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Projet tutoré de Chimie Analytique : Les Parabènes Juricic Pauline Dejean Amand

Projet tutoré de Chimie Analytique : Les Parabènes Juricic Pauline Dejean Amandine 1 Rapport bibliographique : Table des matières : Introduction Propriétés physico-chimique et structure chimique Utilisation dans l’industrie Législation Activité de type hormonale Synthèse industrielle Biosynthèse 2 Introduction : Pour le projet tutoré de Chimie Analytique, nous avons décidé d’étudier les Parabènes. La famille des parabènes regroupe les esters de l'acide p-hydroxybenzoique. Le nom de parabènes est d'ailleurs une compression du nom de PARAhydroxyBENzoates. Les parabènes sont des substances utilisées comme conservateurs pour empêcher le développement des bactéries et des champignons. En raison de leurs propriétés antibactériennes et antifongiques, ces conservateurs sont présents dans les cosmétiques, les médicaments et les aliments. Propriété physico-chimique et structure chimique : Structure moléculaire d’un parabène (parahydroxybenzoate d'alkyle) où R = groupe alkyle R Méthyl Ethyl Propyl Butyl N° CAS 99-76-3 120-47-8 94-13-3 94-26-8 N°EINECS 202-785-7 204-399-4 202-307-7 202-318-7 N° E E 218 E 214 E 216 ----- Formule Brute C8H8O3 C9H10O3 C10H12O3 C11H14O3 Masse molaire (g/mol) 152,05 166,06 180,08 194,09 Point de fusion (°C) 131 116-118 96-98 68-69 Point d'ébullition (°C) 270-280 297-298 ---- ---- Solubilité dans l'eau a 25°C 0,25% 0,17% 0,05% 0,02% Pka 8,17 8,22 8,35 8,37 Apparence ( à 25°C) cristaux incolores sans odeur et sans gout Tableau des propriétés physico-chimiques des principaux parabènes 3 Les différentes propriétés physico-chimiques des parabènes les plus couramment utilisés sont regroupées dans le tableau ci dessus. Cependant, on trouve aussi l'isopropyl, l'isobutyl et le benzylparaben qui ne sont pas détaillés dans le tableau du fait de leur faible emploi. Avec un pKa moyen de 8,2 les parabènes sont des acides faibles. Ils se trouvent donc sous leur forme acide dans les produits cosmétiques et alimentaires qui ont un pH compris entre 5 et 7. Compte tenu de leurs hauts points d'ébullition supérieurs a 270°C, les parabènes sont des composés stables a haute température. C’est la raison pour laquelle ils sont souvent utilisés dans les produits destinés à la cuisson. Utilisation dans l’industrie : Les parabènes sont fréquemment utilisés dans l’industrie alimentaire et cosmétique pour leurs propriétés antifongiques et antibactériennes mais aussi pour leur bonne stabilité chimique (vis-à-vis du pH et de la Température), leur faible toxicité, leur biodégradabilité et leur faible cout. Dans l’industrie cosmétique, les parabènes sont utilisés dans 80% des formulations cosmétiques car ils peuvent être présent dans les produits en contact avec la peau, les muqueuses, les cheveux, les ongles, les aisselles sans danger. Ce sont les parabènes aux chaines alkyles courtes ou moyennes qui sont préférentiellement employés dans ce domaine. Dans l’industrie alimentaire, les parabènes sont utilisés dans les pâtisseries, les glaces, les sodas, les confitures, les gelées, les conserves, les sirops … Ce sont les parabènes méthyl et propyl qui sont préférentiellement employés dans ce domaine en combinaison avec d’autres conservateurs comme des précurseurs* du formaldéhyde*, des isothiazolinones* ou du phenoxyéthanol* afin de compléter leur spectre d’action. D'après l'Agence nationale de sécurité du médicament(ANSM), les parabènes sont généralement bien tolérés dans les médicaments, donc par voie orale. Ils sont souvent utilisés dans les crèmes désinfectantes, sirops contre la toux, gouttes nasales ou auriculaires, ovules et suppositoires, traitements contre les troubles intestinaux, produits contre la douleur ou encore les antibiotiques... L'association de méthylparabène et de propylparabène (qui permet de diminuer les doses respectives des deux composés) est la plus souvent utilisée. Il faut savoir que dans un parabène, plus la chaine alkyle est grande, plus leur solubilité dans l’eau décroit et leur pouvoir antibactérien augmente. 4 Plus R (chaine alkyle) , plus solubilité dans l’eau et plus pouvoir antibactérien . Ainsi, les methylparabènes et éthylparabènes, bien que présentant les plus faibles actions antimicrobiens, sont les plus utilises du fait de leur grande solubilité en phase aqueuse. En effet, les attaques microbiennes sont majoritaires dans cette phase. C'est pourquoi, en formulation, on préfère souvent utiliser une combinaison des différents parabènes, à chaines alkyles courtes ou moyenne plutôt qu'un seul. La protection de toutes les phases (aqueuse et huileuse) est ainsi assurée dans les produits cosmétiques. Législation : La législation européenne autorise l'utilisation de parabènes dans les cosmétiques et un ou plusieurs parabènes peuvent être présents dans un produit donné. La concentration totale maximale autorisée dans ces produits de consommation est de 8g de parabènes par kg du produit cosmétique, aucun parabène ne devant avoir une concentration supérieure à 4 g/kg. Après avoir examiné les informations scientifiques les plus à jour, le Comité Scientifique de Sécurité des Consommateurs a confirmé que pour les petites molécules de parabène (parabènes de méthyle et d'éthyle), cette limite était considérée comme sûre. Pour les molécules de parabène plus longues (parabènes de propyle et de butyle), le CSSC recommande d'abaisser la limite à une concentration totale maximale de 1,9 g/kg. Pour d'autres parabènes (parabènes d'isopropyle, d'isobutyle et de phenyle), qui sont moins utilisés, on dispose de très peu d'informations et le risque potentiel ne peut être évalué. Activité de type hormonale : La principale inquiétude concernant la présence de parabènes dans les cosmétiques est la possibilité que certains d'entre eux agissent comme des hormones dans le corps, notamment comme des œstrogènes, l'hormone sexuelle de la femme. Cette caractéristique peut conduire à une promotion de tumeurs œstrogèno- dépendantes. Dans les systèmes de tests en laboratoire et chez les animaux, une certaine activité de type hormonale a été observée pour les parabènes, mais cette activité est des milliers, voire des millions de fois plus faible que l'activité des hormones naturelles. Ces propriétés semblables à celles hormonales semblent augmenter avec la taille des molécules de parabène. Jusqu'à présent, d'autres études expérimentales sur les effets éventuels de l'utilisation de parabènes sur la reproduction n'ont pas été concluantes et beaucoup d'entre elles comportaient des lacunes qui rendent leurs résultats difficiles à interpréter. 5 Synthèse industrielle : Les parabènes, en tant qu'esters, sont préparés à partir de l'acide p-hydroxybenzoique et l'alcool correspondant à la chaine alkyle souhaitée. Le procédé industriel utilise le phénol comme précurseur de l'acide, selon la réaction de Kolbe-Schmitt. Cette réaction consiste en la carboxylation à chaud et sous pression du phénol en présence d'un sel métallique et de dioxyde de carbone (figure ci dessous). Figure 1 : réaction de Kolbe-Schmitt L'acide p-hydroxybenzoique est ensuite engagé dans une réaction d'estérification. L'acide sulfurique y est employé industriellement en tant que catalyseur. En variant l'alcool utilisé, on peut ainsi obtenir toute la famille des parabènes. La réaction s'effectue a chaud, non pas pour améliorer le rendement car l'estérification est une réaction pratiquement athermique mais afin d'atteindre plus rapidement l'état d'équilibre. Biosynthèse : Les parabènes existent aussi à l’état naturel dans certains aliments tels que la mûre, l'orge, la fraise, le cassis, la vanille, la carotte ou l'oignon, des aliments préparés à partir de plantes (jus de raisin, autres jus, vinaigre de vin, etc.) et certains fromages. On les trouve également dans les produits fabriqués par les abeilles (propolis, gelée royale, etc.). Ils sont aussi naturellement présents dans le corps humain (précurseur du coenzyme Q10) 6 uploads/Industriel/ recherche-bibliographique-de-dosage-des-parabens-dans-les-cosmetiques.pdf