Sodio xilene solfonato (Sodium xylenesulfonate) o xilensulfonato di sodio è un composto chimico di sodio che appartiene ad un sottogruppo della categoria degli idrotropi, il dimetil (xylene sulfonates). Ha la caratteristica di migliorare la solubilità in solventi apolari e di ridurre la solubilità in solventi polari come l'acqua.

Sodium Xylenesulfonate è un composto chimico utilizzato comunemente nei prodotti cosmetici e per la cura personale come solubilizzante, tensioattivo e riduttore di viscosità. Aiuta a migliorare la solubilità di vari ingredienti nelle formulazioni, facilitando la combinazione di componenti solubili in acqua e olio. Si trova spesso in prodotti come shampoo, bagnoschiuma e detergenti per la casa, dove contribuisce a migliorare la texture e la spalmabilità del prodotto senza comprometterne l'efficacia.

Composizione chimica e struttura
Il Sodium Xylenesulfonate ha la formula chimica C₈H₉NaO₃S ed è il sale sodico dell'acido xilensolfonico. La sua struttura include un anello benzenico con due gruppi metilici (xilene) legati a un gruppo acido solfonico, che viene neutralizzato con sodio. Questa struttura consente al composto di agire come tensioattivo e solubilizzante, migliorando la miscelazione di ingredienti diversi in soluzioni acquose.

Proprietà fisiche
Il Sodium Xylenesulfonate si presenta generalmente come una polvere bianca o un liquido da incolore a giallo pallido, a seconda della sua formulazione. È altamente solubile in acqua e noto per la sua capacità di ridurre la viscosità delle soluzioni, creando prodotti dalla consistenza più fluida e facili da applicare. È stabile su un ampio intervallo di pH, il che lo rende un ingrediente versatile in molte formulazioni.

Processo di produzione
Il Sodium Xylenesulfonate viene prodotto attraverso la solfonazione dello xilene (un derivato del petrolio) con triossido di zolfo, seguito dalla neutralizzazione con idrossido di sodio. Questo processo produce un sale sodico solubile in acqua, sicuro ed efficace per l'uso nei prodotti cosmetici e detergenti.

Il nome definisce la struttura della molecola:

• "Sodium" si riferisce allo ione sodio, Na +.
• "Xilene" si riferisce alla struttura aromatica dell'anello dell'idrocarburo, che è un anello del sei-carbonio con tre doppi legami.
• "sulfonate" si riferisce al gruppo acido solfonico, -SO3H, che in questo caso è deprotonato per formare uno ione solfonato, -SO3-.

La produzione di idrotropi consiste nella solfonazione di un solvente idrocarburico aromatico: toluene, xilene o cumene. Quindi il risultante acido solfonico aromatico è neutralizzato con una base specifica come idrossido di ammonio, idrossido di calcio, idrossido di potassio o idrossido di sodio per ottenere l'idrotropo o il sulfonato.

Il procedimento di sintesi si svolge in diverse fasi:

• Solfonazione dello xilene: nella prima fase, lo xilene viene fatto reagire con l'acido solforico per formare l'acido xilensolfonico. Questa reazione avviene tipicamente ad alte temperature.
• Neutralizzazione: L'acido xilensolfonico viene poi neutralizzato con idrossido di sodio per formare xilensolfonato di sodio. Questa reazione è esotermica e rilascia calore.
• Purificazione: La soluzione risultante viene quindi purificata per rimuovere lo xilene e l'acido solforico non reagiti. Questa operazione può essere effettuata con diversi metodi, tra cui la distillazione o la cristallizzazione.

Si presenta in forma di polvere bianca.

A cosa serve e dove si usa

Applicazioni

• Shampoo e bagnoschiuma: Il Sodium Xylenesulfonate è comunemente usato in shampoo, bagnoschiuma e saponi liquidi come riduttore di viscosità. Aiuta a creare una consistenza più fluida e facile da utilizzare, migliorando la spalmabilità del prodotto e la facilità di risciacquo.

• Detergenti per la casa: Viene utilizzato nei detergenti dove migliora la solubilità dei tensioattivi e aiuta a sciogliere grassi e oli, rendendo la pulizia più efficace.

• Solubilizzante: Nelle formulazioni cosmetiche, agisce come solubilizzante, permettendo di mescolare uniformemente ingredienti a base oleosa e acquosa senza separazione.

Cosmetica

• Idrotropo (agente solubilizzante). Questo componente ha la proprietà di agevolare la miscibilità di altri composti scarsamente solubili in acqua e non forma micelle nel procedimento di solubilizzazione, anche con reazione chimica di complessazione o aggregazione molecolare. I due fondamentali fattori di solubilizzazione risultano essere l'associazione idrotropo-soluto mediata dalla depressione dell'attività dell'acqua e la dissociazione ionica.

Considerazioni sulla salute e sulla sicurezza

Sicurezza d'uso
Il Sodium Xylenesulfonate è generalmente considerato sicuro per l'uso nei prodotti per la cura personale e domestici. Ha un basso rischio di causare irritazioni cutanee o oculari quando utilizzato alle concentrazioni raccomandate nei prodotti risciacquabili. È stato ampiamente testato e approvato da enti regolatori come il Cosmetic Ingredient Review (CIR).

Reazioni allergiche
Le reazioni allergiche al Sodium Xylenesulfonate sono rare, ma le persone con pelle sensibile potrebbero sperimentare lievi irritazioni se esposte a concentrazioni elevate. Per coloro con una storia di sensibilità ai tensioattivi o detergenti, è consigliato un patch test.

Tossicità e cancerogenicità
Non esistono prove che il Sodium Xylenesulfonate sia tossico o cancerogeno. È considerato non tossico quando usato come indicato nei prodotti cosmetici e per la casa, e non si accumula nell'ambiente.

Considerazioni ambientali e di sicurezza
Il Sodium Xylenesulfonate è biodegradabile e ha un basso impatto ambientale. Tuttavia, è importante gestirne la produzione e lo smaltimento correttamente per ridurre al minimo eventuali effetti ecologici, specialmente negli ambienti acquatici.

Stato normativo
Il Sodium Xylenesulfonate è approvato per l'uso nei prodotti per la cura personale in molte regioni, tra cui l'Unione Europea e gli Stati Uniti. È comunemente utilizzato in formulazioni cosmetiche e per la pulizia entro i limiti di concentrazione regolamentati per garantire la sicurezza del consumatore.

Synonyms:

• Benzenesulfonic acid, dimethyl-, sodium salt
• Dimethylbenzenesulfonic acid, sodium salt
• Sodium dimethylbenzenesulfonate
• Xylenesulfonic acid, sodium salt

Trade name:

• Eltesol SX30
• Eltesol SX40
• Eltesol SX93
• Eltesol SX Pellets
• Norfix SXS-40
• Pilot SXS-40
• Stepanate SXS

Molecular Formula   C₈H₉NaO₃S

Molecular Weight   208.21 g/mol

CAS  1300-72-7

UNII    2OYF82G7KK

EC Number   215-090-9

Bibliografia__________________________________________________________________________

Horváth-Szabó G, Yin Q, Friberg SE. The Hydrotrope Action of Sodium Xylenesulfonate on the Solubility of Lecithin. J Colloid Interface Sci. 2001 Apr 1;236(1):52-59. doi: 10.1006/jcis.2000.7391. 

Saari, R. B., Stansbury, J. S., & Laquer, F. C. (1998). Effect of sodium xylenesulfonate on zinc removal from wastewater. Journal of Environmental Engineering, 124(10), 939-944.

Abstract. Based on new U.S. Environmental Protection Agency rules, many metal finishing and plating facilities have switched, or are evaluating switching, from solvent-based metal cleaning systems to aqueous (or alkaline)-based cleaning systems. Some of the constituents in the aqueous cleaners may inhibit metals removal in wastewater treatment processes. This study was conducted to evaluate the effects of sodium xylenesulfonate (SXS), a constituent of a common aqueous cleaner, on zinc removal from industrial wastewater using hydroxide precipitation. In addition, the effects of polyaluminum chloride (PAC) dosages used in the treatment plant were also evaluated. It was found that low levels of SXS did not significantly affect zinc removal. However, higher concentrations of SXS, especially when combined with greater than optimum levels of PAC, did significantly inhibit zinc removal through hydroxide precipitation.

Friberg, S. E., & Fei, L. (1998). Vapor pressures of phenethyl alcohol and phenethyl acetate in aqueous solutions of sodium xylene sulfonate and polyvinylpyrrolidone. In Horizons 2000–aspects of colloid and interface science at the turn of the millenium (pp. 93-100). Steinkopff.

Abstract. Vapor pressures of two fragrance materials in aqueous solutions of polyvinylpyrrolidone and sodium xylenesulfonate were determined using gas chromatography of head space samples. The association between polymer and hydrotrope was evaluated from the values of surface tension and electrical conductance. The result showed an association of the hydrotrope and the polymer leading to enhanced surface tension after addition of polymer to hydrotope solutions in a certain hydrotope concentration range. The polymer hydrotope association structure resulted in a reduction of fragrance vapor pressure due to solubilization of the fragrance into the association structure.