Tabela e përmbajtjes për këtë artikull:
1. Zhvillimi i aminoacideve
2. Karakteristikat strukturore
3. Përbërja kimike
4. Klasifikimi
5. Sinteza
6. Karakteristikat fiziko -kimike
7. Toksiciteti
8. Aktiviteti antimikrobik
9. Karakteristikat reologjike
10. Aplikimet në industrinë kozmetike
11. Aplikimet në kozmetikën e përditshme
Surfaktantët e aminoacideve (AAS)janë një klasë e surfaktantëve të formuar duke kombinuar grupe hidrofobike me një ose më shumë aminoacide. Në këtë rast, aminoacidet mund të jenë sintetike ose të rrjedhin nga hidrolizat e proteinave ose burime të ngjashme të rinovueshme. Ky punim mbulon detajet e shumicës së rrugëve sintetike në dispozicion për AAS dhe efektin e rrugëve të ndryshme në vetitë fiziko -kimike të produkteve përfundimtare, përfshirë tretshmërinë, stabilitetin e shpërndarjes, toksicitetin dhe biodegradueshmërinë. Si një klasë e surfaktantëve në rritjen e kërkesës, shkathtësia e AAS për shkak të strukturës së tyre të ndryshueshme ofron një numër të madh të mundësive tregtare.
Duke pasur parasysh që surfaktantët përdoren gjerësisht në pastrues, emulsifikues, frenues të korrozionit, rikuperimin e vajit terciar dhe farmaceutikë, studiuesit kurrë nuk kanë pushuar t'i kushtojnë vëmendje surfaktantëve.
Surfaktantët janë produktet kimike më përfaqësuese që konsumohen në sasi të mëdha në baza ditore në të gjithë botën dhe kanë pasur një ndikim negativ në mjedisin ujor.Studimet kanë treguar që përdorimi i gjerë i surfaktantëve tradicionalë mund të ketë një ndikim negativ në mjedis.
Sot, jo-toksiciteti, biodegradueshmëria dhe biokompatibiliteti janë pothuajse po aq të rëndësishme për konsumatorët sa shërbimi dhe performanca e surfaktantëve.
BioSurfaktantët janë surfaktantë të qëndrueshëm miqësor me mjedisin që sintetizohen natyrshëm nga mikroorganizmat si bakteret, kërpudhat, dhe maja, ose sekretohen jashtëqelizore.Prandaj, biosurfaktantët gjithashtu mund të përgatiten nga modeli molekular për të imituar strukturat natyrore amfifilike, siç janë fosfolipidet, glikozidet alkil dhe aminoacidet acil.
Surfaktantët e aminoacideve (AAS)janë një nga surfaktantët tipikë, të prodhuar zakonisht nga lëndët e para të kafshëve ose të rrjedhura bujqësore. Gjatë dy dekadave të fundit, AA-të kanë tërhequr një interes të madh nga shkencëtarët si surfaktantë të rinj, jo vetëm sepse ato mund të sintetizohen nga burimet e rinovueshme, por edhe sepse AA-të janë lehtësisht të degradueshme dhe kanë nënprodukte të padëmshme, duke i bërë ato më të sigurta për mjedisin.
AAS mund të përcaktohet si një klasë e surfaktantëve të përbërë nga aminoacide që përmbajnë grupe aminoacide (HO 2 C-CHR-NH 2) ose mbetje aminoacide (HO 2 C-CHR-NH-). 2 rajonet funksionale të aminoacideve lejojnë derivimin e një larmie të gjerë të surfaktantëve. Një total prej 20 aminoacidesh proteinogjene standarde dihet se ekzistojnë në natyrë dhe janë përgjegjës për të gjitha reagimet fiziologjike në aktivitetet e rritjes dhe jetës. Ato ndryshojnë nga njëri -tjetri vetëm sipas mbetjeve R (Figura 1, PK A është logaritmi negativ i konstantës së disociimit të acidit të zgjidhjes). Disa janë jo polare dhe hidrofobike, disa janë polare dhe hidrofile, disa janë themelore dhe disa janë acid.
Për shkak se aminoacidet janë komponime të rinovueshme, surfaktantët e sintetizuar nga aminoacidet gjithashtu kanë një potencial të lartë për t'u bërë i qëndrueshëm dhe miqësor me mjedisin. Struktura e thjeshtë dhe natyrore, toksiciteti i ulët dhe biodegradueshmëria e shpejtë shpesh i bëjnë ata superiorë ndaj surfaktantëve konvencionale. Duke përdorur lëndë të para të rinovueshme (p.sh. aminoacidet dhe vajrat vegjetal), AAS mund të prodhohet nga rrugë të ndryshme bioteknologjike dhe rrugë kimike.
Në fillim të shekullit të 20 -të, aminoacidet u zbuluan së pari të përdoren si substrate për sintezën e surfaktantëve.AA -të u përdorën kryesisht si preservatives në formulimet farmaceutike dhe kozmetike.Përveç kësaj, AAS u zbulua se ishte biologjikisht aktive kundër një sërë bakteresh që shkaktojnë sëmundje, tumoret dhe viruset. Në 1988, disponueshmëria e AA-ve me kosto të ulët gjeneroi interes kërkimor për aktivitetin sipërfaqësor. Sot, me zhvillimin e bioteknologjisë, disa aminoacide janë gjithashtu në gjendje të sintetizohen në mënyrë komerciale në një shkallë të gjerë nga maja, e cila indirekt dëshmon se prodhimi i AAS është më miqësor me mjedisin.
01 Zhvillimi i aminoacideve
Qysh në fillim të shekullit të 19 -të, kur u zbuluan për herë të parë aminoacidet që ndodhin natyrisht, strukturat e tyre ishin parashikuar të ishin jashtëzakonisht të vlefshme - të përdorshme si lëndë të para për përgatitjen e amfifileve. Studimi i parë mbi sintezën e AAS u raportua nga Bondi në 1909.
Në atë studim, n-acilglycine dhe n-acilalanine u prezantuan si grupe hidrofile për surfaktantët. Puna e mëvonshme përfshinte sintezën e lipoamino acideve (AAS) duke përdorur glicinë dhe alaninë, dhe Hentrich et al. botoi një seri gjetjesh,Përfshirë aplikimin e parë të patentave, në përdorimin e kripërave acil sarkosinat dhe acil aspartate si surfaktantë në produktet e pastrimit shtëpiak (p.sh. shamponët, pastruesit dhe pastat e dhëmbëve).Më pas, shumë studiues hetuan sintezën dhe vetitë fiziko -kimike të aminoacideve acil. Deri më tani, një organ i madh i letërsisë është botuar në sintezën, pronat, aplikimet industriale dhe biodegradueshmërinë e AAS.
02 Karakteristikat strukturore
Zinxhirët e acideve yndyrore hidrofobike jo polare të AA-ve mund të ndryshojnë në strukturë, gjatësi të zinxhirit dhe numrin.Diversiteti strukturor dhe aktiviteti i lartë sipërfaqësor i AA -ve shpjegojnë diversitetin e tyre të gjerë kompozicional dhe vetitë fiziko -kimike dhe biologjike. Grupet e kokës së AA -ve janë të përbëra nga aminoacide ose peptide. Dallimet në grupet e kokës përcaktojnë adsorbimin, grumbullimin dhe aktivitetin biologjik të këtyre surfaktantëve. Grupet funksionale në grupin e kokës përcaktojnë llojin e AAS, përfshirë kationik, anionik, jonionik dhe amfoterik. Kombinimi i aminoacideve hidrofile dhe pjesëve hidrofobike të zinxhirit të gjatë formojnë një strukturë amfifilike që e bën molekulën shumë sipërfaqësore. Përveç kësaj, prania e atomeve asimetrike të karbonit në molekulë ndihmon në formimin e molekulave kirale.
03 Përbërja kimike
Të gjithë peptidet dhe polipeptidet janë produktet e polimerizimit të këtyre gati 20 α-proteinogjene α-aminoacide. Të gjitha 20 α-aminoacidet përmbajnë një grup funksional të acidit karboksilik (-COOH) dhe një grup funksional amino (-NH 2), të dy bashkangjitur në të njëjtin atom α-karboni tetrahedral. Aminoacidet ndryshojnë nga njëra-tjetra nga grupet e ndryshme R të bashkangjitura në α-karbon (përveç lycine, ku grupi R është hidrogjen.) Grupet R mund të ndryshojnë në strukturë, madhësi dhe ngarkesë (aciditet, alkalinitet). Këto ndryshime përcaktojnë gjithashtu tretshmërinë e aminoacideve në ujë.
Aminoacidet janë chiral (përveç glicinës) dhe janë optikisht aktiv nga natyra sepse ato kanë katër zëvendësues të ndryshëm të lidhur me karbonin alfa. Aminoacidet kanë dy konformime të mundshme; Ato janë imazhe të pasqyrimit të pasqyrave të njëri-tjetrit, përkundër faktit se numri i L-stereoizomerëve është dukshëm më i lartë. Grupi R i pranishëm në disa aminoacide (fenilalanina, tirozina dhe triptofani) është aril, duke çuar në një thithje maksimale UV në 280 nm. Acid α-COOH dhe α-NH 2 themelor në aminoacidet janë të afta për jonizim, dhe të dy stereoizomerët, cilindo që të jenë, ndërtojnë ekuilibrin e jonizimit të treguar më poshtë.
R-cooh ↔r-coo－＋ H＋
R-NH3＋↔r-nh2＋ H＋
Siç tregohet në ekuilibrin e jonizimit më lart, aminoacidet përmbajnë të paktën dy grupe të dobëta acidike; Sidoqoftë, grupi karboksil është shumë më acid në krahasim me grupin amino të protonuar. pH 7.4, grupi karboksil është privuar ndërsa grupi amino është i protonuar. Aminoacidet me grupe R jo të jonizueshme janë elektrike neutrale në këtë pH dhe formojnë zwitterion.
04 Klasifikimi
AAS mund të klasifikohet sipas katër kritereve, të cilat përshkruhen më poshtë nga ana tjetër.
4.1 Sipas origjinës
| Sipas origjinës, AAS mund të ndahet në 2 kategori si më poshtë. Categoria Natyrore Disa komponime që ndodhin natyrisht që përmbajnë aminoacide gjithashtu kanë aftësinë për të zvogëluar tensionin sipërfaqësor/interfacial, dhe disa madje tejkalojnë efikasitetin e glikolipideve. Këto AA njihen gjithashtu si lipopeptide. Lipopeptidet janë komponime me peshë të ulët molekulare, të prodhuara zakonisht nga speciet bacillus.
AA të tilla ndahen më tej në 3 nënklasa:Surfactin, Iturin dhe Fengycin.
|
| Familja e peptideve aktive sipërfaqësore përfshin variante heptapeptide të një larmie substancash,Siç tregohet në Figurën 2A, në të cilën një zinxhir i acideve yndyrore β-hidroksi të pangopur C12-C16 është e lidhur me peptidin. Peptidi sipërfaqësor aktiv është një lakton makrociklik në të cilin unaza është e mbyllur nga kataliza midis C-terminusit të acidit yndyror β-hidroksi dhe peptidit. Në nënklasën e Iturin, ekzistojnë gjashtë variante kryesore, përkatësisht Iturin A dhe C, Mycosubtilin dhe Bacillomycin D, F dhe L.Në të gjitha rastet, heptapeptidet janë të lidhura me zinxhirët C14-C17 të acideve yndyrore β-amino (zinxhirët mund të jenë të larmishëm). Në rastin e ekurimycins, grupi amino në pozicionin β mund të formojë një lidhje amide me terminalin C duke formuar kështu një strukturë makrociklike të laktamit.
Fengycin nënklasë përmban Fengycin A dhe B, të cilat quhen edhe plipastatin kur TYR9 është konfiguruar D.Dekapeptidi është i lidhur me një zinxhir të acidit yndyror të ngopur ose të pangopur ose të pangopur C14 -C18 të ngopur ose të pangopur. Strukturisht, plipastatina është gjithashtu një lakton makrociklik, që përmban një zinxhir anësor Tyr në pozicionin 3 të sekuencës peptidike dhe duke formuar një lidhje ester me mbetjet C-terminale, duke formuar kështu një strukturë të brendshme të unazës (siç është rasti për shumë lipopeptide pseudomonas).
Categoria Sintetike AAS gjithashtu mund të sintetizohet duke përdorur ndonjë prej aminoacideve acidike, themelore dhe neutrale. Aminoacidet e zakonshme të përdorura për sintezën e AAS janë acidi glutamik, serina, prolina, acidi aspartik, glicina, arginina, alanina, leucina dhe hidrolizat proteinike. Kjo nënklasë e surfaktantëve mund të përgatitet me metoda kimike, enzimatike dhe kimoenzimatike; Sidoqoftë, për prodhimin e AAS, sinteza kimike është më e realizueshme ekonomikisht. Shembuj të zakonshëm përfshijnë acidin n-lauroyl-l-glutamik dhe acidin n-palmitoyl-l-glutamik.
|
4.2 Bazuar në zëvendësuesit e zinxhirit alifatik
Bazuar në zëvendësuesit e zinxhirit alifatik, surfaktantët me bazë aminoacide mund të ndahen në 2 lloje.
Sipas pozicionit të zëvendësuesit
| Aas i zëvendësuar Në komponimet e zëvendësuar me N, një grup amino zëvendësohet nga një grup lipofilik ose një grup karboksil, duke rezultuar në një humbje të bazës. Shembulli më i thjeshtë i AA-ve të zëvendësuar N janë aminoacide n-acil, të cilat janë në thelb surfaktantë anionikë. AA-të e zëvendësuar N kanë një lidhje amide të bashkangjitur midis pjesëve hidrofobike dhe hidrofile. Lidhja amide ka aftësinë për të formuar një lidhje hidrogjeni, e cila lehtëson degradimin e këtij surfaktanti në një mjedis acid, duke e bërë atë të biodegradueshëm.
AA-të e zëvendësuar Në komponimet e zëvendësuar C, zëvendësimi ndodh në grupin karboksil (përmes një lidhje amide ose ester). Përbërjet tipike të zëvendësuar C (p.sh. esterët ose amidet) janë në thelb surfaktantë kationikë.
③n- dhe c-zëvendësuar AAS Në këtë lloj surfaktanti, të dy grupet amino dhe karboksil janë pjesa hidrofile. Ky lloj është në thelb një surfaktant amfoterik. |
4.3 Sipas numrit të bishtave hidrofobikë
Bazuar në numrin e grupeve të kokës dhe bishtat hidrofobikë, AAS mund të ndahet në katër grupe. AAS me zinxhir të drejtë, Binjakët (Dimer) Tipi AAS, AAS i tipit glicerolipid dhe amfifilik Bicephalic (BOLA) Tipi AAS. Surfaktantët me zinxhir të drejtë janë surfaktantë të përbërë nga aminoacide me vetëm një bisht hidrofobik (Figura 3). Lloji i Binjakëve AAS ka dy grupe të kokës polare të aminoacideve dhe dy bishta hidrofobikë për molekulë (Figura 4). Në këtë lloj strukture, dy AA-të me zinxhir të drejtë janë të lidhura së bashku nga një spacer dhe për këtë arsye quhen dimers. Në AAS të tipit glicerolipid, nga ana tjetër, të dy bishtat hidrofobikë janë ngjitur në të njëjtin grup të kokës aminoacide. Këto surfaktantë mund të konsiderohen si analoge të monoglicerideve, diglicerideve dhe fosfolipideve, ndërsa në AA të tipit BOLA, dy grupe të kokës aminoacide janë të lidhura nga një bisht hidrofobik.
4.4 Sipas llojit të grupit të kokës
Aas AAS KATIONIK
Grupi kryesor i këtij lloji të surfactant ka një ngarkesë pozitive. AA -të e hershme kationike janë Arginate Etilik Cocoyl, i cili është një karboksilate pirrolidone. Karakteristikat unike dhe të larmishme të këtij surfaktanti e bëjnë atë të dobishëm në dezinfektues, agjentë antimikrobikë, agjentë antistikë, kondicionerët e flokëve, si dhe të jenë të butë në sy dhe lëkurë dhe të biodegradueshëm lehtësisht. Singare dhe Mhatre sintetizuan AAS kationike me bazë arginine dhe vlerësuan vetitë e tyre fiziko-kimike. Në këtë studim, ata pretenduan rendimente të larta të produkteve të marra duke përdorur kushte të reagimit Schotten-Baumann. Me rritjen e gjatësisë së zinxhirit alkil dhe hidrofobicitetit, aktiviteti sipërfaqësor i surfaktantit u gjet të rritet dhe përqendrimi kritik i micelës (CMC) të ulet. Një tjetër është proteina akil kuaternare, e cila zakonisht përdoret si kondicioner në produktet e kujdesit për flokët.
Aas aasanionic
Në surfaktantët anionikë, grupi polar i kokës së surfaktantit ka një ngarkesë negative. Sarkozina (CH 3 -NH -CH 2 -CoOH, N -metilglycine), një aminoacid që zakonisht gjendet në urchins deti dhe yjet e detit, është i lidhur kimikisht me glicinë (NH 2 -Ch 2 -COOH,), një aminoacid themelor që gjendet në qelizat e gjitarëve. -COOH,) është e lidhur kimikisht me glicinë, e cila është një aminoacid themelor që gjendet në qelizat e gjitarëve. Acidi laurik, acidi tetradecanoik, acidi oleik dhe halidet dhe esteret e tyre zakonisht përdoren për të sintetizuar surfaktantët sarkosinat. Sarkozinatët janë në thelb të butë dhe për këtë arsye përdoren zakonisht në larjet e gojës, shamponët, shkumat e rruajtjes së llakut, kremrat e diellit, pastruesit e lëkurës dhe produktet e tjera kozmetike.
AA të tjera anionike tregtare AAS përfshijnë AMISOFT CS-22 dhe AmiliEGCK-12, të cilat janë emra tregtie për natrium N-Cocoyl-L-glutamate dhe glutamate të kaliumit N-cokoyl, përkatësisht, përkatësisht. Amiliti përdoret zakonisht si një agjent shkumëzimi, pastrues, solubilizues, emulsifikues dhe shpërndarës, dhe ka shumë aplikime në kozmetikë, të tilla si shamponët, sapunët e banjës, larjet e trupit, pasojat e dhëmbëve, pastruesit e fytyrës, pastrojnë sapunët, pastruesit e lenteve të kontaktit dhe surfaktat shtëpiake. Amisoft është përdorur si një pastrues i butë i lëkurës dhe flokëve, kryesisht në pastruesit e fytyrës dhe të trupit, bllokuesit sintetikë bllokues, produktet e kujdesit të trupit, shamponat dhe produktet e tjera të kujdesit për lëkurën.
③zwitterionic ose amfoterik AAS
Surfaktantët amfoterikë përmbajnë si vendet acidike ashtu edhe ato themelore dhe për këtë arsye mund të ndryshojnë ngarkesën e tyre duke ndryshuar vlerën e pH. Në mediat alkaline ata sillen si surfaktantë anionikë, ndërsa në mjedise acidike ata sillen si surfaktantë kationikë dhe në media neutrale si surfaktantët amfoterikë. Lauryl lisine (LL) dhe alkoksi (2-hidroksipropil) arginina janë e vetmja surfaktantë amfoterikë të njohur bazuar në aminoacidet. LL është një produkt kondensimi i lizinës dhe acidit laurik. Për shkak të strukturës së saj amfoterike, LL është e patretshme në pothuajse të gjitha llojet e tretësve, përveç tretësve shumë alkaline ose acid. Si një pluhur organik, LL ka ngjitje të shkëlqyeshme në sipërfaqet hidrofile dhe një koeficient të ulët të fërkimit, duke i dhënë kësaj aftësie të shkëlqyeshme lubrifikuese surfaktante. LL përdoret gjerësisht në kremrat e lëkurës dhe kondicionerët e flokëve, dhe përdoret gjithashtu si lubrifikant.
④Nonionic AAS
Surfaktantët jonionikë karakterizohen nga grupe të kokës polare pa akuza zyrtare. Tetë surfaktantë të rinj etoksilues jonionikë u përgatitën nga al-Sabagh et al. nga α-aminoacidet e tretshme në vaj. Në këtë proces, L-fenilalanina (LEP) dhe L-leucina u esterifikuan së pari me heksadecanol, e ndjekur nga amidimi me acid palmitik për të dhënë dy amide dhe dy estere të α-aminoacideve. Amidet dhe esteret më pas iu nënshtruan reaksioneve të kondensimit me oksid etileni për të përgatitur tre derivate fenilalanine me numër të ndryshëm të njësive poloksietilen (40, 60 dhe 100). Këto AA joonic u zbuluan se kishin pastrim të mirë dhe veti shkumëzimi.
05 Sinteza
5.1 Rruga themelore sintetike
Në AAS, grupet hidrofobike mund të ngjiten në vendet e acidit amine ose karboksilik, ose përmes zinxhirëve anësorë të aminoacideve. Bazuar në këtë, katër rrugë themelore sintetike janë në dispozicion, siç tregohet në figurën 5.
Fig.5 Shtigjet themelore të sintezës së surfaktantëve me bazë aminoacide
| Rruga 1. Aminat e esterit amfifilik prodhohen nga reaksione esterifikimi, në këtë rast sinteza e surfaktantit zakonisht arrihet duke refluksuar alkoolet yndyrore dhe aminoacidet në prani të një agjenti dehidratues dhe një katalizatori acid. Në disa reagime, acidi sulfurik vepron si një katalizator dhe një agjent dehidratues.
Rruga 2. Aminoacidet e aktivizuara reagojnë me alkilaminat për të formuar lidhje amide, duke rezultuar në sintezën e amidoamines amfifilike.
Rruga 3. Acidet amido sintetizohen duke reaguar grupet amine të aminoacideve me acide amido.
Rruga 4. Aminoacidet alkil me zinxhir të gjatë u sintetizuan nga reagimi i grupeve amine me haloalkanes. |
5.2 Përparimet në sintezë dhe prodhim
5.2.1 Sinteza e surfaktantëve të aminoacideve/peptideve me një zinxhir me një zinxhir
Aminoacidet N-ACYL ose O-ACYL ose peptidet mund të sintetizohen nga acilimi i katalizuar me enzimë të grupeve amine ose hidroksil me acide yndyrore. Raporti më i hershëm mbi sintezën e katalizuar të lipazës pa tretës të amideve aminoacid ose derivatet e metil esterit përdorën Antarktidën Candida, me rendimente që variojnë nga 25% në 90% në varësi të aminoacidit të synuar. Ketoni metil etilik është përdorur gjithashtu si tretës në disa reagime. Vonderhagen et al. Gjithashtu përshkruan reaksione n-acilacioni të katalizuara të lipazës dhe proteazës së aminoacideve, hidrolizatave të proteinave dhe/ose derivateve të tyre duke përdorur një përzierje të ujit dhe tretësve organikë (p.sh., dimetilformamide/ujë) dhe metil butil keton.
Në ditët e para, problemi kryesor me sintezën e katalizuar enzimë të AAS ishte rendimenti i ulët. Sipas Valivey et al. Rendimenti i derivateve të aminoacideve N-tetradecanoyl ishte vetëm 2% -10% edhe pas përdorimit të lipazave të ndryshme dhe inkubimit në 70 ° C për shumë ditë. Montet et al. Gjithashtu hasi probleme në lidhje me rendimentin e ulët të aminoacideve në sintezën e lizinës N-acil duke përdorur acide yndyrore dhe vajra vegjetale. Sipas tyre, rendimenti maksimal i produktit ishte 19% në kushte pa tretës dhe përdorimi i tretësve organikë. I njëjti problem u hasë nga Valutity et al. Në sintezën e derivateve të metil esterit N-CBZ-L-lizinë ose N-CBZ-lizinë.
Në këtë studim, ata pretenduan se rendimenti i serinës 3-O-Tetradecanoyl-L ishte 80% kur përdornin serinën e mbrojtur nga N si një substrat dhe Novozyme 435 si një katalizator në një mjedis pa tretës të shkrirë. Nagao dhe Kito studiuan o-acilacionin e l-serinës, l-homoserinës, l-threonine dhe l-tirozinës (le) kur përdorni lipazën rezultatet e reaksionit (lipaza u mor nga candida cilindracea dhe rhizopus delemar në mediumin buffer ujor) dhe raportoi se rendimentet e acilimit të lom-homozeinës dhe l-e-e-e-e e rhizopus, duke mosve të ulëta, të cilat nuk ishin të ulëta të akilizimit, të cilat nuk ishin të ulëta të akilizimit dhe të rhizopus-it. të l-threonine dhe le të ndodhte.
Shumë studiues kanë mbështetur përdorimin e substrateve të lira dhe të gatshme të disponueshme për sintezën e AA-ve me kosto efektive. Soo et al. pretendoi se përgatitja e surfaktantëve të bazuar në vaj palme funksionon më së miri me lipoenzimën e imobilizuar. Ata vunë re se rendimenti i produkteve do të ishte më i mirë pavarësisht nga reagimi i kohës (6 ditë). Gerova et al. hulumtoi sintezën dhe aktivitetin sipërfaqësor të AA-ve chiral N-Palmitoyl bazuar në metioninë, prolinë, leucinë, treonine, fenilalaninë dhe fenilglycine në një përzierje ciklike/racemike. Pang dhe Chu përshkruan sintezën e monomerëve të bazuar në aminoacid dhe monomerë të bazuar në acid dikarboksilik në zgjidhje një seri e esterëve polamide funksionale dhe biodegraduese të bazuara në aminoacid u sintetizuan nga reagimet e bashkë-kondensimit në zgjidhje.
Cantaeuzene dhe Guerreiro raportuan esterifikimin e grupeve të acidit karboksilik të BOC-ALA-OH dhe BOC-ASP-OH me alkool dhe diols alifatikë me zinxhir të gjatë, me diklorometan si tretës dhe agarozë 4B (Sepharose 4B) si katalizator. Në këtë studim, reagimi i BOC-ALA-OH me alkoole yndyrore deri në 16 karboni dha rendimente të mira (51%), ndërsa për BOC-ASP-OH 6 dhe 12 karboni ishin më të mirë, me një rendiment përkatës prej 63% [64]. 99.9%) në rendimentet që variojnë nga 58%në 76%, të cilat u sintetizuan nga formimi i lidhjeve amide me alkilamina të ndryshme me zinxhirë të gjatë ose lidhje ester me alkoole yndyrore nga CBZ-Arg-ome, ku Papain vepronte si katalizator.
5.2.2 Sinteza e surfaktantëve të aminoacideve/peptideve me bazë Binjakët
Surfaktantët e Binjakëve me bazë aminoacide përbëhen nga dy molekula AAS me zinxhir të drejtë të lidhura kokë më kokë me njëra-tjetrën nga një grup spacer. Ekzistojnë 2 skema të mundshme për sintezën kimoenzimatike të surfaktantëve me bazë aminoacidet me bazë aminoacidet (Figurat 6 dhe 7). Në figurën 6, 2 derivatet e aminoacideve reagojnë me përbërjen si një grup spacer dhe më pas futen 2 grupe hidrofobike. Në figurën 7, 2 strukturat me zinxhir të drejtë lidhen drejtpërdrejt së bashku nga një grup spacer bifunksional.
Zhvillimi më i hershëm i sintezës së katalizuar enzimë të acideve lipoamino të gemini u pionier nga Valivety et al. Yoshimura et al. hetoi sintezën, adsorbimin dhe grumbullimin e një surfaktanti të Binjakëve me bazë aminoacide bazuar në cistinën dhe bromidin n-alkil. Surfaktantët e sintetizuar u krahasuan me surfaktantët monomerikë përkatës. Faustino et al. përshkroi sintezën e AAS monomerike të bazuara në ure ure AAS bazuar në L-cistinën, D-cistinën, DL-cistinën, L-cisteinën, L-metioninën dhe L-sulfoalanine dhe palët e tyre të Binjakëve me anë të përçueshmërisë, tensionit të sipërfaqes ekuilibruese dhe karakterizimit të fluoreshencës së qëndrueshme të tyre. U tregua se vlera CMC e Binjakëve ishte më e ulët duke krahasuar monomerin dhe Binjakët.
Fig.6 Sinteza e Binjakëve AAS duke përdorur derivatet AA dhe Spacer, i ndjekur nga futja e grupit hidrofobik
Fig.7 Sinteza e Gemini Aass duke përdorur spacer bifunksional dhe AAS
5.2.3 Sinteza e surfaktantëve të aminoacideve/peptideve të glicerolipidit
Surfaktantët e aminoacideve/peptideve të glicerolipidit janë një klasë e re e aminoacideve lipidike që janë analoge strukturore të estereve të glicerinës mono- (ose di-) dhe fosfolipideve, për shkak të strukturës së tyre të një ose dy zinxhirëve yndyrorë me një aminoacid të lidhur me shtyllën kurrizore të glicerinës nga një lidhje ester. Sinteza e këtyre surfaktantëve fillon me përgatitjen e estereve të glicerinës së aminoacideve në temperatura të ngritura dhe në prani të një katalizatori acid (p.sh. BF 3). Sinteza e katalizuar e enzimës (duke përdorur hidrolazat, proteazat dhe lipazat si katalizatorë) është gjithashtu një mundësi e mirë (Figura 8).
Sintezeshtë raportuar sinteza e katalizuar enzimë e glicerideve arginine të diluriluara që përdorin papain. Sinteza e konjugateve të diacilglicerolit ester nga acetilarginina dhe vlerësimi i vetive të tyre fiziko -kimike janë raportuar gjithashtu.
Fig.8 Sinteza
Spacer: NH- (CH2)10-Nh: compleonb11
Spacer: NH-C6H4-Nh: comp COMPOMB2
spacer: ch2Kuvertë2: Përbërja3
Fig.9 Sinteza e amfifileve simetrike që rrjedhin nga tris (hidroksimetil) aminometan
5.2.4 Sinteza e surfaktantëve të aminoacideve/peptideve me bazë BOLA
Aminoacidet me bazë amfifilet e tipit BOLA përmbajnë 2 aminoacide që janë të lidhura me të njëjtin zinxhir hidrofobik. Franceschi et al. përshkroi sintezën e amfifileve të tipit BOLA me 2 aminoacide (D- ose L-alanine ose L-histidine) dhe 1 zinxhir alkil me gjatësi të ndryshme dhe hetoi aktivitetin e tyre sipërfaqësor. Ata diskutojnë sintezën dhe grumbullimin e amfifileve të tipit BOLA me një fraksion aminoacidi (duke përdorur ose një β-aminoacide jo të zakonshme ose një alkool) dhe një grup spacer C12 -C20. Acidet jo të zakonshme β-amino të përdorura mund të jenë një aminoacid sheqeri, një aminoacid i prodhuar nga azidothymin (AZT), një aminoacid norbornene dhe një amino alkool që rrjedh nga AZT (Figura 9). Sinteza e amfifileve simetrike të tipit Bola që rrjedhin nga tris (hidroksimetil) aminometan (Tris) (Figura 9).
06 Vetitë fiziko -kimike
Dihet se surfaktantët e bazuar në aminoacid (AAS) janë të larmishëm dhe të gjithanshëm në natyrë dhe kanë zbatueshmëri të mirë në shumë aplikime të tilla si solubilizimi i mirë, vetitë e mira të emulsifikimit, efikasiteti i lartë, performanca e aktivitetit të lartë të sipërfaqes dhe rezistenca e mirë ndaj ujit të fortë (toleranca jonike e kalciumit).
Bazuar në vetitë surfaktante të aminoacideve (p.sh. tensioni sipërfaqësor, CMC, sjellja fazore dhe temperatura e Krafft), përfundimet e mëposhtme u arritën pas studimeve të gjera - aktiviteti sipërfaqësor i AAS është superior ndaj asaj të homologut të tij konvencional të surfaktantit.
6.1 Përqendrimi kritik i micelës (CMC)
Përqendrimi kritik i micelës është një nga parametrat e rëndësishëm të surfaktantëve dhe rregullon shumë veti aktive sipërfaqësore siç janë solubilizimi, liza e qelizave dhe ndërveprimi i tij me biofilmat, etj. Në përgjithësi, rritja e gjatësisë së zinxhirit të bishtit të hidrokarbureve (rritja e hidrofobicitetit) çon në një ulje të vlerës CMC të zgjidhjes sipërfaqësore, duke rritur kështu aktivitetin e saj sipërfaqësor. Surfaktantët bazuar në aminoacidet zakonisht kanë vlera më të ulëta CMC në krahasim me surfaktantët konvencionale.
Përmes kombinimeve të ndryshme të grupeve të kokës dhe bishtave hidrofobikë (amide mono-kationike, amidi bi-kationik, ester bi-kationik me bazë amide), Infante et al. sintetizoi tre AA me bazë arginine dhe studioi CMC dhe γCMC të tyre (tensioni sipërfaqësor në CMC), duke treguar që vlerat CMC dhe γCMC u ulën me rritjen e gjatësisë hidrofobike të bishtit. Në një studim tjetër, Singare dhe Mhatre zbuluan se CMC e surfaktantëve N-α-acilarginine u ul me rritjen e numrit të atomeve të karbonit hidrofobik të bishtit (Tabela 1).
Yoshimura et al. hulumtoi CMC të surfaktantëve me bazë aminoacide të rrjedhura nga cisteina dhe tregoi se CMC u ul kur gjatësia e zinxhirit të karbonit në zinxhirin hidrofobik u rrit nga 10 në 12. Rritja e mëtutjeshme e gjatësisë së zinxhirit të karbonit në 14 rezultoi në një rritje të CMC, e cila konfirmoi se surfaktantët e geminit me zinxhirë të gjatë kanë një tendencë më të ulët për të grumbulluar.
Faustino et al. raportoi formimin e mikeleve të përziera në zgjidhjet ujore të surfaktantëve anionikë të Binjakëve bazuar në cistinën. Surfaktantët e Binjakëve u krahasuan gjithashtu me surfaktantët monomerikë konvencionalë përkatës (C 8 Cys). Vlerat CMC të përzierjeve lipidike-surfaktantë u raportuan të ishin më të ulëta se ato të surfaktantëve të pastër. Surfaktantët e Binjakëve dhe 1,2-diheptanoyl-sn-gliceryl-3-fosfokolinë, një fosfolipid i tretshëm në ujë, i tretshëm në ujë, kishte CMC në nivelin millimolar.
Shrestha dhe Aramaki hulumtuan formimin e mikeleve viskoelastike të krimbit në zgjidhje ujore të surfaktantëve anionikë-nonionikë të përzier me bazë aminoacide në mungesë të kripërave të përzierjes. Në këtë studim, glutamati N-Dodecil u zbulua se kishte një temperaturë më të lartë të Kraft; Sidoqoftë, kur neutralizohet me aminoacidin themelor L-lizinë, ajo gjeneroi micele dhe zgjidhja filloi të sillet si një lëng Njutoni në 25 ° C.
6.2 Tretësira e mirë e ujit
Tretësira e mirë e ujit të AAS është për shkak të pranisë së lidhjeve shtesë të bashkë-NH. Kjo e bën AA -të më të biodegradueshme dhe miqësore me mjedisin sesa surfaktantët përkatës konvencionale. Tretësira e ujit e acidit N-ACYL-L-glutamik është edhe më i mirë për shkak të 2 grupeve të tij karboksil. Tretësira e ujit të CN (CA) 2 është gjithashtu e mirë sepse ekzistojnë 2 grupe jonike arginine në 1 molekulë, gjë që rezulton në adsorbim dhe difuzion më efektiv në ndërfaqen qelizore dhe madje edhe frenim bakterial efektiv në përqendrime më të ulëta.
6.3 Temperatura e Krafftit dhe pika e Krafft
Temperatura e Krafft mund të kuptohet si sjellja specifike e tretshmërisë së surfaktantëve, tretshmëria e të cilëve rritet ndjeshëm mbi një temperaturë të veçantë. Surfaktantët jonikë kanë një tendencë për të gjeneruar hidrate të ngurta, të cilat mund të precipitojnë nga uji. Në një temperaturë të veçantë (e ashtuquajtura temperaturë Krafti), zakonisht vërehet një rritje dramatike dhe e pandërprerë e tretshmërisë së surfaktantëve. Pika Krafft e një surfaktanti jonik është temperatura e saj Krafft në CMC.
Kjo karakteristikë e tretshmërisë zakonisht shihet për surfaktantët jonikë dhe mund të shpjegohet si më poshtë: tretshmëria e monomerit të lirë surfaktant është e kufizuar nën temperaturën e Krafftit derisa të arrihet pika e Krafft, ku tretshmëria e tij gradualisht rritet për shkak të formimit të micelës. Për të siguruar tretshmëri të plotë, është e nevojshme të përgatisni formulime surfaktante në temperatura mbi pikën e Krafft.
Temperatura Krafft e AAS është studiuar dhe krahasuar me atë të surfaktantëve sintetikë konvencionale.Shrestha dhe Aramaki studiuan temperaturën Krafft të AAS me bazë arginine dhe zbuloi se përqendrimi kritik i micelës shfaqi sjellje të grumbullimit në formën e pikave të paracaktuara mbi 2-5 × 10-6 mol-l -1 të ndjekura nga formimi normal i mikelës (ohta et al. dhe diskutuan marrëdhëniet midis temperaturës së tyre në Kraft dhe mbetjeve të aminoacideve.
Në eksperimentet, u zbulua se temperatura e Kraftit e N-hexadecanoyl AAS u rrit me madhësinë në rënie të mbetjeve të aminoacideve (fenilalanina duke qenë një përjashtim), ndërsa nxehtësia e tretshmërisë (marrja e nxehtësisë) u rrit me madhësinë në rënie të mbetjeve të aminoacideve (me përjashtim të glikinës dhe fenilalaninës). Wasshtë konstatuar se në të dy sistemet alanine dhe fenilalanine, ndërveprimi DL është më i fortë se ndërveprimi LL në formën e ngurtë të kripës N-Hexadecanoyl AAS.
Brito et al. Përcaktoi temperaturën e Krafft të tre serive të surfaktantëve të rinj me bazë aminoacide duke përdorur mikrokalorimetrinë e skanimit diferencial dhe zbuloi se ndryshimi i jonit trifluoroacetate në jon të jodidit rezultoi në një rritje të konsiderueshme në temperaturën e Krafft (rreth 6 ° C), nga 47 ° C në 53 ° C. Prania e lidhjeve CIS-dyshe dhe e pangopur e pranishme në ser-derivates me zinxhir të gjatë çuan në një rënie të konsiderueshme të temperaturës së Kraftit. Glutamati N-Dodecil u raportua të ketë një temperaturë më të lartë Krafft. Sidoqoftë, neutralizimi me aminoacidin themelor L-lizinë rezultoi në formimin e mikeleve në zgjidhje që sillej si lëngje Newtonian në 25 ° C.
6.4 Tensioni sipërfaqësor
Tensioni sipërfaqësor i surfaktantëve është i lidhur me gjatësinë e zinxhirit të pjesës hidrofobike. Zhang et al. Përcaktoi tensionin sipërfaqësor të glicinës së cocoyl natriumi me metodën e pllakës wilhelmy (25 ± 0.2) ° C dhe përcaktoi vlerën e tensionit sipërfaqësor në CMC si 33 mn -M -1, cmc si 0.21 mmol -L -1. Yoshimura et al. Përcaktoi tensionin sipërfaqësor të 2C N CYS Aminoacide Surface Surface Surface Tensioni i Agjentëve Aktivë të Sipërfaqes 2C N Cys. U zbulua se tensioni sipërfaqësor në CMC u ul me rritjen e gjatësisë së zinxhirit (deri në n = 8), ndërsa tendenca u përmbys për surfaktantët me gjatësi n = 12 ose më të gjatë të zinxhirit.
Efekti i CAC1 2 në tensionin sipërfaqësor të surfaktantëve të bazuar në aminoacid të dikarboksiluar është studiuar gjithashtu. Në këto studime, CAC1 2 u shtua në zgjidhje ujore të tre surfaktantëve të tipit aminoacid të dikarboksiluar (C12 Malna 2, C12 Aspna 2 dhe C12 gluna 2). Vlerat e rrafshnalta pas CMC u krahasuan dhe u zbulua se tensioni sipërfaqësor u ul në përqendrime shumë të ulëta CAC1 2. Kjo është për shkak të efektit të joneve të kalciumit në rregullimin e surfaktantit në ndërfaqen e gazit-ujë. Tensionet sipërfaqësore të kripërave të N-dodecilaminomalonate dhe N-Dodecilastate, nga ana tjetër, ishin gjithashtu pothuajse konstante deri në 10 mmol-L -1 CaC1 2 përqendrim. Mbi 10 mmol -L -1, tensioni sipërfaqësor rritet ndjeshëm, për shkak të formimit të një reshjeje të kripës së kalciumit të surfaktantit. Për kripën e disodiumit të glutamatit N-dodecil, shtimi i moderuar i CAC1 2 rezultoi në një rënie të konsiderueshme të tensionit sipërfaqësor, ndërsa rritja e vazhdueshme e përqendrimit CAC1 2 nuk shkaktoi më ndryshime të rëndësishme.
Për të përcaktuar kinetikën e adsorbimit të AA-ve të tipit Gemini në ndërfaqen e ujit me gaz, tensioni dinamik i sipërfaqes u përcaktua duke përdorur metodën maksimale të presionit të flluskave. Rezultatet treguan se për kohën më të gjatë të provës, tensioni dinamik i sipërfaqes 2c 12 Cys nuk ndryshoi. Ulja e tensionit dinamik të sipërfaqes varet vetëm nga përqendrimi, gjatësia e bishtave hidrofobikë dhe numri i bishtave hidrofobikë. Rritja e përqendrimit të surfaktantit, ulja e gjatësisë së zinxhirit si dhe numri i zinxhirëve rezultoi në një prishje më të shpejtë. Rezultatet e marra për përqendrime më të larta të C n Cys (n = 8 deri 12) u gjetën të ishin shumë afër γ CMC të matur me metodën Wilhelmy.
Në një studim tjetër, tensionet dinamike të sipërfaqes së cistinës dialuril të natriumit (SDLC) dhe cistinës didecamino natriumi u përcaktuan me metodën e pllakës Wilhelmy, dhe përveç kësaj, tensionet e sipërfaqes së ekuilibrit të zgjidhjeve të tyre ujore u përcaktuan me metodën e vëllimit të rënies. Reagimi i bonove disulfide u hetua më tej edhe nga metodat e tjera. Shtimi i mercaptoethanol në 0,1 mmol -L -1SDLC solucion çoi në një rritje të shpejtë të tensionit sipërfaqësor nga 34 mn -m -1 në 53 mn -M -1. Meqenëse NACLO mund të oksidojë lidhjet disulfide të SDLC me grupet e acidit sulfonik, nuk u vërejtën agregate kur NACLO (5 mmol -L -1) u shtua në zgjidhjen 0,1 mmol -L -1 SDLC. Mikroskopia e elektroneve të transmetimit dhe rezultatet dinamike të shpërndarjes së dritës treguan se nuk u formuan asnjë agregate në zgjidhje. Tensioni sipërfaqësor i SDLC u gjet të rritet nga 34 mn -M -1 në 60 mn -M -1 gjatë një periudhe 20 min.
6.5 Ndërveprimet binare të sipërfaqes
Në shkencat e jetës, një numër i grupeve kanë studiuar vetitë vibruese të përzierjeve të AA-ve kationike (diacilglicerinë arginine surfactants) dhe fosfolipideve në ndërfaqen e ujit me gaz, duke konkluduar më në fund se kjo pronë jo-ideale shkakton prevalencën e ndërveprimeve elektrostatike.
6.6 Karakteristikat e grumbullimit
Shpërndarja dinamike e dritës përdoret zakonisht për të përcaktuar vetitë e grumbullimit të monomerëve me bazë aminoacide dhe surfaktantëve të Gemini në përqendrime mbi CMC, duke dhënë një diametër hidrodinamik të dukshëm DH (= 2r H). Agregatet e formuara nga c n cys dhe 2CN Cys janë relativisht të mëdha dhe kanë një shpërndarje në shkallë të gjerë në krahasim me surfaktantët e tjerë. Të gjithë surfaktantët përveç 2C 12 Cys zakonisht formojnë agregate prej rreth 10 nm. Madhësitë e mikelës së surfaktantëve të Binjakëve janë dukshëm më të mëdha se ato të homologëve të tyre monomerikë. Një rritje në gjatësinë e zinxhirit të hidrokarbureve gjithashtu çon në një rritje të madhësisë së micelës. Ohta et al. përshkroi vetitë e grumbullimit të tre stereoizomerëve të ndryshëm të n-doodecil-fenil-alanil-fenil-alanine tetramethylammonium në tretësirë ujore dhe tregoi se diastereoisomers kanë të njëjtën përqendrim kritik të grumbullimit në tretësirë ujore. Iwahashi et al. Hetuar nga dichroism rrethor, NMR dhe presioni i avullit osmometria Formimi i agregateve kirale të acidit N-Dodecanoyl-L-glutamik, N-Dodecanoyl-L-Valine dhe metil esters të tyre në tretës të ndryshëm (siç janë tetrahydrofuran, acetonitrile, 1,4-dio-dioksane dhe 1,2-dichrothey me rotofuran. nga dikroizmi rrethor, osmometria e presionit të NMR dhe avullit.
6.7 Tërheqja ndërfaciale
Adsorbimi ndërfacial i surfaktantëve të bazuar në aminoacid dhe krahasimi i tij me homologun e tij konvencional është gjithashtu një nga drejtimet e hulumtimit. Për shembull, u hulumtuan vetitë e adsorbimit ndërfacial të esterëve dodecil të aminoacideve aromatike të marra nga Let dhe LEP. Rezultatet treguan se LET dhe LEP shfaqën zona më të ulëta interfaciale në ndërfaqen e gazit-të lëngshme dhe në ndërfaqen e ujit/heksanit, përkatësisht.
Bordes et al. hulumtoi sjelljen e zgjidhjes dhe adsorbimin në ndërfaqen e ujit me gaz të tre surfaktantëve të aminoacideve të dikarboksiluar, kripërat e disodiumit të glutamatit dodecil, aspartatit dodecil dhe aminomalonate (me 3, 2 dhe 1 atome karboni midis dy grupeve karboksil, përkatësisht). Sipas këtij raporti, CMC e surfaktantëve të dikarboksiluar ishte 4-5 herë më i lartë se ai i kripës së glicinës dodecil të monokarboksiluar. Kjo i atribuohet formimit të lidhjeve të hidrogjenit midis surfaktantëve të dikarboksiluar dhe molekulave fqinje përmes grupeve amide në të.
6.8 Sjellja e Fazës
Fazat kubike të ndërprera izotropike janë vërejtur për surfaktantët në përqendrime shumë të larta. Molekulat surfactant me grupe shumë të mëdha koke kanë tendencë të formojnë agregate të lakimit më të vogël pozitiv. Marques et al. studioi sjelljen fazore të sistemeve 12lys12/12ser dhe 8lys8/16ser (shiko Figurën 10), dhe rezultatet treguan se sistemi 12lys12/12ser ka një zonë ndarëse fazore midis mikelarit dhe zgjidhjes vezikulare, ndërsa sistemi i ri i regioneve të mikelarit 8lys8/16SER tregon një fazë të vazhdueshme të fazës së mikelarit (rajoni i fazës së mikelareve të vogla, ndërsa rajoni i fazës së vogël të mikelarit të vogël dhe të ri -vezit të vezit të vogël dhe të fazës së vogël të fazës së mikelareve të vogla. rajoni). Duhet të theksohet se për rajonin e vezikulave të sistemit 12LYS12/12SER, vezikulat janë gjithmonë bashkëjetues me mikelet, ndërsa rajoni vezikul i sistemit 8lys8/16ser ka vetëm vezikula.
Përzierjet katanionike të surfaktantëve të bazuar në lizinë dhe serine: çifti simetrik 12lys12/12ser (majtas) dhe asimetrik 8lys8/16ser çifti (djathtas)
6.9 Aftësia emulsifikuese
Kouchi et al. ekzaminoi aftësinë emulsifikuese, tensionin ndërfacial, shpërndarjen dhe viskozitetin e N- [3-dodecil-2-hidroksipropil] -L-arginine, L-glutamate, dhe AA të tjera. Në krahasim me surfaktantët sintetikë (homologët e tyre konvencionalë jonionikë dhe amfoterikë), rezultatet treguan se AA -të kanë aftësi më të fortë emulsifikuese sesa surfaktantët konvencionale.
Baczko et al. Surfaktantët e sintetizuar të aminoacideve anionike të sintetizuara dhe hetuan përshtatshmërinë e tyre si tretës të spektroskopisë NMR të orientuara nga kiral. Një seri e derivateve amfifilike L-PHE ose L-ALA të bazuara në sulfonat me bishta të ndryshëm hidrofobikë (pentil ~ tetradecil) u sintetizuan duke reaguar aminoacidet me anhidrid o-sulfobenzoik. Wu et al. Kripërat e sintetizuara të natriumit të N-Fatty aas AAS dhehulumtuan aftësinë e tyre të emulsifikimit në emulsionet e naftës në ujë, dhe rezultatet treguan se këto surfaktantë performuan më mirë me etil acetat si faza e vajit sesa me n-heksan si faza e vajit.
6.10 Përparimet në sintezë dhe prodhim
Rezistenca ndaj ujit të fortë mund të kuptohet si aftësia e surfaktantëve për t'i rezistuar pranisë së joneve të tilla si kalciumi dhe magnezi në ujë të fortë, d.m.th., aftësia për të shmangur reshjet në sapunët e kalciumit. Surfaktantët me rezistencë të lartë të ujit të fortë janë shumë të dobishëm për formulimet pastruese dhe produktet e kujdesit personal. Rezistenca ndaj ujit të fortë mund të vlerësohet duke llogaritur ndryshimin e tretshmërisë dhe aktivitetit sipërfaqësor të surfaktantit në prani të joneve të kalciumit.
Një mënyrë tjetër për të vlerësuar rezistencën e ujit të fortë është të llogaritni përqindjen ose gramin e surfaktantit të kërkuar për sapunin e kalciumit të formuar nga 100 g oleate natriumi për tu shpërndarë në ujë. Në zonat me ujë të lartë të fortë, përqendrime të larta të joneve të kalciumit dhe magnezit dhe përmbajtjes minerale mund t'i bëjnë disa aplikime praktike të vështira. Shpesh joni i natriumit përdoret si jon kundër i një surfaktanti anionik sintetik. Meqenëse joni divalent i kalciumit është i lidhur me të dy molekulat surfaktante, ajo bën që surfaktanti të precipitojë më lehtë nga zgjidhja duke e bërë pastrimin më pak të mundshëm.
Studimi i rezistencës së fortë të ujit të AAS tregoi se acidi dhe rezistenca ndaj ujit të fortë u ndikuan fuqimisht nga një grup shtesë karboksil, dhe rezistenca e acidit dhe ujit të fortë u rrit më tej me rritjen e gjatësisë së grupit spacer midis dy grupeve karboksil. Rendi i acidit dhe rezistencës së ujit të fortë ishte C 12 glicinate <c 12 aspartate <c 12 glutamate. Krahasimi i lidhjes amide të dikarboksiluar dhe amino surfaktantit të dikarboksiluar, përkatësisht, u zbulua se diapazoni i pH i kësaj të fundit ishte më i gjerë dhe aktiviteti i tij sipërfaqësor u rrit me shtimin e një sasie të përshtatshme të acidit. Aminoacidet e dikarboksiluar N-alkil treguan efekt chelating në prani të joneve të kalciumit, dhe C 12 aspartate formoi xhel të bardhë. C 12 Glutamati tregoi aktivitet të lartë sipërfaqësor në përqendrim të lartë të Ca 2+ dhe pritet të përdoret në desalinimin e detit.
6.11 Shpërndarja
Shpërndarja i referohet aftësisë së një surfaktanti për të parandaluar bashkimin dhe sedimentimin e surfaktantit në zgjidhje.Shpërndarja është një pronë e rëndësishme e surfaktantëve që i bën ata të përshtatshëm për t'u përdorur në pastrues, kozmetikë dhe farmaceutikë.Një agjent shpërndarës duhet të përmbajë një lidhje ester, eter, amide ose amino midis grupit hidrofobik dhe grupit terminal hidrofil (ose midis grupeve hidrofobike të zinxhirit të drejtë).
Në përgjithësi, surfaktantët anionikë si sulfatet alkanolamido dhe surfaktantët amfoterikë si amidosulfobetaine janë veçanërisht të efektshme si agjentë shpërndarës për sapunët e kalciumit.
Shumë përpjekje kërkimore kanë përcaktuar shpërndarjen e AAS, ku N-lauroyl lysine u zbulua se ishte dobët në përputhje me ujin dhe është e vështirë për t'u përdorur për formulimet kozmetike.Në këtë seri, aminoacidet themelore të zëvendësuar me N-ACYL kanë shpërndarje të shkëlqyeshme dhe përdoren në industrinë kozmetike për të përmirësuar formulimet.
07 Toksiciteti
Surfaktantët konvencionale, veçanërisht surfaktantët kationikë, janë shumë toksikë për organizmat ujorë. Toksiciteti i tyre akut është për shkak të fenomenit të ndërveprimit adsorption-jon të surfaktantëve në ndërfaqen qelizore-ujë. Ulja e CMC e surfaktantëve zakonisht çon në adsorbim më të fortë ndërfacial të surfaktantëve, gjë që zakonisht rezulton në toksicitetin e tyre të ngritur akut. Një rritje në gjatësinë e zinxhirit hidrofobik të surfaktantëve gjithashtu çon në një rritje të toksicitetit akut surfaktant.Shumica e AA-ve janë të ulëta ose jo toksike për njerëzit dhe mjedisin (veçanërisht për organizmat detarë) dhe janë të përshtatshëm për t'u përdorur si përbërës ushqimor, farmaceutikë dhe kozmetikë.Shumë studiues kanë demonstruar se surfaktantët e aminoacideve janë të butë dhe jo irritues për lëkurën. Surfaktantët me bazë arginine dihet se janë më pak toksike sesa homologët e tyre konvencionale.
Brito et al. Studioi vetitë fiziko-kimike dhe toksikologjike të amfidileve me bazë aminoacide dhe [derivateve të tyre nga tirozina (Tyr), hidroksiprolina (Hyp), serina (Ser) dhe lizina (Lys)] formimi spontan i vezikulave kationike dhe dhanë të dhëna për toksicitetin e tyre akut ndaj Daphnia Magna (IC 50). Ato sintetizuan vezikulat kationike të bromidit dodeciltrimethylammonium (DTAB)/Lys-Derivatives dhe/ose përzierjet ser-/lys-derivative dhe testuan ekotoksicitetin e tyre dhe potencialin hemolitik, duke treguar që të gjitha AA-të dhe përzierjet e tyre që përmbajnë vezikulat ishin më pak se toksike konvencionale Surfactant DTAB.
Rosa et al. hetoi lidhjen (shoqatën) e ADN-së ndaj vezikulave kationike të qëndrueshme me bazë aminoacide. Për dallim nga surfaktantët kationikë konvencionale, të cilat shpesh duket se janë toksike, bashkëveprimi i surfaktantëve kationikë të aminoacideve duket se është jo toksik. AA -të kationike bazohen në argininë, e cila formon spontanisht vezikula të qëndrueshme në kombinim me disa surfaktantë anionikë. Frenuesit e korrozionit të bazuar në aminoacid gjithashtu raportohen të jenë jo toksikë. Këto surfaktantë sintetizohen lehtësisht me pastërti të lartë (deri në 99%), me kosto të ulët, lehtësisht të biodegradueshme dhe plotësisht të tretshme në media ujore. Disa studime kanë treguar që surfaktantët e aminoacideve që përmbajnë squfur janë superiore në frenimin e korrozionit.
Në një studim të fundit, Perinelli et al. raportoi një profil të kënaqshëm toksikologjik të ramnolipideve në krahasim me surfaktantët konvencionale. Rhamnolipidet dihet se veprojnë si përmirësues të përshkueshmërisë. Ata gjithashtu raportuan efektin e ramnolipideve në përshkueshmërinë epiteliale të ilaçeve makromolekulare.
08 Aktiviteti antimikrobik
Aktiviteti antimikrobik i surfaktantëve mund të vlerësohet nga përqendrimi minimal frenues. Aktiviteti antimikrobik i surfaktantëve me bazë arginine është studiuar në detaje. Bakteret gram-negative u zbuluan se ishin më rezistente ndaj surfaktantëve me bazë arginine sesa bakteret Gram-pozitive. Aktiviteti antimikrobik i surfaktantëve zakonisht rritet nga prania e lidhjeve hidroksil, ciklopropane ose të pangopura brenda zinxhirëve acil. Castillo et al. tregoi se gjatësia e zinxhirëve acil dhe ngarkesa pozitive përcaktojnë vlerën HLB (ekuilibrin hidrofil-lipofilik) të molekulës, dhe këto kanë një efekt në aftësinë e tyre për të prishur membranat. Nα-acilarginine metil ester është një klasë tjetër e rëndësishme e surfaktantëve kationikë me aktivitet antimikrobik me spektër të gjerë dhe është lehtësisht i biodegradueshëm dhe ka toksicitet të ulët ose jo. Studime mbi bashkëveprimin e surfaktantëve të bazuar në metil ester metil të nα-acilarginine me 1,2-dipalmitoyl-sn-propiltrioxyl-3-fosforylcholine dhe 1,2-ditetradecanoyl Rezultatet antimikrobike treguan se surfaktantët kanë aktivitet të mirë antibakterial.
09 Karakteristikat reologjike
Karakteristikat reologjike të surfaktantëve luajnë një rol shumë të rëndësishëm në përcaktimin dhe parashikimin e aplikimeve të tyre në industri të ndryshme, përfshirë ushqimin, farmaceutikët, nxjerrjen e naftës, kujdesin personal dhe produktet e kujdesit në shtëpi. Shumë studime janë kryer për të diskutuar marrëdhëniet midis viskelasticitetit të surfaktantëve të aminoacideve dhe CMC.
10 aplikime në industrinë kozmetike
AA -të përdoren në formulimin e shumë produkteve të kujdesit personal.Glicimina e kaliumit N-Cokoyl është gjetur të jetë e butë në lëkurë dhe përdoret në pastrimin e fytyrës për të hequr llumrat dhe përbërjen. Acidi N-ACYL-L-glutamik ka dy grupe karboksil, gjë që e bën atë më të tretshëm në ujë. Midis këtyre AA -ve, AAS bazuar në acidet yndyrore C 12 përdoren gjerësisht në pastrimin e fytyrës për të hequr llumin dhe përbërjen. AAS me një zinxhir C 18 përdoren si emulsifikues në produktet e kujdesit të lëkurës, dhe kripërat N-lauryl alanine dihet se krijojnë shkuma kremoze që nuk janë irrituese për lëkurën dhe për këtë arsye mund të përdoren në formulimin e produkteve të kujdesit për fëmijë. AA-të me bazë N-lauryl të përdorura në pastën e dhëmbëve kanë pastrim të mirë të ngjashëm me sapunin dhe efikasitetin e fortë që pengon enzimë.
Gjatë dekadave të fundit, zgjedhja e surfaktantëve për kozmetikë, produkte të kujdesit personal dhe farmaceutikë është përqendruar në toksicitet të ulët, butësi, butësi ndaj prekjes dhe sigurisë. Konsumatorët e këtyre produkteve janë të vetëdijshëm për acarimin e mundshëm, toksicitetin dhe faktorët mjedisorë.
Sot, AA -të përdoren për të formuluar shumë shampona, ngjyra flokësh dhe sapunë banjoje për shkak të avantazheve të tyre të shumta mbi homologët e tyre tradicionalë në kozmetikë dhe produkte të kujdesit personal.Surfaktantët e bazuar në proteina kanë veti të dëshirueshme të nevojshme për produktet e kujdesit personal. Disa AA kanë aftësi për formimin e filmit, ndërsa të tjerët kanë aftësi të mira shkumëzimi.
Aminoacidet janë faktorë hidratues të rëndësishëm natyrisht në korneumin e shtresës. Kur qelizat epidermale vdesin, ato bëhen pjesë e shtresës së shtresës dhe proteinat ndërqelizore gradualisht degradohen në aminoacidet. Këto aminoacide transportohen më tej në kornumin e shtresës, ku ato thithin substanca të yndyrës ose të ngjashme me yndyrën në kornizën e shtresës epidermale, duke përmirësuar kështu elasticitetin e sipërfaqes së lëkurës. Përafërsisht 50% e faktorit hidratues natyral në lëkurë është i përbërë nga aminoacide dhe pirrolidon.
Kolagjeni, një përbërës i zakonshëm kozmetik, përmban gjithashtu aminoacide që e mbajnë lëkurën të butë.Problemet e lëkurës si vrazhdësia dhe mërzitja janë për shkak të një pjese të madhe të mungesës së aminoacideve. Një studim tregoi se përzierja e një aminoacidi me një vaj të lehtësuar të lëkurës, dhe zonat e prekura u kthyen në gjendjen e tyre normale pa u bërë plagë keloide.
Aminoacidet gjithashtu janë gjetur të jenë shumë të dobishme në kujdesin për kutikulat e dëmtuara.Flokët e thata dhe pa formë mund të tregojnë një ulje të përqendrimit të aminoacideve në një kornesh të shtresës së dëmtuar rëndë. Aminoacidet kanë aftësinë të depërtojnë në kutikun në boshtin e flokëve dhe të thithin lagështinë nga lëkura.Kjo aftësi e surfaktantëve të bazuar në aminoacid i bën ata shumë të dobishëm në shamponët, ngjyrat e flokëve, zbutësit e flokëve, kondicionerët e flokëve dhe prania e aminoacideve i bën flokët të fortë.
11 aplikacione në kozmetikë të përditshme
Aktualisht, ekziston një kërkesë në rritje për formulime pastruese të bazuara në aminoacid në të gjithë botën.AA -të dihet se kanë aftësi më të mirë pastrimi, aftësi shkumëzimi dhe veti për zbutjen e rrobave, gjë që i bën ato të përshtatshme për pastruesit shtëpiak, shamponët, larjet e trupit dhe aplikacionet e tjera.Një AA-të amfoterike të rrjedhura nga acidi aspartik raportohet të jetë një pastrues shumë i efektshëm me veti chelating. Përdorimi i përbërësve pastrues të përbërë nga acide N-alkil-β-aminoethoksi u gjet për të zvogëluar acarimin e lëkurës. Një formulim i lëngut të lëngshëm të përbërë nga N-cocoyl-β-aminopropionate është raportuar të jetë një pastrues efektiv për njollat e vajit në sipërfaqet metalike. Një surfaktant i acidit aminokarboksilik, C 14 chohch 2 NHCH 2 Coona, gjithashtu është treguar se ka një pastrim më të mirë dhe përdoret për pastrimin e tekstileve, qilimave, flokëve, qelqit, etj.
Përgatitja e formulimeve pastruese të bazuara në N- (N'-Long-zinxhir acil-β-alanyl) -β-alanine është raportuar nga Keigo dhe Tatsuya në patentën e tyre për aftësi dhe stabilitet më të mirë të larjes, thyerje të lehtë të shkumës dhe zbutje të mirë të pëlhurave. KAO zhvilloi një formulim pastrues të bazuar në N-ACYL-1 -N-Hydroksi-β-alanine dhe raportoi acarim të ulët të lëkurës, rezistencë të lartë të ujit dhe fuqi të lartë për heqjen e njollave.
Kompania japoneze Ajinomoto përdor AAS të ulët toksik dhe lehtësisht të degradueshëm bazuar në acidin L-glutamik, L-argininë dhe L-lizinë si përbërësit kryesorë në shampon, pastrues dhe kozmetikë (Figura 13). Alsoshtë raportuar gjithashtu aftësia e aditivëve të enzimës në formulimet pastruese për të hequr faturimin e proteinave. N-acil AAS që rrjedhin nga acidi glutamik, alanina, metilglycine, serina dhe acidi aspartik janë raportuar për përdorimin e tyre si pastrues të shkëlqyeshëm të lëngshëm në zgjidhje ujore. Këto surfaktantë nuk rrisin fare viskozitetin, madje edhe në temperatura shumë të ulëta, dhe mund të transferohen lehtësisht nga anija e ruajtjes së pajisjes shkumëzuese për të marrë shkuma homogjene.
Koha e postimit: Qershor-09-2022