3-O-Ethyl Ascorbic Acid è un composto chimico, un derivato stabile dell'acido l-ascorbico con un gruppo etilico alla terza posizione di carbonio, un derivato stabile e idrosolubile della vitamina C (acido ascorbico), comunemente utilizzato nei prodotti per la cura della pelle per le sue proprietà illuminanti, antiossidanti e anti-invecchiamento. È apprezzato per la sua capacità di penetrare nella pelle in modo più efficace rispetto alla vitamina C tradizionale, fornendo benefici più profondi. Questo ingrediente aiuta a ridurre l'iperpigmentazione, stimola la produzione di collagene e protegge la pelle dai danni ambientali causati dai radicali liberi.

Composizione chimica e struttura
Il 3-O-Ethyl ascorbic acid è una forma eterificata dell'acido ascorbico, con un gruppo etilico attaccato al terzo carbonio della molecola di acido ascorbico. Questa modifica ne migliora la stabilità rispetto alla vitamina C tradizionale, che tende a ossidarsi facilmente. La struttura chimica consente di mantenere l'efficacia per periodi più lunghi, rendendolo ideale per l'uso in formulazioni che richiedono una forma stabile di vitamina C.

Proprietà fisiche
Il 3-O-Ethyl ascorbic acid si presenta tipicamente come una polvere bianca o bianco sporco. È solubile in acqua e può essere facilmente incorporato in formulazioni cosmetiche a base acquosa, come sieri, creme e lozioni. Grazie alla sua maggiore stabilità, rimane efficace nel tempo, anche in presenza di aria e luce, che normalmente degraderebbero altre forme di vitamina C.

L'acido 3-O-Etil Ascorbico è un derivato eterificato dell'acido ascorbico. A differenza dell'acido L-ascorbico (vitamina C pura), che è instabile in presenza di luce, aria e calore, l'acido 3-O-Etil Ascorbico mantiene la sua stabilità, potenza ed efficacia per un periodo più lungo. Questa forma modificata non solo assicura alla pelle i benefici della vitamina C, ma ha anche una migliore capacità di penetrazione cutanea.

Il nome definisce la struttura della molecola:

• 3-O-Ethyl si riferisce al gruppo etilico (una catena a due atomi di carbonio) che è fissato all'atomo dell'ossigeno alla terza posizione della molecola dell'acido ascorbico. La molecola è progettata con un gruppo etilico attaccato, che la rende lipofila (solubile in olio). Questa natura lipofila le permette di essere ben assorbita dalla pelle, garantendo una penetrazione più profonda e fornendo una protezione antiossidante a varie profondità cutanee.
• Acido ascorbico è il nome chimico della vitamina C, un nutriente vitale per la salute. È noto per le sue proprietà antiossidanti e il suo ruolo nella sintesi del collagene.

Descrizione delle materie prime utilizzate nella produzione

• Acido ascorbico: Vitamina C, utilizzata come nucleo centrale del composto.
• Alcol etilico: Utilizzato per etilare l'acido ascorbico.
• Catalizzatori: Utilizzati per facilitare la reazione di etilazione.

Il procedimento di sintesi si svolge in diverse fasi:

• Preparazione. Il processo inizia con la preparazione di acido ascorbico, che è disponibile in commercio.
• Esterificazione. L'acido ascorbico reagisce con etanolo in presenza di un catalizzatore acido, spesso acido solforico. La reazione viene riscaldata e avvia il processo di esterificazione. Questa reazione provoca la formazione di 3-O-ethyl ascorbic acid.
• Separazione. La miscela di reazione viene lasciata raffreddare. 3-O-ethyl ascorbic acid si separerà dalla miscela di reazione.
• Purificazione. 3-O-ethyl ascorbic acid viene quindi purificato. Ciò comporta tipicamente la distillazione, dove 3-O-ethyl ascorbic acid viene riscaldato e i vapori vengono raccolti e condensati. Questo processo aiuta a rimuovere eventuali impurità rimanenti.
• Controllo di qualità. Il prodotto finale viene testato per garantire che soddisfi le specifiche richieste per l'uso in cosmetici e prodotti per la cura personale. Questo include il controllo della sua purezza, colore e odore.

 Si presenta in forma di polvere bianca. Possiede una migliore solubilità in acqua rispetto all'acido L-ascorbico grazie alla sua struttura molecolare modificata.

A cosa serve e dove si usa

L'acido ascorbico 3-O-etile è un composto che combina un gruppo etilico con l'acido ascorbico. È spesso utilizzato nei prodotti per la cura della pelle per la sua capacità di illuminare la pelle, ridurre la comparsa di macchie scure e aiutare con la produzione di collagene. È più stabile e può penetrare la pelle più facilmente della pura vitamina C, rendendola una scelta popolare per le formulazioni di cura della pelle. L'uso di una forma stabile di vitamina C come l'Acido 3-O-Etil Ascorbico garantisce che l'ingrediente attivo rimanga efficace, fornendo i benefici desiderati per la pelle per un periodo più lungo dopo l'applicazione.

Applicazioni Mediche

Dermatologia. Utilizzato in trattamenti topici per le sue proprietà anti-macchia e per promuovere la produzione di collagene, migliorando la texture e l'elasticità della pelle.

Cosmetica

E' stato sviluppato e viene utilizzato dall'industria cosmetica in prodotti topici per a cura della pelle.

Agente condizionante della pelle.  Rappresenta il perno del trattamento topico della pelle in quanto ha la funzione di ripristinare, aumentare o migliorare la tolleranza cutanea a fattori esterni, compresa la tolleranza dei melanociti. La funzione più importante dell'agente condizionante è  prevenire la disidratazione della pelle, ma il tema è piuttosto complesso e coinvolge emollienti ed umettanti che possono essere aggiunti nella formulazione.

Applicazioni Commerciali

Cosmetici. Il 3-O-Ethyl Ascorbic Acid è un ingrediente chiave in molte formulazioni per la cura della pelle, utilizzato per le sue proprietà antiossidanti, illuminanti e anti-invecchiamento. Trovato in sieri, creme e prodotti per la protezione solare.

Prodotti per la Capelli. Grazie alle sue proprietà antiossidanti, può essere incluso in prodotti per capelli per proteggere i capelli dai danni dei radicali liberi.

Ricerca. Data la sua stabilità, viene utilizzato anche nella ricerca per studiare gli effetti della vitamina C sulla pelle senza il degrado rapido associato all'acido ascorbico.

Studi

Lo scopo di questo lavoro era la valutazione di proprietà biologiche e fisicochimiche selezionate, applicative dell'acido ascorbico etililato (AAE) rispetto all'acido ascorbico (AA)...L'attività antiossidante dell'AAE è significativa...la reazione con 2,2-difenil-1-picrylhydrazyl (DPPH) indica un'attività prolungata rispetto all'AA. La variabilità nell'attività antimicrobica dell'AAE può trovare applicazione pratica nell'industria farmaceutica e cosmetica. Il potenziale per scopi applicativi può essere sostenuto dalla tossicità in vitro relativamente bassa dell'AAE (1).

3-O-Ethyl-L-ascorbic acid può essere un buon ingrediente sbiancante nei cosmetici. Tuttavia, prima di poter essere utilizzato con successo nei cosmetici, la sua biofunzionalità e stabilità devono essere studiate in modo completo. La riduzione e la capacità di scavenging dei radicali liberi 2,2-difenil-1-picrylhydrazyl (DPPH) di questo composto sono state analizzate per valutarne il potenziale antiossidante. Inoltre, la capacità inibitoria della tirosinasi è stata analizzata per mostrare la capacità di sbiancamento dell'acido 3-O-Ethyl-L-ascorbic acid (2).

Sicurezza

Alcuni casi di allergia sono stati rilevati:

Romita P, Foti C, Barlusconi C, Mercurio S, Hansel K, Stingeni L. Allergic contact dermatitis to 3-O-ethyl-L-ascorbic acid: An underrated allergen in cosmetics? Contact Dermatitis. 2020 Jul;83(1):63-64. doi: 10.1111/cod.13528.

Victoria-Martínez AM, Mercader-García P. Allergic Contact Dermatitis to 3-o-Ethyl-L-Ascorbic Acid in Skin-lightening Cosmetics. Dermatitis. 2017 Jan/Feb;28(1):89. doi: 10.1097/DER.0000000000000260.

Mamodaly M, Dereure O, Raison-Peyron N. A new case of allergic contact dermatitis caused by 3-o-ethyl ascorbic acid in facial antiageing cosmetics. Contact Dermatitis. 2019 Oct;81(4):315-316. doi: 10.1111/cod.13307.

Bibliografia________________________________________________________________

(1) Golonka I, Oleksy M, Junka A, Matera-Witkiewicz A, Bartoszewicz M, Musiał W. Selected Physicochemical and Biological Properties of Ethyl Ascorbic Acid Compared to Ascorbic Acid. Biol Pharm Bull. 2017;40(8):1199-1206. doi: 10.1248/bpb.b16-00967. 

Abstract. The aim of the work was the evaluation of selected biological and physicochemical, applicative properties of ethylated ascorbic acid (AAE) compared to ascorbic acid (AA). Thermogravimetry (TG), differential thermogravimetry (DTG), and differential thermal analysis (DTA) were conducted, followed by the evaluation of AAE decomposition by the UV-Vis spectroscopic method including the influence of temperature and pH. Scavenging, antimicrobial activity and cytotoxicity against L929 fibroblasts were also performed. The difference in mass loss between AA and AAE was 30% via TG. DTA revealed characteristic exothermic and endothermic effects. The AAE solution was more thermally stable than AA. The calculated zero-order rate constants of free-radical scavenging kinetics for AAE were in the range of 4.9×10-3-1.35×10-2 s-1. The activation energy for the process was 11,2281 kJ/mol. AAE was active against Staphylococcus (S.) aureus and Enterococcus (E.) faecalis and acted stronger against Candida (C.) albicans than AA. The concentrations of AA ≥2.5% were cytotoxic, whereas in the case of AAE, a 10% concentration was considered cytotoxic. DTG enables the detailed differentiation between AA and AAE. AAE in aqueous solution is more stable compared to AA. The antioxidant activity of AAE is significant. However, the reaction with 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) indicates prolonged activity compared to AA. Variability in the antimicrobial activity of AAE may find practical application in the pharmaceutical and cosmetic industries. The potential for applicative aims may be supported by the relatively low in vitro toxicity of AAE.

(2) Liao WC, Huang YT, Lu LP, Huang WY. Antioxidant Ability and Stability Studies of 3-O-Ethyl Ascorbic Acid, a Cosmetic Tyrosinase Inhibitor. J Cosmet Sci. 2018 Jul/Aug;69(4):233-243. 

Abstract. 3-O-ethyl ascorbic acid may be a good whitening ingredient in cosmetics. However, before it can be successfully used in cosmetics, its biofunctionality and stability need to be comprehensively investigated. The reduction and 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging ability of this compound were analyzed to assess its antioxidant potential. In addition, the tyrosinase inhibitory ability was analyzed to show the whitening capacity of 3-O-ethyl ascorbic acid. Response surface methodology (RSM) was used to determine the optimal conditions for the ascorbic acid derivative in cosmetics. Based on the DPPH radical scavenging ability results, the half-inhibitory concentration (IC50) value of 3-O-ethyl ascorbic acid was 0.032 g/L. It also showed a good reducing ability at 1.5 g/L concentration. Based on the tyrosinase inhibition analysis, the IC50 value was 7.5 g/L. The optimal conditions to achieve the best stability were determined from the RSM as 36.3°C and pH 5.46.

Altri studi:

Iliopoulos F, Sil BC, Moore DJ, Lucas RA, Lane ME. 3-O-ethyl-l-ascorbic acid: Characterisation and investigation of single solvent systems for delivery to the skin. Int J Pharm X. 2019 Jul 19;1:100025. doi: 10.1016/j.ijpx.2019.100025.

Tai A, Aburada M, Ito H. A simple efficient synthesis and biological evaluation of 3-O-ethylascorbic acid. Biosci Biotechnol Biochem. 2014;78(12):1984-7. doi: 10.1080/09168451.2014.946396. 

Li Y, Dong C, Cun D, Liu J, Xiang R, Fang L. Lamellar Liquid Crystal Improves the Skin Retention of 3-O-Ethyl-Ascorbic Acid and Potassium 4-Methoxysalicylate In Vitro and In Vivo for Topical Preparation. AAPS PharmSciTech. 2016 Jun;17(3):767-77. doi: 10.1208/s12249-015-0353-6.

Shimizu R, Yagi M, Kikuchi A. Suppression of riboflavin-sensitized singlet oxygen generation by l-ascorbic acid, 3-O-ethyl-l-ascorbic acid and Trolox. J Photochem Photobiol B. 2019 Feb;191:116-122. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2018.12.012.