Змест для гэтага артыкула:
1. Распрацоўка амінакіслот
2. Структурныя ўласцівасці
3. Хімічны склад
4. Класіфікацыя
5. Сінтэз
6. Фізіка -хімічныя ўласцівасці
7. Таксічнасць
8. Антымікробная актыўнасць
9. Рэалагічныя ўласцівасці
10. Прыкладанні ў касметычнай прамысловасці
11. Прыкладанні ў паўсядзённай касметыцы
Павярхоўна -актыўныя рэчывы амінакіслоты (AAS)з'яўляюцца класам павярхоўна -актыўных рэчываў, якія ўтвараюцца пры спалучэнні гідрафобных груп з адной або некалькімі амінакіслотамі. У гэтым выпадку амінакіслоты могуць быць сінтэтычнымі або атрыманы з гідралізатаў бялку або аналагічных аднаўляльных крыніц. У гэтым артыкуле разглядаюцца дэталі большасці даступных сінтэтычных маршрутаў для ААС і ўплыў розных маршрутаў на фізіка -хімічныя ўласцівасці канчатковых прадуктаў, уключаючы растваральнасць, стабільнасць дысперсіі, таксічнасць і біяраскладальнасць. Як клас павярхоўна -актыўных рэчываў у павелічэнні попыту, універсальнасць ААС з -за іх зменнай структуры прапануе вялікую колькасць камерцыйных магчымасцей.
Улічваючы, што павярхоўна -актыўныя рэчывы шырока выкарыстоўваюцца ў мыйных сродках, эмульгатарах, інгібітараў карозіі, аднаўлення троеснага алею і фармацэўтычных прэпаратаў, даследчыкі ніколі не пераставалі звяртаць увагу на павярхоўна -актыўныя рэчывы.
Павярхоўна -актыўныя рэчывы з'яўляюцца найбольш рэпрэзентатыўнымі хімічнымі прадуктамі, якія штодня ўжываюцца ў вялікіх колькасцях ва ўсім свеце і аказалі негатыўны ўплыў на воднае асяроддзе.Даследаванні паказалі, што шырокае выкарыстанне традыцыйных павярхоўна -актыўных рэчываў можа негатыўна адбіцца на навакольным асяроддзі.
Сёння не таксічнасць, біяраскладальнасць і біялагічная сумяшчальнасць амаль гэтак жа важныя для спажыўцоў, як і карыснасць і прадукцыйнасць павярхоўна-актыўных рэчываў.
Біялагічна актыўныя рэчывы з'яўляюцца экалагічна чыстымі ўстойлівымі павярхоўна -актыўнымі рэчывамі, якія натуральна сінтэзуюцца мікраарганізмамі, такімі як бактэрыі, грыбы і дрожджы, альбо вылучаюцца пазаклеткава.Такім чынам, біяграфічныя?
Павярхоўна -актыўныя рэчывы амінакіслоты (AAS)з'яўляюцца адным з тыповых павярхоўна -актыўных рэчываў, якія звычайна выпрацоўваюцца з сыравіны з жывёламі або сельскагаспадарчымі. За апошнія два дзесяцігоддзі ААС выклікала вялікую цікавасць з боку навукоўцаў, бо новыя павярхоўна-актыўныя рэчывы не толькі таму, што яны могуць быць сінтэзаваны з аднаўляльных рэсурсаў, але і таму, што ААС лёгка разбураецца і мае бясшкодныя пабочныя прадукты, што робіць іх больш бяспечнымі для навакольнага асяроддзя.
AAS можна вызначыць як клас павярхоўна-актыўных рэчываў, якія складаюцца з амінакіслот, якія змяшчаюць амінакіслотныя групы (HO 2 C-CHR-NH 2) або амінакіслотныя рэшткі (HO 2 C-Chr-NH-). Два функцыянальныя вобласці амінакіслот дазваляюць выводзіць з самых розных павярхоўна -актыўных рэчываў. У агульнай складанасці 20 стандартных пратэінагенных амінакіслот існуюць у прыродзе і адказваюць за ўсе фізіялагічныя рэакцыі ў росце і жыццёвай дзейнасці. Яны адрозніваюцца адзін ад аднаго толькі ў залежнасці ад рэшткаў R (малюнак 1, PK A - адмоўны лагарыфм канстанты дысацыяцыі кіслаты раствора). Некаторыя з іх непалярныя і гідрафобныя, некаторыя палярныя і гідрафільныя, некаторыя-асноўныя, а некаторыя кіслыя.
Паколькі амінакіслоты з'яўляюцца аднаўляльнымі злучэннямі, павярхоўна -актыўныя рэчывы, сінтэзаваныя з амінакіслот, таксама маюць высокі патэнцыял, каб стаць устойлівымі і экалагічна чыстымі. Простая і натуральная структура, нізкая таксічнасць і хуткая біяраскладальнасць часта робяць іх пераўзыходзіць звычайныя павярхоўна -актыўныя рэчывы. Выкарыстоўваючы аднаўляльную сыравіну (напрыклад, амінакіслоты і раслінныя алею), AAS можа вырабляцца рознымі біятэхналагічнымі шляхамі і хімічнымі шляхамі.
У пачатку 20 -га стагоддзя ўпершыню былі выяўлены амінакіслоты, якія выкарыстоўваюцца ў якасці субстратаў для сінтэзу павярхоўна -актыўных рэчываў.ААС у асноўным выкарыстоўваліся ў якасці кансервантаў у фармацэўтычных і касметычных прэпаратах.Акрамя таго, было выяўлена, што ААС біялагічна актыўна супраць розных бактэрый, пухлін і вірусаў. У 1988 годзе наяўнасць недарагіх AAS выклікала цікавасць да павярхоўнай актыўнасці. Сёння з распрацоўкай біятэхналогіі некаторыя амінакіслоты таксама могуць быць сінтэзаваны ў продажы ў вялікіх маштабах дрожджамі, што ўскосна даказвае, што вытворчасць AAS больш экалагічна чыста.
01 Распрацоўка амінакіслот
Ужо ў пачатку 19 -га стагоддзя, калі ўпершыню былі выяўлены натуральныя амінакіслоты, іх структуры былі прагназаваны надзвычай каштоўнымі - карысныя ў якасці сыравіны для падрыхтоўкі амфіфілаў. Першае даследаванне па сінтэзе ААС паведаміла Бондзі ў 1909 годзе.
У гэтым даследаванні N-ацылгліцын і N-ацылаланін былі ўведзены ў якасці гідрафільных груп для павярхоўна-актыўных рэчываў. Наступная праца ўключала сінтэз ліпааміновых кіслот (ААС) з выкарыстаннем гліцыну і аланіну і Hentrich et al. апублікаваў шэраг высноў,у тым ліку першае патэнтнае прыкладанне, пры выкарыстанні ацыльных сарказінатаў і соляў ацыл аспартата ў якасці павярхоўна -актыўных рэчываў у прадуктах для ачысткі хатняй гаспадаркі (напрыклад, шампуні, мыйныя сродкі і зубныя пасты).У далейшым многія даследчыкі даследавалі сінтэз і фізіка -хімічныя ўласцівасці ацылавых амінакіслот. На сённяшні дзень была апублікаваная вялікая колькасць літаратуры пра сінтэз, уласцівасці, прамысловыя прымяненне і біяраскладальнасць ААС.
02 Структурныя ўласцівасці
Непалярныя гідрафобныя тлустыя кіслотныя ланцугі AAS могуць мяняцца па структуры, даўжыні ланцуга і колькасці.Структурная разнастайнасць і высокая павярхоўная актыўнасць ААС тлумачаць іх шырокую кампазіцыйную разнастайнасць і фізіка -хімічныя і біялагічныя ўласцівасці. Галоўныя групы АА складаюцца з амінакіслот або пептыдаў. Адрозненні ў групах галаў вызначаюць адсорбцыю, агрэгацыю і біялагічную актыўнасць гэтых павярхоўна -актыўных рэчываў. Затым функцыянальныя групы ў галаўнай групе вызначаюць тып АА, уключаючы катыённыя, аніённыя, неіённыя і амфатэрныя. Спалучэнне гідрафільных амінакіслот і гідрафобных участкаў доўгай ланцуга ўтварае амфіфільную структуру, якая робіць малекулу моцна павярхоўнай. Акрамя таго, наяўнасць асіметрычных атамаў вугляроду ў малекуле дапамагае ўтвараць хіральныя малекулы.
03 Хімічная кампазіцыя
Усе пептыды і поліпептыды-гэта прадукты палімерызацыі гэтых амаль 20 α-бялэінагенных α-амінакіслот. Усе 20 α-амінакіслот утрымліваюць функцыянальную групу карбонавай кіслаты (-COOH) і функцыянальную групу аміна (-nh 2), абодва прымацаваны да аднаго і таго ж тэтраэдральнага α-вугляроднага атама. Амінакіслоты адрозніваюцца адзін ад аднаго рознымі групамі R, прымацаваных да α-вугляроду (за выключэннем ліцыну, дзе група R з'яўляецца вадародам.) Групы R могуць адрознівацца па структуры, памерах і зарадзе (кіслотнасць, шчолачнасць). Гэтыя адрозненні таксама вызначаюць растваральнасць амінакіслот у вадзе.
Амінакіслоты маюць хіральныя (за выключэннем гліцыну) і аптычна актыўныя па прыродзе, паколькі ў іх чатыры розныя заменнікі, звязаныя з альфа -вугляродам. Амінакіслоты маюць дзве магчымыя канфармацыі; Яны не перасякаюцца люстранымі малюнкамі адзін аднаго, нягледзячы на тое, што колькасць L-стэрэазамераў значна вышэй. Група, якая прысутнічае ў некаторых амінакіслот (фенілаланін, тыразін і трыптафан), з'яўляецца арылам, што прыводзіць да максімальнага паглынання ультрафіялетавага выпраменьвання пры 280 нм. Кіслы α-COOH і асноўны α-NH 2 у амінакіслот здольныя да іянізацыі, і абодва стэрэаізамеры, якія б яны ні былі, пабудуюць раўнавагу іянізацыі, паказаную ніжэй.
R-COOH ↔R-COO－＋ ч＋
R-nh3＋↔r-nh2＋ ч＋
Як паказана ў раўнавазе іянізацыі вышэй, амінакіслоты ўтрымліваюць па меншай меры дзве слаба кіслыя групы; Аднак карбоксільная група значна больш кіслая ў параўнанні з пратанізаванай амінагрупай. PH 7,4, карбоксільная група дэпротанируется ў той час як амінагрупа пратаніруецца. Амінакіслоты з неіянізаванымі групамі R з'яўляюцца электрычна нейтральнымі пры гэтым рН і ўтвараюць Zwitterion.
04 Класіфікацыя
AAS можна класіфікаваць па чатырох крытэрыях, якія апісаны ніжэй.
4.1 У залежнасці ад паходжання
| Згодна з паходжаннем, AAS можна падзяліць на 2 катэгорыі наступным чынам. ① Натуральная катэгорыя Некаторыя прыродныя злучэнні, якія змяшчаюць амінакіслоты, таксама маюць магчымасць памяншаць нацяжэнне паверхні/міжфазных, а некаторыя нават перавышаюць эфектыўнасць гліколіпідаў. Гэтыя АА таксама вядомыя як ліпапептыды. Ліпапептыды - гэта нізкамалекулярныя злучэнні, якія звычайна выпрацоўваюцца відамі Bacillus.
Такія AAS таксама падзелены на 3 падкласы:Surfactin, iturin і fengycin.
|
| Сямейства павярхоўнаактыўных пептыдаў ахоплівае варыянты гептапептыду розных рэчываў,Як паказана на малюнку 2А, на якой C12-C16 ненасычаная β-гідраксі-ланцуг тлустых кіслот звязаны з пептыдам. Павярхоўнаактыўны пептыд-гэта макрацыклічны лактон, у якім кольца зачыняецца каталізам паміж C-канцам β-гідраксі-тлустых кіслот і пептыдам. У падкласе Ітурына існуе шэсць асноўных варыянтаў, а менавіта Iturin A і C, Mycosubtilin і Bacillomycin D, F і L.Ва ўсіх выпадках гептапептыды звязаны з ланцужкамі C14-C17 β-аміна тлустых кіслот (ланцугі могуць быць разнастайнымі). У выпадку з экурыміцынамі, амінагрупа ў β-пазіцыі можа ўтвараць амідную сувязь з C-канцавым, такім чынам, утвараючы макрацыклічную лактамную структуру.
Падклас-фенгіцын змяшчае фенгіцын А і В, якія яшчэ называюць плипастатином, калі Tyr9 D-Configured.Дэкапептыд звязаны з насычанай або ненасычанай β -гідраксі -кіслотнасцю C14 -C18. Структурна, пліпастацін таксама з'яўляецца макрацыклічным лактонам, які змяшчае бакавую ланцужок Tyr у становішчы 3 пептыднай паслядоўнасці і ўтвараючы эфірную сувязь з рэшткамі С-канца, утвараючы такім чынам унутраную структуру кольца (як гэта адбываецца для многіх псеўдамонасаў ліпапептыдаў).
② Сінтэтычная катэгорыя AAS таксама можа быць сінтэзаваны пры дапамозе любога з кіслых, асноўных і нейтральных амінакіслот. Агульныя амінакіслоты, якія выкарыстоўваюцца для сінтэзу ААС, з'яўляюцца глутамінавай кіслатой, серынам, пролінам, аспарагінавай кіслатой, гліцынам, аргінінам, аланінам, лейцынам і бялковымі гідралізатамі. Гэты падклас павярхоўна -актыўных рэчываў можа быць падрыхтаваны хімічнымі, ферментатыўнымі і хіміятычнымі метадамі; Аднак для вытворчасці ААС хімічны сінтэз больш эканамічны. Агульныя прыклады ўключаюць N-Lauroyl-L-глютамінавай кіслаты і N-Palmitoyl-L-глютамінавай кіслаты.
|
4.2 на аснове аліфатычных заменнікаў ланцуга
Зыходзячы з заменнікаў аліфатычных ланцугоў, павярхоўна-актыўныя рэчывы на аснове амінакіслот можна падзяліць на 2 тыпы.
Паводле пазіцыі заменніка
| ①n-заменены ААС У N-замешчаных злучэннях амінагрупа замяняецца ліпафільнай групай або карбоксільнай групай, што прыводзіць да страты асноўнасці. Самым простым прыкладам N-замешчаных ААС з'яўляюцца амінакіслоты N-ацыл, якія па сутнасці з'яўляюцца аніённымі павярхоўна-актыўнымі рэчывамі. N-замешчаныя ААС маюць амідную сувязь паміж гідрафобнымі і гідрафільнымі часткамі. Амідная сувязь мае магчымасць фарміраваць вадародную сувязь, што палягчае дэградацыю гэтага павярхоўна -актыўнага рэчыва ў кіслай асяроддзі, што робіць яе біяраскладальнай.
②c замешчаны ААС У C-замешчаных злучэннях замена адбываецца ў карбоксільнай групе (праз амідную або эфірную сувязь). Тыповыя C-замешчаныя злучэнні (напрыклад, эфіры або аміды), па сутнасці, катыённыя павярхоўна-актыўныя рэчывы.
③n- і C-замешчаныя ААС У гэтым тыпе павярхоўна -актыўных рэчываў аміна, і карбоксільныя групы з'яўляюцца гідрафільнай часткай. Гэты тып, па сутнасці, з'яўляецца амфатэрычным павярхоўна -актыўным рэчывам. |
4.3 У залежнасці ад колькасці гідрафобных хвастоў
Зыходзячы з колькасці галаўных груп і гідрафобных хвастоў, ААС можна падзяліць на чатыры групы. Прамая ланцужок ААС, Двайняты (дымер) тыпу ААС, гліцэраліпідны тып ААС і біцафалічны амфіфільны (BOLA) тып AAS. Прамая ланцужок павярхоўна-актыўных рэчываў-гэта павярхоўна-актыўныя рэчывы, якія складаюцца з амінакіслот толькі з адным гідрафобным хвастом (мал. 3). Двайняты тып AAS маюць дзве амінакіслотныя палярныя галавы і два гідрафобныя хвасты на малекулу (мал. 4). У гэтым тыпе структуры два прама-ланцуга AAS звязаны разам пракладкай і таму іх таксама называюць дымерамі. У гліцэраліпідным тыпе АА, з іншага боку, два гідрафобныя хвасты прымацоўваюцца да адной і той жа галоўнай групы амінакіслот. Гэтыя павярхоўна-актыўныя рэчывы можна разглядаць як аналагі манагліцэрыдаў, дыгіцэрыдаў і фасфаліпідаў, у той час як у ААС бала-тыпу дзве групы амінакіслот звязаны гідрафобным хвастом.
4.4 У залежнасці ад тыпу галаўной групы
①cationic ААС
Галоўная група гэтага тыпу павярхоўна -актыўнага рэчыва мае станоўчы зарад. Самым раннім катыённым AAS з'яўляецца этылавы какоіл, які з'яўляецца піралідонам карбоксілатам. Унікальныя і разнастайныя ўласцівасці гэтага павярхоўна -актыўнага рэчыва робяць яго карысным у дэзінфіку, антымікробных сродках, антыстатычных сродках, кандыцыянераў для валасоў, а таксама далікатнага на вачах і скуры і лёгка біяраскладаецца. Сінгар і Махары сінтэзавалі катыённыя ААС на аснове аргініна і ацэньвалі іх фізіка-хімічныя ўласцівасці. У гэтым даследаванні яны сцвярджалі, што высокая ўраджайнасць прадуктаў, атрыманых з выкарыстаннем умоў рэакцыі Schotten-Baumann. З павелічэннем даўжыні алкильной ланцуга і гідрафобнасці павярхоўная актыўнасць павярхоўна -актыўнага рэчыва павялічваецца, а крытычная канцэнтрацыя мицеллы (CMC) зніжаецца. Яшчэ адзін - чацвярцічны ацыл -бялок, які звычайна выкарыстоўваецца ў якасці кандыцыянера ў сродках па догляду за валасамі.
②Anionic AAS
У аніённых павярхоўна -актыўных рэчывах палярная галава павярхоўна -актыўнай рэчывы мае адмоўны зарад. Сарказін (CH 3 -NH -CH 2 -COOH, N -метилглицин), амінакіслата, якая звычайна змяшчаецца ў марскіх вожыкаў і марскіх зорак, хімічна звязана з гліцынам (NH 2 -CH 2 -COOH,), асноўнай амінакіслотай, знойдзенай у клетках млекакормячых. -COOH,) хімічна звязаны з гліцынам, якая з'яўляецца асноўнай амінакіслотай, якая змяшчаецца ў клетках млекакормячых. Лаўрынавая кіслата, тэтрадэкановая кіслата, олеінавая кіслата і іх галогеніды і эфіры звычайна выкарыстоўваюцца для сінтэзацыі саркасінатавых павярхоўна -актыўных рэчываў. Сарказінаты па сваёй сутнасці мяккія і таму звычайна выкарыстоўваюцца ў паласках рота, шампуні, пенапласту для галення, сонцаахоўных сродкаў, ачышчальнікаў скуры і іншых касметычных вырабаў.
Іншыя ў продажы аніённыя AAS ўключаюць Amisoft CS-22 і AmiliteGCK-12, якія з'яўляюцца гандлёвымі назвамі для N-CocoCoCoyl-L-глютамат натрыю і гліцыната N-CocoCoyL адпаведна. Аміліт звычайна выкарыстоўваецца ў якасці пенаплата, мыйнага сродкі, растваральніка, эмульгатара і дысперсанта, і мае шмат прыкладанняў у касметыцы, такіх як шампуні, мыла для ванны, мыццё цела, зубныя пасты, мыйныя сродкі для твару, ачышчальныя мыла, кантактныя ачышчальнікі лінзаў і хатнія павярхоўныя рэчывы. Amisoft выкарыстоўваецца ў якасці мяккай ачышчэння скуры і валасоў, у асноўным, у ачышчальных сродках для твару і цела, блакавання сінтэтычных мыйных сродкаў, сродкаў па догляду за целам, шампуняў і іншых сродкаў па догляду за скурай.
③zwitterionic або амфатэрычны ААС
Амфатэрычныя павярхоўна -актыўныя рэчывы ўтрымліваюць як кіслыя, так і асноўныя ўчасткі, і таму могуць змяніць іх зарад, змяніўшы значэнне рН. У шчолачных асяроддзях яны паводзяць сябе як аніённыя павярхоўна -актыўныя рэчывы, у той час як у кіслых умовах яны паводзяць сябе як катыённыя павярхоўна -актыўныя рэчывы і ў нейтральных асяроддзях, як амфатэрныя павярхоўна -актыўныя рэчывы. Lauryl Lysine (LL) і алкокси (2-гидроксипропил) аргінін-адзіны вядомыя амфатэрныя павярхоўна-актыўныя рэчывы на аснове амінакіслот. LL - гэта кандэнсацыйны прадукт лізіну і лаўрынавай кіслаты. З -за сваёй амфатэрычнай структуры LL нераствараецца практычна ва ўсіх тыпах растваральнікаў, за выключэннем вельмі шчолачных або кіслых растваральнікаў. Як арганічны парашок, LL мае выдатную адгезію да гідрафільных паверхняў і нізкі каэфіцыент трэння, што дае гэтай павярхоўна -актыўнай здольнасці змазкі. LL шырока выкарыстоўваецца ў скурных крэмах і кандыцыянерах для валасоў, а таксама выкарыстоўваецца ў якасці змазкі.
④nonionic AAS
Неянічныя павярхоўна -актыўныя рэчывы характарызуюцца палярнымі групамі галавы без фармальных зарадаў. Аль-Сабаг і інш. ад растваральных нафты α-амінакіслот. У гэтым працэсе спачатку L-фенілаланін (LEP) і L-лейцын былі ўпершыню эстэрыфікаваны з гексадэканолам з наступным амідацыяй з пальміцінай кіслатой, каб даць два аміды і два эфіры α-амінакіслот. Затым аміды і эфіры падвяргаліся рэакцыі кандэнсацыі з аксідам этылену для падрыхтоўкі трох вытворных фенілаланіну з рознай колькасцю поліаксіэтылен (40, 60 і 100). Было выяўлена, што гэтыя неінічныя АА маюць добрыя мыйныя сродкі і пеністыя ўласцівасці.
05 Сінтэз
5.1 Асноўны сінтэтычны маршрут
У ААС гідрафобныя групы могуць быць прымацаваны да ўчасткаў аміну або карбонавай кіслаты, альбо праз бакавыя ланцугі амінакіслот. Зыходзячы з гэтага, даступныя чатыры асноўныя сінтэтычныя маршруты, як паказана на малюнку 5.
Мал.5 Фундаментальныя шляхі сінтэзу павярхоўна-актыўных рэчываў на аснове амінакіслот
| Шлях 1. Амфіфільныя эфірныя аміны выпрацоўваюцца рэакцыямі эстэрыфікацыі, і ў гэтым выпадку сінтэз павярхоўна -актыўных рэчываў звычайна дасягаецца шляхам рэфлюксіруючы тлустыя спірты і амінакіслоты пры наяўнасці абязводжвання і кіслага каталізатара. У некаторых рэакцыях серная кіслата дзейнічае як каталізатар, так і абязводжваючы сродак.
Шлях 2. Актываваныя амінакіслоты ўступаюць у рэакцыю з алкиламінамі, утвараючы амідныя сувязі, што прыводзіць да сінтэзу амфіфільных амідаамінаў.
Шлях 3. Амідо кіслаты сінтэзуюцца шляхам рэагавання аміна -груп амінакіслот з аміда -кіслотамі.
Шлях 4. Алкілавыя амінакіслоты з доўгай ланцугамі сінтэзаваліся рэакцыяй амінных груп з галоалканам. |
5.2 Поспехі ў сінтэзе і вытворчасці
5.2.1 Сінтэз павярхоўна-актыўных рэчываў з адна ланцужок/пептыда
N-ACYL або O-ACYL амінакіслоты або пептыды могуць быць сінтэзаваны пры дапамозе ферментаў, ацыляцыі аміну або гідраксільных груп з тлустымі кіслотамі. Самы ранні справаздачу аб сінтэзе амінакіслотнага амінакіслотнага амінакіслотнага амінакіслоты або вытворных метылавых эфіраў, якія выкарыстоўваюцца Candida Antarctica, з 25% да 90% у залежнасці ад мэты амінакіслоты. У некаторых рэакцыях метылавы этылавы кетон таксама выкарыстоўваецца як растваральнік. Vonderhagen et al. Таксама апісана таксама ліпаза і каталізаваныя N-ацыляцыйныя рэакцыі амінакіслот, гідралізатаў бялку і/або іх вытворных пры дапамозе сумесі вады і арганічных растваральнікаў (напрыклад, диметилформамид/вада) і метилтил-кетона.
У першыя дні галоўнай праблемай з сінтэзам ААС, каталізаваным ферментам, стала нізкая ўраджайнасць. Паводле Valivety et al. Выхад N-тэтрадэканоілавых вытворных амінакіслот склаў толькі 2% -10% нават пасля выкарыстання розных ліпазаў і інкубацыі пры 70 ° С на працягу многіх дзён. Montet et al. Таксама ўзнікаюць праблемы, якія тычацца нізкага выхаду амінакіслот у сінтэзе N-ацыл лізіну з выкарыстаннем тлустых кіслот і раслінных алеяў. Па іх словах, максімальная ўраджайнасць прадукту склаў 19% ва ўмовах без растваральнікаў і з выкарыстаннем арганічных растваральнікаў. Тая ж праблема сутыкнулася з Valivety et al. Пры сінтэзе вытворных метылавых эфіраў N-CBZ-L-Lysine або N-CBZ-Lysine.
У гэтым даследаванні яны сцвярджалі, што выхад 3-O-тэтрадэканоіл-серын склаў 80% пры выкарыстанні серыну N-абароненай у якасці субстрата і Novozyme 435 у якасці каталізатара ў расплаўленым асяроддзі без растваральнікаў. Nagao and Kito studied the O-acylation of L-serine, L-homoserine, L-threonine and L-tyrosine (LET) when using lipase The results of the reaction (lipase was obtained by Candida cylindracea and Rhizopus delemar in aqueous buffer medium) and reported that the yields of acylation of L-homoserine and L-serine were somewhat low, while no Ацыляцыя L-тэоніну і дазвол адбыўся.
Многія даследчыкі падтрымалі выкарыстанне недарагіх і лёгка даступных субстратаў для сінтэзу эканамічна эфектыўнага ААС. Су і інш. сцвярджае, што падрыхтоўка павярхоўна-актыўных рэчываў на аснове пальмавага алею лепш за ўсё працуе з иммобилизированным ліпоэнзімам. Яны адзначылі, што ўраджайнасць прадукцыі будзе лепш, нягледзячы на працаёмкую рэакцыю (6 дзён). Герова і інш. даследаваў сінтэз і павярхоўную актыўнасць хіральнага N-Palmitomyl AAS на аснове метионина, проліну, лейцыну, трэаніну, фенілаланіну і фенилгліцыну ў цыклічнай/рацэмічнай сумесі. Панг і Чу апісалі сінтэз манамераў на аснове амінакіслот, а мономеры на аснове дыкарбанальнай кіслаты ў растворы Шэраг функцыянальных і біяраскладальных амінакіслотных эфіраў поліаміду былі сінтэзаваны з дапамогай сумесных рэакцый у растворы.
Кантоузен і Геррэйра паведамілі пра эстэрыфікацыю карбонавых кіслотных груп Boc-Ala-OH і Boc-Asp-OH з аліфатычнымі спіртамі і дыёламі з доўгай ланцугом, а дыхлараметан у якасці растваральніка і агарозы 4B (Sepharose 4B). У гэтым даследаванні рэакцыя Boc-Ala-OH з тлустымі спіртамі да 16 вугляродаў давала добрую ўраджайнасць (51%), у той час як для Boc-Asp-Oh 6 і 12 вугляродаў былі лепш, з адпаведным выхадам 63% [64]. 99,9%) пры ўраджаі ў межах ад 58%да 76%, якія былі сінтэзаваны ўтварэннем амідных сувязяў з рознымі акрыламінамі з доўгай ланцугом або эфірнымі сувязямі з тлушчавымі спіртамі CBZ-ARG-OME, дзе папаін дзейнічаў як каталізатар.
5.2.2 Сінтэз павярхоўна-актыўных рэчываў на аснове геміні/пептыда
Павярхоўна-актыўныя рэчывы на аснове амінакіслот складаюцца з двух малекул AAS прама ланцуга, звязаных галавой да галавы адзін з адным, пракладчычнай групай. Існуе 2 магчымыя схемы для хемоэнзіматычнага сінтэзу павярхоўна-актыўных рэчываў на аснове амінакіслотнай кіслаты (малюнкі 6 і 7). На малюнку 6, 2 амінакіслотныя вытворныя рэагуюць са злучэннем у выглядзе пракладкі, а затым уводзяцца 2 гідрафобныя групы. На малюнку 7 дзве прама ланцужкі непасрэдна звязаны паміж сабой двухфункцыянальнай групай пракладкі.
Самае ранняе развіццё сінтэзу ліпааміна-двайнят-ліпааміновых кіслот упершыню ўпершыню ўпершыню была ўпершыню Valivety et al. Yoshimura et al. даследаваў сінтэз, адсорбцыю і агрэгацыю павярхоўна-актыўнага рэчыва на аснове амінакіслот на аснове цыстыну і N-алкил-браміду. Сінтэзаваныя павярхоўна -актыўныя рэчывы параўноўваюць з адпаведнымі манамернымі павярхоўна -актыўнымі рэчывамі. Фаўстына і інш. Апісаны сінтэз манамернага АА на аснове аніённай мачавіны на аснове L-цистина, D-цыстыну, DL-цистина, L-цистеина, L-метыёніну і L-сульфааланіна і іх парах двайнят пры дапамозе характарыстыкі іх. Было паказана, што значэнне CMC Gemini было ніжэй, параўноўваючы манамер і Блізняты.
Мал.
Мал.7 Сінтэз Блізнятаў AASS з выкарыстаннем біфункцыянальнага пракладкі і AAS
5.2.3 Сінтэз павярхоўна -актыўных рэчываў гліцэраліпідаў/пептыдаў
Павярхоўна-актыўныя рэчывы гліцэраліпідаў/пептыдаў- гэта новы клас ліпідных амінакіслот, якія з'яўляюцца структурнымі аналагамі моно- (або ды-) эфіраў і фасфаліпідаў, дзякуючы структуры адной ці дзвюх тлушчавых ланцугоў з адной амінакіслотай, звязанай з асновай гліцэрыны з эфірнай сувяззю. Сінтэз гэтых павярхоўна -актыўных рэчываў пачынаецца з падрыхтоўкі эфіраў гліцэрыны амінакіслот пры падвышанай тэмпературы і пры наяўнасці кіслага каталізатара (напрыклад, BF 3). Сінтэз, каталізаваны ферментамі (з выкарыстаннем гідралаз, пратэаз і ліпазы ў якасці каталізатараў) таксама з'яўляецца добрым варыянтам (мал. 8).
Паведамлялася пра сінтэз дыларыляванага аргініну, каталізаванага ферментамі, кан'югаты гліцэрыдаў з выкарыстаннем папаіна. Таксама паведамлялася пра сінтэз кан'югатаў эфіру дыяцылгліцэрыну з асетыринина і ацэнкі іх фізіка -хімічных уласцівасцей.
Мал.8 Сінтэз кан'югатаў амінакіслот мона і дыяцылгліцэрын
SPACER: NH- (CH2)10-NH: COMOUNDB1
SPACER: NH-C6H4-NH: COMOUNDB2
Spacer: CH2-Х2: COMOUNDB3
Мал.9 Сінтэз сіметрычных амфіфілаў, атрыманых з трыс (гідраксіметыл) амінаметану
5.2.4 Сінтэз павярхоўна-актыўных рэчываў на аснове бола/пептыда
Ампіфілы на аснове амінакіслоты ўтрымліваюць 2 амінакіслоты, якія звязаны з адной гідрафобнай ланцужком. Franschi і інш. апісаны сінтэз амфіфілаў тыпу бола з 2 амінакіслотамі (D- або L-аланін або L-гістыдын) і 1 алкил-ланцуг рознай даўжыні і даследаваў іх павярхоўную актыўнасць. Яны абмяркоўваюць сінтэз і агрэгацыю новых амфіфілаў тыпу бола з амінакіслотнай фракцыяй (выкарыстоўваючы альбо незвычайную β-амінакіслоту, альбо спірт) і пракладку C12 -C20. Нестандартныя β-амінакіслоты, якія выкарыстоўваюцца, могуць быць цукровым амінакідам, азідатымінам (AZT), атрыманым амінакіслотай, амінакіслотай нарборнену і амінакіраваным алкаголем, атрыманым з AZT (мал. 9). Сінтэз сіметрычнага амфіфілаў тыпу бола, атрыманы з Tris (гідраксіметыл) амінаметану (TRIS) (мал. 9).
06 Фізіка -хімічныя ўласцівасці
Агульнавядома, што павярхоўна -актыўныя рэчывы на аснове амінакіслот (AAS) маюць разнастайны і універсальны характар і маюць добрую прыдатнасць у многіх прыкладаннях, такіх як добрая растваранне, добрыя ўласцівасці эмульгацыі, высокая эфектыўнасць, высокая эфектыўнасць павярхоўнай актыўнасці і добрую ўстойлівасць да цвёрдай вады (талерантнасць да кальцыя).
Зыходзячы з уласцівасцей павярхоўна -актыўных рэчываў амінакіслот (напрыклад, павярхоўнае нацяжэнне, CMC, фазавае паводзіны і тэмпература Krafft), пасля шырокіх даследаванняў былі дасягнуты наступныя высновы - павярхоўная актыўнасць ААС пераўзыходзіць актыўнасць яго звычайнага аналага -павярхоўна -актыўнага рэчыва.
6.1 Крытычная канцэнтрацыя мицелл (CMC)
Крытычная канцэнтрацыя мицелл - адзін з важных параметраў павярхоўна -актыўных рэчываў і рэгулюе мноства актыўных павярхоўных уласцівасцей, такіх як растваранне, лізіс клетак і яго ўзаемадзеянне з біяфільмамі і г.д. У цэлым павялічваючы даўжыню ланцуга вуглевадароду (павелічэнне гідрафобічнасці) прыводзіць да зніжэння кошту CMC рашэння абгрунтаванага дзеяння, што павялічвае актыўнасць павярхоўнай актыўнасці. Павярхоўна -актыўныя рэчывы на аснове амінакіслот звычайна маюць меншыя значэнні CMC у параўнанні са звычайнымі павярхоўна -актыўнымі рэчывамі.
Праз розныя камбінацыі галаўных груп і гідрафобных хвастоў (мона-катыённыя амід, бія-катыённы амід, бія-катыённы амід-эфір), Infate і інш. Сінтэзаваны тры ААС на аснове аргініна і вывучалі іх CMC і γCMC (павярхоўнае нацяжэнне ў CMC), паказваючы, што значэнні CMC і γCMC зніжаліся з павелічэннем гідрафобнай даўжыні хваста. У іншым даследаванні Singare і Mhatre выявілі, што CMC павярхоўна-актыўных рэчываў N-α-ацыларыгіну памяншалася з павелічэннем колькасці гідрафобных атамаў вугляроду хваста (табліца 1).
Yoshimura et al. даследаваў CMC з амінакіслотных павярхоўна-актыўных рэчываў на аснове цыстэіну і паказаў, што CMC знізілася, калі даўжыня вугляроднай ланцуга ў гідрафобнай ланцугу павялічвалася з 10 да 12. Далейшае павелічэнне даўжыні вугляроду да 14 прывяла да павелічэння CMC, што пацвердзіла, што даўно шнура-геміні павярхоўныя дзеянні маюць больш нізкую ацэнку.
Фаўстына і інш. паведамляецца пра адукацыю змешаных мицелл у водных растворах аніённых павярхоўна -актыўных рэчываў на аснове цыстыну. Павярхоўна -актыўныя рэчывы -Блізняты таксама параўноўваюць з адпаведнымі звычайнымі манамернымі павярхоўна -актыўнымі рэчывамі (C 8 Cys). Як паведамлялася, значэнні CMC сумесяў ліпідных сімпатычных рэчываў былі ніжэй, чым у чыстых павярхоўна-актыўных рэчываў. Павярхоўна-актыўныя рэчывы і 1,2-дигептаноил-сн-гліцэрыл-3-фасфахалін, вадараспушчальны, міцэл-фасфаліпід, меў CMC на мілімолярным узроўні.
Шрэстха і Арамакі даследавалі адукацыю вязкаэластычных чарвякоў, падобных на міцэл, у водных растворах змешаных аніённа-ноніённых павярхоўных рэчываў на аснове амінакіслот пры адсутнасці соляў прымешак. У гэтым даследаванні было выяўлена, што N-додэцыл-глутамат мае больш высокую тэмпературу Krafft; Аднак пры нейтралізацыі асноўнай амінакіслотай L-лізіну ён стварае мицеллы, і раствор пачаў паводзіць сябе як ньютонаўская вадкасць пры 25 ° С.
6.2 Добрая растваральнасць вады
Добрая растваральнасць у вадзе ААС звязана з наяўнасцю дадатковых сувязі. Гэта робіць AAS больш біяраскладальным і экалагічна чыстым, чым адпаведныя звычайныя павярхоўна -актыўныя рэчывы. Растваральнасць у вадзе N-ацыл-L-глютамінавай кіслаты яшчэ лепш з-за 2 карбоксільных груп. Растваральнасць у вадзе CN (CA) 2 таксама добрая, паколькі ў 1 малекуле ёсць 2 іённыя групы аргініну, што прыводзіць да больш эфектыўнай адсорбцыі і дыфузіі на клеткавым інтэрфейсе і нават эфектыўнага тармажэння бактэрый пры больш нізкіх канцэнтрацыях.
6,3 тэмпература Krafft і кропка Krafft
Тэмпературу Krafft можна зразумець як спецыфічнае паводзіны растваральнасці павярхоўна -актыўных рэчываў, растваральнасць якіх рэзка павялічваецца вышэй за пэўную тэмпературу. Іённыя павярхоўна -актыўныя рэчывы маюць тэндэнцыю ствараць цвёрдыя гідраты, якія могуць выпадаць з вады. Пры пэўнай тэмпературы (так званая тэмпература Krafft) звычайна назіраецца драматычнае і перарывістае павелічэнне растваральнасці павярхоўна-актыўных рэчываў. Крафт -кропкай іённага павярхоўна -актыўнага рэчыва з'яўляецца яго тэмпература Krafft на CMC.
Гэтая характарыстыка растваральнасці звычайна назіраецца для іённых павярхоўна -актыўных рэчываў і можа быць растлумачана наступным чынам: растваральнасць мономера без павярхоўна -актыўных рэчываў абмежаваная ніжэй тэмпературы Krafft, пакуль не будзе дасягнута кропка Krafft, дзе яго растваральнасць паступова павялічваецца з -за фарміравання міцэле. Каб забяспечыць поўную растваральнасць, неабходна падрыхтаваць прэпараты павярхоўна -актыўных рэчываў пры тэмпературы над кропкай Крафта.
Тэмпература Крафта ААС была вывучана і параўноўвалася з звычайнымі сінтэтычнымі павярхоўна-актыўнымі рэчывамі. Шрэстха і Арамакі вывучалі тэмпературу Крафта на аснове ААС на аргініне і выявілі, што крытычная канцэнтрацыя міцэлы выяўляла паводзіны агрэгацыі ў выглядзе папярэдне-міклелаў вышэй 2-5 × 10-6 мл-L-L-L-1, якія вынікаюць пры нармальнай форме міцэль (OHTA al. Сін, сінхранізаваны сігналізаванымі сіламі, якія сінхранізаваны ў выглядзе сінхранізаваных тыпаў, якія тычацца мікраэлементаў (OHTA і інш. N-HEXADECANOYL AAS і абмяркоўваў сувязь паміж іх тэмпературай KRAFFT і рэшткамі амінакіслот.
У эксперыментах было ўстаноўлена, што тэмпература Krafft N-Hexadecanoyl AAS павялічвалася са зніжэннем памеру рэшткаў амінакіслот (фенілаланіну-выключэннем), у той час як цяпло растваральнасці (паглынанне цяпла) з памяншэннем памеру рэшткаў амінакіслот (за выключэннем гліцыну і фенілаланіну). Было зроблена выснова, што як у аланіне, так і ў фенілаланіне ўзаемадзеянне DL мацнейшае за ўзаемадзеянне LL у цвёрдай форме солі N-гексадэканоіла AAS.
Брыта і інш. Вызначаючы тэмпературу Krafft трох серый новых павярхоўна-актыўных рэчываў на аснове амінакіслот з выкарыстаннем дыферэнцыяльнай мікракалорыметрыі сканавання і выявіла, што змяненне іёна трыфторуацетата да іёна ёдыду прывяло да значнага павышэння тэмпературы Krafft (каля 6 ° С), ад 47 ° С да 53 ° С. Наяўнасць CIS-дублёвых сувязяў і ненасычанасць, якая прысутнічае ў даўгавечных серыяватах, прывяло да значнага зніжэння тэмпературы Крафта. Як паведамляецца, N-додэцыл-глутамат мае больш высокую тэмпературу Krafft. Аднак нейтралізацыя з асноўнай амінакіслотай L-лізіну прывяла да адукацыі мицелл у растворы, якія паводзілі сябе як ньютонаўскія вадкасці пры 25 ° С.
6.4 Павярхоўнае нацяжэнне
Павярхоўнае нацяжэнне павярхоўна -актыўных рэчываў звязана з даўжынёй ланцуга гідрафобнай часткі. Чжан і інш. Вызначаецца павярхоўнае нацяжэнне какаілавага гліцыната натрыю метадам Wilhelmy (25 ± 0,2) ° С і вызначала значэнне павярхоўнага нацяжэння пры CMC як 33 мн -м -1, CMC як 0,21 ммоль -L -1. Yoshimura et al. Вызначаецца павярхоўнае нацяжэнне павярхоўнага нацяжэння на аснове амінакіслот 2С N Cys на паверхневае нацяжэнне 2C N Cys. Было ўстаноўлена, што павярхоўнае нацяжэнне пры CMC памяншаецца з павелічэннем даўжыні ланцуга (да n = 8), у той час як тэндэнцыя была адменена для павярхоўна -актыўных рэчываў з n = 12 і даўжэйшай даўжыні ланцуга.
Быў таксама вывучаны ўплыў CAC1 2 на павярхоўнае нацяжэнне дыкарбаксіліраванага амінакіслотнага павярхоўна-актыўных рэчываў. У гэтых даследаваннях CAC1 2 дадаюць у водныя растворы з трох дикарбоксилированных амінакіслотных павярхоўна-актыўных рэчываў (C12 Malna 2, C12 ASPNA 2 і C12 Gluna 2). Значэнні плато пасля CMC параўноўвалі, і было ўстаноўлена, што павярхоўнае нацяжэнне знізілася пры вельмі нізкіх канцэнтрацыях CAC1 2. Гэта звязана з уплывам іёнаў кальцыя на размяшчэнне павярхоўна-актыўнага рэчыва на інтэрфейсе газа-вада. З іншага боку, напружанасць соляў соляў N-додэцыламіномаланата і N-додэцыласпартата таксама была амаль пастаяннай да 10 ммоль-L -1 CAC1 2. Вышэй за 10 ммоль -L -1 павярхоўнае нацяжэнне рэзка ўзрастае з -за адукацыі ападкаў кальцыя солі павярхоўна -актыўнага рэчыва. Для солі на натрыю N-додэцыл-глутамата, умеранае даданне CAC1 2 прывяло да значнага зніжэння павярхоўнага нацяжэння, у той час як далейшае павелічэнне канцэнтрацыі CAC1 2 больш не выклікала значных змен.
Каб вызначыць кінетыку адсорбцыі AAS Gemini-type на інтэрфейсе газа-вада, дынамічнае павярхоўнае нацяжэнне вызначалася з выкарыстаннем максімальнага метаду ціску бурбалак. Вынікі паказалі, што за самы доўгі час тэсту дынамічнае павярхоўнае нацяжэнне 2C 12 CYS не змянілася. Зніжэнне дынамічнага павярхоўнага нацяжэння залежыць толькі ад канцэнтрацыі, даўжыні гідрафобных хвастоў і колькасці гідрафобных хвастоў. Павелічэнне канцэнтрацыі павярхоўна -актыўнага рэчыва, памяншэнне даўжыні ланцуга, а таксама колькасць ланцугоў прывяло да больш хуткага распаду. Вынікі, атрыманыя для больш высокіх канцэнтрацый C N Cys (n = 8 да 12), былі вельмі блізкія да γ CMC, вымяранага метадам Вільгельмі.
У іншым даследаванні дынамічная напружанасць паверхні цистина дыларыла натрыю (SDLC) і цыстыну натрыю дыдэкаміна вызначаліся метадам пласціны Вільгельмі, і, акрамя таго, напружанасць паверхні раўнавагі іх водных раствораў вызначалася метадам аб'ёму падзення. Рэакцыя дисульфидных сувязей таксама была даследавана і іншымі метадамі. Даданне меркаптоэтанолу да 0,1 ммоль -L -1SDLC прывяло да хуткага павелічэння павярхоўнага нацяжэння з 34 мн -м -1 да 53 мн -м -1. Паколькі NACLO можа акісляцца дисульфидныя сувязі SDLC з групамі сульфоновай кіслаты, у раствор NaClo (5 ммоль -L -1) не назіраецца агрэгатаў (5 ммоль -л -1). Электронная мікраскапія перадачы і вынікі дынамічнага рассейвання святла паказалі, што ў растворы не ўтвараюцца агрэгаты. Было выяўлена, што павярхоўнае нацяжэнне SDLC павялічваецца з 34 мн -м -1 да 60 мн -м -1 на працягу 20 мін.
6,5 двайковыя ўзаемадзеянні паверхні
У навуках аб жыцці шэраг груп вывучалі вібрацыйныя ўласцівасці сумесяў катыённых ААС (павярхоўна-актыўныя рэчывы на аснове дыягілгліцэры) і фасфаліпіды на інтэрфейсе газа-вада, нарэшце, заключаючы, што гэтая неідальная ўласцівасць выклікае распаўсюджанасць электрастатычных узаемадзеянняў.
6.6 Уласцівасці агрэгацыі
Дынамічнае рассейванне святла звычайна выкарыстоўваецца для вызначэння ўласцівасцей агрэгацыі манамераў на аснове амінакіслот і павярхоўна-актыўных рэчываў у канцэнтрацыі вышэй CMC, што дае відавочны гідрадынамічны дыяметр DH (= 2R H). Агрэгаты, утвораныя C N Cys і 2Cn Cys, адносна вялікія і маюць шырокае размеркаванне ў параўнанні з іншымі павярхоўна -актыўнымі рэчывамі. Усе павярхоўна -актыўныя рэчывы, за выключэннем 2C 12 Cys, звычайна ўтвараюць агрэгаты каля 10 нм. Памеры мицелл павярхоўна -актыўных рэчываў значна большыя, чым у іх манамерных аналагаў. Павелічэнне даўжыні вуглевадароднай ланцуга таксама прыводзіць да павелічэння памеру мицелл. Ohta et al. апісаны ўласцівасці агрэгацыі трох розных стэрэаізамераў N-додэцыл-феніл-аланіл-феніл-аланін-тэтраметиламмония ў водным растворы і паказалі, што диастереоизомеры маюць тую ж крытычную канцэнтрацыю агрэгацыі ў водным растворы. Iwahashi et al. investigated by circular dichroism, NMR and vapor pressure osmometry the The formation of chiral aggregates of N-dodecanoyl-L-glutamic acid, N-dodecanoyl-L-valine and their methyl esters in different solvents (such as tetrahydrofuran, acetonitrile, 1,4-dioxane and 1,2-dichloroethane) with rotational Уласцівасці даследавалі кругавы дыхроізм, ЯМР і осмаметрыя ціску пары.
6.7 Міжфазная адсорбцыя
Міжфазная адсорбцыя павярхоўна-актыўных рэчываў на аснове амінакіслот і яго параўнанне з звычайным аналагам таксама з'яўляецца адным з напрамкаў даследавання. Напрыклад, былі даследаваны міжфазныя адсорбцыйныя ўласцівасці дадэцыльных эфіраў араматычных амінакіслот, атрыманых ад LET і LEP. Вынікі паказалі, што LET і LEP выяўлялі больш нізкія міжфазныя ўчасткі на інтэрфейсе газа-вадкасці і на інтэрфейсе вады/гексану адпаведна.
Бордэс і інш. даследавалі паводзіны раствора і адсорбцыю на інтэрфейсе газа-вадой трох дыкарбонавага амінакіслотнага павярхоўна-актыўнага рэчыва, солі на нетрыям глутамата дадэцыл, додэцыл-аспартата і амінамаланата (з 3, 2 і 1 атама вугляроду паміж дзвюма карбоксільнымі групамі адпаведна). Згодна з гэтым дакладам, CMC дикарбоксилированных павярхоўна-актыўных рэчываў была ў 4-5 разоў вышэй, чым у солі монокарбоксилированной дадэцыл-гліцыну. Гэта тлумачыцца фарміраваннем вадародных сувязяў паміж дыкарбоксилированным павярхоўна -актыўным рэчывам і суседнімі малекуламі праз амідныя групы.
6,8 Фазавое паводзіны
Ізатропныя перарывістыя кубічныя фазы назіраюцца для павярхоўна -актыўных рэчываў у вельмі высокіх канцэнтрацыях. Малекулы павярхоўна -актыўных рэчываў з вельмі вялікімі галаўнымі групамі, як правіла, утвараюць агрэгаты меншай станоўчай крывізны. Marques et al. studied the phase behavior of the 12Lys12/12Ser and 8Lys8/16Ser systems (see Figure 10), and the results showed that the 12Lys12/12Ser system has a phase separation zone between the micellar and vesicular solution regions, while the 8Lys8/16Ser system The 8Lys8/16Ser system shows a continuous transition (elongated micellar phase region between the small micellar phase region and the vesicle Фазавая вобласць). Варта адзначыць, што для вобласці везікуліцы сістэмы 12LYS12/12SER, везікулы заўсёды суіснуюць з міцэл, у той час як у вобласці везікул 8 -й/16SER ёсць толькі везікулы.
Катаніённыя сумесі павярхоўна-актыўных рэчываў на аснове лізіна і серыну: сіметрычная пара 12LYS12/12SER (злева) і асіметрычная пара 8LYS8/16SER (справа)
6.9 Эмульгацыйныя здольнасці
Kouchi і інш. вывучыў эмульгатызацыю здольнасці, міжфазная напружанасць, дысперсільнасць і глейкасць N- [3-додецыл-2-гідраксіпрапіл] -l-аргінін, L-глутамат і іншыя ААС. У параўнанні з сінтэтычнымі павярхоўна -актыўнымі рэчывамі (іх звычайныя неіённыя і амфатэрныя аналагі), вынікі паказалі, што АА валодае больш высокай эмульсіфікаванай здольнасцю, чым звычайныя павярхоўна -актыўныя рэчывы.
Baczko et al. Сінтэзаваны новы павярхоўна -актыўныя рэчывы аніённых амінакіслот і даследаваў іх прыдатнасць як растваральнікі хіральнай арыентаванай ЯМР -спектраскапіі. Шэраг сульфонатных амфіфільных L-PHE або L-Ala вытворных з рознымі гідрафобнымі хвастамі (пентил ~ тэтрадэцыл) сінтэзаваліся шляхам рэакцыі амінакіслот з ангідрыдам O-сульфабензой. Ву і інш. сінтэзаваныя солі натрыю N-тлустых ацыл ААС ідаследаваў іх здольнасць да эмульгацыі ў эмульсах на алей у вадзе, і вынікі паказалі, што гэтыя павярхоўна-актыўныя рэчывы лепш працуюць з этылацэтатам як алейнай фазай, чым з н-гексана, як алейная фаза.
6.10 Поспехі ў сінтэзе і вытворчасці
Моцная воданепранікальнасць можна зразумець як здольнасць павярхоўна -актыўных рэчываў супрацьстаяць наяўнасці іёнаў, такіх як кальцый і магній у цвёрдай вадзе, гэта значыць, здольнасць пазбягаць ападкаў у мыла кальцыя. Павярхоўна -актыўныя рэчывы з высокай цвёрдай воднай устойлівасцю вельмі карысныя для прэпаратаў для мыйных сродкаў і сродкаў асабістай гігіены. Моцная рэзістэнтнасць да вады можна ацаніць шляхам вылічэння змены растваральнасці і павярхоўнай актыўнасці павярхоўна -актыўнага рэчыва пры наяўнасці іёнаў кальцыя.
Яшчэ адзін спосаб ацаніць цвёрдую воданепранікальнасць - гэта вылічэнне працэнта або грам павярхоўна -актыўнага рэчыва, неабходных для мыла кальцыя, утворанага ад 100 г олеата натрыю, які будзе рассеяны ў вадзе. У раёнах з высокай цвёрдай вадой, высокая канцэнтрацыя іёнаў кальцыя і магнію і ўтрымання мінералаў могуць зрабіць некаторыя практычныя прымяненне. Часта іён натрыю выкарыстоўваецца ў якасці лічыльніка іёна сінтэтычнага аніённага павярхоўна -актыўнага рэчыва. Паколькі дивавал іёна кальцыя звязана з абедзвюма малекуламі павярхоўна -актыўных рэчываў, гэта прымушае павярхоўна -актыўнага рэчыва больш ахвотна выпадаць, што, што робіць мыйны сродак менш верагодным.
На вывучэнне цвёрдай воданепранікальнасці ААС паказала, што на кіслату і цвёрдую воданепранікальнасць моцна ўплываюць дадатковая карбоксільная група, а кіслата і цвёрдая воданепранікальнасць павялічыліся далей з павелічэннем даўжыні групы пракладкі паміж дзвюма карбоксільнымі групамі. Парадак кіслаты і цвёрдай воданепранікальнасці складаў C 12 гліцыната <C 12 аспартата <C 12 глутамата. Параўноўваючы дикарбоксилированный амідную сувязь і дикарбоксилированный амінакіраванымі, адпаведна, было ўстаноўлена, што дыяпазон pH апошняга быў больш шырокі і яго павярхоўная актыўнасць павялічылася з даданнем адпаведнай колькасці кіслаты. Дыкарбаксіліраваныя N-алкил-амінакіслоты выявілі хелатыруючы эфект пры наяўнасці іёнаў кальцыя, а C 12 аспартат утварае белы гель. C 12 Глютамат прадэманстраваў высокую павярхоўную актыўнасць пры высокай канцэнтрацыі Са 2+ і, як чакаецца, будзе выкарыстоўвацца ў апрасненні марской вады.
6.11 Дысперснасць
Дысперсія ставіцца да здольнасці павярхоўна -актыўнага рэчыва прадухіляць зліццё і ссяданне павярхоўна -актыўнага рэчыва ў растворы.Дысперсічнасць - гэта важная ўласцівасць павярхоўна -актыўных рэчываў, што робіць іх прыдатнымі для выкарыстання ў мыйных сродках, касметыцы і фармацэўтычных прэпаратах.Дысперсійны сродак павінен утрымліваць эфір, эфір, амід або аміналагічную сувязь паміж гідрафобнай групай і тэрмінальнай гідрафільнай групай (або сярод гідрафобных груп прамой ланцуга).
Звычайна аніённыя павярхоўна -актыўныя рэчывы, такія як алканаламідо, сульфаты і амфатэрычныя павярхоўна -актыўныя рэчывы, такія як амідосульфобетаін, асабліва эфектыўныя, бо рассеяныя рэчывы для мыла кальцыя.
Шматлікія навукова-даследчыя намаганні вызначылі дысперсійнасць ААС, дзе лізін N-лаўроіл дрэнна сумяшчальны з вадой і складана ў выкарыстанні для касметычных прэпаратаў.У гэтай серыі N-ацыл-замешчаныя асноўныя амінакіслоты маюць цудоўную дысперсійнасць і выкарыстоўваюцца ў касметычнай прамысловасці для паляпшэння прэпаратаў.
07 Таксічнасць
Звычайныя павярхоўна -актыўныя рэчывы, асабліва катыённыя павярхоўна -актыўныя рэчывы, вельмі таксічныя для водных арганізмаў. Іх вострая таксічнасць звязана з з'явай адсорбцыйнага іённага ўзаемадзеяння павярхоўна-актыўных рэчываў на інтэрфейсе клеткавай вады. Зніжэнне CMC павярхоўна -актыўных рэчываў звычайна прыводзіць да больш моцнай міжфазнай адсорбцыі павярхоўна -актыўных рэчываў, што звычайна прыводзіць да іх падвышанай вострай таксічнасці. Павелічэнне даўжыні гідрафобнай ланцуга павярхоўна -актыўных рэчываў таксама прыводзіць да павелічэння вострай таксічнасці павярхоўна -актыўнай рэчывы.Большасць АА нізкія або нетоксичныя для людзей і навакольнае асяроддзе (асабліва для марскіх арганізмаў) і падыходзяць для выкарыстання ў якасці харчовых інгрэдыентаў, фармацэўтычных прэпаратаў і касметыкі.Многія даследчыкі прадэманстравалі, што павярхоўна-актыўныя рэчывы амінакіслоты далікатныя і неразумныя да скуры. Як вядома, павярхоўна-актыўныя рэчывы на аснове аргініну менш таксічныя, чым іх звычайныя аналагі.
Брыта і інш. Вывучалі фізіка-хімічныя і таксікалагічныя ўласцівасці амфіфілаў на аснове амінакіслот і іх [вытворных ад тыразіну (TYR), гідраксіпраліну (HYP), серыну (SER) і Lysine (Lys)] спантаннага фарміравання катыётычных везікуляў і давалі дадзеныя аб іх вострай таксічнасці да дафніі Magna (IC 50). Яны сінтэзавалі катыённыя везікулы додэцылтрыметиламмоний броміду (DTAB)/ліс-вытворцы і/або сер-/ліс-вытворныя сумесі і выпрабавалі іх экатоксічнасць і гемалітычны патэнцыял, паказваючы, што ўсе АА і іх спалучаныя везікуламі сумесяў былі менш таксічнымі, чым канвенцыяльны аб'ём, які прадугледжваў.
Роза і інш. даследаваў звязванне (асацыяцыя) ДНК са стабільнымі амінакіслотнымі катыённымі везікуламі. У адрозненне ад звычайных катыённых павярхоўна-актыўных рэчываў, якія часта выглядаюць таксічным, узаемадзеянне катыённых амінакіслотных павярхоўна-актыўных рэчываў выглядае нетоксичным. Катыённы ААС заснаваны на аргініне, які самаадвольна ўтварае стабільныя везікулы ў спалучэнні з пэўнымі аніённымі павярхоўна -актыўнымі рэчывамі. Як паведамляецца, інгібітары карозіі на аснове амінакіслот таксама не таксічныя. Гэтыя павярхоўна -актыўныя рэчывы лёгка сінтэзуюцца з высокай чысцінёй (да 99%), нізкай коштам, лёгка біяраскладальным і цалкам растваральным у водных асяроддзях. Шэраг даследаванняў паказалі, што павярхоўна-актыўныя рэчывы, якія змяшчаюць серу, пераўзыходзяць прыгнёт карозіі.
У нядаўнім даследаванні Perinelli і соавт. паведамлялася пра здавальняючы таксікалагічны профіль рамналіпідаў у параўнанні са звычайнымі павярхоўна -актыўнымі рэчывамі. Як вядома, рамналіпіды дзейнічаюць як узмацняльнікі пранікальнасці. Яны таксама паведамілі пра ўплыў рамналіпідаў на пранікальнасць эпітэлія макрамалекулярных прэпаратаў.
08 Антымікробная актыўнасць
Антымікробную актыўнасць павярхоўна -актыўных рэчываў можна ацаніць пры мінімальнай інгібітарнай канцэнтрацыі. Антымікробная актыўнасць павярхоўна-актыўных рэчываў на аснове аргініна была падрабязна вывучана. Было выяўлена, што грамотріцательныя бактэрыі больш устойлівыя да павярхоўна-актыўных рэчываў на аснове аргініна, чым грамположительных бактэрый. Антымікробная актыўнасць павярхоўна -актыўных рэчываў звычайна павышаецца за кошт наяўнасці гідраксілу, цыклопрапана або ненасычаных сувязяў у ацыльных ланцугах. Кастыла і інш. паказалі, што даўжыня ацыльных ланцугоў і станоўчы зарад вызначаюць значэнне HLB (гідрафільны ліпафільны баланс) малекулы, і яны аказваюць уплыў на іх здольнасць парушаць мембраны. Метылавы эфір Nα-ацыларгініну-яшчэ адзін важны клас катыённых павярхоўна-актыўных рэчываў з антымікробнай актыўнасцю шырокага спектру дзеяння, і ён лёгка біяраскладаецца і мае нізкую ці адсутнасць таксічнасці. Studies on the interaction of Nα-acylarginine methyl ester-based surfactants with 1,2-dipalmitoyl-sn-propyltrioxyl-3-phosphorylcholine and 1,2-ditetradecanoyl-sn-propyltrioxyl-3-phosphorylcholine, model membranes, and with living organisms in the presence or absence of external barriers have shown that this class of Павярхоўна -актыўныя рэчывы маюць добрыя антымікробныя вынікі, вынікі паказалі, што павярхоўна -актыўныя рэчывы валодаюць добрай антыбактэрыйнай актыўнасцю.
09 Рэалагічныя ўласцівасці
Рэалагічныя ўласцівасці павярхоўна -актыўных рэчываў гуляюць вельмі важную ролю ў вызначэнні і прагназаванні іх прымянення ў розных галінах, у тым ліку прадуктаў харчавання, фармацэўтычных прэпаратаў, здабычы нафты, асабістай гігіены і прадуктаў па догляду за домам. Было праведзена шматлікія даследаванні для абмеркавання залежнасці паміж глейкасцю амінакіслотных павярхоўна -актыўных рэчываў і CMC.
10 прыкладанняў у касметычнай галіне
AAS выкарыстоўваюцца ў распрацоўцы многіх сродкаў асабістай гігіены.Калій N-CocoCoyl Glycinate выяўляецца далікатным на скуры і выкарыстоўваецца ў ачышчэнні асобы для выдалення глею і макіяжу. N-ацыл-L-глютамінавая кіслата мае дзве карбоксільныя групы, што робіць яго больш растваральным. Сярод гэтых ААС ААС на аснове C 12 тлустых кіслот шырока выкарыстоўваецца ў ачышчэнні асобы для выдалення асадка і макіяжу. ААС з ланцужком C 18 выкарыстоўваюцца ў якасці эмульгатараў у сродках па догляду за скурай, а N-Lauryl Alanine Salts, як вядома, ствараюць сметанковыя пены, якія не раздражняюць скуру і таму могуць быць выкарыстаны пры фармулёўцы сродкаў па догляду за дзіцем. ААС на аснове N-Lauryl, які выкарыстоўваецца ў зубной пасты, мае добрую мыйнасць, падобную на мыла і моцную эфектыўнасць, якая інгібіруе фермент.
За апошнія некалькі дзесяцігоддзяў выбар павярхоўна -актыўных рэчываў для касметыкі, прадуктаў асабістай гігіены і фармацэўтычных прэпаратаў быў засяроджаны на нізкай таксічнасці, мяккасці, мяккасці да дотыку і бяспекі. Спажыўцы гэтых прадуктаў востра ўсведамляюць патэнцыйнае раздражненне, таксічнасць і фактары навакольнага асяроддзя.
Сёння ААС выкарыстоўваецца для фармулёўкі шматлікіх шампуняў, фарбавальнікаў для валасоў і мыла для ванны з -за шматлікіх пераваг у параўнанні з іх традыцыйнымі калегамі па касметыцы і сродках асабістай гігіены.Павярхоўна-актыўныя рэчывы на аснове бялку маюць жаданыя ўласцівасці, неабходныя для прадуктаў асабістай гігіены. У некаторых ААС ёсць магчымасці, якія ўтвараюць кіно, а іншыя маюць добрыя магчымасці пеніста.
Амінакіслоты важныя прыродныя ўвільгатняючыя фактары ў рагавіцы. Калі эпідэрмальныя клеткі паміраюць, яны становяцца часткай рагавога пласта, а ўнутрыклеткавыя вавёркі паступова дэградуюцца да амінакіслот. Затым гэтыя амінакіслоты транспартуюцца далей у рагавіцу пласта, дзе яны паглынаюць тлушчавыя або тлушчавыя рэчывы ў эпідэрмальны рагавіца пласта, тым самым паляпшаючы эластычнасць паверхні скуры. Прыблізна 50% натуральнага ўвільгатняючага фактару ў скуры складаецца з амінакіслот і піралідона.
Калаген, звычайны касметычны інгрэдыент, таксама змяшчае амінакіслоты, якія трымаюць скуру мяккай.Праблемы з скурай, такія як шурпатасць і тупасць, у значнай ступені звязаны з недахопам амінакіслот. Адно з даследаванняў паказала, што змешванне амінакіслоты з мазь з палёгкай скуры апёкі, а здзіўленыя ўчасткі вярнуліся ў нармальны стан, не стаўшы келоіднымі шнарамі.
Амінакіслоты таксама былі прызнаныя вельмі карыснымі для догляду за пашкоджанымі кутікуламі.Сухія, бясформенныя валасы могуць сведчыць аб зніжэнні канцэнтрацыі амінакіслот у моцна пашкоджаным рагавіцы пласта. Амінакіслоты маюць магчымасць пракрасціся ў кутікулу ў вала для валасоў і паглынаць вільгаць з скуры.Гэтая здольнасць павярхоўна -актыўных рэчываў на аснове амінакіслот робіць іх вельмі карыснымі ў шампунях, фарбавальніках для валасоў, змякчальнікі валасоў, кандыцыянераў для валасоў і наяўнасць амінакіслот робіць валасы моцнымі.
11 прыкладанняў у паўсядзённай касметыцы
У цяперашні час расце попыт на прэпараты мыйных сродкаў на аснове амінакіслот па ўсім свеце.Як вядома, AAS валодае лепшай здольнасцю да ачысткі, здольнасцю пеніста і змякчэння тканіны, што робіць іх прыдатнымі для хатніх мыйных сродкаў, шампуняў, мыцця цела і іншых прыкладанняў.Як паведамляецца, амфатэрная ААС, атрыманая аспараты, з'яўляецца высокаэфектыўным мыйным сродкам з хелатынгавымі ўласцівасцямі. Было выяўлена, што ўжыванне мыйных інгрэдыентаў, якія складаюцца з N-алкил-β-аміноэтокси, зніжаюць раздражненне скуры. Паведамляецца, што фігурацыя вадкага мыйнага сродку, які складаецца з N-CococoCoyl-β-амінапрапіёната, з'яўляецца эфектыўным мыйным сродкам для плям алею на металічных паверхнях. Было паказана, што павярхоўна-актыўнае рэчыва амінакарбанальнай кіслаты, C 14 Chohch 2 NHCH 2 Coona, таксама паказана, што мае лепшае мыццё і выкарыстоўваецца для ачысткі тэкстылю, дываноў, шкляных, і г.д., 2-гідраксі-3-амінопропионовая кіслата-N, N-ацэтацэчная кіслата, якая, як вядома, мае добрае комплекснае здольнасць і, такім чынам, такім чынам, што дае стабільнасць да выпечаных агентаў.
Пра падрыхтоўку прэпаратаў мыйных сродкаў на аснове N- (N'Long-Chain Acyl-β-аланіл) -β-аланін паведамлялася Keigo і Tatsuya ў патэнтах на лепшую здольнасць мыцця і стабільнасць, лёгкае разрыў пены і добрае змякчэнне тканіны. KAO распрацаваў прэпарат для мыйнага сродкі на аснове N-ACHL-1-N-гідраксі-β-аланіна і паведамлялася пра нізкае раздражненне скуры, высокую воданепранікальнасць і высокую магутнасць выдалення афарбоўвання.
Японская кампанія Ajinomoto выкарыстоўвае нізкатоксические і лёгка разбураецца АА на аснове L-глютамінавай кіслаты, L-аргініна і L-лізіну ў якасці асноўных інгрэдыентаў у шампунях, мыйных сродках і касметыцы (мал. 13). Таксама паведамлялася аб здольнасці дабавак ферментаў у прэпаратах мыйнага сродкі выдаляць забруджванне бялку. Паведамляецца, што N-Acyl AAS атрыманы з глутамінавай кіслаты, аланіну, метилглицина, серыну і аспарагінавай кіслаты для іх выкарыстання ў якасці выдатных вадкіх мыйных сродкаў у водных растворах. Гэтыя павярхоўна -актыўныя рэчывы зусім не павялічваюць глейкасць, нават пры вельмі нізкіх тэмпературах, і іх можна лёгка перанесці з посуду для захоўвання пенапласту, каб атрымаць аднастайныя пенапласты.
Час паведамлення: чэрвеня-09-2022