Danh pháp

Tên chung quốc tế

Cyclopentasiloxane

Tên khác

Decamethylcyclopentasiloxane

Cyclomethicone 5

Tên danh pháp theo IUPAC

2,2,4,4,6,6,8,8,10,10-decamethyl-1,3,5,7,9,2,4,6,8,10-pentaoxapentasilecane

Mã UNII

0THT5PCI0R

Mã CAS

541-02-6

Cấu trúc phân tử

Công thức phân tử

C10H30O5Si5

Phân tử lượng

370.77 g/mol

Cấu trúc phân tử

Cyclopentasiloxane là polysiloxane dimethyl vòng phù hợp với cấu trúc chung của các hợp chất dimethyl polysiloxane vòng, trong đó n = 5, và các thành phần khác của cyclomethicon (trong đó n = 4, 6 hoặc 7) hiện diện ở mức dưới 1%.

Các tính chất phân tử

Số liên kết hydro cho: 0

Số liên kết hydro nhận: 5

Số liên kết có thể xoay: 0

Diện tích bề mặt tôpô: 46.2Ų

Số lượng nguyên tử nặng: 20

Các tính chất đặc trưng

Điểm nóng chảy: -38 °C

Điểm sôi: 210 °C

Tỷ trọng riêng: 0.9593 g/cu cm ở 20 °C

Độ nhớt: 3.9 cSt ở 25 °C

Độ tan trong nước: 0.00803 mg/mL

Hằng số phân ly pKa: -3.3

Dạng bào chế

Dung dịch: 0.16 g/0.6g, 0.17 g/8.5g, 0.18 g/0.6g, 0.20 g/0.6g, 80.0 g/200mL

Kem: 3.6 g/30mL, 0.35 mg/20mg

Độ ổn định và điều kiện bảo quản

Cyclopentasiloxane có độ ổn định cao trong điều kiện bình thường, nhưng có thể bị phân hủy khi tiếp xúc với các chất oxy hóa mạnh, nhiệt độ cao hoặc ánh sáng mặt trời. Để bảo quản cyclopentasiloxane, nên lưu trữ nó ở nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp và xa tầm tay trẻ em. Cũng nên đóng kín nắp chai sau khi sử dụng và không để cyclopentasiloxane tiếp xúc với các chất khác có thể gây phản ứng hóa học.

Nguồn gốc

Cyclopentasiloxane là gì? Cyclopentasiloxane là một loại silicone được sử dụng trong nhiều sản phẩm chăm sóc tóc và da. Cyclopentasiloxane là gì trong mỹ phẩm? Nó có khả năng làm mềm, làm mịn và bảo vệ da và tóc khỏi các tác nhân gây hại.

Cyclopentasiloxane được phát hiện vào những năm 1950 bởi các nhà khoa học của Dow Corning, một công ty chuyên về silicone. Họ đã nghiên cứu các đặc tính của silicone và phát triển các ứng dụng mới cho nó trong lĩnh vực mỹ phẩm.

Dược lý và cơ chế hoạt động

Cyclopentasiloxane có tác dụng gì? Cyclopentasiloxane là chất hoạt động giúp cải thiện texture, cho phép sản phẩm dễ dàng tán đều trên bề mặt da, ngăn chặn hiện tượng vón cục ở những khu vực da khô. Nhờ hoạt chất này, da có khả năng thẩm thấu đều đặn mọi thành phần chính của sản phẩm.

Cyclopentasiloxane thuộc nhóm Cyclomethicone, có đặc điểm nhẹ và dễ bay hơi. Tính năng này cho phép nó nhanh chóng bay hơi, giữ lại những thành phần quan trọng trên da mà không gây cảm giác nặng hay dính.

Cyclopentasiloxane có gây mụn không? Khi sử dụng, chất này tạo ra một lớp bảo vệ tạm thời, giảm thiểu việc mất nước và ngăn chặn sự xâm nhập của vi khuẩn và bụi bẩn. Một điểm đặc biệt là nó không gây tắc nghẽn lỗ chân lông. Tính chất dễ bay hơi của nó là lợi thế cho da dầu và da có xu hướng mụn, vì nó giúp ngăn chặn mồ hôi và bụi bẩn gây tắc nghẽn lỗ chân lông.

Ứng dụng trong y học

Cyclopentasiloxane (D5) nổi tiếng với khả năng bay hơi nhanh và tác động làm khô. Giống như Silicone, D5 cung cấp độ ẩm và bay hơi nhanh chóng. Chính vì tính chất này, Cyclopentasiloxane trong mỹ phẩm thường được các hãng lựa chọn làm thành phần chính trong chất bôi trơn và chất kết dính. D5 khi áp dụng lên da và tóc tạo ra một lớp màng bảo vệ, giúp tóc dễ gỡ rối, giảm nguy cơ gãy rụng và làm mềm các sợi tóc xoăn.

Sản phẩm chăm sóc cá nhân nhiều loại như keo xịt tóc, Cyclopentasiloxane trong kem chống nắng, kem che khuyết điểm, dầu xả và gội đầu, đều có thể chứa D5. Trên nhãn sản phẩm, Cyclopentasiloxane thường được ghi như decamethylcyclopentasiloxane hoặc D5.

Tùy theo công dụng, D5 có thể xuất hiện ở các nồng độ khác nhau. Với nồng độ thấp, nó giúp làm mềm da trong các loại kem dưỡng. Ở nồng độ cao hơn, nó lại được ưa chuộng trong kem chống nắng và các sản phẩm chăm sóc tóc và lông mi.

Một điểm mạnh của D5 là khả năng tương thích tốt với nhiều thành phần khác như dầu khoáng, ethanol và este axit béo. Với những đặc điểm nổi bật này, D5 trở thành thành phần không thể thiếu trong nhiều sản phẩm trang điểm như kem lót, kem nền, dưỡng môi và kem dưỡng mắt.

Bảo vệ và cung cấp dưỡng chất cho da

Cyclopentasiloxane không chỉ giúp bôi trơn, tăng độ bóng và chống thấm cho da, mà còn tạo nên một lớp màng bảo vệ trên bề mặt biểu bì da. Trước tác động của những sản phẩm không đảm bảo chất lượng, làm tổn hại da, cyclopentasiloxane trở thành nguyên liệu phục hồi và hỗ trợ điều trị những vết thương trên da.

Một điểm đáng chú ý là sau khi cung cấp đủ dưỡng chất cho da, cyclopentasiloxane nhanh chóng bay hơi mà không gây cảm giác bết dính hay tắc nghẽn lỗ chân lông. Với tính chất nhẹ, dù còn sót lại trên da, nó cũng không gây cảm giác ngột ngạt. Nhờ có thành phần này, sau khi sử dụng, da sẽ trở nên mềm mịn, tươi trẻ và dẻo dai hơn.

Giữ ẩm và làm chậm quá trình lão hóa

Cyclopentasiloxane giúp cân bằng độ ẩm trên da, giảm tình trạng mất nước, mang lại cảm giác mềm mịn và không khô căng. Thông qua các nghiên cứu, đã phát hiện ra rằng việc sử dụng cyclopentasiloxane có thể giảm thiểu, và thậm chí xoá bỏ các dấu hiệu lão hóa như vết chân chim và nếp nhăn, giúp da luôn giữ vẻ tươi trẻ.

Chất này được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại kem dưỡng da tay và cơ thể, vì nó mang lại cho da một cảm giác mịn màng, đàn hồi và độ bóng khỏe khoắn.

Phương pháp sản xuất

Trên thị trường, Cyclopentasiloxane được chiết xuất từ dimethyldichlorosilane. Trong quá trình thủy phân dichloride, thu được một pha hỗn hợp chứa dimethylsiloxan vòng và polydimethylsiloxane. Bằng phương pháp chưng cất, có thể tách biệt cyclopentasiloxane và các siloxan vòng khác ra khỏi hỗn hợp. Sử dụng các bazơ mạnh như KOH, quá trình này giúp cân bằng hỗn hợp polyme và siloxan vòng, từ đó chuyển hoá chúng thành các hợp chất siloxan vòng dễ bay hơi:

[(CH3)2SiO]5n → n [(CH3)2SiO]5,

với n là một giá trị số nguyên dương và chất xúc tác sử dụng trong phản ứng là KOH.

Độc tính ở người

Cyclopentasiloxane có hại không? Cyclomethicone và các siloxan vòng với độ dài chuỗi xác định (n = 4-7) đều phục vụ cho mục đích dưỡng da và tóc. Thành phần này khi tiếp xúc với da chỉ có mức độ hấp thụ rất thấp, và theo các dữ liệu hiện tại, không gây ra tình trạng kích ứng hay phản ứng dị ứng trên da. Hơn nữa, việc sử dụng mỹ phẩm chứa các thành phần này không gây ra bất kì rủi ro phơi nhiễm toàn thân. Theo nhận định của Hội đồng chuyên gia về thành phần mỹ phẩm, những hợp chất này hoàn toàn an toàn khi sử dụng theo liều lượng và nồng độ hiện hành.

Lưu ý khi sử dụng Cyclopentasiloxane

Theo báo cáo từ Nhóm Công tác Môi trường (EWG), D5 có khả năng gây rối loạn nội tiết và làm thay đổi cân bằng hormone. Khi sử dụng liên tục và ở liều lượng cao, D5 có thể mang đến những ảnh hưởng không mong muốn. Tuy nhiên, Hội đồng Chuyên gia Thành phần Mỹ phẩm xác nhận rằng các sản phẩm mỹ phẩm chứa thành phần này đều nằm trong mức độ an toàn cho người tiêu dùng.

Mặc dù chỉ khi các chất hóa học xâm nhập vào cơ thể mới có thể gây hại, D5 có tính chất bay hơi nhanh, giảm thiểu nguy cơ xâm nhập vào cơ thể khi tiếp xúc với da. Khi hít phải, Cyclopentasiloxane nhanh chóng được thải ra hoặc phân giải và loại bỏ qua nước tiểu, giảm thiểu khả năng tích tụ trong cơ thể.

Một số nghiên cứu cho thấy D5 không gây kích ứng da, và khi sử dụng trong sản phẩm như kem chống nắng và kem dưỡng da, nó còn giúp phòng ngừa các tình trạng kích ứng da như bệnh rosacea. Điều này chứng minh rằng Cyclopentasiloxane trong mỹ phẩm an toàn cho sức khỏe người dùng.

Cyclopentasiloxane có an toàn cho bà bầu không? Cyclopentasiloxane không an toàn cho bà bầu.

Một vài nghiên cứu của Cyclopentasiloxane trong Y học

Ảnh hưởng của dầu silicon đến cấu trúc vi mô, sự tạo gel và tính chất lưu biến của oleogel dầu mè sorbitan monostearate–sesame

Oleogel chứa dầu hoặc chất lỏng không phân cực được tạo gel bằng một chất gọi là chất tạo gel hữu cơ. Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá tác động của việc bổ sung dầu silicone (cyclopentasiloxane) vào quá trình tạo gel và đến các tính chất của sorbitan monostearate (SMS) – oleogel dầu mè và so sánh với oleogel dầu mè SMS – oleogel và SMS– oleogel cyclopentasiloxan.

Ba pha dầu khác nhau; pha dầu mè, pha cyclopentasiloxane và hỗn hợp cyclopentasiloxane và dầu mè, được sử dụng để điều chế oleogel bằng máy tạo gel SMS. Nồng độ tạo gel tới hạn (CGC) của oleogel được xác định bằng cách sử dụng nồng độ SMS khác nhau trong khoảng 5%–22% (w/w).

Đặc tính của các oleogel được phát triển được thực hiện bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR), kính hiển vi ánh sáng phân cực, máy đo lưu biến, nhiễu xạ tia X (XRD) và phép đo nhiệt lượng quét vi sai (DSC).

Việc bổ sung cyclopentasiloxane làm giảm CGC của oleogel dầu mè SMS từ 20% xuống 10% (w/w). Trong đặc tính hiển vi, các oleogel với hỗn hợp các pha dầu cho thấy mạng lưới gel ba chiều dài hơn và dày hơn so với các oleogel với dầu mè và cyclopentasiloxane. Các nghiên cứu FTIR đã chứng minh rằng sự hình thành mạng lưới này chủ yếu là do liên kết hydro.

Các phép đo lưu biến cho thấy rằng sự kết hợp giữa cyclopentasiloxane và dầu mè tạo ra gel mạnh với giá trị mô đun phức tạp cao hơn và vùng nhớt đàn hồi tuyến tính dài hơn so với oleogel được điều chế bằng dầu mè và cyclopentasiloxane. Ngoài ra, oleogel với sự kết hợp của hai loại dầu có entanpy (ΔHm) và entropy (ΔSm) cao hơn do đó có thể làm tăng độ ổn định nhiệt động của oleogel.

Do đó, việc bổ sung cyclopentasiloxane có thể cải thiện các tính chất vật lý, nhiệt và độ ổn định của oleogel dầu mè SMS, mang lại cảm giác tốt hơn và tính thẩm mỹ của sản phẩm tốt hơn. Oleogel được phát triển có thể là chất mang mới để vận chuyển thuốc tại chỗ.

Tài liệu tham khảo

1. Drugbank, Cyclopentasiloxane, truy cập ngày 24 tháng 10 năm 2023.
2. Mya Thet Htar Swe, Panida Asavapichayont, Effect of silicone oil on the microstructure, gelation and rheological properties of sorbitan monostearate–sesame oil oleogels, Asian Journal of Pharmaceutical Sciences, Volume 13, Issue 5, 2018, Pages 485-497, ISSN 1818-0876, https://doi.org/10.1016/j.ajps.2018.04.006.
3. Pubchem, Cyclopentasiloxane, truy cập ngày 24 tháng 10 năm 2023.
4. Bộ Y Tế (2012), Dược thư quốc gia Việt Nam, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội