Les Matières Premières de la Parfumerie

Le parfum est une substance, naturelle ou synthétique capable de stimuler le sens olfactive. Le mot parfum vient du latin « per fumum » ou « à travers la fumée », un mot lié à l‘encens brûlé par plusieurs civilisations pour la contemplation des dieux 106. Cette fonctionnalité religieuse liée aux anciennes civilisations n‘est pas l‘unique usage, son utilisation à des fins esthétiques et médicinales par les égyptiens, les grecs et les romains est bien documentée, mais on observe un déclin de son utilisation au moyen-âge, à l‘exception du Moyen-Orient où son utilisation et son développent continuent. Au XVII siècle, la ville de Grasse dans le sud de la France est le centre technique de production et d‘extraction des matières premières de parfumerie. L‘utilisation des parfums est quasiment restreinte aux seuls monarques, courtisans et aristocrates pour masquer les mauvaises odeurs corporelles dues aux habitudes sanitaires de l‘époque. Au XIX siècle, les progrès de la chimie et l‘industrialisation commencent à étendre son utilisation. Puis, aux XX et XXI siècles leur consommation devient massive. Le marché des parfums est estimé à 152 milliards par an en 2005 106. Les différentes matières premières de la parfumerie et les méthodes d‘extraction utilisées tout au long de l‘histoire sont bien documentés. Par exemple dans la Bible, on y retrouve des mentions à la myrrhe, l‘encens et le santal et on sait que les grecs utilisaient souvent les roses, le safran, la violette, la cannelle et le bois de cèdre106. Toutes les matières premières sont d‘origine naturelle. Seule l‘avancée de la chimie au XIX siècle sera déterminante pour isoler les composants présents dans les huiles essentielles, comprendre leur structure et les synthétiser d‘abord au laboratoire, puis à grande échelle

106,107

. En 1852, le cinnamaldéhyde 106, un des composants de l‘essence de la cannelle, est synthétisé et en 1876 107 c‘est la vanilline, molécule odorante majoritaire de la vanille. Les matières premières synthétiques et l‘industrie des saveurs et fragrances naissent alors.

Les fonctions chimiques présentes dans les MPP sont variées, on trouve des alcools, aldéhydes, terpènes, dérivés phénoliques, esters, entre autres 107. Dans la plupart des produits de consommation massive (shampoing, crèmes, dentifrice, détergentes, entre autres), les fragrances sont utilisées avec

Les alcools et les matières premières de parfumerie dans la formulation des systèmes T/H/E

La plupart des études dans la littérature correspondent à la solubilisation du parfum dans une solution aqueuse avec un tensioactif ou des mélanges de tensioactifs 108–114.

Stubenrauch a étudié le système octyl monoglucoside C8G1/Géraniol/Cyclohexane/Eau à 25 °C. La

variable de formulation utilisée était la concentration de géraniol et la transition observée correspond à WI→WIII→WII quand la concentration totale de tensioactif + alcool est constante. Un diagramme de type «  » tordu à basses concentrations d‘alcool+tensioactif est obtenu. Le nombre de molécules de géraniol par rapport au nombre de molécules d'agent tensioactif est d'environ 2:5 dans la couche interfaciale 115.

Kanei et al. 116 ont déterminé l'effet de l'utilisation de parfums comme phase huileuse sur la température THLB ;ils ont construit des diagrammes de phase température vs. fractions d‘huile à un

rapport tensioactif/eau constant (ce diagramme est appelé « Lund-cut » par Olsson et al. 117). Ils ont étudié l'effet des MPPs dans les structures du système C12E8/Eau par SAXS.

Figure 2.5. Positionnement d‘une MPP dans l‘structure d‘une phase H1(Cristal liquide hexagonal). L‘aire (σS) effective du tensioactif augmente dans la pénétration et reste constante

dans le gonflement 116

Les résultats ont montré que le comportement peut aller de la pénétration de l'huile dans le cristal liquide jusqu'à sa solubilisation dans le cœur lipophile des agrégats de tensioactifs, ceci est schématisé dans la figure 2.5. Le comportement des MPPs changent du gonflement à la pénétration dans l'ordre suivante : d-limonène, α-hexylcinnamic aldéhyde, β-ionone, acétate de benzyle, linalol, géraniol, eugénol et cis-3-hexénol. La présence d‘un groupe hydroxyle dans ces 4 dernières MPPs fait qu‘elles agissent comme un cotensioactif ou un tensioactif lipophile court 116.

Tchakalova et al. ont étudié l‘effet des parfums sur le système C10E5/Décane/Eau 118,119

. Dans une première publication, Tchakalova explique la solubilisation de parfums dans un système du comportement Winsor I, tout en proposant un modèle pour l‘estimation du paramètre d‘empilement effectif (𝑃 ). Le paramètre d‘empilement est introduit à l‘ origine par Israelachvili et al. en 1976 pour expliquer les structures organisées des amphiphiles dans l´eau 10:

S S S

l

v

P







où P est le paramètre d´empilement critique du tensioactif, vs et ls sont respectivement le volume et la

longueur de la queue hydrophobe, et σS est l'aire par molécule de tensioactif dans les micelles. Selon la

valeur de P, plusieurs structures sont possibles telles que micelles sphériques, cylindriques, bicouches

Surfactant MPP Gonflement Pénétration σs σs σs σs

Chapitre 2. Effet de l’addition des alcools et matieres premieres de la parfumerie sur l’inversion de phase d’un système-modèle C10E4/n-octane/eau ou micelles inverses dans l'eau. Lorsque l'agent tensioactif est en présence d'eau et d'huile, la nature de l'huile, la présence d'un cotensioactif ou d'un soluté modifie la valeur de P. Dans ce cas, P doit être remplacé par le "paramètre d'empilement effectif "



P. Tchalakova propose de prendre en compte non seulement la possible pénétration d‘huile mais aussi celle du MPP dans le calcul. Pour cela, il est nécessaire de quantifier la valeur du diamètre des structures dans la microémulsions (avec un DLS) et la quantité d‘huile et de tensioactif dans chaque phase afin de calculer le paramètre λ, la « solubilisation en excès » ou le nombre de moles de parfum par mole de tensioactif à l‘interface 118. Dans la deuxième publication, les diagrammes des fish (température vs. concentration C10E5) sont

réalisés en utilisant le système C10E5/Décane/Eau plus une quantité fixe de phenethylol, eugénol,

acétate de benzyle et aldéhyde hexylcinammic. Tous les molécules changent la température T* et parfois aussi la concentration C* (qui indique la transition du comportement WIII à WIV). La forme symétrique typique de ces diagrammes est altérée dans certain cas. La diminution de la concentration C*, i.e. l‘augmentation de l‘efficacité du tensioactif, est associé à la pénétration des MPP dans la couche interfaciale, plus le paramètre λ augmente plus la différence de C* avec et sans MPP est grande. Le changement dans la température T* est «principalement lié à la déshydratation des

groupes polaires du tensioactif via des interactions avec le soluté à l'extérieur des gouttelettes de

microémulsion» 119. L‘augmentation de la concentration de MPP diminue la valeur de T* et la valeur

de la pente T* vs. Concentration du MPP est liée à la solubilisation du parfum. L‘ordre décroissant des pentes est le suivant : eugénol > acétate de Benzyle > aldéhyde hexylcinammic > toluène 119.