羟乙二磷酸及其盐类

羟乙二磷酸及其盐类（Etidronic Acid and its Salts）专业评估报告

1. 基础信息 & 来源

羟乙二磷酸（Etidronic Acid），又称依替膦酸，是一种有机膦酸类化合物，其盐类在化妆品中应用广泛。

INCI名称

• 羟乙二磷酸（Etidronic Acid）
• 羟乙二磷酸二钠（Disodium Etidronate）
• 羟乙二磷酸四钠（Tetrasodium Etidronate）

化学分类

二膦酸盐类化合物（Bisphosphonates），属于有机膦酸衍生物

天然/合成来源

• 合成来源：工业合成制备，通过亚磷酸与乙酰氯反应生成
• 天然存在：自然界无直接对应物，但膦酸基团存在于某些生物分子中

主要商业形式

• 水溶液（60-70%浓度）
• 固体盐形式（钠盐为主）

历史应用背景

最初开发用于工业水处理（1950s），1970年代开始应用于医疗领域（骨质疏松治疗），1980年代引入化妆品领域作为螯合剂 (来源：Journal of Cosmetic Science, 2003)

2. 皮肤作用机制与宣称功效

核心作用基于其强金属螯合能力和分子稳定性，直接影响配方体系而非直接皮肤作用。

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
螯合作用	通过P-C-P键结构强力螯合Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺/³⁺等离子，防止金属催化氧化	★★★★☆ (体外/配方研究充分证实)	在0.1-0.5%浓度下可螯合>90%游离金属离子 (Int J Cosmet Sci, 2015)	0.05%-0.5%
稳定剂	抑制金属离子介导的脂质过氧化及活性成分降解	★★★★☆ (多配方体系验证)	在含维生素C配方中减少80%降解率 (J Cosmet Dermatol, 2018)	0.1%-0.3%
"抗衰老"	间接作用：通过稳定抗氧化剂体系发挥协同效应	★☆☆☆☆ (无直接证据)	注：仅为厂商延伸宣称，无临床研究支持直接抗衰效果	N/A
角质更新调节	理论推测：可能通过钙离子螯合影响角质细胞桥粒降解	★☆☆☆☆ (体外模型推测)	注：基于离体皮肤模型研究，需人体试验验证 (Exp Dermatol, 2009)	未知

3. 核心化学成分剖析

化合物类别	代表物质	化学结构特征	基本性质	配方中功能
母体化合物	羟乙二磷酸 (Etidronic Acid)	C2H8O7P2 P-C-P键角≈120°	pKa1=1.7, pKa2=2.5 pKa3=7.3, pKa4=11.3 log P=-2.1	强螯合剂前体
单价盐	羟乙二磷酸二钠 (Disodium Etidronate)	Na2C2H6O7P2·nH2O 双阴离子状态	pH 6.5-7.5 (1% sol.) 水溶性>500g/L	主要化妆品形式
多价盐	羟乙二磷酸四钠 (Tetrasodium Etidronate)	Na4C2H4O7P2 完全离子化状态	pH 10-11 (1% sol.) 强碱性	pH调节/清洁产品
关键衍生物	羟乙二磷酸与金属离子螯合物	八面体配位结构 (如[Fe(H2O)2Etidronate]-)	稳定常数： log KFe3+=28.6 log KCa2+=6.5	失活金属催化剂

4. 配方应用与协同效应

主要应用产品类型

• 清洁类：沐浴露、洗发水（防絮凝）
• 护肤类：精华液（含不稳定活性物）、乳液、防晒
• 护发类：染发剂（稳定氧化剂）、烫发剂
• 特殊品类：含金属蛋白酶抑制剂的抗衰产品

推荐添加浓度

• 基础稳定：0.05-0.1%
• 高活性配方：0.1-0.3%
• 极限防护：≤0.5%

关键协同成分

• 抗氧化剂：维生素C/E、辅酶Q10、阿魏酸（减少氧化降解）
• 防腐增效：与苯氧乙醇/辛甘醇复配提升防腐效能
• 表面活性剂：在SLES体系中防止月桂醇硫酸酯钠盐沉淀
• 酶抑制剂：增强金属蛋白酶抑制剂（如EDTA二钠）效果

配方注意事项

• pH依赖性：在pH>7时螯合效率最佳
• 阳离子兼容性：与阳离子表活/聚合物可能产生沉淀
• 溶解度限制：高浓度可能影响粘度透明度

5. 安全性与适用性

安全评估机构结论

• CIR（2016）：在≤0.5%浓度下于冲洗型和驻留型化妆品中均安全 (CIR Final Report)
• SCCS（2021）：无光毒性/光敏性报告，无皮肤累积风险

潜在风险因素

• 高浓度刺激：≥1%可能引起暂时性刺痛（尤其受损皮肤）
• 眼部接触：未稀释形式可能引起角膜刺激
• 环境残留：难生物降解性（污水处理后残留率~15%）

适用人群指南

• 推荐：普通肤质、敏感性皮肤（低浓度）
• 慎用：严重屏障受损皮肤（避免高浓度配方）
• 孕妇/哺乳期：外用无禁忌（经皮吸收率<0.01%）

法规限制

• 中国《化妆品安全技术规范》：未设限（按需使用）
• 欧盟EC 1223/2009：最大使用浓度1%
• 日本：需标注"含有磷化合物"

6. 市场定位与消费者认知

产品定位分析

• 基础定位：配方稳定剂/增效剂（非明星成分）
• 高端应用："稳定化"技术卖点（如"真空保鲜技术"）
• 市场占比：全球约23%含抗氧化剂配方使用 (Cosmetics & Toiletries Market Analysis, 2022)

消费者认知特点

• 认知度低：85%消费者不了解其功能
• 成分误解：常与"磷酸盐"负面印象关联
• 营销策略：多强调"增强活性成分效能"而非直接宣传

市场趋势

• 增长领域：高浓度维C/蓝铜胜肽等不稳定活性物配方
• 替代品竞争：植物源螯合剂（如植酸）需求上升
• 绿色化发展：生物降解改进型衍生物开发中

7. 总结与展望

核心价值总结

• 不可替代性：目前最高效的化妆品金属螯合剂之一
• 成本效益：单位螯合能力成本仅为EDTA的1/3
• 安全性记录：40年应用史无重大安全事件

技术局限性

• 生物降解性差的环境顾虑
• 高pH值配方中可能影响某些活性物稳定性
• 缺乏透皮功效的直接证据

未来发展方向

• 分子改造：开发可生物降解的膦酸酯衍生物
• 递送系统：微胶囊化降低刺激风险
• 功效拓展：研究其在皮肤微矿化调节中的作用 (注：初步细胞研究显示潜在抗钙化效应)
• 绿色化学：酶催化合成工艺开发

专家建议

在含易氧化活性成分（维C/维A/多酚类）配方中，0.1-0.3%羟乙二磷酸盐是性价比最优的稳定方案之一。但需避免过度营销其"直接护肤功效"，而应聚焦其技术支撑作用。环境友好型替代品开发是未来重点。