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PCA-Na,一位天然保湿因子委员会委员

护肤


说到护肤,最最基础的便是保湿,要知道对皮肤的光泽、湿度、柔性和弹性起决定作用的就是皮肤的含水量。柔嫩的皮肤角质层含15-25%水分,干燥的皮肤水分常在10%以下。变硬的角质层浸在油中是不能恢复的,只有浸在水中其柔性才能显著递增,所以想保湿只知道甘油是不够的。今天要给大家介绍另一个保湿法宝——PCA-Na,是皮肤角质层中起保湿作用的主要物质。


PCA-Na到底是什么?


要知道PCA-Na是什么,首先你要知道PCA是什么。PCA就是吡咯烷酮羧酸,名称为2-吡咯烷酮-5-羧酸,白色晶体,有酸味,本身无吸湿性,然而其盐类Na、K、三乙醇胺等都极富吸湿性。它是丝状聚集蛋白分解产物之一,是皮肤表皮粒状层角质化作用最后阶段重要的蛋白质,正常皮肤中的PCA随表皮脱落而消失,但皮肤表层不断更新,所以正常皮肤中PCA的量是不变的,但若角化过程不完全并且有细胞核残存,表皮中PCA的含量就会减少,皮肤会变得干燥和粗糙。这也是皮肤暴露于不适合的湿度、干热的环境、冷空气或长时间的日照会变的干裂的原因。

 


PCA-Na则是吡咯烷酮羧酸钠,分子式为C5H6O3NNa,是皮肤中天然存在的保湿成分,是真正生理上的皮肤柔软剂,能强化角质功能,从空气中吸收水份,使肌肤自身具有保湿能力。


PCA-Na的保湿性、吸湿性均明显优于甘油、丙二醇、山梨醇,在65%相对湿度下,它可以吸收本身重量65%的水分,相当于聚乙二醇的2倍,山梨醇的6倍。除此之外,PCA-Na用于化妆品时会很快渗入角质层中,保持、调节角质层中的水分,并不像一般多元醇保湿剂,一旦空气湿度降低,尤其是干燥寒冷条件下,反而会从皮肤中吸收水分,使皮肤更加干燥,同时使化妆品发黏。


 

PCANa分子式


除了高保湿性外,PCA-Na还具有高安全性,它对皮肤、眼睛无刺激,也不会堵塞毛孔,是优良的化妆品保湿剂。但PCA-Na由L-谷氨酸钠加热环化或微生物作用生成,是氨基酸衍生物,本身溶于水和乙醇、丙醇、冰乙酸等,却不溶于油,容易变质,多用于高档化妆品。


质量指标

项目

指标

外观

无色或微黄色透明无臭液体

分子量  

151.1

沸点

109oC

相对密度(25℃)

1.26~1.30

透光率/%

≥ 95 pH

pH

6.8~7.4

氯化物(Cl-/%

≤ 0.07

铵盐(NH4+/%

≤ 0.02

铁盐(Fe3+/%  

≤ 0.003

硫酸盐(SO42-/%

≤ 0.03

重金属(Pb/%

≤ 0.002

砷盐(As2O3/%

0.002

氨(N/%  

4.45~4.82



包装及储运:25kg塑料桶装。按无毒,非危险品运输。


PCA-Na怎么合成和生产?


吡咯烷酮羧酸钠的合成主要以L-谷氨酸为原料,经分子内脱水缩合形成PCA,再经中和而形成PCA-Na。


 

实现上述合成工艺的路线有多种。

1.生物催化法

以谷氨酸为原料,经微生物产碱杆菌素催化缩合得到吡咯烷酮羧酸。谷氨酸水溶液中加入粉末产碱杆菌素(0.2g/L)和ZnCl2(5×10-5mol/L),于50℃和pH7.4条件下反应60min,转化率95%。


2.干法热解

L-谷氨酸钠(熔点195℃)在195~270℃条件下热分解可得L-吡咯烷酮羧酸钠(熔点156~157℃)。如在220℃下加热1h得到澄清的熔融物,冷却后即得L-吡咯烷酮羧酸钠,转化率99%。将其水溶液通过离子交换树脂可得L-吡咯烷酮羧酸。谷氨酸钠热解产物经水重结晶可得含3个结晶水的菱柱状结晶。


这个方法工艺简单,且可得到固体产物,但由于L-谷氨酸钠和L-吡咯烷酮羧酸钠受热均易发生消旋而失去生理活性,因此合适的热解温度非常关键。


3.湿法热解

L-谷氨酸水溶液加热回流过夜,可得到吡咯烷酮羧酸溶液(转化率85~86%),未转化的L-谷氨酸用阳离子交换树脂除去,或将1份L-谷氨酸溶于3份水,加热分解生成吡咯烷酮羧酸,然后用乙醇重结晶。粗吡咯烷酮羧酸还可溶于80℃的醋酸,冷却结晶后分别用丙酮-醋酸和水洗涤,并于40℃下真空干燥。


由于L-谷氨酸在水中溶解度较小(100℃,14g/100g),如以谷氨酸为原料进行湿法热解,反应物浓度受到限制会给产物浓缩结晶带来困难,同时较低的pH(约2.5)也会产生设备腐蚀问题。相反,谷氨酸钠在水中溶解度很大(100℃,133g/100g),因此,以谷氨酸纳为原料进行湿法热解比较合适。


PCA-Na怎么用?


PCA-Na主要用于膏霜类化妆品、洗发香波等中,也代替甘油用于牙膏、软膏药物、烟草、皮革、涂料中作润湿剂,以及化纤的染色助剂、柔软剂、抗静电剂,亦是生化试剂。


1.化妆品保湿剂

PCA-Na是人体自然保湿因子的重要成分之一,吸湿性高且无毒、无刺激、稳定性好,是近代护肤护发理想的天然化妆保健品,可使皮肤、毛发具有润湿性、柔软性、弹性及光泽性、抗静电性。


2.皮肤增白剂

PCA-Na是优异的皮肤增白剂,对酪氨酸氧化酶的活性有抑制作用,可阻止“类黑素”在皮肤中沉积,从而使皮肤洁白。


3.角质软化剂

PCA-Na能做角质软化剂,对皮肤“银屑病”有良好的治疗作用。


配方指导


PCA-Na是经生物发酵及生化高科技手段合成制得产品,在很多化妆品中都有应用,如上海家化的玉泽系列产品、Estee Lauder (雅诗兰黛)紧致肌源精粹水、Nu Skin (如新)、Napca喷雾等。


男士沐浴洗发露

INCI名,商品名

质量分数/%

 

A

1

去离子水

40.00

2

C14~16烯烃磺酸钠

17.00

3

EDTA-4Na

0.05

 

B

4

PEG-150季戊四醇四硬脂酸酯

1.00

5

聚季铵盐-7

2.00

6

椰油酰胺丙基甜菜碱

3.00

7

月桂酰肌氨酸钠

8.00

C

8

PEG-7甘油椰油酸酯

2.00

9

吡咯烷酮羧酸钠

0.40

 

D

10

去离子水

15.00

11

羟基乙酸

5.00

12

三乙醇胺

1.50

 

E

13

丁二醇

2.50

14

甘油

2.50

15

对羟基苯甲酸甲酯

2.50

 

F

 

16

FD&C色料蓝色一号

0.10

17

香料

适量

18

三乙醇胺

适量

19

去离子水

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