羟基乙酸对皮肤的作用与功效
很多消费者看到一些化妆品里含有“羟基乙酸”这种化学物质,不清楚这物质的功效与作用,想了解含有羟基乙酸的产品好不好。本文就从羟基乙酸的功效、作用以及对皮肤的影响等方面进行介绍一下。
羟基乙酸,英文名称是GLYCOLIC ACID,别名:甘醇酸、乙醇酸、羟基醋酸。羟基乙酸在化妆品、护肤品里主要作用是去角质,美白祛斑,收敛剂,保湿剂,风险系数为4,比较安全,可以放心使用,对于孕妇一般没有影响,羟基乙酸没有致痘性。
羟基乙酸是果酸的一种果酸,可合成抗衰老、美白化妆品原料。羟基乙酸是相对分子质量最小的果酸,渗入皮肤的程度最高,能有效渗透毛孔,加速细胞脱落,促使肌肤更新而改善皮肤过度角化,并能松解堵塞毛孔的角质栓,保持毛孔畅通。该成分能使皮肤透明质酸含量增加,提高皮肤保水能力,并能增加真皮内骨胶原极弹性纤维形成,起到保湿滋养皮肤的作用,显著改善皮肤质地,解决皱纹、黑斑、暗疮等问题。该产品略有刺激性,浓度越高刺激性越大。
羟基乙酸成分适合耐受性皮肤,非色素性皮肤,色素性皮肤,干性皮肤,紧致皮肤,油性皮肤,皱纹皮肤这7种类型皮肤。
所述式(ⅰ)所示的羟基乙酸二价盐可以为一般市售,也可以按照以下方法制备:
a)羟基乙酸与碱反应生成羟基乙酸盐;
b)羟基乙酸盐与醇的金属盐反应生成羟基乙酸二价盐。
反应式如下:
hoch2cooh+mx→hoch2coom;
hoch2coom+rom'→m'och2coom+roh;
其中,mx为碱,所述碱可以为本领域技术人员熟知的碱性化合物,本发明优选为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾,更优选为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠,最优选为氢氧化钠。
rom'为醇的金属盐,所述醇的金属盐优选为c1~8的醇的钾盐或钠盐,更优选为甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾、叔丁醇钠、叔丁醇钾、异辛醇钠或异辛醇钾。
步骤a)中,当碱为一元碱时,羟基乙酸与碱的摩尔比优选为1:(0.98~1.02),更优选为1:1;当碱为二元碱时,羟基乙酸与碱的摩尔比优选为1:(0.49~0.51),更优选为1:0.5。
羟基乙酸与碱的反应温度优选为20~60℃,更优选为20~40℃。所述反应的时间优选为0.2~1h,更优选为0.4~0.6h。
羟基乙酸与碱反应完毕,优选减压蒸出其中的水。本发明优选的,将反应液减压蒸干至水分≤0.3%。
步骤b)中,羟基乙酸盐与醇的金属盐的摩尔比优选为1:(1~1.2),更优选为1:(1~1.1),最优选为1:(1.02~1.04);羟基乙酸盐与醇的金属盐中的金属阳离子,即m和m',可以相同也可以不同,为便于生产处理通常选用相同的金属阳离子。
所述羟基乙酸盐与醇的金属盐的反应温度优选为20~60℃,更优选为20~40℃。所述反应的时间优选为0.5~1.5h。
然后将所述羟基乙酸二价盐与1,2,4-三氯苯在催化剂的作用下,进行反应,制备2,4-二氯苯氧乙酸盐,反应方程式如下:
所述催化剂优选为四丁基溴化铵、三辛基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵和三乙基苄基氯化铵中的一种或多种,更优选为三乙基苄基氯化铵。
所述1,2,4-三氯苯与羟基乙酸二价盐的摩尔比优选为1:(1~1.4),更优选为1:(1~1.1),最优选为1:(1.02~1.06)。
所述催化剂的用量优选为1,2,4-三氯苯重量的0.1%~1%。
所述1,2,4-三氯苯与羟基乙酸二价盐的反应温度优选为40~160℃,更优选为60~120℃。所述反应的时间优选为2~4h。
制备得到2,4-二氯苯氧乙酸盐后,对其进行酸化,即可得到2,4-二氯苯氧乙酸。
具体的,将2,4-二氯苯氧乙酸盐与酸反应即可。
所述酸可以为盐酸、硫酸、硝酸、甲酸等本领域常规酸性化合物,优选为盐酸或硫酸,最优选为硫酸。
所述酸化的温度优选为40~100℃,更优选60~80℃。
所述酸化中,反应液的ph值优选为0~2。
即加入酸至反应液ph值为0~2。
与现有技术相比,本发明提供了一种2,4-二氯苯氧乙酸的制备方法,包括以下步骤:a)式(ⅰ)所示的羟基乙酸二价盐与1,2,4-三氯苯在催化剂的作用下,反应生成式(ⅱ)所示的2,4-二氯苯氧乙酸盐;b)2,4-二氯苯氧乙酸盐酸化,得到2,4-二氯苯氧乙酸。本发明创造性的使用1,2,4-三氯苯代替苯酚和氯代苯酚,与羟基乙酸盐经过缩合反应,制得2,4-二氯苯氧乙酸盐,然后水解制得2,4-二氯苯氧乙酸,该方案有效避免了苯酚或氯代苯酚的使用,解决了操作场所和产出的三废存在的异味问题,大幅改善了生产场所的操作环境,具有良好的环保效益,同时反应具有较高的收率和纯度。
图1为本发明实施例1制备的2,4-二氯苯氧乙酸的核磁共振氢谱图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的2,4-二氯苯氧乙酸的制备方法进行详细描述。
实施例1:
称取130.4g70%的羟基乙酸(1.2mol)水溶液,于20℃下缓慢滴加入97.9g50%的氢氧化钠(1.224mol),滴加完毕于此温度下保温反应0.5h,反应完毕将反应液减压蒸干至水分≤0.3%,得羟基乙酸钠待用。向制得的羟基乙酸钠中加入98.2g99.8%的乙醇钠(1.44mol),然后加入300g无水乙醇,搅拌下于40℃保温反应1h,得羟基乙酸二钠盐的乙醇溶液。向其中加入1.8g四丁基溴化铵,加入183.8g99%的1,2,4-三氯苯(1mol),升温至60℃反应3h。反应完毕,减压蒸馏回收乙醇,加入300g水,升温至60℃,加入50%的稀硫酸至ph为0.7,降温至室温过滤、烘干得2,4-二氯苯氧乙酸217.7g,含量98.2%,以1,2,4-三氯苯计反应总收率97.6%。
对制备的2,4-二氯苯氧乙酸结构进行表征,其核磁共振谱图如图1所示,由图1可知,本发明制备得到2,4-二氯苯氧乙酸。
实施例2:
称取113.0g70%的羟基乙酸(1.04mol)水溶液,于40℃下缓慢滴加入116.7g50%的氢氧化钾(1.04mol),滴加完毕于此温度下保温反应0.5h,反应完毕将反应液减压蒸干至水分≤0.3%,得羟基乙酸钾待用。向制得的羟基乙酸钾中加入252.5g30%的甲醇钾(1.08mol)的甲醇溶液,搅拌下于20℃保温反应1h,得羟基乙酸二钾盐的甲醇溶液。向其中加入0.72g十六烷基三甲基溴化铵,加入183.8g99%的1,2,4-三氯苯(1mol),升温至40℃反应3h。反应完毕,减压蒸馏回收甲醇,加入300g水,升温至40℃,加入30%的盐酸至ph为0.2,降温至室温过滤、烘干得2,4-二氯苯氧乙酸217.9g,含量98.4%,以1,2,4-三氯苯计反应总收率97.9%。
实施例3:
称取152.1g70%的羟基乙酸(1.4mol)水溶液,于60℃下缓慢滴加入190.7g50%的碳酸钾(0.69mol),滴加完毕于此温度下保温反应0.5h,反应完毕将反应液减压蒸干至水分≤0.3%,得羟基乙酸钾待用。向制得的羟基乙酸钾中加入576.0g30%的叔丁醇钾(1.54mol)的叔丁醇溶液,搅拌下于40℃保温反应1h,得羟基乙酸二钾盐的叔丁醇溶液。向其中加入1.3g三乙基苄基氯化铵,加入183.8g99%的1,2,4-三氯苯(1mol),升温至90℃反应3h。反应完毕,减压蒸馏回收叔丁醇,加入300g水,升温至80℃,加入30%的盐酸至ph为1.3,降温至室温过滤、烘干得2,4-二氯苯氧乙酸216.5g,含量98.1%,以1,2,4-三氯苯计反应总收率97.3%。
实施例4:
称取141.2g70%的羟基乙酸(1.3mol)水溶液,于60℃下缓慢滴加入344.5g20%的碳酸钠(0.65mol),滴加完毕于此温度下保温反应0.5h,反应完毕将反应液减压蒸干至水分≤0.3%,得羟基乙酸钠待用。向制得的羟基乙酸钠中加入659.7g30%的异辛醇钠(1.3mol)的异辛醇溶液,搅拌下于60℃保温反应1h,得羟基乙酸二钠盐的异辛醇溶液。向其中加入0.2g三辛基氯化铵,加入183.8g99%的1,2,4-三氯苯(1mol),升温至120℃反应3h。反应完毕,减压蒸馏回收异辛醇,加入300g水,升温至100℃,加入30%的盐酸至ph为1.9,降温至室温过滤、烘干得2,4-二氯苯氧乙酸218.8g,含量98.5%,以1,2,4-三氯苯计反应总收率98.5%。
由上述实施例可知,本发明以1,2,4-三氯苯为原料,成功制备得到2,4-二氯苯氧乙酸,且反应具有较高的收率,产物具有较高的纯度。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
1.氯乙酸法
氯乙酸在碱性条件下水解得粗品,然后经甲醇酯化得羟基乙酸甲酯,蒸馏后再水解即得成品。
制备羟基乙酸的聚合物时,对羟基乙酸单体的纯度要求较高,否则得到的聚合物分子量较低,导致高纯度羟基乙酸的需求量逐年增长,在国内,高纯度的羟基乙酸还没有形成工业化规模生产,对羟基乙酸的合成进行研究是非常有意义的。 国内外合成羟基乙酸的方法主要有甘氨酸氧化法、氰化法、醛类羧化法、甲醛和甲酸甲酯偶联法、草酸电解法、氯乙酸水解法等。
甘氨酸氧化法成本较高,产物复杂氰化法毒性太大,不安全甲醛羧化法对反应条件要求苛刻,产品提纯困难,设备腐蚀严重乙二醛羧化法原料成本太高甲醛和甲酸甲酯偶联法收率低,催化剂分离回收困难草酸电解法收率较低通过对各种合成方法比较后确定了采用氯乙酸碱性水解法合成羟基乙酸的工艺路线,该工艺路线具有原料成本低、反应条件温和、工艺相对简单、对环境污染小等优点。水解合成后得到的是羟基乙酸的水溶液,其中含有大量的氯化钠和少量未水解的氯乙酸及其它杂质,采用减压蒸馏及有机溶剂萃取方法进行精制是比较适宜。 用高效液相色谱对羟基乙酸收率进行测定,用莫尔法对氯化钠的含量进行定量分析,用红外光谱和元素分析对最终产物进行鉴定。
2.高温高压法
由甲醛、一氧化碳和水反应制得。
3.氰化水解法
由甲醛和氢氰酸为原料,经加氰合成和酸性水解制得。
4.氰化钠法
以甲醛、氰化钠为原料,经加氰和酸性水解两步制得。
5.络合萃取分离
针对含2.5~5.0 mol·L-1羟基乙酸的羟基乙腈硫酸法水解液,采用三辛胺(TOA)、正辛醇和磺化煤油组成的萃取剂,在单级液-液萃取装置中通过实验考察了TOA体积百分数、油水两相体积比、萃取温度等条件对羟基乙酸在油水两相中分配系数的影响,并测定了该系统在25℃下的相平衡数据.红外光谱图分析结果表明:TOA对羟基乙酸络合萃取同时存在氢键缔合和离子缔合两种方式.基于质量作用定律,建立了表达该萃取过程的相平衡模型,对25℃的萃取平衡数据进行关联。
2.H2N-CH2-COOH---->(催化剂) -[-HN-CH2-CO-]n- + nH2O
3.(C6H10O5)n + nH2O ---->(催化剂)nC6H12O6
乙醇酸(glycolic acid (hydroacetic acid or hydroxyacetic acid)),别名2-羟基乙酸、羟基乙酸,为羧酸类有机物,可用作分析试剂、有机原料等。
乙醇酸是一组知名化学品的统称,包括果酸或α-羟基酸。它是从蔗糖分离出来的,因此可以被视为天然产品。取自橙子和其他柑橘类水果的柠檬酸也可以归类为乙醇酸。
乙醇酸的工业用途包括除锈和去污,因此皮肤接触这种化学品(市场上销售的浓度通常高于70%)。
乙醇酸用途:
1、化学清洗:羟基乙酸70%溶液主要用作清洁剂,2%的羟基乙酸和1%的甲酸混合酸是一种效率高、成本低的清洗剂,可以用作空调、锅炉、电厂输送管道、冷凝器、热交换器等的主要清洗原料。
2、生物降解材料:广泛用于制备体内埋植型缓释药物系统、埋植型修复器械、生物吸收外科缝合线、人造骨胳和器官材料等,非常具有开发前景。聚乳酸和聚乙醇酸已成为新材料领域的开发重点。
3、杀菌剂:由于羟基乙酸含有羟基和羧基的特殊结构,可与金属阳离子通过配位键形成亲水螯合物,因此对铁氧化细菌的生长具有明显的抑制作用,可用作杀菌剂,还可用在多种矿石浮选中作抑制剂。
4、日用化工品:99%羟基乙酸是疗效较好的去除死皮和汗毛药剂,可合成抗皮肤衰老、美白化妆品原料果酸,可以达到保湿、滋润肌肤、促进表皮更新的功效。乙醇酸的分子量非常小,它可以有效地渗透皮肤毛孔,在短时间内解决皮肤老化,皱纹,黑斑,暗疮等问题,因此被医学美容界一致推崇。
5、电镀表面处理:乙醇酸还可用于电镀行业,乙醇酸钠盐、钾盐可用作电镀添加剂,也可作电镀研磨、金属酸洗、皮革染色和鞣制剂的绿色化工原料。乙醇酸也是化学镀镍的络合剂,具有耐腐蚀、反应快、光洁度好等优点,是提高化学镀镍质量的最好配剂原料。
另外,乙醇酸在纺织行业可以用于染整羊毛纤维及纤维素织品交联耦合剂或含羧基纤维织物的交联催化剂;还可用作粘接剂、石油破乳剂、焊接剂和涂料的配料及合成多种医药、农药和化学助剂等。
性质
乙醇酸为无色无味易潮解结晶。溶于水、乙醇和乙醚。工业品常为70%水溶液,淡黄色液体,有类似烧焦糖的气味。
乙醇酸纯品毒性较低;但由于其为强酸,具腐蚀性,与皮肤接触时会发生严重肿痛。相关工作人员需穿戴防护用具,生产设备需严格密闭,工作场所要求通风良好。
制备
乙醇酸可由氯乙酸在碱性条件下水解而得。通过先与甲醇酯化产生乙醇酸甲酯,再经蒸馏和水解而纯化。
用途
乙醇酸用作化学分析试剂、有机合成原料,例如用于生产乙二醇、聚羟基乙酸、皮革染色剂、纤维染色剂、铜蚀剂、清净剂、鞣革剂、粘合剂、金属螯合剂、电镀药剂、焊接机配料和石油破乳剂等。2%乙醇酸与1%甲酸配成的混合液,是一种高效低成本的洗涤剂,适用于清洗空调机。
由于对皮肤具有较强的穿透性,乙醇酸也用于皮肤增白护理用品等化妆品中,用作去除死皮和汗毛的药剂。
无色易潮解的晶体。溶于水,溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯等有机溶剂,微溶于乙醚,不溶于烃类。兼有醇与酸的双重性,加热至沸点时分解。用于有机合成等。通常由氯乙酸在碱性条件水解制得。