Werrej Għal Dan l-Artikolu:
1. Żvilupp ta 'Amino Aċidi
2. Proprjetajiet strutturali
3. Kompożizzjoni kimika
4.Klassifikazzjoni
5. Sinteżi
6. Proprjetajiet fiżikokimiċi
7. Tossiċità
8. Attività antimikrobika
9. Proprjetajiet reoloġiċi
10. Applikazzjonijiet fl-industrija tal-kosmetiċi
11. Applikazzjonijiet fil-kożmetiċi ta 'kuljum
Surfactants ta' Aċidi Amminiċi (AAS)huma klassi ta 'surfactants iffurmati billi jgħaqqdu gruppi idrofobiċi ma' Amino Acid wieħed jew aktar. F'dan il-każ, l-Amino Acids jistgħu jkunu sintetiċi jew derivati minn idrolisati tal-proteini jew sorsi rinnovabbli simili. Dan id-dokument ikopri d-dettalji tal-biċċa l-kbira tar-rotot sintetiċi disponibbli għall-AAS u l-effett ta 'rotot differenti fuq il-proprjetajiet fiżikokimiċi tal-prodotti finali, inklużi s-solubilità, l-istabbiltà tat-tixrid, it-tossiċità u l-bijodegradabilità. Bħala klassi ta 'surfactants fid-domanda dejjem tiżdied, il-versatilità ta' AAS minħabba l-istruttura varjabbli tagħhom toffri numru kbir ta 'opportunitajiet kummerċjali.
Minħabba li s-surfactants jintużaw ħafna fid-deterġenti, l-emulsjonanti, l-inibituri tal-korrużjoni, l-irkupru taż-żejt terzjarju u l-farmaċewtiċi, ir-riċerkaturi qatt ma waqfu milli jagħtu attenzjoni lis-surfactants.
Is-surfactants huma l-aktar prodotti kimiċi rappreżentattivi li huma kkunsmati fi kwantitajiet kbar kuljum madwar id-dinja u li kellhom impatt negattiv fuq l-ambjent akkwatiku.Studji wrew li l-użu mifrux ta 'surfactants tradizzjonali jista' jkollu impatt negattiv fuq l-ambjent.
Illum, in-nuqqas ta 'tossiċità, il-bijodegradabilità u l-bijokompatibilità huma kważi importanti għall-konsumaturi daqs l-utilità u l-prestazzjoni tas-surfactants.
Il-bijosurfactants huma surfactants sostenibbli li ma jagħmlux ħsara lill-ambjent li huma sintetizzati b'mod naturali minn mikro-organiżmi bħal batterji, fungi, u ħmira, jew imnixxi extraċellulari.Għalhekk, il-bijosurfactants jistgħu wkoll jiġu ppreparati b'disinn molekulari biex jimitaw strutturi amfifiliċi naturali, bħal fosfolipidi, alkyl glycosides u acyl Amino Acids.
Surfactants tal-Amino Aċidi (AAS)huma wieħed mis-surfactants tipiċi, ġeneralment prodotti minn materja prima derivata mill-annimali jew mill-agrikoltura. Matul l-aħħar għoxrin sena, l-AAS ġibdu ħafna interess minn xjenzati bħala surfactants ġodda, mhux biss minħabba li jistgħu jiġu sintetizzati minn riżorsi rinnovabbli, iżda wkoll minħabba li l-AAS huma degradabbli faċilment u għandhom prodotti sekondarji li ma jagħmlux ħsara, li jagħmluhom aktar sikuri għall- ambjent.
AAS jista' jiġi definit bħala klassi ta' surfactants li jikkonsistu f'Amino Acids li fihom gruppi ta' Amino Acid (HO 2 C-CHR-NH 2) jew residwi ta' Amino Acid (HO 2 C-CHR-NH-). Iż-żewġ reġjuni funzjonali ta 'Amino Acids jippermettu d-derivazzjoni ta' varjetà wiesgħa ta 'surfactants. Total ta '20 Amino Aċidu Proteinoġeniku standard huma magħrufa li jeżistu fin-natura u huma responsabbli għar-reazzjonijiet fiżjoloġiċi kollha fl-attivitajiet ta' tkabbir u ħajja. Huma differenti minn xulxin biss skont ir-residwu R (Figura 1, pk a hija l-logaritmu negattiv tal-kostanti tad-dissoċjazzjoni tal-aċidu tas-soluzzjoni). Xi wħud huma mhux polari u idrofobiċi, xi wħud huma polari u idrofiliċi, xi wħud huma bażiċi u xi wħud huma aċidużi.
Minħabba li l-Amino Acids huma komposti rinnovabbli, is-surfactants sintetizzati mill-Amino Acids għandhom ukoll potenzjal għoli li jsiru sostenibbli u favur l-ambjent. L-istruttura sempliċi u naturali, it-tossiċità baxxa u l-bijodegradabilità rapida ħafna drabi jagħmluhom superjuri għal surfactants konvenzjonali. Bl-użu ta' materja prima rinnovabbli (eż. Aċidi Amminiċi u żjut veġetali), l-AAS jistgħu jiġu prodotti b'rotot bijoteknoloġiċi u kimiċi differenti.
Fil-bidu tas-seklu 20, l-Amino Acids ġew skoperti għall-ewwel darba li jintużaw bħala sottostrati għas-sintesi ta 'surfactants.AAS kienu prinċipalment użati bħala preservattivi fil-formulazzjonijiet farmaċewtiċi u kosmetiċi.Barra minn hekk, l-AAS instabu li huma bijoloġikament attivi kontra varjetà ta 'batterji, tumuri u viruses li jikkawżaw il-mard. Fl-1988, id-disponibbiltà ta 'AAS bi prezz baxx ġġenerat interess ta' riċerka fl-attività tal-wiċċ. Illum, bl-iżvilupp tal-bijoteknoloġija, xi Amino Acids jistgħu wkoll jiġu sintetizzati kummerċjalment fuq skala kbira mill-ħmira, li indirettament juri li l-produzzjoni AAS hija aktar favur l-ambjent.
01 Żvilupp ta 'Amino Aċidi
Sa mill-bidu tas-seklu 19, meta ġew skoperti l-ewwel Amino Aċidi li jseħħu b'mod naturali, l-istrutturi tagħhom kienu mbassra li kienu estremament siewja - li jistgħu jintużaw bħala materja prima għall-preparazzjoni ta 'amphiphiles. L-ewwel studju dwar is-sinteżi tal-AAS kien irrappurtat minn Bondi fl-1909.
F'dak l-istudju, N-acylglycine u N-acylalanine ġew introdotti bħala gruppi idrofiliċi għal surfactants. Ix-xogħol sussegwenti kien jinvolvi s-sinteżi ta 'lipoAmino Acids (AAS) bl-użu ta' glycine u alanine, u Hentrich et al. ippubblikat sensiela ta' sejbiet,inkluża l-ewwel applikazzjoni għall-privattiva, dwar l-użu ta' acyl sarcosinate u acyl aspartate imluħa bħala surfactants fi prodotti tat-tindif tad-dar (eż. shampoos, deterġenti u toothpastes).Sussegwentement, ħafna riċerkaturi investigaw is-sinteżi u l-proprjetajiet fiżikokimiċi ta 'acyl Amino Acids. Sal-lum, korp kbir ta 'letteratura ġie ppubblikat dwar is-sinteżi, il-proprjetajiet, l-applikazzjonijiet industrijali u l-bijodegradabilità tal-AAS.
02 Proprjetajiet Strutturali
Il-ktajjen tal-aċidu xaħmi idrofobiku mhux polari tal-AAS jistgħu jvarjaw fl-istruttura, it-tul tal-katina u n-numru.Id-diversità strutturali u l-attività għolja tal-wiċċ tal-AAS jispjegaw id-diversità tal-kompożizzjoni wiesgħa u l-proprjetajiet fiżikokimiċi u bijoloġiċi tagħhom. Il-gruppi ewlenin ta 'AAS huma komposti minn Amino Acids jew peptidi. Id-differenzi fil-gruppi prinċipali jiddeterminaw l-adsorbiment, l-aggregazzjoni u l-attività bijoloġika ta 'dawn is-surfactants. Il-gruppi funzjonali fil-grupp ewlieni mbagħad jiddeterminaw it-tip ta 'AAS, inklużi katjoniċi, anjoniċi, mhux joniċi u anfoteriċi. Il-kombinazzjoni ta 'Amino Acids idrofiliċi u porzjonijiet idrofobiċi ta' katina twila jiffurmaw struttura anfifilika li tagħmel il-molekula attiva ħafna fil-wiċċ. Barra minn hekk, il-preżenza ta 'atomi tal-karbonju asimmetriċi fil-molekula tgħin biex tifforma molekuli kirali.
03 Kompożizzjoni Kimika
Il-Peptidi u l-Polypeptides kollha huma l-prodotti ta 'Polimerizzazzjoni ta' dawn kważi 20 α-Proteinogenic α-Amino Acids. L-20 α-Amino Acid kollha fihom grupp funzjonali ta 'aċidu karbossiliku (-COOH) u grupp funzjonali amino (-NH 2), it-tnejn imwaħħla ma' l-istess atomu ta 'karbonju α tetrahedral. L-Amino Acids huma differenti minn xulxin bil-gruppi R differenti mwaħħla mal-α-carbon (ħlief għal lycine, fejn il-grupp R huwa idroġenu.) Il-gruppi R jistgħu jvarjaw fl-istruttura, id-daqs u l-ħlas (aċidità, alkalinità). Dawn id-differenzi jiddeterminaw ukoll is-solubilità tal-Amino Acids fl-ilma.
L-aċidi amminiċi huma chirali (ħlief għall-gliċina) u huma ottikament attivi min-natura tagħhom minħabba li għandhom erba 'sostituenti differenti marbuta mal-karbonju alfa. L-Amino Acids għandhom żewġ konformazzjonijiet possibbli; huma immaġini mera li ma jikkoinċidux ta 'xulxin, minkejja l-fatt li n-numru ta' L-stereoisomers huwa ogħla b'mod sinifikanti. Il-grupp R preżenti f'xi Amino Aċidi (Phenylalanine, Tyrosine u Tryptophan) huwa aril, li jwassal għal assorbiment massimu tal-UV f'280 nm. L-α-COOH aċiduż u l-α-NH 2 bażiku fl-Amino Acids huma kapaċi jonizzazzjoni, u ż-żewġ stereoisomers, ikunu liema jkunu, jibnu l-ekwilibriju ta 'jonizzazzjoni muri hawn taħt.
R-COOH ↔R-COO－＋H＋
R-NH3＋↔R-NH2＋H＋
Kif muri fl-ekwilibriju ta 'jonizzazzjoni ta' hawn fuq, l-aċidi amminiċi fihom mill-inqas żewġ gruppi aċidużi dgħajfa; madankollu, il-grupp karbossiliku huwa ħafna aktar aċiduż meta mqabbel mal-grupp amino protonat. pH 7.4, il-grupp carboxyl huwa deprotonated filwaqt li l-grupp amino huwa protonated. L-aċidi amminiċi bi gruppi R mhux jonizzabbli huma elettrikament newtrali f'dan il-pH u jiffurmaw zwitterion.
04 Klassifikazzjoni
L-AAS jistgħu jiġu kklassifikati skont erba' kriterji, li huma deskritti hawn taħt wara xulxin.
4.1 Skond l-oriġini
| Skont l-oriġini, AAS jista 'jinqasam f'2 kategoriji kif ġej. ① Kategorija Naturali Xi komposti li jseħħu b'mod naturali li fihom aċidi amminiċi għandhom ukoll il-kapaċità li jnaqqsu t-tensjoni tal-wiċċ/tal-wiċċ, u xi wħud saħansitra jaqbżu l-effikaċja tal-glikolipidi. Dawn l-AAS huma magħrufa wkoll bħala lipopeptides. Lipopeptides huma komposti ta 'piż molekulari baxx, ġeneralment prodotti minn speċi Bacillus.
Tali AAS huma aktar maqsuma fi 3 subklassijiet:surfactin, iturin u fengycin.
|
| Il-familja ta 'peptidi attivi fil-wiċċ tinkludi varjanti heptapeptide ta' varjetà ta 'sustanzi,kif muri fil-Figura 2a, li fiha katina ta 'aċidu xaħmi β-hydroxy mhux saturat C12-C16 hija marbuta mal-peptide. Il-peptide attiv fil-wiċċ huwa lactone makroċikliku li fih iċ-ċirku jingħalaq b'katalisi bejn it-terminal C tal-aċidu xaħmi β-hydroxy u l-peptide. Fis-subklassi ta 'iturin, hemm sitt varjanti ewlenin, jiġifieri iturin A u C, mycosubtilin u bacillomycin D, F u L.Fil-każijiet kollha, l-heptapeptides huma marbuta mal-ktajjen C14-C17 ta 'aċidi grassi β-amino (il-ktajjen jistgħu jkunu diversi). Fil-każ ta 'l-ekurimycins, il-grupp amino fil-pożizzjoni β jista' jifforma rabta amide mal-terminal C u b'hekk jifforma struttura lactam makroċiklika.
Is-subklassi fengycin fiha fengycin A u B, li jissejħu wkoll plipastatin meta Tyr9 ikun ikkonfigurat D.Id-decapeptide huwa marbut ma 'katina ta' aċidu xaħmi β-hydroxy saturat jew mhux saturat C14 -C18. Strutturalment, plipastatin huwa wkoll lactone makroċikliku, li fih katina tal-ġenb Tyr fil-pożizzjoni 3 tas-sekwenza tal-peptidi u li jifforma rabta ester mar-residwu C-terminal, u b'hekk jifforma struttura ta 'ċirku intern (kif inhu l-każ għal ħafna lipopeptidi Pseudomonas).
② Kategorija Sintetika AAS jista 'wkoll jiġi sintetizzat bl-użu ta' kwalunkwe mill-aċidi amminiċi aċidużi, bażiċi u newtrali. L-aċidi amminiċi komuni użati għas-sintesi tal-AAS huma l-aċidu glutamiku, is-serina, il-prolina, l-aċidu aspartiku, il-gliċina, l-arginina, l-alanina, il-lewċina u l-idrolisati tal-proteini. Din is-subklassi ta 'surfactants tista' tiġi ppreparata b'metodi kimiċi, enżimatiċi, u kimoenżimatiċi; madankollu, għall-produzzjoni ta 'AAS, is-sinteżi kimika hija aktar ekonomikament fattibbli. Eżempji komuni jinkludu N-lauroyl-L-aċidu glutamiku u N-palmitoyl-L-aċidu glutamiku.
|
4.2 Ibbażat fuq sostituenti tal-katina alifatika
Ibbażat fuq is-sostituenti tal-katina alifatika, is-surfactants ibbażati fuq l-aċidu amminiku jistgħu jinqasmu f'2 tipi.
Skont il-pożizzjoni tas-sostituent
| ①AAS sostitwit N F'komposti sostitwiti N, grupp amminiku jiġi sostitwit bi grupp lipofiliku jew grupp karbossiliku, li jirriżulta f'telf ta 'bażiċità. l-aktar eżempju sempliċi ta 'AAS sostitwit N huma aċidi amminiċi N-acyl, li huma essenzjalment surfactants anjoniċi. AAS n-sostituti għandhom rabta amide mwaħħla bejn il-porzjonijiet idrofobiċi u idrofiliċi. Ir-rabta amide għandha l-abbiltà li tifforma bond idroġenu, li tiffaċilita d-degradazzjoni ta 'dan is-surfactant f'ambjent aċiduż, u b'hekk tagħmilha bijodegradabbli.
②C-sostitut AAS F'komposti sostitwiti C, is-sostituzzjoni sseħħ fil-grupp karbossiliku (permezz ta 'bond amide jew ester). Komposti tipiċi C-sostituti (eż. esteri jew amidi) huma essenzjalment surfactants katjoniċi.
③AAS sostitwit N- u C F'dan it-tip ta 'surfactant, kemm il-gruppi amino kif ukoll karbossiliċi huma l-parti idrofilika. Dan it-tip huwa essenzjalment surfactant anfoteriku. |
4.3 Skond in-numru ta 'dnub idrofobiku
Ibbażat fuq in-numru ta 'gruppi ta' ras u dnub idrofobiku, AAS jista 'jinqasam f'erba' gruppi. AAS b'katina dritta, AAS tat-tip Gemini (dimer), AAS tat-tip Glycerolipid, u AAS tat-tip amfifiliku biċefaliku (Bola). surfactants straight-chain huma surfactants li jikkonsistu f'aċidi amminiċi b'denb idrofobiku wieħed biss (Figura 3). AAS tat-tip Gemini għandhom żewġ gruppi ta 'ras polari ta' aċidu amminiku u żewġ dnub idrofobiċi għal kull molekula (Figura 4). F'dan it-tip ta 'struttura, iż-żewġ AAS ta' katina dritta huma marbuta flimkien permezz ta 'spacer u għalhekk jissejħu wkoll dimeri. Fl-AAS tat-tip Glycerolipid, min-naħa l-oħra, iż-żewġ dnub idrofobiċi huma mwaħħla ma 'l-istess grupp ta' ras ta 'aċidu amminiku. Dawn is-surfactants jistgħu jitqiesu bħala analogi ta 'monogliċeridi, digliċeridi u fosfolipidi, filwaqt li fl-AAS tat-tip Bola, żewġ gruppi ta' ras ta 'aċidu amminiku huma marbuta b'denb idrofobiku.
4.4 Skond it-tip ta 'grupp ewlieni
①AAS katjoniku
Il-grupp ewlieni ta 'dan it-tip ta' surfactant għandu ħlas pożittiv. L-ewwel AAS katjoniku huwa ethyl cocoyl arginate, li huwa pyrrolidone carboxylate. Il-proprjetajiet uniċi u diversi ta 'dan is-surfactant jagħmluha utli f'diżinfettanti, aġenti antimikrobiċi, aġenti antistatiċi, kondizzjonaturi tax-xagħar, kif ukoll ġentili fuq l-għajnejn u l-ġilda u faċilment bijodegradabbli. Singare u Mhatre sintetizzaw AAS katjoniċi bbażati fuq arginine u evalwaw il-proprjetajiet fiżikokimiċi tagħhom. F'dan l-istudju, huma ddikjaraw rendimenti għoljin tal-prodotti miksuba bl-użu ta 'kundizzjonijiet ta' reazzjoni Schotten-Baumann. Biż-żieda fit-tul tal-katina tal-alkil u l-idrofobiċità, instab li l-attività tal-wiċċ tas-surfactant tiżdied u l-Konċentrazzjoni Kritika tal-Miċella (cmc) tonqos. Waħda oħra hija l-proteina acyl kwaternarja, li tintuża komunement bħala kondizzjonatur fil-prodotti għall-kura tax-xagħar.
②AAS anjoniku
F'surfactants anjoniċi, il-grupp tar-ras polari tas-surfactant għandu ħlas negattiv. Sarcosine (CH 3 -NH-CH 2 -COOH, N-methylglycine), aċidu amminiku komunement misjub f'rizzi tal-baħar u stilel tal-baħar, huwa relatat kimikament mal-gliċina (NH 2 -CH 2 -COOH,), aċidu amminiku bażiku misjub fiċ-ċelloli tal-mammiferi. -COOH,) hija relatata kimikament mal-gliċina, li hija aċidu amminiku bażiku li jinsab fiċ-ċelloli tal-mammiferi. L-aċidu lauriku, l-aċidu tetradecanoic, l-aċidu olejku u l-alidi u l-esteri tagħhom huma komunement użati biex jissintetizzaw surfactants sarcosinate. Sarcosinates huma intrinsikament ħfief u għalhekk huma komunement użati fil-ħasil tal-ħalq, shampoos, ragħwa tal-leħja bl-isprej, ħarsien mix-xemx, tindif tal-ġilda, u prodotti kożmetiċi oħra.
AAS anjoniċi oħra disponibbli kummerċjalment jinkludu Amisoft CS-22 u AmiliteGCK-12, li huma ismijiet kummerċjali għas-sodju N-cocoyl-L-glutamate u l-potassju N-cocoyl glycinate, rispettivament. Amilite huwa komunement użat bħala aġent tar-ragħwa, deterġent, solubilizzant, emulsjonant u dispersant, u għandu ħafna applikazzjonijiet fil-kożmetiċi, bħal shampoos, sapun tal-banju, ħasil tal-ġisem, toothpastes, cleansers tal-wiċċ, sapun għat-tindif, cleaners tal-lenti tal-kuntatt u surfactants tad-dar. Amisoft jintuża bħala tindif ħafif tal-ġilda u tax-xagħar, prinċipalment f'tindif tal-wiċċ u tal-ġisem, deterġenti sintetiċi blokk, prodotti għall-kura tal-ġisem, xampù u prodotti oħra għall-kura tal-ġilda.
③zwitterionic jew amfoteric AAS
Is-surfactants amfoteriċi fihom siti kemm aċidużi kif ukoll bażiċi u għalhekk jistgħu jibdlu l-ħlas tagħhom billi jibdlu l-valur tal-pH. Fil-midja alkalina jġibu ruħhom bħal surfactants anjoniċi, filwaqt li f'ambjenti aċidużi jġibu ruħhom bħal surfactants katjoniċi u f'midja newtrali bħal surfactants anfoteriċi. Lauryl lysine (LL) u alkoxy (2-hydroxypropyl) arginine huma l-uniċi surfactants amfoteriċi magħrufa bbażati fuq aċidi amminiċi. LL huwa prodott ta 'kondensazzjoni ta' lisina u aċidu lauriku. Minħabba l-istruttura anfoterika tiegħu, LL ma jinħallx fi kważi kull tip ta 'solventi, ħlief għal solventi alkalini jew aċidużi ħafna. Bħala trab organiku, LL għandu adeżjoni eċċellenti ma 'uċuħ idrofiliċi u koeffiċjent ta' frizzjoni baxx, li jagħti dan is-surfactant kapaċità lubrikanti eċċellenti. LL huwa użat ħafna fil-kremi tal-ġilda u l-kondizzjonaturi tax-xagħar, u jintuża wkoll bħala lubrikant.
④Nonionic AAS
Is-surfactants mhux joniċi huma kkaratterizzati minn gruppi tar-ras polari mingħajr ħlasijiet formali. tmien surfactants mhux joniċi etossilati ġodda ġew ippreparati minn Al-Sabagh et al. minn aċidi α-amino li jinħallu fiż-żejt. F'dan il-proċess, L-phenylalanine (LEP) u L-leucine l-ewwel ġew esterifikati b'hexadecanol, segwiti minn amidazzjoni b'aċidu palmitiku biex jagħtu żewġ amidi u żewġ esteri ta 'aċidi α-amino. L-amidi u l-esteri mbagħad għaddew minn reazzjonijiet ta 'kondensazzjoni bl-ossidu tal-etilene biex jippreparaw tliet derivattivi tal-fenilalanina b'numri differenti ta' unitajiet tal-polyoxyethylene (40, 60 u 100). Dawn l-AAS mhux joniċi nstabu li għandhom proprjetajiet tajbin ta 'deterġenza u ragħwa.
05 Sinteżi
5.1 Rotta sintetika bażika
Fl-AAS, il-gruppi idrofobiċi jistgħu jitwaħħlu ma 'siti ta' amine jew carboxylic acid, jew permezz tal-ktajjen tal-ġenb ta 'aċidi amminiċi. Abbażi ta 'dan, erba' rotot sintetiċi bażiċi huma disponibbli, kif muri fil-Figura 5.
Fig.5 Mogħdijiet ta 'sinteżi fundamentali ta' surfactants ibbażati fuq aċidu amminiku
| Mogħdija 1. L-amini esteri amfifiliċi huma prodotti minn reazzjonijiet ta 'esterifikazzjoni, f'liema każ is-sinteżi tas-surfactant normalment tinkiseb permezz ta' refluxing ta 'alkoħol xaħmi u aċidi amminiċi fil-preżenza ta' aġent deidratanti u katalizzatur aċiduż. F'xi reazzjonijiet, l-aċidu sulfuriku jaġixxi kemm bħala katalizzatur kif ukoll bħala aġent ta 'deidratazzjoni.
Mogħdija 2. L-aċidi amminiċi attivati jirreaġixxu ma 'alkylamines biex jiffurmaw bonds amide, li jirriżultaw fis-sintesi ta' amidoamines amphiphilic.
Mogħdija 3. L-aċidi Amido huma sintetizzati billi jirreaġixxu l-gruppi amini ta 'aċidi amminiċi ma' Aċidi Amido.
Mogħdija 4. L-aċidi amminiċi alkyl ta 'katina twila ġew sintetizzati bir-reazzjoni ta' gruppi amini ma 'haloalkanes. |
5.2 Avvanzi fis-sintesi u l-produzzjoni
5.2.1 Sinteżi ta' surfactants ta' amino acid/peptide b'katina waħda
L-aċidi amminiċi jew peptidi N-acyl jew O-acyl jistgħu jiġu sintetizzati permezz ta 'aċilazzjoni katalizzata bl-enżimi ta' gruppi amine jew idroksil b'aċidi grassi. L-ewwel rapport dwar is-sinteżi katalizzata minn lipase mingħajr solvent ta 'amide ta' amino acid jew derivattivi ta 'methyl ester użat Candida antarctica, b'rendimenti li jvarjaw minn 25% sa 90% skond l-aċidu amminiku fil-mira. Methyl ethyl ketone intuża wkoll bħala solvent f'xi reazzjonijiet. Vonderhagen et al. iddeskriva wkoll reazzjonijiet ta' N-acylation katalizzati minn lipase u protease ta' aċidi amminiċi, idrolisati tal-proteini u/jew id-derivattivi tagħhom bl-użu ta' taħlita ta' ilma u solventi organiċi (eż., dimethylformamide/ilma) u metil butyl ketone.
Fil-jiem bikrija, il-problema ewlenija bis-sintesi tal-AAS katalizzata mill-enżimi kienet ir-rendiment baxx. Skont Valivety et al. ir-rendiment tad-derivattivi ta 'l-aċidu amminiku N-tetradecanoyl kien biss 2% -10% anke wara li uża lipases differenti u inkuba f'70 ° C għal ħafna jiem. Montet et al. wkoll iltaqa 'ma' problemi dwar ir-rendiment baxx ta 'aċidi amminiċi fis-sintesi ta' N-acyl lysine bl-użu ta 'aċidi grassi u żjut veġetali. Skonthom, ir-rendiment massimu tal-prodott kien ta '19% taħt kundizzjonijiet mingħajr solvent u bl-użu ta' solventi organiċi. l-istess problema kienet iltaqgħu magħha Valivety et al. fis-sintesi tad-derivattivi tal-ester tal-metil N-Cbz-L-lysine jew N-Cbz-lysine.
F'dan l-istudju, huma sostnew li r-rendiment ta '3-O-tetradecanoyl-L-serine kien ta' 80% meta użaw serine N-protetti bħala sottostrat u Novozyme 435 bħala katalizzatur f'ambjent ħieles minn solvent imdewweb. Nagao u Kito studjaw l-O-acylation ta 'L-serine, L-homoserine, L-threonine u L-tyrosine (LET) meta użaw lipase Ir-riżultati tar-reazzjoni (lipase nkisbet minn Candida cylindracea u Rhizopus delemar f'medju buffer akweju) u rrapporta li r-rendimenti ta 'aċilazzjoni ta' L-homoserine u L-serine kienu kemmxejn baxxi, filwaqt li ma seħħet l-ebda aċilazzjoni ta 'L-threonine u LET.
Ħafna riċerkaturi appoġġaw l-użu ta 'sottostrati rħas u faċilment disponibbli għas-sintesi ta' AAS kost-effettiv. Soo et al. sostna li l-preparazzjoni ta 'surfactants ibbażati fuq iż-żejt tal-palm taħdem l-aħjar b'lipoenzyme immobilizzat. Huma nnutaw li r-rendiment tal-prodotti jkun aħjar minkejja r-reazzjoni li tieħu ħafna ħin (6 ijiem). Gerova et al. investiga s-sintesi u l-attività tal-wiċċ ta 'N-palmitoyl AAS chiral ibbażat fuq methionine, proline, leucine, threonine, phenylalanine u phenylglycine f'taħlita ċiklika/raċemika. Pang u Chu ddeskrivew is-sinteżi ta 'monomeri bbażati fuq aċidu amminiku u monomeri bbażati fuq aċidu dikarboksiliku f'soluzzjoni Serje ta' esteri tal-poliamide bbażati fuq aċidu amminiku funzjonali u bijodegradabbli ġew sintetizzati minn reazzjonijiet ta 'kokondensazzjoni f'soluzzjoni.
Cantaeuzene u Guerreiro rrappurtaw l-esterifikazzjoni ta 'gruppi ta' aċidu karbossiliku ta 'Boc-Ala-OH u Boc-Asp-OH b'alkoħol u diols alifatiċi ta' katina twila, b'dichloromethane bħala solvent u agarose 4B (Sepharose 4B) bħala katalist. F'dan l-istudju, ir-reazzjoni ta 'Boc-Ala-OH ma' alkoħol xaħmi sa 16-il karbonju tat rendimenti tajbin (51%), filwaqt li għal Boc-Asp-OH 6 u 12-il karbonju kienu aħjar, b'rendiment korrispondenti ta '63% [64 ]. 99.9%) f'rendimenti li jvarjaw minn 58% sa 76%, li ġew sintetizzati bil-formazzjoni ta 'bonds amide b'diversi alkylamines ta' katina twila jew bonds ester b'alkoħol xaħmi minn Cbz-Arg-OMe, fejn papain aġixxa bħala katalist.
5.2.2 Sinteżi ta 'surfactants ta' amino acid/peptide bbażati fuq Gemini
Is-surfactants Gemini bbażati fuq l-aċidu amminiku jikkonsistu f'żewġ molekuli AAS b'katina dritta marbuta ras għal ras ma' xulxin permezz ta' grupp ta' spacer. Hemm 2 skemi possibbli għas-sintesi kimoenżimatika ta 'surfactants ibbażati fuq l-aċidu amminiku tat-tip Gemini (Figuri 6 u 7). Fil-Figura 6, 2 derivattivi ta 'aċidu amminiku huma reazzjoni mal-kompost bħala grupp spacer u mbagħad 2 gruppi idrofobiċi huma introdotti. Fil-Figura 7, iż-żewġ strutturi ta 'katina dritta huma marbuta direttament flimkien minn grupp ta' spacer bifunzjonali.
L-aktar żvilupp bikri ta 'sintesi katalizzata mill-enżimi ta' aċidi lipoamino Gemini kien pijunieri minn Valivety et al. Yoshimura et al. investiga s-sinteżi, l-assorbiment u l-aggregazzjoni ta 'surfactant Gemini bbażat fuq aċidu amminiku bbażat fuq cystine u n-alkyl bromide. Is-surfactants sintetizzati tqabblu mas-surfactants monomeriċi korrispondenti. Faustino et al. iddeskriviet is-sinteżi ta 'AAS monomeriku anjoniku bbażat fuq l-urea bbażata fuq L-cystine, D-cystine, DL-cystine, L-cysteine, L-methionine u L-sulfoalanine u l-pari tagħhom ta' gemini permezz ta 'konduttività, tensjoni tal-wiċċ ta' ekwilibriju u stabbli -karatterizzazzjoni tal-fluworexxenza tal-istat minnhom. Intwera li l-valur cmc ta 'gemini kien aktar baxx billi tqabbel il-monomeru u l-gemini.
Fig.6 Sinteżi ta 'gemini AAS bl-użu ta' derivattivi AA u spacer, segwita minn inserzjoni tal-grupp idrofobiku
Fig.7 Sinteżi ta' Gemini AASs bl-użu ta' spacer bifunzjonali u AAS
5.2.3 Sinteżi ta 'surfactants glycerolipid amino acid/peptide
Is-surfactants tal-amino acid/peptide tal-gliċerolipidi huma klassi ġdida ta’ aċidi amminiċi tal-lipidi li huma analogi strutturali ta’ mono- (jew di-) esteri tal-gliċerol u fosfolipidi, minħabba l-istruttura tagħhom ta’ katina tax-xaħam waħda jew tnejn b’aċidu amminiku wieħed marbut mas-sinsla tal-gliċerol. permezz ta' bond ester. Is-sintesi ta' dawn is-surfactants tibda bil-preparazzjoni ta' esteri tal-gliċerol ta' aċidi amminiċi f'temperaturi elevati u fil-preżenza ta' katalizzatur aċiduż (eż. BF 3). Sintesi katalizzata mill-enżimi (bl-użu ta 'hydrolases, proteases u lipases bħala katalisti) hija wkoll għażla tajba (Figura 8).
Ġiet irrappurtata s-sinteżi katalizzata mill-enżimi tal-konjugati tal-gliċeridi arginine dilauryled bl-użu tal-papain. Ġew irrappurtati wkoll sinteżi ta 'konjugati ta' diacylglycerol ester minn acetylarginine u evalwazzjoni tal-proprjetajiet fiżikokimiċi tagħhom.
Fig.8 Sinteżi ta' konjugati ta' amino acid mono u diacylglycerol
spacer: NH-(CH2)10-NH: kompostB1
spacer: NH-C6H4-NH: kompostB2
spacer: CH2-CH2: kompostB3
Fig.9 Sinteżi ta’ amfifili simmetriċi derivati minn Tris(hydroxymethyl)aminomethane
5.2.4 Sinteżi ta 'surfactants ta' amino acid/peptide bbażati fuq il-bola
Amphiphiles tat-tip bola bbażati fuq aċidu amminiku fihom 2 aċidi amminiċi li huma marbuta mal-istess katina idrofobika. Franceschi et al. iddeskriva s-sintesi ta 'amphiphiles tat-tip bola b'2 aċidi amminiċi (D- jew L-alanine jew L-histidine) u katina ta' alkil 1 ta 'tulijiet differenti u investigat l-attività tal-wiċċ tagħhom. Huma jiddiskutu s-sinteżi u l-aggregazzjoni ta 'amphiphiles ġodda tat-tip bola bi frazzjoni ta' aċidu amminiku (bl-użu ta 'aċidu β-amino mhux komuni jew alkoħol) u grupp ta' spacer C12 -C20. L-aċidi β-amino mhux komuni użati jistgħu jkunu aminoacid taz-zokkor, aċidu amminiku derivat minn azidothymin (AZT), aċidu amminiku norbornene, u alkoħol amminiku derivat minn AZT (Figura 9). is-sinteżi ta 'amphiphiles simmetriċi tat-tip bola derivati minn tris(hydroxymethyl)aminomethane (Tris) (Figura 9).
06 Proprjetajiet fiżikokimiċi
Huwa magħruf sew li s-surfactants bbażati fuq l-aċidu amminiku (AAS) huma diversi u versatili fin-natura u għandhom applikabilità tajba f'ħafna applikazzjonijiet bħal solubilizzazzjoni tajba, proprjetajiet ta 'emulsifikazzjoni tajba, effiċjenza għolja, prestazzjoni għolja ta' attività tal-wiċċ u reżistenza tajba għall-ilma iebes (jone tal-kalċju tolleranza).
Ibbażat fuq il-proprjetajiet ta 'surfactant ta' aċidi amminiċi (eż. tensjoni tal-wiċċ, cmc, imġieba tal-fażi u temperatura Krafft), il-konklużjonijiet li ġejjin intlaħqu wara studji estensivi - l-attività tal-wiċċ ta 'AAS hija superjuri għal dik tal-kontroparti konvenzjonali ta' surfactant tagħha.
6.1 Konċentrazzjoni Kritika Miċelli (cmc)
Il-konċentrazzjoni kritika tal-miċelli hija waħda mill-parametri importanti tas-surfactants u tirregola ħafna proprjetajiet attivi fil-wiċċ bħal solubilizzazzjoni, liżi taċ-ċelluli u l-interazzjoni tagħha mal-bijofilms, eċċ. B'mod ġenerali, iż-żieda fit-tul tal-katina tad-denb tal-idrokarburi (idrofobiċità li tiżdied) twassal għal tnaqqis fil-valur cmc tas-soluzzjoni tas-surfactant, u b'hekk tiżdied l-attività tal-wiċċ tagħha. Surfactants ibbażati fuq aċidi amminiċi normalment ikollhom valuri cmc aktar baxxi meta mqabbla ma 'surfactants konvenzjonali.
Permezz ta 'kombinazzjonijiet differenti ta' gruppi ta 'ras u dnub idrofobiku (amide mono-katjoniku, amide bi-katjoniku, ester ibbażat fuq amide bi-katjoniku), Infante et al. sintetizzati tliet AAS ibbażati fuq l-arginine u studjaw is-cmc u l-γcmc tagħhom (tensjoni tal-wiċċ f'cmc), li juru li l-valuri cmc u γcmc naqsu biż-żieda fit-tul tad-denb idrofobiku. Fi studju ieħor, Singare u Mhatre sabu li s-cmc ta 'surfactants N-α-acylarginine naqas biż-żieda tan-numru ta' atomi tal-karbonju tad-denb idrofobiku (Tabella 1).
Yoshimura et al. investiga s-cmc ta 'surfactants Gemini bbażati fuq l-aċidu amminiku derivati minn cysteine u wera li s-cmc naqas meta t-tul tal-katina tal-karbonju fil-katina idrofobika żdied minn 10 għal 12. Aktar żieda fit-tul tal-katina tal-karbonju għal 14 irriżulta f'żieda f'cmc, li kkonfermat li s-surfactants tal-gemini ta 'katina twila għandhom tendenza aktar baxxa li jaggregaw.
Faustino et al. irrapporta l-formazzjoni ta 'miċelli mħallta f'soluzzjonijiet milwiema ta' surfactants gemini anjoniċi bbażati fuq cystine. Is-surfactants Gemini tqabblu wkoll mas-surfactants monomeriċi konvenzjonali korrispondenti (C 8 Cys). Il-valuri cmc ta’ taħlitiet ta’ lipidi-surfactants kienu rrappurtati li huma aktar baxxi minn dawk ta’ surfactants puri. surfactants gemini u 1,2-diheptanoyl-sn-glyceryl-3-phosphocholine, fosfolipidu li jinħall fl-ilma, li jifforma miċelli, kellhom cmc fil-livell millimolar.
Shrestha u Aramaki investigaw il-formazzjoni ta 'miċelli viskoelastiċi bħal dudu f'soluzzjonijiet milwiema ta' surfactants anjoniċi-nonjoniċi mħallta bbażati fuq aċidu amminiku fin-nuqqas ta 'melħ ta' taħlita. F'dan l-istudju, N-dodecyl glutamate instab li kellu temperatura Krafft ogħla; madankollu, meta nnewtralizzat bl-aċidu amminiku bażiku L-lysine, iġġenera miċelli u s-soluzzjoni bdiet iġġib ruħha bħal fluwidu Newtonjan f'25 °C.
6.2 Solubilità tajba fl-ilma
Is-solubilità tajba fl-ilma ta 'AAS hija dovuta għall-preżenza ta' bonds CO-NH addizzjonali. Dan jagħmel l-AAS aktar bijodegradabbli u favur l-ambjent mis-surfactants konvenzjonali korrispondenti. Is-solubilità fl-ilma ta 'l-aċidu N-acyl-L-glutamiku hija saħansitra aħjar minħabba ż-2 gruppi karbossiliċi tagħha. Is-solubilità fl-ilma ta 'Cn(CA) 2 hija wkoll tajba minħabba li hemm 2 gruppi ta' arginine joniċi f'molekula waħda, li tirriżulta f'assorbiment u diffużjoni aktar effettivi fl-interface taċ-ċelluli u saħansitra inibizzjoni batterjali effettiva f'konċentrazzjonijiet aktar baxxi.
6.3 Temperatura Krafft u punt Krafft
It-temperatura ta 'Krafft tista' tinftiehem bħala l-imġieba ta 'solubilità speċifika ta' surfactants li s-solubilità tagħhom tiżdied b'mod qawwi 'l fuq minn temperatura partikolari. Is-surfactants joniċi għandhom tendenza li jiġġeneraw idrati solidi, li jistgħu jippreċipitaw barra mill-ilma. F'temperatura partikolari (l-hekk imsejħa temperatura Krafft), ġeneralment tiġi osservata żieda drammatika u mhux kontinwa fis-solubilità tas-surfactants. Il-punt Krafft ta 'surfactant joniku huwa t-temperatura Krafft tiegħu f'cmc.
Din il-karatteristika tas-solubilità ġeneralment tidher għal surfactants joniċi u tista 'tiġi spjegata kif ġej: is-solubilità tal-monomeru ħieles tas-surfactant hija limitata taħt it-temperatura Krafft sakemm jintlaħaq il-punt Krafft, fejn is-solubilità tagħha tiżdied gradwalment minħabba l-formazzjoni tal-miċelli. Biex tiġi żgurata solubilità sħiħa, huwa meħtieġ li jiġu ppreparati formulazzjonijiet ta 'surfactant f'temperaturi 'l fuq mill-punt Krafft.
It-temperatura Krafft ta 'AAS ġiet studjata u mqabbla ma' dik ta 'surfactants sintetiċi konvenzjonali. Shrestha u Aramaki studjaw it-temperatura Krafft ta' AAS ibbażati fuq l-arginine u sabu li l-konċentrazzjoni kritika tal-miċelli uriet imġieba ta 'aggregazzjoni fil-forma ta' pre-micelles 'il fuq minn 2-5 × 10-6 mol-L -1 segwit minn formazzjoni normali tal-micelle (Ohta et al. sintetizzaw sitt tipi differenti ta 'N-hexadecanoyl AAS u ddiskutew ir-relazzjoni bejn it-temperatura Krafft tagħhom u r-residwi ta' l-aċidu amminiku.
Fl-esperimenti, instab li t-temperatura Krafft ta 'N-hexadecanoyl AAS żdiedet bi tnaqqis fid-daqs tar-residwi ta' aċidi amminiċi (phenylalanine hija eċċezzjoni), filwaqt li s-sħana tas-solubilità (assorbiment tas-sħana) żdiedet b'daqs li jonqos tar-residwi ta 'aċidu amminiku (b' l-eċċezzjoni tal-gliċina u l-fenilalanina). Ġie konkluż li kemm fis-sistemi alanine kif ukoll phenylalanine, l-interazzjoni DL hija aktar b'saħħitha mill-interazzjoni LL fil-forma solida tal-melħ N-hexadecanoyl AAS.
Brito et al. iddetermina t-temperatura Krafft ta 'tliet serje ta' surfactants ġodda bbażati fuq aċidu amminiku bl-użu ta 'mikrokalorimetrija ta' skannjar differenzjali u sabet li t-tibdil tal-jone trifluoroacetate għal jone jodur irriżulta f'żieda sinifikanti fit-temperatura Krafft (madwar 6 °C), minn 47 °C għal 53 ° Ċ. Il-preżenza ta ' bonds cis-doppju u l-insaturazzjoni preżenti fil-katina twila Ser-derivattivi wasslu għal tnaqqis sinifikanti fit-temperatura Krafft. n-Dodecyl glutamate kien irrappurtat li kellu temperatura Krafft ogħla. Madankollu, in-newtralizzazzjoni bl-aċidu amminiku bażiku L-lysine rriżultat fil-formazzjoni ta 'micelles f'soluzzjoni li ġabu ruħhom bħal fluwidi Newtonjani f'25 °C.
6.4 Tensjoni tal-wiċċ
It-tensjoni tal-wiċċ tas-surfactants hija relatata mat-tul tal-katina tal-parti idrofobika. Zhang et al. iddetermina t-tensjoni tal-wiċċ tas-sodju cocoyl glycinate bil-metodu tal-pjanċa Wilhelmy (25±0.2) °C u ddetermina l-valur tat-tensjoni tal-wiċċ f'cmc bħala 33 mN-m -1 , cmc bħala 0.21 mmol-L -1. Yoshimura et al. iddeterminat it-tensjoni tal-wiċċ ta '2C n Cys tat-tip aċidu amminiku bbażati tensjoni tal-wiċċ tal-wiċċ ta' 2C n aġenti attivi tal-wiċċ bbażati fuq Cys. Instab li t-tensjoni tal-wiċċ f'cmc naqset maż-żieda fit-tul tal-katina (sa n = 8), filwaqt li t-tendenza kienet maqluba għal surfactants b'tul ta 'katina n = 12 jew itwal.
Ġie studjat ukoll l-effett ta 'CaC1 2 fuq it-tensjoni tal-wiċċ ta' surfactants ibbażati fuq amino acids dicarboxylated. F'dawn l-istudji, CaC1 2 ġie miżjud ma 'soluzzjonijiet milwiema ta' tliet surfactants tat-tip amino acid dicarboxylated (C12 MalNa 2, C12 AspNa 2, u C12 GluNa 2). Il-valuri tal-plateau wara cmc ġew imqabbla u nstab li t-tensjoni tal-wiċċ naqset f'konċentrazzjonijiet baxxi ħafna ta' CaC1 2. Dan huwa dovut għall-effett tal-joni tal-kalċju fuq l-arranġament tas-surfactant fl-interface tal-gass-ilma. it-tensjonijiet tal-wiċċ tal-melħ ta 'N-dodecylaminomalonate u N-dodecylaspartate, min-naħa l-oħra, kienu wkoll kważi kostanti sa konċentrazzjoni ta' 10 mmol-L -1 CaC1 2. Fuq 10 mmol-L -1, it-tensjoni tal-wiċċ tiżdied drastikament, minħabba l-formazzjoni ta 'preċipitazzjoni tal-melħ tal-kalċju tas-surfactant. Għall-melħ tad-disodju ta 'N-dodecyl glutamate, żieda moderata ta' CaC1 2 irriżulta fi tnaqqis sinifikanti fit-tensjoni tal-wiċċ, filwaqt li żieda kontinwa fil-konċentrazzjoni ta 'CaC1 2 m'għadhiex ikkawżat bidliet sinifikanti.
Biex tiddetermina l-kinetika ta 'assorbiment ta' AAS tat-tip Gemini fl-interface tal-gass-ilma, it-tensjoni tal-wiċċ dinamika ġiet iddeterminata bl-użu tal-metodu tal-pressjoni massima tal-bużżieqa. Ir-riżultati wrew li għall-itwal ħin tat-test, it-tensjoni tal-wiċċ dinamika 2C 12 Cys ma nbidlitx. It-tnaqqis tat-tensjoni tal-wiċċ dinamika jiddependi biss fuq il-konċentrazzjoni, it-tul tad-dnub idrofobiku, u n-numru ta 'dnub idrofobiku. Iż-żieda fil-konċentrazzjoni ta 'surfactant, it-tnaqqis fit-tul tal-katina kif ukoll in-numru ta' ktajjen irriżultaw f'tħassir aktar mgħaġġel. Ir-riżultati miksuba għal konċentrazzjonijiet ogħla ta 'C n Cys (n = 8 sa 12) instabu li kienu qrib ħafna tal-γ cmc imkejla bil-metodu Wilhelmy.
Fi studju ieħor, it-tensjonijiet tal-wiċċ dinamiċi tas-sodium dilauryl cystine (SDLC) u sodium didecamino cystine ġew determinati bil-metodu tal-pjanċa Wilhelmy, u barra minn hekk, it-tensjonijiet tal-wiċċ tal-ekwilibriju tas-soluzzjonijiet milwiema tagħhom ġew determinati bil-metodu tal-volum tal-qatra. Ir-reazzjoni ta 'bonds disulfide ġiet investigata aktar b'metodi oħra wkoll. Iż-żieda ta 'mercaptoethanol għal soluzzjoni ta' 0.1 mmol-L -1SDLC wasslet għal żieda mgħaġġla fit-tensjoni tal-wiċċ minn 34 mN-m -1 sa 53 mN-m -1. Peress li NaClO jista 'jossida r-rabtiet disulfide ta' SDLC għal gruppi ta 'aċidu sulfoniku, ma ġew osservati l-ebda aggregati meta NaClO (5 mmol-L -1 ) ġie miżjud mas-soluzzjoni 0.1 mmol-L -1 SDLC. Il-mikroskopija elettronika ta 'trażmissjoni u r-riżultati tat-tifrix tad-dawl dinamiku wrew li l-ebda aggregati ma ġew iffurmati fis-soluzzjoni. It-tensjoni tal-wiċċ ta 'SDLC instabet li tiżdied minn 34 mN-m -1 għal 60 mN-m -1 fuq perjodu ta' 20 min.
6.5 Interazzjonijiet binarji tal-wiċċ
Fix-xjenzi tal-ħajja, numru ta 'gruppi studjaw il-proprjetajiet vibrazzjonali ta' taħlitiet ta 'AAS katjoniċi (surfactants ibbażati fuq diacylglycerol arginine) u fosfolipidi fl-interface tal-gass-ilma, u finalment ikkonkludew li din il-proprjetà mhux ideali tikkawża l-prevalenza ta' interazzjonijiet elettrostatiċi.
6.6 Proprjetajiet ta' aggregazzjoni
It-tifrix tad-dawl dinamiku huwa komunement użat biex jiddetermina l-proprjetajiet ta 'aggregazzjoni ta' monomeri bbażati fuq aċidu amminiku u surfactants gemini f'konċentrazzjonijiet 'il fuq minn cmc, li jagħtu dijametru idrodinamiku apparenti DH (= 2R H ). L-aggregati ffurmati minn C n Cys u 2Cn Cys huma relattivament kbar u għandhom distribuzzjoni fuq skala wiesgħa meta mqabbla ma 'surfactants oħra. Is-surfactants kollha ħlief 2C 12 Cys tipikament jiffurmaw aggregati ta' madwar 10 nm. daqsijiet miċelli ta 'surfactants Gemini huma sinifikament akbar minn dawk tal-kontropartijiet monomeriċi tagħhom. Żieda fit-tul tal-katina tal-idrokarburi twassal ukoll għal żieda fid-daqs tal-miċelli. ohta et al. iddeskriva l-proprjetajiet ta 'aggregazzjoni ta' tliet stereoisomers differenti ta 'N-dodecyl-phenyl-alanyl-phenyl-alanine tetramethylammonium f'soluzzjoni milwiema u wrew li d-dijastereoisomers għandhom l-istess konċentrazzjoni kritika ta' aggregazzjoni f'soluzzjoni milwiema. Iwahashi et al. investigati b'dikroiżmu ċirkolari, NMR u osmometrija tal-pressjoni tal-fwar il- Il-formazzjoni ta 'aggregati kirali ta' N-dodecanoyl-L-glutamic acid, N-dodecanoyl-L-valine u l-esteri tal-metil tagħhom f'solventi differenti (bħal tetrahydrofuran, acetonitrile, 1,4 -dioxane u 1,2-dichloroethane) bi proprjetajiet rotazzjonali ġie investigat permezz ta 'dikroiżmu ċirkolari, NMR u osmometrija tal-pressjoni tal-fwar.
6.7 Adsorbiment interfacjali
L-assorbiment interfacial ta 'surfactants ibbażati fuq l-aċidu amminiku u t-tqabbil tiegħu mal-kontroparti konvenzjonali tiegħu huwa wkoll wieħed mid-direzzjonijiet tar-riċerka. Pereżempju, ġew investigati l-proprjetajiet ta 'adsorbiment interfacial ta' esteri dodecyl ta 'aċidi amminiċi aromatiċi miksuba minn LET u LEP. Ir-riżultati wrew li LET u LEP urew żoni interfacial aktar baxxi fl-interface tal-gass-likwidu u fl-interface ilma/hexane, rispettivament.
Bordes et al. investiga l-imġieba tas-soluzzjoni u l-adsorbiment fl-interface tal-gass-ilma ta 'tliet surfactants ta' amino acid dicarboxylated, l-imluħa disodium ta 'dodecyl glutamate, dodecyl aspartate, u aminomalonate (bi 3, 2, u 1 atomi tal-karbonju bejn iż-żewġ gruppi ta' carboxyl, rispettivament). Skont dan ir-rapport, is-cmc tas-surfactants dicarboxylated kien 4-5 darbiet ogħla minn dak tal-melħ monocarboxylated dodecyl glycine. Dan huwa attribwit għall-formazzjoni ta 'rabtiet ta' idroġenu bejn is-surfactants dicarboxylated u molekuli ġirien permezz tal-gruppi amide fihom.
6.8 Imġieba tal-fażi
Fażijiet kubi discontinus iżotropiċi huma osservati għal surfactants f'konċentrazzjonijiet għoljin ħafna. Il-molekuli ta' surfactant bi gruppi ta' ras kbar ħafna għandhom it-tendenza li jiffurmaw aggregati ta' kurvatura pożittiva iżgħar. marques et al. studja l-imġiba tal-fażi tas-sistemi 12Lys12/12Ser u 8Lys8/16Ser (ara l-Figura 10), u r-riżultati wrew li s-sistema 12Lys12/12Ser għandha żona ta’ separazzjoni tal-fażi bejn ir-reġjuni tas-soluzzjoni miċellari u vesikulari, filwaqt li s-sistema 8Lys8/16Ser Il- Is-sistema 8Lys8/16Ser turi transizzjoni kontinwa (reġjun tal-fażi micellari tawwali bejn ir-reġjun tal-fażi miċellari żgħira u r-reġjun tal-fażi tal-vesiku). Għandu jiġi nnutat li għar-reġjun tal-vesiku tas-sistema 12Lys12/12Ser, il-vesikuli dejjem jeżistu flimkien ma 'miċelli, filwaqt li r-reġjun tal-vesiku tas-sistema 8Lys8/16Ser għandu biss veżikoli.
Taħlitiet katanjoniċi tas-surfactants ibbażati fuq lysine u serine: par 12Lys12/12Ser simetriku (xellug) u par 8Lys8/16Ser asimmetriku (lemin)
6.9 Kapaċità ta 'emulsifikazzjoni
Kouchi et al. eżamina l-kapaċità emulsifikanti, tensjoni interfacial, dispersibility, u viskożità ta 'N-[3-dodecyl-2-hydroxypropyl]-L-arginine, L-glutamate, u AAS oħra. Meta mqabbel ma 'surfactants sintetiċi (il-kontropartijiet konvenzjonali tagħhom mhux joniċi u anfoteriċi), ir-riżultati wrew li AAS għandhom kapaċità emulsifikanti aktar b'saħħitha minn surfactants konvenzjonali.
Baczko et al. sintetizza surfactants ġodda ta 'aċidu amminiku anjoniku u investiga l-idoneità tagħhom bħala solventi ta' spettroskopija NMR orjentati chiral. Serje ta 'derivattivi amphiphilic L-Phe jew L-Ala bbażati fuq sulfonate b'denb idrofobiku differenti (pentyl ~ tetradecyl) ġew sintetizzati billi jirreaġixxu aċidi amminiċi ma' o-sulfobenzoic anhydride. Wu et al. melħ tas-sodju sintetizzat ta 'N-fatty acyl AAS uinvestigaw il-kapaċità ta 'emulsifikazzjoni tagħhom f'emulsjonijiet taż-żejt fl-ilma, u r-riżultati wrew li dawn is-surfactants wettqu aħjar bl-aċetat tal-etil bħala l-fażi taż-żejt milli b'n-hexane bħala l-fażi taż-żejt.
6.10 Avvanzi fis-sintesi u l-produzzjoni
Ir-reżistenza għall-ilma iebes tista 'tinftiehem bħala l-abbiltà tas-surfactants li jirreżistu l-preżenza ta' joni bħall-kalċju u l-manjeżju f'ilma iebes, jiġifieri, il-kapaċità li tiġi evitata l-preċipitazzjoni fis-sapun tal-kalċju. Surfactants b'reżistenza għolja għall-ilma iebes huma utli ħafna għall-formulazzjonijiet tad-deterġenti u l-prodotti għall-kura personali. Ir-reżistenza għall-ilma iebes tista 'tiġi evalwata billi tikkalkula l-bidla fis-solubilità u l-attività tal-wiċċ tas-surfactant fil-preżenza ta' joni tal-kalċju.
Mod ieħor biex tiġi evalwata r-reżistenza għall-ilma iebes huwa li tikkalkula l-perċentwali jew grammi ta 'surfactant meħtieġ għas-sapun tal-kalċju ffurmat minn 100 g ta' oleat tas-sodju biex jiġi mxerred fl-ilma. F'żoni b'ilma iebes għoli, konċentrazzjonijiet għoljin ta 'jonji tal-kalċju u manjesju u kontenut minerali jistgħu jagħmlu xi applikazzjonijiet prattiċi diffiċli. Ħafna drabi l-jone tas-sodju jintuża bħala l-kontro jone ta 'surfactant anjoniku sintetiku. Peress li l-jone tal-kalċju divalenti huwa marbut maż-żewġ molekuli tas-surfactant, jikkawża li s-surfactant jippreċipita aktar faċilment mis-soluzzjoni li tagħmel id-deterġenza inqas probabbli.
L-istudju tar-reżistenza għall-ilma iebes ta 'AAS wera li r-reżistenza għall-aċidu u l-ilma iebes kienu influwenzati b'mod qawwi minn grupp karbossiliku addizzjonali, u r-reżistenza għall-aċidu u l-ilma iebes żdiedet aktar biż-żieda tat-tul tal-grupp spacer bejn iż-żewġ gruppi karbossiliċi . L-ordni tar-reżistenza għall-aċidu u l-ilma iebes kien C 12 glycinate < C 12 aspartate < C 12 glutamate. Meta tqabbel il-bond amide dicarboxylated u s-surfactant amino dicarboxylated, rispettivament, instab li l-firxa tal-pH ta 'dan tal-aħħar kienet usa' u l-attività tal-wiċċ tagħha żdiedet biż-żieda ta 'ammont xieraq ta' aċidu. L-aċidi amminiċi N-alkyl dicarboxylated wrew effett kelanti fil-preżenza ta 'jonji tal-kalċju, u C 12 aspartate iffurmat ġel abjad. c 12 glutamate wera attività għolja tal-wiċċ f'konċentrazzjoni għolja ta 'Ca 2+ u huwa mistenni li jintuża fid-desalinizzazzjoni tal-ilma baħar.
6.11 Dispersibbiltà
Id-dispersibbiltà tirreferi għall-abbiltà ta 'surfactant li jipprevjeni l-koalescence u s-sedimentazzjoni tas-surfactant fis-soluzzjoni.Id-dispersibbiltà hija proprjetà importanti tas-surfactants li tagħmilhom adattati għall-użu fid-deterġenti, kożmetiċi u farmaċewtiċi.Aġent li jxerred għandu jkun fih rabta ester, etere, amide jew amino bejn il-grupp idrofobiku u l-grupp idrofiliku terminali (jew fost il-gruppi idrofobiċi ta 'katina dritta).
Ġeneralment, surfactants anjoniċi bħal alkanolamido sulfates u surfactants amfoteriċi bħal amidosulfobetaine huma partikolarment effettivi bħala aġenti li jxerrdu għal sapun tal-kalċju.
Bosta sforzi ta 'riċerka ddeterminaw it-tixrid tal-AAS, fejn N-lauroyl lysine instab li ma tantx kompatibbli mal-ilma u diffiċli biex jintuża għal formulazzjonijiet kożmetiċi.F'din is-serje, l-aċidi amminiċi bażiċi sostitwiti bl-N-acyl għandhom dispersibility superb u jintużaw fl-industrija tal-kosmetiċi biex itejbu l-formulazzjonijiet.
07 Tossiċità
Surfactants konvenzjonali, speċjalment surfactants katjoniċi, huma tossiċi ħafna għall-organiżmi akkwatiċi. It-tossiċità akuta tagħhom hija dovuta għall-fenomenu ta 'interazzjoni adsorbiment-jone ta' surfactants fl-interface taċ-ċellula-ilma. It-tnaqqis tas-cmc ta 'surfactants normalment iwassal għal assorbiment interfacial aktar b'saħħtu ta' surfactants, li normalment jirriżulta fit-tossiċità akuta elevata tagħhom. Żieda fit-tul tal-katina idrofobika tas-surfactants twassal ukoll għal żieda fit-tossiċità akuta tas-surfactant.Ħafna mill-AAS huma baxxi jew mhux tossiċi għall-bnedmin u l-ambjent (speċjalment għall-organiżmi tal-baħar) u huma adattati għall-użu bħala ingredjenti tal-ikel, farmaċewtiċi u kożmetiċi.Ħafna riċerkaturi wrew li s-surfactants tal-aċidu amminiku huma ġentili u mhux irritanti għall-ġilda. Is-surfactants ibbażati fuq l-arginine huma magħrufa li huma inqas tossiċi mill-kontropartijiet konvenzjonali tagħhom.
Brito et al. studja l-proprjetajiet fiżikokimiċi u tossikoloġiċi tal-amfifili bbażati fuq l-aċidi amminiċi u [id-derivattivi tagħhom minn tyrosine (Tyr), hydroxyproline (Hyp), serine (Ser) u lysine (Lys)] formazzjoni spontanja ta’ vesikli katjoniċi u taw dejta dwar it-tossiċità akuta tagħhom lil Daphnia magna (IC 50). Huma sintetizzaw veżikoli katjoniċi ta 'dodecyltrimethylammonium bromide (DTAB)/derivati Lys u/jew taħlitiet Ser-/Lys-derivattivi u ttestjaw l-ekotossiċità u l-potenzjal emolitiku tagħhom, u wrew li l-AAS kollha u t-taħlitiet tagħhom li fihom il-vesikuli kienu inqas tossiċi mis-surfactant konvenzjonali DTAB. .
Rosa et al. investigat it-twaħħil (assoċjazzjoni) tad-DNA ma 'vesikoli katjoniċi bbażati fuq aċidu amminiku stabbli. B'differenza mis-surfactants katjoniċi konvenzjonali, li ħafna drabi jidhru li huma tossiċi, l-interazzjoni ta 'surfactants katjoniċi amino acid tidher li mhix tossika. L-AAS katjoniku huwa bbażat fuq l-arginine, li b'mod spontanju jifforma vesikuli stabbli flimkien ma 'ċerti surfactants anjoniċi. L-inibituri tal-korrużjoni bbażati fuq l-aċidu amminiku huma rrappurtati wkoll li mhumiex tossiċi. Dawn is-surfactants huma faċilment sintetizzati b'purità għolja (sa 99%), bi prezz baxx, bijodegradabbli faċilment, u solubbli kompletament f'midja milwiema. Diversi studji wrew li s-surfactants tal-aċidu amminiku li fihom il-kubrit huma superjuri fl-inibizzjoni tal-korrużjoni.
Fi studju riċenti, Perinelli et al. irrapporta profil tossikoloġiku sodisfaċenti ta' ramnolipidi meta mqabbel ma' surfactants konvenzjonali. Ir-ramnolipidi huma magħrufa li jaġixxu bħala li jsaħħu l-permeabilità. Huma rrappurtaw ukoll l-effett tar-ramnolipidi fuq il-permeabilità epiteljali ta 'drogi makromolekulari.
08 Attività antimikrobika
L-attività antimikrobika tas-surfactants tista' tiġi evalwata bil-konċentrazzjoni inibitorja minima. L-attività antimikrobika tas-surfactants ibbażati fuq l-arginine ġiet studjata fid-dettall. Il-batterji Gram-negattivi nstabu li huma aktar reżistenti għal surfactants ibbażati fuq l-arginine minn batterji Gram-pożittivi. L-attività antimikrobika tas-surfactants ġeneralment tiżdied bil-preżenza ta 'hydroxyl, cyclopropane jew bonds mhux saturati fi ħdan il-ktajjen aċil. Castillo et al. wera li t-tul tal-ktajjen aċil u l-ħlas pożittiv jiddeterminaw il-valur HLB (bilanċ idrofiliku-lipofiliku) tal-molekula, u dawn għandhom effett fuq il-kapaċità tagħhom li jfixklu l-membrani. Nα-acylarginine methyl ester huwa klassi importanti oħra ta 'surfactants katjoniċi b'attività antimikrobika ta' spettru wiesa 'u Huwa faċilment bijodegradabbli u għandu tossiċità baxxa jew l-ebda tossiċità. Studji dwar l-interazzjoni ta 'surfactants bbażati fuq Nα-acylarginine methyl ester ma' 1,2-dipalmitoyl-sn-propyltrioxyl-3-phosphorylcholine u 1,2-ditetradecanoyl-sn-propyltrioxyl-3-phosphorylcholine, membrani mudell, u ma 'organiżmi ħajjin fil- il-preżenza jew in-nuqqas ta 'ostakli esterni wrew li din il-klassi ta' surfactants għandha antimikrobika tajba Ir-riżultati wrew li s-surfactants għandhom attività antibatterika tajba.
09 Proprjetajiet reoloġiċi
Il-proprjetajiet reoloġiċi tas-surfactants għandhom rwol importanti ħafna fid-determinazzjoni u t-tbassir tal-applikazzjonijiet tagħhom f'industriji differenti, inklużi l-ikel, il-farmaċewtiċi, l-estrazzjoni taż-żejt, il-kura personali u l-prodotti għall-kura tad-dar. Saru ħafna studji biex tiġi diskussa r-relazzjoni bejn il-viskoelastiċità tas-surfactants tal-aċidu amminiku u s-cmc.
10 Applikazzjonijiet fl-industrija tal-kosmetiċi
AAS jintużaw fil-formulazzjoni ta 'ħafna prodotti għall-kura personali.potassju N-cocoyl glycinate jinstab li huwa ġentili fuq il-ġilda u jintuża fit-tindif tal-wiċċ biex jitneħħa l-ħama u l-għamla. L-aċidu n-Acyl-L-glutamiku għandu żewġ gruppi karbossiliċi, li jagħmilha aktar solubbli fl-ilma. Fost dawn l-AAS, l-AAS ibbażati fuq l-aċidi grassi C 12 jintużaw ħafna fit-tindif tal-wiċċ biex jitneħħew il-ħama u l-għamla. AAS b'katina C 18 jintużaw bħala emulsjonanti fi prodotti għall-kura tal-ġilda, u l-imluħa N-Lauryl alanine huma magħrufa li joħolqu fowms kremi li mhumiex irritanti għall-ġilda u għalhekk jistgħu jintużaw fil-formulazzjoni ta 'prodotti għall-kura tat-trabi. AAS ibbażat fuq N-Lauryl użat fit-toothpaste għandhom deterġenza tajba simili għas-sapun u effikaċja qawwija li tinibixxi l-enzimi.
Matul l-aħħar ftit għexieren ta 'snin, l-għażla ta' surfactants għall-kożmetiċi, prodotti għall-kura personali u farmaċewtiċi ffokat fuq tossiċità baxxa, ħlewwa, ġentilezza għall-mess u sigurtà. Il-konsumaturi ta 'dawn il-prodotti huma konxji sew tal-irritazzjoni potenzjali, it-tossiċità u l-fatturi ambjentali.
Illum, l-AAS jintużaw biex jifformulaw ħafna shampoos, żebgħa tax-xagħar u sapun tal-banju minħabba l-ħafna vantaġġi tagħhom fuq il-kontropartijiet tradizzjonali tagħhom fil-kożmetiċi u l-prodotti għall-kura personali.Is-surfactants ibbażati fuq il-proteini għandhom proprjetajiet mixtieqa meħtieġa għall-prodotti tal-kura personali. Xi AAS għandhom kapaċitajiet li jiffurmaw il-film, filwaqt li oħrajn għandhom kapaċitajiet tajbin ta 'ragħwa.
L-aċidi amminiċi huma fatturi ta ' moisturizing importanti li jseħħu b'mod naturali fl-istratum corneum. Meta ċ-ċelloli epidermali jmutu, isiru parti mill-istratum corneum u l-proteini intraċellulari jiġu degradati gradwalment għal aċidi amminiċi. Dawn l-aċidi amminiċi mbagħad jiġu ttrasportati aktar fl-istratum corneum, fejn jassorbu xaħam jew sustanzi li jixbħu xaħam fl-istratum corneum epidermali, u b'hekk itejbu l-elastiċità tal-wiċċ tal-ġilda. Madwar 50% tal-fattur moisturizing naturali fil-ġilda huwa magħmul minn aċidi amminiċi u pyrrolidone.
Il-kollaġen, ingredjent kożmetiku komuni, fih ukoll aċidi amminiċi li jżommu l-ġilda ratba.Problemi tal-ġilda bħal ħruxija u matt huma dovuti fil-biċċa l-kbira għal nuqqas ta 'aċidi amminiċi. Studju wieħed wera li t-taħlit ta 'aċidu amminiku ma' ingwent itaffi l-ħruq tal-ġilda, u ż-żoni affettwati reġgħu lura għall-istat normali tagħhom mingħajr ma jsiru ċikatriċi keloid.
L-aċidi amminiċi nstabu wkoll li huma utli ħafna fil-kura ta 'rita' bil-ħsara.Xagħar niexef u bla forma jista 'jindika tnaqqis fil-konċentrazzjoni ta' aċidi amminiċi fi stratum corneum bil-ħsara severa. L-aċidi amminiċi għandhom il-kapaċità li jippenetraw ir-rita fix-xaft tax-xagħar u jassorbu l-umdità mill-ġilda.Din il-kapaċità ta 'surfactants bbażati fuq l-aċidu amminiku tagħmilhom utli ħafna fix-shampoos, żebgħa tax-xagħar, softeners tax-xagħar, kondizzjonaturi tax-xagħar, u l-preżenza ta' aċidi amminiċi tagħmel ix-xagħar b'saħħtu.
11 Applikazzjonijiet fil-kożmetiċi ta 'kuljum
Bħalissa, hemm domanda dejjem tikber għal formulazzjonijiet tad-deterġenti bbażati fuq l-aċidu amminiku madwar id-dinja.AAS huma magħrufa li għandhom kapaċità ta 'tindif aħjar, kapaċità ta' ragħwa u proprjetajiet ta 'trattib tad-drapp, li jagħmilhom adattati għal deterġenti tad-dar, shampoos, ħasil tal-ġisem u applikazzjonijiet oħra.AAS anfoteriku derivat mill-aċidu aspartiku huwa rrappurtat li huwa deterġent effettiv ħafna bi proprjetajiet kelanti. L-użu ta 'ingredjenti deterġenti li jikkonsistu f'aċidi N-alkyl-β-aminoethoxy instab li jnaqqas l-irritazzjoni tal-ġilda. Formulazzjoni ta 'deterġent likwidu li tikkonsisti f'N-cocoyl-β-aminopropionate ġiet irrappurtata li hija deterġent effettiv għat-tbajja' taż-żejt fuq uċuħ tal-metall. Surfactant ta' l-aċidu aminocarboxylic, C 14 CHOHCH 2 NHCH 2 COONa, intwera wkoll li għandu deterġenza aħjar u jintuża għat-tindif ta' tessuti, twapet, xagħar, ħġieġ, eċċ. L-aċidu 2-hydroxy-3-aminopropionic-N,N- Id-derivattiv tal-aċidu aċetoaċetiku huwa magħruf li għandu kapaċità ta 'kumplessità tajba u għalhekk jagħti stabbiltà lill-aġenti tal-ibbliċjar.
Il-preparazzjoni ta 'formulazzjonijiet ta' deterġent ibbażati fuq N-(N'-long-chain acyl-β-alanyl)-β-alanine ġiet irrappurtata minn Keigo u Tatsuya fil-privattiva tagħhom għal kapaċità u stabbiltà aħjar tal-ħasil, tkissir faċli tal-fowm u trattib tajjeb tad-drapp . Kao żviluppa formulazzjoni ta 'deterġent ibbażata fuq N-Acyl-1 -N-hydroxy-β-alanine u rrapporta irritazzjoni baxxa tal-ġilda, reżistenza għolja għall-ilma u qawwa għolja tat-tneħħija tat-tebgħa.
Il-kumpanija Ġappuniża Ajinomoto tuża AAS tossiku baxx u faċilment degradabbli bbażat fuq aċidu L-glutamiku, L-arginine u L-lysine bħala l-ingredjenti ewlenin fix-shampoos, deterġenti u kożmetiċi (Figura 13). Ġiet irrappurtata wkoll l-abbiltà tal-addittivi tal-enżimi fil-formulazzjonijiet tad-deterġenti biex ineħħu l-fouling tal-proteini. N-acyl AAS derivati minn aċidu glutamiku, alanine, methylglycine, serine u aċidu aspartiku ġew irrappurtati għall-użu tagħhom bħala deterġenti likwidi eċċellenti f'soluzzjonijiet milwiema. Dawn is-surfactants ma jżidux il-viskożità xejn, anke f'temperaturi baxxi ħafna, u jistgħu jiġu ttrasferiti faċilment mill-kontenitur tal-ħażna tal-apparat tar-ragħwa biex jiksbu fowms omoġenji.
Ħin tal-post: Ġunju-09-2022