Цинк пиритион (Zinc pyrithione, ZnPT) CAS 13463-41-7: обзор

Цинк пиритион (Zinc pyrithione, ZnPT) CAS 13463-41-7 - известен как активный ингредиент против перхоти и себорейного дерматита. Добавляется в шампуни, кондиционеры и кремы для кожи. Улучшает состояние волос, препятствуя росту грибков.

1. Введение

Zinc pyrithione (ZnPT), также называемый пиритионом цинка, — это неорганическое соединение, обладающее выраженными антибактериальными и противогрибковыми свойствами. С химической точки зрения представляет собой комплекс цинка с пиритионовым анионом. Благодаря широкой биоцидной активности его активно используют в шампунях против перхоти (особенно против грибка рода Malassezia), в бытовой химии и лакокрасочных покрытиях как антимикробную добавку. Однако последние годы всё больше внимания уделяется вопросам токсичности ZnPT и его возможному накоплению в водных экосистемах.

2. Химическая структура и основные характеристики

1. Химическая формула и свойства

   • Молекулярная формула наиболее часто записывается как C₁₀H₈N₂O₂S₂Zn или более упрощённо Zn[C₅H₅NOS]₂.
   • В твёрдом состоянии чаще всего является порошком белого или чуть желтоватого цвета.
   • Плохо растворим в воде, но растворим в ряде органических растворителей.
   • При использовании в форме дисперсий или суспензий выступает в роли стабильного биоцидного компонента.

2. CAS-номер

   • Закреплён в международных регистрах под номером [13463-41-7].

3. Физико-химические особенности

   • Плавится при температуре свыше 240 °C с разложением.
   • Считается более активным в щелочных средах, чем в нейтральных или кислых.
   • Способствует высвобождению ионов цинка и других радикалов, угнетающих метаболизм микроорганизмов.

3. Механизмы биоцидного действия

1. Влияние на грибковую клетку

   • Основное применение ZnPT связано с его способностью подавлять рост грибков, в частности Malassezia spp., провоцирующих перхоть и себорейный дерматит.
   • Предполагается, что ZnPT нарушает транспорт ионов в клеточной мембране грибка и вызывает дисфункцию ряда ферментов.

2. Антибактериальная активность

   • Обладает заметным эффектом против грамположительных бактерий, а также некоторых грам­отрицательных.
   • В лакокрасочной промышленности и в бытовых средствах такой эффект ценен для предотвращения образования плесени и поверхностных биоплёнок.

3. Интерференция с сульфгидрильными группами

   • Механизм действия отчасти связывают с тем, что ZnPT может взаимодействовать с –SH-группами белков, нарушая их структуру и приводя к гибели клетки.

4. Основные направления применения

1. Косметика и средства для волос

   • Шампуни против перхоти, лосьоны для кожи головы часто содержат 1–2% ZnPT для подавления Malassezia.
   • Отмечено, что при умеренной концентрации и правильной формуле шампуня цинк пиритион эффективно уменьшает зуд, шелушение и другие проявления перхоти.

2. Лакокрасочные покрытия и пластики

   • Внешние фасадные краски, морские покрытия (против обрастаний) включают ZnPT как антимикробный и противогрибковый компонент.
   • В сочетании с другими биоцидами повышает общую стойкость поверхности к микробному воздействию.

3. Антисептические продукты

   • Моющее и чистящее сырьё, в частности средства для ванн и саун, антиплесневые растворы.
   • В смазочно-охлаждающих жидкостях для промышленного оборудования иногда используют ZnPT для предотвращения роста бактерий и грибков.

5. Токсикологические аспекты и безопасность

1. Воздействие на человека

   • В малых концентрациях относительно безопасен. Например, шампуни с содержанием 1% ZnPT при правильном смывании не вызывают серьёзных раздражений.
   • При более высокой концентрации (или при длительном контакте с кожей) возможны покраснения, зуд, реже — аллергические реакции.
   • Контакт с глазами может вызывать раздражение и жжение.

2. Экотоксичность

   • Одним из проблемных моментов является высокая токсичность для водных организмов, в частности для водорослей, ракообразных и рыб.
   • Попадание стоков, содержащих ZnPT, в поверхностные воды может привести к негативным последствиям для экосистем, из-за чего в ряде регионов установлены жёсткие лимиты на его использование.

3. Пути воздействия и метаболизм

   • При применении в шампунях и косметике основным путём поступления остаётся контакт с кожей и возможное минимальное проникновение в эпидермис. Риск системного воздействия невелик, но при чрезмерном использовании может возрастать.
   • Биодеградация ZnPT в природной среде идёт медленно, особенно в условиях низкой аэрации.

6. Регуляторные требования и нормативы

1. Европейский союз

   • Входит в перечень консервантов, разрешённых к использованию в косметических средствах, но с определёнными ограничениями по максимальной концентрации (как правило, не выше 2% для смываемых средств).
   • ECHA (European Chemicals Agency) ведёт досье по ZnPT, указывая на его опасность для водной среды (класс «Очень токсичное для водной среды»).

2. США

   • FDA регулирует использование ZnPT в косметике и лечебно-профилактических шампунях (Over-The-Counter, OTC). Обычно разрешены низкие концентрации (до ~2%).
   • EPA рассматривает ZnPT как пестицидный активный ингредиент и устанавливает соответствующие нормы для промышленных продуктов.

3. Другие страны

   • Канадские и австралийские ведомства также регламентируют содержание ZnPT во вспомогательных составах, особенно если есть возможность попадания в водную среду.
   • При транспортировке подлежит классификации как «опасный для окружающей среды» груз.

7. Методы анализа и контроля качества

1. Хроматографические методы

   • Жидкостная и газовая хроматография с различными детекторами (масс-спектрометрия или УФ-детекторы) могут применяться для определения следовых количеств ZnPT в сложных матрицах.

2. Спектроскопические подходы

   • Атомно-абсорбционная спектрометрия (AAS) и индуктивно-связанный плазменный эмиссионный анализ (ICP-OES или ICP-MS) для измерения содержания ионов цинка, являющихся индикатором концентрации ZnPT.

3. Биоанализ

   • Тесты на подавление роста микроорганизмов (MIC-тесты) — чтобы оценить биоцидную активность лабораторных образцов.
   • Экотоксикологические тесты (например, LC50 для дафний или рыб) — оценивают возможный вред в реальных условиях водоёмов.

8. Перспективы и направления развития

1. Смягченные формулы

   • В косметике ведутся исследования по снижению содержания ZnPT и замене части активного ингредиента другими, менее токсичными, но эффективно подавляющими перхоть веществами (климбазол, пироктон оламин и т.п.).

2. Снижение экологического следа

   • Лаборатории разрабатывают методы ускоренной деградации ZnPT в сточных водах, включая фотокатализ, озонирование и биологические реакторы.
   • В системах с замкнутым циклом (например, в промышленных установках) стараются создавать барьеры, позволяющие регенерировать биоцид либо безопасно утилизировать его остатки.

3. Альтернативные антимикробные агенты

   • С учётом растущих ограничений по ZnPT на рынке появляются соединения, которые могут брать на себя его функции (например, соединения серебра, к oat-based technology или рынковые носители меди), хотя зачастую они тоже имеют экологические ограничения.

9. Заключение

Zinc pyrithione (ZnPT) — важный ингредиент в составе шампуней против перхоти, а также в лакокрасочных материалах и ряде промышленных продуктов. Его высокая эффективность против грибков и бактерий обусловлена вмешательством в процессы мембранных и ферментативных систем возбудителей. Однако наряду с пользой в косметике и других областях, ZnPT проявляет токсичность для водной фауны и флоры. В связи с этим во многих странах введены строгие нормативы, регламентирующие содержание и сброс соединения в окружающую среду.
В перспективе, с учётом продолжения научных исследований и разработки более безопасных или биоразлагаемых сопоставимых по эффективности альтернатив, роль Zinc pyrithione в индустрии может претерпеть изменения. Пока же он остаётся доступным и востребованным соединением, при использовании которого следует строго соблюдать предписанные регламенты и контролировать экологические риски.

Перед использованием ZnPT в конкретной рецептуре необходимо учитывать локальные правила и проводить оценки экологических рисков.

Цинк пиритион купить