Enhavo por ĉi tiu artikolo:
1. Disvolviĝo de aminoacidoj
2. Strukturaj Propraĵoj
3. Kemia Kunmetaĵo
4. Klasifiko
5. Sintezo
6. Fizikokemiaj ecoj
7. Tokseco
8. Antimicrobiana aktiveco
9. Reologiaj ecoj
10. Aplikoj en la kosmetika industrio
11. Aplikoj en Ĉiutagaj Kosmetikaĵoj
Aminoacidaj surfactants (AAS)estas klaso de surfactants formitaj kombinante hidrofobajn grupojn kun unu aŭ pluraj aminoacidoj. En ĉi tiu kazo, la aminoacidoj povas esti sintezaj aŭ derivitaj de proteinaj hidrolizoj aŭ similaj renovigeblaj fontoj. Ĉi tiu papero kovras la detalojn de la plej multaj el la disponeblaj sintezaj itineroj por AAS kaj la efikon de malsamaj itineroj sur la fizikokemiaj ecoj de la finaj produktoj, inkluzive de solvebleco, disvastiga stabileco, tokseco kaj biodegradabileco. Kiel klaso de surfactants en kreskanta postulo, la versatileco de AAs pro ilia ŝanĝiĝema strukturo ofertas grandan nombron da komercaj ŝancoj.
Konsiderante, ke surfactants estas vaste uzataj en detergentoj, emulsifiloj, korodaj inhibidores, terciara oleo -reakiro kaj farmaciaĵoj, esploristoj neniam ĉesis atenti surfactantojn.
Surfactants estas la plej reprezentaj kemiaj produktoj konsumataj en grandaj kvantoj ĉiutage ĉirkaŭ la mondo kaj havis negativan efikon sur la akva medio.Studoj montris, ke la ĝeneraligita uzo de tradiciaj surfactants povas havi negativan efikon sur la medio.
Hodiaŭ ne-tokseco, biodegradabileco kaj biocompatibilidad estas preskaŭ same gravaj por konsumantoj kiel la utileco kaj agado de surfactants.
Biosurfactants estas ekologiaj daŭripovaj surfactants, kiuj estas nature sintezitaj per mikroorganismoj kiel bakterioj, fungoj kaj feĉo, aŭ sekreciitaj eksterĉele.Tial, biosurfactants ankaŭ povas esti preparitaj per molekula dezajno por imiti naturajn amfifilajn strukturojn, kiel fosfolipidoj, alkilaj glicosidoj kaj acilaj aminoacidoj.
Aminoacidaj surfactants (AAS)estas unu el la tipaj surfactants, kutime produktitaj el bestoj aŭ agrikulture derivitaj krudaj materialoj. Dum la pasintaj du jardekoj, AA-oj altiris grandan intereson de sciencistoj kiel novaj surfactants, ne nur ĉar ili povas esti sintezitaj el renovigeblaj rimedoj, sed ankaŭ ĉar AA-oj estas facile degradeblaj kaj havas sendanĝerajn kromproduktojn, igante ilin pli sekuraj por la medio.
AA-oj povas esti difinitaj kiel klaso de surfactants konsistantaj el aminoacidoj enhavantaj aminoacidajn grupojn (Ho 2 c-Chr-NH 2) aŭ aminoacidaj restaĵoj (HO 2 c-Chr-NH-). La 2 funkciaj regionoj de aminoacidoj permesas la derivadon de vasta vario de surfactants. Entute 20 normaj proteinogenaj aminoacidoj estas konataj 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 konstanta acida dispartigo de la solvo). Iuj estas nepolusaj kaj hidrofobaj, iuj estas polusaj kaj hidrofilaj, iuj estas bazaj kaj iuj estas acidaj.
Ĉar aminoacidoj estas renovigeblaj komponaĵoj, surfactants sintezitaj el aminoacidoj ankaŭ havas altan potencialon por fariĝi daŭripova kaj ekologia. La simpla kaj natura strukturo, malalta tokseco kaj rapida biodegradabileco ofte faras ilin superaj al konvenciaj surfactants. Uzante renovigeblajn krudmaterialojn (ekz. Aminoacidoj kaj vegetalaj oleoj), AA -oj povas esti produktitaj per malsamaj bioteknologiaj itineroj kaj kemiaj itineroj.
En la frua 20 -a jarcento, aminoacidoj unue estis malkovritaj kiel substratoj por la sintezo de surfactants.AA -oj estis ĉefe uzataj kiel konserviloj en farmaciaj kaj kosmetikaj formuliĝoj.Krome, AA-oj estis trovitaj biologie aktivaj kontraŭ diversaj malsanoj kaŭzantaj bakteriojn, tumorojn kaj virusojn. En 1988, la havebleco de malmultekostaj AA-oj generis esploran intereson pri surfaca agado. Hodiaŭ, kun la disvolviĝo de bioteknologio, iuj aminoacidoj ankaŭ povas esti sintezitaj komerce grandskale per feĉo, kio nerekte pruvas, ke AAS -produktado estas pli ekologia.
01 Disvolviĝo de Aminoacidoj
Tiel frue kiel la frua 19 -a jarcento, kiam oni unue malkovris aminoacidojn, kiam ili estis antaŭviditaj, iliaj strukturoj estis antaŭvideblaj - uzeblaj kiel krudaj materialoj por preparado de amfifiloj. La unua studo pri la sintezo de AAS estis raportita de Bondi en 1909.
En tiu studo, N-acilglicino kaj N-acilalanino estis enkondukitaj kiel hidrofilaj grupoj por surfactants. Posta laboro implikis la sintezon de lipoamino -acidoj (AAS) uzante glicinon kaj alaninon, kaj Hentrich et al. publikigis serion de trovoj,inkluzive de la unua patenta apliko, pri la uzo de acilaj sarkosinaj kaj acilaj aspartataj saloj kiel surfactants en hejmaj purigaj produktoj (ekz. Ŝampuoj, detergentoj kaj dentokarnoj).Poste multaj esploristoj esploris la sintezon kaj fizikokemiajn proprietojn de acilaj aminoacidoj. Ĝis nun granda literaturo estis publikigita pri la sintezo, propraĵoj, industriaj aplikoj kaj biodegradabileco de AAS.
02 Strukturaj Propraĵoj
La nepolusaj hidrofobaj grasaj acidaj ĉenoj de AAS povas varii laŭ strukturo, ĉena longo kaj nombro.La struktura diverseco kaj alta surfaca agado de AA -oj klarigas siajn larĝajn kunmetaĵojn kaj fizikokemiajn kaj biologiajn proprietojn. La kapgrupoj de AA -oj estas kunmetitaj de aminoacidoj aŭ peptidoj. La diferencoj en la kapo -grupoj determinas la adsorbadon, agregadon kaj biologian aktivecon de ĉi tiuj surfactants. La funkciaj grupoj en la kapo -grupo tiam determinas la tipon de AAs, inkluzive de katjonaj, anionikaj, neionikaj kaj amfoteraj. La kombinaĵo de hidrofilaj aminoacidoj kaj hidrofobaj long-ĉenaj porcioj formas amfifilan strukturon, kiu igas la molekulon tre surfaca aktiva. Krome, la ĉeesto de nesimetriaj karbonaj atomoj en la molekulo helpas formi kiralajn molekulojn.
03 Kemia Kunmetaĵo
Ĉiuj peptidoj kaj polipeptidoj estas la polimerigaj produktoj de ĉi tiuj preskaŭ 20 α-proteinogenaj α-aminoacidoj. Ĉiuj 20 α-aminoacidoj enhavas karboxilan acidan funkcian grupon (-COOH) kaj amino-funkcian grupon (-NH 2), ambaŭ ligitajn al la sama tetraedra α-karbona atomo. Aminoacidoj diferencas unu de la alia per la malsamaj R-grupoj ligitaj al la α-karbono (krom por licino, kie la R-grupo estas hidrogeno.) La R-grupoj povas diferenci laŭ strukturo, grandeco kaj ŝarĝo (acideco, alkalineco). Ĉi tiuj diferencoj ankaŭ determinas la solveblecon de aminoacidoj en akvo.
Aminoacidoj estas kiralaj (krom glicino) kaj estas optike aktivaj laŭ naturo ĉar ili havas kvar malsamajn anstataŭantojn ligitajn al la alfa karbono. Aminoacidoj havas du eblajn konformojn; Ili estas ne-superkovri spegulajn bildojn unu de la alia, malgraŭ la fakto, ke la nombro de L-stereoisomeroj estas signife pli alta. La R-grupo ĉeestanta en iuj aminoacidoj (fenilalanino, tirozino kaj triptofano) estas aril, kaŭzante maksimuman UV-absorbadon je 280 nm. La acida α-COOH kaj la baza α-NH 2 en aminoacidoj kapablas jonigon, kaj ambaŭ stereoisomeroj, kiuj ajn ili estas, konstruas la jonigan ekvilibron montritan sube.
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 karboxila grupo estas multe pli acida kompare kun la protonata amino -grupo. pH 7.4, la karboxila grupo estas deprotonigita dum la amino -grupo estas protonata. Aminoacidoj kun ne-ionigeblaj R-grupoj estas elektre neŭtralaj ĉe ĉi tiu pH kaj formas zwitterion.
04 Klasifiko
AA -oj povas esti klasifikitaj laŭ kvar kriterioj, kiuj estas priskribitaj sube.
4.1 Laŭ la Origino
| Laŭ la origino, AA -oj povas esti dividitaj en 2 kategoriojn kiel sekvas. ① Natura kategorio Iuj naturaj komponaĵoj enhavantaj aminoacidojn ankaŭ havas la kapablon redukti surfacan/interfacan streĉiĝon, kaj iuj eĉ superas la efikecon de glicolipidoj. Ĉi tiuj AA -oj ankaŭ estas konataj kiel lipopeptidoj. Lipopeptidoj estas komponaĵoj de malalta molekula pezo, kutime produktitaj de Bacillus -specioj.
Tiaj AA -oj estas plu dividitaj en 3 subklasojn:Surfactin, Iturin kaj Fengycin.
|
| La familio de surfac-aktivaj peptidoj ampleksas heptapeptidajn variantojn de diversaj substancoj,Kiel montrite en Figuro 2a, en kiu C12-C16 nesaturita β-hidroksia grasa acida ĉeno estas ligita al la peptido. La surfac-aktiva peptido estas makrocikla laktono en kiu la ringo estas fermita per katalizo inter la C-finaĵo de la β-hidroksia grasa acido kaj la peptido. En la subklaso de Iturin, ekzistas ses ĉefaj variantoj, nome Iturin A kaj C, Mycosubtilin kaj Bacillomicin D, F kaj L.En ĉiuj kazoj, la heptapeptidoj estas ligitaj al la ĉenoj C14-C17 de β-amino-grasaj acidoj (la ĉenoj povas esti diversaj). En la kazo de la Ekurimycins, la amino-grupo ĉe la β-pozicio povas formi amidan ligon kun la C-finaĵo tiel formante makrociklan laktamstrukturon.
La subklaso Fengycin enhavas fengicinon A kaj B, kiuj ankaŭ estas nomataj plipastatino kiam Tyr9 estas D-agordita.La decapeptido estas ligita al c14 -c18 saturita aŭ nesaturita β -hidroksia grasa acida ĉeno. Strukture, pliastatino ankaŭ estas makrocikla laktono, enhavanta Tyr-flankan ĉenon ĉe pozicio 3 de la peptida sekvenco kaj formante ester-ligon kun la C-fina stacio, tiel formante internan ringan strukturon (kiel estas la kazo por multaj pseŭdomonas lipopeptidoj).
② Sinteza kategorio AAS ankaŭ povas esti sintezita per iu el la acidaj, bazaj kaj neŭtralaj aminoacidoj. Oftaj aminoacidoj uzataj por la sintezo de AA -oj estas glutamika acido, serino, prolino, asparta acido, glicino, arginino, alanino, leucino kaj proteinoj hidrolizoj. Ĉi tiu subklaso de surfactants povas esti preparita per kemiaj, enzimaj kaj kemioenzimataj metodoj; Tamen, por produktado de AA -oj, kemia sintezo estas pli ekonomie farebla. Oftaj ekzemploj inkluzivas n-lauroyl-l-glutamic acidon kaj n-palmitoyl-l-glutamic acidon.
|
4.2 Surbaze de alifataj ĉenaj anstataŭantoj
Surbaze de la alifatikaj ĉenaj anstataŭantoj, aminoacidaj surfactants povas esti dividitaj en 2 specojn.
Laŭ la pozicio de la anstataŭanto
| ①n-anstataŭigitaj aas En N-anstataŭigitaj komponaĵoj, amino-grupo estas anstataŭigita per lipofila grupo aŭ karboxila grupo, rezultigante perdon de bazeco. La plej simpla ekzemplo de N-anstataŭigitaj AA-oj estas N-ACYL-aminoacidoj, kiuj estas esence anionikaj surfactants. N-anstataŭigitaj AA-oj havas amidan ligon ligitan inter la hidrofobaj kaj hidrofilaj porcioj. La amida ligo havas la kapablon formi hidrogenan ligon, kiu faciligas la degeneron de ĉi tiu surfactant en acida medio, tiel igante ĝin biodegradebla.
②C-anstataŭigitaj AAs En C-anstataŭigitaj komponaĵoj, la anstataŭo okazas ĉe la karboxila grupo (per amido aŭ ester-ligo). Tipaj C-anstataŭigitaj komponaĵoj (ekz. Esteroj aŭ amidoj) estas esence katjonaj surfactants.
③n- kaj C-anstataŭigitaj AAS En ĉi tiu tipo de surfactant, ambaŭ la amino kaj karboxilaj grupoj estas la hidrofila parto. Ĉi tiu tipo estas esence amfoteria surfactant. |
4.3 Laŭ la nombro de hidrofobaj vostoj
Surbaze de la nombro de kapaj grupoj kaj hidrofobaj vostoj, AA -oj povas esti dividitaj en kvar grupojn. Rekta ĉeno AAs, Ĝemeloj (dimer) tipo AAs, glicerolipida tipo AAs, kaj bicefala amfifilaj (bola) tipo AAs. Rektaj ĉenaj surfactants estas surfactants konsistantaj el aminoacidoj kun nur unu hidrofoba vosto (Figuro 3). Gemini -tipo AA -oj havas du aminoacidajn polusajn kapojn kaj du hidrofobajn vostojn per molekulo (Figuro 4). En ĉi tiu tipo de strukturo, la du rektaj ĉenoj AAS estas ligitaj kune per interspaco kaj tial ankaŭ nomiĝas dimeroj. En la glicerolipida tipo AAs, aliflanke, la du hidrofobaj vostoj estas ligitaj al la sama aminoacida kapo -grupo. Ĉi tiuj surfactants povas esti konsiderataj kiel analogoj de monogliceridoj, digliceridoj kaj fosfolipidoj, dum en BOLA-tipo AAS, du aminoacidaj kapaj grupoj estas ligitaj per hidrofoba vosto.
4.4 Laŭ la tipo de ĉefa grupo
①cacac aas
La ĉefa grupo de ĉi tiu speco de surfactant havas pozitivan ŝarĝon. La plej frua katjona AAs estas etila koka arginato, kiu estas pirrolidona karboxilato. La unikaj kaj diversaj ecoj de ĉi tiu surfactant faras ĝin utila en malinfektiloj, antimicrobaj agentoj, antistataj agentoj, haraj klimatiziloj, krom esti mildaj sur la okuloj kaj haŭto kaj facile biodegradeblaj. Sinte kaj Mhatre sintezis arginine-bazitajn kationikajn AAS kaj taksis siajn fizikokemiajn proprietojn. En ĉi tiu studo, ili asertis altajn rendimentojn de la produktoj akiritaj uzante Schotten-Baumann-reagajn kondiĉojn. Kun kreskanta alkil -ĉena longo kaj hidrofobiceco, la surfaca aktiveco de la surfactant pliiĝis kaj la kritika mikela koncentriĝo (CMC) malpliiĝis. Alia estas la kvaternara acila proteino, kiu estas ofte uzata kiel klimatizilo en haraj prizorgaj produktoj.
②anionika aas
En anionikaj surfactants, la polusa kapo -grupo de la surfactant havas negativan ŝarĝon. Sarcosine (CH 3 -NH -CH 2 -COOH, N -metilglicino), aminoacido ofte trovita en maraj erikoj kaj maraj steloj, 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. Lauric acido, tetradecanoika acido, oleika acido kaj iliaj halogenoj kaj esteroj estas ofte uzataj por sintezi sarkosinajn surfactants. Sarcosinatoj estas esence mildaj kaj tial estas ofte uzataj en buŝaj lumoj, ŝampuoj, ŝprucaj ŝaŭmoj, sunbrunoj, haŭtaj purigiloj kaj aliaj kosmetikaj produktoj.
Aliaj komerce haveblaj anionikaj AA-oj inkluzivas Amisoft CS-22 kaj AmiliteGCK-12, kiuj estas komercaj nomoj por natria N-Cocoyl-L-glutamato kaj kalio-n-koko-glicinato, respektive. Amilito estas ofte uzata kiel ŝaŭma agento, detergento, solubilizilo, emulsifilo kaj disvastigilo, kaj havas multajn aplikojn en kosmetikaĵoj, kiel ŝampuoj, banaj sapoj, korpaj lavoj, dentokarnoj, vizaĝaj purigiloj, purigaj sapoj, kontaktaj purigoj kaj hejmaj surfactants. Amisoft estas uzata kiel milda haŭto kaj hara purigilo, ĉefe en vizaĝaj kaj korpaj purigiloj, blokas sintezajn detergentojn, korpajn prizorgajn produktojn, ŝampuojn kaj aliajn haŭtajn prizorgajn produktojn.
③zwitterionic aŭ amfoteraj aas
Amfoteraj surfactants enhavas kaj acidajn kaj bazajn lokojn kaj tial povas ŝanĝi sian ŝarĝon ŝanĝante la pH -valoron. En alkalaj amaskomunikiloj ili kondutas kiel anionikaj surfactants, dum en acidaj medioj ili kondutas kiel katjonaj surfactants kaj en neŭtralaj rimedoj kiel amfoteraj surfactants. Lauryl-lisino (LL) kaj alkoxy (2-hidroksipropil) arginino estas la solaj konataj amfoteraj surfactants bazitaj sur aminoacidoj. LL estas kondensa produkto de lizino kaj laurika acido. Pro ĝia amfoteria strukturo, LL estas nesolvebla en preskaŭ ĉiuj specoj de solviloj, krom tre alkalaj aŭ acidaj solviloj. Kiel organika pulvoro, LL havas bonegan adhesion al hidrofilaj surfacoj kaj malaltan koeficienton de frotado, donante al ĉi tiu surfactant bonega lubrika kapablo. LL estas vaste uzata en haŭtaj kremoj kaj haraj klimatiziloj, kaj ankaŭ estas uzata kiel lubrikaĵo.
④nonionic aas
Neionikaj surfactants estas karakterizitaj de polusaj kapgrupoj sen formalaj ŝarĝoj. Ok novaj etoxilataj neionikaj surfactants estis preparitaj de Al-Sabagh et al. el oleo-solveblaj α-aminoacidoj. En ĉi tiu procezo, L-fenilalanino (LEP) kaj L-leucino unue estis esterigitaj kun hexadecanol, sekvita de amido kun palmita acido por doni du amidojn kaj du esterojn de α-aminoacidoj. La amidoj kaj esteroj tiam spertis kondensajn reagojn kun etilena rusto por prepari tri fenilalaninajn derivaĵojn kun malsamaj nombroj da polioksietilaj unuoj (40, 60 kaj 100). Ĉi tiuj neionaj AA -oj estis trovitaj havi bonajn detergentojn kaj ŝaŭmajn propraĵojn.
05 Sintezo
5.1 Baza Sinteza Itinero
En AA -oj, hidrofobaj grupoj povas esti ligitaj al aminoj aŭ karboxilikaj acidaj lokoj, aŭ tra la flankaj ĉenoj de aminoacidoj. Surbaze de tio, kvar bazaj sintezaj itineroj estas haveblaj, kiel montras Figuro 5.
Fig.5 Fundamentaj Sintezaj Vojoj de Aminoacidaj Surfactants
| Pado 1. Amfifilaj ester -aminoj estas produktitaj per esterigaj reagoj, en kiu kazo la surfactant -sintezo estas kutime atingita per refluado de grasaj alkoholoj kaj aminoacidoj en ĉeesto de dehidratanta agento kaj acida katalizilo. En iuj reagoj, sulfura acido funkcias kiel katalizilo kaj deshidratanta agento.
Pado 2. Aktivigitaj aminoacidoj reagas kun alkilaminoj por formi amidajn ligojn, rezultigante la sintezon de amfifilaj amidoaminoj.
Pado 3. Amido -acidoj estas sintezitaj per reagado de la aminaj grupoj de aminoacidoj kun Amido -acidoj.
Pado 4. Long-ĉenaj alkilaj aminoacidoj estis sintezitaj per la reago de aminaj grupoj kun haloalkanoj. |
5.2 Antaŭenigoj en Sintezo kaj Produktado
5.2.1 Sintezo de unu-ĉenaj aminoacidoj/peptidaj surfactants
N-ACYL aŭ O-ACYL-aminoacidoj aŭ peptidoj povas esti sintezitaj per enzimo-katalizita acilado de aminoj aŭ hidroksilaj grupoj kun grasaj acidoj. La plej frua raporto pri la solv-libera lipase-katalizita sintezo de aminoacida amido aŭ metil-ester-derivaĵoj uzis Candida Antarkton, kun rendimentoj de 25% ĝis 90% depende de la cela aminoacido. Metila etila cetono ankaŭ estis uzata kiel solvilo en iuj reagoj. Vonderhagen et al. ankaŭ priskribis lipase kaj protease-katalizitajn N-acilajn reagojn de aminoacidoj, proteinaj hidrolizoj kaj/aŭ iliaj derivaĵoj uzante miksaĵon de akvo kaj organikaj solviloj (ekz., Dimetilformamido/akvo) kaj metila butila ketono.
En la fruaj tagoj, la ĉefa problemo kun enzimo-katalizita sintezo de AAS estis la malaltaj rendimentoj. Laŭ Valivety et al. La rendimento de N-tetradecanoyl-aminoacidaj derivaĵoj estis nur 2% -10% eĉ post uzado de malsamaj lipazoj kaj inkubado je 70 ° C dum multaj tagoj. Montet et al. Ankaŭ renkontis problemojn pri la malalta rendimento de aminoacidoj en la sintezo de N-acila lizino uzante grasajn acidojn kaj vegetalajn oleojn. Laŭ ili, la maksimuma rendimento de la produkto estis 19% en solventaj liberaj kondiĉoj kaj uzante organikajn solvilojn. La sama problemo estis renkontita de Valivety et al. en la sintezo de N-CBZ-L-lisino aŭ N-CBZ-lisina metil-ester-derivaĵoj.
En ĉi tiu studo, ili asertis, ke la rendimento de 3-O-tetradecanoyl-L-serino estis 80% uzante N-protektitan serinon kiel substraton kaj Novozyme 435 kiel katalizilon en fandita solventa libera medio. Nagao kaj Kito studis la O-aciladon de L-serino, L-homoserine, L-treonino kaj L-tirosino (LET) uzante lipase la rezultojn de la reago (lipase estis akirita de Candida Cylindracea kaj Rhizopus Delemar en akva bufro) kaj raportis, ke la rendilo de akvaĵo de ACYLY de ACYLY de ACYS de ACYOS, de l-treonino kaj lasita.
Multaj esploristoj subtenis la uzon de malmultekostaj kaj facile haveblaj substratoj por la sintezo de kostefika AAs. Soo et al. asertis, ke la preparado de palmaj oleo-surfactants funkcias plej bone kun senmovigita lipoenzimo. Ili rimarkis, ke la rendimento de la produktoj estus pli bona malgraŭ la tempo konsumanta reago (6 tagoj). Gerova et al. esploris la sintezon kaj surfacan agadon de kiral-N-palmitoyl AAs surbaze de metionino, prolino, leŭkino, treonino, fenilalanino kaj fenilglicino en cikla/racema miksaĵo. Pang kaj Chu priskribis la sintezon de aminoacidaj bazitaj monomeroj kaj dicarboxilikaj acidaj bazitaj monomeroj en solvo Serio de funkciaj kaj biodegradeblaj aminoacidaj poliamidaj esteroj estis sintezitaj per kunkondensaj reagoj en solvo.
Cantaeuzene kaj Guerreiro raportis la esterigon de karboxilikaj acidaj grupoj de BOC-Ala-OH kaj BOC-ASP-OH kun long-ĉenaj alifataj alkoholoj kaj dioloj, kun diklorometano kiel solvilo kaj agarosa 4B (Sepharose 4B) kiel katalisto. 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, kiuj iras de 58%ĝis 76%, kiuj estis sintezitaj per la formado de amidaj ligoj kun diversaj longĉenaj alkilaminoj aŭ esteraj ligoj kun grasaj alkoholoj de CBZ-ARG-OME, kie Papain agis kiel katalizilo.
5.2.2 Sintezo de Gemini-bazitaj aminoacidoj/peptidaj surfactants
Aminoacidaj Gemini-surfactants konsistas el du rektaj ĉenaj AAS-molekuloj ligitaj kap-al-kapaj unu al la alia fare de spacer-grupo. Ekzistas 2 eblaj skemoj por la kemioenzimata sintezo de gemini-tipaj aminoacidaj surfactants (Figuroj 6 kaj 7). En Figuro 6, 2 aminoacidaj derivaĵoj reagas kun la komponaĵo kiel interspaca grupo kaj tiam 2 hidrofobaj grupoj estas enkondukitaj. En Figuro 7, la 2 rektaj ĉenaj strukturoj estas rekte ligitaj kune per bifunkcia interspaca grupo.
La plej frua disvolviĝo de enzimo-katalizita sintezo de Gemini Lipoamino-acidoj estis pionira de Valivety et al. Yoshimura et al. esploris la sintezon, adsorbadon kaj agregadon de aminoacida Gemini-surfactant surbaze de cistino kaj N-alkil-bromuro. La sintezitaj surfactants estis komparataj kun la respondaj monomeraj surfactants. Faustino et al. priskribis la sintezon de anionika ureo-bazita monomera AAs bazita sur L-cistina, D-cistino, DL-cistino, L-cisteino, L-metionino kaj L-sulfoalanino kaj iliaj paroj de ĝemeloj per konduktiveco, ekvilibra surfaco kaj stabila gluoreca karaktero de zim-surfaco de zilumado. Montriĝis, ke la CMC -valoro de Ĝemeloj estis pli malalta komparante monomeron kaj Gemini.
Fig.
Fig.7 Sintezo de Ĝemeloj AASS uzante bifunkcian interspacon kaj AAS
5.2.3 Sintezo de glicerolipidaj aminoacidoj/peptidaj surfactants
Glicerolipidaj aminoacidoj/peptidaj surfactants estas nova klaso de lipidaj aminoacidoj, kiuj estas strukturaj analogoj de glicerol-mono- (aŭ di-) esteroj kaj fosfolipidoj, pro sia strukturo de unu aŭ du grasaj ĉenoj kun unu aminoacido ligita al la glicerol dorso per ester-ligo. La sintezo de ĉi tiuj surfactants komenciĝas per la preparado de glicerol -esteroj de aminoacidoj ĉe levitaj temperaturoj kaj en ĉeesto de acida katalizilo (ekz. BF 3). Enzimo-katalizita sintezo (uzado de hidrolasoj, proteazoj kaj lipasaĵoj kiel kataliziloj) ankaŭ estas bona eblo (Figuro 8).
La enzimo-katalizita sintezo de dilaurylated arginine glycerides-konjugacioj uzantaj papainon estis raportita. Sintezo de diacilglicerol ester konjugacias de acetilargino kaj taksado de iliaj fizikokemiaj proprietoj ankaŭ estis raportitaj.
Fig.8 Sintezo de mono kaj diacilglicerol aminoacidaj konjugacioj
Spacer: NH- (CH2)10-Nh: Compoundb1
Spacer: NH-C6H4-Nh: Compoundb2
Spacer: Ch2-Ch2: Compoundb3
Fig.9 Sintezo de simetriaj amfifiloj derivitaj de Tris (hidroksimetil) aminometano
5.2.4 Sintezo de Bola-bazitaj aminoacidoj/peptidaj surfactants
Aminofidoj bazitaj sur aminoacido BOLA enhavas 2 aminoacidojn, kiuj estas ligitaj al la sama hidrofoba ĉeno. Franceschi et al. priskribis la sintezon de BOLA-tipaj amfifiloj kun 2 aminoacidoj (D- aŭ L-alanino aŭ L-histidino) kaj 1 alkilan ĉenon de malsamaj longoj kaj esploris ilian surfacan agadon. Ili diskutas la sintezon kaj agregadon de novaj BOLA-tipaj amfifiloj kun aminoacida frakcio (uzante aŭ neordinaran β-aminoacidon aŭ alkoholon) kaj C12 -C20-spacan grupon. La neordinaraj β-aminoacidoj uzataj povas esti sukero-aminoacido, azidotimino (AZT)-derivita aminoacido, norbornena aminoacido kaj amino-alkoholo derivita de AZT (Figuro 9). La sintezo de simetriaj BOLA-tipaj amfifiloj derivitaj de Tris (hidroksimetil) aminometano (Tris) (Figuro 9).
06 Fizikokemiaj ecoj
Estas sciate, ke aminoacidaj bazitaj surfactants (AAs) estas diversaj kaj vershavaj en naturo kaj havas bonan aplikeblecon en multaj aplikoj kiel bona solubilizado, bonaj emulsigaj proprietoj, alta efikeco, alta surfaca agado kaj bona rezisto al malmola akvo (toleremo de kalcio).
Surbaze de la surfactantaj ecoj de aminoacidoj (ekz. Surfaca streĉiĝo, CMC, fazo -konduto kaj Krafft -temperaturo), la sekvaj konkludoj estis atingitaj post ampleksaj studoj - la surfaca agado de AAS estas supera al tiu de ĝia konvencia surfactant -ekvivalento.
6.1 Kritika Mikela Koncentriĝo (CMC)
Kritika mikela koncentriĝo estas unu el la gravaj parametroj de surfactants kaj regas multajn surfacajn aktivajn proprietojn kiel solubilizado, ĉela lizo kaj ĝia interagado kun biofilmoj, ktp. Ĝenerale, pliigi la ĉenan longon de la hidrokarbona vosto (kreskanta hidrofobiceco) kondukas al malpliigo de la CMC -valoro de la surfacta solvo, tiel pliigante ĝian surfacan aktivecon. Surfactants bazitaj sur aminoacidoj kutime havas pli malaltajn CMC -valorojn kompare al konvenciaj surfactants.
Tra malsamaj kombinaĵoj de kapaj grupoj kaj hidrofobaj vostoj (monokaka amido, bi-kazika amido, bi-kazika amida ester), Infante et al. sintezis tri arginine-bazitajn AAS kaj studis sian CMC kaj γCMC (surfac-streĉiĝo ĉe CMC), montrante ke la CMC kaj γCMC-valoroj malpliiĝis kun kreskanta hidrofoba vosto. En alia studo, Singrare kaj Mhatre trovis, ke la CMC de N-α-acilargininaj surfactants malpliiĝis kun pliigo de la nombro de hidrofobaj vostaj karbonaj atomoj (Tabelo 1).
Yoshimura et al. esploris la CMC de cistein-derivitaj aminoacidaj Gemini-surfactants kaj montris, ke la CMC malpliiĝis kiam la karbona ĉena longo en la hidrofoba ĉeno estis pliigita de 10 al 12. Plue pliigante la karbonan ĉenan longon al 14 rezultigis kreskon de CMC, kio konfirmis, ke long-ĉenaj gemini-surfactantoj havas malpli altan tendencon.
Faustino et al. raportis la formadon de miksitaj mikeloj en akvaj solvoj de anionikaj Gemini -surfactants bazitaj sur cistino. La Gemini -surfactants ankaŭ estis komparataj kun la respondaj konvenciaj monomeraj surfactants (C 8 Cys). La CMC-valoroj de lipid-surfactant-miksaĵoj estis raportitaj esti pli malaltaj ol tiuj de puraj surfactants. Gemini-surfactants kaj 1,2-diheptanoyl-sn-glyceryl-3-fosfolino, akvo-solvebla, mikel-formanta fosfolipido, havis CMC en la milimola nivelo.
Shrestha kaj Aramaki esploris la formadon de viscoelastaj verm-similaj mikeloj en akvaj solvoj de miksitaj aminoacidaj anjonikaj nonionikaj surfactants en foresto de kunmetaj saloj. En ĉi tiu studo, N-dodecil-glutamato estis trovita havi pli altan Krafft-temperaturon; Tamen, kiam neŭtraligita kun la baza aminoacido L-lisino, ĝi generis mikelojn kaj la solvo komencis konduti kiel neŭtona fluido je 25 ° C.
6.2 Bona akva solvebleco
La bona akva solvebleco de AAs ŝuldiĝas al la ĉeesto de pliaj ko-NH-ligoj. Ĉi tio faras AA -ojn pli biodegradeblaj kaj ekologiaj ol la respondaj konvenciaj surfactants. La akva solvebleco de N-Acyl-L-glutamia acido estas eĉ pli bona pro siaj 2 karboxilaj grupoj. La akvo -solvebleco de CN (CA) 2 ankaŭ bonas, ĉar ekzistas 2 ionikaj argininaj grupoj en 1 molekulo, kio rezultigas pli efikan adsorbadon kaj disvastigon ĉe la ĉela interfaco kaj eĉ efikan bakterian inhibicion ĉe pli malaltaj koncentriĝoj.
6.3 Krafft -Temperaturo kaj Krafft -punkto
Krafft -temperaturo povas esti komprenata kiel la specifa solvebla konduto de surfactants, kies solvebleco pliiĝas akre super aparta temperaturo. Ionaj surfactants havas emon generi solidajn hidratojn, kiuj povas precipiti el akvo. Je aparta temperaturo (la tiel nomata Krafft-temperaturo), oni kutime observas draman kaj malkontinuan kreskon de la solvebleco de surfactants. La Krafft -punkto de jona surfactant estas ĝia Krafft -temperaturo ĉe CMC.
Ĉi tiu solvebla trajto estas kutime vidata por ionikaj surfactants kaj povas esti klarigita jene: la solvebleco de la surfactant libera monomero estas limigita sub la Krafft -temperaturo ĝis la Krafft -punkto estas atingita, kie ĝia solvebleco iom post iom pliiĝas pro mikela formado. Por certigi kompletan solveblecon, necesas prepari surfactant -formulojn ĉe temperaturoj super la Krafft -punkto.
La Krafft-temperaturo de AAs estis studita kaj komparita kun tiu de konvenciaj sintezaj surfactants.shrestha kaj Aramaki studis la Krafft-temperaturon de arginine-bazita AAS kaj trovis, ke la kritika mikela koncentriĝo elmontris agregan konduton en la formo de antaŭ-micel. N-hexadecanoyl AAS kaj diskutis la rilaton inter iliaj Krafft-temperaturo kaj aminoacidaj restaĵoj.
En la eksperimentoj, oni trovis, ke la Krafft-temperaturo de N-hexadecanoyl AAs pliiĝis kun malpliiĝanta grandeco de aminoacidaj restaĵoj (fenilalanino estas escepto), dum la varmego de solubileco (varmego) pliiĝis kun malpliiĝanta grandeco de aminoacidaj restaĵoj (kun la escepto de glicino kaj fenilano). Oni konkludis, ke en kaj alanina kaj fenilalanina sistemoj, 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 aminoacidaj surfactants uzante diferencigan skanadan mikrokalorimetrion kaj trovis, ke ŝanĝi la trifluoroacetatan jonon al jodo-jono rezultigis signifan kreskon de Krafft-temperaturo (ĉirkaŭ 6 ° C), de 47 ° C ĝis 53 ° C. La ĉeesto de cis-duoblaj ligoj kaj la nesaturado ĉeestantaj en la long-ĉenaj ser-derivaĵoj kaŭzis signifan malpliiĝon de la Krafft-temperaturo. N-dodecil-glutamato estis raportita havi pli altan Krafft-temperaturon. Tamen, neŭtraligo kun la baza aminoacido L-lisino rezultigis la formadon de mikeloj en solvo, kiu kondutis kiel neŭtonaj fluidoj je 25 ° C.
6.4 surfaca streĉiĝo
La surfaca streĉiĝo de surfactants rilatas al la ĉena longo de la hidrofoba parto. Zhang et al. determinis la surfacan streĉiĝon de natria kokosa glicinato per Wilhelmy Plate -metodo (25 ± 0,2) ° C kaj determinis la surfacan streĉan valoron 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 surfaca streĉiĝo de 2C N Cys-bazitaj surfacaj aktivaj agentoj. Oni trovis, ke la surfaca streĉiĝo ĉe CMC malpliiĝis kun kreskanta ĉena longo (ĝis n = 8), dum la tendenco estis inversigita por surfactants kun n = 12 aŭ pli longaj ĉenaj longoj.
La efiko de CAC1 2 sur la surfaca streĉiĝo de dicarboxilataj aminoacidaj surfactants ankaŭ estis studita. En ĉi tiuj studoj, CAC1 2 estis aldonita al akvaj solvoj de tri dicarboxilataj aminoacidaj surfactants (C12 Malna 2, C12 ASPNA 2, kaj C12 Gluna 2). La altebenaĵaj valoroj post CMC estis komparataj kaj oni trovis, ke la surfaca streĉiĝo malpliiĝis je tre malaltaj CAC1 2 -koncentriĝoj. Ĉi tio estas pro la efiko de kalciaj jonoj sur la aranĝo de la surfactant ĉe la gasa akva interfaco. La surfacaj streĉiĝoj de la saloj de N-dodecilaminomalonato kaj N-dodecylaspartate, aliflanke, estis ankaŭ preskaŭ konstantaj ĝis 10 mmol-L -1 CAC1 2-koncentriĝo. Super 10 mmol -L -1, la surfaca streĉiĝo pliiĝas akre, pro la formado de precipitaĵo de la kalcia salo de la surfactant. Por la disodia salo de N-dodecil-glutamato, modera aldono de CAC1 2 rezultigis signifan malpliiĝon de surfaca streĉiĝo, dum daŭra kresko de CAC1 2-koncentriĝo ne plu kaŭzis signifajn ŝanĝojn.
Por determini la adsorbadon kinetikon de Gemini-tipo AAS ĉe la gas-akva interfaco, la dinamika surfaca streĉiĝo estis determinita uzante la maksimuman bobelan preman metodon. La rezultoj montris, ke por la plej longa prova tempo, la dinamika surfaca streĉiĝo 2C 12 Cys ne ŝanĝiĝis. La malkresko de la dinamika surfaca streĉiĝo dependas nur de la koncentriĝo, la longo de la hidrofobaj vostoj kaj de la nombro de hidrofobaj vostoj. Kreskanta koncentriĝo de surfactant, malpliiĝanta ĉena longo same kiel la nombro de ĉenoj rezultigis pli rapidan kadukiĝon. La rezultoj akiritaj por pli altaj koncentriĝoj de C N CYS (n = 8 ĝis 12) estis trovitaj tre proksimaj al la γ CMC mezurita per la Wilhelmy -metodo.
En alia studo, la dinamikaj surfacaj streĉiĝoj de natria dilauryl -cistino (SDLC) kaj natria didecamino -cistino estis determinitaj per la Wilhelmy Plate -metodo, kaj krome, la ekvilibraj surfacaj streĉiĝoj de iliaj akvaj solvoj estis determinitaj per la guto -volumena metodo. La reago de disulfidaj ligoj estis plue esplorita per aliaj metodoj ankaŭ. La aldono de mercaptoetanol al 0,1 mmol -l -1SDLC -solvo kaŭzis rapidan kreskon de surfaca streĉiĝo de 34 mn -m -1 ĝis 53 mn -m -1. Ĉar NACLO povas oksidi la disulfidajn ligojn de SDLC al sulfonaj acidaj grupoj, neniuj agregoj estis observitaj kiam NACLO (5 mmol -L -1) estis aldonita al la 0,1 mmol -L -1 SDLC -solvo. Transdona elektronika mikroskopio kaj dinamika lumo -disvastigaj rezultoj montris, ke neniuj agregatoj formiĝis en la solvo. La surfaca streĉiĝo de SDLC estis trovita pliiĝi de 34 mn -m -1 ĝis 60 mn -m -1 dum 20 min.
6.5 binaraj surfacaj interagoj
En la vivsciencoj, kelkaj grupoj studis la vibrajn proprietojn de miksaĵoj de kationikaj AA-oj (diacilglicerol arginine-bazitaj surfactants) kaj fosfolipidoj ĉe la gas-akva interfaco, finfine konkludante, ke ĉi tiu ne-ideala posedaĵo kaŭzas la prevalencon de elektrostataj interagoj.
6.6 Agregaj Propraĵoj
Dinamika lumo-disvastigado estas ofte uzata por determini la agregajn proprietojn de aminoacidaj monomeroj kaj Gemini-surfactants ĉe koncentriĝoj super CMC, donante ŝajnan hidrodinamikan diametron DH (= 2R H). La agregatoj formitaj de C N CYS kaj 2CN CYS estas relative grandaj kaj havas vastan skalan distribuon kompare kun aliaj surfactants. Ĉiuj surfactants krom 2C 12 Cys tipe formas agregojn de ĉirkaŭ 10 nm. Mikelaj grandecoj de Gemini -surfactants estas signife pli grandaj ol tiuj de iliaj monomeraj ekvivalentoj. Pliigo de hidrokarbona ĉena longo ankaŭ kondukas al pliigo de micela grandeco. Ohta et al. priskribis la agregajn proprietojn de tri malsamaj stereoisomeroj de N-dodecil-fenil-alanil-fenil-alanina tetrametilammonio en akva solvo kaj montris, ke la diastereoisomeroj havas la saman kritikan agregan koncentriĝon en akva solvo. Iwahashi et al. esplorita per cirkla dikroismo, NMR kaj vapora prema osmometrio la formado de kiralaj agregatoj de n-dodecanoyl-l-glutamic acido, n-dodecanoyl-val-valoro kaj ilia metil-esters en malsamaj solventoj (kiel trahidrofurana, aceletana, aceletana, aceletana, aceletana, aceletana, aceletana, aceletana, aceletana, aceletana, kaj pli ol 1-dika-dika-dika-dika-dika, kaj pli ol 1. Nemoveblaĵoj estis esploritaj per cirkla dikroismo, NMR kaj vapora prema osmometrio.
6.7 Interfaca adsorbado
La interfaca adsorbado de aminoacidaj surfactants kaj ĝia komparo kun ĝia konvencia ekvivalento estas ankaŭ unu el la esploraj direktoj. Ekzemple, la interfacaj adsorbado -ecoj de dodecilaj 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/heksana interfaco respektive.
Bordes et al. esploris la solvan konduton kaj adsorbadon ĉe la gas-akva interfaco de tri dicarboxilataj aminoacidaj surfactants, la disodiaj saloj de dodecila glutamato, dodecil-aspartato kaj aminomalonato (kun 3, 2, kaj 1 karbonaj atomoj inter la du karboxilaj grupoj, respektive). Laŭ ĉi tiu raporto, la CMC de la dicarboxilataj surfactants estis 4-5 fojojn pli alta ol tiu de la monokarboxilata dodecila glicina salo. Ĉi tio estas atribuita al la formado de hidrogenaj ligoj inter la dicarboxilataj surfactants kaj najbaraj molekuloj tra la amidaj grupoj en ĝi.
6.8 Fazo -Konduto
Izotropaj malkontinuaj kubaj fazoj estas observataj por surfactants ĉe tre altaj koncentriĝoj. Surfactantaj molekuloj kun tre grandaj kapgrupoj emas formi agregojn de pli malgranda pozitiva kurbeco. Marques et al. Studis la fazan konduton de la 12LYS12/12SER kaj 8LYS8/16SER -sistemoj (vidu Figuron 10), kaj la rezultoj montris, ke la 12LYS12/12SER -sistemo havas fazan apartigan zonon inter la micelar kaj vezikula solvo -regionoj de la 8LYS8/16LY -fazo de la fino de la fino de la fino de la 8Lys8/16Sl. regiono). Oni devas rimarki, ke por la vezik -regiono de la sistemo 12LYS12/12SER, veziketoj ĉiam kunvivas kun mikeloj, dum la vezika regiono de la sistemo 8LYS8/16SER havas nur veziketojn.
Katatanionaj miksaĵoj de la lisina- kaj serin-bazitaj surfactants: simetriaj 12LYS12/12SER-paro (maldekstre) kaj nesimetriaj 8LYS8/16SER-paro (dekstre)
6.9 Emulsiga kapablo
Kouchi et al. ekzamenis la emulsigan kapablon, interfacan streĉiĝon, disvastigeblecon kaj viskozecon de N- [3-dodecil-2-hidroksipropil] -l-arginino, L-glutamato kaj aliaj AAs. Kompare kun sintezaj surfactants (iliaj konvenciaj neionikaj kaj amfoteraj ekvivalentoj), la rezultoj montris, ke AA -oj havas pli fortan emulsigan kapablon ol konvenciaj surfactants.
Baczko et al. Sintezitaj romanaj anionikaj aminoacidaj surfactants kaj esploris sian taŭgecon kiel kiral -orientitaj NMR -spektroskopiaj solviloj. Serio de sulfonate-bazitaj amfifilaj L-PHE aŭ L-ALA-derivaĵoj kun malsamaj hidrofobaj vostoj (pentilo ~ tetradecil) estis sintezitaj per reagado de aminoacidoj kun o-sulfobenzoika anhidrido. Wu et al. sintezitaj natriaj saloj de n-grasaj acilaj aas kajesploris ilian emulsigan kapablon en nafto-en-akvaj emulsioj, kaj la rezultoj montris, ke ĉi tiuj surfactants agis pli bone kun etila acetato kiel la oleo-fazo ol kun N-heksano kiel la oleo-fazo.
6.10 Antaŭenigoj en Sintezo kaj Produktado
Malmola akva rezisto povas esti komprenata kiel la kapablo de surfactants rezisti la ĉeeston de jonoj kiel kalcio kaj magnezio en malmola akvo, t.e., la kapablo eviti precipitaĵon en kalciajn sapojn. Surfactants kun alta malmola akva rezisto estas tre utilaj por detergentaj formuliĝoj kaj personaj prizorgaj produktoj. Malmola akva rezisto povas esti taksita kalkulante la ŝanĝon de solvebleco kaj surfaca agado de la surfactant en ĉeesto de kalciaj jonoj.
Alia maniero taksi malmolan akvan reziston estas kalkuli la procenton aŭ gramojn de surfactant bezonata por la kalcia sapo formita el 100 g da natria oleato por esti disvastigita en akvo. En areoj kun alta malmola akvo, altaj koncentriĝoj de kalcio kaj magnezio -jonoj kaj minerala enhavo povas malfaciligi iujn praktikajn aplikojn. Ofte la natria jono estas uzata kiel kontraŭa jono de sinteza anionika surfactant. Ĉar la divalenta kalcia jono estas ligita al ambaŭ surfactantaj molekuloj, ĝi kaŭzas la surfactant precipiti pli facile de solvo malpli ol malpli probabla.
La studo de la malmola akva rezisto de AAs montris, ke la acida kaj malmola akva rezisto estis forte influita de plia karboxila grupo, kaj la acida kaj malmola akva rezisto pliiĝis plu kun la pliigo de la longo de la interspaca grupo inter la du karboxilaj grupoj. La ordo de acida kaj malmola akva rezisto estis c 12 glicinato <c 12 aspartato <c 12 glutamato. Komparante la dicarboxilatan amidan ligon kaj la dicarboxilatan amino -surfactant respektive oni trovis, ke la pH -gamo de ĉi -lasta estis pli larĝa kaj ĝia surfaca agado pliiĝis kun la aldono de taŭga kvanto da acido. La dicarboxilataj N-alkil-aminoacidoj montris ĉelan efikon en ĉeesto de kalciaj jonoj, kaj C 12-aspartato formis blankan ĝelon. C 12 glutamato montris altan surfacan agadon ĉe alta Ca 2+ -koncentriĝo kaj estas atendita esti uzata en marakva desalination.
6.11 Dispersibileco
Dispersibilidad rilatas al la kapablo de surfactant por malebligi kunecon kaj sedimentadon de la surfactant en solvo.Dispersibilidad estas grava posedaĵo de surfactants, kiu faras ilin taŭgaj por uzo en detergentoj, kosmetikaĵoj kaj farmaciaĵoj.Disvastiga agento devas enhavi ester, etero, amido aŭ amino -ligo inter la hidrofoba grupo kaj la fina hidrofila grupo (aŭ inter la rektaj ĉenaj hidrofobaj grupoj).
Ĝenerale, anionikaj surfactants kiel ekzemple alkanolamido -sulfatoj kaj amfoteraj surfactants kiel amidosulfobetaine estas aparte efikaj kiel disvastigaj agentoj por kalciaj sapoj.
Multaj esploraj klopodoj determinis la disvastigeblecon de AAs, kie N-lauroyl-lisino estis nebone kongrua kun akvo kaj malfacile uzebla por kosmetikaj formuliĝoj.En ĉi tiu serio, N-ACYL-anstataŭigitaj bazaj aminoacidoj havas bonegan disvastiĝon kaj estas uzataj en la kosmetika industrio por plibonigi formulojn.
07 Tokseco
Konvenciaj surfactants, precipe kationikaj surfactants, estas tre toksaj al akvaj organismoj. Ilia akra tokseco ŝuldiĝas al la fenomeno de adsorbado-jona interagado de surfactants ĉe la ĉel-akva interfaco. Malpliiĝi la CMC de surfactants kutime kondukas al pli forta interfaca adsorbado de surfactants, kio kutime rezultigas ilian altan akran toksecon. Pliigo de la longo de la hidrofoba ĉeno de surfactants ankaŭ kondukas al pliigo de surfactant -akra tokseco.Plej multaj AA-oj estas malaltaj aŭ ne-toksaj al homoj kaj la medio (precipe al maraj organismoj) kaj taŭgas por uzi kiel manĝaĵaj ingrediencoj, farmaciaĵoj kaj kosmetikaĵoj.Multaj esploristoj pruvis, ke aminoacidaj surfactants estas mildaj kaj ne-iritaj al la haŭto. Arginine-bazitaj surfactants estas konataj esti malpli toksaj ol iliaj konvenciaj ekvivalentoj.
Brito et al. studis la fizikokemiajn kaj toksikologiajn proprietojn de aminoacidaj amfifiloj kaj iliaj [derivaĵoj el tirozino (Tyr), hidroksiprolino (HYP), serino (SER) kaj lisino (Lys)] spontanea formado de kationikaj veziketoj kaj donis datumojn pri ilia akra toksikeco al Daphna Magna (Magna Magna (Magna Magna). Ili sintezis kationikajn veziketojn de dodeciltrimetilammonium bromido (DTAB)/Lys-derivaĵoj kaj/aŭ ser-/Lys-derivaĵoj kaj testis sian ekotoksecon kaj hemolitikan potencialon, montrante, ke ĉiuj AAS kaj iliaj vezikuloj.
Rosa et al. esploris la ligadon (asocion) de DNA al stabila aminoacido-bazitaj katjonaj veziketoj. Male al konvenciaj kationikaj surfactants, kiuj ofte ŝajnas esti toksaj, la interagado de kationikaj aminoacidaj surfactants ŝajnas esti ne-toksa. La kationika AAS baziĝas sur arginino, kiu spontane formas stabilajn veziketojn en kombinaĵo kun iuj anionikaj surfactants. La inhibidores de aminoacido-bazitaj koroj ankaŭ estas raportitaj esti ne-toksaj. Ĉi tiuj surfactants estas facile sintezitaj kun alta pureco (ĝis 99%), malalta kosto, facile biodegradebla kaj tute solvebla en akveca rimedo. Pluraj studoj montris, ke surfactants-aminoacidaj surfactants estas superaj en koroda inhibicio.
En lastatempa studo, Perinelli et al. raportis kontentigan toksikologian profilon de rhamnolipidoj kompare kun konvenciaj surfactants. Oni scias, ke rhamnolipidoj agas kiel plibonigantoj de permeablo. Ili ankaŭ raportis la efikon de rhamnolipidoj sur la epitelia permeablo de makromolekulaj drogoj.
08 Antimicrobiana Aktiveco
La antimicrobiana aktiveco de surfactants povas esti taksita per la minimuma inhibicia koncentriĝo. La antimicrobiana aktiveco de arginine-bazitaj surfactants estis detale studita. Gram-negativaj bakterioj estis trovitaj pli imunaj al arginine-bazitaj surfactants ol Gram-pozitivaj bakterioj. La antimicrobiana aktiveco de surfactants estas kutime pliigita per la ĉeesto de hidroksil, ciklopropano aŭ nesaturitaj ligoj ene de la acilaj ĉenoj. Castillo et al. montris, ke la longo de la acilaj ĉenoj kaj la pozitiva ŝarĝo determinas la HLB-valoron (hidrofila-lipofila ekvilibro) de la molekulo, kaj ĉi tiuj havas efikon sur ilia kapablo malhelpi membranojn. Nα-acylarginine metil-ester estas alia grava klaso de katjonaj surfactants kun larĝa spektra antimicrobiana aktiveco kaj ĝi estas facile biodegradebla kaj havas malaltan aŭ neniun toksecon. Studoj pri la interagado de Nα-acylarginine metil-ester-bazitaj surfactant Surfactants havas bonajn antimicrobajn la rezultojn montris, ke la surfactants havas bonan antibacterian agadon.
09 reologiaj ecoj
La reologiaj ecoj de surfactants ludas tre gravan rolon en determinado kaj antaŭdiro de iliaj aplikoj en malsamaj industrioj, inkluzive de manĝaĵoj, farmaciaĵoj, oleo -eltiro, persona prizorgado kaj hejmaj prizorgaj produktoj. Multaj studoj estis faritaj por diskuti la rilaton inter viscoelasteco de aminoacidaj surfactants kaj CMC.
10 Aplikoj en la kosmetika industrio
AA -oj estas uzataj en la formulado de multaj personaj prizorgaj produktoj.Kalio-N-Cocoyl-glicinato estas trovita milda sur la haŭto kaj estas uzata en vizaĝa purigado por forigi ŝlimo kaj ŝminko. N-acyl-l-glutamia acido havas du karboxilajn grupojn, kio faras ĝin pli akvorezista. Inter ĉi tiuj AA -oj, AA -oj bazitaj sur C 12 grasaj acidoj estas vaste uzataj en vizaĝa purigado por forigi ŝlimaĵojn kaj ŝminkojn. AAS kun ĉeno C 18 estas uzataj kiel emulsifiloj en haŭtaj prizorgaj produktoj, kaj oni scias, ke n-lauryl-alaninaj saloj kreas kremajn ŝaŭmojn, kiuj ne iritas la haŭton kaj tial povas esti uzataj en la formulado de bebaj prizorgaj produktoj. N-lAuryl-bazitaj AAs uzataj en dentokarno havas bonan detergenton similan al SOAP kaj forta enzimo-inhibicia efikeco.
Dum la pasintaj jardekoj, la elekto de surfactants por kosmetikaĵoj, personaj prizorgaj produktoj kaj farmaciaĵoj koncentriĝis pri malalta tokseco, mildeco, mildeco al la tuŝo kaj sekureco. Konsumantoj de ĉi tiuj produktoj akre konscias pri la ebla kolero, tokseco kaj mediaj faktoroj.
Hodiaŭ, AA -oj estas uzataj por formuli multajn ŝampuojn, harajn tinkturojn kaj banajn sapojn pro iliaj multaj avantaĝoj pri siaj tradiciaj ekvivalentoj en kosmetikaĵoj kaj personaj prizorgaj produktoj.Protein-bazitaj surfactants havas dezirindajn propraĵojn necesajn por personaj prizorgaj produktoj. Iuj AA-oj havas filmformajn kapablojn, dum aliaj havas bonajn ŝaŭmajn kapablojn.
Aminoacidoj gravas nature, kiuj okazas hidratigaj faktoroj en la stratum -korneo. Kiam epidermaj ĉeloj mortas, ili fariĝas parto de la stratum -korneo kaj la intracelulaj proteinoj estas iom post iom degraditaj al aminoacidoj. Ĉi tiuj aminoacidoj tiam estas transportataj plu en la stratum-korneon, kie ili sorbas grason aŭ grasajn substancojn en la epiderman stratum-korneon, plibonigante la elastecon de la haŭta surfaco. Proksimume 50% de la natura hidratiga faktoro en la haŭto estas kunmetita de aminoacidoj kaj pirrolidono.
Kolageno, ofta kosmetika ingredienco, ankaŭ enhavas aminoacidojn, kiuj tenas la haŭton mola.Haŭtaj problemoj kiel krudeco kaj malheleco ŝuldiĝas grandparte al manko de aminoacidoj. Unu studo montris, ke miksado de aminoacido kun ungvento malpezigis haŭtajn brulvundojn, kaj la trafitaj areoj revenis al sia normala stato sen fariĝi keloidaj cikatroj.
Aminoacidoj ankaŭ estis tre utilaj por prizorgi damaĝajn kukolojn.Sekaj, senmovaj haroj povas indiki malpliiĝon de la koncentriĝo de aminoacidoj en severe damaĝita stratum -korneo. Aminoacidoj havas la kapablon penetri la kukolon en la haran ŝafton kaj sorbi humidecon de la haŭto.Ĉi tiu kapablo de aminoacidaj bazitaj surfactants faras ilin tre utilaj en ŝampuoj, haraj tinkturoj, haroj -mildigiloj, haraj klimatiziloj kaj la ĉeesto de aminoacidoj fortigas la harojn.
11 Aplikoj en Ĉiutagaj Kosmetikaĵoj
Nuntempe kreskas postulo pri aminoacidaj detergentaj formuliĝoj tutmonde.Oni scias, ke AA -oj havas pli bonan purigan kapablecon, ŝaŭman kapablon kaj ŝtofajn malsekigajn proprietojn, kio faras ilin taŭgaj por hejmaj detergentoj, ŝampuoj, korpaj lavoj kaj aliaj aplikoj.Oni raportas, ke asparta acido-derivita amfoteria AAS estas tre efika detergento kun ĉelantaj proprietoj. La uzo de detergentaj ingrediencoj konsistantaj el N-alkil-β-aminooxi-acidoj estis trovita redukti haŭtan koleron. Oni raportis, ke likva detergenta formuliĝo konsistanta el N-kokoyl-β-aminopropionato estas efika detergento por oleo-makuloj sur metalaj surfacoj. Aminocarboxylic acid surfactant, C 14 Chohch 2 NHCH 2 Coona, ankaŭ pruviĝis havi pli bonan detergenton kaj estas uzata por purigado de teksaĵoj, tapiŝoj, haroj, vitro, ktp. La 2-hidroksi-3-aminopropiona acido-N, N-acetoaceta acido derivaĵo estas konata al bonfarado de acid-acideco.
La preparado de detergentaj formuliĝoj bazitaj sur N- (N'-long-ĉena acil-β-alanil) -β-alanino estis raportita de Keigo kaj Tatsuya en sia patento por pli bona lavado kaj stabileco, facila ŝaŭmo kaj bona ŝtofo. Kao disvolvis detergentan formuladon bazitan sur N-acyl-1 -n-hidroksi-β-alanino kaj raportis malaltan haŭtan koleron, altan akvan reziston kaj altan makulan forigan potencon.
La japana kompanio Ajinomoto uzas malaltajn toksajn kaj facile degradeblajn AAojn bazitajn sur L-glutamia acido, L-arginino kaj L-lisino kiel la ĉefaj ingrediencoj en ŝampuoj, detergentoj kaj kosmetikaĵoj (Figuro 13). Ankaŭ estis raportita la kapablo de enzimaj aldonaĵoj en detergentaj formuliĝoj por forigi proteinajn malpuraĵojn. N-ACYL AAS derivitaj de glutamika acido, alanino, metilglicino, serino kaj asparta acido estis raportitaj pro ilia uzo kiel bonegaj likvaj detergentoj en akvaj solvoj. Ĉi tiuj surfactants tute ne pliigas viskozecon, eĉ ĉe tre malaltaj temperaturoj, kaj povas esti facile translokigitaj de la stokada ŝipo de la ŝaŭma aparato por akiri homogenajn ŝaŭmojn.
Afiŝotempo: Jun-09-2022