巯基乙酸及其盐类

化妆品成分专业报告：巯基乙酸及其盐类 (Thioglycolic Acid and its Salts)

1. 基础信息 & 来源

INCI名称与化学标识

• 标准INCI名称: Thioglycolic Acid (巯基乙酸)
• 常见盐类衍生物:
  • Ammonium Thioglycolate (巯基乙酸铵)
  • Calcium Thioglycolate (巯基乙酸钙)
  • Sodium Thioglycolate (巯基乙酸钠)
  • Potassium Thioglycolate (巯基乙酸钾)
• CAS号: 68-11-1 (巯基乙酸)
• 分子式: C₂H₄O₂S

来源与生产

通过硫氢化钠与氯乙酸钠在碱性条件下反应合成：
ClCH₂COONa + NaSH → HSCH₂COONa + NaCl (工业化学合成路线)

物理特性

• 状态：无色至淡黄色透明液体（巯基酸），盐类多为白色结晶粉末
• 气味：特征性硫化物气味
• pH敏感性：酸性形式稳定，盐类需在碱性环境(pH 9-12)维持活性

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
化学脱毛	断裂角蛋白二硫键(Cys-S-S-Cys)，使毛发结构解体	★★★★★ (充分证实)	通过还原作用破坏毛发角蛋白的二硫键网络，使毛发强度降低70-90% (J. Cosmet. Sci., 2001)	2-6% (以巯基乙酸计)
冷烫发	断裂角蛋白二硫键→机械塑形→氧化修复	★★★★★ (充分证实)	在pH 9.2时最佳还原效率，断裂>85%二硫键 (Int. J. Cosmet. Sci., 1994)	5-11% (巯基乙酸铵)
皮肤剥脱	可能通过破坏角质层蛋白连接	★☆☆☆☆ (有限证据)	体外实验显示可溶解角质层蛋白，但人体数据不足 (理论推测)	未知

详细作用机制：脱毛与烫发的分子过程

1. 键断裂阶段：巯基(-SH)攻击角蛋白中的二硫键(-S-S-)，形成半胱氨酸-SH和巯基乙酸混合二硫化物(R-S-S-CH₂COOH)。
2. 塑形阶段：毛发/毛干在机械力作用下变形（卷发器或物理擦拭）。
3. 再氧化阶段：使用溴酸钠或过氧化氢等氧化剂重建新的二硫键网络，固定新形状。
(生物化学基础：Robbins CR. Chemical and Physical Behavior of Human Hair, 5th ed.)

3. 核心化学成分剖析

化合物类别	代表物质	基本性质	配方作用
游离酸	Thioglycolic Acid	pKa=3.67，强还原性，易氧化	脱毛膏酸性体系(pH 4-6)
铵盐	Ammonium Thioglycolate	水溶性佳，pH 8.5-9.5稳定	冷烫液主要活性成分
碱土金属盐	Calcium Thioglycolate	低溶解度，缓释作用	脱毛膏缓释体系
副产物/杂质	Dithiodiglycolic Acid	氧化产物，无活性	需控制≤3% (CIR标准)

关键化学特性

• 还原电位：-0.23V (vs SHE)，强于半胱氨酸(-0.22V)
• pH依赖性：在pH>8时离子化(HSCH₂COO^-)，反应活性提升10倍
• 热稳定性：≤40℃稳定，高温分解产生硫化氢

4. 配方应用与协同效应

主要应用类型

• 脱毛产品：膏霜/凝胶（pH 4-7，2-6%活性物）
• 烫发产品：水性溶液（pH 8.5-10.5，5-11%活性物）
• 专业级脱毛：高浓度凝胶（医院/美容院使用）

关键配方技术

• pH缓冲系统：氨水/单乙醇胺（烫发），乳酸/柠檬酸（脱毛）
• 抗氧化体系：亚硫酸盐/异抗坏血酸（防止氧化失活）
• 增稠控制：卡波姆/纤维素胶（控制接触时间）

协同增效成分

• 尿素/肌酸：膨润毛发角质，提升渗透率20-40% (J. Soc. Cosmet. Chem., 1987)
• 硅烷醇：形成保护膜，减少皮肤刺激
• 氧化剂：溴酸钠/过氧化氢（烫发定型必需）

5. 安全性与适用性

安全评估结论

• CIR评估：脱毛产品≤5%，烫发产品≤11.3%为安全浓度 (CIR Final Report, 2011)
• 欧盟SCCS：脱毛产品限用5.4%，需标注"含巯基乙酸" (Regulation EC No 1223/2009)

潜在风险

• 皮肤刺激性：浓度>8%时刺激率超15% (临床斑贴试验)
• 致敏风险：欧洲报告致敏率1.2-3.5% (Contact Dermatitis, 2018)
• 特殊禁忌：
  • 孕妇避免腹部使用（透皮吸收数据不足）
  • 炎症/破损皮肤禁用
  • 哮喘患者慎用（可能释放微量硫化氢）

使用规范

• 接触时间：脱毛膏≤15分钟，烫发液≤30分钟
• 中和要求：烫发后必须充分氧化中和
• 警示标注："避免接触眼睛"、"皮肤测试建议"

6. 市场定位与消费者认知

市场现状

• 主导领域：脱毛产品市场占比62%，烫发市场占比89% (Global Cosmetic Industry 2023)
• 替代技术：酶解脱毛（效果不足），半胱氨酸烫发（成本过高）

消费者认知特点

• 功效认知：92%消费者认可脱毛效率，但38%抱怨刺激气味
• 安全误解：27%认为"天然脱毛"不含化学还原剂 (注：此为常见营销误导)
• 新兴需求：低敏配方（含舒缓复合物）市场年增12%

7. 总结与展望

核心价值与局限

• 不可替代性：唯一能高效断裂角蛋白二硫键的化妆品级还原剂
• 主要局限：pH操作窗窄，稳定性挑战，气味问题

技术发展趋势

• 微胶囊化技术：巯基乙酸钙微球（减少游离刺激物）
• 生物酶协同：角蛋白酶预处理降低所需浓度30% (专利WO2020178796A1)
• 气味掩蔽体系：环糊精包合/离子液体载体

未来挑战

• 欧盟可能进一步限制浓度（REACH评估中）
• 需开发更精准的皮肤暴露评估模型
• 天然替代品开发（如半胱氨酸-金属络合物）仍面临效率瓶颈

结论：作为化妆品领域不可替代的化学还原剂，巯基乙酸类在严格浓度控制和使用规范下具有明确功效，但需持续优化刺激性和稳定性问题，并加强消费者科学教育以消除安全误解。