Werrej ta 'Werrej għal dan l-artikolu:
1. Żvilupp ta 'aċidi amminiċi
2. Propjetajiet strutturali
3. Kompożizzjoni kimika
4. Klassifikazzjoni
5. Sintesi
6. Propjetajiet fiżikokimiċi
7. Tossiċità
8. Attività antimikrobika
9. Propjetajiet reoloġiċi
10. Applikazzjonijiet fl-Industrija Kosmetika
11. Applikazzjonijiet fil-Kożmetiċi ta 'Kuljum
Surfactants ta 'aċidu amminiku (AAS)huma klassi ta 'surfactants iffurmati billi tgħaqqad gruppi idrofobiċi ma' wieħed jew aktar aċidi amminiċi. F'dan il-każ, l-aċidi amminiċi jistgħu jkunu sintetiċi jew derivati minn idrolisati tal-proteina 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 fiż-żieda tad-domanda, il-versatilità tal-AAS minħabba l-istruttura varjabbli tagħhom toffri numru kbir ta' opportunitajiet kummerċjali.
Minħabba li s-surfactants jintużaw ħafna f'deterġenti, emulsjonanti, inibituri tal-korrużjoni, irkupru taż-żejt terzjarju u farmaċewtiċi, ir-riċerkaturi qatt ma waqfu jagħtu attenzjoni lis-surfactants.
Is-surfactants huma l-aktar prodotti kimiċi rappreżentattivi li huma kkunsmati fi kwantitajiet kbar kuljum madwar id-dinja u kellhom impatt negattiv fuq l-ambjent akwatiku.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 bħall-utilità u l-prestazzjoni ta' surfactants.
Il-bijosurfactants huma surfactants sostenibbli favur l-ambjent li huma naturalment sintetizzati minn mikro-organiżmi bħal batterji, fungi, u ħmira, jew sekretati extraċellulari.Għalhekk, il-bijosurfactants jistgħu wkoll jiġu ppreparati permezz ta 'disinn molekulari biex jimitaw strutturi amfifili naturali, bħal fosfolipidi, alkil glukożidi u aċidi amminiċi tal-aċil.
Surfactants ta 'aċidu amminiku (AAS)huma wieħed mis-surfactants tipiċi, ġeneralment prodotti minn materja prima tal-annimali jew agrikoli derivati. Matul l-aħħar żewġ deċennji, l-AAs ġibdu ħafna interess minn xjenzati bħala surfactants ġodda, mhux biss minħabba li jistgħu jiġu sintetizzati mir-riżorsi rinnovabbli, iżda wkoll minħabba li l-AAs huma faċilment degradabbli u għandhom prodotti sekondarji li ma jagħmlux ħsara, li jagħmluhom aktar siguri għall-ambjent.
L-AAs jistgħu jiġu definiti bħala klassi ta 'surfactants li jikkonsistu f'aċidi amminiċi li fihom gruppi ta' aċidu amminiku (HO 2 C-CHR-NH 2) jew residwi ta 'aċidu amminiku (HO 2 C-CHR-NH-). Iż-żewġ reġjuni funzjonali ta 'aċidi amminiċi jippermettu d-derivazzjoni ta' varjetà wiesgħa ta 'surfactants. Total ta '20 aċidi amminiċi proteinoġeniċi standard huma magħrufa li jeżistu fin-natura u huma responsabbli għar-reazzjonijiet fiżjoloġiċi kollha fl-attivitajiet tat-tkabbir u tal-ħajja. Huma differenti minn xulxin biss skont ir-residwu R (Figura 1, PK A huwa l-logaritmu negattiv tal-kostanti tad-dissoċjazzjoni tal-aċidu tas-soluzzjoni). Xi wħud mhumiex polari u idrofobiċi, uħud huma polari u idrofiliċi, uħud huma bażiċi u xi wħud huma aċidużi.
Minħabba li l-aċidi amminiċi huma komposti rinnovabbli, is-surfactants sintetizzati minn aċidi amminiċi għandhom ukoll potenzjal għoli biex isiru sostenibbli u favur l-ambjent. L-istruttura sempliċi u naturali, tossiċità baxxa u 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 minn rotot bijoteknoloġiċi differenti u rotot kimiċi.
Fil-bidu tas-seklu 20, l-aċidi amminiċi l-ewwel ġew skoperti li jintużaw bħala substrati għas-sintesi ta 'surfactants.L-AAs intużaw prinċipalment bħala preservattivi fil-formulazzjonijiet farmaċewtiċi u kosmetiċi.Barra minn hekk, l-AAs instabu li huma attivi bijoloġikament kontra varjetà ta 'batterji li jikkawżaw mard, tumuri u viruses. Fl-1988, id-disponibbiltà ta 'AAs bi prezz baxx iġġenerat interess ta' riċerka fl-attività tal-wiċċ. Illum, bl-iżvilupp tal-bijoteknoloġija, xi aċidi amminiċi jistgħu wkoll jiġu sintetizzati kummerċjalment fuq skala kbira mill-ħmira, li indirettament tipprova li l-produzzjoni tal-AAS hija aktar favur l-ambjent.
01 Żvilupp ta 'aċidi amminiċi
Sa mill-bidu tas-seklu 19, meta ġew skoperti l-ewwel aċidi amminiċi, l-istrutturi tagħhom kienu mbassra li huma estremament ta 'valur - li jistgħu jintużaw bħala materja prima għall-preparazzjoni ta' anfifili. L-ewwel studju dwar is-sintesi ta 'AAS kien irrappurtat minn Bondi fl-1909.
F'dak l-istudju, N-acylglycine u N-acylalanine ġew introdotti bħala gruppi idrofiliċi għal surfactants. Xogħol sussegwenti kien jinvolvi s-sintesi ta 'aċidi lipoamino (AAS) bl-użu ta' glycine u alanine, u Hentrich et al. ippubblika serje ta 'sejbiet,inkluża l-ewwel applikazzjoni għal privattiva, dwar l-użu ta 'acyl sarcosinat u melħ ta' acyl aspartate bħala surfactants fi prodotti għat-tindif tad-dar (eż. Xampu, deterġenti u toothpastes).Sussegwentement, bosta riċerkaturi investigaw is-sinteżi u l-proprjetajiet fiżikokimiċi ta 'aċidi amminiċi ta' l-aċil. Sal-lum, korp kbir ta 'letteratura ġie ppubblikat dwar is-sinteżi, il-proprjetajiet, l-applikazzjonijiet industrijali u l-bijodegradabilità tal-AAS.
02 Propjetajiet strutturali
Il-ktajjen ta 'aċidu xaħmi idrofobiku mhux polari ta' 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 kompożizzjonali wiesgħa tagħhom u l-proprjetajiet fiżikokimiċi u bijoloġiċi tagħhom. Il-gruppi tar-ras ta 'AAs huma magħmula minn aċidi amminiċi jew peptidi. Id-differenzi fil-gruppi tar-ras jiddeterminaw l-adsorbiment, l-aggregazzjoni u l-attività bijoloġika ta 'dawn is-surfactants. Il-gruppi funzjonali fil-grupp tar-ras imbagħad jiddeterminaw it-tip ta 'AAs, inklużi katjoniċi, anjoniċi, nonjoniċi, u amfoteriċi. Il-kombinazzjoni ta 'aċidi amminiċi idrofiliċi u porzjonijiet ta' katina twila idrofobiċi jiffurmaw struttura anfifilika li tagħmel il-molekula tal-wiċċ attiva ħafna. Barra minn hekk, il-preżenza ta 'atomi tal-karbonju asimmetriċi fil-molekula tgħin biex tifforma molekuli chiral.
03 Kompożizzjoni kimika
Il-peptidi u l-polipeptidi kollha huma l-prodotti ta 'polimerizzazzjoni ta' dawn l-aċidi α-amino α-proteinogeniċi. L-20 aċidi α-amino kollha fihom grupp funzjonali ta 'aċidu karbossiliku (-COOH) u grupp funzjonali amminiku (-NH 2), it-tnejn imwaħħlin ma' l-istess atomu tetrahedral α-karbonju. L-aċidi amminiċi jvarjaw minn xulxin mill-gruppi R differenti mwaħħlin mal-α-karbonju (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 ta 'aċidi amminiċi fl-ilma.
L-aċidi amminiċi huma chiral (minbarra glycine) u huma ottikament attivi min-natura minħabba li għandhom erba 'sostituti differenti marbuta mal-karbonju alfa. L-aċidi amminiċi għandhom żewġ konformazzjonijiet possibbli; Huma immaġini tal-mera li ma jirċevux lil xulxin, minkejja l-fatt li n-numru ta 'l-stereoisomeri L huwa sinifikament ogħla. Il-grupp R preżenti f'xi aċidi amminiċi (fenilalanine, tyrosine u triptofan) huwa aril, li jwassal għal assorbiment massimu ta 'UV ta' 280 nm. L-α-COOH aċiduż u l-α-NH 2 bażiċi fl-aċidi amminiċi huma kapaċi ta 'jonizzazzjoni, u ż-żewġ stereoisomeri, skond liema huma, jibnu l-ekwilibriju ta' jonizzazzjoni li jidher hawn taħt.
R-COOH ↔r-COO－＋ h＋
R-nh3＋↔r-nh2＋ h＋
Kif muri fl-ekwilibriju ta 'jonizzazzjoni hawn fuq, l-aċidi amminiċi fihom mill-inqas żewġ gruppi aċidużi dgħajfa; Madankollu, il-grupp carboxyl huwa ħafna iktar aċiduż meta mqabbel mal-grupp amminiku protonat. pH 7.4, il-grupp carboxyl huwa deprotonat waqt li l-grupp amino huwa protonat. Aċidi amminiċi bi gruppi R mhux jonizzabbli huma newtrali elettrikament f'dan il-pH u jiffurmaw zwitterion.
04 Klassifikazzjoni
L-AAs jistgħu jiġu kklassifikati skont erba 'kriterji, li huma deskritti hawn taħt.
4.1 Skond l-oriġini
| Skond l-oriġini, l-AAs jistgħu jinqasmu f'2 kategoriji kif ġej. ① Kategorija naturali Xi komposti li jseħħu b'mod naturali li fihom aċidi amminiċi għandhom ukoll il-ħila li jnaqqsu t-tensjoni tal-wiċċ / interfacial, u xi wħud saħansitra jaqbżu l-effikaċja tal-glikolipidi. Dawn l-AAs huma magħrufa wkoll bħala lipopeptidi. Il-lipopeptidi huma komposti ta 'piż molekulari baxx, ġeneralment prodotti minn speċi ta' bacillus.
AAs bħal dawn huma maqsuma aktar fi 3 subklassi:surfactin, iturin u fengycin.
|
| Il-familja ta 'peptidi attivi fil-wiċċ tiġbor fiha varjanti ta' heptapeptide ta 'varjetà ta' sustanzi,Kif muri fil-Figura 2A, li fiha katina ta 'aċidu xaħmi β-hydroxy mhux saturata C12-C16 hija marbuta mal-peptide. Il-peptide attiv fil-wiċċ huwa lactone makroċikliku li fih iċ-ċirku huwa magħluq bil-katalisi bejn it-terminus 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 tal-ekurimycins, il-grupp amino fil-pożizzjoni β jista 'jifforma bond amide mal-C-terminus u b'hekk jifforma struttura ta' lactam makroċikliċi.
Is-subklassi tal-fengycin fiha fengycin A u B, li jissejħu wkoll plipastatin meta Tyr9 huwa konfigurat.Id-decapeptide huwa marbut ma 'katina ta' aċidu xaħmi ta 'β-hydroxy saturata jew mhux saturata C14. Strutturalment, il-plipastatin huwa wkoll lactone makroċikliċi, li fih katina tal-ġenb TYR fil-pożizzjoni 3 tas-sekwenza tal-peptidi u li tifforma bond ester mar-residwu C-terminal, u b'hekk tifforma struttura ta 'ċirku intern (kif inhu l-każ għal ħafna lipopeptidi Pseudomonas).
② Kategorija Sintetika L-AAs jistgħu wkoll jiġu sintetizzati billi jintużaw kwalunkwe waħda mill-aċidi amminiċi aċidużi, bażiċi u newtrali. Aċidi amminiċi komuni użati għas-sintesi ta 'AAs huma aċidu glutamiku, serine, proline, aċidu aspartiku, glycine, arginine, alanine, leucine, u proteina idrolisati. Din is-subklassi ta 'surfactants tista' tiġi ppreparata permezz ta 'metodi kimiċi, enżimatiċi u kemjenzimatiċi; Madankollu, għall-produzzjoni ta 'AAS, is-sinteżi kimika hija aktar ekonomikament fattibbli. Eżempji komuni jinkludu l-aċidu N-lauroyl-l-glutamiku u l-aċidu N-palmitoyl-l-glutamiku.
|
4.2 Ibbażat fuq Sostituti tal-Katina Alifatika
Ibbażat fuq is-sostituti tal-katina alifatika, surfactants ibbażati fuq l-aċidu amminiku jistgħu jinqasmu f'2 tipi.
Skond il-pożizzjoni tas-sostitut
| ①n-sostitwit AAs F'komposti sostitwiti minn N, grupp amminiku huwa sostitwit minn grupp lipofiliku jew grupp carboxyl, li jirriżulta f'telf ta 'bażiċità. L-iktar eżempju sempliċi ta 'AAs sostitwiti N huma l-aċidi amminiċi N-acyl, li huma essenzjalment surfactants anjoniċi. L-AAs sostitwiti N għandhom bond amide mwaħħal bejn il-porzjonijiet idrofobiċi u idrofiliċi. Il-bond amide għandu l-abbiltà li jifforma bond ta 'l-idroġenu, li jiffaċilita d-degradazzjoni ta' dan is-surfactant f'ambjent aċiduż, u b'hekk jagħmilha bijodegradabbli.
②C-sostitwit AAS F'komposti sostitwiti C, is-sostituzzjoni sseħħ fil-grupp carboxyl (permezz ta 'bond amide jew ester). Komposti tipiċi sostitwiti minn C (eż. Esteri jew amidi) huma essenzjalment surfactants katjoniċi.
AAs ③n- u C-sostitwiti F’dan it-tip ta ’surfactant, kemm il-gruppi amino kif ukoll il-karbossili huma l-parti idrofilika. Dan it-tip huwa essenzjalment surfactant anfoteriku. |
4.3 Skond in-numru ta 'dnub idrofobiċi
Ibbażat fuq in-numru ta 'gruppi ta' ras u dnub idrofobiċi, l-AAs jistgħu jinqasmu f'erba 'gruppi. AAS b'katina dritta, Gemini (dimer) tat-tip AAs, tip ta 'gliċerolipidi AAs, u tip ta' amphiphilic bicephalic (BOLA). Is-surfactants b'katina dritta 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 b'katina dritta huma marbuta flimkien minn spazjatur u għalhekk huma msejħa wkoll dimers. Fil-gliċerolipidi tat-tip AAs, min-naħa l-oħra, iż-żewġ dnub idrofobiċi huma mwaħħlin mal-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 ma' denb idrofobiku.
4.4 Skond it-tip ta 'grupp ta' ras
①Cationic Aas
Il-grupp ewlieni ta 'dan it-tip ta' surfactant għandu ħlas pożittiv. L-ewwel AAs katjoniċi huwa Ethyl Cocoyl Arginate, li huwa pirrolidone carboxylate. Il-proprjetajiet uniċi u diversi ta 'dan is-surfactant jagħmluha utli fid-diżinfettanti, aġenti antimikrobiċi, aġenti antistatiċi, kondizzjonaturi tax-xagħar, kif ukoll li huma ġentili fuq l-għajnejn u l-ġilda u faċilment bijodegradabbli. Singare u Mhatre sintetizzaw l-AAs katjoniċi bbażati fuq l-arginine u evalwaw il-proprjetajiet fiżikokimiċi tagħhom. F'dan l-istudju, huma tellgħu rendimenti għoljin tal-prodotti miksuba bl-użu ta 'kundizzjonijiet ta' reazzjoni ta 'Schotten-Baumann. Biż-żieda fit-tul tal-katina tal-alkil u l-idrofobiċità, l-attività tal-wiċċ tas-surfactant instabet li tiżdied u l-konċentrazzjoni kritika tal-micelle (CMC) tonqos. Waħda oħra hija l-proteina tal-aċil kwaternarju, li hija komunement użata bħala kondizzjonatur fil-prodotti tal-kura tax-xagħar.
②ionic Aas
Fis-surfactants anjoniċi, il-grupp tar-ras polari tas-surfactant għandu ħlas negattiv. Sarcosine (CH 3 -N-CH 2 -COOH, N-methylglycine), aċidu amminiku li jinstab komunement fl-irqaq tal-baħar u l-istilel tal-baħar, huwa kimikament relatat mal-glycine (NH 2 -CH 2 -COOH,), aċidu amminiku bażiku misjub fiċ-ċelloli mammiferi. -COOH,) huwa relatat kimikament mal-glycine, li huwa aċidu amminiku bażiku misjub 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 ta 'sarcosinat. Sarkosinati huma intrinsikament ħfief u għalhekk huma komunement użati fil-ħasil tal-ħalq, xampù, ragħwa tal-leħja tal-isprej, protezzjoni mix-xemx, prodotti li jnaddfu l-ġilda, u prodotti kosmetiċi oħra.
AAs anjoniċi 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, solubilizzatur, emulsifikant u dispersant, u għandu ħafna applikazzjonijiet fil-kożmetiċi, bħal shampoos, sapun tal-banju, ħasil tal-ġisem, snien, tindif tal-wiċċ, tindif tal-wiċċ, sapun tat-tindif, tindif tal-lenti tal-kuntatt u surfactants tad-dar. Amisoft jintuża bħala tindif ħafif tal-ġilda u tax-xagħar, l-aktar fil-wiċċ u l-prodotti li jnaddfu l-ġisem, deterġenti sintetiċi blokka, prodotti għall-kura tal-ġisem, shampoos u prodotti oħra tal-kura tal-ġilda.
③zwitterionic jew AAS anfoteriku
Is-surfactants anfoteriċi fihom kemm siti aċidużi kif ukoll bażiċi u għalhekk jistgħu jibdlu l-ħlas tagħhom billi jbiddlu l-valur tal-pH. Fil-midja alkalina huma jġibu ruħhom bħal surfactants anjoniċi, filwaqt li f'ambjenti aċidużi jġibu ruħhom bħal surfactants katjoniċi u f'medja newtrali bħal surfactants anfoteriċi. Lauryl lysine (LL) u alkoxy (2-hydroxypropyl) arginine huma l-uniċi surfactants anfoteriċi magħrufa bbażati fuq aċidi amminiċi. LL huwa prodott ta 'kondensazzjoni ta' lysine u aċidu lauriku. Minħabba l-istruttura anfoterika tagħha, LL ma tinħallx fi kważi t-tipi kollha ta 'solventi, ħlief għal solventi alkalini jew aċidużi ħafna. Bħala trab organiku, LL għandha adeżjoni eċċellenti ma 'uċuħ idrofiliċi u koeffiċjent baxx ta' frizzjoni, li jagħti lil dan is-surfactant abilità ta 'lubrikazzjoni eċċellenti. LL huwa użat ħafna fil-kremi tal-ġilda u l-kondizzjonaturi tax-xagħar, u jintuża wkoll bħala lubrikant.
④nonionic Aas
Surfactants nonjoniċi huma kkaratterizzati minn gruppi ta 'ras polari mingħajr ħlasijiet formali. Tmien surfactants nonjoniċi etossilati ġodda ġew ippreparati minn Al-Sabagh et al. Minn aċidi α-amino li jinħallu fiż-żejt. F'dan il-proċess, L-fenilalanina (LEP) u L-leucine ġew l-ewwel esterifikati bl-hexadecanol, segwiti minn amidazzjoni bl-aċidu palmitiku biex jagħtu żewġ amidi u żewġ esteri ta 'aċidi α-amino. L-amidi u l-esteri mbagħad għaddew minn reazzjonijiet ta 'kondensazzjoni b'ossidu ta' l-etilene biex iħejju tliet derivattivi ta 'fenilalanina b'numri differenti ta' unitajiet ta 'polyoxyethylene (40, 60 u 100). Dawn l-AAs nonjoniċi nstabu li għandhom deterġenza tajba u proprjetajiet ta 'ragħwa.
05 Sintesi
5.1 Rotta sintetika bażika
Fl-AAS, gruppi idrofobiċi jistgħu jiġu mwaħħlin ma 'siti ta' aċidu amina jew karbossiliku, jew minn ġol-ktajjen tal-ġnub ta 'aċidi amminiċi. Abbażi ta 'dan, erba' rotot sintetiċi bażiċi huma disponibbli, kif muri fil-Figura 5.
Fig.5 Paths ta 'sinteżi fundamentali ta' surfactants ibbażati fuq l-aċidu amminiku
| Pathway 1. L-amini tal-ester anfifiliku huma prodotti minn reazzjonijiet ta 'esterifikazzjoni, f'liema każ is-sinteżi tas-surfactant ġeneralment tinkiseb billi tirrifletti l-alkoħol xaħmi u l-aċidi amminiċi fil-preżenza ta' aġent ta 'deidrazzjoni u katalist aċiduż. F’xi reazzjonijiet, l-aċidu sulfuriku jaġixxi kemm bħala katalist kif ukoll bħala aġent ta ’deidrazzjoni.
Pathway 2. L-aċidi amminiċi attivati jirreaġixxu ma 'alkylamines biex jiffurmaw bonds amide, li jirriżultaw fis-sintesi ta' amidoamini anfifiliċi.
Pathway 3. L-aċidi amido huma sintetizzati billi jirreaġixxu l-gruppi ta 'l-amina ta' aċidi amminiċi b'aċidi amido.
Pathway 4. L-aċidi amminiċi alkil b'katina twila ġew sintetizzati bir-reazzjoni ta 'gruppi amina b'aloalkanes. |
5.2 Avvanzi fis-Sintesi u l-Produzzjoni
5.2.1 Sintesi ta 'surfactants ta' aċidu amminiku / peptide b'katina waħda
Aċidi amminiċi jew peptidi N-acyl jew O-acyl jistgħu jiġu sintetizzati permezz ta 'aċilazzjoni katalizzata ta' l-enzima ta 'gruppi ta' amina jew idrossili b'aċidi grassi. L-ewwel rapport dwar is-sinteżi katalizzata mingħajr lipase mingħajr solvent ta 'aċidu amminiku amide jew derivattivi ta' ester tal-metil użaw Candida Antartika, b'rendimenti li jvarjaw minn 25% sa 90% skont l-aċidu amminiku fil-mira. Methyl etil ketone intuża wkoll bħala solvent f'xi reazzjonijiet. Vonderhagen et al. Iddeskriva wkoll reazzjonijiet ta 'n-aċilazzjoni ta' lipase u katalizzati bil-protease ta 'aċidi amminiċi, proteini idrolisati u / jew id-derivattivi tagħhom bl-użu ta' taħlita ta 'ilma u solventi organiċi (eż. Dimethylformamide / ilma) u metil butil ketone.
Fil-jiem bikrija, il-problema ewlenija bis-sinteżi tal-AAS katalizzata mill-enzima kienet ir-rendiment baxx. Skond Valivety et al. Ir-rendiment ta 'derivattivi ta' aċidu amminiku N-tetradecanoyl kien biss ta '2% -10% anke wara li użaw lipasi differenti u inkubati f'70 ° C għal ħafna jiem. Montet et al. Iltaqa 'wkoll ma' problemi dwar ir-rendiment baxx ta 'aċidi amminiċi fis-sintesi ta' N-acyl lisina bl-użu ta 'aċidi grassi u żjut veġetali. Skondhom, ir-rendiment massimu tal-prodott kien ta '19% f'kundizzjonijiet ħielsa mis-solvent u bl-użu ta 'solventi organiċi. L-istess problema kienet tiltaqa 'magħha Valivety et al. Fis-sintesi ta 'derivattivi ta' N-CBZ-L-lysine jew N-CBZ-lysine Methyl ester.
F'dan l-istudju, huma ddikjaraw li r-rendiment ta '3-O-tetradecanoyl-L-serine kien ta' 80% meta jintuża serine protett minn N bħala sottostrat u Novozyme 435 bħala katalist f'ambjent bla solvent imdewweb. Nagao u Kito studjaw l-O-acylation ta 'L-serine, L-homoserine, L-troonina u L-tyrosine (Let) meta użaw lipase r-riżultati tar-reazzjoni (lipase kien miksub minn Candida cylindracea u Rhizopus delemar f'medja akweja) u rrappurtaw li r-rendiment ta' l-acylation ta 'L-Homoserine Aċilazzjoni ta 'L-Threonine u Let seħħet.
Bosta riċerkaturi appoġġjaw l-użu ta 'substrati rħas u disponibbli faċilment għas-sintesi ta' AAs kosteffikaċi. Soo et al. sostna li l-preparazzjoni ta 'surfactants ibbażati fuq iż-żejt tal-palm taħdem l-aħjar b'lipoenzima immobilizzata. Huma nnutaw li r-rendiment tal-prodotti jkun aħjar minkejja r-reazzjoni li tieħu ħafna ħin (6 ijiem). Gerova et al. investigat is-sintesi u l-attività tal-wiċċ ta 'AAs chiral n-palmitoyl ibbażata fuq metjonina, proline, leucine, treonina, fenilalanina u fenilglycine f'taħlita ċiklika / racemika. Pang u Chu ddeskrivew is-sintesi ta 'monomeri bbażati fuq l-aċidu amminiku u monomeri bbażati fuq l-aċidu dicarboxylic f'soluzzjoni serje ta' esteri tal-poliamide ibbażati fuq l-aċidu amminiku funzjonali u bijodegradabbli ġew sintetizzati permezz ta 'reazzjonijiet ta' ko-kondensazzjoni fis-soluzzjoni.
Cantaeuzene u Guerreiro rrappurtaw l-esterifikazzjoni ta 'gruppi ta' aċidu karbossiliku ta 'BOC-ALA-OH u BOC-ASP-OH b'alkoħol alifatiku b'katina twila u diols, b'diklorometan bħala solvent u agarose 4b (Sepharose 4B) bħala katalist. F'dan l-istudju, ir-reazzjoni ta 'BOC-ALA-OH b'alkoħol xaħmi sa 16-il karbonju tat rendiment tajjeb (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 alkilamini b'katina twila jew bonds ester b'alkoħol xaħmi minn CBZ-Arg-OME, fejn il-papain aġixxa bħala katalist.
5.2.2 Sintesi ta 'surfactants ibbażati fuq l-aċidu / peptide bbażati fuq il-Gemini
Is-surfactants tal-Gemini bbażati fuq l-aċidu amminiku jikkonsistu f'żewġ molekuli AAS b'katina dritta marbuta ras għal ras ma 'xulxin minn grupp spacer. Hemm 2 skemi possibbli għas-sintesi kemjoenzimatika ta 'surfactants ibbażati fuq l-aċidu amminiku tat-tip Gemini (Figuri 6 u 7). Fil-Figura 6, 2 derivattivi ta 'aċidu amminiku huma rreaġixxew bil-kompost bħala grupp ta' spazjatur u mbagħad jiġu introdotti 2 gruppi idrofobiċi. Fil-Figura 7, l-istrutturi b'katina dritta huma marbuta direttament flimkien minn grupp ta 'spazjatur bifunzjonali.
L-ewwel żvilupp ta 'sinteżi katalizzata ta' l-enzima ta 'aċidi lipoamino gemini kien pijunier minn Valivety et al. Yoshimura et al. investigat is-sinteżi, l-adsorbiment u l-aggregazzjoni ta 'surfactant Gemini bbażat fuq l-aċidu amminiku bbażat fuq ċistina u n-alkil bromid. Is-surfactants sintetizzati tqabblu mas-surfactants monomeriċi korrispondenti. Faustino et al. iddeskriva s-sintesi ta 'AAs monomeriċi bbażati fuq l-urea anjonika bbażata fuq L-cystine, D-Cystine, DL-Cystine, L-cysteine, L-methionine u L-sulfoalanine u l-pari tagħhom ta' gemini permezz ta 'mezzi ta' konduttività, tensjoni tal-wiċċ ta 'ekwilibriju u karatterizzazzjoni ta' fluworexxenza stabbli minnhom. Intwera li l-valur CMC ta 'Gemini kien inqas billi tqabbel il-monomeru u l-gemini.
Fig.6 Sintesi ta 'Gemini AAs bl-użu ta' derivattivi u spazjati AA, segwita mill-inserzjoni tal-grupp idrofobiku
Fig.7 Sintesi ta 'Gemini Aass bl-użu ta' spacer bifunzjonali u AAs
5.2.3 Sintesi ta 'surfactants ta' aċidu amminiku / peptide gliċerolipid
Is-surfactants tal-aċidu amminiku / peptide tal-gliċerolipid huma klassi ġdida ta 'aċidi amminiċi tal-lipidi li huma analogi strutturali ta' esteri u fosfolipidi tal-gliċerol (jew di-), minħabba l-istruttura tagħhom ta 'wieħed jew żewġ katini xaħmi 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' katalist aċiduż (eż. BF 3). Sintesi katalizzata mill-enżimi (bl-użu ta 'idrolasi, proteasi u lipasi bħala katalizzaturi) hija wkoll għażla tajba (Figura 8).
Ġiet irrappurtata s-sintesi tal-enzima katalizzata ta 'konjugati ta' gliċeridi dilaurylated bl-użu ta 'papain. Sintesi ta 'konjugati ta' ester ta 'dicylglycerol mill-aċetilginina u l-evalwazzjoni tal-proprjetajiet fiżikokimiċi tagħhom ġiet irrappurtata wkoll.
Fig.8 Sintesi ta 'konjugati ta' aċidu amminiku mono u dicylglycerol
Spacer: NH- (ch2)10-NH: COMPOUNDB1
Spacer: NH-C6H4-NH: COMPOUNDB2
Spacer: Ch2-Ch2: compoundb3
Fig.9 Sintesi ta 'anfifili simmetriċi derivati minn tris (hydroxymethyl) aminomethane
5.2.4 Sintesi ta 'surfactants ibbażati fuq l-aċidu / peptide bbażati fuq il-bola
L-anfifili tat-tip bola bbażati fuq l-aċidu amminiku fihom 2 aċidi amminiċi li huma marbuta mal-istess katina idrofobika. Franceschi et al. iddeskriva s-sintesi ta 'anfifili tat-tip Bola b'2 aċidi amminiċi (D- jew L-alanine jew L-histidine) u 1 alkil katina ta' tulijiet differenti u investigaw l-attività tal-wiċċ tagħhom. Huma jiddiskutu s-sintesi u l-aggregazzjoni ta 'anfifili tat-tip BOLA ġodda bi frazzjoni ta' aċidu amminiku (bl-użu ta 'aċidu β-amino mhux komuni jew alkoħol) u grupp spazjatur C12 -C20. L-aċidi β-amino mhux komuni użati jistgħu jkunu aminoacid taz-zokkor, aċidu amminiku derivat mill-azidotimina (AZT), aċidu amminiku ta 'Norbornene, u alkoħol amminiku derivat minn AZT (Figura 9). Is-sintesi ta 'anfifiles simmetriċi tat-tip Bola derivati minn Tris (hydroxymethyl) aminomethane (Tris) (Figura 9).
06 Propjetajiet fiżikokimiċi
Huwa magħruf sew li s-surfactants ibbażati fuq l-aċidu amminiku (AAS) huma ta 'natura diversa u versatili u għandhom applikabilità tajba f'ħafna applikazzjonijiet bħal solubilizzazzjoni tajba, proprjetajiet tajbin ta' emulsifikazzjoni, effiċjenza għolja, prestazzjoni għolja ta 'attività tal-wiċċ u reżistenza tajba għall-ilma iebes (tolleranza tal-joni tal-kalċju (tolleranza tal-joni tal-kalċju).
Ibbażat fuq il-proprjetajiet tas-surfactant ta 'aċidi amminiċi (eż. Tensjoni tal-wiċċ, CMC, imġieba tal-fażi u temperatura ta' Krafft), il-konklużjonijiet li ġejjin intlaħqu wara studji estensivi - l-attività tal-wiċċ ta 'AAS hija superjuri għal dik tal-kontroparti tas-surfactant konvenzjonali tagħha.
6.1 Konċentrazzjoni Kritika tal-Micelle (CMC)
Il-konċentrazzjoni kritika ta 'micelle hija waħda mill-parametri importanti ta' surfactants u tirregola ħafna proprjetajiet attivi tal-wiċċ bħas-solubilizzazzjoni, il-lisi taċ-ċelluli u l-interazzjoni tagħha mal-bijofilms, eċċ. B'mod ġenerali, iż-żieda fit-tul tal-katina tad-denb ta 'l-idrokarburi (żieda fl-idrofobiċità) twassal għal tnaqqis fil-valur CMC tas-soluzzjoni tas-surfactant, u b'hekk iżżid l-attività tal-wiċċ tagħha. Is-surfactants ibbażati fuq aċidi amminiċi ġeneralment għandhom valuri CMC aktar baxxi meta mqabbla ma 'surfactants konvenzjonali.
Permezz ta 'kombinazzjonijiet differenti ta' gruppi ta 'ras u dnub idrofobiċi (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 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. Investigat is-CMC ta 'surfactants Gemini bbażati fuq l-aċidu amminiku ta' cysteine u wera li s-CMC naqas meta t-tul tal-katina tal-karbonju fil-katina idrofobika żdied minn 10 għal 12. Żieda ta 'aktar il-katina tal-karbonju għal 14 irriżulta f'żieda fil-CMC, li kkonfermat li surfactants ta' Gemini fit-tul għandhom tendenza aktar baxxa għall-aggregazzjoni.
Faustino et al. irrapporta l-formazzjoni ta 'micelles imħallta f'soluzzjonijiet milwiema ta' surfactants anjoniċi tal-Gemini bbażati fuq iċ-ċistina. Is-surfactants tal-Gemini tqabblu wkoll mas-surfactants monomeriċi konvenzjonali korrispondenti (C 8 Cys). Il-valuri CMC ta 'taħlitiet ta' surfactant tal-lipidi kienu rrappurtati li huma inqas minn dawk ta 'surfactants puri. Surfactants Gemini u 1,2-dihepnoyl-sn-glyceryl-3-phosphocholine, fosfolipidu li jiffurmaw l-ilma, li jiffurmaw l-ilma, kellhom CMC fil-livell millimolari.
Shrestha u Aramaki investigaw il-formazzjoni ta 'micelles viscoelastic bħal dudu f'soluzzjonijiet milwiema ta' surfactants anjoniċi-nonjoniċi bbażati fuq l-aċidu amminiku mħallat fin-nuqqas ta 'melħ ta' taħlita. F'dan l-istudju, instab li għandu temperatura ogħla ta 'Krafft; Madankollu, meta tkun newtralizzata bl-aċidu amminiku bażiku L-lisina, iġġenera micelles u s-soluzzjoni bdiet iġġib ruħhom bħal fluwidu Newtonjan f'25 ° C.
6.2 Solubilità tajba tal-ilma
Is-solubilità tajba tal-ilma tal-AAS hija dovuta għall-preżenza ta 'bonds addizzjonali ta' ko-NH. Dan jagħmel l-AAS aktar bijodegradabbli u favur l-ambjent mill-surfactants konvenzjonali korrispondenti. Is-solubilità fl-ilma ta 'l-aċidu N-acyl-l-glutamiku hija saħansitra aħjar minħabba ż-żewġ gruppi karbossiliċi tagħha. Is-solubilità tal-ilma ta 'NM (CA) 2 hija tajba wkoll minħabba li hemm 2 gruppi joniċi ta' arginine f'1 molekula, li tirriżulta f'assorbiment u diffużjoni aktar effettiva fl-interface taċ-ċellula u anke inibizzjoni tal-batterja effettiva f'konċentrazzjonijiet aktar baxxi.
6.3 Krafft Temperatura u Krafft Punt
It-temperatura ta 'Krafft tista' tinftiehem bħala l-imġieba speċifika ta 'solubilità ta' surfactants li s-solubilità tagħha tiżdied sew 'il fuq minn temperatura partikolari. Is-surfactants joniċi għandhom it-tendenza li jiġġeneraw idrati solidi, li jistgħu jippreċipitaw barra mill-ilma. F'temperatura partikolari (l-hekk imsejħa temperatura ta 'Krafft), hija ġeneralment osservata żieda drammatika u mhux kontinwa fis-solubilità tas-surfactants. Il-punt ta '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 ta' Krafft sakemm tintlaħaq il-punt Krafft, fejn is-solubilità tagħha tiżdied gradwalment minħabba l-formazzjoni ta 'micelle. Biex tkun żgurata solubilità sħiħa, huwa meħtieġ li tħejji formulazzjonijiet ta 'surfactant f'temperaturi' l fuq mill-punt ta 'Krafft.
It-temperatura ta 'Krafft ta' l-AAs ġiet studjata u mqabbla ma 'dik ta' surfatanti sintetiċi konvenzjonali.Shrestha u Aramaki studjaw it-temperatura ta 'Krafft ta' AAs ibbażati fuq l-arginine u sabu li l-konċentrazzjoni ta 'micelle kritika wriet imġieba ta' aggregazzjoni fil-forma ta 'pre-miċelles' N-hexadecanoyl AAs u ddiskutew ir-relazzjoni bejn it-temperatura Krafft tagħhom u r-residwi ta 'aċidu amminiku.
Fl-esperimenti, instab li t-temperatura ta 'Krafft ta' N-hexadecanoyl AAs żdiedet bid-daqs li jonqos ta 'residwi ta' aċidu amminiku (fenilalanina hija eċċezzjoni), filwaqt li s-sħana tas-solubilità (l-assorbiment tas-sħana) żdiedet bid-daqs li qed jonqos ta 'residwi ta' aċidu amminiku (bl-eċċezzjoni ta 'glycine u fenylalanine). Ġie konkluż li kemm fis-sistemi ta 'alanine kif ukoll fenilalanine, l-interazzjoni DL hija aktar b'saħħitha mill-interazzjoni LL fil-forma solida tal-melħ AAS N-Hexadecanoyl.
Brito et al. Iddeterminat it-temperatura ta 'Krafft ta' tliet serje ta 'surfactants ġodda bbażati fuq l-aċidu amminiku bl-użu ta' mikrocalorimetrija ta 'skennjar differenzjali u sab li t-tibdil tal-joni trifluworoaketat għal jone tal-jodur irriżulta f'żieda sinifikanti fit-temperatura ta' Krafft (madwar 6 ° C), minn 47 ° C), minn 47 ° C sa 53 ° C. Il-preżenza ta 'bonds cis-double u l-insaturazzjoni preżenti fis-ser-derivattivi tal-katina twila wasslu għal tnaqqis sinifikanti fit-temperatura ta' Krafft. N-dodecyl glutamate ġie rrappurtat li għandu temperatura ogħla ta 'Krafft. Madankollu, in-newtralizzazzjoni bl-aċidu amminiku bażiku L-lisina rriżultat fil-formazzjoni ta 'micelles f'soluzzjoni li ġabet ruħha 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 ta 'cocoyl glycinate tas-sodju bil-metodu tal-pjanċa wilhelmy (25 ± 0.2) ° C u ddeterminat il-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 aċidu amminiku bbażat fuq il-wiċċ tat-tensjoni tal-wiċċ ta' aġenti attivi tal-wiċċ ibbażati fuq 2C N. Instab li t-tensjoni tal-wiċċ fis-CMC naqset biż-żieda fit-tul tal-katina (sa n = 8), filwaqt li t-tendenza ġiet maqluba għal surfactants b'n = 12 jew tulijiet tal-katina itwal.
L-effett ta 'Cac1 2 fuq it-tensjoni tal-wiċċ ta' surfactants ibbażati fuq l-aċidu amminiku dicarboxylated ġie studjat ukoll. F'dawn l-istudji, CAC1 2 ġie miżjud ma 'soluzzjonijiet milwiema ta' tliet surfactants tat-tip ta 'aċidu amminiku dicarboxylated (C12 Malna 2, AspNA 2 C12, u C12 gluna 2). Il-valuri tal-plateau wara CMC tqabblu u nstab li t-tensjoni tal-wiċċ naqset f'konċentrazzjonijiet ta 'Cac1 2 baxxi ħafna. 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 10 mmol-L -1 CAC1 2 konċentrazzjoni. Fuq 10 mmol-l -1, it-tensjoni tal-wiċċ tiżdied sew, minħabba l-formazzjoni ta 'preċipitazzjoni tal-melħ tal-kalċju tas-surfactant. Għall-melħ tad-disodium ta 'N-dodecyl glutamate, żieda moderata ta' CAC1 2 irriżultat fi tnaqqis sinifikanti fit-tensjoni tal-wiċċ, filwaqt li żieda kontinwa fil-konċentrazzjoni ta 'Cac1 2 m'għadhiex ikkawżat bidliet sinifikanti.
Sabiex jiġi ddeterminat il-kinetika tal-adsorbiment tal-AAs tat-tip Gemini fl-interface tal-gass-ilma, it-tensjoni tal-wiċċ dinamika ġiet iddeterminata bl-użu tal-metodu massimu tal-pressjoni tal-bżieżaq. Ir-riżultati wrew li għall-itwal ħin tat-test, it-tensjoni tal-wiċċ dinamika 2C 12 Cys ma nbidlitx. It-tnaqqis tat-tensjoni dinamika tal-wiċċ jiddependi biss fuq il-konċentrazzjoni, it-tul tad-dnub idrofobiċi, u n-numru ta 'dnub idrofobiċi. Żieda fil-konċentrazzjoni ta 'surfactant, tnaqqis fit-tul tal-katina kif ukoll in-numru ta' ktajjen irriżultaw fi tħassir aktar mgħaġġel. Ir-riżultati miksuba għal konċentrazzjonijiet ogħla ta 'C N cys (n = 8 sa 12) instabu li kienu viċin ħafna tas-CMC γ imkejla bil-metodu Wilhelmy.
Fi studju ieħor, it-tensjonijiet dinamiċi tal-wiċċ taċ-ċistina tad-dilauryl tas-sodju (SDLC) u d-didecamino cystine tas-sodju 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-waqgħa. Ir-reazzjoni ta 'bonds disulfide ġiet investigata aktar b'metodi oħra wkoll. Iż-żieda ta 'mercaptoethanol ma' 0.1 mmol-l -1SDLC soluzzjoni wasslet għal żieda rapida fit-tensjoni tal-wiċċ minn 34 mn-m -1 sa 53 mn-m -1. Peress li NaClo jista 'jossida l-bonds disulfide ta' SDLC ma 'gruppi ta' aċidu sulfoniku, ma ġew osservati l-ebda aggregati meta Naclo (5 mmol-l -1) ma ġie miżjud mas-soluzzjoni ta '0.1 mmol-L -1 SDLC. Riżultati ta 'Mikroskopija Elettronika ta' Trasmissjoni u Riżultati Dinamiċi ta 'Tifrix tad-Dawl urew li ma ġew iffurmati l-ebda aggregati fis-soluzzjoni. It-tensjoni tal-wiċċ ta 'SDLC instabet li tiżdied minn 34 mn-m -1 sa 60 mn-m -1 fuq perjodu ta' 20 min.
6.5 Interazzjonijiet tal-wiċċ binarji
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, fl-aħħar ikkonkludew li din il-proprjetà mhux ideali tikkawża l-prevalenza ta' interazzjonijiet elettrostatiċi.
6.6 Propjetajiet ta 'aggregazzjoni
It-tifrix tad-dawl dinamiku huwa komunement użat biex jiddetermina l-proprjetajiet ta 'aggregazzjoni ta' monomeri bbażati fuq l-aċidu amminiku u surfactants tal-gemini f'konċentrazzjonijiet 'il fuq minn CMC, li jagħti 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. Id-daqsijiet tal-micelle tas-surfactants tal-Gemini huma sinifikament ikbar minn dawk tal-kontropartijiet monomeriċi tagħhom. Żieda fit-tul tal-katina tal-idrokarburi twassal ukoll għal żieda fid-daqs tal-micelle. Ohta et al. iddeskrivew il-proprjetajiet ta 'aggregazzjoni ta' tliet stereoisomeri differenti ta 'tetramethylammonium ta' N-dodecyl-alanyl-alanine f'soluzzjoni milwiema u wrew li d-diastereoisomers għandhom l-istess konċentrazzjoni ta 'aggregazzjoni kritika f'soluzzjoni milwiema. Iwahashi et al. investigata minn dikroiżmu ċirkolari, NMR u osmometrija tal-pressjoni tal-fwar il-formazzjoni ta 'aggregati chiral ta' aċidu n-dodecanoyl-l-glutamiku, n-dodecanoyl-l-valina u l-esteri tal-metil tagħhom f'solventi differenti (bħalma huma tetrahydrofuran, acetonitrile, 1,4-dioxane u 1 Il-proprjetajiet ġew investigati minn dikroiżmu ċirkolari, NMR u osmometrija tal-pressjoni tal-fwar.
6.7 Adsorbiment Interfacial
L-adsorbiment interfacial ta 'surfactants ibbażati fuq l-aċidu amminiku u l-paragun tiegħu mal-kontroparti konvenzjonali tiegħu huwa wkoll wieħed mid-direzzjonijiet ta' riċerka. Pereżempju, il-proprjetajiet ta 'adsorbiment interfacial ta' dodecyl esters ta 'aċidi amminiċi aromatiċi miksuba minn LET u LEP ġew investigati. Ir-riżultati wrew li Let and LEP urew żoni interfacial aktar baxxi fl-interface tal-gass-likwidu u fl-interface tal-ilma / hexane, rispettivament.
Bordes et al. investigat l-imġieba tas-soluzzjoni u l-adsorbiment fl-interface tal-gass-ilma ta 'tliet surfactants ta' aċidu amminiku dicarboxylated, l-imluħa tad-disodium ta 'dodecyl glutamate, dodecyl aspartate, u aminomalonate (bi 3, 2, u 1 atomi tal-karbonju bejn iż-żewġ gruppi karbossili, rispettivament). Skond dan ir-rapport, is-CMC tas-surfactants dicarboxylated kien 4-5 darbiet ogħla minn dak tal-melħ dodecyl glycine monokarboxilat. Dan huwa attribwit għall-formazzjoni ta 'bonds ta' l-idroġenu bejn is-surfactants dicarboxylated u l-molekuli ġirien permezz tal-gruppi amide fihom.
6.8 imġieba tal-fażi
Fażijiet kubi li ma jkomplux isotropiċi huma osservati għal surfactants f'konċentrazzjonijiet għoljin ħafna. Molekuli tas-surfactant bi gruppi ta 'ras kbar ħafna għandhom it-tendenza li jiffurmaw aggregati ta' kurvatura pożittiva iżgħar. Marques et al. studjat l-imġieba 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 ta' soluzzjoni micellari u vesikulari, filwaqt li s-sistema 8LYS8 / 16SER turi s-sistema kontinwa (is-sistema ta 'transizzjoni kontinwa (il-fażi ta' transizzjoni ta 'l-elongated (il-fażi ta' micellari żgħira bejn il-fażi żgħira ta 'micellari reġjun tal-fażi). Għandu jkun innutat li għar-reġjun tal-vesicle tas-sistema 12LYS12 / 12SER, il-vesikuli huma dejjem jikkoeżistu mal-micelles, filwaqt li r-reġjun tal-vesicle tas-sistema 8LYS8 / 16SER għandu biss vesicles.
Taħlitiet katanijoniċi tas-surfactants ibbażati fuq lysine u serine: par simmetriċi 12lys12 / 12Ser (xellug) u par asimmetriku 8LYS8 / 16Ser (lemin)
6.9 Abilità ta 'emulsifikazzjoni
Kouchi et al. eżamina l-abbiltà emulsifikanti, it-tensjoni interfacial, id-dispersibilità, u l-viskożità ta 'N- [3-dodecyl-2-hydroxypropyl] -L-arginine, L-glutamate, u AAs oħra. Bi tqabbil ma 'surfactants sintetiċi (il-kontropartijiet nonjoniċi u amfoteriċi konvenzjonali tagħhom), ir-riżultati wrew li l-AAs għandhom kapaċità ta' emulsifikazzjoni aktar b'saħħitha minn surfactants konvenzjonali.
Baczko et al. surfactants ta 'aċidu amminiku anjoniku sintetizzati u investigaw l-adegwatezza tagħhom bħala solventi ta' spettroskopija NMR orjentati lejn il-kiral. Serje ta 'derivattivi ta' L-PHE jew L-Ala bbażati fuq sulfonate b'derivattivi idrofobiċi differenti (pentyl ~ tetradecyl) ġew sintetizzati billi rreaġixxew aċidi amminiċi b'anhydride O-sulfobenzoic. Wu et al. Imluħa tas-sodju sintetizzati ta 'aċi acyl n-fatty uinvestigaw il-kapaċità ta 'emulsifikazzjoni tagħhom fl-emulsjonijiet taż-żejt fl-ilma, u r-riżultati wrew li dawn is-surfactants marru aħjar bl-aċetat tal-etil bħala l-fażi taż-żejt milli ma' 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 fl-ilma iebes, jiġifieri, il-kapaċità li tevita l-preċipitazzjoni fis-sapun tal-kalċju. Is-surfactants b'reżistenza għolja għall-ilma iebes huma utli ħafna għal formulazzjonijiet ta 'deterġenti u prodotti ta' kura personali. Ir-reżistenza għall-ilma iebes tista 'tiġi evalwata billi tiġi kkalkulata l-bidla fis-solubilità u l-attività tal-wiċċ tas-surfactant fil-preżenza ta' joni tal-kalċju.
Mod ieħor biex tevalwa r-reżistenza għall-ilma iebes huwa li tikkalkula l-perċentwali jew il-grammi ta 'surfactant meħtieġa għas-sapun tal-kalċju ffurmat minn 100 g ta' sodju oleate li jkun imxerred fl-ilma. F'żoni b'ilma iebes għoli, konċentrazzjonijiet għoljin ta 'joni tal-kalċju u tal-manjeżju u kontenut minerali jistgħu jagħmlu xi applikazzjonijiet prattiċi diffiċli. Ħafna drabi l-jone tas-sodju jintuża bħala l-jone counter ta 'surfactant anjoniku sintetiku. Peress li l-jone tal-kalċju divalenti huwa marbut maż-żewġ molekuli tas-surfactant, jikkawża li s-surfactant jippreċipita aktar mill-ewwel minn soluzzjoni li tagħmel id-deterġenza inqas probabbli.
L-istudju tar-reżistenza għall-ilma iebes tal-AAS wera li l-aċidu u r-reżistenza għall-ilma iebes kienu influwenzati sew minn grupp karbossiliku addizzjonali, u r-reżistenza għall-aċidu u l-ilma iebes żdiedet aktar biż-żieda tat-tul tal-grupp spazjatur bejn iż-żewġ gruppi karbossiliċi. L-ordni tal-aċidu u r-reżistenza għall-ilma iebes kien C 12 glycinate <C 12 aspartate <C 12 glutamate. Meta mqabbel 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 urew effett chelanti fil-preżenza ta 'joni tal-kalċju, u C 12 aspartate ffurmaw 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 Dispersibilità
Id-dispersibilità tirreferi għall-abbiltà ta 'surfactant li jipprevjeni l-koexxenza u s-sedimentazzjoni tas-surfactant f'soluzzjoni.Id-dispersibilità hija proprjetà importanti ta 'surfactants li tagħmilhom adattati għall-użu f'deterġenti, kożmetiċi u farmaċewtiċi.Aġent ta 'tixrid għandu jkun fih ester, eter, amide jew bond amino bejn il-grupp idrofobiku u l-grupp idrofiliku terminali (jew fost il-gruppi idrofobiċi tal-katina dritta).
Ġeneralment, surfactants anjoniċi bħal sulfati alkanolamido u surfactants anfoteriċi bħal amidosulfobetaine huma partikolarment effettivi bħala aġenti li jferrxu għal sapun tal-kalċju.
Bosta sforzi ta 'riċerka ddeterminaw id-dispersibilità ta' l-AAs, fejn in-lauroyl lysine instab li ma tantx hija kompatibbli ma 'l-ilma u diffiċli biex tużah għal formulazzjonijiet kosmetiċi.F'din is-serje, l-aċidi amminiċi bażiċi sostitwiti minn N-acyl għandhom dispersibilità superb u jintużaw fl-industrija kosmetika biex itejbu l-formulazzjonijiet.
07 Tossiċità
Surfactants konvenzjonali, speċjalment surfactants katjoniċi, huma tossiċi ħafna għal organiżmi akwatiċi. It-tossiċità akuta tagħhom hija dovuta għall-fenomenu ta 'interazzjoni ta' adsorbiment-jone ta 'surfactants fl-interface taċ-ċellula-ilma. It-tnaqqis tas-CMC ta 'surfactants ġeneralment iwassal għal adsorbiment interfacjali aktar b'saħħtu ta' surfactants, li ġeneralment jirriżulta fit-tossiċità akuta elevata tagħhom. Żieda fit-tul tal-katina idrofobika ta 'surfactants twassal ukoll għal żieda fit-tossiċità akuta tas-surfactant.Il-biċċa l-kbira tal-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.Bosta 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. studied the physicochemical and toxicological properties of amino acid-based amphiphiles and their [derivatives from tyrosine (Tyr), hydroxyproline (Hyp), serine (Ser) and lysine (Lys)] spontaneous formation of cationic vesicles and gave data on their acute toxicity to Daphnia magna (IC 50). Huma sintetizzati vesicles katjoniċi ta 'dodecyltrimethylammonium bromide (DTAB) / Lys-derivativi u / jew ser- / Lys-derivative taħlitiet u ttestjaw l-ekotossiċità u l-potenzjal emolitiku tagħhom, li juru li l-AAs kollha u t-taħlitiet li fihom il-vesicle kienu inqas minn dtab tas-surfactant konvenzjonali.
Rosa et al. investigat it-twaħħil (assoċjazzjoni) tad-DNA ma 'vesikuli katjoniċi bbażati fuq l-aċidu amminiku stabbli. B'differenza minn surfactants katjoniċi konvenzjonali, li ħafna drabi jidhru li huma tossiċi, l-interazzjoni ta 'surfactants ta' aċidu amminiku katjoniku tidher li mhix tossika. L-AAs katjoniċi huma bbażati fuq l-arginine, li b'mod spontanju jifforma vesikuli stabbli flimkien ma 'ċerti surfactants anjoniċi. 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, faċilment bijodegradabbli, u li jinħallu kompletament f'medja milwiema. Bosta studji wrew li surfactants ta 'aċidu amminiku li fihom il-kubrit huma superjuri fl-inibizzjoni tal-korrużjoni.
Fi studju riċenti, Perinelli et al. irrapporta profil tossikoloġiku sodisfaċenti ta 'rhamnolipids meta mqabbel ma' surfactants konvenzjonali. Rhamnolipids huma magħrufa li jaġixxu bħala li jtejbu l-permeabilità. Huma rrappurtaw ukoll l-effett ta 'rhamnolipids fuq il-permeabilità epiteljali ta' mediċini makromolekulari.
08 Attività antimikrobika
L-attività antimikrobika ta 'surfactants tista' tiġi evalwata bil-konċentrazzjoni inibitorja minima. L-attività antimikrobika ta '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 'bonds hydroxyl, cyclopropane jew mhux saturati fil-ktajjen tal-aċil. Castillo et al. wera li t-tul tal-ktajjen tal-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 metil ester hija klassi oħra importanti ta 'surfactants katjoniċi b'attività antimikrobika ta' spettru wiesa 'u hija bijodegradabbli faċilment u għandha tossiċità baxxa jew l-ebda. Studji dwar l-interazzjoni ta 'surfactants ibbażati fuq nα-acylarginine metil ester Is-surfactants għandhom antimikrobiċi tajbin Ir-riżultati wrew li s-surfactants għandhom attività antibatterika tajba.
09 Propjetajiet reoloġiċi
Il-proprjetajiet reoloġiċi tas-surfactants għandhom rwol importanti ħafna fid-determinazzjoni u t-tbassir tal-applikazzjonijiet tagħhom f'industriji differenti, inklużi ikel, farmaċewtiċi, estrazzjoni taż-żejt, kura personali u prodotti għall-kura fid-dar. Saru bosta studji biex tiddiskuti r-relazzjoni bejn il-viskoelastiċità ta 'surfactants ta' aċidu amminiku u CMC.
10 Applikazzjonijiet fl-Industrija Kosmetika
L-AAs jintużaw fil-formulazzjoni ta 'ħafna prodotti għall-kura personali.Il-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, u dan jagħmilha aktar solubbli fl-ilma. Fost dawn l-AAs, l-AAs ibbażati fuq l-aċidi grassi C 12 huma użati ħafna fit-tindif tal-wiċċ biex jitneħħew il-ħama u l-għamla. L-AAs b'katina C 18 jintużaw bħala emulsjonanti fil-prodotti tal-kura tal-ġilda, u l-imluħa N-Lauryl alanine huma magħrufa li joħolqu ragħwa krema li mhumiex irritanti għall-ġilda u għalhekk jistgħu jintużaw fil-formulazzjoni ta 'prodotti għall-kura tat-trabi. L-AAs ibbażati fuq in-N-Lauryl użati fit-toothpaste għandhom deterġenza tajba għas-sapun u effikaċja qawwija li tinibi 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 s-sigurtà. Il-konsumaturi ta 'dawn il-prodotti huma konxji sewwa mill-irritazzjoni potenzjali, tossiċità u fatturi ambjentali.
Illum, l-AAs jintużaw biex jifformulaw ħafna shampoos, żebgħat tax-xagħar u sapun tal-banju minħabba l-ħafna vantaġġi tagħhom fuq il-kontropartijiet tradizzjonali tagħhom fil-kożmetiċi u l-prodotti tal-kura personali.Is-surfactants ibbażati fuq il-proteini għandhom proprjetajiet mixtieqa meħtieġa għall-prodotti tal-kura personali. Uħud mill-AAs għandhom kapaċitajiet li jiffurmaw il-films, filwaqt li oħrajn għandhom kapaċitajiet tajbin ta 'ragħwa.
L-aċidi amminiċi huma fatturi ta 'moisturizing importanti b'mod naturali fl-istratum corneum. Meta ċ-ċelloli epidermiċi jmutu, dawn isiru parti mill-istratum corneum u l-proteini intraċellulari huma gradwalment degradati għall-aċidi amminiċi. Dawn l-aċidi amminiċi mbagħad jiġu ttrasportati aktar fil-corneum tal-istratum, fejn jassorbu sustanzi tax-xaħam jew tax-xaħam fl-istratum epidermiku corneum, u b'hekk itejbu l-elastiċità tal-wiċċ tal-ġilda. Madwar 50% tal-fattur ta 'moisturizing naturali fil-ġilda huwa magħmul minn aċidi amminiċi u pirrolidone.
Il-kollaġen, ingredjent kosmetiku komuni, fih ukoll aċidi amminiċi li jżommu l-ġilda ratba.Problemi fil-ġilda bħall-ħruxija u n-nuqqas ta 'nuqqas huma dovuti fil-parti l-kbira għal nuqqas ta' aċidi amminiċi. Studju wera li t-taħlit ta 'aċidu amminiku ma' ingwent jinħaraq, u ż-żoni affettwati rritornaw fl-istat normali tagħhom mingħajr ma jsiru ċikatriċi keloid.
L-aċidi amminiċi nstabu wkoll li huma utli ħafna biex jieħdu ħsieb cuticles bil-ħsara.Xagħar niexef u bla forma jista 'jindika tnaqqis fil-konċentrazzjoni ta' aċidi amminiċi fi stratum corneum bil-ħsara kbira. L-aċidi amminiċi għandhom il-ħila li jippenetraw ir-rita fix-xaft tax-xagħar u jassorbu l-umdità mill-ġilda.Din il-ħila ta 'surfactants ibbażati fuq l-aċidu amminiku tagħmilhom utli ħafna fix-xampù, żebgħat tax-xagħar, trattab tax-xagħar, kondizzjonaturi tax-xagħar, u l-preżenza ta' aċidi amminiċi jagħmlu x-xagħar qawwi.
11 Applikazzjonijiet fil-Kożmetiċi ta 'Kuljum
Bħalissa, hemm domanda dejjem tikber għal formulazzjonijiet ta 'deterġenti bbażati fuq l-aċidu amminiku mad-dinja kollha.L-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, ħasliet tal-ġisem u applikazzjonijiet oħra.AAs amfoteriċi derivati mill-aċidu aspartiku huwa rrappurtat li huwa deterġent effettiv ħafna bi proprjetajiet li jwaqqfu. L-użu ta 'ingredjenti ta' deterġent li jikkonsisti f'aċidi N-alkyl-β-aminoethoxy instab li jnaqqas l-irritazzjoni tal-ġilda. Formulazzjoni ta 'deterġent likwidu li tikkonsisti minn N-cocoyl-β-aminopropionate ġiet irrappurtata li hija deterġent effettiv għat-tbajja' taż-żejt fuq uċuħ tal-metall. Surfactant ta 'aċidu aminokarboxylic, C 14 Chohch 2 NHCH 2 Coona, intwera wkoll li għandu deterġenza aħjar u jintuża għat-tindif tat-tessuti, twapet, xagħar, ħġieġ, eċċ. L-aċidu 2-hydroxy-3-aminopropioniku-N, N-acetoacetic acid derivattiv huwa magħruf li għandu kapaċità ta' kumpless tajba u għalhekk jagħti stabbiltà għall-aggenti tal-ibbliċjar.
Il-preparazzjoni ta 'formulazzjonijiet ta' deterġent ibbażati fuq N- (acyl-β-β-alanyl tal-katina N'-long)-β-alanine ġiet irrappurtata minn Keigo u Tatsuya fil-privattiva tagħhom għal abilità ta 'ħasil u stabbiltà aħjar, tkissir faċli tar-ragħwa u trattab tajjeb ta' drapp. Kao żviluppa formulazzjoni ta 'deterġent ibbażata fuq N-acyl-1 -n-hydroxy-β-alanine u rrappurtat irritazzjoni baxxa tal-ġilda, reżistenza għolja ta' ilma u qawwa għolja ta 'tneħħija tat-tebgħa.
Il-kumpanija Ġappuniża Ajinomoto tuża AAs tossiċi baxxi u faċilment degradabbli bbażata fuq l-aċidu l-glutamiku, L-arginine u L-lisina bħala l-ingredjenti ewlenin fix-xampù, deterġenti u kożmetiċi (Figura 13). L-abbiltà ta 'l-addittivi ta' l-enzimi f'formulazzjonijiet ta 'deterġent biex tneħħi l-fouling tal-proteini ġiet irrappurtata wkoll. N-Acyl AAs derivati mill-aċidu glutamiku, alanine, metilgliċina, serina 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 trasferiti faċilment mill-bastiment tal-ħażna tal-apparat tar-ragħwa biex jinkisbu ragħwa omoġenja.
Ħin ta 'wara: Ġunju-09-2022