201030Image0105

ZARYS CHEMII KOSMETYCZNEJ

Skrobia składa się w około 20% z frakcji rozpuszczalnej w wodzie, zwanej amylozą, oraz w 80% z nie rozpuszczającej się w wodzie amyłopcktyny. W ziarnach skrobiowych amyloza jest zamknięta we wnętrzu otoczonym amylopcktyną. Amyłoza jest zbudowana z 300-4000 cząsteczek glukopiranozowych, powiązanych w pozbawione rozgałęzień łańcuchy. W amy-lopcktynic podjcdnostki monomerów glukopiranozy tworzą strukturę rozgałęzioną, składającą się z około 9000-10 000 cząsteczek monomerów. Zarówno w amy łozie, jak i amy lopckty-nic monomery glukopiranozowe są połączone wiązaniami ł ,4-a-glikozydowymi (ryc. 261), z tym że w amyłopektynie w miejscach rozgałęzień występują wiązania 1,6-a-glikozydowc. W zimnej wodzie skrobia praktycznie się nie rozpuszcza. W ciepłej wodzie polisacharyd ten natomiast pęcznieje, a ogrzewany we wrzeniu tworzy koloidalne roztwory przechodzące po ochłodzeniu w żele. Jednakże w kosmetyce skrobia jest wykorzystywana głównie w pudrach (rozdz. 17).

W celulozie, czyli błonniku, łańcuchy polisacharydowe mogą zawierać do 10 000 monomerów glukopiranozowych, lecz w odróżnieniu od skrobi, cząsteczki monomerów są połączone wiązaniami l,4-/J-g!ikozydowymi. Na rycinie 261 zamieszczono fragmenty łańcuchów polisacharydowych skrobi i celulozy.

Celuloza nie rozpuszcza się w wodzie, chociaż obecne w niej monomery glukozy zawie rają po trzy wolne grupy hydroksylowe. Przyjmuje się, że brak powinowactwa celulozy d< wody jest związany z silnym, wzajemnym powiązaniem łańcuchów tego polisacharydu prze;

wiązanie wodorowe. W kosmetyce jest stosowana celuloza mikrokrystaliczna (Avicel,Cl-tema), o wymiarach kryształków 20-150 nm, którą uzyskuje się przez częściową hydrolizę [ celulozy kwasem solnym. Hydrolizat taki również nie miesza się z wodą, natomiast w śro-j dowlsku wodnym tworzy żele. W kosmetyce celuloza mikrokrystaliczna jest stosowana jako i stabilizator emulsji i czynnik wiążący, czyli substancja zapobiegająca rozdzielaniu się sta-i łych i płynnych składników preparatu (np. pasty do zębów, pudry, maseczki do twarzy).

Zablokowanie w celulozie wolnych grup hydroksylowych przez ich alkilowanie (R) pro-1 wadzi do utworzenia odpowiednich eterów (ryc. 261), czyli polisacharydów półsymetycz-I nych. W powstających eterach oddziaływania pomiędzy łańcuchami polisacharydowymi są i ograniczone i produkt taki staje się rozpuszczalny w wodzie. Etery celulozy są substancjami bezwonnymi, bez smaku i nie są podatne na wpływ grzybów, pleśni i bakterii. Wiskozowa-] ujść roztworów eterów celulozy jest uzależniona od stężenia i długości łańcuchów makro-I molekuł oraz stopnia przekształcenia grup hydroksylowych w reszty eterowe. Maksymalne podstawienie grup OH w monomerach glukozy w celulozie (trzy grupy hydroksylowe) mo-I że osiągnąć wartość 3, lecz w praktyce przyjmuje ono wartość od 0,7 do 2,0. W artykułach kosmetycznych etery celulozy mogą występować pod nazwami handlowymi: Methocel.Ty-lopur, Viscontran, Tylose.

Do najważniejszych hydrokoloidów z grupy eterów celulozy należą metylo-, hydroksy-alkilo- oraz karboksymetyloceluloza (ryc. 261). Etery celulozy mogą mieć także budowę mieszaną, kiedy w obrębie jednego łańcucha polisacharydowego występują grupy eterowe o różnej budowie.

Metylocelulozę (ryc. 261, R=CH₃) otrzymuje się w reakcji celulozy z jodkiem metylu. Uzyskany w wyniku metylacji produkt wykazuje stopień przekształcenia grup hydroksylowych w grupy metoksylowe średnio w zakresie od 13 do 2, a wodne, koloidalne roztwory metylocelulozy reagują obojętnie. W kosmetyce metyloceluloza jest stosowana do wytwarzania żeli kosmetycznych (maseczki do twarzy, pasty do zębów). Może też ona być regulatorem konsystencji w szamponach i kremach do golenia, a także stabilizatorem emulsji, koloidem ochronnym oraz emulgatorem tłuszczów, olejów mineralnych i olejków eterycznych. Działanie emulgujące metylocelulozy jest związane z obecnością w strukturze tego polimeru hydrofilowych grup OH oraz eterowych grup OCR, o właściwościach hydrofobo-I wych, co nadaje jej cząsteczce cechy związku powierzchniowo czynnego. Występująca w kosmetykach metyloceluloza może mieć nazwy handlowe m.inj Cełlothyl. Cellumeth. Tylose, Methocei MC, Tylopur M, Viscontran MC.

Warto nadmienić, że w kosmetyce jest stosowana również etyloceluloza (ryc. 261. R=GjHy AT-cellulóse, Ethocel), która - w przeciwieństwie do metylocelulozy - nie rozpuszcza się w wodzie, ale rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych [aceton, octany (np. octan butylowy, octan metyloamylowy - CHjCOOCHfCHjjCHjCHjCHJCHjJj)). Ethocel nie tworzy więc hydroźeli, jest natomiast czynnikiem powlokotwórczyra, min. w lakierach do paznokci

HydroksyetyloceJuioza (ryc. 261, RsCHjCHjOH: HEC, Tylose H, Yisconuan) należy do eterowych pochodnych celulozy rozpuszczalnych w wodzie. Uzyskuje się jaw reakcji oksy-etyłenowania celulozy tlenkiem etylenu, przy czym stopień przereagowania grup hydroksylowych monomerycznych podjednostek glukozowych wynosi od 1.4 do 13- Zastosowanie hydroksymetylocelulozy w kosmetyce jest podobne jak eteru metylowego celulozy.

W karboksymetylocclulozie [ryc, 261, RsCHjCOONa; CMC CelloJajc. Cethylose, Carme-those, Tylose (MGA, Q, Tylopur CJ stopień weryfikacji grup hydroksylowych podjednostek

Rozdział 10 197