效率不足商业应用)
• 精准释放技术: pH响应型凝胶控制活性成分释放动力学

专家综合建议

巯基乙酸在专业配方和规范使用下是安全有效的特殊化妆品原料，但：

• 避免拓展至常规护肤品: 风险收益比不匹配
• 需明确区分用途: 脱毛/烫发产品不可混用
• 强化消费者教育: 重点警示接触时间控制和过敏测试必要性