十四酸十四酯的制备工艺、应用与安全性

2026/1/21 11:45:04 作者:电离式

介绍

十四酸十四酯(Myristyl Myristate)又被称为肉豆蔻酸肉豆蔻酯,分子式 C₂₈H₅₆O₂,由 14 碳的肉豆蔻酸与 14 碳的肉豆蔻醇通过酯化反应形成,纯品为半透明白色至类白色固体,具有结晶结构,散发微弱气味,口感平淡温和,无刺激性异味。易溶于沸腾的乙醇、乙醚、氯仿及固定油类,不溶于水和冷酒精。

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图一 十四酸十四酯

制备工艺

早期制备十四酸十四酯的方法主要包括植物原料提取、原油经典酯交换反应及发酵法生物合成。植物提取法依赖于天然产物中的微量存在,面临原料稀缺、提取成本高的问题;酯交换与发酵法则普遍存在反应条件苛刻、目标产物产率低、副产物复杂等缺陷,难以满足化妆品行业对高纯度、低成本原料的规模化需求。这些传统方法的局限性推动了新型合成技术的研发,酶法催化合成逐渐成为主流方向。

酶法合成

选用南极假丝酵母(Candida antarctica)来源的固定化脂肪酶(Novozym 435)作为催化剂,该酶通过重组 DNA 技术将脂肪酶基因转入米曲霉(Aspergillus oryzae)中表达,并固定于大孔丙烯酸树脂上,颗粒直径 0.3-0.9mm,酯合成活性达 7000 PLU/g,具有热稳定性强、选择性高的优势。以肉豆蔻酸与肉豆蔻醇为原料,采用批次搅拌釜反应器,通过 3×2 因子设计考察了温度(60-80℃)、压力(60-710 mmHg)与催化剂浓度(3%-7% wt)对反应 2 小时后酯产率的影响。工作压力是最显著的影响因素且呈负效应,压力升高时,酯产率下降 4.61%,这是因为真空条件能有效移除反应生成的水,推动酯化平衡向产物方向移动;温度与催化剂浓度则呈正效应,温度每升高 1℃,酯产率线性阶段提升 0.30%,催化剂浓度每增加 1% wt,产率提升 1.84%。

通过二次响应面模型优化,确定最优反应条件为:温度 80℃、压力 60 mmHg、催化剂浓度 7% wt、酸醇摩尔比 1:1,在此条件下酯产率高达 98%。与传统方法相比,酶法合成具有显著优势:反应条件温和(无需高温高压)、催化效率高、产物纯度高(无副产物检测)、纯化步骤简化,且产物可被视为天然产品[1]。

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图二 酶法合成十四酸十四酯的质谱

化妆品应用

十四酸十四酯的应用目前以化妆品行业为主,熔点范围为 43-47℃,接近人体皮肤温度,使其在涂抹后能快速融化并贴合皮肤;50℃时比重为 0.820-0.840,质地轻盈,无厚重黏腻感。在化妆品配方中能与油脂类成分良好相容,同时避免因水溶性导致的配方不稳定。作为饱和脂肪酸酯,不易发生自动氧化,皂化值为109-120,化学性质稳定,能延长化妆品产品的保质期。涂抹后能在皮肤表面形成均匀的保护膜,减少水分流失,同时增加产品的顺滑度与延展性,改善化妆品的使用体验。

安全性评估

十四酸十四酯的安全性已通过多项动物实验与临床研究验证,CIR 专家小组基于充分的数据得出在化妆品中使用安全的结论。

急性毒性

经口毒性:大鼠口服急性 LD₅₀超过 14.4 g/kg,小鼠口服含 60%-65% 鲸蜡酯(含十四酸十四酯)的产品 LD₅₀超过 20 g/kg,远高于常规使用剂量,表明其经口毒性极低;兔子经皮涂抹 2.0 g/kg 十四酸十四酯后,未出现明显毒性反应,皮肤无红肿、溃烂等异常。

刺激性与致敏性

多项研究表明十四酸十四酯仅产生轻微至温和的皮肤刺激,50% 浓度稀释液在人体皮肤刺激性试验中被判定为非刺激性;含 8%的配方在人体试验中仅表现出最低程度的刺激;对兔子眼部的刺激性试验显示,仅产生短暂轻微刺激,后续观察无持续性损伤;豚鼠致敏试验中未发现皮肤致敏证据,人体皮肤致敏试验也未出现过敏反应,表明其无致敏风险;临床研究未发现其具有光毒性或光致敏性,使用后暴露于阳光下不会引发皮肤异常反应。

代谢安全性

十四酸十四酯进入人体后,可通过化学或酶促水解生成肉豆蔻酸与肉豆蔻醇,二者均为天然存在于动植物体内的成分,肉豆蔻酸更是人体可消化吸收的脂肪酸,不会在体内蓄积,代谢过程安全无残留[2]。

参考文献

[1]Garcia T ,Martinez M ,Aracil J .Enzymatic Synthesis of Myristyl Myristate. Estimation of Parameters and Optimization Of the Process[J].Biocatalysis and Biotransformation,2009,14(1):67-85.DOI:10.3109/10242429609106877.

[2]Nair B. Final report on the safety assessment of cetyl esters[J]. International Journal of Toxicology, 1997, 16:123-130.

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