Efnisyfirlit fyrir þessa grein:
1. Þróun amínósýra
2. Byggingareiginleikar
3. Efnasamsetning
4.Flokkun
5. Myndun
6. Eðlisefnafræðilegir eiginleikar
7. Eiturhrif
8. Örverueyðandi virkni
9. Gigtareiginleikar
10. Umsóknir í snyrtivöruiðnaðinum
11. Notkun í hversdagssnyrtivörum
Amínósýru yfirborðsvirk efni (AAS)eru flokkur yfirborðsvirkra efna sem myndast með því að sameina vatnsfælin hópa við eina eða fleiri amínósýrur. Í þessu tilviki geta amínósýrurnar verið tilbúnar eða unnar úr próteinvatnsrofi eða svipuðum endurnýjanlegum uppsprettum. Í þessari grein er farið yfir upplýsingar um flestar tiltækar tilbúnar leiðir fyrir AAS og áhrif mismunandi leiða á eðlisefnafræðilega eiginleika lokaafurða, þar á meðal leysni, dreifingarstöðugleika, eiturhrif og lífbrjótanleika. Sem flokkur yfirborðsvirkra efna í aukinni eftirspurn býður fjölhæfni AAS vegna breytilegrar uppbyggingar upp á fjölda viðskiptatækifæra.
Í ljósi þess að yfirborðsvirk efni eru mikið notuð í þvottaefni, ýruefni, tæringarhemla, endurheimt olíu á háskólastigi og í lyfjum, hafa vísindamenn aldrei hætt að fylgjast með yfirborðsvirkum efnum.
Yfirborðsvirk efni eru dæmigerðustu efnavörur sem eru neytt í miklu magni daglega um allan heim og hafa haft neikvæð áhrif á lífríki vatnsins.Rannsóknir hafa sýnt að víðtæk notkun hefðbundinna yfirborðsvirkra efna getur haft neikvæð áhrif á umhverfið.
Í dag eru eiturhrif, niðurbrjótanleiki og lífsamrýmanleiki næstum jafn mikilvægur fyrir neytendur og notagildi og frammistöðu yfirborðsvirkra efna.
Líffræðileg yfirborðsvirk efni eru umhverfisvæn sjálfbær yfirborðsvirk efni sem eru náttúrulega mynduð af örverum eins og bakteríum, sveppum og ger, eða seytt utanfrumu.Þess vegna er einnig hægt að búa til lífræn yfirborðsvirk efni með sameindahönnun til að líkja eftir náttúrulegum amfífískum byggingum, svo sem fosfólípíðum, alkýlglýkósíðum og asýlamínósýrum.
Amínósýru yfirborðsvirk efni (AAS)eru eitt af dæmigerðum yfirborðsvirkum efnum, venjulega framleitt úr hráefnum úr dýrum eða landbúnaði. Undanfarna tvo áratugi hefur AAS vakið mikla athygli vísindamanna sem ný yfirborðsvirk efni, ekki aðeins vegna þess að hægt er að búa þau til úr endurnýjanlegum auðlindum, heldur einnig vegna þess að AAS er auðveldlega niðurbrjótanlegt og hefur skaðlausar aukaafurðir, sem gerir þau öruggari fyrir umhverfi.
AAS er hægt að skilgreina sem flokk yfirborðsvirkra efna sem samanstendur af amínósýrum sem innihalda amínósýruhópa (HO 2 C-CHR-NH 2) eða amínósýruleifar (HO 2 C-CHR-NH-). Tvö virk svæði amínósýra gera kleift að framleiða fjölbreytt úrval yfirborðsvirkra efna. Alls vitað er að 20 staðlaðar próteinógen amínósýrur eru til í náttúrunni og bera ábyrgð á öllum lífeðlisfræðilegum viðbrögðum í vexti og lífsstarfi. Þeir eru aðeins frábrugðnir hver öðrum eftir leifinni R (Mynd 1, pka er neikvæður logaritmi sýrudreifingarfastans lausnarinnar). Sum eru óskautuð og vatnsfælin, önnur eru skautuð og vatnssækin, önnur eru basísk og önnur súr.
Vegna þess að amínósýrur eru endurnýjanleg efnasambönd hafa yfirborðsvirk efni sem eru mynduð úr amínósýrum einnig mikla möguleika á að verða sjálfbær og umhverfisvæn. Einföld og náttúruleg uppbygging, lítil eiturhrif og hratt niðurbrjótanleiki gera þau oft betri en hefðbundin yfirborðsvirk efni. Með því að nota endurnýjanleg hráefni (td amínósýrur og jurtaolíur) er hægt að framleiða AAS með mismunandi líftæknileiðum og efnafræðilegum leiðum.
Snemma á 20. öld var fyrst uppgötvað að amínósýrur væru notaðar sem hvarfefni fyrir myndun yfirborðsvirkra efna.AAS var aðallega notað sem rotvarnarefni í lyfja- og snyrtivörusamsetningum.Að auki reyndust AAS vera líffræðilega virk gegn ýmsum sjúkdómsvaldandi bakteríum, æxlum og vírusum. Árið 1988 vakti framboð á litlum tilkostnaði AAS rannsóknaráhuga á yfirborðsvirkni. Í dag, með þróun líftækni, er einnig hægt að búa sumar amínósýrur til í stórum stíl með ger, sem óbeint sannar að AAS framleiðsla er umhverfisvænni.
01 Þróun amínósýra
Strax snemma á 19. öld, þegar náttúrulegar amínósýrur voru fyrst uppgötvaðar, var spáð að mannvirki þeirra væru afar verðmæt - nothæf sem hráefni til að framleiða amfíkil. Fyrsta rannsóknin á nýmyndun AAS var tilkynnt af Bondi árið 1909.
Í þeirri rannsókn voru N-asýlglýsín og N-asýlalanín kynnt sem vatnssæknir hópar fyrir yfirborðsvirk efni. Síðari vinna fól í sér myndun lípóamínósýra (AAS) með glýsíni og alaníni og Hentrich o.fl. birt röð niðurstaðna,þar á meðal fyrsta einkaleyfisumsóknin, um notkun asýlsarkósínats og asýlaspartatsölta sem yfirborðsvirkra efna í heimilishreinsiefni (td sjampó, þvottaefni og tannkrem).Í kjölfarið rannsökuðu margir vísindamenn myndun og eðlisefnafræðilega eiginleika asýl amínósýra. Hingað til hefur mikið magn af bókmenntum verið gefið út um myndun, eiginleika, iðnaðarnotkun og niðurbrjótanleika AAS.
02 Byggingareiginleikar
Óskautaðar vatnsfælin fitusýrukeðjur AAS geta verið mismunandi að uppbyggingu, keðjulengd og fjölda.Byggingarfjölbreytileiki og mikil yfirborðsvirkni AAS skýrir víðtæka samsetningu þeirra og eðlisefnafræðilega og líffræðilega eiginleika. Höfuðhópar AAS eru samsettir úr amínósýrum eða peptíðum. Munurinn á höfuðhópunum ákvarðar aðsog, samloðun og líffræðilega virkni þessara yfirborðsvirku efna. Virku hóparnir í höfuðhópnum ákvarða síðan tegund AAS, þar á meðal katjónísk, anjónísk, ójónísk og amfóterísk. Samsetning vatnssækinna amínósýra og vatnsfælna langkeðjuhluta mynda amfísæka uppbyggingu sem gerir sameindina mjög yfirborðsvirka. Að auki hjálpar tilvist ósamhverfra kolefnisatóma í sameindinni við að mynda kíral sameindir.
03 Efnasamsetning
Öll peptíð og fjölpeptíð eru fjölliðunarafurðir þessara næstum 20 α-próteinógenandi α-amínósýra. Allar 20 α-amínósýrurnar innihalda karboxýlsýru starfhæfan hóp (-COOH) og amínóvirkan hóp (-NH 2), sem báðir eru tengdir sama tetrahedral α-kolefnisatóminu. Amínósýrur eru frábrugðnar hver annarri vegna mismunandi R hópa sem tengjast α-kolefninu (nema lýsín, þar sem R hópurinn er vetni.) R hóparnir geta verið mismunandi að uppbyggingu, stærð og hleðslu (sýra, basa). Þessi munur ákvarðar einnig leysni amínósýra í vatni.
Amínósýrur eru chiral (nema glýsín) og eru ljósfræðilega virkar í eðli sínu vegna þess að þær hafa fjóra mismunandi skiptihópa tengda alfa kolefninu. Amínósýrur hafa tvær mögulegar formgerðir; þær eru ekki skarast spegilmyndir hver af annarri, þrátt fyrir að fjöldi L-stereóísómera sé umtalsvert meiri. R-hópurinn sem er til staðar í sumum amínósýrum (fenýlalaníni, týrósíni og tryptófan) er arýl, sem leiðir til hámarks UV frásogs við 280 nm. Sýra α-COOH og grunn α-NH 2 í amínósýrum geta jónað og báðar stereóísómerurnar, hvort sem þær eru, byggja upp jónunarjafnvægið sem sýnt er hér að neðan.
R-COOH ↔R-COO-＋H＋
R-NH3＋↔R-NH2＋H＋
Eins og sýnt er í jónunarjafnvæginu hér að ofan, innihalda amínósýrur að minnsta kosti tvo veikt súra hópa; hins vegar er karboxýlhópurinn mun súrari samanborið við prótónaða amínóhópinn. pH 7,4, karboxýlhópurinn er afprótónaður á meðan amínóhópurinn er prótónaður. Amínósýrur með ójónanlegum R hópum eru rafhlutlausar við þetta pH og mynda zwitterjón.
04 Flokkun
AAS er hægt að flokka samkvæmt fjórum viðmiðum, sem lýst er hér á eftir.
4.1 Samkvæmt uppruna
| Samkvæmt uppruna má skipta AAS í 2 flokka sem hér segir. ① Náttúruflokkur Sum náttúruleg efnasambönd sem innihalda amínósýrur hafa einnig getu til að draga úr yfirborðs-/skilaspennu og sum fara jafnvel yfir virkni glýkólípíða. Þessi AAS eru einnig þekkt sem lípópeptíð. Lipopeptíð eru efnasambönd með lágan mólþunga, venjulega framleidd af Bacillus tegundum.
Slíkum AAS er frekar skipt í 3 undirflokka:surfactin, iturin og fengycin.
|
| Fjölskylda yfirborðsvirkra peptíða nær yfir heptapeptíðafbrigði af ýmsum efnum,eins og sýnt er á mynd 2a, þar sem C12-C16 ómettuð β-hýdroxý fitusýrukeðja er tengd við peptíðið. Yfirborðsvirka peptíðið er stórhringlaga laktón þar sem hringurinn er lokaður með hvata á milli C-enda β-hýdroxý fitusýrunnar og peptíðsins. Í undirflokki iturin eru sex aðalafbrigði, nefnilega iturin A og C, mycosubtilin og bacillomycin D, F og L.Í öllum tilfellum eru heptapeptíðin tengd C14-C17 keðjum β-amínó fitusýra (keðjurnar geta verið margvíslegar). Þegar um ekurimýsín er að ræða getur amínóhópurinn í β-stöðu myndað amíðtengi við C-enda og þannig myndað stórhringlaga laktambyggingu.
Undirflokkurinn fengycin inniheldur fengycin A og B, sem eru einnig kölluð plipastatin þegar Tyr9 er D-stillt.Dekapeptíðið er tengt C14-C18 mettaðri eða ómettuðum β-hýdroxý fitusýrukeðju. Byggingarlega séð er plipastatin einnig stórhringlaga laktón, sem inniheldur Tyr hliðarkeðju í stöðu 3 í peptíðröðinni og myndar estertengi við C-enda leifina og myndar þannig innri hringbyggingu (eins og er tilfellið fyrir mörg Pseudomonas lípópeptíð).
② Tilbúið flokkur AAS er einnig hægt að búa til með því að nota einhverja af súru, basísku og hlutlausu amínósýrum. Algengar amínósýrur sem notaðar eru við myndun AAS eru glútamínsýra, serín, prólín, aspartínsýra, glýsín, arginín, alanín, leusín og prótein vatnsrof. Hægt er að framleiða þennan undirflokk yfirborðsvirkra efna með efna-, ensím- og efna-ensímaðferðum; Hins vegar, fyrir framleiðslu á AAS, er efnafræðileg nýmyndun hagkvæmari. Algeng dæmi eru N-lauróýl-L-glútamínsýra og N-palmitóýl-L-glútamínsýra.
|
4.2 Byggt á alifatískum keðjusetnum
Byggt á alifatísku keðjunni er hægt að skipta yfirborðsvirkum efnum sem byggjast á amínósýrum í 2 tegundir.
Samkvæmt stöðu staðgengils
| ①N-skipt AAS Í N-setnum efnasamböndum er amínóhópi skipt út fyrir fitusækinn hóp eða karboxýlhóp, sem leiðir til taps á grunnleika. Einfaldasta dæmið um N-setið AAS eru N-asýl amínósýrur, sem eru í raun anjónísk yfirborðsvirk efni. n-útskipt AAS hefur amíðtengi fest á milli vatnsfælna og vatnssækna hlutans. Amíðtengi hefur getu til að mynda vetnistengi, sem auðveldar niðurbrot þessa yfirborðsvirka efnis í súru umhverfi og gerir það þannig lífbrjótanlegt.
②C-skipt AAS Í C-setnum efnasamböndum fer skiptingin fram við karboxýlhópinn (með amíð- eða estertengi). Dæmigerð C-setin efnasambönd (td esterar eða amíð) eru í meginatriðum katjónísk yfirborðsvirk efni.
③N- og C-skipt AAS Í þessari tegund yfirborðsvirkra efna eru bæði amínó- og karboxýlhóparnir vatnssækni hlutinn. Þessi tegund er í meginatriðum amfóterískt yfirborðsvirkt efni. |
4.3 Samkvæmt fjölda vatnsfælna hala
Byggt á fjölda höfuðhópa og vatnsfælna hala má skipta AAS í fjóra hópa. Bein keðja AAS, Gemini (dimer) gerð AAS, glýserólípíð gerð AAS og tvíhöfða (Bola) gerð AAS. beinkeðju yfirborðsvirk efni eru yfirborðsvirk efni sem samanstanda af amínósýrum með aðeins einn vatnsfælinn hala (mynd 3). Tvíburar af gerðinni AAS hafa tvo skauta höfuðhópa í amínósýrum og tvo vatnsfælna hala á hverri sameind (Mynd 4). Í þessari tegund af uppbyggingu eru tveir beinkeðju AAS tengdir saman með spacer og eru því einnig kallaðir dimers. Í glýserólípíð gerðinni AAS, aftur á móti, eru vatnsfælnu halarnir tveir festir við sama amínósýruhöfuðhóp. Þessi yfirborðsvirku efni geta talist hliðstæður einglýseríða, tvíglýseríða og fosfólípíða, en í Bola-gerð AAS eru tveir amínósýruhöfuðhópar tengdir með vatnsfælnum hala.
4.4 Samkvæmt tegund höfuðhóps
①Katjónísk AAS
Höfuðhópur þessarar tegundar yfirborðsvirkra efna hefur jákvæða hleðslu. Elsta katjóníska AAS er etýlkókóýlarginat, sem er pýrrólídónkarboxýlat. Einstakir og fjölbreyttir eiginleikar þessa yfirborðsvirka efnis gera það að verkum að það er gagnlegt í sótthreinsiefni, örverueyðandi efni, truflanir, hárnæringarefni, auk þess að vera mildt fyrir augu og húð og auðveldlega niðurbrjótanlegt. Singare og Mhatre mynduðu katjónískt AAS sem byggir á arginíni og mátu eðlisefnafræðilega eiginleika þeirra. Í þessari rannsókn fullyrtu þeir um mikla afrakstur af afurðunum sem fengust með Schotten-Baumann hvarfskilyrðum. Með aukinni alkýlkeðjulengd og vatnsfælni kom í ljós að yfirborðsvirkni yfirborðsvirka efnisins eykst og Critical Micelle Concentration (cmc) minnkaði. Annað er fjórða asýlpróteinið, sem er almennt notað sem hárnæring í hárvörur.
②Anjónísk AAS
Í anjónískum yfirborðsvirkum efnum hefur skautaður höfuðhópur yfirborðsvirka efnisins neikvæða hleðslu. Sarkósín (CH 3 -NH-CH 2 -COOH, N-metýlglýsín), amínósýra sem almennt finnst í ígulkerum og sjóstjörnum, er efnafræðilega skyld glýsíni (NH 2 -CH 2 -COOH,), basískri amínósýru sem finnast í spendýrafrumum. -COOH,) er efnafræðilega skylt glýsíni, sem er basísk amínósýra sem finnst í spendýrafrumum. Lúrínsýra, tetradekansýra, olíusýra og halíð og esterar þeirra eru almennt notuð til að mynda sarkósín yfirborðsvirk efni. Sarkósínöt eru í eðli sínu mild og eru því almennt notuð í munnskol, sjampó, úða rakfroðu, sólarvörn, húðhreinsiefni og aðrar snyrtivörur.
Önnur anjónísk AAS sem fáanleg eru í verslun eru Amisoft CS-22 og AmiliteGCK-12, sem eru vöruheiti fyrir natríum N-kókóýl-L-glútamat og kalíum N-kókóýlglýsínat, í sömu röð. Amilite er almennt notað sem froðuefni, þvottaefni, leysiefni, ýruefni og dreifiefni, og hefur marga notkun í snyrtivörum, svo sem sjampó, baðsápur, líkamsþvott, tannkrem, andlitshreinsiefni, hreinsi sápur, linsuhreinsiefni og yfirborðsvirk efni til heimilisnota. Amisoft er notað sem mildur húð- og hárhreinsiefni, aðallega í andlits- og líkamshreinsiefni, tilbúið þvottaefni, líkamsvörur, sjampó og aðrar húðvörur.
③zwitterionic eða amphoteric AAS
Amfóterísk yfirborðsvirk efni innihalda bæði súr og basísk staði og geta því breytt hleðslu þeirra með því að breyta pH gildinu. Í basískum miðlum hegða þau sér eins og anjónísk yfirborðsvirk efni, en í súru umhverfi hegða þau sér eins og katjónísk yfirborðsvirk efni og í hlutlausum miðlum eins og amfótær yfirborðsvirk efni. Lauryl lýsín (LL) og alkoxý (2-hýdroxýprópýl) arginín eru einu þekktu amfótísku yfirborðsvirku efnin byggð á amínósýrum. LL er þéttingarafurð lýsíns og laurínsýru. Vegna amfóterískrar uppbyggingar er LL óleysanlegt í næstum öllum gerðum leysiefna, nema mjög basískum eða súrum leysum. Sem lífrænt duft hefur LL framúrskarandi viðloðun við vatnssækið yfirborð og lágan núningsstuðul, sem gefur þessu yfirborðsvirka efni framúrskarandi smurhæfni. LL er mikið notað í húðkrem og hárnæringu og er einnig notað sem sleipiefni.
④Ójónísk AAS
Ójónísk yfirborðsvirk efni einkennast af skautuðum höfuðhópum án formlegra hleðslu. átta ný etoxýleruð ójónuð yfirborðsvirk efni voru útbúin af Al-Sabagh o.fl. úr olíuleysanlegum α-amínósýrum. Í þessu ferli voru L-fenýlalanín (LEP) og L-leucín fyrst esteruð með hexadekanóli, fylgt eftir með amíði með palmitínsýru til að gefa tvö amíð og tvo estera af α-amínósýrum. Amíðin og esterarnir gengust síðan undir þéttingarhvörf með etýlenoxíði til að búa til þrjár fenýlalanínafleiður með mismunandi fjölda pólýoxýetýleneininga (40, 60 og 100). Þessar ójónuðu AAS reyndust hafa góða þvotta- og froðueiginleika.
05 Myndun
5.1 Grunn gervileið
Í AAS geta vatnsfælin hópar tengst amíni eða karboxýlsýrustöðum, eða í gegnum hliðarkeðjur amínósýra. Byggt á þessu eru fjórar grunngervileiðir í boði, eins og sýnt er á mynd 5.
Mynd 5 Grundvallarmyndunarleiðir yfirborðsvirkra efna sem byggjast á amínósýrum
| Leið 1. Amfífísk esteramín eru framleidd með esterunarhvörfum, en þá er yfirborðsvirka efnamyndunin venjulega náð með bakflæðisfitualkóhólum og amínósýrum í viðurvist þurrkunarefnis og súrs hvata. Í sumum viðbrögðum virkar brennisteinssýra bæði sem hvati og þurrkandi efni.
Leið 2. Virkjaðar amínósýrur hvarfast við alkýlamín til að mynda amíðtengi, sem leiðir til myndun amfísækinna amíóamína.
Leið 3. Amídósýrur eru framleiddar með því að hvarfa amínóhópa amínósýra við amíósýrur.
Leið 4. Langkeðju alkýl amínósýrur voru framleiddar með hvarfi amínhópa við halóalkana. |
5.2 Framfarir í myndun og framleiðslu
5.2.1 Nýmyndun einkeðju amínósýru/peptíð yfirborðsvirkra efna
Hægt er að búa til N-asýl eða O-asýl amínósýrur eða peptíð með ensímhvataðri asýleringu amíns eða hýdroxýlhópa með fitusýrum. Fyrsta skýrslan um leysiefnalausa lípasa-hvataða nýmyndun amínósýruamíðs eða metýlesterafleiða notaði Candida antarctica, með ávöxtun á bilinu 25% til 90% eftir markamínósýrunni. Metýletýlketón hefur einnig verið notað sem leysir í sumum viðbrögðum. Vonderhagen o.fl. lýsti einnig lípasa og próteasa-hvötuðum N-asýlerunarhvörfum amínósýra, próteinvatnsrofsefna og/eða afleiða þeirra með því að nota blöndu af vatni og lífrænum leysum (td dímetýlformamíði/vatni) og metýlbútýlketóni.
Í árdaga var helsta vandamálið við ensímhvataða myndun AAS lág uppskera. Samkvæmt Valivety o.fl. afrakstur N-tetradekanóýl amínósýruafleiða var aðeins 2%-10% jafnvel eftir að hafa notað mismunandi lípasa og ræktun við 70°C í marga daga. Montet o.fl. einnig lent í vandræðum varðandi lága afrakstur amínósýra við myndun N-asýllýsíns með því að nota fitusýrur og jurtaolíur. Samkvæmt þeim var hámarksuppskera vörunnar 19% við leysiefnalausar aðstæður og með lífrænum leysum. sama vandamál kom upp hjá Valivety o.fl. við myndun N-Cbz-L-lýsíns eða N-Cbz-lýsín metýl ester afleiða.
Í þessari rannsókn fullyrtu þeir að afrakstur 3-O-tetradecanoyl-L-seríns væri 80% þegar notað var N-varið serín sem hvarfefni og Novozyme 435 sem hvata í bráðnu leysiefnalausu umhverfi. Nagao og Kito rannsökuðu O-asýleringu L-seríns, L-hómóseríns, L-þreóníns og L-týrósíns (LET) þegar lípasa var notað. Niðurstöður efnahvarfsins (lípasi var fenginn af Candida cylindracea og Rhizopus delemar í vatnskenndum biðminni) og greint frá því að afrakstur asýleringar á L-hómóseríni og L-seríni væri nokkuð lág, en engin asýlering á L-þreóníni og LET átti sér stað.
Margir vísindamenn hafa stutt notkun á ódýru og tiltæku hvarfefni til að mynda hagkvæmt AAS. Soo o.fl. fullyrt að framleiðsla yfirborðsvirkra efna sem byggir á pálmaolíu virki best með óhreyfðu lípóensími. Þeir tóku fram að afrakstur afurðanna yrði betri þrátt fyrir tímafrek viðbrögð (6 dagar). Gerova o.fl. rannsakað myndun og yfirborðsvirkni chiral N-palmitoyl AAS byggt á metíóníni, prólíni, leucíni, þreóníni, fenýlalaníni og fenýlglýsíni í hringlaga/kynþáttablöndu. Pang og Chu lýstu myndun á amínósýru byggðum einliða og díkarboxýlsýru byggðum einliðum í lausn. Röð hagnýtra og lífbrjótanlegra amínósýru byggða pólýamíð estera voru mynduð með samþéttingarhvörfum í lausn.
Cantaeuzene og Guerreiro greindu frá esterun karboxýlsýruhópa af Boc-Ala-OH og Boc-Asp-OH með langkeðju alifatískum alkóhólum og díólum, með díklórmetani sem leysi og agarósa 4B (Sepharose 4B) sem hvata. Í þessari rannsókn gaf efnahvarf Boc-Ala-OH við fitualkóhól allt að 16 kolefni góða uppskeru (51%), en fyrir Boc-Asp-OH voru 6 og 12 kolefni betri, með samsvarandi uppskeru upp á 63% [64 ]. 99,9%) í ávöxtun á bilinu 58% til 76%, sem voru mynduð með myndun amíðtengja með ýmsum langkeðju alkýlamínum eða estertengi með fitualkóhólum með Cbz-Arg-OMe, þar sem papain virkaði sem hvati.
5.2.2 Nýmyndun amínósýru/peptíð yfirborðsvirkra efna sem byggja á tvíbura
Gemini yfirborðsvirk efni sem byggjast á amínósýrum samanstanda af tveimur beinum keðju AAS sameindum sem tengdar eru höfuð við höfuð við hvert annað með spacer hópi. Það eru 2 mögulegar áætlanir fyrir efna-ensímmyndun yfirborðsvirkra efna sem byggjast á gemini-gerð amínósýru (myndir 6 og 7). Á mynd 6 eru 2 amínósýruafleiður hvarfaðar við efnasambandið sem spacer hópur og síðan eru 2 vatnsfælin hópar settir inn. Á mynd 7 eru 2 bein-keðjubyggingarnar beintengdar saman með tvívirkum spacer hópi.
Fyrsta þróun ensímhvataðrar nýmyndunar á tvíbura lípóamínósýrum var frumkvöðull af Valivety o.fl. Yoshimura o.fl. rannsakað nýmyndun, aðsog og samloðun gemini yfirborðsvirks efnis sem byggir á amínósýrum byggt á cystíni og n-alkýlbrómíði. Tilbúnu yfirborðsvirku efnin voru borin saman við samsvarandi einliða yfirborðsvirk efni. Faustino o.fl. lýst myndun anjónískra þvagefnis-undirstaða einliða AAS byggt á L-cystíni, D-cystíni, DL-cystíni, L-cysteini, L-meþíóníni og L-súlfoalaníni og tvíburapörum þeirra með leiðni, jafnvægisyfirborðsspennu og stöðugri -tilgreina flúrljómunareinkenni þeirra. Sýnt var að cmc gildi tvíbura var lægra með því að bera saman einliða og tvíbura.
Mynd 6 Nýmyndun á gemini AAS með því að nota AA afleiður og spacer, fylgt eftir með innsetningu vatnsfælna hópsins
Mynd 7 Myndun gemini AAS með tvívirku spacer og AAS
5.2.3 Nýmyndun glýserólípíð amínósýru/peptíð yfirborðsvirkra efna
Glýserólípíð amínósýrur/peptíð yfirborðsvirk efni eru nýr flokkur lípíð amínósýra sem eru byggingarhliðstæður glýseról mónó- (eða dí-) estera og fosfólípíða, vegna uppbyggingar þeirra á einni eða tveimur fitukeðjum með einni amínósýru tengdri glýseról burðarásinni. með estertengi. Nýmyndun þessara yfirborðsvirku efna hefst með framleiðslu glýserólestera af amínósýrum við hærra hitastig og í viðurvist súrs hvata (td BF 3). Ensímhvötuð nýmyndun (með því að nota hýdrólasa, próteasa og lípasa sem hvata) er líka góður kostur (mynd 8).
Tilkynnt hefur verið um ensímhvötuð nýmyndun tvíþynntra arginínglýseríðasamtenginga með því að nota papain. Einnig hefur verið greint frá myndun díacýlglýseról ester samtenginga úr asetýlarginíni og mat á eðlisefnafræðilegum eiginleikum þeirra.
Mynd.8 Nýmyndun mónó- og díacýlglýseról amínósýrusamtenginga
spacer: NH-(CH2)10-NH: efnasamband B1
spacer: NH-C6H4-NH: efnasamband B2
spacer: CH2-CH2: efnasamband B3
Mynd.9 Myndun samhverfa amfífíla unnin úr Tris(hýdroxýmetýl)amínómetani
5.2.4 Nýmyndun bola-undirstaða amínósýru/peptíð yfirborðsvirkra efna
Amínósýrur sem byggjast á bola-gerð amfífíla innihalda 2 amínósýrur sem eru tengdar sömu vatnsfælnu keðjunni. Franceschi o.fl. lýsti nýmyndun amfíkla af bola-gerð með 2 amínósýrum (D- eða L-alaníni eða L-histidíni) og 1 alkýlkeðju af mismunandi lengd og rannsakað yfirborðsvirkni þeirra. Þeir fjalla um myndun og samloðun nýrra bola-gerðar amfíkla með amínósýruhluta (nota annaðhvort sjaldgæfa β-amínósýru eða alkóhól) og C12 -C20 spacer hóp. Sjaldgæfu β-amínósýrurnar sem notaðar eru geta verið sykuramínósýra, azidótýmín (AZT) amínósýra, norbornenamínósýra og amínóalkóhól unnin úr AZT (Mynd 9). nýmyndun samhverfa amfífíla af bola-gerð sem eru unnin úr tris(hýdroxýmetýl)amínómetani (Tris) (Mynd 9).
06 Eðlisefnafræðilegir eiginleikar
Það er vel þekkt að yfirborðsvirk efni sem byggjast á amínósýrum (AAS) eru fjölbreytt og fjölhæf í eðli sínu og eiga góða notagildi í mörgum notkunarmöguleikum eins og góða leysanleika, góða fleytieiginleika, mikil afköst, mikil yfirborðsvirkni og góð viðnám gegn hörðu vatni (kalsíumjónum). umburðarlyndi).
Byggt á yfirborðsvirkum eiginleikum amínósýra (td yfirborðsspennu, cmc, fasahegðun og Krafft hitastig) komust eftirfarandi ályktanir eftir umfangsmiklar rannsóknir - yfirborðsvirkni AAS er betri en hefðbundinna yfirborðsvirka hliðstæðu þess.
6.1 Mikilvægur mícellustyrkur (cmc)
Mikilvægur micellustyrkur er ein af mikilvægum breytum yfirborðsvirkra efna og stjórnar mörgum yfirborðsvirkum eiginleikum eins og leysni, frumulýsingu og víxlverkun þess við líffilmur o.s.frv. Almennt leiðir aukin keðjulengd kolvetnishalans (eykur vatnsfælni) til minnkunar í cmc gildi yfirborðsvirku lausnarinnar og eykur þannig yfirborðsvirkni hennar. Yfirborðsvirk efni byggð á amínósýrum hafa venjulega lægri cmc gildi samanborið við hefðbundin yfirborðsvirk efni.
Í gegnum mismunandi samsetningar höfuðhópa og vatnsfælna hala (einkatjónískt amíð, tvíkatjónískt amíð, tvíkatjónískt amíð byggt ester), Infante o.fl. myndaði þrjú arginín-undirstaða AAS og rannsakaði cmc og γcmc þeirra (yfirborðsspennu við cmc), sem sýndi að cmc og γcmc gildi minnkuðu með aukinni vatnsfælni halalengd. Í annarri rannsókn komust Singare og Mhatre að því að cmc af N-α-acylarginine yfirborðsvirkum efnum minnkaði með auknum fjölda vatnsfælna hala kolefnisatóma (tafla 1).
Yoshimura o.fl. rannsakað cmc af cysteine-unnin amínósýru-undirstaða gemini yfirborðsvirk efni og sýndi að cmc minnkaði þegar kolefniskeðjulengd í vatnsfælnu keðjunni var aukin úr 10 í 12. Frekari aukning á kolefniskeðjulengd í 14 leiddi til aukningar á cmc, sem staðfesti að langkeðju gemini yfirborðsvirk efni hafa minni tilhneigingu til að safnast saman.
Faustino o.fl. greint frá myndun blandaðra micella í vatnslausnum anjónískra gemini yfirborðsvirkra efna sem byggjast á cystíni. Gemini yfirborðsvirk efnin voru einnig borin saman við samsvarandi hefðbundin einliða yfirborðsvirk efni (C 8 Cys). Tilkynnt var um cmc gildi lípíð- og yfirborðsvirkra efnablandna vera lægri en fyrir hrein yfirborðsvirk efni. Gemini yfirborðsvirk efni og 1,2-díheptanóýl-sn-glýserýl-3-fosfókólín, vatnsleysanlegt, míkellumyndandi fosfólípíð, hafði cmc í millimólmagni.
Shrestha og Aramaki rannsökuðu myndun viskóteygjanlegra ormalíkra micella í vatnslausnum af blönduðum amínósýrubundnum anjónískum-ónjónískum yfirborðsvirkum efnum í fjarveru blöndusölta. Í þessari rannsókn kom í ljós að N-dódecýl glútamat hafði hærra Krafft hitastig; Hins vegar, þegar það var hlutleyst með basísku amínósýrunni L-lysíni, myndaði það míslur og lausnin byrjaði að haga sér eins og Newtons vökvi við 25 °C.
6.2 Gott vatnsleysni
Góð vatnsleysni AAS er vegna nærveru viðbótar CO-NH tengi. Þetta gerir AAS lífbrjótanlegra og umhverfisvænna en samsvarandi hefðbundin yfirborðsvirk efni. Vatnsleysni N-asýl-L-glútamínsýru er enn betri vegna 2 karboxýlhópa hennar. Vatnsleysni Cn(CA) 2 er einnig góð vegna þess að það eru 2 jónískir arginínhópar í 1 sameind, sem leiðir til skilvirkara aðsogs og dreifingar við frumuskil og jafnvel áhrifaríkrar bakteríuhömlun við lægri styrk.
6.3 Krafthiti og Krafftpunktur
Krafft hitastig má skilja sem sértæka leysnihegðun yfirborðsvirkra efna þar sem leysni þeirra eykst verulega yfir tilteknu hitastigi. Jónísk yfirborðsvirk efni hafa tilhneigingu til að mynda föst hýdrat, sem geta fallið út úr vatni. Við tiltekið hitastig (svokallað Krafft hitastig) sést venjulega stórkostleg og ósamfelld aukning á leysni yfirborðsvirkra efna. Krafftpunktur jónísks yfirborðsvirks efnis er Kraffthitastig þess við cmc.
Þessi leysniseinkenni sést venjulega fyrir jónísk yfirborðsvirk efni og má útskýra á eftirfarandi hátt: leysni yfirborðsvirku efnisins frjálsu einliða er takmörkuð undir Krafft hitastigi þar til Krafft punktinum er náð, þar sem leysni hennar eykst smám saman vegna micelle myndunar. Til að tryggja fullkomið leysni er nauðsynlegt að útbúa yfirborðsvirk efni við hitastig yfir Krafft punktinum.
Krafft hitastig AAS hefur verið rannsakað og borið saman við hefðbundin tilbúið yfirborðsvirk efni. Shrestha og Aramaki rannsökuðu Krafft hitastig arginíns byggt á AAS og komust að því að mikilvægur micellustyrkur sýndi samloðun hegðun í formi formicella yfir 2-5 ×10-6 mól-L -1 fylgt eftir með eðlilegri micelle myndun ( Ohta o.fl. mynduðu sex mismunandi gerðir af N-hexadecanoyl AAS og ræddu sambandið milli Krafft hitastigs þeirra og amínósýruleifa.
Í tilraununum kom í ljós að Krafft hitastig N-hexadecanoyl AAS jókst með minnkandi stærð amínósýruleifa (fenýlalanín er undantekning), en leysnishiti (hitaupptaka) jókst með minnkandi stærð amínósýruleifa (með að undanskildum glýsíni og fenýlalaníni). Komist var að þeirri niðurstöðu að í bæði alanín- og fenýlalanínkerfum er DL-víxlverkunin sterkari en LL-víxlverkunin á föstu formi N-hexadecanoyl AAS saltsins.
Brito o.fl. ákvarðað Krafft hitastig þriggja sería af nýjum yfirborðsvirkum efnum sem byggjast á amínósýrum með því að nota mismunandi skanna örkalorimetri og komst að því að breyting á trifluoroacetate jóninni í joðíð jón leiddi til marktækrar hækkunar á Krafft hitastigi (um 6 °C), úr 47 °C í 53 °C. C. Tilvist cis-tvítengda og ómettunar sem er til staðar í langkeðju Ser-afleiðunum leiddi til marktækrar lækkunar á Krafft hitastigi. Tilkynnt var að n-Dodecyl glútamat hefði hærra Krafft hitastig. Hins vegar, hlutleysing með basísku amínósýrunni L-lysíni leiddi til myndunar micella í lausn sem hegðaði sér eins og Newtons vökvar við 25 °C.
6.4 Yfirborðsspenna
Yfirborðsspenna yfirborðsvirkra efna er tengd keðjulengd vatnsfælna hlutans. Zhang o.fl. ákvarðað yfirborðsspennu natríumkókóýlglýsínats með Wilhelmy plötuaðferð (25±0,2)°C og ákvarðað yfirborðsspennugildi við cmc sem 33 mN-m -1, cmc sem 0,21 mmól-L -1. Yoshimura o.fl. ákvarðað yfirborðsspennu 2C n Cys gerð amínósýruyfirborðs yfirborðsspennu 2C n Cys-undirstaða yfirborðsvirkra efna. Í ljós kom að yfirborðsspennan við cmc minnkaði með aukinni keðjulengd (þar til n = 8), en þróunin snerist við fyrir yfirborðsvirk efni með n = 12 eða lengri keðjulengd.
Áhrif CaC1 2 á yfirborðsspennu yfirborðsvirkra efna sem byggjast á díkarboxýleruðum amínósýrum hafa einnig verið rannsökuð. Í þessum rannsóknum var CaC1 2 bætt við vatnslausnir þriggja díkarboxýleraðra amínósýru yfirborðsvirkra efna (C12 MalNa 2, C12 AspNa 2 og C12 GluNa 2). Borin voru saman hálendisgildin eftir cmc og kom í ljós að yfirborðsspennan minnkaði við mjög lágan CaC1 2 styrk. Þetta stafar af áhrifum kalsíumjóna á fyrirkomulag yfirborðsvirka efnisins við gas-vatn tengi. yfirborðsspennan á söltum N-dodecylaminomalonate og N-dodecylaspartate var hins vegar líka nánast stöðug upp í 10 mmól-L -1 CaC1 2 styrk. Yfir 10 mmól-L -1 eykst yfirborðsspennan verulega, vegna myndunar á útfellingu á kalsíumsalti yfirborðsvirka efnisins. Fyrir tvínatríumsalt N-dódecýlglútamats leiddi hófleg viðbót CaC1 2 til marktækrar lækkunar á yfirborðsspennu, á meðan áframhaldandi aukning á styrk CaC1 2 olli ekki lengur marktækum breytingum.
Til að ákvarða aðsogshraða gemini-gerð AAS við gas-vatn tengi, var kraftmikil yfirborðsspenna ákvörðuð með hámarks loftbóluþrýstingsaðferðinni. Niðurstöðurnar sýndu að í lengsta prófunartímann breyttist 2C 12 Cys kraftmikil yfirborðsspennan ekki. Minnkun á kraftmikilli yfirborðsspennu fer aðeins eftir styrk, lengd vatnsfælna hala og fjölda vatnsfælna hala. Aukinn styrkur yfirborðsvirkra efna, minnkandi keðjulengd sem og fjöldi keðja leiddi til hraðari rotnunar. Niðurstöðurnar sem fengust fyrir hærri styrk C n Cys (n = 8 til 12) reyndust vera mjög nálægt γ cmc sem mælt var með Wilhelmy aðferðinni.
Í annarri rannsókn var kraftmikil yfirborðsspenna natríumdílúrýlsýstíns (SDLC) og natríumdídekamínósýstíns ákvörðuð með Wilhelmy plötuaðferðinni og auk þess var jafnvægisyfirborðsspenna vatnslausna þeirra ákvörðuð með droparúmmálsaðferðinni. Viðbrögð tvísúlfíðtengja voru einnig rannsökuð frekar með öðrum aðferðum. Viðbót á merkaptóetanóli í 0,1 mmól-L -1SDLC lausn leiddi til hraðrar aukningar á yfirborðsspennu úr 34 mN-m -1 í 53 mN-m -1. Þar sem NaClO getur oxað tvísúlfíðtengi SDLC í súlfónsýruhópa, sáust engar einingar þegar NaClO (5 mmól-L -1) var bætt við 0,1 mmól-L -1 SDLC lausnina. Sendingarrafeindasmásjárskoðun og kraftmikil ljósdreifingarniðurstöður sýndu að engar agnir mynduðust í lausninni. Yfirborðsspenna SDLC reyndist aukast úr 34 mN-m -1 í 60 mN-m -1 á 20 mín.
6.5 Tvöfaldur yfirborðsvíxlverkun
Í lífvísindum hafa nokkrir hópar rannsakað titringseiginleika blanda af katjónískum AAS (diacylglycerol arginine-based surfactants) og fosfólípíðum við gas-vatn tengi, að lokum komist að þeirri niðurstöðu að þessi óhugsandi eiginleiki valdi algengi rafstöðueiginleika.
6.6 Söfnunareignir
Almennt er kvik ljósdreifing notuð til að ákvarða samsöfnunareiginleika einliða sem byggjast á amínósýrum og tvíbura yfirborðsvirkum efnum í styrk yfir cmc, sem gefur sýnilega vatnsfræðilega þvermál DH (= 2R H ). Fyllingarnar sem myndast af C n Cys og 2Cn Cys eru tiltölulega stórar og hafa mikla dreifingu miðað við önnur yfirborðsvirk efni. Öll yfirborðsvirk efni nema 2C 12 Cys mynda venjulega söfnun um 10 nm. micellastærðir gemini yfirborðsvirkra efna eru verulega stærri en einliða hliðstæða þeirra. Aukning á lengd kolvetniskeðju leiðir einnig til aukningar á stærð míkla. ohta o.fl. lýsti samloðunareiginleikum þriggja mismunandi stereóísómera af N-dódecýl-fenýl-alanýl-fenýl-alanín tetrametýlammoníum í vatnslausn og sýndi fram á að tvíhverfurnar hafa sama mikilvæga samloðunarstyrk í vatnslausn. Iwahashi o.fl. rannsökuð með hringlaga tvígreiningu, NMR og gufuþrýstings osmómetríu. Myndun virkra samsetninga N-dodecanoyl-L-glútamínsýru, N-dodecanoyl-L-valíns og metýlestera þeirra í mismunandi leysum (svo sem tetrahýdrófúran, asetónítríl, 1,4) -díoxan og 1,2-díklóretan) með snúningseiginleika var rannsakað með hringlaga tvígreiningu, NMR og gufuþrýstings osmómetríu.
6.7 Aðsog milli andlits
Frásog yfirborðsvirkra efna sem byggjast á amínósýrum á milli andlita og samanburður við hefðbundna hliðstæðu þess er einnig ein af rannsóknarleiðbeiningunum. Til dæmis voru aðsogseiginleikar milliflata dódecýl estera arómatískra amínósýra fengnir úr LET og LEP rannsakaðir. Niðurstöðurnar sýndu að LET og LEP sýndu lægri yfirborðssvæði við gas-vökva tengi og við vatn/hexan tengi, í sömu röð.
Bordes o.fl. rannsakað hegðun lausnar og aðsog við gas-vatn tengi þriggja díkarboxýleraðra amínósýru yfirborðsvirkra efna, tvínatríumsölt dódesýlglútamats, dódecýl aspartats og amínómalónats (með 3, 2 og 1 kolefnisatóm á milli karboxýlhópanna tveggja, í sömu röð). Samkvæmt þessari skýrslu var cmc díkarboxýleruðu yfirborðsvirku efnanna 4-5 sinnum hærra en einkarboxýleraðs dódecýl glýsínsaltsins. Þetta er rakið til myndunar vetnistengja milli díkarboxýleruðu yfirborðsvirku efnanna og nágrannasameinda í gegnum amíðhópana þar í.
6.8 Fasahegðun
Ísótrópískir ósamfelldir rúmfasar sjást fyrir yfirborðsvirk efni í mjög háum styrk. Yfirborðsvirkar sameindir með mjög stóra höfuðhópa hafa tilhneigingu til að mynda einingar með minni jákvæðri sveigju. marques o.fl. rannsakað fasahegðun 12Lys12/12Ser og 8Lys8/16Ser kerfanna (sjá mynd 10), og niðurstöðurnar sýndu að 12Lys12/12Ser kerfið er með fasaaðskilnaðarsvæði á milli micellar og blöðrulausnarsvæða, en 8Lys8/16Ser kerfið 8Lys8/16Ser kerfið sýnir samfelld umskipti (ílangt micellar phase svæði milli litla micellar fasa svæðisins og vesicle fasa svæðisins). Það skal tekið fram að fyrir blöðrusvæði 12Lys12/12Ser kerfisins eru blöðrur alltaf samhliða micelle, en blöðrusvæði 8Lys8/16Ser kerfisins hafa aðeins blöðrur.
Katanónískar blöndur yfirborðsvirku efna sem byggjast á lýsíni og seríni: samhverft 12Lys12/12Ser par (vinstri) og ósamhverft 8Lys8/16Ser par (hægri)
6.9 Fleytihæfni
Kouchi o.fl. skoðuð fleytihæfni, spennu milli yfirborðs, dreifileika og seigju N-[3-dódecýl-2-hýdroxýprópýl]-L-arginíns, L-glútamats og annarra AAS. Í samanburði við tilbúið yfirborðsvirk efni (hefðbundin ójónuð og amfótær hliðstæða þeirra), sýndu niðurstöðurnar að AAS hefur sterkari ýruhæfni en hefðbundin yfirborðsvirk efni.
Baczko o.fl. mynduðu ný anjónísk amínósýru yfirborðsvirk efni og könnuðu hæfi þeirra sem kiral stillt NMR litrófsgreiningarleysi. Röð af súlfónat-undirstaða amfísækinna L-Phe eða L-Ala afleiður með mismunandi vatnsfælna hala (pentýl~tetradecýl) voru mynduð með því að hvarfa amínósýrur við o-súlfóbensóanhýdríð. Wu o.fl. tilbúin natríumsölt af N-fitusýl AAS ogrannsakað fleytihæfni þeirra í olíu-í-vatns fleyti og niðurstöður sýndu að þessi yfirborðsvirku efni virkuðu betur með etýlasetati sem olíufasa en með n-hexan sem olíufasa.
6.10 Framfarir í myndun og framleiðslu
Viðnám gegn hörðu vatni má skilja sem hæfni yfirborðsvirkra efna til að standast nærveru jóna eins og kalsíums og magnesíums í hörðu vatni, þ.e. hæfni til að forðast útfellingu í kalsíumsápur. Yfirborðsvirk efni með mikla mótstöðu gegn harðvatni eru mjög gagnleg fyrir þvottaefni og persónulegar umhirðuvörur. Viðnám gegn harðvatni er hægt að meta með því að reikna út breytingu á leysni og yfirborðsvirkni yfirborðsvirka efnisins í nærveru kalsíumjóna.
Önnur leið til að meta mótstöðu gegn harðvatni er að reikna út hlutfall eða grömm af yfirborðsvirku efni sem þarf til að kalsíumsápan sem myndast úr 100 g af natríumóleati sé dreift í vatni. Á svæðum með mikið hart vatn getur hár styrkur kalsíum- og magnesíumjóna og steinefnainnihald gert sum hagnýt forrit erfið. Oft er natríumjónin notuð sem mótjón tilbúins anjónísks yfirborðsvirks efnis. Þar sem tvígilda kalsíumjónin er bundin báðum yfirborðsvirku efnissameindunum veldur það því að yfirborðsvirka efnið fellur út úr lausninni sem gerir það að verkum að þvottaefni er ólíklegra.
Rannsóknin á harðvatnsþol AAS sýndi að sýru- og harðvatnsþolið var undir sterkum áhrifum frá viðbótar karboxýlhópi og sýru- og harðvatnsþolið jókst enn frekar með aukinni lengd spacer hópsins á milli karboxýlhópanna tveggja. . Röð sýru- og harðvatnsþols var C 12 glýsínat < C 12 aspartat < C 12 glútamat. Þegar borið var saman díkarboxýlerað amíð tengið og díkarboxýlerað amínó yfirborðsvirka efnið, í sömu röð, kom í ljós að pH svið þess síðarnefnda var breiðara og yfirborðsvirkni þess jókst með því að bæta við viðeigandi magni af sýru. Díkarboxýleruðu N-alkýl amínósýrurnar sýndu klóbindandi áhrif í nærveru kalsíumjóna og C12 aspartat myndaði hvítt hlaup. c 12 glútamat sýndi mikla yfirborðsvirkni við háan Ca 2+ styrk og er búist við að það verði notað við afsöltun sjós.
6.11 Dreifing
Dreifanleiki vísar til getu yfirborðsvirks efnis til að koma í veg fyrir samruna og botnfall yfirborðsvirka efnisins í lausn.Dreifanleiki er mikilvægur eiginleiki yfirborðsvirkra efna sem gerir þau hentug til notkunar í þvottaefni, snyrtivörur og lyf.Dreifingarefni verður að innihalda ester-, eter-, amíð- eða amínótengi á milli vatnsfælna hópsins og enda vatnssækna hópsins (eða meðal vatnsfælna hópa með beinni keðju).
Almennt eru anjónísk yfirborðsvirk efni eins og alkanólamídó súlföt og amfóter yfirborðsvirk efni eins og amidosulfobetain sérstaklega áhrifarík sem dreifiefni fyrir kalsíumsápur.
Margar rannsóknir hafa ákvarðað dreifileika AAS, þar sem N-lauroyl lýsín reyndist illa samhæft við vatn og erfitt að nota í snyrtivörur.Í þessari röð hafa N-asýl-setnar basískar amínósýrur frábæran dreifileika og eru notaðar í snyrtivöruiðnaðinum til að bæta samsetningar.
07 Eiturhrif
Hefðbundin yfirborðsvirk efni, sérstaklega katjónísk yfirborðsvirk efni, eru mjög eitruð fyrir vatnalífverur. Bráð eituráhrif þeirra eru vegna fyrirbærisins aðsogsjóna víxlverkun yfirborðsvirkra efna á milli frumu-vatns. Minnkun á cmc yfirborðsvirkra efna leiðir venjulega til sterkara aðsogs yfirborðsvirkra efna á milli yfirborðs, sem venjulega veldur auknum bráðum eiturverkunum þeirra. Aukning á lengd vatnsfælnu keðju yfirborðsvirkra efna leiðir einnig til aukningar á bráðum eiturverkunum yfirborðsvirkra efna.Flest AAS eru lítil eða ekki eitruð fyrir menn og umhverfi (sérstaklega fyrir sjávarlífverur) og henta til notkunar sem innihaldsefni matvæla, lyf og snyrtivörur.Margir vísindamenn hafa sýnt fram á að yfirborðsvirk efni í amínósýrum eru mild og ertandi fyrir húðina. Yfirborðsvirk efni sem byggjast á arginíni eru þekkt fyrir að vera minna eitruð en hefðbundin hliðstæða þeirra.
Brito o.fl. rannsakað eðlisefnafræðilega og eiturefnafræðilega eiginleika amínósýru-undirstaða amfíkla og [afleiður þeirra úr týrósíni (Tyr), hýdroxýprólíni (Hyp), seríni (Ser) og lýsíni (Lys)] sjálfkrafa myndun katjónískra blaðra og gaf upplýsingar um bráða eiturhrif þeirra á Daphnia magna (IC 50). Þeir mynduðu katjónískar blöðrur af dódesýltrímetýlammóníumbrómíði (DTAB)/Lys-afleiðum og/eða Ser-/Lys-afleiðublöndur og prófuðu vistfræðilegar eiturverkanir þeirra og blóðlýsugetu, sem sýndu að allar AAS og blöndur þeirra sem innihalda blöðrur voru minna eitraðar en hefðbundið yfirborðsvirkt efni DTAB. .
Rosa o.fl. rannsakað bindingu (tengingu) DNA við stöðugar amínósýru-byggðar katjónískar blöðrur. Ólíkt hefðbundnum katjónískum yfirborðsvirkum efnum, sem oft virðast vera eitruð, virðist víxlverkun katjónískra amínósýru yfirborðsvirkra efna vera óeitruð. Katjóníska AAS er byggt á arginíni, sem myndar sjálfkrafa stöðugar blöðrur í samsetningu með ákveðnum anjónískum yfirborðsvirkum efnum. Einnig er greint frá því að tæringarhemlar sem byggjast á amínósýrum séu ekki eitraðir. Þessi yfirborðsvirku efni eru auðvelt að búa til með miklum hreinleika (allt að 99%), litlum tilkostnaði, auðveldlega niðurbrjótanlegt og alveg leysanlegt í vatnskenndum miðlum. Nokkrar rannsóknir hafa sýnt að yfirborðsvirk efni sem innihalda brennisteins amínósýrur eru betri í tæringarhemlun.
Í nýlegri rannsókn, Perinelli o.fl. greint frá fullnægjandi eiturefnafræðilegum upplýsingum um rhamnolipids samanborið við hefðbundin yfirborðsvirk efni. Vitað er að rhamnólípíð virka sem gegndræpi auka. Þeir greindu einnig frá áhrifum rhamnolipids á þekjuvef gegndræpi stórsameindalyfja.
08 Örverueyðandi virkni
Örverueyðandi virkni yfirborðsvirkra efna er hægt að meta með lágmarks hamlandi styrk. Örverueyðandi virkni yfirborðsvirkra efna sem byggjast á arginíni hefur verið rannsökuð ítarlega. Gram-neikvæðar bakteríur reyndust ónæmari fyrir yfirborðsvirkum efnum sem byggjast á arginíni en Gram-jákvæðar bakteríur. Örverueyðandi virkni yfirborðsvirkra efna er venjulega aukin með nærveru hýdroxýls, sýklóprópans eða ómettaðra tengjum innan asýlkeðjanna. Castillo o.fl. sýndi að lengd asýlkeðjanna og jákvæða hleðslan ákvarða HLB gildi (vatnssækið-fitusækið jafnvægi) sameindarinnar og það hefur áhrif á getu þeirra til að trufla himnur. Na-asýlarginín metýl ester er annar mikilvægur flokkur katjónískra yfirborðsvirkra efna með breiðvirka sýklalyfjavirkni og það er auðveldlega niðurbrjótanlegt og hefur litla eða enga eituráhrif. Rannsóknir á samspili yfirborðsvirkra efna sem byggjast á Na-asýlarginínmetýlesteri við 1,2-dípalmitóýl-sn-própýltríoxýl-3-fosfórýlkólín og 1,2-dítetradekanóýl-sn-própýltríoxýl-3-fosfórýlkólín, líkanhimnur og við lifandi lífverur í tilvist eða fjarvera ytri hindrana hefur sýnt að þessi flokkur yfirborðsvirkra efna hefur góða sýklalyf. Niðurstöðurnar sýndu að yfirborðsvirku efnin hafa góða bakteríudrepandi virkni.
09 Riðfræðilegir eiginleikar
Gigtareiginleikar yfirborðsvirkra efna gegna mjög mikilvægu hlutverki við að ákvarða og spá fyrir um notkun þeirra í mismunandi atvinnugreinum, þar á meðal matvælum, lyfjum, olíuvinnslu, persónulegri umönnun og heimahjúkrun. Margar rannsóknir hafa verið gerðar til að ræða sambandið milli seigjanleika amínósýru yfirborðsvirkra efna og cmc.
10 Umsóknir í snyrtivöruiðnaðinum
AAS eru notuð við mótun margra persónulegra umönnunarvara.Kalíum N-kókóýl glýsínat er mjúkt fyrir húðina og er notað í andlitshreinsun til að fjarlægja seyru og farða. n-asýl-L-glútamínsýra hefur tvo karboxýlhópa, sem gerir hana vatnsleysanlegri. Meðal þessara AAS er AAS byggt á C 12 fitusýrum mikið notað í andlitshreinsun til að fjarlægja seyru og farða. AAS með C 18 keðju eru notuð sem ýruefni í húðvörur og N-Lauryl alanine sölt eru þekkt fyrir að búa til kremkennd froðu sem er ekki húð ertandi og er því hægt að nota í mótun barnavörur. N-Lauryl byggt AAS notað í tannkrem hefur góða hreinsiefni svipað og sápu og sterka ensímhamlandi verkun.
Undanfarna áratugi hefur val á yfirborðsvirkum efnum fyrir snyrtivörur, persónulegar umhirðuvörur og lyf beinst að litlum eituráhrifum, mildleika, mildi viðkomu og öryggi. Neytendur þessara vara eru mjög meðvitaðir um hugsanlega ertingu, eiturhrif og umhverfisþætti.
Í dag eru AAS notaðir til að útbúa mörg sjampó, hárlitarefni og baðsápur vegna margra kosta þeirra fram yfir hefðbundna hliðstæða þeirra í snyrtivörum og persónulegum umhirðuvörum.Prótein-undirstaða yfirborðsvirk efni hafa eftirsóknarverða eiginleika sem eru nauðsynlegir fyrir persónulegar umhirðuvörur. Sumir AAS hafa filmumyndandi eiginleika, á meðan aðrir hafa góða froðumyndun.
Amínósýrur eru mikilvægir náttúrulega rakagefandi þættir í hornlaginu. Þegar húðþekjufrumur deyja verða þær hluti af hornlaginu og innanfrumu próteinin brotna smám saman niður í amínósýrur. Þessar amínósýrur eru síðan fluttar lengra inn í hornlag, þar sem þær gleypa fitu eða fitulík efni inn í húðþekjulag og bæta þar með teygjanleika yfirborðs húðarinnar. Um það bil 50% af náttúrulegum rakagefandi þætti í húðinni er samsett úr amínósýrum og pýrrólídóni.
Kollagen, algengt snyrtivöruefni, inniheldur einnig amínósýrur sem halda húðinni mjúkri.Húðvandamál eins og grófleiki og sljóleiki stafa að miklu leyti af skorti á amínósýrum. Ein rannsókn sýndi að það að blanda amínósýru við smyrsl létti á brunasárum í húð og sýkt svæði fóru aftur í eðlilegt ástand án þess að verða keloid ör.
Amínósýrur hafa einnig reynst mjög gagnlegar til að sjá um skemmd naglabönd.Þurrt, formlaust hár getur bent til lækkunar á styrk amínósýra í alvarlega skemmdu hornlagi. Amínósýrur hafa þann eiginleika að smjúga naglaböndum inn í hárið og draga í sig raka úr húðinni.Þessi hæfileiki yfirborðsvirkra efna sem byggjast á amínósýrum gerir þau mjög gagnleg í sjampó, hárlit, hármýkingarefni, hárnæringu og tilvist amínósýra gerir hárið sterkt.
11 Notkun í hversdagssnyrtivörum
Eins og er, er vaxandi eftirspurn eftir amínósýru-undirstaða þvottaefni samsetningum um allan heim.AAS er þekkt fyrir að hafa betri hreinsunarhæfni, froðuhæfni og mýkingareiginleika, sem gerir þau hentug fyrir heimilisþvottaefni, sjampó, líkamsþvott og önnur notkun.Greint er frá því að amfóterískt AAS úr asparaginsýru sé mjög áhrifaríkt þvottaefni með klóbindandi eiginleika. Í ljós kom að notkun þvottaefna sem samanstanda af N-alkýl-β-amínóetoxýsýrum dregur úr húðertingu. Greint hefur verið frá því að fljótandi þvottaefni sem samanstendur af N-kókóýl-β-amínóprópíónati sé áhrifaríkt þvottaefni fyrir olíubletti á málmyfirborði. Amínókarboxýlsýra yfirborðsvirkt efni, C 14 CHOHCH 2 NHCH 2 COONa, hefur einnig verið sýnt fram á betri hreinsivirkni og er notað til að þrífa vefnaðarvöru, teppi, hár, gler o.fl. 2-hýdroxý-3-amínóprópíónsýran-N,N- Asetóediksýruafleiða er þekkt fyrir að hafa góða fléttumyndunargetu og gefur þannig bleikiefnum stöðugleika.
Keigo og Tatsuya hafa greint frá framleiðslu þvottaefnasamsetninga sem byggjast á N-(N'-langkeðju asýl-β-alanýl)-β-alaníni í einkaleyfi þeirra fyrir betri þvottahæfni og stöðugleika, auðvelda froðubrot og góða mýkingu . Kao þróaði þvottaefni sem byggir á N-acýl-1-N-hýdroxý-β-alaníni og greindi frá lítilli ertingu í húð, mikilli vatnsheldni og mikilli blettaeyðingu.
Japanska fyrirtækið Ajinomoto notar lítið eitrað og auðveldlega niðurbrjótanlegt AAS byggt á L-glútamínsýru, L-arginíni og L-lýsíni sem aðal innihaldsefni í sjampó, þvottaefni og snyrtivörur (Mynd 13). Einnig hefur verið greint frá hæfni ensímaukefna í þvottaefnasamsetningum til að fjarlægja próteinflóð. Tilkynnt hefur verið um N-asýl AAS sem er unnið úr glútamínsýru, alaníni, metýlglýsíni, seríni og aspartínsýru fyrir notkun þeirra sem framúrskarandi fljótandi hreinsiefni í vatnslausnum. Þessi yfirborðsvirku efni auka seigju alls ekki, jafnvel við mjög lágt hitastig, og auðvelt er að flytja þau úr geymsluíláti froðubúnaðarins til að fá einsleita froðu.
Pósttími: 09-09-2022