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Octocrylène
composé chimique De Wikipédia, l'encyclopédie libre
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L'octocrylène est un composé organique utilisé comme principe actif dans les crèmes solaires et les cosmétiques.
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Propriétés
Résumé
Contexte
L'octocrylène se présente sous la forme d'un liquide visqueux, gras et jaune à incolore. Chimiquement, c'est l'ester formé par la réaction du 3,3-diphénylcyanoacrylate avec le 2-éthylhexanol, et il possède les éléments structuraux des cyanoacrylates et des esters de l'acide cinnamique. La molécule possède un carbone asymétrique, le carbone 2 du groupe hexyle auquel est rattaché le groupe éthyle et existe donc sous la forme d'un racémique RS.
La conjugaison étendue de la partie acrylate de la molécule absorbe les rayons ultraviolets avec des longueurs d'onde de 280 à 320 nm[3] avec un maximum à 303 nm[4], donc essentiellement les UV-B et dans une moindre mesure les UV-A. C'est notamment cette partie qui peut servir de filtre UV pour protéger la peau des atteintes directes de l'ADN (en). La partie éthylhexanol est un alcool gras, conférant des propriétés émollientes et hydrophobes.
La protection offerte par le seul octocrylène n'est pas très forte, et il est donc toujours utilisé en combinaison avec d'autres substances filtrantes, en particulier des filtres UV-A, dont il augmente la photostabilité, par exemple l'avobenzone dont il augmente et stabilise l'effet protecteur[5],[6].
L'ajout de nanoparticules de dioxyde de titane, un absorbeur d'UV inorganique, à de tels mélanges peut être contre-productif car les nanoparticules de TiO2 non enrobées sont hautement photoréactives, ce qui peut résulter en la formation de dérivés réactifs de l'oxygène (DRO) qui augmente la photodégradation des absorbeurs organiques, annulant ainsi leur effet protecteur[7].
Après l'application sur la peau, l'octocrylène supprime une éventuelle recristallisation des substances dissoutes des filtres UV. L'octocrylène lui-même est photostable et peu irritant à l'usage[8].
L'octocrylène, comme d'autres composés similaires tels que le méthoxycinnamate d'octyle (en) ou l'oxybenzone (benzophénone-3), également utilisés comme filtre UV lorsqu'appliqués sur la peau, peuvent pénétrer la peau où ils agissent alors comme photosensibilisateurs. Cela se traduit par une production accrue de DRO sous rayonnement solaire[9].
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Synthèse
Résumé
Contexte
L'octocrylène (3) peut être obtenu par condensation de Knoevenagel de la benzophénone (1) sur le cyanocétate de 2-éthylhexyle (2) (obtenu par estérification du 2-éthylhexanol par l'acide cyanoacétique (en) en présence d'APTS, avec un rendement de 92 %[10]). Le mélange est chauffé à 100 °C en présence d'acide propanoïque et d'acétate d'ammonium pendant 5 à 6 heures, pour un rendement compris entre 79 et 94 %[11].
Dans de telles conditions (température, temps), des sous-produits indésirables tels que le 2-cyano-3,3-diphénylacrylamide sont produits, et il n'y a pas conversion complète des réactifs qui sont donc toujours présents dans le mélange réactionnel. Ce dernier point pose particulièrement problème étant donné que l'octocrylène est principalement utilisé comme filtre UV dans les crèmes solaires et que la benzophénone a des propriétés photosensibilisantes ; il est donc nécessaire d'éliminer toute trace de cette dernière du produit final.
Alternativement, il est possible de faire réagir le cyanoacétate d'éthyle avec la benzophénone[12] :
La réaction de Knoevenagel avec de l'acide acétique glacial et de l'ammoniac gazeux nécessite de longs temps de réaction (> 48 heures) pour une conversion élevée (>95 %) afin d'atteindre des rendements de produit final utilisables industriellement (90 %). Le 2-cyano-3,3-diphénylacrylate d'éthyle obtenu est ensuite transestérifié en présence de carbonate de sodium avec le 2-éthylhexanol, donnant l'octocrilène avec un rendement de 97 %[13].
Une variante existe avec comme réactif initial la benzophénone-imine (en) (1,1-diphénylméthanimine) qui n'a pas l'inconvénient des faibles taux de conversion ou de contamination du produit final par la benzophénone. La benzophénone-imine est produite par réaction de la benzophénone avec de l'ammoniac en présence de dioxyde de titane, le mélange étant chauffé à 130 °C sous une pression de 200 bar. Cette réaction a une sélectivité allant jusqu'à 99 % et un taux conversion jusqu'à 98 %[14]. Une fois obtenu, la benzophénone-imine est mise à réagir avec du cyanoacétate de 2-éthylhexyle à température ambiante[15]. Après distillation sous vide dans un évaporateur à couche mince (de), l'octocrilène est obtenu sous la forme d'une huile jaune clair avec un rendement de 94 % et une pureté de 99,5 %.
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Dégradation et risques environnementaux
Une étude de 2021 révèle qu'au cours du temps (environ un an), l'octocrylène se dégrade en benzophénone, un composé cancérogène, photomutagène et perturbateur endocrinien, dans les produits du commerce[16],[17].
Il a été observé que l'octocrylène s'accumule dans les coraux, sous forme de conjugués d'acides gras, et déclenche un dysfonctionnement mitochondrial[18]. En outre, il a été démontré que l'octocrylène traverse la peau dans des expériences humaines, pénètre dans la circulation sanguine, est métabolisé et finalement excrété dans l'urine sous la forme de ses métabolites[19],[20]. Les Palaos ont interdit la vente et l'utilisation de trois filtres UV toxiques pour les récifs, dont l'octocrylène, dans sa loi de 2018 sur l'éducation au tourisme responsable[21]. En 2019, les îles Vierges américaines ont également interdit la vente et l'utilisation d'oxybenzone, d'octinoxate (en) et d'octocrylène. En 2023, l'Anses transmet au gouvernement français une demande de restriction de l'usage d'octocrylène du fait de ses effets sur l'environnement[22].
Notes et références
Voir aussi
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