Butyleenglycol

Voor jou als gebruiker is butyleenglycol in de eerste plaats een hulpstof die de verzorging aangenaam maakt, geen werkzame stof met een eigen belofte. De twee hydroxygroepen van het molecuul trekken water aan, daarom werkt de stof op het huidoppervlak als vochtvasthoudend middel en helpt hij de huid zacht en soepel te houden. Daarnaast brengt hij andere bestanddelen in oplossing en zorgt er zo mede voor dat plantenextracten, vitaminen of andere werkzame stoffen gelijkmatig in de formule verdeeld zijn. Op de website draagt butyleenglycol de verdraagzaamheidsscore 3, dus een laag risico, omdat sommige adviesbronnen de stof kritisch bekijken, terwijl vakbronnen geen beperking noemen.

Typische producten met dit ingrediënt zijn crèmes, gels en serums, maar ook shampoos en conditioners, omdat de stof zowel in leave-on- als in rinse-off-formules wordt gebruikt. In haarverzorgingsproducten kan hij de schubbenlaag gladstrijken en het haar een zachter gevoel geven. Een lexicon over Koreaanse cosmetica beschrijft hem als bestanddeel van veel huidverzorgingsproducten, omdat hij werkzame stoffen transporteert en formules soepel maakt. Een bron over natuurcosmetica benadrukt dat de stof vooral het uitdrogen van het product voorkomt en de formule beter bestand maakt tegen vocht.

Van butyleenglycol mag je vooral een aangename, niet plakkerige textuur verwachten en een bijdrage aan de vochtvoorziening van het huidoppervlak. Een adviesbron beschrijft bovendien dat glycolhoudende producten een glad, zijdezacht oppervlak achterlaten. Wat je niet moet verwachten: de CosIng-functies zeggen alleen welke taak een stof in een formule heeft; als bewijs voor de werking van een afgewerkt product zijn ze niet geschikt, omdat pas de dosering en het samenspel van alle bestanddelen daarover beslissen. Of een crème werkelijk goed verzorgt, hangt dus af van de overige bestanddelen, niet van butyleenglycol alleen.

Grenzen zijn er vooral bij een zeer gevoelige huid. Meerdere adviesbronnen beschouwen de stof als goed verdraagbaar en melden slechts zelden irritaties of allergische reacties. Een andere bron merkt op dat de stof bij sommige personen de poriën kan beïnvloeden of de huid kan prikkelen. Wie gevoelig reageert op glycolen, let daarom op de vermelding Butylene Glycol in de ingrediëntenlijst en kiest zo nodig voor formules met andere meerwaardige alcoholen zoals glycerine, die vergelijkbare taken vervullen. Voor alle andere huidtypes spreken de geraadpleegde vakbronnen niet tegen de stof.

Fabrikanten gebruiken butyleenglycol in vrijwel alle productcategorieën, omdat het meerdere taken in de formule tegelijk vervult. In olie-in-water-emulsies zoals dagcrèmes en lotions dient het overwegend als vochtvasthoudend middel dat het product tegen uitdrogen beschermt. In gels en serums regelt het de viscositeit, zodat de textuur zich beter laat uitsmeren. In decoratieve cosmetica voorkomt het als oplosmiddel dat pigmenten of kleurstoffen samenklonteren. Bovendien gebruikt de industrie het als hulpstof in parfumoliën en aroma's, waarmee het de geur van een product mede kan bepalen of een eigen geur kan maskeren.

Concrete gebruiksconcentraties noemen de geraadpleegde vakbronnen niet; CosIng schrijft voor de stof geen maximumhoeveelheid voor, zodat de dosering alleen van het doel van de formule afhangt. Zinvol is de combinatie met andere vochtbindende stoffen zoals glycerine en hyaluronzuur en met plantenextracten. Ook in formules met vitaminen en antioxidanten duikt butyleenglycol regelmatig op, omdat het als oplosmiddel de opname van deze bestanddelen in de huid zou ondersteunen. Negatieve wisselwerkingen met andere cosmetische ingrediënten zijn niet bekend. In shampoos en conditioners brengt de stof vocht in de formule en maakt hij het haaroppervlak glad.

Voor jou thuis zijn er een paar praktische tips. Een lexicon beschrijft dat de stof producten soepel maakt en werkzame stoffen in de formule transporteert; deze eigenschap benut je het best bij serums en lichte gels die je op de gereinigde huid aanbrengt. Wie glycolen wil vermijden, bijvoorbeeld vanwege een bekende gevoeligheid, vindt de stof op de INCI-lijst onder Butylene Glycol en moet ook uitkijken naar synoniemen zoals 1,3-butyleenglycol of BG. Niet geschikt is butyleenglycol als enige verzorgende stof: volgens CosIng is het weliswaar als huidverzorgend vermeld, maar vier van zijn vijf functies betreffen uitsluitend de formule.

• Crèmes en lotions: vochtvasthoudend middel in O/W-emulsies, beschermt tegen uitdrogen van het product.
• Gels en serums: viscositeitsregelaar voor betere smeerbaarheid, oplosmiddel voor werkzame stoffen.
• Shampoos en conditioners: brengt vocht in rinse-off-producten en maakt het haar glad.
• Decoratieve cosmetica: houdt pigmenten en kleurstoffen in oplossing.
• Parfumoliën: hulpstof voor geurcomponenten en aroma's.

Regulatorisch is butyleenglycol onopvallend: de EU-databank CosIng vermeldt de stof onder Verordening (EG) 1223/2009 met vijf functies, maar zonder beperking, bijlagevermelding of maximumconcentratie. De vakdatabank haut.de, die zich baseert op beoordelingen van commissies zoals het SCCS, het CIR of het BfR, noemt eveneens geen gebruiksbeperking en vermeldt de stof met de functies vochtvasthoudend, huidverzorgend, oplossend en viscositeitsregelend. Consumentenadviesbronnen beoordelen de stof daarentegen verschillend, en die afwijking vormt de basis van de gele classificatie.

Over de verdraagzaamheid bestaan uiteenlopende inschattingen. Volgens een adviesbron veroorzaakt butyleenglycol zelden irritaties of allergische reacties en geldt het algemeen als veilig voor cosmetica. Een bron over natuurcosmetica beschrijft dat de stof bij gevoelige personen de huid, ogen en neusholten kan prikkelen, maar noemt hem tegelijk de minst prikkelende glycol. Een andere adviesbron waarschuwt dat het bij individuele gebruikers tot verstopte poriën en huidirritaties kan komen. De Hautschutzengel beoordeelt de stof als bedenkelijk en raadt aan hem te vermijden; een onderbouwing of een onderliggende studie noemt deze bron niet openbaar.

Wat betekent dat in de praktijk? Wisselwerkingen met andere cosmetische bestanddelen zijn niet bekend. Wie een zeer gevoelige huid of bekende allergieën heeft, kan een nieuw product eerst op een klein stukje huid uitproberen. Alternatieven noemen de bronnen alleen indirect: de groep van de meerwaardige alcoholen omvat naast butyleenglycol ook glycerine, propyleenglycol, pentyleenglycol en hexyleenglycol, die vergelijkbare taken in de formule vervullen. Aanwijzingen voor de bewaring volgen uit de stofklasse: het verwante 2,3-butaandiol vormt pas bij verhoogde temperatuur ontvlambare damp-luchtmengsels, zijn vlampunt ligt bij 85 °C; voor huishoudelijk gebruik in afgewerkte cosmetica heeft dat geen betekenis.

Achter de INCI-naam Butylene Glycol gaat chemisch butaan-1,3-diol schuil, een kleine alcohol met twee hydroxygroepen aan een keten van vier koolstofatomen. In de EU-databank CosIng zijn daarvoor twee CAS-nummers opgenomen: nummer 107-88-0 duidt het diol als mengsel aan, nummer 6290-03-5 de ruimtelijk vastgelegde (R)-vorm. De overkoepelende term butaandiol omvat daarentegen vier stabiele structuurisomeren, namelijk 1,2-, 1,3-, 1,4- en 2,3-butaandiol, die alleen verschillen in de positie van de twee OH-groepen. In cosmetica wordt uitsluitend het 1,3-isomeer bedoeld; de andere butaandiolen vallen niet onder deze INCI-naam. De naam volgt de chemische systematiek: de uitgang -ol duidt een alcohol aan, het woorddeel glycol staat voor een tweewaardige alcohol, en butyleen verwijst naar het basisskelet butaan.

De gangbare industriële route loopt via aceetaldehyde: daaruit wordt eerst acetaldol gevormd, dat vervolgens tot butaan-1,3-diol wordt gehydrogeneerd. Als grondstofbasis dienen daarbij meestal aardolieproducten, waardoor meerdere adviesbronnen de stof als synthetisch ingrediënt indelen. Daarnaast bestaat er een biotechnologische weg: door fermentatie van plantaardige suikerbronnen zoals maïs of suikerriet kan de stof eveneens worden geproduceerd, wat als duurzamer alternatief voor de aardolieroute geldt. De vakdatabank haut.de geeft de oorsprong daarom aan als synthetisch of plantaardig. Voor gecertificeerde natuurcosmetica kan de fermentatief uit suiker gewonnen variant worden toegelaten, mits de suiker uit biologische teelt komt.

In de natuur is butaan-1,3-diol geen volledig onbekende stof: volgens Wikipedia komt het voor in paprika (Capsicum annuum). Aanzienlijk beter gedocumenteerd is het verwante isomeer 2,3-butaandiol, dat is aangetoond in paprika, kokospalmen, echt zoethout en rode klaver en bij het bierbrouwen door de gist uit diacetyl wordt gevormd. Bovengistende bieren bevatten daarvan 50 tot 130 mg per liter, en ook aan het aroma van gebrande koffie draagt dit isomeer bij. Dit 2,3-butaandiol dient meestal als vervanger van glycerine, als oplosmiddel voor verven en als toevoeging in haarwaters, scheerschuim en tandpasta, maar is niet identiek aan het cosmetische Butylene Glycol. Wie de twee stoffen verwart, draagt eigenschappen over die alleen voor het andere isomeer zijn aangetoond.

Butyleenglycol behoort tot de stofklasse van de tweewaardige alcoholen, de diolen, en staat daarmee in een rij met propyleenglycol, pentyleenglycol en hexyleenglycol, die in cosmetica eveneens als meerwaardige alcoholen worden gebruikt. De molecuulformule luidt C4H10O2 bij een molecuulmassa van ongeveer 90 g/mol; die is voor alle butaandiol-isomeren gelijk, alleen de ligging van de hydroxygroepen verschilt. Chemisch behoren alcoholen tot de hydroxyderivaten van verzadigde of onverzadigde koolwaterstoffen; afhankelijk van de plaats van de OH-groep in het molecuul onderscheidt men primaire, secundaire en tertiaire alcoholen. Alcoholen van dit type behoren naast water tot de belangrijkste oplosmiddelen voor cosmetische bereidingen. Dat het molecuul maar liefst twee hydroxylgroepen draagt, verklaart zijn goede mengbaarheid met waterige fasen en de voorkeur voor water.

• Uiterlijk en consistentie: helder, kleurloos en eerder dikvloeibaar; volgens PubChem trekt de substantie water uit de omgevingslucht aan.
• Oplosbaarheid: hydrofiel en mengbaar met water, daardoor een van de meest gebruikte oplosmiddelen in cosmetica.
• Functie als vochtvasthoudend middel: wordt overwegend in O/W-emulsies gebruikt om vocht in het product te binden.
• Viscositeit: verandert de stroperigheid van een formule; gels en crèmes laten zich daardoor makkelijker uitsmeren.
• Huidgevoel: maakt formules minder plakkerig en verbetert het aanbrenggedrag.
• Stabiliteit: houdt het product tegen uitdrogen en maakt de formule beter bestand tegen schommelingen in vochtigheid.

Het molecuul verklaart de werking: butaan-1,3-diol bestaat uit een keten van vier koolstofatomen, waarbij op de eerste en de derde positie telkens een hydroxygroep zit. Alcoholen zijn hydroxyderivaten van koolwaterstoffen, en naar het aantal OH-groepen spreekt men van een-, twee- of driewaardige alcoholen; butyleenglycol is een diol. Deze twee polaire groepen vormen waterstofbruggen met watermoleculen, wat de mengbaarheid met water en de neiging om vocht uit de lucht op te nemen verklaart. Op de huid verloopt hetzelfde mechanisme: de stof bindt water aan het oppervlak en werkt daardoor als vochtvasthoudend middel.

De tweede functie, het oplossen van andere stoffen, berust eveneens op de structuur. Omdat butyleenglycol zowel polaire hydroxygroepen als een klein koolwaterstofskelet bezit, kan het bestanddelen opnemen die in zuiver water slecht oplossen, en ze gelijkmatig in de formule verdelen. Adviesbronnen leiden daaruit af dat de stof de penetratie van werkzame stoffen zoals vitaminen in de huid zou kunnen ondersteunen; betrouwbare meetgegevens daarover zijn in de geraadpleegde bronnen echter niet beschikbaar. De viscositeitsregelende werking komt voort uit de stroperige consistentie van de zuivere stof, die de vloei-eigenschappen van gels en crèmes verandert. Een adviesbron schrijft de verbeterde mengbaarheid toe aan het feit dat de hydroxylgroepen in oplossing meer ionen kunnen afgeven.

Stereochemisch is butaan-1,3-diol chiraal, waardoor CosIng naast het mengsel ook de (R)-vorm met een eigen CAS-nummer 6290-03-5 vermeldt. Bij het verwante 2,3-butaandiol bestaan er door twee gelijk gesubstitueerde stereogene centra zelfs drie stereo-isomeren: de (R,R)-vorm, de daarmee enantiomere (S,S)-vorm en de meso-vorm. Hun smelt- en kookpunten verschillen, en bij mengsels hangen de waarden af van de samenstelling. Zuivere enantiomeren van het 2,3-isomeer kunnen biotechnologisch worden gewonnen met bacteriën zoals Klebsiella aerogenes, die tot butaandiolgisting in staat zijn. Voor het cosmetische 1,3-isomeer noemen de beschikbare bronnen geen invloed van de ruimtelijke vorm op de functie.

Wat de stand van het onderzoek betreft is terughoudendheid op zijn plaats. De geraadpleegde bronnen bevatten geen klinische onderzoeken, penetratiemetingen of verdraagzaamheidsstudies over butyleenglycol, zodat de beschreven mechanismen steunen op de chemische structuur en de functievermeldingen van de databanken. Deze vermeldingen beschrijven enkel de technische rol in de formule en bewijzen geen werking op de huid; hoe een product werkelijk werkt, hangt af van de gebruikte hoeveelheid en alle overige bestanddelen. Ook de inschatting dat de stof de mildste glycol zou zijn, komt uit een adviesbron en niet uit een beoordeling door een instantie. Een bron schrijft de stof bovendien een lichte conserverende werking toe; omdat geen enkele andere bron dit bevestigt, blijft deze vermelding zonder onderbouwing.