甲苯-3,4-二胺

甲苯-3,4-二胺 (Toluene-3,4-diamine) 专业科学评估报告

1. 基础信息 & 来源

INCI名称与同义名

甲苯-3,4-二胺 (Toluene-3,4-diamine)，亦称：

• 4-甲基-1,2-苯二胺 (4-Methyl-1,2-benzenediamine)
• 3,4-二氨基甲苯 (3,4-Diaminotoluene)
• CAS号: 496-72-0

天然来源与工业制备

甲苯-3,4-二胺是完全合成化合物，无已知天然来源。工业制备主要通过化学还原反应：

• 核心合成路径：4-硝基-2-氨基甲苯经催化加氢还原制备
• 或通过3,4-二硝基甲苯的选择性还原反应获得

(来源：欧洲化学品管理局(ECHA)注册档案，2023)

历史应用背景

20世纪中期曾作为氧化型染发剂前体使用，与过氧化氢配合生成黑色素类似物。因严重安全性问题，现已被全球主要市场禁用。

2. 皮肤作用机制与宣称功效

作为永久性染发剂中的初级中间体，其核心机制为氧化偶联反应：

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
头发着色（黑色/深棕）	经H2O2氧化后，与偶合剂（如间苯二酚）发生亲电取代反应，生成吲达胺类大分子色素	充分证实	体外实验证实可形成稳定色素聚合物，最大吸收波长≈500nm	0.1-2.0% (历史配方)
"渐进式安全染发"	缺乏独特作用途径	营销宣称	无可靠研究支持其安全性优势	N/A

(注：此表仅列历史作用机制，当前无合法功效应用)(依据：J. Soc. Cosmet. Chem. 32, 317-332)

机制局限性

• 反应不可控性：氧化过程产生苯醌二亚胺等高活性中间体，易与皮肤蛋白共价结合
• 分子量小(122.17g/mol)，皮肤渗透率高达12-15% (离体皮肤模型)

3. 核心化学成分剖析

化合物类别	代表物质	基本性质	化学结构特征
芳香二胺	甲苯-3,4-二胺	分子式：C7H10N2 熔点：89-91°C log P：0.38 pKa：5.21 (NH2)	苯环3,4位双氨基取代，含甲基供电基团，增强亲核性
氧化产物	3,4-二亚氨基环己二烯酮	高反应活性醌类物质	可引发自由基链式反应

关键化学特性

• 氧化电位：+0.25V (vs SCE)，低于常见染发剂前体(如PPD：+0.34V)
• 自偶联倾向：氨基邻位取代促进分子间聚合，增加杂质风险
• 金属螯合能力：可与Cu²⁺/Fe³⁺形成稳定络合物，催化氧化反应

4. 配方应用与协同效应

历史应用类型

• 永久性染发剂：作为主要显色剂与氧化剂配合使用
• 浓度范围：0.5-1.5% (与2-3% H₂O₂配合)

关键协同成分

• 氧化剂：过氧化氢(3-6%)
• 偶合剂：间苯二酚/间氨基苯酚
• 碱性剂：氨水(pH9-10)

配方挑战

• 稳定性问题：易被空气氧化，需添加强还原剂(如亚硫酸钠)
• 染色不可逆性：生成聚合物不可溶于常规清洗剂

5. 安全性与适用性

毒理学数据

• 急性毒性：LD50(大鼠口服)=617mg/kg (WHO Class II)
• 致突变性：Ames试验阳性(TA98, TA100菌株)
• 皮肤致敏率：豚鼠试验>80%，人体斑贴试验阳性率>15%

禁用法规现状

• 欧盟：化妆品法规(EC) No 1223/2009 Annex II 禁用物质
• 中国：《化妆品安全技术规范》禁用组分(表1第51号)
• 美国：CIR未通过安全评估，无合法使用记录

(依据：SCCS/1459/11最终意见书，2011)

替代成分建议

• 对苯二胺(PPD)衍生物：羟乙基-p-苯二胺(较低致敏性)
• 非芳香胺染料：酸性染料/植物提取物(指甲花醌)

6. 市场定位与消费者认知

当前市场状态

• 全球禁用状态：无合法商业化妆品应用
• 历史产品：1970年代前部分染发剂(已全部退市)

消费者风险认知

• 欧盟消费者安全科学委员会(SCCS)警示：强致敏原与潜在遗传毒性
• 临床报告关联：接触性皮炎(面部/颈部水肿)、白斑病诱发案例

(来源：Contact Dermatitis 68(3), 163-168, 2013)

7. 总结与展望

核心结论

• 甲苯-3,4-二胺是高风险芳香胺类化合物，具有明确致敏性与遗传毒性
• 全球主要化妆品市场已立法禁用，无安全使用浓度
• 染发功效已被更安全的PPD衍生物替代

研究展望

• 毒理机制研究：醌代谢产物与DNA加合物的分子作用途径(体外研究)
• 检测方法开发：HPLC-MS/MS痕量检测技术(监管需求)
• 禁用成分监控：作为化妆品安全监管的重点筛查物质

(注：灰色标注为基础研究领域，非应用开发方向)