چکیده:
تری‌اتانول‌آمین لوریل اتر سولفات (TEA-Lauryl Ether Sulfate) یکی از سورفکتانت‌های آنیونی پرکاربرد در صنایع آرایشی، بهداشتی و شوینده است که به دلیل خاصیت کف‌کنندگی و سازگاری بالا با پوست، به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال، در فرآیند تولید این ترکیب امکان تشکیل دو ناخالصی ناخواسته و بالقوه سرطان‌زا به نام‌های N-Nitrosodiethanolamine (NDELA) و 1,4-Dioxane وجود دارد. درک مسیرهای واکنشی منجر به ایجاد این مواد و اتخاذ تدابیر کنترلی مناسب برای حذف یا کاهش آن‌ها، از نظر ایمنی و انطباق با الزامات بین‌المللی بسیار حائز اهمیت است. بعلاوه توصیه می شود که قبل از استفاده از ماده تری‌اتانول‌آمین لوریل اتر سولفات در محصولات آرایشی-بهداشتی، از نظر میزان آلودگی نیتروز دی اتانول آمین و 1و4-دی اکسان مورد بررسی قرار گیرد تا محصولات ایمن تری تولید گردد.
________________________________________
۱. تشکیل N-Nitrosodiethanolamine (NDELA)
ترکیب NDELA عمدتاً در اثر واکنش آمین‌های نوع دوم یا سوم مانند تری‌اتانول‌آمین (TEA) یا دی‌اتانول‌آمین (DEA) با عوامل نیتروزه‌کننده از جمله یون‌های نیتریت (NO₂⁻) تشکیل می‌شود. این واکنش در محیط‌های اسیدی یا در دماهای بالا تسریع می‌گردد. در فرآیند تولید TEA-LES، حضور ناخالصی‌های نیتریت در آب یا مواد اولیه، و یا آلودگی ناشی از مواد کمکی حاوی نیتروژن می‌تواند شرایط لازم برای نیتروزه شدن را فراهم کند.
فرآیند کلی واکنش را می‌توان به‌صورت زیر نمایش داد:
TEA (یا DEA) + Nitrite → N-Nitrosodiethanolamine + By-products
به‌دلیل خاصیت سرطان‌زایی اثبات‌شده نیتروزآمین‌ها، استانداردهای اروپایی و بین‌المللی حد مجاز بسیار پایین (معمولاً کمتر از 50 ppb) را برای این ترکیب در محصولات نهایی تعیین کرده‌اند. کنترل pH محیط واکنش، حذف نیتریت‌ها از آب فرایندی، استفاده از آمین‌های غیردی‌اتانولی، و کاهش دما در مراحل حساس از روش‌های اصلی پیشگیری از تشکیل NDELA محسوب می‌شوند.
________________________________________
۲. تشکیل 1,4-Dioxane
1,4-Dioxane یک ترکیب حلقوی اکسیژنه است که در مرحله اتوکسیلاسیون الکل‌های چرب (مانند لوریل‌الکل) جهت تولید لوریل اتر سولفات‌ها به‌عنوان محصول جانبی ایجاد می‌شود. در این مرحله، واکنش بین الکل چرب و اتیلن‌اکسید (EO) در حضور کاتالیزور، ممکن است منجر به واکنش‌های درون‌مولکولی آب‌زدایی بین زنجیره‌های اتوکسیلاتی گردد و در نتیجه، 1,4-Dioxane تشکیل شود. افزایش دما، زمان واکنش طولانی، نسبت زیاد اتیلن‌اکسید به الکل، و استفاده از کاتالیزورهای نامناسب از عوامل مؤثر در افزایش تولید این ناخالصی هستند. برای کنترل میزان 1,4-Dioxane، توصیه می‌شود از فرایند اتوکسیلاسیون تحت دمای کنترل‌شده (کمتر از 160 °C)، نسبت مولی بهینه EO، و پالایش نهایی به روش تقطیر یا بخارزنی (stripping) استفاده شود.
________________________________________
۳. جمع‌بندی
وجود ناخالصی‌های NDELA و 1,4-Dioxane در محصولات حاوی TEA-LES نه‌تنها از دیدگاه ایمنی مصرف‌کننده، بلکه از منظر الزامات قانونی نیز چالش‌برانگیز است. با رعایت اصول کنترل کیفیت در مواد اولیه، بهینه‌سازی شرایط واکنش، و به‌کارگیری روش‌های تصفیه پس از واکنش، می‌توان غلظت این ترکیبات را تا مقادیر بسیار پایین کاهش داد و محصولی ایمن، سازگار با استانداردهای جهانی و قابل‌اعتماد ارائه نمود.
________________________________________
منابع:
1. Lim, D. S. et al. (2018). Formation and inhibition of N-nitrosodiethanolamine in cosmetics. Food and Chemical Toxicology, 118, 595-601.
2. Beard, J. D. (2021). An Organic Chemist’s Guide to N-Nitrosamines. Journal of Organic Chemistry, 86(4), 2825-2842.
3. European Commission (2019). Opinion on Nitrosamines and Secondary Amines in Cosmetics. SCCS/1617/19.
4. Sasol Chemicals (2022). 1,4-Dioxane: A Current Topic for Household Detergent and Personal Care Formulators.
5. Shell Global (2021). 1,4-Dioxane in Alcohol Ethoxylates: Concentration, Measurement Methods and Mechanism of Formation.