Reações químicas em ingredientes cosméticos

Saiba quais são as principais reações químicas usadas no desenvolvimento de ingredientes cosméticos

Reações químicas

Reações químicas são processos nos quais ocorrem a reorganização dos átomos dos reagentes, formando produtos. Ou seja, ocorrem mudanças nas moléculas, onde as mesmas ganham novas propriedades. Nesse artigo irei falar um pouco sobre três reações químicas importantes em ingredientes cosméticos: etoxilação, sulfatação e quaternização.  

Etoxilação

O óxido de etileno (C₂H₄O) é uma molécula em que há um anel formado por dois átomos de carbono e um átomo de oxigênio, com quatro átomos de hidrogênio completando as valências dos carbonos. Esse anel se liga a qualquer composto que apresente um hidrogênio ácido, como álcoois graxos, ácidos carboxílicos e aminas. Essas reações normalmente são processadas em meios catalisados por bases, sendo o hidróxido de potássio e o hidróxido de sódio as bases mais usadas. 

Quanto maior o número de moléculas de óxido de eteno em um tensoativo, maior é a sua solubilidade em água. Logo, quanto maior o número de moléculas de óxido de eteno que fizer parte da região polar de um tensoativo (maior grau de etoxilação), mais moléculas de água serão atraídas. 

Ou seja, a etoxilação transforma compostos hidrofóbicos em compostos com propriedades tensoativas, que é a capacidade de um ingrediente de reduzir a tensão superficial através da atuação na superfície dos materiais. Na prática, isso significa que esses ingredientes cosméticos possuem solubilidade em componentes lipofílicos e hidrofílicos, podendo ser usados como emulsionantes, solubilizantes ou surfactantes em sistemas de limpeza. 

Diversos ingredientes cosméticos passam por reações químicas para ganharem novas propriedades e novas aplicações. Ésteres, que normalmente são utilizados como emolientes, podem passar pelo processo de etoxilação, para ganhar solubilidade em água. Dessa maneira, podem ser aplicados em sistemas aquosos e solubilizar ingredientes lipofílicos. 

Álcoois etoxilados

Quando o ingrediente possui o sufixo “eth” quer dizer que ele é um álcool etoxilado. Utiliza-se o nome da cadeia carbônica do álcool, seguido do sufixo “eth”. O número na frente representa o número médio de moléculas de óxido de etileno, por exemplo:  Ceteareth-20 (álcool cetoestearílico etoxilado com 20 moles de óxido de etileno). 

Demais compostos

Os demais componentes que não são nomeados com o sufixo “eth” e possuem frações de polietilenoglicol recebem a denominação “PEG”, seguida do número médio de moles de óxido de etileno. Exemplo: PEG-12 Dimethicone.

Polissorbatos

Representam os ésteres sorbitanos etoxilados. São nomeados de acordo com a sua cadeia de ácido graxo e o número que a representa: monolaurato (20), monopalmitato (40), monoestearato (60) e monooleato (80). Exemplos:

• Polysorbate 20: polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate;
• Polysorbate 80: polyoxyethylene (20) sorbitan monooleate. 

O valor de referência (20) corresponde ao número de grupos oxi-etoxilados das moléculas. 

Tabela 1: Exemplos de ingredientes cosméticos etoxilados/propoxilados

Propoxilação

Essa reação é análoga à reação de etoxilação, e pode ocorrer em álcoois, álcoois etoxilados, ácidos, aminas e óleos vegetais. Os compostos propoxilados são nomeados como derivados de Polipropileno glicol, que é abreviado como “PPG”, seguido pelo número médio de óxido de propileno. Exemplo: PPG-10 Lauryl Ether.  

Ésteres alcoxilados

São nomeados como derivados de PEG e PPG. Exemplo: PPG-10 Stearate. 

Sulfatação

Sulfatos são compostos que contém uma ligação de carbono, oxigênio e enxofre. Ingredientes sulfatados incluem Lauril Sulfato de Sódio e Lauril Éter Sulfato de Sódio. Sulfatos são feitos através da reação de álcoois graxos ou álcoois graxos etoxilados com reagentes como SO₃  (óxido sulfúrico) e ácido clorosulfônico. 

Os surfactantes sulfatados normalmente são usados como surfactantes primários em formulações cosméticas. O surfactante primário normalmente é o surfactante em maior concentração na formulação e é o principal responsável pela limpeza e formação de espuma. 

Tabela 2: Exemplos de ingredientes cosméticos sulfatados

Quaternização

A quaternização é uma reação muito usada na produção de tensoativos catiônicos. Esses tensoativos são usados majoritariamente como emulsionantes em produtos capilares. Por possuírem carga positiva, neutralizam as cargas negativas e amenizam fatores como frizz e danos no geral na fibra capilar. 

A quaternização é o processo de alquilação completo da amônia ou outras aminas. Ou seja, é a conversão de aminas terciárias em sais quaternários. A alquilação é o processo onde há introdução de grupamentos alquila (um grupo funcional), por substituição ou adição, em compostos orgânicos. Compostos quaternários de amônio consistem em quatro cadeias alquil ao redor de um átomo de nitrogênio. 

Sais quaternários de amônio normalmente possuem o sufixo “ium”. O termo “monium” indica que um nitrogênio quaternário foi substituído por um monometil. O termo “dimonium” indica que que o nitrogênio quaternário foi substituído por um dimetil. Por fim, o termo “trimonium” indica que o nitrogênio quaternário foi substituído por um trimetil. 

Tabela 2: Exemplos de ingredientes cosméticos sulfatados

Conclusão

As reações químicas são processos importantes na produção de ingredientes cosméticos e são responsáveis por darem novas propriedades aos compostos. Nesse artigo foram apresentadas três reações comuns em ingredientes cosméticos: etoxilação, sulfatação e quaternização. Essas reações são importantes, principalmente, para a produção de tensoativos. A etoxilação consiste, basicamente, na adição de moléculas de óxido de etileno em compostos como álcoois graxos e aminas. A sulfatação consiste na reação entre álcoois graxos e álcoois graxos etoxilados com reagentes como óxido sulfúrico e ácido clorosulfônico. Por fim, a quaternização é a conversão de aminas terciárias em sais quaternários.

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Referências
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DALTIN, Decio. Tensoativos: química, propriedades e aplicações. Editora Blucher, 2011.
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