氯化铁

化妆品成分专业报告：氯化铁 (Ferric Chloride)

1. 基础信息 & 来源

INCI名称与化学特性

INCI名称: Ferric Chloride (氯化铁)

化学式: FeCl₃ (无水) | FeCl₃·6H₂O (六水合物)

CAS号: 7705-08-0 (无水) | 10025-77-1 (六水合物)

天然来源与工业制备

天然存在形式：

• 微量存在于火山沉积物及铁矿氧化带
• 铁质矿物（如赤铁矿）与盐酸反应的产物

工业制备方法：

• 主要途径: 铁屑或氧化铁与盐酸反应：2Fe + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂
• 替代途径: 氯化亚铁溶液氯气氧化法

化妆品应用历史

最早记录于19世纪染发配方，现代主要用途：

• 氧化型永久染发剂中的氧化催化剂
• 指甲花染发增效剂（形成铁-指甲花复合物）
• 特殊效果化妆品（如模拟血迹、锈迹）

(来源：Cosmetics & Toiletries期刊历史综述，Vol 135, 2020)

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
染发显色催化剂	作为氧化剂催化染料中间体（如PPD）聚合，同时与植物染料（指甲花）形成金属络合物	★★★★☆ (充分证实)	在pH 8-10环境下，Fe³⁺催化苯胺类氧化形成靛胺发色团 (J. Cosmet. Sci. 2018)	0.1-2% (染发剂)
收敛作用	Fe³⁺与皮肤表面蛋白质交联形成临时保护膜，降低皮脂扩散	★★☆☆☆ (体外证据)	离体皮肤实验显示暂时性毛孔收缩 (Dermatol. Res. Pract. 2016)	≤0.05% (驻留型)
"刺激胶原再生"	理论推测：铁离子参与脯氨酸羟化酶激活（胶原合成关键步骤）	★☆☆☆☆ (理论推测)	无直接人体证据，体外成纤维细胞研究显示矛盾结果	N/A

(证据评级说明：★★★★★=多人种RCT证实 ★★☆☆☆=体外/离体证据)

3. 核心化学成分剖析

化合物类别	代表物质	基本性质	配方中的化学行为
铁盐	FeCl3 (无水/水合物)	吸湿性黄色晶体 pH 1-2 (1%水溶液) 氧化还原电位 +0.77V	水溶液中水解生成[Fe(H2O)5OH]²⁺，酸性环境稳定
水解产物	羟基氯化铁复合物 (e.g. [Fe2(OH)2]⁴⁺)	pH>4时形成胶体 等电点 pH 7-8	高pH下沉淀为Fe(OH)3，需酸性配方(pH<4)维持溶解性

关键反应路径

• 氧化催化: 2FeCl₃ + R-NH₂ → 2FeCl₂ + R-N=NH + 2HCl
• 指甲花络合: Lawsone + Fe³⁺ → 蓝黑色Fe(III)-lawsone复合物

4. 配方应用与协同效应

主要应用类型

• 氧化型染发剂 (与氨/MEA组成碱-氧化体系)
• 渐进式染发剂 (与硫醇类还原剂配合)
• 特殊效果化妆品 (模拟创伤/金属锈蚀)

关键协同成分

• 对苯二胺(PPD): 铁催化其氧化聚合效率提升40% (J. Soc. Cosmet. Chem. 2019)
• 指甲花(Lawsone): 形成稳定蓝黑色络合物，提升色牢度
• EDTA二钠: 螯合杂质金属离子，防止催化失活

配方禁忌

• 避免配伍: 维生素C（还原作用）、海藻酸钠（凝胶化）
• pH敏感性: 在pH>6时水解沉淀，需维持pH 2.5-4.5

5. 安全性与适用性

安全评估结论

• CIR评估: "在染发产品中≤2%浓度安全" (CIR Expert Panel, 2021)
• ECHA分类: 皮肤腐蚀物(Category 1B), 眼损伤物(Category 1)

潜在风险因素

• 强酸性: 1%水溶液pH≈1.8，需缓冲体系控制
• 铁离子沉积: 长期使用可能导致发质脆化
• 氧化应激: 高浓度可能催化自由基生成 (Toxicol. In Vitro 2017)

适用人群警示

• 禁忌: 湿疹/破损头皮、金属过敏史患者
• 特殊注意: 漂染后发质（孔隙率高，铁吸收增加）
• 孕妇建议: 无致畸证据，但建议限制接触时间

6. 市场定位与消费者认知

产品定位分析

• 专业线主导: 90%用于沙龙专业染发产品
• 宣称趋势: "金属染料"概念增长（2021-2023年+15%）
• 价格区间: 中高端（$25-$50/100ml）

消费者认知误区

• "纯天然铁成分" - 忽视其强化学属性
• "护发同时染色" - 实际可能降低发质强度
• "适合所有发质" - 对漂染发质风险未充分告知

7. 总结与展望

核心价值总结

• 不可替代性: 目前最有效的金属络合染发催化剂
• 效率优势: 比过氧化氢体系低温染色效率高30%
• 局限性: pH敏感性和潜在腐蚀性限制应用场景

研究与发展方向

• 微胶囊化技术: 降低刺激性（2023年专利WO202315678A1）
• 铁-有机框架材料: 控制释放速率（早期研究阶段）
• 生物螯合铁: 铁蛋白仿生载体探索 (概念验证中)

专家建议

严格限定于冲洗型染发产品，开发时需：

• 配伍足量缓冲剂（柠檬酸盐/磷酸盐）维持pH 3.5±0.5
• 添加自由基清除剂（如生育酚）降低氧化损伤
• 明确标注"避免接触头皮"及"使用后充分冲洗"

(本报告依据化妆品原料安全评估指南及近5年文献综述)