Gestion des substituts du diacétyle : profil de sécurité de l’acétonine et de l’acétyl propionyle

Auteur : Équipe R&D, CUIGUAI Flavoring

Publié par : Guangdong Unique Flavor Co., Ltd.

Dernière mise à jour :Dec 17, 2025

1. Les dangers du diacétyle dans la saveur des e-liquides

Diacetyl (2,3-butanedione) is a simple diketone used for its buttery or creamy flavor in foods and e-liquids. It delivers a rich, buttery aroma but is notorious for its inhalation hazard. Occupational exposure to diacetyl in the microwave popcorn and flavoring industries was linked to bronchiolitis obliterans – a severe, irreversible lung disease often called “popcorn lung.” In affected workers, the smallest airways become scarred and obstructed, leading to chronic cough, severe shortness of breath, wheezing, and fatigue. This condition is permanent and debilitating. In the late 1990s and early 2000s, multiple cases among popcorn factory employees highlighted how toxic diacetyl vapor can be. Animal studies confirmed it: inhaling butter flavor vapors caused airway cell death and inflammation in rats. By the early 2000s, U.S. health agencies like NIOSH and OSHA were issuing warnings about diacetyl, and flavor manufacturers learned to control exposure with ventilation and respirators to protect workers from the toxic vapors.

E-Liquid Chemical Safety Analysis

2. Pourquoi le diacétyle a été remplacé

Face aux risques sanitaires graves, les fabricants d'e-liquides de renom se sont éloignés du diacétyle. Après 2010, de nombreuses entreprises ont adopté des politiques d’aromatisants « sans diacétyle ». L’histoire du « popcorn lung » a marqué les esprits, notamment auprès des consommateurs et des régulateurs. L’American Lung Association souligne que certains composés aromatiques connexes, comme l’acétonine, peuvent se décomposer en diacétyle, un composé nocif, et que l’acétyl propionyle (2,3-pentanedione), souvent utilisé comme substitut « sûr », possède en réalité des risques similaires. similar health riskslung.org. In other words, simply swapping one diketone for another did not eliminate danger. The industry’s response has been proactive: many brands now routinely test both raw flavors and finished e-liquids to certify they contain negligible diketones. Warnings on e-cigarette packaging and regulatory guidance have followed. For example, some U.S. states now regulate these chemicals in flavor manufacturing. Overall, the shift away from diacetyl is driven by a precautionary principle and by emerging science.

3. Acetoin: A Common Diacetyl Alternative

Acetoin (3-hydroxy-2-butanone) is a naturally occurring compound with a mild buttery-cream aroma. It is found in dairy products, butter, and various fermented foods, and can also be produced synthetically. Chemically, acetoin is an α-hydroxyketone (C₄H₈O₂), not a diketone like diacetyl. It is colorless, water-soluble, and has a sweet, mild scent. In flavor formulation, acetoin contributes a creamy or yogurt-like note and is often used when formulators want a light buttery hint without the full punch of diacetyl.

Critically, acetoin is far less volatile than diacetyl. It boils around 150°C and its vapor pressure at room temperature (20°C) is very low (approximately 1.4 mmHg)femaflavor.org. By comparison, diacetyl’s vapor pressure is on the order of 55 mmHg at 20°Cfemaflavor.org, which means diacetyl more readily evaporates into air. Acetyl propionyl has an intermediate vapor pressure (~24 mmHg)femaflavor.org. This difference in volatility means that, under ambient conditions, far less acetoin is present as vapor to inhale, which aligns with its lower observed toxicity.

For context, acetoin is approved for food use. The U.S. FDA lists it as a permitted flavoring (21 CFR 182.60). As a food additive it is considered GRAS (Generally Recognized as Safe), and it appears in products like margarine, candy, ice cream, and fruit flavors. However, safety for ingestion does not automatically translate to inhalation safety. In the lungs, acetoin is handled very differently than when digested.

Des études en laboratoire ont examiné les effets de l’acétonine sur le système respiratoire. Lors d’expériences contrôlées d’inhalation, des groupes de rats et de souris ont été exposés à la vapeur d’acétonine (6 heures par jour, 5 jours par semaine) à des concentrations allant jusqu’à 800 ppmsur des périodes de deux semaines ou même trois moisindustrialchemicals.gov.auindustrialchemicals.gov.au. Remarkably, these studies reported “no significant exposure-related adverse effects”chez tous les animaux à toutes les doses testéesindustrialchemicals.gov.auindustrialchemicals.gov.au. Animals remained healthy, with no significant changes in body weight or lung tissue pathology compared to controls. In other words, at realistic workplace-relevant doses, acetoin did not produce the airway fibrosis or inflammation seen with diacetyl.

Despite this favorable safety profile, formulators must still handle acetoin thoughtfully. The key issue is chemical stability: acetoin can oxidize to diacetyl, especially in the presence of air, light, or during prolonged storage. Scientific evaluations note that “in e-cigarette liquids, acetoin degrades to diacetyl”industrialchemicals.gov.au. In practical terms, this means an e-liquid with acetoin may slowly accumulate trace diacetyl over time. If such a liquid is later vaped, any formed diacetyl will be inhaled. To mitigate this, manufacturers can add antioxidants (like BHT), use amber packaging to block light, or produce fresh batches frequently. In summary, while acetoin itself has demonstrated a low inhalation hazard, preserving its purity and monitoring for diacetyl byproducts are essential.

Diacetyl, Acetoin, and AP Risk Schematic

4. Acetyl Propionyl (2,3-Pentanedione): A Cautious Substitute

Acetyl propionyl, known in chemistry terms as 2,3-pentanedione, is another flavoring compound used for its buttery-caramel odor. It has a chemical formula C₅H₈O₂ and is structurally similar to diacetyl (essentially diacetyl with one extra carbon in the chain). It has a somewhat longer, slightly less sweet aroma. In e-liquid flavoring, acetyl propionyl has often been chosen to mimic diacetyl’s creamy notes. Unlike acetoin, acetyl propionyl is an α-diketone (like diacetyl) and vaporizes moderately easily (its vapor pressure is about 23.8 mmHg at 20°Cfemaflavor.org, much higher than acetoin’s).

Because of these similarities, toxicologists have treated acetyl propionyl with caution. Inhalation studies show that 2,3-pentanedione can harm the respiratory tract. A key finding is that 2,3-pentanedione has shown potency similar to diacetyl in causing airway damagencbi.nlm.nih.gov. In the NTP 3-month inhalation study (as described above), rodents exposed to high levels of 2,3-pentanedione showed clear adverse effects: at 50–100 ppm, rats and mice developed abnormal breathing patterns and sneezing during exposurencbi.nlm.nih.gov. Post-mortem, female rats exposed to 100 ppm had significantly higher lung weights and mild inflammation. These physiological changes indicate that the lungs were reacting to a toxic insult. In short, the animal evidence suggests acetyl propionyl is almost as potent as diacetyl at damaging airways.

Les données d’exposition humaine spécifiques à l’acétyl propionyle sont limitées. Cependant, en raison de sa parenté chimique avec le diacétyle, il est conseillé de le considérer comme potentiellement dangereux. L’American Lung Association souligne explicitement que “acetyl propionyl… often used as a substitute for diacetyl, has similar health risks”lung.org. In practice, many companies now label acetyl propionyl with the same caution as diacetyl. Some vape e-liquid brands have eliminated it entirely from their formulas in recent years.

Pour une comparaison rapide :

• Acetoin– Un α-hydroxycétone, à faible volatilité et à faible toxicité selon les études d’inhalationgov.auindustrialchemicals.gov.au. Safe for food use, generally benign in the lung, but can oxidize to diacetyl over time.
• Acetyl Propionyl (2,3-Pentanedione)– Un α-dicétone, à volatilité modérée et présentant une toxicité par inhalation similaire à celle du diacétylenlm.nih.govncbi.nlm.nih.gov. Should be considered a serious inhalation hazard.

Ainsi, l’acétonine constitue une alternative plus douce, largement utilisée pour ses notes crémeuses, mais elle nécessite néanmoins une certaine vigilance. L’acétyl propionyle, bien qu’efficace pour le parfum, exige une manipulation rigoureuse et une minimisation, tout comme le diacétyle.

E-Liquid Quality Control Testing

5. Stratégies pour une gestion sûre des arômes

La gestion de la sécurité des composés aromatiques dans les e-liquides exige une approche globale :

• Use High-Purity Ingredients:Sourcez vos arômes auprès de fournisseurs réputés garantissant leur « sans diacétyle » et effectuant des tests pour détecter les diketones. Exigez des certificats d’analyse attestant de l’absence détectable de diacétyle et de 2,3-pentanedione. Si vous utilisez des arômes à base d’acétonine, vérifiez leur pureté et respectez les recommandations de stockage.
• Rigorous Testing:Mettre en œuvre des analyses en laboratoire des arômes bruts et des e-liquides finis. Des méthodes analytiques telles que la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS) permettent de détecter le diacétyle et l’acétyl propionyle à des niveaux de parts par milliard. Vérifier chaque lot de concentré aromatique pour détecter d’éventuels diketones indésirables. Analyser les e-liquides finis à la fois sous forme liquide et sous forme de condensats de vapeur afin d’identifier tout sous-produit formé lors du vapotage.
• Controlled Manufacturing Practices:Conduct flavor blending and filling operations in well-ventilated areas or fume-hoods. Equip workers with appropriate personal protective equipment (gloves, goggles, respirators) if there is a risk of inhaling concentrated vapors. Use closed mixing vessels where possible, and limit open handling of highly aromatic flavor concentrates.
• Prevent Oxidation:Conservez correctement vos stocks d’arômes et vos e-liquides finis afin de minimiser la conversion de l’acétonine. Par exemple, utilisez des flacons en verre ambré pour protéger de la lumière, évacuez l’oxygène en remplissant avec de l’azote ou de l’argon, et maintenez une température stable. Étiquetez et faites tourner votre inventaire ; évitez d’utiliser des arômes d’acétonine vieillis susceptibles d’avoir oxydé.
• Employee Training and Hazard Communication:Ensure all staff involved in flavor handling are trained on the respiratory hazards of diacetyl, acetyl propionyl, and related compounds. Update Safety Data Sheets (SDS) to reflect inhalation risks. Communicate clearly that “Flavoring formula” hazards may include hidden diketones, so use caution with all creamy/buttery scents.
• Reduce Exposure:Maintenez une ventilation efficace avec un système d’évacuation filtré. Envisagez une surveillance périodique de l’air pour les composés organiques volatils si des capteurs de qualité laboratoire sont disponibles. Si l’exposition ne peut être totalement maîtrisée, adoptez des mesures administratives telles que la limitation du temps passé par un opérateur dans des zones à forte concentration d’arômes.
• Quality Assurance:Conduct stability/shelf-life studies. For example, keep a sample of each e-liquid formulation under accelerated aging conditions (warm, light) and re-test after set intervals to ensure no diacetyl has appeared. Such QA steps catch any hidden risk before products reach consumers.
• Customer Transparency:De nombreuses marques d’e-liquides de premier plan publient désormais leurs rapports de laboratoire attestant de l’absence de diketones dans leurs produits. Étiquetez clairement vos produits ou vos supports marketing avec des mentions telles que « Sans diacétyle, sans 2,3-pentanedione » ou équivalent. Sensibiliser les consommateurs — même les amateurs passionnés — à ces enjeux favorise la confiance et témoigne de notre responsabilité.

Exposure reduction best practices include:Une ventilation à haute efficacité (hotte d’extraction locale), un traitement en circuit fermé, et le port de respirateurs appropriés lors de manipulations de saveurs chauffées ou sous forme d’aérosols.

Quality control steps include:qualification rigoureuse des fournisseurs (audits, documentation), échantillonnage par lot des arômes entrants, et vérifications analytiques continues des produits finis. Notre société peut accompagner ses clients en fournissant des conseils pour les tests et des méthodes d’instrumentation recommandées.

6. Orientations réglementaires et consensus sectoriel

Current regulations on these flavor chemicals vary by region, but the trend is toward tighter control. In some places (e.g. California), flavor manufacturing rules explicitly address diacetyl alternatives. Internationally, the European Union’s regulations already ban diacetyl and 2,3-pentanedione from e-cigarette liquids altogether. Regulatory bodies (like FDA in the US) have signaled that they monitor flavor constituents, even if formal limits for acetoin or acetyl propionyl are not yet in place.

Les organismes sectoriels orientent également les bonnes pratiques. L’Association des fabricants de saveurs et d’extraits (FEMA) et l’Association internationale des parfumeurs (IFRA) réalisent des évaluations de sécurité des composés aromatiques. Par exemple, le dernier rapport du Programme national de toxicologie (2023) confirme qu’à des doses inhalées élevées chez l’animal, l’acétonine n’a pas montré d’effets indésirables.industrialchemicals.gov.au. These official findings are encouraging for formulators using acetoin. At the same time, IFRA recommends applying precautionary labels to inhaled products containing known airways irritants.

En résumé, le consensus professionnel est clair : éviter le diacétyle et la 2,3-pentanedione dans les arômes d’e-liquide ; utiliser l’acétonine en toute transparence quant à ses limites ; et considérer l’acétyl propionyle comme un potentiel danger. En suivant les recommandations publiées et en restant informés des nouvelles recherches, les fabricants anticipent la réglementation. Par exemple, après l’interdiction des arômes par l’UE en 2022, de nombreuses entreprises avaient déjà réduit leur usage de diketones. Notre équipe surveille en permanence ces évolutions pour garantir la conformité de nos clients.

7. Résumé et recommandations

Diacetyl’s reputation as a lung hazard has led the flavor industry to seek alternatives. Acetoin and acetyl propionyl are the two most common substitutes in buttery e-liquid flavors. Scientific evidence indicates that acetoin is comparatively safe for inhalation, showing no lung toxicity in animal studiesindustrialchemicals.gov.au. However, acetoin can slowly oxidize into diacetyl if not properly handledindustrialchemicals.gov.au, so controls on storage and turnover are essential. Acetyl propionyl (2,3-pentanedione), by contrast, behaves almost like diacetyl in the lungs. Toxicology studies show it causes airway changes at moderate dosesncbi.nlm.nih.govncbi.nlm.nih.gov. Accordingly, it should be minimized or eliminated where possible.

Key recommendations:N’utilisez que des ingrédients aromatiques de haute pureté et certifiés ; vérifiez analytiquement que vos e-liquides finaux sont exempts de diacétyle et d’acétyl propionyle ; mettez en place des contrôles techniques et administratifs pour limiter toute inhalation ; et faites preuve de transparence totale (par exemple, déclarations sur l’étiquette, FDS) concernant la composition des arômes. Cette approche rigoureuse permet aux fabricants de proposer des saveurs riches et crémeuses tout en protégeant la santé des travailleurs et des consommateurs.

Mélange précis des arômes pour e-liquide

8. Appel à l’action :

For further technical exchange or free samples of high-quality flavor ingredients, please contact us. Our experts are available.

Nous sommes impatients de collaborer avec vous pour développer des formulations d’e-liquides sûres et innovantes.