Дигидроксиацетон

Дигидроксиацетон
Скелетная формула дигидроксиацетона
Шаростержневая модель молекулы дигидроксиацетона
Имена
Предпочтительное название ИЮПАК
1,3-дигидроксипропан-2-он
Другие имена
1,3-Дигидроксипропанон
Дигидроксиацетон
DHA
Глицерон
Идентификаторы
  • 96-26-4 проверятьИ
3D модель ( JSmol )
  • Интерактивное изображение
ЧЭБИ
  • ЧЕБИ:16016 проверятьИ
ChEMBL
  • ChEMBL1229937 ☒Н
ChemSpider
  • 650 проверятьИ
DrugBank
  • DB01775 проверятьИ
Информационная карта ECHA100.002.268
Номер ЕС
  • 202-494-5
КЕГГ
  • Д07841 проверятьИ
CID PubChem
  • 670
УНИИ
  • О10ДДВ6ДЖОО проверятьИ
  • DTXSID0025072
  • ИнЧИ=1S/C3H6O3/c4-1-3(6)2-5/h4-5H,1-2H2 проверятьИ
    Ключ: RXKJFZQQPQGTFL-UHFFFAOYSA-N проверятьИ
  • ИнЧИ=1/C3H6O3/c4-1-3(6)2-5/h4-5H,1-2H2
    Ключ: RXKJFZQQPQGTFL-UHFFFAOYAE
  • О=С(СО)СО
Свойства [1]
С3Н6О3​​​​​
Молярная масса90,078  г·моль −1
Температура плавленияот 89 до 91 °C (от 192 до 196 °F; от 362 до 364 K)
Опасности [2]
Маркировка СГС :
Раздражение глаз 2
Предупреждение
H319
П264 , П280 , П305+П351+П338 , П337+П313
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
☒Н проверить  ( что такое   ?)проверятьИ☒Н
Химическое соединение

Дигидроксиацетон ( / ˌ d aɪ h aɪ ˌ d r ɒ k s i ˈ æ s ɪ t oʊ n / ⓘ ;DHA), также известный какглицерон, представляет собой простойсахарид(триозу) с формулойC
3ЧАС
6О
3.

DHA в основном используется как ингредиент в продуктах для загара без солнца . Его часто получают из растительных источников, таких как сахарная свекла и сахарный тростник , а также путем ферментации глицерина .

Химия

DHA представляет собой гигроскопичный белый кристаллический порошок. Он имеет сладкий охлаждающий вкус и характерный запах. Это самая простая из всех кетоз и не имеет хирального центра . Нормальная форма - димер (2,5-бис(гидроксиметил)-1,4-диоксан-2,5-диол). Димер медленно растворяется в воде, [3] после чего превращается в мономер. Эти растворы стабильны при pH от 4 до 6. В более щелочном растворе он разлагается до коричневого продукта. [4]

Превращение димера дигидроксиацетона в мономер

Этот эффект потемнения кожи объясняется реакцией Майяра . DHA конденсируется с аминокислотными остатками в белке кератине , основном компоненте поверхности кожи. При инъекции пигментация не происходит, что согласуется с ролью кислорода в развитии цвета. [4] Полученные пигменты, которые можно удалить абразивным способом, называются меланоидинами . Они похожи по окраске на меланин , естественное вещество в более глубоких слоях кожи, которое коричневеет или «загорает» под воздействием УФ-лучей . [5]

Биохимия

Его фосфорилированная форма, дигидроксиацетонфосфат (ДГАП), участвует в гликолизе и является промежуточным продуктом метаболизма фруктозы .

Подготовка

DHA может быть получен, наряду с глицеральдегидом , мягким окислением глицерина , например, с перекисью водорода и солью железа в качестве катализатора . Его также можно получить с высоким выходом и селективностью при комнатной температуре из глицерина с использованием катионных катализаторов на основе палладия с кислородом, воздухом или бензохиноном, действующими в качестве соокислителей . [6] [7] [8] Глицеральдегид является структурным изомером дигидроксиацетона.

ДГК можно получить из растений. [5]

Загар без солнца

DHA является основным активным ингредиентом во многих средствах по уходу за кожей для загара без солнца, которые можно классифицировать как топические средства для загара без солнца или временные бронзаторы . В отличие от бронзаторов, содержащих пигмент для покрытия кожи, бронзаторы DHA вызывают окрашивание поверхностного слоя кожи и не смываются легко. Современные средства для загара без солнца выпускаются в виде спреев, лосьонов, гелей, муссов и косметических салфеток. [5] Профессиональные средства для нанесения включают кабины для загара с распылением, аэрографические средства для загара и лосьоны, гели, муссы и салфетки для ручного нанесения. Лосьоны часто держатся дольше, чем спреи, но могут вызывать пятна и полосы. Муссы и гели, как правило, высыхают быстрее. Муссы, как правило, содержат меньше влаги. [5]

Производители лосьонов также выпускают широкий ассортимент препаратов для загара без солнца, которые заменяют DHA натуральными бронзаторами, такими как скорлупа черного ореха . DHA можно использовать отдельно или в сочетании с другими компонентами для загара, такими как эритрулоза . DHA считается самой эффективной добавкой для загара без солнца. [ необходима цитата ]

Средства для загара без солнца содержат DHA в концентрациях от 1% до 20%. Большинство аптечных продуктов содержат от 3% до 5%, а профессиональные продукты — от 5% до 20%. Процентное соотношение соответствует уровням окраски продукта от светлого до темного. Более светлые продукты более удобны для новичков, но могут потребовать нанесения нескольких слоев для получения желаемой глубины цвета. Более темные продукты дают темный загар за один слой, но также более склонны к образованию полос, неровностей или неестественных тонов. Искусственный загар начинает проявляться на поверхности кожи через 2–4 часа и будет продолжать темнеть в течение 24–72 часов в зависимости от типа формулы. [5]

После того, как эффект потемнения произошел, загар не будет выпотевать или смываться мылом или водой. Он постепенно исчезнет в течение 3-7 дней в результате регулярного отшелушивания кожи. Очищение кожи, длительное погружение в воду или сильное потоотделение могут осветлить загар, так как все это способствует быстрому отшелушиванию омертвевших клеток кожи (омертвевшие клетки кожи являются окрашенной частью загара без солнца). [5]

Рекомендуется побриться, вымыть или отшелушить кожу перед нанесением, чтобы получить более ровный загар. Кожу не следует увлажнять перед нанесением, за исключением очень сухих участков. Нанесение следует производить равномерно круговыми движениями. [5]

Бронзеры содержат DHA в концентрациях от 1 до 15%, что позволяет регулировать интенсивность окраски. Формулы DHA улучшились в нескольких отношениях с момента их появления в 1960-х годах. [5]

Безопасное использование и побочные эффекты

Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) одобрило DHA для местного применения на коже, но не для контакта с глазами, губами и слизистыми оболочками . DHA нельзя использовать в кабинах для искусственного загара из-за риска воздействия на эти чувствительные области. [5]

DHA-содержащие спреи для загара связаны с побочными эффектами, такими как сыпь, кашель, головокружение и обмороки. Частое воздействие спреев для загара может увеличить риск легочных заболеваний, астмы, хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) и рака. [5]

Химическая реакция DHA в коже может привести к неприятному запаху. Ароматизаторы часто добавляют в формулу, чтобы замаскировать запах, что может привести к аллергическим реакциям или усугубить симптомы астмы. Некоторые продукты содержат парабены в качестве химических консервантов, которые могут вызывать розацею и аллергический контактный дерматит и действуют как слабые эстрогены . [5]

Частое использование продуктов, содержащих DHA, может быть проблематичным из-за ряда побочных эффектов. В отчете FDA сделан вывод о том, что 11 процентов применяемого DHA могут проникать в живые клетки эпидермиса и дермы. Предыдущее исследование связывало DHA с повреждением ДНК, блокировкой клеточного цикла и апоптозом в живых клетках. Окрашивание кожи, вызванное частым использованием DHA, может мешать выработке витамина D в клетках кожи, которая зависит от воздействия УФ-В солнечного света. Местное использование DHA в концентрациях более 5%, по-видимому, увеличивает повреждение свободными радикалами от солнечного света в течение 24 часов после нанесения. Антиоксиданты могут быть добавлены в формулу для получения более естественного загара и могут потенциально противодействовать повреждению свободными радикалами. Использование продуктов для загара без солнца может увеличить вероятность солнечных ожогов, поскольку искусственная окраска кожи мешает естественной адаптации кожи к воздействию солнца. Загар, вызванный DHA, имеет низкий фактор защиты от солнца (SPF) 3. Поэтому он не может заменить нанесение обычного солнцезащитного крема перед тем, как подвергать кожу интенсивному воздействию солнечных лучей. [5]

Эритрулоза — это похожий агент, содержащийся в красной малине , который дает кратковременный красноватый загар. Общий эффект загара обычно улучшается при использовании в сочетании с DHA. Эритрулоза также увеличивает возникновение свободных радикалов. [5]

DHA может содержаться в увлажнителях с добавлением фруктовых экстрактов, продаваемых как «максимизаторы». Средства для загара, маркированные как «tingles», содержат бензилникотинат, который предположительно способствует выработке меланина за счет усиления циркуляции крови в коже, тем самым поставляя больше кислорода меланоцитам, и часто вызывает чувство жжения или покалывания. Эффект продуктов, называемых «оптимизаторами» или «ускорителями», содержащих белок тирозин в качестве предшественника в выработке меланина, оспаривается. [5]

История

DHA впервые был признан в качестве красителя кожи немецкими учеными в 1920-х годах. Благодаря его использованию в рентгеновском процессе было отмечено, что при попадании на кожу он становится коричневым.

В 1950-х годах Ева Витгенштейн из Университета Цинциннати провела дополнительные исследования дигидроксиацетона. [9] [10] [11] [12] Ее исследования включали использование DHA в качестве перорального препарата для оказания помощи детям с болезнью накопления гликогена . Дети получали большие дозы DHA через рот, а иногда сплевывали или проливали вещество на свою кожу. Медицинские работники заметили, что кожа становилась коричневой после нескольких часов воздействия DHA. Витгенштейн продолжила экспериментировать с DHA, нанося жидкие растворы на свою собственную кожу. Она смогла последовательно воспроизвести эффект пигментации и отметила, что DHA, по-видимому, не проникает за пределы рогового слоя или поверхностного слоя мертвой кожи (в конечном итоге FDA пришло к выводу, что это не совсем так [13] ). Затем исследования были продолжены в отношении эффекта окрашивания кожи DHA в отношении лечения пациентов с витилиго .

Coppertone представила на рынке первый потребительский лосьон для загара без солнца в 1960-х годах. Этот продукт назывался «Quick Tan» или «QT». Он продавался как средство для ночного загара, и другие компании последовали его примеру с похожими продуктами. Потребители вскоре устали от этого продукта из-за непривлекательных результатов, таких как оранжевые ладони, полосы и плохое окрашивание. Из-за опыта с QT многие люди до сих пор ассоциируют загар без солнца с искусственно выглядящим оранжевым загаром. [ необходима цитата ]

В 1970-х годах Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) навсегда добавило DHA в свой список одобренных косметических ингредиентов. [14]

К 1980-м годам на рынке появились новые формулы для загара без солнца, а усовершенствования в процессе производства DHA создали продукты, которые давали более естественный цвет и лучшее выцветание. Обеспокоенность потребителей относительно повреждений, связанных с вариантами загара под УФ-излучением ( загар под солнцем , солярий в помещении ), подстегнула популярность продуктов для загара без солнца как альтернативы УФ-загару. На полках аптек появились десятки брендов в многочисленных формулах. [ необходима цитата ]

Виноделие

Обе уксуснокислые бактерии Acetobacter aceti и Gluconobacter oxydans используют глицерин в качестве источника углерода для образования дигидроксиацетона. DHA образуется путем кетогенеза глицерина. [15] Он может влиять на сенсорные качества вина, придавая ему сладкие/эфирные свойства. DHA также может реагировать с пролином , образуя «коркообразный» аромат. [15] [16] [17] Дигидроксиацетон может влиять на антимикробную активность вина, поскольку он обладает способностью связывать SO 2 . [18]

Ссылки

  1. ^ Weast, Robert C., ред. (1981). CRC Handbook of Chemistry and Physics (62-е изд.). Boca Raton, Florida: CRC Press. стр. C-74. ISBN 0-8493-0462-8..
  2. ^ База данных химической классификации HSNO, Управление по управлению экологическими рисками Новой Зеландии , получено 3 сентября 2009 г.
  3. ^ Будавари, Сьюзан, ред. (1996). Индекс Merck: Энциклопедия химикатов, лекарств и биологических препаратов (12-е изд.). Merck. ISBN 0911910123., 3225
  4. ^ ab Levy, Stanley B. (1992). «Дигидроксиацетонсодержащие солнцезащитные или автозагарные лосьоны». Журнал Американской академии дерматологии . 27 (6): 989– 993. doi :10.1016/0190-9622(92)70300-5. PMID  1479107.
  5. ^ abcdefghijklmn Гароне М., Говард Дж., Фабрикант Дж. Обзор распространенных методов загара. J Clin Aesthet Dermatol. 2015 февраль;8(2):43-7. PMID 25741402; PMCID: PMC4345932.
  6. ^ Пейнтер, Рон М.; Пирсон, Дэвид М.; Уэймут, Роберт М. (2010). «Селективное каталитическое окисление глицерина в дигидроксиацетон». Angewandte Chemie International Edition . 49 (49): 9456– 9. doi :10.1002/anie.201004063. PMID  21031380.
  7. ^ Chung, Kevin; Banik, Steven M.; De Crisci, Antonio G.; Pearson, David M.; Blake, Timothy R.; Olsson, Johan V.; Ingram, Andrew J.; Zare, Richard N.; Waymouth, Robert M. (2013). «Хемоселективное катализируемое Pd окисление полиолов: синтетический охват и механистические исследования». Журнал Американского химического общества . 135 (20): 7593– 602. doi :10.1021/ja4008694. PMID  23659308.
  8. ^ Де Крисчи, Антонио Г.; Чунг, Кевин; Оливер, Аллен Г.; Солис-Ибарра, Диего; Уэймут, Роберт М. (2013). «Хемоселективное окисление полиолов с хиральными палладиевыми катализаторами». Organometallics . 32 (7): 2257– 66. doi :10.1021/om4001549.
  9. ^ "Что это за штука?". Chemical & Engineering News . 78 (24): 46. 12 июня 2000 г. doi :10.1021/cen-v078n024.p046.
  10. ^ Витгенштейн, Ева; Гест, ГМ (1961). «Биохимические эффекты дигидроксиацетона». Журнал исследовательской дерматологии . 37 (5): 421– 6. doi : 10.1038/jid.1961.137 . PMID  14007781.
  11. ^ Бланк, Харви (1961). «Введение доктора Рене Ж. Дюбо в качестве первого лектора Германа Бирмана». Журнал исследовательской дерматологии . 37 (4): 233– 234. doi : 10.1038/jid.1961.38 . PMID  13706567.
  12. ^ Витгенштейн, Э.; Берри, Х.К. (1960). «Окрашивание кожи дигидроксиацетоном». Science . 132 (3431): 894– 5. Bibcode :1960Sci...132..894W. doi :10.1126/science.132.3431.894. PMID  13845496. S2CID  7946691.
  13. ^ «Безопасны ли средства для загара, наносимые распылением? Эксперты поднимают вопросы, поскольку индустрия выпускает предупреждения». ABC News .
  14. ^ 21 Свод федеральных правил 73.1150
  15. ^ ab Drysdale, GS; Fleet, GH (1988). «Уксуснокислые бактерии в виноделии: обзор». Американский журнал энологии и виноградарства . 39 (2): 143–154 .
  16. ^ Маргалит, Пинхас (1981). Вкусовая микробиология . Томас. ISBN 978-0-398-04083-3.[ нужна страница ]
  17. ^ Бултон, Роджер Б.; Синглтон, Вернон Л.; Биссон, Линда Ф.; Канки, Ральф Э. (1999). Принципы и практика виноделия . Springer. ISBN 978-0-8342-1270-1.[ нужна страница ]
  18. ^ Эшенбрух, Б.; Диттрича, Х.Х. (1986). «Stoffbildungen von Essigbakterien in bezug auf ihre Bedeutung für die Weinqualität» [Метаболизм уксуснокислых бактерий в зависимости от их значения для качества вина]. Централблатт по микробиологии . 141 (4): 279–89 . doi :10.1016/S0232-4393(86)80045-2.
  • Как все работает
  • US FDA/CFSAN – Таблетки для загара
  • Американская академия дерматологии о средствах для загара
  • DHA и витилиго
  • Fesq, H.; Brockow, K.; Strom, K.; Mempel, M.; Ring, J.; Abeck, D. (2001). «Дигидроксиацетон в новой формуле – мощный терапевтический вариант при витилиго». Дерматология . 203 (3): 241– 3. doi :10.1159/000051757. PMID  11701979. S2CID  26802465.
  • Дрелос, Зои Д. (2002). «Лосьоны для автозагара: полезны ли они для здоровья, чтобы загореть?». Американский журнал клинической дерматологии . 3 (5): 317– 8. doi :10.2165/00128071-200203050-00003. PMID  12069637. S2CID  53819152.
  • Новозеландское дерматологическое общество рекомендует загар без солнца
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Дигидроксиацетон&oldid=1258020019"