ამ სტატიის სარჩევი:
1. ამინომჟავების განვითარება
2. სტრუქტურული თვისებები
3. ქიმიური შემადგენლობა
4.კლასიფიკაცია
5. სინთეზი
6. ფიზიკოქიმიური თვისებები
7. ტოქსიკურობა
8. ანტიმიკრობული აქტივობა
9. რეოლოგიური თვისებები
10. აპლიკაციები კოსმეტიკურ ინდუსტრიაში
11. გამოყენება ყოველდღიურ კოსმეტიკაში
ამინომჟავა ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები (AAS)არის ზედაპირული აქტიური ნივთიერებების კლასი, რომელიც წარმოიქმნება ჰიდროფობიური ჯგუფების ერთ ან რამდენიმე ამინომჟავასთან შერწყმით. ამ შემთხვევაში, ამინომჟავები შეიძლება იყოს სინთეზური ან მიღებული ცილის ჰიდროლიზატების ან მსგავსი განახლებადი წყაროებიდან. ეს ნაშრომი მოიცავს AAS-სთვის ხელმისაწვდომი სინთეზური მარშრუტების უმეტესობის დეტალებს და სხვადასხვა მარშრუტების ეფექტს საბოლოო პროდუქტების ფიზიკურ-ქიმიურ თვისებებზე, მათ შორის ხსნადობა, დისპერსიული სტაბილურობა, ტოქსიკურობა და ბიოდეგრადირება. როგორც ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების კლასი მზარდი მოთხოვნით, AAS-ის მრავალფეროვნება მათი ცვლადი სტრუქტურის გამო გთავაზობთ კომერციული შესაძლებლობების დიდ რაოდენობას.
იმის გათვალისწინებით, რომ ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ფართოდ გამოიყენება სარეცხი საშუალებების, ემულგატორების, კოროზიის ინჰიბიტორების, ზეთის მესამეული აღდგენისა და ფარმაცევტულ საშუალებებში, მკვლევარებმა არასოდეს შეწყვიტეს ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ყურადღება.
სურფაქტანტები ყველაზე წარმომადგენლობითი ქიმიური პროდუქტებია, რომლებიც ყოველდღიურად მოიხმარენ დიდი რაოდენობით მთელს მსოფლიოში და უარყოფითად მოქმედებენ წყლის გარემოზე.კვლევებმა აჩვენა, რომ ტრადიციული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ფართო გამოყენებამ შეიძლება უარყოფითი გავლენა მოახდინოს გარემოზე.
დღეს არატოქსიკურობა, ბიოდეგრადირებადობა და ბიოშეთავსებადობა თითქმის ისეთივე მნიშვნელოვანია მომხმარებლებისთვის, როგორც ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების სარგებლიანობა და მოქმედება.
ბიოსურფაქტანტები არის ეკოლოგიურად სუფთა მდგრადი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, რომლებიც ბუნებრივად სინთეზირდება მიკროორგანიზმებით, როგორიცაა ბაქტერიები, სოკოები და საფუარი, ან გამოიყოფა უჯრედგარეთ.ამრიგად, ბიოსურფაქტანტები ასევე შეიძლება მომზადდეს მოლეკულური დიზაინით ბუნებრივი ამფიფილური სტრუქტურების მიბაძვის მიზნით, როგორიცაა ფოსფოლიპიდები, ალკილ გლიკოზიდები და აცილის ამინომჟავები.
ამინომჟავა ზედაპირული აქტიური ნივთიერებები (AAS)არის ერთ-ერთი ტიპიური ზედაპირული აქტიური ნივთიერება, რომელიც ჩვეულებრივ წარმოებულია ცხოველური ან სოფლის მეურნეობის წარმოების ნედლეულისგან. ბოლო ორი ათწლეულის განმავლობაში, AAS-მა მიიპყრო მეცნიერთა დიდი ინტერესი, როგორც ახალი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, არა მხოლოდ იმიტომ, რომ მათი სინთეზირება შესაძლებელია განახლებადი რესურსებიდან, არამედ იმიტომ, რომ AAS ადვილად დეგრადირებადია და აქვს უვნებელი ქვეპროდუქტები, რაც მათ უფრო უსაფრთხოს ხდის გარემო.
AAS შეიძლება განისაზღვროს, როგორც სურფაქტანტების კლასი, რომელიც შედგება ამინომჟავების შემცველი ამინომჟავების ჯგუფებისგან (HO 2 C-CHR-NH 2) ან ამინომჟავების ნარჩენებისგან (HO 2 C-CHR-NH-). ამინომჟავების 2 ფუნქციური რეგიონი იძლევა ზედაპირული აქტიური ნივთიერებების ფართო სპექტრის წარმოქმნას. სულ ცნობილია, რომ ბუნებაში არსებობს 20 სტანდარტული პროტეინოგენური ამინომჟავა და პასუხისმგებელია ყველა ფიზიოლოგიურ რეაქციაზე ზრდასა და სასიცოცხლო საქმიანობაში. ისინი ერთმანეთისგან განსხვავდებიან მხოლოდ R ნარჩენის მიხედვით (სურათი 1, pk a არის ხსნარის მჟავა დისოციაციის მუდმივის უარყოფითი ლოგარითმი). ზოგი არაპოლარული და ჰიდროფობიურია, ზოგი პოლარული და ჰიდროფილური, ზოგი ძირითადი და ზოგი მჟავე.
იმის გამო, რომ ამინომჟავები განახლებადი ნაერთებია, ამინომჟავებისგან სინთეზირებულ ზედაპირულ აქტენტებს ასევე აქვთ მაღალი პოტენციალი გახდეს მდგრადი და ეკოლოგიურად სუფთა. მარტივი და ბუნებრივი სტრუქტურა, დაბალი ტოქსიკურობა და სწრაფი ბიოდეგრადირება ხშირად მათ ჩვეულებრივ სურფაქტანტებთან შედარებით უპირატესობას ანიჭებს. განახლებადი ნედლეულის გამოყენებით (მაგ. ამინომჟავები და მცენარეული ზეთები), AAS შეიძლება წარმოიქმნას სხვადასხვა ბიოტექნოლოგიური გზებით და ქიმიური მარშრუტებით.
მე-20 საუკუნის დასაწყისში პირველად აღმოაჩინეს ამინომჟავები, რომლებიც გამოიყენებოდა როგორც სუბსტრატები ზედაპირული აქტიური ნივთიერებების სინთეზისთვის.AAS ძირითადად გამოიყენებოდა როგორც კონსერვანტები ფარმაცევტულ და კოსმეტიკურ ფორმულირებებში.გარდა ამისა, აღმოჩნდა, რომ AAS ბიოლოგიურად აქტიურია სხვადასხვა დაავადების გამომწვევი ბაქტერიების, სიმსივნეების და ვირუსების წინააღმდეგ. 1988 წელს დაბალფასიანი AAS-ის ხელმისაწვდომობამ გამოიწვია კვლევის ინტერესი ზედაპირული აქტივობის მიმართ. დღეს, ბიოტექნოლოგიის განვითარებასთან ერთად, ზოგიერთ ამინომჟავას ასევე შეუძლია კომერციულად სინთეზირებული საფუარი, რაც ირიბად ადასტურებს, რომ AAS-ის წარმოება უფრო ეკოლოგიურად სუფთაა.
01 ამინომჟავების განვითარება
ჯერ კიდევ მე-19 საუკუნის დასაწყისში, როდესაც პირველად აღმოაჩინეს ბუნებრივად არსებული ამინომჟავები, მათი სტრუქტურები იყო უაღრესად ღირებული - გამოსაყენებელი ნედლეულად ამფიფილების მოსამზადებლად. პირველი კვლევა AAS-ის სინთეზზე მოხსენებული იქნა ბონდის მიერ 1909 წელს.
ამ კვლევაში N-აცილგლიცინი და N-აცილალანინი შემოღებულ იქნა, როგორც ჰიდროფილური ჯგუფები ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებისთვის. შემდგომი სამუშაო მოიცავდა ლიპოამინომჟავების (AAS) სინთეზს გლიცინისა და ალანინის გამოყენებით და ჰენტრიხი და სხვ. გამოაქვეყნა დასკვნების სერია,პირველი საპატენტო განაცხადის ჩათვლით, საყოფაცხოვრებო საწმენდი საშუალებების (მაგ. შამპუნები, სარეცხი საშუალებები და კბილის პასტები) ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების აცილის სარკოსინატისა და აცილასპარტატის მარილების გამოყენების შესახებ.შემდგომში, ბევრმა მკვლევარმა გამოიკვლია აცილის ამინომჟავების სინთეზი და ფიზიკოქიმიური თვისებები. დღემდე, დიდი რაოდენობით ლიტერატურა გამოქვეყნებულია AAS-ის სინთეზის, თვისებების, სამრეწველო გამოყენებისა და ბიოდეგრადაციის შესახებ.
02 სტრუქტურული თვისებები
AAS-ის არაპოლარული ჰიდროფობიური ცხიმოვანი მჟავების ჯაჭვები შეიძლება განსხვავდებოდეს სტრუქტურით, ჯაჭვის სიგრძით და რაოდენობით.AAS-ის სტრუქტურული მრავალფეროვნება და მაღალი ზედაპირული აქტივობა ხსნის მათ ფართო კომპოზიციურ მრავალფეროვნებას და ფიზიკურ-ქიმიურ და ბიოლოგიურ თვისებებს. AAS-ის სათავე ჯგუფები შედგება ამინომჟავებისგან ან პეპტიდებისგან. თავთა ჯგუფებში განსხვავებები განსაზღვრავს ამ სურფაქტანტების ადსორბციას, აგრეგაციას და ბიოლოგიურ აქტივობას. სათავე ჯგუფში ფუნქციური ჯგუფები განსაზღვრავენ AAS-ის ტიპს, მათ შორის კატიონურ, ანიონურ, არაიონურ და ამფოტერულ. ჰიდროფილური ამინომჟავების და ჰიდროფობიური გრძელი ჯაჭვის ნაწილების კომბინაცია ქმნის ამფიფილურ სტრუქტურას, რაც მოლეკულას ზედაპირულად აქტიურს ხდის. გარდა ამისა, ნახშირბადის ასიმეტრიული ატომების არსებობა მოლეკულაში ხელს უწყობს ქირალური მოლეკულების ფორმირებას.
03 ქიმიური შემადგენლობა
ყველა პეპტიდი და პოლიპეპტიდი არის ამ თითქმის 20 α-პროტეინოგენური α-ამინომჟავების პოლიმერიზაციის პროდუქტები. ყველა 20 α-ამინომჟავა შეიცავს კარბოქსილის მჟავას ფუნქციურ ჯგუფს (-COOH) და ამინოფუნქციურ ჯგუფს (-NH 2), ორივე მიმაგრებულია იმავე ტეტრაედრულ α-ნახშირბადის ატომზე. ამინომჟავები ერთმანეთისგან განსხვავდებიან სხვადასხვა R ჯგუფებით, რომლებიც დაკავშირებულია α-ნახშირბადთან (გარდა ლიცინისა, სადაც R ჯგუფი წყალბადია.) R ჯგუფები შეიძლება განსხვავდებოდეს აგებულებით, ზომით და მუხტით (მჟავიანობა, ტუტე). ეს განსხვავებები ასევე განსაზღვრავს წყალში ამინომჟავების ხსნადობას.
ამინომჟავები ქირალურია (გარდა გლიცინისა) და ბუნებით ოპტიკურად აქტიურია, რადგან მათ აქვთ ოთხი განსხვავებული შემცვლელი, რომლებიც დაკავშირებულია ალფა ნახშირბადთან. ამინომჟავებს აქვთ ორი შესაძლო კონფორმაცია; ისინი ერთმანეთის გადახურვის სარკისებურ სურათებს წარმოადგენენ, მიუხედავად იმისა, რომ L-სტერეოიზომერების რაოდენობა მნიშვნელოვნად მაღალია. ზოგიერთ ამინომჟავაში (ფენილალანინი, ტიროზინი და ტრიპტოფანი) წარმოდგენილი R-ჯგუფი არის არილი, რაც იწვევს ულტრაიისფერი სხივების მაქსიმალურ შეწოვას 280 ნმ. მჟავე α-COOH და ძირითადი α-NH 2 ამინომჟავებში შეუძლიათ იონიზაცია და ორივე სტერეოიზომერი, როგორიც არ უნდა იყოს ისინი, აშენებს იონიზაციის წონასწორობას, რომელიც ნაჩვენებია ქვემოთ.
R-COOH ↔R-COO-(ჰ＋
R-NH3＋↔R-NH2(ჰ＋
როგორც ზემოთ იონიზაციის წონასწორობაშია ნაჩვენები, ამინომჟავები შეიცავს სულ მცირე ორ სუსტად მჟავე ჯგუფს; თუმცა, კარბოქსილის ჯგუფი გაცილებით მჟავეა პროტონულ ამინოჯგუფთან შედარებით. pH 7.4, კარბოქსილის ჯგუფი დეპროტონირებულია, ხოლო ამინო ჯგუფი პროტონირებულია. ამინომჟავები არაიონიზირებადი R ჯგუფებით ელექტრული ნეიტრალურია ამ pH-ზე და ქმნიან ცვიტერიონს.
04 კლასიფიკაცია
AAS შეიძლება დაიყოს ოთხი კრიტერიუმის მიხედვით, რომლებიც თავის მხრივ ქვემოთ არის აღწერილი.
4.1 წარმოშობის მიხედვით
| წარმოშობის მიხედვით AAS შეიძლება დაიყოს 2 კატეგორიად შემდეგნაირად. ① ბუნებრივი კატეგორია ზოგიერთ ბუნებრივ ნაერთს, რომელიც შეიცავს ამინომჟავებს, ასევე აქვს უნარი შეამციროს ზედაპირული/ინტერფეისტური დაძაბულობა, ზოგიერთს კი აღემატება გლიკოლიპიდების ეფექტურობას. ეს AAS ასევე ცნობილია როგორც ლიპოპეპტიდები. ლიპოპეპტიდები დაბალი მოლეკულური წონის ნაერთებია, რომლებიც ჩვეულებრივ წარმოიქმნება Bacillus-ის სახეობების მიერ.
ასეთი AAS შემდგომში იყოფა 3 ქვეკლასად:სურფაქტინი, იტურინი და ფენგიცინი.
|
| ზედაპირულად აქტიური პეპტიდების ოჯახი მოიცავს სხვადასხვა ნივთიერებების ჰეპტაპეპტიდურ ვარიანტებს,როგორც ნაჩვენებია სურათზე 2a, რომელშიც C12-C16 უჯერი β-ჰიდროქსი ცხიმოვანი მჟავების ჯაჭვი დაკავშირებულია პეპტიდთან. ზედაპირულად აქტიური პეპტიდი არის მაკროციკლური ლაქტონი, რომელშიც რგოლი იხურება კატალიზით β-ჰიდროქსი ცხიმოვანი მჟავის C-ბოლოტსა და პეპტიდს შორის. იტურინის ქვეკლასში არის ექვსი ძირითადი ვარიანტი, კერძოდ იტურინი A და C, მიკოსუბტილინი და ბაცილომიცინი D, F და L.ყველა შემთხვევაში, ჰეპტაპეპტიდები დაკავშირებულია β-ამინო ცხიმოვანი მჟავების C14-C17 ჯაჭვებთან (ჯაჭვები შეიძლება იყოს მრავალფეროვანი). ეკურიმიცინების შემთხვევაში, ამინოჯგუფს β-პოზიციაზე შეუძლია შექმნას ამიდური კავშირი C-ბოლოსთან, რითაც წარმოიქმნება მაკროციკლური ლაქტამის სტრუქტურა.
ფენგიცინის ქვეკლასი შეიცავს ფენგიცინს A და B, რომლებსაც ასევე უწოდებენ პლიპასტატინს, როდესაც Tyr9 არის D-კონფიგურირებული.დეკაპეპტიდი დაკავშირებულია C14-C18 გაჯერებულ ან უჯერი β-ჰიდროქსი ცხიმოვანი მჟავების ჯაჭვთან. სტრუქტურულად, პლიპასტატინი ასევე არის მაკროციკლური ლაქტონი, რომელიც შეიცავს Tyr-ის გვერდით ჯაჭვს პეპტიდური თანმიმდევრობის მე-3 პოზიციაზე და ქმნის ეთერულ კავშირს C-ტერმინალურ ნარჩენთან, რითაც ქმნის შიდა რგოლის სტრუქტურას (როგორც ეს არის მრავალი Pseudomonas lipopeptide).
② სინთეტიკური კატეგორია AAS ასევე შეიძლება სინთეზირებული იყოს ნებისმიერი მჟავე, ძირითადი და ნეიტრალური ამინომჟავის გამოყენებით. აასს-ის სინთეზისთვის გამოყენებული ჩვეულებრივი ამინომჟავებია გლუტამინის მჟავა, სერინი, პროლინი, ასპარტინის მჟავა, გლიცინი, არგინინი, ალანინი, ლეიცინი და ცილის ჰიდროლიზატები. ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ეს ქვეკლასი შეიძლება მომზადდეს ქიმიური, ფერმენტული და ქიმიოფერმენტული მეთოდებით; თუმცა, AAS-ის წარმოებისთვის, ქიმიური სინთეზი უფრო ეკონომიკურად შესაძლებელია. გავრცელებული მაგალითებია N-ლაუროილ-L-გლუტამინის მჟავა და N-პალმიტოილ-L-გლუტამინის მჟავა.
|
4.2 ეფუძნება ალიფატური ჯაჭვის შემცვლელებს
ალიფატური ჯაჭვის შემცვლელებიდან გამომდინარე, ამინომჟავაზე დაფუძნებული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები შეიძლება დაიყოს 2 ტიპად.
შემცვლელის პოზიციის მიხედვით
| ①N-შეცვლილი AAS N-შემცვლელ ნაერთებში ამინოჯგუფი იცვლება ლიპოფილური ჯგუფით ან კარბოქსილის ჯგუფით, რაც იწვევს ბაზისურობის დაკარგვას. N-ჩანაცვლებული AAS-ის უმარტივესი მაგალითია N-აცილის ამინომჟავები, რომლებიც არსებითად ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებია. n-ჩანაცვლებულ AAS-ს აქვს ამიდური ბმა, რომელიც მიმაგრებულია ჰიდროფობიურ და ჰიდროფილურ ნაწილებს შორის. ამიდურ კავშირს აქვს წყალბადის ბმის წარმოქმნის უნარი, რაც ხელს უწყობს ამ ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების დეგრადაციას მჟავე გარემოში, რითაც ხდება მისი ბიოდეგრადირებადი.
②C-ჩანაცვლებული AAS C-ჩანაცვლებულ ნაერთებში ჩანაცვლება ხდება კარბოქსილის ჯგუფში (ამიდური ან ესტერიული ბმის მეშვეობით). ტიპიური C-შემცვლელი ნაერთები (მაგ. ეთერები ან ამიდები) არსებითად კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებია.
③ N- და C-შეცვლილი AAS ამ ტიპის სურფაქტანტში, ორივე ამინო და კარბოქსილის ჯგუფები ჰიდროფილური ნაწილია. ეს ტიპი არსებითად ამფოტერული სურფაქტანტია. |
4.3 ჰიდროფობიური კუდების რაოდენობის მიხედვით
თავთა ჯგუფებისა და ჰიდროფობიური კუდების რაოდენობის მიხედვით, AAS შეიძლება დაიყოს ოთხ ჯგუფად. სწორი ჯაჭვის AAS, ტყუპების (დიმერი) ტიპის AAS, გლიცეროლიპიდური ტიპის AAS და ბიცეფალური ამფიფილური (ბოლა) ტიპის AAS. სწორი ჯაჭვის სურფაქტანტები არის ზედაპირული აქტიური ნივთიერებები, რომლებიც შედგება ამინომჟავებისგან მხოლოდ ერთი ჰიდროფობიური კუდით (სურათი 3). ტყუპების ტიპის AAS-ს აქვს ორი ამინომჟავის პოლარული ჯგუფი და ორი ჰიდროფობიური კუდი თითო მოლეკულაზე (სურათი 4). ამ ტიპის სტრუქტურაში, ორი სწორი ჯაჭვის AAS ერთმანეთთან არის დაკავშირებული სპეცერის საშუალებით და ამიტომ მათ დიმერებსაც უწოდებენ. გლიცეროლიპიდის ტიპის AAS-ში, მეორეს მხრივ, ორი ჰიდროფობიური კუდი მიმაგრებულია იმავე ამინომჟავის თავთა ჯგუფთან. ეს სურფაქტანტები შეიძლება ჩაითვალოს მონოგლიცერიდების, დიგლიცერიდების და ფოსფოლიპიდების ანალოგებად, ხოლო Bola-ს ტიპის AAS-ში ამინომჟავების ორი ჯგუფი დაკავშირებულია ჰიდროფობიური კუდით.
4.4 სათავე ჯგუფის ტიპის მიხედვით
① კათიონური AAS
ამ ტიპის სურფაქტანტის სათავე ჯგუფს აქვს დადებითი მუხტი. ყველაზე ადრეული კათიონური AAS არის ეთილის კოკოილ არგინატი, რომელიც არის პიროლიდონის კარბოქსილატი. ამ სურფაქტანტის უნიკალური და მრავალფეროვანი თვისებები ხდის მას სასარგებლო სადეზინფექციო საშუალებებში, ანტიმიკრობულ აგენტებში, ანტისტატიკური აგენტებში, თმის კონდიციონერებში, ასევე არის ნაზი თვალებისა და კანის მიმართ და ადვილად ბიოდეგრადირებადი. სინგარემ და მჰატრემ მოახდინეს არგინინზე დაფუძნებული კათიონური AAS-ის სინთეზირება და შეაფასეს მათი ფიზიკოქიმიური თვისებები. ამ კვლევაში მათ განაცხადეს შოთენ-ბაუმანის რეაქციის პირობებში მიღებული პროდუქტების მაღალი მოსავლიანობა. ალკილის ჯაჭვის სიგრძისა და ჰიდროფობიურობის მატებასთან ერთად, აღმოჩნდა, რომ სურფაქტანტის ზედაპირული აქტივობა იზრდება და კრიტიკული მიცელის კონცენტრაცია (cmc) მცირდება. კიდევ ერთი არის მეოთხეული აცილის ცილა, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც კონდიციონერი თმის მოვლის საშუალებებში.
②ანიონური AAS
ანიონურ ზედაპირულ აქტებში სურფაქტანტის პოლარულ თავთა ჯგუფს აქვს უარყოფითი მუხტი. სარკოზინი (CH 3 -NH-CH 2 -COOH, N-მეთილგლიცინი), ამინომჟავა, რომელიც ჩვეულებრივ გვხვდება ზღვის ზღარბებში და ზღვის ვარსკვლავებში, ქიმიურად დაკავშირებულია გლიცინთან (NH 2 -CH 2 -COOH,), ნაპოვნი ძირითადი ამინომჟავა. ძუძუმწოვრების უჯრედებში. -COOH,) ქიმიურად დაკავშირებულია გლიცინთან, რომელიც არის ძირითადი ამინომჟავა, რომელიც გვხვდება ძუძუმწოვრების უჯრედებში. ლაურინის მჟავა, ტეტრადეკანოინის მჟავა, ოლეინის მჟავა და მათი ჰალოიდები და ეთერები ჩვეულებრივ გამოიყენება სარკოზინატის ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების სინთეზისთვის. სარკოზინატები არსებითად რბილია და, შესაბამისად, ხშირად გამოიყენება პირის ღრუს სარეცხი საშუალებების, შამპუნების, სპრეის საპარსი ქაფების, მზისგან დამცავი საშუალებების, კანის გამწმენდისა და სხვა კოსმეტიკური საშუალებების დასამზადებლად.
სხვა კომერციულად ხელმისაწვდომი ანიონური AAS მოიცავს Amisoft CS-22 და AmiliteGCK-12, რომლებიც წარმოადგენს ნატრიუმის N-კოკოილ-L-გლუტამატის და კალიუმის N-კოკოილ გლიცინატის სავაჭრო სახელებს, შესაბამისად. Amilite ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც ქაფის აგენტი, სარეცხი, გამხსნელი, ემულგატორი და დისპერსანტი და აქვს მრავალი გამოყენება კოსმეტიკურ საშუალებებში, როგორიცაა შამპუნები, აბაზანის საპნები, სხეულის სარეცხი საშუალებები, კბილის პასტები, სახის გამწმენდი, გამწმენდი საპნები, კონტაქტური ლინზების საწმენდები და საყოფაცხოვრებო ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები. Amisoft გამოიყენება როგორც რბილი კანისა და თმის გამწმენდი, ძირითადად სახის და სხეულის გამწმენდებში, ბლოკირებულ სინთეზურ სარეცხ საშუალებებში, სხეულის მოვლის საშუალებებში, შამპუნებში და კანის მოვლის სხვა საშუალებებში.
③ ცვიტერიონული ან ამფოტერული AAS
ამფოტერული ზედაპირული აქტიური ნივთიერებები შეიცავს როგორც მჟავე, ასევე ფუძე ადგილებს და, შესაბამისად, შეუძლიათ შეცვალონ მათი მუხტი pH მნიშვნელობის შეცვლით. ტუტე გარემოში ისინი იქცევიან როგორც ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, ხოლო მჟავე გარემოში ისინი იქცევიან როგორც კატიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები და ნეიტრალურ გარემოში - როგორც ამფოტერული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები. ლაურილის ლიზინი (LL) და ალკოქსი (2-ჰიდროქსიპროპილ) არგინინი ერთადერთი ცნობილი ამფოტერული ზედაპირული აქტიური ნივთიერებებია, რომლებიც დაფუძნებულია ამინომჟავებზე. LL არის ლიზინის და ლაურინის მჟავის კონდენსაციის პროდუქტი. ამფოტერული სტრუქტურის გამო, LL უხსნადია თითქმის ყველა ტიპის გამხსნელში, გარდა ძალიან ტუტე ან მჟავე გამხსნელებისა. როგორც ორგანულ ფხვნილს, LL-ს აქვს შესანიშნავი ადჰეზია ჰიდროფილურ ზედაპირებზე და ხახუნის დაბალი კოეფიციენტი, რაც ამ სურფაქტანტს აძლევს შესაზებ უნარს. LL ფართოდ გამოიყენება კანის კრემებსა და თმის კონდიციონერებში, ასევე გამოიყენება როგორც ლუბრიკანტი.
④არაიონური AAS
არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ხასიათდება პოლარული თავთა ჯგუფებით ფორმალური მუხტის გარეშე. რვა ახალი ეთოქსილირებული არაიონური ზედაპირული აქტიური ნივთიერება მომზადდა Al-Sabagh et al. ზეთში ხსნადი α-ამინომჟავებიდან. ამ პროცესში L-ფენილალანინი (LEP) და L-ლეიცინი პირველად ესტერიფიცირებული იყო ჰექსადეკანოლთან, რასაც მოჰყვა ამიდაცია პალმიტის მჟავით, რათა მიეღო ორი ამიდი და α-ამინომჟავების ორი ესტერი. შემდეგ ამიდებმა და ეთერებმა გაიარეს კონდენსაციის რეაქციები ეთილენის ოქსიდთან, რათა მოემზადათ ფენილალანინის სამი წარმოებული სხვადასხვა რაოდენობის პოლიოქსიეთილენის ერთეულებით (40, 60 და 100). აღმოჩნდა, რომ ამ არაიონურ AAS-ებს აქვთ კარგი სარეცხი და ქაფიანი თვისებები.
05 სინთეზი
5.1 ძირითადი სინთეტიკური მარშრუტი
AAS-ში ჰიდროფობიური ჯგუფები შეიძლება დაერთოს ამინ ან კარბოქსილის მჟავას უბნებს, ან ამინომჟავების გვერდითი ჯაჭვების მეშვეობით. ამის საფუძველზე ოთხი ძირითადი სინთეზური მარშრუტი ხელმისაწვდომია, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 5.
ნახ.5 ამინომჟავაზე დაფუძნებული სურფაქტანტების ფუნდამენტური სინთეზის გზები
| გზა 1. ამფიფილური ეთერების ამინები წარმოიქმნება ესტერიფიკაციის რეაქციებით, ამ შემთხვევაში ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების სინთეზი ჩვეულებრივ მიიღწევა ცხიმოვანი სპირტებისა და ამინომჟავების რეფლუქსით დეჰიდრატაციის აგენტისა და მჟავე კატალიზატორის თანდასწრებით. ზოგიერთ რეაქციაში გოგირდის მჟავა მოქმედებს როგორც კატალიზატორი, ასევე დეჰიდრატაციის აგენტი.
გზა 2. გააქტიურებული ამინომჟავები რეაგირებენ ალკილამინებთან და წარმოქმნიან ამიდურ ბმებს, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ამფიფილური ამიდოამინების სინთეზი.
გზა 3. ამიდომჟავები სინთეზირდება ამინომჟავების ამინ ჯგუფების ამიდო მჟავებთან რეაქციით.
გზა 4. გრძელჯაჭვიანი ალკილის ამინომჟავები სინთეზირებული იყო ამინ ჯგუფების ჰალოალკანებთან რეაქციით. |
5.2 მიღწევები სინთეზსა და წარმოებაში
5.2.1 ერთჯაჭვიანი ამინომჟავა/პეპტიდური სურფაქტანტების სინთეზი
N-აცილის ან O-აცილის ამინომჟავების ან პეპტიდების სინთეზირება შესაძლებელია ამინის ან ჰიდროქსილის ჯგუფების ფერმენტით კატალიზირებული აცილირებით ცხიმოვანი მჟავებით. ყველაზე ადრეული მოხსენება ამინომჟავის ამიდის ან მეთილის ეთერის წარმოებულების გამხსნელი ლიპაზის კატალიზირებული სინთეზის შესახებ, გამოყენებული იყო Candida antarctica, გამოსავლიანობა 25%-დან 90%-მდე მერყეობს სამიზნე ამინომჟავის მიხედვით. მეთილეთილ კეტონი ასევე გამოიყენება როგორც გამხსნელი ზოგიერთ რეაქციაში. ვონდერჰაგენი და სხვ. ასევე აღწერილია ამინომჟავების, ცილოვანი ჰიდროლიზატების და/ან მათი წარმოებულების ლიპაზა და პროტეაზა კატალიზირებული N-აცილაციის რეაქციები წყლის და ორგანული გამხსნელების (მაგ., დიმეთილფორმამიდი/წყალი) და მეთილ ბუტილ კეტონის ნარევის გამოყენებით.
ადრეულ დღეებში AAS-ის ფერმენტით კატალიზებული სინთეზის მთავარი პრობლემა იყო დაბალი მოსავლიანობა. Valivety-ის და სხვ. N-ტეტრადეკანოილის ამინომჟავის წარმოებულების გამოსავლიანობა იყო მხოლოდ 2%-10% სხვადასხვა ლიპაზების გამოყენებისა და 70°C-ზე მრავალი დღის განმავლობაში ინკუბაციის შემდეგაც კი. მონტე და სხვ. ასევე შეექმნა პრობლემები ამინომჟავების დაბალ გამოსავლიანობასთან დაკავშირებით N-აცილ ლიზინის სინთეზში ცხიმოვანი მჟავებისა და მცენარეული ზეთების გამოყენებით. მათივე თქმით, პროდუქტის მაქსიმალური გამოსავლიანობა გამხსნელების პირობებში და ორგანული გამხსნელების გამოყენებით იყო 19%. იგივე პრობლემა შეექმნა Valivety et al. N-Cbz-L-ლიზინის ან N-Cbz-ლიზინის მეთილის ეთერის წარმოებულების სინთეზში.
ამ კვლევაში მათ განაცხადეს, რომ 3-O-ტეტრადეკანოილ-L-სერინის გამოსავლიანობა იყო 80% N-დაცული სერინის, როგორც სუბსტრატის და Novozyme 435-ის, როგორც კატალიზატორის გამოყენებისას გამდნარი გამხსნელებისგან თავისუფალ გარემოში. ნაგაომ და კიტომ შეისწავლეს L-სერინის, L-ჰომოსერინის, L-თრეონინის და L-ტიროზინის (LET) O-აცილაცია ლიპაზის გამოყენებისას რეაქციის შედეგები (ლიპაზა მიღებული იქნა Candida cylindracea-მ და Rhizopus delemar-მა წყალ ბუფერულ გარემოში) და მოხსენებული იყო, რომ L-ჰომოსერინისა და L-სერინის აცილაციის გამოსავლიანობა იყო გარკვეულწილად დაბალი, ხოლო L-თრეონინის და LET-ის აცილაცია არ მომხდარა.
ბევრმა მკვლევარმა მხარი დაუჭირა იაფი და ადვილად ხელმისაწვდომი სუბსტრატების გამოყენებას ხარჯთეფექტური AAS-ის სინთეზისთვის. სო და სხვ. ამტკიცებდა, რომ პალმის ზეთზე დაფუძნებული სურფაქტანტების მომზადება საუკეთესოდ მუშაობს იმობილიზებულ ლიპოენზიმთან. მათ აღნიშნეს, რომ პროდუქტის მოსავლიანობა უკეთესი იქნება, მიუხედავად შრომატევადი რეაქციისა (6 დღე). გეროვა და სხვ. გამოიკვლია ქირალური N-პალმიტოილ AAS-ის სინთეზი და ზედაპირული აქტივობა მეთიონინის, პროლინის, ლეიცინის, ტრეონინის, ფენილალანინის და ფენილგლიცინის საფუძველზე ციკლურ/რაკემიურ ნარევში. პანგმა და ჩუმ აღწერეს ამინომჟავაზე დაფუძნებული მონომერების და დიკარბოქსილის მჟავაზე დაფუძნებული მონომერების სინთეზი ხსნარში ფუნქციური და ბიოდეგრადირებადი ამინომჟავაზე დაფუძნებული პოლიამიდური ეთერების სერია სინთეზირებული იყო ხსნარში თანაკონდენსაციის რეაქციებით.
კანტეუზენმა და გერეირომ განაცხადეს Boc-Ala-OH და Boc-Asp-OH კარბოქსილის მჟავების ჯგუფების ესტერიფიკაცია გრძელი ჯაჭვის ალიფატური სპირტებით და დიოლებით, დიქლორმეთანით, როგორც გამხსნელით და აგაროზა 4B (სეფაროზა 4B), როგორც კატალიზატორი. ამ კვლევაში, Boc-Ala-OH-ის რეაქცია ცხიმოვან სპირტებთან 16 ნახშირბადის შემცველობამდე იძლევა კარგ მოსავალს (51%), ხოლო Boc-Asp-OH-ისთვის უკეთესი იყო 6 და 12 ნახშირბადი, შესაბამისი გამოსავლით 63% [64. ]. 99.9%) გამოსავლიანობით 58%-დან 76%-მდე, რომლებიც სინთეზირებული იყო ამიდური ბმების წარმოქმნით სხვადასხვა გრძელჯაჭვის ალკილამინებთან ან ცხიმოვან სპირტებთან ეთერულ ბმებთან Cbz-Arg-OMe-ით, სადაც პაპაინი მოქმედებდა როგორც კატალიზატორი.
5.2.2 ტყუპებზე დაფუძნებული ამინომჟავა/პეპტიდური ზედაპირული აქტიური ნივთიერებების სინთეზი
ამინომჟავაზე დაფუძნებული ტყუპების ზედაპირული აქტიური ნივთიერებები შედგება ორი სწორი ჯაჭვის AAS მოლეკულისგან, რომლებიც ერთმანეთთან თავ-თავით დაკავშირებულია დისპერსიის ჯგუფით. არსებობს 2 შესაძლო სქემა გემინის ტიპის ამინომჟავაზე დაფუძნებული სურფაქტანტების ქიმიოფერმენტული სინთეზისთვის (სურათები 6 და 7). სურათზე 6, 2 ამინომჟავის წარმოებულები რეაგირებენ ნაერთთან, როგორც დისპერსიული ჯგუფი და შემდეგ შეყვანილია 2 ჰიდროფობიური ჯგუფი. სურათზე 7, 2 სწორი ჯაჭვის სტრუქტურა პირდაპირ არის დაკავშირებული ერთმანეთთან ორფუნქციური სპაზერის ჯგუფით.
ტყუპების ლიპოამინომჟავების ფერმენტებით კატალიზებული სინთეზის ყველაზე ადრეული განვითარება იყო Valivety et al. იოშიმურა და სხვ. გამოიკვლია ამინომჟავაზე დაფუძნებული ტყუპების სურფაქტანტის სინთეზი, ადსორბცია და აგრეგაცია, რომელიც დაფუძნებულია ცისტინისა და ნ-ალკილ ბრომიდზე. სინთეზირებული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები შედარებულია შესაბამის მონომერულ ზედაპირულ აქტანტებთან. ფაუსტინო და სხვ. აღწერილია ანიონურ შარდოვანზე დაფუძნებული მონომერული AAS-ის სინთეზი, რომელიც დაფუძნებულია L-ცისტინზე, D-ცისტინზე, DL-ცისტინზე, L-ცისტეინზე, L-მეთიონინზე და L-სულფოალანინზე და მათი ტყუპების წყვილებზე გამტარობის, წონასწორული ზედაპირული დაძაბულობისა და სტაბილურობის საშუალებით. -მათი ფლუორესცენტური დახასიათება. აჩვენეს, რომ ტყუპების cmc მნიშვნელობა უფრო დაბალი იყო მონომერისა და ტყუპების შედარებით.
ნახ.6 ტყუპების AAS-ის სინთეზი AA წარმოებულებისა და სპეისერის გამოყენებით, რასაც მოჰყვება ჰიდროფობიური ჯგუფის ჩასმა
ნახ.7 ტყუპების AAS-ების სინთეზი ორფუნქციური სპეისერის და AAS-ის გამოყენებით
5.2.3 გლიცეროლიპიდური ამინომჟავა/პეპტიდური სურფაქტანტების სინთეზი
გლიცეროლიპიდური ამინომჟავა/პეპტიდური სურფაქტანტები არის ლიპიდური ამინომჟავების ახალი კლასი, რომლებიც წარმოადგენენ გლიცეროლის მონო- (ან დი-) ეთერების და ფოსფოლიპიდების სტრუქტურულ ანალოგებს, მათი ერთი ან ორი ცხიმოვანი ჯაჭვის სტრუქტურის გამო, ერთი ამინომჟავით, რომელიც დაკავშირებულია გლიცეროლის ხერხემალთან. ესტერული კავშირით. ამ სურფაქტანტების სინთეზი იწყება ამინომჟავების გლიცეროლის ეთერების მომზადებით ამაღლებულ ტემპერატურაზე და მჟავე კატალიზატორის თანდასწრებით (მაგ. BF 3). ფერმენტებით კატალიზებული სინთეზი (ჰიდროლაზების, პროტეაზების და ლიპაზების, როგორც კატალიზატორების გამოყენებით) ასევე კარგი ვარიანტია (სურათი 8).
დაფიქსირდა პაპაინის გამოყენებით დილაურილირებული არგინინის გლიცერიდების კონიუგატების ფერმენტით კატალიზებული სინთეზი. ასევე დაფიქსირდა აცეტილარგინინიდან დიაცილგლიცეროლის ეთერის კონიუგატების სინთეზი და მათი ფიზიკოქიმიური თვისებების შეფასება.
სურ.8 მონო და დიაცილგლიცეროლის ამინომჟავების კონიუგატების სინთეზი
შუალედი: NH-(CH2)10-NH: ნაერთი B1
შუალედი: NH-C6H4-NH: ნაერთი B2
spacer: CH2-ჩ2: ნაერთი B3
ნახ.9 ტრის(ჰიდროქსიმეთილ)ამინომეთანისგან მიღებული სიმეტრიული ამფიფილების სინთეზი
5.2.4 ბოლას დაფუძნებული ამინომჟავა/პეპტიდური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების სინთეზი
ამინომჟავაზე დაფუძნებული ბოლას ტიპის ამფიფილები შეიცავს 2 ამინომჟავას, რომლებიც დაკავშირებულია იმავე ჰიდროფობიურ ჯაჭვთან. ფრანჩესკი და სხვ. აღწერა ბოლას ტიპის ამფიფილების სინთეზი 2 ამინომჟავით (D- ან L-ალანინი ან L-ჰისტიდინი) და 1 ალკილის ჯაჭვი სხვადასხვა სიგრძით და გამოიკვლია მათი ზედაპირული აქტივობა. ისინი განიხილავენ ახალი ბოლას ტიპის ამფიფილების სინთეზს და აგრეგაციას ამინომჟავის ფრაქციასთან (არაჩვეულებრივი β-ამინომჟავის ან ალკოჰოლის გამოყენებით) და C12-C20 დისპერსიის ჯგუფთან. გამოყენებული იშვიათი β-ამინომჟავები შეიძლება იყოს შაქრის ამინომჟავა, აზიდოთიმინის (AZT) მიღებული ამინომჟავა, ნორბორნენის ამინომჟავა და AZT-დან მიღებული ამინო ალკოჰოლი (სურათი 9). ტრის(ჰიდროქსიმეთილ)ამინომეთანისგან (ტრისი) სიმეტრიული ბოლას ტიპის ამფიფილების სინთეზი (სურათი 9).
06 ფიზიკოქიმიური თვისებები
ცნობილია, რომ ამინომჟავაზე დაფუძნებული სურფაქტანტები (AAS) მრავალფეროვანი და მრავალმხრივი ხასიათისაა და კარგი გამოყენებადია მრავალ გამოყენებაში, როგორიცაა კარგი ხსნადი, კარგი ემულსიფიკაციის თვისებები, მაღალი ეფექტურობა, მაღალი ზედაპირული აქტივობა და კარგი წინააღმდეგობა მძიმე წყლის მიმართ (კალციუმის იონი). ტოლერანტობა).
ამინომჟავების სურფაქტანტულ თვისებებზე დაყრდნობით (მაგ. ზედაპირული დაძაბულობა, cmc, ფაზური ქცევა და კრაფტის ტემპერატურა), ვრცელი კვლევების შემდეგ მიღწეული იქნა შემდეგი დასკვნები - AAS-ის ზედაპირული აქტივობა აღემატება მის ჩვეულებრივ სურფაქტანტ კოლეგას.
6.1 კრიტიკული მიცელის კონცენტრაცია (სმკ)
კრიტიკული მიცელის კონცენტრაცია არის სურფაქტანტების ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი პარამეტრი და არეგულირებს ბევრ ზედაპირულ აქტიურ თვისებას, როგორიცაა ხსნადობა, უჯრედის ლიზი და მისი ურთიერთქმედება ბიოფილმებთან და ა. სურფაქტანტის ხსნარის cmc მნიშვნელობაში, რითაც იზრდება მისი ზედაპირული აქტივობა. ამინომჟავებზე დაფუძნებულ ზედაპირულ ფაქტორებს ჩვეულებრივ აქვთ უფრო დაბალი სმკ მნიშვნელობები ჩვეულებრივ ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებთან შედარებით.
თავთა ჯგუფებისა და ჰიდროფობიური კუდების (მონო-კათიონური ამიდი, ბი-კატიონური ამიდი, ბი-კატიონური ამიდის დაფუძნებული ესტერი) სხვადასხვა კომბინაციების მეშვეობით, ინფანტე და სხვ. სინთეზირდა არგინინზე დაფუძნებული სამი AAS და შეისწავლა მათი cmc და γcmc (ზედაპირის დაძაბულობა cmc-ზე), აჩვენა, რომ cmc და γcmc მნიშვნელობები მცირდება კუდის ჰიდროფობიური სიგრძის მატებასთან ერთად. სხვა კვლევაში სინგარემ და მჰატრემ დაადგინეს, რომ N-α-აცილარგინინის ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების cmc მცირდება ნახშირბადის ჰიდროფობიური კუდის ატომების რაოდენობის გაზრდით (ცხრილი 1).
იოშიმურა და სხვ. გამოიკვლია ცისტეინზე მიღებული ამინომჟავაზე დაფუძნებული ტყუპების ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების cmc და აჩვენა, რომ cmc შემცირდა, როდესაც ნახშირბადის ჯაჭვის სიგრძე ჰიდროფობიურ ჯაჭვში გაიზარდა 10-დან 12-მდე. რამაც დაადასტურა, რომ ტყუპების გრძელი ჯაჭვის ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები აგრეგაციის უფრო დაბალი ტენდენცია აქვთ.
ფაუსტინო და სხვ. იტყობინება შერეული მიცელების წარმოქმნა ცისტინის საფუძველზე ანიონური ტყუპების ზედაპირული აქტიური ნივთიერებების წყალხსნარებში. ტყუპების ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ასევე შედარებულია შესაბამის ჩვეულებრივ მონომერულ სურფაქტანტებთან (C 8 Cys). ლიპიდ-სურფაქტანტების ნარევების cmc მნიშვნელობები დაფიქსირდა უფრო დაბალი ვიდრე სუფთა ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების. ტყუპების ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები და 1,2-დიჰეპტანოილ-სნ-გლიცერილ-3-ფოსფოქოლინი, წყალში ხსნადი, მიცელის წარმომქმნელი ფოსფოლიპიდი, ჰქონდათ სმკ მილიმოლარულ დონეზე.
შრესტამ და არამაკიმ გამოიკვლიეს ვიზოელასტიური ჭიის მსგავსი მიცელების წარმოქმნა შერეული ამინომჟავაზე დაფუძნებული ანიონურ-არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების წყალხსნარებში მარილების არარსებობის შემთხვევაში. ამ კვლევაში N-დოდეცილის გლუტამატს კრაფტის უფრო მაღალი ტემპერატურა აღმოაჩნდა; თუმცა, ძირითადი ამინომჟავა L-ლიზინთან ნეიტრალიზაციისას მან წარმოქმნა მიცელი და ხსნარმა დაიწყო ნიუტონის სითხის ქცევა 25 °C ტემპერატურაზე.
6.2 კარგი წყალში ხსნადობა
AAS-ის კარგი წყალში ხსნადობა განპირობებულია დამატებითი CO-NH ბმების არსებობით. ეს ხდის AAS-ს უფრო ბიოდეგრადირებადს და ეკოლოგიურად კეთილგანწყობილს, ვიდრე შესაბამისი ჩვეულებრივი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები. N-აცილ-L-გლუტამინის მჟავას წყალში ხსნადობა კიდევ უკეთესია მისი 2 კარბოქსილის ჯგუფის გამო. Cn(CA) 2-ის წყალში ხსნადობა ასევე კარგია, რადგან 1 მოლეკულაში არის 2 იონური არგინინის ჯგუფი, რაც იწვევს უფრო ეფექტურ ადსორბციას და დიფუზიას უჯრედის ინტერფეისზე და ბაქტერიების ეფექტურ ინჰიბირებასაც კი ქვედა კონცენტრაციებში.
6.3 კრაფტის ტემპერატურა და კრაფტის წერტილი
კრაფტის ტემპერატურა შეიძლება გავიგოთ, როგორც სურფაქტანტების სპეციფიკური ხსნადობის ქცევა, რომელთა ხსნადობა მკვეთრად იზრდება კონკრეტულ ტემპერატურაზე. იონურ ზედაპირულ აქტენტებს აქვთ მიდრეკილება წარმოქმნან მყარი ჰიდრატები, რომლებსაც შეუძლიათ წყლისგან ნალექი. კონკრეტულ ტემპერატურაზე (ე.წ. კრაფტის ტემპერატურა) ჩვეულებრივ შეინიშნება ზედაპირული ხსნადობის მკვეთრი და უწყვეტი ზრდა. იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების კრაფტის წერტილი არის მისი კრაფტის ტემპერატურა cmc-ზე.
ხსნადობის ეს მახასიათებელი ჩვეულებრივ ჩანს იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებისთვის და შეიძლება აიხსნას შემდეგნაირად: ზედაპირულად აქტიური მონომერის ხსნადობა შემოიფარგლება კრაფტის ტემპერატურის ქვემოთ კრაფტის წერტილის მიღწევამდე, სადაც მისი ხსნადობა თანდათან იზრდება მიცელის წარმოქმნის გამო. სრული ხსნადობის უზრუნველსაყოფად, აუცილებელია ზედაპირულად აქტიური ფორმულირების მომზადება კრაფტის წერტილის ზემოთ ტემპერატურაზე.
AAS-ის კრაფტის ტემპერატურა შესწავლილია და შედარებულია ჩვეულებრივი სინთეზური ზედაპირული აქტიური ნივთიერებების ტემპერატურასთან. შრესტამ და არამაკიმ შეისწავლეს არგინინზე დაფუძნებული AAS-ის კრაფტის ტემპერატურა და დაადგინეს, რომ მიცელის კრიტიკულმა კონცენტრაციამ აჩვენა აგრეგაციის ქცევა 2-5-ზე მეტი პრემიცელების სახით. ×10-6 mol-L-1, რასაც მოჰყვა ნორმალური მიცელის წარმოქმნა (Ohta et al.-მ სინთეზირდა N-ჰექსადეკანოილი AAS-ის ექვსი განსხვავებული ტიპი და განიხილა ურთიერთობა მათ კრაფტის ტემპერატურასა და ამინომჟავის ნარჩენებს შორის.
ექსპერიმენტებში დადგინდა, რომ N-ჰექსადეკანოილ AAS-ის კრაფტის ტემპერატურა იზრდებოდა ამინომჟავების ნარჩენების ზომის შემცირებით (გამონაკლისი იყო ფენილალანინი), ხოლო ხსნადობის სითბო (სითბოს შეწოვა) იზრდებოდა ამინომჟავის ნარჩენების ზომის შემცირებით გლიცინის და ფენილალანინის გარდა). დაასკვნეს, რომ როგორც ალანინის, ასევე ფენილალანინის სისტემებში, DL ურთიერთქმედება უფრო ძლიერია, ვიდრე LL ურთიერთქმედება N-ჰექსადეკანოილი AAS მარილის მყარ ფორმაში.
ბრიტო და სხვ. დაადგინა ახალი ამინომჟავაზე დაფუძნებული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების სამი სერიის კრაფტის ტემპერატურა დიფერენციალური სკანირების მიკროკალორიმეტრიის გამოყენებით და დაადგინა, რომ ტრიფტორაცეტატის იონის შეცვლა იოდიდის იონზე გამოიწვია კრაფტის ტემპერატურის მნიშვნელოვანი ზრდა (დაახლოებით 6 °C), 47 °C-დან 53 °C-მდე. C. ცის-ორმაგი ობლიგაციების არსებობამ და გრძელჯაჭვის Ser-წარმოებულებში არსებული უჯერობა გამოიწვია კრაფტის ტემპერატურის მნიშვნელოვანი შემცირება. მოხსენებული იყო, რომ n-დოდეცილ გლუტამატს ჰქონდა უფრო მაღალი კრაფტის ტემპერატურა. თუმცა, ძირითადი ამინომჟავა L-ლიზინთან ნეიტრალიზაციამ გამოიწვია ხსნარში მიცელების წარმოქმნა, რომლებიც ნიუტონის სითხეების მსგავსად იქცეოდნენ 25 °C ტემპერატურაზე.
6.4 ზედაპირული დაჭიმულობა
სურფაქტანტების ზედაპირული დაძაბულობა დაკავშირებულია ჰიდროფობიური ნაწილის ჯაჭვის სიგრძესთან. ჟანგი და სხვ. განსაზღვრა ნატრიუმის კოკოილ გლიცინატის ზედაპირული დაძაბულობა ვილჰელმის ფირფიტის მეთოდით (25±0.2)°C და დაადგინა ზედაპირული დაძაბულობის მნიშვნელობა cmc-ზე, როგორც 33 mN-m-1, cmc როგორც 0.21 მმოლ-ლ-1. იოშიმურა და სხვ. დაადგინა 2C n Cys ტიპის ამინომჟავაზე დაფუძნებული ზედაპირული დაჭიმულობა 2C n Cys-ზე დაფუძნებული ზედაპირული აქტიური აგენტების ზედაპირული დაძაბულობა. აღმოჩნდა, რომ ზედაპირული დაძაბულობა cmc-ზე მცირდება ჯაჭვის სიგრძის მატებასთან ერთად (n = 8-მდე), ხოლო ტენდენცია შებრუნებული იყო ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებისთვის n = 12 ან მეტი ჯაჭვის სიგრძით.
ასევე შესწავლილია CaC1 2-ის ეფექტი დიკარბოქსილირებულ ამინომჟავაზე დაფუძნებული ზედაპირული აქტიური ნივთიერებების ზედაპირულ დაძაბულობაზე. ამ კვლევებში CaC1 2 დაემატა სამი დიკარბოქსილირებული ამინომჟავის ტიპის ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების წყალხსნარებს (C12 MalNa 2, C12 AspNa 2 და C12 GluNa 2). პლატოს მნიშვნელობები cmc-ის შემდეგ შეადარეს და აღმოჩნდა, რომ ზედაპირული დაძაბულობა შემცირდა CaC1 2 ძალიან დაბალ კონცენტრაციებში. ეს განპირობებულია კალციუმის იონების ზემოქმედებით სურფაქტანტის განლაგებაზე გაზ-წყლის ინტერფეისზე. მეორეს მხრივ, N-დოდეცილამინომალონატის და N-დოდეცილასპარტატის მარილების ზედაპირული დაძაბულობა ასევე თითქმის მუდმივი იყო 10 მმოლ-ლ -1 CaC1 2 კონცენტრაციამდე. 10 მმოლ-ლ-1-ზე მაღლა, ზედაპირული დაძაბულობა მკვეთრად იზრდება, ზედაპირულად აქტიური კალციუმის მარილის ნალექის წარმოქმნის გამო. N-დოდეცილ გლუტამატის დინატრიუმის მარილისთვის CaC1 2-ის ზომიერმა დამატებამ გამოიწვია ზედაპირული დაძაბულობის მნიშვნელოვანი შემცირება, ხოლო CaC1 2-ის კონცენტრაციის მუდმივი ზრდა აღარ იწვევდა მნიშვნელოვან ცვლილებებს.
ტყუპების ტიპის AAS-ის ადსორბციული კინეტიკის დასადგენად გაზ-წყლის ინტერფეისზე, დინამიური ზედაპირული დაძაბულობა განისაზღვრა მაქსიმალური ბუშტის წნევის მეთოდის გამოყენებით. შედეგებმა აჩვენა, რომ ყველაზე გრძელი ტესტის დროს, 2C 12 Cys დინამიური ზედაპირული დაძაბულობა არ შეცვლილა. დინამიური ზედაპირული დაძაბულობის შემცირება დამოკიდებულია მხოლოდ კონცენტრაციაზე, ჰიდროფობიური კუდების სიგრძეზე და ჰიდროფობიური კუდების რაოდენობაზე. სურფაქტანტის კონცენტრაციის ზრდამ, ჯაჭვის სიგრძის შემცირებამ და ასევე ჯაჭვების რაოდენობამ გამოიწვია უფრო სწრაფი დაშლა. C n Cys-ის უფრო მაღალი კონცენტრაციისთვის მიღებული შედეგები (n = 8-დან 12-მდე) აღმოჩნდა ძალიან ახლოს ვილჰელმის მეთოდით გაზომილ γ cmc-თან.
სხვა კვლევაში, ნატრიუმის დილაურილ ცისტინის (SDLC) და ნატრიუმის დიდამინო ცისტინის დინამიური ზედაპირული დაძაბულობა განისაზღვრა ვილჰელმის ფირფიტის მეთოდით და გარდა ამისა, მათი წყალხსნარების წონასწორული ზედაპირული დაძაბულობა განისაზღვრა წვეთი მოცულობის მეთოდით. დისულფიდური ბმების რეაქცია შემდგომ გამოიკვლია სხვა მეთოდებითაც. მერკაპტოეთანოლის დამატებამ 0,1 მმოლ-ლ -1SDLC ხსნარში გამოიწვია ზედაპირული დაძაბულობის სწრაფი ზრდა 34 mN-m-1-დან 53 mN-m-1-მდე. ვინაიდან NaClO-ს შეუძლია SDLC-ის დისულფიდური ბმების დაჟანგვა სულფონის მჟავას ჯგუფებთან, არ დაფიქსირებულა აგრეგატები, როდესაც NaClO (5 მმოლ-ლ-1) დაემატა 0.1 მმოლ-ლ-1 SDLC ხსნარს. გადამცემი ელექტრონული მიკროსკოპის და დინამიური სინათლის გაფანტვის შედეგებმა აჩვენა, რომ ხსნარში არ იყო აგრეგატები. აღმოჩნდა, რომ SDLC-ის ზედაპირული დაძაბულობა გაიზარდა 34 mN-m-1-დან 60 mN-m-1-მდე 20 წუთის განმავლობაში.
6.5 ორობითი ზედაპირის ურთიერთქმედებები
სიცოცხლის მეცნიერებებში არაერთმა ჯგუფმა შეისწავლა კათიონური AAS (დიაცილგლიცეროლი არგინინზე დაფუძნებული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები) და ფოსფოლიპიდების ნარევების ვიბრაციული თვისებები გაზ-წყლის ინტერფეისზე და საბოლოოდ დაასკვნა, რომ ეს არაიდეალური თვისება იწვევს ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების გავრცელებას.
6.6 აგრეგაციის თვისებები
სინათლის დინამიური გაფანტვა ჩვეულებრივ გამოიყენება ამინომჟავაზე დაფუძნებული მონომერების და ტყუპების ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების აგრეგაციის თვისებების დასადგენად cmc-ზე მაღალი კონცენტრაციით, რაც იძლევა აშკარა ჰიდროდინამიკურ დიამეტრს DH (= 2R H ). C n Cys და 2Cn Cys მიერ წარმოქმნილი აგრეგატები შედარებით დიდია და აქვთ ფართო მასშტაბის განაწილება სხვა ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებთან შედარებით. ყველა ზედაპირული აქტიური ნივთიერება 2C 12 Cys-ის გარდა, ჩვეულებრივ ქმნიან აგრეგატებს დაახლოებით 10 ნმ. ტყუპების ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების მიცელის ზომები მნიშვნელოვნად აღემატება მათ მონომერულ კოლეგებს. ნახშირწყალბადის ჯაჭვის სიგრძის ზრდა ასევე იწვევს მიცელის ზომის ზრდას. ოჰტა და სხვ. აღწერილია N-დოდეცილ-ფენილ-ალანილ-ფენილ-ალანინის ტეტრამეთილამონიუმის სამი სხვადასხვა სტერეოიზომერის აგრეგაციის თვისებები წყალხსნარში და აჩვენა, რომ დიასტერეოიზომერებს აქვთ იგივე კრიტიკული აგრეგაციის კონცენტრაცია წყალხსნარში. ივაჰაში და სხვ. გამოკვლეული წრიული დიქროიზმით, NMR და ორთქლის წნევის ოსმომეტრიით N-დოდეკანოილ-L-გლუტამინის მჟავის, N-დოდეკანოილ-L-ვალინის და მათი მეთილის ეთერების ქირალური აგრეგატების წარმოქმნა სხვადასხვა გამხსნელებში (როგორიცაა ტეტრაჰიდროფურანი, აცეტონიტრილი, 1,4 -დიოქსანი და 1,2-დიქლოროეთანი) ბრუნვის თვისებებით გამოკვლეული იყო წრიული დიქროიზმის, NMR და ორთქლის წნევის ოსმომეტრიით.
6.7 ინტერფეისური ადსორბცია
კვლევის ერთ-ერთი მიმართულებაა ამინომჟავაზე დაფუძნებული სურფაქტანტების ინტერფეისური ადსორბცია და მისი შედარება ჩვეულებრივ კოლეგასთან. მაგალითად, გამოკვლეული იყო LET და LEP-დან მიღებული არომატული ამინომჟავების დოდეცილის ეთერების ინტერფეისური ადსორბციული თვისებები. შედეგებმა აჩვენა, რომ LET და LEP აჩვენებდნენ ქვედა ინტერფეისის არეებს გაზის სითხის ინტერფეისზე და წყლის/ჰექსანის ინტერფეისზე, შესაბამისად.
ბორდესი და სხვ. გამოიკვლია ხსნარის ქცევა და ადსორბცია გაზ-წყლის ინტერფეისზე სამი დიკარბოქსილირებული ამინომჟავის ზედაპირული აქტიური ნივთიერების, დოდეცილ გლუტამატის, დოდეცილის ასპარტატის და ამინომალონატის დინატრიუმის მარილების (შესაბამისად, 3, 2 და 1 ნახშირბადის ატომით ორ კარბოქსილის ჯგუფს შორის). ამ ანგარიშის მიხედვით, დიკარბოქსილირებული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების სმკ 4-5-ჯერ აღემატებოდა მონოკარბოქსილირებულ დოდეცილ გლიცინის მარილს. ეს მიეკუთვნება წყალბადის ბმების წარმოქმნას დიკარბოქსილირებულ ზედაპირულ ფაქტორებსა და მეზობელ მოლეკულებს შორის ამიდური ჯგუფების მეშვეობით.
6.8 ფაზური ქცევა
იზოტროპული უწყვეტი კუბური ფაზები შეინიშნება სურფაქტანტებისთვის ძალიან მაღალ კონცენტრაციებში. სურფაქტანტის მოლეკულები ძალიან დიდი თავის ჯგუფებით, როგორც წესი, ქმნიან მცირე დადებითი გამრუდების აგრეგატებს. მარკესი და სხვ. შეისწავლა 12Lys12/12Ser და 8Lys8/16Ser სისტემების ფაზური ქცევა (იხ. სურათი 10) და შედეგებმა აჩვენა, რომ 12Lys12/12Ser სისტემას აქვს ფაზის გამოყოფის ზონა მიცელარული და ვეზიკულური ხსნარის რეგიონებს შორის, ხოლო 8Lys8/16Ser სისტემას 8Lys8/16Ser სისტემა აჩვენებს უწყვეტ გადასვლას (მოგრძო მიცელარული ფაზის რეგიონი მცირე მიცელარული ფაზის რეგიონსა და ვეზიკულური ფაზის რეგიონს შორის). უნდა აღინიშნოს, რომ 12Lys12/12Ser სისტემის ვეზიკულური რეგიონისთვის ვეზიკულები ყოველთვის თანაარსებობენ მიცელებთან, ხოლო 8Lys8/16Ser სისტემის ვეზიკულურ რეგიონში მხოლოდ ვეზიკულებია.
ლიზინზე და სერინზე დაფუძნებული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების კატანიონური ნარევები: სიმეტრიული 12Lys12/12Ser წყვილი (მარცხნივ) და ასიმეტრიული 8Lys8/16Ser წყვილი (მარჯვნივ)
6.9 ემულსიფიკაციის უნარი
კუჩი და სხვ. გამოიკვლია N-[3-დოდეცილ-2-ჰიდროქსიპროპილ]-L-არგინინის, L-გლუტამატის და სხვა AAS-ის ემულსიფიკაციის უნარი, ინტერფეისული დაძაბულობა, დისპერსიულობა და სიბლანტე. სინთეზურ ზედაპირულ აქტანტებთან შედარებით (მათი ჩვეულებრივი არაიონური და ამფოტერული კოლეგები), შედეგებმა აჩვენა, რომ AAS-ს აქვს უფრო ძლიერი ემულსიფიკაციის უნარი, ვიდრე ჩვეულებრივი სურფაქტანტები.
ბაჩკო და სხვ. მოახდინა სინთეზირებული ახალი ანიონური ამინომჟავის ზედაპირული აქტიური ნივთიერებები და გამოიკვლია მათი ვარგისიანობა, როგორც ქირალური ორიენტირებული NMR სპექტროსკოპიის გამხსნელები. სულფონატზე დაფუძნებული ამფიფილური L-Phe ან L-Ala წარმოებულების სერია სხვადასხვა ჰიდროფობიური კუდებით (პენტილ~ტეტრადეცილი) სინთეზირებული იყო ამინომჟავების ო-სულფობბენზოური ანჰიდრიდთან რეაქციით. ვუ და სხვ. N-ცხიმოვანი აცილ AAS-ის სინთეზირებული ნატრიუმის მარილები დაგამოიკვლია მათი ემულსიფიკაციის უნარი ზეთი-წყალში ემულსიებში და შედეგებმა აჩვენა, რომ ეს ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები უკეთესად მუშაობენ ეთილის აცეტატით, როგორც ზეთის ფაზა, ვიდრე n-ჰექსანი, როგორც ზეთის ფაზა.
6.10 მიღწევები სინთეზსა და წარმოებაში
მყარი წყლის წინააღმდეგობა შეიძლება გავიგოთ, როგორც ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების უნარი, წინააღმდეგობა გაუწიონ იონების არსებობას, როგორიცაა კალციუმი და მაგნიუმი მყარ წყალში, ანუ უნარი თავიდან აიცილონ ნალექი კალციუმის საპნებში. ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები მაღალი მყარი წყალგამძლეობით ძალიან სასარგებლოა სარეცხი საშუალებებისა და პირადი მოვლის საშუალებებისთვის. მყარი წყლის წინააღმდეგობის შეფასება შესაძლებელია კალციუმის იონების თანდასწრებით ზედაპირული ხსნადობის და ზედაპირული აქტივობის ცვლილების გამოთვლით.
მყარი წყლის წინააღმდეგობის შეფასების კიდევ ერთი გზაა 100 გ ნატრიუმის ოლეატისგან წარმოქმნილი კალციუმის საპნისთვის საჭირო სურფაქტანტის პროცენტული ან გრამი გამოთვლა წყალში გასაფანტად. იმ ადგილებში, სადაც მაღალი მყარი წყალია, კალციუმის და მაგნიუმის იონების მაღალი კონცენტრაცია და მინერალური შემცველობა შეიძლება გაართულოს ზოგიერთი პრაქტიკული გამოყენება. ხშირად ნატრიუმის იონი გამოიყენება როგორც სინთეზური ანიონური სურფაქტანტის კონტრ იონი. ვინაიდან ორვალენტიანი კალციუმის იონი დაკავშირებულია ორივე სურფაქტანტის მოლეკულასთან, ეს იწვევს სურფაქტანტის უფრო ადვილად დალექვას ხსნარიდან, რაც სარეცხი ეფექტის ნაკლებობას იწვევს.
AAS-ის მყარი წყლის წინააღმდეგობის შესწავლამ აჩვენა, რომ მჟავასა და მყარ წყალგამძლეობაზე ძლიერ გავლენას ახდენდა დამატებითი კარბოქსილის ჯგუფი, ხოლო მჟავა და მყარი წყლის წინააღმდეგობა კიდევ უფრო იზრდებოდა ორ კარბოქსილის ჯგუფს შორის შუალედური ჯგუფის სიგრძის ზრდით. . მჟავა და მყარი წყლის წინააღმდეგობის რიგი იყო C 12 გლიცინატი < C 12 ასპარტატი < C 12 გლუტამატი. დიკარბოქსილირებული ამიდური ბმისა და დიკარბოქსილირებული ამინო სურფაქტანტის შედარებისას, შესაბამისად, აღმოჩნდა, რომ ამ უკანასკნელის pH დიაპაზონი უფრო ფართო იყო და მისი ზედაპირული აქტივობა იზრდებოდა მჟავის შესაბამისი რაოდენობის დამატებით. დიკარბოქსილირებულმა N-ალკილის ამინომჟავებმა აჩვენეს ქელატაციური ეფექტი კალციუმის იონების თანდასწრებით და C12 ასპარტატმა წარმოქმნა თეთრი გელი. c 12 გლუტამატმა აჩვენა მაღალი ზედაპირული აქტივობა Ca 2+ მაღალი კონცენტრაციით და მოსალოდნელია გამოყენებული იქნას ზღვის წყლის გაუვალობაში.
6.11 დისპერსიულობა
დისპერსიულობა ეხება ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების უნარს, თავიდან აიცილოს ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების შერწყმა და დალექვა ხსნარში.დისპერსიულობა არის ზედაპირული აქტიური ნივთიერებების მნიშვნელოვანი თვისება, რაც მათ შესაფერისს ხდის სარეცხ საშუალებებში, კოსმეტიკასა და ფარმაცევტულ საშუალებებში გამოსაყენებლად.დისპერსიული აგენტი უნდა შეიცავდეს ეთერს, ეთერს, ამიდს ან ამინო კავშირს ჰიდროფობიურ ჯგუფსა და ტერმინალურ ჰიდროფილურ ჯგუფს შორის (ან სწორი ჯაჭვის ჰიდროფობიურ ჯგუფებს შორის).
ზოგადად, ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, როგორიცაა ალკანოლამიდო სულფატები და ამფოტერული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, როგორიცაა ამიდოსულფობეტაინი, განსაკუთრებით ეფექტურია, როგორც კალციუმის საპნების დისპერსიული აგენტები.
მრავალმა კვლევამ დაადგინა AAS-ის დისპერსიულობა, სადაც აღმოჩნდა, რომ N-ლაუროილ ლიზინი ცუდად თავსებადია წყალთან და რთული გამოსაყენებელია კოსმეტიკური ფორმულირებისთვის.ამ სერიაში N-აცილით ჩანაცვლებულ ძირითად ამინომჟავებს აქვთ შესანიშნავი დისპერსიულობა და გამოიყენება კოსმეტიკურ ინდუსტრიაში ფორმულირების გასაუმჯობესებლად.
07 ტოქსიკურობა
ჩვეულებრივი სურფაქტანტები, განსაკუთრებით კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, ძალიან ტოქსიკურია წყლის ორგანიზმებისთვის. მათი მწვავე ტოქსიკურობა განპირობებულია უჯრედ-წყლის ინტერფეისზე ზედაპირული აქტიური ნივთიერებების ადსორბციულ-იონური ურთიერთქმედების ფენომენით. სურფაქტანტების სმკ-ის შემცირება, როგორც წესი, იწვევს ზედაპირული აქტიური ნივთიერებების უფრო ძლიერ ინტერფეისურ ადსორბციას, რაც ჩვეულებრივ იწვევს მათ მწვავე ტოქსიკურობის მატებას. სურფაქტანტების ჰიდროფობიური ჯაჭვის სიგრძის ზრდა ასევე იწვევს სურფაქტანტის მწვავე ტოქსიკურობის ზრდას.AAS-ების უმეტესობა დაბალი ან არატოქსიკურია ადამიანისთვის და გარემოსთვის (განსაკუთრებით ზღვის ორგანიზმებისთვის) და შესაფერისია საკვებ ინგრედიენტებად, ფარმაცევტულ და კოსმეტიკურ საშუალებებში გამოსაყენებლად.ბევრმა მკვლევარმა აჩვენა, რომ ამინომჟავა ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ნაზი და არ აღიზიანებს კანს. ცნობილია, რომ არგინინზე დაფუძნებული სურფაქტანტები ნაკლებად ტოქსიკურია, ვიდრე მათი ჩვეულებრივი კოლეგები.
ბრიტო და სხვ. შეისწავლა ამინომჟავაზე დაფუძნებული ამფიფილების ფიზიკოქიმიური და ტოქსიკოლოგიური თვისებები და მათი [წარმოებულები ტიროზინიდან (Tyr), ჰიდროქსიპროლინიდან (Hyp), სერინიდან (Ser) და ლიზინიდან (Lys)] კათიონური ვეზიკულების სპონტანური წარმოქმნა და მისცა მონაცემები მათი მწვავე ტოქსიკურობის შესახებ. დაფნია მაგნა (IC 50). მათ მოახდინეს დოდეცილტრიმეთილამონიუმის ბრომიდის (DTAB)/Lys-წარმოებული და/ან Ser-/Lys წარმოებული ნარევების კათიონური ვეზიკულები და გამოსცადეს მათი ეკოტოქსიკურობა და ჰემოლიზური პოტენციალი, აჩვენეს, რომ ყველა AAS და მათი ვეზიკულების შემცველი ნარევები ნაკლებად ტოქსიკური იყო ვიდრე ჩვეულებრივი DTAB ზედაპირული საშუალება. .
როზა და სხვ. გამოიკვლია დნმ-ის შეკავშირება (ასოციაცია) სტაბილურ ამინომჟავაზე დაფუძნებულ კათიონურ ვეზიკულებთან. ჩვეულებრივი კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებისგან განსხვავებით, რომლებიც ხშირად ტოქსიკურია, კათიონური ამინომჟავის ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ურთიერთქმედება არატოქსიკურია. კათიონური AAS დაფუძნებულია არგინინზე, რომელიც სპონტანურად აყალიბებს სტაბილურ ვეზიკულებს გარკვეულ ანიონურ სურფაქტანტებთან ერთად. ამინომჟავაზე დაფუძნებული კოროზიის ინჰიბიტორები ასევე არატოქსიკურია. ეს სურფაქტანტები ადვილად სინთეზირდება მაღალი სისუფთავით (99%-მდე), დაბალი ფასით, ადვილად ბიოდეგრადირებადი და მთლიანად ხსნადი წყალში. რამდენიმე კვლევამ აჩვენა, რომ გოგირდის შემცველი ამინომჟავის ზედაპირული აქტიური ნივთიერებები აღემატება კოროზიის ინჰიბირებას.
ბოლო კვლევაში პერინელი და სხვ. მოხსენებული რამნოლიპიდების დამაკმაყოფილებელი ტოქსიკოლოგიური პროფილი ჩვეულებრივ სურფაქტანტებთან შედარებით. ცნობილია, რომ რამნოლიპიდები მოქმედებენ როგორც გამტარიანობის გამაძლიერებლები. მათ ასევე აღნიშნეს რამნოლიპიდების გავლენა მაკრომოლეკულური პრეპარატების ეპითელიუმის გამტარიანობაზე.
08 ანტიმიკრობული აქტივობა
სურფაქტანტების ანტიმიკრობული აქტივობა შეიძლება შეფასდეს მინიმალური ინჰიბიტორული კონცენტრაციით. არგინინზე დაფუძნებული სურფაქტანტების ანტიმიკრობული აქტივობა დეტალურად არის შესწავლილი. აღმოჩნდა, რომ გრამუარყოფითი ბაქტერიები უფრო მდგრადია არგინინზე დაფუძნებული სურფაქტანტების მიმართ, ვიდრე გრამდადებითი ბაქტერიები. სურფაქტანტების ანტიმიკრობული აქტივობა ჩვეულებრივ იზრდება აცილის ჯაჭვებში ჰიდროქსილის, ციკლოპროპანის ან უჯერი ბმების არსებობით. კასტილო და სხვ. აჩვენა, რომ აცილის ჯაჭვების სიგრძე და დადებითი მუხტი განსაზღვრავს მოლეკულის HLB მნიშვნელობას (ჰიდროფილურ-ლიპოფილური ბალანსი) და ეს გავლენას ახდენს მემბრანების დარღვევის უნარზე. Na-აცილარგინინის მეთილის ესტერი არის კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი კლასი, ფართო სპექტრის ანტიმიკრობული აქტივობით და ის ადვილად ბიოდეგრადირებადია და აქვს დაბალი ან არ აქვს ტოქსიკურობა. კვლევები Na-აცილარინინის მეთილის ესტერზე დაფუძნებული ზედაპირული აქტიური ნივთიერებების ურთიერთქმედების შესახებ 1,2-დიპალმიტოილ-sn-პროპილტრიოქსილ-3-ფოსფორილქოლინთან და 1,2-დიტეტრადეკანოილ-sn-პროპილტრიოქსილ-3-ფოსფორილქოლინთან, მოდელის მემბრანებთან და ცოცხალ ორგანიზმებთან. გარე ბარიერების არსებობამ ან არარსებობამ აჩვენა, რომ ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ამ კლასს აქვს კარგი ანტიმიკრობული მოქმედება. შედეგებმა აჩვენა, რომ სურფაქტანტებს აქვთ კარგი ანტიბაქტერიული აქტივობა.
09 რეოლოგიური თვისებები
ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების რეოლოგიური თვისებები ძალიან მნიშვნელოვან როლს თამაშობს მათი გამოყენების განსაზღვრასა და პროგნოზირებაში სხვადასხვა ინდუსტრიებში, მათ შორის საკვებში, ფარმაცევტულ პროდუქტებში, ნავთობის მოპოვებაში, პირადი მოვლისა და სახლის მოვლის საშუალებებში. მრავალი კვლევა ჩატარდა ამინომჟავის ზედაპირული აქტიური ნივთიერებების ვიზოელასტიურობასა და cmc-ს შორის კავშირის განსახილველად.
10 განაცხადი კოსმეტიკურ ინდუსტრიაში
AAS გამოიყენება მრავალი პირადი მოვლის პროდუქტის ფორმულირებაში.კალიუმის N-კოკოილ გლიცინატი ნაზი მოქმედებს კანზე და გამოიყენება სახის გასაწმენდად, ლამისა და მაკიაჟის მოსაშორებლად. n-Acyl-L-გლუტამინის მჟავას აქვს ორი კარბოქსილის ჯგუფი, რაც მას უფრო წყალში ხსნადს ხდის. ამ AAS-ებს შორის, AAS, რომელიც დაფუძნებულია C 12 ცხიმოვან მჟავებზე, ფართოდ გამოიყენება სახის წმენდაში ლამისა და მაკიაჟის მოსაშორებლად. AAS C 18 ჯაჭვით გამოიყენება როგორც ემულგატორი კანის მოვლის საშუალებებში, ხოლო N-Lauryl alanine მარილები ცნობილია, რომ ქმნიან კრემისებრ ქაფს, რომელიც არ აღიზიანებს კანს და, შესაბამისად, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბავშვის მოვლის საშუალებების ფორმულირებაში. N-Lauryl-ზე დაფუძნებული AAS, რომელიც გამოიყენება კბილის პასტაში, აქვს საპნის მსგავსი კარგი გამწმენდი და ძლიერი ფერმენტების ინჰიბირების ეფექტურობა.
ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში, კოსმეტიკური საშუალებების, პირადი მოვლის საშუალებებისა და ფარმაცევტული საშუალებების ზედაპირული აქტიური ნივთიერებების არჩევანი ფოკუსირებული იყო დაბალ ტოქსიკურობაზე, რბილზე, შეხების სიმსუბუქესა და უსაფრთხოებაზე. ამ პროდუქტების მომხმარებლებმა კარგად იციან პოტენციური გაღიზიანების, ტოქსიკურობის და გარემო ფაქტორების შესახებ.
დღეს AAS გამოიყენება მრავალი შამპუნის, თმის საღებავებისა და აბაზანის საპნის დასამზადებლად, მათი მრავალი უპირატესობის გამო ტრადიციულ კოლეგებთან შედარებით კოსმეტიკასა და პირადი მოვლის საშუალებებში.პროტეინზე დაფუძნებულ სურფაქტანტებს აქვთ სასურველი თვისებები, რომლებიც აუცილებელია პირადი მოვლის საშუალებებისთვის. ზოგიერთ AAS-ს აქვს ფილმის ფორმირების უნარი, ხოლო ზოგს აქვს კარგი ქაფის უნარი.
ამინომჟავები მნიშვნელოვანი ბუნებრივი დამატენიანებელი ფაქტორებია რქოვანა შრეში. როდესაც ეპიდერმული უჯრედები იღუპებიან, ისინი ხდებიან რქოვანა შრის ნაწილი და უჯრედშიდა ცილები თანდათან იშლება ამინომჟავებამდე. ეს ამინომჟავები შემდეგ ტრანსპორტირდება რქოვანა შრეში, სადაც ისინი შთანთქავენ ცხიმს ან ცხიმის მსგავს ნივთიერებებს ეპიდერმული შრის რქოვანაში, რითაც აუმჯობესებენ კანის ზედაპირის ელასტიურობას. კანის ბუნებრივი დამატენიანებელი ფაქტორის დაახლოებით 50% შედგება ამინომჟავებისა და პიროლიდონისგან.
კოლაგენი, საერთო კოსმეტიკური ინგრედიენტი, ასევე შეიცავს ამინომჟავებს, რომლებიც კანს რბილს უნარჩუნებს.კანის პრობლემები, როგორიცაა უხეშობა და სიბნელე, დიდწილად გამოწვეულია ამინომჟავების ნაკლებობით. ერთმა კვლევამ აჩვენა, რომ ამინომჟავის მალამოსთან შერევამ ამსუბუქებს კანის დამწვრობას და დაზიანებული უბნები ნორმალურ მდგომარეობას უბრუნდება კელოიდური ნაწიბურების გარეშე.
ამინომჟავები ასევე ძალიან სასარგებლოა დაზიანებული კუტიკულის მოვლისთვის.მშრალი, უფორმო თმა შეიძლება მიუთითებდეს ამინომჟავების კონცენტრაციის შემცირებაზე ძლიერ დაზიანებულ რქოვან შრეში. ამინომჟავებს აქვთ უნარი შეაღწიონ კუტიკულაში თმის ღეროში და შთანთქას ტენიანობას კანიდან.ამინომჟავაზე დაფუძნებული სურფაქტანტების ეს უნარი მათ ძალიან სასარგებლოს ხდის შამპუნებში, თმის საღებავებში, თმის დამარბილებლებში, თმის კონდიციონერებში და ამინომჟავების არსებობა აძლიერებს თმას.
11 გამოყენება ყოველდღიურ კოსმეტიკაში
ამჟამად, მსოფლიოში მზარდია მოთხოვნა ამინომჟავებზე დაფუძნებულ სარეცხი საშუალებების ფორმულირებებზე.ცნობილია, რომ AAS-ს აქვს უკეთესი დასუფთავების უნარი, ქაფის წარმოქმნა და ქსოვილის დარბილების თვისებები, რაც მათ შესაფერისს ხდის საყოფაცხოვრებო სარეცხი საშუალებების, შამპუნების, ტანის დასაბანად და სხვა აპლიკაციებისთვის.ასპარტინის მჟავიდან მიღებული ამფოტერული აასს არის ძალზე ეფექტური სარეცხი საშუალება ქელატური თვისებებით. აღმოჩნდა, რომ სარეცხი ინგრედიენტების გამოყენება, რომელიც შედგება N-ალკილ-β-ამინოეთოქსი მჟავებისგან, ამცირებს კანის გაღიზიანებას. თხევადი სარეცხი ფორმულირება, რომელიც შედგება N-კოკოილ-β-ამინოპროპიონატისგან, ცნობილია, რომ ეფექტური სარეცხი საშუალებაა ლითონის ზედაპირებზე ზეთის ლაქებისთვის. ამინოკარბოქსილის მჟავას სურფაქტანტს, C 14 CHOHCH 2 NHCH 2 COONa, ასევე აქვს უკეთესი გამწმენდი და გამოიყენება ქსოვილების, ხალიჩების, თმის, მინის და ა.შ. 2-ჰიდროქსი-3-ამინოპროპიონის მჟავა-N,N- ცნობილია, რომ აცეტოძმარმჟავას წარმოებულს აქვს კარგი კომპლექსური უნარი და ამით აძლევს სტაბილურობას მათეთრებელ აგენტებს.
სარეცხი საშუალებების ფორმულირებების მომზადება N-(N'-გრძელჯაჭვის აცილ-β-ალანილ)-β-ალანინზე დაფუძნებული კეიგოსა და ტაცუიას მიერ მოხსენებული იყო თავიანთ პატენტში უკეთესი რეცხვის უნარისა და სტაბილურობისთვის, ქაფით ადვილად გატეხვისა და ქსოვილის კარგი დარბილებისთვის. . კაომ შეიმუშავა სარეცხი ფორმულირება N-Acyl-1-N-hydroxy-β-ალანინის საფუძველზე და აღნიშნა, რომ კანის დაბალი გაღიზიანება, მაღალი წყალგამძლეობა და მაღალი ლაქების მოცილების უნარი.
იაპონური კომპანია Ajinomoto იყენებს დაბალტოქსიკურ და ადვილად დეგრადირებად AAS-ს, რომელიც დაფუძნებულია L-გლუტამინის მჟავაზე, L-არგინინზე და L-ლიზინზე, როგორც შამპუნების, სარეცხი საშუალებებისა და კოსმეტიკური საშუალებების ძირითად ინგრედიენტებს (სურათი 13). ასევე დაფიქსირდა სარეცხი საშუალებების შემადგენლობაში შემავალი ფერმენტული დანამატების უნარი, ამოიღონ ცილის დაბინძურება. გლუტამინის მჟავისგან, ალანინის, მეთილგლიცინის, სერინის და ასპარტინის მჟავისგან მიღებული N-აცილის აასს იყო მოხსენებული მათი გამოყენებისათვის, როგორც შესანიშნავი თხევადი სარეცხი საშუალებები წყალხსნარებში. ეს ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები საერთოდ არ ზრდიან სიბლანტეს, თუნდაც ძალიან დაბალ ტემპერატურაზე და შეიძლება ადვილად გადაიტანონ ქაფიანი მოწყობილობის შესანახი ჭურჭლიდან ერთგვაროვანი ქაფის მისაღებად.
გამოქვეყნების დრო: ივნ-09-2022