Enhavo por Ĉi tiu Artikolo:
1. Disvolviĝo de Aminoacidoj
2. Strukturaj propraĵoj
3. Kemia komponado
4.Klasifikado
5. Sintezo
6. Fizikokemiaj propraĵoj
7. Tokseco
8. Antimikroba aktiveco
9. Reologiaj ecoj
10. Aplikoj en la kosmetika industrio
11. Aplikoj en ĉiutagaj kosmetikaĵoj
Aminoacidaj surfaktantoj (AAS)estas klaso de surfaktantoj formitaj per kombinado de hidrofobaj grupoj kun unu aŭ pluraj Aminoacidoj. En ĉi tiu kazo, la Aminoacidoj povas esti sintezaj aŭ derivitaj de proteinaj hidrolizatoj aŭ similaj renovigeblaj fontoj. Ĉi tiu artikolo kovras la detalojn de la plej multaj el la haveblaj sintezaj itineroj por AAS kaj la efikon de malsamaj itineroj sur la fizikkemiaj trajtoj de la finproduktoj, inkluzive de solvebleco, dispersstabileco, tokseco kaj biodegradebleco. Kiel klaso de surfaktants en kreskanta postulo, la ĉiuflankeco de AAS pro ilia varia strukturo ofertas grandan nombron da komercaj ŝancoj.
Konsiderante, ke surfaktantoj estas vaste uzataj en lesivoj, emulsiiloj, korodaj inhibitoroj, terciara oleo-reakiro kaj farmaciaĵoj, esploristoj neniam ĉesis atenti surfaktantojn.
Surfactants estas la plej reprezentaj kemiaj produktoj kiuj estas konsumitaj en grandaj kvantoj ĉiutage tra la mondo kaj havis negativan efikon al la akva medio.Studoj montris ke la ĝeneraligita uzo de tradiciaj surfaktants povas havi negativan efikon al la medio.
Hodiaŭ, ne-tokseco, biodegradebleco kaj biokongrueco estas preskaŭ same gravaj por konsumantoj kiel la utileco kaj efikeco de surfaktants.
Biosurfactants estas ekologiemaj daŭrigeblaj surfaktants kiuj estas nature sintezitaj per mikroorganismoj kiel ekzemple bakterioj, fungoj, kaj gisto, aŭ kaŝitaj eksterĉele.Tial, biosurfaktants ankaŭ povas esti preparitaj per molekula dezajno por imiti naturajn amfifilajn strukturojn, kiel ekzemple fosfolipidoj, alkilglikozidoj kaj acil Aminoacidoj.
Aminoacidaj surfaktantoj (AAS)estas unu el la tipaj surfaktantoj, kutime produktitaj el bestaj aŭ agrikulture derivitaj krudaĵoj. Dum la lastaj du jardekoj, AAS altiris grandan intereson de sciencistoj kiel novaj surfaktants, ne nur ĉar ili povas esti sintezitaj de renovigeblaj resursoj, sed ankaŭ ĉar AAS estas facile degenereblaj kaj havas sendanĝerajn kromproduktojn, igante ilin pli sekuraj por la medio.
AAS povas esti difinita kiel klaso de surfaktants konsistantaj el aminoacidoj enhavantaj aminoacidajn grupojn (HO 2 C-CHR-NH 2) aŭ aminoacidajn restaĵojn (HO 2 C-CHR-NH-). La 2 funkciaj regionoj de Aminoacidoj permesas la derivadon de ampleksa vario de surfaktants. Entute 20 normaj Proteinogenaj Aminoacidoj povas ekzisti en la naturo kaj respondecas pri ĉiuj fiziologiaj reagoj en kresko kaj vivaj agadoj. Ili diferencas unu de la alia nur laŭ la restaĵo R (Figuro 1, pk a estas la negativa logaritmo de la acida disocia konstanto de la solvaĵo). Kelkaj estas nepolusaj kaj hidrofobaj, kelkaj estas polusaj kaj hidrofilaj, kelkaj estas bazaj kaj kelkaj estas acidaj.
Ĉar Aminoacidoj estas renovigeblaj komponaĵoj, surfaktants sintezitaj el Aminoacidoj ankaŭ havas altan potencialon fariĝi daŭrigeblaj kaj ekologiemaj. La simpla kaj natura strukturo, malalta tokseco kaj rapida biodegradebleco ofte igas ilin superaj ol konvenciaj surfaktantoj. Uzante renovigeblajn krudaĵojn (ekz. Aminoacidoj kaj vegetalaj oleoj), AAS povas esti produktita per malsamaj bioteknologiaj vojoj kaj kemiaj vojoj.
En la frua 20-a jarcento, Aminoacidoj unue estis malkovritaj esti utiligitaj kiel substratoj por la sintezo de surfaktants.AAS estis plejparte utiligitaj kiel konservativuloj en farmaciaj kaj kosmetikaj formuliĝoj.Krome, AAS estis trovitaj esti biologie aktiva kontraŭ diversaj malsano-kaŭzantaj bakterioj, tumoroj, kaj virusoj. En 1988, la havebleco de malalt-kosta AAS generis esplorintereson en surfacagado. Hodiaŭ, kun la disvolviĝo de bioteknologio, kelkaj Aminoacidoj ankaŭ povas esti sintezitaj komerce grandskale per feĉo, kio nerekte pruvas, ke AAS-produktado estas pli ekologie amika.
01 Evoluo de Aminoacidoj
Jam komence de la 19-a jarcento, kiam nature okazantaj Aminoacidoj unue estis malkovritaj, iliaj strukturoj estis antaŭdiritaj esti ekstreme valoraj - uzeblaj kiel krudmaterialoj por la preparado de amfifiloj. La unua studo pri la sintezo de AAS estis raportita fare de Bondi en 1909.
En tiu studo, N-acilglicino kaj N-acillanino estis lanĉitaj kiel hidrofilaj grupoj por surfaktants. Posta laboro implikis la sintezon de lipoAminoacidoj (AAS) uzante glicinon kaj alaninon, kaj Hentrich et al. publikigis serion da rezultoj,inkluzive de la unua patentpeto, pri la uzo de acilsarkosinato kaj acilaspartato-saloj kiel surfaktantoj en hejmaj purigproduktoj (ekz. ŝampuoj, lesivoj kaj dentopastoj).Poste, multaj esploristoj esploris la sintezon kaj fizikokemiajn trajtojn de acil Aminoacidoj. Ĝis nun, granda korpo de literaturo estis publikigita pri la sintezo, trajtoj, industriaj aplikoj kaj biodegradebleco de AAS.
02 Strukturaj Propraĵoj
La ne-polusaj hidrofobaj grasacidaj ĉenoj de AAS povas varii en strukturo, ĉenlongo kaj nombro.La struktura diverseco kaj alta surfacagado de AAS klarigas ilian larĝan komponan diversecon kaj fizikokemiajn kaj biologiajn trajtojn. La ĉefgrupoj de AAS estas kunmetitaj de Aminoacidoj aŭ peptidoj. La diferencoj en la ĉefgrupoj determinas la adsorbadon, agregadon kaj biologian agadon de tiuj surfaktantoj. La funkciaj grupoj en la ĉefgrupo tiam determinas la specon de AAS, inkluzive de katjona, anjona, nejona kaj amfotera. La kombinaĵo de hidrofilaj Aminoacidoj kaj hidrofobaj longĉenaj partoj formas amfifilan strukturon kiu igas la molekulon tre surfacaktiva. Krome, la ĉeesto de nesimetriaj karbonatomoj en la molekulo helpas formi kiralajn molekulojn.
03 Kemia Komponado
Ĉiuj Peptidoj kaj Polipeptidoj estas la Polimerigaj produktoj de ĉi tiuj preskaŭ 20 α-Proteinogenaj α-Aminoacidoj. Ĉiuj 20 α-aminoacidoj enhavas karboksilacidan funkcian grupon (-COOH) kaj aminofunkcian grupon (-NH 2), ambaŭ ligitajn al la sama kvaredra α-karbona atomo. Aminoacidoj diferencas unu de la alia per la malsamaj R-grupoj alkroĉitaj al la α-karbono (krom licino, kie la R-grupo estas hidrogeno.) La R-grupoj povas malsami en strukturo, grandeco kaj ŝargo (acideco, alkaleco). Ĉi tiuj diferencoj ankaŭ determinas la solveblecon de aminoacidoj en akvo.
Aminoacidoj estas kiralaj (krom glicino) kaj estas optike aktivaj nature ĉar ili havas kvar malsamajn anstataŭaĵojn ligitajn al la alfa karbono. Aminoacidoj havas du eblajn formojn; ili estas ne-imbrikitaj spegulaj bildoj unu de la alia, malgraŭ la fakto ke la nombro da L-stereoizomeroj estas signife pli alta. La R-grupo ĉeestanta en kelkaj aminoacidoj (fenilalanino, tirozino kaj triptofano) estas arilo, kondukante al maksimuma UV-sorbado je 280 nm. La acida α-COOH kaj la baza α-NH 2 en Aminoacidoj estas kapablaj je jonigo, kaj ambaŭ stereoizomeroj, kiuj ajn ili estas, konstruas la jonigan ekvilibron montritan malsupre.
R-COOH ↔R-COO－＋H＋
R-NH3＋↔R-NH2＋H＋
Kiel montrite en la joniga ekvilibro supre, aminoacidoj enhavas almenaŭ du malforte acidajn grupojn; tamen, la karboksila grupo estas multe pli acida kompare kun la protonata aminogrupo. pH 7.4, la karboksila grupo estas deprotonigita dum la aminogrupo estas protonata. Aminoacidoj kun ne-jonigeblaj R-grupoj estas elektre neŭtralaj ĉe tiu pH kaj formas zwitterion.
04 Klasifiko
AAS povas esti klasifikita laŭ kvar kriterioj, kiuj estas priskribitaj malsupre en victurno.
4.1 Laŭ la origino
| Laŭ la origino, AAS povas esti dividita en 2 kategoriojn jene. ① Natura Kategorio Kelkaj nature okazantaj kunmetaĵoj enhavantaj aminoacidojn ankaŭ havas la kapablon redukti surfacon/intervizaĝan streĉiĝon, kaj kelkaj eĉ superas la efikecon de glikolipidoj. Tiuj AAS ankaŭ estas konataj kiel lipopeptidoj. Lipopeptidoj estas malalta molekula pezo kunmetaĵoj, kutime produktitaj per Bacillus specioj.
Tiaj AAS estas plue dividitaj en 3 subklasojn:surfaktino, iturino kaj fengicino.
|
| La familio de surfacaktivaj peptidoj ampleksas heptapeptidajn variaĵojn de diversaj substancoj,kiel montrite en Figuro 2a, en kiu C12-C16 nesaturita β-hidroksigrasacida ĉeno estas ligita al la peptido. La surfacaktiva peptido estas makrocikla laktono en kiu la ringo estas fermita per katalizo inter la C-finaĵo de la β-hidroksigrasacido kaj la peptido. En la subklaso de iturin, ekzistas ses ĉefaj variantoj, nome iturin A kaj C, mikosubtilin kaj bacilomicino D, F kaj L.En ĉiuj kazoj, la heptapeptidoj estas ligitaj al la C14-C17-ĉenoj de β-amino-grasacidoj (la ĉenoj povas esti diversaj). Koncerne la ekurimicins, la aminogrupo ĉe la β-pozicio povas formi amidoligon kun la C-finstacio tiel formante makrociklan laktamstrukturon.
La subklaso fengicino enhavas fengicin A kaj B, kiuj ankaŭ estas nomitaj plipastatin kiam Tyr9 estas D-agordita.La dekapeptido estas ligita al C14 -C18 saturita aŭ nesaturita β-hidroksigrasacida ĉeno. Strukture, plipastatin ankaŭ estas makrocikla laktono, enhavanta Tyr-flankĉenon ĉe pozicio 3 de la peptidsekvenco kaj formante esterligo kun la C-fina restaĵo, tiel formante internan ringostrukturon (kiel estas la kazo por multaj Pseudomonas-lipopeptidoj).
② Sinteza Kategorio AAS ankaŭ povas esti sintezita uzante iujn ajn el la acidaj, bazaj kaj neŭtralaj aminoacidoj. Oftaj aminoacidoj uzitaj por la sintezo de AAS estas glutama acido, serino, prolino, asparta acido, glicino, arginino, alanino, leŭcino, kaj proteinhidrolizatoj. Ĉi tiu subklaso de surfaktantoj povas esti preparita per kemiaj, enzimecaj, kaj kemoenzimaj metodoj; tamen, por la produktado de AAS, kemia sintezo estas pli ekonomie realigebla. Oftaj ekzemploj inkludas N-lauroyl-L-glutaman acidon kaj N-palmitoil-L-glutaman acidon.
|
4.2 Surbaze de alifataj ĉenaj substituantoj
Surbaze de la alifataj ĉenaj substituantoj, aminoacido-bazitaj surfaktantoj povas esti dividitaj en 2 tipojn.
Laŭ la pozicio de la anstataŭanto
| ①N-anstataŭita AAS En N-anstataŭigitaj kunmetaĵoj, aminogrupo estas anstataŭigita per lipofila grupo aŭ karboksila grupo, rezultigante perdon de bazeco. la plej simpla ekzemplo de N-anstataŭita AAS estas N-acil aminoacidoj, kiuj estas esence anjonaj surfaktantoj. n-anstataŭita AAS havas amidan ligon ligitan inter la hidrofobaj kaj hidrofilaj partoj. La amida ligo havas la kapablon formi hidrogenan ligon, kiu faciligas la degeneron de tiu surfaktant en acida medio, tiel igante ĝin biodiserigebla.
②C-anstataŭita AAS En C-anstataŭigitaj kunmetaĵoj, la anstataŭigo okazas ĉe la karboksilgrupo (per amido aŭ esterligo). Tipaj C-anstataŭigitaj kunmetaĵoj (ekz. esteroj aŭ amidoj) estas esence katjonaj surfaktantoj.
③N- kaj C-anstataŭita AAS En ĉi tiu speco de surfaktant, kaj la amino kaj karboksilaj grupoj estas la hidrofila parto. Ĉi tiu tipo estas esence amfotera surfaktant. |
4.3 Laŭ la nombro de hidrofobaj vostoj
Surbaze de la nombro da kapgrupoj kaj hidrofobaj vostoj, AAS povas esti dividita en kvar grupojn. Rekt-ĉena AAS, Ĝemelo (dimero) tipo AAS, Glycerolipid tipo AAS, kaj bicefala amfifila (Bola) tipo AAS. rektaĉenaj surfaktantoj estas surfaktantoj konsistantaj el aminoacidoj kun nur unu hidrofoba vosto (Figuro 3). Gemini tipo AAS havas du aminoacidajn polusajn kapgrupojn kaj du hidrofobajn vostojn per molekulo (Figuro 4). En ĉi tiu speco de strukturo, la du rekt-ĉenaj AAS estas kunligitaj per interspacigilo kaj estas tial ankaŭ nomitaj dimeroj. En la Glycerolipid tipo AAS, aliflanke, la du hidrofobaj vostoj estas alkroĉitaj al la sama aminoacida ĉefgrupo. Tiuj surfaktantoj povas esti konsideritaj analogaĵojn de monogliceridoj, digliceridoj kaj fosfolipidoj, dum en Bola-speca AAS, du aminoacidaj kapgrupoj estas ligitaj per hidrofoba vosto.
4.4 Laŭ la tipo de ĉefgrupo
①Kationika AAS
La ĉefgrupo de ĉi tiu speco de surfaktanto havas pozitivan ŝargon. La plej frua katjona AAS estas etilkokoil arginato, kio estas pirolidona karboksilato. La unikaj kaj diversaj propraĵoj de ĉi tiu surfaktant igas ĝin utila en desinfektaĵoj, kontraŭmikrobaj agentoj, kontraŭstatikaj agentoj, harklimatiziloj, same kiel milda sur la okuloj kaj haŭto kaj facile biodiserigebla. Singare kaj Mhatre sintezis arginin-bazitan katjonan AAS kaj taksis iliajn fizikkemiajn trajtojn. En ĉi tiu studo, ili asertis altajn rendimentojn de la produktoj akiritaj uzante Schotten-Baumann-reakcikondiĉojn. Kun kreskanta alkilĉenlongo kaj hidrofobeco, la surfacagado de la surfaktant estis trovita pliiĝi kaj la Kritika Micela Koncentriĝo (cmc) malpliiĝi. Alia estas la kvaternara acilproteino, kiu estas ofte uzata kiel klimatizilo en hararzorgaj produktoj.
②Anjona AAS
En anjonaj surfaktant, la polusa ĉefgrupo de la surfaktant havas negativan ŝargon. Sarkozino (CH 3 -NH-CH 2 -COOH, N-metilglicino), aminoacido ofte trovita en eĥinoj kaj marsteloj, estas kemie rilata al glicino (NH 2 -CH 2 -COOH,), baza aminoacido trovita. en mamulaj ĉeloj. -COOH,) estas kemie rilata al glicino, kiu estas baza aminoacido trovita en mamulaj ĉeloj. Laŭra acido, tetradekanona acido, oleika acido kaj iliaj Halogenidoj kaj esteroj estas ofte uzataj por sintezi sarkosinatajn surfaktantojn. Sarkosinatoj estas esence mildaj kaj estas tial ofte uzitaj en buŝlavoj, ŝampuoj, ŝprucaj razŝaŭmoj, sunkremoj, haŭtpurigiloj kaj aliaj kosmetikaj produktoj.
Aliaj komerce haveblaj anjonaj AAS inkludas Amisoft CS-22 kaj AmiliteGCK-12, kiuj estas fabrikmarkoj por natria N-kokoil-L-glutamato kaj kalio N-kokoilglicinato, respektive. Amilito estas ofte uzata kiel ŝaŭma agento, lesivo, solvigilo, emulsigilo kaj disvastiganto, kaj havas multajn aplikojn en kosmetikaĵoj, kiel ŝampuoj, bansapoj, korpolavoj, dentopastoj, vizaĝaj purigiloj, purigaj sapoj, kontaktlensaj purigiloj kaj hejmaj surfaktantoj. Amisoft estas uzata kiel milda haŭta kaj harpurigilo, ĉefe en vizaĝaj kaj korpaj purigiloj, blokaj sintezaj lesivoj, korpaj prizorgaj produktoj, ŝampuoj kaj aliaj haŭtaj prizorgaj produktoj.
③zwitteriona aŭ amfotera AAS
Amfoteraj surfaktantoj enhavas kaj acidajn kaj bazajn ejojn kaj povas tial ŝanĝi sian pagendaĵon ŝanĝante la pH-valoron. En alkala medio ili kondutas kiel anjonaj surfaktants, dum en acidaj medioj ili kondutas kiel katjonaj surfaktants kaj en neŭtrala amaskomunikilaro kiel amfoteraj surfaktants. Lauril lizino (LL) kaj alkoksi (2-hidroksipropil) arginino estas la nuraj konataj amfoteraj surfaktantoj bazitaj sur aminoacidoj. LL estas kondensadprodukto de lizino kaj laŭra acido. Pro ĝia amfotera strukturo, LL estas nesolvebla en preskaŭ ĉiuj specoj de solviloj, krom tre alkalaj aŭ acidaj solviloj. Kiel organika pulvoro, LL havas bonegan adheron al hidrofilaj surfacoj kaj malaltan frotkoeficienton, donante al ĉi tiu surfaktant bonegan lubrikan kapablon. LL estas vaste uzata en haŭtaj kremoj kaj haraj klimatiziloj, kaj ankaŭ estas uzata kiel lubrikaĵo.
④Nejona AAS
Nejonaj surfaktantoj estas karakterizitaj per polusaj kapgrupoj sen formalaj ŝargoj. ok novaj etoksilaj nejonaj surfaktantoj estis preparitaj fare de Al-Sabagh et al. el olesolveblaj α-aminoacidoj. En tiu procezo, L-fenilalanino (LEP) kaj L-leŭcino unue estis esterigitaj kun heksadekanolo, sekvita per amidado kun palmita acido por doni du amidojn kaj du esterojn de α-aminoacidoj. La amidoj kaj esteroj tiam spertis kondensadreagojn kun etilenoksido por prepari tri fenilalaninderivaĵojn kun malsamaj nombroj da polioksietilenunuoj (40, 60 kaj 100). Ĉi tiuj nejonaj AAS estis trovitaj havi bonajn purigajn kaj ŝaŭmajn trajtojn.
05 Sintezo
5.1 Baza sinteza vojo
En AAS, hidrofobaj grupoj povas esti alkroĉitaj al amino aŭ karboksilacido ejoj, aŭ tra la flankaj ĉenoj de aminoacidoj. Surbaze de tio, kvar bazaj sintezaj itineroj estas disponeblaj, kiel montrite en Figuro 5.
Fig.5 Fundamentaj sintezaj vojoj de aminoacido-bazitaj surfaktantoj
| Vojo 1. Amfifilaj esteraj aminoj estas produktitaj per esterigaj reagoj, en kiu kazo la surfaktantsintezo estas kutime atingita per refluo de grasalkoholoj kaj aminoacidoj en ĉeesto de senhidratiga agento kaj acida katalizilo. En kelkaj reagoj, sulfata acido funkcias kaj kiel katalizilo kaj malhidratiga agento.
Vojo 2. Aktivigitaj aminoacidoj reagas kun alkilaminoj por formi amidoligojn, rezultigante la sintezon de amfifilaj amidoaminoj.
Vojo 3. Amidacidoj estas sintezitaj reagante la amingrupojn de aminoacidoj kun Amidacidoj.
Vojo 4. Longĉenaj alkil-aminoacidoj estis sintezitaj per la reago de amingrupoj kun haloalkanoj. |
5.2 Progresoj en sintezo kaj produktado
5.2.1 Sintezo de unuĉenaj aminoacidoj/peptidaj surfaktantoj
N-acil aŭ O-acil aminoacidoj aŭ peptidoj povas esti sintezitaj per enzim-katalizita aciligo de aminaj aŭ hidroksilaj grupoj kun grasacidoj. La plej frua raporto pri la sensolventa lipaz-katalizita sintezo de aminoacida amido aŭ metilesterderivaĵoj uzis Candida antarctica, kun rendimentoj intervalantaj de 25% ĝis 90% depende de la cela aminoacido. Metiletilketono ankaŭ estis utiligita kiel solvilo en kelkaj reagoj. Vonderhagen et al. ankaŭ priskribis lipazon kaj proteaz-katalizitajn N-acilatigajn reagojn de aminoacidoj, proteinhidrolizatoj kaj/aŭ iliaj derivaĵoj uzante miksaĵon de akvo kaj organikaj solviloj (ekz., dimetilformamido/akvo) kaj metilbutilketono.
En la fruaj tagoj, la ĉefproblemo kun enzim-katalizita sintezo de AAS estis la malaltaj rendimentoj. Laŭ Valivety et al. la rendimento de N-tetradecanoil-aminoacidaj derivaĵoj estis nur 2%-10% eĉ post uzado de malsamaj lipazoj kaj kovado je 70°C dum multaj tagoj. Montet et al. ankaŭ renkontis problemojn koncerne la malaltan rendimenton de aminoacidoj en la sintezo de N-acillizino uzante grasacidojn kaj vegetalajn oleojn. Laŭ ili, la maksimuma rendimento de la produkto estis 19% en sensolvilaj kondiĉoj kaj uzante organikajn solvilojn. la sama problemo estis renkontita fare de Valivety et al. en la sintezo de N-Cbz-L-lizino aŭ N-Cbz-lizino metilester derivaĵoj.
En ĉi tiu studo, ili asertis ke la rendimento de 3-O-tetradecanoyl-L-serino estis 80% kiam uzado de N-protektita serino kiel substrato kaj Novozyme 435 kiel katalizilo en fandita sensolventa medio. Nagao kaj Kito studis la O-aciladon de L-serino, L-homoserino, L-treonino kaj L-tirozino (LET) dum uzado de lipazo La rezultoj de la reago (lipazo estis akirita de Candida cylindracea kaj Rhizopus delemar en akva bufromedio) kaj raportis ke la rendimentoj de aciligo de L-homoserino kaj L-serino estis iom malaltaj, dum neniu aciligo de L-treonino kaj LET okazis.
Multaj esploristoj apogis la uzon de nekostaj kaj facile haveblaj substratoj por la sintezo de kostefika AAS. Soo et al. asertis ke la preparado de palmoleo-bazitaj surfaktants plej bone funkcias kun senmovigita lipoenzimo. Ili rimarkis, ke la rendimento de la produktoj estus pli bona malgraŭ la tempopostula reago (6 tagoj). Gerova et al. esploris la sintezon kaj surfacan aktivecon de kirala N-palmitoil AAS bazita sur metionino, prolino, leŭcino, treonino, fenilalanino kaj fenilglicino en cikla/rasema miksaĵo. Pang kaj Chu priskribis la sintezon de monomeroj bazitaj en aminoacidoj kaj monomeroj bazitaj en dikarboxilacido en solvaĵo. Serio de funkciaj kaj biodiserigeblaj poliamidaj esteroj de aminoacidoj estis sintezitaj per ko-kondensaj reagoj en solvaĵo.
Cantaeuzene kaj Guerreiro raportis la esterigon de karboksilacidogrupoj de Boc-Ala-OH kaj Boc-Asp-OH kun longĉenaj alifataj alkoholoj kaj dioloj, kun diklorometano kiel solvilo kaj agarozo 4B (Sepharose 4B) kiel katalizilo. En ĉi tiu studo, la reago de Boc-Ala-OH kun grasaj alkoholoj ĝis 16 karbonoj donis bonajn rendimentojn (51%), dum por Boc-Asp-OH 6 kaj 12 karbonoj estis pli bonaj, kun responda rendimento de 63% [64]. ]. 99,9%) en rendimentoj intervalantaj de 58% ĝis 76%, kiuj estis sintezitaj per la formado de amidaj ligoj kun diversaj longĉenaj alkilaminoj aŭ esteraj ligoj kun grasaj alkoholoj per Cbz-Arg-OMe, kie papaino funkciis kiel katalizilo.
5.2.2 Sintezo de gemini-bazitaj aminoacidoj/peptidaj surfaktantoj
Aminoacid-bazitaj ĝemelaj surfaktantoj konsistas el du rektaĉenaj AAS-molekuloj ligitaj kap-al-kape unu al la alia per interspaciga grupo. Estas 2 eblaj skemoj por la kemoenzima sintezo de gemini-specaj aminoacido-bazitaj surfaktantoj (Figures 6 kaj 7). En Figuro 6, 2 aminoacidderivaĵoj estas reagis kun la kunmetaĵo kiel interspaciga grupo kaj tiam 2 hidrofobaj grupoj estas lanĉitaj. En figuro 7, la 2 rekt-ĉenaj strukturoj estas rekte kunligitaj per dufunkcia interspacgrupo.
La plej frua evoluo de enzim-katalizita sintezo de ĝemelaj lipoaminoacidoj estis iniciatita fare de Valivety et al. Yoshimura et al. esploris la sintezon, adsorbadon kaj agregadon de aminoacid-bazita ĝemela surfaktant surbaze de cistino kaj n-alkil bromido. La sintezitaj surfaktants estis komparitaj kun la ekvivalentaj monomeraj surfaktants. Faustino et al. priskribis la sintezon de anjona ureo-bazita monomera AAS bazita sur L-cistino, D-cistino, DL-cistino, L-cisteino, L-metionino kaj L-sulfoalanino kaj iliaj paroj de ĝemeloj per kondukteco, ekvilibra surfaca tensio kaj stabila. -stato fluoreskeca karakterizado de ili. Estis montrite ke la cmc-valoro de ĝemeloj estis pli malalta komparante monomero kaj ĝemeloj.
Fig.6 Sintezo de ĝemeloj AAS uzante AA-derivaĵojn kaj interspacigon, sekvitan per enmeto de la hidrofoba grupo
Fig.7 Sintezo de ĝemelaj AASs uzante dufunkciajn interspacigilojn kaj AAS
5.2.3 Sintezo de glicerolipidaj aminoacidoj/peptidaj surfaktantoj
Glicerolipidaj aminoacidoj/peptidaj surfaktantoj estas nova klaso de lipidaj aminoacidoj kiuj estas strukturaj analogoj de glicerina mono- (aŭ di-) esteroj kaj fosfolipidoj, pro sia strukturo de unu aŭ du grasĉenoj kun unu aminoacido ligita al la glicerina spino. per estera ligo. La sintezo de ĉi tiuj surfaktantoj komenciĝas per la preparado de glicerinaj esteroj de aminoacidoj ĉe altaj temperaturoj kaj en ĉeesto de acida katalizilo (ekz. BF 3). Enzim-katalizita sintezo (uzante hidrolazoj, proteazoj kaj lipazoj kiel katalizilojn) ankaŭ estas bona elekto (Figuro 8).
La enzim-katalizita sintezo de dilaurilateitaj arginingliceridkonjugatoj uzantaj papainon estis raportita. Sintezo de diacilglicerol-esterkonjugatoj de acetilarginino kaj taksado de iliaj fizikkemiaj trajtoj ankaŭ estis raportitaj.
Fig.8 Sintezo de mono- kaj diacilglicerolaj aminoacido konjugatoj
interspaco: NH-(CH2)10-NH: kunmetaĵoB1
interspaco: NH-C6H4-NH: kunmetaĵoB2
spacer: CH2-CH2: kunmetaĵoB3
Fig.9 Sintezo de simetriaj amfifiloj derivitaj de Tris(hidroksimetil)aminometano
5.2.4 Sintezo de bola-bazitaj aminoacidoj/peptidaj surfaktantoj
Aminoacid-bazitaj bola-specaj amfifiloj enhavas 2 aminoacidojn kiuj estas ligitaj al la sama hidrofoba ĉeno. Franceschi et al. priskribis la sintezon de bola-specaj amfifiloj kun 2 aminoacidoj (D- aŭ L-alanino aŭ L-histidino) kaj 1 alkilĉeno de malsamaj longoj kaj esploris ilian surfacan aktivecon. Ili diskutas la sintezon kaj agregadon de novaj bola-specaj amfifiloj kun aminoacidfrakcio (uzante aŭ maloftan β-aminoacidon aŭ alkoholon) kaj C12 -C20 interspaciggrupon. La maloftaj β-aminoacidoj uzitaj povas esti sukeraminoacido, azidotimina (AZT)-deriva aminoacido, norbornenaminoacido, kaj aminoalkoholo derivita de AZT (Figuro 9). la sintezo de simetriaj bola-specaj amfifiloj derivitaj de tris(hidroksimetil)aminometano (Tris) (Figuro 9).
06 Fizikokemiaj propraĵoj
Estas bone konate, ke surfaktants bazitaj en aminoacidoj (AAS) estas diversspecaj kaj multflankaj en naturo kaj havas bonan aplikeblecon en multaj aplikoj kiel bona solviĝo, bonaj emulsigpropraĵoj, alta efikeco, alta surfaca aktiveco kaj bona rezisto al malmola akvo (kalcia jono). toleremo).
Surbaze de la surfaktantpropraĵoj de aminoacidoj (ekz. surfaca tensio, cmc, faza konduto kaj Krafft-temperaturo), la sekvaj konkludoj estis atingitaj post ampleksaj studoj - la surfacagado de AAS estas pli bona ol tiu de sia konvencia surfaktantekvivalento.
6.1 Kritika Micela Koncentriĝo (cmc)
Kritika micela koncentriĝo estas unu el la gravaj parametroj de surfaktantoj kaj regas multajn surfacaktivajn ecojn kiel ekzemple solviĝo, ĉela lizo kaj ĝia interago kun biofilmoj, ktp. Ĝenerale, pliigi la ĉenlongon de la hidrokarbona vosto (kreskanta hidrofobeco) kondukas al malkresko. en la cmc-valoro de la surfaktantsolvo, tiel pliigante ĝian surfacan aktivecon. Surfaktants bazitaj sur aminoacidoj kutime havas pli malaltajn cmc-valorojn komparite kun konvenciaj surfaktants.
Tra malsamaj kombinaĵoj de kapgrupoj kaj hidrofobaj vostoj (mono-katjona amida, bi-katjona amida, bi-katjona amid-bazita estero), Infante et al. sintezis tri arginin-bazitajn AAS kaj studis ilian cmc kaj γcmc (surfaca tensio ĉe cmc), montrante ke la cmc kaj γcmc-valoroj malpliiĝis kun kreskanta hidrofoba vostolongo. En alia studo, Singare kaj Mhatre trovis, ke la cmc de N-α-acylarginine surfaktants malpliiĝis kun pliigo de la nombro da hidrofobaj vostaj karbonatomoj (Tablo 1).
Yoshimura et al. esploris la cmc de cistein-derivitaj aminoacid-bazitaj ĝemelaj surfaktants kaj montris ke la cmc malpliiĝis kiam la karbonĉenlongo en la hidrofoba ĉeno estis pliigita de 10 ĝis 12. Plu pliigante la karbonĉenlongon al 14 rezultigis pliiĝon en cmc, kiu konfirmis ke longĉenaj ĝemelaj surfaktantoj havas pli malaltan tendencon al agregado.
Faustino et al. raportis la formadon de miksitaj miceloj en akvaj solvaĵoj de anjonaj ĝemelaj surfaktantoj bazitaj sur cistino. La ĝemelaj surfaktants ankaŭ estis komparitaj kun la respondaj konvenciaj monomeraj surfaktants (C 8 Cys). La cmc-valoroj de lipid-surfaktant-miksaĵoj estis raportitaj esti pli malaltaj ol tiuj de puraj surfaktantaĵoj. ĝemelaj surfaktants kaj 1,2-diheptanoyl-sn-gliceril-3-fosfokolino, hidrosolvebla, micel-formanta fosfolipido, havis cmc en la milimolara nivelo.
Shrestha kaj Aramaki esploris la formadon de viskoelastaj verm-similaj miceloj en akvaj solvaĵoj de miksitaj aminoacid-bazitaj anjonaj-nejonaj surfaktants en la foresto de aldonaĵsaloj. En ĉi tiu studo, N-dodecil glutamato estis trovita havi pli altan Krafft-temperaturon; tamen, kiam neŭtraligite kun la baza aminoacido L-lizino, ĝi generis micelojn kaj la solvo komencis konduti kiel Newtoniana fluido je 25 °C.
6.2 Bona akvosolvebleco
La bona akvosolvebleco de AAS ŝuldiĝas al la ĉeesto de kromaj CO-NH-obligacioj. Ĉi tio igas AAS pli biodiserigebla kaj ekologiema ol la respondaj konvenciaj surfaktantoj. La akvosolvebleco de N-acil-L-glutama acido estas eĉ pli bona pro siaj 2 karboksilaj grupoj. La akvosolvebleco de Cn(CA) 2 ankaŭ estas bona ĉar ekzistas 2 jonaj arginingrupoj en 1 molekulo, kiu rezultigas pli efikan adsorbadon kaj difuzon ĉe la ĉela interfaco kaj eĉ efika bakteria inhibicio ĉe pli malaltaj koncentriĝoj.
6.3 Krafft-temperaturo kaj Krafft-punkto
Krafft-temperaturo povas esti komprenita kiel la specifa solvebleco-konduto de surfaktants kies solvebleco pliiĝas akre super speciala temperaturo. Jonaj surfaktantoj havas emon generi solidajn hidratojn, kiuj povas precipiti el akvo. Ĉe speciala temperaturo (la tielnomita Krafft-temperaturo), drameca kaj malkontinua pliiĝo en la solvebleco de surfaktantoj estas kutime observita. La Krafft-punkto de jona surfaktant estas sia Krafft-temperaturo ĉe cmc.
Tiu solvebleckarakterizaĵo vidiĝas kutime por jonaj surfaktants kaj povas esti klarigita jene: la solvebleco de la surfaktant-libera monomero estas limigita sub la Krafft-temperaturo ĝis la Krafft-punkto estas atingita, kie ĝia solvebleco iom post iom pliiĝas pro micelformacio. Por certigi kompletan solveblecon, estas necese prepari surfaktantformularojn ĉe temperaturoj super la Krafft-punkto.
La Krafft-temperaturo de AAS estis studita kaj komparita kun tiu de konvenciaj sintezaj surfaktants. Shrestha kaj Aramaki studis la Krafft-temperaturon de arginin-bazita AAS kaj trovis ke la kritika micela koncentriĝo elmontris agregkonduton en la formo de antaŭ-mikeloj super 2-5. ×10-6 mol-L -1 sekvita de normala micela formado (Ohta et al. sintezis ses malsamajn specojn de N-hexadecanoyl AAS kaj diskutis la rilaton inter ilia Krafft-temperaturo kaj aminoacidaj restaĵoj.
En la eksperimentoj, estis trovite ke la Krafft-temperaturo de N-heksadecanoyl AAS pliiĝis kun malkreskanta grandeco de aminoacidrestaĵoj (fenilalanino estanta escepto), dum la varmeco de solvebleco (varmeco) pliiĝis kun malkreskanta grandeco de aminoacidrestaĵoj (kun escepte de glicino kaj fenilalanino). Estis finite ke en kaj alanino kaj fenilalaninsistemoj, la DL-interagado estas pli forta ol la LL-interagado en la solida formo de la N-hexadecanoyl AAS-salo.
Brito et al. determinis la Krafft-temperaturon de tri serioj de novaj aminoacid-bazitaj surfaktants uzante diferencigan skanan mikrokalorimetrion kaj trovis ke ŝanĝi la trifluoracetatjonon al jodudjono rezultigis signifan pliiĝon en Krafft-temperaturo (ĉirkaŭ 6 °C), de 47 °C ĝis 53 °C. C. La ĉeesto de cis-duoblaj obligacioj kaj la malsaturiĝo ĉeestanta en la longĉenaj Ser-derivaĵoj kaŭzis signifan malkreskon en la Krafft-temperaturo. n-Dodecil glutamato estis raportita havi pli altan Krafft-temperaturon. Tamen, neŭtraligo kun la baza aminoacido L-lizino rezultigis la formadon de miceloj en solvaĵo kiu kondutis kiel Newtonianaj fluidoj je 25 °C.
6.4 Surfaca streĉiĝo
La surfaca tensio de surfaktants rilatas al la ĉenlongo de la hidrofoba parto. Zhang et al. determinis la surfacan streĉiĝon de natria kokoilglicinato per Wilhelmy-plata metodo (25±0.2)°C kaj determinis la surfacan streĉiĝon ĉe cmc kiel 33 mN-m -1 , cmc kiel 0.21 mmol-L -1. Yoshimura et al. determinis la surfacan streĉiĝon de 2C n Cys-tipo aminoacido bazita surfaca tensio de 2C n Cys-bazitaj surfacaj aktivaj agentoj. Estis trovite ke la surfaca tensio ĉe cmc malpliiĝis kun kreskanta ĉenlongo (ĝis n = 8), dum la tendenco estis inversigita por surfaktantoj kun n = 12 aŭ pli longaj ĉenlongoj.
La efiko de CaC1 2 sur la surfaca tensio de dicarboxylated aminoacido-bazitaj surfaktants ankaŭ estis studita. En ĉi tiuj studoj, CaC1 2 estis aldonita al akvaj solvaĵoj de tri dicarboxilated aminoacido-specaj surfaktants (C12 MalNa 2, C12 AspNa 2, kaj C12 GluNa 2). La altebenaĵaj valoroj post cmc estis komparitaj kaj estis trovita ke la surfaca tensio malpliiĝis ĉe tre malaltaj CaC1 2 koncentriĝoj. Tio ŝuldiĝas al la efiko de kalciojonoj sur la aranĝo de la surfaktant ĉe la gas-akva interfaco. la surfacaj streĉiĝoj de la saloj de N-dodecilaminomalonato kaj N-dodecilaspartato, aliflanke, ankaŭ estis preskaŭ konstantaj ĝis 10 mmol-L -1 CaC1 2 koncentriĝo. Super 10 mmol-L -1, la surfaca tensio akre pliiĝas, pro la formado de precipitaĵo de la kalcia salo de la surfaktanto. Por la dizodia salo de N-dodecil glutamato, modera aldono de CaC1 2 rezultigis signifan malkreskon de surfaca tensio, dum daŭra pliiĝo en CaC1 2 koncentriĝo ne plu kaŭzis signifajn ŝanĝojn.
Por determini la adsorban kinetikon de ĝemela tipo AAS ĉe la gas-akva interfaco, la dinamika surfaca tensio estis determinita uzante la maksimuman bobelpremmetodon. La rezultoj montris, ke dum la plej longa testa tempo, la dinamika surfaca tensio de 2C 12 Cys ne ŝanĝiĝis. La malkresko de la dinamika surfaca tensio dependas nur de la koncentriĝo, la longo de la hidrofobaj vostoj, kaj la nombro da hidrofobaj vostoj. Kreskanta koncentriĝo de surfaktant, malpliiĝanta ĉenlongo same kiel la nombro da ĉenoj rezultigis pli rapidan kadukiĝon. La rezultoj akiritaj por pli altaj koncentriĝoj de C n Cys (n = 8 ĝis 12) estis trovitaj esti tre proksimaj al la γ cmc mezurita per la Wilhelmy-metodo.
En alia studo, la dinamikaj surfacaj tensioj de natria dilauryl-cistino (SDLC) kaj natria didekamino-cistino estis determinitaj per la Wilhelmy-plata metodo, kaj krome, la ekvilibraj surfacaj tensioj de iliaj akvaj solvaĵoj estis determinitaj per la guta volummetodo. La reago de disulfidobligacioj estis plue esplorita per aliaj metodoj ankaŭ. La aldono de mercaptoethanol al 0.1 mmol-L -1SDLC-solvo kaŭzis rapidan pliiĝon de surfaca tensio de 34 mN-m -1 ĝis 53 mN-m -1. Ĉar NaClO povas oksigeni la disulfidobligaciojn de SDLC al sulfonacidaj grupoj, neniuj agregaĵoj estis observitaj kiam NaClO (5 mmol-L -1) estis aldonita al la 0.1 mmol-L -1 SDLC-solvo. Dissenda elektrona mikroskopio kaj dinamikaj lumdisvastigo rezultoj montris ke neniuj agregaĵoj estis formitaj en la solvaĵo. La surfaca tensio de SDLC estis trovita pliiĝi de 34 mN-m -1 ĝis 60 mN-m -1 dum periodo de 20 min.
6.5 Binaraj surfacaj interagoj
En la vivsciencoj, kelkaj grupoj studis la vibrajn trajtojn de miksaĵoj de katjonaj AAS (diacilglicerol-arginin-bazitaj surfaktants) kaj fosfolipidoj ĉe la gas-akva interfaco, finfine konkludante ke tiu ne-ideala posedaĵo kaŭzas la tropezon de elektrostatikaj interagoj.
6.6 Agregaj propraĵoj
Dinamika malpeza disvastigo estas ofte uzata por determini la agregtrajtojn de aminoacid-bazitaj monomeroj kaj ĝemelaj surfaktants ĉe koncentriĝoj super cmc, donante ŝajnan hidrodinamikan diametron DH (= 2R H ). La agregaĵoj formitaj per C n Cys kaj 2Cn Cys estas relative grandaj kaj havas larĝskalan distribuon kompare kun aliaj surfaktantoj. Ĉiuj surfaktants krom 2C 12 Cys tipe formas agregaĵojn de proksimume 10 nm. micelgrandecoj de ĝemelaj surfaktantoj estas signife pli grandaj ol tiuj de siaj monomeraj ekvivalentoj. Pliiĝo en hidrokarbidĉenlongo ankaŭ kondukas al pliiĝo en micela grandeco. ohta et al. priskribis la agregaciajn ecojn de tri malsamaj stereoizomeroj de N-dodecil-fenil-alanil-fenil-alanina tetrametilamonio en akva solvaĵo kaj montris, ke la diastereoizomeroj havas la saman kritikan agregan koncentriĝon en akva solvaĵo. Iwahashi et al. esplorita per cirkla dikroismo, NMR kaj vaporprema osmometrio la La formado de kiralaj agregaĵoj de N-dodekanil-L-glutama acido, N-dodekanil-L-valino kaj iliaj metilesteroj en malsamaj solviloj (kiel tetrahidrofurano, acetonitrilo, 1,4). -dioksano kaj 1,2-dikloroetano) kun rotaciaj propraĵoj estis esploritaj per cirkla dikroismo, NMR kaj vaporprema osmometrio.
6.7 Interfacia adsorbado
La interfaca adsorbado de aminoacido-bazitaj surfaktants kaj ĝia komparo kun sia konvencia ekvivalento ankaŭ estas unu el la esplordirektoj. Ekzemple, la intervizaĝaj adsorbaj trajtoj de dodecil-esteroj de aromaj aminoacidoj akiritaj de LET kaj LEP estis esploritaj. La rezultoj montris ke LET kaj LEP elmontris pli malaltajn interfacajn areojn ĉe la gas-likva interfaco kaj ĉe la akvo/heksaninterfaco, respektive.
Bordes et al. esploris la solvkonduton kaj adsorbadon ĉe la gas-akva interfaco de tri dicarboxilated aminoacido surfaktants, la dizodiaj saloj de dodecil glutamato, dodecil aspartato, kaj aminomalonate (kun 3, 2, kaj 1 karbonatomoj inter la du karboksilgrupoj, respektive). Laŭ ĉi tiu raporto, la cmc de la dicarboxilated surfaktants estis 4-5 fojojn pli alta ol tiu de la monocarboxilated dodecil glicina salo. Tio estas atribuita al la formado de hidrogenaj ligoj inter la dicarboxilated surfaktants kaj najbaraj molekuloj tra la amidgrupoj en ĝi.
6.8 Faza konduto
Izotropaj malkontinuaj kubaj fazoj estas observitaj por surfaktants ĉe tre altaj koncentriĝoj. Surfaktantmolekuloj kun tre grandaj kapgrupoj tendencas formi agregaĵojn de pli malgranda pozitiva kurbiĝo. marques et al. studis la fazkonduton de la 12Lys12/12Ser kaj 8Lys8/16Ser sistemoj (vidu figuron 10), kaj la rezultoj montris ke la 12Lys12/12Ser sistemo havas fazan apartigzonon inter la micelar kaj vezikula solvregionoj, dum la 8Lys8/16Ser sistemo La 8Lys8/16Ser-sistemo montras kontinuan transiron (plilongigita micelara fazregiono inter la malgranda micelara fazregiono kaj la vezikula fazregiono). Oni devas rimarki, ke por la vezikregiono de la 12Lys12/12Ser sistemo, vezikoj ĉiam kunekzistas kun miceloj, dum la vezikregiono de la 8Lys8/16Ser sistemo havas nur vezikojn.
Katjonaj miksaĵoj de la lizin- kaj serin-bazitaj surfaktantoj: simetria 12Lys12/12Ser paro (maldekstre) kaj nesimetria 8Lys8/16Ser paro (dekstre)
6.9 Emulsiga kapablo
Kouchi et al. ekzamenis la emulsigan kapablon, intervizaĝan streĉiĝon, disvastigeblecon kaj viskozecon de N-[3-dodecil-2-hidroksipropil]-L-arginino, L-glutamato kaj aliaj AAS. En komparo kun sintezaj surfaktants (iliaj konvenciaj nejonaj kaj amfoteraj ekvivalentoj), la rezultoj montris ke AAS havas pli fortan emulsigan kapablon ol konvenciaj surfaktants.
Baczko et al. sintezis novajn anjonajn aminoacidajn surfaktantojn kaj esploris ilian taŭgecon kiel kiralaj orientitaj NMR-spektroskopiosolvaĵoj. Serio de sulfonat-bazitaj amfifilaj L-Phe aŭ L-Ala derivaĵoj kun malsamaj hidrofobaj vostoj (pentil~tetradecyl) estis sintezitaj reagante aminoacidojn kun o-sulfobenzoika anhidrido. Wu et al. sintezitaj natriaj saloj de N-grasa acil AAS kajesploris ilian emulsigkapablon en oleo-en-akvaj emulsioj, kaj la rezultoj montris ke tiuj surfaktants rezultis pli bone kun etilacetato kiel la oleofazo ol kun n-heksano kiel la oleofazo.
6.10 Progresoj en sintezo kaj produktado
Malmola akvorezisto povas esti komprenita kiel la kapablo de surfaktants rezisti la ĉeeston de jonoj kiel ekzemple kalcio kaj magnezio en malmola akvo, t.e., la kapablo eviti precipitaĵon en kalciajn sapon. Surfaktantoj kun alta malmola akvorezisto estas tre utilaj por detergentaj formulaĵoj kaj personaj prizorgaj produktoj. Malmola akvorezisto povas esti taksita kalkulante la ŝanĝon en solvebleco kaj surfacagado de la surfaktant en la ĉeesto de kalciojonoj.
Alia maniero taksi malmolan akvoreziston estas kalkuli la procenton aŭ gramojn da surfaktant necesa por la kalcia sapo formita de 100 g da natria oleato por esti disigita en akvo. En lokoj kun alta malmola akvo, altaj koncentriĝoj de kalcio- kaj magneziojonoj kaj minerala enhavo povas malfaciligi kelkajn praktikajn aplikojn. Ofte la natria jono estas utiligita kiel la kontraŭjono de sinteza anjona surfaktant. Ĉar la duvalenta kalciojono estas ligita al ambaŭ surfaktantmolekuloj, ĝi igas la surfaktanton precipiti pli facile de solvaĵo igante detergentecon malpli verŝajna.
La studo de la malmola akvorezisto de AAS montris, ke la acida kaj malmola akvorezisto estis forte influita de plia karboksila grupo, kaj la acida kaj malmola akvorezisto pliiĝis plie kun la pliiĝo de la longo de la interspaciga grupo inter la du karboksilaj grupoj. . La ordo de acida kaj malmola akvorezisto estis C 12 glicinato < C 12 aspartato < C 12 glutamato. Komparante la dicarboxylated amida ligo kaj la dicarboxylated amino surfaktant, estis trovita ke la pH-intervalo de ĉi-lasta estis pli larĝa kaj ĝia surfaca aktiveco pliiĝis kun la aldono de taŭga kvanto de acido. La dicarboxilated N-alkil-aminoacidoj montris kelatigan efikon en la ĉeesto de kalciaj jonoj, kaj C 12 aspartato formis blankan ĝelon. c 12 glutamato montris altan surfacaktivecon ĉe alta Ca 2+ koncentriĝo kaj estas atendita esti uzita en marakva sensaligo.
6.11 Dispersebleco
Dispersebleco rilatas al la kapablo de surfaktant malhelpi kunfluon kaj sedimentadon de la surfaktant en solvaĵo.Dispersebleco estas grava posedaĵo de surfaktantoj, kiu igas ilin taŭgaj por uzo en lesivoj, kosmetikaĵoj kaj farmaciaĵoj.Disvastiga agento devas enhavi esteron, eteron, amidon aŭ aminoan ligon inter la hidrofoba grupo kaj la fina hidrofila grupo (aŭ inter la rektaĉeno hidrofobaj grupoj).
Ĝenerale, anjonaj surfaktantoj kiel ekzemple alcanolamido-sulfatoj kaj amfoteraj surfaktantaĵoj kiel ekzemple amidosulfobetaine estas precipe efikaj kiel disvastigagentoj por kalciaj sapoj.
Multaj esplorklopodoj determinis la disvastigeblecon de AAS, kie N-lauroyl lizino estis trovita nebone kongrua kun akvo kaj malfacile uzebla por kosmetikaj formuliĝoj.En ĉi tiu serio, bazaj aminoacidoj anstataŭitaj de N-acil havas bonegan disvastigeblecon kaj estas uzataj en la kosmetika industrio por plibonigi formulaĵojn.
07 Tokseco
Konvenciaj surfaktantoj, aparte katjonaj surfaktants, estas tre toksaj al akvaj organismoj. Ilia akuta tokseco ŝuldiĝas al la fenomeno de adsorb-jona interagado de surfaktantoj ĉe la ĉel-akva interfaco. Malpliigi la cmc de surfaktants kutime kondukas al pli forta intervizaĝa adsorbado de surfaktants, kiu kutime rezultigas ilian levitan akutan toksecon. Pliiĝo en la longo de la hidrofoba ĉeno de surfaktantaĵoj ankaŭ kondukas al pliiĝo en surfaktant-akuta tokseco.La plej multaj AAS estas malaltaj aŭ ne-toksaj al homoj kaj la medio (precipe al maraj organismoj) kaj taŭgas por uzo kiel manĝingrediencoj, farmaciaĵoj kaj kosmetikaĵoj.Multaj esploristoj pruvis, ke aminoacidaj surfaktantoj estas mildaj kaj ne-iritataj al la haŭto. Arginin-bazitaj surfaktantoj povas esti malpli toksaj ol siaj konvenciaj ekvivalentoj.
Brito et al. studis la fizikkemiajn kaj toksologiajn ecojn de aminoacid-bazitaj amfifiloj kaj ties [derivaĵoj de tirozino (Tyr), hidroksiprolino (Hyp), serino (Ser) kaj lizino (Lys)] spontanea formado de katjonaj vezikoj kaj donis datumojn pri ilia akuta tokseco al Daphnia magna (IC 50). Ili sintezis katjonajn vezikojn de dodeciltrimetilamoniobromido (DTAB)/Lys-derivaĵoj kaj/aŭ Ser-/Lys-derivataj miksaĵoj kaj testis sian ekotoksecon kaj hemolitikan potencialon, montrante ke ĉiuj AAS kaj iliaj vezik-entenantaj miksaĵoj estis malpli toksaj ol la konvencia surfaktant DTAB. .
Rosa et al. esploris la ligon (asocion) de DNA al stabilaj aminoacid-bazitaj katjonaj vezikoj. Male al konvenciaj katjonaj surfaktants, kiuj ofte ŝajnas esti toksaj, la interagado de katjonaj aminoacidsurfaktants ŝajnas esti ne-toksa. La katjona AAS estas bazita sur arginino, kiu spontanee formas stabilajn vezikojn en kombinaĵo kun certaj anjonaj surfaktantaĵoj. Aminoacid-bazitaj korodinhibitoroj ankaŭ estas raportitaj esti ne-toksaj. Ĉi tiuj surfaktantoj estas facile sintezitaj kun alta pureco (ĝis 99%), malalta kosto, facile biodiserigeblaj kaj tute solvebla en akva amaskomunikilaro. Pluraj studoj montris, ke sulfur-enhavantaj aminoacidsurfaktants estas superaj en koroda inhibicio.
En lastatempa studo, Perinelli et al. raportis kontentigan toksologian profilon de ramnolipidoj kompare kun konvenciaj surfaktants. Oni scias, ke Ramnolipidoj funkcias kiel permeablo-plibonigiloj. Ili ankaŭ raportis la efikon de ramnolipidoj sur la epitelia permeablo de makromolekulaj medikamentoj.
08 Antimikroba agado
La antimikroba agado de surfaktantoj povas esti taksita per la minimuma inhibicia koncentriĝo. La antimikroba agado de arginin-bazitaj surfaktantoj estis detale studita. Gram-negativaj bakterioj estis trovitaj esti pli rezistemaj al arginin-bazitaj surfaktantoj ol Gram-pozitivaj bakterioj. La antimikroba agado de surfaktantoj estas kutime pliigita per la ĉeesto de hidroksilo, ciklopropano aŭ nesaturitaj obligacioj ene de la acilĉenoj. Castillo et al. montris, ke la longo de la acil-ĉenoj kaj la pozitiva ŝargo determinas la HLB-valoron (hidrofila-lipofila ekvilibro) de la molekulo, kaj tiuj ja efikas sur ilia kapablo interrompi membranojn. Nα-acilarginina metil estero estas alia grava klaso de katjonaj surfaktantoj kun larĝspektra antimikroba agado kaj Ĝi estas facile biodiserigebla kaj havas malaltan aŭ neniun toksecon. Studoj pri la interago de Nα-acylarginine metil ester-bazitaj surfaktantoj kun 1,2-dipalmitoyl-sn-propyltrioxyl-3-fosforilkolino kaj 1,2-ditetradecanoyl-sn-propyltrioxyl-3-fosforilkolino, modelmembranoj, kaj kun vivantaj organismoj en la ĉeesto aŭ foresto de eksteraj baroj montris, ke ĉi tiu klaso de surfactants havas bonan antimikrobian La rezultojn montris, ke la surfactants havas bonan kontraŭbakterian aktivecon.
09 Reologiaj ecoj
La reologiaj propraĵoj de surfaktantoj ludas gravegan rolon en determini kaj antaŭdiri iliajn aplikojn en malsamaj industrioj, inkluzive de manĝaĵo, farmaciaĵo, oleo-ekstraktado, persona prizorgado kaj hejmaj prizorgaj produktoj. Multaj studoj estis faritaj por diskuti la rilaton inter viskoelasteco de aminoacido surfaktants kaj cmc.
10 Aplikoj en la kosmetika industrio
AAS estas uzataj en la formuliĝo de multaj personaj prizorgaj produktoj.kalio N-kokoilglicinato estas trovita milda sur la haŭto kaj estas uzita en vizaĝpurigado por forigi ŝlimon kaj ŝminkon. n-Acyl-L-glutama acido havas du karboksilgrupojn, kio igas ĝin pli akvosolvebla. Inter ĉi tiuj AAS, AAS bazitaj sur C 12 grasacidoj estas vaste uzataj en vizaĝa purigado por forigi ŝlimon kaj ŝminkon. AAS kun C 18-ĉeno estas uzataj kiel emulsiiloj en haŭtaj prizorgaj produktoj, kaj N-Lauryl-alanina saloj estas konataj krei kremajn ŝaŭmojn, kiuj ne incitas la haŭton kaj tial povas esti uzataj en la formuliĝo de bebflegaj produktoj. N-Lauryl-bazita AAS uzata en dentopasto havas bonan purigaĵon similan al sapo kaj fortan enzim-inhiban efikecon.
Dum la lastaj jardekoj, la elekto de surfaktantoj por kosmetikaĵoj, personaj prizorgaj produktoj kaj farmaciaĵoj koncentriĝis pri malalta tokseco, mildeco, mildeco al la tuŝo kaj sekureco. Konsumantoj de ĉi tiuj produktoj estas akre konsciaj pri la ebla kolero, tokseco kaj mediaj faktoroj.
Hodiaŭ, AAS kutimas formuli multajn ŝampuojn, harajn tinkturojn kaj banajn saponojn pro siaj multaj avantaĝoj super siaj tradiciaj ekvivalentoj en kosmetikaĵoj kaj personaj prizorgaj produktoj.Protein-bazitaj surfaktantoj havas dezirindajn ecojn necesajn por personaj prizorgaj produktoj. Iuj AAS havas filmformajn kapablojn, dum aliaj havas bonajn ŝaŭmajn kapablojn.
Aminoacidoj estas gravaj nature okazantaj humidigaj faktoroj en la korna tavolo. Kiam epidermaj ĉeloj mortas, ili fariĝas parto de la stratum corneum kaj la intraĉelaj proteinoj estas iom post iom degradataj al aminoacidoj. Tiuj aminoacidoj tiam estas transportitaj plu en la stratum corneum, kie ili sorbas grasajn aŭ grassimilajn substancojn en la epiderman tavolon korneon, tiel plibonigante la elastecon de la surfaco de la haŭto. Proksimume 50% de la natura humida faktoro en la haŭto konsistas el aminoacidoj kaj pirolidono.
Kolageno, komuna kosmetika ingredienco, ankaŭ enhavas aminoacidojn, kiuj tenas la haŭton mola.Haŭtaj problemoj kiel malglateco kaj obtuzeco ŝuldiĝas plejparte al manko de aminoacidoj. Unu studo montris, ke miksado de aminoacido kun ungvento malpezigis haŭtajn brulvundojn, kaj la tuŝitaj areoj revenis al sia normala stato sen iĝi keloidaj cikatroj.
Aminoacidoj ankaŭ estis trovitaj esti tre utilaj por prizorgi difektitajn kutikojn.Seka, senforma hararo povas indiki malkreskon de la koncentriĝo de aminoacidoj en forte difektita stratum corneum. Aminoacidoj havas la kapablon penetri la kutiklon en la hararbon kaj sorbi humidon de la haŭto.Ĉi tiu kapablo de surfaktantoj bazitaj en aminoacido igas ilin tre utilaj en ŝampuoj, haraj tinkturfarboj, harmoligiloj, haraj klimatiziloj, kaj la ĉeesto de aminoacidoj fortigas la harojn.
11 Aplikoj en ĉiutagaj kosmetikaĵoj
Nuntempe, estas kreskanta postulo je aminoacido-bazitaj detergentaj formulaĵoj tutmonde.Oni scias, ke AAS havas pli bonan purigan kapablon, ŝaŭman kapablon kaj ŝtofajn moligajn propraĵojn, kio igas ilin taŭgaj por hejmaj lesivoj, ŝampuoj, korpolavoj kaj aliaj aplikoj.Asparta acid-deriva amfotera AAS estas raportita esti tre efika lesivo kun kelatigaj trajtoj. La uzo de detergentaj ingrediencoj konsistantaj el N-alkil-β-aminoetoksi-acidoj estis trovita redukti haŭtan koleron. Likva lesivformulaĵo konsistanta el N-kokoil-β-aminopropionato estis raportita esti efika lesivo por olemakuloj sur metalsurfacoj. Aminokarboksilacida surfaktanto, C 14 CHOHCH 2 NHCH 2 COONa, ankaŭ pruviĝis havi pli bonan detergenton kaj estas uzata por purigado de teksaĵoj, tapiŝoj, haroj, vitroj, ktp. La 2-hidroksi-3-aminopropiona acido-N,N- derivaĵo de acetoacetacido havas bonan kompleksan kapablon kaj tiel donas stabilecon al blankiga agentoj.
La preparado de detergentaj formulaĵoj bazitaj sur N-(N'-long-ĉena acil-β-alanil)-β-alanino estis raportita de Keigo kaj Tatsuya en ilia patento por pli bona lavado-kapablo kaj stabileco, facila ŝaŭmo-rompiĝo kaj bona ŝtofa moliĝo. . Kao evoluigis detergentan formulon bazitan sur N-Acyl-1 -N-hidroksi-β-alanino kaj raportis malaltan haŭtan koleron, altan akvoreziston kaj altan forigon de makuloj.
La japana kompanio Ajinomoto uzas malalt-toksan kaj facile degradan AAS bazitan sur L-glutama acido, L-arginino kaj L-lizino kiel ĉefaj ingrediencoj en ŝampuoj, lesivoj kaj kosmetikaĵoj (Figuro 13). La kapablo de enzimaldonaĵoj en lesivformuliĝoj por forigi proteinmalpurigon ankaŭ estis raportita. N-acil AAS derivita de glutama acido, alanino, metilglicino, serino kaj asparta acido estis raportita por ilia uzo kiel bonegaj likvaj lesivoj en akvaj solvaĵoj. Ĉi tiuj surfaktants tute ne pliigas viskozecon, eĉ ĉe tre malaltaj temperaturoj, kaj povas esti facile transdonitaj de la stokujo de la ŝaŭma aparato por akiri homogenajn ŝaŭmojn.
Afiŝtempo: Jun-09-2022