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吡罗克酮相关物质B(CAS:50650-75-4)的合成与应用

发布时间:2026-10-08 14:09浏览次数:times

摘要

吡罗克酮相关物质B(英文名称:Piroctone Related Compound B;化学名:4-甲基-6-(2,4,4-三甲基戊基)-2H-吡喃-2-酮,CAS号:50650-75-4)是去屑活性成分吡罗克酮乙醇胺盐(Piroctone Olamine)合成路线中的关键医药中间体。该化合物同时也是美国药典(USP)指定的吡罗克酮杂质对照品标准物质(USP Catalog No. 1544428),用于吡罗克酮乙醇胺盐原料药的质量控制与杂质分析。其在工业上的核心价值在于作为吡喃酮前体,通过羟胺化反应转化为吡罗克酮(1-羟基-4-甲基-6-(2,4,4-三甲基戊基)-2(1H)-吡啶酮),进而与乙醇胺成盐得到最终去屑活性物吡罗克酮乙醇胺盐。吡罗克酮乙醇胺盐广泛应用于去屑洗发水、护发素、头皮护理精华等洗护产品,在1%浓度下4周内可减少60%–80%的头屑,效果与1%吡硫翁锌及2%酮康唑相当。

一、基本信息

项目内容
中文名称吡罗克酮相关物质B;4-甲基-6-(2,4,4-三甲基戊基)-2H-吡喃-2-酮
英文名称Piroctone Related Compound B; 4-Methyl-6-(2,4,4-trimethylpentyl)-2H-pyran-2-one
CAS号50650-75-4
分子式C₁₄H₂₂O₂
分子量222.32 g/mol
USP标准品编号1544428
UNII65V4CH23S0
外观无色至淡黄色油状液体
沸点326.4 ± 11.0 °C(预测值)
密度0.951 ± 0.06 g/cm³(预测值)
溶解性微溶于氯仿、乙酸乙酯
储存条件2–8°C,密封干燥保存
海关编码2932999099
主要应用医药中间体;杂质对照品标准物质


二、合成过程简述

吡罗克酮相关物质B的工业制备通常采用两步法。第一步以3,5,5-三甲基己酰氯与异戊烯酸甲酯为起始原料,在三氯化铝催化下进行傅克酰基化反应,得到3,7,9,9-四甲基-2-癸烯-5-酮酸甲酯中间体;第二步经分子内环化反应生成目标吡喃酮化合物50650-75-4。产物经溶剂萃取、减压精馏等后处理步骤获得高纯度产品,纯度可达98%以上(HPLC)。

该化合物作为吡罗克酮乙醇胺盐合成的直接前体,在后续步骤中与羟胺盐酸盐在乙醇/水体系中于85°C反应8小时,完成羟胺化转化,得到1-羟基-4-甲基-6-(2,4,4-三甲基戊基)-2(1H)-吡啶酮(即吡罗克酮),再滴加乙醇胺成盐即得终产物吡罗克酮乙醇胺盐(CAS 68890-66-4),以吡喃酮计的总收率可达约71.6%,纯度达99.62%。

三、核心应用领域

3.1 作为吡罗克酮乙醇胺盐的合成中间体

吡罗克酮相关物质B最核心的工业用途是作为去屑剂吡罗克酮乙醇胺盐(OCT)的关键合成中间体。吡罗克酮乙醇胺盐是目前化妆品法规体系中唯一可用于免洗类发用产品的去屑止痒剂,其分子结构中的羟肟酸基团赋予了对马拉色菌(Malassezia)的特异性抑制作用。

由50650-75-4出发的合成路线在工业上具有显著优势:原料转化率可达100%(HPLC监测),终产物收率稳定在70%以上,且反应条件温和(85°C、常压),适合公斤级至吨级规模化生产。

3.2 杂质对照品与质量控制标准物质

该化合物被美国药典(USP)收录为吡罗克酮乙醇胺盐的指定杂质对照品,即“Piroctone Related Compound B”(USP Reference Standard,货号1544428)。在吡罗克酮乙醇胺盐原料药的质量标准中,该杂质需被严格控制和定量检测,以确保终产品符合药典和化妆品法规的纯度要求。

分析方法:通常采用高效液相色谱法(HPLC)进行分离和定量,检测波长和流动相体系需根据USP专论条件设定。此外,该化合物也可用于滴定分析、定性及定量分析等分析化学场景。

3.3 下游应用产品全景

由50650-75-4合成的吡罗克酮乙醇胺盐,其终端应用覆盖以下产品形态:

(1)去屑洗发水与头皮清洁产品。 这是最主要的应用场景。吡罗克酮乙醇胺盐在冲洗型产品中的法规允许最高浓度为1.0%(欧盟化妆品法规Annex V,第35条)。典型添加量为0.3%–1.0%,可直接加入表面活性剂清洁体系中,与月桂醇聚醚硫酸酯钠(SLES)、椰油酰胺丙基甜菜碱等常用表活兼容良好。

(2)护发素与免洗型发用产品。 由于吡罗克酮乙醇胺盐是唯一获准用于免洗型产品的去屑剂,其在护发素、发用喷雾、头皮精华液等产品中具有不可替代性。免洗型产品中的最高允许浓度为0.5%(欧盟,用于防腐目的时)。

(3)头皮护理精华与药用去屑洗剂。 针对脂溢性皮炎、头皮瘙痒等适应症,含吡罗克酮乙醇胺盐的头皮护理精华可提供持续的抗真菌和抗炎作用,是去屑类皮肤科辅助护理产品的重要活性成分。

(4)抗屑洁面皂与沐浴露。 在香皂和沐浴产品中,吡罗克酮乙醇胺盐兼具杀菌剂和防腐剂双重功能,对皮肤表面常见细菌和真菌具有广谱抑制活性,同时具有一定的增稠辅助作用。

(5)面部护理与祛痘产品。 利用其抗菌和抗氧化特性,吡罗克酮乙醇胺盐也被用于面部清洁和祛痘类产品中,通过抑制痤疮丙酸杆菌等相关微生物的生长发挥辅助作用。

四、作用原理

吡罗克酮乙醇胺盐的去屑止痒作用通过多重机制协同实现:

(1)抗真菌机制。 吡罗克酮乙醇胺盐对头屑的主要致病真菌——马拉色菌(包括M. furfur和M. sympodialis)具有直接杀灭和生长抑制作用。其羟肟酸结构能够螯合真菌细胞代谢必需的铁离子,干扰线粒体呼吸链电子传递,从而抑制真菌的增殖。

(2)抗氧化与过氧化物分解。 该化合物能够分解头皮皮脂中的过氧化物,减少氧化应激对头皮角质形成细胞的刺激,从而从源头阻断头屑产生的外部诱因,而非仅依赖物理剥脱方式去除已形成的头屑。

(3)细胞更新调控。 吡罗克酮乙醇胺盐可有效控制皮肤和头皮细胞的过度增殖,减少脱屑,使头皮的自然更新周期恢复正常化,同时抑制皮脂腺的过度分泌活动。

五、同生态位产品优势对比

对比维度吡罗克酮乙醇胺盐(由50650-75-4合成)吡硫翁锌(ZPT)酮康唑
去屑效力(1%浓度)4周减少60%–80%头屑4周减少约60%–75%2%浓度效果相当
免洗型产品适用性✅ 法规允许(≤0.5%)❌ 主要用于冲洗型❌ 药品管理,非化妆品常规成分
环境友好性优于ZPT欧盟已限制/禁止在化妆品中使用—
长期使用安全性刺激性低,适合长期维护存在环境累积风险长期使用可能出现耐药性
抗真菌谱对马拉色菌高效广谱但机制单一强效但属药物范畴
溶解性与配伍性pH 3–9范围内稳定,与常见表活兼容需特定pH条件需处方设计优化


六、FAQ(常见问题解答)

Q1:吡罗克酮相关物质B和吡罗克酮乙醇胺盐有什么区别?

A:吡罗克酮相关物质B(CAS 50650-75-4)是合成中间体,化学结构为4-甲基-6-(2,4,4-三甲基戊基)-2H-吡喃-2-酮;吡罗克酮乙醇胺盐(CAS 68890-66-4)是终产物活性成分,由前者经羟胺化反应并成盐制得。前者是原料,后者是直接添加到去屑洗发水等产品中的功能性成分。

Q2:50650-75-4在化妆品中可以直接使用吗?

A:不可以。该化合物是医药中间体,不直接作为化妆品成分使用。其功能是为合成吡罗克酮乙醇胺盐提供吡喃酮骨架。在化妆品法规中,被监管和允许使用的是吡罗克酮乙醇胺盐本身,而非该中间体。

Q3:吡罗克酮乙醇胺盐为什么比吡硫翁锌更适合现代去屑产品?

A:核心优势在于环境友好性和法规适配性。吡硫翁锌(ZPT)因环境毒性问题在欧盟已被限制使用,而吡罗克酮乙醇胺盐被证明对环境的影响更小,且是唯一获准用于免洗型发用产品的去屑剂,契合“无硅油”“无硫酸盐”等清洁标签趋势。

Q4:50650-75-4作为USP标准品的主要用途是什么?

A:作为USP Reference Standard(货号1544428),该物质用于吡罗克酮乙醇胺盐原料药的系统适用性试验和杂质定量分析,确保终产品中该相关物质的含量符合药典限值要求。也可用于化妆品原料的质量控制实验室。

Q5:含吡罗克酮乙醇胺盐的去屑产品适合长期使用吗?

A:临床研究表明,1%吡罗克酮乙醇胺盐洗发水在4周内可显著减少头屑,且副作用少,适合长期管理。与唑类抗真菌剂相比,吡罗克酮乙醇胺盐在长期使用中的耐药性风险更低,更适合作为日常去屑维护方案的活性成分。

七、安全与法规信息

吡罗克酮相关物质B本身属于研究用化学品,安全数据表(SDS)将其归类为:急性毒性-经口,类别4(H302:吞咽有害);长期水生危害,类别2(H411:对水生生物有毒并具有长期持续影响)。操作时应佩戴适当的个人防护装备,避免吸入蒸气或雾滴,避免皮肤和眼睛接触,储存于2–8°C的密封容器中。

其下游产物吡罗克酮乙醇胺盐在欧盟化妆品法规(EC)No 1223/2009中列入Annex V第35条,作为防腐剂使用时在冲洗型产品中最高允许浓度为1.0%,在其他产品中为0.5%。日本对吡罗克酮乙醇胺盐在部分化妆品类型中的使用有限制性规定。


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