Šio straipsnio turinio lentelė:
1. Amino rūgščių vystymasis
2. Struktūrinės savybės
3. Cheminė sudėtis
4.Klasifikavimas
5. Sintezė
6. Fizikinės ir cheminės savybės
7. Toksiškumas
8. Antimikrobinis aktyvumas
9. Rheologinės savybės
10. Programos kosmetikos pramonėje
11. Paraiškos kasdienėje kosmetikoje
Amino rūgšties paviršiaus aktyviosios medžiagos (AAS)yra paviršiaus aktyviųjų medžiagų klasė, suformuota derinant hidrofobines grupes su viena ar daugiau aminorūgščių. Tokiu atveju aminorūgštys gali būti sintetinės arba gautos iš baltymų hidrolizatų ar panašių atsinaujinančių šaltinių. Straipsnyje aprašoma daugumos turimų AAS sintetinių maršrutų detalės ir skirtingų maršrutų poveikis galinių produktų fizikinėms ir cheminėms savybėms, įskaitant tirpumą, dispersijos stabilumą, toksiškumą ir biologinį skaidymą. Kaip padidėjusios paklausos paviršiaus aktyviųjų medžiagų klasė, AAS universalumas dėl jų kintamos struktūros suteikia daugybę komercinių galimybių.
Atsižvelgiant į tai, kad paviršiaus aktyviosios medžiagos yra plačiai naudojamos plovikliuose, emulsikliuose, korozijos inhibitoriuose, tretinio lygio naftos atkūrime ir vaistų, tyrėjai niekada nenustojo atkreipti dėmesio į paviršiaus aktyviosios medžiagos.
Paviršinės medžiagos yra labiausiai reprezentatyvūs cheminiai produktai, kurie kasdien vartojami dideliais kiekiais visame pasaulyje ir turėjo neigiamą poveikį vandens aplinkai.Tyrimai parodė, kad plačiai paplitęs tradicinių paviršiaus aktyviųjų medžiagų naudojimas gali turėti neigiamos įtakos aplinkai.
Šiandien netoksiškumas, biologinis skaidrumas ir biologinis suderinamumas yra beveik toks pat svarbus vartotojams, kaip ir paviršiaus aktyviųjų medžiagų naudingumas ir efektyvumas.
BiologiniaiFaktai yra ekologiški tvarios paviršiaus aktyviosios medžiagos, kurias natūraliai sintetinami mikroorganizmai, tokie kaip bakterijos, grybeliai ir mieliai, arba išskiriamos tarpląsteliniai.Todėl biologinių medžiagų medžiagas taip pat galima paruošti molekulinio projekto būdu, kad būtų imituojamos natūralios amfifilinės struktūros, tokios kaip fosfolipidai, alkilo glikozidai ir acilo amino rūgštys.
Amino rūgšties paviršiaus aktyviosios medžiagos (AAS)yra viena iš tipinių paviršiaus aktyviųjų medžiagų, paprastai gaminamų iš gyvūnų ar žemės ūkio, gautų žaliavų. Per pastaruosius du dešimtmečius AAS sulaukė didelio mokslininkų, kaip naujų paviršiaus aktyviųjų medžiagų, susidomėjimo ne tik todėl, kad jie gali būti sintezuojami iš atsinaujinančių išteklių, bet ir todėl, kad AAS yra lengvai skaidomi ir turi nekenksmingą šalutinius produktus, todėl jie yra saugesni aplinkai.
AAS gali būti apibrėžtas kaip paviršiaus aktyviosios medžiagos, susidedančios iš aminorūgščių, turinčių aminorūgščių grupes (HO 2 C-CHR-NH 2), arba aminorūgščių liekanų (HO 2 C-C-C-CHR-NH-) klasę. 2 funkciniai aminorūgščių regionai leidžia išvesti daugybę paviršiaus aktyviųjų medžiagų. Iš viso žinoma, kad iš viso yra 20 standartinių proteinogeninių aminorūgščių, egzistuoja gamtoje ir yra atsakingos už visas fiziologines augimo ir gyvenimo veiklos reakcijas. Jie skiriasi vienas nuo kito tik pagal liekaną R (1 paveikslas, PK A yra neigiamas tirpalo rūgšties disociacijos konstantos logaritmas). Kai kurie yra nepoliniai ir hidrofobiniai, kiti-poliniai ir hidrofiliniai, kiti-pagrindiniai, o kai kurie-rūgštiniai.
Kadangi aminorūgštys yra atsinaujinantys junginiai, iš aminorūgščių sintezuotos paviršiaus aktyviosios medžiagos taip pat turi didelį potencialą tapti tvariu ir ekologišku. Dėl paprastos ir natūralios struktūros, mažo toksiškumo ir greito biologinio skaidomumo dažnai jie tampa pranašesni už įprastas paviršiaus aktyviosios medžiagos. Naudojant atsinaujinančias žaliavas (pvz., Amino rūgštis ir augalinius aliejus), AAS gali būti gaminamas skirtingais biotechnologiniais ir cheminiais maršrutais.
XX amžiaus pradžioje aminorūgštys pirmiausia buvo nustatytos, kad jie būtų naudojami kaip substratai paviršiaus aktyviosios medžiagos sintezei.AAS daugiausia buvo naudojami kaip konservantai farmacijos ir kosmetikos formuluotėse.Be to, buvo nustatyta, kad AAS yra biologiškai aktyvūs prieš įvairias ligas sukeliančias bakterijas, navikus ir virusus. 1988 m. Dėl pigių AAS prieinamumų buvo susidomėjimas tyrimais dėl paviršiaus veiklos. Šiandien, plėtojant biotechnologijas, kai kurias aminorūgštis taip pat galima sintetinti komerciškai dideliu mastu mieliais, o tai netiesiogiai įrodo, kad AAS gamyba yra ekologiškesnė.
01 aminorūgščių vystymasis
Jau XIX amžiaus pradžioje, kai pirmą kartą buvo atrastos natūraliai atsirandančios aminorūgštys, buvo prognozuojama, kad jų struktūros yra ypač vertingos - tinkamos kaip žaliavos amfifilų paruošimui. Pirmąjį AAS sintezės tyrimą pranešė Bondi 1909 m.
Tame tyrime N-acilglicinas ir N-acilalaninas buvo įvesti kaip paviršiaus aktyviosios medžiagos hidrofilinės grupės. Vėlesnis darbas apėmė lipoamino rūgščių (AAS) sintezę, naudojant gliciną ir alaniną, ir Hentrich et al. paskelbė daugybę išvadų,Įskaitant pirmąjį patento naudojimą, apie acilo sarkozinato ir acilo aspartato druskų naudojimą kaip paviršiaus aktyviosios medžiagos buitiniuose valymo priemonėse (pvz., Šampūnai, plovikliai ir dantų pastos).Vėliau daugelis tyrėjų ištyrė acilo aminorūgščių sintezę ir fizikines ir chemines savybes. Iki šiol buvo paskelbta didelė literatūros dalis apie AAS sintezę, savybes, pramoninius pritaikymus ir biologinį skaidumą.
02 konstrukcinės savybės
Nepolinės AAS hidrofobinių riebalų rūgščių grandinės gali skirtis struktūros, grandinės ilgio ir skaičiaus.AAS struktūrinė įvairovė ir didelis paviršiaus aktyvumas paaiškina jų plačią kompozicijos įvairovę ir fizikų ir chemines bei biologines savybes. AAS galvos grupes sudaro aminorūgštys arba peptidai. Galvos grupių skirtumai lemia šių paviršiaus aktyviųjų medžiagų adsorbciją, agregaciją ir biologinį aktyvumą. Tada galvos grupės funkcinės grupės nustato AAS tipą, įskaitant katijoninius, anijoninius, nejoninius ir amfoterinius. Hidrofilinių aminorūgščių ir hidrofobinių ilgų grandinių dalių derinys sudaro amfifilinę struktūrą, kuri daro molekulę labai aktyvią. Be to, asimetrinių anglies atomų buvimas molekulėje padeda suformuoti chiralines molekules.
03 Cheminė sudėtis
Visi peptidai ir polipeptidai yra šių beveik 20 α-proeinogeninių α-amino rūgščių polimerizacijos produktai. Visose 20 α-amino rūgščių turi karboksirūgšties funkcinę grupę (-COOH) ir amino funkcinę grupę (-NH 2), abi pritvirtintos prie to paties tetraedrinio α-karboninio atomo. Amino rūgštys skiriasi viena nuo kitos pagal skirtingas R grupes, pritvirtintas prie α-anglies (išskyrus liciną, kur R grupė yra vandenilis.) R grupės gali skirtis struktūra, dydis ir krūvis (rūgštingumas, šarmingumas). Šie skirtumai taip pat lemia aminorūgščių tirpumą vandenyje.
Amino rūgštys yra chiralinės (išskyrus gliciną) ir yra optiškai aktyvios iš prigimties, nes jos turi keturis skirtingus pakaitalus, susijusius su alfa anglimi. Amino rūgštys turi dvi galimas konformacijas; Nepaisant to, kad L-stereoizomerų skaičius yra žymiai didesnis. Kai kurių aminorūgščių (fenilalanino, tirozino ir triptofano) R-grupės yra aril, todėl maksimali UV absorbcija yra 280 nm. Rūgštinis α-COOH ir bazinis α-NH 2 aminorūgštyse gali jonizuoti, ir abu stereoizomerai, atsižvelgiant į tai, kokie jie yra, sukuria žemiau parodytą jonizacijos pusiausvyrą.
R-cooh ↔r-coo－＋ H.＋
R-nh3＋↔r-nh2＋ H.＋
Kaip parodyta aukščiau esančioje jonizacijos pusiausvyroje, aminorūgštyse yra bent dvi silpnai rūgščios grupės; Tačiau karboksilo grupė yra daug rūgštesnė, palyginti su protonuotų amino grupe. PH 7,4, karboksilo grupė yra deprotonizuota, o amino grupė yra protonuota. Amino rūgštys su nejonizuojamomis R grupėmis yra elektriškai neutralios esant šiam pH ir sudaro zwitterion.
04 Klasifikacija
AAS galima klasifikuoti pagal keturis kriterijus, kurie aprašyti žemiau.
4.1 pagal kilmę
| Pagal kilmę AAS galima suskirstyti į 2 kategorijas taip. ① Natūrali kategorija Kai kurie natūraliai atsirandantys junginiai, kuriuose yra aminorūgščių, taip pat turi galimybę sumažinti paviršiaus/paviršiaus įtempimą, o kai kurie net viršija glikolipidų veiksmingumą. Šie AAS taip pat žinomi kaip lipopeptidai. Lipopeptidai yra mažos molekulinės masės junginiai, kuriuos paprastai gamina Bacillus rūšys.
Tokie AA yra padalintos į 3 poklasius:Supriftinas, iturinas ir fengcinas.
|
| Paviršiaus aktyvių peptidų šeima apima įvairių medžiagų heptapeptido variantus,Kaip parodyta 2a paveiksle, kuriame C12-C16 nesočiųjų β-hidroksi riebalų rūgščių grandinė yra sujungta su peptidu. Paviršius aktyvus peptidas yra makrociklinis laktonas, kuriame žiedas uždaromas katalizuojant β-hidroksi riebalų rūgštį ir peptidą. Iturino poklase yra šeši pagrindiniai variantai, būtent iturin A ir C, mikosubtilinas ir bacilomicinas D, F ir L.Visais atvejais heptapeptidai yra susieti su β-amino riebalų rūgščių C14-C17 grandinėmis (grandinės gali būti įvairios). Ekurimikinų atveju β-padėtyje esanti amino grupė gali sudaryti amido ryšį su C-galo, taip sudarydama makrociklinę laktamo struktūrą.
Fengycino poklase yra fengycino A ir B, kurie dar vadinami plipastatinu, kai Tyr9 sukonfigūruojamas D.Dekapeptidas yra susijęs su C14 -C18 prisotinta arba nesočiųjų β -hidroksi riebalų rūgščių grandine. Struktūriškai Plipastatinas taip pat yra makrociklinis laktonas, turintis Tyr šoninę grandinę peptidų sekos 3 padėtyje ir sudarantis esterio ryšį su C-galo liekanomis, taip sudarant vidinę žiedo struktūrą (kaip ir daugeliui Pseudomonas lipopeptidų).
② Sintetinė kategorija AAS taip pat galima sintetinti naudojant bet kurią rūgščių, pagrindinių ir neutralių aminorūgščių. Paprastos aminorūgštys, naudojamos AAS sintezei, yra glutaminės rūgšties, serino, prolino, asparto rūgšties, glicino, arginino, alanino, leucino ir baltymų hidrolizatų. Šis paviršiaus aktyviųjų medžiagų poklasis gali būti paruoštas cheminiais, fermentiniais ir chemoenzmentiniais metodais; Tačiau AAS gamybai cheminė sintezė yra ekonomiškai įmanoma. Įprasti pavyzdžiai yra n-lauroil-l-glutamo rūgštis ir N-palmitoil-L-glutamino rūgštis.
|
4.2 Remiantis alifatinių grandinės pakaitalais
Remiantis alifatinėmis grandinės pakaitalais, aminorūgščių pagrindu pagamintos paviršiaus aktyviosios medžiagos gali būti suskirstytos į 2 tipus.
Pagal pakaitalo padėtį
| ①n-pakeista AAS Nukrūniuose junginiuose amino grupė pakeičiama lipofiline grupe arba karboksilo grupe, todėl prarandama baziškumas. Paprasčiausias N-pakeistų AAS pavyzdys yra N-acil aminorūgštys, kurios iš esmės yra anijoninės paviršiaus aktyviosios medžiagos. N-pakeista AAS turi amido ryšį, pritvirtintą tarp hidrofobinių ir hidrofilinių dalių. Amido ryšys turi galimybę sudaryti vandenilio ryšį, kuris palengvina šios paviršiaus aktyviosios medžiagos skilimą rūgščioje aplinkoje, todėl jis tampa biologiškai skaidomas.
②C pakeista AAS C-pakeistuose junginiuose pakaitalas vyksta karboksilo grupėje (per amido arba esterio ryšį). Tipiniai C-pakeistų junginių (pvz., Esterių ar amidų) iš esmės yra katijoninės paviršiaus aktyviosios medžiagos.
③n- ir c pakeista AAS Tokio tipo paviršiaus aktyviosios medžiagos tiek amino, tiek karboksilo grupės yra hidrofilinė dalis. Šis tipas iš esmės yra amfoterinis paviršiaus aktyvioji medžiaga. |
4.3 Pagal hidrofobinių uodegų skaičių
Remiantis galvos grupių skaičiumi ir hidrofobinėmis uodegomis, AAS galima suskirstyti į keturias grupes. Tiesios grandinės AAS, Dvyniai (Dimer) AAS tipo, Glicerolipido tipo AAS ir bicefalinės amfifilinio (BOLA) tipo AAS. Tiesios grandinės paviršiaus aktyviosios medžiagos yra paviršiaus aktyviosios medžiagos, susidedančios iš aminorūgščių, turinčių tik vieną hidrofobinę uodegą (3 paveikslas). Dvynių tipo AAS turi dvi aminorūgščių poliarines galvos grupes ir dvi hidrofobines uodegas vienoje molekulėje (4 paveikslas). Tokio tipo struktūroje abu tiesios grandinės AAS yra susietos tarpiklio, todėl taip pat vadinami dimerais. Kita vertus, Glicerolipido tipo AAS abi hidrofobinės uodegos yra pritvirtintos prie tos pačios aminorūgščių galvutės grupės. Šios paviršiaus aktyviosios medžiagos gali būti laikomos monogliceridų, digliceridų ir fosfolipidų analogais, o Bola tipo AAS dviem aminorūgščių galvučių grupėmis yra susietos hidrofobine uodega.
4.4 Pagal galvos grupių tipą
①Cationic Aas
Šio tipo paviršiaus aktyviosios medžiagos pagrindinė grupė turi teigiamą krūvį. Anksčiausias katijoninis AAS yra etil -kocoilo arginatas, kuris yra pirolidono karboksilatas. Unikalios ir įvairios šios paviršiaus aktyviosios medžiagos savybės daro naudą dezinfekavimo priemonėms, antimikrobiniams agentams, antistatiniams agentams, plaukų kondicionieriams, taip pat švelniai ant akių ir odos bei lengvai biologiškai skaidomi. Singare ir Mhatre susintetinti arginino pagrindu pagamintą katijoninį AAS ir įvertino jų fizikines ir chemines savybes. Šiame tyrime jie teigė, kad didelis produktų, gautų naudojant Schotten-Baumann reakcijos sąlygas, derlius. Didėjant alkilo grandinės ilgiui ir hidrofobiškumui, nustatyta, kad paviršiaus aktyviosios medžiagos paviršiaus aktyvumas padidėja, o kritinė micelių koncentracija (CMC) mažėja. Kitas yra ketvirtinis acilo baltymas, kuris dažniausiai naudojamas kaip kondicionierius plaukų priežiūros priemonėse.
②anioninis Aas
Anijoninėse paviršiaus aktyviosios medžiagos paviršiaus aktyviosios medžiagos poliarinė galvos grupė turi neigiamą krūvį. Sarkozinas (CH 3 -NH -CH 2 -COOH, N -metilglicinas), aminorūgštis, dažniausiai randama jūros euruose ir jūros žvaigždėse, yra chemiškai susijusi su glicinu (NH 2 -CH 2 -COOH,), pagrindine amino rūgštimi, randama žinduolių ląstelėse. -COOH,) yra chemiškai susijęs su glicinu, kuris yra pagrindinė aminorūgštis, randama žinduolių ląstelėse. Lauro rūgštis, tetradekano rūgštis, oleino rūgštis ir jų halogenidai bei esteriai dažniausiai naudojami sarkozinuotos paviršiaus aktyviosios medžiagos sintezei. Sarkozinatai iš esmės yra švelnūs, todėl dažniausiai naudojami burnos skalavimo skysčiuose, šampūnuose, purškimo skutimosi putos, apsaugos nuo saulės, odos valymo priemonės ir kiti kosmetikos produktai.
Kiti komerciškai prieinami anijoniniai AAS yra „Amisoft CS-22“ ir „AmiliteGck-12“, kurie yra atitinkamai natrio N-cocoil-l-glutamato ir kalio N-cocoilo glicinato pavadinimai. Amilitas dažniausiai naudojamas kaip putplasčio agentas, ploviklis, tirpiklis, emulsiklis ir dispergentas, taip pat turi daug kosmetikos, tokių kaip šampūnai, vonios muilai, kūno plovimai, dantų pastos, veido valikliai, valymo priemonės, kontaktiniai lęšių valymo priemonės ir buitiniai paviršiaus paviršiaus paviršiaus medžiagos. „Amisoft“ naudojama kaip švelnus odos ir plaukų valiklis, daugiausia veido ir kūno valikliai, blokuoti sintetinius ploviklius, kūno priežiūros priemones, šampūnus ir kitus odos priežiūros priemones.
③zwitterionic arba amfoterinė AAS
Amfoterinės paviršiaus aktyviosios medžiagos turi ir rūgščių, ir pagrindinių vietų, todėl gali pakeisti savo krūvį pakeisdami pH vertę. Šarminėse terpėse jie elgiasi kaip anijoninės paviršiaus aktyviosios medžiagos, o rūgščioje aplinkoje jie elgiasi kaip katijoninės paviršiaus aktyviosios medžiagos ir neutraliose terpėse, pavyzdžiui, amfoterinėse paviršiaus aktyviosios medžiagos. Lauryl Lysine (LL) ir alkoksi (2-hidroksipropil) argininas yra vieninteliai žinomos amfoterinės paviršiaus aktyviosios medžiagos, pagrįstos aminorūgštimis. LL yra lizino ir lauro rūgšties kondensacinis produktas. Dėl savo amfoterinės struktūros LL netirpsta beveik visų rūšių tirpikliuose, išskyrus labai šarminius ar rūgščius tirpiklius. Kaip organiniai milteliai, LL yra puikus sukibimas su hidrofiliniais paviršiais ir mažu trinties koeficientu, suteikdamas šiam paviršiaus aktyviosios medžiagos puikiam tepimo galimybėms. LL yra plačiai naudojamas odos kremuose ir plaukų kondicionieriuose, taip pat naudojamas kaip tepalas.
④nonioninis Aas
Nononinėms paviršiaus aktyviosioms medžiagoms būdingos poliarinės galvos grupės be oficialių krūvių. Aštuonias naujas etoksilintas nejonines paviršiaus aktyviosios medžiagos paruošė Al-Sabagh ir kt. iš aliejuje tirpių α-amino rūgščių. Šiame procese L-fenilalaninas (LEP) ir L-leucinas pirmiausia buvo estefikuoti su heksadekanoliu, po to sekė amidacija su palmitino rūgštimi, kad du amidai ir du esteriai būtų α-amino rūgštys. Tada amidams ir esteriams buvo atliktos kondensacijos reakcijos su etileno oksidu, kad būtų paruošti trys fenilalanino dariniai, turintys skirtingą polioksietileno vienetų skaičių (40, 60 ir 100). Nustatyta, kad šie nejoniniai AA turi gerą skundžimą ir putojimo savybes.
05 Sintezė
5.1 Pagrindinis sintetinis maršrutas
AAS hidrofobinės grupės gali būti pritvirtintos prie amino ar karboksirūgšties vietų arba per aminorūgščių šonines grandines. Remiantis tuo, yra keturi pagrindiniai sintetiniai maršrutai, kaip parodyta 5 paveiksle.
5 paveikslas
| 1 kelias. Amfifiliniai esteriai aminai sukelia esterinimo reakcijas, tokiu atveju paviršiaus aktyviosios medžiagos sintezė paprastai pasiekiama refliukuojant riebalų alkoholius ir aminorūgštis, esant dehidraciniam agentui ir rūgščiam katalizatoriui. Kai kuriose reakcijose sieros rūgštis veikia ir kaip katalizatorius, ir dehidratuojantis agentas.
2 kelias. Aktyvuotos aminorūgštys reaguoja su alklaminais, kad sudarytų amidų ryšius, todėl sintezės amfifiliniai amidoaminai.
3 kelias. Amido rūgštys sintetinamos reaguojant aminorūgščių aminorūgščių grupes su amido rūgštimis.
4 kelias. Ilgų grandinių alkilo aminorūgštys buvo susintetintos aminų grupių reakcija su haloalkanais. |
5.2 Sintezės ir gamybos pažanga
5.2.1 Vienos grandinės amino rūgšties/peptido paviršiaus aktyviosios medžiagos sintezė
N-acil arba O-acil amino rūgštys arba peptidai gali būti sintezuojami fermentų katalizuojamu amino ar hidroksilo grupių acilinimu riebalų rūgštimis. Anksčiausias pranešimas apie aminorūgščių amido ar metilo esterio darinių lipazės katalizuojamą sintezę be tirpiklių panaudojo Candida Antarctica, o derlius svyravo nuo 25% iki 90%, atsižvelgiant į tikslinę amino rūgštį. Kai kuriose reakcijose metilo etilo ketonas taip pat buvo naudojamas kaip tirpiklis. Vonderhagen ir kt. Taip pat aprašytos aminorūgščių, baltymų hidrolizatų ir (arba) jų darinių, naudojant vandens ir organinių tirpiklių mišinį (pvz., Dimetilformamidą/vandenį) ir metil butil-ketoną, mišinį lipazę ir proteazės katalizuotos N-acilacijos reakcijos.
Ankstyvosiomis dienomis pagrindinė fermentų katalizuojamos AAS sintezės problema buvo mažas derlius. Pasak Valivety ir kt. N-tetradekanoilo aminorūgščių darinių išeiga buvo tik 2–10% net po to, kai buvo naudojamos skirtingos lipazės ir inkubuojant 70 ° C temperatūroje daugelį dienų. Montet ir kt. Taip pat susiduria su problemomis, susijusiomis su mažu aminorūgščių išeiga N-acil lizino sintezėje, naudojant riebalų rūgštis ir augalinius aliejus. Anot jų, maksimalus produkto išeiga buvo 19% be tirpiklių sąlygų ir naudojant organinius tirpiklius. Tą pačią problemą susidūrė Valivety ir kt. N-CBZ-L-lizino arba N-CBZ-lizino metilo esterio darinių sintezėje.
Šiame tyrime jie teigė, kad 3-O-tetradekanoil-L-serino išeiga buvo 80%, kai buvo naudojamas N-apsaugotas serinas kaip substratas, o novozimo 435-kaip katalizatorius, kuriame nėra tirpiklių neturinčio tirpiklio aplinkoje. Nagao and Kito studied the O-acylation of L-serine, L-homoserine, L-threonine and L-tyrosine (LET) when using lipase The results of the reaction (lipase was obtained by Candida cylindracea and Rhizopus delemar in aqueous buffer medium) and reported that the yields of acylation of L-homoserine and L-serine were somewhat low, while no acylation of L-threoninas ir tegul įvyko.
Daugelis tyrėjų palaikė nebrangių ir lengvai prieinamų substratų naudojimą ekonomiškai efektyvių AAS sintezei. Soo ir kt. Teigė, kad palmių aliejaus pagrindu pagamintų paviršiaus aktyviųjų medžiagų paruošimas geriausiai veikia su imobilizuotu lipoenzimu. Jie pažymėjo, kad nepaisant daug laiko reikalaujančios reakcijos (6 dienos), produktų derlius bus geresnis. Gerova ir kt. ištyrė chiralinio N-palmitoilo AAS sintezę ir paviršiaus aktyvumą, pagrįstą metioninu, prolinu, leucinu, treoninu, fenilalaninu ir fenilglicinu cikliniame/racemijos mišinyje. Pangas ir Chu aprašė aminorūgščių pagrindu pagamintų monomerų ir dikarboksirūgšties pagrindu pagamintų monomerų sintezę tirpale. Funkcinių ir biologiškai skaidžių aminorūgščių pagrindu pagamintų poliamidų esterių serija buvo susintetinta tirpale esančiais kondensavimo reakcijomis.
Kantoeuzene ir Guerreiro pranešė apie Boc-Ala-OH ir Boc-Asp-OH karboksirūgšties grupių esterinimą su ilgų grandinių alifatiniais alkoholiais ir diolais, o dichlorometanas kaip tirpiklis ir agarozė 4B (Sepharose 4B) kaip katalizatorius. Šiame tyrime BOC-ALA-OH reakcija su riebiais alkoholiais iki 16 angliavandenių davė gerą derlių (51%), o Boc-Asp-OH 6 ir 12 angliavandenių buvo geresnis, atitinkamai išeiga 63% [64]. 99,9%) iš derlingumo nuo 58%iki 76%, kurie buvo susintetinti susidarant amido ryšiams su įvairiais ilgų grandinių alkilaminais ar esterio jungtimis su riebaliniais alkoholiais CBZ-arg-OME, kur papaino veikė kaip katalizatorius.
5.2.2 Gemini pagrįstų aminorūgščių/peptidų paviršiaus aktyviosios medžiagos sintezė
Amino rūgšties pagrindu pagamintos „Gemini“ paviršiaus aktyviosios medžiagos susideda iš dviejų tiesių grandinių AAS molekulių, sujungtų tarpusavyje tarpusavyje tarpusavyje. Gemini tipo aminorūgščių pagrindu pagamintų paviršiaus aktyviųjų medžiagų chemoenziminės sintezės (6 ir 7 paveikslai) yra 2 galimos chemoenziminės sintezės schemos. 6 paveiksle 2 paveiksle reaguojami 2 aminorūgščių dariniai su junginiu kaip tarpiklio grupe, tada įvedamos 2 hidrofobinės grupės. 7 paveiksle 2 tiesios grandinės struktūros yra tiesiogiai sujungtos bifunkcine tarpiklio grupe.
Anksčiausias fermentų katalizuojamos Gemini lipoamino rūgščių sintezės vystymasis buvo pradininkas Valivety ir kt. Yoshimura ir kt. ištyrė aminorūgščių pagrindu pagamintos Dvynių paviršiaus aktyviosios medžiagos sintezę, adsorbciją ir agregaciją, pagrįstą cistinu ir N-alkilo bromidu. Susintetintos paviršiaus aktyviosios medžiagos buvo palygintos su atitinkamomis monomerinėmis paviršiaus aktyviosiomis medžiagomis. Faustino ir kt. Aprašyta anijoninio karbamido pagrindu pagaminto monomerinio AAS sintezė, pagrįsta L-cistinu, D-cistinu, DL-cistinu, L-cisteinu, L-metioninu ir L-Sulfoalaninu bei jų poromis, kuriomis jie buvo laidžiami, pusiausvyros paviršiaus įtempimo ir pastovios-stadijos fluorescencijos apibūdinimas. Parodyta, kad Dvynių CMC vertė buvo mažesnė, lyginant monomerą ir Dvynius.
6 pav. Dvynių AAS sintezė naudojant AA darinius ir tarpiklius, po to - hidrofobinės grupės įterpimas
7 pav. Gemini Aass sintezė naudojant bifunkcinį tarpiklį ir AAS
5.2.3 Glicerolipidinių aminorūgščių/peptido paviršiaus aktyviosios medžiagos sintezė
Glicerolipidų aminorūgščių/peptidų paviršiaus aktyviosios medžiagos yra nauja lipidų aminorūgščių klasė, kuri yra struktūriniai glicerolio mono- (arba di-) esterių ir fosfolipidų analogai dėl jų vienos ar dviejų riebiųjų grandinių struktūros su viena amino rūgštimi, susieta su glicerolio užpakaliniu kaulu. Šių paviršiaus aktyviųjų medžiagų sintezė prasideda nuo aminorūgščių glicerolių esterių paruošimo aukštesnėje temperatūroje ir esant rūgščiam katalizatoriui (pvz., BF 3). Fermentų katalizuojama sintezė (kaip katalizatoriai naudojant hidrolazes, proteazes ir lipazes) taip pat yra geras pasirinkimas (8 paveikslas).
Buvo pranešta apie fermentų katalizuojamą dilaurilintų arginino gliceridų konjugatų, naudojant papainą, sintezė. Taip pat buvo pranešta apie diacilglicerolio esterio konjugatų sintezę iš acetilarginino ir jų fizikinių ir cheminių savybių įvertinimo.
8 pav. Mono ir diacilglicerolio aminorūgščių konjugatų sintezė
Tarpiklis: NH- (Ch2)10-NH: junginysB1
Tarpiklis: NH-C6H4-NH: junginysB2
Tarpiklis: ch2-Ch2: junginysB3
9 pav. Simetrinių amfifilų, gautų iš Tris (hidroksimetil) aminometano, sintezė
5.2.4 BOLA pagrindu pagamintos aminorūgščių/peptidų paviršiaus aktyviosios medžiagos sintezė
Amino rūgšties pagrindu pagamintos bola tipo amfifilai turi 2 aminorūgštis, susietas su ta pačia hidrofobine grandine. Franceschi ir kt. aprašė bola tipo amfifilų sintezę su 2 aminorūgščiais (D- arba L-alaninu arba L-histidinu) ir 1 skirtingo ilgio alkilo grandine ir ištyrė jų paviršiaus aktyvumą. Jie aptaria naujų bola tipo amfifilų sintezę ir agregaciją su aminorūgščių frakcija (naudojant nedažną β-amino rūgštį arba alkoholį) ir C12 -C20 tarpinę. Naudojamos nedažnos β-amino rūgštys gali būti cukraus aminoacidas, azidotimino (AZT) gauta amino rūgštis, Norborneno amino rūgštis ir iš AZT gaunamas amino alkoholis (9 paveikslas). Simetrinio bola tipo amfifilų sintezė, gauta iš Tris (hidroksimetil) aminometano (TRIS) (9 paveikslas).
06 Fizikinės ir cheminės savybės
Gerai žinoma, kad aminorūgščių pagrindu pagamintos paviršiaus aktyviosios medžiagos (AAS) yra įvairaus ir universalaus pobūdžio ir gerai pritaikomi daugelyje programų, tokių kaip geras tirpinimas, geros emulsijos savybės, didelis efektyvumas, didelis paviršiaus aktyvumo efektyvumas ir geras atsparumas kietajam vandeniui (kalcio jonų tolerancija).
Remiantis aminorūgščių paviršiaus aktyviosios medžiagos savybėmis (pvz.
6.1 Kritinė micelių koncentracija (CMC)
Kritinė micelių koncentracija yra vienas iš svarbių paviršiaus aktyviųjų medžiagų parametrų ir reglamentuoja daugybę paviršiaus aktyvių savybių, tokių kaip tirpinimas, ląstelių lizė ir jo sąveika su bioplėvelėmis ir kt. Apskritai, padidinant angliavandenilių uodegos ilgą (padidinant hidrofobiškumą), padidėja paviršiaus paviršiaus paviršiaus paviršiaus paviršiaus aktyvumas, todėl padidėja jo paviršiaus aktyvumas. Paviršiaus aktyviosios medžiagos, pagrįstos aminorūgštimis, paprastai turi mažesnes CMC vertes, palyginti su įprastomis paviršiaus aktyviosiomis medžiagomis.
Per skirtingus galvos grupių ir hidrofobinių uodegų derinius (mono-kationinis amidas, dviejų katijonų amidas, dviejų katijonų amido pagrindu sukurtas esteris), Infante ir kt. susintetinti trys arginino pagrindu pagamintos AAS ir ištyrė jų CMC ir γCMC (paviršiaus įtempimas esant CMC), parodydamas, kad CMC ir γCMC vertės sumažėjo didėjant hidrofobiniam uodegos ilgiui. Kitame tyrime Singare ir Mhatre nustatė, kad N-α-acilarginino paviršiaus aktyviosios medžiagos CMC sumažėjo didėjant hidrofobinių uodegos anglies atomų skaičiui (1 lentelė).
Yoshimura ir kt. ištyrė cisteino gautų aminorūgščių pagrindu pagamintų „Gemini“ paviršiaus aktyviųjų medžiagų CMC ir parodė, kad CMC sumažėjo, kai anglies grandinės ilgis hidrofobinėje grandinėje padidėjo nuo 10 iki 12. Padidėjus anglies grandinės ilgiui iki 14, padidėjo CMC, o tai patvirtino, kad ilgų ciklų dalys yra mažesnės tendencijos iki 14.
Faustino ir kt. pranešė apie mišrių micelių susidarymą vandeniniuose anijoninių Dvynių paviršiaus aktyviųjų medžiagų, pagrįstų cistinu, tirpaluose. Dvynių paviršiaus aktyviosios medžiagos taip pat buvo palygintos su atitinkamomis įprastomis monomerinėmis paviršiaus aktyviosiomis medžiagomis (C 8 Cys). Buvo pranešta, kad lipidų ir paviršiaus medžiagų mišinių CMC vertės yra mažesnės nei grynų paviršiaus aktyviųjų medžiagų. Dvynių paviršiaus aktyviosios medžiagos ir 1,2-diheptanoil-Sn-gliceryl-3-fosfocholinas, vandenyje tirpus, micelą formuojančio fosfolipido, CMC turėjo milimoliniame lygmenyje.
Shrestha ir Aramaki ištyrė viskoelastinių kirminų panašių micelių susidarymą vandeniniuose tirpaluose mišrių aminorūgščių pagrindu pagamintų anijoninių-nonioninių paviršiaus aktyviųjų medžiagų, nesant humsixture Salts. Šiame tyrime nustatyta, kad N-dodecilo glutamatas turi aukštesnę kraffto temperatūrą; Tačiau, neutralizuojant pagrindiniu aminorūgšties L-lizinu, jis sukūrė miceles ir tirpalas pradėjo elgtis kaip Niutono skystis 25 ° C temperatūroje.
6.2 Geras vandens tirpumas
Geras AAS tirpumas vandenyje yra dėl to, kad yra papildomų bendra NH obligacijų. Dėl to AAS daro biologiškai skaidomesnius ir ekologiškesnius nei atitinkamos įprastos paviršiaus aktyviosios medžiagos. N-aCyl-l-glutamo rūgšties tirpumas vandenyje yra dar geresnis dėl savo 2 karboksilo grupių. CN (CA) 2 vandens tirpumas taip pat yra geras, nes 1 molekulėje yra 2 joninių arginino grupių, todėl ląstelių sąsajoje yra veiksmingesnė adsorbcija ir difuzija ir netgi efektyvus bakterijų slopinimas esant mažesnei koncentracijai.
6.3 Kraffto temperatūra ir Krafft taškas
Kraffto temperatūra gali būti suprantama kaip specifinis paviršiaus aktyviųjų medžiagų, kurių tirpumas smarkiai padidėja virš tam tikros temperatūros, tirpumo. Joninės paviršiaus aktyviosios medžiagos turi tendenciją generuoti kietų hidratų, kurie gali iškristi iš vandens. Tam tikroje temperatūroje (vadinamojoje kraffto temperatūroje) dažniausiai pastebimas dramatiškas ir nepertraukiamas paviršiaus aktyviųjų medžiagų tirpumo padidėjimas. Joninės paviršiaus aktyviosios medžiagos kraffto taškas yra jo Krafft temperatūra esant CMC.
Ši tirpumo charakteristika paprastai pastebima joninėms paviršiaus aktyviosioms medžiagoms ir gali būti paaiškinta taip: Neįtikėtino paviršiaus aktyviosios medžiagos monomero tirpumas yra ribotas žemiau kraffto temperatūros, kol pasiekiamas Kraffto taškas, kur jo tirpumas palaipsniui didėja dėl micelio susidarymo. Norint užtikrinti visišką tirpumą, būtina paruošti paviršiaus aktyviosios medžiagos kompozicijas esant temperatūrai virš Kraffto taško.
Buvo ištirta AAS Kraffto temperatūra ir palyginta su įprastų sintetinių paviršiaus aktyviųjų medžiagų. N-heksadekanoilo AAS ir aptarė ryšį tarp jų Kraffto temperatūros ir aminorūgščių liekanų.
Eksperimentuose nustatyta, kad N-heksadekanoilo AAS Kraffto temperatūra padidėjo mažėjant aminorūgščių liekanų dydžiui (fenilalaninas yra išimtis), o tirpumo šiluma (šilumos įsisavinimas) padidėjo mažėjant aminorūgščių liekanų dydžiui (išskyrus gliciną ir fenilalaniną). Buvo padaryta išvada, kad tiek alanino, tiek fenilalanino sistemose DL sąveika yra stipresnė nei LL sąveika kietoje N-heksadekanoilo AAS druskos formoje.
Brito ir kt. Nustatė trijų naujų aminorūgščių pagrindu pagamintų paviršiaus aktyviųjų medžiagų Kraffto temperatūrą, naudojant diferencialinę skenavimo mikrokalorimetriją, ir nustatė, kad pakeitus trifluorocetato joną į jodido joną, žymiai padidėjo Krafft temperatūra (apie 6 ° C), nuo 47 ° C iki 53 ° C. Cis-Double jungčių buvimas ir ilgosios grandinės serverginių gyvūnų nesočiųjų nesocijavimasis žymiai sumažėjo Kraffto temperatūra. Pranešama, kad N-dodecilo glutamatas turi aukštesnę kraffto temperatūrą. Tačiau neutralizavimas naudojant pagrindinę amino rūgštį L-liziną susidarė micelės tirpale, kuris elgėsi kaip Niutono skysčiai 25 ° C temperatūroje.
6.4 Paviršiaus įtempimas
Paviršiaus paviršiaus aktyviųjų medžiagų įtempis yra susijęs su hidrofobinės dalies grandinės ilgiu. Zhang ir kt. Natrio cocoilo glicinato paviršiaus įtempis nustatė Wilhelmy plokštelės metodu (25 ± 0,2) ° C ir nustatė paviršiaus įtempimo vertę CMC, kai 33 mn -M -1, CMC, kaip 0,21 mmol -L -1. Yoshimura ir kt. nustatė 2C N Cys tipo aminorūgščių paviršiaus paviršiaus įtempio paviršiaus įtempį 2C N Cys pagrįstų paviršiaus aktyviųjų medžiagų. Nustatyta, kad paviršiaus įtempis ties CMC sumažėjo didėjant grandinės ilgiui (iki n = 8), o paviršiaus aktyviųjų medžiagų, kurių ilgis n = 12 ar ilgesnis, tendencija buvo pakeista.
Taip pat buvo ištirtas CAC1 2 poveikis dikarboksilintų aminorūgščių pagrindu pagamintų paviršiaus aktyviųjų medžiagų paviršiaus įtempiui. Šių tyrimų metu CAC1 2 buvo pridėtas prie trijų dikarboksilintų aminorūgščių tipo paviršiaus aktyviųjų medžiagų vandeninių tirpalų (C12 MalNA 2, C12 AspNA 2 ir C12 Gluna 2). Palyginus CMC, plokščiakalnio vertės ir nustatyta, kad paviršiaus įtempis sumažėjo esant labai mažoms CAC1 2 koncentracijoms. Taip yra dėl kalcio jonų įtakos paviršiaus aktyviosios medžiagos išdėstymui dujų ir vandens sąsajoje. Kita vertus, N-dodecilaminomalonato ir N-dodecilastato druskos paviršiaus įtempimai taip pat buvo beveik pastovūs iki 10 mmol-L -1 CAC1 2 koncentracijos. Virš 10 mmol -L -1 paviršiaus įtempimas smarkiai padidėja dėl paviršiaus aktyviosios medžiagos kalcio druskos nusodinimo. Dėl N-dodecilo glutamato disodio druskos vidutinio sunkumo CAC1 2 pridėjimas žymiai sumažėjo paviršiaus įtempis, o nuolatinis CAC1 2 koncentracijos padidėjimas nebeturėjo reikšmingų pokyčių.
Norint nustatyti „Gemini“ tipo AAS adsorbcijos kinetiką dujų ir vandens sąsajoje, dinaminis paviršiaus įtempis buvo nustatytas naudojant maksimalų burbulo slėgio metodą. Rezultatai parodė, kad ilgiausiai bandymo metu 2C 12 Cys dinaminis paviršiaus įtempis nepasikeitė. Dinaminio paviršiaus įtempio sumažėjimas priklauso tik nuo koncentracijos, hidrofobinių uodegų ilgio ir hidrofobinių uodegų skaičiaus. Didėjanti paviršiaus aktyviosios medžiagos koncentracija, mažėjantis grandinės ilgis ir grandinių skaičius sukėlė greitesnį skilimą. Nustatyta, kad didesnės C n Cys (n = 8–12) koncentracijos rezultatai yra labai arti γ CMC, išmatuoto Wilhelmy metodu.
Kitame tyrime dinaminės natrio dilaurilo cistino (SDLC) ir natrio didekamino cistino įtampos buvo nustatytos Wilhelmy plokštės metodu, be to, jų vandeninių tirpalų pusiausvyros paviršiaus įtempimas buvo nustatytas kritimo tūrio metodu. Disulfidinių ryšių reakcija buvo toliau tiriama ir kitais metodais. Pridėjus „Mercaptoetanolio“ iki 0,1 mmol -L -1SDLC tirpalo, greitai padidėjo paviršiaus įtempis nuo 34 mn -M -1 iki 53 mn -M -1. Kadangi NACLO gali oksiduoti SDLC disulfidinių ryšių su sulfonrūgščių grupėmis disulfidinius ryšius, į 0,1 mmol -L -1 SDLC tirpalą prireikė jokių agregatų, kai NACLO (5 mmol -L -1) buvo įpiltas. Transmisijos elektronų mikroskopija ir dinaminio šviesos sklaidos rezultatai parodė, kad tirpale nebuvo suformuoti jokie agregatai. Nustatyta, kad SDLC paviršiaus įtempis per 20 minučių padidėja nuo 34 mn -M -1 iki 60 mn -M -1.
6.5 dvejetainės paviršiaus sąveika
Gyvenimo moksluose nemažai grupių ištyrė katijoninių AAS (diacilglicerolio arginino pagrindu pagamintų paviršiaus aktyviųjų medžiagų) ir fosfolipidų mišinių vibracines savybes dujų ir vandens sąsajoje, galiausiai padarydama išvadą, kad ši ne gamtos savybė sukelia elektrostatinės sąveikos paplitimą.
6.6 agregacijos savybės
Dinaminis šviesos išsibarstymas dažniausiai naudojamas nustatant aminorūgščių pagrindu pagamintų monomerų ir Dvynių paviršiaus aktyviųjų medžiagų agregavimo savybes esant virš CMC koncentracijai, gaunant akivaizdų hidrodinaminio skersmens DH (= 2R h). „C n Cys“ suformuoti agregatai yra palyginti dideli ir yra plačiai pasiskirstę, palyginti su kitomis paviršiaus aktyviosiomis medžiagomis. Visos paviršiaus aktyviosios medžiagos, išskyrus 2C 12 Cys, paprastai sudaro maždaug 10 nm agregatus. Dvynių paviršiaus aktyviųjų medžiagų micelių dydžiai yra žymiai didesni nei jų monomerinių kolegų. Padidėjęs angliavandenilių grandinės ilgis taip pat padidina micelių dydį. Ohta ir kt. aprašė trijų skirtingų N-dodecil-fenil-alanil-fenil-alanino tetrametilamonio stereoizomerų agregavimo savybes vandeniniame tirpale ir parodė, kad diastereoizomerai turi tą pačią kritinę agregacijos koncentraciją vandeniniame tirpale. Iwahashi ir kt. ištirtas apskrito dichroizmo, NMR ir garų slėgio osmometrija. N-dodekanoil-l-glutaminės rūgšties chiralinių agregatų susidarymas N-dodekanoil-L-valine ir jų metil esteriai buvo skirtingiems tirpikliams (pvz., Tetrahidrofuranas, acetonitrilas, 1,4-dioksanas ir 1,2-dichlor), tiriami rotrationale, acetonitrilo, 1,4-dioksano ir 1,2-dichlor) rotationale, acetonitrilo, 1,4-dioksano ir 1,2-dichlor). Apvalus dichroizmas, NMR ir garų slėgio osmometrija.
6.7 Interfazinė adsorbcija
Viena iš tyrimų krypčių taip pat yra aminorūgščių pagrindu pagamintų paviršiaus aktyviųjų medžiagų adsorbcija ir jos palyginimas su įprastu atitikmeniu. Pavyzdžiui, buvo ištirtos aromatinių aminorūgščių dodecilo esterių, gautų iš LET ir LEP, sąsajų adsorbcijos savybės. Rezultatai parodė, kad LET ir LEP buvo atitinkamai mažesnės sąsajos plotai dujų ir skysčių sąsajoje ir vandens/heksano sąsajoje.
Bordes ir kt. ištyrė tirpalo elgseną ir adsorbciją trijų dikarboksilintų aminorūgščių paviršiaus aktyviosios medžiagos, dodecilo glutamato, dodecilo aspartato ir aminomalonato disodio druskos (atitinkamai 3, 2 ir 1 anglies atomų tarp dviejų karboksilo grupių). Remiantis šia ataskaita, dikarboksilintų paviršiaus aktyviosios medžiagos CMC buvo 4-5 kartus didesnis nei monokarboksiluotos dodecilo glicino druskos. Tai priskiriama vandenilio jungčių susidarymui tarp dikarboksiluotų paviršiaus aktyviųjų medžiagų ir kaimyninių molekulių per jose esančius amidų grupes.
6.8 fazės elgsena
Izotropinės nepertraukiamos kubinės fazės stebimos paviršiaus aktyviosios medžiagos, esant labai didelėms koncentracijoms. Paviršiaus aktyviosios medžiagos molekulės, turinčios labai dideles galvos grupes, paprastai sudaro mažesnio teigiamo kreivumo agregatus. Marques ir kt. ištyrė 12LYS12/12SER ir 8LYS8/16SER sistemų fazinį elgseną (žr. 10 paveikslą), o rezultatai parodė, kad 12Lys12/12SER sistema turi fazės atskyrimo zoną tarp micelinės ir vezikulinių tirpalų regionų, o 8LYS8/16SER sistema 8LYS8/16SER SISTEMOS Sistemos ir VESICULEL SIPLARIJOS RIONALIAI, o 8LYS8/16SER SISTEMA Tarp mažų fazių ir vesikulinių tirpalų regionų (8LYS8/16SER sistema - 8LYS8/16SER Sistemos ir vezikulinių tirpalų regionai („8LYS8/16SER System“ tarp mažų fazių ir „8LYSER“ ir „16SER“. pūslelės fazės regionas). Reikėtų pažymėti, kad 12LYS12/12SER sistemos pūslelių srityje vezikulės visada egzistuoja kartu su miceliais, o 8Lys8/16Ser sistemos pūslelių regionas turi tik pūsles.
Katanioniniai lizino ir serino pagrindu pagamintų paviršiaus aktyviųjų medžiagų mišiniai: simetriškos 12Lys12/12Ser poros (kairėje) ir asimetrinė 8Lys8/16Ser pora (dešinėje)
6.9 Emulsinėjimo gebėjimai
Kouchi ir kt. ištyrė n- [3-dodecil-2-hidroksipropil] -l-arginino, L-glutamato ir kitų AAS emulsavimo gebėjimus, sąsajų įtempimą, dispersiją ir klampumą. Palyginti su sintetinėmis paviršiaus aktyviosiomis medžiagomis (jų įprastinėmis nejoniniais ir amfoteriniais kolegomis), rezultatai parodė, kad AAS turi stipresnį emulsijos gebėjimą nei įprastos paviršiaus aktyviosios medžiagos.
Baczko ir kt. Susintetintos naujos anijoninės aminorūgščių paviršiaus aktyviosios medžiagos ir ištyrė jų tinkamumą kaip chiralinius orientuotus NMR spektroskopijos tirpiklius. Sulfonato pagrindu pagamintų amfifilinių L-PHE arba L-ALA darinių serija su skirtingomis hidrofobinėmis uodegomis (pentil ~ tetradecil) buvo susintetintos reaguojant aminorūgštis su O-sulfobenzoiniu anhidridu. Wu ir kt. sintezuotos n-riebalinių acilo aas natrio druskos irištyrė jų emulsijos gebėjimą emulsijose vandenyje, o rezultatai parodė, kad šios paviršiaus aktyviosios medžiagos geriau veikė su etilo acetato kaip aliejaus faze, nei su n-heksanu kaip naftos faze.
6.10 Pažanga sintezėje ir gamyboje
Kietojo vandens atsparumas gali būti suprantamas kaip paviršiaus aktyviųjų medžiagų gebėjimas atsispirti tokiems jonams kaip kalcis ir magnis kietajame vandenyje, ty sugebėjimas išvengti kritulių į kalcio muilą. Paviršiaus aktyviosios medžiagos, turinčios didelį atsparumą kietam vandeniui, yra labai naudingos ploviklių formulėms ir asmens priežiūros priemonėms. Kietą vandenį galima įvertinti apskaičiuojant paviršiaus aktyviosios medžiagos tirpumo ir paviršiaus aktyvumo pokyčius esant kalcio jonams.
Kitas būdas įvertinti atsparumą kietam vandeniui yra apskaičiuoti paviršiaus aktyviosios medžiagos procentą ar gramą, reikalingą kalcio muilui, susidariusiam iš 100 g natrio oleato, kad būtų išsklaidyta vandenyje. Teritorijose, kuriose yra didelis kietas vanduo, didelė kalcio ir magnio jonų bei mineralų kiekio koncentracija gali apsunkinti praktinius pritaikymus. Dažnai natrio jonas naudojamas kaip sintetinio anijoninės paviršiaus aktyviosios medžiagos priešpriešinis jonas. Kadangi dvivalentis kalcio jonas yra surištas su abiem paviršiaus aktyviosios medžiagos molekulėmis, dėl to paviršiaus aktyvioji medžiaga lengviau nusėda dėl tirpalo, todėl ploviklis yra mažiau tikėtinas.
Tyrimas dėl AAS atsparumo kietajam vandeniui parodė, kad rūgščiai ir kietojo vandens atsparumui didelę įtaką turėjo papildoma karboksilo grupė, o rūgšties ir kietojo vandens atsparumas didėjo dar labiau padidėjus tarpinės grupei tarp dviejų karboksilo grupių. Rūgšties ir kietojo vandens atsparumo tvarka buvo c 12 glicinatas <c 12 aspartatas <c 12 Glutamatas. Palyginus atitinkamai dikarboksilintą amido ryšį ir dikarboksilintą amino paviršiaus aktyviosios medžiagos, nustatyta, kad pastarojo pH diapazonas buvo platesnis, o jo paviršiaus aktyvumas padidėjo pridedant tinkamo rūgšties kiekio. Dikarboksilintos N-alkilo aminorūgštys parodė chelacinį poveikį esant kalcio jonams, o C 12 aspartato sudarė baltą gelį. C 12 Glutamatas parodė didelį paviršiaus aktyvumą esant didelei Ca 2+ koncentracijai ir tikimasi, kad jis bus naudojamas jūros vandens gėlinant.
6.11 dispersija
Dispersija reiškia paviršiaus aktyviosios medžiagos gebėjimą užkirsti kelią paviršiaus aktyviosios medžiagos susierzinimui ir nusėdimui tirpale.Dispersija yra svarbi paviršiaus aktyviųjų medžiagų savybė, todėl jos yra tinkamos naudoti plovikliuose, kosmetikoje ir farmacijoje.Dispersinis agentas turi būti esterio, eterio, amido ar amino ryšys tarp hidrofobinės grupės ir galinės hidrofilinės grupės (arba tarp tiesių grandinės hidrofobinių grupių).
Paprastai anijoninės paviršiaus aktyviosios medžiagos, tokios kaip alkanolamido sulfatai ir amfoterinės paviršiaus aktyviosios medžiagos, tokios kaip amidosulfobetainas, yra ypač veiksmingos kaip dispersiniai agentai kalcio muilui.
Daugybė tyrimų pastangų nustatė AAS dispersiją, kai nustatyta, kad N-lauroil lizinas yra blogai suderinamas su vandeniu ir jį sunku naudoti kosmetikos formulėms.Šioje serijoje N-acilo pakeistos pagrindinės aminorūgštys turi puikų dispersiją ir yra naudojamos kosmetikos pramonėje, siekiant pagerinti kompozicijas.
07 Toksiškumas
Įprastinės paviršiaus aktyviosios medžiagos, ypač katijoninės paviršiaus aktyviosios medžiagos, yra labai toksiškos vandens organizmams. Jų ūminį toksiškumą lemia paviršiaus aktyviųjų medžiagų adsorbcijos jonų sąveikos fenomenas ląstelių ir vandens sąsajoje. Sumažėjęs paviršiaus aktyviosios medžiagos CMC paprastai lemia stipresnę paviršiaus aktyviosios medžiagos adsorbciją, o tai paprastai lemia padidėjusį ūminį toksiškumą. Padidėjus hidrofobinės paviršiaus aktyviųjų medžiagų grandinės ilgiui, padidėja paviršiaus aktyviosios medžiagos ūmus toksiškumas.Daugelis AAS yra žemi arba netoksiški žmonėms ir aplinka (ypač jūriniams organizmams) ir yra tinkami naudoti kaip maisto ingredientai, vaistai ir kosmetika.Daugelis tyrėjų parodė, kad aminorūgščių paviršiaus aktyviosios medžiagos yra švelnios ir nedirgina odos. Yra žinoma, kad arginino pagrindu pagamintos paviršiaus aktyviosios medžiagos yra mažiau toksiškos nei jų įprasti kolegos.
Brito ir kt. ištyrė amfifilinių ir jų [darinių iš tirozino (Tyr), hidroksiprolino (HYP), serino (Ser) ir lizino (Lys) ir lizino (Lys), spontaniško katijoninių pūslelių formavimo (IC 50) fizikinių ir toksikologinių savybių. Jie susintetintos dodeciltrimetilamonio bromido (DTAB)/Lys-dozityvacijos ir (arba) Ser-/Lys-darinių mišinių katijoninės pūslelės ir ištyrė jų ekotoksiškumą ir hemolizinį potencialą, parodydami, kad visi AA ir jų vezikulės turintys mišiniai buvo mažiau toksiški nei įprastas paviršiaus aktyvioji dalis DTAB.
Rosa ir kt. ištyrė DNR surišimą (ryšį) su stabiliomis aminorūgščių pagrindu pagamintais katijoninėmis pūslelėmis. Skirtingai nuo įprastų katijoninių paviršiaus aktyviųjų medžiagų, kurios dažnai atrodo toksiškos, katijoninių aminorūgščių paviršiaus aktyviosios medžiagos sąveika atrodo netoksiškos. Katijoninis AAS yra pagrįstas argininu, kuris spontaniškai sudaro stabilias pūsleles kartu su tam tikromis anijoninėmis paviršiaus aktyviosiomis medžiagomis. Taip pat pranešama, kad aminorūgščių pagrindu pagaminti korozijos inhibitoriai yra netoksiški. Šios paviršiaus aktyviosios medžiagos lengvai sintetinamos su dideliu grynumu (iki 99%), mažos išlaidos, lengvai biologiškai skaidomi ir visiškai tirpūs vandeninėse terpėse. Keli tyrimai parodė, kad sieros turinčios aminorūgščių paviršiaus aktyviosios medžiagos yra pranašesnės už korozijos slopinimą.
Neseniai atliktame tyrime Perinelli ir kt. pranešė apie patenkinamą toksikologinį rhamnolipidų profilį, palyginti su įprastomis paviršiaus aktyviosiomis medžiagomis. Ramnolipidai yra žinomi kaip pralaidumo stiprintojai. Jie taip pat pranešė apie rhamnolipidų poveikį makromolekulinių vaistų epitelio pralaidumui.
08 Antimikrobinis aktyvumas
Antimikrobinis paviršiaus aktyviųjų medžiagų aktyvumas gali būti įvertintas pagal minimalią slopinimo koncentraciją. Arginino pagrindu pagamintų paviršiaus aktyviųjų medžiagų antimikrobinis aktyvumas buvo išsamiai ištirtas. Buvo nustatyta, kad gramneigiamos bakterijos yra atsparesnės arginino pagrindu pagamintoms paviršiaus aktyviosioms medžiagoms nei gramteigiamos bakterijos. Antimikrobinis paviršiaus aktyviųjų medžiagų aktyvumas paprastai padidėja dėl hidroksilo, ciklopropano ar nesočiųjų ryšių acilo grandinėse. Castillo ir kt. parodė, kad acilo grandinių ilgis ir teigiamas krūvis lemia molekulės HLB vertę (hidrofilinę-lipofilinę pusiausvyrą), ir tai daro įtaką jų gebėjimui sutrikdyti membranas. Nα-acilarginino metilo esteris yra dar viena svarbi katijoninių paviršiaus aktyviųjų medžiagų, turinčių plataus spektro antimikrobinį aktyvumą, klasė. Jis yra lengvai biologiškai skaidomas ir turi mažą toksiškumą arba jo visai nėra. Nα-acilarginino metil esterio paviršiaus aktyviųjų medžiagų sąveikos su 1,2-dipalmitoil-Sn-pro-pro-proririoxil-3-fosforilcholinu ir 1,2-ditetradekanoil-Sn-pro-propiltrioxil-3-fosforilino, modelio membranos ir su gyvaisiais organizacijomis, turinčiose išorinę išorinę statinę, kad išorinė stažuotė yra išorinė, kad išorinė barra. turi gerą antimikrobinį rezultatą parodė, kad paviršiaus aktyviosios medžiagos turi gerą antibakterinį aktyvumą.
09 reologinės savybės
Rheologinės paviršiaus aktyviųjų medžiagų savybės vaidina labai svarbų vaidmenį nustatant ir numatant jų taikymą įvairiose pramonės šakose, įskaitant maistą, vaistus, naftos gavybą, asmens priežiūros ir namų priežiūros produktus. Buvo atlikta daugybė tyrimų, skirtų aptarti aminorūgščių paviršiaus aktyviųjų medžiagų ir CMC viskoelastingumo ryšį.
10 programų kosmetikos pramonėje
AAS naudojami formuojant daugelį asmens priežiūros priemonių.Nustatyta, kad kalio N-cocoilo glicinatas yra švelnus ant odos ir yra naudojamas veido valymui, norint pašalinti dumblą ir makiažą. N-acyl-l-glutamino rūgštis turi dvi karboksilo grupes, todėl ją labiau tirpsta vandenyje. Tarp šių AAS AAS, paremtas C 12 riebalų rūgščių, yra plačiai naudojamos veido valymui dumblui ir makiažui pašalinti. AAS su C 18 grandine naudojama kaip emulsikliai odos priežiūros priemonėse, ir žinoma, kad N-Lauryl Alanine druskos sukuria kremines putas, kurios nedirgina odos, todėl gali būti naudojamos formuojant kūdikių priežiūros produktus. N-laurilo pagrindu pagamintos AAS, naudojamos dantų pastose, turi gerą skalbinį, panašų į muilą ir stiprų fermentą, slopinantis veiksmingumą.
Per pastaruosius kelis dešimtmečius kosmetikos, asmens priežiūros priemonių ir vaistų paviršiaus aktyviosios medžiagos pasirinkimas buvo sutelktas į mažą toksiškumą, švelnumą, švelnumą liečiant ir saugai. Šių produktų vartotojai aiškiai supranta galimą dirginimą, toksiškumą ir aplinkos veiksnius.
Šiandien AAS yra naudojami formuoti daugybę šampūnų, plaukų dažų ir vonios muilų dėl jų daugybės pranašumų, palyginti su tradiciniais kosmetikos ir asmens priežiūros priemonių kolegomis.Baltymų pagrindu pagamintos paviršiaus aktyviosios medžiagos turi pageidaujamų savybių, reikalingų asmens priežiūros priemonėms. Kai kurie AAS turi filmų formavimo galimybes, o kiti turi geras putplasčio galimybes.
Amino rūgštys yra svarbios natūraliai atsirandantys drėkinamieji veiksniai stratum corneum. Kai miršta epidermio ląstelės, jos tampa stratum corneum dalimi, o tarpląsteliniai baltymai palaipsniui skaidomi iki aminorūgščių. Tada šios aminorūgštys yra pernešamos toliau į stratum corneum, kur jos sugeria riebalus ar riebalus panašias medžiagas į epidermio sluoksnį Corneum, taip pagerindami odos paviršiaus elastingumą. Maždaug 50% natūralaus odos drėkinamojo faktoriaus sudaro aminorūgštys ir pirolidonas.
Kolagenas, įprastas kosmetinis ingredientas, taip pat turi aminorūgščių, kurios odą palaiko minkšta.Odos problemos, tokios kaip šiurkštumas ir nuobodumas, didžiąja dalimi lemia aminorūgščių trūkumas. Vienas tyrimas parodė, kad aminorūgšties sumaišymas su tepalu palengvino odos nudegimus, o paveiktos sritys grįžo į normalią būseną, netapdami keloidų randais.
Taip pat nustatyta, kad aminorūgštys yra labai naudingos rūpinimosi pažeistomis odelėmis.Sausieji, beformiai plaukai gali parodyti aminorūgščių koncentracijos sumažėjimą smarkiai pažeistame sluoksnyje. Amino rūgštys turi galimybę prasiskverbti į odelę į plaukų veleną ir absorbuoti drėgmę iš odos.Šis aminorūgščių pagrindu pagamintų paviršiaus aktyviųjų medžiagų gebėjimas daro jas labai naudingus šampūnuose, plaukų dažuose, plaukų minkštikliuose, plaukų kondicionieriuose ir aminorūgščių buvime plaukus stiprūs.
11 programų kasdienėje kosmetikoje
Šiuo metu visame pasaulyje auga aminorūgščių pagrindu pagamintų ploviklių kompozicijų paklausa.Yra žinoma, kad AAS turi geresnius valymo galimybes, putplasčio galimybes ir audinių minkštinimo savybes, todėl jie yra tinkami buitiniams plovikliams, šampūnams, kūno plovimams ir kitoms reikmėms.Pranešama, kad asparto rūgšties amfoterinis AAS yra labai efektyvus ploviklis, turintis chelacinių savybių. Nustatyta, kad ploviklių ingredientų, susidedančių iš N-alkil-β-aminoetoksi rūgščių, naudojimas sumažina odos dirginimą. Pranešama, kad skysto ploviklio kompozicija, susidedanti iš N-cocoil-β-aminopropionato, yra efektyvus naftos dėmių ploviklis ant metalinių paviršių. Taip pat buvo įrodyta, kad aminokarboksirūgšties paviršiaus aktyvioji medžiaga, C 14 CHOHCH 2 NHCH 2 Coona, turi geresnį ploviklį ir yra naudojamas tekstilės, kilimų, plaukų, stiklo ir kt. Valymui. 2-hidroksi-3-aminopropiono rūgšties-N, N-acetoacto rūgšties darinys turi gerą sudėtingumą, todėl stabilumui skatina bagažinė.
Keijo ir Tatsuya patente buvo pranešta apie ploviklių kompozicijų, pagrįstų N-(n'-ilgos grandinės acil-β-alanil)-β-alaninu, patente buvo pranešta apie geresnį skalbimo galimybes ir stabilumą, lengvai laužant putplastis ir geras audinio minkštinimas. KAO sukūrė ploviklio kompoziciją, pagrįstą n-acyl-1-n-hidroksi-β-alaninu, ir pranešė apie mažą odos dirginimą, didelį atsparumą vandeniui ir didelę dėmių pašalinimo galią.
Japonijos kompanija „Ajinomoto“ naudoja mažai toksiškus ir lengvai skaidomus AA, pagrįstus L-glutaminės rūgštimi, L-argininu ir L-lizinu, kaip pagrindinius šampūnų, skalbinių ir kosmetikos ingredientus (13 paveikslas). Taip pat pranešta apie fermentų priedų gebėjimą pašalinti baltymų užteršimą. Buvo pranešta, kad N-acyl Aas, gautas iš glutamo rūgšties, alanino, metilglicino, serino ir asparto rūgšties, dėl jų naudojimo kaip puikūs skysto plovikliai vandeniniuose tirpaluose. Šios paviršiaus aktyviosios medžiagos visai nepadidina klampos, net esant labai žemai temperatūrai, ir jas galima lengvai perkelti iš putplasčio įtaiso laikymo indo, kad būtų galima gauti homogenines putas.
Pašto laikas: 2012-09-09