Investigation of the mode of action of succinic acid and amino acids during hair bleaching treatment

Abstract

Das konventionelle Haarbleichen hat schädliche Effekte auf die Haarfasern. Allerdings wurde es nachgewiesen, dass ein Blondierungsprodukt für Haare, kombiniert mit Bernsteinsäure, Lysin und Arginin in der Lage ist, die Haarschädigung welches beim Prozess des Bleichens entsteht, zu reduzieren. Als Wirkmechanismus könnte es auf eine direkte Beeinflussung durch die hinzugefügten Substanzen auf die Bleich-Reaktion sein. Eine DIPPMPO/31P NMR Spin-Trap-Technik wurde angewendet, um die Bildung von radikalen Spezies während des Blondierungsprozesses basierend auf alkalischem Ammoniumhydroxid/ Wasserstoffperoxid System zu identifizieren. Die radikalen Hauptspezies, die im Bleichsystem involviert sind, sind Hydroperoxyl/Superoxide Radikale, Aminoradikale und Hydroxylradikale. EDTA ist in der Lage, die Bildung von Hydroxylradikalen vollständig zu unterbinden unter der Voraussetzung, dass nur Kupferionen im Bleichsystem präsent sind. Der Präsenz dieses Mix zeigt eine weitere Reduzierung der Konzentration von Hydroxylradikalen im binären Kupfer-Kalzium-System im Vergleich zum System mit EDTA. Die DIPPMPO/31P NMR Spin-Trap-Technik erlaubt uns, die Chemie von freien Radikalen in Bleichsystemen unter Zugabe von menschlichem Haar tiefergehend zu erforschen. Die Resultate dieser Arbeit weisen darauf hin, dass jede Bleichlösung ihre eigene charakteristische Performance und ihr eigenes Schädigungsprofil aufweist. Die Reaktivität jeder einzelnen Bleichlösung kann durch die Zugabe von Kupferionen und den Einsatz von Komplexbildnern gesteuert werden.

The conventional hair bleaching treatments cause undesired hair damage. However, the addition of the combination of succinic acid, lysine and arginine during bleaching treatment offers fibre protective properties. As hypothesis of the mode of action, the mixture could modify the bleaching reaction, leading to a milder bleaching condition. In order to identify this hypothesis, DIPPMPO/31P NMR spin trap technique was employed to investigate the formation of radical species generated in ammonium hydroxide/hydrogen peroxide alkaline model systems. The main radical species involved, were hydroperoxyl/superoxide radicals, amino radicals and hydroxyl radicals. EDTA was able to completely suppress the hydroxyl radical formation, if the copper ions were present alone. The combination of lysine and arginine and sodium succinate showed a further reducing effect on the formation of hydroxyl radical in the copper-calcium binary system compared to the system with EDTA alone. The DIPPMPO/31P NMR spin trap technique had allowed to further study free radical chemistry of bleaching systems in the presence of human hair. In conclusion, each bleaching solution has its characteristic performance and damage profile; whereas the reactivity can be controlled by the addition of copper ions and the usage of chelating agents.