Octylisothiazolinone  (2-octyl-isothiazol-3(2 H)-one) è un composto chimico che appartiene alla classe degli isotiazolinoni, microbicidi ad ampio spettro. 

L'Octylisothiazolinone è un conservante sintetico utilizzato principalmente nei prodotti cosmetici, per la cura personale e nei prodotti industriali per prevenire la crescita di batteri, funghi e muffe. Questo ingrediente è molto efficace a basse concentrazioni e viene utilizzato per prolungare la durata di conservazione dei prodotti, impedendo la contaminazione microbica. È ampiamente usato in prodotti a base d'acqua, come shampoo, bagnoschiuma e detergenti.

Il nome definisce la struttura della molecola:

• Octyl si riferisce al gruppo ottilico, che è un gruppo funzionale costituito da 8 atomi di carbonio. È derivato dall'ottano, che ha la formula C8H18.
• Isothiazolinone è un tipo di eterociclo che contiene un anello a cinque membri composto da tre atomi di carbonio, un atomo di azoto e un atomo di zolfo. Gli isotiazolinoni sono spesso usati come biocidi.

Descrizione delle materie prime utilizzate nella produzione.

• 2-Octanone - Un chetone utilizzato come punto di partenza per la sintesi di octylisothiazolinone.
• Acido cloridrico e Bisolfuro di carbonio - Questi reagenti sono utilizzati nella formazione dell'anello isotiazolinone.

Il procedimento sintetizzato di estrazione si svolge in tre fasi:

• Formazione dell'anello isotiazolinico. La prima fase comprende la reazione di un'ammina, come l'ammoniaca o un'ammina primaria o secondaria, con il disolfuro di carbonio in un processo noto come reazione di Willgerodt-Kindler. Si forma così un sale di ditiocarbammato.
• Ossidazione. Il sale di ditiocarbammato è ossidato utilizzando perossido di idrogeno o un altro agente ossidante adatto. Si forma così un anello isotiazolinone.
• Alchilazione. La terza ed ultima fase riguarda la formazione di un gruppo ottilico: Si forma così l'ottilisotiazolinone.

Si presenta in forma di liquido denso trasparente giallo chiaro.

A cosa serve e dove si usa

L'ottilisotiazolinone è un biocida, cioè può uccidere i microrganismi. Viene spesso utilizzato come conservante in prodotti come vernici, rivestimenti e prodotti per la cura personale per prevenire la crescita di batteri e funghi. È efficace a concentrazioni molto basse ed è attivo contro un'ampia gamma di microrganismi. Tuttavia, può causare reazioni allergiche in alcune persone, per cui il suo uso è regolamentato in molti Paesi.

Cosmetica

Octylisothiazolinone è un conservante, antibatterico e fungicida usato in cosmetica e dall'industria nei prodotti per la pulizia e comunemente utilizzati per controllare la crescita di microrganismi come funghi,  batteri, e lieviti nei sistemi di raffreddamento dell'acqua e in cosmetica.

• Agente antimicrobico. Questo ingrediente è in grado di sopprimere o inibire la crescita e la replicazione di un ampio spettro di microrganismi come batteri, funghi e virus rendendo lo strato corneo temporaneamente battericida e fungicida.

Altri usi

Viene anche impiegato come conservante in vernici a base di polimeri e per prevenire la crescita di muffe e batteri.

Appartiene al gruppo dei biocidi regolamentati dall'Unione Europea (1).

Applicazioni commerciali  

Conservante in prodotti cosmetici. Octylisothiazolinone è utilizzato per prevenire la crescita di microbi nei prodotti cosmetici, prolungandone la durata.

Conservante in prodotti per la cura dei capelli. Viene utilizzato in shampoo, balsami e altri prodotti per capelli per mantenere la formula stabile e priva di microbi.

Conservante in prodotti di pulizia. È utilizzato in detergenti, saponi e altri prodotti di pulizia per prevenire la contaminazione microbica.

Conservante in prodotti per la casa. Viene utilizzato in pitture, adesivi e altri prodotti per la casa per prevenire la crescita di funghi e batteri.

Studi

Tra gli altri, 2-ottil-isotiazol-3 (2H) -one (OIT) è usato come conservante per film in vernici a base di resine polimeriche acquose e serve a prevenire la crescita di muffe e batteri. È noto che i biocidi filtrano dalle facciate con l'acqua piovana e finiscono nell'ambiente attraverso il deflusso delle acque piovane. Nel presente studio, la lisciviazione e dove andrà a disperdersi OIT utilizzato nei rivestimenti per facciate sono stati determinati in condizioni naturali. I potenziali prodotti di fototrasformazione sono stati inizialmente identificati in esperimenti di laboratorio usando la luce UV. Successivamente, la lisciviazione di OIT e di sette prodotti di degradazione sono stati studiati su pareti artificiali dotate di top coat organici formulati con OIT. Un bilancio di massa, compresi i quantitativi di OIT lisciviati e residui e i suoi sette prodotti di trasformazione, può spiegare fino al 40% della quantità iniziale di OIT. L'OIT rimanente nel materiale dopo 1,5 anni è di gran lunga la frazione più grande. Lo studio mostra che nella valutazione dei biocidi nel materiale di rivestimento, i prodotti di trasformazione devono essere presi in considerazione sia nel percolato che nel materiale. Inoltre, in caso di prodotti di degradazione volatili, le emissioni nell'aria potrebbero essere rilevanti (2).

Insetticidi. I due costituenti più utilizzati negli insetticidi mirati al contrasto di mosche bianche ed afidi sono clorometilisotiazolinone e metilisotiazolinone che vengono impiegati a concentrazioni inferiori o quanto meno simili al limite superiore di questi composti chimici consentiti nei prodotti cosmetici.  In questo studio si ritiene che anche octylisothiazolinone possa essere utilizzato per combattere la mosca bianca e l'afide della pesca verde con  un livello di tossicità accettabile (3)

Sicurezza

Vengono riportati casi di allergia al prodotto (4).

Alla luce dei casi eccezionalmente elevati di allergia al contatto con il conservante metilisotiazolinone, questo studio ha ritenuto necessario conoscere la reattività tra metilisotiazolinone, octilisotiazolinone e benzisotiazolinone. I risultati indicano che gli individui sensibilizzati a metilisotiazolinone,  possono reagire a octilisotiazolinone  e benzisotiazolinone se esposti a concentrazioni sufficienti (5).

Considerazioni sulla salute e sulla sicurezza

Sicurezza d'uso
L'Octylisothiazolinone è efficace a concentrazioni molto basse, ma può causare sensibilizzazione o irritazione cutanea in alcune persone, specialmente in individui con pelle sensibile. Per questo motivo, la sua concentrazione nei prodotti cosmetici è strettamente regolata, soprattutto nei prodotti che rimangono a contatto con la pelle (leave-on).

Reazioni allergiche
Le reazioni allergiche all'Octylisothiazolinone sono possibili, in particolare nei soggetti predisposti a dermatiti da contatto. A causa del rischio di sensibilizzazione, è consigliato un uso limitato e il rispetto delle concentrazioni massime stabilite dagli organismi regolatori.

Considerazioni ambientali e di sicurezza

L'Octylisothiazolinone non è facilmente biodegradabile e può accumularsi nell'ambiente, soprattutto negli ambienti acquatici, dove può avere un impatto negativo sulla fauna. Per questo motivo, è importante usarlo con cautela e rispettare le normative per limitare il rilascio nell'ambiente.

Stato normativo
L'uso dell'Octylisothiazolinone nei prodotti cosmetici e industriali è regolato in molte regioni, tra cui l'Unione Europea e gli Stati Uniti. In Europa, sono imposti limiti rigorosi alla concentrazione di questo conservante nei prodotti cosmetici, soprattutto nei prodotti leave-on, per ridurre il rischio di sensibilizzazione.

Per questo composto chimico sono stati selezionati gli studi più rilevanti con una sintesi dei loro contenuti:

Octylisothiazolinone studi

Caratteristiche tipiche ottimali del prodotto commerciale 2-N-octyl-4-isothiazolin-3-one

• Formula molecolare : C₁₁H₁₉NOS
• Peso molecolare : 213.339
• CAS : 26530-20-1
• UNII 4LFS24GD0V
• EC Number: 247-761-7
• DSSTox Substance ID: 
• MDL number  MFCD00072473
• PubChem Substance ID   329756598
• InChI=1S/C11H19NOS/c1-2-3-4-5-6-7-8-10-11(13)9-14-12-10/h2-9H2,1H3 
• PILWLJVFXLZGMS-UHFFFAOYSA-N     
• SMILES    CCCCCCCCC1=NSCC1=O
• IUPAC   3-octyl-1,2-thiazol-4-one
• ChEBI  

Sinonimi :

• 2-Octyl-4-isothiazolin-3-one
• 2-Octyl-3-isothiazolone
• EINECS 247-761-7
• 4-Isothiazolin-3-one, 2-octyl-
• Octyl-3(2H)-isothiazolone
• 3(2H)-Isothiazolone, 2-octyl-

Bibliografia_____________________________________________________________________

(1) European Parliament and Council. REGULATION (EC) No. 1223/2009 on cosmetic products. Official Journal of the European Union L342, 59–209 (2009).

(2) Bollmann UE, Minelgaite G, Schlüsener M, Ternes TA, Vollertsen J, Bester K. Photodegradation of octylisothiazolinone and semi-field emissions from facade coatings. Sci Rep. 2017 Jan 27;7:41501. doi: 10.1038/srep41501. 

Abstract. Amongst others, 2-octyl-isothiazol-3(2 H)-one (OIT) is used as film preservative in water-based polymer resin paints and renders to prevent the growth of moulds and bacteria. It is known that biocides leach from facades with rainwater and end up in the environment via stormwater runoff. In the present study the leaching and fate of OIT used in facade coatings was determined under natural conditions. Potential phototransformation products were initially identified in laboratory experiments using UV-light. Afterwards, the leaching of OIT and seven degradation products were studied on artificial walls equipped with organic top coatings formulated with OIT. A mass balance, including the leached and remaining amounts of OIT and its seven transformation products, can explain up to 40% of the initial amount of OIT. The OIT remaining in the material after 1.5 yr is by far the largest fraction. The study shows that in the assessment of biocides in coating material, transformation products need to be taken into account both in leachate and remaining in the material. Furthermore, in case of volatile degradation products, the emissions to air might be relevant.

(3) He W, Pan L, Han W, Wang X. Isothiazolinones as Novel Candidate Insecticides for the Control of Hemipteran Insects. Antibiotics (Basel). 2021 Apr 14;10(4):436. doi: 10.3390/antibiotics10040436.

Abstract. Hemipteran insects, such as whiteflies, aphids and planthoppers, resemble one of the most important pest groups threating food security. While many insecticides have been used to control these pests, many issues such as insecticide resistance have been found, highlighting the urgent need to develop novel insecticides. Here, we first observed that a commercial tetramycin solution was highly effective in killing whitefly. The major bioactive constituents were identified to be isothiazolinones, a group of biocides. We then tested the toxicity of several isothiazolinones to five hemipteran insects. The results show that Kathon, a widely used biocide against microorganisms, and its two constituents, chloromethylisothiazolinone (CMIT) and methylisothiazolinone (MIT), can cause considerable levels of mortality to whiteflies and aphids when applied at concentrations close to, or lower than, the upper limit of these chemicals permitted in cosmetic products. The results also indicate that two other isothiazolinones, benzisothiazolinone (BIT) and octylisothiazolinone (OIT) can cause considerable levels of mortality to whitefly and aphids but are less toxic than Kathon. Further, we show that Kathon marginally affects whitefly endosymbionts, suggesting its insecticidal activity is independent of its biocidal activity. These results suggest that some isothiazolinones are promising candidates for the development of a new class of insecticides for the control of hemipteran pests.

(4) Raison-Peyron N, Amsler E, Pecquet C, Du-Thanh A, Naessens T, Apers S, Aerts O. Severe allergic contact dermatitis caused by octylisothiazolinone in a leather sofa: two new cases. Contact Dermatitis. 2017 Sep;77(3):176-178. doi: 10.1111/cod.12793.

(5) Schwensen JF, Menné Bonefeld C, Zachariae C, Agerbeck C, Petersen TH, Geisler C, Bollmann UE, Bester K, Johansen JD. Cross-reactivity between methylisothiazolinone, octylisothiazolinone and benzisothiazolinone using a modified local lymph node assay. Br J Dermatol. 2017 Jan;176(1):176-183. doi: 10.1111/bjd.14825.